(57)【要約】【課題】複数の光ファイバから稜線偏心があるものを検出し、この光ファイバのみを稜線偏心量に基づいて修正研磨して高精度な楔形光ファイバを高歩留まりで加工できる楔形光ファイバの加工方法および加工装置を提供する。【解決手段】複数本の光ファイバ１をホルダ４で保持し、その各先端を楔形加工部２０１の研磨シート５ａに当接して楔形に加工し、この加工された複数本の光ファイバ１の各々の先端の楔形の稜線とコアとの位置ずれを画像計測系２０３で計測し、該計測結果に基づき修正研磨を行う必要のある光ファイバとその先端の位置ずれの大きさおよび稜線の偏っている側を判定し、この位置ずれの大きさに基づいて光ファイバの稜線の偏っている側を修正研磨する回数を決定し、修正研磨を行う必要のある光ファイバだけについて、その先端の稜線の偏っている側を修正研磨回数だけ修正部２０５で修正研磨する。【選択図】      図１
2004184503.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数本の光ファイバをまとめて先端を研磨して楔形に加工する楔形光ファイバの加工方法であって、
複数本の光ファイバの先端を楔形に加工する楔形加工ステップと、
この加工された複数本の光ファイバの各々の先端の楔形の稜線とコアとの位置ずれを計測する計測ステップと、
この計測結果に基づき修正研磨を行う必要のある光ファイバとその先端の位置ずれの大きさおよび稜線の偏っている側を判定する判定ステップと、
この判定した位置ずれの大きさに基づいて光ファイバの稜線の偏っている側を修正研磨する回数を決定する回数決定ステップと、
前記修正研磨を行う必要のある光ファイバだけについて、その先端の前記稜線の偏っている側を前記回数だけ修正研磨する修正ステップと
を有することを特徴とする楔形光ファイバの加工方法。
【請求項２】
前記計測ステップは、光ファイバの先端の画像を光学的に撮像し、楔形の稜線とコアの画像を画像計測系に取り込んで稜線とコアとの位置ずれを計測することを特徴とする請求項１記載の楔形光ファイバの加工方法。
【請求項３】
前記回数決定ステップは、光ファイバの突き出し長さ、保持高さおよび研磨面の種類を含む研磨条件に応じて予め求められている位置ずれの大きさと修正研磨回数との関係を用いて修正研磨回数を決定することを特徴とする請求項１または２記載の楔形光ファイバの加工方法。
【請求項４】
前記修正ステップは、
前記複数本の光ファイバのうち修正研磨を行う必要のある光ファイバだけ修正研磨できるように当該光ファイバに対応する位置のみに修正用の研磨部を設定し、
当該光ファイバの先端の前記稜線の偏っている側のみを前記修正用の研磨部に押し当てて前記回数だけ修正研磨を繰り返し行うこと
を特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の楔形光ファイバの加工方法。
【請求項５】
前記修正用の研磨部を、複数の光ファイバをまとめて加工するために保持されている光ファイバのピッチよりも小さい幅で光ファイバの先端の研磨方向に沿って設定することを特徴とする請求項４記載の楔形光ファイバの加工方法。
【請求項６】
前記修正用の研磨部を、複数の光ファイバをまとめて加工するために保持されている光ファイバのピッチの整数倍よりも僅かに小さい幅とし、かつ光ファイバ配列幅よりも広い間隔で光ファイバの先端の研磨方向に沿って複数設定することを特徴とする請求項４記載の楔形光ファイバの加工方法。
【請求項７】
複数本の光ファイバをまとめて先端を研磨して楔形に加工する楔形光ファイバの加工装置であって、
複数本の光ファイバの先端を楔形に加工する楔形加工手段と、
この加工された複数本の光ファイバの各々の先端の楔形の稜線とコアとの位置ずれを計測する計測手段と、
この計測結果に基づき修正研磨を行う必要のある光ファイバとその先端の位置ずれの大きさおよび稜線の偏っている側を判定する判定手段と、
この判定した位置ずれの大きさに基づいて光ファイバの稜線の偏っている側を修正研磨する回数を決定する回数決定手段と、
前記修正研磨を行う必要のある光ファイバだけについて、その先端の前記稜線の偏っている側を前記回数だけ修正研磨する修正手段と
を有することを特徴とする楔形光ファイバの加工装置。
【請求項８】
前記計測手段は、光ファイバの先端の画像を光学的に撮像する撮像手段と、この撮像した楔形の稜線とコアの画像から稜線とコアとの位置ずれを計測する画像計測手段とを有することを特徴とする請求項７記載の楔形光ファイバの加工装置。
【請求項９】
前記回数決定手段は、光ファイバの突き出し長さ、保持高さおよび研磨面の種類を含む研磨条件に応じて予め求められている位置ずれの大きさと修正研磨回数との関係を記憶している修正研磨回数記憶手段と、この修正研磨回数記憶手段に記憶されている位置ずれの大きさと修正研磨回数との関係を用いて修正研磨回数を決定する修正研磨回数決定手段とを有することを特徴とする請求項７または８記載の楔形光ファイバの加工装置。
【請求項１０】
前記修正手段は、
前記複数本の光ファイバのうち修正研磨を行う必要のある光ファイバだけ修正研磨できるように当該光ファイバに対応する位置のみに修正用の研磨部を設定する研磨部設定手段と、
当該光ファイバの先端の前記稜線の偏っている側のみを前記修正用の研磨部に押し当てて前記回数だけ修正研磨を繰り返し行う修正研磨手段と
を有することを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載の楔形光ファイバの加工装置。
【請求項１１】
前記修正用の研磨部は、複数の光ファイバをまとめて加工するために保持されている光ファイバのピッチよりも小さい幅で光ファイバの先端の研磨方向に沿って設定されていることを特徴とする請求項１０記載の楔形光ファイバの加工装置。
【請求項１２】
前記修正用の研磨部は、複数の光ファイバをまとめて加工するために保持されている光ファイバのピッチの整数倍よりも僅かに小さい幅とし、かつ光ファイバの配列幅よりも広い間隔で光ファイバの先端の研磨方向に沿って複数設定されていることを特徴とする請求項１０記載の楔形光ファイバの加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数本の光ファイバをまとめて先端を研磨して楔形に加工する楔形光ファイバの加工方法および加工装置に関し、更に詳しくは、例えば光通信やコンピュータネットワーク構成の分野において光源用の半導体ダイオードから射出される光または信号によって変調された発光ダイオードの射出光を効率良く光ファイバに注入し得るように光ファイバの先端を楔形に加工する楔形光ファイバの加工方法および加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インターネット等の普及による通信量の急激な増加に対応して、光通信網の拡充は加速され、光伝送の波長多重化が急速に進められている。これに伴い光ファイバ増幅が不可欠の技術となっている。光ファイバ増幅として、Ｃパンドと呼ばれる１．５３〜１．５６５μｍ波長帯域の光増幅のために、エルビウム添加光ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）が多く用いられている。これの励起光源として０．９８μｍ帯のＧａＡｓ系半導体レーザが用いられるが、この射出光の広がりは例えば横方向５°縦方向２７°と極めてアスペクト比が大きい。この光を効率よく光ファイバに導入するために、光ファイバ先端を極めて微小な曲率半径（例えば数μｍ）を持った楔形に加工し、その先端の円筒レンズ効果によって光ファイバの開口を前記半導体レーザのアスペクト比に合わせるという技術が用いられている。
【０００３】
従来、光ファイバ先端を楔形に加工する方法としては、図６に示す加工装置が用いられている。図６において、１は加工対象である光ファイバ、４は光ファイバ１を装着保持し水平に移動するホルダ、５は例えばアルミナ微粒子の塗布された研磨シートからなる研磨面、６は研磨台である。
【０００４】
この加工装置を用いて、光ファイバ１の先端を楔形に加工するためには、光ファイバ１をホルダ４によって長さＬ突き出し、研磨面５に対して垂直に保持し、研磨台６の一方の斜面Ａ側より矢印６０１に示す方向に水平に移動させて光ファイバ１の先端を研磨面５に徐々に押し当て、さらに研磨台６の平坦部Ｂ上を水平に同方向に移動させる。このとき研磨面５とホルダ４の間隔Ｈは光ファイバ１の突き出し長さＬよりも短く設定されているので、光ファイバ１は撓み、その先端は研磨面５の平坦部Ｂと一定の接触角度θを成し、先端には撓みによる反力Ｆが生ずる。これによって先端楔形の一方の斜面が研磨される。
【０００５】
光ファイバ１をさらに平行移動させ、その先端が研磨台６のもう一方の斜面Ｃにくると、光ファイバ１の撓みは徐々に開放され、それに伴い光ファイバ１と研磨面５の接触点（すなわち研磨の場所）は徐々に先端中心部へ移り、楔形先端が曲面状に研磨される。斜面部Ｃをさらに平行移動してホルダ４と研磨面５の間隔が突き出し長さＬを超えると、光ファイバ１の先端は研磨面５から離れる。そこで進行方向を矢印６０３で示す方向に逆転して同様な工程で光ファイバ１の先端に対称な面を研磨する。
【０００６】
この往復工程を数十回繰り返すことにより、角度２θで先端が円筒断面の楔形を形成することができる。この方法は、光ファイバが均質な素材でできており、その撓みの再現性がよいことを利用し、また光ファイバ１の先端の楔形斜面となるべき両面を交互かつ微量に逐次研磨加工を繰り返すものであるから、簡単な加工装置で楔形光ファイバを実現することができる。
【０００７】
図７は、図６に示した従来の加工方法を応用して、複数本の光ファイバ１をまとめて先端研磨し、その先端を楔形に加工する加工装置の構成を示す斜視図である。
【０００８】
図７に示す加工装置は、図６に示す加工装置においてホルダ４が複数本（この例では、５本）の光ファイバ１を同時に保持し、この複数の光ファイバ１をまとめて先端研磨するものであり、ホルダ４が複数の光ファイバ１を同時に保持していることを除いて基本的に図６の加工装置と構成および作用は同じであり、同じ構成要素には同じ符号が付されている。
【０００９】
上述した加工装置による加工により、光ファイバ先端の楔形の稜線には微細な曲率半径を有する円筒曲面が形成され、その円筒レンズ効果によって、光ファイバに大きな開口比がもたらされる。この楔形光ファイバ先端の稜線と光ファイバのコア中心の位置関係は、楔形光ファイバの光学特性を左右する大きな要因となる。稜線とコアの位置のずれ（以下では稜線偏心と呼ぶ）は、半導体レーザの光を効率よく光ファイバに導入するためには十分に小さくなければならない。例えば、前述のＥＤＦＡにおいてはエルビウム添加光ファイバのコア径は約３．５μｍと小さいから、効率的な光結合のためには稜線偏心は０．５μｍ以下であることが必要である。
【００１０】
【特許文献１】
特願２００２−１２１３１４号
【特許文献２】
特願２００２−１４５２９８号
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、光ファイバの撓みを利用した従来の研磨加工方法は、一般に光ファイバが均質で曲げなどの機械的特性は安定であり、撓みの対称性が良いという特長に基礎をおいているが、しかし以下に述べる要因により、稜線偏心がある割合で発生することは避けられない。その要因としては、（１）光ファイバ初期端面の垂直誤差（加工前処理で光ファイバを切断した際、切断面、すなわち初期端面が例えば垂直から２°傾いたとき、楔角度５０°の楔形光ファイバでは約０．４μｍの稜線偏心が生ずる）、（２）素材そのものの偏心（光ファイバ外形に対してコアの同心度は、現在規格値で最大０．５μｍまで許容されているので、稜線位置が対称に加工できても、コア偏心による稜線偏心は避けられない）、（３）研磨シートの加工特性むら（研磨シートの局所的特性バラツキがありうる）、（４）光ファイバ保持の機械的誤差（保持角度誤差など）等が考えられる。
【００１２】
これらの要因によって、従来の加工方法では、許容値を越える大きな稜線偏心がある割合で（例えば４０％程度）発生することは避けられず、かつ上述の稜線偏心の原因は確率的現象であるから、多数本同時加工の場合には、個々の楔形ファイバによって稜線偏心の大きさも方向もまちまちとなるため、加工工程での修正が不可能であり、歩留を低下させる大きな原因となっている。
【００１３】
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、複数の光ファイバの中から稜線偏心があるものを検出し、この光ファイバのみをその稜線偏心量に基づいて修正研磨することにより高精度な楔形光ファイバを高歩留まりで加工することができる楔形光ファイバの加工方法および加工装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の本発明は、複数本の光ファイバをまとめて先端を研磨して楔形に加工する楔形光ファイバの加工方法であって、複数本の光ファイバの先端を楔形に加工する楔形加工ステップと、この加工された複数本の光ファイバの各々の先端の楔形の稜線とコアとの位置ずれを計測する計測ステップと、この計測結果に基づき修正研磨を行う必要のある光ファイバとその先端の位置ずれの大きさおよび稜線の偏っている側を判定する判定ステップと、この判定した位置ずれの大きさに基づいて光ファイバの稜線の偏っている側を修正研磨する回数を決定する回数決定ステップと、前記修正研磨を行う必要のある光ファイバだけについて、その先端の前記稜線の偏っている側を前記回数だけ修正研磨する修正ステップとを有することを要旨とする。
【００１５】
請求項１記載の本発明にあっては、複数本の光ファイバの先端を楔形に加工し、この加工された複数本の光ファイバの各々の先端の楔形の稜線とコアとの位置ずれを計測し、該計測結果に基づき修正研磨を行う必要のある光ファイバとその先端の位置ずれの大きさおよび稜線の偏っている側を判定し、この位置ずれの大きさに基づいて光ファイバの稜線の偏っている側を修正研磨する回数を決定し、修正研磨を行う必要のある光ファイバだけについて、その先端の前記稜線の偏っている側を前記回数だけ修正研磨するため、複数本の光ファイバを保持したままの状態において一貫した加工処理で修正研磨も行うことができ、光ファイバの先端の楔形の稜線とコアの位置が一致した楔形光ファイバを高い加工精度で歩留１００％で得ることができ、製造コストを大幅に低減することができる。
【００１６】
また、請求項２記載の本発明は、請求項１記載の発明において、前記計測ステップが、光ファイバの先端の画像を光学的に撮像し、楔形の稜線とコアの画像を画像計測系に取り込んで稜線とコアとの位置ずれを計測することを要旨とする。
【００１７】
更に、請求項３記載の本発明は、請求項１または２記載の発明において、前記回数決定ステップが、光ファイバの突き出し長さ、保持高さおよび研磨面の種類を含む研磨条件に応じて予め求められている位置ずれの大きさと修正研磨回数との関係を用いて修正研磨回数を決定することを要旨とする。
【００１８】
請求項４記載の本発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の発明において、前記修正ステップが、前記複数本の光ファイバのうち修正研磨を行う必要のある光ファイバだけ修正研磨できるように当該光ファイバに対応する位置のみに修正用の研磨部を設定し、当該光ファイバの先端の前記稜線の偏っている側のみを前記修正用の研磨部に押し当てて前記回数だけ修正研磨を繰り返し行うことを要旨とする。
【００１９】
請求項４記載の本発明にあっては、修正研磨を行う必要のある光ファイバだけについて先端の稜線の偏っている側のみを修正用の研磨部に押し当てて修正研磨を繰り返し行うため、修正研磨を行う必要のある光ファイバのみを取り外すことなく、複数本の光ファイバを保持したままの状態において一貫した加工処理で修正研磨も行うことができ、修正研磨を含む加工処理を効率化することができる。
【００２０】
また、請求項５記載の本発明は、請求項４記載の発明において、前記修正用の研磨部を、複数の光ファイバをまとめて加工するために保持されている光ファイバのピッチよりも小さい幅で光ファイバの先端の研磨方向に沿って設定することを要旨とする。
【００２１】
更に、請求項６記載の本発明は、請求項４記載の発明において、前記修正用の研磨部を、複数の光ファイバをまとめて加工するために保持されている光ファイバのピッチの整数倍よりも僅かに小さい幅とし、かつ光ファイバの配列幅よりも広い間隔で光ファイバの先端の研磨方向に沿って複数設定することを要旨とする。
【００２２】
請求項６記載の本発明にあっては、修正研磨用の研磨部の幅が光ファイバのピッチの整数倍よりも僅かに小さく、光ファイバの配列幅よりも広い間隔で複数設定されているため、修正研磨を効率的に行うことができる。
【００２３】
請求項７記載の本発明は、複数本の光ファイバをまとめて先端を研磨して楔形に加工する楔形光ファイバの加工装置であって、複数本の光ファイバの先端を楔形に加工する楔形加工手段と、この加工された複数本の光ファイバの各々の先端の楔形の稜線とコアとの位置ずれを計測する計測手段と、この計測結果に基づき修正研磨を行う必要のある光ファイバとその先端の位置ずれの大きさおよび稜線の偏っている側を判定する判定手段と、この判定した位置ずれの大きさに基づいて光ファイバの稜線の偏っている側を修正研磨する回数を決定する回数決定手段と、前記修正研磨を行う必要のある光ファイバだけについて、その先端の前記稜線の偏っている側を前記回数だけ修正研磨する修正手段とを有することを要旨とする。
【００２４】
請求項７記載の本発明にあっては、複数本の光ファイバの先端を楔形に加工し、この加工された複数本の光ファイバの各々の先端の楔形の稜線とコアとの位置ずれを計測し、該計測結果に基づき修正研磨を行う必要のある光ファイバとその先端の位置ずれの大きさおよび稜線の偏っている側を判定し、この位置ずれの大きさに基づいて光ファイバの稜線の偏っている側を修正研磨する回数を決定し、修正研磨を行う必要のある光ファイバだけについて、その先端の前記稜線の偏っている側を前記回数だけ修正研磨するため、複数本の光ファイバを保持したままの状態において一貫した加工処理で修正研磨も行うことができ、光ファイバの先端の楔形の稜線とコアの位置が一致した楔形光ファイバを高い加工精度で歩留１００％で得ることができ、製造コストを大幅に低減することができる。
【００２５】
また、請求項８記載の本発明は、請求項７記載の発明において、前記計測手段が、光ファイバの先端の画像を光学的に撮像する撮像手段と、この撮像した楔形の稜線とコアの画像から稜線とコアとの位置ずれを計測する画像計測手段とを有することを要旨とする。
【００２６】
更に、請求項９記載の本発明は、請求項７または８記載の発明において、前記回数決定手段が、光ファイバの突き出し長さ、保持高さおよび研磨面の種類を含む研磨条件に応じて予め求められている位置ずれの大きさと修正研磨回数との関係を記憶している修正研磨回数記憶手段と、この修正研磨回数記憶手段に記憶されている位置ずれの大きさと修正研磨回数との関係を用いて修正研磨回数を決定する修正研磨回数決定手段とを有することを要旨とする。
【００２７】
請求項１０記載の本発明は、請求項７乃至９のいずれか１項に記載の発明において、前記修正手段が、前記複数本の光ファイバのうち修正研磨を行う必要のある光ファイバだけ修正研磨できるように当該光ファイバに対応する位置のみに修正用の研磨部を設定する研磨部設定手段と、当該光ファイバの先端の前記稜線の偏っている側のみを前記修正用の研磨部に押し当てて前記回数だけ修正研磨を繰り返し行う修正研磨手段とを有することを要旨とする。
【００２８】
請求項１０記載の本発明にあっては、修正研磨を行う必要のある光ファイバだけについて先端の稜線の偏っている側のみを修正用の研磨部に押し当てて修正研磨を繰り返し行うため、修正研磨を行う必要のある光ファイバのみを取り外すことなく、複数本の光ファイバを保持したままの状態において一貫した加工処理で修正研磨も行うことができ、修正研磨を含む加工処理を効率化することができる。
【００２９】
また、請求項１１記載の本発明は、請求項１０記載の発明において、前記修正用の研磨部は、複数の光ファイバをまとめて加工するために保持されている光ファイバのピッチよりも小さい幅で光ファイバの先端の研磨方向に沿って設定されていることを要旨とする。
【００３０】
更に、請求項１２記載の本発明は、請求項１０記載の発明において、前記修正用の研磨部は、複数の光ファイバをまとめて加工するために保持されている光ファイバのピッチの整数倍よりも僅かに小さい幅とし、かつ光ファイバの配列幅よりも広い間隔で光ファイバの先端の研磨方向に沿って複数設定されていることを要旨とする。
【００３１】
請求項１２記載の本発明にあっては、修正研磨用の研磨部の幅が光ファイバのピッチの整数倍よりも僅かに小さく、光ファイバの配列幅よりも離して複数設定されているため、修正研磨を効率的に行うことができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る楔形光ファイバの加工方法を実施する加工装置の構成を示す斜視図である。同図に示す実施形態の加工装置は、同図（ａ）に示すように本発明の楔形加工手段を構成する楔形加工部２０１と、同図（ｂ）に示すように本発明の撮像手段と画像計測手段からなる計測手段を構成する画像計測系２０３と、同図（ｃ）に示すように本発明の研磨部設定手段と修正研磨手段からなる修正手段を構成する修正部２０５とから構成されている。
【００３３】
本実施形態の加工装置は、先端研磨した複数本の光ファイバの中から稜線偏心があって修正研磨の必要のある光ファイバを検出し、この光ファイバのみを選択的に修正研磨できる研磨部を用いて、修正研磨の必要のある光ファイバのみを稜線偏心量に応じて修正研磨するという一貫した加工工程で歩留１００％の高歩留で加工して高精度な楔形光ファイバを形成し得るものである。
【００３４】
図１に示す実施形態の加工装置について詳しく説明する前に、まず本実施形態の基本的な処理である稜線偏心の検出方法、多数本の光ファイバの同時加工後の選択的修正方法などについて説明する。
【００３５】
まず、図２（ａ），（ｂ）を参照して、稜線偏心の検出方法について説明する。
【００３６】
図２（ａ）に光ファイバ１の先端の側面図を示すように、光学顕微鏡を用いて透過光を照射し、２００倍から４００倍程度で、光ファイバ１の先端を観察すると、楔形のプロファイルが観察され、稜線１０１の位置が確認できる。また、光ファイバ１のコア１０３とクラッドの屈折率差によってコア像も同時に確認することができる。このように確認できる稜線１０１とコア１０３の両者の位置ずれ量から稜線偏心１０５を求めることができる。
【００３７】
また同様に、図２（ｂ）に光ファイバ１の先端の正面図を示すように、光学顕微鏡を用いて落射照明を照射し、４００倍程度で観察すると、光ファイバ１の先端の稜線が輝いて確認できる。このときコア１０３に光を導入すると、コア１０３の位置も同時に観察される。このように観察される稜線１０１とコア１０３の両者の位置関係からも稜線偏心１０５を求めることができる。
【００３８】
上述したように光学顕微鏡などの光学系を用いて得られる稜線１０１とコア１０３の位置関係を示す像から稜線偏心１０５を測定するには、接眼マイクロなど手操作も考えられるが、画像計測系に像を取り込み、自動計測することが効率的である。
【００３９】
また、稜線偏心１０５を検出する他の方法としては、光部品の光学特性評価手段として一般化されているファーフィールドパターン（ＦＦＰ）とニアフィールドパターン（ＮＦＰ）の測定によっても稜線偏心を求めることができるし、あるいは任意の基準となる光ファイバ（または半導体レーザなどの光部品）と楔形に加工した光ファイバの先端を対向させ、空間的に相対移動して光結合量変化を測定する方法によっても稜線偏心を求めることは可能である。
【００４０】
図１に示す実施形態では、最も効率的であると考えられる光学顕微鏡と画像計測を組み合わせた画像計測系２０３を用いて、稜線１０１とコア１０３の位置ずれである稜線偏心１０５を計測している。
【００４１】
次に、稜線偏心の修正方法について説明する。図２に一例として示す光ファイバ１では、コア１０３に対して稜線１０１は下側斜面１１１ａに偏って形成されている。
【００４２】
従って、この場合はコア１０３と稜線１０１が一致するまで下側斜面１１１ａのみを繰り返し研磨（片側研磨）すればよい。稜線偏心量を修正するために必要となる片側研磨の回数（修正研磨回数）は、光ファイバ１の突き出し長さＬや保持高さＨ、研磨シートの種類によって決まる。従って、予めそれらの条件を定義して、片側研磨の回数と稜線の移動量の関係を評価し、例えば修正研磨回数記憶手段にテーブルとして記憶しておけばよい。実際の加工工程においては、前記の方法により稜線偏心１０５が計測されれば、ただちに修正すべき斜面と最適な修正研磨回数が求まる。
【００４３】
次に、多数本の光ファイバの同時加工後の選択的修正方法について説明する。光ファイバの加工では、生産性を考慮して一般には多数本の光ファイバを同時に加工する場合がほとんどである。前述のように稜線偏心の原因は主に確率的現象であるから、それぞれの楔形光ファイバの稜線偏心の大きさも方向もまちまちである。従って、一括した動作では修正することはできない。このために、多数本の光ファイバをホルダに一括して保持した状態で、かつそれぞれの光ファイバの稜線偏心に応じて選択的に修正することが必要となる。
【００４４】
更に、多数本の光ファイバの同時加工後の選択的修正方法については、図１を参照して、加工装置の全体の構成および動作に関連して具体的に説明する。
【００４５】
まず、図１に示す実施形態の加工装置のうち、図１（ａ）に示す楔形加工部２０１について説明する。この楔形加工部２０１は、上述した図７と同じ構成であり、研磨台６上に研磨シート５ａを貼り付けるなどして固定し、この研磨台６の上方に複数本の光ファイバ１をホルダ４で固定的に保持するが、この場合において光ファイバ１をホルダ４によって図６に示したように所定の長さＬ突き出して研磨シート５ａに対して垂直に保持する。それから、このように複数本の光ファイバ１を保持したホルダ４を研磨台６の一方の斜面である例えば図１で左側斜面から矢印１９１で示す方向に水平に移動させて複数本の光ファイバ１の先端を研磨シート５ａの表面である研磨面に徐々に押し当て、更に研磨台６の平坦部上を同方向に水平に移動させる。
【００４６】
このとき、図６に示したように、研磨シート５ａの表面である研磨面とホルダ４との間隔Ｈを光ファイバ１の突き出し長さＬよりも短く設定して、複数本の光ファイバ１を撓ませ、その先端が研磨面の平坦部と一定の接触角度θをなし、光ファイバ１の先端に撓みによる反力Ｆが生じるようにする。これにより光ファイバ１の先端に楔形の一方の斜面、例えば図２（ａ）に示す下側斜面１１１ａが研磨される。
【００４７】
それから、更に複数本の光ファイバ１を同方向に平行に移動させ、その先端が研磨台６の他方の斜面である図１で右側斜面に来ると、光ファイバ１の撓みは徐々に開放され、光ファイバ１と研磨シート５ａの表面である研磨面との接触点は徐々に光ファイバ１の先端中心に移り、楔形先端が曲面状に研磨される。複数本の光ファイバ１が右側斜面を同方向に更に平行移動して、ホルダ４と研磨面との間隔が光ファイバ１の突き出し長さＬよりも長くなると、光ファイバ１の先端は研磨面から離れる。そこで、複数本の光ファイバ１の進行方向を矢印１９３で示すように逆転して矢印１９５で示す反対方向にして、同様な工程を行うと、複数本の光ファイバ１の先端には楔形の他方の斜面、例えば図２（ａ）に示す上側斜面１１１ｂが研磨され、これにより複数本の光ファイバ１の先端には図２（ａ）に示す下側斜面１１１ａと上側斜面１１１ｂのように対称な斜面が形成される。
【００４８】
そこで、複数本の光ファイバ１の進行方向を矢印１９７で示すように逆転して矢印１９１で示す最初の方向に戻して同様な工程を行うという往復工程を複数回繰り返し行うことにより、光ファイバ１の先端には図２に示すように下側斜面１１１ａと上側斜面１１１ｂからなる楔形を形成することができ、この楔形の頂部に稜線１０１が形成される。
【００４９】
このように複数本の光ファイバ１の先端に楔形を加工した後、この複数本の光ファイバ１の各々の先端を図１（ｂ）に示す画像計測系２０３の光学顕微鏡とＣＣＤカメラなどからなる撮像系１１の上に移動し、各光ファイバ１毎に稜線とコアの位置の像を撮像し、この撮像した像を画像計測部１２に取り込み、画像計測部１２で稜線偏心を計測する。この結果、各光ファイバ１毎に稜線偏心量が計測され、各光ファイバ１毎に修正研磨が必要であるか否かが判定手段により判定されるとともに、この修正研磨を行う必要のある光ファイバ１については、その修正研磨の方向、すなわち稜線の偏っている斜面の側および位置ずれの大きさがわかり、この位置ずれの大きさで前記修正研磨回数記憶手段を参照することにより、位置ずれの大きさに対応する修正研磨回数が回数決定手段により決定される。
【００５０】
このように修正研磨を行う必要のある光ファイバ１とその先端の稜線の偏っている斜面の側および修正研磨回数がわかると、複数本の光ファイバ１を保持しているホルダ４は、図１（ｃ）に示す修正部２０５に搬送され、ここで修正研磨を行う必要のある光ファイバ１のみについて修正研磨が行われる。
【００５１】
図１（ｃ）に示す修正部２０５は、研磨台６上に設けられた研磨シートの上に幅ｗの隙間が光ファイバの移動方向、すなわち光ファイバ先端の摺動方向に沿って形成されているマスクシート１０が載置され、これにより研磨シートは幅ｗの隙間分のみ研磨シートが露出するように構成されている。以下、この露出した修正研磨用の幅ｗの研磨シートの部分に符号５ｂを付して、修正用研磨シート部５ｂと称することにする。
【００５２】
この修正用研磨シート部５ｂの幅ｗは、ホルダ４に保持されている複数本の光ファイバ１のピッチｐよりも小さく設定されている。従って、複数本の光ファイバ１のうち、１本の光ファイバ１だけが修正用研磨シート部５ｂと接触して修正研磨され得るようになっている。なお、図１（ｃ）では、複数本の光ファイバ１の一例として、５本の光ファイバ１を加工する場合について説明しているが、この複数本の光ファイバ１の全体の幅を光ファイバ配列幅Ｗｆとして図示している。
【００５３】
このように構成される修正部２０５で複数本の光ファイバ１のうち修正研磨を行う必要のある光ファイバ１のみを修正研磨する処理について説明する。
【００５４】
上述した画像計測系２０３における稜線偏心の検出処理で修正研磨を行う必要のある光ファイバ１とその先端の稜線の偏っている斜面の側および修正研磨回数がわかると、まず修正研磨を行う必要のある光ファイバ１を含んでいる複数本の光ファイバ１をホルダ４に保持された状態で、図１（ｃ）に示す修正部２０５に搬送し、修正研磨を行う必要のある光ファイバ１のうちの１本を前記幅ｗの修正用研磨シート部５ｂ上に移動し、その修正研磨を行う必要のある１本の光ファイバ１の先端を修正用研磨シート部５ｂに当接して、修正研磨を行う。
【００５５】
なお、この当接および修正研磨では、当該修正研磨を行う必要のある光ファイバ１の先端の稜線の偏っている斜面の側が右斜面である場合には、図１（ｃ）で矢印２１１で示す右斜面修正方向に光ファイバを移動させながら片側の修正研磨を修正研磨回数だけ繰り返し行う。また、修正研磨を行う必要のある光ファイバ１の先端の稜線の偏っている斜面の側が左斜面である場合には、図１（ｃ）で矢印２１２で示す左斜面修正方向に光ファイバを移動させながら片側の修正研磨を修正研磨回数だけ繰り返し行う。
【００５６】
このようにして、上記修正研磨を行う必要のある１本の光ファイバ１の修正研磨が終了すると、次に修正研磨を行う必要のある残りの光ファイバ１のうちの１本を修正用研磨シート部５ｂ上に移動し、その修正研磨を行う必要のある１本の光ファイバ１の先端を修正用研磨シート部５ｂに当接して、同様に修正研磨を行う。この同じ修正研磨を修正研磨を行う必要のあるすべての光ファイバ１に対して繰り返し行い、複数本の光ファイバ１をホルダ４に保持したまま、一貫した加工工程で修正研磨を行うことができ、これにより光ファイバの先端の楔形の稜線とコアとが一致した加工精度の高い楔形光ファイバを歩留１００％で得ることができる。
【００５７】
なお、図１に示す実施形態では、研磨シート上に載置されたマスクシート１０は、修正研磨用の幅ｗを有する１本の細長い修正用研磨シート部５ｂを形成するように幅ｗの隙間が１箇所のみ形成され、この幅ｗは光ファイバのピッチｐよりも小さく設定されているが、この代わりに図３に示すように、第１の幅ｗ１、第２の幅ｗ２、第３の幅ｗ３、第４の幅ｗ４という複数種類の修正研磨用の隙間を、図１（ｃ）で示した光ファイバ配列幅Ｗｆよりも十分広い幅Ｗ′で設け、第１の幅ｗ１を図１（ｃ）と同様にピッチｐ以下にし、第２の幅ｗ２をピッチｐの２倍弱、第３の幅ｗ３をピッチｐの３倍弱、第４の幅ｗ４をピッチｐの４倍弱のように形成してもよく、このように形成することにより、隣り合う２本の光ファイバの修正研磨の方向が同じ場合には、ピッチｐの２倍弱の第２の幅ｗ２を使用して２本の光ファイバを同時に修正研磨することができる。同様に、隣り合う３本の光ファイバの修正研磨の方向が同じ場合には、ピッチｐの３倍弱の第３の幅ｗ３を使用し、また隣り合う４本の光ファイバの修正研磨の方向が同じ場合には、ピッチｐの４倍弱の第４の幅ｗ４を使用して、各光ファイバを同時に修正研磨することができ、これにより修正研磨を効率的に行うことができる。
【００５８】
また、上記実施形態では、幅ｗの隙間を有するマスクシート１０を研磨シート上に設けて、修正用研磨シート部５ｂを構成し、修正研磨を行う必要のある光ファイバ１を選択的に修正研磨しているが、本発明はこれに限定されるものでなく、図４（ａ）に示すように、研磨シート５ｄの幅ｗを光ファイバのピッチｐよりも小さくして研磨台６に貼付けまたは装着してもよいし、または図４（ｂ）に示すように、研磨台６自身の幅を光ファイバのピッチｐよりも狭くし、この狭い研磨台６上に細長い研磨シート５ｅを形成または装着し、この細長い研磨シート５ｅに修正研磨を行う必要のある光ファイバ１のみを当接し、その先端の稜線の偏っている斜面の側のみをその修正方向から修正研磨回数だけ修正研磨してもよいものである。
【００５９】
また、以上の説明では研磨シート５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅを用いて研磨面を構成する例について説明したが、必要な要素は研磨面であり、たとえば表面に砥粒を樹脂固定した研磨台６を用いる場合には研磨シートは不要であることは言うまでもない。とくに図４（ｂ）においては、研磨台６の幅が狭いのでマスクシート１０によるマスキングが不要となるため、研磨シート５ｅ以外に、アルミナや二酸化ケイ素などの粉体またはこれらを分散させた液体を研磨剤として用いることができるという利点もある。
【００６０】
図５は、本発明の他の実施形態に係る楔形光ファイバの加工装置の構成を示す斜視図である。
【００６１】
同図に示す加工装置は、図１に示した加工装置において複数の光ファイバ１を保持しているホルダ４をｚ，ｙ，ｘ方向にそれぞれ移動させるｚステージ２１、ｙステージ２２、ｘステージ２３、これらのステージを駆動するステージ駆動部２４および該ステージ駆動部２４と全体の動作を制御するとともに、前記判定手段、回数決定手段を構成するＣＰＵからなる制御部３０を設けることにより楔形加工部２０１から画像計測系２０３の撮像系１１への複数の光ファイバ１を保持したホルダ４の搬送および複数の光ファイバ１の研磨面５による加工を自動的に行うとともに、制御部３０で構成される判定手段と回数決定手段により画像計測部１２の計測結果に基づき修正研磨を行う必要のある光ファイバとその先端の位置ずれの大きさおよび稜線の偏っている側を判定し、この判定した位置ずれの大きさに基づいて光ファイバの稜線の偏っている側を修正研磨する回数を決定し、この決定した修正研磨を行う必要のある光ファイバ１とその先端の稜線の偏っている斜面の側および修正研磨回数に基づいてｚステージ２１、ｙステージ２２、ｘステージ２３を制御部３０で制御してホルダ４に保持された複数の光ファイバ１のうちの修正研磨を行う必要のある光ファイバ１のみを修正研磨したように構成した点が異なるものであり、その他の構成および作用は同じであり、同じ構成要素には同じ符号を付している。
【００６２】
図５に示す実施形態の加工装置では、まずホルダ４に複数本の光ファイバ１を装着保持してから、このホルダ４を制御部３０の制御により楔形加工部２０１を構成する研磨台６の上の研磨シート５ａ上に図１（ａ）で説明したように設定し、複数本の光ファイバ１の先端を同時に楔形に加工する。
【００６３】
このように複数本の光ファイバ１の先端を楔形に加工すると、制御部３０はステージ駆動部２４を介してｚステージ２１、ｙステージ２２、ｘステージ２３を駆動制御し、各光ファイバ１の楔形に加工された先端を撮像系１１の上に移動し、各光ファイバ１の先端の楔形部分の稜線とコアの位置の像を撮像系１１で撮像し、それからこの撮像した稜線とコアの位置の像を画像計測部１２に取り込み、画像計測部１２で上述したように稜線偏心を計測し、これにより制御部３０はホルダ４に保持された複数本の光ファイバ１の中から修正研磨を行う必要のある光ファイバ１とその先端の稜線の偏っている斜面の側および修正研磨回数を判別する。
【００６４】
次に、制御部３０は、ステージ駆動部２４を介してｚステージ２１、ｙステージ２２、ｘステージ２３を駆動制御し、ホルダ４を修正部２０５の研磨台６の上に移動する。そして、制御部３０は、前記判別結果である修正研磨を行う必要のある光ファイバ１とその先端の稜線の偏っている斜面の側および修正研磨回数に基づき修正研磨を行う必要のある光ファイバ１のうちの１本の先端をその稜線の偏っている斜面の側が修正用研磨シート部５ｂに当接するように設定する。それから、制御部３０は、この光ファイバ１の先端の稜線の偏っている斜面の側のみが片側修正研磨されるようにステージ駆動部２４を介してｚステージ２１、ｙステージ２２、ｘステージ２３を駆動制御して、修正研磨回数だけ繰り返し修正研磨を行う。そして、制御部３０は、この修正研磨を修正研磨を行う必要のある光ファイバ１の残りのすべてに対して同様に繰り返し行い、これにより修正研磨を行う必要のある光ファイバ１のすべてを修正研磨する。この結果、複数の光ファイバ１はホルダ４に保持されたまま、一貫した加工工程で修正研磨まで行うことができ、これにより各光ファイバ１の先端の稜線とコアの位置が一致した加工精度の高い楔形光ファイバを歩留１００％で形成することができる。
【００６５】
なお、以上図１、図５で述べた本発明の実施形態の説明においては、楔形加工部２０１と修正部２０５はそれぞれ別個の構成としたが、同図から推測できるように、マスクシート１０で楔形加工部２０１を覆えば修正部２０５と同等の機能が得られる。すなわち、楔形加工部２０１にマスクシート１０を脱着する機能（例えばシート巻取り機構）を付加し、楔形加工の終了後に楔形加工部２０１の研磨シート５ａをマスクシート１０で覆い、つぎに修正研磨が終了したらマスクシート１０を外すという操作を行えば、楔形加工部２０１が修正部２０５を兼ねることができ、修正部２０５を別個に設ける必要がなく、よりスペース効率の良い装置を構成できることはいうまでもない。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、複数本の光ファイバの先端を楔形に加工し、この加工された複数本の光ファイバの各々の先端の楔形の稜線とコアとの位置ずれを計測し、該計測結果に基づき修正研磨を行う必要のある光ファイバとその先端の位置ずれの大きさおよび稜線の偏っている側を判定し、この位置ずれの大きさに基づいて光ファイバの稜線の偏っている側を修正研磨する回数を決定し、修正研磨を行う必要のある光ファイバだけについて、その先端の前記稜線の偏っている側を前記回数だけ修正研磨するので、複数本の光ファイバを保持したままの状態において一貫した加工処理で修正研磨も行うことができ、光ファイバの先端の楔形の稜線とコアの位置が一致した楔形光ファイバを高い加工精度で歩留１００％で得ることができ、製造コストを大幅に低減することができる。
【００６７】
また、本発明によれば、修正研磨を行う必要のある光ファイバだけの先端の稜線の偏っている側のみを修正用の研磨部に押し当てて修正研磨を繰り返し行うので、修正研磨を行う必要のある光ファイバのみを取り外すことなく、複数本の光ファイバを保持したままの状態において一貫した加工処理で修正研磨も行うことができ、修正研磨を含む加工処理を効率化することができる。
【００６８】
更に、本発明によれば、修正研磨用の研磨部の幅が光ファイバのピッチの整数倍よりも僅かに小さく、光ファイバの配列幅よりも広い間隔で複数設定されているので、修正研磨を効率的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る楔形光ファイバの加工方法を実施する加工装置の構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示す実施形態に加工装置における稜線偏心の検出方法を説明するための光ファイバ先端を示す模式図である。
【図３】図１に示す実施形態の加工装置において研磨台上に形成される別の研磨シートの構成を示す図である。
【図４】図１に示す実施形態の加工装置において研磨台上に形成される更に別の研磨シートの構成を示す図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る楔形光ファイバの加工装置の構成を示す斜視図である。
【図６】従来の楔形光ファイバの加工方法を説明するための図である。
【図７】図６に示した従来の加工方法を応用して、複数本の光ファイバをまとめて先端研磨し、その先端を楔形に加工する加工装置の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
１  光ファイバ
４  ホルダ
５ａ，５ｃ〜５ｅ  研磨シート
５ｂ  修正用研磨シート部
６  研磨台
１０  マスクシート
１１  撮像系
１２  画像計測部
２１  ｚステージ
２２  ｙステージ
２３  ｘステージ
２４  ステージ駆動部
３０  制御部
２０１  楔形加工部
２０３  画像計測系
２０５  修正部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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