(57)【要約】【課題】高い精度でファイバ同士を着脱自在に接続する簡便な方法の提供。【解決手段】本発明の光ファイバ接続方法は、貫通孔を有するチューブを用意する工程と、第１、第２の光ファイバを前記貫通孔に互い逆方向より挿入する工程と、    前記第１、第２の光ファイバの先端が前記貫通孔内で接触するように保持する工程と、前記貫通孔を細めて前記第１、第２の光ファイバの先端同士が前記貫通孔内で接触し整列した状態で前記チューブにより前記第１、第２の光ファイバを支持する工程とを含む。【選択図】図１
2004170546.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
貫通孔を有するチューブを用意する工程と、
第１、第２の光ファイバを前記貫通孔に互いに逆方向より挿入する工程と、
前記第１、第２の光ファイバの先端が前記貫通孔内で接触するように保持する工程と、
前記貫通孔を細めて前記第１、第２の光ファイバの先端が前記貫通孔内で整列接触した状態で前記チューブにより前記第１、第２の光ファイバを支持する工程と、を含む光ファイバ接続方法。
【請求項２】
前記第１、第２の光ファイバを支持する工程において、前記貫通孔を細める場合、前記第１、第２の光ファイバの先端が最初に前記チューブにより支持される請求項１に記載の光ファイバ接続方法。
【請求項３】
前記貫通孔を太めて前記第１、第２の光ファイバの先端が前記貫通孔内で離れるように前記第１、第２の光ファイバの少なくとも一方を移動させる工程を追加した請求項１あるいは請求項２のいずれかに記載の光ファイバ接続方法。
【請求項４】
前記チューブが硬い外枠を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光ファイバ接続方法。
【請求項５】
前記チューブは気体、液体あるいはそれらの混合体を充填した袋で、前記貫通孔を細める工程や太める工程は該袋内の圧力を調整することによって実施される請求項１〜４のいずれかに記載の光ファイバ接続方法。
【請求項６】
前記袋に液体が充填され、該液体を加熱・気化させることによって、前記貫通孔を細めることを特徴とする請求項５に記載のファイバ接続方法。
【請求項７】
前記チューブは圧電材料を備え、前記貫通孔を細める工程や太める工程は該圧電材料に電圧を印加することによって実施される請求項１〜３のいずれかに記載の光ファイバ接続方法。
【請求項８】
互いに接続される光ファイバ対がそれぞれに挿入される１つあるいは複数の貫通孔を有するチューブと、該チューブに接続されて該貫通孔の太さを繰り返し変化させるための制御手段を備えた光ファイバ接続装置。
【請求項９】
前記チューブは硬い外枠内に収納されている請求項８に記載の光ファイバ接続装置。
【請求項１０】
前記チューブはガスを充填した袋で、前記制御手段は該ガス圧を上下させるガス圧制御手段である請求項８あるいは請求項９のいずれかに記載の光ファイバ接続装置。
【請求項１１】
前記チューブは液体充填した袋で、前記制御手段は該液体により前記袋内の圧力を上下させる液体圧力制御手段である請求項８あるいは請求項９のいずれかに記載の光ファイバ接続装置。
【請求項１２】
前記液体圧制御手段は該液体を加熱して気化することにより前記袋内の圧力を上下させる気化圧力制御手段である請求項１１に記載の光ファイバ接続装置。
【請求項１３】
前記チューブは圧電材料を備え、前記制御手段は該圧電材料に電圧を印加して前記貫通孔の太さを変化させる電歪制御手段である請求項８に記載の光ファイバ接続装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、概して光伝送路に関し、より詳細には、光ファイバの接続方法と接続装置とに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光信号を搬送する媒体として光ファイバが多用され、光ファイバの接続技術が不可欠である。そしてまた、多数の光ファイバからなる光ファイバ束を低伝送損失で接続する技術も非常に重要である。また、光ファイバを介しての光測定をおこなう機会もおおいので、そのような場合に簡単に被測定装置に測定装置側の光ファイバを容易に着脱できることも求められる。
【０００３】
光ファイバ同士を加熱融着接続する方法は広く行なわれているが、着脱可能に光ファイバを接続する第１の従来技術は、周知のようにフェルール同士を接合させて光ファイバを着脱自在に接続する光コネクタ技術である。標準化されている光コネクタ群は、０．００９ｍｍの光ファイバのコア同士を正確に接続するため、光ファイバを支持するフェルールに０．０００１ｍｍという高い精度を実現している（例えば、非特許文献１参照）。フェルール接合対の数が増えても容易にフェルールの整列ができる整列装置も考えられている（例えば、特許文献１参照）。
光ファイバを接続する第２の従来技術は、光ファイバ同士をＶ溝に入れて位置合わせしつつ突き合わせた後機械的に保持するものである（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
光ファイバを接続する第３の従来技術として、毛細管内孔に光ファイバ端部を感光樹脂で接着して、それら端部同士を突き合わせて弾性リングで保持する接続技術もある（例えば、特許文献３参照）。
さらに、光ファイバを接続する第４の従来技術として、光ファイバの融着接続部を熱収縮チューブで覆い、融着接続部と熱収縮チューブ関に紫外線硬化型接着剤を充填し、接着材を硬化させた後熱収縮チューブを収縮させて接続部の補強をおこなう技術がある（例えば、特許文献４参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−９８８６０号公報
【特許文献２】
特開２００２−２２９９６号公報
【特許文献３】
特開平４−２１３４０９号公報
【非特許文献１】
日本電信電話株式会社、”光コネクタ５種類が世界標準に−標準化によって世界の光ネットワーク構築を加速−”、［ｏｎｌｉｎｅ］、平成９年１１月１０日、ＮＥＷＳＲＥＬＥＡＳＥ、日本電信電話株式会社、［平成１４年１１月０１日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：  ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｎｔｔ．ｃｏ．ｊｐ／ｎｅｗｓ／ｎｅｗｓ９７／９７１１１０ａ．ｈｔｍｌ＞
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
第１の従来技術は広く使用されているが、着脱する用途を含め広く採用されているが、フェルール等の高精度部品の装着が必要であり、またコネクタ部分の空間が必要である。第２の従来技術は、光ファイバ同士をＶ溝に入れて位置合わせする場合の精度に限界があり、また接続部の大きさもかなりのものとなる。第３の従来技術は、毛細管を用意して接着する工事が必要であり、また、弾性リングで光ファイバの位置あわせする際の精度が低い。
また、一般に、従来技術では繰り返して着脱することを考慮していないため、繰り返し着脱を行うと構成部材の摩耗や疲労によって光ファイバの位置精度が悪くなったり、破壊したりする。従って、計測や試験／検査等のための接続機構として使用するのは適当でない。
【０００７】
本発明の目的は、上記各問題を解決し、大掛かりな設備を用いること無く、高い精度でファイバ同士を着脱自在に接続する簡便な方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の態様では、貫通孔を有するチューブを用意する工程と、第１、第２の光ファイバを前記貫通孔に互い逆方向より挿入する工程と、前記第１、第２の光ファイバの先端が前記貫通孔内で接触するように保持する工程と、前記貫通孔を細めて前記第１、第２の光ファイバの先端が前記貫通孔内で接触した状態で前記チューブにより前記第１、第２の光ファイバを支持する工程とを含む光ファイバ接続方法が与えられる。このような方法により、光ファイバを容易に芯合わせしつつ接続して整列させて保持することができる。
前記第１、第２の光ファイバを支持する工程において、前記貫通孔を細める場合前記第１、第２の光ファイバの先端が最初に前記チューブにより支持されるようにすれば、芯合わせはさらに容易である。
【０００９】
また、前記貫通孔を太めて前記第１、第２の光ファイバの先端が前記貫通孔内で互いに離れるように前記第１、第２の光ファイバの少なくとも一方を移動させる工程を追加することで、光ファイバを着脱できる接続方法が与えられる。
また、前記チューブが硬い外枠を備えるようにすれば、チューブが外側に膨張することが妨げられて、前記貫通孔の内径がより効率よく変化させ得ることに成る。
【００１０】
さらに、前記チューブは気体、液体あるいはそれらの混合体を充填した袋で、前記貫通孔を細める（収縮する）工程や太める（拡大する）工程は該袋内の圧力を調整することができる。このようにすれば、工場内等で容易に得られる空気圧や電力により簡便に光ファイバの接続をおこなうことができる。前記袋に充填された液体を加熱・気化させることができる場合は、さらに効率的に貫通孔を細めることができる。
【００１１】
前記チューブが電材料を備えるようにし、該圧電材料に電圧を印加して生じる電歪歪で貫通孔の内径を変化させることもできる。気体や液体を使用せず扱いが簡単である。
【００１２】
本発明の第２の実施態様では、互いに接続される光ファイバ対がそれぞれに挿入される１つあるいは複数の貫通孔を有するチューブと、該チューブに接続されて該貫通孔の太さを繰り返し変化させるための制御手段を備えた光ファイバ接続装置が与えられる。
【００１３】
前記第１の実施態様で説明したように、前記チューブは硬い外枠内に収納されるようにもできる。
また、前記チューブはガスを充填した袋で、前記制御手段は該ガス圧を上下させるガス圧制御手段としてもよい。
さらに、前記チューブは液体充填した袋で、前記制御手段は該液体により前記袋内の圧力を上下させる液体圧力制御手段としてもよい。
【００１４】
更に、前記前記第１の実施態様におけると同様に、液体圧制御手段は該液体を加熱して気化することにより前記袋内の圧力を上下させる気化圧力制御手段としてもよい。
【００１５】
あるいは、前記チューブは圧電材料を備え、前記制御手段は該圧電材料に電圧を印加して前記貫通孔の太さを変化させる電歪制御手段としてもよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
【００１７】
図１は本発明の原理を説明するための本発明の第１の実施例の光ファイバ接続装置１０の部分概略図である。内径を変化させることのできる貫通孔１２を備えるパイプ１１の該貫通孔１２に両端から２本の光ファイバ１４、１６を差し込んで、それらの先端同士を突き当てた後、図示しない制御手段の作用によりパイプ１１の内径を小さくして位置合わせされ整列した光ファイバ１４，１６を該パイプ１１で支持する。パイプ１１の内径を拡大すれば、光ファイバ１４、１６を相互に分離することができる。パイプ１１の構成は、以下に述べるように、種々の様式を取り得る。また、以下の本発明の実施例の説明においては、一対の光ファイバと１つの貫通孔とを示して説明するが、複数の貫通孔のそれぞれに一対ずつ、複数対の光ファイバを挿入して整列接続支持する構成も本発明の範囲に含まれることは、容易に理解できる。
【００１８】
また、本発明の性質上、光ファイバ１４，１６の整列について、それら軸方向での位置合わせの精度は比較的低くてもよく、径方向での位置合わせは高精度でなければならない。したがって、本発明の実施例の説明では径方向での位置合わせに付き説明する。特記なければ、光ファイバ１４，１６の整列、芯合わせ、位置合わせ
は同等の意味をもつ。
【００１９】
図２は図１の光ファイバ接続装置１０の断面図であり、図１おいて省略してあった制御装置２０と必要に応じて装着される外枠２８が明示的に示されている。パイプ１１は金属からなる外枠２８の内部に弾性を有する、好ましくはフッ素ゴム膜やフッ素樹脂膜等の樹脂膜である膜１５を外枠２８に貼り付け貫通孔１２を内貼りするようにして袋を形成したものである。より望ましくは図に示したように貫通孔１２の断面は円形でパイプ１１の両端部では内径（直径）が大きく、パイプ１１の中心に向かって次第に小さくなっているのがよい。
【００２０】
光ファイバ１４，１６をパイプ１１の中心にむけて寄せる力を発揮させるため、手動でそれら光ファイバ同士を押すこともできる。あるいは、例えば柔軟なローラー２９を用意して、それらの間に光ファイバ１４，１６を挟み込んで、該ローラー２９に回転力を与えて各光ファイバを移動し、適当な力が各光ファイバに印加され続けるように自動化することもできる。圧力制御装置２０は気体や液体に対する圧力を与える圧力供給手段２３と供給管２４およびバルブ２５を備えている。外枠２８には圧力供給口１８が設けられ、供給管２４によって圧力供給手段２３と接続されている。また、供給管２４の途中には気体や液体の供給をコントロールするためのバルブ２５が設けられている。
【００２１】
貫通孔１２に光ファイバ１４，１６を互いに逆方向から挿入して、周知の端末処理を施された光ファイバ１４，１６の先端同士が、できれば貫通孔１２の軸方向中心部付近において、接続されるように位置決めされる。バルブ２５を開け、圧力制御装置２０によって膜１５内部に気体や液体を供給することでパイプ１１内の圧力を上昇させ、パイプ１１を膨張させ貫通孔の内径を細め（収縮させ）、光ファイバ１４，１６はそれらの先端部同士が接続された状態で整列してパイプ１１により支持される。バルブ２５を締めれば、圧力供給手段２３を除去しても、パイプ１１は光ファイバ１４，１６を、それらの先端同士を接続した状態で、支持しつづけることができる。バルブ２５を開放して圧力供給手段２３の圧力を低下させるか圧力供給手段２３を除去すれば、パイプ１１内の圧力が低下し、膜１５が柔軟であれば、膜１５を収縮させ貫通孔１２の内径を太めて光ファイバを該貫通孔１２から抜き出すことができる。
【００２２】
圧力供給手段２３としては簡易型のポンプや、工場内であれば配管済の高圧窒素配給装置、あるいは高圧空気配給装置が使用できる。光ファイバの測定を行う環境としては以上のような手段を用意するのは容易である場合が多い。
上記においては、外枠が硬い材質でできているとしたが、外枠２８のかわりに膜１５のみでパイプ１１を袋として構成することもできるし、そのように構成された袋を外枠の内部に嵌め込んでもよい。
上記膜が可塑性であれば、膜１５の変形後圧力制御装置２０を除去しても、パイプ１１は光ファイバ対を接続したままの状態で保持できる。
なお、以下の実施例でもそうであるが、貫通孔１２の断面は常に両端部での内径（直径）が中心部における内径より大きくある必要はなく、光ファイバ１４，１６が接続する先端部分が最初にパイプで支持されるように収縮すればよい。
【００２３】
図３は図１、図２に描いた実施例における光ファイバ接続装置１０の動作を説明するためのパイプ１１の断面図を示す図である。
まず、接続される光ファイバ１４，１６をパイプ１１の貫通孔１２にその両端から互いに逆方向に差し込んでそれら先端を突き当てる（図３の（Ａ））。光ファイバ１４，１６の先端を容易に突き当てるには、貫通孔１２の内径が、少なくとも軸方向中心部において、光ファイバ１４，１６の直径の２倍より小さいことが望ましい。貫通孔１２の内径が大きい場合は、最初光ファイバ１４，１６の突き当てを容易にするため、最初それら先端を少し離しておき、以下に述べる工程中に、貫通孔１２の内径が中途まで収縮した時に突き当てるようにしてもよい。
【００２４】
つぎに、パイプ１１内部の袋に圧力を供給し、貫通孔１２の内径を小さくする（図３の（Ｂ））。この時、光ファイバ１４，１６の先端部同士を突き当たるようにするため貫通孔１２の軸方向中心に向かい、光ファイバ１４，１６のそれぞれに加えられる軸方向力は加えたままとするのが望ましい。さらに袋を膨らませることによって２本の光ファイバ１４，１６はパイプ１１の中心軸に位置合せされる（図３の（Ｃ））。
貫通孔１２の断面周方向で、膜１５のヤング率と厚みが均一であれば、パイプの中心軸が最も安定する位置である。したがって、そのような膜１５を容易するのが望ましい。
【００２５】
図４は本発明の第２の実施例の光ファイバ接続装置４０の断面図である。第１の実施例におけると同様の機能と性能とを発揮する構成要素には図１、図２における参照番号と同一の参照番号が付してある。とパイプ１１の袋の内部に相変化材料４２、例えば沸点が摂氏８０度程度のフロンを設置し、同じく内部に設置したヒータ４４によってこれを加熱・気化させて袋を膨張させ膜１５を張出させて貫通孔１２の内径を細める。加熱を止めれば、貫通孔１２の内径は拡大し、光ファイバ１４，１６を分離することができる。
第１の実施例の接続装置１０に比較するとポンプや配管が必要とされないため、小型化が可能であり、携帯性も向上できる。例えば光ファイバに関する評価、測定を屋外で行う場合などについて有効である。図４ではパイプ１１の外枠２８内に相変化材料４２を設置したが、図１の光ファイバ接続装置１０の圧力制御装置２０を相変化材料４２とヒータ４４を含む部屋で置換えた構成としてもよい。
【００２６】
図５は本発明の第３の実施例の光ファイバ接続装置５０の断面図である。第１の実施例におけると同様の機能と性能とを発揮する構成要素には図１、図２における参照番号と同一の参照番号が付してある。
図５において、圧電材料５６はチューブ形状に加工され、圧電材料５６の貫通孔１２の導電性内壁５５と導電性外壁５７は互いに絶縁されており、それぞれ独立した電極５２，５４を有する。内壁５５は電極５２、外壁５７は電極５４に接続されている。また、チューブ１１の貫通孔１２の内壁は好ましくは図５に示すように両端部より中心部分が少し内径が細く加工されることが光ファイバ１４，１６同士の芯合わせ精度即ち整列精度の向上には望ましい。該電極５２，５４間に電圧を印加することにより圧電材料５６に電歪歪を生じさせる。生じた電歪歪により貫通孔１２は細められ、光ファイバ１４，１６は圧電材料５６の貫通孔１２の内壁により支持・固定されることになる。必要に応じて、光ファイバ１４，１６の保持性能を高めるためと応力緩和のため圧電材料５６の貫通孔１２側の内壁面上に樹脂膜（図示せず）を貼付してもよい。電極５２，５４間の電圧の印加を止めることにより貫通孔１２の内径は拡大し、光ファイバ１４，１６を分離することができる。
図５には外枠２８が備えられている実施態様であるが、外枠２８は必ずしも必要ではなく、省略してもよい。
【００２７】
【発明の効果】
本発明は以上説明したように構成されるので、本発明によれば、簡単な構成で、位置合せ精度即ち整列精度を向上させ、必要に応じて簡単に接続できる光ファイバ間の接続方法と装置とを提供することができる。
本発明の多くの実施例では、光ファイバ同士繰り返し着脱を行えるので光ファイバを介する光信号の測定装置に使用して至便であるが、別途接着剤で光ファイバを外枠２８や膜１５に接着固定して永久接続をおこなうこともできる。
上記実施例の説明では、一対の光ファイバと１つの貫通孔とを示して説明したが、複数の貫通孔のそれぞれに一対ずつ複数対の光ファイバを挿入して接続支持するのも容易である。各貫通孔の内径を収縮、拡大を他の貫通孔と略独立して行えるので、光ファイバの各対がそれぞれ他の対とは略独立して着脱できるので貫通孔の整列精度が低くてもよいからである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理を示す本発明の第１の実施例の光ファイバ接続装置の部分概略図である。
【図２】図１の光ファイバ接続装置の断面図である。
【図３】図１、図２の光ファイバ接続装置の接続工程を説明するための光ファイバ接続装置の断面図である。
【図４】本発明の第２の実施例の光ファイバ接続装置の断面図である。
【図５】本発明の第３の実施例の光ファイバ接続装置の断面図である。
【符号の説明】
１０，４０，５０  光ファイバ接続装置
１１  パイプ、
１２  １４，１６  光ファイバ
１５  膜
１８  圧力供給口
２０  制御装置
２３  圧力供給手段
２４  供給管
２５  バルブ
２８  外枠
２９  ローラー
４２  相変化材料
４４  ヒータ
５２，５４  電極
５５，５７  導電性内壁、外壁
５６  圧電材料
【図１】
2004170546.tif 000003
【図２】
2004170546.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004170546.tif 000006
【図５】
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