JPH0690345B2 - 光ガイドフアイバのコアを光ガイド端部において心出しする為の方法及び装置 - Google Patents

光ガイドフアイバのコアを光ガイド端部において心出しする為の方法及び装置

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JPH0690345B2
JPH0690345B2 JP61144704A JP14470486A JPH0690345B2 JP H0690345 B2 JPH0690345 B2 JP H0690345B2 JP 61144704 A JP61144704 A JP 61144704A JP 14470486 A JP14470486 A JP 14470486A JP H0690345 B2 JPH0690345 B2 JP H0690345B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は特許請求の範囲第１項の分類記載部分に示され
た方法とこの方法を実施する為の装置に関する。この様
な方法はプラグ型接続部において一方のコアから他方の
コアへ最大の光量が伝達されるように光ガイド端部にお
いて光ガイドファイバを最適位置決めする企図を有して
いる。
いずれの光ガイドファイバも光導コアとこのコアを取り
囲むケーシンングとを含んでいる。その製造のされ方の
為に光ガイドファイバの外周ケーシングに関して完全に
同心関係で延在しておらず従つて光学プラグ接続を行う
場合について減衰を最小とするようにコアとコアとの位
置決めを行う努力がなされている。プラグの外側境界面
に対して光ガイドファイバのコアを心出しするための各
種の方法が既に知られている。例えばReview of the El
ectrical Communication、Vol.26No.5/6に掲載されたSu
zuki及びKoyamaによる論文“New Connection for an Ex
perimental Optical Fibre Transmission"中に開示され
た方法においては光ガイドファイバはマニピュレータに
よつてプラグスリーブの中心部で調整可能とされてい
る。ファイバ端をプラグスリーブ内に保持したままでプ
ラグスリーブ端面が該端面像を像スクリーン上へ伝達す
る顕微鏡によつて観察される。このスクリーンはプラグ
スリーブの中心を表わす同心リング又は十字細線を備え
ている。マニュピレータはファイバコアの中心がスクリ
ーン上の指標と同軸に配置されるまで付勢される。そし
てプラグスリーブと調整された光ガイドファイバとの間
の空隙はエポキシ樹脂で満たされる。
これと極めて類似した方法がDE−Ａ−2704140中にも開
示されている。ここでは顕微鏡内のファイバコアを観察
する為に光ガイドファイバ中に適当な光が導入される。
これら公知の方法は必要な時間，装置いずれの面からみ
ても高価であり、従つて現場でのプラグ組立に適してい
ない。現場での組立においては困難な条件のもとで最小
の減衰が得られるようにプラグの組立が可能でなければ
ならない。その為光ガイド端部は特に適合したものが用
いられて来ており、その端部の可能な限り中心に位置し
た空孔内に光ガイドファイバが押入される。心出しはフ
ァイバと同心の塑性的に変形可能な端面に対して圧こん
される環状の膨径工具（upsetting tool）を用いて行わ
れる。この方法においては膨径工具の参照面は光ガイド
端部の高精度外周ケーシングである。膨径具の圧こんに
よつて光ガイドファイバは心出しされ同時に空孔中に固
定される。この種の心出し法は本発明と同一出願人に係
るEP−Ａ−90906に開示されている。
材料の膨径によるこの光ガイドファイバの心出し法にお
いてはファイバコアの同心性の許容度のバラツキを考慮
に入れることは不可能である。この偏より３乃至４μｍ
であるが高伝達容量を持つファイバにとつては無視でき
ない減衰損失を生じさせる。
従つて本発明の一つの課題は高価な補助装置なしで現場
でファイバのコアとコアとの位置決めを行うことのでき
るよう光ガイドファイバの心出しを行う為の圧こん方法
を改良することである。本発明のもう一つの目的はプラ
グ接続の際に接続されるファイバのコア同士の接触の断
絶によつて生ずる恐れのある減衰損失が避けられるよう
に光ガイド端部を改良することである。
方法に関していえばこの課題は特許請求の範囲第１項に
記された特徴を有する方法によつて解決され、装置につ
いていえば特許請求の範囲第３項に記載された特徴を有
する装置によつて解決される。
既設の環状圧こん内でセグメント形状の膨径具を用いた
圧こん後操作によつて光ガイドファイバを取り囲む材料
の一方側を変形することによつてコアのみを単独に位置
決めされることが示されるであろう。
ファイバコアの相対位置は中心軸のまわりを調整装置内
で光ガイド端部を回転することによつて簡単なやり方で
確認され、ファイバコアの運動は光ガイド端部と同軸の
指標を用いて観察される。もしファイバコアが光ガイド
端部の中心軸と同心に延在していなければ該中心軸のま
わりで惑星運動を行う。従つて光ガイド端部を少なくと
も180゜回転させることによつてコアを光ガイド端部の
中心に配置されるまでどれだけ調整せねばならないかを
確かめることができる。の調整操作は最適値を達成する
まで繰り返さねばならないであろう。
この方法を実施する為の装置は構造が簡単で機能性に秀
れている特徴を有している。高精度空孔内で圧こんセグ
メントと共に穴あけ部材を変位させることにより、圧こ
ん具が完全な同軸関係で案内されることを保証すること
が可能である。スリーブの下方に配置される光ガイド端
部を回転可能に受け入れる為のクランプ装置と、空孔中
に回転不能に取り付けられた穴あけ部材とによつて圧こ
ん後操作を合理的なものとすることができる。クランプ
装置は穴あけ部材を用いて圧こん後操作を実行する際に
圧こん操作を支持する手段として機能する。又同時にス
リーブ内で光ガイド端部を容易に回転できるようにして
いる。穴あけ部材は空孔中に回転不能に取り付けられて
いるので、圧こん操作は常にスリーブに対して同じ位置
で果される。各光ガイド端部はファイバコアの偏心が検
出された方の環状圧こん区画が圧こんセグメントの下方
に来るように空孔内で位置決めされる。調整装置の取り
扱いは同一位置を常に保たれている圧こんセグメントの
為に実質的に容易なものとなる。
好ましくは穴あけ部材は空孔の軸に関して実質的に平行
な軸を持つバネの偏倚力に抗してスリーブ上方に変位し
得る押圧装置と共に変位し得る。調整装置の特に有利な
機能は該装置が上方板と下方板とを有している場合に発
揮される。これら両板は空孔の軸を実質的に横切る方向
に延在していると共に各一端同士が強制拘束的に接続さ
れており、一方両板の自由端はネジ溝付スピンドルを用
いて拡げることができ、下方板の自由端は両板が拡がつ
た時に空孔中の穴あけ部材上に押し付けられ得るように
なつている。押圧装置が板の形をしている為に穴あけ部
材の軸を実質的に横切る方向に延在するレバーを用いて
穴あけ部材に力を及ぼすことができる。両板は拡げられ
るので材料を圧こんする力あるいは食い込む深さは各一
端を接続されてバネ手段として働く両板によつて正確に
制御することができる。
空孔の軸が細十字線によつて指定されている顕微鏡の光
軸に一致するように調整装置を顕微鏡の対物レンズ下方
に配置されるのが有利である。
穴あけ部材及び穴あけ部材と対物レンズとの間に配置さ
れたすべての部材は透孔を備えていれば、顕微鏡を用い
て圧こん後操作が把握される。これにより観察者は調整
装置を付勢した場合のファイバコアの動きを顕微鏡を用
いて直接把握できるので最適値を得るまでに圧こん後操
作を繰り返すことが避けられる。
穴あけ部材と中で穴あけ部材が動くスリーブとは硬金
属，合金あるいはセメンテッドカーバイドでできていれ
ば均一で極めて高い心出し精度が得られる。光ガイド端
部が比較的硬い材料からなる心出しスリーブを有し塑性
的に変形し得るコア部を取り囲んでいるならば心出しス
リーブがファイバの終端の乗る平面に対していくらか逆
戻りさせられるように光ガイド端面が少なくなると環状
圧こんの外側において傾斜していればプラグ結合時に均
一で最適の減衰値が得られる。コア部と心出しスリーブ
は異なつた材料でできているので、それらの熱膨張係数
も異なつている。光ガイドの端面が完全に平坦であると
すると光ガイドファイバをその中に固定し心出している
コア部分よりもプラグの外側心出しスリーブがより大き
く膨張する恐れがある。もし各プラグ接続部で２つの心
出しスリーブの端面は互に接触すれば光ファイバ同士が
互に抗し合い1000分の数ミリの空隙を作るように逆戻り
するであろう。これだけでクレネル反射による減衰が生
ずる。端面を面取りするが傾斜させるかすることによつ
て極めて鈍い角度の円錐形状とされる。心出しスリーブ
はコア部の端面に対していくらか引込んでおり対向配置
されている２つの光ガイド端部は結合した状態でファイ
バあるいはこれを取り囲むコア部のみが接触し合う。従
つて心出しスリーブの熱膨張による肥大は接触し合つて
いる光ガイドファイバに何ら果響を与えない。
以下図面を参照しつつ実施例についてより詳しく説明す
る。
第１図は好ましくは硬金属，合金あるいはセメンテッド
カーバイドからなる心出しスリーブ５と、塑性的に変形
可能な材料のコア部６とからなる公知の光ガイド端部４
を表わしている。コア部６は好ましくは例えば銅ニッケ
ル合金のような非鉄金属合金を含んでいる。端７には
（図示していない）光ガイドファイバよりもわずかだけ
大径の空孔32が設けられている。また、例えば保持管，
キャップナット等のプラグ部材が光ガイド端部周辺に描
かれている。
第４図に特に示されているように光ファイバ１は光ガイ
ド端部外周面に対して正確に同心的に案内された環状膨
径具を用いて光ガイドファイバの周辺のコア部分６に圧
こん８が形成されているところの端面で固定され心出し
される。圧こん８は空孔32に対しての締付けだけでなく
光ガイドファイバ１の中心位置決めの働きを果たす。こ
のそれ自体公知であり本出願人に係る前述の公報に記載
された方法はしかしながら光ガイドファイバ内のファイ
バコアの偏心を全く考慮に入れていない。
従つて圧こん後の操作が必要となる。この操作の態様は
特に第９図に示されている。光ガイド端部の端面７を正
面から見るとやはり心出しスリーブ５とコア部６が見え
る。中心には光ガイドファイバ１があり、このそれを取
り囲む環状圧こん８によつて心出し固定されている。図
面をより明解にする為に相互の寸法関係は故意に無視し
ている。例えば第１図に示された光ガイドの実際の外径
は3.5mmであり、一方端面の空孔32の径は例えば0.2mm未
満である。
第９図に描かれているように光ガイドファイバ１は光伝
導コア２とこのコアを取り囲んで配置されたケーシング
３とを含んでいる。この図の場合は光ガイドファイバ１
の中心に配置されておらず距離Ｘだけ偏心している。こ
の偏心は光ガイド端部を中心軸の囲りで回転させること
により端面を拡大観察して確認することができる。180
゜の回転によつて中心の囲りで惑星軌道運動を行い参照
記号Ｂによつて示された位置を取る。接続を行う際には
顕微鏡を通しての観察すれば中心は細十字線31でマーさ
れておりコア２の偏心度は特に簡単なやり方で検出し得
る。
コア２を中心に持つてくる為に圧こんセグメントが既設
の環状圧こん８内へ、更に詳しくいえば偏心が検出され
た圧こん区画中にはめ込まれる。圧こんセグメント10は
第９図内で斜線を施した部分として示されてお、180゜
にわたつて延在している。ファイバコア２の中心と光ガ
イド端部４とを通る直線と圧こんセグメントを二分する
線とが一致するように圧こんセグメントは圧こん８には
め込まれなければならないことが判るであろう。圧こん
セグメント10が圧こんセグメントが圧こん８中に押し込
まれると光ガイドファイバ１はそのコア２と共に光ガイ
ド端部の中心へ向かつてコア２が参照記号Ｃで示された
中心位置に来るまで動く。またこれによりケーシング３
の変位が起り、コアが心出しされた状態での新しい位置
は参照記号Ｄで示されたものとなる。
圧こん具の実体は第２図及び第３図に描かれている。そ
れは一方の端面に配置された圧こんセグメント10を備え
た円筒形穴あけ部材11を含んでいる。この圧こんセグメ
ント10は180゜あるいはこれより小さな角度にわたつて
延在する。穴あけ部材11は圧こん操作の際光ガイドファ
イバ１の端面を許容する空孔13を備えている。穴あけ部
材を調整装置内で回転しないように固定する為に、この
穴あけ部材は案内溝12を備えている。
好ましい実施例における調整装置の操作法を第５図から
第７図を用いて説明する。調整装置９はクランプ板40を
含み、これで例えば顕微鏡の下に締め付係止される。ク
ランプ板中には光ガイド端部に適合する為の高精度空孔
38を備えたスリーブ37が備わつている。この空孔の内径
は光ガイド端部がそこにぴつたりと押し込まれるような
ものとされる。光ガイド端部はクランプ装置14内に回転
可能に取り付けられた回転ノブ34内に固定される。クラ
ンプ装置14はこうして圧こん操作の際の反作用抗力を担
う支持手段として働く。穴あけ部材11はスリーブ37の上
方領域内に軸方向変位可能に取り付けられている。案内
突起15は穴あけ部材11の案内溝12内に係合し穴あけ部材
が空孔38内に回転出来ない状態で取り付けられる。
穴あけ部材11はクランプ板40と実質的に平行に配置され
た板状に延びた押圧装置16によつて付勢される。この押
圧装置16は上方板19と下方プレート20とを含んでいる。
これら２板の板部材はネジ23を用いて相互に各一端を強
制拘束して接続されている。これら２枚の板部材はクラ
ンプ板40上の案内ピンあるいはボルト24のところに取り
付けられ、上方への当接条件は保持ナット33によつて定
められる。２枚の板はバネ取付手段36に抗するバネ17に
よつて上方へ押しつけられている。上方板19は案内ピン
42によつてクランプ板40を介してクランプ装置14に接続
されている。この配置においては上方板19は押圧操作の
際に反作用抗力をクランプ装置を介して担う。こうして
バネ17はクランプ装置14をも空孔38中に支持されている
クランプされた光ガイド端部と共に上方へ押し付けてい
る。
ネジ溝付スリーブ22は、これにネジ係合された圧こんネ
ジ35のネジ溝付スピンドル18と共に下向きに延びてい
る。ネジ溝付スリーブ22中のネジ溝付空孔は円錐形入口
部に配置されているボール21と共に上方領域に円錐状に
傾斜支持あるいは面取りされている。ボール21は空孔41
の縁部で上方板19に抗している。下方板20は穴あけ部材
11の領域で案内ピン42に変位可能に案内されている。下
方板と上方板のいずれにも開口43が設けられており、観
察すべき光ガイド端面に可能な限り接近するように対物
レンズが動くことができるようになつている。
また空孔45が穴あけ部材11に対して押し付けられている
下方板20の比較的薄い壁部分44に設けられている。穴あ
け部材11それ自身は下方板20に接続されておらず、案内
突起15によつて保持された状態で空孔38内に置かれてい
るだけである。
第８図に描かれているように第５図から第７図に描かれ
ているような調整装装置９は顕微鏡25に締付係止されて
いる。この配置における固定法に従えばスリーブ37の空
孔38の中心軸が顕微鏡の光軸39と一致する。対物レンズ
27の位置はカバーされた距離を決定する為に３つの軸の
各々に連携した計測プローブ29を用いて調整ネジ28を介
してこれら３つの軸について確定される。圧こん操作に
備える為に光ガイド端部４は空孔38内に押し込まれクラ
ンプ装置14内に回転可能に固定される。光が光ガイドフ
ァイバ１内に光源30を介して導入される。顕微鏡の接眼
部を通して観察すると、当然正しく現寸比例で描いたも
のであるが、ほぼ第９図に示されたような像を見ること
ができる。
コア位置決めの為の操作手順は以下の通りである。
光ガイド端部はスリーブ37内で回転ノブ34を用いて回転
される。もしこの際細十字線31に対してコア２が全つく
偏心運動が検出されない場合には光ガイド端部に対して
すでにコア２が同心に延びており、圧こん後の操作は不
要である。そしてもし回転運動に伴つてコア２の偏心運
動が検出された場合にはコアは定置された圧こんセグメ
ント10に対して正しい位置に動かされる。圧こんセグメ
ント10は顕微鏡では見えないことに留意すべきである。
しかしながら、その上で圧こん後の操作中に変位が生ず
るところの圧こんセグメント又はその二分線の位置を示
す光学的指標を細十字線に加えて観察者に提供すること
は可能である。
コア２が相対的に正しい位置に回転されると圧こんネジ
35がゆつくりと回転される。するとネジ溝付スピンドル
18はネジ溝付スリーブ22内を上方へ動きボール21を空孔
41に対して押圧する。２枚の板19と20は各一端が接続さ
れているだけなので、そこに力が作用すれば拡がること
が可能である。上方板19の相対運動は案内ピン42によつ
て拘束されているので下方板20はボール21の圧力を受け
てバネ17に抗して下向きに拡げられ、この点において例
えば金属製である32枚の板の各々は基本的にはバネ作用
を果たす。この拡がり運動の為に穴あけ部材11は開孔38
内を下向きに動かされ締付係止された光ガイド端部の端
面に抗して押圧される。既設の事前圧こん８にほぼ適合
した断面形状を有する圧こんセグメント10はここでコア
部６の塑性的に変形可能な材料の一側面に変形を生成
し、これにより光ガイドファイバ１がそのコア２と共に
変位する。
穴あけ部材11と下方板20のいずれもが１つの開孔を備え
ているのでこの動きは顕微鏡で追うことができる。ネジ
35はコア２が細十字線31に対して同心に延在するまで回
転される。回転ノブ34によつて回転運動のチェックを行
うことによつて圧こん操作の後でコア２がもはや偏心回
転運動を起さないかどうかをチェックすることが可能で
ある。もし圧こんが大きすぎると更なる補正が逆向きに
行われる。
調整装置の他の実施例も考えられる。特に光ガイド端部
の端面の像を像スクリーンに伝達することが可能であ
る。また光軸上でコアから射出する光ビームを計測する
ことによつてコアの偏心度を決定することも可能であ
る。
第４図に示されたように光ガイド端部の端面７は自身に
対して角度αだけ傾斜を付けるかあるいは面取りされて
いる。この角度αは例えば約２゜である。端面周辺に延
在する傾斜又は面取り部は中心からは始まつておらず直
径ｄを有する平坦円形面の周縁から始まつている。相互
に結合された光ガイド端部がコア部分のみで接触するよ
うに心出しスリーブ５は端面の乗つた面内にファイバの
端面に対していくらか逆戻りさせられるということも理
解されよう。
【図面の簡単な説明】
第１図は端面を取り囲むプラグ部材が無い状態での光ガ
イド端部を示しており、 第２図は圧こんセグメントを備えた穴あけ具の平面図で
あり、 第３図は第２図に示された穴あけ部材の断面図であり、 第４図は第１図に示された光ガイド端部を切つた断面拡
大図であり、 第５図は調整装置の断面図であり、 第６図は第５図に示した装置の平面図であり、 第７図は第６図に示された調整装置の矢印Ａの方向から
見た側面図であり、 第８図は第５図から第７図に示された調整装置を載定し
た顕微鏡を示し、 第９図は現寸比例でなく拡大して描かれた光ガイド端面
の平面図である。 図中符号： ２……光導コア、３……ケーシング ５……スリーブ、６……コア部 ９……調整装置、10……圧こんセグメント 11……穴あけセグメント、12……案内溝 13……空孔、14……クランプ装置 16……押圧装置、19……上方板 20……下方板、21……ボール 25……顕微鏡、27……対物レンズ 31……細十字線、34……回転ノブ 37……スリーブ、38……空孔 40……クランプ板、41……空孔 42……案内ピン

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】少なくとも端部の端面（７）が塑性的に変
    形し得る材料で囲まれたファイバ端部を有する光ファイ
    バ（１）のコア（２）を光ガイド端部（４）で心出しす
    る方法において、光ファイバを光ガイド端部の中心軸に
    対して予備心出しする為にまず該光ファイバを同心的に
    取り囲む環状の膨径具を該端面（７）に押し付けて得ら
    れる環状圧こん（８）が該光ファイバを固定し心出しす
    るようにして、予備心出しされた光ファイバ（１）と共
    に該光ガイド端部（４）を調整装置内に締付係止し、該
    光ファイバ内に光を導入して、上記光ガイド端部の中心
    軸に対するファイバコア（２）の相対的位置が該ファイ
    バコアから射出される光ビームを用いて検出し、偏位が
    検出された場合セグメント形状の膨径具（10,11）が既
    設された環状こん（８）内に上記ファイバコア（２）を
    光ガイド端部（４）と同軸に延在するに至る深さまで押
    し込み、この際該セグメント形状の膨径具が該ファイバ
    コア（２）の偏心が検出された方の環状圧こん区画に対
    して作用するようにされたことを特徴とする前記心出し
    方法。
  2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項に記載された方法に
    おいて、該光ファイバコアの相対的位置を決定する為に
    該光ガイド端部（４）が中心軸の囲りで該調整装置
    （９）内で回転され、該ファイバコア（２）の運動を該
    光ガイド端部に対して同軸の指標を用いて観察するよう
    にしたことを特徴とする前記心出し方法。
  3. 【請求項３】光ガイド端部内で光ファイバコア（２）を
    心出しする装置において、該光ガイド端部（４）を回転
    可能に受け入れる為に高精度の空孔（38）を備えたスリ
    ーブ（37）を有し、圧こんセグメント（10）を備えた穴
    あけ部材（11）が該空孔（38）内に軸方向変位可能に配
    置されていることを特徴とする前記心出し装置。
  4. 【請求項４】特許請求の範囲第３項に記載された装置に
    おいて、該スリーブ（37）下方に該光ガイド端部（４）
    を回転可能に受け入れる為のクランプ装置（14）が配置
    されており、該穴あけ部材（10）が該空孔（38）内に回
    転不能に取り付けられている事を特徴とする前記心出し
    装置。
  5. 【請求項５】特許請求の範囲第４項に記載された装置に
    おいて、該空孔（38）の軸に対して実質的に平行な軸を
    有するバネ（17又は19,20）の偏倚力に抗して該スリー
    ブ（37）上で変位可能な押出装置（16）を用いて該穴あ
    き部材（10）が変位可能であることを特徴とする前記心
    出し装置。
  6. 【請求項６】特許請求の範囲第５項に記載された装置に
    おいて、前記押出装置（16）は上方板と下方板（19,2
    0）とを有し、これら板は各一端で強制拘束的に接続さ
    れていると共に該空孔（38）の軸を実質的に横切る方向
    に延在しており、両板の自由端はネジスピンドルによっ
    て拡げられるようになされており、該両板が拡げられた
    時に該下方板（20）の自由端は該空孔（38）内で該穴あ
    け部材（11）に押圧され得るようになされており、該上
    方板（19）の自由端は反作用抗力を担う為に該クランプ
    装置（14）に接続されていることを特徴とする前記心出
    し装置。
  7. 【請求項７】特許請求の範囲第６項に記載された装置に
    おいて、バネ（17）が該押圧装置をクランプ装置と共に
    上方に当接するまで押し上げることを特徴とする前記心
    出し装置。
  8. 【請求項８】特許請求の範囲第３項から第７項のいずれ
    か１項に記載された装置において、指標（31）によって
    決定される顕微鏡の光軸（39）上に該空孔（38）の軸が
    来るように該顕微鏡の対物レンズ（27）下方に配置され
    ていることを特徴とする前記心出し装置。
  9. 【請求項９】特許請求の範囲第８項に記載された装置に
    おいて、該穴あけ部材（11）及び穴あけ部材と対物レン
    ズとの間に配置されたすべての部材はいずれも圧こん後
    の操作状態を観察する為に１つの透孔（13）を備えてい
    ることを特徴とする心出し装置。
  10. 【請求項１０】特許請求の範囲第３項から第９項までの
    いずれか１項に記載された装置において、該空あけ部材
    （11）及び該スリーブ（37）は硬質金属か合金かあるい
    はセメンテッドカーバイトでできていることを特徴とす
    る前記心出し装置。
  11. 【請求項１１】特許請求の範囲第３項に記載された装置
    において、光ガイド端部であって比較的硬い材料からな
    る心出しスリーブ（５）と塑性的に変形し得るコア部
    （６）と含んでおり、このコア部は該心出しスリーブ中
    に同心的に配置されていると共にその端面（７）に該光
    ガイド（１）を心出し及び固定する為の環状圧こん
    （８）を有しているものにおいて、該光ガイド端部の端
    面は少なくとも環状圧こん（８）の外側において該心出
    しスリーブが該ファイバの終端の乗る平面に対し幾分か
    引込むように面取りされていることを特徴とする前記心
    出し装置。
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