(57)【要約】【課題】ＰＬＣ等の光回路とフェルールとを高い精度で、位置合せをし、接合することのできる光ファイバの接合方法を提供する。【解決手段】光ファイバの端面に接合されているフェルールの接合面と、前記フェルールの接合面と接合される光回路の接合面とを撮像する撮像工程と、前記フェルールの接合面と、前記光回路の接合面とを接触させる接触工程と、前記フェルールの接合面と、前記光回路の接合面とを接触させることにより、前記フェルールの接合面において生じた光が検出されない密着領域に基づき、前記フェルール、または、前記光回路の位置を調整する調整工程と、前記調整工程の後、前記フェルールと前記光回路とを接合する接合工程と、を有することを特徴とする光ファイバの接合方法により上記課題を解決する。【選択図】  図１３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバの端面に接合されているフェルールの接合面と、前記フェルールの接合面と接合される光回路の接合面とを撮像する撮像工程と、
前記フェルールの接合面と、前記光回路の接合面とを接触させる接触工程と、
前記フェルールの接合面と、前記光回路の接合面とを接触させることにより、前記フェルールの接合面において生じた光が検出されない密着領域に基づき、前記フェルール、または、前記光回路の位置を調整する調整工程と、
前記調整工程の後、前記フェルールと前記光回路とを接合する接合工程と、
を有することを特徴とする光ファイバの接合方法。
【請求項２】
前記調整工程は、前記密着領域における長さの値及び幅の値が、ともに所定の値以上となるように調整を行うものであることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバの接合方法。
【請求項３】
光ファイバの端面に接合されているフェルールが設置されるハンドと、
前記フェルールの接合面と接合される接合面を有する光回路が設置されるステージと、
前記フェルールの接合面において全反射された光が検出される位置に設置されており、前記フェルールの接合面及び前記光回路の接合面を撮像する撮像部と、
前記フェルールの接合面及び前記光回路の接合面に光を照射する光源と、
を有し、
前記フェルールの接合面と前記光回路の接合面とを接触させた際に、前記フェルールの接合面において生じる、前記撮像部において光が検出されない密着領域を検出し、前記密着領域に基づく調整を行い、前記フェルールと前記光回路とを接合することを特徴とする光ファイバの接合装置。
【請求項４】
前記撮像部は、撮像カメラと、
前記撮像カメラに入射する光を透過する偏光板と、
を有することを特徴とする請求項３に記載の光ファイバの接合装置。
【請求項５】
前記撮像カメラに入射する光を透過するカラーフィルタを有することを特徴とする請求項４に記載の光ファイバの接合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバの接合方法及び光ファイバの接合装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に光モジュールは、光デバイスにおける光受送信部に光ファイバが接合されており、光デバイスにおける光受送信部と光ファイバとの間において光の受送信が行われる。従って、光モジュールを製造する際には、光デバイスにおける光受送信部に光ファイバが接合される。具体的には、光ファイバの端面には、光デバイスに接合しやすいようにフェルールが接合されており、例えば、光デバイスであるＰＬＣ（Planar lightwave circuit：平面光波回路）に、フェルールを接合することにより、光デバイスと光ファイバとの接合がなされる。
【０００３】
このようにして接合されるＰＬＣとフェルールとの位置関係は、光の結合効率に大きな影響を与えるため、精密な位置合せを行い接合する必要がある。具体的には、例えば、ＰＬＣにフェルールを接合する方法としては、光デバイスが機能する状態で、光の結合状態をモニタしながらフェルール等の位置（姿勢等）を調整し、光の結合効率が最大となるような位置に合わせた後、固定して、接合する方法がある。しかしながら、この方法では、光デバイスを機能させるための電源や光の入出力をモニタするための計測装置等が必要となり、光ファイバを接合する工程が大がかりなものとなり、また、時間も要するため、製造される光モジュールが高コストなものとなってしまう。
【０００４】
このため、ＰＬＣ及びフェルールの外形等をＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラ等の撮像装置を用いて撮像し、撮像された画像に基づき、フェルール等の位置を調節し、固定して接合する方法がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２４８１４３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、ＰＬＣ及びフェルールの外形等をＣＣＤカメラ等の撮像装置により撮像し、フェルール等の位置を調節する方法では、接合部分の側面等より撮像しなければならず、小型化が求められている光モジュールに適用することは困難である。また、光モジュールの小型化に伴い、より一層高い精度でＰＬＣとフェルールとの位置合せを行うことが求められており、ＰＬＣ及びフェルールの外形等を撮像装置により撮像して位置合せを行う方法には精度の点において限界があった。
【０００７】
ＰＬＣ１０とフェルール２０との接合について、図１に基づき説明する。ＰＬＣ１０の接合面１１とフェルール２０の接合面２１とを接合する際、本来であれば、ＰＬＣ１０の接合面１１とフェルール２０の接合面２１とが完全に一致するように接合されることが好ましい。しかしながら、実際には、ＰＬＣ１０の接合面１１とフェルール２０の接合面２１とが完全に一致するように接合させることは困難であり、図１に示されるように、ＰＬＣ１０の接合面１１とフェルール２０の接合面２１との間にはズレ角φ等が生じてしまう。このように、接合面１１と接合面２１との間でズレ角φが生じてしまうと、フェルール２０の上面２２側で、接合面２１と接合面１１との間でギャップｇ１が生じ、フェルール２０の底面２３側で、接合面２１と接合面１１との間でギャップｇ２が生じてしまう。このように生じるギャップｇ１とギャップｇ２は、フェルール２０における接合面２１の幅をＤとした場合、数１に示される関係にある。
【０００８】
【数１】
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【０００９】
ここで、フェルール２０における接合面２１の幅Ｄを約１．５ｍｍとし、ズレ角φが０．１°以下となるよう位置合せを行おうとすると、ギャップｇ１とギャップｇ２との差ｇ２−ｇ１が２．６μｍ以下となるように位置合せを行うことが求めらる。しかしながら、上述したような、ＰＬＣ及びフェルールの外形等を撮像装置により撮像し、撮像された画像に基づき位置合せを行う方法では、このような微細な位置合せを行うことは極めて困難であり、精度の高い位置合せを行うことはできない。
【００１０】
従って、ＰＬＣ等の光回路とフェルールとを高い精度で位置合せをして、接合することのできる光ファイバの接合方法が求められている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本実施の形態の一観点によれば、光ファイバの端面に接合されているフェルールの接合面と、前記フェルールの接合面と接合される光回路の接合面とを撮像する撮像工程と、前記フェルールの接合面と、前記光回路の接合面とを接触させる接触工程と、前記フェルールの接合面と、前記光回路の接合面とを接触させることにより、前記フェルールの接合面において生じた光が検出されない密着領域に基づき、前記フェルール、または、前記光回路の位置を調整する調整工程と、前記調整工程の後、前記フェルールと前記光回路とを接合する接合工程と、を有することを特徴とする。
【００１２】
また、本実施の形態の他の一観点によれば、光ファイバの端面に接合されているフェルールが設置されるハンドと、前記フェルールの接合面と接合される接合面を有する光回路が設置されるステージと、前記フェルールの接合面において全反射された光が検出される位置に設置されており、前記フェルールの接合面及び前記光回路の接合面を撮像する撮像部と、前記フェルールの接合面及び前記光回路の接合面に光を照射する光源と、を有し、前記フェルールの接合面と前記光回路の接合面とを接触させた際に、前記フェルールの接合面において生じる、前記撮像部において光が検出されない密着領域を検出し、前記密着領域に基づく調整を行い、前記フェルールと前記光回路とを接合することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
開示の光ファイバの接合方法及び光ファイバの接合装置によれば、ＰＬＣ等の光回路とフェルールとを高い精度で位置合せをして、接合することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】フェルールの接合面とＰＬＣの接合面とのズレ角φの説明図
【図２】本実施の形態における光ファイバの接合装置の構造図
【図３】本実施の形態における光ファイバの接合装置の要部構造図
【図４】光ファイバの端面に接合されているフェルールの説明図
【図５】本実施の形態における光ファイバの接合装置の制御部分のブロック図
【図６】フェルールの接合面とＰＬＣの接合面との接触状態の説明図
【図７】フェルールにおける散乱光の説明図（１）
【図８】フェルールにおける散乱光の説明図（２）
【図９】本実施の形態において撮像部により観察されるフェルールとＰＬＣの説明図
【図１０】本実施の形態における光ファイバの接合方法のフローチャート
【図１１】本実施の形態における光ファイバの接合方法の説明図（１）
【図１２】本実施の形態における光ファイバの接合方法の説明図（２）
【図１３】本実施の形態における光ファイバの接合方法の説明図（３）
【図１４】本実施の形態における光ファイバの接合方法の説明図（４）
【図１５】本実施の形態における光ファイバの接合方法の説明図（５）
【図１６】本実施の形態における光ファイバの接合方法の説明図（６）
【図１７】本実施の形態における光ファイバの接合方法の説明図（７）
【図１８】出射角αとギャップｇの関係の説明図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
発明を実施するための形態について、以下に説明する。尚、同じ部材等については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００１６】
（光ファイバの接合装置）
本実施の形態における光ファイバの接合装置について、図２及び図３に基づき説明する。図２は、本実施の形態における光ファイバの接合装置の構造図であり、図３は、本実施の形態における光ファイバの接合装置の要部構造図である。
【００１７】
本実施の形態における光ファイバの接合装置は、ステージ１１０、ハンド１２０、光源１３０、撮像部１４０を有している。本実施の形態における光ファイバの接合装置は、図４に示されるような光ファイバ５０の端面に接合されているフェルール２０と、光回路であるＰＬＣ１０とを接合するものであり、ＰＬＣ１０は光デバイスの筐体３０内に収められている。尚、予め光ファイバ５０の端面には、フェルール２０が接合されているものとする。
【００１８】
ステージ１１０には、ＰＬＣ１０の収められている筐体３０が設置されており、ステージ１１０は、ＰＬＣ１０の姿勢を自由に動かすことができるように、例えば、６軸の自由度を有している。ハンド１２０は、フェルール２０を設置し固定するための把持部と、フェルール２０の位置を例えば一軸で調整することのできる位置調整部とを有しており、更に、ＰＬＣ１０とフェルール２０との接触を検知することができるよう力覚センサ１２１が設けられている。尚、本実施の形態においては、ＰＬＣ１０とフェルール２０との相対的な位置は、ステージ１１０により調整してもよく、ハンド１２０により調整してもよい。
【００１９】
光源１３０は、ステージ１１０の上方に設けられており、ＰＬＣ１０とフェルール２０との接合部分を照射する。光源１３０は、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）スポットライト等により形成されており、光源１３０より出射される光は、筐体３０の内部において反射率が高い波長の光が好ましい。例えば、筐体３０の内部において金メッキ等が施されている場合には、金に対して反射率ｎの高い赤色光、例えば、波長が約６５０ｎｍの光を発光するＬＥＤスポットライト等を光源１３０に用いることが好ましい。
【００２０】
撮像部１４０は、撮像カメラ１４１、結像レンズ１４２、偏光板１４３、カラーフィルタ１４４等を有している。撮像部１４０は、フェルール２０の接合面２１において全反射された光が入射する位置に設置されている。従って、フェルール２０の接合面２１において全反射された光は、カラーフィルタ１４４、偏光板１４３、結像レンズ１４２を介し、撮像カメラ１４１に入射する。これにより、フェルール２０との接合面２１における画像を撮像することができる。
【００２１】
また、図５に示されるように、本実施の形態における光ファイバの接合装置は、コンピュータ等の制御部１５０により動作等が制御されている。具体的には、制御部１５０による制御により、ステージコントローラ・ドライバ１１５を介して、ステージ１１０の位置制御等がなされる。また、制御部１５０による制御により、ハンドコントローラ・ドライバ１２５を介して、ハンド１２０の位置制御等がなされる。また、力覚センサ１２１により検出された情報は、センサアンプ１２６を介し、制御部１５０に伝達される。撮像部１４０において撮像された画像は、グラバ１４５を介し、制御部１５０に伝達される。尚、グラバ１４５は、制御部１５０内に設けられていてもよい。
【００２２】
（光ファイバの接合方法）
次に、本実施の形態における光ファイバの接合方法について説明する。
【００２３】
最初に、図６に基づきＰＬＣ１０とフェルール２０との接合について説明する。前述したように、ＰＬＣ１０とフェルール２０とは、図６（ａ）に示されるように、ＰＬＣ１０の接合面１１とフェルール２０の接合面２１とが一致した状態で接合されていることが理想である。しかしながら、実際には、図６（ｂ）に示されるように、接合面１１と接合面２１とが略平行であっても、ギャップがある状態や、図６（ｃ）に示されるように、接合面１１と接合面２１とが平行ではない状態で接触している場合がある。これらの場合には、光の結合効率が低下してしまうため好ましくない。
【００２４】
ところで、光源１３０より照射された光は、筐体３０の内部において反射され散乱光となり、フェルール２０の接合面２１に入射する。ここで、フェルール２０の接合面２１に入射する光の入射角が、接合面２１の法線に対し臨界角以上である場合には、接合面２１において全反射する。本実施の形態においては、撮像部１４０は、フェルール２０の接合面２１において全反射された光が、フェルール２０の上面２２において屈折されて入射する位置に設置されている。
【００２５】
具体的には、図７に示されるように、筐体３０の内部において反射された散乱光が、フェルール２０の接合面２１に入射角γで入射した場合、入射角γが臨界角以上であれば、フェルール２０の接合面２１において、入射角γと同じ角度である反射角γで全反射される。フェルール２０の接合面２１において全反射された光は、フェルール２０の上面２２に入射角βで入射し、フェルール２０の上面２２において屈折し、出射角αで出射する。本実施の形態においては、撮像部１４０は、フェルール２０の上面２２より出射角αで出射された光が入射する位置に設置されている。尚、本実施の形態においては、入射角、反射角、出射角は、各々の面の法線に対する角度を意味するものとする。
【００２６】
ここで、フェルール２０を形成している材料の屈折率をｎ１、空気の屈折率をｎ２とした場合、スネルの法則より数２に示される式が導かれ、また、全反射条件より数３に示される式が導かれる。例えば、フェルール２０がガラスで形成されているものとした場合、ｎ１は約１．５、ｎ２は約１．０となり、臨界角は約４２°となる。よって、フェルール２０の接合面２１に入射角γで入射した光が、γ＞４２°である場合には、フェルール２０の接合面２１において全反射する。
【００２７】
【数２】
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【００２８】
【数３】
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【００２９】
また、フェルール２０の接合面２１における傾き角度を傾き角δとすると、β、γ、δは、数４に示される式の関係にある。尚、傾き角δとは、フェルール２０における垂直な端面に対する角度である。
【００３０】
【数４】
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【００３１】
尚、フェルール２０の接合面２１において入射角γで入射する光は、フェルール２０の底面２３において入射角ζで入射した散乱光であり、フェルール２０の底面２３において屈折し出射角εとなる光である。よって、入射角γと入射角ζとは、数５に示される式に関係にあり、また、フェルール２０の底面２３においては、スネルの法則より数６に示される式が導かれる。尚、フェルール２０の底面２３において、散乱光が入射角ζで入射するためには、出射角εは臨界角以下であることが求められる。即ち、出射角εは、数７に示される式であることが求められる。
【００３２】
【数５】
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【００３３】
【数６】
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【００３４】
【数７】
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【００３５】
上述した図７に示される状態は、フェルール２０の接合面２１とＰＬＣ１０の接合面１１とが接触していない状態を示すものである。しかしながら、図８に示されるように、フェルール２０の接合面２１とＰＬＣ１０の接合面１１とが接触している状態では、接合面２１と接合面１１との接触部分の近傍において、光は接合面２１において全反射されることなく、ＰＬＣ２０に入射する。このため、この接触部分の近傍からは、撮像部１４０には光が入射しないため、撮像部１４０において撮像された画像には黒く映り、この黒く映った領域に基づきフェルール２０の接合面２１とＰＬＣ１０の接合面１１との接触部分や接触状況を知ることができる。尚、本実施の形態においては、この黒く映った領域を密着領域と記載する。また、この密着領域は、この領域のすべてにおいて、接合面１１と接合面２１とが接触していることを意味するものではない。
【００３６】
図９には、フェルール２０の接合面２１とＰＬＣ１０の接合面１１とが接触していない状態において、撮像部１４０において撮像されるフェルール２０の接合面２１における画像の様子を示す。図９は、ＰＬＣ１０の接合面１１とフェルール２０の接合面２１とが、ギャップｇ離れており、本実施の形態においては、フェルール２０の接合面２１における明るさの状態、即ち、後述する密着領域の状態によって、接触状態を判断することができる。
【００３７】
（光ファイバの接合方法の手順）
次に、図１０に基づき、具体的な光ファイバの接合方法の手順について説明する。
【００３８】
最初に、ステップ１０２（Ｓ１０２）において、図４に示されるように、光ファイバ５０の端部にフェルール２０を接合する。
【００３９】
次に、ステップ１０４（Ｓ１０４）において、フェルール２０をＰＬＣ１０に近づけた後、フェルール２０の接合面２１とＰＬＣ１０の接合面１１とを撮像部１４０により観察する。具体的には、ＰＬＣ１０をステージ１１０に設置し、フェルール２０をハンド１２０に設置し、光源１３０より光を照射した状態で、フェルール２０とＰＬＣ１０とを近づけ、フェルール２０の接合面２１とＰＬＣ１０の接合面１１とを撮像部１４０により観察する。この際、フェルール２０の接合面２１とＰＬＣ１０の接合面１１との間にギャップｇが観察される。この場合において、図１１に示すように、フェルール２０とＰＬＣ１０とのギャップｇの幅が均一ではない場合には、ＰＬＣ１０の接合面１１に対しフェルール２０の接合面２１が傾いているため、フェルール２０を矢印１１Ａに示す方向に回転させる。これにより、図１２に示すように、フェルール２０とＰＬＣ１０とのギャップｇの幅が一定となるように調整することができる。尚、図１１（ａ）は、上面図であり、図１１（ｂ）は、側面図であり、図１１（ｃ）は、この状態を撮像部１４０により撮像した画像の様子を示す図である。また、図１２（ａ）は、上面図であり、図１２（ｂ）は、側面図であり、図１２（ｃ）は、この状態を撮像部１４０により撮像した画像の様子を示す図である。
【００４０】
次に、ステップ１０６（Ｓ１０６）において、フェルール２０の接合面２１とＰＬＣ１０の接合面１１とを接触させる。具体的には、図１２において矢印１２Ａに示される方向にフェルール２０を移動させることにより、フェルール２０とＰＬＣ１０とを接触させる。フェルール２０とＰＬＣ１０とが接触したか否かは、ハンド１２０に取り付けられている力覚センサ１２１において検知することができる。これにより、フェルール２０の接合面２１には、密着領域が生じる。具体的には、フェルール２０とＰＬＣ１０とを接触させることにより、撮像部１４０において撮像されているフェルール２０の接合面２１には、例えば、図１３（ｃ）に示されるような、密着領域６０ａが観察される。この密着領域６０ａは、フェルール２０の接合面２１において、光が全反射されていない領域であり、撮像部１４０には密着領域６０ａからの光は入射しないため、黒く確認される。尚、接合面２１において、密着領域が生じない場合には、フェルール２０の接合面２１とＰＬＣ１０の接合面１１とのズレ角φが大きい場合が考えられる。この場合には、フェルール２０をＰＬＣ１０より離し、ズレ角φが所定の角度以下になるように、例えば、ズレ角φが１．１°以下になるようにハンド１２０等によりフェルール２０の位置や角度を変えて調整する。
【００４１】
次に、ステップ１０８（Ｓ１０８）において、密着領域の長さ及び幅が所定の長さ及び幅以上であるか否かが判断される。撮像部１４０において観察された密着領域の長さ及び幅のいずれか一方または双方が所定の長さ及び幅未満である場合には、ステップ１１０に移行する。一方、撮像部１４０において観察された密着領域の長さ及び幅が双方とも所定の長さ及び幅以上である場合には、ステップ１１２に移行する。尚、所定の長さ及び幅とは、撮像部１４０の位置等により変わるため、一概に述べることはできないが、１０μｍ以上、更には、３０μｍ以上であることが好ましい。
【００４２】
具体的には、図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示されるように、フェルール２０の接合面２１とＰＬＣ１０の接合面１１とが理想的な状態で接触している場合には、図１３（ｃ）に示されるように、密着領域６０ａが接合面２１の広い領域で観察される。この際観察される密着領域６０ａの長さＬは所定の長さ以上であって、幅Ｗは所定の幅以上である。この場合には、ステップ１１２に移行する。
【００４３】
また、図１４（ａ）及び図１４（ｂ）に示されるように、フェルール２０の接合面２１の上側において、ＰＬＣ１０の接合面１１と接触している場合には、図１４（ｃ）に示されるように、密着領域６０ｂが接合面２１の上側で観察される。この際観察される密着領域６０ｂは、密着領域６０ｂの長さＬは所定の長さ以上であるが、幅Ｗは所定の幅未満である。この場合には、ステップ１１０に移行する。
【００４４】
また、図１５（ａ）及び図１５（ｂ）に示されるように、フェルール２０の接合面２１の下側において、ＰＬＣ１０の接合面１１と接触している場合には、図１５（ｃ）に示されるように、密着領域６０ｃが接合面２１の下側で観察される。この際観察される密着領域６０ｃは、密着領域６０ｃの長さＬは所定の長さ以上であるが、幅Ｗは所定の幅未満である。この場合には、ステップ１１０に移行する。
【００４５】
また、図１６（ａ）及び図１６（ｂ）に示されるように、フェルール２０の接合面２１の左側において、ＰＬＣ１０の接合面１１と接触している場合には、図１６（ｃ）に示されるように、密着領域６０ｄが接合面２１の左側で観察される。この際観察される密着領域６０ｄは、密着領域６０ｄの長さＬは所定の長さ未満であって、幅Ｗは所定の幅以上である。この場合には、ステップ１１０に移行する。
【００４６】
また、図１７（ａ）及び図１７（ｂ）に示されるように、フェルール２０の接合面２１の右側において、ＰＬＣ１０の接合面１１と接触している場合には、図１７（ｃ）に示されるように、密着領域６０ｅが接合面２１の右側で観察される。この際観察される密着領域６０ｅは、密着領域６０ｅの長さＬは所定の長さ未満であって、幅Ｗは所定の幅以上である。この場合には、ステップ１１０に移行する。
【００４７】
次に、ステップ１１０（Ｓ１１０）において、ＰＬＣ１０よりフェルール２０を離し、ハンド１２０によりフェルール２０の位置や傾きを調整する。
【００４８】
具体的には、図１４（ｃ）に示されるように、密着領域６０ｂが接合面２１の上側で観察された場合には、ＰＬＣ１０よりフェルール２０を離し、フェルール２０の先端を上げるように動かし調整する。
【００４９】
また、図１５（ｃ）に示されるように、密着領域６０ｃが接合面２１の下側で観察された場合には、ＰＬＣ１０よりフェルール２０を離し、フェルール２０の先端を下げるように動かし調整する。
【００５０】
また、図１６（ｃ）に示されるように、密着領域６０ｄが接合面２１の左側で観察された場合には、ＰＬＣ１０よりフェルール２０を離し、フェルール２０の先端の右側が出て左側が引っ込むように動かし調整する。
【００５１】
また、図１７（ｃ）に示されるように、密着領域６０ｅが接合面２１の右側で観察された場合には、ＰＬＣ１０よりフェルール２０を離し、フェルール２０の先端の左側が出て右側が引っ込むように動かし調整する。
【００５２】
これらの調整を行った後、再び、ステップ１０６に移行する。即ち、再度、フェルール２０の接合面２１とＰＬＣ１０の接合面１１とを接触させる。
【００５３】
尚、密着領域が、図１４（ｃ）または図１５（ｃ）と、図１６（ｃ）または図１７（ｃ）とが組み合わされた状態で検出された場合には、各々の状態に対応してフェルール２０の位置を動かすことにより調整する。
【００５４】
上記においては、フェルール２０の位置や傾きを動かすことにより調整する場合について説明したが、ステージ１１０によりＰＬＣ１０の位置や傾きを動かすことにより調整を行ってもよい。
【００５５】
次に、ステップ１１２（Ｓ１１２）において、フェルール２０とＰＬＣ１０とを接合する。これにより、本実施の形態における光ファイバの接続方法は終了する。この際、図１３（ｃ）に示される状態の各々の位置等を記録した後、フェルール２０をＰＬＣ１０より離し、再度、フェルール２０及びＰＬＣ１０を記録されている位置となるように動かし、接触させた後、接合するものであってもよい。
【００５６】
尚、上記においては、密着領域６０ａ等の長さ及び幅が所定の長さ及び幅以上になるようにフェルール２０の位置等を調整する場合について説明したが、密着領域６０ａ等の長さ及び幅が最も大きくなるようにフェルール２０の位置等を調整してもよい。また、この調整は、調整を行う前よりも調整を行った後の方が、密着領域６０ａ等の長さまたは幅が長くなるようにフェルール２０の位置等を調整することを、所定の長さ及び幅以上となるまで繰り返すものであってもよい。これらの調整を行う場合には、上記におけるステップ１０８及びステップ１１０に代えて、これらの調整の工程を行う。
【００５７】
（密着領域）
ところで、撮像部１４０において、このように黒く観察される密着領域６０ａ等は、ＰＬＣ１０の接合面１１とフェルール２０の接合面２１とが接触している部分以外にも、ＰＬＣ１０の接合面１１とフェルール２０の接合面２１とが近接している場合にも生じる。即ち、ＰＬＣ１０の接合面１１とフェルール２０の接合面２１とのギャップｇが、エバネッセント波の浸み込み深さ以下である場合には、密着領域６０ａ等が観察される。具体的には、ギャップｇが数８に示される式を満たす領域においては、エバネッセント波の浸み込みが生じ、光は全反射されないため、撮像部１４０により撮像された画像においては、この領域は黒く観察される。
【００５８】
【数８】
2014048577.tif 000010
【００５９】
ここで、λは光源１３０における波長であり、６５０ｎｍとし、ｎ１を１．５、ｎ２を１．０、γを５５．９°とした場合、数８に示される式より、ギャップｇは１４１ｎｍ以下となる。図１に示されるＰＬＣ１０の接合面１１とフェルール２０の接合面２１との間のズレ角φと、ギャップｇより、接合面２１における密着領域６０ａ等の幅ＷＰは、数９に示される式となる。
【００６０】
【数９】
2014048577.tif 000011
【００６１】
ここで、ズレ角φを０．１°、ｇを１４１ｎｍとすると、接合面２１における密着領域６０ａ等の幅ＷＰは、約８１μｍとなる。尚、接合面２１における密着領域６０ａ等の幅ＷＰは約８１μｍであるが、撮像部１４０が設置される位置により、撮像部１４０により観察される密着領域６０ａ等の幅Ｗが異なる幅で観察される。従って、出射角αを選んで撮像部１４０を設置することにより、密着領域６０ａ等の幅Ｗを広く観察することができる。よって、本実施の形態においては、フェルール２０の接合面２１に入射する散乱光の入射角γが臨界角以上となる角度であって、密着領域６０ａの幅Ｗを広く観察することができる位置に、撮像部１４０が設置されていることが好ましい。尚、密着領域６０ａ等の長さＬについては、撮像部１４０が設置される位置等を考慮する必要がなく、密着領域６０ａの長さは、実際に観察される長さと同じである。
【００６２】
図１８は、散乱光の出射角α、入射角β、入射角γとギャップｇとの関係を示す。尚、傾き角δは、６．０°であるものとし、フェルール２０の接合面２１における臨界角は４１．８°であるものとする。また、密着領域の幅Ｗは、数２〜数５に示される式等に基づき算出した値である。
【００６３】
図１８（ａ）に示されるように、出射角αが７０．０°となる位置に撮像部１４０を設置した場合、フェルール２０の接合面２１に入射角γが４５．２°で入射した光は、フェルール２０の接合面２１において全反射される。接合面２１において全反射された光は、フェルール２０の上面２２に入射角βが３８．８°で入射し、フェルール２０の上面２２において屈折し、撮像部１４０に入射する。この場合、ズレ角φを０．１°とすると、ギャップｇが約２８３ｎｍ以下となる領域が密着領域となる。この密着領域の接合面２１における幅ＷＰは約１６２μｍであり、撮像部１４０により観察される密着領域の幅Ｗは約５０μｍである。
【００６４】
図１８（ｂ）に示されるように、出射角αが６５．０°となる位置に撮像部１４０を設置した場合、フェルール２０の接合面２１に入射角γが４６．８°で入射した光は、フェルール２０の接合面２１において全反射される。接合面２１において全反射された光は、フェルール２０の上面２２に入射角βが３７．２°で入射し、フェルール２０の上面２２において屈折し、撮像部１４０に入射する。この場合、ズレ角φを０．１°とすると、ギャップｇが約２３３ｎｍ以下となる領域が密着領域となる。この密着領域の接合面２１における幅ＷＰは約１３４μｍであり、撮像部１４０により観察される密着領域の幅Ｗは約４８μｍである。
【００６５】
図１８（ｃ）に示されるように、出射角αが６０．０°となる位置に撮像部１４０を設置した場合、フェルール２０の接合面２１に入射角γが４８．７°で入射した光は、フェルール２０の接合面２１において全反射される。接合面２１において全反射された光は、フェルール２０の上面２２に入射角βが３５．３°で入射し、フェルール２０の上面２２において屈折し、撮像部１４０に入射する。この場合、ズレ角φを０．１°とすると、ギャップｇが約１９９ｎｍ以下となる領域が密着領域となる。この密着領域の接合面２１における幅ＷＰは約１１４μｍであり、撮像部１４０により観察される密着領域の幅Ｗは約４６μｍである。
【００６６】
図１８（ｄ）に示されるように、出射角αが５５．０°となる位置に撮像部１４０を設置した場合、フェルール２０の接合面２１に入射角γが５０．９°で入射した光は、フェルール２０の接合面２１において全反射される。接合面２１において全反射された光は、フェルール２０の上面２２に入射角βが３３．１°で入射し、フェルール２０の上面２２において屈折し、撮像部１４０に入射する。この場合、ズレ角φを０．１°とすると、ギャップｇが約１７４ｎｍ以下となる領域が密着領域となる。この密着領域の接合面２１における幅ＷＰは約９９μｍであり、撮像部１４０により観察される密着領域の幅Ｗは約４３μｍである。
【００６７】
図１８（ｅ）に示されるように、出射角αが５０．０°となる位置に撮像部１４０を設置した場合、フェルール２０の接合面２１に入射角γが５３．３°で入射した光は、フェルール２０の接合面２１において全反射される。接合面２１において全反射された光は、フェルール２０の上面２２に入射角βが３０．７°で入射し、フェルール２０の上面２２において屈折し、撮像部１４０に入射する。この場合、ズレ角φを０．１°とすると、ギャップｇが約１５５ｎｍ以下となる領域が密着領域となる。この密着領域の接合面２１における幅ＷＰは約８９μｍであり、撮像部１４０により観察される密着領域の幅Ｗは約４０μｍである。
【００６８】
図１８（ｆ）に示されるように、出射角αが４５．０°となる位置に撮像部１４０を設置した場合、フェルール２０の接合面２１に入射角γが５５．９°で入射した光は、フェルール２０の接合面２１において全反射される。接合面２１において全反射された光は、フェルール２０の上面２２に入射角βが２８．１°で入射し、フェルール２０の上面２２において屈折し、撮像部１４０に入射する。この場合、ズレ角φを０．１°とすると、ギャップｇが約１４１ｎｍ以下となる領域が密着領域となる。この密着領域の接合面２１における幅ＷＰは約８１μｍであり、撮像部１４０により観察される密着領域の幅Ｗは約３６μｍである。
【００６９】
図１８（ｇ）に示されるように、出射角αが４０．０°となる位置に撮像部１４０を設置した場合、フェルール２０の接合面２１に入射角γが５８．６°で入射した光は、フェルール２０の接合面２１において全反射される。接合面２１において全反射された光は、フェルール２０の上面２２に入射角βが２５．４°で入射し、フェルール２０の上面２２において屈折し、撮像部１４０に入射する。この場合、ズレ角φを０．１°とすると、ギャップｇが約１２９ｎｍ以下となる領域が密着領域となる。この密着領域の接合面２１における幅ＷＰは約７４μｍであり、撮像部１４０により観察される密着領域の幅Ｗは約３３μｍである。
【００７０】
図１８（ｈ）に示されるように、出射角αが３５．０°となる位置に撮像部１４０を設置した場合、フェルール２０の接合面２１に入射角γが６１．５°で入射した光は、フェルール２０の接合面２１において全反射される。接合面２１において全反射された光は、フェルール２０の上面２２に入射角βが２２．５°で入射し、フェルール２０の上面２２において屈折し、撮像部１４０に入射する。この場合、ズレ角φを０．１°とすると、ギャップｇが約１２０ｎｍ以下となる領域が密着領域となる。この密着領域の接合面２１における幅ＷＰは約６９μｍであり、撮像部１４０により観察される密着領域の幅Ｗは約２９μｍである。
【００７１】
図１８（ｉ）に示されるように、出射角αが３０．０°となる位置に撮像部１４０を設置した場合、フェルール２０の接合面２１に入射角γが６４．５°で入射した光は、フェルール２０の接合面２１において全反射される。接合面２１において全反射された光は、フェルール２０の上面２２に入射角βが１９．５°で入射し、フェルール２０の上面２２において屈折し、撮像部１４０に入射する。この場合、ズレ角φを０．１°とすると、ギャップｇが約１１３ｎｍ以下となる領域が密着領域となる。この密着領域の接合面２１における幅ＷＰは約６５μｍであり、撮像部１４０により観察される密着領域の幅Ｗは約２６μｍである。
【００７２】
図１８（ｊ）に示されるように、出射角αが２５．０°となる位置に撮像部１４０を設置した場合、フェルール２０の接合面２１に入射角γが６７．６°で入射した光は、フェルール２０の接合面２１において全反射される。接合面２１において全反射された光は、フェルール２０の上面２２に入射角βが１６．４°で入射し、フェルール２０の上面２２において屈折し、撮像部１４０に入射する。この場合、ズレ角φを０．１°とすると、ギャップｇが約１０８ｎｍ以下となる領域が密着領域となる。この密着領域の接合面２１における幅ＷＰは約６２μｍであり、撮像部１４０により観察される密着領域の幅Ｗは約２２μｍである。
【００７３】
図１８（ｋ）に示されるように、出射角αが２０．０°となる位置に撮像部１４０を設置した場合、フェルール２０の接合面２１に入射角γが７０．８°で入射した光は、フェルール２０の接合面２１において全反射される。接合面２１において全反射された光は、フェルール２０の上面２２に入射角βが１３．２°で入射し、フェルール２０の上面２２において屈折し、撮像部１４０に入射する。この場合、ズレ角φを０．１°とすると、ギャップｇが約１０３ｎｍ以下となる領域が密着領域となる。この密着領域の接合面２１における幅ＷＰは約５９μｍであり、撮像部１４０により観察される密着領域の幅Ｗは約１９μｍである。
【００７４】
図１８（ｌ）に示されるように、出射角αが１５．０°となる位置に撮像部１４０を設置した場合、フェルール２０の接合面２１に入射角γが７４．１°で入射した光は、フェルール２０の接合面２１において全反射される。接合面２１において全反射された光は、フェルール２０の上面２２に入射角βが９．９°で入射し、フェルール２０の上面２２において屈折し、撮像部１４０に入射する。この場合、ズレ角φを０．１°とすると、ギャップｇが約１００ｎｍ以下となる領域が密着領域となる。この密着領域の接合面２１における幅ＷＰは約５７μｍであり、撮像部１４０により観察される密着領域の幅Ｗは約１５μｍである。
【００７５】
図１８（ｍ）に示されるように、出射角αが１０．０°となる位置に撮像部１４０を設置した場合、フェルール２０の接合面２１に入射角γが７７．４°で入射した光は、フェルール２０の接合面２１において全反射される。接合面２１において全反射された光は、フェルール２０の上面２２に入射角βが６．６°で入射し、フェルール２０の上面２２において屈折し、撮像部１４０に入射する。この場合、ズレ角φを０．１°とすると、ギャップｇが約９７ｎｍ以下となる領域が密着領域となる。この密着領域の接合面２１における幅ＷＰは約５５μｍであり、撮像部１４０により観察される密着領域の幅Ｗは約１２μｍである。
【００７６】
図１８（ｎ）に示されるように、出射角αが５．０°となる位置に撮像部１４０を設置した場合、フェルール２０の接合面２１に入射角γが８０．７°で入射した光は、フェルール２０の接合面２１において全反射される。接合面２１において全反射された光は、フェルール２０の上面２２に入射角βが３．３°で入射し、フェルール２０の上面２２において屈折し、撮像部１４０に入射する。この場合、ズレ角φを０．１°とすると、ギャップｇが約９５ｎｍ以下となる領域が密着領域となる。この密着領域の接合面２１における幅ＷＰは約５４μｍであり、撮像部１４０により観察される密着領域の幅Ｗは約９μｍである。
【００７７】
図１８（ｏ）に示されるように、出射角αが０．０°となる位置に撮像部１４０を設置した場合、フェルール２０の接合面２１に入射角γが８４．０°で入射した光は、フェルール２０の接合面２１において全反射される。接合面２１において全反射された光は、フェルール２０の上面２２に入射角βが０．０°で入射し、フェルール２０の上面２２において屈折し、撮像部１４０に入射する。この場合、ズレ角φを０．１°とすると、ギャップｇが約９３ｎｍ以下となる領域が密着領域となる。この密着領域の接合面２１における幅ＷＰは約５４μｍであり、撮像部１４０により観察される密着領域の幅Ｗは約６μｍである。
【００７８】
図１８に示されるように、出射角５０°以上の位置に撮像部１４０を設置しても、筐体３０の内部において反射された散乱光の入射は、期待することができない。よって、撮像部１４０は出射角αが４５°以下となる位置に設置されていることが好ましく、また、密着領域の幅Ｗが長い方が観察しやすいため、出射角αが大きい方が好ましい。よって、出射角αが４５°前後の位置に設置されていることが好ましい。
【００７９】
尚、ズレ角φの値が大きい場合には、密着領域の幅Ｗｐが狭くなり、撮像部１４０において観察することができない場合がある。例えば、撮像部１４０において、密着領域の幅Ｗｐが１０μｍ以上であれば、密着領域が検出可能であるものとすると、出射角αが４５°、即ち、接合面２１における入射角および反射角γが約５５．９°のときには、数８及び数９に示される式より、ズレ角φが０．８°以下であれば密着領域を検出することが可能である。従って、撮像部１４０において密着領域を検出することができない場合には、フェルール２０の位置を動かしながら調整を行うことにより密着領域の検出が可能となる。更には、初期状態においてズレ角φが０．８°以下となるように、フェルール２０とＰＬＣ１０との位置合せを予め行っておいてもよい。
【００８０】
また、ＰＬＣ１０の接合面１１またはフェルール２０の接合面２１の面精度により、複数の密着領域が観察された場合には、これらをまとめて一つの密着領域として扱えばよい。
【００８１】
以上、実施の形態について詳述したが、特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。
【００８２】
上記の説明に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
光ファイバの端面に接合されているフェルールの接合面と、前記フェルールの接合面と接合される光回路の接合面とを撮像する撮像工程と、
前記フェルールの接合面と、前記光回路の接合面とを接触させる接触工程と、
前記フェルールの接合面と、前記光回路の接合面とを接触させることにより、前記フェルールの接合面において生じた光が検出されない密着領域に基づき、前記フェルール、または、前記光回路の位置を調整する調整工程と、
前記調整工程の後、前記フェルールと前記光回路とを接合する接合工程と、
を有することを特徴とする光ファイバの接合方法。
（付記２）
前記調整工程は、前記密着領域における長さの値及び幅の値が、ともに所定の値以上となるように調整を行うものであることを特徴とする付記１に記載の光ファイバの接合方法。
（付記３）
前記調整工程は、前記密着領域における長さまたは幅が、前記調整を行う前よりも長くなるように調整を行うものであることを特徴とする付記１に記載の光ファイバの接合方法。
（付記４）
前記調整工程は、前記密着領域における長さまたは幅が、最も大きくなるように調整を行うものであることを特徴とする付記１に記載の光ファイバの接合方法。
（付記５）
前記撮像工程は、前記フェルールの接合面において全反射された光が入射する位置に設置されている撮像部により撮像されることを特徴とする付記１から４のいずれかに記載の光ファイバの接合方法。
（付記６）
前記フェルールの接合面には、赤色光が照射されていることを特徴とする付記１から５のいずれかに記載の光ファイバの接合方法。
（付記７）
光ファイバの端面に接合されているフェルールが設置されるハンドと、
前記フェルールの接合面と接合される接合面を有する光回路が設置されるステージと、
前記フェルールの接合面において全反射された光が検出される位置に設置されており、前記フェルールの接合面及び前記光回路の接合面を撮像する撮像部と、
前記フェルールの接合面及び前記光回路の接合面に光を照射する光源と、
を有し、
前記フェルールの接合面と前記光回路の接合面とを接触させた際に、前記フェルールの接合面において生じる、前記撮像部において光が検出されない密着領域を検出し、前記密着領域に基づく調整を行い、前記フェルールと前記光回路とを接合することを特徴とする光ファイバの接合装置。
（付記８）
前記ハンドまたは前記ステージは、前記密着領域の大きさがより大きくなるように、前記フェルールまたは前記光回路を動かすものであることを特徴とする付記７に記載の光ファイバの接合装置。
（付記９）
前記撮像部は、撮像カメラと、
前記撮像カメラに入射する光を透過する偏光板と、
を有することを特徴とする付記７または８に記載の光ファイバの接合装置。
（付記１０）
前記撮像カメラに入射する光を透過するカラーフィルタを有することを特徴とする付記９に記載の光ファイバの接合装置。
（付記１１）
前記光源より出射される光は赤色光であることを特徴とする付記７から１０のいずれかに記載の光ファイバの接合装置。
（付記１２）
前記ハンドには、前記フェルールと前記光回路との接触を感知する力覚センサが設けられていることを特徴とする付記７から１１のいずれかに記載の光ファイバの接合装置。
【符号の説明】
【００８３】
１０        ＰＬＣ
１１        接合面
２０        フェルール
２１        接合面
２２        上面
２３        底面
３０        筐体
５０        光ファイバ
６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄ、６０ｅ      密着領域
１１０      ステージ
１１５      ステージコントローラ・ドライバ
１２０      ハンド
１２１      力覚センサ
１２５      ハンドコントローラ・ドライバ
１２６      センサアンプ
１３０      光源
１４０      撮像部
１４１      撮像カメラ
１４２      結像レンズ
１４３      偏光板
１４４      カラーフィルタ
１５０      制御部
【図１】
2014048577.tif 000012
【図２】
2014048577.tif 000013
【図３】
2014048577.tif 000014
【図４】
2014048577.tif 000015
【図５】
2014048577.tif 000016
【図６】
2014048577.tif 000017
【図７】
2014048577.tif 000018
【図８】
2014048577.tif 000019
【図９】
2014048577.tif 000020
【図１０】
2014048577.tif 000021
【図１１】
2014048577.tif 000022
【図１２】
2014048577.tif 000023
【図１３】
2014048577.tif 000024
【図１４】
2014048577.tif 000025
【図１５】
2014048577.tif 000026
【図１６】
2014048577.tif 000027
【図１７】
2014048577.tif 000028
【図１８】
2014048577.tif 000029