光ファイバの融着接続方法
【課題】光ファイバ端面全体を観察し得るようにして欠け、ハックルを検出し、それら欠け、ハックルを除去して光ファイバの端面同士を融着接続することのできる光ファイバの融着接続方法を提供する。
【解決手段】一対の光ファイバ１，３の端面同士を融着接続する光ファイバの融着接続方法において、光ファイバの端面１ａ，３ａと対面配置した撮像手段２３，２５，２７で、該光ファイバの端面を正面から撮像し、検出手段で検出した欠け、ハックルを有した光ファイバ端面に放電した後、両光ファイバの端面同士を融着接続する。
【解決手段】一対の光ファイバ１，３の端面同士を融着接続する光ファイバの融着接続方法において、光ファイバの端面１ａ，３ａと対面配置した撮像手段２３，２５，２７で、該光ファイバの端面を正面から撮像し、検出手段で検出した欠け、ハックルを有した光ファイバ端面に放電した後、両光ファイバの端面同士を融着接続する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバの融着接続方法に関し、特に光ファイバ端面の欠け、ハックルの検出技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１では、光ファイバの端面を正面からではなく側方から光学系で撮像して得られた輝度分布をほぼ平坦になるようにし、その輝度分布の濃淡部位から欠けを検出するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１４６７５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載の技術では、光ファイバの端面を側方から光学系で撮像した観察画像で光ファイバ端面状態を検出しているため、死角にある欠け、ハックルを検出することができない。
【０００５】
そこで、本発明は、光ファイバ端面全体を観察し得るようにして欠け、ハックルを検出し、それら欠け、ハックルを除去して光ファイバの端面同士を融着接続することのできる光ファイバの融着接続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】
【０００６】
第１の本発明は、一対の光ファイバの端面同士を融着接続する光ファイバの融着接続方法において、前記光ファイバの端面と対面配置した撮像手段で、該光ファイバの端面を正面から撮像し、検出手段で検出した欠け、ハックルを有した光ファイバ端面に放電手段で放電した後、両光ファイバの端面同士を融着接続することを特徴としている。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明において、前記撮像手段で得られた光ファイバ端面の画像を画像手段で表示すると共にその画像から輝度情報として欠け、ハックルの部位を画像手段に明示し、また、検出した欠け、ハックルが端面観察画像で軽減あるいは無くなるまで光ファイバ端面に放電手段で放電することを特徴としている。
【０００８】
第３の発明は、第２の発明において、前記欠け、ハックルの部位の画像手段への明示は、前記光ファイバの端面観察画像上の欠け、ハックルの部位を囲みあるいは線等の印で指し示して明示することを特徴としている。
【０００９】
第４の発明は、第３の発明において、前記欠け、ハックルの部位を横切る任意の軸方向の輝度情報を数値化し、グラフ化して表示することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の光ファイバの融着接続方法によれば、光ファイバの端面と対向配置した撮像手段で、光ファイバの端面を正面から撮像しているので、光ファイバ端面全体の画像から輝度情報を得ることができ、輝度情報として欠け、ハックルの部位を画像手段に明示することができる。そして、検出した欠け、ハックルを有した光ファイバ端面に放電手段で放電した後、両光ファイバの端面同士を融着接続すれば、低損失な接続を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は本発明の一実施の形態に係る融着接続装置の斜視図である。
【図２】図２は図１の融着接続装置の光ファイバを保持する部分を示す側面図である。
【図３】図３は図１の融着接続装置で一方の光ファイバの端面を撮像している状態を示し、（ａ）はその平面図、（ｂ）は（ａ）の右側面図である。
【図４】図４は図１の融着接続装置で他方の光ファイバの端面を撮像している状態を示し、（ａ）はその平面図、（ｂ）は（ａ）の右側面図である。
【図５】図５は図１の融着接続装置でミラー軸が上昇端位置にある状態を示し、（ａ）は図１の光ファイバに対して直交する側方から見た側面図、（ｂ）は図１の光ファイバに対してその長さ方向から見た正面図である。
【図６】図６は図１の融着接続装置でミラー軸が下降端位置にある状態を示し、（ａ）は図１の光ファイバに対して直交する側方から見た側面図、（ｂ）は図１の光ファイバに対してその長さ方向から見た正面図である。
【図７】図７は図１の融着接続装置の制御ブロック図である。
【図８】図８は本発明の他の実施形態に係る融着接続装置での図３に対応する図で、（ａ）はその平面図、（ｂ）は（ａ）の右側面図である。
【図９】図９は本発明の他の実施形態に係る融着接続装置での図４に対応する図で、（ａ）はその平面図、（ｂ）は（ａ）の右側面図である。
【図１０】図１０は本発明方法で光ファイバの端面同士を融着接続する工程を示すフローチャートである。
【図１１】図１１（ａ）は本発明方法で得られた光ファイバ端面の観察画像を示し、同図（ｂ）はＹ軸方向の輝度線、同図（ｃ）はＸ軸方向の輝度線である。
【図１２】図１２（ａ）は放電後の光ファイバ端面の観察画像を示し、同図（ｂ）はＹ軸方向の輝度線、同図（ｃ）はＸ軸方向の輝度線である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１３】
先ず、一対の光ファイバの端面同士を融着接続する融着接続装置について説明する。図１に示すように、一対の光ファイバ１，３は、その軸線方向に互いに対向した状態で、かつ、その端面１ａ，３ａを互いに離間した状態で、光ファイバ１，３にそれぞれ対応して設けてある図２に示すファイバホルダ５によって把持されている。ファイバホルダ５は、ホルダベース７上に着脱可能に取り付けてあるホルダ本体９の凹部に光ファイバ１，３を収容した状態で、上部から開閉可能な押さえ板１１で押し付けて光ファイバ１，３を固定する。なお、図１において、光ファイバ１，３の軸線方向をＸ軸方向とし、これに直交する方向をＹ軸方向とし、光ファイバ１，３の長手方向に垂直な方向をＺ軸方向とする。以下、Ｘ軸と平行な面を水平面、Ｚ軸と平行な面を垂直面とする。
【００１４】
光ファイバ１，３は、図２に示すように、石英のガラスファイバ１Ａ，３Ａの外周を被覆した被覆樹脂１Ｂ，３Ｂを備えており、その被覆樹脂１Ｂ，３Ｂを備えた部位を、ファイバホルダ５が把持する。
【００１５】
また、上記したファイバホルダ５よりも光ファイバ１，３の端面１ａ，３ａ側は、Ｖ溝台１３，１５によって光ファイバ１，３を位置決め保持している。Ｖ溝台１３，１５も、ファイバホルダ５同様に被覆樹脂１Ｂ，３Ｂを備えた部分を位置決め固定しているが、ガラスファイバ１Ａ，３Ａ部分を位置決め固定してもよい。
【００１６】
なお、Ｖ溝台１３，１５に対し、そのＶ溝１３ａ，１５ａ内に一部が入り込んで光ファイバ１，３をＶ溝台１３，１５との間で押さえる図示しないクランプを備えている。
【００１７】
また、図１に示すように、一対の光ファイバ１，３の適宜位置には、側方から光ファイバ１，３内に光を投射するＬＥＤランプ１７，１９を配置している。ＬＥＤランプ１７，１９によって光ファイバ１，３内に投射された光は、光ファイバ１，３の端面１ａ，３ａから放射される。
【００１８】
そして、一対の光ファイバ１，３の端面１ａ，３ａ相互間には、光ファイバ１，３の軸線方向に直交する上下方向に延びる反射部材としてのミラー軸２１を、上下動可能かつ回転可能に配置している。ミラー軸２１の先端（上端）付近の一側部には凹部２１ａを形成してあり、この凹部２１ａに反射面を構成するミラー２３を取り付けている。
【００１９】
ミラー２３は、ミラー軸２１が図１のように上昇端に位置する状態で、光ファイバ１，３の端面１ａ，３ａのうちいずれか一方の像を反射させる。ミラー２３の反射光は側方に配置してある第１の撮像手段としての第１のテレビカメラ２５と第２の撮像手段としての第２のテレビカメラ２７とのいずれか一方に指向させる。これら第１，第２のテレビカメラ２５，２７の光学系の光軸が、水平面に対し傾斜した状態で配置してあり、先端側に第１，第２のレンズ２５ａ，２７ａをそれぞれ備えている。
【００２０】
ここでは、図１の状態に対応する図３に示すように、第１の状態として、一方の光ファイバ１の端面１ａの像１ａ’を、ミラー２３で反射させて第１のレンズ２５ａに入射させる。また、図１、図３の状態からミラー軸２１を１８０度回転させた状態では、図４に示すように、第２の状態として、他方の光ファイバ３の端面３ａの像３ａ’を、ミラー２３で反射させて第２のレンズ２７ａに入射させる。ミラー２３の反射面はミラー軸２１の回転軸線を含むように位置づけられるため、ミラー軸２１が１８０度回転しても反射面の位置は変わらない。
【００２１】
次に、光ファイバ１，３の軸線に直交するミラー軸２１の回転軸線を中心として回転する回転機構について説明する。図５は、図１と同様にミラー軸２１が上昇端に位置する状態を示し、図６は、ミラー軸２１が下降端に位置する状態を示し、かつ、図６の状態は、図５の状態に対し、ミラー軸２１がその回転軸線を中心として、図５の上方から見て時計回りに９０度回転している。
【００２２】
ミラー軸２１は、固定ブラケット２９に対して上下動可能であり、固定ブラケット２９は、上板部２９ａから上方に突出するようにして下部を取り付けてあるガイド筒３１を備え、このガイド筒３１内に挿入した状態のミラー軸２１が上下動する。ミラー軸２１のガイド筒３１よりも先端側のミラー２３側には、ストッパフランジ３２を取り付けてあり、ミラー軸２１が図６のように下降したときに、ガイド筒３１の上端がストッパフランジ３２に当接して、ミラー軸２１のそれ以上の下降を規制する。
【００２３】
ミラー軸２１の下端には円筒形状部材３３を設けて一体化しており、円筒形状部材３３の外周部の半円弧部分の一方に、図６（ａ）で正面視として図示される溝３５を形成している。この溝３５は、ミラー軸２１のミラー２３と軸方向反対側の端部付近からミラー２３側の端部付近にわたり螺旋状となる第１の傾斜溝３５ａと、第１の傾斜溝３５ａの上端からミラー２３と反対側の下方に向けて螺旋状となる第２の傾斜溝３５ｂとを備えている。
【００２４】
ここで、第１の傾斜溝３５ａのミラー２３側の面がガイド傾斜面３７となる。一方、第２の傾斜溝３５ｂでは、ミラー２３と反対側の面がガイド傾斜面３９となる。これら各ガイド傾斜面３７，３９は、互いに傾斜方向が異なり、かつ、互いに対向する形状となる少なくとも一対のカム面を構成している。
【００２５】
また、各ガイド傾斜面３７，３９は、図５（ｂ）に示すように、回転方向に沿って近接して形成され、これら一対のガイド傾斜面３７，３９の互いに近接する部分が円周方向で互いに重なり合っている。すなわち、図５（ｂ）に示すように、ガイド傾斜面３７の上端３７ａとガイド傾斜面３９の上端３９ａとが、回転方向に互いにオーバラップしている。
【００２６】
また、図５（ａ）に示すように、円筒形状部材３３におけるガイド傾斜面３７に対向する軸方向下部には、上下方向に延びる下部軸方向溝４１を形成し、図５（ｂ）に示すように、円筒形状部材３３におけるガイド傾斜面３９に対向する軸方向上部には、上下方向に延びる上部軸方向溝４３を形成している。これら各軸方向溝４１，４３相互は円周方向に９０度の角度を隔てた位置に設定してある。
【００２７】
そして、これらの螺旋形状の溝３５及び各軸方向溝４１，４３に沿って相対移動する被ガイド部としての突起部４５を、前記した固定ブラケット２９に設けている。この突起部４５は、固定ブラケット２９の上板部２９ａの一側部から下方に延びるアーム部２９ｂの先端にて、内側に向けて突出し、溝３５や軸方向溝４１，４３内に入り込むように形成している。なお、この突起部４５は、図５では下部軸方向溝４１内に位置し、図６では上部軸方向溝４３内に位置し、各軸方向溝４１，４３内に位置することで、ミラー軸２３の回転が規制されている。
【００２８】
これらの螺旋形状の溝３５及び各軸方向溝４１，４３は、円筒形状部材３３の外周部の半円弧部分の他方、すなわち図５（ｂ）において紙面の裏側にも同様に形成されている。
【００２９】
上記した溝３５や各軸方向溝４１，４３を備えた円筒形状部材３３の上端面と固定ブラケット２９の上板部２９ａとの間には弾性手段としてのスプリング４７を設けており、このスプリング４７によりミラー軸２１を常時下方に押し付けている。
【００３０】
図５（ｂ）、図６（ｂ）に示すように、固定ブラケット２９のミラー軸２１を間に挟んで前記したアーム部２９ｂと反対側には、ミラー軸駆動機構取付部４９を形成している。ミラー軸駆動機構取付部４９は、ミラー軸２１と反対の外側にて上方に屈曲するモータ取付アーム５１と、ミラー軸２１と反対の外側にて下方に屈曲する回動リンク取付アーム５３とを備えている。
【００３１】
そして、モータ取付アーム５１の上部に駆動手段としてのモータ５５を取り付け、回動リンク取付アーム５３の先端には、回動支持ピン５７を介して回動リンク５９を回動可能に取り付けている。モータ５５の回転駆動軸６１は、ボールねじのねじ軸６３に連結しており、回転駆動軸６１の回転に伴うねじ軸６３の回転によって、ねじ軸６３が図示しないナットに対して回転しながら軸方向に移動する。
【００３２】
ねじ軸６３の先端は回動リンク５９の一方の端部５９ａに当接し、回動リンク５９の他方の端部５９ｂは円筒形状部材３３の下端面に当接している。
【００３３】
図１、図５のようにミラー軸２１が上昇端に位置する状態では、ねじ軸６３は前進しており、このとき回動リンク５９の他方の端部５９ｂが円筒形状部材３３の下端面を上方に向けて押し付けることで、スプリング４７が圧縮された状態となる。この状態から、モータ５５を駆動してねじ軸６３を後退移動させると、回動リンク５９は図５（ｂ）中で反時計方向に回動し、これに伴ないスプリング４７が伸長して該スプリング４７の弾性力によって円筒形状部材３３がミラー軸２１とともに図６のように下降した状態となる。
【００３４】
図５の状態から円筒形状部材３３が下方に移動するときに、突起部４５が、下部軸方向溝４１から相対的に上方に移動してその直上のガイド傾斜面３７に当接し、当接後は、ガイド傾斜面３７に対して押し付けられながら相対移動することになる。ここで、突起部４５は、固定ブラケット２９に設けてあって固定されたものであるから、上記した相対移動によって円筒形状部材３３が、図５（ａ）の上方から見た平面視で時計方向に９０度回転して図６（ａ）の状態となる。すなわち、ミラー軸２１は下降端に位置し、このとき突起部４５は上部軸方向溝４３に入り込んだ状態であり、スプリング４７は伸びた状態である。
【００３５】
続いて、図６の状態から、モータ５５を前記とは逆方向に回転駆動してねじ軸６３を進出移動させると、回動リンク５９は図６（ｂ）中で時計方向に回動し、円筒形状部材３３をスプリング４７に抗して上昇させることになる。円筒形状部材３３が上昇すると、図６（ａ）のように上部軸方向溝４３内に位置する突起部４５は、その直下のガイド傾斜面３９に対し、当接して押し付けることになるので、円筒形状部材３３はさらに９０度前記と同じ方向に回転する。
【００３６】
このように、ミラー軸２１は、図１、図５の上昇端位置にある状態から、モータ５５を駆動してねじ軸６３が後退移動することで９０度回転しつつ下降し、さらにねじ軸６３が前進移動することで同方向に９０度回転して上昇する。これにより、ねじ軸６３の後退及び前進移動を１回繰り返すことで、ミラー軸２１は上昇端位置でミラー２３の向きを１８０度回転した状態とすることができる。
【００３７】
つまり、図１、図５の状態では、一方の光ファイバ１の端面１ａの像１ａ’が、ミラー２３で反射して第１のレンズ２５ａに入射し、第１のテレビカメラ２５で撮像することができる。この状態から、上記したようなモータ５５の駆動によってミラー軸２１を１８０度回転させることで、他方の光ファイバ３の端面３ａの像３ａ’が、ミラー２３で反射して第２のレンズ２７ａに入射し、第２のテレビカメラ２７で撮像することができる。
【００３８】
ミラー軸２１が１８０度回転した後に、さらにモータ５５の駆動によりねじ軸６３の後退及び前進移動を１回繰り返すことで、ミラー２３の向きが元の状態、つまり図１の一方の光ファイバ１の端面１ａの像１ａ’を反射させる状態に戻る。
【００３９】
第１，２のテレビカメラ２５，２７で撮像した各画像は、図７に示すように、制御部６５の画像処理回路で個別に画像処理して別々のデータを取得し、これら各データに基づいて、図２に示したファイバホルダ５の全体を光ファイバ１，３の軸心を中心として回転して調心作業を行う。あるいは、Ｖ溝台１３，１５のみを径方向に移動させて軸心合わせを行う。また、光ファイバ１，３の別々の画像データは、第１の表示部６９及び第２の表示部７０でそれぞれ個別に表示する。
【００４０】
調心作業や軸心合わせを行った後は、光ファイバ１，３の端面１ａ，３ａ同士を当接させた状態で、図示しない放電電極を利用して融着接続する。融着接続する際には、ミラー軸２１は図６のように下降端位置としてミラー軸２１が邪魔にならないようにする。なお、端面１ａ，３ａ同士を当接させる際には、ファイバホルダ５を軸方向に移動させることで行う。
【００４１】
このように、本実施形態では、融着接続する一対の光ファイバ１，３の端面１ａ，３ａを撮像する際に、１８０度回転するミラー軸２１に設けた１つのミラー２３を利用して、光ファイバ１，３の端面１ａ，３ａを正面から個別に画像を取得するようにしている。このため、正面から端面１ａ，３ａを撮像することで光ファイバを側方から撮像する場合に比較して高精度な画像を取得できる上、一対の光ファイバ１，３の各端面１ａ，３ａに対応する第１のテレビカメラ２５及び第２のテレビカメラ２７によって個別に撮像することで、高精度な画像を取得できる。
【００４２】
この際、第１のテレビカメラ２５は一方の光ファイバ１の端面１ａの像１ａ’を撮像しているので、その像１ａ’を第１のレンズ２５ａの中心で受光でき、第２のテレビカメラ２７は他方の光ファイバ３の端面３ａの像３ａ’を撮像しているので、その像３ａ’を第２のレンズ２７ａの中心で受光できる。これにより、ファイバ径が大きい場合であっても、テレビカメラの撮像範囲に収めることが容易となり、一対の光ファイバの両方を１つのテレビカメラで同時に撮像するときのような不完全な画像となることを回避することができ、高精度な画像を得ることができる。
【００４３】
また、各光ファイバ１，３の端面１ａ，３ａを撮像して観察することで、該端面１ａ，３ａに欠けなどの損傷部位を見つけることもでき、融着接続前の不良品を未然に発見することもできる。
【００４４】
また、本実施形態では、ミラー軸２１は、ミラー２３を１つ備え、第１の状態と第２の状態との間で、光ファイバ１，３の軸線に直交する回転軸線を中心として１８０度回転可能であり、前記第１の状態で反射した一方の端面１ａの像１ａ’を撮像する第１のテレビカメラ２５と、前記第２の状態で反射した他方の端面３ａの像３ａ’を撮像する第２のテレビカメラ２７とを備えている。
【００４５】
これにより、各端面１ａ，３ａの像１ａ’、３ａ’を、１つのミラー２３を使用して第１、第２のテレビカメラ２５，２７に向けて個別に反射させることができ、これら第１、第２のテレビカメラ２５，２７によって撮像した画像を、一対の光ファイバ１，３のいずれかであるかを容易に特定することができる。
【００４６】
また、本実施形態では、ミラー軸２１に設けられ、上記回転軸線の軸線方向に対向しかつ回転軸線の周囲を旋回する螺旋形状に傾斜したガイド傾斜面３７，３９と、このガイド傾斜面３７，３９に対してガイドされつつガイド傾斜面３７，３９に沿って相対移動することで、ミラー軸２１を前記回転軸線の軸線方向に移動させると同時に回転軸線の軸線を中心として回転させる突起部４５と、をそれぞれ有している。そして、ガイド傾斜面３７，３９は、互いに傾斜方向が異なりかつ互いに対向する形状となる少なくとも一対のガイド傾斜面３７，３９が回転方向に沿って近接して形成され、この一対のガイド傾斜面３７，３９の互いに近接する部分が円周方向で互いに重なり合っている。
【００４７】
これにより、ミラー軸２１が上下方向に往復移動することで、突起部４５がガイド傾斜面３７，３９に順次ガイドされて、ミラー軸２１を同一方向に９０度ずつ回転させて１８０度回転させることが可能となる。
【００４８】
また、本実施形態では、ミラー軸２１は、上記回転軸線の軸線方向の一方に移動することで、一対のガイド傾斜面３７，３９の一方が突起部４５に接触しつつ移動して９０度回転し、前記回転軸線の軸線方向の他方に移動することで、前記一対のガイド傾斜面３７，３９の他方が突起部４５に接触しつつ移動して９０度回転する。
【００４９】
このため、ミラー軸２１を、上下動させるだけで同一方向に９０度ずつ回転させて１８０度回転させることできる。
【００５０】
また、本実施形態では、ミラー軸２１を上記回転軸線の軸線方向の一方に移動させるスプリング４７と、ミラー軸２１をスプリング４７に抗して上記回転軸線の軸線方向の他方に移動させるモータ５５とを備えている。このためミラー軸２１は、スプリング４７に抗してモータ５５を駆動させることで一方に移動し、逆にモータ５５によるスプリング４７への圧縮方向の駆動を解除することで、スプリング４７によって他方に容易に移動させることができる。この際、モータ５５は１つで済むので、部品点数を少なくでき、構造も簡素化することができる。
【００５１】
さらに、本実施形態では、第１のテレビカメラ２５及び第２のテレビカメラ２７で撮像したぞれぞれの画像を表示する第１の表示部６９及び第２の表示部７０を備え、これら各表示部６９，７０によって上記それぞれの画像を個別に表示する。これにより、一対の光ファイバ１，３の各端面１ａ，３ａの観察を極めて容易に行うことができる。
【００５２】
なお、上記した実施形態では、撮像部として２つの第１，第２のテレビカメラ２５，２７を設けているが、図３（ａ）の状態からミラー軸２３を反時計方向に９０度回転させることで、各端面１ａ，３ａの像１ａ’、３ａ’の反射光を同一方向（図３（ａ）中で下方）とし、これにより１台のテレビカメラでも対応することが可能である。ただし、この場合には、ミラー軸２３は回転する際に上下動しない構造とする必要があり、回転のみさせる駆動機構と、融着時に下方に退避移動させるための上下動のみさせる駆動機構が必要となる。
【００５３】
また、上記した実施形態では、突起部４５をアーム部２９ｂの下端に１つ設けただけであるが、この突起部４５に対向する位置のミラー軸駆動機構取付部４９の下端に、突起部４５と同様な突起部を、図５（ｂ）中で突起部４５と左右対称に設けてもよい。この別の突起部も突起部４５と同様に溝３５内を相対移動して突起部４５と同様の機能を果たす。
【００５４】
また、上記別の突起部を突起部４５に対して軸方向の異なる位置に設け、これに対応して上記溝３５と同様な溝を軸方向の異なる位置に設けてもよい。
【００５５】
図８、図９に示す他の実施形態は、ミラー軸２１０に、その軸方向に沿って２つのミラー２３Ａ，２３Ｂを互いに離間した状態で設けている。ミラー軸２１０は、図８（ａ）、図９（ａ）中の紙面に直交する軸方向に移動可能であり、２つのミラー２３Ａ，２３Ｂは、ミラー軸２１０の軸心を中心として１８０度位置が異なっている。したがって、ミラー軸２１０を軸方向に移動させることで、２つのミラー２３Ａ，２３Ｂのいずれかを光ファイバ１，３の軸線上に位置させることができる。
【００５６】
図８は、ミラー軸２１０を上昇させた状態であり、この状態では、基部側に位置するミラー２３Ａが光ファイバ１，３の軸線上に位置し、このときミラー２３Ａは、第１の状態として、一方の光ファイバ１の端面１ａの像１ａ’を反射させて第１のテレビカメラ２５の第１のレンズ２５ａに入射させる。
【００５７】
一方、図９は、ミラー軸２１０を下降させた状態であり、この状態では、先端側に位置するミラー２３Ｂが光ファイバ１，３の軸線上に位置し、このときミラー２３Ｂは、第２の状態として、他方の光ファイバ３の端面３ａの像３ａ’を反射させて第２のテレビカメラ２７の第２のレンズ２７ａに入射させる。
【００５８】
このように、本実施形態においても、一対の光ファイバ１，３の各端面１ａ，３ａをそれぞれ個別に正面から撮像して観察できるので、光ファイバを側方から撮像する場合に比較して高精度な画像を取得できる上、一対の光ファイバ１，３の各端面１ａ，３ａに対応する第１のテレビカメラ２５及び第２のテレビカメラ２７によって高精度な画像を取得できる。
【００５９】
また、本実施形態では、２つのミラー２３Ａ，２３Ｂを使用しているが、これら各ミラー２３Ａ，２３Ｂを取り付けたミラー軸２１０をその軸方向に移動させるだけで、一対の光ファイバ１，３の端面１ａ，３ａうちいずれかの端面を正面から撮像でき、ミラー軸を回転させる機構を備えた前記した実施形態に比較して全体の構造を簡素化することができる。
【００６０】
なお、本実施形態においても、ミラー軸２１０を回転させる機構を設けることで、例えば図８の状態から、ミラー軸２１０を下降かつ図８（ａ）中で時計方向に９０度回転させることで、図８、図９中で下部のテレビカメラ２５の１台とすることもできる。
【００６１】
次に、前記した融着接続装置で光ファイバ１，３の端面１ａ，３ａ同士を融着接続する本発明に係る光ファイバの融着接続方法について説明する。図１０には、本発明方法で光ファイバの端面同士を融着接続する工程を示している。
【００６２】
先ず、ステップＳ１の処理では、撮像手段で光ファイバ端面画像をキャプチャする。具体的には、ミラー２３の向きを一方の光ファイバ１の端面１ａに向けて第１のテレビカメラ２５でその端面１ａの画像を撮像し、同様にしてミラー２３の向きを他方の光ファイバ３の端面３ａに向けて第２のテレビカメラ２７でその端面３ａの画像を撮像する。そして、両光ファイバ１，３の画像を、画像手段である第１及び第２の表示部６９，７０にそれぞれ表示する。図１１（ａ）は、表示部６９，７０に表示された光ファイバ１（３）の画像（端面観察画像）を示す。前記画像は、何れも光ファイバ１（３）の端面１ａ，３ａにおける正面画像である。
【００６３】
次に、ステップＳ２の処理では、検出手段によって画像から欠け、ハックルを検出する。具体的には、撮像して得られた光ファイバ１（３）の端面１ａ，３ａの画像から輝度情報として欠け、ハックルを検出する。図１１（ａ）の画像からは、円形の白く表示された光ファイバ１（３）の端面観察画像の部位に対して、濃淡で表示された黒くなった部位が、欠け１００またはハックル１０１として検出できる。
【００６４】
次に、ステップＳ３の処理では、欠け、ハックルを明示する。具体的には、光ファイバ１（３）の端面観察画像上の欠け、ハックルの部位が、囲みあるいは線（矢印も含む）等の印で指し示して明示される。図１１（ａ）では、欠け１００及びハックル１０１の部位を囲み円として指し示して明示している。欠け１００及びハックル１０１の部位は、この他、その部位を指す矢印等の印として指し示して明示してもよい。そして、ステップＳ３の処理によって、欠け、ハックルの部位を横切る任意の軸方向（例えば、Ｘ軸方向とＹ軸方向）の輝度情報を数値化し、グラフ化して表示する。欠け、ハックルが無い場合の輝度線１０２，１０３は、矩形状の波形となる。しかし、欠けやハックルがある場合は、輝度線１０２，１０３に輝度の低い部位が生じる。例えば、Ｙ軸方向の輝度線１０３には、一部だけ輝度が低い部位が現れている。この輝度の低い部位が、ハックル１０１の部位である。Ｘ軸方向の輝度線１０２には、同じく一部だけ輝度が低い部位が現れており、その部位が欠け１００の部位である。なお、図１１では、欠け、ハックルの部位を横切る軸方向にＸ軸方向とＹ軸方向を例に挙げたが、これらのＸＹ軸方向は一例であり、これに限定されることはない。
【００６５】
次に、ステップＳ４の処理では、光ファイバ１（３）の端面観察画像上に欠け、ハックルがあるか否かを判断する。欠け、ハックルが有れば、次のステップＳ５に進み、放電手段で光ファイバ１（３）の端面１ａ，３ａにアーク放電をする。具体的には、図示を省略した放電電極間に電圧を印加させてアークを生じさせ、そのアークを光ファイバ１（３）の端面１ａ，３ａに与える。この時の放電パワーは、通常の融着接続動作を行う時と同じパワーとする。また、放電時間は、５０ｍｓ×１５０回とする。放電位置は、光ファイバ１（３）の中心位置とする。そして、本実施形態では、アーク放電により、欠け、ハックルが無くなるまでステップＳ１〜Ｓ５の処理を繰り返す。
【００６６】
ステップＳ４の処理において、光ファイバ１（３）の端面観察画像上に欠け、ハックルが無いと判断した場合は、ステップＳ６の処理に進む。ステップＳ６の処理では、左右の光ファイバ１，３を所定位置へ移動させる。具体的には、左右の光ファイバ１，３を互いに接近する方向に近づける。そして、次のステップＳ７の処理を行う。ステップＳ７の処理では、放電電極間にアーク放電を発生させて光ファイバ１，３の端面１ａ，３ａに放電を開始して光ファイバ１，３を所定量互いに近づくように前進させる。
【００６７】
その後、ステップＳ８の処理に進み、ステップＳ８の処理では、所定時間経過後にアーク放電を終了する。このステップＳ８の処理を実行することで、一対の光ファイバ１，３の端面同士が融着接続される。
【００６８】
本実施形態の光ファイバの融着接続方法によれば、光ファイバ１，３の端面１ａ，３ａと対向配置した撮像手段（２３，２５，２７）で、光ファイバ１，３の端面１ａ，３ａを正面から撮像しているので、光ファイバ端面全体の画像から輝度情報を得ることができ、輝度情報として欠け、ハックルの部位を画像手段（６９，７０）に明示することができる。
【００６９】
また、本実施形態の光ファイバの融着接続方法によれば、画像手段で表示されて検出された欠け、ハックルが無くなるまで光ファイバ端面に放電を行うことで、光ファイバ端面の凹凸を無くすことができる。そして、欠け、ハックルが無い光ファイバ１，３の端面１ａ，３ａ同士を融着接続すれば、機械的特性の向上が得られることに加えて低損失な接続を行うことができる。
【００７０】
また、本実施形態の光ファイバの融着接続方法によれば、欠け、ハックルの部位の画像手段（６９，７０）への明示は、光ファイバ１（３）の端面観察画像上の欠け、ハックルの部位が、囲みあるいは線等の印で指し示して明示され、さらに、欠け、ハックルの部位を横切る任意の軸方向の輝度情報を数値化し、グラフ化して表示されるので、どの位置に欠け、ハックルが存在するのかが目視により判る。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明は、光ファイバの融着接続方法に利用することができる。
【符号の説明】
【００７２】
１，３…光ファイバ
２３…ミラー（撮像手段）
２５，２７…テレビカメラ（撮像手段）
６９，７０…第１，第２の表示部（画像手段）
１００…欠け
１０１…ハックル
１０２、１０３…輝度線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバの融着接続方法に関し、特に光ファイバ端面の欠け、ハックルの検出技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１では、光ファイバの端面を正面からではなく側方から光学系で撮像して得られた輝度分布をほぼ平坦になるようにし、その輝度分布の濃淡部位から欠けを検出するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１４６７５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載の技術では、光ファイバの端面を側方から光学系で撮像した観察画像で光ファイバ端面状態を検出しているため、死角にある欠け、ハックルを検出することができない。
【０００５】
そこで、本発明は、光ファイバ端面全体を観察し得るようにして欠け、ハックルを検出し、それら欠け、ハックルを除去して光ファイバの端面同士を融着接続することのできる光ファイバの融着接続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】
【０００６】
第１の本発明は、一対の光ファイバの端面同士を融着接続する光ファイバの融着接続方法において、前記光ファイバの端面と対面配置した撮像手段で、該光ファイバの端面を正面から撮像し、検出手段で検出した欠け、ハックルを有した光ファイバ端面に放電手段で放電した後、両光ファイバの端面同士を融着接続することを特徴としている。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明において、前記撮像手段で得られた光ファイバ端面の画像を画像手段で表示すると共にその画像から輝度情報として欠け、ハックルの部位を画像手段に明示し、また、検出した欠け、ハックルが端面観察画像で軽減あるいは無くなるまで光ファイバ端面に放電手段で放電することを特徴としている。
【０００８】
第３の発明は、第２の発明において、前記欠け、ハックルの部位の画像手段への明示は、前記光ファイバの端面観察画像上の欠け、ハックルの部位を囲みあるいは線等の印で指し示して明示することを特徴としている。
【０００９】
第４の発明は、第３の発明において、前記欠け、ハックルの部位を横切る任意の軸方向の輝度情報を数値化し、グラフ化して表示することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の光ファイバの融着接続方法によれば、光ファイバの端面と対向配置した撮像手段で、光ファイバの端面を正面から撮像しているので、光ファイバ端面全体の画像から輝度情報を得ることができ、輝度情報として欠け、ハックルの部位を画像手段に明示することができる。そして、検出した欠け、ハックルを有した光ファイバ端面に放電手段で放電した後、両光ファイバの端面同士を融着接続すれば、低損失な接続を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は本発明の一実施の形態に係る融着接続装置の斜視図である。
【図２】図２は図１の融着接続装置の光ファイバを保持する部分を示す側面図である。
【図３】図３は図１の融着接続装置で一方の光ファイバの端面を撮像している状態を示し、（ａ）はその平面図、（ｂ）は（ａ）の右側面図である。
【図４】図４は図１の融着接続装置で他方の光ファイバの端面を撮像している状態を示し、（ａ）はその平面図、（ｂ）は（ａ）の右側面図である。
【図５】図５は図１の融着接続装置でミラー軸が上昇端位置にある状態を示し、（ａ）は図１の光ファイバに対して直交する側方から見た側面図、（ｂ）は図１の光ファイバに対してその長さ方向から見た正面図である。
【図６】図６は図１の融着接続装置でミラー軸が下降端位置にある状態を示し、（ａ）は図１の光ファイバに対して直交する側方から見た側面図、（ｂ）は図１の光ファイバに対してその長さ方向から見た正面図である。
【図７】図７は図１の融着接続装置の制御ブロック図である。
【図８】図８は本発明の他の実施形態に係る融着接続装置での図３に対応する図で、（ａ）はその平面図、（ｂ）は（ａ）の右側面図である。
【図９】図９は本発明の他の実施形態に係る融着接続装置での図４に対応する図で、（ａ）はその平面図、（ｂ）は（ａ）の右側面図である。
【図１０】図１０は本発明方法で光ファイバの端面同士を融着接続する工程を示すフローチャートである。
【図１１】図１１（ａ）は本発明方法で得られた光ファイバ端面の観察画像を示し、同図（ｂ）はＹ軸方向の輝度線、同図（ｃ）はＸ軸方向の輝度線である。
【図１２】図１２（ａ）は放電後の光ファイバ端面の観察画像を示し、同図（ｂ）はＹ軸方向の輝度線、同図（ｃ）はＸ軸方向の輝度線である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１３】
先ず、一対の光ファイバの端面同士を融着接続する融着接続装置について説明する。図１に示すように、一対の光ファイバ１，３は、その軸線方向に互いに対向した状態で、かつ、その端面１ａ，３ａを互いに離間した状態で、光ファイバ１，３にそれぞれ対応して設けてある図２に示すファイバホルダ５によって把持されている。ファイバホルダ５は、ホルダベース７上に着脱可能に取り付けてあるホルダ本体９の凹部に光ファイバ１，３を収容した状態で、上部から開閉可能な押さえ板１１で押し付けて光ファイバ１，３を固定する。なお、図１において、光ファイバ１，３の軸線方向をＸ軸方向とし、これに直交する方向をＹ軸方向とし、光ファイバ１，３の長手方向に垂直な方向をＺ軸方向とする。以下、Ｘ軸と平行な面を水平面、Ｚ軸と平行な面を垂直面とする。
【００１４】
光ファイバ１，３は、図２に示すように、石英のガラスファイバ１Ａ，３Ａの外周を被覆した被覆樹脂１Ｂ，３Ｂを備えており、その被覆樹脂１Ｂ，３Ｂを備えた部位を、ファイバホルダ５が把持する。
【００１５】
また、上記したファイバホルダ５よりも光ファイバ１，３の端面１ａ，３ａ側は、Ｖ溝台１３，１５によって光ファイバ１，３を位置決め保持している。Ｖ溝台１３，１５も、ファイバホルダ５同様に被覆樹脂１Ｂ，３Ｂを備えた部分を位置決め固定しているが、ガラスファイバ１Ａ，３Ａ部分を位置決め固定してもよい。
【００１６】
なお、Ｖ溝台１３，１５に対し、そのＶ溝１３ａ，１５ａ内に一部が入り込んで光ファイバ１，３をＶ溝台１３，１５との間で押さえる図示しないクランプを備えている。
【００１７】
また、図１に示すように、一対の光ファイバ１，３の適宜位置には、側方から光ファイバ１，３内に光を投射するＬＥＤランプ１７，１９を配置している。ＬＥＤランプ１７，１９によって光ファイバ１，３内に投射された光は、光ファイバ１，３の端面１ａ，３ａから放射される。
【００１８】
そして、一対の光ファイバ１，３の端面１ａ，３ａ相互間には、光ファイバ１，３の軸線方向に直交する上下方向に延びる反射部材としてのミラー軸２１を、上下動可能かつ回転可能に配置している。ミラー軸２１の先端（上端）付近の一側部には凹部２１ａを形成してあり、この凹部２１ａに反射面を構成するミラー２３を取り付けている。
【００１９】
ミラー２３は、ミラー軸２１が図１のように上昇端に位置する状態で、光ファイバ１，３の端面１ａ，３ａのうちいずれか一方の像を反射させる。ミラー２３の反射光は側方に配置してある第１の撮像手段としての第１のテレビカメラ２５と第２の撮像手段としての第２のテレビカメラ２７とのいずれか一方に指向させる。これら第１，第２のテレビカメラ２５，２７の光学系の光軸が、水平面に対し傾斜した状態で配置してあり、先端側に第１，第２のレンズ２５ａ，２７ａをそれぞれ備えている。
【００２０】
ここでは、図１の状態に対応する図３に示すように、第１の状態として、一方の光ファイバ１の端面１ａの像１ａ’を、ミラー２３で反射させて第１のレンズ２５ａに入射させる。また、図１、図３の状態からミラー軸２１を１８０度回転させた状態では、図４に示すように、第２の状態として、他方の光ファイバ３の端面３ａの像３ａ’を、ミラー２３で反射させて第２のレンズ２７ａに入射させる。ミラー２３の反射面はミラー軸２１の回転軸線を含むように位置づけられるため、ミラー軸２１が１８０度回転しても反射面の位置は変わらない。
【００２１】
次に、光ファイバ１，３の軸線に直交するミラー軸２１の回転軸線を中心として回転する回転機構について説明する。図５は、図１と同様にミラー軸２１が上昇端に位置する状態を示し、図６は、ミラー軸２１が下降端に位置する状態を示し、かつ、図６の状態は、図５の状態に対し、ミラー軸２１がその回転軸線を中心として、図５の上方から見て時計回りに９０度回転している。
【００２２】
ミラー軸２１は、固定ブラケット２９に対して上下動可能であり、固定ブラケット２９は、上板部２９ａから上方に突出するようにして下部を取り付けてあるガイド筒３１を備え、このガイド筒３１内に挿入した状態のミラー軸２１が上下動する。ミラー軸２１のガイド筒３１よりも先端側のミラー２３側には、ストッパフランジ３２を取り付けてあり、ミラー軸２１が図６のように下降したときに、ガイド筒３１の上端がストッパフランジ３２に当接して、ミラー軸２１のそれ以上の下降を規制する。
【００２３】
ミラー軸２１の下端には円筒形状部材３３を設けて一体化しており、円筒形状部材３３の外周部の半円弧部分の一方に、図６（ａ）で正面視として図示される溝３５を形成している。この溝３５は、ミラー軸２１のミラー２３と軸方向反対側の端部付近からミラー２３側の端部付近にわたり螺旋状となる第１の傾斜溝３５ａと、第１の傾斜溝３５ａの上端からミラー２３と反対側の下方に向けて螺旋状となる第２の傾斜溝３５ｂとを備えている。
【００２４】
ここで、第１の傾斜溝３５ａのミラー２３側の面がガイド傾斜面３７となる。一方、第２の傾斜溝３５ｂでは、ミラー２３と反対側の面がガイド傾斜面３９となる。これら各ガイド傾斜面３７，３９は、互いに傾斜方向が異なり、かつ、互いに対向する形状となる少なくとも一対のカム面を構成している。
【００２５】
また、各ガイド傾斜面３７，３９は、図５（ｂ）に示すように、回転方向に沿って近接して形成され、これら一対のガイド傾斜面３７，３９の互いに近接する部分が円周方向で互いに重なり合っている。すなわち、図５（ｂ）に示すように、ガイド傾斜面３７の上端３７ａとガイド傾斜面３９の上端３９ａとが、回転方向に互いにオーバラップしている。
【００２６】
また、図５（ａ）に示すように、円筒形状部材３３におけるガイド傾斜面３７に対向する軸方向下部には、上下方向に延びる下部軸方向溝４１を形成し、図５（ｂ）に示すように、円筒形状部材３３におけるガイド傾斜面３９に対向する軸方向上部には、上下方向に延びる上部軸方向溝４３を形成している。これら各軸方向溝４１，４３相互は円周方向に９０度の角度を隔てた位置に設定してある。
【００２７】
そして、これらの螺旋形状の溝３５及び各軸方向溝４１，４３に沿って相対移動する被ガイド部としての突起部４５を、前記した固定ブラケット２９に設けている。この突起部４５は、固定ブラケット２９の上板部２９ａの一側部から下方に延びるアーム部２９ｂの先端にて、内側に向けて突出し、溝３５や軸方向溝４１，４３内に入り込むように形成している。なお、この突起部４５は、図５では下部軸方向溝４１内に位置し、図６では上部軸方向溝４３内に位置し、各軸方向溝４１，４３内に位置することで、ミラー軸２３の回転が規制されている。
【００２８】
これらの螺旋形状の溝３５及び各軸方向溝４１，４３は、円筒形状部材３３の外周部の半円弧部分の他方、すなわち図５（ｂ）において紙面の裏側にも同様に形成されている。
【００２９】
上記した溝３５や各軸方向溝４１，４３を備えた円筒形状部材３３の上端面と固定ブラケット２９の上板部２９ａとの間には弾性手段としてのスプリング４７を設けており、このスプリング４７によりミラー軸２１を常時下方に押し付けている。
【００３０】
図５（ｂ）、図６（ｂ）に示すように、固定ブラケット２９のミラー軸２１を間に挟んで前記したアーム部２９ｂと反対側には、ミラー軸駆動機構取付部４９を形成している。ミラー軸駆動機構取付部４９は、ミラー軸２１と反対の外側にて上方に屈曲するモータ取付アーム５１と、ミラー軸２１と反対の外側にて下方に屈曲する回動リンク取付アーム５３とを備えている。
【００３１】
そして、モータ取付アーム５１の上部に駆動手段としてのモータ５５を取り付け、回動リンク取付アーム５３の先端には、回動支持ピン５７を介して回動リンク５９を回動可能に取り付けている。モータ５５の回転駆動軸６１は、ボールねじのねじ軸６３に連結しており、回転駆動軸６１の回転に伴うねじ軸６３の回転によって、ねじ軸６３が図示しないナットに対して回転しながら軸方向に移動する。
【００３２】
ねじ軸６３の先端は回動リンク５９の一方の端部５９ａに当接し、回動リンク５９の他方の端部５９ｂは円筒形状部材３３の下端面に当接している。
【００３３】
図１、図５のようにミラー軸２１が上昇端に位置する状態では、ねじ軸６３は前進しており、このとき回動リンク５９の他方の端部５９ｂが円筒形状部材３３の下端面を上方に向けて押し付けることで、スプリング４７が圧縮された状態となる。この状態から、モータ５５を駆動してねじ軸６３を後退移動させると、回動リンク５９は図５（ｂ）中で反時計方向に回動し、これに伴ないスプリング４７が伸長して該スプリング４７の弾性力によって円筒形状部材３３がミラー軸２１とともに図６のように下降した状態となる。
【００３４】
図５の状態から円筒形状部材３３が下方に移動するときに、突起部４５が、下部軸方向溝４１から相対的に上方に移動してその直上のガイド傾斜面３７に当接し、当接後は、ガイド傾斜面３７に対して押し付けられながら相対移動することになる。ここで、突起部４５は、固定ブラケット２９に設けてあって固定されたものであるから、上記した相対移動によって円筒形状部材３３が、図５（ａ）の上方から見た平面視で時計方向に９０度回転して図６（ａ）の状態となる。すなわち、ミラー軸２１は下降端に位置し、このとき突起部４５は上部軸方向溝４３に入り込んだ状態であり、スプリング４７は伸びた状態である。
【００３５】
続いて、図６の状態から、モータ５５を前記とは逆方向に回転駆動してねじ軸６３を進出移動させると、回動リンク５９は図６（ｂ）中で時計方向に回動し、円筒形状部材３３をスプリング４７に抗して上昇させることになる。円筒形状部材３３が上昇すると、図６（ａ）のように上部軸方向溝４３内に位置する突起部４５は、その直下のガイド傾斜面３９に対し、当接して押し付けることになるので、円筒形状部材３３はさらに９０度前記と同じ方向に回転する。
【００３６】
このように、ミラー軸２１は、図１、図５の上昇端位置にある状態から、モータ５５を駆動してねじ軸６３が後退移動することで９０度回転しつつ下降し、さらにねじ軸６３が前進移動することで同方向に９０度回転して上昇する。これにより、ねじ軸６３の後退及び前進移動を１回繰り返すことで、ミラー軸２１は上昇端位置でミラー２３の向きを１８０度回転した状態とすることができる。
【００３７】
つまり、図１、図５の状態では、一方の光ファイバ１の端面１ａの像１ａ’が、ミラー２３で反射して第１のレンズ２５ａに入射し、第１のテレビカメラ２５で撮像することができる。この状態から、上記したようなモータ５５の駆動によってミラー軸２１を１８０度回転させることで、他方の光ファイバ３の端面３ａの像３ａ’が、ミラー２３で反射して第２のレンズ２７ａに入射し、第２のテレビカメラ２７で撮像することができる。
【００３８】
ミラー軸２１が１８０度回転した後に、さらにモータ５５の駆動によりねじ軸６３の後退及び前進移動を１回繰り返すことで、ミラー２３の向きが元の状態、つまり図１の一方の光ファイバ１の端面１ａの像１ａ’を反射させる状態に戻る。
【００３９】
第１，２のテレビカメラ２５，２７で撮像した各画像は、図７に示すように、制御部６５の画像処理回路で個別に画像処理して別々のデータを取得し、これら各データに基づいて、図２に示したファイバホルダ５の全体を光ファイバ１，３の軸心を中心として回転して調心作業を行う。あるいは、Ｖ溝台１３，１５のみを径方向に移動させて軸心合わせを行う。また、光ファイバ１，３の別々の画像データは、第１の表示部６９及び第２の表示部７０でそれぞれ個別に表示する。
【００４０】
調心作業や軸心合わせを行った後は、光ファイバ１，３の端面１ａ，３ａ同士を当接させた状態で、図示しない放電電極を利用して融着接続する。融着接続する際には、ミラー軸２１は図６のように下降端位置としてミラー軸２１が邪魔にならないようにする。なお、端面１ａ，３ａ同士を当接させる際には、ファイバホルダ５を軸方向に移動させることで行う。
【００４１】
このように、本実施形態では、融着接続する一対の光ファイバ１，３の端面１ａ，３ａを撮像する際に、１８０度回転するミラー軸２１に設けた１つのミラー２３を利用して、光ファイバ１，３の端面１ａ，３ａを正面から個別に画像を取得するようにしている。このため、正面から端面１ａ，３ａを撮像することで光ファイバを側方から撮像する場合に比較して高精度な画像を取得できる上、一対の光ファイバ１，３の各端面１ａ，３ａに対応する第１のテレビカメラ２５及び第２のテレビカメラ２７によって個別に撮像することで、高精度な画像を取得できる。
【００４２】
この際、第１のテレビカメラ２５は一方の光ファイバ１の端面１ａの像１ａ’を撮像しているので、その像１ａ’を第１のレンズ２５ａの中心で受光でき、第２のテレビカメラ２７は他方の光ファイバ３の端面３ａの像３ａ’を撮像しているので、その像３ａ’を第２のレンズ２７ａの中心で受光できる。これにより、ファイバ径が大きい場合であっても、テレビカメラの撮像範囲に収めることが容易となり、一対の光ファイバの両方を１つのテレビカメラで同時に撮像するときのような不完全な画像となることを回避することができ、高精度な画像を得ることができる。
【００４３】
また、各光ファイバ１，３の端面１ａ，３ａを撮像して観察することで、該端面１ａ，３ａに欠けなどの損傷部位を見つけることもでき、融着接続前の不良品を未然に発見することもできる。
【００４４】
また、本実施形態では、ミラー軸２１は、ミラー２３を１つ備え、第１の状態と第２の状態との間で、光ファイバ１，３の軸線に直交する回転軸線を中心として１８０度回転可能であり、前記第１の状態で反射した一方の端面１ａの像１ａ’を撮像する第１のテレビカメラ２５と、前記第２の状態で反射した他方の端面３ａの像３ａ’を撮像する第２のテレビカメラ２７とを備えている。
【００４５】
これにより、各端面１ａ，３ａの像１ａ’、３ａ’を、１つのミラー２３を使用して第１、第２のテレビカメラ２５，２７に向けて個別に反射させることができ、これら第１、第２のテレビカメラ２５，２７によって撮像した画像を、一対の光ファイバ１，３のいずれかであるかを容易に特定することができる。
【００４６】
また、本実施形態では、ミラー軸２１に設けられ、上記回転軸線の軸線方向に対向しかつ回転軸線の周囲を旋回する螺旋形状に傾斜したガイド傾斜面３７，３９と、このガイド傾斜面３７，３９に対してガイドされつつガイド傾斜面３７，３９に沿って相対移動することで、ミラー軸２１を前記回転軸線の軸線方向に移動させると同時に回転軸線の軸線を中心として回転させる突起部４５と、をそれぞれ有している。そして、ガイド傾斜面３７，３９は、互いに傾斜方向が異なりかつ互いに対向する形状となる少なくとも一対のガイド傾斜面３７，３９が回転方向に沿って近接して形成され、この一対のガイド傾斜面３７，３９の互いに近接する部分が円周方向で互いに重なり合っている。
【００４７】
これにより、ミラー軸２１が上下方向に往復移動することで、突起部４５がガイド傾斜面３７，３９に順次ガイドされて、ミラー軸２１を同一方向に９０度ずつ回転させて１８０度回転させることが可能となる。
【００４８】
また、本実施形態では、ミラー軸２１は、上記回転軸線の軸線方向の一方に移動することで、一対のガイド傾斜面３７，３９の一方が突起部４５に接触しつつ移動して９０度回転し、前記回転軸線の軸線方向の他方に移動することで、前記一対のガイド傾斜面３７，３９の他方が突起部４５に接触しつつ移動して９０度回転する。
【００４９】
このため、ミラー軸２１を、上下動させるだけで同一方向に９０度ずつ回転させて１８０度回転させることできる。
【００５０】
また、本実施形態では、ミラー軸２１を上記回転軸線の軸線方向の一方に移動させるスプリング４７と、ミラー軸２１をスプリング４７に抗して上記回転軸線の軸線方向の他方に移動させるモータ５５とを備えている。このためミラー軸２１は、スプリング４７に抗してモータ５５を駆動させることで一方に移動し、逆にモータ５５によるスプリング４７への圧縮方向の駆動を解除することで、スプリング４７によって他方に容易に移動させることができる。この際、モータ５５は１つで済むので、部品点数を少なくでき、構造も簡素化することができる。
【００５１】
さらに、本実施形態では、第１のテレビカメラ２５及び第２のテレビカメラ２７で撮像したぞれぞれの画像を表示する第１の表示部６９及び第２の表示部７０を備え、これら各表示部６９，７０によって上記それぞれの画像を個別に表示する。これにより、一対の光ファイバ１，３の各端面１ａ，３ａの観察を極めて容易に行うことができる。
【００５２】
なお、上記した実施形態では、撮像部として２つの第１，第２のテレビカメラ２５，２７を設けているが、図３（ａ）の状態からミラー軸２３を反時計方向に９０度回転させることで、各端面１ａ，３ａの像１ａ’、３ａ’の反射光を同一方向（図３（ａ）中で下方）とし、これにより１台のテレビカメラでも対応することが可能である。ただし、この場合には、ミラー軸２３は回転する際に上下動しない構造とする必要があり、回転のみさせる駆動機構と、融着時に下方に退避移動させるための上下動のみさせる駆動機構が必要となる。
【００５３】
また、上記した実施形態では、突起部４５をアーム部２９ｂの下端に１つ設けただけであるが、この突起部４５に対向する位置のミラー軸駆動機構取付部４９の下端に、突起部４５と同様な突起部を、図５（ｂ）中で突起部４５と左右対称に設けてもよい。この別の突起部も突起部４５と同様に溝３５内を相対移動して突起部４５と同様の機能を果たす。
【００５４】
また、上記別の突起部を突起部４５に対して軸方向の異なる位置に設け、これに対応して上記溝３５と同様な溝を軸方向の異なる位置に設けてもよい。
【００５５】
図８、図９に示す他の実施形態は、ミラー軸２１０に、その軸方向に沿って２つのミラー２３Ａ，２３Ｂを互いに離間した状態で設けている。ミラー軸２１０は、図８（ａ）、図９（ａ）中の紙面に直交する軸方向に移動可能であり、２つのミラー２３Ａ，２３Ｂは、ミラー軸２１０の軸心を中心として１８０度位置が異なっている。したがって、ミラー軸２１０を軸方向に移動させることで、２つのミラー２３Ａ，２３Ｂのいずれかを光ファイバ１，３の軸線上に位置させることができる。
【００５６】
図８は、ミラー軸２１０を上昇させた状態であり、この状態では、基部側に位置するミラー２３Ａが光ファイバ１，３の軸線上に位置し、このときミラー２３Ａは、第１の状態として、一方の光ファイバ１の端面１ａの像１ａ’を反射させて第１のテレビカメラ２５の第１のレンズ２５ａに入射させる。
【００５７】
一方、図９は、ミラー軸２１０を下降させた状態であり、この状態では、先端側に位置するミラー２３Ｂが光ファイバ１，３の軸線上に位置し、このときミラー２３Ｂは、第２の状態として、他方の光ファイバ３の端面３ａの像３ａ’を反射させて第２のテレビカメラ２７の第２のレンズ２７ａに入射させる。
【００５８】
このように、本実施形態においても、一対の光ファイバ１，３の各端面１ａ，３ａをそれぞれ個別に正面から撮像して観察できるので、光ファイバを側方から撮像する場合に比較して高精度な画像を取得できる上、一対の光ファイバ１，３の各端面１ａ，３ａに対応する第１のテレビカメラ２５及び第２のテレビカメラ２７によって高精度な画像を取得できる。
【００５９】
また、本実施形態では、２つのミラー２３Ａ，２３Ｂを使用しているが、これら各ミラー２３Ａ，２３Ｂを取り付けたミラー軸２１０をその軸方向に移動させるだけで、一対の光ファイバ１，３の端面１ａ，３ａうちいずれかの端面を正面から撮像でき、ミラー軸を回転させる機構を備えた前記した実施形態に比較して全体の構造を簡素化することができる。
【００６０】
なお、本実施形態においても、ミラー軸２１０を回転させる機構を設けることで、例えば図８の状態から、ミラー軸２１０を下降かつ図８（ａ）中で時計方向に９０度回転させることで、図８、図９中で下部のテレビカメラ２５の１台とすることもできる。
【００６１】
次に、前記した融着接続装置で光ファイバ１，３の端面１ａ，３ａ同士を融着接続する本発明に係る光ファイバの融着接続方法について説明する。図１０には、本発明方法で光ファイバの端面同士を融着接続する工程を示している。
【００６２】
先ず、ステップＳ１の処理では、撮像手段で光ファイバ端面画像をキャプチャする。具体的には、ミラー２３の向きを一方の光ファイバ１の端面１ａに向けて第１のテレビカメラ２５でその端面１ａの画像を撮像し、同様にしてミラー２３の向きを他方の光ファイバ３の端面３ａに向けて第２のテレビカメラ２７でその端面３ａの画像を撮像する。そして、両光ファイバ１，３の画像を、画像手段である第１及び第２の表示部６９，７０にそれぞれ表示する。図１１（ａ）は、表示部６９，７０に表示された光ファイバ１（３）の画像（端面観察画像）を示す。前記画像は、何れも光ファイバ１（３）の端面１ａ，３ａにおける正面画像である。
【００６３】
次に、ステップＳ２の処理では、検出手段によって画像から欠け、ハックルを検出する。具体的には、撮像して得られた光ファイバ１（３）の端面１ａ，３ａの画像から輝度情報として欠け、ハックルを検出する。図１１（ａ）の画像からは、円形の白く表示された光ファイバ１（３）の端面観察画像の部位に対して、濃淡で表示された黒くなった部位が、欠け１００またはハックル１０１として検出できる。
【００６４】
次に、ステップＳ３の処理では、欠け、ハックルを明示する。具体的には、光ファイバ１（３）の端面観察画像上の欠け、ハックルの部位が、囲みあるいは線（矢印も含む）等の印で指し示して明示される。図１１（ａ）では、欠け１００及びハックル１０１の部位を囲み円として指し示して明示している。欠け１００及びハックル１０１の部位は、この他、その部位を指す矢印等の印として指し示して明示してもよい。そして、ステップＳ３の処理によって、欠け、ハックルの部位を横切る任意の軸方向（例えば、Ｘ軸方向とＹ軸方向）の輝度情報を数値化し、グラフ化して表示する。欠け、ハックルが無い場合の輝度線１０２，１０３は、矩形状の波形となる。しかし、欠けやハックルがある場合は、輝度線１０２，１０３に輝度の低い部位が生じる。例えば、Ｙ軸方向の輝度線１０３には、一部だけ輝度が低い部位が現れている。この輝度の低い部位が、ハックル１０１の部位である。Ｘ軸方向の輝度線１０２には、同じく一部だけ輝度が低い部位が現れており、その部位が欠け１００の部位である。なお、図１１では、欠け、ハックルの部位を横切る軸方向にＸ軸方向とＹ軸方向を例に挙げたが、これらのＸＹ軸方向は一例であり、これに限定されることはない。
【００６５】
次に、ステップＳ４の処理では、光ファイバ１（３）の端面観察画像上に欠け、ハックルがあるか否かを判断する。欠け、ハックルが有れば、次のステップＳ５に進み、放電手段で光ファイバ１（３）の端面１ａ，３ａにアーク放電をする。具体的には、図示を省略した放電電極間に電圧を印加させてアークを生じさせ、そのアークを光ファイバ１（３）の端面１ａ，３ａに与える。この時の放電パワーは、通常の融着接続動作を行う時と同じパワーとする。また、放電時間は、５０ｍｓ×１５０回とする。放電位置は、光ファイバ１（３）の中心位置とする。そして、本実施形態では、アーク放電により、欠け、ハックルが無くなるまでステップＳ１〜Ｓ５の処理を繰り返す。
【００６６】
ステップＳ４の処理において、光ファイバ１（３）の端面観察画像上に欠け、ハックルが無いと判断した場合は、ステップＳ６の処理に進む。ステップＳ６の処理では、左右の光ファイバ１，３を所定位置へ移動させる。具体的には、左右の光ファイバ１，３を互いに接近する方向に近づける。そして、次のステップＳ７の処理を行う。ステップＳ７の処理では、放電電極間にアーク放電を発生させて光ファイバ１，３の端面１ａ，３ａに放電を開始して光ファイバ１，３を所定量互いに近づくように前進させる。
【００６７】
その後、ステップＳ８の処理に進み、ステップＳ８の処理では、所定時間経過後にアーク放電を終了する。このステップＳ８の処理を実行することで、一対の光ファイバ１，３の端面同士が融着接続される。
【００６８】
本実施形態の光ファイバの融着接続方法によれば、光ファイバ１，３の端面１ａ，３ａと対向配置した撮像手段（２３，２５，２７）で、光ファイバ１，３の端面１ａ，３ａを正面から撮像しているので、光ファイバ端面全体の画像から輝度情報を得ることができ、輝度情報として欠け、ハックルの部位を画像手段（６９，７０）に明示することができる。
【００６９】
また、本実施形態の光ファイバの融着接続方法によれば、画像手段で表示されて検出された欠け、ハックルが無くなるまで光ファイバ端面に放電を行うことで、光ファイバ端面の凹凸を無くすことができる。そして、欠け、ハックルが無い光ファイバ１，３の端面１ａ，３ａ同士を融着接続すれば、機械的特性の向上が得られることに加えて低損失な接続を行うことができる。
【００７０】
また、本実施形態の光ファイバの融着接続方法によれば、欠け、ハックルの部位の画像手段（６９，７０）への明示は、光ファイバ１（３）の端面観察画像上の欠け、ハックルの部位が、囲みあるいは線等の印で指し示して明示され、さらに、欠け、ハックルの部位を横切る任意の軸方向の輝度情報を数値化し、グラフ化して表示されるので、どの位置に欠け、ハックルが存在するのかが目視により判る。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明は、光ファイバの融着接続方法に利用することができる。
【符号の説明】
【００７２】
１，３…光ファイバ
２３…ミラー（撮像手段）
２５，２７…テレビカメラ（撮像手段）
６９，７０…第１，第２の表示部（画像手段）
１００…欠け
１０１…ハックル
１０２、１０３…輝度線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の光ファイバの端面同士を融着接続する光ファイバの融着接続方法において、
前記光ファイバの端面と対面配置した撮像手段で、該光ファイバの端面を正面から撮像し、検出手段で検出した欠け、ハックルを有した光ファイバ端面に放電手段で放電した後、両光ファイバの端面同士を融着接続する
ことを特徴とする光ファイバの融着接続方法。
【請求項２】
請求項１に記載の光ファイバの融着接続方法において、
前記撮像手段で得られた光ファイバ端面の画像を画像手段で表示すると共にその画像から輝度情報として欠け、ハックルの部位を画像手段に明示し、
また、検出した欠け、ハックルが端面観察画像で軽減あるいは無くなるまで光ファイバ端面に放電手段で放電する
ことを特徴とする光ファイバの融着接続方法。
【請求項３】
請求項２に記載の光ファイバの融着接続方法であって、
前記欠け、ハックルの部位の画像手段への明示は、前記光ファイバの端面観察画像上の欠け、ハックルの部位を囲みあるいは線等の印で指し示して明示する
ことを特徴とする光ファイバの融着接続方法。
【請求項４】
請求項３に記載の光ファイバの融着接続方法であって、
前記欠け、ハックルの部位を横切る任意の軸方向の輝度情報を数値化し、グラフ化して表示する
ことを特徴とする光ファイバの融着接続方法。
【請求項１】
一対の光ファイバの端面同士を融着接続する光ファイバの融着接続方法において、
前記光ファイバの端面と対面配置した撮像手段で、該光ファイバの端面を正面から撮像し、検出手段で検出した欠け、ハックルを有した光ファイバ端面に放電手段で放電した後、両光ファイバの端面同士を融着接続する
ことを特徴とする光ファイバの融着接続方法。
【請求項２】
請求項１に記載の光ファイバの融着接続方法において、
前記撮像手段で得られた光ファイバ端面の画像を画像手段で表示すると共にその画像から輝度情報として欠け、ハックルの部位を画像手段に明示し、
また、検出した欠け、ハックルが端面観察画像で軽減あるいは無くなるまで光ファイバ端面に放電手段で放電する
ことを特徴とする光ファイバの融着接続方法。
【請求項３】
請求項２に記載の光ファイバの融着接続方法であって、
前記欠け、ハックルの部位の画像手段への明示は、前記光ファイバの端面観察画像上の欠け、ハックルの部位を囲みあるいは線等の印で指し示して明示する
ことを特徴とする光ファイバの融着接続方法。
【請求項４】
請求項３に記載の光ファイバの融着接続方法であって、
前記欠け、ハックルの部位を横切る任意の軸方向の輝度情報を数値化し、グラフ化して表示する
ことを特徴とする光ファイバの融着接続方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−１０９１２０（Ｐ２０１３−１０９１２０Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５３５６０（Ｐ２０１１−２５３５６０）
【出願日】平成２３年１１月２１日（２０１１．１１．２１）
【出願人】（０００００５１８６）株式会社フジクラ (4,463)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２１日（２０１１．１１．２１）
【出願人】（０００００５１８６）株式会社フジクラ (4,463)
【Ｆターム（参考）】
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