JP5786528B2 - コア位置特定方法及び調芯装置 - Google Patents

Description

本発明は、コア位置特定方法及び調芯装置に関するものである。

特許文献１，２には、半導体レーザの出射光を光ファイバに結合するための光モジュールの光軸調整方法が記載されている。特許文献１に記載された方法では、半導体レーザ及び集光レンズを有する半導体レーザユニットと光ファイバとの光軸を調整する際に、光軸に垂直なＸ，Ｙ方向と、光軸方向に沿ったＺ方向とにこれらを相対的に変位させ、光結合効率が最大となるようにこれらの相対位置を合わせる。このとき、光軸に垂直な面内における光結合の空間パワー特性がガウシアンのレーザパワー分布に近似できることを前提とし、同一垂直面内の４点の光強度に基づいて、光軸位置におけるレーザの集光ビーム径および光軸中心からの位置ズレ量を算出する。また、特許文献２に記載された方法では、所定の直線方向に発光素子と光ファイバとを相対的に移動してこれらの位置合わせを行う際に、発光素子から出射されて光ファイバを透過した光の強度を、該直線方向における複数の位置において測定する。そして、それらの測定位置と光強度測定値とに基づいて、発光素子と光ファイバとの相対位置と光強度との相関関数を作成し、この相関関数が極大値となる位置に発光素子と光ファイバとを合わせる。なお、非特許文献１には、光デバイスと光ファイバとを光学的に結合する際の調芯アルゴリズムが記載されている。

特開平０８−０９４８８６号公報 特開平０８−０９４８９０号公報

島利幸ほか２名、「光デバイス用高速・高精度光軸調心法」、松下電工技報、Ｖｏｌ．５５、Ｎｏ．２

近年、増大する光通信トラフィックに対応するために、複数のコアを有するマルチコアファイバが盛んに研究されている。マルチコアファイバは、例えば、長手方向に垂直な断面において複数のコアが二次元状に分散配置された構成を有する。しかし、現に存在する調芯装置はマルチコアファイバに対応しておらず、マルチコアファイバ同士、或いはマルチコアファイバと他の光学部品との光軸合わせを行う好適な装置や方法は未だ存在しない。それは、一つのコアが中央に配置されたシングルコアファイバを調芯する場合と異なり、マルチコアファイバを調芯する場合、端面における複数のコアそれぞれの位置を特定する必要があるからである。

通常、光ファイバの端面におけるコアの位置を特定する際には、該光ファイバの端面に別の光ファイバの端面を対向させ、該別の光ファイバを端面全体に走査させながら該別の光ファイバから光を照射し、光ファイバの他端において検出される光強度が大きくなる位置を特定する（粗調芯）。その後、当該位置を含む微小な領域内において、上記別の光ファイバから光を照射しつつ、光ファイバの他端において検出される光強度が最も大きくなる位置を所定のアルゴリズムによって探索する（微調芯）。なお、上述した非特許文献１では、粗調芯の際の走査方法として「ラスタ調心」や「スパイラル調心」が記載されており、また、微調芯の際に用いるアルゴリズムとして「山登り調心」といった方法が記載されている。

しかしながら、上述したコア位置特定方法をマルチコアファイバの調芯に使用すると、複数のコアのそれぞれを特定する毎に粗調芯と微調芯とを繰り返すこととなる。したがって、全てのコア位置を特定するには長時間を要してしまう。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、マルチコアファイバの端面における複数のコアの位置を、より短い時間で特定することができるコア位置特定方法および調芯装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明によるコア位置特定方法は、Ｎ個（Ｎは２以上の整数）のコアを有するマルチコアファイバの端面におけるＮ個のコアの位置を特定する方法であって、マルチコアファイバの一端面を観察しながら該一端面の中心軸まわりの姿勢角を所定角度に合わせて固定するとともに、マルチコアファイバの他端面においてＮ個のコアから出射される光の強度を一括して検出する光検出手段を他端面に光結合するファイバ固定ステップと、一端面に対して二次元的に光線を走査させながら光検出手段において光強度を検出することにより、Ｎ個のコアに含まれる一のコアの一端面における位置を第１の精度でもって特定する第１の調芯ステップと、予め取得されたＮ個のコア同士の相対位置情報に基づいて、一のコアがＮ個のコアのそれぞれであると仮定したときの一のコアを除く他の（Ｎ−１）個のコアの予測位置に光線を入射し、光検出手段における光強度が所定値を超えた場合に当該コアの予測位置の近傍に（Ｎ−１）個のコアの一つが存在するとして（Ｎ−１）個のコアの位置を推定するコア位置推定ステップと、コア位置推定ステップにより推定された（Ｎ−１）個のコアそれぞれの位置を含む（Ｎ−１）個の部分領域それぞれに対して光線を走査させながら光検出手段において光強度を検出することにより、（Ｎ−１）個のコアの各位置を第１の精度より高い第２の精度でもって特定する第２の調芯ステップとを含むことを特徴とする。

このコア位置特定方法では、ファイバ固定ステップにおいてマルチコアファイバの一端を固定したのち、第１の調芯ステップにより、まず一つのコアの位置を特定する。その後、コア位置推定ステップにおいて、予め取得されたＮ個のコア同士の相対位置情報に基づいて、位置が特定されたコアがＮ個のコアのそれぞれであると仮定したときの該コアを除く他の（Ｎ−１）個のコアの位置を予測する。例えば、マルチコアファイバの３つのコアＣ_１〜Ｃ_３を有する場合、第１の調芯ステップにより特定されたコアは、この３つのコアＣ_１〜Ｃ_３の何れかである。したがって、コアＣ_１〜Ｃ_３の相対位置情報を予め取得していれば、位置が特定されたコアがコアＣ_１であると仮定すると他のコアＣ_２及びＣ_３の位置を予測できる。同様に、位置が特定されたコアがコアＣ_２であると仮定すると他のコアＣ_１及びＣ_３の位置を予測でき、位置が特定されたコアがコアＣ_３であると仮定すると他のコアＣ_１及びＣ_２の位置を予測できる。

こうして予測された全てのコア位置に光線を入射する。そして、光検出手段における光強度が所定値を超えた場合に、当該コアの予測位置の近傍に（Ｎ−１）個のコアの一つが存在する（すなわち、その予測位置にコアが実在する）と判断することにより、（Ｎ−１）個のコアの位置を推定することができる。こうして（Ｎ−１）個のコアの位置を低い精度で特定（推定）したのち、第２の調芯ステップにより（Ｎ−１）個のコアの位置を高い精度で特定する。

このようなコア位置特定方法によれば、一つのコアの位置を第１の調芯ステップにより特定した後は、粗調芯を行うことなく他のコアの位置を特定することができる。したがって、従来の調芯方法のように粗調芯と微調芯とをコアの数だけ繰り返す必要がないので、マルチコアファイバの端面における複数のコアの位置をより短い時間で特定することができる。なお、本発明において「近傍」とは、上記のコアの予測位置と実在するコアの中心のずれを許容するものであり、上記のようにコアの予測位置に光線を入射した時、実在するコアに光が入射して、光検出手段における光強度が所定値を超えたことを認識できる程度の範囲を含むものである。

また、コア位置特定方法は、第１の調芯ステップにおいて特定された一のコアの位置を含む一端面の部分領域に対して光線を走査させながら光検出手段において光強度を検出することにより、一のコアの位置を第１の精度より高い第３の精度でもって特定する微調芯ステップを、コア位置推定ステップの前に、さらに含むことが好ましい。このようにすれば、第１の調芯ステップの後に、予め取得されたＮ個のコア同士の相対位置情報に基づいて特定される当該一のコアを除く他の（Ｎ−１）個のコアの予測位置の予測精度が高まる。よって、当該コアの予測位置に光線を入射した場合に、その予測位置にコアが実在する場合の光検出手段における光強度が大きくなるから、（Ｎ−１）個のコアの位置を容易に推定することができる。

また、コア位置特定方法は、（Ｎ−１）個のコアに含まれる少なくとも一つのコアの予測位置が、（Ｎ−１）個のコアに含まれる他のコアの予測位置と重なることを特徴としてもよい。これにより、コアの予測位置の数を減ずることができるので、複数のコアの位置を更に短い時間で特定することができる。

また、コア位置特定方法は、Ｎが３以上の整数であり、Ｎ個のコアに含まれる少なくとも３つのコアが、一端面において想定される正Ｍ角形（Ｍは３以上Ｎ以下の整数）の各頂点に相当する位置に配置されていることを特徴としてもよい。本発明者の研究によれば、このような場合、（Ｎ−１）個のコアの予測位置が互いに重なり合い、コアの予測位置の数を効果的に減ずることができる。したがって、複数のコアの位置を更に短い時間で特定することができる。

また、本発明による調芯装置は、Ｎ個（Ｎは２以上の整数）のコアを有するマルチコアファイバの端面におけるＮ個のコアの位置を特定する調芯装置であって、マルチコアファイバの一端面に対して二次元的に光線を走査するビーム走査手段と、マルチコアファイバの他端面において光線の光強度を一括して検出する光検出手段と、マルチコアファイバの一端面を観察するための観察手段と、マルチコアファイバの一端面を、該一端面の中心軸まわりの姿勢角が可変となるように支持する支持手段と、一端面におけるＮ個のコア同士の相対位置情報を記憶する記憶手段と、ビーム走査手段を制御するとともに、Ｎ個のコアの位置を特定する演算手段とを備え、演算手段は、ビーム走査手段により一端面に対して二次元的に光線を走査させながら光検出手段からの検出信号を取得することによって、Ｎ個のコアに含まれる一のコアの一端面における位置を第１の精度でもって特定し、記憶手段に記憶された相対位置情報に基づいて、一のコアがＮ個のコアのそれぞれであると仮定したときの一のコアを除く他の（Ｎ−１）個のコアの予測位置に光線を入射させ、光検出手段における光強度が所定値を超えた場合に当該コアの予測位置の近傍に（Ｎ−１）個のコアの一つが存在するとして（Ｎ−１）個のコアの位置を推定し、推定された（Ｎ−１）個のコアそれぞれの位置を含む（Ｎ−１）個の部分領域それぞれに対して光線を走査させながら光検出手段からの検出信号を取得することにより、（Ｎ−１）個のコアの各位置を第１の精度より高い第２の精度でもって特定することを特徴とする。

この調芯装置では、観察手段及び支持手段を用いて、マルチコアファイバの一端面を観察しながら該一端面の中心軸まわりの姿勢角を所定角度に合わせて固定することができる。更に、光検出手段を用いて、マルチコアファイバの他端面においてＮ個のコアから出射される光の強度を一括して検出することができる。そして、この調芯装置の演算手段によれば、上述したコア位置特定方法と同様に、一つのコアの位置を特定した後、粗調芯を行うことなく他のコアの位置を特定することができる。したがって、粗調芯及び微調芯をコアの数だけ繰り返す必要がないので、マルチコアファイバの端面における複数のコアの位置をより短い時間で特定することができる。

また、調芯装置は、演算手段が、（Ｎ−１）個のコアの位置を推定する前に、第１の精度でもって特定された一のコアの位置を含む一端面の部分領域に対してビーム走査手段により光線を走査させながら光検出手段からの検出信号を取得することによって、一のコアの位置を第１の精度より高い第３の精度でもって特定することが好ましい。このようにすれば、上記一のコアを除く他の（Ｎ−１）個のコア位置を精度良く推定することができる。

また、調芯装置は、（Ｎ−１）個のコアに含まれる少なくとも一つのコアの予測位置が、（Ｎ−１）個のコアに含まれる他のコアの予測位置と重なることを特徴としてもよい。これにより、コアの予測位置の数を減ずることができるので、複数のコアの位置を更に短い時間で特定することができる。

また、調芯装置は、Ｎは３以上の整数であり、Ｎ個のコアに含まれる少なくとも３つのコアが、一端面において想定される正Ｍ角形（Ｍは３以上Ｎ以下の整数）の各頂点に相当する位置に配置されていることを特徴としてもよい。本発明者の研究によれば、このような場合、（Ｎ−１）個のコアの予測位置が互いに重なり合い、コアの予測位置の数を効果的に減ずることができる。したがって、複数のコアの位置を更に短い時間で特定することができる。

また、調芯装置は、観察手段が、マルチコアファイバの一端面を撮像する撮像手段を含むことが好ましい。また、この場合、撮像手段がマルチコアファイバの一端面の光軸から離れて配置され、観察手段が、一端面の像を撮像手段へ向けて反射する反射鏡を更に含むことがより好ましい。これにより、マルチコアファイバの一端面を容易に観察しながら該一端面の中心軸まわりの姿勢角を所定角度に合わせることができる。

本発明によるコア位置特定方法及び調芯装置によれば、マルチコアファイバの端面における複数のコアの位置を、より短い時間で特定することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る調芯装置の全体構成を概略的に示す図である。 図２は、調芯ステージ及びその周辺構造を詳細に示す側面図である。 図３（ａ）は、マルチコアファイバの一端面およびシングルコアファイバの一端面の付近の周辺構成を示す側面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す構成の上面図である。 図４は、光ファイバの端部の構成の一例を拡大して示す斜視図である。 図５は、一実施形態によるコア位置特定方法を示すフローチャートである。 図６は、マルチコアファイバの一端面の角度調整の様子を示す図であって、例示としてコア数が７である場合を示している。 図７は、粗調芯ステップにおける光線の走査方法の例を示す図である。 図８は、第１の微調芯ステップにおいて、パワーセンサにより検出される光強度が最大となる位置を探査する方法を説明するための図である。 図９は、コア位置の予測方法を説明するための図である。（ａ）は実際のコア配置を示しており、（ｂ）は（ａ）のコア配置の場合における予測位置を示している。 図１０は、コア位置の予測方法の他の例を説明するための図である。（ａ）は実際のコア配置を示しており、（ｂ）は（ａ）のコア配置の場合における予測位置を示している。 図１１は、コア位置の予測方法の他の例を説明するための図である。（ａ）は実際のコア配置を示しており、（ｂ）は（ａ）のコア配置の場合における予測位置を示している。 図１２は、コア位置の予測方法の他の例を説明するための図である。（ａ）は実際のコア配置を示しており、（ｂ）は（ａ）のコア配置の場合における予測位置を示している。 図１３は、コア位置の予測方法の他の例を説明するための図である。（ａ）は実際のコア配置を示しており、（ｂ）は（ａ）のコア配置の場合における予測位置を示している。 図１４は、コア位置の予測方法の他の例を説明するための図である。（ａ）は実際のコア配置を示しており、（ｂ）は（ａ）のコア配置の場合における予測位置を示している。 図１５は、コア位置の予測方法の他の例を説明するための図である。（ａ）は実際のコア配置を示しており、（ｂ）は（ａ）のコア配置の場合における予測位置を示している。 図１６は、正Ｍ角形の例として、正六角形の各頂点および中心にコアが配置されている場合における、予測位置を示す図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明によるコア位置特定方法及び調芯装置の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

（実施の形態）
図１は、本発明の一実施形態に係る調芯装置１Ａの全体構成を概略的に示す図である。本実施形態の調芯装置１Ａは、Ｎ個（Ｎは２以上の整数）のコアと、該Ｎ個のコアを覆うクラッドとを有するマルチコアファイバ１００の両端面におけるＮ個のコア全ての位置を特定することができる。なお、マルチコアファイバ１００のＮ個のコアそれぞれは、シングルモードで光を導波するための径（例えば１０μｍ）を有することが好ましい。また、図１には、理解の容易のため、ＸＹＺ直交座標系が示されている。

図１に示されるように、調芯装置１Ａは、調芯ステージ２０と、レーザダイオード光源（以下、ＬＤ光源とする）１１と、観察カメラ１３と、観察カメラ１３の撮像を表示する表示部（モニタ）１３ａと、調芯ステージ２０を駆動するステージコントローラ１５と、パワーセンサ１６，１７とを備える。

また、調芯装置１Ａは、演算制御部１８及びメモリ１９を備える。演算制御部１８は、本実施形態における演算手段である。演算制御部１８は、パワーセンサ１６，１７からの信号を入力し、ステージコントローラ１５に制御信号を与えるとともに、マルチコアファイバ１００の両端面におけるＮ個のコアの位置を特定する。メモリ１９は、本実施形態における記憶手段であり、マルチコアファイバ１００の両端面におけるＮ個のコアの相対位置情報（コア間隔や相対コア配列）を記憶する。

調芯ステージ２０は、第一側方ステージ２１と、中央ステージ２２と、第二側方ステージ２３とを有する。これらのステージ２１〜２３は、所定方向（Ｚ軸方向）にこの順で並んで配置されている。第一側方ステージ２１及び第二側方ステージ２３は、少なくとも３軸以上の自由度でもって移動可能に支持されている。中央ステージ２２上における第一側方ステージ２１寄りの領域には、マルチコアファイバ１００の一端部１００ａが固定される。中央ステージ２２上における第二側方ステージ２３寄りの領域には、マルチコアファイバ１００の他端部１００ｂが固定される。

第一側方ステージ２１上における中央ステージ２２寄りの領域には、シングルコアファイバ１０１の一端部１０１ａ及び反射鏡１３１が並んで固定されている。シングルコアファイバ１０１としては、シングルモードファイバが好適である。シングルコアファイバ１０１の一端は、マルチコアファイバ１００の一端面側に配置されている。シングルコアファイバ１０１の一端部１０１ａは、第一側方ステージ２１によって、少なくとも３軸以上の自由度でもって移動可能に支持される。シングルコアファイバ１０１の他端部１０１ｂはＬＤ光源１１に接続され、これによりシングルコアファイバ１０１の他端とＬＤ光源１１とが光結合される。ＬＤ光源１１及びシングルコアファイバ１０１は、本実施形態のビーム走査手段を構成し、マルチコアファイバ１００の一端面に対して二次元的に光線を走査する。ＬＤ光源１１は、光線としてのレーザ光を発生する調芯用の光源であり、例えば赤外光を発生する。

第二側方ステージ２３上における中央ステージ２２寄りの領域には、シングルコアファイバ１０２の一端部１０２ａが固定されている。シングルコアファイバ１０２としては、シングルモードファイバが好適である。シングルコアファイバ１０２の他端部１０２ｂはパワーセンサ１６に接続され、これによりシングルコアファイバ１０２の他端とパワーセンサ１６とが光結合される。シングルコアファイバ１０２及びパワーセンサ１６は、マルチコアファイバ１００の他端面において光線の光強度及び出射位置を検出するために用いられる。すなわち、シングルコアファイバ１０２の一端部１０２ａは、マルチコアファイバ１００の他端面側に配置され、第二側方ステージ２３によって、少なくとも３軸以上の自由度でもって移動可能に支持されている。また、パワーセンサ１６は、シングルコアファイバ１０２の他端面と光結合され、該他端面から出射される光の強度を検出する。

第二側方ステージ２３上における中央ステージ２２寄りの領域には、大口径光ファイバ１０３の一端部１０３ａが、シングルコアファイバ１０２の一端部１０２ａと並んで固定されている。大口径光ファイバ１０３の他端部１０３ｂはパワーセンサ１７に接続され、これにより大口径光ファイバ１０３の他端とパワーセンサ１７とが光結合される。大口径光ファイバ１０３及びパワーセンサ１７は、マルチコアファイバ１００の他端面と光結合されてＮ個のコアから出射される光の強度を一括して検出するための光検出手段である。

観察カメラ１３は、本実施形態における撮像手段であり、マルチコアファイバ１００の端面と、他の光ファイバ（シングルコアファイバ１０１及び１０２、大口径光ファイバ１０３）の各端面との相対位置を観察するために設けられる。観察カメラ１３による撮像データは表示部１３ａ及び演算制御部１８へ送られ、手動もしくは自動的に第一側方ステージ２１が制御されることにより、マルチコアファイバ１００の一端面と、シングルコアファイバ１０１の一端面とが互いに対向する。或いは、手動もしくは自動的に第二側方ステージ２３が制御されることにより、マルチコアファイバ１００の他端面と、シングルコアファイバ１０２又は大口径光ファイバ１０３の一端面とが互いに対向する。

図２は、本実施形態の調芯ステージ２０及びその周辺構造を詳細に示す側面図である。図２に示されるように、調芯ステージ２０は、第一側方ステージ２１を少なくとも３軸以上の自由度でもって移動可能に支持する第一駆動部２４と、第二側方ステージ２３を少なくとも３軸以上の自由度でもって移動可能に支持する第二駆動部２５とを有する。

第一駆動部２４は、第一側方ステージ２１をＺ軸方向に平行移動させるＺステージ２４ａと、第一側方ステージ２１をＸ軸方向に平行移動させるＸステージ２４ｂと、第一側方ステージ２１をＺ軸周りに回転移動させるθｚステージ２４ｃと、第一側方ステージ２１をＹ軸方向に平行移動させるＹステージ２４ｄと、第一側方ステージ２１をＸ軸周りに回転移動させるθｘステージ２４ｅと、第一側方ステージ２１をＹ軸周りに回転移動させるθｙステージ２４ｆとが、基台２６上においてこの順に接続されて成る。θｙステージ２４ｆには、第一側方ステージ２１が固定されている。

同様に、第二駆動部２５は、第二側方ステージ２３をＺ軸方向に平行移動させるＺステージ２５ａと、第二側方ステージ２３をＸ軸方向に平行移動させるＸステージ２５ｂと、第二側方ステージ２３をＺ軸周りに回転移動させるθｚステージ２５ｃと、第二側方ステージ２３をＹ軸方向に平行移動させるＹステージ２５ｄと、第二側方ステージ２３をＸ軸周りに回転移動させるθｘステージ２５ｅと、第二側方ステージ２３をＹ軸周りに回転移動させるθｙステージ２５ｆとが、基台２６上においてこの順に接続されて成る。θｙステージ２５ｆには、第二側方ステージ２３が固定されている。

なお、中央ステージ２２の位置は、基台２６上において固定されている。また、上述した第一駆動部２４及び第二駆動部２５の各ステージは、ステージコントローラ１５（図１を参照）によって駆動される。

また、観察カメラ１３は、中央ステージ２２の上方に配置された観察カメラ１３ｂと、中央ステージ２２の側方に配置された観察カメラ１３ｃとを含むことが好ましい。これにより、マルチコアファイバ１００と、シングルコアファイバ１０１及び１０２、並びに大口径光ファイバ１０３との相対位置をより正確に観察し、精度良く制御することができる。

ここで、図３（ａ）は、マルチコアファイバ１００の一端面およびシングルコアファイバ１０１の一端面の付近の周辺構成を示す側面図である。また、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す構成の上面図を示しており、同図において観察カメラ１３ｂは仮想線によって表されている。図３（ａ）及び図３（ｂ）に示されるように、観察カメラ１３ｂは、例えばＣＣＤカメラ１３ｅ及び対物レンズ１３ｆによって構成され、マルチコアファイバ１００の一端面の光軸Ｌから離れて配置されている。ＣＣＤカメラ１３ｅの撮像面は、第一側方ステージ２１に向いている。

第一側方ステージ２１上には、前述したシングルコアファイバ１０１の一端部１０１ａのほか、反射鏡１３１が配置されている。反射鏡１３１は、マルチコアファイバ１００の一端面の光軸に対して傾斜した光反射面を有しており、マルチコアファイバ１００の一端面の像を観察カメラ１３ｂへ向けて反射する。反射鏡１３１には、鏡面を有する部材のほか、例えば三角プリズム等を用いることもできる。観察カメラ１３ｂは、マルチコアファイバ１００の一端面の像を、表示部１３ａに表示する。なお、反射鏡１３１は、観察カメラ１３ｂ，１３ｃと共に、マルチコアファイバ１００の一端面を観察するための観察手段を構成する。反射鏡１３１は、第一側方ステージ２１上においてシングルコアファイバ１０１の一端部１０１ａとＸ軸方向に並んで配置されており、第一側方ステージ２１がＸ軸方向に移動することによって、一端部１０１ａに代わってマルチコアファイバ１００の一端面と対向する。

図４は、マルチコアファイバ１００の一端部１００ａ及び他端部１００ｂ、シングルコアファイバ１０１，１０２の一端部１０１ａ，１０２ａ及び他端部１０１ｂ，１０２ｂ、並びに大口径光ファイバ１０３の一端部１０３ａ及び他端部１０３ｂの構成の一例として、光ファイバ１０５の端部１０５ａを拡大して示す斜視図である。端部１０５ａは、光ファイバ１０５にファイバ保持部材１０６が取り付けられて成る。ファイバ保持部材１０６は、例えば外径２．５ｍｍ程度のガラスキャピラリであり、光ファイバ１０５を実装した後にその端面が研磨される。ファイバ保持部材１０６がこのようなガラスキャピラリである場合、観察カメラ１３によって観察するときに内部の光ファイバ１０５を視認可能なので、光ファイバ同士の相対位置を合わせ易い。また、ファイバ保持部材１０６は、ジルコニアフェルールであってもよく、或いはシングルコアファイバアレイに使用されるような角型の部材であってもよい。

続いて、上述した調芯装置１Ａを用いたコア位置特定方法について説明する。図５は、本実施形態による方法を示すフローチャートである。

＜ファイバ固定ステップ＞
まず、マルチコアファイバ１００の他端部１００ｂと、大口径光ファイバ１０３の一端部１０３ａとを近づけ、これらの端面を互いに対向させることにより光結合させる（図５のステップＳ１１）。すなわち、観察カメラ１３を他端部１００ｂの上方（及び側方）に移動し、表示部１３ａにおいてこれらの光ファイバ１００，１０３の相対位置を確認しながら、他端部１００ｂと一端部１０３ａとを互いに近づける。

続いて、マルチコアファイバ１００の一端部１００ａと、シングルコアファイバ１０１の一端部１０１ａとを近づけ、これらの端面を互いに対向させる（図５のステップＳ１２）。すなわち、観察カメラ１３を一端部１００ａ，１０１ａの上方（及び側方）に移動し、表示部１３ａにおいてこれらの光ファイバ１００，１０１の一端面の相対位置を確認しながら、一端部１００ａ，１０１ａを互いに近づける。

なお、上述したステップＳ１１及びＳ１２において、図１に示した演算制御部１８が画像処理等を行って一端部１００ａ，１０１ａ（或いは他端部１００ｂ及び一端部１０３ａ）の相対位置を把握した上で、演算制御部１８がステージコントローラ１５に制御信号を送ることにより、一端部１００ａ，１０１ａ（或いは他端部１００ｂ及び一端部１０３ａ）を互いに近づけてもよい。

続いて、第一側方ステージ２１をＸ軸方向に所定距離だけ移動させることにより、第一側方ステージ２１上の反射鏡１３１をマルチコアファイバ１００の一端部１００ａの光軸上に配置し、反射鏡１３１の光反射面とマルチコアファイバ１００の一端面とを互いに対向させる。そして、反射鏡１３１を介して観察カメラ１３ｂに入射するマルチコアファイバ１００の一端面の像を観察しながら、マルチコアファイバ１００の一端面の中心軸まわりの姿勢角を所定角度に近づける（図５のステップＳ１３）。

ここで、図６は、マルチコアファイバ１００の一端面の角度調整の様子を示す図であって、例示としてコア数が７（すなわちＮ＝７）の場合を示している。通常、図６（ａ）に示されるように、マルチコアファイバ１００の一端部１００ａを中央ステージ２２上に設置した段階では、マルチコアファイバ１００の一端面の中心軸まわりの姿勢角（図では、マルチコアファイバ１００の姿勢角の基準線ＡとＸ軸との成す角度θとして表示している）は不定である。そこで、本実施形態では、反射鏡１３１及び観察カメラ１３ｂを用いてマルチコアファイバ１００の一端面の像を観察しながら、該姿勢角θを所定角度（図では０°）に近づける。これにより、マルチコアファイバ１００の一端面におけるＮ個のコア１００ｃが、ＸＹ座標面において所定の座標位置に配置されることとなる。こうして姿勢角θを所定角度に合わせたのち、マルチコアファイバ１００の一端部１００ａを中央ステージ２２に固定する。

なお、上述したステップＳ１３を好適に行う為に、本実施形態の調芯装置１Ａは、マルチコアファイバ１００の一端面を、該一端面の中心軸まわりの姿勢角θが可変となるように支持する回転ファイバホルダといった支持手段を更に備える。このような回転ファイバホルダとしては、例えば駿河精機製Ｆ２６４Ｎが好適に用いられる。

＜第１の調芯ステップ＞
続いて、マルチコアファイバ１００の一端面に対してシングルコアファイバ１０１の一端面を近接させた状態で、演算制御部１８が、シングルコアファイバ１０１から出射される光線をマルチコアファイバ１００の一端面に対して二次元的に走査させる。このとき、走査される領域の大きさは、例えば数百マイクロメートル四方である。また、マルチコアファイバ１００の一端面とシングルコアファイバ１０１の一端面との光結合効率を高める為に、これらの端面の間に屈折率マッチングオイルを塗布しておくことが好ましい。この走査中、マルチコアファイバ１００の他端面における光線の光強度を、大口径光ファイバ１０３を介してパワーセンサ１７により検出する。このとき、シングルコアファイバ１０１から出射される光線がマルチコアファイバ１００の各コアの付近を通過すると、パワーセンサ１７から出力される検出信号が大きくなる。したがって、例えばパワーセンサ１７からの検出信号が所定の閾値を超えた場合に、そのときのシングルコアファイバ１０１の位置を、或る一つのコアの位置であると判定することができる。こうして、マルチコアファイバ１００の一端面において、Ｎ個のコアに含まれる一つのコア（以下、特定コアという）の大凡の位置を、やや粗い第１の精度（一例では５μｍ程度）でもって特定する（図５のステップＳ１４）。一つの特定コアの位置を特定した段階で、本ステップを終了する。

ここで、図７は、上述した第１の調芯ステップＳ１４における光線の走査方法の例を示す図である。図７（ａ）に示されるように、一例では、マルチコアファイバ１００の一端面に沿った方向への移動とその逆方向への移動とを繰り返しながら、該方向と交差する方向へ徐々にシングルコアファイバ１０１を移動させる方法（いわゆるラスタ調芯）が好適である。また、図７（ｂ）に示されるように、他の一例では、マルチコアファイバ１００の一端面の中心付近から走査を開始し、シングルコアファイバ１０１を渦巻き状に移動させる方法（いわゆるスパイラル調芯）も好適である。なお、ラスタ調芯における往復の移動線の間隔、若しくはスパイラル調芯における渦状の移動線の間隔は、例えば５μｍである。

＜微調芯ステップ＞
続いて、特定コアの位置を含む部分的な領域に対してシングルコアファイバ１０１の一端面を近接させた状態で、演算制御部１８が、シングルコアファイバ１０１から出射される光線を走査させる。そして、この走査中、マルチコアファイバ１００の他端面における光線の光強度を、大口径光ファイバ１０３を介してパワーセンサ１７により検出する。また、演算制御部１８は、パワーセンサ１７により検出される信号がより大きくなる方向へ、所定のアルゴリズムを用いてシングルコアファイバ１０１を移動することにより、光強度が最大となる位置を探索する。こうして、マルチコアファイバ１００の一端面において、特定コアの詳細な位置を、第１の精度より高い第３の精度でもって特定する（図５のステップＳ１５）。第３の精度は、例えばサブミクロンオーダー（一例では０．１μｍ）である。

ここで、図８は、上述した微調芯ステップＳ１５において、パワーセンサ１７により検出される光強度が最大となる位置を探査する方法（山登り法）を説明するための図である。図８（ａ）に示されるように、まず、或る直線的な方向Ａ１に沿ってシングルコアファイバ１０１を移動させる。そして、或る長さだけ移動させた後、移動した範囲内で最も光強度が大きい位置を特定し、その位置へシングルコアファイバ１０１を再び移動させる。次に、その位置を起点として、方向Ａ１と直交する方向Ａ２に沿ってシングルコアファイバ１０１を移動させ、或る長さだけ移動させた後に移動した範囲内で最も光強度が大きい位置を特定する。このような動作を繰り返し行うことにより（図８（ｂ））、光強度が最大となる位置を探索することができる。

＜コア位置推定ステップ＞
続いて、演算制御部１８は、特定コアを除く（Ｎ−１）個のコアの位置を推定する。このステップでは、まず、演算制御部１８が、メモリ１９に記憶されているＮ個のコア同士の相対位置情報に基づいて、特定コアがＮ個のコアのそれぞれであると仮定したときの他の（Ｎ−１）個のコアの位置を予測する（図５のステップＳ１６）。

図９は、そのようなコア位置の予測方法を説明するための図である。図９（ａ）には、マルチコアファイバ１００の一端面におけるコア配置の例として、７個のコアＣ_１〜Ｃ_７が示されている。これら７個のコアＣ_１〜Ｃ_７に含まれる６つのコアＣ_２〜Ｃ_７は、マルチコアファイバ１００の一端面において想定される正六角形Ｈ１の各頂点に相当する位置に配置されている。また、一つのコアＣ_１は、この正六角形Ｈ１の中心に配置されている。また、図９（ｂ）は、マルチコアファイバ１００がこのようなコア配置を有する場合において、前述した第１の調芯ステップＳ１４及び微調芯ステップＳ１５により位置が特定されたコア（特定コア）Ｃ_Ｓから予測される他の６個のコアに関する位置（以下、予測位置という）Ｃ_Ｐ１〜Ｃ_Ｐ１８を示す図である。

前述した第１の調芯ステップＳ１４及び微調芯ステップＳ１５では、図９（ａ）に示される７個のコアＣ_１〜Ｃ_７のうち、一つの特定コアＣ_Ｓの位置が特定される。この特定コアＣ_Ｓを例えば図９（ａ）のコアＣ_１であると仮定すると、他の６個のコアの予測位置は、図９（ｂ）に示された予測位置Ｃ_Ｐ１〜Ｃ_Ｐ６となる。また、特定コアＣ_Ｓを例えば図９（ａ）のコアＣ_２であると仮定すると、他の６個のコアの予測位置は、図９（ｂ）に示された予測位置Ｃ_Ｐ１、Ｃ_Ｐ２、Ｃ_Ｐ６〜Ｃ_Ｐ９となる。また、特定コアＣ_Ｓを例えば図９（ａ）のコアＣ_３であると仮定すると、他の６個のコアの予測位置は、図９（ｂ）に示された予測位置Ｃ_Ｐ１〜Ｃ_Ｐ３、Ｃ_Ｐ９〜Ｃ_Ｐ１１となる。このように、特定コアＣ_Ｓが７個のコアＣ_１〜Ｃ_７のそれぞれであると仮定すると、他の６個のコアの予測位置として図９（ｂ）に示された予測位置Ｃ_Ｐ１〜Ｃ_Ｐ１８を求めることができる。

予測位置Ｃ_Ｐ１〜Ｃ_Ｐ１８の位置座標の決定は、例えば以下のようにして行うことができる。まず、特定コアＣ_Ｓを座標原点とし、予測位置Ｃ_Ｐ１を表すベクトルをａ、予測位置Ｃ_Ｐ２を表すベクトルをｂ、予測位置Ｃ_Ｐ３を表すベクトルをｃとする。コア間隔を３０μｍとして、第一側方ステージ２１のＸＹ座標系でこれらのベクトルａ〜ｃを表すと、
ａ＝（３０×ｃｏｓ６０°, ３０×ｓｉｎ６０°）
ｂ＝（３０×ｃｏｓ０°, ３０×ｓｉｎ０°）
ｃ＝（３０×ｃｏｓ３００°, ３０×ｓｉｎ３００°）
となる。そして、予測位置Ｃ_Ｐ１〜Ｃ_Ｐ１８をこれらのベクトルで表したのち、ＸＹ座標変換を行うとよい。なお、予測位置Ｃ_Ｐ１〜Ｃ_Ｐ１８のベクトル表記およびＸＹ座標は、次の表１の通りである。

コア位置推定ステップでは、続いて、演算制御部１８が、上記のようにして求められた予測位置Ｃ_Ｐ１〜Ｃ_Ｐ１８にシングルコアファイバ１０１の一端部１０１ａを順に移動させ、予測位置Ｃ_Ｐ１〜Ｃ_Ｐ１８のそれぞれに光線を入射させる。そして、マルチコアファイバ１００の他端面における光線の光強度を、大口径光ファイバ１０３を介してパワーセンサ１７により検出する。このとき、例えばパワーセンサ１７からの検出信号が所定の閾値（例えばＬＤ光源１１から出射される光の強度に対して−１５ｄＢ）を超えた場合に、そのときのシングルコアファイバ１０１の位置を、コアＣ_１〜Ｃ_７の何れかの位置である（すなわち、その予測位置の近傍にコアが存在する）と判定する。こうして、特定コアを除く他の６個のコアの大凡の位置をやや粗い精度でもって特定し、これらのコアの位置を推定することができる（図５のステップＳ１７）。なお、本ステップにおける精度は、例えば第１の調芯ステップＳ１４と同程度である。

一方、本実施形態において「近傍」とは、上記のコアの予測位置と実在するコアの中心のずれを許容するものであり、上記のようにコアの予測位置に光線を入射した時、実在するコアに光が入射して、光検出手段における光強度が所定値を超えたことを認識できる程度の範囲を含むものである。即ち、本実施形態においてはシングルコアファイバ１０１の一端部１０１ａの中心がコアＣ_１〜Ｃ_７の何れかの中心位置から例えば１０μｍ程度ずれていたとしても、パワーセンサ１７は上記の所定の閾値の検出信号を検出できる。なお、この誤差範囲はパワーセンサ１７の検出感度及び閾値の設定値により変動し得るものである。

なお、パワーセンサ１７が十分な検出感度を有する場合には、上記の微調芯ステップを省略しても良い。この場合には、一つのコアＣ_１における調芯精度が低下することから、上記の予測位置Ｃ_Ｐ１〜Ｃ_Ｐ６の位置精度も低下することとなるから、シングルコアファイバ１０１とマルチコアファイバ１００との結合部において損失が生じることとなる。従って、上記の所定の閾値を低く設定しておくことにより、微調芯ステップを省略して、より迅速にコア位置を推定することができる。しかしながら、コアが存在する位置と、存在しない位置とをより明瞭に区別し、コア位置を正確に推定するためには、上記微調芯ステップを実施することがより好ましい。

＜第２の調芯ステップ＞
続いて、演算制御部１８は、コア位置推定ステップにより推定された６個のコアそれぞれの位置を含む６個の部分的な領域それぞれに対して順にシングルコアファイバ１０１の一端面を近接させ、シングルコアファイバ１０１から出射される光線を走査させる。そして、この走査中、マルチコアファイバ１００の他端面における光線の光強度を、大口径光ファイバ１０３を介してパワーセンサ１７により検出する。このステップでは、前述した微調芯ステップＳ１５と同様の方法により、６個のコアの詳細な位置を、第１の精度より高い第２の精度（典型的には、第３の精度と等しい）でもって特定する（図５のステップＳ１８）。

＜他端面調芯ステップ＞
続いて、演算制御部１８は、第二側方ステージ２３をＸ軸方向に移動させることにより、マルチコアファイバ１００の他端部１００ｂと、シングルコアファイバ１０２の一端部１０２ａとを近づけ、これらの端面を互いに対向させる。すなわち、観察カメラ１３を他端部１００ｂの上方（及び側方）に移動し、表示部１３ａにおいてこれらの光ファイバ１００，１０２の相対位置を確認しながら、他端部１００ｂと一端部１０２ａとを互いに近づける。

そして、マルチコアファイバ１００の一端部１００ａにおいて、シングルコアファイバ１０１の一端部１０１ａを７個のコアＣ_１〜Ｃ_７のうち一つのコアに光結合させた後、マルチコアファイバ１００の他端部１００ｂにおいて、シングルコアファイバ１０２の一端部１０２ａを走査させて粗調芯および微調芯を行う（図５のステップＳ１９）。これにより、マルチコアファイバ１００の他端面においてシングルコアファイバ１０２の一端部１０２ａと当該コアとを光結合させることができる。なお、本ステップの後、必要に応じてマルチコアファイバ１００とシングルコアファイバ１０１，１０２とを互いに接着剤によって固定してもよい。

以上に説明した本実施形態の調芯装置１Ａ及びコア位置特定方法によれば、一つのコアの位置を第１の調芯ステップＳ１４及び微調芯ステップＳ１５により特定した後は、粗調芯ステップを行うことなく他のコアの位置を特定することができる。したがって、従来の調芯方法のように粗調芯ステップと微調芯ステップとをコアの数だけ繰り返す必要がないので、マルチコアファイバの端面における複数のコアの位置をより短い時間で特定することができる。

（変形例）
上記実施形態では、図９（ａ）に示されたように正六角形Ｈ１の各頂点および中心に７個のコアＣ_１〜Ｃ_７が配置された例について説明したが、本発明に係る調芯装置１Ａ及びコア位置特定方法は、このようなコア配置に限らず様々なコア配置に対して適用可能である。図１０〜図１５は、種々のコア配置の例について説明するための図である。なお、図１０〜図１５において、（ａ）は実際のコア配置を示しており、（ｂ）は（ａ）のコア配置の場合における予測位置を示している。

図１０（ａ）は、正三角形Ｔの各頂点および中心に４個のコアＣ_１〜Ｃ_４が配置された例を示している。また、図１０（ｂ）は、このようなコア配置の場合において、第１の調芯ステップＳ１４及び微調芯ステップＳ１５により位置が特定された特定コアＣ_Ｓから予測される他の３個のコアに関する予測位置Ｃ_Ｐ１〜Ｃ_Ｐ１２を示している。

例えば、特定コアＣ_Ｓを図１０（ａ）のコアＣ_１であると仮定すると、他の３個のコアの予測位置は、図１０（ｂ）に示された予測位置Ｃ_Ｐ１、Ｃ_Ｐ２、Ｃ_Ｐ３となる。また、特定コアＣ_Ｓを例えば図１０（ａ）のコアＣ_２であると仮定すると、他の３個のコアの予測位置は、図１０（ｂ）に示された予測位置Ｃ_Ｐ４、Ｃ_Ｐ５、Ｃ_Ｐ６となる。また、特定コアＣ_Ｓを例えば図１０（ａ）のコアＣ_３であると仮定すると、他の３個のコアの予測位置は、図１０（ｂ）に示された予測位置Ｃ_Ｐ７、Ｃ_Ｐ８、Ｃ_Ｐ９となる。このように、特定コアＣ_Ｓが４個のコアＣ_１〜Ｃ_４のそれぞれであると仮定すると、他の３個のコアの予測位置として図１０（ｂ）に示された予測位置Ｃ_Ｐ１〜Ｃ_Ｐ１２を求めることができる。

図１１（ａ）は、正四角形Ｓの各頂点および中心に５個のコアＣ_１〜Ｃ_５が配置された例を示している。また、図１１（ｂ）は、このようなコア配置の場合において、第１の調芯ステップＳ１４及び微調芯ステップＳ１５により位置が特定された特定コアＣ_Ｓから予測される他の４個のコアに関する予測位置Ｃ_Ｐ１〜Ｃ_Ｐ１２を示している。

例えば、特定コアＣ_Ｓを図１１（ａ）のコアＣ_１であると仮定すると、他の３個のコアの予測位置は、図１１（ｂ）に示された予測位置Ｃ_Ｐ１〜Ｃ_Ｐ４となる。また、特定コアＣ_Ｓを例えば図１１（ａ）のコアＣ_２であると仮定すると、他の４個のコアの予測位置は、図１１（ｂ）に示された予測位置Ｃ_Ｐ１、Ｃ_Ｐ５〜Ｃ_Ｐ７となる。また、特定コアＣ_Ｓを例えば図１１（ａ）のコアＣ_３であると仮定すると、他の４個のコアの予測位置は、図１１（ｂ）に示された予測位置Ｃ_Ｐ２、Ｃ_Ｐ５、Ｃ_Ｐ８、Ｃ_Ｐ９となる。このように、特定コアＣ_Ｓが５個のコアＣ_１〜Ｃ_５のそれぞれであると仮定すると、他の４個のコアの予測位置として図１１（ｂ）に示された予測位置Ｃ_Ｐ１〜Ｃ_Ｐ１２を求めることができる。

図１２（ａ）は、正五角形Ｐの各頂点および中心に６個のコアＣ_１〜Ｃ_６が配置された例を示している。また、図１２（ｂ）は、このようなコア配置の場合において、第１の調芯ステップＳ１４及び微調芯ステップＳ１５により位置が特定された特定コアＣ_Ｓから予測される他の５個のコアに関する３０個の予測位置Ｃ_Ｐを示している。

図１３（ａ）は、正八角形ＯＣの各頂点および中心に９個のコアＣ_１〜Ｃ_９が配置された例を示している。また、図１３（ｂ）は、このようなコア配置の場合において、第１の調芯ステップＳ１４及び微調芯ステップＳ１５により位置が特定された特定コアＣ_Ｓから予測される他の８個のコアに関する４０個の予測位置Ｃ_Ｐを示している。

図１４（ａ）は、正六角形Ｈ２の各頂点および中心に配置された７個のコアＣ_１〜Ｃ_７、及びこの正六角形Ｈ２に関して中心位置及び該中心位置から各頂点への方向が共通している正六角形Ｈ３の各頂点および隣り合う頂点間に配置された１２個のコアＣ_８〜Ｃ_１９を示している。また、図１４（ｂ）は、このようなコア配置の場合において、第１の調芯ステップＳ１４及び微調芯ステップＳ１５により位置が特定された特定コアＣ_Ｓから予測される他の１８個のコアに関する６０個の予測位置Ｃ_Ｐを示している。

図１５（ａ）は、４個のコアＣ_１〜Ｃ_４が直線Ｌ１上に配列された例を示している。また、図１５（ｂ）は、このようなコア配置の場合において、第１の調芯ステップＳ１４及び微調芯ステップＳ１５により位置が特定された特定コアＣ_Ｓから予測される他の３個のコアに関する予測位置Ｃ_Ｐ１〜Ｃ_Ｐ６を示している。

例えば、特定コアＣ_Ｓを図１５（ａ）のコアＣ_１であると仮定すると、他の３個のコアの予測位置は、図１５（ｂ）に示された予測位置Ｃ_Ｐ１〜Ｃ_Ｐ３となる。また、特定コアＣ_Ｓを例えば図１５（ａ）のコアＣ_２であると仮定すると、他の３個のコアの予測位置は、図１５（ｂ）に示された予測位置Ｃ_Ｐ２〜Ｃ_Ｐ４となる。また、特定コアＣ_Ｓを例えば図１５（ａ）のコアＣ_３であると仮定すると、他の３個のコアの予測位置は、図１５（ｂ）に示された予測位置Ｃ_Ｐ３〜Ｃ_Ｐ５となる。このように、特定コアＣ_Ｓが４個のコアＣ_１〜Ｃ_４のそれぞれであると仮定すると、他の３個のコアの予測位置として図１５（ｂ）に示された予測位置Ｃ_Ｐ１〜Ｃ_Ｐ６を求めることができる。

上述したコア位置特定方法では、特定コアを除く（Ｎ−１）個のコアに含まれる少なくとも一つのコアの予測位置が、（Ｎ−１）個のコアに含まれる他のコアの予測位置と重なることが好ましい。例えば、図９に示された例では、特定コアＣ_ＳがコアＣ_３であると仮定した場合のコアＣ_１に対応する予測位置Ｃ_Ｐ２と、特定コアＣ_ＳがコアＣ_２であると仮定した場合のコアＣ_７に対応する予測位置Ｃ_Ｐ２とが互いに重なっている（一致している）。このように、２以上のコアの予測位置が互いに重なる（一致する）ことにより、コアの予測位置の数を減ずることができる。したがって、コア位置の推定に必要な時間を短縮することができるので、複数のコアの位置を更に短い時間で特定することができる。

また、上述したコア位置特定方法では、正多角形（正三角形、正四角形、正五角形、正六角形、及び正八角形）の各頂点にコアが配置されている例について図９〜図１４に示した。このように、Ｎ個（Ｎが３以上の整数）のコアに含まれる少なくとも３つのコアが、一端面において想定される正Ｍ角形（Ｍは３以上Ｎ以下の整数）の各頂点に相当する位置に配置されていることが好ましい。本発明者の研究によれば、このような場合、特定コアを除く（Ｎ−１）個のコアの予測位置のうち多くの予測位置が互いに重なり合い、コアの予測位置の数を効果的に減ずることができる。したがって、複数のコアの位置を更に短い時間で特定することが可能となる。

このような予測位置同士の重なりについて、更に検討する。正Ｍ角形の各頂点および中心にコアが配置されている場合、コアの数は（Ｍ＋１）個である。仮に、（Ｍ＋１）個のコアが不規則に並んでいる場合を考えると、一つのコアについてＭ個の予測位置が存在するので、総計で｛Ｍ×（Ｍ＋１）｝個の予測位置が存在することとなる。これに対し、例えば図１１（ｂ）に示されたように、正四角形の各頂点および中心にコアが配置されている場合、本来は４×（４＋１）＝２０個の予測位置がある筈であるが、予測位置同士が重なり合うため、実際の予測位置の数は１２個となる。また、例えば図９（ｂ）に示されたように、正六角形の各頂点および中心にコアが配置されている場合、本来は６×（６＋１）＝４２個の予測位置がある筈であるが、実際の予測位置の数は１８個となる。

図１６は、正Ｍ角形の例として、正六角形の各頂点および中心にコアが配置されている場合における、予測位置Ｃ_Ｐ１〜Ｃ_Ｐ１８を示す図（図９（ｂ）を参照）である。このように、正Ｍ角形の各頂点および中心にコアが配置されている場合、異なるコアを特定コアとしたときの予測位置同士の重なりが発生する。例えば、図１６では、予測される正六角形Ｈ４の一つの頂点と、別の正六角形Ｈ５の一つの頂点とが、印Ｂ１において互いに重なっている。また、中心コアに対して点対称位置に配置されている外周コアが存在する場合、中心コアと外周コアとが互いに重なり合う（図中の印Ｂ２）。更に、特定コアと任意の予測位置とを結ぶ直線の垂線であって、特定コアを通る直線に対して線対称となる位置に他の予測位置が存在する場合、特定コアを中心とする正六角形の一頂点における予測位置と、他の正六角形（例えばＨ４）の一頂点における予測位置とが互いに重なり合う。これらのうち何れかの予測位置の重なりの態様が存在すれば、予測位置の数を少なくすることができる。特に、図１６に例示したように正六角形の各頂点および中心にコアが配置されている場合には、これらの重なりの態様が全て存在しており、したがって予測位置の重なりが極めて多くなるので、最も好ましい形態といえる。

本発明によるコア位置特定方法及び調芯装置は、上述した実施形態に限られるものではなく、他に様々な変形が可能である。例えば、上述した実施形態では微調芯ステップ及び第２の調芯ステップを行うための方法として「山登り法」を例示したが、これらのステップを行うための方法はこれに限らず、第１の調芯ステップにおける精度より高い精度を実現できる方法であれば様々な方法を用いることができる。

また、本発明におけるマルチコアファイバは、上記の実施形態に限られるものではなく、例えばコア領域を包囲するように多数の空孔を配置したマルチコアホーリーファイバなどであっても良い。即ち、本発明におけるマルチコアファイバのクラッドとは、コア領域を包囲してコア領域に伝送光を閉じ込める作用を有するものであれば、その形態は問わない。

１Ａ…調芯装置、１１…光源、１３…観察カメラ、１３ａ…表示部、１５…ステージコントローラ、１６，１７…パワーセンサ、１８…演算制御部、１９…メモリ、２０…調芯ステージ、２１…第一側方ステージ、２２…中央ステージ、２３…第二側方ステージ、２４…第一駆動部、２５…第二駆動部、２６…基台、１００…マルチコアファイバ、１０１，１０２…シングルコアファイバ、１０３…大口径光ファイバ、１０５…光ファイバ、１０６…ファイバ保持部材、１３１…反射鏡、Ｃ_１〜Ｃ_１９…コア、Ｃ_Ｐ，Ｃ_Ｐ１〜Ｃ_Ｐ１８…予測位置、Ｃ_Ｓ…特定コア。

Claims (10)

1. Ｎ個（Ｎは２以上の整数）のコアを有するマルチコアファイバの端面における前記Ｎ個のコアの位置を特定する方法であって、
   前記マルチコアファイバの一端面を観察しながら該一端面の中心軸まわりの姿勢角を所定角度に合わせて固定するとともに、前記マルチコアファイバの他端面において前記Ｎ個のコアから出射される光の強度を一括して検出する光検出手段を前記他端面に光結合するファイバ固定ステップと、
   前記一端面に対して二次元的に光線を走査させながら前記光検出手段において光強度を検出することにより、前記Ｎ個のコアに含まれる一のコアの前記一端面における位置を第１の精度でもって特定する第１の調芯ステップと、
   予め取得された前記Ｎ個のコア同士の相対位置情報に基づいて、前記一のコアが前記Ｎ個のコアのそれぞれであると仮定したときの前記一のコアを除く他の（Ｎ−１）個のコアの予測位置に光線を入射し、前記光検出手段における光強度が所定値を超えた場合に当該コアの予測位置の近傍に前記（Ｎ−１）個のコアの一つが存在するとして前記（Ｎ−１）個のコアの位置を推定するコア位置推定ステップと、
   前記コア位置推定ステップにより推定された前記（Ｎ−１）個のコアそれぞれの位置を含む（Ｎ−１）個の部分領域それぞれに対して光線を走査させながら前記光検出手段において光強度を検出することにより、前記（Ｎ−１）個のコアの各位置を前記第１の精度より高い第２の精度でもって特定する第２の調芯ステップと
   を含むことを特徴とする、コア位置特定方法。
2. 前記第１の調芯ステップにおいて特定された前記一のコアの位置を含む前記一端面の部分領域に対して光線を走査させながら前記光検出手段において光強度を検出することにより、前記一のコアの位置を前記第１の精度より高い第３の精度でもって特定する微調芯ステップを、前記コア位置推定ステップの前に、さらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のコア位置特定方法。
3. 前記（Ｎ−１）個のコアに含まれる少なくとも一つのコアの予測位置が、前記（Ｎ−１）個のコアに含まれる他のコアの予測位置と重なることを特徴とする、請求項１または２に記載のコア位置特定方法。
4. Ｎは３以上の整数であり、前記Ｎ個のコアに含まれる少なくとも３つのコアが、前記一端面において想定される正Ｍ角形（Ｍは３以上Ｎ以下の整数）の各頂点に相当する位置に配置されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のコア位置特定方法。
5. Ｎ個（Ｎは２以上の整数）のコアを有するマルチコアファイバの端面における前記Ｎ個のコアの位置を特定する調芯装置であって、
   前記マルチコアファイバの一端面に対して二次元的に光線を走査するビーム走査手段と、
   前記マルチコアファイバの他端面において前記光線の光強度を一括して検出する光検出手段と、
   前記マルチコアファイバの前記一端面を観察するための観察手段と、
   前記マルチコアファイバの前記一端面を、該一端面の中心軸まわりの姿勢角が可変となるように支持する支持手段と、
   前記一端面における前記Ｎ個のコア同士の相対位置情報を記憶する記憶手段と、
   前記ビーム走査手段を制御するとともに、前記Ｎ個のコアの位置を特定する演算手段と
   を備え、
   前記演算手段は、
   前記ビーム走査手段により前記一端面に対して二次元的に光線を走査させながら前記光検出手段からの検出信号を取得することによって、前記Ｎ個のコアに含まれる一のコアの前記一端面における位置を第１の精度でもって特定し、
   前記記憶手段に記憶された前記相対位置情報に基づいて、前記一のコアが前記Ｎ個のコアのそれぞれであると仮定したときの前記一のコアを除く他の（Ｎ−１）個のコアの予測位置に光線を入射させ、前記光検出手段における光強度が所定値を超えた場合に当該コアの予測位置の近傍に前記（Ｎ−１）個のコアの一つが存在するとして前記（Ｎ−１）個のコアの位置を推定し、
   推定された前記（Ｎ−１）個のコアそれぞれの位置を含む（Ｎ−１）個の部分領域それぞれに対して光線を走査させながら前記光検出手段からの検出信号を取得することにより、前記（Ｎ−１）個のコアの各位置を前記第１の精度より高い第２の精度でもって特定する
   ことを特徴とする、調芯装置。
6. 前記演算手段は、前記（Ｎ−１）個のコアの位置を推定する前に、前記第１の精度でもって特定された前記一のコアの位置を含む前記一端面の部分領域に対して前記ビーム走査手段により光線を走査させながら前記光検出手段からの検出信号を取得することによって、前記一のコアの位置を前記第１の精度より高い第３の精度でもって特定することを特徴とする、請求項５に記載の調芯装置。
7. 前記（Ｎ−１）個のコアに含まれる少なくとも一つのコアの予測位置が、前記（Ｎ−１）個のコアに含まれる他のコアの予測位置と重なることを特徴とする、請求項５または６に記載の調芯装置。
8. Ｎは３以上の整数であり、前記Ｎ個のコアに含まれる少なくとも３つのコアが、前記一端面において想定される正Ｍ角形（Ｍは３以上Ｎ以下の整数）の各頂点に相当する位置に配置されていることを特徴とする、請求項５〜７のいずれか一項に記載の調芯装置。
9. 前記観察手段が、前記マルチコアファイバの前記一端面を撮像する撮像手段を含むことを特徴とする、請求項５〜８のいずれか一項に記載の調芯装置。
10. 前記撮像手段が、前記マルチコアファイバの前記一端面の光軸から離れて配置されており、
    前記観察手段が、前記一端面の像を前記撮像手段へ向けて反射する反射鏡を更に含むことを特徴とする、請求項９に記載の調芯装置。

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