WO2022210911A1 - 融着接続装置及びコア位置特定方法 - Google Patents

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WO2022210911A1
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core
optical fiber
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weight
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貴洋 諏訪
弘樹 秋山
一芳 大木
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住友電工オプティフロンティア株式会社
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    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/255—Splicing of light guides, e.g. by fusion or bonding
    • G02B6/2555—Alignment or adjustment devices for aligning prior to splicing
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/255—Splicing of light guides, e.g. by fusion or bonding
    • G02B6/2551—Splicing of light guides, e.g. by fusion or bonding using thermal methods, e.g. fusion welding by arc discharge, laser beam, plasma torch
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    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/255—Splicing of light guides, e.g. by fusion or bonding
    • G02B6/2553—Splicing machines, e.g. optical fibre fusion splicer

Definitions

  • the present disclosure relates to a fusion splicer and core location method.
  • This application claims priority based on Japanese Application No. 2021-061019 dated March 31, 2021, and incorporates all the descriptions described in the Japanese Application.
  • Patent Document 1 describes a method for identifying the type of optical fiber in a fusion splicer.
  • a fusion splicer includes a pair of discharge electrodes for fusion splicing a pair of optical fibers together, an imaging element for imaging the pair of optical fibers, and image processing for performing image processing on the pair of optical fibers imaged by the imaging element. and
  • the imaging device acquires an image of the optical fiber heated by the discharge and an image of the optical fiber not heated.
  • the image processing unit identifies the type of optical fiber by performing image processing on the image of the optical fiber in a heated state and the image of the optical fiber in an unheated state.
  • Patent Document 2 describes specifying the eccentricity of the core of an optical fiber in a method for coupling optical waveguides.
  • heating the optical waveguide excites the core and emits visible light from the core.
  • the position of the core is identified from the intensity distribution of the emitted visible light.
  • the illumination unit illuminates the optical waveguide, and the clad position is specified by measuring the intensity distribution of the light with which the optical waveguide is illuminated.
  • the eccentricity of the core in the optical fiber is specified from the specified core position and clad position.
  • Patent Document 3 describes a fusion splicing device that heats a pair of optical fibers by electric discharge. Fusion splicers capture images of thermoluminescence produced from the core and cladding of an optical fiber heated by an electrical discharge.
  • the core dopant concentration is higher than the cladding dopant concentration. Therefore, the acquired luminance waveform of thermoluminescence has a peak at the core portion. This peak has a high correlation with the MFD (Mode Field Diameter) of the optical fiber.
  • the MFD of the optical fiber is obtained from the luminance waveform by using the fact that the peak of the luminance waveform has a high correlation with the MFD.
  • a fusion splicing device is a fusion splicing device that fusion splices a pair of optical fibers to each other by electric discharge.
  • the fusion splicer includes a discharge electrode that generates a discharge, a microscope that acquires luminance information from the optical fiber heated by the discharge, and distribution information that indicates the relationship between the position in the radial direction of the optical fiber and the luminance information. and a core position specifying unit for specifying the position of the core of the optical fiber from the distribution information.
  • the microscope acquires luminance information multiple times with a time lag.
  • the distribution information acquisition unit acquires distribution information from each of the plurality of pieces of luminance information.
  • the core position specifying unit performs weighting such that the weight of the distribution information based on the brightness information acquired earlier among the plurality of distribution information is greater than or equal to the weight of the distribution information based on the brightness information acquired later, and performs the weighting of the optical fiber. Locate the core.
  • a core position specifying method is a core position specifying method for specifying the position of each core of a pair of optical fibers when the pair of optical fibers are fusion-spliced to each other by electric discharge.
  • the core position identification method includes the steps of generating a discharge, obtaining luminance information from the optical fiber heated by the discharge, and obtaining distribution information indicating the relationship between the position in the radial direction of the optical fiber and the luminance information. and identifying the position of the core of the optical fiber from the distribution information.
  • the luminance information is obtained multiple times with a time difference.
  • distribution information distribution information is acquired from each of the plurality of pieces of luminance information.
  • weighting is performed such that the weight of the distribution information based on the previously obtained brightness information among the plurality of pieces of distribution information is greater than or equal to the weight of the distribution information based on the subsequently obtained brightness information. Locate the core of the optical fiber.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining an outline of a fusion splicing device according to one embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram showing an optical system for observing optical fibers in the fusion splicer of FIG.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing the positional relationship between the light source and microscope in the optical system of FIG. 2 and the optical fiber.
  • FIG. 4 is a luminance waveform showing the relationship between the radial position of the optical fiber and the luminance obtained from the luminance image.
  • FIG. 5 is a diagram schematically showing a configuration relating to discharge to an optical fiber, observation of the optical fiber, and acquisition of distribution information.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining an outline of a fusion splicing device according to one embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram showing an optical system for observing optical fibers in the fusion splicer of FIG.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing the positional relationship between the light source and microscope in the optical system of FIG. 2 and the optical
  • FIG. 6 is a graph schematically showing the relationship (distribution information) between the radial position of the optical fiber and the luminance of the luminance image of the optical fiber due to light emission.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating example steps of a core localization method according to one embodiment.
  • the resolution of the microscope is not sufficient, it may not be possible to accurately identify the position of the core from the image of the optical fiber.
  • the position of the peak cannot be obtained appropriately in the luminance waveform.
  • An object of the present disclosure is to provide a fusion splicing device and a core position specifying method that can specify the position of the core of an optical fiber with high accuracy.
  • a fusion splicing device is a fusion splicing device that fusion splices a pair of optical fibers to each other by electric discharge.
  • the fusion splicer includes a discharge electrode that generates a discharge, a microscope that acquires luminance information generated from the optical fiber heated by the discharge, and distribution information that indicates the relationship between the position in the radial direction of the optical fiber and the luminance information. and a core position specifying unit for specifying the position of the core of the optical fiber from the distribution information.
  • the microscope acquires luminance information multiple times with a time lag.
  • the distribution information acquisition unit acquires distribution information from each of the plurality of pieces of luminance information.
  • the core position specifying unit performs weighting such that the weight of the distribution information based on the brightness information acquired first among the plurality of distribution information is greater than or equal to the weight of the distribution information based on the brightness information acquired later, and performs the weighting of the optical fiber. Locate the core.
  • the microscope includes an observation lens group and an imaging device.
  • a core position specifying method is a core position specifying method for specifying the position of each core of a pair of optical fibers when the pair of optical fibers are fusion-spliced to each other by electrical discharge.
  • the core position identification method includes the steps of generating a discharge, obtaining luminance information of light emitted from the optical fiber heated by the discharge, and a distribution showing the relationship between the position in the radial direction of the optical fiber and the luminance information. Obtaining information; and identifying the position of the core of the optical fiber from the distribution information.
  • the luminance information is obtained multiple times with a time difference.
  • distribution information distribution information is acquired from each of the plurality of pieces of luminance information.
  • weighting is performed such that the weight of the distribution information based on the previously obtained brightness information among the plurality of pieces of distribution information is greater than or equal to the weight of the distribution information based on the subsequently obtained brightness information. Locate the core of the optical fiber.
  • a pair of optical fibers are heated by electrical discharge.
  • the core emits more light than the cladding.
  • the core position is identified using the property of the core to emit light more intensely.
  • a plurality of pieces of distribution information indicating the relationship between the position in the radial direction of the optical fiber and the luminance information of the emitted light are acquired, and the position of the core is specified from the plurality of pieces of distribution information. Therefore, by using a plurality of pieces of distribution information, variations in the positions of the identified cores can be suppressed, so that the accuracy of the positions of the identified cores can be improved.
  • Distribution information based on luminance information of the optical fiber due to light emission changes with the lapse of time.
  • a high luminance portion occurs in the portion corresponding to the core in the luminance distribution due to strong light emission from the core.
  • the peak of this luminance distribution becomes broader as time passes, it becomes more difficult to specify the exact position of the core from the distribution information as time passes.
  • the peak in the distribution information that has not been discharged for a long time is not broad, the accurate position of the core can be identified from the distribution information.
  • a plurality of pieces of distribution information are weighted so that the weight of the distribution information based on the luminance information obtained earlier is greater than or equal to the weight of the distribution information based on the luminance information obtained later, thereby specifying the position of the core.
  • the position of the core can be specified by increasing the weight of the distribution information that is not broad, so that the accuracy of the position of the specified core can be improved.
  • the core position specifying unit may perform weighting so that the weight of the distribution information based on the luminance information obtained earlier among the plurality of pieces of distribution information is higher than the weight of the distribution information based on the luminance information obtained later. In this case, weighting is performed so that the weight of the distribution information based on earlier luminance information whose peak is not broad is greater than the weight of the distribution information based on later luminance information. Therefore, it is possible to further improve the positional accuracy of the core to be specified.
  • the microscope acquires luminance information n times with a time lag (n is a natural number of 3 or more), the distribution information acquisition unit acquires distribution information from each of the n pieces of luminance information, and the core position specifying unit acquires n - Weighting may be performed so that the weight of the distribution information based on the brightness information acquired for the first time is greater than the weight of the distribution information based on the brightness information acquired for the nth time.
  • the weight of the distribution information based on the luminance information acquired last n-th time which is one before the last, is weighted more than the weight of the distribution information based on the luminance information acquired last n-th time, and the core position identify.
  • the weight of the distribution information based on the luminance information acquired at the (n-1)th time is made heavier than the distribution information based on the luminance information acquired at the nth time with a broader peak, and the position of the core is specified. , the accuracy of the position of the identified core can be further improved.
  • the core position specifying unit determines whether or not there is an abnormality in each of the plurality of distribution information, eliminates the distribution information determined to be abnormal before specifying the position of the core, and eliminates the distribution information determined to be abnormal.
  • the positions of the cores may be specified by using the later multiple pieces of distribution information as the new multiple pieces of distribution information. In this case, the abnormal distribution information is not weighted, and the abnormal distribution information is eliminated before weighting. Then, the position of the core is specified by using the distribution information after the removal as a new plurality of pieces of distribution information. Therefore, by excluding abnormal distribution information, it is possible to further improve the accuracy of the position of the identified core.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining an overview of a fusion splicer.
  • the fusion splicer 1 is a fusion splicer for fusion splicing a pair of optical fibers F to each other.
  • a fusion splicer 1 includes a V-groove clamp 2 having a V-groove 2b, a covering clamp 3, a pair of discharge electrodes 4, a V-groove driving section 9 for driving the V-groove clamp 2, and a control section 10.
  • the control unit 10 has a distribution information acquisition unit 7 and a core position specifying unit 8 .
  • the V-groove clamp 2 and the coating clamp 3 are parts that support the optical fiber F to be fusion-spliced.
  • An optical fiber F to be connected is positioned in the V-groove 2 b of the V-groove clamp 2 .
  • a V-groove clamp 2 supports a portion of the bare fiber from which the coating has been removed from the optical fiber F to expose the glass portion.
  • a coating clamp 3 holds the coated portion of the optical fiber F.
  • a pair of discharge electrodes 4 are arranged so as to face each other along a direction crossing (for example, perpendicular to) the direction in which the optical fiber F extends.
  • Optical fibers F are aligned in each of the plurality of V-grooves 2b.
  • the V-groove drive section 9 and the control section 10 align the pair of optical fibers F so that the pair of optical fibers F are aligned on a straight line.
  • a discharge is generated between the discharge electrodes 4, and the ends of the pair of optical fibers F are heated and fusion-spliced.
  • the control unit 10 controls the discharge current or the discharge time of the discharge electrode 4 so that the fusion splicing is performed under the fusion splicing conditions suitable for the type of the optical fiber F.
  • the fusion splicer 1 includes an image observing mechanism 11 for observing the optical fiber F placed in the V groove 2b of the V groove clamp 2.
  • FIG. 2 shows the configuration of the image observation mechanism 11.
  • the image observing mechanism 11 has, for example, a light source 12 and a microscope 13 .
  • the light source 12 includes a first light source 12b and a second light source 12c.
  • the microscope 13 includes a first microscope 13b and a second microscope 13c.
  • the first light source 12b and the first microscope 13b are arranged along the X direction with the optical fiber F interposed therebetween.
  • the second light source 12c and the second microscope 13c are arranged along the Y direction intersecting the X direction while sandwiching the optical fiber F therebetween.
  • the angle between the X direction and the Y direction is, for example, 60° or more and 120° or less.
  • the first light source 12b emits light to the optical fiber F along the X direction.
  • the second light source 12c emits light to the optical fiber F along the Y direction.
  • the first microscope 13b observes the core F1 and the clad F2 of the optical fiber F by receiving light emitted along the X direction from the first light source 12b.
  • the second microscope 13c observes the core F1 and clad F2 of the optical fiber F by receiving light emitted along the Y direction from the second light source 12c.
  • the configurations and functions of the first light source 12b and the second light source 12c are, for example, the same.
  • the configurations and functions of the first microscope 13b and the second microscope 13c are, for example, identical to each other. Therefore, hereinafter, the first light source 12b and the second light source 12c will be collectively described as the light source 12 unless it is necessary to identify them.
  • the first microscope 13b and the second microscope 13c will be collectively referred to as a microscope 13 for explanation.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing the positional relationship among the light source 12, optical fiber F and microscope 13.
  • the light source 12 is, for example, a light emitting element such as a light emitting diode.
  • the light source 12 emits light H that is red light.
  • the microscope 13 observes the optical fiber F by receiving the light H emitted from the light source 12 to the optical fiber F placed on the V-groove 2b.
  • the microscope 13 has, for example, an observation lens and a camera.
  • the camera is a CCD camera (Charge-Coupled Device Camera), a CMOS camera (Complementary MetalOxide Semiconductor Camera), or the like.
  • CCD camera Charge-Coupled Device Camera
  • CMOS camera Complementary MetalOxide Semiconductor Camera
  • the position of the microscope 13 is fixed in the fusion splicing device 1, and the position of the microscope 13 remains unchanged.
  • Observation results by the microscope 13 are acquired as images, for example.
  • An image of the optical fiber F acquired by the microscope 13 is transmitted to the control unit 10 as image data.
  • the V-groove drive section 9 is driven based on a control signal input from the control section 10, for example.
  • the V-groove driving section 9 moves the V-groove 2b.
  • the control unit 10 for example, a CPU (central processing unit) configured by one or a plurality of integrated circuits (ICs) is used.
  • the control unit 10 acquires an image of the optical fiber F from the microscope 13, and the image of the optical fiber F is stored in the control unit 10, for example.
  • the control unit 10 includes a core position specifying unit 8 that acquires the center position of the core F1 of the optical fiber F from the image data of the optical fiber F that has been acquired.
  • the control section 10 may output a control signal to the V-groove driving section 9 using the acquired result to control the V-groove driving section 9 .
  • the control unit 10 acquires the luminance waveform of the optical fiber F from the acquired image data of the optical fiber F.
  • FIG. 4 shows exemplary luminance waveforms D1 and D2 showing the relationship between the radial position of the optical fiber F and the luminance of the image.
  • the core F1 portion is displayed with high brightness and the clad F2 portion is displayed with low brightness.
  • the luminance decreases at the clad F2 of the optical fiber F and increases when reaching the core F1 of the optical fiber F.
  • FIG. A peak D12 with high brightness appears in the brightness waveforms D1 and D2 near the center between a pair of valleys D11 with low brightness.
  • the control unit 10 may acquire the outer diameter of the optical fiber F using the luminance waveforms D1 and D2. For example, the control unit 10 may extract the bright portion corresponding to the peak portion D12 as the portion corresponding to the core, and acquire the width of the bright portion.
  • the luminance waveform D1 of which the resolution of the microscope 13 is high the waveform at the crest D12 can be acquired with high accuracy, so the position of the core F1 can be specified with high accuracy.
  • the accuracy of the waveform at the ridges D12 may be low, so there is a possibility that the position of the core F1 cannot be identified with high accuracy.
  • FIG. 5 is a diagram schematically showing the configuration of the fusion splicing device 1 for specifying the position of the core F1.
  • the core F1 of the optical fiber F emits more light than the clad F2 due to the influence of the dopant.
  • the microscope 13 acquires an image of light emission from the core F1 and acquires an image of light emission from the optical fiber F.
  • the distribution information acquisition unit 7 acquires, as distribution information, a waveform representing the distribution of light emission from the photographed image of the light emission of the optical fiber F acquired by the microscope 13 .
  • the “photographed image of light emission (image of light emission)” corresponds to an example of “luminance information”
  • the “waveform (indicating the distribution of light emission)” corresponds to an example of “distribution information”.
  • the microscope 13 captures the optical fiber F emitting light multiple times with a time lag
  • the distribution information acquiring unit 7 acquires the waveform multiple times with a time lag.
  • FIG. 6 is a graph schematically showing distribution information indicating the relationship between the position in the radial direction of the optical fiber F and luminance information.
  • Distribution information B3 obtained at time t3, distribution information B4 obtained at time t4 after time t3, and distribution information B5 obtained at time t5 after time t4 are shown.
  • the number of pieces of distribution information to be acquired does not have to be 5, and may be 2, 3, 4, or 6 or more.
  • the time from time t1 to time t2, the time from time t2 to time t3, the time from time t3 to time t4, and the time from time t4 to time t5 are, for example, the same.
  • all of the distribution information B1, B2, B3, B4, and B5 have a peak K near the center of the optical fiber F where the core F1 is presumed to exist.
  • the peak K gradually becomes broader as time elapses from discharge. Specifically, although a clear peak K is obtained at time t1 immediately after discharge, the peak K gradually becomes smoother as time passes from time t2 to time t3. Then, after the time t3, the waveform does not change so much, and the peak K becomes broad.
  • the peak K becomes broader with the passage of time. Therefore, it is possible to specify the position of the core F1 by placing importance on the distribution information obtained at an earlier timing. desirable.
  • the core position specifying unit 8 specifies the position of the core F1 of the optical fiber F from the distribution information B1 to B5 acquired by the distribution information acquiring unit 7, for example.
  • the core position specifying unit 8 weights the distribution information B1 obtained earlier among the distribution information B1 to B5 so that the weight of the distribution information B1 obtained later is greater than or equal to the weight of the distribution information B2 obtained later, thereby determining the core F1 of the optical fiber F. Locate.
  • the core position specifying unit 8 determines that the weight of the distribution information B1 is greater than or equal to the weight of the distribution information B2, the weight of the distribution information B2 is greater than or equal to the weight of the distribution information B3, and the weight of the distribution information B3 is greater than or equal to the weight of the distribution information B4. Moreover, weighting is performed so that the weight of the distribution information B4 is greater than or equal to the weight of the distribution information B5.
  • the position of the optical fiber F at the peak K of the distribution information B1 (the position estimated to be the core) is X1
  • the position of the optical fiber F at the peak K of the distribution information B2 is X2
  • the optical fiber F at the peak K of the distribution information B3 is X3
  • the position of the optical fiber F at the peak K of the distribution information B4 is X4
  • the position of the optical fiber F at the peak K of the distribution information B5 is X5.
  • the core position specifying unit 8 determines whether there is an abnormality in the distribution information B1 to B5.
  • the core position specifying unit 8 eliminates distribution information determined to be abnormal before weighting, which will be described later.
  • the core position specifying unit 8 compares each of the positions X1 to X5 of the distribution information B1 to B5 with a constant value. Then, the core position specifying unit 8 excludes the distribution information B1 to B5 when the difference between each of the positions X1 to X5 and the constant value is equal to or greater than the threshold.
  • a case in which none of the distribution information B1 to B5 is excluded will be exemplified below.
  • the core position specifying unit 8 sets the weight (weighting coefficient) to the distribution information B1 to W1, the weight to the distribution information B2 to W2 which is less than or equal to W1, the weight to the distribution information B3 to W3 which is less than or equal to W2, and the weight to the distribution information B4.
  • W4, which is less than or equal to W3, and W5, which is less than or equal to W4, is the weight of the distribution information B5, the position Z of the core F1 is specified using the following equation (1).
  • the sum of W1 to W5 is one.
  • the weighting coefficient for the distribution information Bi (i is a natural number) determined to be abnormal Wi may be set to 0.
  • the distribution information Bi determined to be abnormal may be excluded (it may not be included in the calculation) before the positions X1 to X5 are obtained from the distribution information B1 to B5, respectively.
  • the positions X1 to X5 are used in determining whether or not there is an abnormality. However, by determining whether or not there is an abnormality based on other criteria and using the determination result, it is possible to eliminate abnormal distribution information before obtaining the positions X1 to X5.
  • luminance information X (t, m, n) at a certain time t and a specific position (m, n) (m, n are relative coordinates indicating position information) is first subjected to weighting processing, and the expression ( A weighted average value XS may be obtained as in 2).
  • XS(m,n) X(1,m,n) ⁇ W1+X(2,m,n) ⁇ W2+ X(3,m,n) ⁇ W3+X(4,m,n) ⁇ W4+ X(5,m,n) ⁇ W5
  • the position Z of the core F1 may be specified using XS(m, n) obtained in this manner.
  • FIG. 7 illustrates example steps of a core localization method according to an embodiment.
  • a pair of optical fibers F are arranged in the V-groove 2b of the V-groove clamp 2 (step S1).
  • the optical fiber F is supported by the V-groove clamp 2 and the coating clamp 3 .
  • the optical fibers F are positioned in the V grooves 2b so that the tips of the pair of optical fibers F face each other.
  • the light source 12 stops emitting the light H (step S2). That is, the light source 12 is stopped in order to eliminate the influence of the light H from the light source 12 .
  • the discharge electrode 4 discharges the optical fiber F (step S3).
  • the optical fiber F is heated by the discharge and emits light, and the microscope 13 acquires a luminance image (luminance information) of the emitted light.
  • the distribution information acquisition unit 7 acquires the above-described distribution information from the luminance information (step S4).
  • step S5 it is determined whether or not the distribution information acquisition unit 7 has acquired X pieces of distribution information (X is a natural number of 2 or more) (step S5). Then, when it is determined that X pieces of distribution information have been acquired, the process proceeds to step S6. On the other hand, if it is determined that X pieces of distribution information have not been acquired, the process returns to step S4, and acquisition of luminance information by the microscope 13 and acquisition of distribution information by the distribution information acquisition unit 7 are executed again.
  • X is a natural number of 2 or more
  • the core position specifying unit 8 specifies the provisional position of the core F1 from each of the distribution information B1 to B5. As a specific example, the core position specifying unit 8 acquires the positions X1 to X5 of the peak K shown in FIG. 6 as the provisional positions of the core F1.
  • the core position specifying unit 8 determines whether or not there is an abnormality in each of the distribution information B1 to B5 acquired by the distribution information acquisition unit 7, and eliminates the distribution information determined to be abnormal (step S7). Then, the core position specifying unit 8 weights each of the pieces of distribution information B1 to B5 that are not determined to be abnormal (step S8). As a specific example, the core position specifying unit 8 assigns a weight W1 to the distribution information B1, a weight W2 to the distribution information B2, a weight W3 to the distribution information B3, a weight W4 to the distribution information B4, and a weight W4 to the distribution information B5. Determine the weight W5.
  • the respective weights are determined such that the weight W1 is greater than or equal to the weight W2, the weight W2 is greater than or equal to the weight W3, the weight W3 is greater than or equal to the weight W4, and the weight W4 is greater than or equal to the weight W5.
  • the core position specifying unit 8 specifies the position of the core F1 of the optical fiber F using the weights W1 to W5 (step S9).
  • the core position specifying unit 8 specifies the position Z of the core F1 according to the formula (1) described above.
  • the pair of optical fibers F are heated by electric discharge.
  • the core F1 emits more light than the clad F2.
  • the position of the core F1 is specified using the property that the core F1 emits more intense light.
  • Distribution information B1 to B5 indicating the relationship between the position in the radial direction of the optical fiber F and luminance information (for example, the luminance of the image of light emission) is acquired, and the position of the core F1 is specified from the distribution information B1 to B5. Therefore, by using the distribution information B1 to B5, which are a plurality of pieces of distribution information, it is possible to suppress variations in the core F1 to be identified, thereby increasing the accuracy of the position of the core F1 to be identified.
  • the distribution information based on the luminance information of the optical fiber F due to light emission changes over time.
  • the peak K is generated in the portion of the core F1 due to the strong light emission of the core F1. Since the peak K of the distribution information B1 to B5 becomes broader as time passes, it becomes more difficult to specify the exact position of the core F1 as time passes.
  • the peak K of the distribution information B1 which has not been discharged for a long time, is not broad, so the accurate position of the core F1 can be specified from the distribution information B1.
  • the distribution information B1 to B5 are weighted so that, for example, the weight W1 of the distribution information B1 based on the luminance information obtained earlier is equal to or greater than the weight W2 of the distribution information B2 based on the luminance information obtained later. to identify the position of the core F1.
  • the position of the core F1 can be specified by increasing the weight W1 of the distribution information B1 that is not broad, so the accuracy of the position of the core F1 to be specified can be improved.
  • the microscope 13 may acquire the luminance information n times with a time lag (n is a natural number of 3 or more), and the distribution information acquisition unit 7 may acquire the distribution information from each of the n pieces of luminance information.
  • the core position specifying unit 8 may perform weighting such that the weight of the distribution information based on the luminance information acquired for the n-1th time is greater than the weight of the distribution information based on the luminance information acquired for the nth time.
  • the microscope 13 acquires the luminance information of the optical fiber F five times (for example, images are taken five times) with a time difference, and the distribution information acquisition unit 7 acquires the distribution information based on each of the five pieces of luminance information.
  • B1 to B5 may be obtained.
  • the core position specifying unit 8 performs weighting so that the weight W4 of the distribution information B4 based on the luminance information obtained the fourth time is greater than the weight W5 of the distribution information B5 based on the luminance information obtained the fifth time. you can go
  • the weight of the distribution information based on the n-th acquired brightness information which is one before the last, is weighted higher than the weight of the distribution information based on the last acquired brightness information for the n-th time, and the core F1 Identify the location of Therefore, the weight of the distribution information based on the luminance information acquired at the (n-1)th time is weighted more than the distribution information based on the luminance information acquired at the nth time in which the peak K is broad, and the position of the core F1 is specified. Therefore, the accuracy of the position of the identified core F1 can be improved.
  • the core position specifying unit 8 performs weighting such that the weight W1 of the distribution information B1 based on the luminance information obtained for the first time is greater than the weight W2 of the distribution information B2 based on the luminance information obtained the second time. you can go In this case also, the same effect as described above can be obtained.
  • the core position specifying unit 8 may perform weighting such that the weight of the distribution information based on the brightness information acquired earlier among the distribution information B1 to B5 is higher than the weight of the distribution information based on the brightness information acquired later. good.
  • the weight W1 may be greater than the weight W2
  • the weight W2 may be greater than the weight W3
  • the weight W3 may be greater than the weight W4
  • the weight W4 may be greater than the weight W5.
  • the weighting is performed so that the weight of the distribution information based on the previous luminance information where the peak K is not broad is greater than the weight of the distribution information based on the subsequent luminance information, whereby the positional accuracy of the core F1 to be specified can be further enhanced.
  • the core position specifying unit 8 determines the presence or absence of an abnormality for each of the distribution information B1 to B5, eliminates the distribution information determined to be abnormal before weighting, and removes the distribution information determined to be abnormal.
  • the distribution information B1 to B5 may be used as a new plurality of distribution information B1 to B5 to identify the position of the core F1. In this case, the abnormal distribution information is not weighted, and the abnormal distribution information is eliminated before weighting. Then, the position of the core F1 is specified by using the distribution information B1 to B5 after the exclusion as a new plurality of distribution information B1 to B5. Therefore, by excluding abnormal distribution information, it is possible to further improve the accuracy of the position of the core F1 to be specified.
  • the position of the microscope 13 is fixed in the fusion splicing device 1, and the position of the microscope 13 remains unchanged. Even when the microscope 13 is fixed in this way, the microscope 13 acquires luminance information multiple times with a time lag, and the weight W1 of the distribution information B1 based on the previously acquired luminance information is acquired later.
  • the core position specifying unit 8 performs weighting so that the weight W2 of the distribution information B2 based on the obtained luminance information is greater than or equal to W2. Therefore, the position of the core F1 can be specified with high accuracy. That is, even when the microscope 13 is fixed or the resolution of the microscope 13 is low, the position of the core F1 can be specified with high accuracy.
  • the weight W1 of the distribution information B1 acquired for the first time is greater than or equal to the weight W2 of the distribution information B2, the weight W2 of the distribution information B2 is greater than or equal to the weight W3 of the distribution information B3, and the weight W3 of the distribution information B3 is
  • the core position specifying unit 8 that performs weighting so that the weight W4 of the distribution information B4 is greater than or equal to the weight W4 of the distribution information B4 and the weight W4 of the distribution information B4 is greater than or equal to the weight W5 of the distribution information B5 has been described.
  • the core locator may use different weighting factors depending on the time since discharge.
  • the core position specifying unit assigns a weight r1 to the distribution information obtained from the discharge start time v0 to the time v1, and assigns a weight r2 to the distribution information obtained from the time v1 to the time v2.
  • the weight for the distribution information obtained after the time v2 is r3, and the weight r1 may be set to be greater than or equal to the weight r2, and the weight r2 may be set to be greater than or equal to the weight r3.
  • distribution information based on luminance information in which a long time has not passed since discharge can be preferentially used to specify the position of the core.

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Abstract

一実施形態に係る融着接続装置（１）は、放電を発生させる放電電極（４）と、放電を受けて加熱された光ファイバ（Ｆ）からの輝度情報を取得する顕微鏡（１３）と、光ファイバの径方向における位置と輝度情報との関係を示す分布情報（Ｂ１）～（Ｂ５）を取得する分布情報取得部（７）と、分布情報から光ファイバのコアの位置を特定するコア位置特定部（８）と、を備える。顕微鏡（１３）は、時間差をおいて輝度情報を複数回取得する。分布情報取得部（７）は、複数の輝度情報のそれぞれから分布情報を取得する。コア位置特定部（８）は、複数の分布情報のうち先に取得された輝度情報に基づく分布情報の重みが後に取得された輝度情報に基づく分布情報の重み以上となるように重み付けを行って光ファイバ（Ｆ）のコア（Ｆ１）の位置を特定する。

Description

融着接続装置及びコア位置特定方法
　本開示は、融着接続装置及びコア位置特定方法に関する。
　本出願は、２０２１年３月３１日の日本出願第２０２１－０６１０１９号に基づく優先権を主張し、前記日本出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。
　特許文献１には、融着接続装置において光ファイバの種類を特定する方法が記載されている。融着接続装置は、一対の光ファイバを互いに融着接続させる一対の放電電極と、一対の光ファイバを撮像する撮像素子と、撮像素子によって撮像された一対の光ファイバの画像処理を行う画像処理部と、を備える。撮像素子は、放電によって加熱された状態の光ファイバの画像と、加熱されていない状態の光ファイバの画像とを取得する。画像処理部では、加熱された状態の光ファイバの画像と、加熱されていない状態の光ファイバの画像に対して画像処理を行うことにより、光ファイバの種類を特定する。
　特許文献２には、光導波路を結合する方法において、光ファイバのコアの偏心率を特定することが記載されている。この方法では、光導波路を加熱することによってコアが励起されてコアから可視光が放出される。放出された可視光の強度分布からコアの位置が特定される。その後、照明部によって光導波路を照射し、光導波路に照射された光の強度分布を測定することによってクラッドの位置が特定される。特定したコアの位置、及びクラッドの位置から光ファイバにおけるコアの偏心率が特定される。
　特許文献３には、一対の光ファイバを放電によって加熱する融着接続装置が記載されている。融着接続装置では、放電によって加熱された光ファイバのコア及びクラッドから生じた熱発光の画像を取得する。コアのドーパンドの濃度はクラッドのドーパンドの濃度よりも高い。よって、取得された熱発光の輝度波形はコアの部分でピークとなっている。このピークは光ファイバのＭＦＤ（Mode Field Diameter）と高い相関がある。この融着接続装置では、上記の輝度波形のピークがＭＦＤと高い相関があることを用いて、当該輝度波形から光ファイバのＭＦＤを求める。
米国特許出願公開２００３／０１６４９３９号明細書 特表２００８－５１９９７０号公報 米国特許出願公開２００６／００５１０４３号明細書
　本開示に係る融着接続装置は、一対の光ファイバ同士を放電によって互いに融着接続する融着接続装置である。融着接続装置は、放電を発生させる放電電極と、放電を受けて加熱された光ファイバからの輝度情報を取得する顕微鏡と、光ファイバの径方向における位置と輝度情報との関係を示す分布情報を取得する分布情報取得部と、分布情報から光ファイバのコアの位置を特定するコア位置特定部と、を備える。顕微鏡は、時間差をおいて輝度情報を複数回取得する。分布情報取得部は、複数の輝度情報のそれぞれから分布情報を取得する。コア位置特定部は、複数の分布情報のうち先に取得された輝度情報に基づく分布情報の重みが後に取得された輝度情報に基づく分布情報の重み以上となるように重み付けを行って光ファイバのコアの位置を特定する。
　本開示に係るコア位置特定方法は、一対の光ファイバ同士を放電によって互いに融着接続するときに一対の光ファイバのそれぞれのコアの位置を特定するコア位置特定方法である。コア位置特定方法は、放電を発生させる工程と、放電を受けて加熱された光ファイバからの輝度情報を取得する工程と、光ファイバの径方向における位置と輝度情報との関係を示す分布情報を取得する工程と、分布情報から光ファイバのコアの位置を特定する工程と、を備える。輝度情報を取得する工程では、時間差をおいて輝度情報を複数回取得する。分布情報を取得する工程では、複数の輝度情報のそれぞれから分布情報を取得する。コアの位置を特定する工程では、複数の分布情報のうち先に取得された輝度情報に基づく分布情報の重みが後に取得された輝度情報に基づく分布情報の重み以上となるように重み付けを行って光ファイバのコアの位置を特定する。
図１は、一実施形態に係る融着接続装置の概要を説明するための図である。 図２は、図１の融着接続装置における光ファイバを観察するための光学系を示す図である。 図３は、図２の光学系の光源及び顕微鏡と、光ファイバとの位置関係を模式的に示す図である。 図４は、輝度画像から得られる光ファイバの径方向の位置と輝度との関係を示す輝度波形である。 図５は、光ファイバへの放電、光ファイバの観察、及び分布情報の取得に関する構成を模式的に示す図である。 図６は、光ファイバの径方向の位置と、発光による光ファイバの輝度画像の輝度との関係（分布情報）を模式的に示すグラフである。 図７は、一実施形態に係るコア位置特定方法の工程の例を示すフローチャートである。
　ところで、融着接続装置において、顕微鏡の解像度が十分でない場合には、光ファイバの画像からコアの位置を的確に特定できないことがある。この場合、光ファイバの画像から輝度波形を取得したときに、当該輝度波形においてピークの位置が適切に得られない。その結果、光ファイバのコアの位置を正確に特定できないことがある。従って、光ファイバのコアの位置をより高精度に特定することが求められる。
　本開示は、光ファイバのコアの位置を高精度に特定することができる融着接続装置及びコア位置特定方法を提供することを目的とする。
［本開示の実施形態の説明］
　最初に本開示の実施形態を列記して説明する。一実施形態に係る融着接続装置は、一対の光ファイバ同士を放電によって互いに融着接続する融着接続装置である。融着接続装置は、放電を発生させる放電電極と、放電を受けて加熱された光ファイバから生じる輝度情報を取得する顕微鏡と、光ファイバの径方向における位置と輝度情報との関係を示す分布情報を取得する分布情報取得部と、分布情報から光ファイバのコアの位置を特定するコア位置特定部と、を備える。顕微鏡は、時間差をおいて輝度情報を複数回取得する。分布情報取得部は、複数の輝度情報のそれぞれから分布情報を取得する。コア位置特定部は、複数の分布情報のうち先に取得された輝度情報に基づく分布情報の重みが後に取得された輝度情報に基づく分布情報の重み以上となるように重み付けを行って光ファイバのコアの位置を特定する。ここで、顕微鏡は、観察用レンズ群と撮像素子を備えている。
　一実施形態に係るコア位置特定方法は、一対の光ファイバ同士を放電によって互いに融着接続するときに一対の光ファイバのそれぞれのコアの位置を特定するコア位置特定方法である。コア位置特定方法は、放電を発生させる工程と、放電を受けて加熱された光ファイバから生じる光の輝度情報を取得する工程と、光ファイバの径方向における位置と輝度情報との関係を示す分布情報を取得する工程と、分布情報から光ファイバのコアの位置を特定する工程と、を備える。輝度情報を取得する工程では、時間差をおいて輝度情報を複数回取得する。分布情報を取得する工程では、複数の輝度情報のそれぞれから分布情報を取得する。コアの位置を特定する工程では、複数の分布情報のうち先に取得された輝度情報に基づく分布情報の重みが後に取得された輝度情報に基づく分布情報の重み以上となるように重み付けを行って光ファイバのコアの位置を特定する。
　この融着接続装置及びコア位置特定方法では、一対の光ファイバ同士が放電によって加熱される。光ファイバが加熱されると、クラッドよりもコアの方が強く発光する。この融着接続装置及びコア位置特定方法では、コアがより強く発光する性質を用いてコアの位置を特定する。光ファイバの径方向における位置と発光の輝度情報との関係を示す複数の分布情報が取得され、複数の分布情報からコアの位置が特定される。従って、複数の分布情報を用いることによって特定するコアの位置のばらつきを抑えることができるので、特定するコアの位置の精度を高めることができる。発光による光ファイバの輝度情報に基づく分布情報は、時間の経過と共に変化する。輝度情報と位置情報から得られる光ファイバ径方向における輝度分布では、コアが強く発光することによって輝度分布におけるコアに相当する部分で輝度が高い部分（ピーク）が生じる。しかしながら、この輝度分布のピークは、時間が経つほどブロードになっていくので、時間が経つほど分布情報からコアの正確な位置を特定することが難しくなる。これに対し、放電してから長時間経過していない分布情報におけるピークは、ブロードになっていないので、当該分布情報からコアの正確な位置を特定することができる。従って、複数の分布情報に対し、先に取得された輝度情報に基づく分布情報の重みが後に取得された輝度情報に基づく分布情報の重み以上となるように重み付けを行ってコアの位置を特定する。これにより、ブロードになっていない分布情報の重みを重くしてコアの位置を特定することができるので、特定するコアの位置の精度を高めることができる。
　コア位置特定部は、複数の分布情報のうち先に取得された輝度情報に基づく分布情報の重みが後に取得された輝度情報に基づく分布情報の重みより重くなるように重み付けを行ってもよい。この場合、ピークがブロードになっていない先の輝度情報に基づく分布情報の重みを後の輝度情報に基づく分布情報の重みよりも重くする重み付けが行われる。従って、特定するコアの位置精度をより高めることができる。
　顕微鏡は、時間差をおいて輝度情報をｎ回取得し（ｎは３以上の自然数）、分布情報取得部は、ｎ個の輝度情報のそれぞれから分布情報を取得し、コア位置特定部は、ｎ－１回目に取得された輝度情報に基づく分布情報の重みがｎ回目に取得された輝度情報に基づく分布情報の重みより重くなるように重み付けを行ってもよい。この場合、ｎ回目に最後に取得した輝度情報に基づく分布情報の重みよりも最後の一つ前であるｎ－１回目に取得された輝度情報に基づく分布情報の重みを重くしてコアの位置を特定する。従って、ピークがブロードになっているｎ回目に取得された輝度情報に基づく分布情報よりもｎ－１回目に取得された輝度情報に基づく分布情報の重みを重くしてコアの位置を特定するので、特定するコアの位置の精度をより高めることができる。
　コア位置特定部は、複数の分布情報のそれぞれに対して異常の有無を判定し、異常と判定した分布情報を、コアの位置を特定する前に排除し、異常と判定した分布情報を排除した後の複数の分布情報を、新たな複数の分布情報としてコアの位置を特定してもよい。この場合、異常な分布情報には重み付けがなされず、異常な分布情報は重み付けを行う前に排除される。そして、当該排除の後の分布情報を新たな複数の分布情報としてコアの位置が特定される。従って、異常な分布情報を排除することにより、特定するコアの位置の精度を一層高めることができる。
［本開示の実施形態の詳細］
　本開示の実施形態に係る融着接続装置及びコア位置特定方法の具体例について図面を参照しながら説明する。図面の説明において同一又は相当する要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。図面は、理解の容易化のため、一部を簡略化又は誇張して描いている場合があり、寸法比率等は図面に記載のものに限定されない。
　最初に、例示的な融着接続装置の構成について図１を参照しながら説明する。図１は、融着接続装置の概要を説明するための図である。図１に示されるように、融着接続装置１は、一対の光ファイバＦを互いに融着接続する融着接続機である。融着接続装置１は、Ｖ溝２ｂを有するＶ溝クランプ２と、被覆クランプ３と、一対の放電電極４と、Ｖ溝クランプ２を駆動するＶ溝駆動部９と、制御部１０とを備える。制御部１０は、分布情報取得部７とコア位置特定部８とを有する。
　Ｖ溝クランプ２及び被覆クランプ３は、融着接続する光ファイバＦを支持する部位である。Ｖ溝クランプ２のＶ溝２ｂには、接続対象の光ファイバＦが位置決めされる。Ｖ溝クランプ２は、光ファイバＦから被覆が除去されてガラス部分が露出した裸ファイバの部分を支持する。被覆クランプ３は、光ファイバＦの被覆がある部分を保持する。Ｖ溝クランプ２及び被覆クランプ３により、融着接続装置１では、一対の光ファイバＦの先端が互いに対向するように支持される。
　一対の放電電極４は、光ファイバＦが延びる方向と交差（例えば直交）する方向に沿って互いに対向するように配置される。複数のＶ溝２ｂのそれぞれには光ファイバＦが整列される。
　融着接続装置１では、Ｖ溝駆動部９及び制御部１０によって一対の光ファイバＦに対する位置合わせが行われる。Ｖ溝駆動部９及び制御部１０は、一対の光ファイバＦが一直線上に並ぶように一対の光ファイバＦの位置合わせを行う。その後、放電電極４間で放電が行われ、一対の光ファイバＦの先端同士が加熱され融着接続される。例えば、制御部１０が放電電極４の放電電流又は放電時間を制御することにより、光ファイバＦの種類に合った融着条件で融着接続が行われる。
　融着接続装置１は、Ｖ溝クランプ２のＶ溝２ｂに配置された光ファイバＦを観察する画像観察機構１１を備える。図２は、画像観察機構１１の構成を示している。画像観察機構１１は、例えば、光源１２と、顕微鏡１３とを有する。光源１２は第１光源１２ｂ及び第２光源１２ｃを含んでいる。顕微鏡１３は第１顕微鏡１３ｂ及び第２顕微鏡１３ｃを含んでいる。第１光源１２ｂ及び第１顕微鏡１３ｂは、光ファイバＦを挟むと共にＸ方向に沿って並んでいる。第２光源１２ｃ及び第２顕微鏡１３ｃは、光ファイバＦを挟むと共にＸ方向に交差するＹ方向に沿って並んでいる。
　Ｘ方向とＹ方向の成す角度は、例えば、６０°以上且つ１２０°以下である。第１光源１２ｂはＸ方向に沿って光ファイバＦに光を出射する。第２光源１２ｃはＹ方向に沿って光ファイバＦに光を出射する。第１顕微鏡１３ｂは第１光源１２ｂからＸ方向に沿って出射される光を受けることにより、光ファイバＦのコアＦ１及びクラッドＦ２を観察する。第２顕微鏡１３ｃは第２光源１２ｃからＹ方向に沿って出射される光を受けることにより、光ファイバＦのコアＦ１及びクラッドＦ２を観察する。
　第１光源１２ｂ及び第２光源１２ｃの構成及び機能は、例えば、互いに同一である。第１顕微鏡１３ｂ及び第２顕微鏡１３ｃの構成及び機能は、例えば、互いに同一である。従って、以下では特に識別する必要がない場合には、第１光源１２ｂ及び第２光源１２ｃをまとめて光源１２として説明する。そして、第１顕微鏡１３ｂ及び第２顕微鏡１３ｃをまとめて顕微鏡１３として説明する。
　図３は、光源１２、光ファイバＦ及び顕微鏡１３の位置関係を模式的に示す図である。図３に示されるように、光源１２、光ファイバＦ及び顕微鏡１３は、一直線上に並ぶように配置される。光源１２は、例えば、発光ダイオード等の発光素子である。一例として、光源１２は赤色光である光Ｈを出射する。顕微鏡１３は、光源１２からＶ溝２ｂに載せられた光ファイバＦに出射された光Ｈを受けることによって光ファイバＦを観察する。
　顕微鏡１３は、例えば、観察用レンズとカメラを備える。カメラはＣＣＤカメラ（Charge-CoupledDeviceCamera）、又はＣＭＯＳカメラ（ComplementaryMetalOxideSemiconductorCamera）等である。例えば、顕微鏡１３の位置は融着接続装置１において固定されており、顕微鏡１３の位置は不変とされている。顕微鏡１３による観察結果は、例えば、画像として取得される。顕微鏡１３によって取得された光ファイバＦの画像は、画像データとして制御部１０に送信される。
　Ｖ溝駆動部９は、例えば、制御部１０から入力される制御信号に基づいて駆動される。Ｖ溝駆動部９は、Ｖ溝２ｂを移動させる。制御部１０としては、例えば、１又は複数の集積回路（ＩＣ）で構成されたＣＰＵ（中央演算装置）が用いられる。制御部１０は顕微鏡１３から光ファイバＦの画像を取得し、例えば、光ファイバＦの画像は制御部１０に記憶される。制御部１０は、取得した光ファイバＦの画像データから光ファイバＦのコアＦ１の中心位置を取得するコア位置特定部８を備える。制御部１０は、当該取得結果を用いてＶ溝駆動部９に制御信号を出力してＶ溝駆動部９を制御してもよい。
　制御部１０は、取得した光ファイバＦの画像データから光ファイバＦの輝度波形を取得する。図４は、光ファイバＦの径方向における位置と画像の輝度との関係を示す例示的な輝度波形Ｄ１，Ｄ２を示している。図３及び図４に示されるように、光ファイバＦの画像では、一例として、コアＦ１の部分が高輝度、クラッドＦ２の部分が低輝度として表示される。当該光ファイバＦの画像の例では、光ファイバＦのクラッドＦ２の部分で輝度が低下し、光ファイバＦのコアＦ１に達したときに輝度が高くなる。輝度が低い一対の谷部Ｄ１１に挟まれた中央付近に輝度が高い山部Ｄ１２が輝度波形Ｄ１，Ｄ２に現れる。
　制御部１０は、輝度波形Ｄ１，Ｄ２を用いて光ファイバＦの外径を取得してもよい。制御部１０は、例えば、山部Ｄ１２に相当する明部をコアに対応する部分として抽出し、当該明部の幅を取得してもよい。顕微鏡１３の解像度が高い輝度波形Ｄ１の場合には、山部Ｄ１２における波形を高精度に取得できるので、コアＦ１の位置を高精度に特定できる。しかしながら、顕微鏡１３の解像度が低い輝度波形Ｄ２の場合には、山部Ｄ１２における波形の精度が低いことがあるので、コアＦ１の位置を高精度に特定できない可能性がある。
　従って、本実施形態では、光ファイバＦに対する放電電極４の放電時における光ファイバＦからの発光を用いてコアＦ１の位置を特定する。図５は、コアＦ１の位置を特定するための融着接続装置１の構成を模式的に示す図である。図５に示されるように、放電電極４の放電によって光ファイバＦを加熱すると、光ファイバＦのクラッドＦ２よりもコアＦ１の方がドーパントの影響によって強く発光する。顕微鏡１３は、コアＦ１の発光の画像を取得し、光ファイバＦの発光の画像を取得する。
　分布情報取得部７は、一例として、顕微鏡１３によって取得された光ファイバＦの発光の撮影画像から発光の分布を示す波形を分布情報として取得する。本実施形態において、「発光の撮影画像（発光の画像）」は「輝度情報」の一例に相当し、「（発光の分布を示す）波形」は「分布情報」の一例に相当する。例えば、顕微鏡１３は時間差をおいて発光している光ファイバＦを複数回撮影し、分布情報取得部７は時間差をおいて当該波形を複数回取得する。図６は、光ファイバＦの径方向における位置と輝度情報との関係を示す分布情報を模式的に示すグラフである。
　図６では、放電電極４による光ファイバＦへの放電の直後である時刻ｔ１に得られた分布情報Ｂ１、時刻ｔ１より後である時刻ｔ２に得られた分布情報Ｂ２、時刻ｔ２より後である時刻ｔ３に得られた分布情報Ｂ３、時刻ｔ３より後である時刻ｔ４に得られた分布情報Ｂ４、及び時刻ｔ４より後である時刻ｔ５に得られた分布情報Ｂ５を示している。しかしながら、取得する分布情報の数は、５でなくてもよく、２、３、４又は６以上であってもよい。時刻ｔ１から時刻ｔ２までの時間、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの時間、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの時間、及び時刻ｔ４から時刻ｔ５までの時間は、例えば、互いに同一である。
　図６に示されるように、分布情報Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５のいずれもコアＦ１が存在すると推定される光ファイバＦの中央付近でピークＫが見られる。但し、ピークＫは、放電からの時間が経過するに従って徐々にブロードになっている。具体的には、放電直後の時刻ｔ１では鮮明なピークＫが得られるものの時刻ｔ２、時刻ｔ３と時間が経過するに従ってピークＫは徐々になだらかになる。そして、時刻ｔ３が経過すると波形があまり変化しなくなり、ピークＫがブロードになった状態となる。以上のように、発光による輝度情報から得られる分布情報では、時間の経過と共にピークＫがブロードになるので、より早いタイミングで取得した分布情報に重きをおいてコアＦ１の位置を特定することが望ましい。
　コア位置特定部８は、例えば、分布情報取得部７によって取得された分布情報Ｂ１～Ｂ５から光ファイバＦのコアＦ１の位置を特定する。コア位置特定部８は、分布情報Ｂ１～Ｂ５のうち先に取得された分布情報Ｂ１の重みが後に取得された分布情報Ｂ２の重み以上となるように重み付けを行って光ファイバＦのコアＦ１の位置を特定する。本実施形態において、コア位置特定部８は、分布情報Ｂ１の重みが分布情報Ｂ２の重み以上、分布情報Ｂ２の重みが分布情報Ｂ３の重み以上、分布情報Ｂ３の重みが分布情報Ｂ４の重み以上、且つ、分布情報Ｂ４の重みが分布情報Ｂ５の重み以上、となるように重み付けを行う。
　コア位置特定部８による分布情報の重み付けの例について説明する。例えば、分布情報Ｂ１のピークＫにおける光ファイバＦの位置（コアと推定される位置）をＸ１、分布情報Ｂ２のピークＫにおける光ファイバＦの位置をＸ２、分布情報Ｂ３のピークＫにおける光ファイバＦの位置をＸ３、分布情報Ｂ４のピークＫにおける光ファイバＦの位置をＸ４、分布情報Ｂ５のピークＫにおける光ファイバＦの位置をＸ５、とする。
　コア位置特定部８は、分布情報Ｂ１～Ｂ５に対して異常の有無を判定する。コア位置特定部８は、後述する重み付けの前に異常と判定した分布情報を排除する。具体例として、コア位置特定部８は、分布情報Ｂ１～Ｂ５の位置Ｘ１～Ｘ５のそれぞれと一定値とを比較する。そして、コア位置特定部８は、位置Ｘ１～Ｘ５のそれぞれと当該一定値との差が閾値以上であるときに、分布情報Ｂ１～Ｂ５を排除する。以下では、分布情報Ｂ１～Ｂ５のいずれも排除されていない場合について例示する。
　コア位置特定部８は、分布情報Ｂ１への重み（重み付け係数）をＷ１、分布情報Ｂ２への重みをＷ１以下であるＷ２、分布情報Ｂ３への重みをＷ２以下であるＷ３、分布情報Ｂ４への重みをＷ３以下であるＷ４、分布情報Ｂ５への重みをＷ４以下であるＷ５、として、以下の式（１）を用いてコアＦ１の位置Ｚを特定する。Ｗ１～Ｗ５の総和は１である。
　　　Ｚ＝（Ｘ１）×Ｗ１＋（Ｘ２）×Ｗ２＋（Ｘ３）×Ｗ３＋
　　　　　（Ｘ４）×Ｗ４＋（Ｘ５）×Ｗ５・・・（１）
　以上、コア位置特定部８による分布情報の重み付けとコアＦ１の位置特定の例について説明した。しかしながら、分布情報の重み付け、及びコアＦ１の位置特定の方法は、上記の例に限られず、適宜変更可能である。
　例えば、上記の例において、分布情報Ｂ１～Ｂ５のそれぞれから位置Ｘ１～Ｘ５を求めた上でコアＦ１の位置Ｚを特定するときに、異常と判定した分布情報Ｂｉ（ｉは自然数）に対する重み付け係数Ｗｉが０とされてもよい。また、分布情報Ｂ１～Ｂ５のそれぞれから位置Ｘ１～Ｘ５を求める前に、異常と判定した分布情報Ｂｉが排除されてもよい（計算の対象とされなくてもよい）。前述した例では異常か否かの判定において位置Ｘ１～Ｘ５を用いた。しかしながら、他の基準で異常か否かの判定を行い、その判定結果を使えば位置Ｘ１～Ｘ５を求める前に異常な分布情報を排除することができる。
　重み付けについては、ある時刻ｔ、特定位置（ｍ，ｎ）（ｍ，ｎは位置情報を示す相対座標）における輝度情報Ｘ（ｔ，ｍ，ｎ）に対し、先に重み付け処理を行い、式（２）のように重み付き平均値ＸＳを求めてもよい。
　　　ＸＳ（ｍ，ｎ）＝Ｘ（１，ｍ，ｎ）×Ｗ１＋Ｘ（２，ｍ，ｎ）×Ｗ２＋
　　　　　　　　　　　Ｘ（３，ｍ，ｎ）×Ｗ３＋Ｘ（４，ｍ，ｎ）×Ｗ４＋
　　　　　　　　　　　Ｘ（５，ｍ，ｎ）×Ｗ５　　　・・・（２）
　このようにして求めたＸＳ（ｍ，ｎ）を用いてコアＦ１の位置Ｚが特定されてもよい。
　次に、実施形態に係るコア位置特定方法について図７を参照しながら説明する。図７は、実施形態に係るコア位置特定方法の工程の例を示している。まず、Ｖ溝クランプ２のＶ溝２ｂに一対の光ファイバＦが配置される（ステップＳ１）。このとき、Ｖ溝クランプ２及び被覆クランプ３に光ファイバＦが支持される。一対の光ファイバＦの先端が互いに対向するように光ファイバＦがＶ溝２ｂに位置決めされる。
　次に、光源１２が光Ｈの発光を停止する（ステップＳ２）。すなわち、光源１２からの光Ｈによる影響を無くすために光源１２が停止される。その後、放電電極４が光ファイバＦに対する放電を行う（ステップＳ３）。光ファイバＦは放電によって加熱されて発光し顕微鏡１３が当該発光の輝度画像（輝度情報）を取得する。そして、分布情報取得部７が当該輝度情報から前述した分布情報を取得する（ステップＳ４）。
　例えば、分布情報取得部７がＸ個（Ｘは２以上の自然数）の分布情報を取得したか否かが判定される（ステップＳ５）。そして、Ｘ個の分布情報を取得していると判定された場合にはステップＳ６に移行する。一方、Ｘ個の分布情報を取得していないと判定された場合にはステップＳ４に戻り、再度、顕微鏡１３による輝度情報の取得、及び分布情報取得部７による分布情報の取得が実行される。
　以下では、上記Ｘの値が５で、分布情報取得部７が分布情報Ｂ１～Ｂ５を取得している例の場合について説明する。ステップＳ６では、コア位置特定部８が分布情報Ｂ１～Ｂ５のそれぞれからコアＦ１の暫定位置を特定する。具体例として、コア位置特定部８は図６に示されるピークＫの位置Ｘ１～Ｘ５をコアＦ１の暫定位置として取得する。
　コア位置特定部８は、分布情報取得部７が取得した分布情報Ｂ１～Ｂ５のそれぞれに対して異常の有無を判定し、異常と判定した分布情報を排除する（ステップＳ７）。そして、コア位置特定部８は、異常と判定されていない分布情報Ｂ１～Ｂ５のそれぞれに対して重み付けを行う（ステップＳ８）。具体例として、コア位置特定部８は、分布情報Ｂ１への重みＷ１、分布情報Ｂ２への重みＷ２、分布情報Ｂ３への重みＷ３、分布情報Ｂ４への重みＷ４、及び、分布情報Ｂ５への重みＷ５を決定する。このとき、重みＷ１は重みＷ２以上、重みＷ２は重みＷ３以上、重みＷ３は重みＷ４以上、重みＷ４は重みＷ５以上、となるようにそれぞれの重みが決定される。
　そして、コア位置特定部８は、上記の重みＷ１～Ｗ５を用いて光ファイバＦのコアＦ１の位置を特定する（ステップＳ９）。具体例として、前述した式（１）によってコア位置特定部８がコアＦ１の位置Ｚを特定する。以上の工程を経て、コア位置特定方法の一連の工程が終了する。
　本実施形態に係る融着接続装置１及びコア位置特定方法から得られる作用効果について説明する。本実施形態に係る融着接続装置１及びコア位置特定方法では、一対の光ファイバＦ同士が放電によって加熱される。光ファイバＦが加熱されると、クラッドＦ２よりもコアＦ１の方が強く発光する。
　融着接続装置１及びコア位置特定方法では、コアＦ１がより強く発光する性質を用いてコアＦ１の位置を特定する。光ファイバＦの径方向における位置と輝度情報（例えば発光の画像の輝度）との関係を示す分布情報Ｂ１～Ｂ５が取得され、分布情報Ｂ１～Ｂ５からコアＦ１の位置が特定される。従って、複数の分布情報である分布情報Ｂ１～Ｂ５を用いることによって特定するコアＦ１のばらつきを抑えることができるので、特定するコアＦ１の位置の精度を高めることができる。
　発光による光ファイバＦの輝度情報に基づく分布情報は、時間の経過と共に変化する。分布情報Ｂ１～Ｂ５では、コアＦ１が強く発光することによってコアＦ１の部分ではピークＫが生じる。分布情報Ｂ１～Ｂ５のピークＫは、時間が経つほどブロードになっていくので、時間が経つほどコアＦ１の正確な位置を特定することが難しくなる。これに対し、放電してから長時間経過していない分布情報Ｂ１のピークＫは、ブロードになっていないので、分布情報Ｂ１からコアＦ１の正確な位置を特定することができる。従って、分布情報Ｂ１～Ｂ５に対し、例えば、先に取得された輝度情報に基づく分布情報Ｂ１の重みＷ１が後に取得された輝度情報に基づく分布情報Ｂ２の重みＷ２以上となるように重み付けを行ってコアＦ１の位置を特定する。これにより、ブロードになっていない分布情報Ｂ１の重みＷ１を重くしてコアＦ１の位置を特定することができるので、特定するコアＦ１の位置の精度を高めることができる。
　顕微鏡１３は、時間差をおいて輝度情報をｎ回取得し（ｎは３以上の自然数）、分布情報取得部７は、ｎ個の輝度情報のそれぞれから分布情報を取得してもよい。コア位置特定部８は、ｎ－１回目に取得された輝度情報に基づく分布情報の重みがｎ回目に取得された輝度情報に基づく分布情報の重みよりも重くなるように重み付けを行ってもよい。具体例として、顕微鏡１３は、時間差をおいて光ファイバＦの輝度情報を５回取得（例えば画像を５回撮影）し、分布情報取得部７は、５個の輝度情報のそれぞれに基づく分布情報Ｂ１～Ｂ５を取得してもよい。そして、コア位置特定部８は、４回目に取得された輝度情報に基づく分布情報Ｂ４の重みＷ４が５回目に取得された輝度情報に基づく分布情報Ｂ５の重みＷ５よりも重くなるように重み付けを行ってもよい。
　この場合、ｎ回目に最後に取得された輝度情報に基づく分布情報の重みよりも最後の一つ前であるｎ－１回目に取得された輝度情報に基づく分布情報の重みを重くしてコアＦ１の位置を特定する。従って、ピークＫがブロードになっているｎ回目に取得された輝度情報に基づく分布情報よりもｎ－１回目に取得された輝度情報に基づく分布情報の重みを重くしてコアＦ１の位置を特定するので、特定するコアＦ１の位置の精度を高めることができる。なお、コア位置特定部８は、１回目に取得された輝度情報に基づく分布情報Ｂ１の重みＷ１が２回目に取得された輝度情報に基づく分布情報Ｂ２の重みＷ２よりも重くなるように重み付けを行ってもよい。この場合も上記と同様の効果が得られる。
　コア位置特定部８は、分布情報Ｂ１～Ｂ５のうち先に取得された輝度情報に基づく分布情報の重みが後に取得された輝度情報に基づく分布情報の重みより重くなるように重み付けを行ってもよい。具体例として、重みＷ１を重みＷ２よりも大きく、重みＷ２を重みＷ３よりも大きく、重みＷ３を重みＷ４よりも大きく、重みＷ４を重みＷ５よりも大きくしてもよい。この場合、ピークＫがブロードになっていない先の輝度情報に基づく分布情報の重みを後の輝度情報に基づく分布情報の重みよりも重くする重み付けが行われることにより、特定するコアＦ１の位置精度をより高めることができる。
　コア位置特定部８は、分布情報Ｂ１～Ｂ５のそれぞれに対して異常の有無を判定し、異常と判定した分布情報を重み付けの前に排除し、異常と判定した分布情報を排除した後の複数の分布情報Ｂ１～Ｂ５を、新たな複数の分布情報Ｂ１～Ｂ５としてコアＦ１の位置を特定してもよい。この場合、異常な分布情報には重み付けがなされず、異常な分布情報は重み付けを行う前に排除される。そして、当該排除の後の分布情報Ｂ１～Ｂ５を新たな複数の分布情報Ｂ１～Ｂ５としてコアＦ１の位置が特定される。従って、異常な分布情報を排除することにより、特定するコアＦ１の位置の精度を一層高めることができる。
　本実施形態に係る融着接続装置１は、顕微鏡１３の位置が融着接続装置１において固定されており、顕微鏡１３の位置が不変とされている。このように顕微鏡１３が固定されている場合であっても、顕微鏡１３が時間差をおいて複数回輝度情報を取得し、先に取得された輝度情報に基づく分布情報Ｂ１の重みＷ１が後に取得された輝度情報に基づく分布情報Ｂ２の重みＷ２以上となるようにコア位置特定部８が重み付けを行う。よって、コアＦ１の位置を高精度に特定できる。すなわち、顕微鏡１３が固定されている場合、又は顕微鏡１３の解像度が低い場合であってもコアＦ１の位置を高精度に特定できる。
　以上、本開示に係る融着接続装置及びコア位置特定方法の実施形態について説明した。しかしながら、本発明は、前述した実施形態に限定されない。すなわち、本発明が請求の範囲に記載された要旨の範囲内において種々の変形及び変更が可能であることは、当業者によって容易に認識される。融着接続装置の各部の構成、並びに、コア位置特定方法の工程の内容及び順序は、前述した実施形態に限られず適宜変更可能である。
　例えば、前述の実施形態では、１回目に取得した分布情報Ｂ１の重みＷ１が分布情報Ｂ２の重みＷ２以上、分布情報Ｂ２の重みＷ２が分布情報Ｂ３の重みＷ３以上、分布情報Ｂ３の重みＷ３が分布情報Ｂ４の重みＷ４以上、且つ、分布情報Ｂ４の重みＷ４が分布情報Ｂ５の重みＷ５以上、となるように重み付けを行うコア位置特定部８について説明した。しかしながら、コア位置特定部は、放電からの時間によって互いに異なる重み付け係数を用いてもよい。具体的には、コア位置特定部は、放電開始時刻ｖ０から時刻ｖ１までの間に得られた分布情報に対する重みをｒ１、時刻ｖ１から時刻ｖ２までの時間に得られた分布情報に対する重みをｒ２、時刻ｖ２以降に得られた分布情報に対する重みをｒ３、として重みｒ１を重みｒ２以上、且つ重みｒ２を重みｒ３以上、としてもよい。この場合も放電から長時間経過していない輝度情報に基づく分布情報を優先してコアの位置を特定できるので、前述の実施形態と同様の作用効果が得られる。
１…融着接続装置
２…Ｖ溝クランプ
２ｂ…Ｖ溝
３…被覆クランプ
４…放電電極
７…分布情報取得部
８…コア位置特定部
９…Ｖ溝駆動部
１０…制御部
１１…画像観察機構
１２…光源
１２ｂ…第１光源
１２ｃ…第２光源
１３…顕微鏡
１３ｂ…第１顕微鏡
１３ｃ…第２顕微鏡
Ｂ１～Ｂ５…分布情報
Ｄ１，Ｄ２…輝度波形
Ｄ１１…谷部
Ｄ１２…山部
Ｆ…光ファイバ
Ｆ１…コア
Ｆ２…クラッド
Ｈ…光
Ｋ…ピーク

Claims (5)

  1. 　一対の光ファイバ同士を放電によって互いに融着接続する融着接続装置であって、
    　放電を発生させる放電電極と、
    　前記放電を受けて加熱された光ファイバからの輝度情報を取得する顕微鏡と、
    　前記光ファイバの径方向における位置と前記輝度情報との関係を示す分布情報を取得する分布情報取得部と、
    　前記分布情報から前記光ファイバのコアの位置を特定するコア位置特定部と、
    を備え、
    　前記顕微鏡は、時間差をおいて前記輝度情報を複数回取得し、
    　前記分布情報取得部は、複数の前記輝度情報のそれぞれから前記分布情報を取得し、
    　前記コア位置特定部は、複数の前記分布情報のうち先に取得された前記輝度情報に基づく分布情報の重みが後に取得された前記輝度情報に基づく分布情報の重み以上となるように重み付けを行って前記光ファイバのコアの位置を特定する、
    融着接続装置。
  2. 　前記コア位置特定部は、複数の前記分布情報のうち先に取得された前記輝度情報に基づく分布情報の重みが後に取得された前記輝度情報に基づく分布情報の重みより重くなるように重み付けを行う、
    請求項１に記載の融着接続装置。
  3. 　前記顕微鏡は、時間差をおいて前記輝度情報をｎ回取得し（ｎは３以上の自然数）、
    　前記分布情報取得部は、ｎ個の前記輝度情報のそれぞれから前記分布情報を取得し、
    　前記コア位置特定部は、ｎ－１回目に取得された前記輝度情報に基づく分布情報の重みがｎ回目に取得された前記輝度情報に基づく分布情報の重みより重くなるように重み付けを行う、
    請求項１又は２に記載の融着接続装置。
  4. 　前記コア位置特定部は、複数の前記分布情報のそれぞれに対して異常の有無を判定し、異常と判定した前記分布情報を、前記コアの位置を特定する前に排除し、前記異常と判定した分布情報を排除した後の複数の前記分布情報を、新たな複数の前記分布情報として前記コアの位置を特定する、
    請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の融着接続装置。
  5. 　一対の光ファイバ同士を放電によって互いに融着接続するときに前記一対の光ファイバのそれぞれのコアの位置を特定するコア位置特定方法であって、
    　放電を発生させる工程と、
    　前記放電を受けて加熱された光ファイバからの輝度情報を取得する工程と、
    　前記光ファイバの径方向における位置と前記輝度情報との関係を示す分布情報を取得する工程と、
    　前記分布情報から前記光ファイバのコアの位置を特定する工程と、
    を備え、
    　前記輝度情報を取得する工程では、時間差をおいて前記輝度情報を複数回取得し、
    　前記分布情報を取得する工程では、複数の前記輝度情報のそれぞれから前記分布情報を取得し、
    　前記コアの位置を特定する工程では、複数の前記分布情報のうち先に取得された前記輝度情報に基づく分布情報の重みが後に取得された前記輝度情報に基づく分布情報の重み以上となるように重み付けを行って前記光ファイバのコアの位置を特定する、
    コア位置特定方法。
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