(57)【要約】【課題】２つ以上のコアを有する光ファイバの各コアをより小さい接続損失で接続する。【解決手段】二つ以上のコアを有する光ファイバの調心方法であって、二本の光ファイバの端面の画像を撮影し、前記二本の光ファイバのそれぞれに対し、前記端面上における前記二つ以上のコア１，２，３，４，５，６，７の位置座標を前記画像から測定し、前記二本の光ファイバのそれぞれについて求めた、前記二つ以上のコアの位置座標を、前記二つ以上のコアを接続したときの軸ずれ損失の総和を表す理論式に代入し、前記理論式から、前記軸ずれ損失の総和が最小となる、前記二本の光ファイバの端面の位置関係を求め、前記位置関係となるように、前記二本の光ファイバの端面を対向させる。【選択図】図１
2015041078.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二つ以上のコアを有する光ファイバの調心装置であって、
二本の光ファイバの端面の画像を撮影する撮影手段と、
前記二本の光ファイバのそれぞれに対し、前記端面上における前記二つ以上のコアの位置座標を前記画像から測定する画像解析手段と、
前記二本の光ファイバのそれぞれについて求めた、前記二つ以上のコアの位置座標を、前記二つ以上のコアを接続したときの軸ずれ損失の総和を表す理論式に代入し、前記理論式から、前記軸ずれ損失の総和が最小となる、前記二本の光ファイバの端面の位置関係を求める演算手段と、
前記位置関係となるように、前記二本の光ファイバの端面を対向させる駆動手段と、
を備えることを特徴とする光ファイバの調心装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光ファイバの調心装置を備えるとともに、
前記二本の光ファイバの端面を対向させた後、前記二本の光ファイバを接続する接続手段を備えることを特徴とする光ファイバの接続装置。
【請求項３】
二つ以上のコアを有する光ファイバの調心方法であって、
二本の光ファイバの端面の画像を撮影し、
前記二本の光ファイバのそれぞれに対し、前記端面上における前記二つ以上のコアの位置座標を前記画像から測定し、
前記二本の光ファイバのそれぞれについて求めた、前記二つ以上のコアの位置座標を、前記二つ以上のコアを接続したときの軸ずれ損失の総和を表す理論式に代入し、前記理論式から、前記軸ずれ損失の総和が最小となる、前記二本の光ファイバの端面の位置関係を求め、
前記位置関係となるように、前記二本の光ファイバの端面を対向させることを特徴とする光ファイバの調心方法。
【請求項４】
請求項３に記載の光ファイバの調心方法により、前記二本の光ファイバの端面を対向させた後、前記二本の光ファイバを接続することを特徴とする光ファイバの接続方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチコアファイバ等の、二つ以上のコアを有する光ファイバの調心装置、接続装置、調心方法、接続方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、インターネットトラフィックは増大し続けており、通信網を構成する光ファイバにおける伝送容量の拡大が求められている。その要素技術の一つとして、一本の光ファイバに複数の伝送路となるコアを有する、マルチコアファイバの技術が注目を集めている。マルチコアファイバは、ファイバ断面の様々な位置にコアを有する特徴を持っているため、その入出力技術に関する研究開発も旺盛となっている。
【０００３】
光ファイバ同士を接続する一つの方法として、融着機を用いた融着接続が挙げられる。従来の融着機における一般的なコアの調心方法は、次のとおりである。
まず、被覆を除去したベアファイバの側面に参照光を入射し、その側面から内部構造を観察すると、コア及びクラッドの屈折率差からコアクラッド境界を認識することができる。そこで、対向する二本のベアファイバのコアクラッド境界を、ｘ軸及びｙ軸の二軸操作で合致させ、調心する。
【０００４】
一方、マルチコアファイバ同士の接続では、複数のコアのそれぞれについて調心が必要となる。つまり、対向するファイバ断面のコア配置を合わせる必要がある。しかし、従来の側面観察方法では、複数のコアが観察方向の前後に重なり合うことにより、マルチコアファイバのすべてのコアに関してコアクラッド境界を認識することが難しいなど、課題が多い。
【０００５】
そこで、従来の融着機を用いたマルチコアファイバの接続方法としては、ファイバ外径をもとに概略の調心をした後に、いずれかのコアに実際に測定光を通して透過率を測定しながら、透過率が最大（接続損失が最小）となる位置まで調心する方法がある（例えば、特許文献１参照）
【０００６】
他の調心方法としては、特殊なマーカーをマルチコアファイバに付与する方法が知られている（例えば、特許文献２，３参照）。
また、特許文献４には、マルチコアファイバではなく、フォトニッククリスタルファイバのように、コアと平行に延びる複数の孔を有する光ファイバに関する方法であるが、光ファイバの端面の位置を観察し、双方のコアが同軸上となるように、さらには孔の配置が互いに重なり合うように光ファイバの位置を調節する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１３−５４１１６号公報
【特許文献２】特開２０１１−１５８７６８号公報
【特許文献３】特開２０１３−５０６９５号公報
【特許文献４】特開２００４−５３６２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の接続方法は、設計を全く同じくするマルチコアファイバに限定し、特定の２点を調心することで、すべてのコアを調心することができるとした方法である。このような考え方は、平面空間上に存在する図形の２点を決定すると、理想的には、図形の位置が一意に決定されるという数学的な理屈に基づいている。したがって、従来技術を用いれば、接続される二本の光ファイバのそれぞれのコアは、理想的には完全に一致し、接続損失は最低値を示すはずである。しかしながら、この従来技術は、ファイバ端面上のコアの位置関係が、対向する二本の光ファイバ同士で完全に一致していることを前提としている。
【０００９】
実際のマルチコアファイバの接続では、ファイバ端面上のコアの位置は、設計位置に対して偏差を持っている。この設計位置に対する偏差は、製造上避けられないものであるが、本来想定されたものではなく、ランダムに分布しているのが実情である。したがって、このようなコア位置の偏差を加味した場合、従来技術によれば、調心時に選出した任意の特定のコアについての接続損失を最小値とすることは可能であるが、その他のコアについては、ランダムな偏差の影響を受けてしまい、選出された特定のコアとの位置関係が同一でない可能性がある。したがって、選出された特定のコアの接続損失が最小値となるように調心しても、他のコアの接続損失がより大きくなる可能性があることから、接続されたすべてのコアの平均接続損失が最小値となるとは限らない。
もちろん、すべてのコアに参照光を入射しながら、対向する光ファイバを微動させることで、すべてのコアの接続損失の総和が最小となる位置を探索することは不可能ではないが、あまりにも現実的ではなく、無駄な努力である。
【００１０】
特許文献２，３に記載される方法は、事前にマルチコアファイバにマーカーを付与する必要があるため、汎用性の高い方法ではない。
特許文献４に記載される方法は、各コアの位置が偏差を持たなければ、互いに重なり合う位置を探索することは可能であるが、各コアの位置が偏差を持ち、一部のコアに軸ずれが生じるのを避けられない場合、すべてのコアが互いに重なり合う位置を求めることはできない。
【００１１】
これらの従来技術の問題を端的に説明すると、いずれの技術も、マルチコアファイバのコア位置が完全に同じ場合には非常に有効な方法であるが、実際の情報伝送路としてのマルチコアファイバでは、そのような状況となることはまずあり得ないと思われる。
例えば、新規に伝送路を構築する場合には、同じファイバを統一的に使用することは容易であるが、既存の伝送路の補修や増設などの場合には、異なるメーカが製造したファイバや、異なる方法で製造したファイバ等、コア位置の偏差の傾向が異なるファイバを混在する可能性が高い。仕様上は二本の光ファイバのコア位置が許容誤差の範囲で同一であるとしても、実際の光ファイバを対向させたときには、両方のコアの偏差が反対の傾向をもつことにより、軸ずれが大きくなる可能性がある。例えば、ある光ファイバが仕様よりコア間距離が短い傾向を持つとき、同じようにコア間距離が短い光ファイバと接続する場合には軸ずれは増大しにくいが、それとは反対に、コア間距離が長い傾向を持つ光ファイバと接続する場合には、軸ずれが許容誤差を超える可能性がある。また、同じメーカが同じ方法で製造したマルチコアファイバであっても、ロットが異なったり、長手位置が異なったりする場合には、コア位置の偏差が異なり、最小の平均損失が得られない可能性がある。
このように、従来技術は、汎用性の観点では、課題が多かった。
【００１２】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、二つ以上のコアを有する光ファイバの各コアをより小さい接続損失で接続することが可能な、光ファイバの調心装置、接続装置、調心方法、接続方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記課題を解決するため、本発明は、二つ以上のコアを有する光ファイバの調心装置であって、二本の光ファイバの端面の画像を撮影する撮影手段と、前記二本の光ファイバのそれぞれに対し、前記端面上における前記二つ以上のコアの位置座標を前記画像から測定する画像解析手段と、前記二本の光ファイバのそれぞれについて求めた、前記二つ以上のコアの位置座標を、前記二つ以上のコアを接続したときの軸ずれ損失の総和を表す理論式に代入し、前記理論式から、前記軸ずれ損失の総和が最小となる、前記二本の光ファイバの端面の位置関係を求める演算手段と、前記位置関係となるように、前記二本の光ファイバの端面を対向させる駆動手段と、を備えることを特徴とする光ファイバの調心装置を提供する。
また、本発明は、前記光ファイバの調心装置を備えるとともに、前記二本の光ファイバの端面を対向させた後、前記二本の光ファイバを接続する接続手段を備えることを特徴とする光ファイバの接続装置を提供する。
【００１４】
また、本発明は、二つ以上のコアを有する光ファイバの調心方法であって、二本の光ファイバの端面の画像を撮影し、前記二本の光ファイバのそれぞれに対し、前記端面上における前記二つ以上のコアの位置座標を前記画像から測定し、前記二本の光ファイバのそれぞれについて求めた、前記二つ以上のコアの位置座標を、前記二つ以上のコアを接続したときの軸ずれ損失の総和を表す理論式に代入し、前記理論式から、前記軸ずれ損失の総和が最小となる、前記二本の光ファイバの端面の位置関係を求め、前記位置関係となるように、前記二本の光ファイバの端面を対向させることを特徴とする光ファイバの調心方法を提供する。
また、本発明は、前記光ファイバの調心方法により、前記二本の光ファイバの端面を対向させた後、前記二本の光ファイバを接続することを特徴とする光ファイバの接続方法を提供する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、接続されたすべてのコアの接続損失の総和が最小値となる（すなわち、平均接続損失が最小値となる）ように、容易に調心、接続をすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】マルチコアファイバの端面におけるコア配置の一例を示す端面図である。
【図２】回転移動による座標の変化を説明する説明図である。
【図３】マルチコアファイバの端面におけるコア配置の別の一例を示す端面図である。
【図４】マルチコアファイバの端面におけるコア配置の別の一例を示す端面図である。
【図５】マルチコアファイバの端面におけるコア配置の別の一例を示す端面図である。
【図６】マルチコアファイバの端面におけるコア配置の別の一例を示す端面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、好適な実施形態に基づき、本発明を説明する。
本実施形態では、対向する二本の光ファイバの端面における各コアの中心位置を取得するため、画像解析を用いて位置座標を求める。位置座標の原点は任意の位置とすることができるが、各ファイバの端面の中心を座標原点とすれば、対向する二本の光ファイバの中心軸を一致させた状態から出発して、議論を簡単にすることができる。そこで、以下の説明では、まず、対向する二本の光ファイバの中心軸を一致させた状態から、一方の光ファイバを固定したまま、もう一方の光ファイバを微動させる場合を考える。二本の光ファイバは、コア数が同数のマルチコアファイバである。
【００１８】
それぞれの光ファイバ端面において、固定する光ファイバに関する記号をＡ、微動させる光ファイバに関する記号をＢとし、光ファイバのコア数をｎとし、光ファイバＡの各コアにはＡ１，Ａ２，・・・Ａｎ、光ファイバＢの各コアにはＢ１，Ｂ２，・・・Ｂｎと、子番をつける。光ファイバＡの各コアＡｉ（ただし、ｉ＝１，２，・・ｎ）の位置座標を、光ファイバＡの端面の中心を原点として（ｘＡｉ，ｙＡｉ）と表記する。同様に、光ファイバＢの各コアＢｉの位置座標を、固定した光ファイバＡの端面の中心を原点として（ｘＢｉ，ｙＢｉ）と表記する。ここでは、位置座標にデカルト座標表示を用い、そのｘ軸及びｙ軸は、それぞれ光ファイバの端面上で互いに直交する二軸として規定する。
【００１９】
なお、対向する二本の光ファイバの中心軸を一致させた状態では、光ファイバＢの端面の中心は光ファイバＡの端面の中心と一致することから、（ｘＢｉ，ｙＢｉ）は光ファイバＢ自身の端面の中心を原点とした位置座標に一致する。調心により、光ファイバＢの端面の中心を光ファイバＡの端面の中心からずらしたときは、そのずらした変位も考慮する必要がある。
【００２０】
光ファイバの調心に伴って発生する主要な接続損失がコアの軸ずれに起因することを考慮すると、調心技術によって左右される接続損失Ｓは、次の式（１）で表される。
【００２１】
【数１】
2015041078.tif 000003
【００２２】
ここで、ｄは、コアの軸ずれ量であり、ω１は、接続する一方のコアのモードフィールド直径（２ω１）の半分であり、ω２は、もう一方のコアのモードフィールド直径（２ω２）の半分である。ｌｏｇは１０を底とした常用対数である。調心で変化するのはｄだけであるので、その他は定数とみなすと、接続損失Ｓはコアの軸ずれ量ｄの二乗に比例する。
【００２３】
式（１）をマルチコアファイバに適用する際、ひとまず、子番の数字を同じくするコア同士を接続する場合を考える。光ファイバＡのコアＡｉと光ファイバＢのコアＢｉとを調心するとき、コアＡｉとコアＢｉとの軸ずれ量をｄｉとする。この場合、マルチコアファイバの接続損失の総和は、各コアの軸ずれに起因する接続損失の総和として推定することができる。さらに、光ファイバＡの各コアのモードフィールド直径（２ωＡ）は互いに等しく、また、光ファイバＢの各コアのモードフィールド直径（２ωＢ）は互いに等しいとする。この場合、マルチコアファイバの接続損失の総和は、各コアの軸ずれ量ｄｉの二乗の総和に比例することになる。ここで、ωＡ＝ωＢでなくても、「ωＡ２＋ωＢ２」を定数とみなせる場合は、同様に議論することができる。
【００２４】
軸ずれ量ｄｉの二乗は、位置座標（ｘＡｉ，ｙＡｉ）及び（ｘＢｉ，ｙＢｉ）から、対応する座標の差の二乗の和、すなわち、［ｘＡｉ−ｘＢｉ］２＋［ｙＡｉ−ｙＢｉ］２として与えられる。
よって、次の式（２）の値が最小になるような位置を求めれば、全コアの平均接続損失を最小にすることができる。
【００２５】
【数２】
2015041078.tif 000004
【００２６】
つまり、従来技術のような、任意のコアを選出して、そのコアの接続損失（あるいはコアの軸ずれ量）のみを考慮するのではなく、全コアの接続損失を考慮して、最適な調心位置を求めるということである。
【００２７】
従来技術では、選出されたコアの軸ずれ量を完全に０にすることもできるが、本実施形態の場合、いずれか一つ以上のコアの軸ずれ量を完全に０になるとは限らない。すなわち、ｎ個のコアにおける最小の接続損失は、従来技術よりも悪化する。しかし、ｎ個のコア全体での平均の接続損失は、従来技術よりも改善される。複数のコアを有する光ファイバの運用上、すべてのコアを光伝送路として使うことは自明であるため、本実施形態により調心して接続したほうが、ファイバ全体での損失は小さくなり、伝送路全体としての特性が向上する。
【００２８】
次に、調心方法の具体例を説明する。
まず、対向させる二本の光ファイバのそれぞれの端面の画像を撮影し、画像解析を用いて、各光ファイバの端面の中心を原点とした座標情報を得る。ここで、子番の数字を同じくするコアを接続すると考えれば、コアＡｉとコアＢｉの軸ずれ量の二乗は、上述した式（２）のように、座標情報で表現することができる、
【００２９】
さらに、光ファイバの各コアを、コア配置が保存される制約の下、任意の場所へ移動するためには、ｘ軸方向へΔｘの平行移動と、ｙ軸方向へΔｙの平行移動と、ファイバ中心を軸に角度Δθの回転移動の、合計三回の移動を考慮すればよい。本実施形態ではデカルト座標表示を用いていることから、これら三回の移動の結果は、移動の順番に依存しない。まず、回転移動については、光ファイバＢを、ファイバ中心を軸に角度Δθだけ回転移動させた場合、回転後のコアＢｉの座標は、次のように求められる。
【００３０】
【数３】
2015041078.tif 000005
【００３１】
この点につき、Δθの回転移動の前後の状況を図２に示して、説明を補足する。このとき、回転移動前の座標（ｘＢｉ，ｙＢｉ）の偏角θは次の式（３）で与えられる。
【００３２】
【数４】
2015041078.tif 000006
【００３３】
また、回転移動の前後とも、原点からの距離ｒに変化はなく、この距離ｒは、ｘＢｉ２＋ｙＢｉ２の平方根で与えられる。回転移動後の偏角は、θ＋Δθであるから、原点からの距離ｒ、偏角θ＋Δθの位置をデカルト座標表示で求めると、上述したとおりとなる。
なお、式（３）において、逆正接関数ａｒｃｔａｎは、一般的な場合において−９０°〜＋９０°の範囲で定義される主値ではなく、ｘＢｉ及びｙＢｉの符号の関係に応じて−１８０°〜＋１８０°の範囲で定義される。例えば、ｘＢｉが０の場合、ｙＢｉ／ｘＢｉは±∞となり、値を定めることができないが、式（３）においては、ｘＢｉ＝０でｙＢｉ＞０のときθ＝＋９０°、ｘＢｉ＝０でｙＢｉ＜０のときθ＝−９０°と定められる。この定義によるａｒｃｔａｎ関数は、多くのプログラミング言語で、二変数の「ＡＴＡＮ２」関数として利用可能である。
【００３４】
Δθの回転移動の後、ｘ軸方向へΔｘの平行移動と、ｙ軸方向へΔｙの平行移動を行うと、その移動後のコアＢｉの座標は、最終的に次のように求められる。
【００３５】
【数５】
2015041078.tif 000007
【００３６】
固定した側のコアＡｉの座標は、（ｘＡｉ，ｙＡｉ）のままである。したがって、移動後の軸ずれ量は、移動後のコアＢｉとコアＡｉとの距離として求められることから、移動後の軸ずれ量をｄｉと表すことにすると、その二乗ｄｉ２は、次の式（４）で与えられる。
【００３７】
【数６】
2015041078.tif 000008
【００３８】
したがって、ファイバＢを、Δｘ、Δｙ及びΔθの３回移動させた後のマルチコアの接続損失Ｓは、次の式（５）のように求められる。
【００３９】
【数７】
2015041078.tif 000009
【００４０】
ここで、Ｓ∝Σｄｉ２としたときの比例係数は、上述の式（１）で表されるように、モードフィールドで決定されるが、ここでは定数係数とした。したがって、式（５）の右辺の値を最小とするように、Δｘ、Δｙ及びΔθを解析的に求めれば、接続損失を最小にする位置を決定することができる。この解析は、例えば米国Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ（登録商標）社のＥｘｃｅｌ（登録商標）等の市販アプリケーションでも実施可能である。
【００４１】
ここまで、子番の数字を同じくするコア同士を接続する場合を考えてきたが、もちろん、この制約をなくすことも可能である。光ファイバＡのコアＡｉに対して、光ファイバＢのＢｉ以外のコアＢｊ（ｉ≠ｊ）を接続する場合は、式（２）〜（５）において、Ｂｉを、各ｉ（Ａｉ）に対応するＢｊに置き換える。ただし、コア配置により対応が可能な子番には制約がある。
【００４２】
例えば、図１に示すように中心に一つのコア１を配置し、コア１の外側の同心円上に等間隔に六つのコア２，３，４，５，６，７を配置した、一般的な六方最密配置の場合、中心のコア１はそれ同士で接続する必要があり、中心のコア１を周囲のコア２〜７のいずれか一つに対応させれば、最大で四つのコアを接続できたとしても、七つのコアすべてを接続することができない。
【００４３】
そこで、中心のコアが周囲のコアと接続される組み合わせは除外するように制約を設けるのが合理的である。しかし、周囲のコア２〜７同士であれば、約６０°回転移動させるごとに異なる組み合わせで接続が可能である。つまり、図１のように子番の数字を決めた場合には、（Ａ１とＢ１、Ａ２とＢ２、Ａ３とＢ３、Ａ４とＢ４、Ａ５とＢ５、Ａ６とＢ６、Ａ７とＢ７）という組み合わせのほかに、
（Ａ１とＢ１、Ａ２とＢ３、Ａ３とＢ４、Ａ４とＢ５、Ａ５とＢ６、Ａ６とＢ７、Ａ７とＢ２）、（Ａ１とＢ１、Ａ２とＢ４、Ａ３とＢ５、Ａ４とＢ６、Ａ５とＢ７、Ａ６とＢ２、Ａ７とＢ３）、（Ａ１とＢ１、Ａ２とＢ５、Ａ３とＢ６、Ａ４とＢ７、Ａ５とＢ２、Ａ６とＢ３、Ａ７とＢ４）、（Ａ１とＢ１、Ａ２とＢ６、Ａ３とＢ７、Ａ４とＢ２、Ａ５とＢ３、Ａ６とＢ４、Ａ７とＢ５）、（Ａ１とＢ１、Ａ２とＢ７、Ａ３とＢ２、Ａ４とＢ３、Ａ５とＢ４、Ａ６とＢ５、Ａ７とＢ６）という組み合わせ（合計６通り）が考えられる。これらの組み合わせの場合はいずれも、コア位置に偏差がないという理想的な配置において、すべてのコアを重なり合わせることができる。
【００４４】
何通りの組み合わせが可能であるかは、コア配置に強く依存するので、一般化は難しい。しかし、コア位置に偏差がない理想的な配置（あるいは設計上の配置）において、線対称、点対称、回転対称等の対称性があれば、その対称性に基づいて子番を１回又は２回以上入れ換えても、すべてのコアを接続させることができる。
【００４５】
図３に示すように、原点を通る直線上（ｘ軸上）に二つ以上のコアが位置する場合、コア配置はｙ軸に関して線対称である。図示のように三つのコアに子番の数字を付けた場合、（Ａ１とＢ１、Ａ２とＢ２、Ａ３とＢ３）の他に、（Ａ１とＢ１、Ａ２とＢ３、Ａ３とＢ２）という組み合わせ（合計２通り）が可能である。この類型では、コア数ｎは、２以上の任意の整数とすることができる。
【００４６】
図４や図５に示すように、ファイバ中心の外側に同心円上に等間隔に複数（ｎ個）のコアが位置する場合、中心を軸として回転移動させることにより、（１／ｎ）×３６０°ごとに異なる組み合わせ（合計ｎ通り）で接続が可能である。この類型では、コア数ｎは、３以上の任意の整数とすることができる。図４ではコア数ｎが３であり、図５ではコア数ｎが４である。
【００４７】
図６は、図１と同様に、中心に一つのコアが位置し、コアの外側の同心円上に等間隔に複数のコアが位置する配置である。図１ではコア数ｎが７であるのに対し、図６ではコア数ｎが５である。この類型では、ｎは３以上の任意の整数とすることができる。周囲のコアの数をｎ−１とすると、中心を軸として回転移動させることにより、（１／（ｎ−１））×３６０°ごとに異なる組み合わせ（合計ｎ−１通り）で接続が可能である。
【００４８】
本実施形態は、例えば製造ロットの違いや、光ファイバの長手位置が大きく異なることにより、ランダムに分布したコア位置の偏差が大きい場合などに、マルチコアファイバの接続損失を最小とするために特に有効である。また、複雑な構造のマルチコアファイバにおいても、使用可能であるため、汎用性が高い。さらに、本実施形態によれば、まったく違う構造のマルチコアファイバを接続する場合にも、理論上の最小接続損失を保証する調心が可能である。
【００４９】
以上、本発明を好適な実施形態に基づいて説明してきたが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。
前述したように、接続するコアの子番に制約を設けるかどうかや、順不同となるステップのどれを優先するかなど、いくつか違う流れで実施することが可能である。
【００５０】
端面の画像を撮影する際には、二本の光ファイバの端面同士を接触させる必要はなく、両者を平行にする必要もない。二本の光ファイバの端面の画像を撮影する座標系と、二本の光ファイバの端面同士を接触させるときの座標系との関係が把握できればよい。例えば、光ファイバを保持する治具に、その位置と向きを計測し、制御する機構を設けることが好ましい。撮影手段は、ＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラ等の撮像素子であれば、小型であり、光ファイバ接続機などの内部に組み込みが容易であるため、好ましい。
端面の画像を撮影する際、二本の光ファイバの中心軸を一致させ、かつ両者の端面を平行にしておくと、撮影後、中心軸に沿って二本の光ファイバを近づけるだけで、二本の光ファイバの端面同士を接触させることができるので、好ましい。
【００５１】
Δｘ、Δｙ及びΔθの３回移動は、任意の順序で行うことができる。また、Δｘ移動とΔｙ移動を合成して、斜め方向の１回移動とすることができる。Δｘ、Δｙ及びΔθの一又は二以上の移動は、二本の光ファイバの端面を接触させた状態で行うこともでき、二本の光ファイバの端面を接触させない状態で行うこともできる。
【００５２】
画像解析手段は、一つの実施態様においては、得られた画像の画素ごとに光ファイバ上の位置かどうか、また、光ファイバの中ではコアかクラッドかを判別することができる。別の実施態様においては、光ファイバの外部境界や、コアクラッド境界において、画像の色情報の変化から、一画素より小さい単位で境界の位置を決定することができる。境界の位置が決定された場合、コアを表す範囲が特定され、一つ一つのコアが抽出される。さらには、各コアについて、コア中心の位置座標が特定される。好ましくは、ファイバごとにコアの数や配置をパターンとして認識し、コア数が同一で、コア配置も理想的には（すなわち、偏差を無視した場合に）同一であるかどうかを確認することもできる。
画像解析手段としては、演算手段と同様に、コンピュータ上でプログラム等により情報を処理する構成が挙げられる。
【００５３】
演算手段は、コアの数や配置から、二つの光ファイバの各コアの対応関係を決め、各コアの位置座標を理論式に代入する。理論式は、二つの光ファイバの各コアを接続したときの軸ずれ損失の総和を表し、各コアの位置座標を変数としてとる。
演算手段としては、集積回路等の演算素子など、コンピュータ上で情報を処理する構成が挙げられる。
【００５４】
駆動手段は、二本の光ファイバのそれぞれを保持して、軸ずれ損失の総和が最小となる位置関係となるように、二本の光ファイバの端面を対向させる。一方の光ファイバを固定して、もう一方の光ファイバを微動させてもよいし、両方の光ファイバを微動させることもできる。また、撮影手段でファイバ端面の画像を撮影するときには、二本の光ファイバの端面を離しておき、調心後には、二本の光ファイバの端面を対向させて接触させるために駆動手段を用いることもできる。
【００５５】
調心後は、二本の光ファイバを接続してもよい。接続は、メカニカルスプライスのように器具を光ファイバに取り付ける機械的な接続でもよく、融着接続のように物理的な接続でもよい。融着接続の場合は、アーク放電などの加熱手段を用いて、光ファイバの端面付近を加熱する。接続手段としては、メカニカルスプライスなどの接続器具や、融着接続における加熱手段が挙げられる。
光ファイバは、石英系光ファイバが一般的であるが、他の種類の光ファイバであってもよい。各コアのモードフィールドの偏差を考慮する場合は、画像解析から各コアのモードフィールドを測定し、各コアのモードフィールドが異なるとして、理論式を作成することもできる。
【実施例】
【００５６】
以下、実施例をもって本発明を具体的に説明する。
実施例では、マーカー等の付属物を有しない、通常の六方最密配置である７コアファイバを用いた。このファイバのクラッド径は１６０μｍであり、コア間距離は４０μｍと設計した。接続する二本の光ファイバの先端から被覆を除去し、クリーバーで断面が平面となるようにカットし、調心装置に取り付けた。今回の実施例では、ｘ、ｙ、θの三方向に可動な融着機を用いた。外径調心により、二本の光ファイバの中心軸を合わせ、それぞれの端面の画像を取得した。
端面の画像から、ファイバ中心が原点となるようにコアの位置座標を変換した。固定する側のコアの位置座標は、Ａ１＝（０，０）、Ａ２＝（４０，０）、Ａ３＝（２０，３５）、Ａ４＝（−２０，３５）、Ａ５＝（−４０，０）、Ａ６＝（−２０，−３５）、Ａ７＝（２０，−３５）であり、微動させる側のコアの位置座標は、Ｂ１＝（０，０）、Ｂ２＝（３９，０）、Ｂ３＝（２０，３４）、Ｂ４＝（−１９，３５）、Ｂ５＝（−４０，０）、Ｂ６＝（−２０，−３６）、Ｂ７＝（２０，−３４）であった。ここでは、数値が単純になるように１μｍを単位とした座標に変換したが、座標単位を細かくし、座標の精度を上げると、さらに正確な値を得ることができる。
また、今回は、中心軸を合わせたときに、たまたまコア配置がほぼ重なる位置に来ているが、最初のコア配置のずれが大きくても、双方の端面上で座標原点を共有することができれば、本方法は適用可能である。
【００５７】
ひとまず子番の数字が同じコア同士を接続するとして、画像解析により得られた座標情報を理論式に代入すると、次の式が得られる。
【００５８】
【数８】
2015041078.tif 000010
【００５９】
この式の右辺が最小値となるようなΔｘ，Δｙ，Δθを求めればよい。有効数字より桁数を増やして小数点第３位まで求めると、次の結果が得られる。
Δｘ＝０．０００、
Δｙ＝０．１４３、
Δθ＝０．００２
【００６０】
今回は、＋ｙ方向に０．１４μｍ程度移動すれば、最小の接続損失を達成できる。
【符号の説明】
【００６１】
１，２，３，４，５，６，７  コア
【図１】
2015041078.tif 000011
【図２】
2015041078.tif 000012
【図３】
2015041078.tif 000013
【図４】
2015041078.tif 000014
【図５】
2015041078.tif 000015
【図６】
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