JP5150151B2 - 光ファイバ心線対照装置及び光ファイバ内の伝送光強度測定方法 - Google Patents

Description

本発明は、多数の光ファイバの中から特定の光ファイバを判別する光ファイバ心線対照装置、及び、光ファイバ心線対照装置による光ファイバ内の伝送光強度測定方法に関する。

光ファイバ伝送路の敷設（たとえばＦｉｂｅｒ Ｔｏ Ｔｈｅ Ｈｏｍｅ）、保守、撤去を行う場合、多数の光ファイバの中から特定の光ファイバを判別する必要がある。しかし、光ファイバは、その１本の長さが数キロにも達するため、多数の光ファイバの一端側の１本が他端側のどれに対応するかを視覚的に判別することは困難である。そこで、対照用光源と光ファイバ心線対照装置を用いて多数の光ファイバの中から特定の光ファイバを判別する心線対照方法が従来より提案されている。

この光ファイバ心線対照方法を簡単に説明すると、多数の光ファイバの中の対照すべき光ファイバの一端に対照用光源を接続し、多数の光ファイバの中の他端側の任意の１本に光ファイバ心線対照装置を装着する。対照用光源は、光ファイバ内に対照光を照射する。光ファイバ心線対照装置は、光ファイバの他端側を曲げ変形し、この曲げ変形箇所からの漏れ光の有無を検出する。対照光が導かれた光ファイバであれば漏れ光を検出でき、そうでなければ漏れ光を検出することができない。漏れ光の検出の有無によって多数の光ファイバの中から特定の光ファイバを判別するものである。

かかる光ファイバ心線対照方法に使用される従来の光ファイバ心線対照装置としては、特許文献１に開示されたものがある。この光ファイバ心線対照装置１００は、図５に示すように、雌ヘッド１０１と、この雌ヘッド１０１に対して近接・離間方向に移動自在な雄ヘッド１０２とを有し、雌ヘッド１０１と雄ヘッド１０２によって光ファイバ１０３を挟み込み、光ファイバ１０３を所定の曲げ径で曲げ変形させる。雌ヘッド１０１側には受光素子１０４が設けられている。又、雄ヘッド１０２側で、且つ、雌ヘッド１０１で押圧する箇所よりさらに光ファイバ１０３の入射端側の位置には、押し付け部材１０５が設けられている。この押し付け部材１０５は、光ファイバ１０３を雌ヘッド１０１に押し付け、その押し付け力を調整可能である。

上記構成において、雌ヘッド１０１と雄ヘッド１０２との間で光ファイバ１０３を挟み込み、光ファイバ１０３を所定の曲げ径で曲げ変形し、この光ファイバ１０３の曲げ箇所からの漏れ光強度を受光センサ１０４で検出する。そして、心線対照する光ファイバ１０３の色や外気温の変化に応じて押し付け部材１０５の光ファイバ１０３への押圧力を可変し、結合損失及び挿入損失を少なくした状態とする。これによって、受光センサ１０４で安定した漏れ光強度を受光でき、インラインサービス中での情報伝送に影響を与えることなく、心線対照作業を円滑に行うことができるようにしたものである。
特許第２８９９５８６号公報 特開平６−２２１９５８号公報 特開平７−２１８７５６号公報

ところで、光ファイバ伝送路の敷設（たとえばＦｉｂｅｒ Ｔｏ Ｔｈｅ Ｈｏｍｅ）、保守を行う場合には、光ファイバ１０３の心線対照作業の他に、判別された光ファイバ１０３内に正常に光が通っているかを知る必要性から、光ファイバ１０３内の伝送光強度を確認する作業が必要である。光ファイバ１０３内の伝送光強度は、従来では、光ファイバ心線対照装置１００に付設された、もしくは、別体のパワーメータを用いて測定しており、心線対照装置１００を用いて心線対照作業と同時に測定することができなかった。

なお、上記した特許文献２や特許文献３にも、光ファイバ心線対照装置の従来例が開示されているが、光ファイバ内の伝送光強度を測定する内容は開示されていない。

そこで、本発明は、光ファイバの心線対照作業と共に光ファイバ内の伝送光強度をも測定できる光ファイバ心線対照装置、及び、パワーメータを用いることなく光ファイバの伝送光強度を測定できる光ファイバ内の伝送光強度測定方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成する請求項１の発明は、少なくともいずれか一方が他方に対して近接・離間方向に移動可能な第１挟持部材と、これに対向配置された第２挟持部材を有し、前記第１挟持部材と前記第２挟持部材によって光ファイバを挟み込むことによって光ファイバを所定の曲げ径で曲げ変形させる光ファイバ曲げ手段と、前記光ファイバの曲げ変形箇所からの漏れ光強度を検出する漏れ光強度検出手段と、前記光ファイバ曲げ手段で前記光ファイバを挟み込んだ時の前記第１挟持部材と前記第２挟持部材間の相対的な位置情報より前記光ファイバの被覆径を測定するファイバ被覆径測定手段と、前記漏れ光強度検出手段の検出した漏れ光強度に、前記ファイバ被覆径測定手段の測定した前記光ファイバの被覆径に応じた光強度補正量を加算することにより前記光ファイバ内の伝送光強度を求めるファイバ内光強度算出手段とを備えたことを特徴とする光ファイバ心線対照装置である。

請求項２の発明は、請求項１記載の光ファイバ心線対照装置であって、前記漏れ光強度検出手段が検出した漏れ光強度と、前記ファイバ内光強度測定手段が算出した前記光ファイバ内の伝送光強度を表示する表示モニタを備えたことを特徴とする光ファイバ心線対照装置である。

請求項３の発明は、請求項１又は２記載の光ファイバ心線対照装置であって、前記第１挟持部材と前記第２挟持部材の少なくともいずれか一方は、弾性体を介して支持されていることを特徴とする光ファイバ心線対照装置である。

請求項４の発明は、光ファイバを第１挟持部材と第２挟持部材で挟み込んで所定の曲げ径で曲げ変形し、前記光ファイバの曲げ変形箇所からの漏れ光強度を検出し、前記光ファイバを挟み込んだ時の前記第１挟持部材と前記第２挟持部材間の相対的な位置情報より前記光ファイバの被覆径を測定し、検出した漏れ光強度に、測定した前記光ファイバの被覆径に応じた光強度補正量を加算することにより前記光ファイバ内の伝送光強度を求めることを特徴とする光ファイバ内の伝送光強度測定方法である。

請求項１の発明によれば、光ファイバ曲げ手段によって光ファイバを所定の曲げ径で曲げ、この曲げ箇所の漏れ光強度を漏れ光強度検出手段によって検出するため、この漏れ光強度のレベルより心線対照作業を行うことができる。又、光ファイバの曲げ径が同じ場合、光ファイバの伝送光強度に対する漏れ光強度の割合は、光ファイバの被覆径に応じて変化するが、同一の被覆径であれば一定である。従って、光ファイバの被覆径をファイバ被覆径測定手段によって測定し、この測定した被覆径に応じた補正光強度を、検出した漏れ光強度に加算して伝送光強度を求めることができる。以上より、光ファイバの心線対照作業を行うことができると共に、パワーメータを用いることなく光ファイバ内の伝送光強度を測定できる。更に、第１挟持部材と前記第２挟持部材によって光ファイバを挟み込むことによって光ファイバを所定の曲げ径で曲げ変形すると共に、光ファイバを挟み込んだ第１挟持部材と前記第２挟持部材の相対的位置情報より光ファイバの被覆径を測定するため、構成の簡略化になる。

請求項２の発明によれば、請求項１の発明の効果に加え、漏れ光強度と光ファイバ内の伝送光強度を表示モニタで認識できる。

請求項３の発明によれば、請求項１又は２の発明の効果に加え、第１挟持部材と第２挟持部材間に挟み込んだ光ファイバに強い挟持力が作用すると、弾性体が弾性変形して光ファイバを潰すこと挟持するため、光ファイバの被覆径を正確に測定でき、ひいては、光ファイバ内の伝送光強度の精度を向上させることができる。

請求項４の発明によれば、光ファイバを所定の曲げ径で曲げ、この曲げ箇所の漏れ光強度を検出するため、この漏れ光強度のレベルより心線対照作業を行うことができる。又、光ファイバの曲げ径が同じ場合、光ファイバの伝送光強度に対する漏れ光強度の割合は、光ファイバの被覆径に応じて変化するが、同一の被覆径であれば一定である。従って、光ファイバの被覆径を測定し、この測定した被覆径に応じた補正光強度を、検出した漏れ光強度に加算して伝送光強度を求めることができる。以上より、光ファイバの心線対照作業を行うことができると共に、パワーメータを用いることなく光ファイバ内の伝送光強度を測定できる。更に、第１挟持部材と前記第２挟持部材によって光ファイバを挟み込むことによって光ファイバを所定の曲げ径で曲げ変形すると共に、光ファイバを挟み込んだ第１挟持部材と前記第２挟持部材の相対的位置情報より光ファイバの被覆径を測定するため、構成の簡略化になる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１〜図３は本発明の一実施の形態を示し、図１は光ファイバを凹部材と凸部材の間にセットした状態を示す光ファイバ心線対照装置の概略構成図、図２は光ファイバを曲げ変形させた状態を示す光ファイバ心線対照装置の概略構成図、図３は光ファイバ心線対照装置の要部回路ブロック図である。

図１〜図３に示すように、光ファイバ心線対照装置１Ａは、光ファイバ２を所定の曲げ径で曲げ変形させる光ファイバ曲げ手段１０と、曲げ変形された光ファイバ２からの漏れ光強度を検出する漏れ光強度検出手段である一対の受光素子２０ａ，２０ｂと、光ファイバ２の被覆径（ファイバ外径）を測定するための挟持位置検出部２１と、この挟持位置検出部２１及び一対の受光素子２０ａ，２０ｂからの検出データを出力する中央演算処理装置（ＣＰＵ）２２と、この中央演算処理装置２２からの出力情報を画像信号形成部２３を介して表示する表示モニタ２４とを備えている。

光ファイバ曲げ手段１０は、装置ハウジング３に固定された第１挟持部材である凹部材１１と、この凹部材１１に対向配置され、凹部材１１に対して近接・離間方向に移動可能な第２挟持部材である凸部材１２と、この凸部材１２を移動させるレバー１３とを備えている。凹部材１１は、所定の曲げ径の凹状曲面１１ａを有し、凸部材１２は、所定の曲げ径の凸状曲面１２ａを有し、これら凹状曲面１１ａと凸状曲面１２ａで光ファイバ２を挟み込み、光ファイバ２を所定の曲げ径で曲げ変形させる。この実施の形態では、凸状曲面１２ａでの曲げ曲率が７ｍｍ、凹状曲面１１ａでの曲げ曲率が９ｍｍで光ファイバ２を曲げ変形する。

一対の受光素子２０ａ，２０ｂは、凹部材１１に設けられ、凹状曲面１１ａの左右対称位置を検出領域とされている。

挟持位置検出部２１は、光ファイバ２を挟み込んだ時のレバー１３の高さ位置を検出し、この高さ位置情報より中央演算処理装置２２が光ファイバ２の被覆径を導き出す。つまり、挟持位置検出部２１と中央演算処理装置２２とからファイバ被覆径測定手段が構成されている。

中央演算処理装置２２は、ファイバ被覆径測定手段の一部と共にファイバ内光強度測定手段を構成し、測定した光ファイバ２の被覆径に応じた光強度補正量と、一対の受光素子２０ａ，２０ｂの検出した漏れ光強度より光ファイバ２内の伝送光強度を測定する。光ファイバ２の被覆径に応じた光強度補正量は、１．５５μｍの波長光を対照光とし、凸部材１２の曲げ曲率が７ｍｍ、凹部材１１の曲げ曲率が９ｍｍで曲げたときのものであり、光ファイバ２の種類が光ファイバ心線の場合には、その被覆径が０．２５ｍｍのとき３０ｄＢｍ、その被覆径が０．５ｍｍのとき４０ｄＢｍ、その被覆径が０．９ｍｍのとき５０ｄＢｍである。光ファイバ２の種類が光ファイバコードの場合には、その被覆径が１．１ｍｍのとき３５ｄＢｍである。尚、光ファイバコードの方が光ファイバ心線に比べて補正量の割合が大きいのは、光ファイバコードはルースチューブのようなものであり、光が漏れ易くなっているからである。

中央演算処理装置２２は、上記した光強度補正量のテーブルデータを内蔵メモリ（図示せず）に格納し、測定した光ファイバ２の被覆径に応じた光強度補正量を内蔵メモリ（図示せず）より読み出し、読み出した光強度補正量を、一対の受光素子２０ａ，２０ｂの検出した漏れ光強度に加算することによって光ファイバ２内の伝送光強度を求める。

ここで、光ファイバ２の伝送光強度を、光ファイバ２の被覆径に応じた補正光強度と漏れ光強度から算出できる理由を説明する。光ファイバ２の曲げ径が同じ場合、光ファイバ２の伝送光強度に対する漏れ光強度の割合は、光ファイバ２の被覆径に応じて変化するが被覆径が同じ光ファイバ２に対しては一定である。従って、光ファイバ２の被覆径に応じた補正光強度を予め既知値として持つことにより、光ファイバ２の被覆径に応じた補正光強度と漏れ光強度から光ファイバの伝送光強度を測定することができる。

中央演算処置装置２２は、検出した漏れ光強度と測定した光ファイバ２内の伝送光強度の各値を画像信号形成部２３に出力する。画像信号形成部２３は、これら入力信号に基づく画像信号を形成し、表示モニタ２４に出力する。

上記光ファイバ心線対照装置１Ａを用いた心線対照作業及び光ファイバ２内の伝送光強度の測定作業を説明する。図１に示すように、光ファイバ２を凹部材１１と凸部材１２の間にセットする。次に、レバー１３を操作して凸部材１２を凹部材１１に近接させる方向に移動し、凸部材１２と凹部材１１の間で光ファイバ２を挟み込み、光ファイバ２を所定の曲げ径で曲げる。光ファイバ２の曲げ箇所からの漏れ光強度を一対の受光素子２０ａ，２０ｂによって検出する。この漏れ光強度のレベル（たとえば出力無しと出力有り）より心線対照作業を行う。

又、上記心線対照作業と同時に、中央演算処理装置２２は挟持位置検出部２１の出力より光ファイバ２の被覆径を測定する。中央演算処理装置２２は、この測定した光ファイバ２の被覆径に応じた補正光強度量を内蔵メモリ（図示せず）より読み出し、読み出した補正光強度量を検出した漏れ光強度に加算して光ファイバ２の伝送光強度を算出する。たとえば、光ファイバ２が光ファイバ心線の場合、測定した光ファイバ２の被覆径が０．２５ｍｍであるときには、補正光強度量３０ｄＢｍと検出した漏れ光強度の値を加算して光ファイバ２の伝送光強度を求める。この伝送光強度の値より光ファイバ２内に正常に光が通っているか否かを確認できる。

以上、前記光ファイバ心線対照装置１Ａでは、光ファイバ曲げ手段１０によって光ファイバ２を所定の曲げ径で曲げ、この曲げ箇所の漏れ光強度を一対の受光素子２０ａ，２０ｂによって検出するため、この漏れ光強度のレベルより心線対照作業を行うことができる。又、光ファイバ２の被覆径を挟持位置検出部２１及び中央演算処理装置２２によって測定する。ここで、光ファイバ２の曲げ径が同じ場合、光ファイバ２の伝送光強度に対する漏れ光強度の割合は、光ファイバ２の被覆径に応じて変化するが、同一の被覆径（コア径が同じもの）であれば一定である。従って、測定した被覆径に応じた補正光強度を、検出した漏れ光強度に加算して伝送光強度を求めることができる。以上より、光ファイバ２の心線対照作業を行うことができると共に、パワーメータを用いることなく光ファイバ２内の伝送光強度を測定できる。

この実施の形態では、漏れ光強度と光ファイバ２内の伝送光強度を表示する表示モニタ２４を備えているので、漏れ光強度と光ファイバ２内の伝送光強度を表示モニタ２４で視覚によって認識できる。

この実施の形態では、光ファイバ曲げ手段１０は、凹部材１１と、これに対向配置され、近接・離間方向に移動する凸部材１２を有し、凹部材１１と凸部材１２によって光ファイバ２を挟み込むことによって光ファイバ２を所定の曲げ径で曲げ変形し、ファイバ被覆径測定手段は、光ファイバ曲げ手段１０で光ファイバ２を挟み込んだ時の凹部材１１と凸部材１２間の相対的な位置情報より光ファイバ２の被覆径を測定するので、構成の簡略化になる。

図４は前記実施の形態の変形例にかかる、光ファイバ２を曲げ変形させた状態を示す光ファイバ心線対照装置１Ｂの概略構成図である。図４において、凸部材１２は弾性体であるバネ３０を介してレバー１３に支持されている。他の構成は、前記実施の形態と同様であるため、説明を省略する。又、図４において、前記実施の形態と同一の構成箇所には前記実施の形態と同じ符号を付して明確化を図る。

この変形例では、光ファイバ２を挟持する際に、レバー１３で強く操作し過ぎて、凹部材１１と凸部材１２間に挟み込んだ光ファイバ２に強い挟持力が作用しても、バネ３０が弾性変形して強い挟持力が直に光ファイバ２に作用することがなく、光ファイバ２を潰すことなく挟持できる。従って、光ファイバ２の被覆径を正確に測定でき、ひいては、光ファイバ２内の伝送光強度の測定精度が向上する。

前記実施の形態及びその変形例では、第１挟持部材である凹部材１１が固定で、第２挟持部材である凸部材１２が凹部材１１に対して移動するよう構成されているが、第２挟持部材である凸部材１２が固定で、第１挟持部材である凹部材１１が移動するよう構成しても良く、又、第１挟持部材である凹部材１１と第２挟持部材である凸部材１２の双方が共に移動するよう構成しても良い。

前記実施の形態及びその変形例では、ファイバ被覆径測定手段は、移動する凸部材１２の位置を検出する挟持位置検出部２１と、この挟持位置検出部２１の位置情報より光ファイバ２の被覆径を測定する中央演算処理装置２２とから構成されているが、凹部材１１と凸部材１２の間隔寸法を直接に検出できる手段によって構成しても良い。このように構成すれば、中央演算処理装置２２の処理を簡略化できる。

前記実施の形態及びその変形例では、漏れ光強度検出手段は、一対の受光素子２０ａ，２０ｂにて構成されているが、いずれか一方の受光素子２０ａ又は２０ｂにて構成しても良い。但し、一対の受光素子２０ａ，２０ｂより構成する方が例えば平均値を取ることによって精度の良い漏れ光強度を検出できる。又、一対の受光素子２０ａ，２０ｂの受光レベルの比較より対照光の伝搬方向を判別できる。

本発明の一実施の形態であり、光ファイバを凹部材と凸部材の間にセットした状態を示す光ファイバ心線対照装置の概略構成図である。 本発明の一実施の形態であり、光ファイバを曲げ変形させた状態を示す光ファイバ心線対照装置の概略構成図である。 本発明の一実施の形態であり、光ファイバ心線対照装置の要部回路ブロック図である。 本発明の一実施の形態の変形例であり、光ファイバを曲げ変形させた状態を示す光ファイバ心線対照装置の概略構成図である。 従来例の光ファイバ心線対照装置の概略構成図である。

符号の説明

１Ａ，１Ｂ 光ファイバ心線対照装置
２ 光ファイバ
１０ 光ファイバ曲げ手段
１１ 凹部材（第１挟持部材）
１２ 凸部材（第２挟持部材）
２０ａ，２０ｂ 受光素子（漏れ光強度検出手段）
２１ 挟持位置検出部（ファイバ被覆径測定手段）
２２ 中央演算処理装置（ファイバ被覆径測定手段、ファイバ内光強度測定手段）
２４ 表示モニタ
３０ バネ（弾性体）

Claims (4)

1. 少なくともいずれか一方が他方に対して近接・離間方向に移動可能な第１挟持部材と、これに対向配置された第２挟持部材を有し、前記第１挟持部材と前記第２挟持部材によって光ファイバを挟み込むことによって光ファイバを所定の曲げ径で曲げ変形させる光ファイバ曲げ手段と、
   前記光ファイバの曲げ変形箇所からの漏れ光強度を検出する漏れ光強度検出手段と、
   前記光ファイバ曲げ手段で前記光ファイバを挟み込んだ時の前記第１挟持部材と前記第２挟持部材間の相対的な位置情報より前記光ファイバの被覆径を測定するファイバ被覆径測定手段と、
   前記漏れ光強度検出手段の検出した漏れ光強度に、前記ファイバ被覆径測定手段の測定した前記光ファイバの被覆径に応じた光強度補正量を加算することにより前記光ファイバ内の伝送光強度を求めるファイバ内光強度算出手段
   とを備えたことを特徴とする光ファイバ心線対照装置。
2. 請求項１記載の光ファイバ心線対照装置であって、
   前記漏れ光強度検出手段が検出した漏れ光強度と、前記ファイバ内光強度測定手段が算出した前記光ファイバ内の伝送光強度を表示する表示モニタを備えたことを特徴とする光ファイバ心線対照装置。
3. 請求項１又は２記載の光ファイバ心線対照装置であって、
   前記第１挟持部材と前記第２挟持部材の少なくともいずれか一方は、弾性体を介して支持されていることを特徴とする光ファイバ心線対照装置。
4. 光ファイバを第１挟持部材と第２挟持部材で挟み込んで所定の曲げ径で曲げ変形し、
   前記光ファイバの曲げ変形箇所からの漏れ光強度を検出し、
   前記光ファイバを挟み込んだ時の前記第１挟持部材と前記第２挟持部材間の相対的な位置情報より前記光ファイバの被覆径を測定し、
   検出した漏れ光強度に、測定した前記光ファイバの被覆径に応じた光強度補正量を加算することにより前記光ファイバ内の伝送光強度を求める
   ことを特徴とする光ファイバ内の伝送光強度測定方法。

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