JP2000205997A - 光ファイバにおけるコア中心位置の検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 近年、様々なタイプの屈折率分布を持つ光フ
ァイバが、数多く使用されるようになった。このような
複雑な屈折率分布を持つ光ファイバでは、従来公知の方
法で、コア中心位置を検出できないという問題が生じ
た。 【解決手段】 ファイバの透過画像の輝度分布曲線Ａ
における、光ファイバ外径ａ，ｂの中心位置ｃを求め、
曲線Ａの山の中で前記中心位置ｃを含む山を主たる山
Ｃと定め、その山ＣのピークＤの位置ｄをもって、コ
ア中心とする。なお、画像処理の分解能が低い場合は、
さらに、輝度値が上記Ｄの９７％の位置にラインＬを
引き、主たる山Ｃとの交差する二つの点Ｅ，Ｆの位置
ｅ，ｆを求め、前記ｅ，ｆの中心ｇをコア中心とする
と、より検出精度が高くなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主として、画像処
理を用いて光ファイバを観察する融着接続機における、
光ファイバのコア中心位置を検出する方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバの低損失融着接続のために
は、接続する左右光ファイバのコア中心位置を検出する
必要がある。その方法として、例えば、下記のものが知
られている（特公平３−５２６０４号公報参照）。

【０００３】図５のように、光ファイバ１０’に、光源
２０からｙ方向の光を照射する。また光源２２からｘ方
向の光を照射しミラー２４により反射させる。そして、
ＴＶカメラ２６により、図６のような、光ファイバの透
過画像１０を得る。なお、１２はコア部分、１４はクラ
ッドを示す。

【０００４】光ファイバのレンズ作用とコア・クラッド
間の屈折率差によって、図７の輝度分布曲線Ａのよう
に、明暗の差が、コア１２とクラッド１４の境界部に現
れる。その中心を、コア中心とするものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記特公平３−５２６
０４号の発明された時期は、光ファイバの種類はまだ少
なかった。そして、長距離伝送路として使用された通信
用ＳＭ光ファイバの屈折率分布は、図８（ａ）に示すよ
うな単純な構造のものが大半を占めていた。このような
屈折率分布を持つ光ファイバであれば、上記の方法でコ
ア中心を求めることができた。

【０００６】しかし、近年、光ファイバの性能向上のた
め、また光ファイバ用途の多様化により、図８（ｂ）
（ｃ）に例示するような、様々なタイプの屈折率分布を
持つ光ファイバが、数多く使用されるようになった。

【０００７】このような複雑な屈折率分布を持つ光ファ
イバでは、例えば図１の上段に示すように、輝度分布曲
線Ａに、 上記図８（ａ）の構造の光ファイバで現れていた、コ
アとクラッドとの境界を示す明暗の差が現れない、 暗部が複数生じて、どこが境界なのか判別できない、 暗部がコアとクラッドを示すものでなく、暗部を境界
とするとコア中心位置を正しく検出できない、等の理由
により、従来の方法では、コア中心位置を検出できない
という問題が生じている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、図１
に例示するように、 光ファイバの透過画像の輝度分布曲線Ａにおける、光
ファイバ外径ａ，ｂの中心位置ｃを求めること、 前記輝度分布曲線Ａの山の中で前記中心位置ｃを含む
山を主たる山Ｃと定め、 当該主たる山ＣのピークＤの位置ｄをもって、コア中
心とすること、を特徴とする。

【０００９】なお、図１の（ａ）は、 ・上段に輝度分布、 ・中段に光ファイバ像１０、 ・下段に屈折率分布を、それぞれ示している。 また（ｂ）は輝度分布曲線Ａのピーク付近の拡大図であ
る。

【００１０】なお、上記記載の中の、「光ファイバ外
径」とは、光ファイバの直径の両端の意味である。

【００１１】また、「輝度分布曲線Ａの山の中で」、の
記載は、複数の山の存在を前提としているが、もし、山
が一つのときは、その山ということになる。

【００１２】また、「輝度分布曲線Ａの山の中で前記中
心位置を含む山を主たる山Ｃと定め、当該主たる山のピ
ークＤの位置ｄをもって、コア中心とする」、というこ
とを言い換えれば、「輝度分布曲線Ａの山のピークの中
で、前記中心位置に最も近いピークＤの位置ｄをもっ
て、コア中心とする」、ということにもなる。

【００１３】総じて、どのような種類の光ファイバも、
コア部分に光を閉じこめるために、コアの屈折率はクラ
ッドよりやや高く設計されている。よって、同心円上に
対称な屈折率分布であれば、光ファイバの輝度分布は、
必ず中心付近に極大点が現れるものとなる。

【００１４】したがって、上記のように輝度分布の中心
付近にあるピークからコア中心を検出するようにしてや
れば、どのような種類の光ファイバでも、コア中心位置
の検出が可能になる。

【００１５】なお、コアの偏心量は、国際規格で規定さ
れているので、極端に大きな偏心は考慮する必要はな
い。

【００１６】ところで、画像処理の分解能が低い場合
は、上記の方法で、精度の高いピーク位置が得られない
場合がある。このことをより詳しく以下に説明する。

【００１７】輝度分布曲線は、実際は、図２に示すよう
に離散データである。同図で、山Ｃの真のピークはＧで
あるのに、上記の方法では、Ｄをもって、輝度分布デー
タのピークとしてしまう。そのため、真のピークとの間
に、ずれが生ずる可能性がある。請求項２の発明はそれ
に解決を与えるものである。

【００１８】請求項２の発明は、図３に例示するよう
に、 光ファイバの透過画像の輝度分布曲線Ａにおける、光
ファイバ外径ａ，ｂの中心位置ｃを求めること、 前記輝度分布曲線Ａの山の中で前記輝当該中心位置を
含む山を主たる山Ｃと定め、 当該主たる山ＣのピークＤの位置ｄを求めること（こ
こまでは、上記請求項１と同じ）、 当該ピーク位置の輝度値Ｄより低い位置にラインＬを
引き、当該ラインと前記主たる山Ｃとの交差する二つの
点Ｅ，Ｆの位置ｅ，ｆを求めること（図３（ｂ））、 前記二つの位置ｅ，ｆの中心ｇを求め、当該中心位置
ｇをもって、コア中心とすること、を特徴とする。

【００１９】なお、「ラインを引く」というのは、輝度
値が一定のラインを引くこと、言い換えればラインを横
軸と平行に引く、ということである。

【００２０】上記請求項２の方法によると、分解能の低
い場合でも、検出精度が向上する。図２（ｂ）が、この
ことを示している。すなわち、請求項１の方法では、Ｄ
をもって輝度分布データのピークとして、コア中心位置
をｄとするが、請求項２の方法により、より精度の高い
中心位置ｇが検出される。

【００２１】次に、ラインＬの位置について述べる。図
４（ａ）のように、山Ｃのピークに近いほど、輝度分布
曲線Ａの傾きは緩やかになる。上段のラインＬのよう
に、ピーク近くの傾きが緩やかなところに設定すると、
それだけ輝度分布曲線Ａとの交点位置のばらつきが大き
くなる。そのため、ラインＬの位置は、できるだけピー
クから離した方がよい。

【００２２】しかし、余り離し過ぎて、図４（ｂ）のよ
うに主たる山Ｃ以外の山と交差する位置に設定すると、
正確なコア位置が得られなくなる。さらに図４（ｃ）の
ように設定すると、コア位置を大きく見誤ることにな
る。

【００２３】以上の内容を多くの種類の光ファイバで検
討した結果、ラインＬの位置は、請求項３の発明のよう
に、主たる山Ｃにおけるピークの輝度値Ｄの９７％が適
当と判断した。

【００２４】

【発明の実施の形態】上記のように、コアとクラッドの
境界を示す明暗の差が現れない場合や、暗部が複数生じ
てどこが境界なのか判別できない場合、既存の融着接続
装置を用い、従来（特公平３−５２６０４号明細書に記
載の技術）の方法で調心することは不可能であった。し
かし、請求項１の方法により、調心は可能となった。

【００２５】さらに、請求項３の方法により調心し、請
求項１の場合と、軸ずれ量を比べてみたところ、０．５
μｍの精度向上が認められた。この値は、接続損失に換
算すると、０．０４ｄＢの差になる。

【００２６】本発明は、これを、光ファイバの調心機能
を持つ融着接続機に適用して、コア中心位置を得ること
により、接続する２本の光ファイバのコア軸ずれ量を検
出し、自動調心（軸ずれをゼロに近づける）することが
できる。

【００２７】また、本発明の方法で、接続後の光ファイ
バのコア中心位置を検出して、残留コア軸ずれ量を検出
し、その値から接続損失を推定することができる。

【００２８】さらに、本発明によって得られるコア中心
位置と外径中心位置との差から、観察している光ファイ
バの偏心量を測定することができる。

【００２９】なお、多心融着接続機においても、観察倍
率を拡大して、光ファイバを１本ずつ観察するようにし
てやることより、本発明の適用は可能になる。

【００３０】

【発明の効果】いろいろな複雑な屈折率分布を持つ光
ファイバのコア中心位置を検出できる。 画像処理分解能が低い場合でも、精度よくコア中心位
置を検出できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１にかかる本発明の説明図で、（ａ）は
上段に輝度分布、中段に光ファイバ像１０、下段に屈折
率分布を、それぞれ示す。（ｂ）は輝度分布曲線Ａの主
要部を拡大したものである。

【図２】請求項２にかかる本発明の必要性を示す説明
図。

【図３】請求項２にかかる本発明の説明図。

【図４】請求項２の発明における、ラインＬを引く位置
に関する説明図。

【図５】光ファイバの透過画像を得る方法の一般的説明
図。

【図６】透過画像の説明図。

【図７】従来のコア中心位置の求め方の説明図。

【図８】各種光ファイバの屈折率分布の説明図。

【符号の説明】

１０’ 光ファイバ １０ 光ファイバ像 １２ コア部分 １４ クラッド部分 ２０，２２ 高原 ２４ ミラー ２６ ＴＶカメラ Ａ 輝度分布曲線 Ｂ，Ｄ ピーク Ｃ 主たる山

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉沼 幹夫 千葉県佐倉市六崎1440番地 株式会社フジ クラ佐倉工場内 Ｆターム(参考） 2F065 AA12 AA17 CC23 FF02 FF04 HH15 JJ03 JJ19 JJ26 LL12 QQ08 QQ29 QQ31 QQ35 2G086 AA02 KK02 2H036 JA02 MA11 NA09 NA16 NA17

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ファイバの透過画像の輝度分布曲線に
   おける、光ファイバ外径の中心位置を求めること、前記
   輝度分布曲線の山の中で、前記中心位置を含む山を主た
   る山と定め、当該主たる山のピーク位置をもって、コア
   中心とすること、を特徴とする、光ファイバにおけるコ
   ア中心位置の検出方法。
2. 【請求項２】 光ファイバの透過画像の輝度分布曲線に
   おける、光ファイバ外径の中心位置を求めること、前記
   輝度分布曲線の山の中で、前記中心位置を含む山を主た
   る山と定め、当該主たる山のピーク位置を求めること、
   当該ピーク位置の輝度値より低い位置にラインを引き、
   当該ラインと前記主たる山との交差する二つの点の位置
   を求めること、前記二つの点の位置の中心を求め、当該
   中心位置をもって、コア中心とすること、を特徴とす
   る、光ファイバにおけるコア中心位置の検出方法。
3. 【請求項３】 主たる山のピーク位置の輝度値の９７％
   の位置にラインを引くことを特徴とする、請求項２に記
   載の光ファイバにおけるコア中心位置の検出方法。