(57)【要約】【課題】光ファイバの光結合特性の低下を防止する一方で、歩留まりの向上と製造コストの低減を図る。【解決手段】光ファイバの有無を検出結果に基づいて光ファイバを移動させるに際して、光ファイバの検出状態が反転した後、その移動量を逓減させながら複数回繰り返していき、移動量が所定の閾値以下となった位置をもって光ファイバの先端位置を検出する。また、光ファイバを逐次複数の異なる角度に回転させて保持し、その都度、光ファイバの先端位置を上記の如く検出し、それらの検出データによって光ファイバの回転中心からの偏心量を求め、これによって加工時の保持角度に対して必要な光ファイバの押込み量の補正値を算出し、この補正値を用いて光ファイバを所定の量だけ正確に押込むように制御する。【選択図】図１
2005241999.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバを保持する保持手段と、光ファイバの有無を検出する検出手段と、前記保持手段および前記検出手段の少なくともいずれか一方を他方に対して相対的に移動する移動手段とを有するシステムにおいて、
（Ａ）光ファイバの有無を検出するステップと、
（Ｂ）この（Ａ）のステップで光ファイバを検出したときには、前記保持手段と前記検出手段とを遠ざける方向に相対的に移動する一方、光ファイバを検出しないときには、前記保持手段と前記検出手段とを近づける方向に相対的に移動するステップと
を繰り返し、
この繰り返しの途中で（Ａ）のステップにおける光ファイバの検出状態が一旦反転した後の繰り返しにおける（Ｂ）のステップでの相対的な移動量を、この１回前の繰り返しの際に行った（Ｂ）のステップでの相対的な移動量の２分の１に逓減させていき、（Ｂ）のステップにおける移動量が所定の閾値以下となったときの光ファイバの先端位置を検出値とすること
を特徴とする光ファイバの先端位置検出方法。
【請求項２】
光ファイバを保持する保持手段と、光ファイバの有無を検出する検出手段と、前記保持手段および前記検出手段の少なくともいずれか一方を他方に対して相対的に移動する移動手段と、前記保持手段を所定の位置を中心軸として回転する回転手段とを有するシステムにおいて、
（Ａ）前記保持手段を任意の角度だけ回転させて保持するステップと、
（Ｂ）このステップで回転した光ファイバの先端位置を当該光ファイバの有無を検出することによって求めるステップと、
（Ｃ）前記（Ａ）のステップから前記（Ｂ）のステップに至る処理を１よりも大きい所定の回数繰り返すステップと、
（Ｄ）前記（Ａ）のステップから前記（Ｂ）のステップに至る処理を繰り返すことによって得た複数の検出データに基づいて、前記光ファイバの前記中心軸からの偏心量を求め、加工時の保持角度に対して必要となる光ファイバの押込み量の補正値を算出するステップと
を行うことを特徴とする光ファイバの補正値算出方法。
【請求項３】
前記（Ｂ）のステップは、
（Ｂ１）光ファイバの有無を検出するステップと、
（Ｂ２）この（Ｂ２）のステップで光ファイバを検出したときには、前記保持手段と前記検出手段とを遠ざける方向に相対的に移動する一方、光ファイバを検出しないときには、前記保持手段と前記検出手段とを近づける方向に相対的に移動するステップと
を繰り返し、
この繰り返しの途中で（Ｂ１）のステップにおける光ファイバの検出状態が一旦反転した後の繰り返しにおける（Ｂ２）のステップでの相対的な移動量を、この１回前の繰り返しの際に行った（Ｂ２）のステップでの相対的な移動量の２分の１に逓減させていき、（Ｂ２）のステップにおける移動量が所定の閾値以下となったときの光ファイバの先端位置を検出値とすること
を特徴とする請求項２記載の光ファイバの補正値算出方法。
【請求項４】
前記（Ａ）のステップに先立って、
前記保持手段に予め基準点を設けておき、
前記保持手段を所定角回転したときの前記基準点の回転角を求め、
この求めた前記基準点の回転角と前記所定角の差に基づいて、前記保持手段が指向すべき方向への角度補正値を算出すること
を特徴とする請求項２または３記載の光ファイバの補正値算出方法。
【請求項５】
請求項１記載の光ファイバの先端位置検出方法を用いて得た光ファイバの先端位置に基づいて、光ファイバ先端を研磨して加工する際に必要となる前記光ファイバの前記研磨面への押込み量を算出し、この算出した押込み量に基づいて決定される光ファイバ先端の楔頂角を形成するために、
光ファイバの先端を研磨する研磨面が光ファイバと所定の接触角をなすように光ファイバを前記研磨面に押し当てて撓ませるステップと、
このステップで前記研磨面に押し当てられた光ファイバおよび当該研磨面の少なくともいずれか一方を他方に対して相対的に移動させることによって前記研磨面に押し当てられた光ファイバの先端部分を研磨するステップと、
このステップで研磨される光ファイバの先端のうち当該光ファイバのコア層中心軸を対称軸として前記研磨面に押し当てた側の先端部分と対称な先端部分を当該研磨面に押し当てて撓ませるステップと、
このステップで撓ませた光ファイバおよび当該光ファイバが押し当てられた研磨面の少なくともいずれか一方を他方に対して相対的に移動させることによって前記研磨面に押し当てられた光ファイバの先端部分を研磨するステップと
を所定回数繰り返して行うことを特徴とする光ファイバの先端加工方法。
【請求項６】
請求項２乃至４のいずれか１項記載の光ファイバの補正値算出方法を用いて得た光ファイバの押込み量の補正値に基づいて決定される光ファイバ先端の楔頂角を形成するために、
光ファイバの先端を研磨する研磨面が光ファイバと所定の接触角をなすように光ファイバを前記研磨面に押し当てて撓ませるステップと、
このステップで前記研磨面に押し当てられた光ファイバおよび当該研磨面の少なくともいずれか一方を他方に対して相対的に移動させることによって前記研磨面に押し当てられた光ファイバの先端部分を研磨するステップと、
このステップで研磨される光ファイバの先端のうち当該光ファイバのコア層中心軸を対称軸として前記研磨面に押し当てた側の先端部分と対称な先端部分を当該研磨面に押し当てて撓ませるステップと、
このステップで撓ませた光ファイバおよび当該光ファイバが押し当てられた研磨面の少なくともいずれか一方を他方に対して相対的に移動させることによって前記研磨面に押し当てられた光ファイバの先端部分を研磨するステップと
を所定回数繰り返して行うことを特徴とする光ファイバの先端加工方法。
【請求項７】
光ファイバを保持する保持手段と、
光ファイバの有無を検出する検出手段と、
前記保持手段および前記検出手段の少なくともいずれか一方を他方に対して相対的に移動自在であり、前記検出手段が光ファイバを検出したときには、前記保持手段と前記検出手段とを遠ざける方向に相対的に移動する一方、前記検出手段が光ファイバを検出しないときには、前記保持手段と前記検出手段とを近づける方向に相対的に移動する工程を繰り返す移動手段と、
この移動手段による相対的な移動の繰り返しの途中で前記検出手段における光ファイバの検出状態が一旦反転した後の繰り返しにおける相対的な移動量を、この１回前の繰り返しの際に行った相対的な移動量の２分の１に逓減させていき、この移動量が所定の閾値以下となったときの光ファイバの先端位置を検出する先端位置検出手段と
を備えたことを特徴とする光ファイバの先端位置検出装置。
【請求項８】
光ファイバを保持する保持手段と、
光ファイバの有無を検出する検出手段と、
前記保持手段および前記検出手段の少なくともいずれか一方を他方に対して相対的に移動自在であり、前記検出手段が光ファイバを検出したときには、前記保持手段と前記検出手段とを遠ざける方向に相対的に移動する一方、前記検出手段が光ファイバを検出しないときには、前記保持手段と前記検出手段とを近づける方向に相対的に移動する工程を繰り返す移動手段と、
この移動手段による相対的な移動の繰り返しの途中で前記検出手段における光ファイバの検出状態が一旦反転した後の繰り返しにおける相対的な移動量を、この１回前の繰り返しの際に行った相対的な移動量の２分の１に逓減させていき、この移動量が所定の閾値以下となったときの光ファイバの先端位置を検出する先端位置検出手段と、
前記保持手段を所定の位置を中心軸として回転する回転手段と、
前記先端位置検出手段で得た光ファイバの先端位置に基づいて、光ファイバ先端を研磨して加工する際に必要となる光ファイバの押込み量を算出する押込み量算出手段と、
前記保持手段を任意の角度だけ回転させたときの光ファイバの先端位置を求める処理を複数回繰り返すことによって得た複数の検出データに基づいて、前記保持手段に保持される光ファイバの前記中心軸からの偏心量を求め、前記押込み量算出手段で求めた光ファイバの押込み量の補正値を算出する補正値算出手段と
を備えたことを特徴とする光ファイバの補正値算出装置。
【請求項９】
前記保持手段を所定角回転したとき、当該保持手段に予め設けられる基準点の回転角を求め、この求めた前記基準点の回転角と前記所定角の差に基づいて、前記保持手段が指向すべき方向への角度補正値の算出を行う角度補正値算出手段
を更に備えたことを特徴とする請求項８記載の光ファイバの補正値算出装置。
【請求項１０】
光ファイバを保持する保持手段と、
光ファイバの有無を検出する検出手段と、
前記保持手段および前記検出手段の少なくともいずれか一方を他方に対して相対的に移動自在であり、前記検出手段が光ファイバを検出したときには、前記保持手段と前記検出手段とを遠ざける方向に相対的に移動する一方、前記検出手段が光ファイバを検出しないときには、前記保持手段と前記検出手段とを近づける方向に相対的に移動する工程を繰り返す移動手段と、
この移動手段による相対的な移動の繰り返しの途中で前記検出手段における光ファイバの検出状態が一旦反転した後の繰り返しにおける相対的な移動量を、この１回前の繰り返しの際に行った相対的な移動量の２分の１に逓減させていき、この移動量が所定の閾値以下となったときの光ファイバの先端位置を検出する先端位置検出手段と、
光ファイバの先端部を研磨する研磨手段と、
前記先端位置検出手段で得た光ファイバの先端位置に基づいて、光ファイバ先端を研磨して加工する際に必要となる光ファイバの前記研磨手段への押込み量を算出する押込み量算出手段と、
前記研磨手段に押し当てられた光ファイバおよび当該研磨手段の少なくともいずれか一方を他方に対して相対的に移動させる相対移動手段と
を備えたことを特徴とする光ファイバの先端加工装置。
【請求項１１】
前記保持手段を所定の位置を中心軸として回転する回転手段と、
前記保持手段を任意の角度だけ回転させたときの光ファイバの先端位置を求める処理を複数回繰り返すことによって得た複数の検出データに基づいて、前記保持手段に保持される光ファイバの前記中心軸からの偏心量を求め、前記押込み量算出手段で求めた光ファイバの押込み量の補正値を算出する補正値算出手段と
を更に備えたことを特徴とする請求項１０記載の光ファイバの先端加工装置。
【請求項１２】
前記保持手段を所定角回転したとき、当該保持手段に予め設けられる基準点の回転角を求め、この求めた前記基準点の回転角と前記所定角の差に基づいて、前記保持手段が指向すべき方向への角度補正値の算出を行う角度補正値算出手段
を更に備えたことを特徴とする請求項１０または１１記載の光ファイバの先端加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバの先端を研磨して楔形に加工する際の光ファイバの先端位置検出方法、光ファイバの補正値算出方法、光ファイバの先端加工方法、光ファイバの先端位置検出装置、光ファイバの補正値算出装置、および光ファイバの先端加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
通信のブロードバンド化に対応した光通信網の波長多重化に伴い、光ファイバ増幅は必要不可欠の技術となってきている。中でも、エルビウム添加光ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ：Erbium-Doped Fiber Amplifier）はＣバンド（１.５３０〜１.５６５μｍ波長帯）の光増幅に多く用いられるが、その励起光源のＧａＡｓ（ガリウムヒ素）系半導体レーザの出射光は、波長が０.９８μｍであり、アスペクト比が、例えば横方向５°、縦方向２７°と極めて大きい。
【０００３】
図６は、レーザ光を効率よく光ファイバに導入するために用いられる光結合系の構成を示す説明図である（例えば特許文献１を参照）。同図に示す光結合系１００は、楔形に研磨された先端に極めて微小な曲率半径（たとえば数μｍ程度）を有する円筒面が形成され、クラッド層内部にコア層が設けられて構成される楔形円筒レンズ光ファイバ１と、この光ファイバ１にレーザ光を入射する半導体レーザ３から構成される。この光ファイバ１を用いると、先端部をなす円筒面の（円筒）レンズ効果によって、半導体レーザ３の出射光を光ファイバ１のコア層２に効率よく注入することができる。
【０００４】
図７は、光ファイバ１の先端を楔形に加工する加工方法の一例を示す説明図である。同図に示す先端加工装置２００は、光ファイバ１を保持するホルダ４、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５、研磨プレート６、ホルダ４を搭載して回転させる回転機構８、回転機構８を搭載して光ファイバ１を垂直方向に移動させるｚ送り機構７ｚ、このｚ送り機構７ｚを搭載して光ファイバ１を水平方向に移動させるｘ送り機構７ｘである。
【０００５】
以上の構成を有する先端加工装置２００において、光ファイバ１の先端付近を長さｆだけ突き出してホルダ４に保持し、研磨面５を外れた位置において回転機構８で光ファイバ１を進行方向に角度α傾けて、ｚ送り機構７ｚによって光ファイバ１の先端が研磨面５よりも低くなるようにホルダ４を押し下げる。
【０００６】
続いて、ｘ送り機構７ｘによって光ファイバ１を研磨プレート６の一方の斜面５ａ側より水平に移動させ、光ファイバ１の先端を研磨面５の斜面５ａに徐々に押しあてて撓ませ、さらに水平移動させて平坦部５ｂを摺動させる。このとき、光ファイバ１の先端は研磨面５と接触角θをなし、先端には撓みによる反力が生ずる。この結果、光ファイバ１の先端の片側が斜めに研磨され、楔形の片側斜面が徐々に形成される。
【０００７】
光ファイバ１をさらに平行移動させ、その先端が研磨面５のもう一方の斜面５ｃに到達すると、光ファイバ１の撓みは徐々に開放され、それに伴って光ファイバ１先端と研磨面５の接触点は徐々に中心部へ移り、光ファイバ１の先端は曲面状に研磨される。さらに水平移動すると、光ファイバ１の先端は研磨面５から離れる（以上、図７のＩ→II→IIIの工程）。
【０００８】
次に、回転機構８で光ファイバ１を角度２α逆回転した後、ｘ送り機構７ｘによって光ファイバ１を逆方向に水平移動させ、光ファイバ１の先端を研磨面５の斜面５ｃに徐々に押しあてて撓ませ、さらに斜面５ａから離れるまで水平移動させる。これによって楔形のもう一方の面が対象に徐々に形成される（以上、図７のIV→Ｖ→VIの工程）。
【０００９】
以上の往復工程を数十回繰り返すことにより、頂角２θで先端が円筒面の楔形を形成することができる。
【００１０】
この加工方法は、光ファイバの均質で再現性のよい撓みを利用し先端を交互かつ微量に逐次研磨を繰り返す撓み加工方法であるから、簡単な先端加工装置で楔形光ファイバを実現することができるという特徴がある。また、この装置では光ファイバの水平送り方向に角度α傾斜させて保持する傾斜保持方式を用いているので、加工荷重による光ファイバへの負荷が軽減でき、大きな加工荷重で加工できるので、歩留まりと加工能率が大きい。
【特許文献１】特開２００３−３３７２２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上述した従来技術にも、解決すべき課題が存在していた。
【００１２】
（１）ホルダ４と研磨面５の間隔をＨとし、ファイバ長さｆとの差ｄ＝ｆ―Ｈを押込み量と定義すると、光ファイバ先端の楔頂角２θは、一般に押込み量ｄとファイバ長さｆの比（「押込み比」）ｄ／ｆで決まることが弾性力学的解析によって明らかにされている（参考文献：松永・松井「撓みを用いた光ファイバ先端円筒レンズ加工（その２）」２００３年度精密工学会春季大会講演）。したがって、所定の頂角を有する楔形状を精度良く加工するためには、ファイバ長さｆを正確に把握することが重要である。
【００１３】
ところが、ファイバ長さｆは、光ファイバ１をホルダ４に装着する度にばらつく可能性がある。そこで従来は、光ファイバ１をホルダに装着するたびに顕微鏡式測長器等でファイバ長さｆを測定していたので、手間がかかり非能率的であった。また、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラを用いた画像計測系により、自動化された光ファイバ１の先端位置検出方法も用いられてきたが、測定系が大掛かりで高価であり、装置コストが高かった。
【００１４】
（２）上記（１）で説明した装着状態のバラツキにより、図８に示すように、光ファイバ１は回転中心Ｏからずれる。このずれをオフセットと称してその値をδとすると、図９（ａ）に示すように、加工時に光ファイバ１を図で時計回りに回転（ＣＷ回転）し、鉛直方向（ｚ軸方向）と角度αをなす状態で保持した場合は、光ファイバ１の先端位置は
δsinαだけホルダ４の中心軸ｚ1よりも上に位置する。したがってこの場合には、その上昇分だけ押込み量ｄが減少するため、押込み比が小さくなり、研磨面５との接触角が所望の角度θより増大してしまう（この増大分をε1とする）。また、押込み量ｄが減少した分だけ加工荷重も減少するため、研磨量が減少する。
【００１５】
反対に、光ファイバ１を図で反時計回りに回転（ＣＣＷ回転）して鉛直方向と角度αをなす状態で保持した場合は、図９（ｂ）に示すように、光ファイバ１の先端位置はホルダ中心軸ｚ2よりもδsinαだけ下に位置する。したがって、その分だけ押込み量ｄが増加するため、押込み比が大きくなり、研磨面５との接触角は所望の角度θより減少してしまう（この減少分をε2とおく）。また、押込み量ｄが増加した分だけ加工荷重が増加するため、研磨量が増大する。
【００１６】
このように、装着時のオフセットによって生じる非対称性の結果、光ファイバ１先端の楔形状の斜面角度は、図１０に示すように、それぞれθ＋ε1 、θ−ε2と非対称となり、光ファイバ１先端の楔形の稜線は光ファイバ１の中心からずれた位置に形成される。
【００１７】
楔形光ファイバ先端の稜線と光ファイバ中心にあるコア層との位置関係は、楔形レンズ光ファイバの光結合特性を左右するため、稜線とコア層の位置のずれ（稜線偏心と呼ぶ。図１０に示す符号ｒの量に相当）は十分小さくなければならない。例えば、前述したＥＤＦＡでは、光ファイバのコア層の径は約３.５μｍと小さいため、効率的な光結合を実現するためには、稜線偏心ｒは０.５μｍ以下であることが必要であり、接触角θを正確に設定することが必要である。
【００１８】
しかしながら、例えばファイバ長さが５ｍｍ、保持角度α＝４０°として、先端が頂角２θ＝６０°の楔形となるように光ファイバ１を加工するとき、接触角θは３０°でなければならないが、オフセットδが０.１ｍｍあった場合は、保持角度α＝４０°で保持したときの先端位置のずれ、すなわち押込み量ｄのずれは±０.０６ｍｍとなり、この結果、押込み比は±０.０１２ずれる。また、楔形をなす両斜面の斜面角度は、それぞれ２８.７°と３１.４°となって非対称になる。これにより、楔の稜線偏心ｒは５μｍ以上となり、光ファイバ１の光結合特性が著しく低下し、その結果、歩留まりも低下する恐れがあった。
【００１９】
本発明は、上記（１）および（２）で説明した事情に鑑みてなされたもので、その目的は、光ファイバの光結合特性の低下を防止する一方で、歩留まりの向上と製造コストの低減を図ることのできる光ファイバの先端位置検出方法、光ファイバの補正値算出方法、光ファイバの先端加工方法、光ファイバの先端位置検出装置、光ファイバの補正値算出装置、および光ファイバの先端加工装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、光ファイバを保持する保持手段と、光ファイバの有無を検出する検出手段と、前記保持手段および前記検出手段の少なくともいずれか一方を他方に対して相対的に移動する移動手段とを有するシステムにおいて、（Ａ）光ファイバの有無を検出するステップと、（Ｂ）この（Ａ）のステップで光ファイバを検出したときには、前記保持手段と前記検出手段とを遠ざける方向に相対的に移動する一方、光ファイバを検出しないときには、前記保持手段と前記検出手段とを近づける方向に相対的に移動するステップとを繰り返し、この繰り返しの途中で（Ａ）のステップにおける光ファイバの検出状態が一旦反転した後の繰り返しにおける（Ｂ）のステップでの相対的な移動量を、この１回前の繰り返しの際に行った（Ｂ）のステップでの相対的な移動量の２分の１に逓減させていき、（Ｂ）のステップにおける移動量が所定の閾値以下となったときの光ファイバの先端位置を検出値とすることを特徴とする光ファイバの先端位置検出方法である。
【００２１】
請求項２記載の発明は、光ファイバを保持する保持手段と、光ファイバの有無を検出する検出手段と、前記保持手段および前記検出手段の少なくともいずれか一方を他方に対して相対的に移動する移動手段と、前記保持手段を所定の位置を中心軸として回転する回転手段とを有するシステムにおいて、（Ａ）前記保持手段を任意の角度だけ回転させて保持するステップと、（Ｂ）このステップで回転した光ファイバの先端位置を当該光ファイバの有無を検出することによって求めるステップと、（Ｃ）前記（Ａ）のステップから前記（Ｂ）のステップに至る処理を１よりも大きい所定の回数繰り返すステップと、（Ｄ）前記（Ａ）のステップから前記（Ｂ）のステップに至る処理を繰り返すことによって得た複数の検出データに基づいて、前記光ファイバの前記中心軸からの偏心量を求め、加工時の保持角度に対して必要となる光ファイバの押込み量の補正値を算出するステップとを行うことを特徴とする光ファイバの補正値算出方法である。
【００２２】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記（Ｂ）のステップは、（Ｂ１）光ファイバの有無を検出するステップと、（Ｂ２）この（Ｂ２）のステップで光ファイバを検出したときには、前記保持手段と前記検出手段とを遠ざける方向に相対的に移動する一方、光ファイバを検出しないときには、前記保持手段と前記検出手段とを近づける方向に相対的に移動するステップとを繰り返し、この繰り返しの途中で（Ｂ１）のステップにおける光ファイバの検出状態が一旦反転した後の繰り返しにおける（Ｂ２）のステップでの相対的な移動量を、この１回前の繰り返しの際に行った（Ｂ２）のステップでの相対的な移動量の２分の１に逓減させていき、（Ｂ２）のステップにおける移動量が所定の閾値以下となったときの光ファイバの先端位置を検出値とすることを特徴とする。
【００２３】
請求項４記載の発明は、請求項２または３記載の発明において、前記（Ａ）のステップに先立って、前記保持手段に予め基準点を設けておき、前記保持手段を所定角回転したときの前記基準点の回転角を求め、この求めた前記基準点の回転角と前記所定角の差に基づいて、前記保持手段が指向すべき方向の角度補正を行うことを特徴とする。
【００２４】
ちなみに、本発明における「押込み量」とは、光ファイバ先端部が保持手段から突き出している部分の長さ（ｆとする）と、光ファイバを加工するときにその光ファイバの先端部を研磨する研磨手段と保持手段の間隔（Ｈとする）との差（ｆ−Ｈ）として定義される量である。このうち、光ファイバ先端部が保持手段から突き出している部分の長さが、その光ファイバの先端位置を決定することによって求められることはいうまでもない。
【００２５】
請求項５記載の発明は、請求項１記載の光ファイバの先端位置検出方法を用いて得た光ファイバの先端位置に基づいて、光ファイバ先端を研磨して加工する際に必要となる前記光ファイバの前記研磨面への押込み量を算出し、この算出した押込み量に基づいて決定される光ファイバ先端の楔頂角を形成するために、光ファイバの先端を研磨する研磨面が光ファイバと所定の接触角をなすように光ファイバを前記研磨面に押し当てて撓ませるステップと、このステップで前記研磨面に押し当てられた光ファイバおよび当該研磨面の少なくともいずれか一方を他方に対して相対的に移動させることによって前記研磨面に押し当てられた光ファイバの先端部分を研磨するステップと、このステップで研磨される光ファイバの先端のうち当該光ファイバのコア層中心軸を対称軸として前記研磨面に押し当てた側の先端部分と対称な先端部分を当該研磨面に押し当てて撓ませるステップと、このステップで撓ませた光ファイバおよび当該光ファイバが押し当てられた研磨面の少なくともいずれか一方を他方に対して相対的に移動させることによって前記研磨面に押し当てられた光ファイバの先端部分を研磨するステップとを所定回数繰り返して行うことを特徴とする光ファイバの先端加工方法である。
【００２６】
請求項６記載の発明は、請求項２乃至４のいずれか１項記載の光ファイバの補正値算出方法を用いて得た光ファイバの押込み量の補正値に基づいて決定される光ファイバ先端の楔頂角を形成するために、光ファイバの先端を研磨する研磨面が光ファイバと所定の接触角をなすように光ファイバを前記研磨面に押し当てて撓ませるステップと、このステップで前記研磨面に押し当てられた光ファイバおよび当該研磨面の少なくともいずれか一方を他方に対して相対的に移動させることによって前記研磨面に押し当てられた光ファイバの先端部分を研磨するステップと、このステップで研磨される光ファイバの先端のうち当該光ファイバのコア層中心軸を対称軸として前記研磨面に押し当てた側の先端部分と対称な先端部分を当該研磨面に押し当てて撓ませるステップと、このステップで撓ませた光ファイバおよび当該光ファイバが押し当てられた研磨面の少なくともいずれか一方を他方に対して相対的に移動させることによって前記研磨面に押し当てられた光ファイバの先端部分を研磨するステップとを所定回数繰り返して行うことを特徴とする光ファイバの先端加工方法である。
【００２７】
請求項７記載の発明は、光ファイバを保持する保持手段と、光ファイバの有無を検出する検出手段と、前記保持手段および前記検出手段の少なくともいずれか一方を他方に対して相対的に移動自在であり、前記検出手段が光ファイバを検出したときには、前記保持手段と前記検出手段とを遠ざける方向に相対的に移動する一方、前記検出手段が光ファイバを検出しないときには、前記保持手段と前記検出手段とを近づける方向に相対的に移動する工程を繰り返す移動手段と、この移動手段による相対的な移動の繰り返しの途中で前記検出手段における光ファイバの検出状態が一旦反転した後の繰り返しにおける相対的な移動量を、この１回前の繰り返しの際に行った相対的な移動量の２分の１に逓減させていき、この移動量が所定の閾値以下となったときの光ファイバの先端位置を検出する先端位置検出手段とを備えたことを特徴とする光ファイバの先端位置検出装置である。
【００２８】
請求項８記載の発明は、光ファイバを保持する保持手段と、光ファイバの有無を検出する検出手段と、前記保持手段および前記検出手段の少なくともいずれか一方を他方に対して相対的に移動自在であり、前記検出手段が光ファイバを検出したときには、前記保持手段と前記検出手段とを遠ざける方向に相対的に移動する一方、前記検出手段が光ファイバを検出しないときには、前記保持手段と前記検出手段とを近づける方向に相対的に移動する工程を繰り返す移動手段と、この移動手段による相対的な移動の繰り返しの途中で前記検出手段における光ファイバの検出状態が一旦反転した後の繰り返しにおける相対的な移動量を、この１回前の繰り返しの際に行った相対的な移動量の２分の１に逓減させていき、この移動量が所定の閾値以下となったときの光ファイバの先端位置を検出する先端位置検出手段と、前記保持手段を所定の位置を中心軸として回転する回転手段と、前記先端位置検出手段で得た光ファイバの先端位置に基づいて、光ファイバ先端を研磨して加工する際に必要となる光ファイバの押込み量を算出する押込み量算出手段と、前記保持手段を任意の角度だけ回転させたときの光ファイバの先端位置を求める処理を複数回繰り返すことによって得た複数の検出データに基づいて、前記保持手段に保持される光ファイバの前記中心軸からの偏心量を求め、前記押込み量算出手段で求めた光ファイバの押込み量の補正値を算出する補正値算出手段とを備えたことを特徴とする光ファイバの補正値算出装置である。
【００２９】
請求項９記載の発明は、請求項８記載の発明において、前記保持手段を所定角回転したとき、当該保持手段に予め設けられる基準点の回転角を求め、この求めた前記基準点の回転角と前記所定角の差に基づいて、前記保持手段が指向すべき方向への角度補正値の算出を行う角度補正値算出手段を更に備えたことを特徴とする。
【００３０】
請求項１０記載の発明は、光ファイバを保持する保持手段と、光ファイバの有無を検出する検出手段と、前記保持手段および前記検出手段の少なくともいずれか一方を他方に対して相対的に移動自在であり、前記検出手段が光ファイバを検出したときには、前記保持手段と前記検出手段とを遠ざける方向に相対的に移動する一方、前記検出手段が光ファイバを検出しないときには、前記保持手段と前記検出手段とを近づける方向に相対的に移動する工程を繰り返す移動手段と、この移動手段による相対的な移動の繰り返しの途中で前記検出手段における光ファイバの検出状態が一旦反転した後の繰り返しにおける相対的な移動量を、この１回前の繰り返しの際に行った相対的な移動量の２分の１に逓減させていき、この移動量が所定の閾値以下となったときの光ファイバの先端位置を検出する先端位置検出手段と、光ファイバの先端部を研磨する研磨手段と、前記先端位置検出手段で得た光ファイバの先端位置に基づいて、光ファイバ先端を研磨して加工する際に必要となる光ファイバの前記研磨手段への押込み量を算出する押込み量算出手段と、前記研磨手段に押し当てられた光ファイバおよび当該研磨手段の少なくともいずれか一方を他方に対して相対的に移動させる相対移動手段とを備えたことを特徴とする光ファイバの先端加工装置である。
【００３１】
請求項１１記載の発明は、請求項１０記載の発明において、前記保持手段を所定の位置を中心軸として回転する回転手段と、前記保持手段を任意の角度だけ回転させたときの光ファイバの先端位置を求める処理を複数回繰り返すことによって得た複数の検出データに基づいて、前記保持手段に保持される光ファイバの前記中心軸からの偏心量を求め、前記押込み量算出手段で求めた光ファイバの押込み量の補正値を算出する補正値算出手段とを更に備えたことを特徴とする。
【００３２】
請求項１２記載の発明は、請求項１０または１１記載の発明において、前記保持手段を所定角回転したとき、当該保持手段に予め設けられる基準点の回転角を求め、この求めた前記基準点の回転角と前記所定角の差に基づいて、前記保持手段が指向すべき方向への角度補正値の算出を行う角度補正値算出手段を更に備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、光ファイバの有無を検出した結果に基づいて光ファイバを移動させるに際し、その移動量を逓減させながら複数回繰り返していき、移動量が所定の閾値以下となった位置をもって光ファイバの先端位置を検出するようにしたので、光ファイバの先端位置と長さを簡単に求め、所定量だけ正確に押込むことができ、その結果、精度の良い加工を能率よく行い、製造コストを大幅に下げることが可能となる。
【００３４】
また、本発明によれば、光ファイバを逐次複数の異なる角度に回転させて保持し、その都度、光ファイバの先端位置を検出し、それらの検出データによって光ファイバの回転中心からの偏心量を求め、これによって加工時の保持角度に対して必要な光ファイバの押込み量の補正値を算出し、この補正値を用いて光ファイバを所定の量だけ正確に押込むように制御しているので、簡単な機構で正確な補正を行うことが可能となり、この結果、歩留まりと作業能率を向上させ、製造コストを大幅に下げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００３６】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る光ファイバの先端位置検出方法の概要を示す説明図である。同図において、光ファイバ１は先端加工装置２００のホルダ４に装着されている。このホルダ４の下方には、光ファイバ１やホルダ４の位置を検出するセンサ部９およびスリット１０が設けられている。センサ部９は、例えばホトカプラであり、発光ダイオードから成る発光部９ａ、およびホトセンサ等の受光素子から成る受光部９ｂから構成される。スリット１０は、受光部９ｂの測定視野を限定し、必要な精度を確保するために設けられている。これらのセンサ部９およびスリット１０は、光ファイバの有無を検出する検出手段を構成している。なお、図１では記載していないが、ホルダ４は垂直方向に移動させるｚ送り機構７ｚに搭載されている（図７を参照）。
【００３７】
本実施形態においては、光ファイバ１の先端位置を検出するに際して、一般に区間二分法と呼ばれる数値解法の原理を適用して行う。この先端位置の検出は、演算機能および制御機能を備えた中央処理装置（ＣＰＵ：Central Processing Unit）等を備えた先端位置検出手段（図示せず）を適宜システムに具備させることによってセンサ部９による測定と連携しながら行う。
【００３８】
以下、本実施形態に係る光ファイバの先端位置検出装置の動作を説明する。なお、光ファイバ１は、予め所定長さ突き出してホルダ４に装着し、保持されているものとする。また、本実施形態では、装着時のオフセットはない（δ＝０）として話を進める。
【００３９】
まず、ｚ送り機構７ｚによって光ファイバ１を所望の移動量Ｐz押し下げ（ホルダ４のｚ方向の初期座標をｚbとする）、このときの光ファイバ１の有無をセンサ部９で検出する（ステップＳ１）。センサ部９では、通常のホトカプラの原理により、発光部９ａから出た光が光ファイバ１によって遮断されるかどうかを受光部９ｂで検出することによって光ファイバ１の存在を検知する。
【００４０】
ｚ送り機構７ｚでは、センサ部９が光ファイバ１を検出した場合には、ホルダ４をセンサ部９から相対的に遠ざける方向にホルダ４を移動する。他方、センサ部９が光ファイバ１を検出しない場合には、ホルダ４をセンサ部９に相対的に近づける方向にホルダ４を移動する。
【００４１】
なお、本実施形態においては、ｚ送り機構７ｚによってホルダ４が移動する場合を想定しているが、重要なのはホルダ４とセンサ部９の相対的な位置関係のみなので、ホルダ４の代わりにセンサ部９を移動する構成にしてもよいし、ホルダ４とセンサ部９の両者が移動可能な構成にしてもよい。また、ホルダ４の移動方向はｚ軸に平行な方向（鉛直方向）であるとしているが、それ以外の方向に移動するような構成にしても一向に構わない（例えば、図１に示す系を鉛直方向に対して９０度回転させて本実施形態を実施しても一向に構わない）。以上の点は、本発明の全ての実施形態に共通していえることである。
【００４２】
移動後、再び光ファイバ１の有無をセンサ部９で検出する。このとき検出の状態がはじめの状態から変化がなければ移動量Ｐzはそのままで、もし検出の状態が検出から非検出へ（または非検出から検出へ）逆転した場合は、それ以降、次の移動量はその前の移動量の１／２（２分の１）に逓減させつつこれを繰り返す（ステップＳ２）。したがって、はじめの検出状態が反転して以降のホルダ４の移動回数をｎとすると、ｎ回目の移動量は
Ｐz ／２nとなる。したがって、移動回数を重ねるにつれてその移動量は収束していく。この方法によると、例えば９回目の移動量は初回の移動量の５１２分の１となるが、仮に初回の移動量を５ｍｍとすると、９回目の移動が終了した時点では１０μｍ以下の誤差で先端位置を推定することが出来る。現実的には、この１０μｍ程度を所定の閾値として用いることが多いので、初回の移動量を５ｍｍ程度とした場合、上記の如く９回程度の移動によって所定の閾値に達することになる。このように移動量が逓減し、所定の閾値以下となったときのｚ方向の座標ｚtをもって光ファイバ１の先端位置とする。
【００４３】
図１（ｂ）は、上記同様の方法でホルダ４の先端位置ｚhを求める方法を示している（ステップＳ３、Ｓ４）。これによってホルダの先端位置ｚhが求まれば、光ファイバ１のホルダ４から突き出している部分の長さ（ファイバ長さ）ｆは、先に求めた光ファイバ１の先端位置の座標ｚtとあわせてｆ＝ｚt−ｚhと求めることができる。
【００４４】
ホルダ４は、位置合わせ溝等を設けることによって脱着の位置再現性を十分な精度にできるので、ホルダ４の先端位置ｚhの計測は、先端加工装置２００の立上げ時に１回だけ行っておき、そのデータを保存してファイバ長さｆを計算するときに用いればよい。
【００４５】
なお、本実施形態においては、検出精度を確保するためスリット１０を用いた例を説明したが、光学レンズ系を発光部９ａと受光部９ｂの間に挿入することによって更に精度を上げる構成にすることも勿論可能である。
【００４６】
また、以上の説明においては、センサ部９において、発光部９ａと受光部９ｂを対向させ、その間の光ファイバ１の有無を透過光によって検出していたが、光ファイバ１に対して発光部９ａと受光部９ｂを同一側に置き、光ファイバ１から反射されてくる反射光を受光部９ｂで測定することにより、光ファイバ１の有無を検出してもよい。
【００４７】
更に、区間二分法の代わりに、移動量の逓減割合を（１／ｎ）とする「区間ｎ分法」を適用することも可能である。この場合には、ｎ分割した区間を順次スキャンして光ファイバ１の有無を調べ、光ファイバ１の先端位置を検出する。
【００４８】
このように、本実施形態に係る光ファイバの先端位置検出方法においては、さまざまな変形例が存在し得る。
【００４９】
本実施形態に係る光ファイバの先端位置検出方法によって先端位置が求められた光ファイバ１は、その後、先端加工装置２００を用いて楔形の光ファイバ１に加工される。その際の加工方法は、従来例で説明したものと同じである。
【００５０】
すなわち、上述した先端位置検出処理に続き、検出した光ファイバの先端位置１に基づいて、光ファイバ先端を研磨して加工する際に必要となる光ファイバ１の先端加工装置２００内の研磨面５への押込み量ｄ＝ｆ−Ｈを算出し、この算出した押込み量ｄに基づいて決定される光ファイバ１先端の楔頂角２θを形成するために、研磨面５が光ファイバ１と接触角θをなすように光ファイバ１を研磨面５に押し当てて撓ませる。この際、図７に示すように、ホルダ４の保持角度は鉛直方向に対してαであったとする。
【００５１】
その後、ｘ送り機構７ｘによって光ファイバ１を研磨プレート６の一方の斜面５ａ側より水平に移動させ、光ファイバ１の先端を研磨面５の斜面５ａに徐々に押しあてて撓ませ、さらに水平移動させて平坦部５ｂを摺動させる。この意味で、ｘ送り機構７ｘは本実施形態における相対移動手段をなしている。なお、研磨プレート６の方を光ファイバ１に対して相対的に移動させる構成にしてもよい。また、その移動方向に関しても、光ファイバ１の先端が所望の頂角を形成可能であればどのような方向であっても構わない。
【００５２】
光ファイバ１の先端が研磨面５のもう一方の斜面５ｃに到達すると、光ファイバ１の撓みは徐々に開放され、それに伴って光ファイバ１先端と研磨面５の接触点は徐々に中心部へ移り、光ファイバ１の先端は曲面状に研磨される。さらに水平移動すると、光ファイバ１の先端は研磨面５から離れる（以上、図７のＩ→II→IIIの工程）。
【００５３】
次に、回転機構８で光ファイバ１を角度２α逆回転した後、ｘ送り機構７ｘによって光ファイバ１を逆方向に水平移動させ、光ファイバ１の先端を研磨面５の斜面５ｃに徐々に押しあてて撓ませ、さらに斜面５ａから離れるまで水平移動させる。これによって楔形のもう一方の面が対象に徐々に形成される。すなわち、光ファイバ１のコア層２中心軸を対称軸として最初に研磨面５に押し当てた側の先端部分と対称な先端部分が研磨面５に押し当てられ、研磨されることになる（以上、図７のIV→Ｖ→VIの工程）。
【００５４】
以上の往復工程を数十回繰り返すことにより、頂角２θで先端が円筒面の楔形をより正確に形成することができる。
【００５５】
以上説明した本発明の第１の実施形態によれば、光ファイバの有無を検出するセンサの出力に応じて光ファイバを移動させるに際して、その移動量を前回の移動量の２分の１に逓減させながら複数回繰り返していき、移動量が所定の閾値以下となった位置をもって光ファイバの先端位置を検出するようにしたので、光ファイバの先端位置と長さを簡単に求め、所定量だけ正確に押込むことができ、その結果、精度の良い加工を能率よく行い、製造コストを大幅に下げることが可能となる。
【００５６】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態は、回転機構のオフセットを求め、この求めたオフセットの分だけ補正を行うものである。図２は、本発明の第２の実施形態に係る光ファイバの補正値算出方法の概要を示す説明図である。同図に示す光ファイバ１は、ホルダ４に対して図８に示すようなオフセットδを有している。以後の説明では、図８のｘ軸（水平方向の軸）と光ファイバ１の最下端の距離をＬ0、ｘ軸とホルダ４の最下端の距離をＬhとする。
【００５７】
まず、図２（ａ）に示すように、光ファイバ１を回転機構８で時計回りに角度α（＞０）回転（ＣＷ回転）して保持し（このときのホルダ中心軸はｚ1）、この状態で光ファイバ１の先端位置ｚt1を読み取る。光ファイバ１の先端位置検出については、上記第１の実施形態と同様の処理を行う。この点については、以後の説明において特に記載がなくても同じであるものとする。
【００５８】
次に、光ファイバ１を反時計回りに回転（ＣＣＷ回転）し、ｚ軸（鉛直方向）に対して図２（ａ）の状態と対称な角度αとなる位置にて保持し（このときのホルダ中心軸はｚ2）、この保持した状態で光ファイバ１の先端位置ｚt2を読み取る。
【００５９】
先端位置ｚt1と先端位置ｚt2の差は、図２（ｂ）からも明らかなように２δsinαに等しいので、この場合のオフセットδはδ＝（ｚt1−ｚt2）／（２sinα）となる。
【００６０】
光ファイバ１の加工時に押込み量を補正するとき、光ファイバをＣＷ回転して角度αで保持した場合、光ファイバ１の先端位置が補正値δsinαだけ下がるように補正する。反対に、光ファイバ１をＣＣＷ回転して角度αで保持した場合は、光ファイバ１の先端位置が補正値δsinαだけ上がるように補正を行う。この際の光ファイバ１の先端位置は、上述した第１の実施形態と同様の方法で行う。本実施形態における先端位置の検出、押込み量の算出、および押込み量補正値算出の各処理は、演算機能および制御機能を備えた中央処理装置（ＣＰＵ：Central Processing Unit）等をシステムに適宜具備させることによって実行する。この意味で、中央処理装置等を備えて各種処理の演算および制御を実行する制御演算部（図示せず）が、先端位置検出手段、押込み量算出処理、および補正値算出手段の機能を有していることはいうまでもない。この点は、本発明の全ての実施形態に共通する事項である。
【００６１】
これらの補正により、光ファイバを所定量だけ正確に押込むことができ、接触角も加工荷重も対称となり、その結果、稜線偏心は生じず、歩留まりを向上させることができる。
【００６２】
なお、図２では、光ファイバ１が回転中心Ｏの左側にオフセットしている場合を例に説明しているが、右側にオフセットしている場合は、上記の計算によってδの値がマイナスとなり、ＣＷ回転およびＣＣＷ回転時の補正の上下方向はそれぞれ反対となる。
【００６３】
また、以上の説明では、便宜上、先端位置を検出する際の保持位置をｚ軸に対して対称な位置としたが、より一般的には、任意の異なる角度α1およびα2とすることも可能である。このときのオフセットδは、δ＝（ｚt1−ｚt2）／（sinα1−sinα2）と求められる。
【００６４】
以上の処理に引き続いて光ファイバ１先端を研磨面５上で押込んで行う光ファイバ１の加工方法については、上述した第１の実施形態と同様である。
【００６５】
以上説明した本発明の第２の実施形態によれば、光ファイバを逐次複数の異なる角度に回転させて保持し、その都度、光ファイバの先端位置を検出し、それらの検出データによって光ファイバの回転中心からの偏心量を求め、これによって加工時の保持角度に対して必要な光ファイバの押込み量の補正値を算出し、この補正値を用いて光ファイバを所定の量だけ正確に押込むように制御しているので、簡単な機構で正確に補正することができ、その結果、歩留まりと能率を向上させ、製造コストを大幅に下げることができる。
【００６６】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態は、以上説明した二つの実施形態を一括して行うものである。すなわち、本実施形態においては、一回の検出処理を行うことにより、必要なオフセットδとファイバ長さｆを同時に求める。
【００６７】
図３は、本実施形態の先端位置検出処理および補正値算出処理の概要を説明する図である。
【００６８】
まず、図３（ａ）に示すように、光ファイバ１の先端が最も低い位置に来る保持角度α1を探す。光ファイバ１を回転角度原点から少し傾けて先端位置を検出する。本実施形態においても、先端位置検出処理自体は、上記第１の実施形態と同様である。その後、回転機構８をわずかに回転させ、さらに先端位置が低下する回転方向を探して微小角度回転する。これを次々に繰り返して光ファイバ１の先端がそれ以上は下降しない保持角度をα1とし、このときの光ファイバ１の先端位置ｚt1を読み取る。
【００６９】
次に、光ファイバ１を任意の保持角度α2（≠α1）に向けて回転し、この状態で光ファイバ１の先端位置ｚt2を読み取る。ここで、保持角度をα1としたときの光ファイバ１の先端と回転中心の距離をＬ1、保持角度をα2としたときの光ファイバ１の先端と回転中心の距離をＬ2と表し、両者の先端位置の差をＤと表すと、Ｄ＝ｚt2−ｚt1＝Ｌ1−Ｌ2と表される。
【００７０】
ここで、図３（ｂ）からも明らかなように、Ｌ0，Ｌ1，Ｌ2の間には、
Ｌ2＝Ｌ1cos（α2＋α1），Ｌ0＝Ｌ1cosα1 
なる関係があることを考慮すると、
Ｌ0＝（ｚt2−ｚt1）cosα1 ／（１−cos（α2＋α1））
となる。
【００７１】
したがって、これらの関係から、オフセットδは次のように求められる。
δ＝Ｌ0 tanα1＝（ｚt2−ｚt1）sinα1 ／（１−cos（α2＋α1））
【００７２】
また、回転中心からホルダ４の端点までの長さをＬhと表すと、Ｌhは設計によって既知の値であるから、ファイバ長さｆはｆ＝Ｌ0−Ｌh から直ちに求められる。
【００７３】
結局、保持角度α1およびα2を上記の如く適宜設定し、そのときの光ファイバ１の先端位置ｚt1およびｚt2をそれぞれ読み取ることによって、オフセットδとファイバ長さｆが同時に求められる。
【００７４】
このようにしてオフセットδとファイバ長さｆを求めた後、上述した弾性力学的解析に基づく楔頂角２θに対する押込み量ｄとファイバ長さｆの関係から押込み量ｄを求め、押込み量ｄを押込んだときの光ファイバ１の先端位置に関する補正を行う。すなわち、加工時に光ファイバをＣＷ回転し角度αで保持した場合は、光ファイバ１の先端位置が補正値δsinαだけ下がるよう補正を行う。他方、光ファイバ１をＣＣＷ回転して角度−αで保持した場合は、光ファイバ１の先端位置は補正値δsinαだけ上がるように補正を行う。この補正により、光ファイバを所定の量だけ正確に押込むことができ接触角も加工加重も対称となり、稜線偏心は生じず、歩留まりを向上させることができる。
【００７５】
なお、図３では光ファイバ１が回転中心Ｏの左側にオフセットしている場合を例に説明しているが、右側にオフセットしている場合は、上記の計算によってδの値はマイナスとなり、回転に応じた補正の上下移動方向は反対となる。
【００７６】
以上説明した第３の実施形態が、上記二つの実施形態と同様の効果を奏するものであることは勿論である。
【００７７】
加えて本実施形態によれば、オフセットδとファイバ長さｆを同時に検出するので、作業効率を上げて光ファイバの生産性を一段と高めることが可能となる。
【００７８】
ちなみに、光ファイバ１の先端が最も低い位置に来る保持角度α1を探す際には、保持角度α1の変化に対して光ファイバ１の先端位置の変動は極めて小さいため、保持角度α1の精度は劣る。そこで、この保持角度α1の精度を向上させるための措置を施すこともできる。図４に示すように、まず光ファイバ１をＣＷに大きく傾けてそのときの角度をα2、先端位置の座標をｚt2とする。
【００７９】
その後、光ファイバ１をＣＣＷ方向に大きく傾けて先端位置がｚt2となったときの角度をα3とする。これらの値から光ファイバ１の最低先端の保持角度α1は、
α1＝（α3−α2）／２
と求められる。
【００８０】
光ファイバ１を大きく傾けたときは、保持角度の変化に対して光ファイバ１の先端位置の変動は十分に大きいので、保持角度α2およびα3の精度は十分に高くなる。この結果、光ファイバ１の最低先端の保持角度α1を精度良く求めることができる。
【００８１】
したがって、保持角度α1を用いて光ファイバ１をその角度に回転したときの光ファイバ１の先端位置を読み取れば、精度の高いｚt1を読み取ることができ、オフセットδの精度が一段と向上し、高い精度で補正することができる。
【００８２】
（その他の実施形態）
上述した第１〜第３の実施形態では、ホルダ４が回転していないとき、すなわち回転機構８が原点に位置するとき、光ファイバ１は鉛直（ｚ軸に平行）に保持されているものとして扱ったが、実際には光ファイバ１が鉛直方向に対して傾き、なおかつオフセットしている場合も起こり得る。図５は、このような場合に光ファイバ１の位置（姿勢）を補正するときの処理の概要を示す説明図である。
【００８３】
図５（ａ）に示すように、光ファイバ１がオフセットδで、かつ角度がαe傾いた状態（ホルダ４中心軸はｚe）で保持されていたとする（以後、このαeを「角度オフセット」と称する）。これは主に回転機構８に原点誤差が生じた場合、またはホルダ４を装着する位置合わせ基準面が何らかの原因で傾いた場合に起こる。
【００８４】
このまま、上記第３の実施形態と同様の手順でオフセットを検出すると、光ファイバ１を破線１ｅとみなしてしまい、オフセットの値も実際の値δよりも小さいδeとみなしてしまう（光ファイバ１が鉛直方向に対して図５（ａ）と逆側に傾斜している場合には、実際の値よりも大きくみなしてしまう）。この結果、加工時に光ファイバ１の先端位置を正しく補正することができず、稜線偏心を生じてしまう。このため、角度オフセットαeを正確に把握しなければならない。
【００８５】
そこで、本実施形態においては、設計段階でホルダ４の先端位置測定に適した点を校正基準点Ｐとして定めておき、ホルダ４の中心軸に対する角度αeを予め校正しておく。図５（ｂ）に示す場合には、ホルダ４の左下頂角部を校正基準点Ｐとしている。
【００８６】
図５（ｂ）に示す場合、ホルダ４を回転機構８によって校正基準点Ｐが最も低くなる位置（先端位置）を検出し、そのときのホルダ４中心軸の回転角（の大きさ）αdを求める（回転後のホルダ４の中心軸はｚd）。更に、このときの校正基準点Ｐが最初の位置Ｐ0から回転した角度（の大きさ）αaを求める。
【００８７】
図５（ｂ）からも明らかなように、角度オフセットαeは、
αe＝αd−αa
により求められる。ここでの演算も、上述した中央処理装置等を有する制御演算部によって実行することはいうまでもない。
【００８８】
その後、ホルダ４に光ファイバ１を装着し、上述した手順で求めた角度オフセットαeをキャンセルする方向に回転機構８を回転させて角度補正を行い、この補正を行った位置を回転機構８の原点とする。この結果、光ファイバ１は鉛直方向を指向して、図８と等しくホルダ４の中心軸が鉛直方向（ｚ軸方向）を指向する状態になる。
【００８９】
この後、例えば上記第３の実施形態の処理を実行すれば、オフセットδとファイバ長さｆを同時に正しく求めることができ、適切な補正が可能となる。第１および第２の実施形態の場合も同様である。
【００９０】
なお、この角度オフセットαeを求める校正は、回転機構８に原点誤差が生じた場合、またはホルダ４を装着する位置合わせ基準面が何らかの原因で傾いた場合にほぼ限られ、先端加工装置２００の立上げ時や定期的な保守点検の一環として実施すれば十分である。
【００９１】
このように、本発明の構成は上記三つの実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲により特定される技術的事項を逸脱しない範囲内において種々の変更等を施すことが可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る先端位置検出方法の概要を示す説明図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る補正値算出方法の概要を示す説明図である。
【図３】本発明の第３の実施形態に係る先端位置検出方法および補正値算出方法の概要を示す説明図である。
【図４】本発明の第３の実施形態の一変形例を示す図である。
【図５】角度オフセットの検出と補正方法の概要を示す説明図である。
【図６】光結合系の構成を示す図である。
【図７】楔形光ファイバの加工方法の概要を示す説明図である。
【図８】光ファイバをホルダに装着したときのオフセットを説明する図である。
【図９】光ファイバをホルダに装着したときのオフセットが先端位置の検出誤差に及ぼす影響を説明する図である。
【図１０】オフセットにより生じた楔形光ファイバ形状の誤差を説明する図である。
【符号の説明】
【００９３】
１  光ファイバ
２  コア層
３  半導体レーザ
４  ホルダ（保持手段）
５  研磨面（研磨手段）
６  研磨プレート
７ｘ  ｘ送り機構（相対移動手段）
７ｚ  ｚ送り機構（移動手段）
８  回転機構（回転手段）
９  センサ部（検出手段の一部）
９ａ  発光部
９ｂ  受光部
１０  スリット（検出手段の一部）
１００  光結合系
２００  先端加工装置
【図１】
2005241999.tif 000003
【図２】
2005241999.tif 000004
【図３】
2005241999.tif 000005
【図４】
2005241999.tif 000006
【図５】
2005241999.tif 000007
【図６】
2005241999.tif 000008
【図７】
2005241999.tif 000009
【図８】
2005241999.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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