(57)【要約】【課題】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横断面構造をより揃えることができる融着接続機及び光ファイバの回転調心方法を提供すること。【解決手段】互いに同種のＮ回回転対称光ファイバである一対の光ファイバの第１光ファイバと第２光ファイバとの回転調心を行い、回転調心後の第１光ファイバに対して相対的に、第２光ファイバの単位回転角分の周方向回転を少なくとも１回行い、回転調心後の第１光ファイバ及び第２光ファイバと、少なくとも１回の周方向回転後の第２光ファイバとの所定の径方向から撮像した各画像をもとに、第１光ファイバの基準とする回転位置にある状態を示す基準状態データと第２光ファイバの複数の候補状態データとを取得し、複数の候補状態データのうち、基準状態データに最も近い候補状態データに対応する回転位置まで、第２光ファイバを回転している。【選択図】図１
2020144301.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
横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同士を融着接続する融着接続機であって、
前記一対の光ファイバである第１光ファイバと第２光ファイバとの回転調心を行い、前記回転調心後の前記第１光ファイバに対して相対的に、前記第２光ファイバの単位回転角分の周方向回転を少なくとも１回行う複数の駆動部と、
前記回転調心後の前記第１光ファイバ及び前記第２光ファイバと、少なくとも１回の前記周方向回転後の前記第２光ファイバとを、所定の径方向から撮像する第１の撮像部と、
前記回転調心後の前記第１光ファイバの前記所定の径方向から撮像された画像をもとに、前記第１光ファイバの基準とする回転位置にある状態を示す基準状態データを取得し、前記回転調心後及び少なくとも１回の前記周方向回転後の前記第２光ファイバの前記所定の径方向から撮像された複数の画像をもとに、前記第２光ファイバの複数の候補状態データを取得する画像処理部と、
前記複数の候補状態データのうち、前記基準状態データに最も近い候補状態データを判断する判断処理部と、
前記第２光ファイバを前記最も近い候補状態データに対応する回転位置まで回転するように、前記複数の駆動部を制御する制御部と、
を備え、
前記一対の光ファイバの各々は、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Ｎ回回転対称光ファイバであり、
前記単位回転角は、３６０／Ｎ（°）によって算出される、
ことを特徴とする融着接続機。
【請求項２】
前記基準状態データは、前記第１光ファイバの前記所定の径方向から取得される基準輝度プロファイルのデータであり、
前記複数の候補状態データは、前記第２光ファイバの前記所定の径方向から取得される複数の候補輝度プロファイルのデータであり、
前記判断処理部は、前記複数の候補輝度プロファイルのうち、前記基準輝度プロファイルに最も近い対称性を有する候補輝度プロファイルを判断する、
ことを特徴とする請求項１に記載の融着接続機。
【請求項３】
前記判断処理部は、前記基準輝度プロファイルの、前記第１光ファイバの径方向の中心位置に対する輝度ピークの相対位置関係と、前記複数の候補輝度プロファイルの、前記第２光ファイバの径方向の中心位置に対する輝度ピークの相対位置関係とをもとに、前記複数の候補輝度プロファイルのうち、前記輝度ピークの相対位置関係が前記基準輝度プロファイルに最も近い候補輝度プロファイルを判断する、
ことを特徴とする請求項２に記載の融着接続機。
【請求項４】
前記第１光ファイバ及び前記第２光ファイバを、前記一対の光ファイバの基準とする基準径方向から撮像する第２の撮像部を備え、
前記複数の駆動部は、前記第２の撮像部によって撮像された画像をもとに、前記基準径方向について前記第１光ファイバと前記第２光ファイバとの回転調心を行う、
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の融着接続機。
【請求項５】
前記Ｎ回回転対称光ファイバは偏波保持光ファイバである、
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の融着接続機。
【請求項６】
横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である第１光ファイバと第２光ファイバとの回転調心を行う回転調心ステップと、
前記回転調心後の前記第１光ファイバ及び前記第２光ファイバを、所定の径方向から撮像する第１の撮像ステップと、
前記回転調心後の前記第１光ファイバに対して相対的に、前記第２光ファイバの単位回転角分の周方向回転を行い、前記周方向回転を行った後の前記第２光ファイバを前記所定の径方向から撮像するという一連の処理を少なくとも１回行う第２の撮像ステップと、
前記第１の撮像ステップで撮像された前記第１光ファイバの画像をもとに、前記第１光ファイバの基準とする回転位置にある状態を示す基準状態データを取得し、前記第１の撮像ステップ及び前記第２の撮像ステップで撮像された前記第２光ファイバの複数の画像をもとに、前記第２光ファイバの複数の候補状態データを取得するデータ取得ステップと、
前記複数の候補状態データのうち、前記基準状態データに最も近い候補状態データを判断する判断ステップと、
前記第２光ファイバを前記最も近い候補状態データに対応する回転位置まで回転する回転ステップと、
を含み、
前記一対の光ファイバの各々は、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Ｎ回回転対称光ファイバであり、
前記単位回転角は、３６０／Ｎ（°）によって算出される、
ことを特徴とする光ファイバの回転調心方法。
【請求項７】
前記基準状態データは、前記第１光ファイバの前記所定の径方向から取得される基準輝度プロファイルのデータであり、
前記複数の候補状態データは、前記第２光ファイバの前記所定の径方向から取得される複数の候補輝度プロファイルのデータであり、
前記判断ステップは、前記複数の候補輝度プロファイルのうち、前記基準輝度プロファイルに最も近い対称性を有する候補輝度プロファイルを判断する、
ことを特徴とする請求項６に記載の光ファイバの回転調心方法。
【請求項８】
前記判断ステップは、前記基準輝度プロファイルの、前記第１光ファイバの径方向の中心位置に対する輝度ピークの相対位置関係と、前記複数の候補輝度プロファイルの、前記第２光ファイバの径方向の中心位置に対する輝度ピークの相対位置関係とをもとに、前記複数の候補輝度プロファイルのうち、前記輝度ピークの相対位置関係が前記基準輝度プロファイルに最も近い候補輝度プロファイルを判断する、
ことを特徴とする請求項７に記載の光ファイバの回転調心方法。
【請求項９】
前記回転調心ステップは、前記第１光ファイバ及び前記第２光ファイバを、前記一対の光ファイバの基準とする基準径方向から撮像し、前記基準径方向から撮像された前記第１光ファイバ及び前記第２光ファイバの画像をもとに、前記基準径方向について前記第１光ファイバと前記第２光ファイバとの回転調心を行う、
ことを特徴とする請求項６〜８のいずれか一つに記載の光ファイバの回転調心方法。
【請求項１０】
前記Ｎ回回転対称光ファイバは偏波保持光ファイバである、
ことを特徴とする請求項６〜９のいずれか一つに記載の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、光ファイバ同士を融着接続する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】
従来、光ファイバ同士の融着接続に用いられる融着接続機が公知である（特許文献１参照）。一般に、融着接続機では、融着接続の対象とする一対の光ファイバに対し、光ファイバの径方向の位置調整（調心）及び周方向の回転位置調整（回転調心）等の位置合わせが行われる。例えば、一対の光ファイバの位置合わせでは、光ファイバの径方向から透過光画像を撮像し、撮像した透過光画像によって示される光ファイバの径方向の輝度分布をもとに、上記の調心及び回転調心が行われる。融着接続機は、位置合わせした一対の光ファイバの各端面同士を放電等によって融着接続する。このように融着接続機によって融着接続される光ファイバとしては、例えば、シングルモード光ファイバ、偏波保持光ファイバ、マルチコア光ファイバ等、用途や光学特性別に多種多様な光ファイバが挙げられる。
【０００３】
特に、偏波保持光ファイバやマルチコア光ファイバ等のように、光ファイバの横断面構造についてＮ回（Ｎは２以上の整数）の回転対称性を有する光ファイバ（以下、Ｎ回回転対称光ファイバと適宜いう）を融着接続する場合、融着接続の対象とする一対の光ファイバ間で横断面構造を揃えるべく、上記の回転調心が行われる。
【０００４】
例えば、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、横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、当該一対の偏波保持光ファイバの回転調心が行われる。この場合、偏波保持光ファイバの回転調心は、偏波保持光ファイバの径方向の輝度分布が周方向の回転位置別に弁別し易くなることから、偏波保持光ファイバの径方向のうちコア部と２つの応力付与部とが整列する特定の径方向について行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】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】
【０００６】
ところで、上述したＰＡＮＤＡ型の偏波保持光ファイバに例示されるＮ回回転対称光ファイバの横断面構造において、実際には、コア部及び応力付与部等の各構成部の位置や真円度等の形状に、若干（例えば製造公差内の程度）のずれ又は歪みが存在している。すなわち、Ｎ回回転対称光ファイバの横断面構造は、Ｎ回の各回転位置間で見かけ上、回転対称であっても、上記各構成部の若干の位置ずれや形状歪みを考慮すれば、Ｎ回の各回転位置間で回転対称の程度に差を有している。このようなＮ回回転対称光ファイバを融着接続の対象とする場合、例えば、融着接続損失を低減し、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という観点から、上記各構成部の若干の位置ずれや形状歪みを考慮して、一対のＮ回回転対称光ファイバ間で横断面構造をより揃えるように回転調心することが重要である。
【０００７】
しかしながら、上述した従来技術では、一対のＮ回回転対称光ファイバの各回転位置を、上記特定の径方向についての回転調心によって決定しているので、当該一対のＮ回回転対称光ファイバの各横断面構造を見かけ上、揃えることは可能でも、上記各構成部の若干の位置ずれや形状歪みまでも考慮すれば、これらの各横断面構造に差が存在する恐れがある。このような各横断面構造の差は、融着接続損失の増大を招来し、融着接続後のＮ回回転対称光ファイバの光伝送特性（例えば偏波保持光ファイバの偏波保持特性）を悪化させる原因となり得る。
【０００８】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、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横断面構造をより揃えることができる融着接続機及び光ファイバの回転調心方法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】
【０００９】
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、横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同士を融着接続する融着接続機であって、前記一対の光ファイバである第１光ファイバと第２光ファイバとの回転調心を行い、前記回転調心後の前記第１光ファイバに対して相対的に、前記第２光ファイバの単位回転角分の周方向回転を少なくとも１回行う複数の駆動部と、前記回転調心後の前記第１光ファイバ及び前記第２光ファイバと、少なくとも１回の前記周方向回転後の前記第２光ファイバとを、所定の径方向から撮像する第１の撮像部と、前記回転調心後の前記第１光ファイバの前記所定の径方向から撮像された画像をもとに、前記第１光ファイバの基準とする回転位置にある状態を示す基準状態データを取得し、前記回転調心後及び少なくとも１回の前記周方向回転後の前記第２光ファイバの前記所定の径方向から撮像された複数の画像をもとに、前記第２光ファイバの複数の候補状態データを取得する画像処理部と、前記複数の候補状態データのうち、前記基準状態データに最も近い候補状態データを判断する判断処理部と、前記第２光ファイバを前記最も近い候補状態データに対応する回転位置まで回転するように、前記複数の駆動部を制御する制御部と、を備え、前記一対の光ファイバの各々は、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Ｎ回回転対称光ファイバであり、前記単位回転角は、３６０／Ｎ（°）によって算出される、ことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る融着接続機は、上記の発明において、前記基準状態データは、前記第１光ファイバの前記所定の径方向から取得される基準輝度プロファイルのデータであり、前記複数の候補状態データは、前記第２光ファイバの前記所定の径方向から取得される複数の候補輝度プロファイルのデータであり、前記判断処理部は、前記複数の候補輝度プロファイルのうち、前記基準輝度プロファイルに最も近い対称性を有する候補輝度プロファイルを判断する、ことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る融着接続機は、上記の発明において、前記判断処理部は、前記基準輝度プロファイルの、前記第１光ファイバの径方向の中心位置に対する輝度ピークの相対位置関係と、前記複数の候補輝度プロファイルの、前記第２光ファイバの径方向の中心位置に対する輝度ピークの相対位置関係とをもとに、前記複数の候補輝度プロファイルのうち、前記輝度ピークの相対位置関係が前記基準輝度プロファイルに最も近い候補輝度プロファイルを判断する、ことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る融着接続機は、上記の発明において、前記第１光ファイバ及び前記第２光ファイバを、前記一対の光ファイバの基準とする基準径方向から撮像する第２の撮像部を備え、前記複数の駆動部は、前記第２の撮像部によって撮像された画像をもとに、前記基準径方向について前記第１光ファイバと前記第２光ファイバとの回転調心を行う、ことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る融着接続機は、上記の発明において、前記Ｎ回回転対称光ファイバは偏波保持光ファイバである、ことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係る光ファイバの回転調心方法は、横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である第１光ファイバと第２光ファイバとの回転調心を行う回転調心ステップと、前記回転調心後の前記第１光ファイバ及び前記第２光ファイバを、所定の径方向から撮像する第１の撮像ステップと、前記回転調心後の前記第１光ファイバに対して相対的に、前記第２光ファイバの単位回転角分の周方向回転を行い、前記周方向回転を行った後の前記第２光ファイバを前記所定の径方向から撮像するという一連の処理を少なくとも１回行う第２の撮像ステップと、前記第１の撮像ステップで撮像された前記第１光ファイバの画像をもとに、前記第１光ファイバの基準とする回転位置にある状態を示す基準状態データを取得し、前記第１の撮像ステップ及び前記第２の撮像ステップで撮像された前記第２光ファイバの複数の画像をもとに、前記第２光ファイバの複数の候補状態データを取得するデータ取得ステップと、前記複数の候補状態データのうち、前記基準状態データに最も近い候補状態データを判断する判断ステップと、前記第２光ファイバを前記最も近い候補状態データに対応する回転位置まで回転する回転ステップと、を含み、前記一対の光ファイバの各々は、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Ｎ回回転対称光ファイバであり、前記単位回転角は、３６０／Ｎ（°）によって算出される、ことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係る光ファイバの回転調心方法は、上記の発明において、前記基準状態データは、前記第１光ファイバの前記所定の径方向から取得される基準輝度プロファイルのデータであり、前記複数の候補状態データは、前記第２光ファイバの前記所定の径方向から取得される複数の候補輝度プロファイルのデータであり、前記判断ステップは、前記複数の候補輝度プロファイルのうち、前記基準輝度プロファイルに最も近い対称性を有する候補輝度プロファイルを判断する、ことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明に係る光ファイバの回転調心方法は、上記の発明において、前記判断ステップは、前記基準輝度プロファイルの、前記第１光ファイバの径方向の中心位置に対する輝度ピークの相対位置関係と、前記複数の候補輝度プロファイルの、前記第２光ファイバの径方向の中心位置に対する輝度ピークの相対位置関係とをもとに、前記複数の候補輝度プロファイルのうち、前記輝度ピークの相対位置関係が前記基準輝度プロファイルに最も近い候補輝度プロファイルを判断する、ことを特徴とする。
【００１７】
また、本発明に係る光ファイバの回転調心方法は、上記の発明において、前記回転調心ステップは、前記第１光ファイバ及び前記第２光ファイバを、前記一対の光ファイバの基準とする基準径方向から撮像し、前記基準径方向から撮像された前記第１光ファイバ及び前記第２光ファイバの画像をもとに、前記基準径方向について前記第１光ファイバと前記第２光ファイバとの回転調心を行う、ことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明に係る光ファイバの回転調心方法は、上記の発明において、前記Ｎ回回転対称光ファイバは偏波保持光ファイバである、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、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横断面構造をより揃えることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【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回転駆動部による第２光ファイバの単位回転角分の周方向回転を具体的に説明するための図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態に係る融着接続機による光ファイバの回転調心方法の一例を示すフローチャートである。
【図５】図５は、本実施形態に係る光ファイバの回転調心に用いられる基準状態データを具体的に説明するための図である。
【図６】図６は、本実施形態に係る光ファイバの回転調心に用いられる複数の候補状態データを具体的に説明するための図である。
【図７】図７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。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に、図面を参照して本発明に係る融着接続機及び光ファイバの回転調心方法の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、本実施形態により本発明が限定されるものではない。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、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。
【００２２】
（融着接続機の構成）
本発明の実施形態に係る融着接続機の構成について説明する。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。本実施形態に係る融着接続機１は、横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。
【００２３】
詳細には、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の装置本体１８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装置本体１８に配置されている。
【００２４】
また、図１に示すように、融着接続機１は、これらの光ファイバＦ１、Ｆ２の位置合わせ等に必要な画像を撮像するための第１撮像部７ａ及び第２撮像部７ｂと、得られた画像を処理する画像処理部８とを備える。また、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、Ｆ２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、表示部としての機能と操作部としての機能とを兼ね備えるタッチパネル１４と、光ファイバＦ１、Ｆ２の回転調心に必要な判断処理を行う判断処理部１５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。
【００２５】
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、横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、マルチコア光ファイバ及び多角形光ファイバ等が挙げられる。偏波保持光ファイバの種類としては、ＰＡＮＤＡ型、楕円ジャケット型及びＢｏｗ−ｔｉｅ型等が挙げられる。マルチコア光ファイバや多角形光ファイバの種類としては、コアの外形が楕円形のもの、クラッドの外形が多角形のもの、これらを組み合わせたもの等が挙げられる。
【００２６】
なお、ここでいう「同種」とは、横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。すなわち、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。
【００２７】
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、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、各光ファイバＦ１、Ｆ２の径方向からの撮像のフォーカスを調整するフォーカス調整等が挙げられる。
【００２８】
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、一端からガラス部分を延出させ且つ他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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
ここで、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の長手方向及び径方向が設定される。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。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、第１径方向に対して平行な軸であり、Ｙ軸は、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。
【００３２】
また、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」とする。
【００３３】
一方、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、右側の光ファイバ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、左側の光ファイバ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。ここで、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。
【００３４】
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に対向するように、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、クリーニング又は融着接続される。
【００３５】
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。
【００３６】
第１撮像部７ａ及び第２撮像部７ｂは、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像するものである。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。
【００３７】
詳細には、第１撮像部７ａは、例えば図２に示すＹ軸方向を光軸方向とする光源及び撮像素子等によって構成され、可動ステージ３ａ、３ｂ間の調整空間領域１９を撮像領域とするように配置される。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の一径方向であるＹ軸方向から撮像する。これにより、第１撮像部７ａは、光ファイバＦ１、Ｆ２のＹ軸方向に対して垂直な径方向であるＸ軸方向について、光ファイバＦ１、Ｆ２の各々の状態を示す第１径方向画像を撮像する。第１撮像部７ａは、光ファイバＦ１、Ｆ２の第１径方向画像を撮像する都度、この第１径方向画像の画像データを画像処理部８に送信する。
【００３８】
第２撮像部７ｂは、例えば図２に示すＸ軸方向を光軸方向とする光源及び撮像素子等によって構成され、可動ステージ３ａ、３ｂ間の調整空間領域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の一径方向であるＸ軸方向から撮像する。Ｘ軸方向は、上述したように、光ファイバＦ１、Ｆ２のＹ軸方向に対して垂直な径方向である。これにより、第２撮像部７ｂは、光ファイバＦ１、Ｆ２の径方向（Ｙ軸方向）について、光ファイバＦ１、Ｆ２の各々の状態を示す第２径方向画像を撮像する。第２撮像部７ｂは、光ファイバＦ１、Ｆ２の第２径方向画像を撮像する都度、この第２径方向画像の画像データを画像処理部８に送信する。
【００３９】
画像処理部８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各種画像処理を行う。詳細には、画像処理部８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所定の画像処理を行う。これにより、画像処理部８は、例えば、縦方向をＸ軸方向とし且つ横方向をＺ軸方向とする光ファイバＦ１、Ｆ２の第１径方向画像を構築する。本実施形態において、第１径方向画像は、例えば、光ファイバＦ１、Ｆ２の各々についてＸ軸方向の位置に対する輝度分布を示す輝度画像であり、光ファイバＦ１、Ｆ２のコア部及びクラッド部等の各構成部をＸ軸方向の位置に対する輝度の違いによって視覚的に区別し得る画像である。また、画像処理部８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所定の画像処理を行う。これにより、画像処理部８は、例えば、縦方向をＹ軸方向とし且つ横方向をＺ軸方向とする光ファイバＦ１、Ｆ２の第２径方向画像を構築する。本実施形態において、第２径方向画像は、例えば、光ファイバＦ１、Ｆ２の各々についてＹ軸方向の位置に対する輝度分布を示す輝度画像であり、光ファイバＦ１、Ｆ２のコア部及びクラッド部等の各構成部をＹ軸方向の位置に対する輝度の違いによって視覚的に区別し得る画像である。画像処理部８は、上記のように構築した第１径方向画像及び第２径方向画像の各画像信号を時系列に沿ってタッチパネル１４に順次送信する。
【００４０】
また、画像処理部８は、第１撮像部７ａによって撮像された第１径方向画像をもとに、光ファイバＦ１のＹ軸方向から見た状態を示すデータと、光ファイバＦ２のＹ軸方向から見た状態を示すデータとを取得する。さらに、画像処理部８は、第２撮像部７ｂによって撮像された第２径方向画像をもとに、光ファイバＦ１のＸ軸方向から見た状態を示すデータと、光ファイバＦ２のＸ軸方向から見た状態を示すデータとを取得する。画像処理部８は、これらのデータを判断処理部１５に順次送信する。
【００４１】
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を調整する。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を調整する。
【００４２】
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。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。
【００４３】
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の第１光ファイバと第２光ファイバとの回転調心を行い、この回転調心後の第１光ファイバに対して相対的に、この回転調心後の第２光ファイバの単位回転角θ分の周方向回転を少なくとも１回を行う複数の駆動部の一例である。本実施形態において、回転駆動部１２ａ、１２ｂは、上記回転調心を基準径方向について行う。基準径方向は、一対の光ファイバＦ１、Ｆ２の基準とする径方向である。単位回転角θは、Ｎ回回転対称光ファイバ（Ｎは２以上の整数）の周方向回転の前後で当該Ｎ回回転対称光ファイバの横断面構造が同じ形状となる最小の回転角であり、３６０／Ｎ（°）によって算出される。
【００４４】
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又は反時計回りに回転（図２に示すＺ軸の実線矢印参照）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、基準径方向について光ファイバＦ１の回転調心を行う。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、基準径方向について光ファイバＦ２の回転調心を行う。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の基準径方向についての回転調心を意味する。
【００４５】
また、これらの回転駆動部１２ａ、１２ｂのうち、一方の回転駆動部は、回転調心後の第１光ファイバに対して相対的に、回転調心後の第２光ファイバの単位回転角θ分の周方向回転を少なくとも１回を行う。例えば、第１光ファイバが左側の光ファイバＦ２であり、第２光ファイバが右側の光ファイバＦ１である場合、回転駆動部１２ａが、回転調心後の光ファイバＦ２に対して相対的に、回転調心後の光ファイバＦ１の単位回転角θ分の周方向回転を少なくとも１回を行う。一方、第１光ファイバが右側の光ファイバＦ１であり、第２光ファイバが左側の光ファイバＦ２である場合、回転駆動部１２ｂが、回転調心後の光ファイバＦ１に対して相対的に、回転調心後の光ファイバＦ２の単位回転角θ分の周方向回転を少なくとも１回を行う。
【００４６】
ここで、本実施形態では、一例として、一対の光ファイバＦ１、Ｆ２の基準径方向をＸ軸方向とし、この基準径方向に対して垂直な垂直径方向をＹ軸方向とする。また、上記のように回転駆動部１２ａ、１２ｂによって周方向回転等が行われる第１光ファイバ及び第２光ファイバのうち、第１光ファイバを左側の光ファイバＦ２とし、第２光ファイバを右側の光ファイバＦ１とする。この場合、上述した第１撮像部７ａ及び第２撮像部７ｂのうち、第１撮像部７ａは、回転調心後の光ファイバＦ１及び光ファイバＦ２と、少なくとも１回の周方向回転後の光ファイバＦ１とを、所定の径方向（具体的には垂直径方向の一例であるＹ軸方向）から撮像する第１の撮像部として機能する。上述した画像処理部８は、回転調心後の光ファイバＦ２の所定の径方向（Ｙ軸方向）から撮像された画像（第１撮像部７ａによる光ファイバＦ２の第１径方向画像）をもとに、光ファイバＦ２の基準とする回転位置にある状態を示す基準状態データを取得する。また、上述した画像処理部８は、回転調心後及び少なくとも１回の周方向回転後の光ファイバＦ１の所定の径方向（Ｙ軸方向）から撮像された複数の画像（第１撮像部７ａによる光ファイバＦ１の複数の第１径方向画像）をもとに、光ファイバＦ１の複数の候補状態データを取得する。一方、上述した第１撮像部７ａ及び第２撮像部７ｂのうち、第２撮像部７ｂは、光ファイバＦ１及び光ファイバＦ２をＸ軸方向（基準径方向の一例）から撮像する第２の撮像部として機能する。上述した回転駆動部１２ａ、１２ｂは、この第２撮像部７ｂによって撮像された画像（第２撮像部７ｂによる光ファイバＦ１、Ｆ２の第２径方向画像）をもとに、Ｘ軸方向について光ファイバＦ１と光ファイバＦ２との回転調心を行う。
【００４７】
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。
【００４８】
タッチパネル１４は、アイコンや画像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ものである。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アイコンと、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。この際、タッチパネル１４は、画像処理部８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による光ファイバＦ１、Ｆ２の第１径方向画像及び第２径方向画像を表示する。また、タッチパネル１４は、アイコンや画像等を表示する表示画面の押下の位置及び長さに応じた信号を、制御部１６に対して出力する。
【００４９】
判断処理部１５は、融着接続の対象とする一対の光ファイバＦ１、Ｆ２間で横断面構造をより揃えるために必要な判断処理を行うものである。詳細には、判断処理部１５は、画像処理部８から、一対の光ファイバＦ１、Ｆ２のうちの第１光ファイバの基準状態データと、第２光ファイバの複数の候補状態データとを取得する。本実施形態において、基準状態データは、例えば、回転調心後の光ファイバＦ２の基準とする回転位置にある状態を示すデータである。複数の候補状態データは、例えば、回転調心後及び少なくとも１回の周方向回転後の光ファイバＦ１の回転位置別に弁別され得る複数の状態を各々示すデータである。判断処理部１５は、画像処理部８から取得した基準状態データと複数の候補状態データとを比較し、これら複数の候補状態データのうち、この基準状態データに最も近い候補状態データ（以下、近似状態データと適宜いう）を判断する。判断処理部１５は、この近似状態データの判断処理の結果を示す電気信号を制御部１６に送信する。
【００５０】
制御部１６は、融着接続機１の各構成部を制御するものである。例えば、制御部１６は、タッチパネル１４から出力された信号に基づいて、タッチパネル１４の表示と、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から融着接続までの一連の処理とを制御する。本実施形態において、制御部１６は、放電制御部６、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、及び第２フォーカス駆動部１３ｂ等を制御し、これにより、上記一連の処理を制御する。
【００５１】
特に、制御部１６は、Ｘ軸方向について一対の光ファイバＦ１、Ｆ２の回転調心を行うように、回転駆動部１２ａ、１２ｂを制御する。また、制御部１６は、判断処理部１５による近似状態データの判断処理の結果に基づいて、回転調心後の第１光ファイバ（本実施形態では左側の光ファイバＦ２）に対して相対的に第２光ファイバ（本実施形態では右側の光ファイバＦ１）を上記近似状態データに対応する回転位置まで周方向回転するように、回転駆動部１２ａ、１２ｂを制御する。
【００５２】
（光ファイバの単位回転角分の周方向回転）
つぎに、本実施形態における第２光ファイバの単位回転角分の周方向回転について説明する。図３は、本実施形態における回転駆動部による第２光ファイバの単位回転角分の周方向回転を具体的に説明するための図である。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横断面構造が図示されている。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の横断面において、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の一径方向からコア部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、横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。
【００５３】
図３に例示する光ファイバＦ１、Ｆ２は、上述した回転駆動部１２ａ、１２ｂによって回転調心される。この場合、回転駆動部１２ａは、光ファイバＦ１の回転位置をコア部Ｆ１ａと応力付与部Ｆ１ｃ、Ｆ１ｄとがＸ軸方向に整列する回転位置にするように、Ｘ軸方向について光ファイバＦ１の回転調心を行う。これと同様に、回転駆動部１２ｂは、光ファイバＦ２の回転位置をコア部Ｆ２ａと応力付与部Ｆ２ｃ、Ｆ２ｄとがＸ軸方向に整列する回転位置にするように、Ｘ軸方向について光ファイバＦ２の回転調心を行う。
【００５４】
ここで、一対の光ファイバＦ１、Ｆ２のうち、右側の光ファイバＦ１が回転調心後に単位回転角θの周方向回転の対象とされる第２光ファイバである場合、左側の光ファイバＦ２は、第２光ファイバの単位回転角θ分の周方向回転において基準とされる第１光ファイバである。すなわち、回転調心後の光ファイバＦ２の回転位置は、回転調心後に光ファイバＦ１に対して行われる単位回転角θ分の周方向回転の基準とする回転位置である。光ファイバＦ１の単位回転角θは、この基準とする回転位置に対して相対的に周方向回転する光ファイバＦ１の回転角であって、光ファイバＦ１の周方向回転の前後で光ファイバＦ１の横断面構造が同じ形状となる最小の回転角である。図３に示す例では、光ファイバＦ１、Ｆ２は、回転対称の回数が２回（Ｎ＝２）のＰＡＮＤＡ型の偏波保持光ファイバ（２回回転対称光ファイバの一例）である。このため、光ファイバＦ１の単位回転角θは、図３に示すように、１８０°（＝３６０°／２）である。単位回転角θが１８０°である場合、光ファイバＦ１の単位回転角θ分の周方向回転は、回転角が０°の場合と３６０°の場合とでは光ファイバＦ１の回転位置が同じであるから、光ファイバＦ２の基準とする回転位置に対する相対的な回転角が１８０°になる１回のみ行われる。
【００５５】
なお、光ファイバＦ１の単位回転角θ分の周方向回転は、光ファイバＦ１がＮ≧３のＮ回回転対称光ファイバである場合も、上記と同様に、単位回転角θに応じて、回転角が０°の場合と３６０°の場合とを除く最大（Ｎ−１）回のうち少なくとも１回、行われる。例えば、光ファイバＦ１が３回回転対称光ファイバである場合、光ファイバＦ１の単位回転角θ分の周方向回転は、単位回転角θが１２０°（＝３６０°／３）であることから、光ファイバＦ２の基準とする回転位置に対する相対的な回転角が１２０°になる場合及び２４０°になる場合の最大２回のうち少なくとも１回、行われる。光ファイバＦ１が４回回転対称光ファイバである場合、光ファイバＦ１の単位回転角θ分の周方向回転は、単位回転角θが９０°（＝３６０°／４）であることから、光ファイバＦ２の基準とする回転位置に対する相対的な回転角が９０°になる場合、１８０°になる場合及び２７０°になる場合の最大３回のうち少なくとも１回、行われる。
【００５６】
（光ファイバの回転調心方法）
つぎに、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４は、本発明の実施形態に係る融着接続機による光ファイバの回転調心方法の一例を示すフローチャートである。図５は、本実施形態に係る光ファイバの回転調心に用いられる基準状態データを具体的に説明するための図である。図６は、本実施形態に係る光ファイバの回転調心に用いられる複数の候補状態データを具体的に説明するための図である。図７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。
【００５７】
本実施形態に係る融着接続機１（図１参照）では、融着接続の対象とする一対の光ファイバＦ１、Ｆ２の回転調心を開始するための操作が行われる。具体的には、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の装置本体１８の可動ステージ３ａ、３ｂに各々セットされる。その後、装置本体１８の風防カバー（図示せず）が閉じられる。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、調整空間領域１９の内部に位置している。融着接続機１では、一対の光ファイバＦ１、Ｆ２の回転調心を開始するための操作として、例えば、タッチパネル１４のアイコンの押下又は上記風防カバーの閉鎖等の操作が行われる。融着接続機１は、この操作をトリガーとして、図４に示すステップＳ１０１〜Ｓ１０６の各処理を順次行い、これにより、一対の光ファイバＦ１、Ｆ２に対する真の回転調心を完了する。以下、一対の光ファイバＦ１、Ｆ２の基準径方向としてＸ軸方向（図２参照）を例示し、一対の光ファイバＦ１、Ｆ２の所定の径方向（本実施形態では上記基準径方向に対して垂直な垂直径方向）としてＹ軸方向（図２参照）を例示して、本実施形態に係る光ファイバの回転調心方法を説明する。
【００５８】
図４に示すように、融着接続機１は、横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である第１光ファイバと第２光ファイバとの回転調心を行う（ステップＳ１０１）。
【００５９】
ステップＳ１０１において、第２撮像部７ｂは、光ファイバＦ１（第２光ファイバの一例）及び光ファイバＦ２（第１光ファイバの一例）を、一対の光ファイバＦ１、Ｆ２の基準とする基準径方向（本実施形態ではＸ軸方向）から撮像する。回転駆動部１２ａ、１２ｂは、第２撮像部７ｂによってＸ軸方向から撮像された光ファイバＦ１及び光ファイバＦ２の画像をもとに、Ｘ軸方向について光ファイバＦ１と光ファイバＦ２との回転調心を行う。この際、画像処理部８は、第２撮像部７ｂによって撮像された光ファイバＦ１、Ｆ２の第２径方向画像を構築し、この第２径方向画像によって示される光ファイバＦ１、Ｆ２の各輝度分布を抽出する。制御部１６は、画像処理部８によって抽出された光ファイバＦ１の輝度分布をもとに、Ｘ軸方向について光ファイバＦ１の回転調心を行うよう回転駆動部１２ａを制御する。回転駆動部１２ａは、この制御部１６の制御に基づいて、光ファイバＦ１の全回転位置のうちＸ軸方向から見た輝度分布が最も特徴的となる回転位置に光ファイバＦ１の回転位置を調整するように、光ファイバＦ１の回転調心を行う。また、制御部１６は、画像処理部８によって抽出された光ファイバＦ２の輝度分布をもとに、Ｘ軸方向について光ファイバＦ２の回転調心を行うよう回転駆動部１２ｂを制御する。回転駆動部１２ｂは、この制御部１６の制御に基づいて、光ファイバＦ２の全回転位置のうちＸ軸方向から見た輝度分布が最も特徴的となる回転位置に光ファイバＦ２の回転位置を調整するように、光ファイバＦ２の回転調心を行う。
【００６０】
ステップＳ１０１（回転調心ステップ）を実行後、融着接続機１は、回転調心後の第１光ファイバ及び第２光ファイバを、一対の光ファイバＦ１、Ｆ２の所定の径方向から撮像する（ステップＳ１０２）。ステップＳ１０２において、第１撮像部７ａは、上述したステップＳ１０１による回転調心後の光ファイバＦ１、Ｆ２を、一対の光ファイバＦ１、Ｆ２の基準径方向に対して垂直な垂直径方向（本実施形態ではＹ軸方向）から撮像する。第１撮像部７ａは、撮像した光ファイバＦ１、Ｆ２の画像データを画像処理部８に送信する。
【００６１】
ステップＳ１０２（第１の撮像ステップ）を実行後、融着接続機１は、回転調心後の第１光ファイバに対して相対的に、第２光ファイバの単位回転角θ分の周方向回転を行い、この周方向回転を行った後の第２光ファイバを上記所定の径方向から撮像するという一連の処理を少なくとも１回行う（ステップＳ１０３）。
【００６２】
ステップＳ１０３において、回転駆動部１２ｂは、光ファイバＦ２の回転位置を回転調心後の回転位置に固定した状態となっている。回転駆動部１２ａは、この回転調心後の光ファイバＦ２に対して相対的に、光ファイバＦ１の単位回転角θ分の周方向回転を行う。続いて、第１撮像部７ａは、回転駆動部１２ａが単位回転角θ分の周方向回転を行った後の光ファイバＦ１を上記所定の径方向（本実施形態ではＹ軸方向）から撮像する。ステップＳ１０３においては、このような回転駆動部１２ａによる光ファイバＦ１の単位回転角θ分の周方向回転から、第１撮像部７ａによる光ファイバＦ１の上記所定の径方向（本実施形態ではＹ軸方向）からの撮像までの一連の処理が、少なくとも１回行われる。ここで、一対の光ファイバＦ１、Ｆ２の各々は、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Ｎ回回転対称光ファイバである。本実施形態において、当該Ｎ回回転対称光ファイバは、例えば、偏波保持光ファイバである。また、Ｎ回回転対称光ファイバである光ファイバＦ１の単位回転角θは、３６０°／Ｎ（°）によって算出される。回転駆動部１２ａは、このような光ファイバＦ１の単位回転角θ分の周方向回転を、回転角が０°の場合と３６０°の場合とを除く最大（Ｎ−１）回のうち少なくとも１回、行う。例えば、光ファイバＦ１がＰＡＮＤＡ型の偏波保持光ファイバに例示される２回回転対称光ファイバである場合、回転駆動部１２ａは、光ファイバＦ１の単位回転角θ分の周方向回転を、回転角が１８０°になる１回のみ行う。また、第１撮像部７ａは、回転駆動部１２ａが光ファイバＦ１の単位回転角θ分の周方向回転を１回行う都度、この単位回転角θ分の周方向回転後の光ファイバＦ１をＹ軸方向から撮像する。これにより、第１撮像部７ａは、少なくとも１回の周方向回転後の光ファイバＦ１をＹ軸方向から撮像する。第１撮像部７ａは、撮像した光ファイバＦ１の画像データを画像処理部８に送信する。
【００６３】
ステップＳ１０３（第２の撮像ステップ）を実行後、融着接続機１は、ステップＳ１０２で撮像された第１光ファイバの画像をもとに、第１光ファイバの基準状態データを取得し、ステップＳ１０２及びステップＳ１０３で撮像された第２光ファイバの複数の画像をもとに、第２光ファイバの複数の候補状態データを取得する（ステップＳ１０４）。
【００６４】
ステップＳ１０４において、画像処理部８は、第１撮像部７ａから受信した光ファイバＦ２の画像データをもとに、回転調心後の光ファイバＦ２のＹ軸方向から撮像された第１径方向画像を構築する。画像処理部８は、この光ファイバＦ２の第１径方向画像をもとに、光ファイバＦ２の基準とする回転位置にある状態を示す基準状態データを取得する。例えば、基準状態データは、光ファイバＦ２の所定の径方向から取得される基準輝度プロファイルのデータである。また、画像処理部８は、第１撮像部７ａから受信した光ファイバＦ１の画像データをもとに、回転調心後及び少なくとも１回の周方向回転後の光ファイバＦ１のＹ軸方向から撮像された複数の第１径方向画像を構築する。画像処理部８は、これら複数の第１径方向画像をもとに、光ファイバＦ１の複数の候補状態データを取得する。例えば、複数の候補状態データは、光ファイバＦ１の所定の径方向から取得される複数の候補輝度プロファイルのデータである。
【００６５】
具体的には、図５に示すように、画像処理部８は、回転調心後の光ファイバＦ２のＹ軸方向から撮像された第１径方向画像として、光ファイバＦ２のＸ軸方向に沿った輝度分布を示す輝度画像ＢＰ２を構築する。そして、画像処理部８は、この輝度画像ＢＰ２をもとに、光ファイバＦ２の基準状態データの一例として基準輝度プロファイルＰｆ２を取得する。基準輝度プロファイルＰｆ２は、光ファイバＦ２の基準とする回転位置にある状態として、回転調心後の光ファイバＦ２のＸ軸方向位置（基準径方向の位置の一例）に対する輝度値の変化を示すデータである。
【００６６】
また、図６に示すように、画像処理部８は、光ファイバＦ１のＹ軸方向から撮像された複数の第１径方向画像として、複数の輝度画像ＢＰ１を構築する。これら複数の輝度画像ＢＰ１には、回転調心後の光ファイバＦ１のＹ軸方向から撮像された輝度画像と、この輝度画像に対応する回転位置からＺ軸方向回りに少なくとも１回の周方向回転が行われた後の光ファイバＦ１のＹ軸方向から撮像された少なくとも１つの輝度画像とが含まれる。画像処理部８は、これら複数の輝度画像ＢＰ１をもとに、光ファイバＦ１の複数の候補状態データを取得する。例えば、画像処理部８は、光ファイバＦ１の複数の候補状態データとして、複数（図６では２つ）の候補輝度プロファイルＰｆ１、Ｐｆ１１を取得する。候補輝度プロファイルＰｆ１、Ｐｆ１１は、回転調心後及び少なくとも１回の周方向回転後の光ファイバＦ１の回転位置別に弁別され得る複数の状態として、光ファイバＦ１の単位回転角θ毎の回転位置別に光ファイバＦ１のＸ軸方向位置に対する輝度値の変化を示すデータである。
【００６７】
ステップＳ１０４（データ取得ステップ）を実行後、融着接続機１は、第２光ファイバの複数の候補状態データのうち、第１光ファイバの基準状態データに最も近い候補状態データを判断する（ステップＳ１０５）。
【００６８】
ステップＳ１０５において、判断処理部１５は、光ファイバＦ２の基準状態データと光ファイバＦ１の複数の候補状態データとを画像処理部８から受信する。判断処理部１５は、受信した基準状態データと複数の候補状態データとを比較し、これら複数の候補状態データのうち、この基準状態データに最も近い候補状態データである近似状態データを判断する。
【００６９】
例えば、光ファイバＦ２の基準状態データは、図５に示すように、光ファイバＦ２のＸ軸方向位置に対する基準輝度プロファイルＰｆ２のデータである。光ファイバＦ１の複数の候補状態データは、図６に示すように、光ファイバＦ１のＸ軸方向位置に対する複数の候補輝度プロファイルＰｆ１、Ｐｆ１１のデータである。判断処理部１５は、これら複数の候補輝度プロファイルＰｆ１、Ｐｆ１１の間で基準輝度プロファイルＰｆ２に対する対称性の近似の程度を比較し、これら複数の候補輝度プロファイルＰｆ１、Ｐｆ１１のうち基準輝度プロファイルＰｆ２に最も近い対称性を有する候補輝度プロファイルを判断する。
【００７０】
具体的には、判断処理部１５は、図５に示す基準輝度プロファイルＰｆ２の上側の輝度ピーク位置ＰＵ２及び下側の輝度ピーク位置ＰＬ２を導出する。また、判断処理部１５は、輝度画像ＢＰ２をもとに、光ファイバＦ２の径方向の中心位置ＣＣ２（具体的には図３に示すクラッド部Ｆ２ｂの径方向の中心位置）を導出する。ついで、判断処理部１５は、輝度ピーク位置ＰＵ２と中心位置ＣＣ２との距離ＤＵ２と、輝度ピーク位置ＰＬ２と中心位置ＣＣ２との距離ＤＬ２とを算出する。判断処理部１５は、算出した距離ＤＵ２、ＤＬ２をもとに、基準輝度プロファイルＰｆ２における光ファイバＦ２の径方向（本実施形態では基準径方向）の中心位置ＣＣ２に対する輝度ピークの相対位置関係を把握する。一方、判断処理部１５は、輝度画像ＢＰ１をもとに、光ファイバＦ１の径方向の中心位置ＣＣ１（具体的には図３に示すクラッド部Ｆ１ｂの径方向の中心位置）を導出する。また、判断処理部１５は、図６に示す候補輝度プロファイルＰｆ１の上側の輝度ピーク位置ＰＵ１及び下側の輝度ピーク位置ＰＬ１を導出する。ついで、判断処理部１５は、輝度ピーク位置ＰＵ１と中心位置ＣＣ１との距離ＤＵ１と、輝度ピーク位置ＰＬ１と中心位置ＣＣ１との距離ＤＬ１とを算出する。判断処理部１５は、算出した距離ＤＵ１、ＤＬ１をもとに、候補輝度プロファイルＰｆ１における光ファイバＦ１の径方向（本実施形態では基準径方向）の中心位置ＣＣ１に対する輝度ピークの相対位置関係を把握する。これと同様に、判断処理部１５は、図６に示す候補輝度プロファイルＰｆ１１の上側の輝度ピーク位置ＰＵ１１及び下側の輝度ピーク位置ＰＬ１１を導出し、輝度ピーク位置ＰＵ１１と中心位置ＣＣ１との距離ＤＵ１１と、輝度ピーク位置ＰＬ１１と中心位置ＣＣ１との距離ＤＬ１１とを算出する。判断処理部１５は、算出した距離ＤＵ１１、ＤＬ１１をもとに、候補輝度プロファイルＰｆ１１における基準径方向の中心位置ＣＣ１に対する輝度ピークの相対位置関係を把握する。判断処理部１５は、上述したように把握した光ファイバＦ２の基準輝度プロファイルＰｆ２の、基準径方向の中心位置ＣＣ２に対する輝度ピークの相対位置関係と、光ファイバＦ１の複数の候補輝度プロファイルＰｆ１、Ｐｆ１１の、基準径方向の中心位置ＣＣ１に対する輝度ピークの相対位置関係とをもとに、これら複数の候補輝度プロファイルＰｆ１、Ｐｆ１１のうち、輝度ピークの相対位置関係が基準輝度プロファイルＰｆ２に最も近い候補輝度プロファイルを判断する。
【００７１】
判断処理部１５は、上述したように、光ファイバＦ２に対する光ファイバＦ１の近似状態データの判断結果、具体的には、輝度ピークの相対位置関係が光ファイバＦ２の基準輝度プロファイルに最も近い光ファイバＦ１の候補輝度プロファイルの判断結果を、制御部１６に送信する。
【００７２】
ステップＳ１０５（判断ステップ）を実行後、融着接続機１は、回転調心後の第１光ファイバに対して相対的に、第２光ファイバを近似状態データに対応する回転位置まで回転し（ステップＳ１０６）、本処理を終了する。
【００７３】
ステップＳ１０６において、制御部１６は、判断処理部１５から光ファイバＦ２に対する光ファイバＦ１の近似状態データの判断結果を取得する。制御部１６は、取得した近似状態データの判断結果に基づいて、回転調心後の光ファイバＦ２に対して相対的に、光ファイバＦ１を近似状態データに対応する回転位置まで回転するように回転駆動部１２ａ、１２ｂを制御する。この制御部１６の制御に基づいて、回転駆動部１２ｂは、光ファイバＦ２の基準とする回転位置を固定し、回転駆動部１２ａは、この基準とする回転位置に対して相対的に、光ファイバＦ１を周方向回転する。これにより、回転駆動部１２ａは、光ファイバＦ１を近似状態データに対応する回転位置まで周方向回転する。この際、回転駆動部１２ａは、光ファイバＦ１の候補輝度プロファイルＰｆ１、Ｐｆ１１のうち、光ファイバＦ２の基準輝度プロファイルＰｆ２の対称性（詳細には基準径方向の中心位置に対する輝度ピークの相対位置関係）に最も近い対称性を有する候補輝度プロファイルが得られる回転位置まで、光ファイバＦ１を周方向回転する。この結果、光ファイバＦ１の回転位置は、単位回転角θ毎の周方向回転によるＮ回の回転位置のうち、光ファイバＦ１の横断面構造と光ファイバＦ２の横断面構造とが最も揃う回転位置に調整される。
【００７４】
例えば、光ファイバＦ１の候補輝度プロファイルＰｆ１、Ｐｆ１１のうち、候補輝度プロファイルＰｆ１が光ファイバＦ２の基準輝度プロファイルＰｆ２により近い対称性を有する場合、光ファイバＦ１の回転位置は、図７に示すように、光ファイバＦ１の応力付与部Ｆ１ｃと光ファイバＦ２の応力付与部Ｆ２ｃとが対向するように、光ファイバＦ２に対して調整される。また、光ファイバＦ１の候補輝度プロファイルＰｆ１、Ｐｆ１１のうち、候補輝度プロファイルＰｆ１１が光ファイバＦ２の基準輝度プロファイルＰｆ２により近い対称性を有する場合、光ファイバＦ１の回転位置は、図７に示すように、光ファイバＦ１の応力付与部Ｆ１ｄと光ファイバＦ２の応力付与部Ｆ２ｃとが対向するように、光ファイバＦ２に対して相対的に１８０°回転した回転位置に調整される。
【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Ｓ１０６の回転ステップを完了した後、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する。これらの光ファイバＦ１、Ｆ２同士は、単位回転角θ毎の周方向回転によるＮ回の回転位置のうち、互いの各横断面構造を最も揃えた回転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、横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）である第１光ファイバと第２光ファイバとの回転調心を行い、前記回転調心後の前記第１光ファイバに対して相対的に、前記第２光ファイバの単位回転角分の周方向回転を少なくとも１回行い、前記回転調心後の前記第１光ファイバ及び前記第２光ファイバと、少なくとも１回の前記周方向回転後の前記第２光ファイバとを所定の径方向から撮像し、得られた各画像をもとに、前記第１光ファイバの基準とする回転位置にある状態を示す基準状態データと前記第２光ファイバの複数の候補状態データとを取得し、前記複数の候補状態データのうち、前記基準状態データに最も近い候補状態データを判断し、前記回転調心後の前記第１光ファイバに対して相対的に前記第２光ファイバを前記最も近い候補状態データに対応する回転位置まで回転するようにしている。
【００７７】
このため、上記回転調心が行われた第１光ファイバと第２光ファイバとの横断面構造の近さを、第１光ファイバに対する第２光ファイバの相対的な回転位置別に上記所定の径方向（例えば上述の垂直径方向）から確認することができる。これにより、上記回転調心及び少なくとも１回の単位回転角分の周方向回転による第２光ファイバの複数の回転位置の中から、上記回転調心後の第１光ファイバの横断面構造に最も近い横断面構造となる第２光ファイバの回転位置を選択することができ、この選択した回転位置に第２光ファイバの回転位置を再調整することができる。この結果、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横断面構造をより揃えることができる。このように互いの各回転位置が調整された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。
【００７８】
なお、上述した実施形態では、一対の光ファイバＦ１、Ｆ２のうち、左側の光ファイバＦ２を周方向回転の基準とする第１光ファイバにし、右側の光ファイバＦ１を、第１光ファイバに対して相対的に少なくとも１回の単位回転角θ分の周方向回転を行う対象にしているが、本発明は、これに限定されるものではない。本発明においては、上記第１光ファイバを右側の光ファイバＦ１にし、上記第２光ファイバを左側の光ファイバＦ２にしてもよい。
【００７９】
また、上述した実施形態により本発明が限定されるものではなく、上述した各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。その他、上述した実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。
【符号の説明】
【００８０】
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
８  画像処理部
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
１５  判断処理部
１６  制御部
１８  装置本体
１９  調整空間領域
ＢＰ１、ＢＰ２  輝度画像
ＣＣ１、ＣＣ２  中心位置
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
Ｐｆ１、Ｐｆ１１  候補輝度プロファイル
Ｐｆ２  基準輝度プロファイル
ＰＵ１、ＰＬ１、ＰＵ２、ＰＬ２、ＰＵ１１、ＰＬ１１  輝度ピーク位置
【図１】
2020144301.tif 000003
【図２】
2020144301.tif 000004
【図３】
2020144301.tif 000005
【図４】
2020144301.tif 000006
【図５】
2020144301.tif 000007
【図６】
2020144301.tif 000008
【図７】
2020144301.tif 000009