特許 7585077 融着接続機及び光ファイバの回転調心方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-08

(45)【発行日】2024-11-18

(54)【発明の名称】融着接続機及び光ファイバの回転調心方法

(51)【国際特許分類】

   G02B 6/255 20060101AFI20241111BHJP

【ＦＩ】

G02B6/255

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2021023529

(22)【出願日】2021-02-17

(65)【公開番号】P2022125758

(43)【公開日】2022-08-29

【審査請求日】2023-12-21

(73)【特許権者】

【識別番号】000005290

【氏名又は名称】古河電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】藤井 俊行

(72)【発明者】

【氏名】田邉 明夫

(72)【発明者】

【氏名】服部 真樹

(72)【発明者】

【氏名】細井 英昭

【審査官】山本 元彦

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１４－５２２９８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０５４１７７３３（ＵＳ，Ａ）

【文献】特表２００５－５１８５６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２００５／０１７５８５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】中国特許出願公開第１０３５９２７２２（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｂ ６／２５５－６／２７

Ｇ０２Ｂ ６／３０－６／３４

Ｇ０２Ｂ ６／４２－６／４３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１光ファイバと第２光ファイバとを融着接続する融着接続機であって、
前記第１光ファイバを周方向に回転させる第１駆動部と、
前記第２光ファイバを周方向に回転させる第２駆動部と、
前記第１光ファイバと前記第２光ファイバを径方向から撮影する撮影部と、
前記撮影部で前記第１光ファイバが前記第１駆動部により所定角度で回転する毎に撮影された第１光ファイバの画像から、前記所定角度毎の前記第１光ファイバの画像の第１の輝度情報を演算し、前記撮影部で前記第２光ファイバが前記第２駆動部により所定角度で回転する毎に撮影された第２光ファイバの画像から、前記所定角度毎の前記第２光ファイバの画像の第２の輝度情報を演算する画像処理部と、
前記所定角度毎の前記第１の輝度情報に周期関数をフィッティングし、フィッティングされた周期関数において所定の条件に合致する位相を特定し、前記所定角度毎の前記第２の輝度情報に周期関数をフィッティングし、フィッティングされた周期関数において所定の条件に合致する位相を特定し、特定した各位相に基づいて、前記第１光ファイバの周方向の回転位置と前記第２光ファイバの周方向の回転位置とが所定の位置関係となるように、前記第１駆動部及び前記第２駆動部の少なくとも一方を駆動する駆動制御部と、
を備え、
前記第１の輝度情報は、前記所定角度毎の前記第１光ファイバの画像の輝度の総和であり、
前記第２の輝度情報は、前記所定角度毎の前記第２光ファイバの画像の輝度の総和である
融着接続機。

【請求項2】

前記第１光ファイバと前記第２光ファイバは、径方向の断面構造が略Ｎ回回転対称（Ｎは２以上の整数）となる形状を有し、
前記周期関数は、略２π／Ｎの周期を有する
請求項１に記載の融着接続機。

【請求項3】

前記第１光ファイバと前記第２光ファイバは、偏波保持光ファイバである
請求項１または請求項２に記載の融着接続機。

【請求項4】

前記第１光ファイバと前記第２光ファイバは、マルチコアファイバである
請求項１または請求項２に記載の融着接続機。

【請求項5】

第１光ファイバと第２光ファイバとを回転調心する光ファイバの回転調心方法であって、
前記第１光ファイバを周方向に回転させる第１駆動ステップと、
前記第２光ファイバを周方向に回転させる第２駆動ステップと、
前記第１光ファイバと前記第２光ファイバを径方向から撮影する撮影ステップと、
前記撮影ステップで前記第１光ファイバが前記第１駆動ステップにより所定角度で回転する毎に撮影された第１光ファイバの画像から、前記所定角度毎の前記第１光ファイバの画像の第１の輝度情報を演算し、前記撮影ステップで前記第２光ファイバが前記第２駆動ステップにより所定角度で回転する毎に撮影された第２光ファイバの画像から、前記所定角度毎の前記第２光ファイバの画像の第２の輝度情報を演算する画像処理ステップと、
前記所定角度毎の前記第１の輝度情報に周期関数をフィッティングし、フィッティングされた周期関数において所定の条件に合致する位相を特定し、前記所定角度毎の前記第２の輝度情報に周期関数をフィッティングし、フィッティングされた周期関数において所定の条件に合致する位相を特定し、特定した各位相に基づいて、前記第１光ファイバの周方向の回転位置と前記第２光ファイバの周方向の回転位置とが所定の位置関係となるように、前記第１光ファイバと前記第２光ファイバの少なくとも一方を周方向に回転させる調心ステップと、
を備え、
前記第１の輝度情報は、前記所定角度毎の前記第１光ファイバの画像の輝度の総和であり、
前記第２の輝度情報は、前記所定角度毎の前記第２光ファイバの画像の輝度の総和である
光ファイバの回転調心方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、融着接続機及び光ファイバの回転調心方法に関する。

【背景技術】

【0002】

コア部と、クラッド部と、当該コア部を光ファイバの径方向の両側から挟む２つの応力付与部とを備えるＰＡＮＤＡ型の偏波保持光ファイバ同士を融着接続する場合、融着接続の対象とする一対の偏波保持光ファイバ間で、径方向の断面におけるコア部、クラッド部及び２つの応力付与部の各構造が揃うように、周方向の回転位置調整（回転調心）等の位置合わせを行う必要がある。

【0003】

このような回転対称性を有する光ファイバ同士の融着接続に用いられる装置として、例えば特許文献１に開示された接続装置がある。この接続装置は、接続する一対の光ファイバの端部を光源とカメラとの間に配置する。接続装置は、配置された光ファイバが半回転するまで所定の角度で光ファイバを回転させ、所定の角度で回転させる毎に光ファイバの透過光をカメラで撮影し、透過光像の輝度情報を角度に対応してプロットしたグラフを作成する。接続装置は、予め各種光ファイバの輝度情報のグラフを記憶しており、光ファイバを撮影して得たグラフと、予め記憶している輝度情報のグラフとの相関係数を演算する。接続装置は、しきい値以上の値となる相関係数を有した光ファイバを特定し、特定した光ファイバに対応する回転調心方法をＲＯＭから読み出し、読み出した方法で回転調心を行った後、ファイバの接続を行う。なお、同様の回転調心を行う必要がある光ファイバとしては、クラッド内に複数のコアを有するマルチコアファイバ等、長手方向断面形状がＮ回対称性を有するものが挙げられ、回転調心によって接続する一対のファイバのコア部の位置等を一致させる必要がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００４－３４１４５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に開示された接続装置においては、例えば、接続する光ファイバが新規の光ファイバである場合、予め輝度情報グラフ及び回転調心方法がＲＯＭに記憶されていない。近年、光ファイバによる通信網の拡充のため世界的に光ファイバを供給する企業が増加している。それに伴い、上記のような新規の光ファイバが敷設されていることから、このような新規の光ファイバと既知の光ファイバ、或いは新規の光ファイバ同士を低損失に（偏波保持ファイバの場合は、消光比劣化を抑制しながら）接続できる必要がある。一方で、この様な場合、特許文献１に開示された接続装置では、新規の光ファイバの輝度情報のグラフが記憶されていない。このため、相関係数がしきい値以上となる輝度情報グラフがＲＯＭになく、光ファイバを特定できないため、回転調心方法をＲＯＭから読み出せず、所望の回転調心を行うことができないおそれがあった。

【0006】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、回転対称性を有する新規の光ファイバであっても所望の回転調心を行う技術を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る融着接続機は、第１光ファイバと第２光ファイバとを融着接続する融着接続機であって、前記第１光ファイバを周方向に回転させる第１駆動部と、前記第２光ファイバを周方向に回転させる第２駆動部と、前記第１光ファイバと前記第２光ファイバを径方向から撮影する撮影部と、前記撮影部で前記第１光ファイバが前記第１駆動部により所定角度で回転する毎に撮影された第１光ファイバの画像から、前記所定角度毎の前記第１光ファイバの画像の第１の輝度情報を演算し、前記撮影部で前記第２光ファイバが前記第２駆動部により所定角度で回転する毎に撮影された第２光ファイバの画像から、前記所定角度毎の前記第２光ファイバの画像の第２の輝度情報を演算する画像処理部と、前記所定角度毎の前記第１の輝度情報に周期関数をフィッティングし、フィッティングされた周期関数において所定の条件に合致する位相を特定し、前記所定角度毎の前記第２の輝度情報に周期関数をフィッティングし、フィッティングされた周期関数において所定の条件に合致する位相を特定し、特定した各位相に基づいて、前記第１光ファイバの周方向の回転位置と前記第２光ファイバの周方向の回転位置とが所定の位置関係となるように、前記第１駆動部及び前記第２駆動部の少なくとも一方を駆動する駆動制御部と、を備える。

【0008】

本発明の一態様に係る融着接続機においては、前記第１の輝度情報は、前記所定角度毎の前記第１光ファイバの画像の輝度の総和であり、前記第２の輝度情報は、前記所定角度毎の前記第２光ファイバの画像の輝度の総和であってもよい。

【0009】

本発明の一態様に係る融着接続機においては、前記第１光ファイバと前記第２光ファイバは、径方向の断面構造が略Ｎ回回転対称（Ｎは２以上の整数）となる形状を有し、前記周期関数は、略２π／Ｎの周期を有する構成であってもよい。

【0010】

本発明の一態様に係る融着接続機においては、前記第１光ファイバと前記第２光ファイバは、偏波保持光ファイバであってもよい。

【0011】

本発明の一態様に係る融着接続機においては、前記第１光ファイバと前記第２光ファイバは、マルチコアファイバであってもよい。

【0012】

本発明の一態様に係る光ファイバの回転調心方法は、第１光ファイバと第２光ファイバとを回転調心する光ファイバの回転調心方法であって、前記第１光ファイバを周方向に回転させる第１駆動ステップと、前記第２光ファイバを周方向に回転させる第２駆動ステップと、前記第１光ファイバと前記第２光ファイバを径方向から撮影する撮影ステップと、前記撮影ステップで前記第１光ファイバが前記第１駆動ステップにより所定角度で回転する毎に撮影された第１光ファイバの画像から、前記所定角度毎の前記第１光ファイバの画像の第１の輝度情報を演算し、前記撮影ステップで前記第２光ファイバが前記第２駆動ステップにより所定角度で回転する毎に撮影された第２光ファイバの画像から、前記所定角度毎の前記第２光ファイバの画像の第２の輝度情報を演算する画像処理ステップと、前記所定角度毎の前記第１の輝度情報に周期関数をフィッティングし、フィッティングされた周期関数において所定の条件に合致する位相を特定し、前記所定角度毎の前記第２の輝度情報に周期関数をフィッティングし、フィッティングされた周期関数において所定の条件に合致する位相を特定し、特定した各位相に基づいて、前記第１光ファイバの周方向の回転位置と前記第２光ファイバの周方向の回転位置とが所定の位置関係となるように、前記第１光ファイバと前記第２光ファイバの少なくとも一方を周方向に回転させる調心ステップと、を備える。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、回転対称性を有する新規の光ファイバであっても所望の回転調心を行うことができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】図１は、本発明の実施形態に係る融着接続機の一構成例を示す図である。

【図2】図２は、本実施形態に係る融着接続機における一対の光ファイバの長手方向及び径方向の一例を示す図である。

【図3】図３は、本実施形態における光ファイバの径方向の断面と、光源、第１撮像部及び第２撮像部の位置関係を示す図である。

【図4】図４は、本実施形態に係る回転調心に用いられる画像と輝度プロファイルの一例を示す図である。

【図5】図５は、光ファイバの回転角度と第１方向画像の輝度値の総和との関係を示すグラフである。

【図6】図６は、本実施形態における光ファイバの回転調心の処理の流れを示すフローチャートである。

【図7】図７は、本実施形態における回転調心を説明するための図である。

【図8】図８は、偏波保持光ファイバの累積回転角度と輝度値の総和との関係を示すグラフである。

【図9】図９は、マルチコアファイバの累積回転角度と輝度値の総和との関係を示すグラフである。

【図10】図１０は、マルチコアファイバの累積回転角度と輝度値の総和との関係を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態により本発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一又は対応する要素には適宜同一の符号を付している。さらに、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係などは、現実のものとは異なる場合があることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。

【0016】

［実施形態］
図１は、本発明の実施形態に係る融着接続機の構成の一例を示す図である。本実施形態に係る融着接続機１は、径方向の断面構造について互いに同種の回転対称性を有する一対の光ファイバＦ１、Ｆ２同士を融着接続するものであり、図１に示すような各構成部を備える。

【0017】

図１に示すように、融着接続機１は、融着接続の対象とする一対の光ファイバＦ１、Ｆ２を位置合わせ等ができるように融着接続機１にセットするためのホルダ２ａ、２ｂ、可動ステージ３ａ、３ｂ及び光ファイバクランプ４ａ、４ｂと、これらの光ファイバＦ１、Ｆ２同士を融着接続するための放電部５ａ、５ｂ及び放電制御部６と、を備える。また、融着接続機１には、開閉可能な風防カバー（図示せず）が設けられており、ホルダ２ａ、２ｂ、可動ステージ３ａ、３ｂ、光ファイバクランプ４ａ、４ｂ、及び放電部５ａ、５ｂは、この風防カバーに覆われるように配置されている。

【0018】

また、融着接続機１は、光ファイバＦ１、Ｆ２の位置合わせ等に必要な画像を得るための光源１７ａ、１７ｂと、第１撮像部７ａ及び第２撮像部７ｂを備え、融着接続機１は、光ファイバＦ１、Ｆ２の長手方向の位置を調整するための搬送駆動部９ａ、９ｂと、光ファイバＦ１の径方向の位置を調整（調心）するための第１径方向駆動部１０及び第２径方向駆動部１１と、光ファイバＦ１、Ｆ２の周方向における回転位置を調整（回転調心）するための回転駆動部１２ａ、１２ｂと、第１撮像部７ａ及び第２撮像部７ｂのフォーカスを調整するための第１フォーカス駆動部１３ａ及び第２フォーカス駆動部１３ｂとを備える。さらに、融着接続機１は、画像を表示する表示部としての機能と融着接続機１を操作するための操作部としての機能とを兼ね備えるタッチパネル１４と、融着接続機１の各構成部を制御するための制御部１６とを備える。

【0019】

本実施形態において、融着接続の対象とする一対の光ファイバＦ１、Ｆ２は、径方向の断面構造について互いに同種の回転対称性を有するＮ回回転対称光ファイバである。Ｎ回回転対称光ファイバは、Ｎを２以上の整数とした場合、Ｎ回の回転対称性を有する光ファイバである。例えば、Ｎ回回転対称光ファイバとして、偏波保持光ファイバが挙げられる。偏波保持光ファイバの種類としては、ＰＡＮＤＡ型、楕円ジャケット型、Ｄ型及びＢｏｗ－ｔｉｅ型等が挙げられる。また、Ｎ回回転対称光ファイバは、径方向の断面に複数のコアがＮ回回転対称に配置されたマルチコアファイバでもよい。光ファイバＦ１は、第１光ファイバの一例であり、光ファイバＦ２は、第２光ファイバの一例である。

【0020】

なお、ここでいう「同種」とは、径方向の断面構造及び回転対称の回数の双方について互いに同じ分類に分けられるＮ回回転対称光ファイバ同士を意味する。例えば、ＰＡＮＤＡ型の偏波保持光ファイバ同士は、互いに同種の回転対称性を有するＮ回回転対称光ファイバの一例である。即ち、たとえ偏波保持光ファイバ同士であっても、偏波保持光ファイバである光ファイバＦ１、Ｆ２の種類が異なれば、互いに種類が異なるＮ回回転対称光ファイバである。

【0021】

また、本実施形態では、一対の光ファイバＦ１、Ｆ２の位置合わせとしては、例えば、各光ファイバＦ１、Ｆ２の長手方向の端面位置を調整する端面位置調整、各光ファイバＦ１、Ｆ２の径方向の位置を調整する調心、各光ファイバＦ１、Ｆ２の周方向における回転位置を調整する回転調心等が挙げられる。

【0022】

ホルダ２ａ、２ｂは、融着接続機１にセットする一対の光ファイバＦ１、Ｆ２を各々把持するものである。特に詳細な構造は図示しないが、ホルダ２ａ、２ｂは、例えば、Ｖ溝等を備える土台部、この土台部に対して開閉可能な蓋部等によって各々構成される。本実施形態において、ホルダ２ａは、先端側の被覆が剥がされてガラス部分を露出させた状態の光ファイバＦ１を、ホルダ２ｂ側の端からガラス部分を延出させ且つホルダ２ｂとは反対側の端から被覆部分を延出させた状態で蓋部と土台部のＶ溝とによって挟むようにして把持する。ホルダ２ｂは、このホルダ２ａと同様に、先端側の被覆が剥がされてガラス部分を露出させた状態の光ファイバＦ２を把持する。

【0023】

なお、光ファイバＦ１、Ｆ２において、先端側は、互いに融着接続されるガラス部分の端面側である。この先端側とは反対の端面（被覆部分の端面）側は、基端側とする。また、光ファイバＦ１、Ｆ２のガラス部分（先端部分とも適宜いう）は、被覆が剥がされた光ファイバ部分である。

【0024】

可動ステージ３ａ、３ｂは、光ファイバＦ１、Ｆ２の位置合わせのために光ファイバＦ１、Ｆ２を移動及び回転させる可動なステージである。本実施形態において、可動ステージ３ａには、例えば図１に示すように、光ファイバＦ１を保持した状態のホルダ２ａが、光ファイバＦ１の先端側のガラス部分を放電部５ａ、５ｂ側へ向けるように取り付けられる。可動ステージ３ａは、後述する搬送駆動部９ａ、第１径方向駆動部１０、第２径方向駆動部１１又は回転駆動部１２ａの作用により、光ファイバＦ１の長手方向又は径方向に移動し、或いは、光ファイバＦ１の長手方向の中心軸回りに回転する。一方、可動ステージ３ｂには、例えば図１に示すように、光ファイバＦ２を保持した状態のホルダ２ｂが、光ファイバＦ２の先端側のガラス部分を放電部５ａ、５ｂ側へ向けるように取り付けられる。可動ステージ３ｂは、後述する搬送駆動部９ｂ又は回転駆動部１２ｂの作用により、光ファイバＦ２の長手方向に移動し、或いは、光ファイバＦ２の長手方向の中心軸回りに回転する。光ファイバＦ１、Ｆ２の各ホルダ２ａ、２ｂが上述したように可動ステージ３ａ、３ｂに各々取り付けられ、可動ステージ３ａ、３ｂが駆動されることにより、融着接続機１における光ファイバＦ１、Ｆ２の長手方向の位置、径方向の位置及び周方向の位置が設定される。

【0025】

光ファイバクランプ４ａ、４ｂは、光ファイバＦ１、Ｆ２の各ガラス部分の位置を可動ステージ３ａ、３ｂに対して各々相対的に固定するためのものである。図１に示すように、光ファイバクランプ４ａは、右側の可動ステージ３ａ上に取り付けられたホルダ２ａから先端側に延出する光ファイバＦ１のガラス部分を、可動ステージ３ａに対して解除可能に留める。これにより、光ファイバクランプ４ａは、光ファイバＦ１のガラス部分の位置を可動ステージ３ａに対して相対的に固定する。また、光ファイバクランプ４ｂは、左側の可動ステージ３ｂ上に取り付けられたホルダ２ｂから先端側に延出する光ファイバＦ２のガラス部分を、可動ステージ３ｂに対して解除可能に留める。これにより、光ファイバクランプ４ｂは、光ファイバＦ２のガラス部分の位置を可動ステージ３ｂに対して相対的に固定する。なお、光ファイバクランプ４ａ、４ｂによって光ファイバＦ１、Ｆ２をクランプした状態で光ファイバＦ１、Ｆ２をＺ軸中心に回転させてしまうと、光ファイバＦ１、Ｆ２のガラス部分が傷つく等のダメージを受け、この結果、光ファイバＦ１、Ｆ２同士の融着接続の強度が低下する恐れがある。この事態を回避するために、光ファイバクランプ４ａ、４ｂは、制御部１６の制御に基づき、光ファイバＦ１、Ｆ２の回転調心が行われるに際して光ファイバＦ１、Ｆ２のクランプを各々解除する。

【0026】

図２は、本実施形態に係る融着接続機１における一対の光ファイバＦ１、Ｆ２の長手方向及び径方向の一例を示す図である。本実施形態では、図２に示すように、光ファイバＦ１、Ｆ２の長手方向としてＺ軸方向が設定される。Ｚ軸は、ＸＹＺの３軸直交座標系の一軸であり、光ファイバＦ１、Ｆ２の各長手方向中心軸に対して平行な軸である。また、光ファイバＦ１、Ｆ２については、互いに異なる複数（本実施形態では２つ）の径方向が設定される。例えば、図２に示すように、光ファイバＦ１、Ｆ２の径方向としてＸ軸方向及びＹ軸方向が設定される。Ｘ軸及びＹ軸は、各々、ＸＹＺの３軸直交座標系の一軸である。Ｘ軸は、光ファイバＦ１、Ｆ２の互いに異なる第１径方向及び第２径方向のうち、水平方向である第１径方向に対して平行な軸であり、Ｙ軸は、垂直方向である第２径方向に対して平行な軸である。すなわち、本実施形態において、光ファイバＦ１、Ｆ２の第１径方向及び第２径方向は、互いに垂直な径方向である。

【0027】

放電部５ａ、５ｂは、融着接続の対象とする一対の光ファイバＦ１、Ｆ２の各ガラス部分に対して放電するためのものである。図１に示すように、放電部５ａ、５ｂは、右側の可動ステージ３ａ上のホルダ２ａと左側の可動ステージ３ｂ上のホルダ２ｂとが対向する方向に対して垂直な方向で対向するように、これらの可動ステージ３ａ、３ｂ間に配置される。放電部５ａ、５ｂは、可動ステージ３ａ、３ｂ上のホルダ２ａ、２ｂから各々延出する光ファイバＦ１、Ｆ２の各ガラス部分に対して、光ファイバＦ１、Ｆ２の径方向から放電する。この放電の強さの違いにより、光ファイバＦ１、Ｆ２の各ガラス部分（先端部分）は、クリーニング及び／又は融着接続される。

【0028】

なお、本実施形態では、説明の便宜上、図１に示すように放電部５ａ、５ｂを境にして、右側に設けられた可動ステージ３ａ上のホルダ２ａの光ファイバＦ１は「右側の光ファイバ」と称し、左側に設けられた可動ステージ３ｂ上のホルダ２ｂの光ファイバＦ２は「左側の光ファイバ」と称する。

【0029】

放電制御部６は、放電部５ａ、５ｂによる放電の電流量等を制御するものである。放電制御部６は、後述する制御部１６の制御に基づいて、放電部５ａ、５ｂに給電する放電電流及び印加する放電電圧の少なくとも一つの値を変化させ、これにより、放電部５ａ、５ｂから光ファイバＦ１、Ｆ２の各ガラス部分に加えられる放電のエネルギー量を制御する。例えば、放電制御部６は、光ファイバＦ１、Ｆ２の各ガラス部分を放電によってクリーニングする場合、このクリーニングに適したエネルギー量の放電（以下、クリーニング放電と適宜いう）を放電部５ａ、５ｂに行わせる。また、放電制御部６は、光ファイバＦ１、Ｆ２の各ガラス部分の端面同士を放電によって融着接続する場合、この融着接続に必要なエネルギー量の放電（以下、本放電と適宜いう）を放電部５ａ、５ｂに行わせる。

【0030】

撮影部の一例である第１撮像部７ａ及び第２撮像部７ｂは、例えば撮像素子やレンズを有するカメラであり、融着接続機１における調整空間領域１９内に位置する光ファイバ（例えば一対の光ファイバＦ１、Ｆ２）を、当該光ファイバの径方向から撮影する。なお、調整空間領域１９は、融着接続の対象とする一対の光ファイバＦ１、Ｆ２の位置合わせが行われる所定空間領域である。光源１７ａ及び光源１７ｂは、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）であり、光源１７ａは、調整空間領域１９を挟んで第１撮像部７ａに対向し、光源１７ｂは、調整空間領域１９を挟んで第２撮像部７ｂに対向している。光源１７ａ及び光源１７ｂは、調整空間領域１９内に位置する光ファイバ（例えば一対の光ファイバＦ１、Ｆ２）に対し、当該光ファイバの径方向から光を照射する。

【0031】

図３は、光ファイバＦ１、Ｆ２の径方向に沿った断面と、第１撮像部７ａ、第２撮像部７ｂ、光源１７ａ及び光源１７ｂの位置関係を示す図である。図３には、光ファイバＦ１、Ｆ２の一例として、ＰＡＮＤＡ型の偏波保持光ファイバの径方向の断面が図示されている。図３に示す例において、光ファイバＦ１は、コア部Ｆ１ａと、コア部Ｆ１ａの外周に形成されたクラッド部Ｆ１ｂと、コア部Ｆ１ａに応力を付与する応力付与部Ｆ１ｃ、Ｆ１ｄと、クラッド部Ｆ１ｂの外周を覆う被覆部（図示せず）とを備える。コア部Ｆ１ａは、クラッド部Ｆ１ｂに比べて屈折率が高い石英ガラスからなり、光ファイバＦ１の径方向の断面において、クラッド部Ｆ１ｂの径方向の中心部分に配置されている。２つの応力付与部Ｆ１ｃ、Ｆ１ｄは、光ファイバＦ１の径方向においてコア部Ｆ１ａを挟むように、クラッド部Ｆ１ｂのうちコア部Ｆ１ａを中心として対称となる部分に配置されている。この光ファイバＦ１と同様に、光ファイバＦ２は、コア部Ｆ２ａと、コア部Ｆ２ａの外周に形成されたクラッド部Ｆ２ｂと、コア部Ｆ２ａに応力を付与する応力付与部Ｆ２ｃ、Ｆ２ｄと、クラッド部Ｆ２ｂの外周を覆う被覆部（図示せず）とを備える。すなわち、これらの光ファイバＦ１、Ｆ２は、径方向の断面構造について互いに同種の回転対称性を有するＮ回回転対称光ファイバ（図３では２回回転対称光ファイバ）である。

【0032】

第１撮像部７ａと光源１７ａは、図３に示す第１光軸ａｘ１を光軸とし、調整空間領域１９を撮像領域とするように配置される。本実施形態においては、第１光軸ａｘ１の方向（第１光軸方向）は、図２のＺ軸のマイナス側からＺ軸を見たときに、Ｚ軸を中心としてＸ軸から時計回りに４５°の角度の方向である。また、第２撮像部７ｂと光源１７ｂは、図３に示す第２光軸ａｘ２を光軸とし、調整空間領域１９を撮像領域とするように配置される。第２光軸ａｘ２の方向（第２光軸方向）は、図２のＺ軸のマイナス側からＺ軸を見たときに、Ｚ軸を中心としてＸ軸から反時計回りに４５°の角度の方向であり、第１光軸ａｘ１に直交する方向である。

【0033】

第１撮像部７ａは、調整空間領域１９内に位置する光ファイバＦ１、Ｆ２を、光ファイバＦ１、Ｆ２の径方向に沿った方向である第１光軸ａｘ１方向に撮影する。これにより、第１撮像部７ａは、画像の左右方向をＺ軸方向とし、画像の上下方向を第２光軸ａｘ２方向として、光ファイバＦ１、Ｆ２の各々の状態を示す画像を生成する。第１撮像部７ａは、光ファイバＦ１、Ｆ２を撮影する都度、この生成した画像の画像データを制御部１６に送信する。

【0034】

第２撮像部７ｂは、調整空間領域１９内に位置する光ファイバＦ１、Ｆ２を、光ファイバＦ１、Ｆ２の径方向に沿った方向である第２光軸ａｘ２方向に撮影する。これにより、第２撮像部７ｂは、画像の左右方向をＺ軸方向とし、画像の上下方向を第１光軸ａｘ１方向として、光ファイバＦ１、Ｆ２の各々の状態を示す画像を生成する。第２撮像部７ｂは、光ファイバＦ１、Ｆ２を撮影する都度、この生成した画像の画像データを制御部１６に送信する。

【0035】

搬送駆動部９ａ、９ｂは、融着接続の対象とする一対の光ファイバＦ１、Ｆ２の長手方向の位置調整を行うための駆動部である。詳細には、搬送駆動部９ａは、モータ等によって構成され、モータの駆動力によって右側の可動ステージ３ａをＺ軸方向に移動（図２に示すＺ軸の太線矢印参照）させ得るように設けられる。搬送駆動部９ａは、Ｚ軸方向への可動ステージ３ａの移動を通じて、可動ステージ３ａ上の右側の光ファイバＦ１を、光ファイバＦ１の長手方向に搬送する。これにより、搬送駆動部９ａは、右側の光ファイバＦ１の長手方向における端面位置、即ち、Ｚ軸方向の位置を調整する。

【0036】

また、搬送駆動部９ｂは、モータ等によって構成され、モータの駆動力によって左側の可動ステージ３ｂをＺ軸方向に移動させ得るように設けられる。搬送駆動部９ｂは、Ｚ軸方向への可動ステージ３ｂの移動を通じて、可動ステージ３ｂ上の左側の光ファイバＦ２を、光ファイバＦ２の長手方向に搬送する。これにより、搬送駆動部９ｂは、左側の光ファイバＦ２の長手方向における端面位置、即ち、Ｚ軸方向の位置を調整する。

【0037】

第１径方向駆動部１０及び第２径方向駆動部１１は、融着接続の対象とする一対の光ファイバＦ１、Ｆ２の調心を行うための駆動部である。詳細には、第１径方向駆動部１０は、モータ等によって構成され、モータの駆動力によって右側の可動ステージ３ａをＸ軸方向に移動（図２に示すＸ軸の太線矢印参照）させ得るように設けられる。第１径方向駆動部１０は、Ｘ軸方向への可動ステージ３ａの移動を通じて、可動ステージ３ａ上の右側の光ファイバＦ１を、光ファイバＦ１の第１径方向に移動させる。これにより、第１径方向駆動部１０は、右側の光ファイバＦ１の第１径方向（Ｘ軸方向）の位置を左側の光ファイバＦ２に合わせる調心（第１径方向の調心）を行う。

【0038】

また、第２径方向駆動部１１は、モータ等によって構成され、モータの駆動力によって右側の可動ステージ３ａをＹ軸方向に移動（図２に示すＹ軸の太線矢印参照）させ得るように設けられる。第２径方向駆動部１１は、Ｙ軸方向への可動ステージ３ａの移動を通じて、可動ステージ３ａ上の右側の光ファイバＦ１を、光ファイバＦ１の第２径方向に移動させる。これにより、第２径方向駆動部１１は、右側の光ファイバＦ１の第２径方向（Ｙ軸方向）の位置を左側の光ファイバＦ２に合わせる調心（第２径方向の調心）を行う。

【0039】

回転駆動部１２ａ、１２ｂは、融着接続の対象とする一対の光ファイバＦ１、Ｆ２の回転調心を行うための駆動部である。詳細には、回転駆動部１２ａは、モータ等によって構成され、モータの駆動力によって右側の可動ステージ３ａを、Ｚ軸を中心として時計回り（図２に示すＺ軸周りの矢印Ａ方向）又は反時計回り（図２に示すＺ軸周りの矢印Ｂ方向）に回転させ得るように設けられる。回転駆動部１２ａは、Ｚ軸を中心とする可動ステージ３ａの回転を通じて、可動ステージ３ａ上の右側の光ファイバＦ１を、光ファイバＦ１の長手方向の中心軸回りに回転（すなわち周方向回転）させる。このような回転駆動部１２ａは、Ｚ軸を中心として、即ち光ファイバＦ１の径方向の断面の中心軸を中心として光ファイバＦ１の回転調心を行う。回転駆動部１２ａは、光ファイバＦ１を周方向に回転させる第１駆動部の一例である。

【0040】

また、回転駆動部１２ｂは、モータ等によって構成され、モータの駆動力によって左側の可動ステージ３ｂを、Ｚ軸を中心として時計回り又は反時計回りに回転させ得るように設けられる。回転駆動部１２ｂは、Ｚ軸を中心とする可動ステージ３ｂの回転を通じて、可動ステージ３ｂ上の左側の光ファイバＦ２を、光ファイバＦ２の長手方向の中心軸回りに回転（すなわち周方向回転）させる。このような回転駆動部１２ｂは、Ｚ軸を中心として、即ち、光ファイバＦ２の径方向の断面の中心軸を中心にして回転調心を行う。回転駆動部１２ｂは、光ファイバＦ２を周方向に回転させる第２駆動部の一例である。以下、回転調心といえば、特に説明がない限り、一対の光ファイバＦ１、Ｆ２のＺ軸を中心とした回転調心を意味する。

【0041】

第１フォーカス駆動部１３ａ及び第２フォーカス駆動部１３ｂは、第１撮像部７ａ及び第２撮像部７ｂの各フォーカス調整を各々行うための駆動部である。詳細には、第１フォーカス駆動部１３ａは、モータ等によって構成され、モータの駆動力によって第１撮像部７ａの撮像素子（図示せず）を調整空間領域１９内の光ファイバＦ１、Ｆ２に対して近接または離間させる方向に移動させ得るように設けられる。第１フォーカス駆動部１３ａは、この撮像素子の移動を通じて、第１撮像部７ａのフォーカスを調整する。第２フォーカス駆動部１３ｂは、モータ等によって構成され、モータの駆動力によって第２撮像部７ｂの撮像素子（図示せず）を調整空間領域１９内の光ファイバＦ１、Ｆ２に対して近接または離間させる方向に移動させ得るように設けられる。第２フォーカス駆動部１３ｂは、この撮像素子の移動を通じて、第２撮像部７ｂのフォーカスを調整する。

【0042】

タッチパネル１４は、融着接続機１を操作するためのＧＵＩ（Graphical User Interface）や融着接続に係る情報等を表示する機能と、表示画面の押下に応じて各種操作のための信号を出力する機能とを兼ね備える入出力インターフェースである。詳細には、タッチパネル１４は、制御部１６の制御に基づいて、融着接続機１を操作するための各種ＧＵＩと、調整空間領域１９内の光ファイバＦ１、Ｆ２の各画像とを表示画面内に表示する。例えば、タッチパネル１４は、制御部１６から時系列に沿って画像信号を順次受信し、受信した画像信号をもとに、第１撮像部７ａ及び第２撮像部７ｂが撮影した光ファイバＦ１、Ｆ２の画像を表示する。また、タッチパネル１４は、ＧＵＩや画像等を表示する表示画面に対して操作者が押下した位置及び押下した長さに応じた信号を、制御部１６に対して出力する。

【0043】

制御部１６は、演算部と、記憶部とを備えている。制御部１６は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）やＦＰＧＡ（field-programmable gate array）、又はＣＰＵとＦＰＧＡの両方で構成される。記憶部は、例えばＲＯＭ（Read Only Memory）で構成される部分とＲＡＭ（Random Access Memory）で構成される部分とを備えている。ＲＯＭで構成される部分には、演算部が演算処理を行うために使用するプログラムが格納される。また、ＲＡＭは、演算部が演算処理を行う際の作業スペースや演算部の演算処理の結果などを記憶するために使用される。

【0044】

演算部がＲＯＭに格納されているプログラムを実行すると、第１撮像部７ａが生成した画像データと、第２撮像部７ｂが生成した画像データを画像処理する機能を有する画像処理部１６１と、放電制御部６、第１撮像部７ａ、第２撮像部７ｂ、搬送駆動部９ａ、９ｂ、第１径方向駆動部１０、第２径方向駆動部１１、回転駆動部１２ａ、１２ｂ、第１フォーカス駆動部１３ａ、第２フォーカス駆動部１３ｂ、及び光源１７ａ、１７ｂを駆動する機能を有する駆動制御部１６２とが実現し、制御部１６は、融着接続機１の各構成部を制御する。

【0045】

駆動制御部１６２は、タッチパネル１４から出力される信号に基づいて、タッチパネル１４の表示を制御する。また、駆動制御部１６２は、操作者の操作に応じてタッチパネル１４から出力される信号に基づいて、光ファイバＦ１、Ｆ２を接続する処理を開始し、光ファイバＦ１、Ｆ２の第１、第２径方向の調心及び回転調心を行い、光ファイバＦ１、Ｆ２を接続するために、放電制御部６、第１撮像部７ａ、第２撮像部７ｂ、搬送駆動部９ａ、９ｂ、第１径方向駆動部１０、第２径方向駆動部１１、回転駆動部１２ａ、１２ｂ、第１フォーカス駆動部１３ａ、第２フォーカス駆動部１３ｂ、及び光源１７ａ、１７ｂ等を制御する。駆動制御部１６２は、回転駆動部１２ａ、１２ｂを駆動する駆動制御部の一例である。

【0046】

画像処理部１６１は、第１撮像部７ａ及び第２撮像部７ｂによって撮像された各画像の画像データに対する画像処理を行う画像処理部の一例である。詳細には、画像処理部１６１は、第１撮像部７ａから画像データを受信し、受信した画像データに対して光ファイバＦ１の部分の画像を抽出する画像処理を行う。これにより、画像処理部１６１は、例えば、縦方向を第２光軸ａｘ２方向とし且つ横方向をＺ軸方向とする光ファイバＦ１の第１方向画像Ｐ１を生成する。本実施形態において、第１方向画像Ｐ１は、光源１７ａから出射されて光ファイバＦ１を透過した光の第２光軸ａｘ２方向における輝度分布を示す画像である。回転駆動部１２ａにより光ファイバＦ１を回転させると、Ｚ軸を中心にして応力付与部Ｆ１ｃ、Ｆ１ｄの位置が変化する。このため、光ファイバＦ１を透過して第１撮像部７ａに到達する光が変化し、第１方向画像Ｐ１は、光ファイバＦ１を回転させたときの応力付与部Ｆ１ｃ、Ｆ１ｄの位置に応じて変化する。

【0047】

また、画像処理部１６１は、第２撮像部７ｂから画像データを受信し、受信した画像データに対して光ファイバＦ２の部分の画像を抽出する画像処理を行う。これにより、画像処理部１６１は、例えば、縦方向を第１光軸ａｘ１方向とし且つ横方向をＺ軸方向とする光ファイバＦ２の第２方向画像Ｐ２を生成する。本実施形態において、第２方向画像Ｐ２は、光源１７ｂから出射されて光ファイバＦ２を透過した光の第１光軸ａｘ１方向における輝度分布を示す画像である。回転駆動部１２ｂにより光ファイバＦ２を回転させると、Ｚ軸を中心にして応力付与部Ｆ２ｃ、Ｆ２ｄの位置が変化する。このため、光ファイバＦ２を透過して第２撮像部７ｂに到達する光が変化し、第２方向画像Ｐ２は、光ファイバＦ２を回転させたときの応力付与部Ｆ２ｃ、Ｆ２ｄの位置に応じて変化する。

【0048】

図４に第１方向画像Ｐ１の一例を示す。図４に示す第１方向画像Ｐ１において括弧で示した光ファイバＦ１に相当する部分は、応力付与部Ｆ１ｃの中心とコア部Ｆ１ａの中心と応力付与部Ｆ１ｄの中心とを結ぶｓｌｏｗ軸であるｓｌｏｗ軸ａｘ３（図３参照）と、第１光軸ａｘ１とがなす角度α１（図３参照）に応じて変化する。なお、第２方向画像Ｐ２において光ファイバＦ２に相当する部分は、第１方向画像Ｐ１と同様に、応力付与部Ｆ２ｃの中心とコア部Ｆ２ａの中心と応力付与部Ｆ２ｄの中心とを結ぶｓｌｏｗ軸であるｓｌｏｗ軸ａｘ４（図３参照）と第２光軸ａｘ２とがなす角度α２（図３参照）に応じて変化する。

【0049】

また、画像処理部１６１は、第１方向画像Ｐ１の各画素の輝度を数値化し、横軸を輝度値とし、縦軸を第２光軸ａｘ２方向の位置として、第２光軸ａｘ２方向に並んだ画素の輝度値のグラフ（輝度プロファイルｐｆ１）を生成する。第１方向画像Ｐ１から生成する輝度プロファイルｐｆ１については、例えば、Ｚ軸方向の任意の位置において第２光軸ａｘ２方向に並んだ画素の輝度値から生成してもよい。また、画像処理部１６１は、第２方向画像Ｐ２の各画素の輝度を数値化し、横軸を輝度値とし、縦軸を第１光軸ａｘ１方向として、第１光軸ａｘ１方向に並んだ画素の輝度値のグラフ（輝度プロファイルｐｆ２）を生成する。第２方向画像Ｐ２から生成する輝度プロファイルｐｆ２については、例えば、Ｚ軸方向の任意の位置において第１光軸ａｘ１方向に並んだ画素の輝度値から生成してもよい。また、画像処理部１６１は、輝度プロファイルｐｆ１、ｐｆ２を生成する毎に、生成した輝度プロファイルｐｆ１の輝度値を積算して輝度値の総和を演算し、生成した輝度プロファイルｐｆ２の輝度値を積算して輝度値の総和を演算する。なお、輝度プロファイルｐｆ１の輝度値を積算して得られる輝度値の総和は、第１の輝度情報の一例であり、輝度プロファイルｐｆ２の輝度値を積算して得られる輝度値の総和は、第２の輝度情報の一例である。

【0050】

図４に、第１方向画像Ｐ１から生成した輝度プロファイルｐｆ１の一例を示す。第１方向画像Ｐ１から生成した輝度プロファイルｐｆ１は角度α１に応じて異なるものとなる。なお、第２方向画像Ｐ２から生成した輝度プロファイルｐｆ２は、角度α２に応じて異なるものとなる。

【0051】

図５は、偏波保持光ファイバである光ファイバＦ１を回転させる毎に撮影したときの回転角度と、撮影に応じて生成された第１方向画像Ｐ１から演算した輝度値の総和との関係の一例を示す図である。輝度値の総和は、第１光軸ａｘ１とｓｌｏｗ軸ａｘ３とがなす角度によって変化し、光ファイバによっては、コア部Ｆ１ａ、応力付与部Ｆ１ｃ及び応力付与部Ｆ１ｄが第１光軸ａｘ１に沿って並ぶときに輝度値の総和が減少する。また、光ファイバＦ２を回転させる毎に撮影したときの回転角度と、撮影に応じて生成された第２方向画像Ｐ２から演算した輝度値の総和との関係についても、輝度値の総和は、第２光軸ａｘ２とｓｌｏｗ軸ａｘ４とがなす角度によって変化する。

【0052】

次に本発明の実施形態に係る光ファイバの回転調心方法について説明する。図６は、制御部１６がＮ回回転対称光ファイバである光ファイバＦ１、Ｆ２の回転調心を行うときに行う処理の流れの一例を示すフローチャートである。図７～１０は、本実施形態に係る光ファイバの回転調心を具体的に説明するための図である。

【0053】

本実施形態に係る融着接続機１では、一対の光ファイバＦ１、Ｆ２の回転調心を行うにあたり、図１に示すように、光ファイバＦ１を把持した状態のホルダ２ａと光ファイバＦ２を把持した状態のホルダ２ｂとが、融着接続機１の可動ステージ３ａ、３ｂに各々セットされ、その後、風防カバー（図示せず）が閉じられる。図７は、回転調心を開始する前の光ファイバＦ１、Ｆ２の状態の一例を示す図である。この段階において、ホルダ２ａ、２ｂから各々延出する光ファイバＦ１、Ｆ２の各ガラス部分は、粗調整により調整空間領域１９の内部に位置しており、光ファイバＦ１の応力付与部Ｆ１ｃ、Ｆ１ｄと、光ファイバＦ２の応力付与部Ｆ２ｃ、Ｆ２ｄとが対向していない。

【0054】

融着接続機１では、一対のＮ回回転対称光ファイバである光ファイバＦ１、Ｆ２の回転調心を開始するための操作として、タッチパネル１４に表示されるＧＵＩの操作が行われる。具体的には、操作者は、融着接続機１で接続する光ファイバＦ１、Ｆ２に係る情報を、タッチパネル１４を操作して設定する。ここで操作者は、例えば融着接続機１で接続する光ファイバＦ１、Ｆ２の種類が偏波保持光ファイバである場合、光ファイバＦ１、Ｆ２の種類として偏波保持光ファイバを設定する。また、融着接続機１で接続する光ファイバＦ１、Ｆ２の種類がマルチコアファイバである場合、光ファイバＦ１、Ｆ２の種類としてマルチコアファイバを設定する。なお、融着接続機１で接続する光ファイバＦ１、Ｆ２の種類がマルチコアファイバである場合、接続するマルチコアファイバのコア数やマーカの有無も設定する。

【0055】

操作者が、接続する光ファイバＦ１、Ｆ２の設定を終えた後、タッチパネル１４において接続開始の操作を行うと、制御部１６は、この操作をトリガーとして、光ファイバＦ１、Ｆ２の長手方向の端面同士が対向するように、第１径方向駆動部１０、第２径方向駆動部１１、搬送駆動部９ａ、９ｂを制御し、径方向の調心を行う。その後、制御部１６は、図６に示すフローチャートの処理を行い、これにより、一対の光ファイバＦ１、Ｆ２に対する回転調心を行う。

【0056】

具体的には、まず制御部１６は、タッチパネル１４にて設定された情報を取得する（ステップＳ１０１）。次に制御部１６は、左側の光ファイバＦ２の累積回転角度θ２を初期化し、累積回転角度θ２＝０°とする（ステップＳ１０２）。累積回転角度θ２は、光ファイバＦ２の回転角度の一例であり、光ファイバＦ２の回転調心のために光ファイバＦ２を回転させた角度を累積した角度である。

【0057】

制御部１６は、ステップＳ１０２を実行した後、第２撮像部７ｂ、光源１７ｂ、第２フォーカス駆動部１３ｂを制御し、光ファイバＦ１、Ｆ２を撮影する（ステップＳ１０３：撮影ステップ）。制御部１６は、第２撮像部７ｂが撮影した光ファイバＦ１、Ｆ２の画像データを取得し、光ファイバＦ２の第２方向画像Ｐ２を生成する（ステップＳ１０４）。制御部１６は、生成した第２方向画像Ｐ２の画素の輝度を数値化して第１光軸ａｘ１方向に並んだ画素の輝度値のグラフ（輝度プロファイルｐｆ２）を生成し、輝度プロファイルｐｆ２の輝度値の総和を演算する（ステップＳ１０５：画像処理ステップ）。制御部１６は、ステップＳ１０５を実行した後、ステップＳ１０５で演算した輝度値の総和と、この時点の累積回転角度θ１とを対応付けて記憶する（ステップＳ１０６）。例えば、この時点の累積回転角度θ２が０°である場合、θ２＝０°と、演算した総和の組が記憶部に記憶される。

【0058】

制御部１６は、ステップＳ１０６を実行した後、累積回転角度θ２が３６０°以上であるか判断する（ステップＳ１０７）。制御部１６は、累積回転角度θ２が３６０°未満である場合（ステップＳ１０７でＮＯ）、回転駆動部１２ｂを制御し、左側の光ファイバＦ２を図２に示す矢印Ａ方向へ所定の角度で回転させる（ステップＳ１０８：第２駆動ステップ）。制御部１６は、ここで累積回転角度θ２に所定の角度を加算する。ここで回転させる所定の角度は、例えば６°であるが、６°に限定されるものではなく、他の角度であってもよい。制御部１６は、ステップＳ１０８を実行した後、処理の流れをステップＳ１０３に戻し、累積回転角度θ２が所定の角度以上となるまでステップＳ１０３～Ｓ１０８の処理を繰り返す。尚、所定の角度は例えば３６０°とすることができるが、３６０°に限定されるものではなく、他の角度であってもよい。以下では、当該所定の角度を３６０°とした場合について説明する。

【0059】

制御部１６は、累積回転角度θ２が３６０°となるまで、左側の光ファイバＦ２を所定の角度で回転させる毎に、ステップＳ１０３～ステップＳ１０６の処理を実行し、累積回転角度θ２と、ステップＳ１０５で演算した輝度値の総和の組を記憶する。これにより、本実施形態においては、０°から６°毎に３６０°まで、累積回転角度θ２と第２方向画像Ｐ２から演算した輝度値の総和の組が記憶される。

【0060】

制御部１６は、累積回転角度θ２が３６０°以上と判断した場合（ステップＳ１０７でＹＥＳ）、右側の光ファイバＦ１の累積回転角度θ１を初期化し、累積回転角度θ１＝０°とする（ステップＳ１０９）。累積回転角度１２は、光ファイバＦ１の回転角度の一例であり、光ファイバＦ１の回転調心のために光ファイバＦ１を回転させた角度を累積した角度である。

【0061】

制御部１６は、ステップＳ１０９を実行した後、第１撮像部７ａ、光源１７ａ、第１フォーカス駆動部１３ａを制御し、光ファイバＦ１、Ｆ２を撮影する（ステップＳ１１０：撮影ステップ）。制御部１６は、第１撮像部７ａが撮影した光ファイバＦ１、Ｆ２の画像データを取得し、光ファイバＦ１の第１方向画像Ｐ１を生成する（ステップＳ１１１）。制御部１６は、生成した第１方向画像Ｐ１の画素の輝度を数値化して第２光軸ａｘ２方向に並んだ画素の輝度値のグラフ（輝度プロファイルｐｆ１）を生成し、輝度プロファイルｐｆ１の輝度値の総和を演算する（ステップＳ１１２：画像処理ステップ）。制御部１６は、ステップＳ１１２を実行した後、ステップＳ１１２で演算した輝度値の総和と、この時点の累積回転角度θ１とを対応付けて記憶する（ステップＳ１１３）。例えば、この時点の累積回転角度θ１が０°である場合、θ１＝０°と、演算した総和の組が記憶部に記憶される。

【0062】

制御部１６は、ステップＳ１１３を実行した後、累積回転角度θ１が３６０°以上であるか判断する（ステップＳ１１４）。制御部１６は、累積回転角度θ１が３６０°未満である場合（ステップＳ１１４でＮＯ）、回転駆動部１２ａを制御し、右側の光ファイバＦ１を図２に示す矢印Ａ方向へ所定の角度で回転させる（ステップＳ１１５：第１駆動ステップ）。制御部１６は、ここで累積回転角度θ１に所定の角度を加算する。ここで回転させる所定の角度は、例えば６°であるが、６°に限定されるものではなく、他の角度であってもよい。制御部１６は、ステップＳ１１５を実行した後、処理の流れをステップＳ１１０に戻し、累積回転角度θ１が所定の角度以上となるまでステップＳ１１０～Ｓ１１５の処理を繰り返す。尚、所定の角度は例えば３６０°とすることができるが、３６０°に限定されるものではなく、他の角度であってもよい。以下では、当該所定の角度を３６０°とした場合について説明する。

【0063】

制御部１６は、累積回転角度θ１が３６０°となるまで、右側の光ファイバＦ１を所定の角度で回転させる毎に、ステップＳ１１０～ステップＳ１１３の処理を実行し、累積回転角度θ１と、ステップＳ１１２で演算した輝度値の総和の組を記憶する。これにより、本実施形態においては、０°から６°毎に３６０°まで、累積回転角度θ１と第１方向画像Ｐ１から演算した輝度値の総和が記憶される。

【0064】

制御部１６は、累積回転角度θ１が３６０°以上と判断した場合（ステップＳ１１４でＹＥＳ）、光ファイバＦ１、Ｆ２を回転調心する（ステップＳ１１６：調心ステップ）。具体的には、まず制御部１６は、ステップＳ１０６で記憶した輝度値の総和と累積回転角度θ２に基づいて、横軸を累積回転角度θ２とし、縦軸を輝度値の総和として輝度値の総和をプロットしたグラフを作成する。図８において実線で示したグラフは、ステップＳ１０６で記憶した輝度値の総和を累積回転角度θ２に対応してプロットしたグラフの一例である。

【0065】

次に制御部１６は、ステップＳ１０１で取得した情報に基づいて、累積回転角度θ２と輝度値の総和のグラフにフィッティングさせる周期関数を設定する。例えば、接続する光ファイバＦ１、Ｆ２が偏波保持光ファイバに設定された場合、図８に示すように輝度値の総和は３６０°回転させる間で周期的に変化し、輝度値の総和の変化は光ファイバを３６０°回転させる間で２周期となる。即ち、接続する光ファイバＦ１、Ｆ２が偏波保持光ファイバである場合、累積回転角度θ２と輝度値の総和のグラフはｓｉｎ（２ｘ）の周期関数であるため、制御部１６は、図８のグラフにフィッティングさせる周期関数をｓｉｎ（２ｘ）に設定する。このように、接続する光ファイバＦ１、Ｆ２の径方向の断面構造が略Ｎ回回転対称（Ｎは２以上の整数）となる形状を有する場合、周期関数の周期が略２π／Ｎとなるように設定する。尚、「略Ｎ回回転対称」は、図１０等を参照して説明するような、断面構造がＮ回回転対称の図形となるマルチコアファイバや偏波保持ファイバであって、周方向の所定の位置にマーカが付与されているものを含む。

【0066】

次に制御部１６は、累積回転角度θ２と輝度値の総和のグラフに対し、図８において破線で示すように、設定した周期関数を例えば最小二乗法によりフィッティングし、グラフとの差が最も小さくなるｓｉｎ（２ｘ＋θ）のときの位相のずれ量θを算出する。次に制御部１６は、フィッティング後の周期関数であるｓｉｎ（２ｘ＋θ）において最大値をとる角度として例えばθ３を特定し、回転駆動部１２ｂを制御して、左側の光ファイバＦ２を矢印Ａ方向に特定した角度となるように回転させる。最大値をとる角度は、所定の条件に合致する位相の一例である。ここで、ｓｌｏｗ軸ａｘ４と第２光軸ａｘ２とが平行となるため、応力付与部Ｆ２ｃ、コア部Ｆ２ａ、応力付与部Ｆ２ｄが第２光軸ａｘ２に沿って並ぶ状態となる。

【0067】

次に制御部１６は、ステップＳ１１２で記憶した輝度値の総和と累積回転角度θ１に基づいて、横軸を累積回転角度θ１とし、縦軸を輝度値の総和として輝度値の総和をプロットしたグラフを作成する。これにより、図８に示すグラフと同様のグラフが作成される。制御部１６は、ステップＳ１０１で取得した情報に基づいて、累積回転角度θ１と輝度値の総和のグラフにフィッティングさせる周期関数を設定する。ここで光ファイバＦ１も偏波保持光ファイバであるため、制御部１６は、フィッティングさせる周期関数をｓｉｎ（２ｘ）に設定する。

【0068】

次に制御部１６は、累積回転角度θ１と輝度値の総和のグラフに対し、設定した周期関数を例えば最小二乗法によりフィッティングし、グラフとの差が最も小さくなるｓｉｎ（２ｘ＋θ）のときの位相のずれ量θを算出する。次に制御部１６は、フィッティング後の周期関数であるｓｉｎ（２ｘ＋θ）において最大値をとる角度としてθ４を特定し、回転駆動部１２ａを制御して、右側の光ファイバＦ１を矢印Ａ方向に特定した角度となるように回転させる。ここで、ｓｌｏｗ軸ａｘ３と第１光軸ａｘ１が平行となるため、応力付与部Ｆ１ｃ、コア部Ｆ１ａ、応力付与部Ｆ１ｄが第１光軸ａｘ１に沿って並ぶ状態となる。

【0069】

次に制御部１６は、さらに右側の光ファイバＦ１を矢印Ａ方向に９０°回転させる。これにより、光ファイバＦ１のｓｌｏｗ軸ａｘ３は、第２光軸ａｘ２に平行となり、右側の光ファイバＦ１の応力付与部Ｆ１ｃ、Ｆ１ｄの周方向位置は、第２光軸ａｘ２とｓｌｏｗ軸ａｘ４が平行となっている光ファイバＦ２の応力付与部Ｆ２ｃ、Ｆ２ｄの周方向位置と一致する。

【0070】

なお、接続する光ファイバＦ１、Ｆ２が、コア数が４でマーカを有していないマルチコアファイバである場合、ステップＳ１１６において輝度値の総和と累積回転角度θ１（θ２）から作成されるグラフは、例えば図９に示したものとなる。この場合、図９に示すように輝度値の総和は光ファイバを３６０°回転させる間で周期的に変化し、輝度値の総和の変化は３６０°回転させる間で４周期となる。即ち、接続する光ファイバＦ１、Ｆ２が、コア数が４のマルチコアファイバである場合、累積回転角度θ１（θ２）と輝度値の総和のグラフはｓｉｎ（４ｘ）の周期関数であるため、制御部１６は、図９のグラフにフィッティングさせる周期関数をｓｉｎ（４ｘ）に設定する。

【0071】

次に制御部１６は、累積回転角度θ１（θ２）と輝度値の総和のグラフに対し、図９において破線で示すように、設定した周期関数を例えば最小二乗法によりフィッティングし、輝度値の総和のグラフとの差が最も小さくなるｓｉｎ（４ｘ＋θ）のときの位相のずれ量θを算出する。制御部１６は、累積回転角度θ２と輝度値の総和のグラフにフィッティングさせた周期関数であるｓｉｎ（４ｘ＋θ）において最大値をとる角度として例えばθ６を特定し、回転駆動部１２ｂを制御して、左側の光ファイバＦ２を矢印Ａ方向に特定した角度となるように回転させる。ここで、４つのコア部Ｆ２ａは、第２光軸ａｘ２に対して図９で左から２番目に示す状態となる。また、制御部１６は、累積回転角度θ１と輝度値の総和のグラフにフィッティングさせた周期関数であるｓｉｎ（４ｘ＋θ）において最大値をとる角度として例えばθ５を特定し、回転駆動部１２ａを制御して、右側の光ファイバＦ１を矢印Ａ方向に特定した角度となるように回転させる。ここで、ここで、４つのコア部Ｆ１ａは、第１光軸ａｘ１に対して図９で左から２番目に示す状態となる。これにより、右側の光ファイバＦ１の４つのコア部Ｆ１ａの周方向位置は、光ファイバＦ２の４つのコア部Ｆ２ａの周方向位置と一致する。

【0072】

また、接続する光ファイバＦ１、Ｆ２が、コア数が４でマーカを有しているマルチコアファイバである場合、ステップＳ１１６において輝度値の総和と累積回転角度θ１（θ２）から作成されるグラフは、例えば図１０に示したものとなる。この場合、制御部１６は、マーカを有していない場合と同様に、輝度値の総和と累積回転角度θ１（θ２）のグラフに対してフィッティングさせる周期関数をｓｉｎ（４ｘ）に設定する。制御部１６は、図１０において破線で示すように、設定した周期関数を例えば最小二乗法によりフィッティングし、輝度値の総和のグラフとの差が最も小さくなるｓｉｎ（４ｘ＋θ）のときの位相のずれ量θを算出する。

【0073】

なお、図１０に示したθａからθｂの範囲内の輝度値の総和の変化は、図１０に示すマーカＭによるものであり、この範囲内では、フィッティング後の周期関数であるｓｉｎ（４ｘ＋θ）の最大値と輝度値の総和との差が最も大きくなっている。制御部１６は、累積回転角度θ２と輝度値の総和のグラフにおいて、フィッティング後の周期関数であるｓｉｎ（４ｘ＋θ）で最大値をとる角度として、例えば、周期関数であるｓｉｎ（４ｘ＋θ）の最大値と輝度値の総和との差が最大となる角度θ７を特定し、回転駆動部１２ｂを制御して、左側の光ファイバＦ２を矢印Ａ方向に特定した角度となるように回転させる。また、制御部１６は、累積回転角度θ１と輝度値の総和のグラフにおいて、フィッティング後の周期関数であるｓｉｎ（４ｘ＋θ）で最大値をとる角度として、例えば、周期関数の最大値と輝度値の総和との差が最大となる角度θ８を特定し、回転駆動部１２ａを制御して、右側の光ファイバＦ１を矢印Ａ方向に特定した角度となるように回転させる。

【0074】

次に制御部１６は、さらに右側の光ファイバＦ１を矢印Ａ方向に９０°回転させる。これにより、右側の光ファイバＦ１の４つのコア部Ｆ１ａの周方向位置は、光ファイバＦ２の４つのコア部Ｆ２ａの周方向位置と一致し、さらに光ファイバＦ１のマーカＭの位置と光ファイバＦ２のマーカＭの位置も一致する。

【0075】

なお、特に図示しないが、融着接続機１は、上述したステップＳ１１６を完了した後、一対の光ファイバＦ１、Ｆ２に対する融着接続等を行う。例えば、制御部１６は、放電部５ａ、５ｂに本放電を行わせるように放電制御部６を制御し、光ファイバＦ１、Ｆ２の長手方向の端面同士を突き合せるように、搬送駆動部９ａ、９ｂを制御する。この結果、光ファイバＦ１、Ｆ２同士の融着接続が完了し、これらの光ファイバＦ１、Ｆ２同士は、互いの径方向の断面構造を最も揃えた所望の周方向位置に調整された状態で融着接続されている。

【0076】

以上、説明したように、本発明の実施形態では、径方向の断面構造について互いに同種の回転対称性を有する一対の光ファイバ（Ｎが２以上の整数であるＮ回回転対称光ファイバ）である光ファイバＦ１と光ファイバＦ２とを、第１撮像部７ａ及び第２撮像部７ｂで得た画像に基づいて相対的に周方向へ回転させる。

【0077】

これにより、偏波保持光ファイバ同士を接続する場合、光ファイバＦ１のｓｌｏｗ軸ａｘ３の方向を光ファイバＦ２のｓｌｏｗ軸ａｘ４の方向に略一致させることができ、この結果、新規の光ファイバＦ１、Ｆ２であっても、融着接続の対象とする一対のＮ回回転対称光ファイバ間で径方向の断面構造をより揃えることができる。また、マルチコアファイバ同士を接続する場合、複数のコアの周方向の回転位置を一致させることができ、新規の光ファイバＦ１、Ｆ２であっても、融着接続の対象とする一対のＮ回回転対称光ファイバ間で径方向の断面構造をより揃えることができる。このように互いの周方向位置が調整されたＮ回回転対称光ファイバ同士を融着接続することにより、当該Ｎ回回転対称光ファイバ同士の融着接続損失を低減して、融着接続後のＮ回回転対称光ファイバのより良好な光伝送特性を得ることができる。また、フィッティングに用いる周期関数の周期をＮに応じて変更することで、マルチコアファイバや偏波保持ファイバ等の接続するファイバの種類に対応した周期関数を用いることができるため、様々なＮ回回転対称光ファイバを、簡易な構成で融着接続損失を低減しつつ融着接続することができる。

【0078】

また、上述した実施形態は以下の効果も奏する。撮影する光ファイバを回転させると光ファイバを回転させるたびに光ファイバの位置が変わるため、第１撮像部７ａ及び第２撮像部７ｂは、光ファイバに対してレンズと撮像素子の位置を調整してピントを合わせる。第１撮像部７ａと第２撮像部７ｂの一方のみを用いて光ファイバＦ１及び光ファイバＦ２を同じ方向から撮影する構成の場合、光ファイバＦ１にピントがあう位置で撮影し、さらに光ファイバＦ２にピントがあう位置で撮影する必要があり、ピントの調整に時間を要することとなる。これに対して上述した実施形態では、第１方向画像Ｐ１を生成するために第１撮像部７ａのピントを光ファイバＦ１にのみ合わせればよく、第２方向画像Ｐ２を生成するために第２撮像部７ｂのピントを光ファイバＦ２にのみ合わせればよいため、ピント合わせのために要する時間を短くすることができる。これにより、所定角度毎の第１方向画像Ｐ１及び第２方向画像Ｐ２の生成に要する時間を短くし、ひいては光ファイバＦ１、Ｆ２の接続に要する時間を短くすることができる。

【0079】

［変形例］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、他の様々な形態で実施可能である。例えば上述の実施形態を以下のように変形して本発明を実施してもよい。なお、上述した実施形態及び以下の変形例は、各々を組み合わせてもよい。上述した各実施形態及び各変形例の構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施の形態や変形例に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。

【0080】

上述した実施形態においては、融着接続の対象とする一対のＮ回回転対称光ファイバ間で径方向の断面構造を揃えるために輝度値の総和と累積回転角度θ１（θ２）の関係を示すグラフにフィッティングさせた周期関数において最大値をとる角度を特定し、特定した角度に基づいて光ファイバＦ１、Ｆ２を回転させているが、断面構造を揃える方法は実施形態の方法に限定されるものではない。例えば、制御部１６は、輝度値の総和と累積回転角度θ１のグラフにフィッティングさせた周期関数の位相と、輝度値の総和と累積回転角度θ２のグラフにフィッティングさせた周期関数の位相とが揃うように光ファイバＦ１、Ｆ２を回転させた後、右側の光ファイバＦ１を矢印Ａ方向に９０°回転させる構成であってもよい。

【0081】

上述した実施形態においては、マーカを有するマルチコアファイバ同士を接続する場合、輝度値の総和と累積回転角度θ１（θ２）の関係のグラフをフーリエ変換することにより、コアの周方向位置に起因する周期関数と、マーカの周方向位置に起因する周期関数とを分離してもよい。この構成の場合、マーカの周方向位置に起因する周期関数において最大値をとる角度を特定し、特定した角度に基づいて光ファイバＦ１、Ｆ２を回転させることにより径方向の断面構造を揃えて光ファイバＦ１、Ｆ２を接続してもよい。

【0082】

融着接続機１で接続する偏波保持光ファイバは、ＰＡＮＤＡ型に限定されるものではなく、例えばボウタイ型であってもよい。また、融着接続機１で接続する偏波保持光ファイバは、上述したコア数が４のものに限定されるものではなく、コア数が４以外のものであってもよい。

【0083】

上述した実施形態においては、輝度値の総和と累積回転角度θ１（θ２）の関係を示すグラフにフィッティングさせた周期関数において最大値をとる角度を特定し、特定した角度に基づいて光ファイバＦ１、Ｆ２を回転させているが、最小値をとる角度を特定し、特定した角度に基づいて光ファイバＦ１、Ｆ２を回転させることにより径方向の断面構造を揃えて光ファイバＦ１、Ｆ２を接続してもよい。最小値をとる角度は、所定の条件に合致する位相の一例である。

【0084】

本発明においては、記憶部は、累積回転角度θ１（θ２）と輝度プロファイルｐｆ１（輝度プロファイルｐｆ２）から演算した輝度値の総和とを対応付けて記憶しているが、記憶した累積回転角度θ１（θ２）の間の角度のときの輝度値の総和を、記憶した総和から補間してもよい。

【0085】

上述した実施形態においては、ステップＳ１０２～ステップＳ１０８の処理を実行した後、ステップＳ１０９～ステップＳ１１５の処理を行っているが、ステップＳ１０２～ステップＳ１０８の処理と、ステップＳ１０９～ステップＳ１１５の処理を並行して行い、これらの処理が終わった後でステップＳ１１６の処理を行っても良い。

【0086】

上述した実施形態においては、まず回転駆動部１２ｂを制御して光ファイバＦ２のｓｌｏｗ軸ａｘ４を第２光軸ａｘ２の方向と平行になるように回転調心し、次に回転駆動部１２ａを制御して光ファイバＦ１のｓｌｏｗ軸ａｘ３を第２光軸ａｘ２の方向と平行となるように回転調心しているが、回転調心を行う構成は実施形態の構成に限定されるものではない。例えば、まず制御部１６は、フィッティング後の周期関数であるｓｉｎ（２ｘ＋θ）において最大値をとる角度として特定したθ４に基づいて、ｓｌｏｗ軸ａｘ４が第２光軸ａｘ２と平行になるように回転駆動部１２ｂを制御する。次に、制御部１６は、フィッティング後の周期関数であるｓｉｎ（２ｘ＋θ）において最大値をとる角度として特定したθ３に基づいて回転駆動部１２ｂを制御し、θ３＋９０°の角度で光ファイバＦ２を矢印Ａ方向へ回転させることにより、ｓｌｏｗ軸ａｘ３がｓｌｏｗ軸ａｘ４に平行となるように回転調心してもよい。また、光ファイバＦ１、Ｆ２がマルチコアファイバである場合においても、回転駆動部１２ａと回転駆動部１２ｂのいずれか一方のみを回転させることにより、接続する光ファイバ間で径方向の断面構造を揃えるようにしてもよい。

【0087】

上述した実施形態においては、光ファイバＦ２の第２方向画像Ｐ２及び光ファイバＦ１の第１方向画像Ｐ１を夫々用い、光ファイバＦ２について第１光軸ａｘ１方向に並んだ画素の輝度値のグラフを生成し、光ファイバＦ１について第２光軸ａｘ２方向に並んだ画素の輝度値のグラフを生成する例を示したが、この構成に限定されるものではない。より具体的には、例えば、光ファイバＦ２及び光ファイバＦ１を、第１光軸ａｘ１方向及び第２光軸ａｘ２方向のうち同一の方向から夫々撮影し、光ファイバＦ２および光ファイバＦ１について、第１光軸ａｘ１方向及び第２光軸ａｘ２方向のうち同一の光軸方向に並んだ画素の輝度値のグラフを生成するようにしてもよい。このような構成とすることで、光ファイバＦ１、Ｆ２を同一のレンズ、カメラ等を用いて撮影することができ、レンズ、カメラ等の個体差の影響を低減して撮影することができる。また、この構成によれば、融着接続機１は、第１撮像部７ａと光源１７ａの組と、第２撮像部７ｂと光源１７ｂの組のいずれか一方を備える構成としてもよく、いずれか一方の組を備える構成とした場合、融着接続機１の構成を簡易なものにすることができる。

【符号の説明】

【0088】

１ 融着接続機
２ａ、２ｂ ホルダ
３ａ、３ｂ 可動ステージ
４ａ、４ｂ 光ファイバクランプ
５ａ、５ｂ 放電部
６ 放電制御部
７ａ 第１撮像部
７ｂ 第２撮像部
９ａ、９ｂ 搬送駆動部
１０ 第１径方向駆動部
１１ 第２径方向駆動部
１２ａ、１２ｂ 回転駆動部
１３ａ 第１フォーカス駆動部
１３ｂ 第２フォーカス駆動部
１４ タッチパネル
１６ 制御部
１７ａ、１７ｂ 光源
１９ 調整空間領域
１６１ 画像処理部
１６２ 駆動制御部
ａｘ１ 第１光軸
ａｘ２ 第２光軸
ａｘ３、ａｘ４ ｓｌｏｗ軸
Ｆ１、Ｆ２ 光ファイバ
Ｆ１ａ、Ｆ２ａ コア部
Ｆ１ｂ、Ｆ２ｂ クラッド部
Ｆ１ｃ、Ｆ１ｄ、Ｆ２ｃ、Ｆ２ｄ 応力付与部
Ｐ１ 第１方向画像
Ｐ２ 第２方向画像
ｐｆ１、ｐｆ２ 輝度プロファイル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】