JP3545183B2 - Optical fiber alignment method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光ファイバの調心方法に関するもので、特に、光ファイバをセットした際に軸ずれが大きい場合(被覆クランプによる高強度融着接続等)における調心方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図6において、
10は光ファイバ心線で、12はその被覆部分、14’は裸ファイバ。
16はV溝台で、18はV溝、
19は駆動装置で、V溝台16をxyz方向に微動させる。
海底光ケーブル等の高強度融着接続の場合、一般に、光ファイバ心線10の被覆部分12をV溝18に収め、クランプ20で押さえる(特開昭62−210406号公報参照)。
22はイメージセンサ(CCDカメラ等)、
24は画像処理装置、
26はコンピュータ、
28はモニタで、14はファイバ像を示す。
【0003】
[調心]
イメージセンサ22により得た画像を処理し、左右の光ファイバのコアが一致するようにV溝台16を微動させる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、被覆部分12をクランプする接続では、次の点が問題になる。
▲1▼光ファイバ心線10をセットしたときの軸ずれが大きくなり易い。
▲2▼被覆部分12の径によって、裸ファイバ14’の中心位置が変わることがある(図7)。
そのとき、図8のように、イメージセンサの観察範囲30からファイバ像14がはみ出すこともある。
【0005】
従来、特に上記▲2▼に対しては、次のようにしていた。
▲1▼マイクロスクリュー等により、手動で大まかに位置合わせする。
▲2▼被覆径に合わせて、V溝台16を換え、大まかに位置合わせする。
【0006】
▲1▼上記の手動位置合わせの際して、観察範囲30からファイバ像14がはみ出したとき、どちらへ動かせば良いのか、動かしてみなければ分からない。
はみ出していないときでも、手動での作業は手間がかかる。
▲2▼V溝台16の交換の場合は、その作業に手間がかかる。
被覆部分12の径に適合しないV溝台16を間違って取り付けると、観察範囲30からファイバ像14がなくなり、接続できない。
上記と同じ理由により、特殊な径の光ファイバ心線の接続ができない恐れがある。
【0007】
なお、被覆クランプの場合以外にも、図9のように、巨大なゴミ32がV溝18上にあるために、軸ずれが非常に大きくなった場合も、同様な問題が生ずる。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明を、図2〜図3を参照しながら述べる。
・イメージセンサによる観察を、
低倍率と高倍率とに、切り換えて行うことができるようにしておく。
・また、図3のように、低倍率観察の観察範囲30L内に、高倍率観察の観察範囲に相当する大きさのウインド44を設定しておく。
・そうしておいて、下記の手順を実施する。
(1)低倍率観察により、ウインド44内にファイバ像14が存在するか否かを調査する(図3(a))。
(2)前記調査において、ウインド44内にファイバ像14が存在しない場合には、ファイバ像14をウインド44内まで移動させる(図3(b))。
(3)ウインド44内にあるファイバ像14を、高倍率観察により調心する(図3(c)(d))。
【0009】
上記において、低倍率というのは、図2(a)のように、撮像範囲に光ファイバが数本入る程度の倍率である。
コア位置は分からないが、外径は十分に観察できる。
また、高倍率というのは、同図(b)のように、光ファイバが1本入る倍率である。コア140の位置が観察できる。
【0010】
イメージセンサによる観察を、低倍率と高倍率とに、切り換えて行うには、例えば次のようにする。
(1)低倍率22Lと高倍率22Hの2台のイメージセンサを用いる(参考例)(図1)。
(2)ズームレンズを有する1台のイメージセンサを用いる(本願発明)。
【0011】
上記の、「低倍率観察の観察範囲30L内に、高倍率観察の観察範囲に相当する大きさのウインド44を設定する」、ということの意味を、図4について説明する。
なお、図4は、イメージセンサ22の視野の断面の模型図である。
30Lは、低倍率の観察範囲、θLはその画角であり、
30Hは、高倍率の観察範囲、θHはその画角であり、
44がウインドである。
【0012】
上記において、調心手順として、
▲1▼低倍率観察により、ウインド44内にファイバ像14が、存在するか否かを調査する。
▲2▼ウインド44外にあるファイバ像14をウインド44内まで移動させる。
▲3▼ウインド44内のファイバ像14を、高倍率観察により調心する。
を、挙げたが、必ずしも、この順番通りに実施するとは限らない。
いきなり高倍率観察からからスタートし、運良く視野内に両ファイバ像14が存在すれば、直ちに調心に移ることができる。
この場合、低倍率観察は行わないことになる。
【0013】
請求項2の発明は、図5に模型的に示すように、
ピントが合っていない状態(同図(a))の低倍率観察の観察範囲30L内に、ピンが合った状態(同図(b))の高倍率観察の観察範囲に相当する大きさのウインド44を設定しておく。
そして、上記同様の手順を実施することを特徴とする。
【0014】
請求項3の発明は、これを上記の図3を利用して述べると、次のとおりである。
すなわち、イメージセンサによる観察を、
・イメージセンサーの撮像範囲の全体(図3の実線で示す四角の部分)を、A/D変換して行う、低倍率観察と、
・イメージセンサーの撮像範囲内の、所定のウインド44部分だけを、A/D変換し、かつサンプリングの刻み幅を、前記低倍率観察の場合より小さくして行う、高倍率観察、
とに切り換えて行うことができるようにしておく。
そして、上記と同様の手順を実視することを、特徴とする。
【0015】
上記の各手順の実施は、例えば公知のロボット技術等を利用することにより、容易に自動化できる。
【0016】
【参考例】
図1において、
22Lは低倍率のイメージセンサ、
22Hは高倍率のイメージセンサ、
34はハーフミラー、36はミラーである。
38はカメラセレクタで、カメラの制御線の数だけのリレースイッチ40を備える。
42は駆動装置で、V溝台16をxyz方向に微動させる。
【0017】
[調心]
コンピュータ26のプログラムに基づいて、次のように自動制御する。
▲1▼コンピュータ26から切り換え信号25を出し、低倍率イメージセンサ22Lによる低倍率観察にする(図3(a))。
30Lは、低倍率の観察範囲である。
そして、ウインド44内にファイバ像14が、存在するか否かを調べる。
▲2▼ウインド44内に前記ファイバ像14が存在しない場合は、次のようにする。
画像データを基に、コンピュータ26から駆動装置42に制御命令27を出し、V溝台16を動かして、ファイバ像14をウインド44内まで移動させる(図3(b))。
▲3▼それから、高倍率に切り換える(図3(c))。
30Hは、高倍率の観察範囲である。
▲4▼画像データを基に、コンピュータ26から駆動装置42に制御命令27を出し、ウインド44内にあるファイバ像14を、コア調心する(図3(d))。
【0018】
上記▲1▼において、運良く、ウインド44内にファイバ像14が存在した場合は、▲2▼を省いて、直ちに▲3▼に移る。
【0019】
【発明の実施形態1】
図5について説明する。
イメージセンサ22を1台だけ使用する。220は対物レンズ、222は撮像面を示す。
この場合は、ピントをずらして見かけ上の倍率を変える。
【0020】
同図(a)は、ピントが合っていない低倍率観察の場合である。
また、(b)は、ピントの合った高倍率観察の場合である。
【0021】
調心の手順は上記の場合と同じである。
その際、(a)のときは、ファイバ像14はピンぼけ状態で、大まかな位置しか分からない。
しかし、高倍率に戻した後に細かな位置合わせを行えばよいので、ピンぼけでも構わない。
【0022】
【発明の実施形態2】
図3参照。
この場合、イメージセンサーは、1台だけ、とすることができる。
また、一例として、[低倍率の観察倍率]と[高倍率の観察倍率]との比を、1:2とする場合について述べる。
【0023】
始め、イメージセンサーの撮像範囲(実線四角の30Lの部分)の全体を、A/D変換して、低倍率観察を行い、
▲1▼ウインド44内に、ファイバ像14が存在するか否かの調査、及び、
▲2▼ウインド44外にあるファイバ像14の、ウインド44内への移動、
の手順を実施する。
【0024】
次ぎに、ウインド44部分だけをA/D変換するとともに、A/D変換の際の、サンプリング刻み幅を、上記の低倍率の場合の1/2にして、高倍率観察を行い、
▲3▼ウインド44内にあるファイバ像14を、調心する。
【0025】
【発明の効果】
▲1▼被覆クランプの場合や、V溝にゴミが挟まった場合等、左右光ファイバの軸ずれが大きい場合でも、自動で位置合わせできる。
▲2▼被覆クランプするとき、被覆径によってV溝を交換したり、手動で大まかな位置を決めたりという必要がない。
作業者は何もしなくてよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】[参考例]の説明図。
【図2】本は発明における、低倍率観察と高倍率観察の説明図。
【図3】本発明における、調心の手順の説明図。
【図4】本発明における、低倍率観察の観察範囲30L内に、高倍率観察の観察範囲に相当する大きさのウインド44を設定する、ということの意味の説明図。
【図5】本発明の[実施形態1]の説明図。
【図6】従来技術の説明図。
【図7】従来技術の問題点(被覆径の違いにより軸ズレが大きい状態)の説明図。
【図8】従来技術の問題点(ファイバ像14が観察範囲30から外れた状態)の説明図
【図9】従来技術の問題点(V溝18にゴミ32が挟まったため軸ズレが大きい状態)の説明図。
【符号の説明】
10 光ファイバ心線
12 被覆部分
14’裸ファイバ
14 ファイバ像
16 V溝台
18 V溝
19 駆動装置
20 クランプ
22 イメージセンサ
220 対物レンズ
222 撮像面
22L 低倍率イメージセンサ
22H 高倍率イメージセンサ
24 画像処理装置
25 切り換え信号
26 コンピュータ
27 制御命令
28 モニタ
30 観察範囲
30L 低倍率観察範囲
30H 高倍率観察範囲
32 ゴミ
34 ハーフミラー
36 ミラー
38 カメラセレクタ
40 リレースイッチ
42 駆動装置
44 ウインド[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for aligning an optical fiber, and more particularly, to a method for aligning an optical fiber when an axial deviation is large when setting the optical fiber (such as high-strength fusion splicing using a coated clamp).
[0002]
[Prior art]
In FIG.
10 is an optical fiber core, 12 is a covering portion thereof, and 14 'is a bare fiber.
16 is a V-groove, 18 is a V-groove,
In the case of high-strength fusion splicing of a submarine optical cable or the like, generally, the coated
22 is an image sensor (such as a CCD camera),
24 is an image processing device,
26 is a computer,
28 is a monitor and 14 is a fiber image.
[0003]
[Alignment]
The image obtained by the
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the following problems arise in connection for clamping the covering
{Circle around (1)} When the optical fiber core 10 is set, the axial deviation tends to increase.
(2) The center position of the bare fiber 14 'may change depending on the diameter of the covering portion 12 (FIG. 7).
At that time, the
[0005]
Heretofore, in particular, the above-mentioned (2) has been performed as follows.
{Circle around (1)} Manually adjust the position roughly using a micro screw or the like.
{Circle around (2)} The V-
[0006]
{Circle around (1)} When the
Even when it does not protrude, manual work is troublesome.
{Circle around (2)} In the case of replacing the V-
If the V-
For the same reason as above, there is a possibility that the connection of the optical fiber with a special diameter cannot be performed.
[0007]
In addition to the case of the covering clamp, the same problem occurs when the axis shift becomes very large because the
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The invention of
・ Observe by image sensor
It should be possible to switch between low magnification and high magnification.
As shown in FIG. 3, a
・ After that, perform the following procedure.
(1) It is examined whether or not the
(2) In the above investigation, when the
(3) The
[0009]
In the above description, the low magnification is a magnification such that several optical fibers enter the imaging range as shown in FIG.
Although the core position is not known, the outer diameter can be sufficiently observed.
The high magnification is a magnification at which one optical fiber is inserted, as shown in FIG. The position of the
[0010]
In order to perform observation by the image sensor by switching between low magnification and high magnification, for example, the following is performed.
(1) Two image sensors of a low magnification 22L and a high magnification 22H are used (reference example) (FIG. 1).
(2) One image sensor having a zoom lens is used (the present invention) .
[0011]
The meaning of "the
FIG. 4 is a model diagram of a cross section of the field of view of the
30L is a low magnification observation range, θL is the angle of view,
30H is a high magnification observation range, θH is the angle of view,
44 is a window.
[0012]
In the above, as the alignment procedure,
{Circle around (1)} Whether or not the
(2) The
(3) The
However, this is not always the case.
Starting from the high magnification observation, if the two
In this case, low magnification observation is not performed.
[0013]
According to the invention of
A window having a size corresponding to the observation range of the high-magnification observation in the focused state (FIG. 2B) within the
Then, a procedure similar to the above is performed.
[0014]
The third aspect of the present invention will be described below with reference to FIG.
That is, observation by the image sensor
A / D conversion of the entire image pickup range of the image sensor (the square portion shown by the solid line in FIG. 3), and low-magnification observation;
A / D conversion of only a predetermined portion of the
And so on.
Then, it is characterized in that the same procedure as described above is actually observed.
[0015]
Implementation of each of the above procedures can be easily automated, for example, by using a known robot technology or the like.
[0016]
[Reference example]
In FIG.
22L is a low magnification image sensor,
22H is a high magnification image sensor,
34 is a half mirror and 36 is a mirror.
Reference numeral 38 denotes a camera selector, which includes relay switches 40 as many as the number of camera control lines.
[0017]
[Alignment]
Automatic control is performed as follows based on a program of the
{Circle around (1)} A switching signal 25 is output from the
30L is a low magnification observation range.
Then, it is checked whether or not the
(2) If the
Based on the image data, the
{Circle around (3)} Then, switch to a high magnification (FIG. 3 (c)).
30H is a high magnification observation range.
{Circle around (4)} Based on the image data, the
[0018]
In the above (1), if the
[0019]
Referring to FIG.
Only one
In this case, the apparent magnification is changed by shifting the focus.
[0020]
FIG. 7A shows a case of low-magnification observation in which focus is not achieved.
(B) is a case of high-magnification observation in focus.
[0021]
The alignment procedure is the same as above.
At that time, in the case of (a), the
However, fine positioning may be performed after returning to a high magnification, so that defocus may be used.
[0022]
Second Embodiment of the Invention
See FIG.
In this case, only one image sensor can be provided.
Also, as an example, a case where the ratio of [low magnification observation magnification] to [high magnification observation magnification] is 1: 2 will be described.
[0023]
First, A / D conversion is performed on the entire imaging range of the image sensor (the 30-L portion of the solid square) to perform low-magnification observation.
(1) Investigation whether the
(2) Movement of the
The procedure of is performed.
[0024]
Next, A / D conversion is performed on only the
(3) The
[0025]
【The invention's effect】
{Circle around (1)} Automatic alignment can be performed even when the axial deviation of the left and right optical fibers is large, such as in the case of a coating clamp or when dust is caught in the V-groove.
{Circle around (2)} When the coating is clamped, there is no need to replace the V-groove according to the coating diameter or manually determine a rough position.
The operator does not need to do anything.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of Reference Example .
FIG. 2 is an explanatory diagram of low-magnification observation and high-magnification observation in the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram of an alignment procedure in the present invention.
FIG. 4 is an explanatory view showing that a
FIG. 5 is an explanatory diagram of
FIG. 6 is an explanatory diagram of a conventional technique.
FIG. 7 is an explanatory diagram of a problem of the related art (a state in which the axis deviation is large due to a difference in coating diameter).
FIG. 8 is an explanatory view of a problem of the related art (a state in which the
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 10 Optical
Claims (3)
前記イメージセンサによる観察を、低倍率と高倍率とに、切り換えて行うことができるようにしておき、かつ、
前記低倍率観察の観察範囲内に、前記高倍率観察の観察範囲に相当する大きさのウインドを設定しておいて、下記の手順を実施することを特徴とする、光ファイバの調心方法。
(1)前記低倍率観察により、前記ウインド内に前記ファイバ像が、存在するか否かを調査する手順。
(2)前記ウインド外にある前記ファイバ像を、前記ウインド内まで移動させる手順。
(3)前記ウインド内にある前記ファイバ像を、前記高倍率観察により調心する手順。 In a method of aligning an optical fiber, a single-core optical fiber is observed with a single image sensor, and a fiber image obtained by the observation is image-processed and aligned.
Observation by the image sensor, low magnification and high magnification, so that it can be switched, and,
An optical fiber centering method, wherein a window having a size corresponding to the observation range of the high-magnification observation is set in the observation range of the low-magnification observation, and the following procedure is performed.
(1) A step of checking whether or not the fiber image exists in the window by the low-magnification observation.
(2) A step of moving the fiber image outside the window into the window.
(3) A step of aligning the fiber image in the window by the high-magnification observation.
前記イメージセンサを、ピント合わせができるようにしておき、かつ
ピントが合っていない状態の低倍率観察の観察範囲内に、ピントが合った状態の高倍率観察の観察範囲に相当する大きさのウインドを設定しておいて、下記の手順を実施することを特徴とする、光ファイバの調心方法。
(1)前記ピントが合っていない低倍率観察により、前記ウインド内に前記ファイバ像が、存在するか否かを調査する手順。
(2)前記ウインド外にある前記ファイバ像を、前記ウインド内まで移動させる手順。
(3)前記ウインド内にある前記ファイバ像を、前記ピントの合った高倍率観察により調心する手順。 In a method of aligning an optical fiber, a single-core optical fiber is observed with a single image sensor, and a fiber image obtained by the observation is image-processed and aligned.
A window having a size corresponding to the observation range of the high-magnification observation in a focused state is set within the observation range of the low-magnification observation in a state where the image sensor is in focus and the state is out of focus. , And the following procedure is carried out.
(1) A procedure for checking whether or not the fiber image exists in the window by low-magnification observation in which the focus is not focused.
(2) A step of moving the fiber image outside the window into the window.
(3) A step of aligning the fiber image in the window by the in-focus high-magnification observation.
前記イメージセンサによる観察を、
前記イメージセンサの撮像範囲の全体をA/D変換して行う、低倍率観察と、
前記イメージセンサの撮像範囲内の所定のウインド部分だけをA/D
変換し、
かつサンプリングの刻み幅を、前記低倍率観察の場合より小さくして行う、高倍率観察とに、切り換えて行うことができるようにしておいて、
下記の手順を実施することを特徴とする、光ファイバの調心方法。
(1)前記低倍率観察により、前記ウインド内に前記ファイバ像が存在するか否かを調査する手順。
(2)前記ウインド外にある前記ファイバ像を、前記ウインド内まで移動させる手順。
(3)前記ウインド内にある前記ファイバ像を、前記高倍率観察により調心する手順。 In a method of aligning an optical fiber, a single-core optical fiber is observed with a single image sensor, and a fiber image obtained by the observation is image-processed and aligned.
Observation by the image sensor,
Performs overall imaging range of the image sensor converts A / D, a low-magnification observation,
Only A / D given window portion of the imaging range of the image sensor
Converted,
And, the sampling step width is made smaller than the case of the low-magnification observation, so that it can be switched to high-magnification observation,
A method for aligning an optical fiber, comprising performing the following procedure.
(1) A procedure for checking whether or not the fiber image exists in the window by the low magnification observation.
(2) A step of moving the fiber image outside the window into the window.
(3) A step of aligning the fiber image in the window by the high-magnification observation.
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