JP2695582B2 - 光ファイバのv溝上への整列方法及び装置 - Google Patents

光ファイバのv溝上への整列方法及び装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバ同士を接続
する際のV溝上への整列方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】光ファイバ同士の接続は、光ファイバ心
線の被覆を除去し、切断した後、両方から光ファイバを
整列させ、融着接続を行ない、接続部を補強する工程が
普通である。このような接続方法において、光ファイバ
の整列の目的で、V溝を有する光ファイバ固定部材を用
いることが行なわれている。また、接続工程を自動化す
ることも試みられている。光ファイバの接続は、精度が
要求されるから、融着接続を行なう際に、正確に光ファ
イバを正確な位置に整列できることが、自動化を達成す
るための課題となっている。
【0003】光ファイバの整列状態は、カメラのような
撮像装置が用いられ、撮影した画像データを画像処理に
よって、光ファイバとV溝との位置関係を観察すること
が行なわれている。この場合、カメラを所定位置に固定
し、鉛直上方から観察することが行なわれている。この
方法は、カメラを所定位置に固定しておくため、光ファ
イバ固定部材のV溝とカメラとの幾何的な位置関係が保
証されている。したがって、画像処理の画面上の特定の
位置にファイバを移動させることによって、光ファイバ
をV溝に整列させることが可能であった。
【0004】しかしながら、上述した従来の観察方法
は、1方向からの観察であり、2次元的な光ファイバの
ズレを、計測していなかった。軸ズレが接続損失に大き
く効くような特殊な光ファイバの融着接続では、2次元
的な光ファイバの観察が必要になる。この要求に対し、
V溝上へのファイバの整列をオペレータが行なう従来の
手動融着接続装置では、カメラによる観察方向を、光フ
ァイバの整列面に対して45度傾けて、光ファイバの直
接像と鏡面による反射像との2つの像を観察して、両方
の像がともにズレが生じない位置に光ファイバの位置を
調節することにより、光ファイバの整列を行なってい
る。
【0005】この方法による2方向からの観察を、全自
動融着接続装置に応用しようとすると、光ファイバのV
溝上への整列過程において、観察方向が光ファイバの整
列面と45度の角度をなすため、光ファイバのV溝に対
するV溝面の接線方向のズレと、法線方向のズレが混在
した形で観察されてしまうことになり、V溝面の接線方
向のズレのみを計測することが難しいという問題があ
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した問
題点を解決するためになされたもので、光ファイバの自
動融着接続装置に適用できる2方向からの観察を行なっ
て光ファイバを整列させるV溝上への整列方法及び装置
を提供することを目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、請求項1に記
載の発明においては、光ファイバをV溝上に整列させる
整列方法において、V溝との相対的な位置関係が決めら
れる鏡体を用い、前記光ファイバを前記鏡体と平行に配
置し、前記鏡体と45度の角度をなす方向から、前記光
ファイバの直接像と前記鏡体の鏡面に写る同一光ファイ
バの反射像を同時に撮像し、撮像データから前記直接像
と前記反射像との間隔を検出することを特徴とするもの
である。
【0008】請求項2に記載の発明においては、複数本
の光ファイバが整列された光ファイバをV溝上に整列さ
せる整列方法において、V溝との相対的な位置関係が決
められる鏡体を用い、前記光ファイバを前記鏡体と平行
にかつ前記光ファイバの整列面を前記鏡体と直角になる
ように配置するとともに、前記鏡体と45度の角度をな
す方向から、前記光ファイバのうちの1本の光ファイバ
の直接像と前記鏡体の鏡面に写る同一光ファイバの反射
像を同時に撮像し、撮像データから前記直接像と前記反
射像との間隔を検出することを特徴とするものである。
【0009】請求項3に記載の発明においては、複数本
の光ファイバが整列された光ファイバをV溝上に整列さ
せる整列方法において、V溝との相対的な位置関係が決
められる鏡体を用い、前記光ファイバを前記鏡体と平行
にかつ前記光ファイバの整列面を前記鏡体と直角になる
ように配置するとともに、前記鏡体と45度の角度をな
す方向から、前記光ファイバの少なくとも2本の光ファ
イバの直接像と前記鏡体の鏡面に写る同一光ファイバの
反射像を同時に撮像し、撮像データから前記直接像と前
記反射像との平均的な間隔を検出することを特徴とする
ものである。
【0010】請求項4に記載の発明においては、鏡体
と、該鏡体と45度の角度をなす方向から、光ファイバ
の直接像と前記鏡体の鏡面に写る同一光ファイバの反射
像を同時に撮像できるように配置した撮像装置を有する
光ファイバのV溝上への整列に用いられる装置におい
て、前記鏡体は、偏心した位置において、回転軸に支持
されたことを特徴とするものである。
【0011】
【作用】本発明の請求項1乃至3に記載の発明によれ
ば、V溝との相対的な位置関係が決められる鏡体を用
い、鏡体と45度の角度をなす方向から、光ファイバの
直接像と鏡体の鏡面に写る同一光ファイバの反射像を同
時に撮像して、撮像データから直接像と反射像との間隔
を検出することにより、鏡面と光ファイバとの間隔をを
検出することができる。
【0012】したがって、鏡体をV溝から所定の位置に
しておけば、前記間隔を所定値となるように光ファイバ
の位置を調整することにより、光ファイバとV溝との位
置決めができる。また、検出された間隔に基づいて、V
溝を鏡体に対して移動させることによっても、光ファイ
バとV溝との位置決めができる。
【0013】請求項4に記載の発明によれば、鏡体が偏
心した位置において、回転軸に支持されたことにより、
回転軸を回転させれば、鏡体を観察位置から待避させる
ことができ、以後の融着工程等において、鏡体が邪魔に
なることが避けられる。
【0014】
【実施例】図1は、本発明の光ファイバのV溝上への整
列方法の一実施例に用いられる観察装置の概略構成図で
ある。図中、1は光ファイバ、2は固定部材、3は鏡
体、4は光源、5はカメラ、6は移動機構、7は回転
軸、8はモータである。この例では、光ファイバ1は4
本の光ファイバが整列されたものであり、例えば、4心
のテープ心線から被覆を除去した裸ファイバである。光
ファイバ1は紙面に垂直な方向に2組が向かい合わされ
ており、それぞれ図示しない保持機構により保持されて
おり、保持機構は、図示しない基台に対して図の左右方
向(鏡面に直角な方向)に移動可能に取り付けられてい
る。したがって、光ファイバ1の高さは、保持機構によ
り位置決めが行なわれていると考えてよい。固定部材2
には、光ファイバに対応した4本のV溝が設けられ、図
示しない支持機構によって支持されている。支持機構
は、鏡体の鏡面に対して、左端のV溝と鏡面との距離D
を維持した状態で上下方向にのみ移動されるように構成
されている。光源4からの光は、図示しない光学系によ
り平行光線となって、鏡体3に向けて照射される。鏡体
3は偏心位置、図では下端を回転軸7により支持され、
回転軸4はモータ8により回転可能に支持されている。
カメラ5は、例えば、2次元画像が撮像できる光電変換
素子を内蔵した撮像装置が用いられ、移動機構6により
左右方向(以下、左方向を−Z方向、右方向を+Z方向
という。)に移動できるように構成されている。
【0015】光源4は、下方45度より光を投光し、鉛
直鏡面に反射した後、光ファイバ1を照らし(以下、X
像という。)、あるいは、光ファイバ1を照らした後、
鏡面で反射し(以下、Y像という。)、上方45度方向
に設けられたカメラ5により、画像データとして撮像さ
れる。
【0016】図1において、光ファイバ1を固定部材2
のV溝上への整列させる方法の流れを図2のフローチャ
ートで説明する。整列作業がスタートすると、S1で光
ファイバが固定部材2の上部に送り込まれる。ここでの
画像処理では、X像が解析され、送り込まれた光ファイ
バに欠損がないかどうかが検査される。図3(A)は、
撮像された像の一例であり、左右に4本ずつの光ファイ
バが撮像される。S2においてカメラ5は、−Z方向に
移動し、1番光ファイバ(左端の光ファイバ)のX像と
Y像の両像が同時に取り込める位置に移動する。S3で
1番光ファイバのX像とY像とが、図3(B)に示すよ
うに、一点鎖線を仮想鏡面の境として、同じ光ファイバ
が並んだ像として撮像され、この撮像データに基づい
て、同じ光ファイバ同士の距離が演算される。この距離
は、1番光ファイバと鏡面との距離をdとすれば、√2
dとなる。演算結果の√2dと左端のV溝と鏡面間の距
離Dから定まる√2Dとが比較される。ここで計測され
る√2dという値は、光ファイバのZ方向の位置のみに
依存し、Z方向と直角をなす鉛直方向位置には依存しな
い。S3における比較結果により下記の3つに分岐す
る。 √2d>√2Dの場合は、S4で光ファイバを−Z
方向に移動させ、S3にループする。 √2d<√2Dの場合は、S6で光ファイバを+Z
方向に移動させ、S3にループする。 √2d=√2Dの場合は、位置合わせが完了したも
のであり、S5で固定部材2を鉛直上方に駆動し、光フ
ァイバをV溝上に整列させる。 このS3における比較、ならびに、S4またはS6にお
ける光ファイバの移動は、左右の光ファイバごとに行な
われる。
【0017】その後、S7でカメラ5を全ファイバのY
像が撮像できる位置にまで移動させ、Y像によりV溝上
への光ファイバの整列を確認する。図3(C)は、撮像
された像の一例である。この像データから、光ファイバ
整列に不備があると判断された場合には、S8へ移行し
て固定部材2を下降させ、S2へ戻って、上述した動作
を繰り返す。S7で整列が確認された場合には、S9で
モータ8を回転させて、回転軸7を半回転させ、鏡体3
を光ファイバの近傍から待避させ、光ファイバ端面を突
き合わせるように、一方または双方の光ファイバを移動
させ、融着接続工程に備える。以上で、整列動作が終了
する。鏡体の待避は、取付軸の回転に限られるものでは
なく、平行移動を含め、位置の再現性が良好な移動機構
ならば、ほとんどの機構が利用できる。しかし、上述し
た回転機構は、簡単で精度のよい移動機構である。
【0018】なお、上述した実施例では、1番光ファイ
バについて撮像したが、他の光ファイバで行なってもよ
い。その場合は、その光ファイバに対応したV溝と鏡面
との距離が基準となることはいうまでもない。また、S
3におけるX像とY像の距離の演算は、1本の光ファイ
バによって行なったが、複数本の光ファイバ距離を演算
して、その平均値を得るようにしてもよい。
【0019】また、演算した距離に基づいて、光ファイ
バを移動させるようにしたが、左右の光ファイバの距離
が一致したことを条件として、距離に基づいて、固定部
材の方を移動させるようにしてもよい。
【0020】勿論、本発明は、整列された複数本の光フ
ァイバの整列にのみ適用されるものではなく、1本だけ
の光ファイバ同士を整列させる場合にも適用できること
は明らかである。
【0021】光ファイバの移動は、Z方向だけの場合に
ついて説明したが、鉛直方向にも移動させるようにして
もよい。このようにすると光ファイバの保持部材におけ
る光ファイバの高さが異なっても、正確な整列が可能で
ある。左右の光ファイバの高さが相違すると、X像とY
像との距離が一致しただけでは、整列状態ということは
できない。X像とY像との距離が一致して、鉛直方向の
高さが相違する場合には、図3(C)に示す像が、図3
(A)に示すように位相ズレとして検出できる。したが
って、左右の光ファイバの位相も合致するように一方の
光ファイバの高さを調整すればよい。
【0022】鉛直方向からの高さに基準高さを定めてお
いて、左右の光ファイバの高さをそれに一致させれば、
固定部材を上昇させるときの高さが一定となるから、自
動化には望ましい。高さを所定値にするためには、X像
とY像を撮像するときのカメラの位置を一定位置になる
ようにし、鏡面の所定位置にマークを付けておいて、撮
像した直接像と反射像との中間にマークが撮像されるよ
うにすることを整列条件とするようにしてもよい。ある
いは、直接像と反射像とが撮像領域内に対称に撮像され
るようにしてもよい。
【0023】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、2方向から光ファイバの整列状態を観察でき
るとともに、45度の方向から観察するにもかかわら
ず、水平方向と鉛直方向の位置ズレを知ることができ、
被覆除去から切断、融着接続、補強までを自動で行なう
融着接続装置に適した光ファイバのV溝上への整列方法
を提供できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光ファイバのV溝上への整列方法の一
実施例に用いられる観察装置の概略構成図である。
【図2】本発明の整列整列方法の一実施例を説明するた
めのフローチャートである。
【図3】図2における撮像画面の説明図である。
【符号の説明】
1 光ファイバ 2 固定部材 3 鏡体 4 光源 5 カメラ 6 移動機構 7 回転軸 8 モータ

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光ファイバをV溝上に整列させる整列方
    法において、V溝との相対的な位置関係が決められる鏡
    体を用い、前記光ファイバを前記鏡体と平行に配置し、
    前記鏡体と45度の角度をなす方向から、前記光ファイ
    バの直接像と前記鏡体の鏡面に写る同一光ファイバの反
    射像を同時に撮像し、撮像データから前記直接像と前記
    反射像との間隔を検出することを特徴とする光ファイバ
    のV溝上への整列方法。
  2. 【請求項2】 複数本の光ファイバが整列された光ファ
    イバをV溝上に整列させる整列方法において、V溝との
    相対的な位置関係が決められる鏡体を用い、前記光ファ
    イバを前記鏡体と平行にかつ前記光ファイバの整列面を
    前記鏡体と直角になるように配置するとともに、前記鏡
    体と45度の角度をなす方向から、前記光ファイバのう
    ちの1本の光ファイバの直接像と前記鏡体の鏡面に写る
    同一光ファイバの反射像を同時に撮像し、撮像データか
    ら前記直接像と前記反射像との間隔を検出することを特
    徴とする光ファイバのV溝上への整列方法。
  3. 【請求項3】 複数本の光ファイバが整列された光ファ
    イバをV溝上に整列させる整列方法において、V溝との
    相対的な位置関係が決められる鏡体を用い、前記光ファ
    イバを前記鏡体と平行にかつ前記光ファイバの整列面を
    前記鏡体と直角になるように配置するとともに、前記鏡
    体と45度の角度をなす方向から、前記光ファイバの少
    なくとも2本の光ファイバの直接像と前記鏡体の鏡面に
    写る同一光ファイバの反射像を同時に撮像し、撮像デー
    タから前記直接像と前記反射像との平均的な間隔を検出
    することを特徴とする光ファイバのV溝上への整列方
    法。
  4. 【請求項4】 鏡体と、該鏡体と45度の角度をなす方
    向から、光ファイバの直接像と前記鏡体の鏡面に写る同
    一光ファイバの反射像を同時に撮像できるように配置し
    た撮像装置を有する光ファイバのV溝上への整列に用い
    られる装置において、前記鏡体は、偏心した位置におい
    て、回転軸に支持されたことを特徴とする光ファイバの
    V溝上への整列に用いられる装置。
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