JP3401165B2 - Optical fiber fusion splicer - Google Patents

Optical fiber fusion splicer

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JP3401165B2 JP19200797A JP19200797A JP3401165B2 JP 3401165 B2 JP3401165 B2 JP 3401165B2 JP 19200797 A JP19200797 A JP 19200797A JP 19200797 A JP19200797 A JP 19200797A JP 3401165 B2 JP3401165 B2 JP 3401165B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、単心光ファイバ
融着接続機に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a single-core optical fiber fusion splicer.

【0002】[0002]

【従来の技術】単心光ファイバの融着接続に際して、左
右の光ファイバの端面間隔の設定(以下ギャップセット
という)と軸ズレ測定の画像処理が行われる。これらの
方法を、図3について述べる。同図(a)は画像処理回
路の説明図である。なお、以下の説明の都合上、xyz
の方向を矢印のように決める。zは光軸15の方向であ
る。
2. Description of the Related Art In the fusion splicing of single-core optical fibers, the end face spacing of the left and right optical fibers (hereinafter referred to as gap set) and the image processing for measuring the axis deviation are performed. These methods will be described with reference to FIG. FIG. 3A is an explanatory diagram of the image processing circuit. In addition, for convenience of the following description, xyz
Determine the direction of as shown by the arrow. z is the direction of the optical axis 15.

【0003】10は光源、12は光ファイバ、14は対
物レンズである。16はイメージセンサーで、通常、C
CDカメラ等が用いられる。光ファイバ12の画像1
2’をイメージセンサー16により測定し、イメージセ
ンサー16から出力する映像信号を、A/D変換器18
でディジタル化し、データを画像メモリ20に入れ、画
像メモリ20内のデータを制御基板22により画像処理
する。24はモニタである。
Reference numeral 10 is a light source, 12 is an optical fiber, and 14 is an objective lens. 16 is an image sensor, usually C
A CD camera or the like is used. Image 1 of optical fiber 12
2 ′ is measured by the image sensor 16 and the video signal output from the image sensor 16 is converted into an A / D converter 18
Is digitized, the data is stored in the image memory 20, and the data in the image memory 20 is image-processed by the control board 22. 24 is a monitor.

【0004】なお、従来の画像処理は、同図(b)のよ
うに、y又はx(縦又は横)方向だけであった。
Conventional image processing is performed only in the y or x (vertical or horizontal) direction as shown in FIG.

【0005】ギャップセットは次のようにする。同図
(c)のように、融着接続機に最適な光ファイバの端面
の位置に一致する位置に、ライン26A,26Bを、y
方向に設定する。光ファイバ12をx方向に動かし、ラ
イン26A,Bが光ファイバの画像12’を認識したら
(光ファイバ12の先端がライン26A,Bにかかった
ら)、停止する。
The gap set is as follows. As shown in FIG. 6C, the lines 26A and 26B are set to y at positions that are most suitable for the positions of the end faces of the optical fibers for the fusion splicer.
Set to the direction. The optical fiber 12 is moved in the x direction, and when the lines 26A and B recognize the image 12 'of the optical fiber (when the tip of the optical fiber 12 reaches the lines 26A and B), the operation is stopped.

【0006】また、ギャップセット後に行う軸ズレ測定
は次のようにする。同図(d)のように、光ファイバの
画像12’と交差する任意の位置に、ライン28A,2
8Bをy方向に設定する。このライン28A,Bを利用
して光ファイバの画像12’の中心120の位置を計算
し、これから軸ズレを求める。
The axis deviation measurement after the gap setting is performed as follows. As shown in FIG. 6D, the lines 28A, 2 are placed at arbitrary positions intersecting the optical fiber image 12 '.
Set 8B in the y direction. Using the lines 28A and 28B, the position of the center 120 of the image 12 'of the optical fiber is calculated, and the axis shift is obtained from this.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】 イメージセンサー16やA/D変換器18や画像メモ
リ20等に高性能で高価装置を使う必要があり、コスト
高になる。もっと簡単な装置を用いることができれば、
コストダウンになる。 ギャップセットと軸ズレ測定に、上記のように、別の
ラインを使用して別の処理をしているため、手間がかか
る。装置は従来と同じであっても、この点だけでも解決
できれば、作業時間が短縮される。
It is necessary to use a high-performance and expensive device for the image sensor 16, the A / D converter 18, the image memory 20, etc., which results in high cost. If you could use a simpler device,
Cost reduction. As described above, a different line is used for the gap set and the measurement of the axis shift, and thus it is troublesome. Even if the device is the same as the conventional one, if only this point can be solved, the working time can be shortened.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、上記
課題のを解決するもので、図1の例を参照して述べ
ると、イメージセンサーとして、ラインセンサー(一次
元センサー)30を用い、かつそれを撮像用の光学系に
より光ファイバ12の実像が結像しているxy面内にお
いて、光ファイバ12の実像に対して斜めに設置してお
いて、画像処理すること、を特徴とする。
The invention according to claim 1 is to solve the above-mentioned problems. To describe with reference to the example of FIG. 1, a line sensor (one-dimensional sensor) 30 is used as an image sensor. In addition, the image processing is performed by placing it obliquely with respect to the real image of the optical fiber 12 in the xy plane where the real image of the optical fiber 12 is formed by the imaging optical system. To do.

【0009】ラインセンサー30は、フォトダイオード
等の単体の光センサーを一直線上に複数個並べて作成し
た一次元の光の強度分布を測定するセンサーであり、従
来主にFAX等の光センサーとして使用されているもの
である。
The line sensor 30 is a sensor for measuring a one-dimensional intensity distribution of light prepared by arranging a plurality of single photosensors such as photodiodes in a straight line, and has been conventionally used mainly as a photosensor such as a FAX. It is what

【0010】ラインセンサー30を光ファイバ12の結
像面において、光ファイバ12の実像12’に対して斜
めに設置しておくと、後記のように、ギャツプセットと
軸ズレ計算の画像処理を同時にすることができる。
If the line sensor 30 is installed obliquely with respect to the real image 12 'of the optical fiber 12 on the image plane of the optical fiber 12, as will be described later, the gap set and the image processing for the axis misalignment calculation are performed simultaneously. can do.

【0011】請求項2の発明は、上記課題のを解決す
るもので、図2の例を参照して述べると、装置自体は、
従来(図3)のものと同じで、イメージセンサー16に
は二次元センサーを用いるが、画像処理のためのライン
32を、光ファイバの画像12’の軸に対して斜めに設
定しておいて、画像処理すること、を特徴とする。
The invention of claim 2 is to solve the above-mentioned problems, and the apparatus itself will be described with reference to the example of FIG.
As in the conventional one (FIG. 3), a two-dimensional sensor is used as the image sensor 16, but the line 32 for image processing is set obliquely with respect to the axis of the image 12 'of the optical fiber. , Image processing.

【0012】ライン32は1本設定するだけである。こ
れを斜めに設定することにより、後記のように、ギャッ
プセット,軸ズレ計算の両方に使用可能になる。
Only one line 32 is set. By setting this at an angle, it can be used for both gap setting and axis misalignment calculation, as described later.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】図1に示す例は、請求項1に対応
する場合である。光ファイバ12は、例えばx方向に配
列され、従来同様にxyz方向に微動可能である。ライ
ンセンサー30は、光ファイバ12の結像面上(図1の
xy面上)において、図1(b)〜(e)の左側の図に
示すように、光ファイバ12の実像12’の軸に対して
斜めに設置する。なお、ラインセンサー30は、従来の
2次元のイメージセンサーに比べて構造が簡単であるた
め、安価である。また、A/D変換器18には、従来の
ような画像用の高速変換機を必要とせず、安価な低速の
A/D変換器を使用できる。また、画像メモリ20も、
従来のように大容量のものは不要で、小容量のRAMを
使用できる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The example shown in FIG. 1 corresponds to claim 1. The optical fibers 12 are arranged in the x direction, for example, and can be finely moved in the xyz directions as in the conventional case. The line sensor 30, on the image forming plane of the optical fiber 12 (on the xy plane of FIG. 1), as shown in the left side of FIGS. 1B to 1E, shows the axis of the real image 12 ′ of the optical fiber 12. Install diagonally to. The line sensor 30 has a simple structure as compared with the conventional two-dimensional image sensor, and is therefore inexpensive. Further, the A / D converter 18 does not require a conventional high-speed converter for images, and an inexpensive low-speed A / D converter can be used. Also, the image memory 20
A large-capacity RAM as in the past is not necessary, and a small-capacity RAM can be used.

【0014】ラインセンサー30からは、図1(b)〜
(d)のように、ラインセンサー30の長手方向の各点
の輝度データが出力される。画像メモリー20には、光
ファイバ像がラインセンサーで全く検出されていないと
きの各点の輝度データ、すなわち、バックグラウンドの
値が記憶されている。
From the line sensor 30, FIG.
As in (d), the luminance data of each point in the longitudinal direction of the line sensor 30 is output. The image memory 20 stores the brightness data of each point when the optical fiber image is not detected by the line sensor at all, that is, the background value.

【0015】光ファイバ像が30にかかると(図1
(c))、輝度データはバックグラウンド値から変化す
る。ここで変化している部分の内縁部a,bが光ファイ
バの切断部に、外縁部c,dが光ファイバの側面部に相
当する。図1(b)〜(d)の各右側に示す輝度データ
の横軸は、センサーの長手方向の寸法であるが、この値
から実寸法へ換算することにより、輝度データの変化の
関係から、光ファイバの実際の位置関係を知ることがで
きる。
When the optical fiber image is projected on 30 (see FIG.
(C)), the brightness data changes from the background value. The inner edge portions a and b of the changed portion correspond to the cut portion of the optical fiber, and the outer edge portions c and d correspond to the side surface portion of the optical fiber. The horizontal axis of the brightness data shown on the right side of each of FIGS. 1B to 1D is the dimension in the longitudinal direction of the sensor, but by converting from this value to the actual dimension, from the relationship of the change in the brightness data, It is possible to know the actual positional relationship of the optical fiber.

【0016】[ギャップセット]光ファイバ12をx方
向に移動し、その像12’がラインセンサー30にかか
った後、光ファイバ像12’の端面間隔(ギャップ)が
所定の間隔になった時点で停止(同図(c))する。こ
こで、ギャップは、図1(c)で、輝度データがバック
グラウンド値から変化している部分の内縁部の位置を
a,bとし、角度をθとすれば、次の式から求めるこ
とができる。 ギャップ=ab*cosθ
[Gap set] After the optical fiber 12 is moved in the x direction and the image 12 'thereof is applied to the line sensor 30, the end face distance (gap) of the optical fiber image 12' becomes a predetermined distance. Stop ((c) in the figure). Here, in FIG. 1C, the gap can be obtained from the following equation, where a and b are the positions of the inner edges of the portion where the brightness data is changing from the background value and θ is the angle. it can. Gap = ab * cos θ

【0017】[軸ズレ測定]図1の(c)又は(d)で
輝度データがバックグラウンド値から変化している部分
の最外縁部の位置をc,dとし、光ファイバ像12’と
ラインセンサー30の角度をθとする。また光ファイバ
12の像12’の外径を予め求めておき、それを2rと
する。軸ズレは、次の式から求められる。 軸ズレ=cd*sinθ−2r
[Axis deviation measurement] In FIG. 1 (c) or (d), the positions of the outermost edges of the portion where the luminance data changes from the background value are designated as c and d, and the optical fiber image 12 'and the line are shown. The angle of the sensor 30 is θ. Further, the outer diameter of the image 12 'of the optical fiber 12 is obtained in advance and is set to 2r. The axis shift is obtained from the following formula. Axis deviation = cd * sin θ-2r

【0018】ここで、ラインセンサー上で1本の光ファ
イバの外径が、どのくらいあるか知っておくと便利であ
る。この方法として、光ファイバを前進させて、ライン
センサーに図1(e)のように交わらせる。すなわち、
同図(c)で左側の光ファイバだけ前進させていくと、
caの間隔が増大していき、ついに一定となるので、図
1(e)の状態になっていると判断できる。そのときの
光ファイバの側面をcaとすると、 ca*sinθ=2r となり(2rは光ファイバの外径)、ラインセンサー上
での光ファイバ外径を求めることができる。
Here, it is convenient to know how much the outer diameter of one optical fiber is on the line sensor. As this method, the optical fiber is advanced to intersect the line sensor as shown in FIG. That is,
When only the optical fiber on the left side is advanced in the same figure (c),
Since the interval of ca increases and finally becomes constant, it can be determined that the state of FIG. 1E is reached. Assuming that the side surface of the optical fiber at that time is ca, ca * sin θ = 2r (2r is the outer diameter of the optical fiber), and the outer diameter of the optical fiber on the line sensor can be obtained.

【0019】また、これにより、sinθ=2r/ca
となるので、ラインセンサーの角度θを知らなくて
も、光ファイバ外径と光ファイバ側面の幅から、角度θ
を求めることができる。これから、軸ズレ量は次の式
のようにもなる。 軸ズレ=cd*2r/ca−2r=(cd/ca−1)2r
Further, as a result, sin θ = 2r / ca
Therefore, even if the angle θ of the line sensor is not known, the angle θ can be calculated from the outer diameter of the optical fiber and the width of the optical fiber side surface.
Can be asked. From this, the amount of misalignment can be expressed by the following equation. Axis deviation = cd * 2r / ca-2r = (cd / ca-1) 2r

【0020】図2は請求項2に対応する場合である。装
置自体は、従来図3のものと同じで、イメージセンサー
16には二次元のものを用いている。
FIG. 2 shows a case corresponding to claim 2. The apparatus itself is the same as that shown in FIG. 3, and a two-dimensional image sensor 16 is used.

【0021】ライン32を光ファイバ12の画像12’
の軸に対して斜めに設定する(同図(b))。このこと
以外は、従来の場合と同じである。
Image 32 'of optical fiber 12 through line 32
It is set obliquely with respect to the axis ((b) of the same figure). Other than this, it is the same as the conventional case.

【0022】[ギャップセット]ラインセンサー30を
用いる上記図1の場合同様に、光ファイバ12をx方向
に移動し(図2(b))、その像がライン32にかかっ
た後、上記式から求まる光ファイバ像のギャップが所
定のギャップになった時点で停止する(同図(c))。
[Gap set] As in the case of FIG. 1 using the line sensor 30, the optical fiber 12 is moved in the x direction (FIG. 2 (b)), the image thereof is applied to the line 32, and then from the above equation. When the obtained gap of the optical fiber image reaches a predetermined gap, the optical fiber image is stopped ((c) in the same figure).

【0023】[軸ズレ測定]これも上記ラインセンサー
30の場合と同じで、上記の処理でラインセンサー30
にかかつた光ファイバ12の側面部の位置c,d、光フ
ァイバ12とラインセンサー30との角度θ、並びに予
め求めておいた光ファイバ12の像の外径2rを使い、
上記式から求めることができる。
[Measurement of Axis Deviation] This is also the same as the case of the line sensor 30, and the line sensor 30
By using the positions c and d of the side surface of the optical fiber 12 which are concealed, the angle θ between the optical fiber 12 and the line sensor 30, and the outer diameter 2r of the image of the optical fiber 12 which is obtained in advance,
It can be obtained from the above formula.

【0024】ここで、図1又は図2の角度θは、45度以
上90度未満が望ましい。
Here, the angle θ in FIG. 1 or 2 is preferably 45 degrees or more and less than 90 degrees.

【0025】[0025]

【発明の効果】請求項1の発明の場合は、 安価な部品装置使用できるのでコストが安くなる。 ギャップセットと軸ズレを同時に行うことができて作
業スピードが上がる。
According to the first aspect of the present invention, the cost can be reduced because an inexpensive parts device can be used. Gap setting and axis misalignment can be performed at the same time, increasing work speed.

【0026】請求項2の発明の場合は、ギャップセット
と軸ズレを同時に行うことができて作業スピードが上が
る。
In the case of the second aspect of the invention, the gap setting and the axis deviation can be performed at the same time, and the working speed is increased.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】請求項1にかかる本発明の説明図。FIG. 1 is an explanatory view of the present invention according to claim 1.

【図2】請求項2にかかる本発明の説明図。FIG. 2 is an explanatory view of the present invention according to claim 2.

【図3】従来技術の説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram of a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 光源 12 光ファイバ 12’光ファイバの像 120 光ファイバ中心 14 対物レンズ 15 光軸 16 イメージセンサー 18 A/D変換器 20 画像メモリ 22 制御基板 24 モニタ 26A,B ライン 28A,B ライン 30 ラインセンサー 32 ライン 10 light sources 12 optical fiber 12 'optical fiber image 120 optical fiber center 14 Objective lens 15 Optical axis 16 image sensor 18 A / D converter 20 image memory 22 Control board 24 monitors 26A, B line 28A, B line 30 line sensor 32 lines

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】光ファイバ融着接続機において、光ファイ
バの先端付近を光学系により結像させ、前記光ファイバ
の先端付近の像を光センサーにより輝度信号として取り
出し、当該輝度信号を利用して信号処理を行う光ファイ
バ融着接続機において、前記光センサーとして、一次元
センサーを用い、かつ当該一次元センサーを、前光ファ
イバの先端付近の結像平面内において、前記光ファイバ
の軸に対して斜めに設置しておいて、信号処理すること
を特徴とする、光ファイバ融着接続機。
1. In an optical fiber fusion splicer, an optical system forms an image near the tip of an optical fiber, an image near the tip of the optical fiber is taken out as a brightness signal by an optical sensor, and the brightness signal is utilized. In the optical fiber fusion splicer that performs signal processing, as the optical sensor, a one-dimensional sensor is used, and the one-dimensional sensor is in the imaging plane near the tip of the front optical fiber, with respect to the axis of the optical fiber. The optical fiber fusion splicer is characterized in that it is installed diagonally and performs signal processing.
【請求項2】光ファイバ融着接続機において、光ファイ
バの先端付近を光学系により結像させ、前記光ファイバ
の先端付近の像を光センサーにより輝度信号として取り
出し、当該輝度信号を利用して信号処理を行う光ファイ
バ融着接続機において、前記光センサーとして二次元セ
ンサーを用い、信号処理のためのラインを、光ファイバ
の軸に対して斜めに設定しておいて、信号処理すること
を特徴とする、光ファイバ融着接続機。
2. In an optical fiber fusion splicer, an optical system forms an image near the tip of an optical fiber, an image near the tip of the optical fiber is taken out as a brightness signal by an optical sensor, and the brightness signal is utilized. In an optical fiber fusion splicer that performs signal processing, a two-dimensional sensor is used as the optical sensor, and the line for signal processing is set obliquely with respect to the axis of the optical fiber, and signal processing is performed. The feature is the optical fiber fusion splicer.
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