JP2018132323A - 光ファイバからの光エネルギ漏れを非侵入的に検出するためのシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光ファイバからの光エネルギ漏れの場所を検出するためのシステムを提供する。【解決手段】可搬型撮像装置は、前記可搬型撮像装置の視野のなかで一以上の光ファイバの可視画像を生成する。光エネルギ検出アセンブリは、前記可搬型撮像装置に関連付けられ、前記可搬型撮像装置の前記視野のなかで光ファイバからの光エネルギ漏れの場所を検出するよう構成されている。処理部は、前記撮像装置及び前記光エネルギ検出アセンブリに関連付けられ、前記可搬型撮像装置の前記視野のなかで光ファイバからの光エネルギ漏れの前記検出場所のコンピュータ生成表現を、前記可搬型撮像装置によって生成された前記複数の光ファイバの可視画像の上に重ね合わせ。これにより、合成画像を作成する。【選択図】図１０

Description

本発明は、光ファイバからの光エネルギ漏れを非侵入的に検出するためのシステム及び方法を対象とする。より詳細には、対象ファイバからの光エネルギ漏れの検出場所のコンピュータ生成表現を、前記対象ファイバのビデオ画像の上に重ね合わせて、使用者による検査のための合成画像を作成するためのシステム及び方法を対象とする。

ファイバの束のなかで位置付けられた特定の対象ファイバを識別することは、技師にとって困難でありかつ時間のかかる作業であり得る。この必要が生じ得るのは、前記技師が特定のファイバを（何らかの理由で）切断しなければならず、しかし、そのファイバが正しくラベル付けされていないかもしれないなど、容易に識別できない場合である。本発明は、使用者が特定の対象ファイバを容易に識別できるようにする。これは、前記ファイバの遠端に特定の信号を注入し、又は、活性でない（すなわち暗い）ファイバを探し出すことによる。

複数の光ファイバのなかから対象ファイバを探し出すための既存技術は、しばしば、侵入的な検出方法を必要とする。一つの例は、光エネルギ検出ツールを各ファイバの上へ固定することを含む。別の例は、近赤外線（ＮＩＲ）センサを使用して、欠陥場所又は光エネルギ漏れを発見する。これは、米国特許第７８２６０４３号において開示されたとおりである。この感知装置は、一般に、単一のファイバがある状況や、ファイバの間が大きく離れていて、前記センサを漏出源に向けることにより前記漏出を容易に識別できる状況で使用される。これを、多くの光ファイバが密に束ねられた状況で試みたとすると、特定の対象ファイバを見つけるのは極めて困難であろう。別の従来技術の検出装置は、前記ＮＩＲセンサが特定の対象ファイバに密接している必要がある。これは、米国特許第８８８０７８３号において開示されている。

様々な種類の可搬型電子装置（スマートフォン、携帯電話、個人情報端末及びタブレット装置など）が広く使用されている。これらの装置は、一般に、可視光画像センサ又はカメラを含む。これにより、使用者は、静止画又はビデオクリップを撮ることができる。このような埋込カメラの人気が増加する理由の一つは、携帯電話及び他の可搬型電子装置のユビキタスな性質であるかもしれない。すなわち、使用者は、携帯電話及び他の可搬型電子装置を既に持ち歩いているので、このような埋込カメラは、使用者が必要とするとき、常に手元にある。

これらの可搬型電子装置で使用される画像センサは、一般に、可視光画像を取り込むことに限定される。光ファイバなどから放出される光エネルギ放射の画像を取り込むことはできない。したがって、これを使用して、ファイバ光学システムの検査において有益に使用され得る画像を製作することはできず、更に詳しく言えば、対象ファイバを探し出すことはできない。したがって、スマートフォンなどの可搬型電子装置が、このような画像を取り込み、処理し、表示しかつ記憶することができるようにし、これを使用して、安価かつ非侵入なやり方で、対象ファイバを容易に探し出すことができるようにすることは、有益である。

本発明は、新規かつ有用な光学撮像システムを対象とする。これは、安価かつ非侵入的なやり方で、一以上の光ファイバから光エネルギ漏れの場所又は位置を検出するためのものである。前記発明により、使用者は、可搬型ビデオカメラや他の同様な撮像装置を用いて遠くから、前記光ファイバに触れることなく、光漏出源を見ることができる。本発明は、光漏出検出装置を、標準的なビデオ撮像装置の撮像能力及び機能と組み合わせて、有益な用途のための合成処理済画像を作成する。

前記システムは、可搬型ビデオ撮像装置を含む。これは、視野のなかで複数の光ファイバの静止画像又はビデオ画像を生成するためのものである。システムは、安価な光検出アセンブリを含む。これは、前記ビデオ撮像装置に動作可能に関連付けられ、前記ビデオ撮像装置の前記視野のなかで一以上の対象光ファイバからの光エネルギ漏れの位置又は方向を検出するよう構成されている。安価な光検出アセンブリ（フォトダイオード・アレイなど）を使用することにより、本発明は、高価なＮＩＲ検出器を利用する従来技術の装置に勝る利点を提供する。

画像処理部が、前記撮像装置及び前記光検出アセンブリに動作可能に関連付けられている。これは、前記光ファイバのうち一以上からの検出された光エネルギ漏れの場所のコンピュータ生成表現を、前記ビデオ撮像装置によって生成されたビデオ画像に重ね合わせるなどして組み合わせ、合成画像又は処理済画像を作成する。これにより、前記使用者は、対象ファイバからの前記光エネルギ漏れの前記位置を可視的に検出できるようになる。本発明の好ましい実施形態にしたがい、対象ファイバからの前記光エネルギ漏れの前記場所又は位置を、ヒートマップ又は同様のグラフィック表現によって表現してもよい。

前記光エネルギ漏れを表現する前記ヒートマップを使用して、一以上の光ファイバに対して前記漏出が位置付けられた概略領域を指示してもよいと考えられる。ここで、前記ヒートマップの中心は、前記光エネルギ漏れが最もあり得る場所を指示し、前記ヒートマップの縁は、前記光エネルギ漏れがそれほどあり得ない場所を指示する。この点に関し、前記光エネルギ漏れの前記場所の不確実性が大きいほど、前記ヒートマップが大きくなる。他のグラフィックやテキストを、前記コンピュータ生成ヒートマップとともに前記視覚画像の上に重ね合わせてもよいと考えられる。例えば、コンパス方位（Ｎ−Ｓ−Ｅ−Ｗ）及び住所又はデータベースから読み込まれた任意の他の識別情報などである。これは、ＱＲコード又は他の同様な機械可読コードから取得してもよい。

前記光検出アセンブリは、前記ビデオ撮像装置のなかへ一体化されてもよく、前記ビデオ撮像装置に無線結合されてもよく、前記ビデオ撮像装置に機械的に結合されてもよい。前記光検出アセンブリは、可搬であってもよく、可視レーザ光源を含んでもよいと考えられる。これは、対象ファイバを照射するためのものである。これにより、リンクされたスマートフォン装置は、光エネルギ漏れの場所を示すビデオ画像を強調するなどして増大させることができるようになる。

前記光検出アセンブリは、安価なフォトダイオードのアレイを、好ましくは含む。例えば、フォトダイオードの前記アレイは、矩形パターンに配列された四つの離隔したフォトダイオードを含んでもよい。好ましくは、光学素子又はレンズが、前記アレイのなかの各フォトダイオードに関連付けられ、これにより、そのフォトダイオードの前記視野を制御する。前記光学素子は、前記視野を能動的に又は手動で制御するよう構成されてもよいし、前記光学素子は、前記視野を静的に制御するよう構成されてもよい。光学フィルタが、また、前記光検出アセンブリに関連付けられ、これにより、選択された信号を拒否し又は許可してもよい。

本発明は、また、新規かつ有用な方法を対象とする。これは、光ファイバからの光エネルギ漏れの場所を安価なやり方で検出する。前記方法は、以下の工程を含む。可搬型ビデオ撮像装置を用意する。これは、視野のなかで複数の光ファイバのビデオ画像を生成するためである。安価な光検出器を前記ビデオ撮像装置に結合する。これは、前記撮像装置の前記視野のなかで一以上のファイバからの光エネルギ漏れの場所又は位置を検出するよう適合され構成されている。前記視野のなかで一以上の光ファイバからの光エネルギ漏れの場所又は位置を検出する。光エネルギ漏れの検出場所又は位置の視覚的な又はグラフィックなコンピュータ生成表現を、前記ビデオ撮像装置によって生成された前記ビデオ画像の上に重ね合わせ、これにより、合成画像を作成する。

前記方法において、更に、前記光検出器を前記ビデオ撮像装置に機械的に結合し、又は、前記光検出器を前記ビデオ撮像装置に無線結合する。前記方法において、また、前記ビデオ画像及び光エネルギ漏れの前記場所の前記重ね合わせ表現を、前記ビデオ撮像装置にローカルに記憶し、前記ローカルに記憶したビデオ画像及び重ね合わせ表現を、前記ビデオ撮像装置から遠隔記憶装置に転送する。

前記方法において、また、既知の光エネルギ信号を、前記視野のなかの対象ファイバの末端のなかへ注入し、これにより、そのファイバにおける他の光エネルギのなかからこのような信号を検出できるようにし、前記ビデオ撮像装置の前記視野を制御してもよい。その上、ファイバ束のなかで複数の対象ファイバを探し出すことが望ましい場合、使用者は、各個別のファイバの遠端（既知端）に光源を設置してもよい。ここで、各個別の光源は、一意の識別符号化信号を光学的に送信する。そして、前記使用者は、漏出場所（未知端）で各信号を検出してもよい。その後、各一意の識別子を、前記ビデオ撮像装置によって生成された前記ファイバ束の前記可視画像の上に重ね合わせてもよい。

本発明の前記光学撮像システムのこれらの機能及び他の機能、並びに、それを製造し使用するやり方は、以下に記載された図面を伴う以下の本発明の好ましい実施形態の可能化記載から、当業者にもっと容易に明らかになるだろう。

本発明が属する技術分野における当業者が、過度の実験をせずに本発明を、いかに作り使用するかを容易に理解するため、その好ましい実施形態を、図面を参照して以下で詳細に記載する。

本発明の好ましい実施形態にしたがって構築された可搬型撮像装置の説明図。これは、通信システムにおける光エネルギ漏れの場所又は位置を安価かつ非侵入的なやり方で検出する目的で使用されている。 本発明前記可搬型撮像装置の斜視図。これは、埋込可視光カメラを有するスマートフォン又はホスト装置を含む。これは、安価な光学撮像アレイを有する光学撮像モジュールを伴う。 図２において示した前記光学撮像モジュールとともに使用されるスマートフォン又はホスト装置の斜視図。 図３において示した前記ホスト装置の背面図。 本発明の前記光学撮像モジュールの正面斜視図。ここで、前記ホスト装置は、図示を容易にするため、取り外されている。 本発明の前記光学撮像モジュールの背面斜視図。これは、前記安価な光学センサ・アレイを図示している。 本発明の前記可搬型撮像装置の説明図。ここで、ファイバ束の可視画像が、前記ホスト装置の表示部の上に、前記ホスト装置の前記埋込カメラによって取り込まれている。 本発明の前記可搬型撮像装置の説明図。ここで、前記ファイバ束からの光エネルギ漏れのコンピュータ生成表現が、前記光学撮像モジュールの前記安価な光学センサ・アレイによって検出されたのち、前記ホスト装置の前記表示部の上に示されている。 本発明の前記可搬型撮像装置の説明図。ここで、対象ファイバからの前記光エネルギ漏れの前記場所の前記表現が、前記ホスト装置の前記表示部の上で、前記ファイバ束の前記可視画像の上に重ね合わせられ、これにより、合成画像を製作する。 本発明の前記可搬型撮像装置によって製作される合成画像を生成し、その後、取り扱うための処理流れ図。 手持式照射装置の説明図。これは、光検出器及び可視レーザを含む。これは、光ファイバを検査するためものである。ここで、前記装置は、無線接続を介して、可搬型スマートフォンにネットワーク化されている。 可搬型スマートフォンを図示する。ここで、前記表示部は、図１１における前記照射装置によって検査された前記光ファイバの画像を提供している。

次に、図面を参照し（ここで、同様の参照番号は、同様の構造的機能を識別する。）、図１において、本発明の好ましい実施形態にしたがって構築された可搬型光学撮像アセンブリ１００が図示されている。これは、光ファイバ束１０の非侵入的検査を容易にする目的で使用されている。これは、目視検査では容易に明らかでない特定の光ファイバにおける潜在的な又は実際の欠陥又は漏れの正確な場所を検出するためである。

図２を参照し、前記可搬型光学撮像アセンブリ１００は、可搬型ホスト装置２００及び光学撮像モジュール３００を含む。これは、前記可搬型使用者装置２００と協働するためのものである。前記可搬型ホスト装置２００は、以下に記載された他の構成要素及び機能のなかでも特に、埋込カメラを含む。これは、対象ファイバの可視光画像を取り込むためのものである。前記光学撮像モジュール３００は、以下に記載された他の構成要素及び機能のなかでも特に、光学センサ・アセンブリを含む。これは、検査中の光ファイバから発出するなどして漏れる光エネルギの非可視光画像を取り込むためのものである。その上、前記光学撮像モジュール３００は、ファイバ束の視覚画像に対する光エネルギ漏れの位置又は方向を検出し、これにより、前記ファイバ束のなかで一以上の対象ファイバを識別するよう適合されている。

本発明の好ましい実施形態にしたがい、前記可搬型ホスト装置２００は、携帯電話、個人情報端末、タブレット装置又は任意の他の適切な携帯個人電子装置である。例えば、前記ホスト装置２００は、スマートフォン（例えば、Ａｐｐｌｅ社によるｉＰｈｏｎｅ（商標）装置、Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｉｎ Ｍｏｔｉｏｎ社によるＢｌａｃｋｂｅｒｒｙ（商標）装置、様々な製造業者によるＡｎｄｒｏｉｄ（商標）フォン又は他の同様の携帯装置）、処理能力を有する携帯電話、タブレットを基礎とする装置（例えばＡｐｐｌｅ社によるｉＰａｄ（商標）装置）又は個人情報端末（ＰＤＡ）装置であってもよい。

図３及び４を参照し、埋込カメラ２１０に加えて、前記ホスト装置２００は、関連付けれた光源２１５を、好ましくは含む。これは、前記カメラ２１０に隣接して、前記装置２００の背面の上に位置付けられている。しかしながら、前記ホスト装置２００が埋込光源２１５を含まない場合、前記光源を前記光学撮像モジュール３００の上に設けてもよいと考えられる。

前記ホスト装置２００は、画像及びデータを処理するための埋込処理部２２０、並びに、画像及びデータを記憶するためのメモリ２３０を、更に含む。前記ホスト装置２００は、また、グラフィック表示部２４０を含む。これは、取り込まれたり処理されたりした画像や、他の画像、データ及び情報を表示するためのものである。前記ホスト装置２００は、ソケット２５０を、更に含む。これは、前記光学撮像モジュール３００と協働的に接続するよう適合され構成されている。これは、以下でより詳細に記載されるとおりである。

ホスト装置２００の前記処理部２２０は、任意の適切な処理装置（例えば、論理装置、マイクロコントローラ、処理部、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）又は他の装置）として実装してもよい。これを使用して、適切な命令（スマートフォン・アプリケーションのためのメモリ２３０のなかに提供されるソフトウェア命令など）を実行してもよい。ホスト装置２００の前記可視光撮像埋込カメラ２１０は、電荷結合素子（ＣＣＤ）センサ、電子増倍ＣＣＤ（ＥＭＣＣＤ）センサ、相補形金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）センサ、科学用ＣＭＯＳ（ｓＣＭＯＳ）センサ、増感型電荷結合素子（ＩＣＣＤ）、又は他の適切な可視光撮像センサを用いて実装してもよい。

図５及び６を参照し、前記光学撮像モジュール３００は、光エネルギ漏れ前記場所又は位置を検出し、このような光エネルギ漏れの前記位置又は場所のグラフィック表現（例えば、ヒートマップ）を処理するなどして生成して管理し、このような表現をホスト装置２００に提供するよう構成されている。これは、任意の所望のやり方（例えば、更に処理し、メモリのなかに記憶し、表示し、ホスト装置２００の上で走る様々なアプリケーションによって使用し、他の装置に送出し、又は他の用途）で使用される。好ましくは、前記光学撮像モジュール３００は、低い電圧レベルで、かつ、広い温度範囲にわたって動作するよう構成されている。

前記光学撮像モジュール３００は、筐体３２０を含む。これは、前記ホスト装置２００に取り外し可能に取り付けるために適合され構成されている。これは、図２において示したとおりである。前記筐体３２０は、上本体部分３２２を含む。これは、以下に記載される多くの埋込電子構成要素を収容するためのものである。前記筐体３２０は、中央陥凹領域又は受け台３２４を、更に含む。これは、前記ホスト装置２００の前記背面を受容するなどして収容し、摩擦的に保持するよう形作られている。前記筐体３２０は、また、下本体部分３２６を含む。これは、係合プラグ３５０を収容するためのものである。これは、ホスト装置２００の前記ソケット２５０を脱着可能に係合する。

モジュール３００の前記筐体３２０は、窓又はカメラ用切抜き３７０を、更に含む。これは、ホスト装置２００の前記可視光撮像カメラ２１０を使用できるようにするためのものである。他の切抜き又は複製された機能が含まれてもよいと考えられる。これにより、前記ホスト装置２００が取り付けられたとき、前記筐体３２０が遮るかもしれない様々なボタン、スイッチ、コネクタ、スピーカ及びマイクロフォンを収容する。複製された構成要素や切抜きの場所、数及び種類は、ホスト装置２００に特有であってもよい。

モジュール筐体３２０の前記上本体部分３２２は、多くの埋込内部構成要素を支持する。これは、検出された光エネルギ漏れの前記場所又は位置を表現するグラフィック表現（例えば、ヒートマップ）などを生成するためのエネルギ漏出場所輪郭生成部３３０、無線通信装置３５５及び電池３６０を含む。

筐体３２０の前記背壁３２５は、前記光学センサ・アセンブリ３１０を支持する。これは、四個の光学センサ３１０ａ〜３１０ｄのアレイを含む。示したとおり、前記四個の光学センサ３１０ａ〜３１０ｄは、互いから空間的に隔たり、矩形パターンをなしている。しかしながら、前記光学センサ３１０ａ〜３１０ｄの数及び相対的幾何学配置は、前記アプリケーションに応じて変わり得ると考えられる。

好ましくは、モジュール３００において利用される前記光学センサ３１０ａ〜３１０ｄは、比較的安価な光エネルギ検出器又はフォトダイオードである。これは、光ファイバ束又はファイバ群のなかで対象ファイバに対する光エネルギ漏れの正確な場所又は位置を検出し指摘するのに特に良く適している。この点に関し、陽電子検出のための安価な光検出器又はフォトダイオードが、本技術分野で良く知られている。

例えば、前記アレイ３１０のなかの各光学センサは、四辺位置感知検出器の形を取ってもよい。これは、単一の抵抗層で作られ、一次元又は二次元いずれかの計測のためのものである。これらのフォトダイオードは、共通アノードと、一次元位置感知のための二個のカソード又は二次元位置感知のための四個のダイオードとを特徴とする。例えば、カリフォルニア州ホーソーンのＯＳＩ Ｏｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ社が、適切な四辺位置感知検出器を、型式番号ＳＣ−２５Ｄ及びＳＣ−５０Ｄとして製造している。

また、前記光学撮像モジュール３００には、安価な四分フォト・ダイオード・アレイを設けてもよいと考えられる。これは、ときに四重検出器と呼ばれ、エネルギ漏れの方向を検出し、これにより、前記検出器アレイに対する前記漏れの相対位置を検出する。例として、カリフォルニア州ホーソーンのＯＳＩ Ｏｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ社が、適切な四重検出器アレイを型式番号ＱＤ７−０−ＳＤ又はＱＤ５０−ＳＤとして製造している。

このような装置において、いくらかのエネルギが前期検出器の各四分要素に入射していると、いくらかの電流が、位置に比例する応答として生成される。これは、二つの差信号と和信号とを提供する回路を使用して達成される。前記二つの差信号は、前記フォトダイオード四分要素のうち対向する対によって感知された光の相対強度差の電圧対応物である。その上、四個の四分要素すべての増幅和が和信号として提供される。四重検出器は、一般に、光の小径ビーム（レーザ・ビームなど）のために使用される。その結果、この特定の応用のためには最適でないかもしれない。

図５及び６を再び参照し、センサ・アレイ３１０の前記個別の光検出器又はフォトダイオード３１０ａ〜３１０ｄは、対応する光学素子又はレンズ３１５ａ〜３１５ｄを、好ましくは含む。これは、前記センサ・アレイ３１０のなかの各センサに到達するエネルギ又は放射を制御するための焦点開口を画定する。前記アレイ３１０のなかの各フォトダイオード３１０ａ〜３１０ｄの前記視野を限定することにより、検出されるべき前記光エネルギ漏れに対する相対位置に応じて、固有の光量が各フォトダイオードに到達するようになる。

前記撮像装置１００を使用者が前記検出される光エネルギに真っ直ぐに向けた場合、前記アレイ３１０における前記フォトダイオード３１０ａ〜３１０ｄのすべてが、等しい量の光を受け、前記検出されるエネルギ漏れは、前記ホスト装置２００の前記ビデオ表示部２４０の上で中心に置かれる。前記装置１００が（例えば右に）回転し、前記検出される光から離れると、より多くの光が前記モジュール３００の左側寄りの前記フォトダイオード（すなわち、３１０ａ及び３１０ｂ）に入り、より少ない光が前記モジュール３００の右側寄りの前記フォトダイオード（すなわち、３１０ｃ及び３１０ｄ）に入る。それでも、前記光エネルギ漏れの前記場所又は部分のグラフィック表現又は輪郭は、ホスト装置２００の前記ビデオ表示部２４０の上で中心に置かれる。

前記光学素子又はレンズ開口３１５ａ〜３１５ｄは、前記センサ・アレイ３１０の前記視野を、ホスト装置２００のメモリ２３０に記憶されたアプリにより能動的に制御するよう構成されてもよいし、前記モジュール３００又は前記ホスト装置２００のボタン制御機構により手動で制御するよう構成されてもよいと考えられる。それをする際、前記使用者は、能動的に又は手動で、前記開口の大きさや焦点距離を変えて、前記アレイ３１０の前記視野を制御することができる。その代わりとして、前記アレイ３１０のなかの各フォト検出器に関連付けられた前記光学素子又はレンズ３１５ａ〜３１５ｄは、前記視野を静的に制御するよう構成されてもよい。

前記レンズ・アセンブリ３１５ａ〜３１５ｄは、適切な材料（例えば、ポリマー又はシリコン、ゲルマニウム、セレン化亜鉛若しくはカルコゲナイドガラスなどの赤外線透過材料）で作られたレンズを、それぞれ含む。これは、ある波長のエネルギを、前記センサ３１０ａ〜３１０ｄまで透過するよう構成されている。前記レンズ・アセンブリは、光学素子（例えば、透過プリズム、反射鏡又はフィルタなど。これは、様々な応用のために必要とされる。）を備えてもよい。

各レンズ・アセンブリ３１５ａ〜３１５ｄは、一以上のフィルタを含んでもよいと考えられる。これは、ある波長のＮＩＲ放射を通し、他を実質的に遮断するように適合されている（例えば、短波赤外線（ＳＷＩＲ）フィルタ、中波赤外線（ＭＷＩＲ）フィルタ、長波赤外線（ＬＷＩＲ）フィルタ及び狭帯域フィルタ）。このようなフィルタを利用して、前記光学センサ・アレイ３１０を調整し、所望の波長帯域に対する感度を高める。

また、前記フォトダイオード３１０ａ〜３１０ｄは、対象ファイバに対する高速信号の前記場所又は位置を検出できてもよいと考えられる。したがって、既知の信号を光ファイバの一端に注入した場合、前記センサ・アレイ３１０が、その既知の信号を検出し、他の光エネルギ（他のファイバによって搬送されている通信データ信号を含む。）から区別し、これにより、特定の対象ファイバを識別するようプログラムされてもよい。

更に、前記光学撮像モジュール３００を利用して、ファイバ束のなかで複数の対象ファイバを探し出してもよいと考えられる。すなわち、使用者は、束のなかの各個別のファイバの遠端（既知端）に光源を設置してもよい。各個別の光源は、一意の識別符号化信号を光学的に送出する。その後、前記使用者は、前記漏出場所（未知端）で各信号を検出してもよい。各一意の識別子は、その後、前記ビデオ撮像装置２００によって生成された前記ファイバ束の前記可視画像の上に重ね合わせられ、これにより、合成画像を形成してもよい。

その上、信号送出方法及び検出方法を利用して、信号対雑音比を高めることが、本開示の範囲のなかで考えられ適当である。これらの方法は、本技術分野において知られたロックイン増幅器や符号相関方法を含んでもよい。

モジュール３００の前記漏出場所生成部３３０は、対象ファイバからの光エネルギ漏れの前記検出場所の適切なグラフィック処理をし、任意の適切な構成にしたがって実装されてもよい。例えば、前記生成部３３０は、ＡＳＩＣとして実装されてもよい。この点に関し、このようなＡＳＩＣは、高性能であったり高効率であったりする処理をするよう構成されてもよい。その代わりとして、生成部３３０は、汎用中央処理装置（ＣＰＵ）を用いて実装されてもよい。これは、適切なソフトウェア命令を実行し、これにより、グラフィック処理をし、様々なグラフィック処理ブロックを用いてグラフィック処理を調整して実行し、前記生成部３３０と前記ホスト装置２００との間のインタフェースや他の動作を調整するよう構成されてもよい。前記漏出場所生成部３３０は、他の実施形態において他の種類の処理や論理回路を用いて実装されてもよい。これは、当業者に理解されるであろうとおりである。

前記漏出場所生成部３３０は、また、該当する場合、他の構成要素（揮発性メモリ、不揮発性メモリや一以上のインタフェース（例えば、光検出器インタフェース、集積回路間（Ｉ２Ｃ）インタフェース、携帯産業処理部インタフェース（ＭＩＰＩ）、共同検査作業グループ（ＨＡＧ）インタフェース（例えばＩＥＥＥ１１４９．１標準テストアクセスポート及びバウンダリスキャン構成）や他のインタフェースなど）を用いて実装されてもよい。

電池３６０は、適切な技術を使用した充電式電池（例えば、ニッケル・カドミウム（ＮｉＣｄ）、ニッケル金属水素化物（ＮｉＭＨ）、リチウム・イオン（Ｌｉ−ｉｏｎ）又はリチウム・イオン・ポリマー（ＬｉＰｏ）充電式電池）であってもよいと考えられる。この点に関し、モジュール３００は、電源ソケット３８０を含むだろう。これは、外部電源（例えば、ＡＣ電源出力、ＤＣ電源アダプタ又は他の同様の適切な電源）に接続してそこから電力を受け、これにより、電池３４０を充電したり、モジュール３００の内部構成要素に給電したりする。

また、モジュール３００は、標準サイズの電池を受け入れてもよいと考えられる。これは、広く入手可能であり、電池が切れたときに便利に取得することができる。これにより、使用者は、標準電池を入れるだけで、モジュール３００及び前記ホスト装置２００を使用し続けることができる。このような例において、前記筐体３２０の前記下本体部分３２６は、電池を出し入れするためのヒンジ付きカバーを含む。

前記漏出場所生成部３３０は、前記センサ・アレイ３１０の前記フォトダイオードに様々な異なるやり方で接続される。例えば、前記センサ・アレイ３１０及び漏出場所生成部３３０は、筐体３２０のなかで互いに電気的に結合されていてもよいし、マルチチップ・モジュール（ＭＣＭ）のおいて又は小規模プリント回路板（ＰＣＢ）の上で通信可能に接続され、ＰＣＢトレース又はバスを介して互いに通信してもよい。

前記漏出場所生成部３３０は、検出された光エネルギ漏出場所データの適切な処理をし、生データや処理済データを使用者装置２００に伝送するよう構成されてもよい。例えば、モジュール３００がホスト装置２００に取り付けられたとき、前記場所生成部３３０は、生の漏出場所データや処理済の漏出場所データを、結線された装置コネクタ３５０により又は無線構成要素３５５を介して無線で、ホスト装置２００に伝送してもよい。

ホスト装置２００は、適切なソフトウェア命令（例えば、スマートフォン・ソフトウェア・アプリケーション。これは、俗に「アプリ」と呼ばれる。）を走らせるよう構成されてもよい。これにより、使用者は、静止画像、ビデオ又はその両方を、構図を決めて撮ることができる。モジュール３００及びホスト装置２００は、他の機能（光エネルギ特性又は漏出場所データのなかで含まれたを記憶し及び／又は解析するなど）を実行するよう構成されてもよい。

漏出場所生成部３３０は、前記ホスト装置２００から伝送された要求に対する応答として、生の漏出場所データや処理済の漏出場所データをホスト装置２００に伝送するよう構成されてもよい。例えば、前記ホスト装置２００の上で実装され又は走っているアプリ又は他のソフトウェア／ハードウェア・ルーチンは、前記アプリが起動され、使用者が見られる画像を表示部２４０の上に表示する準備が整ったとき、漏出場所データの伝送を要求し、使用者が光ファイバのグループ化の静止ショット又はビデオショットを、構図を決めて撮るよう構成してもよい。漏出場所生成部３３０は、前記ホスト装置２００の上の前記アプリからの前記要求を有線接続又は無線接続を介して受信したとき、センサ・アセンブリ３１０によって取り込まれた漏出場所データの伝送を開始してもよい。

以上記載したとおり、モジュール３００は、装置コネクタ３５０を含む。これは、取り付け時に、様々な信号及び電力を、ホスト装置２００との間で搬送する。前記装置コネクタ３５０は、ホスト装置２００の種類に関連付けられたコネクタ仕様にしたがって実装してもよい。例えば、モジュール３００の前記装置コネクタ３５０は、専売のコネクタ（例えば、「Ｌｉｇｈｔｎｉｎｇ」コネクタ、３０ピンコネクタなどのｉＰｈｏｎｅ（商標）用Ａｐｐｌｅ（商標）ｄｏｃｋコネクタ）又は標準化されたコネクタ（例えば、様々なバージョンのユニバーサル・シリアル・バス（ＵＳＢ）コネクタ、可搬デジタル・メディア・インタフェース（ＰＤＭＩ）又は他の使用者装置において提供されるような標準コネクタ）を実装してもよい。

以上論じたとおり、モジュール３００は、前記ホスト装置２００と無線接続により通信してもよい。この点に関し、モジュール３００は、無線通信要素３５５を含む。これは、ホスト装置２００と、前記漏出場所生成部３３０又は他のモジュール３００の構成要素との間の無線通信を容易にするよう構成されている。様々な実施形態において、無線通信３５５は、ＩＥＥＥ８０２．１１をサポートしてもよい。ＷｉＦｉ規格、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（商標）規格、ＺｉｇＢｅｅ（商標）規格又は他の適切な短距離無線通信規格。したがって、モジュール３００は、前記装置コネクタを介した接続が利用できない場合や望ましくない場合、前記装置コネクタ３５０に頼ることなく、ホスト装置２００とともに使用してもよい。

いくつかの実施形態において、筐体３２０のなかの無線通信要素３５５は、前記漏出場所生成部３３０と、他の外部装置（デスクトップ・コンピュータなど）との間の無線通信を管理し、これにより、モジュール３００を外部装置のための撮像付属品としても使用できるよう構成してもよい。

次に図７から９を参照し、使用時において、本発明の前記可搬型撮像装置１００を、図１において図示したやり方で配置し、これにより、通信ネットワークの特定の光ファイバの群又は束１０を検査する。これは、特定の光ファイバにおける潜在的又は実際の欠陥又は漏れの正確な場所を検出するためである。これは、目視検査では容易に明らかではない。図７において、前記光ファイバ束１０の可視画像４１０が、前記ホスト装置２００の前記表示部２４０の上に、前記ホスト装置２００の前記埋込カメラ２１０によって取り込まれている。

図８において、前記束１０のなかの一つのファイバから発出する前記光エネルギ漏れのグラフィック表現４２０が、ホスト装置２００の前記表示部２４０の上に、前記光学撮像モジュール３００の前記光学センサ・アレイ３１０によって取り込まれている。以上論じたとおり、前記グラフィック表現は、ヒートマップの形であってもよい。これは、前記光エネルギ漏れがありそうな場所又は位置を指示する。図８における前記センサ・アレイ３１０によって検出された前記光エネルギ漏れの前記場所の前記グラフィック表現４２０が、図７における前記カメラ２１０によって取り込まれた前記ファイバ束の前期可視画像４１０の上に重ね合わせられ、これにより、処理済画像又は合成画像４３０を製作するなどして生成する。これは、図９におけるホスト装置２００の前記表示部２４０の上に示されている。

本発明の好ましい実施形態にしたがい、前記漏出場所生成部３３０は、ホスト・ユニット２００のカメラ２１０から取得され又は取り込まれた前記可視光画像４１０（図７）を、モジュール３００の光学センサ・アセンブリ３１０によって取得された前記漏出場所の前記グラフィック表現４２０（図８）と融合し、重ねるなどして組み合わせて、これにより、前記処理済の合成画像４３０（図９）を形成してもよい。前記処理済画像４３０は、図９に示したとおり、ホスト装置２００の前記表示部２４０に提供したり、装置２００のメモリ２３０又はモジュール３００の前記メモリのなかに記憶したりしてもよいし、モジュール３００の無線構成要素３５５によって外部機器又はクラウドに伝送してもよい。

モジュール３００の前記漏出場所生成部３３０によって生成された前記合成ビデオ又は静止画像４３０は、前記ホスト装置２００の前記メモリ２３０のなかに又は前記モジュール３００のメモリのなかにローカルにデジタル的に記憶してもよい。これらの画像記録は、有線や無線のデータ転送により、コンピュータやクラウド・サービスに転送してもよい。前記ファイバに何らかの修復をした場合、これらの記録を使用して、その前後の検査結果の文書及び報告を作成してもよい。前記記録を使用して、前記ファイバの構成状況として文書化してもよい。前記記録を使用して、クラウドに対応した報告により又は前記ホスト装置２００を用いて、実時間更新によるワークフロー効率を増大させてもよい。

次に、図１０を、図７から９とともに参照し、処理５００が図示されている。これは、ファイバの可視光画像と、このようなファイバのうち一以上からの光エネルギ漏れの場所のグラフィック表現とを取り込み、生成し、組み合わせるためのものである。これは、本発明の前記光学撮像アセンブリ１００を使用する。これは、前記ホスト装置２００及び前記光学撮像モジュール３００を含む。

最初に、工程５１０で、光ファイバの可視光画像を、前記可搬型ホスト装置２００の前記埋込カメラ２１０によって取り込む。これは、図７に示したとおりである。その後、工程５２０で、モジュール３００の前記センサ・アレイ３１０を使用して、前記ホスト装置２００の前記視野のなかで対象光ファイバに対する光エネルギ漏れの前記場所又は位置を検出する。工程５３０で、モジュール３００の前記漏出場所生成部３３０を使用して、工程５２０で検出した光エネルギ漏れの前記場所のグラフィック表現を作成するなどして生成する。これは、図８に示したとおりである。その代わりとして、ヒートマップを、前記漏出場所生成部３３０によって工程５３０で生成してもよい。工程５４０で、工程５１０で取り込んだ前記可視光画像と、工程５２０で検出し、工程５３０でグラフィックに生成した前記光エネルギ漏れの前記場所の前記表現とを、モジュール３００の前記漏出場所生成部３３０によって処理する。

この点に関し、前記可視光画像及び前記コンピュータ生成グラフィック画像は、個別の処理操作を受たり、前記二つの画像を組み合わせ、融合し又は重ねるための処理操作を受けたりしてもよい。前記画像の処理は、前記カメラ２１０と光学センサ・アレイ３１０との間の距離に基づく視差補正を含んでもよい。前記可視画像及びグラフィック画像又は表現は、前記装置のなかの処理部を使用したり、前記モジュールのなかの処理部を使用したりして処理し、これにより、処理済（例えば、組み合わせ、融合し又は重ねた）画像を形成してもよい。

工程５４０で、前記合成画像を、ホスト装置２００の前記表示部２４０の上に提示する。これは、図９に示したとおりである。その後、工程５６０で、前記装置１００の前記使用者により、工程５４０で生成された前記処理済又は融合済画像４３０に対して、適切な行動を取ってもよい。適切な行動は、前記処理済画像を表示することに加え、前記処理済画像を（例えば、前記ホスト装置２００の上や前記モジュール３００の上に）記憶したり、前記処理済画像を（例えば、前記ホスト装置２００と前記モジュール３００との間で、又は外部機器へ）伝送したりすることを含んでもよい。

次に、図１１及び１２を参照し、本発明の別の実施形態が図示されている。ここで、手持式照射装置６００を可搬型スマートフォン２００とともに使用して、通信ネットワークにおける光ファイバ束１０の非侵入的検査を行い、これにより、束１０のなかの前記ファイバのうち一以上からの潜在的又は実際の光エネルギ漏れを検出する。前記照射装置６００は、可視レーザ要素６１０と、隣接した光学センサ要素６２０とを含む。これは、単一の又は小型の焦点面アレイ（ＦＰＡ）センサの形である。これは、米国特許第８８１０７８３号において開示された欠陥検出器と同様である。これは、参照により、その全体として本明細書に組み入れられる。

使用時において、装置６００の前記可視レーザ要素６１０を使用して、束１０のなかの前記ファイバの場所を照射する。これは、前記センサ要素６２０によって「嗅ぎ分け」られる。前記装置６００は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＷｉＦｉ又は同様の手段などの無線通信リンクを介して、前記スマートフォン２００にリンクされる。前記埋込カメラ２１０によって取り込まれ、スマートフォン２００の前記表示部２４０の上に示された前記光ファイバ束１０の前記静止画像又はビデオ画像は、適切なソフトウェアによって生成されたグラフィック２４５又は印を使用して増大され又は強調されてもよい。これは、前記可視レーザ要素６１０によって照射された前記光ファイバ束１０の上の場所が、光エネルギ漏れを有すると認められた場合に、その場所を示す。これは、前記センサ要素６２０によって判定され、前記スマートフォン装置２００に通信される。

本発明を、好ましい実施形態に関連して示し記載してきたが、当業者は、添付の特許請求の範囲によって画定される本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなしに、様々な変更や修正をなしてもよいことを容易に理解するだろう。例えば、本発明の前記光学撮像機能は、ハードウェア及びソフトウェア・アプリケーションによってスマートフォン装置のなかへ完全に一体化されてもよいと考えられる。すなわち、前記光学撮像モジュールの前記構成要素は、可搬型個人電子装置のなかへ完全に一体化されてもよい。

Claims (20)

1. 光ファイバからの光エネルギ漏れの場所を検出するためのシステムであって、
   ａ）可搬型撮像装置を備え、これは、前記可搬型撮像装置の視野のなかで一以上の光ファイバの可視画像を生成するためのものであり、
   ｂ）光エネルギ検出アセンブリを備え、これは、前記可搬型撮像装置に動作可能に関連付けられ、前記可搬型撮像装置の前記視野のなかで前記光ファイバのうち一以上からの光エネルギ漏れの場所を検出するよう構成され、
   ｃ）処理部を備え、これは、前記撮像装置及び前記光エネルギ検出アセンブリに動作可能に関連付けられ、前記可搬型撮像装置の前記視野のなかで前記光ファイバのうち一以上からの光エネルギ漏れの前記検出場所のコンピュータ生成表現を、前記可搬型撮像装置によって生成された前記複数の光ファイバの可視画像の上に重ね合わせ、これにより、少なくとも一つの対象ファイバを識別する合成画像を作成するためのものである、
   システム。
2. 請求項１にかかるシステムにおいて、
   前記光エネルギ検出アセンブリは、前記可搬型撮像装置と一体化されている、
   システム。
3. 請求項１にかかるシステムにおいて、
   前記光エネルギ検出アセンブリは、前記可搬型撮像装置に無線結合されている、
   システム。
4. 請求項１にかかるシステムにおいて、
   前記光エネルギ検出アセンブリは、前記可搬型撮像装置に機械的に結合されている、
   システム。
5. 請求項１にかかるシステムにおいて、
   前記可搬型撮像装置は、可搬型スマートフォン装置、可搬型タブレット装置及び可搬型個人情報端末からなる群から選択されている、
   システム。
6. 請求項１にかかるシステムにおいて、
   前記光エネルギ検出アセンブリは、前記対象ファイバを照射するための可視レーザ光源を含む、
   システム。
7. 請求項１にかかるシステムにおいて、
   前記光エネルギ検出アセンブリは、少なくとも一つの四分フォトダイオード・アレイを含む、
   システム。
8. 請求項１にかかるシステムにおいて、
   光エネルギ検出アセンブリが、複数の離隔した個別のフォトダイオードを含む、
   システム。
9. 請求項８にかかるシステムにおいて、
   光学素子が、前記アレイにおける各フォトダイオードに関連付けられ、そのフォトダイオードの前記視野を制御する、
   システム。
10. 請求項９にかかるシステムにおいて、
    前記光学素子は、前記視野を能動的に制御するよう構成されている、
    システム。
11. 請求項９にかかるシステムにおいて、
    前記光学素子は、前記視野を手動で制御するよう構成されている、
    システム。
12. 請求項９にかかるシステムにおいて、
    前記光学素子は、前記視野を静的に制御するよう構成されている、
    システム。
13. 請求項１にかかるシステムにおいて、
    光学フィルタが、前記光エネルギ検出アセンブリに関連付けられ、これにより、選択された信号を拒否する、
    システム。
14. 光ファイバからの光エネルギ漏れの場所を検出する方法において、
    ａ）可搬型撮像装置の視野のなかで複数の光ファイバの可視画像を生成し、
    ｂ）前記可搬型撮像装置の前記視野のなかで一以上の光ファイバからの光エネルギ漏れの場所を検出し、
    ｃ）光エネルギ漏れの検出場所のグラフィック表現を生成し、
    ｄ）光エネルギ漏れの前記検出場所の前記グラフィック表現を、前記可搬型撮像装置によって生成された前記複数の光ファイバの前記可視画像と組み合わせ。これにより、合成画像を作成し、
    ｅ）前記合成画像を前記可搬型撮像装置の上に表示する、
    方法。
15. 請求項１４にかかる方法において、更に、
    前記可搬型撮像装置の視野のなかで複数の光ファイバの可視画像を生成するための可搬型撮像装置を用意する、
    方法。
16. 請求項１５にかかる方法において、更に、
    光エネルギ検出器を前記可搬型撮像装置に機械的に結合し、これにより、前記可搬型撮像装置の前記視野のなかで一以上のファイバからの光エネルギ漏れの場所を検出する、
    方法。
17. 請求項１６にかかる方法において、更に、
    光エネルギ検出器を前記可搬型撮像装置に無線結合し、これにより、前記可搬型撮像装置の前記視野のなかで一以上のファイバからの光エネルギ漏れの場所を検出する、
    方法。
18. 請求項１４にかかる方法において、更に、
    前記合成画像を前記ビデオ撮像装置の上にローカルに記憶する、
    方法。
19. 請求項１４にかかる方法において、更に、
    前記合成画像を前記ビデオ撮像装置から遠隔記憶装置に転送する、
    方法。
20. 請求項１４にかかる方法において、更に、
    前記ビデオ撮像装置の前記視野を制御する、
    方法。

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