光纖和光器件的光軸調整方法
2023-04-24 08:48:06 2
專利名稱：光纖和光器件的光軸調整方法
技術領域：
本發明涉及光纖與發光元件或受光元件等光器件的光軸調整方法，特別涉及能夠 簡單且迅速地推斷出光纖側連接器和光器件側連接器的抵接位置的方法。
背景技術：
隨著網際網路等通信網絡的完備，作為以高速發送接收大容量信息的部件，使用光 纖的光通信的比重越來越大。在該光通信中，光纖以及與其連接的發光元件或受光元件等 光器件承擔主要的作用，特別是光纖和光器件的光軸對準是極其重要的技術。
對於該光纖以及光器件來說，例如，如圖10(b)所示，在光纖bl側安裝有光纖側連 接器cl，在光器件1^2側安裝有光器件側連接器側c2，在使這些連接器cl、c2的光軸對準 的情況下，首先，使兩連接器cl、c2的接合部在鉛直方向對置，並稍微分離進行保持，例如， 一邊從發光元件(光器件1^)發出光，一邊向受光側的光纖bl導入該光，測定受光強度，接 著，一邊使連接器cl、c2在水平方向相對移動，一邊搜索該受光強度為最大的位置，進行光 軸對準，然後，將連接器cl、c2彼此之間利用雷射熔接等進行接合。
在此，使上述的光纖側連接器Cl和光器件側連接器c2稍微分離，其原因在於，當 使兩連接器cl、c2在接觸的狀態下進行相對移動時，因連接器cl、c2彼此之間的摩擦，而不 能順利地進行移動，雷射的受光強度的測定變得不穩定，不能夠進行正確的光軸對準。
關於這樣的光纖側連接器cl和光器件側連接器c2的分離，以往如專利文獻1的 技術方案4、圖2等記載的那樣進行，S卩，在配置在下方的第二連接器(該圖的部件1 側設 置有力覺傳感器等接觸感測機構，使配置在上方的第一連接器(該圖的部件11)接近第二 連接器，感測到這兩個連接器的接觸之後，將第一連接器從該接觸位置向上方提起至力覺 傳感器的力為零的位置。
專利文獻1 日本特開2005-107160號公報
但是，關於上述那樣的光纖和光器件的定位方法，雖然能夠利用接觸感測機構可 靠地感測到光纖側連接器和光器件側連接器有無接觸，但是，由於設置該接觸感測機構，所 以，相應地裝置規模變大，並且，導致製造成本大幅度上升。發明內容
本發明是鑑於上述問題而提出的。
技術方案1的發明是一種光纖和光器件的光軸調整方法，將安裝在光纖的端部上 的光纖側連接器和安裝在發光元件或受光元件等光器件上的光器件側連接器接合，以所述 光纖的光軸和所述光器件的光軸一致的方式進行定位，其特徵在於，包括第一工序，將所 述光纖用連接器以及所述光器件側連接器中的一個連接器作為第一連接器並使其位於上 方，將另一個連接器作為第二連接器並使其位於所述一個連接器的鉛直下方，並且，將該第 一以及第二連接器接合的部位以在分離的狀態下對置的方式配置；第二工序，使所述第一 連接器下落到所述第二連接器上，使該第一以及第二連接器抵接；第三工序，利用上升機構使所述第一連接器上升，使所述第一以及第二連接器之間分離為預定間隔；第四工序，使所 述第一連接器或/及所述第二連接器在水平方向相對移動，進行所述光纖以及所述光器件 的光軸對準。
技術方案2的發明如技術方案1所述的光纖和光器件的光軸調整方法，其特徵在 於，具有衝擊吸收機構，在第一連接器下落到第二連接器上時，緩和由該第一以及第二連接 器的碰撞帶來的衝擊。
若採用技術方案1所述的光纖和光器件的光軸調整方法，由於包括第一工序，將 所述光纖用連接器以及所述光器件側連接器中的一個連接器作為第一連接器並使其位於 上方，將另一個連接器作為第二連接器並使其位於所述一個連接器的鉛直下方，並且，將所 述第一以及第二連接器接合的部位以在分離的狀態下對置的方式配置；第二工序，使所述 第一連接器下落到所述第二連接器上，使所述第一以及第二連接器彼此抵接；第三工序，利 用上升機構使所述第一連接器上升，使所述第一以及第二連接器之間分離為預定間隔，所 以能夠簡單且迅速地推斷出光纖側連接器和光器件側連接器的抵接位置，能夠在以後進行 的第一以及第二連接器的分離以及光軸對準之間順利切換。
若採用技術方案2所述的發明，則除了具有技術方案1所述的光纖和光器件的光 軸調整方法的效果之外，具有衝擊吸收機構，在第一連接器下落到第二連接器上時，緩和由 所述第一以及第二連接器的碰撞帶來的衝擊，所以能夠防止因第一以及第二連接器的碰撞 使光器件或光纖發生損傷，可靠地連接光纖和光器件，實現穩定的光通信。
圖1是表示用於實施本發明的光纖和光器件的光軸調整方法的連接器接合裝置 的一例的概略主視圖。
圖2是圖1的概略側視圖。
圖3是放大表示圖1的上部單元附近的概略側視圖。
圖4是放大表示圖1的上部單元附近的概略圖，圖4(a)是表示主視圖，圖4(b)是 表示左視圖。
圖5是圖4的概略平面圖。
圖6是放大表示圖1的下部單元附近的概略主視圖。
圖7是圖6的概略平面圖。
圖8是表示使用了圖1的連接器接合裝置的系統的一例的框圖。
圖9是用於說明本發明的光纖和光器件的光軸調整方法的工序的主要部分的局 部剖視的概略放大圖，圖9(a)表示第一工序，圖9(b)表示第二工序，圖9 (c)表示第三以及 第四工序；圖9(d)是表示連接器彼此之間的接合工序。
圖10是表示本發明中所使用的光纖、光器件以及它們的連接器的概略圖，圖 10(a)表示光軸調整前的圖；圖10(b)表示光軸調整後的圖。
其中，附圖標記說明如下
A連接器接合裝置
bl 光纖
b2光器件
cl光纖側連接器
c2光器件側連接器
2上部單元
21把持單元
23卡止片
25固定機構
27衝擊吸收單元
28上升單元
3下部單元
3IXY載物臺
35連接器支架
4接合單元
81第一連接器
82第二連接器具體實施方式
參照圖1 圖10，對本發明的一個實施例進行說明。A是連接器接合裝置，如圖 10(b)所示，連接器接合裝置A是將安裝有光纖側連接器Cl的光纖bl的光軸和安裝有光 器件側連接器c2的光器件1^2的光軸對準並將兩連接器cl、c2彼此接合的裝置，如圖1所 示，主要包括機體1、上部單元2、下部單元3、接合機構4。
機體1將上部單元2、下部單元3和接合機構4 一體地固定，如圖1所示，從正面觀 察，在兩側豎立設置有支柱11、11，並且以將這些支柱11、11的上端部連接的方式橫向架設 有安裝構件12。
如圖1、圖2所示，上述的上部單元2安裝在安裝構件12上，如圖3所示，該上部單 元2具有把持機構21、固定機構25、上升機構28。此外，如該圖所示，該上部單元2利用可 旋轉地支承在軸承13上的軸14經由臂四以能自由轉動的方式被安裝，該軸承13安裝在 安裝構件12上，例如，該上部單元2利用汽缸7進行轉動，如圖2的假想線所圖示那樣，能 夠在機體1的前方移動。
把持機構21保持光纖側連接器cl以及光器件側連接器c2中的一個連接器作為 第一連接器81，並使其位於上方，在本實施例中，作為第一連接器81，例示了光纖側連接器 cl，如圖4所示，該第一連接器81藉助慣用的夾頭21a，以接合部朝向下方的方式裝卸自由 地被固定。
另外，如圖3所示，在把持機構21上安裝有在側面圖中為大致L字形的託架22， 如圖4、圖5所示，在該託架22的背面側，利用螺釘固定等固定有具有向側向伸出的伸出部 23a的平板狀的卡止片23。該把持機構21以及卡止片23以能夠在上下方向移動的方式經 由安裝在託架22上的滑塊M自由滑動地安裝在導軌沈上(參照圖5)。
固定機構25能夠卡止脫離地固定把持機構21，例如，如圖5所示，設置為利用卡止 構件25a、2fe從前後方向夾持伸出部23a。該卡止構件25a、2fe利用未圖示的汽缸等能夠 在圖5的箭頭所示的方向上進退，在解除卡止構件25a、2fe對卡止片23的卡止時，把持機構21利用自重下降。
上升機構觀安裝在臂四上，在利用固定機構25固定把持機構21的狀態下，與該 固定機構25 —起上升，如後面所述，該上升機構觀用於使第一以及第二連接器81、82從抵 接的狀態分離為形成預定間隔，採用馬達或汽缸等致動器(actuator)。
但是，如圖4(a)、(b)所示，可以在連接器接合裝置A上設置衝擊吸收機構27，該 衝擊吸收機構27在解除固定機構25對把持機構21的卡止而使第一連接器81下落到第二 連接器82上時，能夠緩和由這些第一以及第二連接器81、82的碰撞帶來的衝擊，例如是彈 簧構件27a，該彈簧構件27a的上端安裝在安裝於導軌沈的側部上的安裝構件27b上，下端 安裝在託架22上。
如圖6、圖7所示，上述的下部單元3具有能夠在水平方向移動的XY載物臺31和 經由安裝構件34安裝在該XY載物臺31上的連接器支架35。
如圖7所示，在XY載物臺31上安裝有使該XY載物臺31在前後方向移動的X軸 致動器32和使該XY載物臺31在左右方向移動的Y軸致動器33，這些致動器32、33接收來 自後述的控制機構6的驅動信號，能夠在水平方向上自由移動。
連接器支架35保持光纖用連接器Cl以及光器件側連接器c2中的另一個連接器 作為第二連接器82，使其位於上述一個連接器(第一連接器81)的鉛直下方，在本實施例 中，作為第二連接器82，例示了光器件側連接器c2，如圖6、圖7所示，該第二連接器82利用 慣用的夾頭35a以接合部朝向上方(第一連接器81側)的方式裝卸自由地被固定。
上述的接合機構4是對第一連接器81和第二連接器82進行接合的裝置，優選能 夠以非接觸進行接合的機構，例如是雷射照射單元。若採用該雷射照射單元，則通過調整激 光的照射面積，由此，即使兩連接器81、82之間分離數 數十μ m,也能夠進行熔接，由於以 非接觸進行接合，所以，能夠抑制第一連接器81和第二連接器82相對地位置偏移。此外， 接合機構4也可以不必將兩連接器81、82遍及全周地進行熔接，例如，以能夠以120°間隔 進行點熔接的方式將接合機構4在3個方向等分配置也可以。
接著，對使用如上述構成的連接器接合裝置A的系統的一例進行說明，如圖8所 示，上部單元2、下部單元3以及接合機構4都連接在控制機構6上，在第二連接器82上連 接有發光元件(例如，雷射二極體(LD)等光器件1^2)的情況下，使連接在控制機構6上的 電源61接通(ON)，從安裝在下部單元3上的發光元件(光器件b2)發出光，由安裝在上部 單元2上的光纖bl接收該光，利用光強度計62測定受光強度，將該受光強度信號回送到控 制機構6。然後，在下部單元3中，利用致動器32、33(參照圖7)使XY載物臺31在水平方 向移動，搜索受光強度變為最大的位置，在該值為最大的位置，利用接合機構4接合第一以 及第二連接器81、82。
另一方面，在第二連接器82上連接有受光元件(例如，光電二極體(PD)等光器件 b2)的情況下，經由連接在控制機構6上的光源63而從安裝在上部單元2的光纖bl發出 光，由安裝在下部單元3的受光元件(光器件1^)接收該光，利用電流計64測定電流，將該 電流信號回送到控制機構6。然後，在下部單元3中，利用致動器32、33(參照圖7)使XY載 物臺31在水平方向移動，搜索電流為最大的位置，在該值為最大的位置，利用接合機構4接 合第一以及第二連接器81、82。
接著，關於光纖bl和光器件1^2的光軸調整方法，參照圖9(a) (b)進行說明，首先，如圖9(a)所示，將光纖側連接器Cl以及光器件側連接器c2中的一個連接器(在本實施 例中為光纖側連接器cl)固定在把持機構21的夾頭21a上，作為第一連接器81位於上方， 將另一個連接器(在本實施例中為光器件側連接器c2)固定在連接器支架35的夾頭3 上，作為第二連接器82位於上述的一個連接器(第一連接器81)的鉛直下方，並且，將這些 第一以及第二連接器81、82接合的部位以在分離的狀態下對置的方式配置(第一工序)。 此外，預先在第一連接器81中安裝有光纖bl，在第二連接器82中安裝有光器件1^2。
並且，在第一工序後，使固定機構25 (參照圖4、圖5)動作，解除卡止構件25a、25a 對伸出部23a的卡止，使把持機構21下降，從而使第一連接器81下落到第二連接器82上， 如圖9(b)所示，使這些第一以及第二連接器81、82彼此抵接(第二工序)。此外，由於把持 機構21以滑塊M在導軌沈上滑動的狀態進行下降，所以，位於第二連接器82的鉛直上方 的第一連接器81可靠地抵接在第二連接器82上。
並且，在第二工序後，再使固定機構25動作，利用卡止構件25a、2fe卡止伸出部 23a，在該卡止狀態下，利用上升機構觀使把持機構21所把持的第一連接器81上升，如圖 9(c)所示，第一以及第二連接器81、82分離為預定間隔L(是至少能夠使第一以及第二連接 器81、82分離且利用接合機構4能夠可靠接合第一以及第二連接器81、82的間隔，例如，在 接合機構4進行雷射熔接的情況下為0 數十μ m的範圍內的間隔)(第三工序)。
並且，在第三工序後，如該圖所示，利用XY載物臺31的動作使第二連接器82在水 平方向相對移動，進行光纖bl以及光器件1^2的光軸對準(第四工序)，具體地說，如圖8所 示，使連接在控制機構6上的電源61接通(ON)，從安裝在下部單元3的發光元件(光器件 b2)發出光，利用安裝在上部單元2的光纖bl接收光，利用光強度計62測定受光強度，並使 該受光強度信號回送到控制機構6。並且，在下部單元3中，利用致動器32、33(參照圖7) 使XY載物臺31在水平方向移動，搜索受光強度變為最大的位置，在該值變為最大的位置， 如圖9(d)所示，使用雷射照射單元(接合機構4)對第一以及第二連接器81、82進行雷射 熔接。
但是，在上述實施例中，示出了將第一連接器81作為光纖側連接器Cl、將第二連 接器82作為光器件側連接器c2的例子，但是，也可以更換光纖側連接器cl和光器件側連 接器c2，將第一連接器81作為光器件側連接器c2，將第二連接器82作為光纖側連接器cl。
另外，在上述實施例中，示出了使用發光元件作為光器件1^2的例子，但是，也可以 使用受光元件作為光器件1^2，在該情況下，如圖8所示，經由連接在控制機構6上的光源 63，從光纖bl發出光，由受光元件(光器件1^)接收該光，利用電流計64測定電流，並使該 電流信號回送到控制機構6，使XY載物臺31在水平方向移動，搜索電流變為最大的位置，在 該值變為最大的位置，利用接合機構4接合第一以及第二連接器81、82。
另外，在上述的實施例中，示出了將XY載物臺31設置在下部單元3中的例子，但 是，該XY載物臺也可以設置在上部單元2中或設置在上部單元2以及下部單元3這兩者中， 也可以使第一連接器81或第一連接器81以及第二連接器82在水平方向相對移動。
權利要求
1.一種光纖和光器件的光軸調整方法，將安裝在光纖的端部上的光纖側連接器和安裝 在發光元件或受光元件等光器件上的光器件側連接器接合，以所述光纖的光軸和所述光器 件的光軸一致的方式進行定位，其特徵在於，包括第一工序，將所述光纖用連接器以及所述光器件側連接器中的一個連接器作為第一連 接器並使其位於上方，將另一個連接器作為第二連接器並使其位於所述一個連接器的鉛直 下方，並且，將該第一以及第二連接器接合的部位以在分離的狀態下對置的方式配置；第二工序，使所述第一連接器下落到所述第二連接器上，使該第一以及第二連接器彼 此抵接；第三工序，利用上升機構使所述第一連接器上升，使所述第一以及第二連接器之間分 離成為預定間隔；第四工序，使所述第一連接器或/及所述第二連接器在水平方向相對移動，進行所述 光纖以及所述光器件的光軸對準。
2.如權利要求1所述的光纖和光器件的光軸調整方法，其特徵在於，具有衝擊吸收機構，在第一連接器下落到第二連接器上時，緩和由該第一以及第二連 接器的碰撞帶來的衝擊。
全文摘要
本發明提供能簡單且迅速地推斷出光纖側連接器和光器件側連接器的抵接位置的光纖和光器件的光軸調整方法。本發明的光纖和光器件的光軸調整方法包括第一工序，將光纖側連接器(c1)及光器件側連接器(c2)的一個連接器作為第一連接器(81)並使其位於上方，將另一個連接器作為第二連接器(82)並使其位於第一連接器(81)的鉛直下方，將這些第一以及第二連接器(81、82)接合的部位以在分離狀態下對置的方式配置；第二工序，使第一連接器(81)下落到第二連接器(82)上，使這些第一以及第二連接器(81、82)彼此抵接；第三工序，利用上升裝置(28)使第一連接器(81)上升，使第一以及第二連接器(81、82)間分離為預定間隔(L)。
文檔編號G02B7/00GK102033282SQ201010508129
公開日2011年4月27日 申請日期2010年10月8日 優先權日2009年10月6日
發明者繁田慎也 申請人:駿河精機株式會社