(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバと光学部品とを複数の測定位置に順次相対移動させながら、各測定位置で上記光ファイバと光学部品との一方から他方へ入射する光量を測定し、最大光量が得られた測定位置に光ファイバと光学部品とを相対移動して上記光ファイバの光軸と光学部品の光軸とを合わせる光軸調心方法において、
上記複数の測定位置を、上記光ファイバと光学部品との一方から他方へ入射する光量を測定可能な基準測定位置と、この基準測定位置を中心とする正多面体の各頂点とに設定して各測定位置で光量を測定し、上記基準測定位置と異なる測定位置で最大光量が得られたら、上記最大光量が得られた測定位置を新たな基準測定位置として設定するとともにこの新たな基準測定位置を中心とする正多面体の各頂点とを測定位置に設定し、それら新たな測定位置で再び光量を測定し、新たに設定した基準測定位置で計測した光量が、該基準測定位置を囲む各測定位置で測定した各光量のうちで最大となるまで、順次基準測定位置を移動させて光量を測定することを特徴とする光軸調心方法。
【請求項２】
上記光ファイバ又は光学部品の光軸方向と交差する第１測定平面内に複数の測定位置を設定し、該第１測定平面内の各測定位置で上記光ファイバと光学部品との一方から他方へ入射する光量を測定して最大光量が得られた測定位置を検出し、
また、上記光ファイバ又は光学部品の光軸方向と交差し、かつ上記第１測定平面とはその光軸方向に隔てた第２測定平面内に複数の測定位置を設定し、該第２測定平面内の各測定位置で上記光ファイバと光学部品との一方から他方へ入射する光量を測定して最大光量が得られた測定位置を検出し、
次に、上記第１測定平面内の最大光量が得られた測定位置と第２測定平面内の最大光量が得られた測定位置とを結ぶ直線上に複数の測定位置を設定して、該直線上の各測定位置で上記光ファイバと光学部品との一方から他方へ入射する光量を測定して最大光量が得られた測定位置を検出し、その最大光量が得られた測定位置を上記基準測定位置に設定することを特徴とする請求項１に記載の光軸調心方法。
【請求項３】
上記直線上で最大光量が得られた測定位置を検出したら、この最大光量が得られた測定位置を中心としてその前後の直線上で、該直線上で既に測定した複数の測定位置の間隔よりも細かな間隔で複数の測定位置を設定し、その細かな間隔の各測定位置で上記光ファイバと光学部品との一方から他方へ入射する光量を測定して最大光量が得られた測定位置を検出し、その最大光量が得られた測定位置を上記基準測定位置に設定することを特徴とする請求項２に記載の光軸調心方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光軸調心方法に関し、より詳しくは、光ファイバの光軸と光学部品の光軸とを調心させる光軸調心方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光学部品に光ファイバを接続する際には、光ファイバの光軸と光学部品の光軸とを調心してから両者を一体に連結する必要がある。両光軸を調心する際には、光ファイバと光学部品とを両者の光軸方向（Ｚ軸方向）に相対移動させるとともに、このＺ軸方向と直交するＸ−Ｙ軸方向にも相対移動させ、複数の測定位置で光ファイバと光学部品とのいずれか一方から他方へ入射される光量を測定する。そして各測定位置のうち、最大光量が得られた測定位置を上記光ファイバと光学部品との調心位置とし、その位置で両者を一体に連結している。
【０００３】
図５は従来の光軸調心方法を説明するための図で、光学部品に対する光ファイバの移動軌跡と測定位置とを示したものである。図５（ａ）に示す従来方法では、光軸方向（Ｚ軸方向）に３層の測定エリアＡ０、Ａ１、Ａ２を設けている。図５（ｂ）で示すように、中央の測定エリアＡ０の中心を基準測定位置Ｔ０として設定してあり、この基準測定位置Ｔ０からＸ軸方向に一定距離だけずれた位置を次の測定位置Ｔ１としている。そしてそこから上記基準測定位置Ｔ０を中心として、反時計方向にＸ軸方向またはＹ軸方向に上記一定距離だけずれた位置を順次次の測定位置Ｔ２〜Ｔ８としている。つまり１つの測定エリアに正方形状に９個の測定位置を設定してある。
さらにＺ軸方向の測定を行なうために、上記測定エリアＡ０の上下に、上述の一定距離だけずらして測定エリアＡ１、Ａ２を設けてあり、それらの測定エリアＡ１、Ａ２にも中央の測定エリアＡ０と同様に正方形状に９個の測定位置を設定してある。したがって３層合計では２７個の測定位置を備えており、それら２７個の測定位置は、一定距離だけずれて立方体状に配置されることになる。
【０００４】
光ファイバの光軸と光学部品の光軸とを調心する際には、上記２７個の各測定位置で光ファイバと光学部品とのいずれか一方から他方へ入射される光量が測定され、各測定位置のうち最大光量が得られた測定位置を上記光ファイバと光学部品との調心位置として、その位置で両者を一体に連結している。
図５は簡素化して表現してあり、実際には各層ごとにより多数の測定位置を設定してある。また層数もより多層となっており、さらに相対移動軌跡も例えば特開４−３５０６０４号公報に示されるように、ジグザグ状など様々のバリエーションが知られている。
ところで図５（ｂ）に示すように、光ファイバから発光される光は、直径ａで示される球状の光パワー領域を備えており、測定漏れをなくすためには、各測定位置は光パワー領域が隙間なく重なり合う位置に設定しなければならない。その結果、光ファイバと光学部品との相対移動距離は０．７０７ａ以下に設定する必要がある。これは、図５（ａ）で示すように各層間の距離でも同様であり、また光学部品から発光される光を光ファイバで受光する際も同様である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来の光軸調心方法においては、光ファイバと光学部品とは立方体状に相対移動されるようになっている。このため、上記基準測定位置Ｔ０を中心としてその周囲の光量を測定するためには、上記基準測定位置Ｔ０を含めて少なくとも合計２７回の測定を行なう必要があり、相対的に多数回数の測定を必要とするため時間がかかっていた。
また、測定漏れをなくすためには光ファイバと光学部品との相対移動距離を０．７０７ａ以下に設定する必要があるので、上記２７個の測定領域では十分に光量の測定が行われているとはいえず、実際行われているより広範囲の測定には多数の測定位置を設定しなければならないという欠点があった。
以上のような問題に鑑み、本発明は従来の光軸調心方法に対し効率的な調心作業を行うことのできる光軸調心方法を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
すなわち、請求項１の発明における光軸調心方法は、光ファイバと光学部品とを複数の測定位置に順次相対移動させながら、各測定位置で上記光ファイバと光学部品との一方から他方へ入射する光量を測定し、最大光量が得られた測定位置に光ファイバと光学部品とを相対移動して上記光ファイバの光軸と光学部品の光軸とを合わせる光軸調心方法において、
上記複数の測定位置を、上記光ファイバと光学部品との一方から他方へ入射する光量を測定可能な基準測定位置と、この基準測定位置を中心とする正多面体の各頂点とに設定して各測定位置で光量を測定し、上記基準測定位置と異なる測定位置で最大光量が得られたら、上記最大光量が得られた測定位置を新たな基準測定位置として設定するとともにこの新たな基準測定位置を中心とする正多面体の各頂点とを測定位置に設定し、それら新たな測定位置で再び光量を測定し、新たに設定した基準測定位置で計測した光量が、該基準測定位置を囲む各測定位置で測定した各光量のうちで最大となるまで、順次基準測定位置を移動させて光量を測定することを特徴とするものである。
【０００７】
上記請求項１の発明方法によれば、上記基準測定位置を除く他の複数の測定位置は、その基準測定位置を中心とした正多面体の頂点に位置しているので、例えば正多面体が正２０面体の場合には、基準測定位置を含めて合計１３個の測定位置が設定されることになる。したがって、２７回の測定を行なう必要がある従来方法に比較して短時間に測定を終了することができる。
また測定漏れをなくすためには、後に詳述するように正２０面体の場合には光ファイバと光学部品との相対移動距離は０．８６６ａ以下であればよいので、少ない測定位置でより広い範囲を測定することが可能となる。
さらに上記基準測定位置と異なる測定位置で最大光量が得られた場合には、上記最大光量が得られた測定位置を新たな基準測定位置として設定する。そして、その新たな基準測定位置とこれを中心とする正多面体の各頂点とを測定位置に設定してそれら新たな各測定位置で再び光量を測定し、上記新たな基準測定位置で最大光量が得られれば、この基準測定位置が光ファイバの光軸と光学部品の光軸との調心位置として判断される。
このような測定方法によれば、従来の予め定めた測定エリアの全ての領域を測定する場合に比較して、少ない測定箇所で調心位置を検出することが可能となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下図示実施例について本発明を説明すると、図１は従来公知の光通信用の光モジュール１における組み立て前の状態を示したものである。この光モジュール１は光ファイバ２と光学部品４とによって構成されており、図示しないが本実施例では上記光学部品４は受光素子としてのフォトダイオードやレンズ等を備えている。なお、その他の構成の光学部品としては、発光素子であるレーザダイオード等を備えていてもよい。
上記光ファイバ２の先端にはあらかじめフェルール２ａが固定されており、このフェルール２ａは筒状のフェルールホルダ３を介して光学部品４に溶接されるものである。すなわち光学部品４に対して光ファイバ２を調心させた状態で固定するために、フェルール２ａは筒状のフェルールホルダ３内に収容されて鉛直方向であるＺ軸方向に位置決めされてＹＡＧ溶接により一体に固定され、またフェルールホルダ３の下面側は水平面内のＸ―Ｙ方向に位置決めされて上記光学部品４の上面にＹＡＧ溶接によって溶接されるものである。
【０００９】
図２は従来公知の調心装置５を示したもので、この調心装置５は光ファイバ２に固定されたフェルール２ａを把持する把持手段６と、光学部品４を載置して固定するテーブル７とを有しており、これらは制御装置８によって制御されるようになっている。
上記把持手段６は昇降手段６ａによって鉛直方向であるＺ軸方向に移動されるようになっている。また上記テーブル７は、Ｚ軸方向と直交する水平方向であるＸ軸方向にテーブル７を移動させる第１駆動手段７ａと、水平面内で上記Ｘ軸方向と直交するＹ軸方向にテーブル７を移動させる第２駆動手段７ｂとを備えており、さらに光学部品４を水平方向に回転させる回転手段７ｃと、光学部品４とフェルールホルダ３との接する面を面合わせするためのジンバル手段７ｄとを備えている。
また、上記光ファイバ２のフェルール２ａが取り付けられていない側の端には発光手段９が設けられている。そして発光手段９からの光が光ファイバ２を介して光学部品４に受光された際には、光量測定手段１０はその受光量を測定するとともに、その測定値を上記制御装置８に入力させるようになっている。
【００１０】
上記光モジュール１は、本発明方法に基づき、上述した調心装置５により次のようにして組み立てられる。
最初に、フェルールホルダ３は図示しない把持手段によって把持されており、またジンバル手段７ｄは回転手段７ｃ上で揺動自在な状態となっている。この状態でフェルールホルダ３の下端面が光学部品４の上面に軽く押圧されることにより、光学部品４の上面はフェルールホルダ３の下端面に倣ってその下端面と平行な状態となるので、この状態でジンバル手段７ｄは傾斜しないように固定される。
すると、フェルールホルダ３は上記図示しない把持手段より開放されて光学部品４の上面に載置され、さらにフェルール２ａの下端部は上記把持手段６によってフェルールホルダ３内に挿入される。
この際には、光学部品４と光ファイバ２とは概ね光軸が一致した位置に位置決めされており、この状態で発光手段９からの光が光ファイバ２を介して光学部品４に受光される。光学部品４によって受光された光量は光量測定手段１０によって計測され、上記制御装置８に入力される。
次に、制御装置８は昇降手段６ａと各駆動手段７ａ、７ｂとを制御して、光ファイバ２と光学部品４とを図３で示すＸ−Ｙ−Ｚ軸方向に立体的に相対移動させ、最初に正多面体の中心となる基準測定位置を検出するための測定が行なわれる。
このとき、フェルール２ａが光学部品４に対して水平面内で移動されると、フェルールホルダ３はそのフェルール２ａの移動に追従して光学部品４の上面で移動されるようになる。またフェルール２ａが光学部品４に対してＺ軸方向に移動された際には、フェルールホルダ３は自重で光学部品４の上面に載置された状態を保ちながら、フェルールホルダ３に対するフェルール２ａのＺ軸方向の移動を許容するようになっている。
【００１１】
図３に示すように、正多面体の中心となる基準測定位置を検出するために、相対的に大きな直方体の測定エリアＢを設定してあり、この測定エリアＢ内においては大きなピッチで多数の測定位置Ｓを設定してある。
上記直方体の測定エリアＢは、例えば１辺が２００μｍである正方形状の第１測定平面Ｐ１と第２測定平面Ｐ２とを有し、各測定平面Ｐ１、Ｐ２のＺ軸方向の間隔は３００μｍに設定してある。
上記調心装置５は、最初に上記第１測定平面Ｐ１の中心である基準測定位置Ｓ０で光量が測定できるように光学部品４に対して光ファイバ２を相対移動させる。上記基準測定位置Ｓ０で光量が測定されると、調心装置５はＸ軸方向に１０μｍだけ光ファイバ２を相対移動させてその測定位置で光量の測定を行い、続いてＹ軸方向に１０μｍだけ移動させて、そこでも光量の測定を行う。
このように光ファイバ２は、図３に示すようにＸ軸方向若しくはＹ軸方向のいずれか１方向に１０μｍずつずらして移動されるようになっており、したがって複数の測定位置Ｓは外周に向けて拡開するらせん状の移動軌跡上に１０μｍの間隔で設定されている。そして、第１測定平面Ｐ１における各測定位置Ｓのうち、光学部品４の受光した光量が最大値となる測定位置Ｓ１が記憶される。
次に、上記調心装置５は同様な作業を第２測定平面Ｐ２においても行い、第２測定平面Ｐ２でも光量の最大値が得られる測定位置Ｓ２が検出される。
【００１２】
このようにして上記各測定平面Ｐ１、Ｐ２において最大光量が得られた測定位置Ｓ１、Ｓ２が検出されると、調心装置５は測定位置Ｓ２と測定位置Ｓ１とを結ぶ直線Ｌを設定し、次にこの直線Ｌ上に１０μｍピッチ間隔で測定位置Ｓを設定する。そして各測定位置Ｓの中から最大の光量が得られる測定位置Ｓ３を検出する。
上記測定位置Ｓ３を検出したら、調心装置５は上記直線Ｌ上において、測定位置Ｓ３を中心としてその前後１０μｍずつの範囲内において、該直線Ｌ上で既に測定した上記複数の測定位置の間隔よりも細かな間隔で、例えば２μｍピッチ間隔で測定位置Ｓを設定する。そしてこれらの細かな測定位置Ｓのなかから最大の光量が得られた測定位置Ｓ４を記憶し、この測定位置Ｓ４を、次に測定を行なう正多面体の中心となる基準測定位置Ｓ４に設定する。
【００１３】
本実施例では、上記正多面体は、図４（ａ）に示すように上記基準測定位置Ｓ４を中心とする正２０面体としてあり、この正２０面体の１２個の各頂点を測定位置Ｓ５〜Ｓ１６として設定してある。
上記調心装置５は、最初に基準測定位置Ｓ４での光量を測定すると、次にその上方の測定位置Ｓ５で光量の測定をし、その後は図示するように順次測定位置Ｓ６〜Ｓ１６で光量の測定を行う。
このように、本実施例では基準測定位置Ｓ４を中心とする正２０面体の頂点を測定位置Ｓ５〜Ｓ１６としているので、中心の基準測定位置Ｓ４を含めても１３ヶ所の測定位置Ｓで光量の測定をすればよく、したがって従来の測定エリアでの合計で２７ヶ所の測定位置に比べ、半分以下の測定位置Ｓで測定を行なえばよいこととなる。
また、前述したように光パワー領域を直径ａとしたとき、測定漏れをなくすために各測定位置を光パワー領域が隙間なく重なり合う位置に設定しなければならないが、正２０面体においては中心の基準測定位置Ｓ４から他の測定位置Ｓまでの距離はそれぞれ０．８２３ａとなり、また正２０面体の各辺の長さすなわち隣接する測定位置の間隔は０．８６６ａとなる。
上記数値から明らかなように、基準測定位置Ｓ４から測定位置Ｓ５に移動する際の移動距離０．８２３ａと、他の測定位置Ｓ５〜Ｓ１６間の移動距離０．８６６ａは従来の光軸調心方法における移動距離０．７０７ａに対して長く取ることが可能となる。したがって１回の移動距離を大きく取ることによって広い範囲を測定することができるので、効率的な調心作業を行うことが可能となる。
【００１４】
上述したように、上記基準測定位置Ｓ４を中心とする１３ヶ所の測定が終了し、これらの測定位置Ｓ４〜Ｓ１６で測定された光量が基準測定位置Ｓ４以外の測定位置で最大となったときには、光量が最大となった測定位置を新たな基準測定位置として設定し、その新たな基準測定位置から上述したのと同様にして新たな正２０面体の各頂点を測定位置として光量の測定が行なわれる。
このように、新たに設定した基準測定位置で計測した光量が最大光量となるまで、最大光量が得られた測定位置を更に新たに中心となる基準測定位置として設定することを繰り返し、最終的に基準測定位置が最大光量となったら、その位置が調心位置と判断される。
そして調心位置が得られたら、制御装置８はその位置で上記回転手段７ｃを制御して光学部品４を回転させ、該光学部品４に受光される光量が最大値となる回転角度を検出する。そして最大光量が得られた回転角度位置で、ＹＡＧ溶接手段によりフェルール２ａとフェルールホルダ３とがＹＡＧ溶接され、またフェルールホルダ３と光学部品４とがＹＡＧ溶接されて光モジュール１が完成される。
【００１５】
なお、上記実施例では正２０面体の各頂点を測定位置としているがこれに限定されるものではなく、その他の正多面体、例えば正１２面体であってもよい。
また上記実施例においては、光量が最大となった測定位置を新たな基準測定位置として設定しているので、この新たな基準測定位置すなわち元の測定位置と、新たな測定位置すなわち元の基準測定位置とについては、既に光量の測定が終了している。したがって新たな基準測定位置と新たな測定位置とについては光量の測定を省略することができる。また、その他の新たな測定位置のうち、既に計測が終了した領域内に位置する測定位置についても、光量の測定を省略することができる。但し、制御プログラムの簡素化のために、全ての新たな測定位置で光量の測定を行なってもよいことは勿論である。
さらに、上記実施例では光量が最大となった測定位置を新たな基準測定位置として設定しているが、これに限定されるものではない。新たな基準測定位置は、光量が最大となった測定位置側に移動させてその付近に、望ましくは光量が最大となった測定位置を越えた位置に設定すればよい。但し、基準測定位置と光量が最大となった測定位置との距離の２倍を越えて移動させると、光パワー領域の間に隙間が生じて測定漏れが生じるので、移動距離は上記２倍の距離以下に設定する必要がある。
【００１６】
【発明の効果】
以上のように、請求項１の発明によれば、複数の測定位置を中心となる基準測定位置とその基準測定位置を中心とした正多面体の頂点とに設定しているので、従来に比較して少ない測定箇所で調心位置を検出することが可能となるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】光モジュール１を示す概略図。
【図２】調心装置５を示す正面図。
【図３】正多面体の中心となる基準測定位置Ｓ４を検出するための測定方法を説明する斜視図。
【図４】（ａ）は本発明方法に係る基準測定位置Ｓ４と、この基準測定位置を中心とする正多面体の各頂点とに設定された測定位置を説明するための斜視図。
（ｂ）は（ａ）をＺ軸方向から見た平面図。
【図５】（ａ）は従来方法における測定位置を示す斜視図。
（ｂ）は中間の測定エリアＡ０における測定位置を示す平面図。
【符号の説明】
１  光モジュール                    ２  光ファイバ
４  光学部品                        ５  調心装置
Ｓ  測定位置
【図１】
0003916054.tif 000002
【図２】
0003916054.tif 000003
【図３】
0003916054.tif 000004
【図４】
0003916054.tif 000005
【図５】
0003916054.tif 000006