CN117043651A - 熔接装置 - Google Patents

Abstract

一个实施方式的熔接装置是将连接对象的光纤定位至V槽来进行熔接的、光纤的熔接装置。熔接装置具备：显微镜，接受从光源从载于V槽的光纤通过的光来获得亮度信息；V槽驱动部，使V槽移动；存储部，存储有显微镜合焦的V槽的位置；以及识别部，对光纤进行识别。显微镜的位置被固定。V槽驱动部使V槽移动至存储部所存储的位置。识别部对移动至该位置的光纤进行识别。

Description

熔接装置

技术领域

本公开涉及光纤的熔接装置。

本申请主张基于2021年3月31日的日本申请第2021－060826号的优先权，并援引记载于所述日本申请中的所有记载内容。

背景技术

在专利文献1中记载了熔接装置。熔接装置具备图像观察机构、图像处理部以及熔接机构。图像观察机构具有：一对显微镜，对由熔接机构保持为对接状态的一对光纤进行拍摄；以及用于焦点调整的一对聚焦驱动部。一对显微镜从两个方向对一对光纤进行拍摄。在各显微镜中使用高倍和高分辨率的显微镜。各聚焦驱动部为了进行各显微镜的焦点调整而使各显微镜移动。图像处理部具有图像获取部和波形获取部。图像获取部获取光纤的拍摄画面。波形获取部根据该拍摄图像来生成将光纤的截面亮度分布化而得到的亮度波形。

在专利文献2中记载了熔接机和光纤判别方法。熔接机具备：一对保持机构；拍摄单元，对光纤芯线进行拍摄；熔合单元，将一对光纤芯线熔合；以及控制单元，对拍摄单元和熔合单元进行控制。一对保持机构分别保持一对光纤芯线。拍摄单元具有光源和拍摄摄像机。光源从光纤的端部的侧方照射光，拍摄摄像机拍摄光纤的侧方透射像。控制单元具有进行光纤的判别的判别部。判别部根据通过拍摄单元拍摄到的侧方透射像来制作与光纤的光轴正交的方向的亮度分布。

在专利文献3中记载了熔接系统。熔接系统具备：拍摄部，获取光纤的径向图像数据；以及图像处理部，对径向图像数据进行图像处理。拍摄部具备两个图像传感器和两个光源。两个图像传感器配置于各自的光轴相互正交的位置。两个图像传感器和两个光源配置于来自各光源的光沿径向透射光纤而各图像传感器受光的位置。图像处理部以径向图像数据中所表示的光纤的结构参数一点点变化的方式使从图像传感器起至光纤为止的距离变化。图像处理部通过使从图像传感器起至光纤为止的距离变化来调整聚焦，并对通过该调整获得的径向图像数据进行解析。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002－169050号公报

专利文献2：日本特开2013－54192号公报

专利文献3：日本特开2020－20997号公报

发明内容

本公开的熔接装置是将连接对象的光纤定位至V槽来进行熔接的、光纤的熔接装置。熔接装置具备：显微镜，接受从光源射出并从载于V槽的光纤通过的光来获得亮度信息；V槽驱动部，使V槽移动；存储部，存储有显微镜相对于光纤会合焦的V槽的位置；以及识别部，对光纤进行识别。显微镜的位置被固定。V槽驱动部使V槽移动至存储部所存储的位置。识别部对移动至该位置的光纤进行识别。

附图说明

图1是用于对一个实施方式的熔接装置的概要进行说明的图。

图2是表示图1的熔接装置中的用于进行光纤的观察的光学系统的图。

图3是示意性地表示图2的光学系统的光源和显微镜与载于V槽的光纤的位置关系的图。

图4是表示光纤的径向的位置与亮度的关系的曲线图。

具体实施方式

在以往的熔接装置等中，对从光纤通过的光进行接收的显微镜为了焦点调整而进行移动。然而，显微镜有时会被固定。在显微镜被固定的情况下，有时无法清晰地生成从自光纤通过的光获得的亮度波形。在该情况下，光纤的识别可能会变得困难。

本公开的目的在于，提供一种即使在对从光纤通过的光进行接收的显微镜被固定的情况下，也能高精度地进行光纤的识别的熔接装置。

[本公开的实施方式的说明]

首先，列举本公开的实施方式来进行说明。一个实施方式的熔接装置是将连接对象的光纤定位至V槽来进行熔接的、光纤的熔接装置。熔接装置具备：显微镜，接受从光源射出并从载于V槽的光纤通过的光来获得亮度信息；V槽驱动部，使V槽移动；存储部，存储有显微镜合焦的V槽的位置；以及识别部，对光纤进行识别。显微镜的位置被固定。V槽驱动部使V槽移动至存储部所存储的位置。识别部对移动至该位置的光纤进行识别。

在该熔接装置中，连接对象的光纤被载于V槽并且被定位至V槽。从光源向载于V槽的光纤射出光。显微镜通过接受射出至光纤的光来获得从光纤通过的光的亮度信息。熔接装置具备V槽驱动部，载有光纤的V槽被设为能通过V槽驱动部进行移动。存储部存储有显微镜相对于光纤会合焦的V槽的位置。V槽驱动部使V槽移动至存储于存储部的位置，识别部对移动至该位置的光纤进行识别。因此，存储部存储有显微镜合焦的V槽的位置，V槽驱动部使V槽移动至存储于存储部的该位置，因此，即使显微镜被固定，也能获得清晰的光纤的亮度波形。即，V槽移动至显微镜合焦的位置，识别部对移动至该位置的光纤进行识别，因此，即使显微镜的位置被固定，也能高精度地进行光纤的识别。

也可以是，存储部存储有显微镜相对于光纤合焦时的亮度的特征信息的基准范围。在该情况下，显微镜相对于光纤合焦时的亮度的特征信息的基准范围被存储。因此，使用该特征信息的基准范围来使载有新的光纤的V槽移动，由此能使新的光纤移动至合焦的位置来高精度地进行光纤的识别。

也可以是，在从载于V槽的光纤获得的亮度的特征信息偏离存储于存储部的特征信息的基准范围时，V槽驱动部使V槽移动至光纤的亮度的特征信息包含在存储于存储部的特征信息的基准范围的位置。在该情况下，存储部存储有对光纤合焦时的亮度的特征信息的基准范围，V槽驱动部使V槽移动至亮度的特征信息成为存储于存储部的特征信息的基准范围的位置。因此，能为了进行V槽的定位而有效利用通过显微镜获得的光纤的亮度的特征信息的基准范围，并且，即使在显微镜被固定的情况下，也能高精度地进行光纤的识别。

也可以是，识别部将从载于V槽的光纤获得的亮度的第二特征信息与存储于存储部的第二特征信息进行对照来对光纤进行识别。在该情况下，识别部使用预先存储于存储部的合焦时的亮度的第二特征信息来对载于V槽的光纤进行识别。因此，识别部能使用预先存储的亮度的第二特征信息来高精度地进行光纤的识别。

[本公开的实施方式的详情]

对本公开的实施方式的熔接装置的具体例子进行说明。在附图的说明中，对相同或相当的要素标注相同的附图标记，并适当省略重复的说明。在附图中，为了易于理解，有时会将一部分简化或夸张地描绘，尺寸比率等不限定于附图中所记载的尺寸比率。

首先，参照图1对本实施方式的熔接装置的构成进行说明。图1是用于对本实施方式的熔接装置的概要进行说明的图。如图1所示，熔接装置1是将一对光纤F相互熔接的熔接器。熔接装置1具备：V槽夹紧件2，具有V槽2b；被覆夹紧件3；一对放电电极4；V槽驱动部9，对V槽夹紧件2进行驱动；以及控制部10。控制部10具有存储部7和识别部8。

V槽夹紧件2和被覆夹紧件3是对要进行熔接的光纤F进行支承的构件。连接对象的光纤F被定位于V槽夹紧件2的V槽2b。V槽夹紧件2对被覆被从光纤F去除而玻璃部分露出的裸光纤的部分进行支承。被覆夹紧件3保持光纤F的有被覆的部分。在熔接装置1中，通过V槽夹紧件2和被覆夹紧件3将一对光纤F的顶端以相互对置的方式支承来进行熔接。

一对放电电极4被配置为沿着与光纤F延伸的方向交叉(例如正交)的方向相互对置。一对放电电极4通过放电来使一对光纤F的顶端彼此熔接。在熔接装置1中，光纤F在V槽2b中直线对准。

在熔接装置1中，通过V槽驱动部9和控制部10来进行针对一对光纤F的对位。V槽驱动部9和控制部10以一对光纤F排列在一条直线上的方式进行一对光纤F的轴对准。之后，放电电极4通过放电使一对光纤F的顶端彼此熔接。例如，通过控制部10对放电电极4的放电电流或放电时间进行控制，在与光纤F的种类匹配的熔合条件下进行熔接。

熔接装置1具备图像观察机构11，该图像观察机构11获得从配置于V槽夹紧件2的V槽2b的光纤F通过的光的亮度信息。图2示出了图像观察机构11的构成。图像观察机构11例如具有光源12和显微镜13。光源12包括第一光源12b和第二光源12c，显微镜13包括第一显微镜13b和第二显微镜13c。第一光源12b和第一显微镜13b隔着光纤F并且沿着X方向排列。

第二光源12c和第二显微镜13c隔着光纤F并且沿着与X方向交叉的Y方向排列。X方向与Y方向所成的角度例如为60°以上且120°以下。第一光源12b沿着X方向向光纤F射出光，第二光源12c沿着Y方向向光纤F射出光。第一显微镜13b接受从第一光源12b沿着X方向射出的光，由此获得从光纤F通过的光的亮度信息。第二显微镜13c接受从第二光源12c沿着Y方向射出的光，由此获得从光纤F通过的光的亮度信息。

第一光源12b的构成和功能例如与第二光源12c的构成和功能相同。第一显微镜13b的构成和功能例如与第二显微镜13c的构成和功能相同。因此，以下，在不需要特别识别的情况下，将第一光源12b和第二光源12c统称为光源12进行说明，并且将第一显微镜13b和第二显微镜13c统称为显微镜13进行说明。

图3是示意性地表示光源12、光纤F以及显微镜13的位置关系的图。如图3所示，光源12、光纤F以及显微镜13被配置为在一条直线上排列。光源12例如是发光二极管等发光元件。作为一个例子，光源12射出作为红色光的光H。显微镜13接受从光源12向载于V槽2b的光纤F射出的光H，由此获得从光纤F通过的光的亮度信息。

显微镜13例如具备观察用透镜和拍摄元件。例如，显微镜13是CCD摄像机(Charge-Coupled Device Camera：电荷耦合器件摄像机)或CMOS摄像机(Complementary MetalOxide Semiconductor Camera：互补金属氧化物半导体摄像机)等。显微镜13的位置在熔接装置1中被固定，显微镜13的位置被设为不变。通过显微镜13获得的观察结果被获取为光的亮度信息。通过显微镜13获取到的、从光纤F通过的光的亮度信息被发送至控制部10。

V槽驱动部9例如基于从控制部10输入的控制信号来进行驱动。V槽驱动部9使V槽2b移动。作为控制部10，例如使用由一个或多个集成电路(IC：Integrated Circuit)构成的CPU(中央运算装置)。控制部10从显微镜13获取从光纤F通过的光的亮度信息。光纤F的亮度信息与位置信息一起被存储于存储部7。例如，控制部10从获取到的亮度信息和位置信息中获取光纤F的芯部F1的中心位置。也可以是，控制部10使用该获取结果来向V槽驱动部9输出控制信号来对V槽驱动部9进行控制。

控制部10从获取到的光纤F的亮度信息和位置信息来获取亮度波形W，该亮度波形W是针对相当于光纤的径向的位置的亮度的分布。图4示出了通过控制部10获取到的示例性的光纤F的亮度波形W。如图3和图4所示，相当于芯部F1的部分被显示为高亮度，相当于包层F2的部分被显示为低亮度。作为一个例子，在相当于光纤的径向的相对位置从0起到达光纤F时亮度降低。在相当于光纤的径向的相对位置到达相当于光纤F的芯部F1的部分时，亮度变高。在被亮度低的一对谷部W1夹着的中央附近，亮度高的山部W2出现在亮度波形W中。

控制部10使用获取到的亮度信息和位置信息来获取光纤F的外径。控制部10例如提取相当于山部W2的亮部来作为与芯部对应的部分，并获取亮部的宽度。然后，控制部10获取亮度(例如，亮度波形W)的特征信息。

例如，特征信息也可以是芯部直径、光纤F的外径、芯部直径与包层直径之比、芯部F1的中心位置的亮度、芯部F1附近的亮度的总和、包层F2的部分与芯部F1的部分的平均亮度差或山部W2的平均亮度等。此外，特征信息也可以是从相当于光纤F的外表面的特定部分的W11延伸至W12的直线部分的斜率(边缘)。而且，特征信息也可以是上述的特征信息中的一个或两个以上的特征信息的组合。

存储部7例如预先存储有多个种类的光纤F的亮度波形W。存储部7根据亮度波形W来存储显微镜13相对于光纤F会合焦的V槽2b的位置。由存储部7实施的V槽2b的位置的存储例如针对一台一台的熔接装置1(按每个熔接装置1)来进行。

在V槽2b上载置新的光纤F(熔接的对象的光纤F)，V槽驱动部9使V槽2b移动至存储于存储部7的位置。由此，能通过V槽2b的移动来使显微镜13相对于光纤F合焦。例如，控制部10从新的光纤F获取亮度的特征信息，并判定获取到的特征信息是否在存储于存储部7的特征信息的基准范围内。“基准范围”是指，例如基准值±X％(X为实数，作为一个例子，X＝15)。在该情况下，在从新的光纤F获取到的特征信息与存储于存储部7的特征信息的差分为基准值的±X％以下时，控制部10判定为在基准范围内。“基准范围”既可以是值的范围，也可以是基准值(值本身)。在存储部7存储有特征信息的基准范围，该基准范围例如被存储为基准的好坏判定表。例如，也可以是，在从新的光纤F获取到的特征信息是离散的值的情况下，使用该好坏判定表来进行上述的判定。

例如，在控制部10判定为从新的光纤F获取到的特征信息在存储于存储部7的特征信息的基准范围内(合焦)时，识别部8进行光纤F的识别。在由控制部10进行的是否合焦的判定中使用的特征信息与上述同样，可以是芯部直径、光纤F的外径、芯部直径与包层直径之比、芯部F1的中心位置的亮度、芯部F1附近的亮度的总和、包层F2的部分与芯部F1的部分的平均亮度差或山部W2的平均亮度等。此外，特征信息也可以是从相当于光纤F的外表面的特定部分的W11延伸至W12的直线部分的斜率(边缘)。而且，特征信息也可以是所述的特征信息中的一个或两个以上的特征信息的组合。

此外，在控制部10判定为从新的光纤F获取到的特征信息在存储于存储部7的特征信息的基准范围外(未合焦)时，V槽驱动部9使V槽2b移动(例如对V槽2b的位置进行微调整)至从新的光纤F获取的特征信息成为存储于存储部7的特征信息的基准范围内的位置。在从新的光纤F获取的特征信息成为存储于存储部7的特征信息的基准范围内而成为了光纤F的合焦的状态时，识别部8进行光纤F的识别。识别部8根据针对通过V槽驱动部9进行了移动的V槽2b的光纤F的显微镜13的拍摄结果来识别光纤F的种类。例如，识别部8根据预先从存储部7获取到的亮度的第二特征信息来识别光纤F是单模光纤还是多模光纤等光纤F的种类。识别部8在上述识别中使用的第二特征信息可以是芯部直径、光纤F的外径、芯部直径与包层直径之比、芯部F1的中心位置的亮度、芯部F1附近的亮度的总和、包层F2的部分与芯部F1的部分的平均亮度差或山部W2的平均亮度等。此外，第二特征信息也可以是从相当于光纤F的外表面的特定部分的W11延伸至W12的直线部分的斜率(边缘)。而且，第二特征信息也可以是所述的第二特征信息中的一个或两个以上的第二特征信息的组合。

以下，对本实施方式的光纤的识别方法的例子进行说明。例如，在出厂前的熔接装置1中，亮度的特征信息的基准范围被预先存储于存储部7。首先，作为基准的光纤F被载于V槽2b，V槽驱动部9使V槽2b移动。由此，将存储的特征信息的基准范围作为基准，使显微镜13相对于光纤F合焦。然后，存储部7存储该合焦时的V槽2b的位置。经过以上的过程，例如，熔接装置1被出厂。

之后，当新的光纤F被载于V槽2b时，V槽驱动部9使V槽2b移动至存储于存储部7的位置。例如，控制部10从载于V槽2b的该光纤F获取亮度的特征信息。在从载于V槽2b的光纤F获得的亮度的特征信息在存储于存储部7的特征信息的基准范围内时，即，在显微镜13相对于光纤F合焦时，识别部8进行该光纤的识别。另一方面，在从载于V槽2b的光纤F获得的亮度的特征信息偏离存储于存储部7的特征信息的基准范围时，即，在显微镜13相对于光纤F未合焦时，V槽驱动部9使V槽2b移动至光纤F的亮度的特征信息包含在存储于存储部7的特征信息的基准范围的位置。此时，例如V槽驱动部9对V槽2b的位置进行微调整，识别部8进行光纤F的识别。识别部8例如将从载于V槽2b的光纤F获得的亮度的特征信息与存储于存储部7的亮度的特征信息进行对照来对光纤F进行识别。

接着，对从本实施方式的熔接装置1获得的作用效果进行说明。在熔接装置1中，连接对象的光纤F被载于V槽2b并被定位于V槽2b。从光源12向载于V槽2b的光纤F射出光H。显微镜13接受射出至光纤F的光H，由此获得从光纤F通过的光的亮度信息。熔接装置1具备V槽驱动部9。载有光纤F的V槽2b被设为能通过V槽驱动部9进行移动。存储部7存储有显微镜13相对于光纤F会合焦的V槽2b的位置。V槽驱动部9使V槽2b移动至存储于存储部7的位置。识别部8对移动至该位置的光纤F进行识别。

因此，存储部7存储有显微镜13合焦的V槽2b的位置，V槽驱动部9使V槽2b移动至存储于存储部7的该位置，因此，即使显微镜13被固定，也能获得清晰的光纤F的亮度波形W。即，V槽2b移动至显微镜13合焦的位置，识别部8对移动至该位置的光纤F进行识别，因此，即使显微镜13的位置被固定，也能高精度地进行光纤F的识别。

也可以是，存储部7存储有显微镜13相对于光纤F合焦时的亮度(例如亮度波形W)的特征信息的基准范围。也可以是，V槽驱动部9使V槽2b移动至亮度的特征信息包含在存储于存储部7的特征信息的基准范围的位置。在该情况下，存储部7存储有对光纤F合焦时的亮度的特征信息的基准范围，V槽驱动部9使V槽2b移动至亮度的特征信息包含在存储于存储部7的特征信息的基准范围的位置。因此，能为了V槽2b的定位而有效利用通过显微镜13获得的光纤F的亮度的特征信息的基准范围，并且，即使在显微镜13被固定的情况下，也能高精度地进行光纤F的识别。

也可以是，存储部7预先存储有亮度的特征信息成为显微镜13相对于光纤F合焦时的特征信息的V槽2b的位置。也可以是，V槽驱动部9使V槽2b移动至存储于存储部7的位置。在该情况下，存储部7存储有通过显微镜13获得的光纤F的亮度的特征信息成为合焦时的特征信息的V槽2b的位置，V槽驱动部9使V槽2b移动至该位置。因此，存储部7预先存储有合焦的V槽2b的位置，V槽驱动部9使V槽2b移动至该位置，因此能使V槽2b迅速地移动至适当的位置，从而能高精度地进行光纤F的识别。在此，“V槽的位置”也可以是以熔接机的其他特定的部件为基准的相对的位置，例如，以显微镜13为基准的相对的位置。

也可以是，识别部8将从载于V槽2b的光纤F获得的亮度的第二特征信息与存储于存储部7的第二特征信息进行对照来对光纤F进行识别。在该情况下，识别部8使用预先存储于存储部7的亮度的第二特征信息来对载于V槽的光纤F进行识别。因此，识别部8能使用预先存储的亮度的第二特征信息来高精度地进行光纤F的识别。用于合焦的亮度的特征信息与用于识别的亮度的第二特征信息既可以彼此相同，也可以互不相同。

以上，对本公开的熔接装置的实施方式进行了说明。然而，本发明不限定于上述的实施方式。即，本领域技术人员容易认识到，本发明可以在权利要求书所记载的主旨的范围内进行各种各样的变形和变更。熔接装置的各部的构成可以在上述的主旨的范围内适当变更。即，本公开的熔接装置的各部的形状、大小、数量、材料以及配置方案不限于上述的实施方式，可以适当变更。

附图标记说明

1：熔接装置

2：V槽夹紧件

2b：V槽

3：被覆夹紧件

4：放电电极

7：存储部

8：识别部

9：V槽驱动部

10：控制部

11：图像观察机构

12：光源

12b：第一光源

12c：第二光源

13：显微镜

13b：第一显微镜

13c：第二显微镜

F：光纤

F1：芯部

F2：包层

H：光

W：亮度波形

W1：谷部

W2：山部

W11：部分

W12：部分。

Claims (4)

1.一种熔接装置，是将连接对象的光纤定位至V槽来进行熔接的、光纤的熔接装置，所述熔接装置具备：

显微镜，接受从光源射出并从载于所述V槽的光纤通过的光来获得亮度信息；

V槽驱动部，使所述V槽移动；

存储部，存储有所述显微镜相对于光纤会合焦的所述V槽的位置；以及

识别部，对光纤进行识别，

其中，所述显微镜的位置被固定，

所述V槽驱动部使所述V槽移动至所述存储部所存储的位置，

所述识别部对移动至所述位置的光纤进行识别。

2.根据权利要求1所述的熔接装置，其中，

所述存储部存储有所述显微镜相对于光纤合焦时的亮度的特征信息的基准范围。

3.根据权利要求2所述的熔接装置，其中，

在从载于所述V槽的光纤获得的亮度的特征信息偏离存储于所述存储部的特征信息的所述基准范围时，所述V槽驱动部使所述V槽移动至所述光纤的亮度的特征信息包含在存储于所述存储部的特征信息的所述基准范围的位置。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的熔接装置，其中，

所述识别部将从载于所述V槽的光纤获得的亮度的第二特征信息与存储于所述存储部的第二特征信息进行对照来对所述光纤进行识别。