JP4531925B2

JP4531925B2 - 光ファイバ、光部品の観測装置

Info

Publication number: JP4531925B2
Application number: JP2000125693A
Authority: JP
Inventors: 秀和小嶋; 隆章内田
Original assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.
Current assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.
Priority date: 2000-04-26
Filing date: 2000-04-26
Publication date: 2010-08-25
Anticipated expiration: 2020-04-26
Also published as: US20020094188A1; JP2001305370A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバ同士を接続したり、光部品同士を接続したり、光ファイバと光部品を接続したりする際に、これら接続対象同士の光軸を合わせるために同接続対象を観測する光ファイバ、光部品の観測装置に関するものであり、特に融着接続装置との組合せに好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光ファイバや光部品の融着接続装置ではこれら接続対象を１又は２以上のＴＶカメラで撮影し、その撮影画像を処理して当該接続対象の位置情報を得、その位置情報に基づいて同接続対象を移動させて光軸合わせを行ったり、撮影画像又はこれに所定の処理を加えた処理済みの画像をＴＶモニタに表示して、当該接続対象を作業者が観測できるようにしている。
【０００３】
前記のような画像処理を利用した融着接続装置が光ファイバ等の接続対象を撮影するＴＶカメラを２以上備えている場合、夫々のＴＶカメラからの画像の取り込みや取り込んだ画像の処理（合成等）を行う画像処理装置の回路構成を簡単にするために、全てのＴＶカメラをその走査線の方向が一致する向きで配置している。これは全てのＴＶカメラの視野も同時に一致させていることを意味する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
光ファイバや光部品の接続では、まず低倍率かつ広視野で接続対象の観測を行っておおまかな位置合わせを行い、次いで高倍率かつ狭視野で高精度の観測を行って最終的な位置合わせ（光軸合わせ）を行ってから接続することが望ましく、特に８芯以上の多芯テープファイバの場合にはその必要性が高い。しかし、従来は２以上のＴＶカメラを備えていても、それらＴＶカメラの視野は全て同一であるため、前記のような低倍率かつ広視野、高倍率かつ狭視野という２段階の観側を行うことはできない。この問題を解決するために、特開平７−８４１９０号では、複数のＴＶカメラに倍率の異なる顕微鏡を取り付けている。しかし、これだけでは接続される光ファイバの軸ずれ方向に対するＴＶカメラの分解能が低く、高精度の光軸合わせに好適な画像は得られない。即ち、横縦比が４：３の一般的なＴＶカメラはその分解能力（解像度）の横縦比も４：３であるか、それ以上に横方向の分解能力が高いが、このＴＶカメラの特性を十分に生かし切れない。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、ＴＶカメラの特性を最大限に生かし、夫々の観測目的に応じたより好適な画像を提供可能な光ファイバ、光部品の観測装置を提供することにある。より具体的には、低倍率かつ広視野の観測画像及び高倍率かつ狭視野の観測画像の双方を提供可能であり、且つ高倍率かつ狭視野の観測画像は低倍率かつ広視野に比べて高分解能（高解像度）で、高精度の位置合わせ好適な画像となる光ファイバ、光部品の観測装置を提供することにある。
【０００６】
本発明の第１の光ファイバ、光部品の観測装置は、光ファイバや光部品を２以上のＴＶカメラで撮影し、その撮影画像を処理した画像によって前記光ファイバ等を観測する光ファイバ、光部品の観測装置であって、走査線の方向が撮影対象である光ファイバ等の光軸と直交する向きで配置される縦置きＴＶカメラと、走査線の方向が同光ファイバ等の光軸と平行となる向きで配置される横置きＴＶカメラを用意し、これらＴＶカメラの撮影画像を処理した画像をＴＶモニタに表示して光ファイバや光部品を観測可能としたものである。
【０００７】
本発明の第２の光ファイバ、光部品の観測装置は、光ファイバや光部品を２以上のＴＶカメラで撮影し、その撮影画像を処理した画像によって前記光ファイバ等を観測する光ファイバ、光部品の観測装置であって、走査線の方向が撮影対象である光ファイバ等の光軸と直交する向きで配置される縦置きＴＶカメラと、走査線の方向が同光ファイバ等の光軸と平行となる向きで配置される横置きＴＶカメラと、それらＴＶカメラからの画像をＴＶモニタに出力可能であり、且つＴＶカメラからの画像を処理して前記光ファイバ等に関する所望の情報を出力可能な画像処理部を備え、前記ＴＶカメラには撮影対象である光ファイバ等を拡大して撮影するための光学系が設けられ、縦置きＴＶカメラに設けられる光学系と、横置きＴＶカメラに設けられる光学系とでは、前者が相対的に高倍率であり、前記画像処理部は光ファイバの光軸に対して垂直方向に走査して得られた縦置きＴＶカメラからの画像を９０度回転させて、光ファイバの光軸に対して平行に走査して得られた横置きＴＶカメラからの画像と合成した上で、当該合成した画像を、ＴＶモニタに出力可能としたものである。
【０００８】
本発明の第３の光ファイバ、光部品の観測装置は、夫々のＴＶカメラからの画像を縮小して一画面分の画像としてＴＶモニタに出力可能であり、また、夫々のＴＶカメラからの画像を切り替えて個別にＴＶモニタに出力可能としたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
具体的な実施形態を説明する前に、本発明の光ファイバ、光部品の観測装置の原理を観測対象が多芯テープファイバである場合を例にとって説明する。本発明の光ファイバ、光部品の観測装置では、図１に示すように２台のＴＶカメラ１、２を備え、ＴＶカメラ１を多芯テープファイバ１０の光軸に対して走査線の方向が直交する向きで設置し、ＴＶカメラ２を多芯テープファイバ１０の光軸に対して走査線の方向が平行となる向きで設置し、多芯テープファイバ１０の光軸に対して走査線の方向が直交する向きに設置されたＴＶカメラ１（縦置きＴＶカメラ１）の視野と、多芯テープファイバ１０の光軸に対して走査線の方向が平行になる向きに設置されたＴＶカメラ２（横置きＴＶカメラ２）の視野とを異ならせてある。また、前記縦置きＴＶカメラ１に高倍率の光学系５（顕微鏡５）を取り付け、前記横置きＴＶカメラ２に低倍率の光学系５（顕微鏡５）を取り付けて、横置きＴＶカメラ２によって多芯テープファイバ１０のおおまかな位置合わせ（光軸合わせ）に好適な低倍率かつ広視野の画像（横長）を得、縦向きＴＶカメラ１によって同ファイバ１０の高精度な位置合わせ（光軸合わせ）に好適な高倍率かつ狭視野の画像（縦長）を得られるようにしてある。さらに、図示されていない画像処理部において前記縦置きＴＶカメラ１からの画像を９０度回転させてその走査の方向を横置きＴＶカメラ２からの画像のそれと合わせ、両画像を合成してＴＶモニタ（図示しない）へ出力可能としてある。尚、図１に示す１１、１２は多芯テープファイバを照らすための光源であり、光源１１は縦置きＴＶカメラ１の撮影用、光源１２は横置きＴＶカメラ２の撮影用である。
【００１０】
（実施形態１）
以上の原理を具体化した本発明の光ファイバ、光部品の観測装置の第１の実施形態を図２、図３に基づいて詳細に説明する。図２は本発明の光ファイバ、光部品の観測装置を用いて構成した光ファイバ融着接続装置の概略図である。この装置はＸ、Ｙ、Ｚの各軸方向に移動可能な位置決め部材１４、１５を備え、各位置決め部材１４、１５には互いに端面を突き合わされる多芯テープファイバ（ファイバ芯線）１０ａ、１０ｂをセット可能である。この多芯テープファイバ１０ａ、１０ｂの突き合わせ部の近くには、本発明の光ファイバ、光部品の観測装置を構成する縦置きＴＶカメラ１及び横置きＴＶカメラ２を配置してあり、夫々のＴＶカメラ１、２は照明光源１１、１２で照らされた多芯テープファイバ１０ａ、１０ｂの像をその光軸と直交する方向から撮影できる位置に設置してある。このＴＶカメラ１、２の撮影画像は本発明の光ファイバ、光部品の観測装置を構成する画像処理部４により処理される。画像処理部４の処理結果は融着接続装置の制御回路１６に出力され、同回路１６からファイバ位置制御回路１７、１８に信号が出力され、その信号によって前記位置決め部材１４、１５が移動して、多芯テープファイバ１０ａ、１０ｂが位置決めされ（光軸が合わされ）、その後、電極棒２０、２１の間の放電によって多芯テープファイバ１０ａ、１０ｂが融着接続される。尚、前記画像処理部４による画像処理と、その処理結果に基づく位置決め部材１４、１５の移動は数回繰り返され、徐々に光軸が合わせられる。
【００１１】
前記縦置きＴＶカメラ１はその走査線が多芯テープファイバ１０ａ、１０ｂの光軸と直交する向きで設置してあり、横置きＴＶカメラ２はその走査線が同ファイバ１０ａ、１０ｂの光軸に対して平行となる向きで設置してある。さらに、夫々のＴＶカメラ１、２には多芯テープファイバ１０ａ、１０ｂの突き合せ部分を拡大して撮影するための顕微鏡５が取り付けられ、さらに、縦置きＴＶカメラ１に取り付けられる顕微鏡５は横置きＴＶカメラ２に取り付けられる顕微鏡５に比べて高倍率としてある。以上によって、横置きＴＶカメラ２によって多芯テープファイバ１０ａ、１０ｂのおおまかな位置合わせに好適な低倍率かつ広視野の画像が得られ、縦置きＴＶカメラ１によって同ファイバ１０ａ、１０ｂの最終的な位置合わせに好適な高倍率かつ狭視野の画像が得られる。さらに、図１に示すように、縦置きＴＶカメラ１はその走査線が多芯テープファイバ１０ａ、１０ｂの光軸と直交する向き（換言すれば、走査線の方向が多芯テープファイバ１０ａ、１０ｂの軸ずれ方向と平行となる向き＝軸ずれ方向に対する解像度がこれ以外の方向に対する解像度よりも高い向き）に設置してあるので、同ファイバ１０ａ、１０ｂの軸ずれ方向に高分解能（高解像度）の画像が得られる。
【００１２】
前記画像処理部４では、図３に示すように縦置きＴＶカメラ１、横置きＴＶカメラ２からのビデオ信号がＡ／Ｄ変換器２５でデジタル信号に変換される。このデジタル信号は分岐されて、一方はフレームメモリ２６に取り込まれ、演算器２７で画像処理され、その結果が前記制御回路１６（図２）へ出力され、他方は合成回路２８へ送られ、ここでグラフィック回路２９からのビデオ信号と合成されてＴＶモニタ３に出力されるようにしてある。このときに、高倍率の観測を行う縦向きＴＶカメラ１からの信号は合成回路２８に入力される前に走査変換器３０に入力して画像の９０度回転を行い、信号形式を低倍率の観測を行う横置きＴＶカメラ２からの信号形式に予め合わせている。尚、前記グラフィック回路２９から出力されるビデオ信号は演算器２７の画像処理結果等の情報をテキストやグラフィックにしたもので、合成回路２８においてＴＶカメラ１、２からの画像が合成された画像にスーパーインポーズされる。この場合、ＴＶモニタ３には例えばＴＶカメラ１又は２の撮影画像が画面の左側にオフセットされ、右側の空きスペースに前記グラフィック回路２９で生成されたテキストやグラフィックス情報がスーパーインポーズされた画像が表示される。
【００１３】
前記走査変換器３０は具体的には図４に示す回路構成であり、Ａ／Ｄ変換された縦置きＴＶカメラ１の画像を少なくとも１画面分蓄積可能とする容量のメモリ４０を備え、さらにこのメモリ４０への画像の書き込みとメモリ４０からの画像の読み出しを制御する各種回路を備えている。以下にこのメモリ４０への画像（画像データ）の書き込みとメモリ４０からの画像データの読み出しに関わる部分の説明をする。
【００１４】
図４のＷ（ライト）アドレスカウンタ４１は縦置きＴＶカメラ１の制御に使われる同期信号ＨＳＹＮＣ１（水平同期信号）及びＶＳＹＮＣ１（垂直同期信号）を用いてメモリ４０への画像データの書き込みアドレスを発生し、Ｒ（リード）アドレスカウンタ４２はＴＶモニタ３の制御に使われる同期信号ＨＳＹＮＣ２及びＶＳＹＮＣ２を用いてメモリ４０からの画像データの読み出しアドレスを発生する。データラッチ４３は同データラッチ４３に記憶された画像倍率設定情報に基づいてＲアドレスカウンタ４２に信号を出力して、同カウンタ４２のデータ読み出しアドレスを変更することにより、メモリ４０から任意の倍率で画像を読み出すことができるようにしてある。またデータラッチ４３は同データラッチ４３に記憶された画像オフセット設定情報に基づいて加算器４４に信号を出力して、この画像オフセット設定情報に応じたオフセット値をＲアドレスカウンタ４２からのアドレスに加算させることにより、メモリ４０から任意にオフセットさせた画像を読み出すことができるようにしてある。また、Ｗアドレスカウンタ４１とＲアドレスカウンタ４２とは、画面の上下方向と左右方向とを入れ替えることができるような関係にしてあり、Ｗアドレスカウンタ４１からのアドレスを用いて画像データをメモリ４０に書き込み、Ｒアドレスカウンタ４２からのアドレスを用いてメモリ４０から画像データを読み出すと、画像データ（画像）が前記縦置きＴＶカメラ１の撮影画像に対して９０度回転された状態となるようにしてある。
【００１５】
図４のＲＷ（リード・ライト）制御回路４５は図示されていない同期信号発生器からの同期信号ＨＳＹＮＣ及びＶＳＹＮＣとデータラッチ４３に記憶された設定情報に基づいて当該走査変換器３０の制御に要する各種の信号を発生する。この場合、ビデオ信号データの書き込み信号ＷＣＬＫ、読み出し信号ＲＣＬＫ、縦置きＴＶカメラ１の同期信号ＨＳＹＮＣ１、ＶＳＹＮＣ１、ＴＶモニタ３の同期信号ＨＳＹＮＣ２、ＶＳＹＮＣ２、メモリアドレスの切替え信号ＳＥＬ、メモリの読み書き切替え信号Ｒ／Ｗを発生する。そして一画素単位時間内にメモリ４０への書き込みと読み出しを各１回行う。このＲＷ制御回路４５から出力される信号により縦置きＴＶカメラ１からの画像データはＷデータバッファ４６を介してメモリ４０へ転送され、またＴＶモニタ３への表示用の画像データがＲデータバッファ４７を介してメモリ４０から読み出される。このＷデータバッファ４６とＲデータバッファ４７でのデータの読み書きタイミングは読み書き切替え信号Ｒ／Ｗにより各々制御されるようにしてある。
【００１６】
前記走査変換器３０の動作概要を以下にまとめて説明する。ＲＷ制御回路４５からの同期信号ＨＳＹＮＣ１及びＶＳＹＮＣ１が図３の縦置きＴＶカメラ１へ出力されると、この同期信号に合わせて同縦置きＴＶカメラ１からビデオ信号が出力され、そのビデオ信号がＡ／Ｄ変換器２５を経てＷデータバッファ４６に蓄積される。Ｗデータバッファ４６からは書き込み信号ＲＣＬＫに従ってメモリ４０に画像データが転送され、記憶される。このとき同期信号ＨＳＹＮＣ１及びＶＳＹＮＣ１で縦置きＴＶカメラ１の走査に合わせた書き込みアドレスを積算しているＷアドレスカウンタ４１からのアドレスがセレクタ４８で選ばれてメモリ４０へ転送され、同メモリ４０に縦置きＴＶカメラ１からのビデオ信号のデジタル値が書き込まれる。一方、メモリ４０からのデータ読み出しは、ＲＷ制御回路４５からの同期信号ＨＳＹＮＣ２及びＶＳＹＮＣ２でＴＶモニタ３の走査に合わせた読み出しアドレスを積算しているＲアドレスカウンタ４２のアドレスに、加算器４４で所望のオフセット量を加えられたものがセレクタ４８で選ばれて、メモリ４０へ転送され、メモリ４０から読み出しアドレスにオフセットを加えたアドレスのデータが読み出され、Ｒデータバッファ４７に送り出される。そしてＲデータバッファ４７が出力許可となったところで同バッファ４７から画像データが出力される。以上により、Ｒデータバッファ４７から出力される画像は縦置きＴＶカメラ１の撮影画像に対して９０度回転されたものとなる。
【００１７】
【発明の実施の形態２】
図５に本発明の光ファイバ、光部品の観測装置の他の実施形態の原理を示す。この装置では、高倍率の観測を異なる２方向から行うため、光源１１、顕微鏡５、縦向きＴＶカメラ１を図３に示す装置に比べて１組増やしたものである。図５に示す原理を具体化した本発明の光ファイバ、光部品の観測装置では、図６に示すように、画像処理部４にビデオ信号入力系を１系統増やし、これに伴って走査変換器３０を１つ増設してある。
【００１８】
【発明の効果】
本発明の光ファイバ、光部品の観測装置には次のような効果がある。
（１）縦向きＴＶカメラには高倍率の光学系を、横向きＴＶカメラには低倍率の光学系を夫々設けたので、初期の位置合わせに適した低倍率かつ広視野の画像と、最終的な位置合わせ（軸合わせ）に適した高倍率かつ狭視野の画像の双方を得ることができる。
（２）高倍率の観測を行うための画像を撮影する縦置きＴＶカメラは、その走査線が光ファイバ等の光軸と直交する向きで配置されているので、同ファイバの軸ずれ方向に高分解能の観測画像を得ることができる。
（３）走査変換器を装備して、縦置きＴＶカメラからの信号形式を横置きＴＶカメラからの信号形式に合わせてから両信号を合成又は切替え可能としたので、作業者に見やすい画面を提供することができる。
（４）以上の効果により芯線数の多いテープファイバの光軸合わせに適した観測画像を得ることができ、特に８芯以上の多芯テープファイバの光軸合わせに適した画像を得ることが可能となる。
（５）尚、前記（１）〜（４）の効果は、分解能力の横縦比が４：３である一般的なＴＶカメラを用いた場合にのみ得られるものではなく、例えばハイビジョン用のＴＶカメラのように分解能力の横縦比が１６：９のＴＶカメラの場合でも同様の効果を得られる。即ち、横方向の分解能力が縦方向のそれよりも高いＴＶカメラであれば如何なるＴＶカメラを用いた場合にも前記（１）〜（４）の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光ファイバ、光部品の観測装置の第１原理を示す説明図。
【図２】本発明の光ファイバ、光部品の観測装置を用いた融着接続装置の概略図。
【図３】本発明の光ファイバ、光部品の観測装置の第１の実施形態を示す説明図。
【図４】画像処理部の回路構成を示す説明図。
【図５】本発明の光ファイバ、光部品の観測装置の第２の原理を示す説明図。
【図６】本発明の光ファイバ、光部品の観測装置の第２の実施形態を示す説明図。
【符号の説明】
１縦置きＴＶカメラ
２横置きＴＶカメラ
３ＴＶモニタ
４画像処理部
５光学系

Claims

光ファイバや光部品を２以上のＴＶカメラで撮影し、その撮影画像を処理した画像によって前記光ファイバ等を観測する光ファイバ、光部品の観測装置であって、走査線の方向が撮影対象である光ファイバ等の光軸と直交する向きで配置される縦置きＴＶカメラ（１）と、走査線の方向が同光ファイバ等の光軸と平行となる向きで配置される横置きＴＶカメラ（２）を用意し、これらＴＶカメラ（１、２）の撮影画像を処理した画像をＴＶモニタ（３）に表示して光ファイバや光部品を観測可能としたことを特徴とする光ファイバ、光部品の観測装置。
光ファイバや光部品を２以上のＴＶカメラで撮影し、その撮影画像を処理した画像によって前記光ファイバ等を観測する光ファイバ、光部品の観測装置であって、走査線の方向が撮影対象である光ファイバ等の光軸と直交する向きで配置される縦置きＴＶカメラ（１）と、走査線の方向が同光ファイバ等の光軸と平行となる向きで配置される横置きＴＶカメラ（２）と、それらＴＶカメラ（１、２）からの画像をＴＶモニタ（３）に出力可能であり、且つＴＶカメラ（１、２）からの画像を処理して前記光ファイバ等に関する所望の情報を出力可能な画像処理部（４）を備え、前記ＴＶカメラ（１、２）には撮影対象である光ファイバ等を拡大して撮影するための光学系（５）が設けられ、縦置きＴＶカメラ（１）に設けられる光学系（５）と、横置きＴＶカメラ（２）に設けられる光学系（５）とでは、前者が相対的に高倍率であり、前記画像処理部（４）は光ファイバの光軸に対して垂直方向に走査して得られた縦置きＴＶカメラ（１）からの画像を９０度回転させて、光ファイバの光軸に対して平行に走査して得られた横置きＴＶカメラ（２）からの画像と合成した上で、当該合成した画像を、ＴＶモニタ（３）に出力可能であることを特徴とする光ファイバ、光部品の観測装置。
請求項１又は請求項２記載の光ファイバ、光部品の観測装置において、夫々のＴＶカメラ（１、２）からの画像を縮小して一画面分の画像としてＴＶモニタ（３）に出力可能であり、また、夫々のＴＶカメラ（１、２）からの画像を切り替えて個別にＴＶモニタ（３）に出力可能としたことを特徴とする光ファイバ、光部品の観測装置。