JP6207847B2 - Detection apparatus and detection method - Google Patents
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Description
本発明は、検出装置および検出方法に関する。 The present invention relates to a detection apparatus and a detection method.
近年、光周波搬送波を使用してデータを移送する光通信がますます重要になっている。このような光通信では、信号を伝搬する信号伝搬光を一地点から他地点へ導くための手段として、光導波路が用いられる。 In recent years, optical communications that transport data using optical frequency carriers have become increasingly important. In such optical communication, an optical waveguide is used as a means for guiding signal propagating light propagating a signal from one point to another point.
光導波路は、例えば、コア層と、該コア層の両面にそれぞれ設けられた一対のクラッド層とで構成されている。コア層は、線状のコア部とクラッド部とを有し、これらが交互に配列されている。この光導波路は、光ファイバーと端面同士を突き合わせた状態で接続される(例えば、特許文献1参照)。 The optical waveguide is composed of, for example, a core layer and a pair of clad layers provided on both sides of the core layer. The core layer has a linear core portion and a clad portion, which are alternately arranged. The optical waveguide is connected in a state where the end faces of the optical fiber are abutted (see, for example, Patent Document 1).
光導波路と光ファイバーとを接続する接続方法としては、光導波路の端部にフェルールを装着した光導波路組立体と、光ファイバーの端部にフェルールを装着した光ファイバー組立体とを接続する方法が知られている。具体的には、その接続方法は、一方のフェルールに設けられたガイド孔と、他方のフェルールに設けられたガイドピンとの嵌合により接続され、保持されるものである。 As a connection method for connecting an optical waveguide and an optical fiber, a method of connecting an optical waveguide assembly in which a ferrule is attached to the end of the optical waveguide and an optical fiber assembly in which a ferrule is attached to the end of the optical fiber is known. Yes. Specifically, the connection method is to connect and hold by fitting a guide hole provided in one ferrule and a guide pin provided in the other ferrule.
さて、光導波路組立体は、フェルールと光導波路との位置関係にずれが生じていると、光ファイバー組立体と接続した際、光導波路の光軸と光ファイバーの光軸とにずれが生じる。その結果、光接続における光の結合損失が増大する。そこで、光導波路組立体においては、フェルールと光導波路との位置関係を精度よく検出する手段が求められている。従来の検出方法としては、以下の(1)〜(3)の工程を有するものが知られている。 When the optical waveguide assembly is displaced in the positional relationship between the ferrule and the optical waveguide, the optical axis of the optical waveguide and the optical axis of the optical fiber are displaced when connected to the optical fiber assembly. As a result, the optical coupling loss in the optical connection increases. Therefore, in the optical waveguide assembly, a means for accurately detecting the positional relationship between the ferrule and the optical waveguide is required. As a conventional detection method, one having the following steps (1) to (3) is known.
(1)カメラで光導波路の端面を撮像し、得られた画像により、コア部の大まかな位置を認識する。 (1) The end face of the optical waveguide is imaged by a camera, and the approximate position of the core portion is recognized from the obtained image.
(2)受光器が装着された光ファイバーを用いてコア部から出射する光強度のピークサーチを行う。 (2) A peak search of the light intensity emitted from the core portion is performed using an optical fiber equipped with a light receiver.
(3)これらの情報に基づいて、コア部の位置を特定する。
しかしながら、このような方法は、手間がかかり、効率が悪いという問題があった。
(3) The position of the core part is specified based on these pieces of information.
However, such a method is troublesome and inefficient.
本発明の目的は、フェルールに対するコア部の位置を比較的容易に検出し得る検出装置および検出方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a detection device and a detection method capable of detecting the position of a core portion with respect to a ferrule relatively easily.
このような目的は、下記(1)〜(8)の本発明により達成される。
(1) 光を伝送する少なくとも1本のコア部と該コア部を囲むように設けられたクラッド部とを有する導光部と、先端から基端に貫通形成され、前記導光部の先端部が挿入される内腔部を有するフェルールと、を組立てたフェルール組立体において、前記フェルールに対する前記コア部の位置を検出する検出装置であって、
前記コア部の基端側に入射するよう光を出射する光源と、
前記コア部の先端側から前記導光部と前記フェルールとを撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により撮像された画像において、前記フェルールの基準位置に対する前記コア部の位置を特定する位置特定手段と、
前記画像上において、前記フェルール組立体と光結合される他の光学部品の光結合可能領域に対応する前記コア部の領域の輝度に基づいて、前記導光部と前記他の光学部品との光結合における結合損失を推定する結合損失推定手段と、
を有することを特徴とする検出装置。
Such an object is achieved by the present inventions (1) to (8) below.
(1) A light guide portion having at least one core portion for transmitting light and a clad portion provided so as to surround the core portion, and a distal end portion of the light guide portion that is formed to penetrate from the distal end to the proximal end there a detection device for detecting the position of the core portion to the ferrule assembly assembled with the ferrule, the Oite, for said ferrule having an inner bore to be inserted,
A light source that emits light so as to be incident on the proximal end side of the core part;
Imaging means for imaging the light guide unit and the ferrule from the tip side of the core unit;
Position specifying means for specifying a position of the core part with respect to a reference position of the ferrule in an image picked up by the image pickup means ;
On the image, the light of the light guide unit and the other optical component is based on the brightness of the core region corresponding to the optically coupleable region of the other optical component optically coupled to the ferrule assembly. A coupling loss estimation means for estimating a coupling loss in coupling;
A detection apparatus comprising:
(2) 前記フェルールは、該フェルールの先端面に開放し、他の光学部品が備えるガイドピンが挿入されるガイド孔を有し、
前記基準位置は、前記ガイド孔である上記(1)に記載の検出装置。
(2) The ferrule has a guide hole that is opened to a front end surface of the ferrule and into which a guide pin included in another optical component is inserted,
The detection device according to (1), wherein the reference position is the guide hole.
(3) 前記画像上における前記コア部から出射した光の輝度に基づいて、前記コア部の伝送損失を算出する伝送損失算出手段を有する上記(1)または(2)に記載の検出装置。 (3) The detection device according to (1) or (2), further including a transmission loss calculation unit that calculates a transmission loss of the core unit based on a luminance of light emitted from the core unit on the image.
(4) 前記ガイド孔を照らす照明手段を有している上記(2)に記載の検出装置。
(5) 前記ガイド孔と前記照明手段との間に設けられ、光を拡散する光拡散部を有する上記(4)に記載の検出装置。
(4) The detection device according to (2), further including an illumination unit that illuminates the guide hole.
(5) The detection device according to (4) , further including a light diffusion portion that is provided between the guide hole and the illumination unit and diffuses light.
(6) 前記導光部は、列状に配置された複数本のコア部を有し、
前記位置特定手段は、前記基準位置に対する全ての前記コア部の位置を特定する上記(1)ないし(5)のいずれか1項に記載の検出装置。
(6) The light guide unit includes a plurality of core units arranged in a row,
The detection device according to any one of (1) to (5) , wherein the position specifying unit specifies positions of all the core portions with respect to the reference position.
(7) 前記撮像手段は、前記導光部の先端面に対して平行に移動しつつ、複数枚の画像を撮像し、
前記位置特定手段は、前記複数枚の画像により、前記フェルール上の基準位置に対する前記コア部の位置を特定する上記(1)ないし(6)のいずれか1項に記載の検出装置。
(7) The imaging unit captures a plurality of images while moving in parallel with the distal end surface of the light guide unit,
The detection device according to any one of (1) to (6) , wherein the position specifying unit specifies a position of the core portion with respect to a reference position on the ferrule by the plurality of images.
(8) 光を伝送する少なくとも1本のコア部と該コア部を囲むように設けられたクラッド部とを有する導光部と、先端から基端に貫通形成され、前記導光部の先端部が挿入される内腔部を有するフェルールと、を組立てたフェルール組立体において、前記フェルールに対する前記コア部の位置を検出する検出方法であって、
前記コア部の基端側に入射するよう光を出射する光出射工程と、
前記コア部の先端側から前記導光部と前記フェルールとを撮像する撮像工程と、
前記撮像工程により得られた画像において、前記フェルールの基準位置に対する前記コア部の位置を特定する位置特定工程と、
前記画像上において、前記フェルール組立体と光結合される他の光学部品の光結合可能領域に対応する前記コア部の領域の輝度に基づいて、前記導光部と前記他の光学部品との光結合における結合損失を推定する結合損失推定工程と、
を有することを特徴とする検出方法。
(8) A light guide part having at least one core part for transmitting light and a clad part provided so as to surround the core part, and a distal end part of the light guide part, which is formed to penetrate from the distal end to the proximal end there a method for detecting fraud and mitigating risk position of the core portion relative to the ferrule to the ferrule assembly assembled with the ferrule, the having a lumen to be inserted,
A light emitting step of emitting light so as to be incident on the base end side of the core portion;
An imaging step of imaging the light guide unit and the ferrule from the tip side of the core unit;
In the image obtained by the imaging step, a position specifying step for specifying the position of the core part with respect to a reference position of the ferrule ;
On the image, the light of the light guide unit and the other optical component is based on the brightness of the core region corresponding to the optically coupleable region of the other optical component optically coupled to the ferrule assembly. A coupling loss estimation step for estimating a coupling loss in the coupling;
A detection method characterized by comprising:
本発明によれば、フェルールに対するコア部の位置を比較的容易に検出し得る検出装置および検出方法が得られる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the detection apparatus and detection method which can detect the position of the core part with respect to a ferrule comparatively easily are obtained.
以下、本発明の検出装置および検出方法を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, a detection apparatus and a detection method of the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
<第1実施形態>
図1は、本発明の検出装置の第1実施形態を示す斜視図、図2は、図1中のA−A断面図、図3は、図1に示す検出装置の概略構成図、図4は、図1中の矢印B方向から見た図、図5は、図1に示す撮像手段により撮像された画像の一例である。
なお、以下では、説明の都合上、図2、図3の上側を「上方」、下側を「下方」と言う。また、図2、図3中の右側を「先端」、左側を「基端」という。
<First Embodiment>
1 is a perspective view showing a first embodiment of the detection apparatus of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1, FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the detection apparatus shown in FIG. FIG. 5 is a diagram viewed from the direction of arrow B in FIG. 1, and FIG. 5 is an example of an image captured by the imaging means shown in FIG.
Hereinafter, for convenience of explanation, the upper side of FIGS. 2 and 3 is referred to as “upper” and the lower side is referred to as “lower”. Also, the right side in FIGS. 2 and 3 is referred to as “tip”, and the left side is referred to as “base end”.
図1に示す検出装置1は、導光路内に設けられた対象物の位置を検出する装置である。ここで、検出装置1による位置検出に供される導光路としては、光ファイバーや光導波路等が挙げられ、その形態等は特に限定されないが、以下の説明では、説明の便宜上、光導波路内に設けられた対象物の位置を検出する場合について説明する。なお、後述する光導波路についての説明は、そのまま光ファイバーにも適用可能である。
A
検出装置1は、ステージ2と、光源3と、照明手段11と、光拡散部12と、カメラ(撮像手段)4と、制御部100とを有している。この検出装置1は、光導波路8とフェルール9とを組立てたフェルール組立体10におけるフェルール9に対する光導波路8の位置を特定(検出)する装置である。
まず、検出装置1の説明に先立ち、フェルール組立体10およびフェルール組立体10に接続される光ファイバー組立体20について説明する。
The
First, prior to the description of the
図1に示すように、フェルール組立体10は、光導波路8と、光導波路8の先端部81に装着されるフェルール9とを組立てたものである。
光導波路8は、図1に示すように、その全体形状が帯状をなしている。
As shown in FIG. 1, the
As shown in FIG. 1, the
図2および図3に示すように、光導波路8は、クラッド層(第1のクラッド層(クラッド部))83aと、コア層82と、クラッド層(第2のクラッド層(クラッド部))83bとで構成され、これらの層をこの順に下側から積層してなるものである。
2 and 3, the
図4に示すように、コア層82は、長尺状をなす複数本(本実施形態では、4本)のコア部(導波路チャンネル)84a、84b、84c、84dと、複数本(本実施形態では、5本)の側面クラッド部(クラッド部)85a、85b、85c、85d、85eとを有し、これらが光導波路8の幅方向に交互に配置されている。このように光導波路8は、複数本のコア部を有するマルチチャンネルタイプである。
As shown in FIG. 4, the
コア部84a〜84dと側面クラッド部85a〜85eとは、互いに光の屈折率が異なり、その屈折率の差は、特に限定されないが、0.5%以上であるのが好ましく、0.8%以上であるのがより好ましい。なお、上限値は、特に設定されなくてもよいが、好ましくは5.5%程度とされる。
The
また、コア部84a〜84dは、側面クラッド部85a〜85eに比べて屈折率が高い材料で構成され、また、クラッド層83a、83bに対しても屈折率が高い材料で構成されている。
The
コア部84a〜84d、側面クラッド部85a〜85eの各構成材料は、それぞれ、特に限定されない。本実施形態では、コア部84a〜84dと側面クラッド部85a〜85eとは同一の材料で構成されており、それらの屈折率の差は、各部を構成する材料の化学構造の差異により発現している。
The constituent materials of the
図2および図4に示すように、コア層82の両面には、それぞれ、クラッド層83a、83bが配置されている。クラッド層83a、83bは、それぞれ、コア層82の下部および上部に位置するクラッド部を構成するものであり、コア層82に接している。これにより、コア部84a〜84dは、それぞれ、その全外周面をクラッド部に囲まれる構成となる。よって、コア部84a〜84dは、それぞれ導光路として機能する。
このような光導波路8の先端部81には、フェルール9が装着されている。
As shown in FIGS. 2 and 4, clad
A
図1〜図3に示すように、フェルール9は、ブロック状をなし、内腔部91と一対のガイド孔92a、92bとを有する筐体で構成されている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
図3に示すように、内腔部91は、先端から基端に貫通形成されている。また、内腔部91の先端側に開口した先端開口部910は、先端側から見たとき、長方形をなしている。この内腔部91には、光導波路8の先端部81が挿入されている。内腔部91を画成する内壁面と光導波路8の先端部81の外周面とは、図示しない接着剤等で固定されている。
As shown in FIG. 3, the
図1、図3、図4に示すように、フェルール9には、一対のガイド孔92a、92bが形成されている。ガイド孔92a、92bは、内腔部91を介して、先端開口部910の長手方向に配置されている。これにより、フェルール組立体10を先端側から見たとき、コア部84a〜84dとガイド孔92a、92bとは、列状をなしている。
As shown in FIGS. 1, 3, and 4, the
ガイド孔92a、92bは、先端から基端に貫通形成され、先端に先端開口94a、94bと基端に基端開口95a、95bとを有している。先端開口94a、94bおよび基端開口95a、95bは、先端側から見たとき、それぞれ円形をなしている。このようなガイド孔92a、92bには、先端側から、他の光学部品(例えば、光ファイバー組立体20)の一対のガイドピン203が挿入され、位置決めされ、固定される。これにより、光導波路8と光ファイバーとは接続される。
The guide holes 92a and 92b are formed penetrating from the distal end to the proximal end, and have
次に、フェルール組立体10に接続(光結合)される光ファイバー組立体20について説明する。
Next, the
図1に示すように、光ファイバー組立体20は、複数本(本実施形態では4本)の光ファイバー201a、201b、201c、201dと、光ファイバー201a〜201dを一括して保持するフェルール202と、フェルール202に固定された1対のガイドピン203とを有する。
As shown in FIG. 1, the
光ファイバー201a〜201dは、それぞれ、光配線として用いられる。フェルール組立体10を接続した接続状態では、光ファイバー201aは光導波路8のコア部84aと光学的に接続され、光ファイバー201bは光導波路8のコア部84b光学的に接続され、光ファイバー201cは光導波路8のコア部84cと光学的に接続され、光ファイバー201dは光導波路8のコア部84dと光学的に接続される。これにより、フェルール組立体10と、光ファイバー組立体20との間で光通信を行うことができる。
The
フェルール202は、筐体で構成され、その内側で光ファイバー201a〜201dの基端部を固定することができる。
The
ガイドピン203は、それぞれフェルール202の基端面から突出しており、フェルール9のガイド孔92a、92bに挿入される。ガイドピン203は、それぞれ例えばステンレス鋼のような金属材料で構成された円柱状(棒状)の部材である。
The guide pins 203 protrude from the base end face of the
このようなフェルール202を構成する材料としては、例えば、フェノール系樹脂、エポキシ系樹脂、オレフィン系樹脂、尿素系樹脂、メラミン系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、耐熱ナイロン系樹脂、PPS樹脂のような各種樹脂材料、ステンレス鋼、アルミニウム合金のような各種金属材料、ジルコニア、アルミナのような各種セラミックス材料等が挙げられる。
Examples of the material constituting the
次に、検出装置1の各部の構成について説明する。
(ステージ)
図1に示すように、ステージ2は、板部材で構成され、フェルール組立体10等を支持する機能を有している。ステージ2の上面22の先端部には、フェルール9が挿入されるスリット23が形成され、ステージ2の上面22の基端部には、光導波路8の基端部が挿入されるスリット24が形成されている。これにより、フェルール組立体10は、ステージ2に安定的に保持される。
Next, the structure of each part of the
(stage)
As shown in FIG. 1, the stage 2 is composed of a plate member and has a function of supporting the
また、ステージ2には、フェルール組立体10と当接する部分、すなわち、スリット23、24の底部に、粘着層21が設けられている(図1、図2等参照)。この粘着層21を介して、ステージ2にフェルール組立体10を容易に固定することができる。
Further, the stage 2 is provided with an
このような粘着層21の構成材料としては、例えば、シリコーン系粘着剤、ポリ塩化ビニル系粘着剤、ポリエステル系粘着剤、エラストマー系粘着剤、ゴム系粘着剤、アクリル樹脂系粘着剤、ポリビニルエーテル樹脂系粘着剤等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上の混合物が用いられる。また、粘着層21として、例えばマジックレジン(大昌電子製)、ボンディングシート、ダイシングフィルム等を用いることもできる。
Examples of the constituent material of the
なお、本実施形態では、ステージ2にフェルール組立体10を固定する方法は、粘着層21を用いているが、例えば、板バネ等の付勢部材によって、ステージ2に押し当てる方法や、スリット24の内側面から光導波路の幅方向に付勢し、挟持する方法等であってもよい。
In the present embodiment, the method for fixing the
このようなステージ2を構成する材料としては、例えば、各種金属、各種ガラス、各種セラミックス、各種樹脂等が挙げられる。 Examples of the material constituting the stage 2 include various metals, various glasses, various ceramics, and various resins.
(光源)
図1〜図3に示すように、ステージ2の基端側、すなわち、フェルール組立体10の基端側には光源3が設けられている。光源3は、コア部84a〜84dに光が入射するよう、光を出射する。この光源3は、例えば、発光ダイオード(LED)、各種ランプ、各種レーザー光源等の発光素子で構成される。また、光源3は、例えば、バンドパスフィルター、コリメートレンズ、偏光子等が内蔵された複合体(ユニット)であってもよい。
(light source)
As shown in FIGS. 1 to 3, the light source 3 is provided on the base end side of the stage 2, that is, on the base end side of the
このような光源3が出射する光の発光スペクトルの最大ピーク波長は、200〜1300nm程度であるのが好ましく、300〜1100nm程度であるのがより好ましい。また、光源3が出射する光は単色光が好ましい。これにより、波長が混在することによる画像のにじみ等が抑制され、よって、画像上のコア部84a〜84dの像の識別性が向上する。
The maximum peak wavelength of the emission spectrum of the light emitted from the light source 3 is preferably about 200 to 1300 nm, and more preferably about 300 to 1100 nm. The light emitted from the light source 3 is preferably monochromatic light. As a result, blurring or the like of the image due to mixing of wavelengths is suppressed, and thus the image discrimination of the
また、光源3は、光源3を駆動するドライバー30を内蔵している。このドライバー30は、後述する制御部100と電気的に接続されている。ドライバー30は、制御部100からの信号に基づいて、光源3を駆動することで、光源3は光を出射する。
The light source 3 includes a
(照明手段)
図2に示すように、ステージ2の上面のフェルール組立体10の基端側には、ガイド孔92a、92bを照らす照明手段11と、光拡散部12が設けられている。
(Lighting means)
As shown in FIG. 2, on the base end side of the
照明手段11は、光を図2中の上側に向って出射する。照明手段11は、前述した光源3と同様の構成である。照明手段11から出射した光は、光拡散部12によって拡散される。
The illumination means 11 emits light toward the upper side in FIG. The
光拡散部12は、光を拡散するプリズムで構成され、ガイド孔92a、92bと照明手段11との間に設けられている。換言すれば、照明手段11から出射した光の光路上に設けられている。これにより、ガイド孔92a、92bの基端開口95a、95bに拡散光を入射させることができる。このように拡散光を用いることで、画像上のガイド孔92a、92bの先端開口94a、94bの像の識別性が向上する。
The
図1〜図3に示すように、カメラ4は、フェルール組立体10の先端側に設けられている。カメラ4は、コア部84a〜84dの先端側から光導波路8とフェルール9とを撮像する。
As shown in FIGS. 1 to 3, the camera 4 is provided on the distal end side of the
カメラ4としては、例えば、CCD(Charge Coupled Device)カメラを用いることができる。これにより、濃淡(明暗)画像を得ることができる。よって、カメラ4で撮像された画像では、この輝度差によってフェルール組立体10の各部の像が得られるとともに、コア部84a〜84dの出射光の像における輝度の最大値の位置を特定することができる。
As the camera 4, for example, a CCD (Charge Coupled Device) camera can be used. Thereby, a light and shade (light / dark) image can be obtained. Therefore, in the image captured by the camera 4, an image of each part of the
このカメラ4としては、特に限定されず、CMOS、イメージングプレート、フィルム等の撮像手段が挙げられる。また、カメラ4は、例えば、バンドパスフィルター、コリメートレンズ、偏光子等が内蔵された複合体(ユニット)であってもよい。 The camera 4 is not particularly limited, and examples thereof include imaging means such as a CMOS, an imaging plate, and a film. The camera 4 may be a complex (unit) in which, for example, a band-pass filter, a collimating lens, a polarizer, and the like are incorporated.
図5に示すように、カメラ4は、リニアアクチュエーター40により、フェルール組立体10の先端面に沿って平行に移動しつつ、複数枚(本実施形態では3枚)の画像を撮像する。これにより、カメラ4は、比較的高い倍率で撮像する場合であっても、広い写野を確保することができ、よって、各画像の分解能が向上する。従って、画像におけるコア部84a〜84dの位置の検出精度が向上する。
As shown in FIG. 5, the camera 4 captures a plurality of (three in the present embodiment) images while moving in parallel along the distal end surface of the
リニアアクチュエーター40は、後述する制御部100からの信号に基づいて、カメラ4を移動させる。
The
このようなカメラ4で撮像された3枚の画像は、制御部100に送信され、必要に応じて、リニアアクチュエーター40の位置情報に基づいて解析される。
Three images captured by such a camera 4 are transmitted to the
(制御部100)
図3に示すように、制御部100は、検出装置1の各部を制御する機能を有している。具体的には、制御部100は、位置特定手段5と、伝送損失算出手段6と、結合損失推定手段7とを有している。さらに、前述したように、制御部100は、光源を駆動するドライバー30およびカメラ4を移動させるリニアアクチュエーター40と電気的に接続されている。これにより、制御部100は、光源3とカメラ4の駆動を同期させることができる。
(Control unit 100)
As shown in FIG. 3, the
制御部100は、さらに、画像解析やマッチング等の演算処理を行う演算部(図示せず)を含んでいる。具体的な演算部としては、例えば、LSI、IC、CPU、MPU、パーソナルコンピューター等が挙げられる。また、必要に応じて、設定値等を入力する入力部(キーボード等)、設定値やプログラム等を記憶する記憶部(RAM、ROM等)等を備えていてもよい。
The
制御部100では、必要に応じて、カメラ4で撮像された画像に画像処理を施してもよい。この画像処理としては、例えば、2値化処理、ノイズ除去、パターンマッチング等が挙げられる。これにより、コア部84a〜84d、ガイド孔92aおよびガイド孔92bの位置、形状(エッジ)等の検出精度を高めることができる。
The
位置特定手段5は、制御部100に内蔵されたソフトウェアであって、カメラ4によって撮像された画像において、フェルール9の基準位置に対するコア部84a〜84dの位置を特定する。
The position specifying means 5 is software built in the
伝送損失算出手段6は、制御部100に内蔵されたソフトウェアである。伝送損失算出手段6は、カメラ4で撮像された画像におけるコア部84a〜84dから出射した光量に基づいて、各コア部を通過する際に損失する伝送損失をそれぞれ算出する。
The transmission loss calculation means 6 is software built in the
結合損失推定手段7は、制御部100に内蔵されたソフトウェアである。結合損失推定手段7は、画像において、光ファイバー組立体20の光結合可能領域300に対応する各コア部の領域の輝度に基づいて、コア部84a〜コア部84dと光ファイバー21a〜21dとの光結合における光の結合損失をそれぞれ推定する。
The coupling loss estimation means 7 is software built in the
(検出方法)
次に、検出方法について説明する。なお、下記の光導波路8の評価方法は、特開2010−129483に開示された光テスタ方式を適用したものである。
(Detection method)
Next, a detection method will be described. The following evaluation method for the
[1]ステージにフェルール組立体10を固定する(設置工程)。
[2]コア部84a〜84dに光が入射するよう光源3のドライバー30を駆動する。また、ガイド孔92a、92bに光が入射するよう照明手段11を駆動する(光出射工程)。
[1] The
[2] The
[3]カメラ4のリニアアクチュエーター40を駆動し、フェルール組立体10の先端面に沿って移動しつつ、コア部84a〜84dの先端側から光導波路8とフェルール組立体10の画像を複数枚(本実施形態では3枚)撮像する(撮像工程)。
[3] The
[4]撮像工程で得られた3枚の画像に基づいて、位置特定手段5により、フェルール組立体10に対する各コア部の位置を特定する。
[4] Based on the three images obtained in the imaging step, the position specifying means 5 specifies the position of each core part with respect to the
具体的には、位置特定手段5は、カメラ4で撮像された3枚の画像に基づいて、フェルール組立体10の各部の位置を1つの座標系に対応させる。これにより、フェルール組立体10の各部の位置の座標を求めることができる。よって、フェルール9の基準位置に対するコア部84a〜84dの基準位置を特定(検出)することができる。
Specifically, the
本実施形態では、フェルール9の基準位置は、先端開口94aの中心点920aおよび先端開口94bの中心点920bとする。
In the present embodiment, the reference position of the
また、本実施形態では、コア部84aの位置は、コア部84aの出射光の像における輝度の最大値の位置840aとし、コア部84bの位置は、コア部84bの出射光の像における輝度の最大値の位置840bとし、コア部84cの位置は、コア部84cの出射光の像における輝度の最大値の位置840cとし、コア部84dの位置は、コア部84dの出射光の像における輝度の最大値の位置840dとする。
Further, in the present embodiment, the position of the
なお、各コア部の中心は、各コア部の出射光の像の面積の重心であってもよい。この場合、繰り返し測定の再現性を高めることができる。 In addition, the center of each core part may be the center of gravity of the area of the image of the emitted light of each core part. In this case, reproducibility of repeated measurement can be improved.
また、各コア部の中心は、各コア部の出射光の像の輝度分布の重心であってもよい。この場合、繰り返し測定の再現性を高めることができる。 The center of each core part may be the center of gravity of the luminance distribution of the image of the emitted light from each core part. In this case, reproducibility of repeated measurement can be improved.
位置特定手段5は、カメラ4により撮影された3枚の画像で、中心点920aおよびの中心点920bに対するコア部84a〜84dのすべての輝度の最大値の位置を特定する。これにより、フェルール9に対するコア部84a〜84dのすべての位置を正確に特定することができる。
The position specifying means 5 specifies the position of the maximum value of all the luminance values of the
また、前述したように、ガイド孔92a、92bおよびコア部84a〜84dは、光導波路8の幅方向に配列されている。これにより、リニアアクチュエーター40がカメラ4を光導波路8の幅方向に移動させるという簡単な動作で、空間的に連続した3枚の画像を容易に取得することができる。よって、画像において比較的容易にガイド孔92a、92bに対するコア部84a〜84dの位置を正確に特定することができる。
Further, as described above, the guide holes 92 a and 92 b and the
また、画像解析を用いることで、フェルール9の基準位置に対するコア部84a〜84dを自動検出するようにしてもよい。これにより、位置検出の自動化を図ることができる。よって、手動調芯等の繁雑な作業を省略することができる。
Further, the
さらに、各コア部を画像に収めさえすれば、コア部の数に関わらず、各コア部の位置を一括検出することができる。従って、本発明によれば、コア部1つあたりの検出に要する時間を短縮することができる(位置特定工程)。 Furthermore, as long as each core part is included in the image, the position of each core part can be collectively detected regardless of the number of core parts. Therefore, according to the present invention, the time required for detection per core part can be shortened (position specifying step).
[5]撮像工程で得られた3枚の画像に基づいて、伝送損失算出手段6により、光の伝送損失を算出する。 [5] Based on the three images obtained in the imaging step, the transmission loss calculation means 6 calculates the transmission loss of light.
具体的には、光源3から各コア部に入射する光量と、各コア部から出射した光量とに基づいて、各コア部の光の伝送損失をそれぞれ算出する。 Specifically, the light transmission loss of each core part is calculated based on the light quantity incident on each core part from the light source 3 and the light quantity emitted from each core part.
なお、本実施形態では、各コア部から出射した光量とは、画像において各コア部の出射光の像に含まれる各画素の輝度値の総和とする。 In the present embodiment, the amount of light emitted from each core unit is the sum of the luminance values of the pixels included in the image of the light emitted from each core unit in the image.
また、各コア部に入射する光量は、予め設定された値でもよく、本測定の前に予めカメラ4で取得した光量を補正した値でもよい。 In addition, the amount of light incident on each core part may be a preset value or a value obtained by correcting the amount of light acquired by the camera 4 before the actual measurement.
このような伝送損失算出手段6を有していることにより、コア部84a〜84dの各々の伝送損失を正確に算出することができる。また、画像解析を用いることで、各コア部の個別の伝送損失を一括算出することができる。従って、比較的容易に伝送損失を算出することができる。また、各コア部の出射光の像の形状等により、各コア部の製造上の異常も検出することができる(伝送損失算出工程)。
By having such a transmission loss calculating means 6, it is possible to accurately calculate the transmission loss of each of the
[6]撮像工程で得られた3枚の画像に基づいて、結合損失推定手段7により、光結合における結合損失を推定する。 [6] Based on the three images obtained in the imaging step, the coupling loss in the optical coupling is estimated by the coupling loss estimation means 7.
具体的には、図4に示すように、画像において、光結合可能領域300を想定し、その領域に対応する各コア部の出射光の像の輝度に基づいて、結合損失をそれぞれ推定する。
Specifically, as shown in FIG. 4, assuming an optically
図4に示すように、光結合可能領域300とは、フェルール組立体10と光ファイバー組立体20とを接続したときに、各光ファイバーの光入出射領域に対応する仮想領域のことである。
As shown in FIG. 4, the optically
結合損失算出手段7は、カメラ4で撮像された画像において、各コア部の出射光の像の輝度値の総和と、光結合可能領域300と各コア部の出射光の像とが重なっている部分の輝度値の総和とに基づいて推定する。
In the coupling loss calculation means 7, in the image taken by the camera 4, the sum of the luminance values of the emitted light images of the respective core portions overlaps the optically
このような結合損推定手段7を有していることにより、コア部84a〜84dと光ファイバー21a〜21dとの光結合における光の結合損失を正確に推定することができる。また、画像解析を用いることで、コア部84a〜84dの個別の結合損失を一括推定することができる。これにより、各コア部の光の結合損失を比較的容易に推定することができる。さらに、フェルール組立体10と光ファイバー組立体20とを実際に結合しなくても事前に推定することができる点で有用である(結合損失推定工程)。
By having such a coupling loss estimating means 7, it is possible to accurately estimate the coupling loss of light in the optical coupling between the
以上の[1]〜[6]の工程を経ることで、フェルール9に対するコア部84a〜84dとの位置精度、各コア部の伝送損失および各コア部と光ファイバー組立体20との結合損失を、比較的容易かつ正確に検出することができる。
Through the above steps [1] to [6], the positional accuracy of the
<第2実施形態>
図6は、本発明の検出装置および検出方法の第2実施形態を示す概略構成図である。
Second Embodiment
FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing a second embodiment of the detection apparatus and the detection method of the present invention.
以下、この図を参照して本発明の検出装置および検出方法の第2実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。 Hereinafter, the second embodiment of the detection apparatus and the detection method of the present invention will be described with reference to this figure, but the description will focus on differences from the above-described embodiment, and the description of the same matters will be omitted.
本実施形態は、カメラ(撮像手段)の構成が異なること以外は前記第1実施形態と同様である。 This embodiment is the same as the first embodiment except that the configuration of the camera (imaging means) is different.
図6に示すように、本実施形態の検出装置1’は、4つのカメラ4a、4b、4c、4dを有している。カメラ4a〜4dは、フェルール組立体10の先端面にそれぞれ対向するよう、光導波路8の幅方向に沿って設けられている。また、カメラ4a〜4dは、制御部100とそれぞれ電気的に接続されている。これにより、光源3とカメラ4a〜4dとの同期をとることができる。
As shown in FIG. 6, the detection apparatus 1 'according to the present embodiment includes four
このように4つのカメラ4a〜4dを設けることにより、リニアアクチュエーター40を省略することができ、よって、検出装置1’の構成が比較的簡素なものになる。また、リニアアクチュエーター40によるカメラ4の移動に要する時間を省略することができる。よって、比較的短時間でフェルール9に対するコア部84a〜84dの位置を正確に検出することができる。さらに、リニアアクチュエーター40の駆動誤差に伴う位置ずれを解消することができる。
By providing the four
以上、本発明の検出装置および検出方法を図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、検出を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。 As mentioned above, although the detection apparatus and the detection method of the present invention have been described with respect to the illustrated embodiment, the present invention is not limited to this, and each component constituting the detection has an arbitrary configuration that can exhibit the same function. Can be substituted. Moreover, arbitrary components may be added.
なお、検出装置により検出された検出結果は、加工処理においても利用することができる。 The detection result detected by the detection device can also be used in the processing process.
また、各実施形態の画像におけるフェルールの基準位置は、各ガイド孔の先端開口の中心点であるが、本発明ではこれに限定されず、例えば、フェルール組立体の先端面に設けられたアライメントマークや、フェルール組立体の先端面の任意の位置等であってもよい。 Further, the reference position of the ferrule in the image of each embodiment is the center point of the tip opening of each guide hole. However, the present invention is not limited to this, for example, an alignment mark provided on the tip surface of the ferrule assembly. Alternatively, it may be an arbitrary position on the front end surface of the ferrule assembly.
また、各実施形態の画像における各コア部の位置は、画像における各コア部の出射光の像の輝度の最大値の位置であるが、本発明ではこれに限定されず、例えば、画像における各コア部の出射光の像の面積重心等であってもよい。 Further, the position of each core part in the image of each embodiment is the position of the maximum value of the luminance of the image of the emitted light of each core part in the image, but is not limited to this in the present invention. It may be the area center of gravity of the image of the light emitted from the core portion.
また、各実施形態では、位置特定手段は、フェルールの基準位置に対するすべてのコア部の位置を特定するが、本発明ではこれに限定されず、一部のコア部の位置を特定し、その他のコア部については、取得済の情報に基づいて推定してもよい。 In each embodiment, the position specifying unit specifies the positions of all the core parts with respect to the reference position of the ferrule. However, the present invention is not limited to this. About a core part, you may estimate based on acquired information.
また、各実施形態の位置特定手段、伝送損失算出手段および結合損失推定手段は、それぞれ制御部に内蔵されたソフトウェアであるが、本発明ではこれに限定されず、同様の機能を有するハードウェア等であってもよい。 In addition, the position specifying unit, the transmission loss calculating unit, and the coupling loss estimating unit of each embodiment are software built in each control unit, but the present invention is not limited to this, and hardware or the like having the same function is used. It may be.
また、各実施形態では、伝送損損失の算出は、画像における各コア部の像の輝度値の総和に基づいて算出するが、本発明ではこれに限定されず、画像における各コア部の像の輝度値の最高値、画像における各コア部の像の輝度値の平均値等に基づいて算出してもよい。 In each embodiment, the transmission loss loss is calculated based on the sum of the luminance values of the images of the respective core portions in the image. However, the present invention is not limited to this, and the image of each of the core portions in the image is calculated. You may calculate based on the highest value of a luminance value, the average value of the luminance value of the image of each core part in an image, etc.
また、各実施形態の撮像工程では、3枚の画像を撮像するが、本発明ではこれに限定されず、2枚以下、または、4枚以上の画像を撮像してもよい。 In the imaging process of each embodiment, three images are captured. However, the present invention is not limited to this, and two or less images or four or more images may be captured.
また、各実施形態では、ガイド孔は、内腔部を介して、内腔部の先端開口部の長手方向に一対配置されたフェルール組立体を用いているが、本発明ではこれに限定されず、ガイド孔がフェルールの任意の位置に設けられたフェルール組立体を用いてもよい。 In each embodiment, the guide hole uses a ferrule assembly that is disposed in a pair in the longitudinal direction of the distal end opening of the lumen through the lumen. However, the present invention is not limited to this. A ferrule assembly in which the guide hole is provided at an arbitrary position of the ferrule may be used.
また、第1実施形態では、カメラはリニアアクチュエーターにより移動操作されるが、本発明ではこれに限定されず、カメラを移動させる機能を有するものであれば、いかなる装置および方法を用いてもよい。 In the first embodiment, the camera is moved by a linear actuator. However, the present invention is not limited to this, and any apparatus and method may be used as long as it has a function of moving the camera.
また、第2実施形態では、4つのカメラが設置されているが、本発明ではこれに限定されず、4つ以下のカメラ、または、4つ以上のカメラが設置されていてもよい。 In the second embodiment, four cameras are installed. However, the present invention is not limited to this, and four or less cameras or four or more cameras may be installed.
1、1’ 検出装置
2 ステージ
21 粘着層
22 上面
23、24 スリット
3 光源
30 ドライバー
4、4a、4b、4c、4d カメラ(撮像手段)
40 リニアアクチュエーター
5 位置特定手段
6 伝送損失算出手段
7 結合損失推定手段
8 光導波路
81 先端部
82 コア層
83a クラッド層(第1のクラッド層(クラッド部))
83b クラッド層(第2のクラッド層(クラッド部))
84a、84b、84c、84d コア部(導波路チャンネル)
840a、840b、840c、840d 最大値の位置
85a、85b、85c、85d、85e 側面クラッド部(クラッド部)
9 フェルール
91 内腔部
910 先端開口部
92a、92b ガイド孔
920a、920b 中心点
94a、94b 先端開口
95a、95b 基端開口
10 フェルール組立体
11 照明手段
12 光拡散部
20 光ファイバー組立体
201a、201b、201c、201d 光ファイバー
202 フェルール
203 ガイドピン
100 制御部
300 光結合可能領域
DESCRIPTION OF
40
83b Cladding layer (second cladding layer (cladding portion))
84a, 84b, 84c, 84d Core part (waveguide channel)
840a, 840b, 840c, 840d
9
Claims (8)
前記コア部の基端側に入射するよう光を出射する光源と、
前記コア部の先端側から前記導光部と前記フェルールとを撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により撮像された画像において、前記フェルールの基準位置に対する前記コア部の位置を特定する位置特定手段と、
前記画像上において、前記フェルール組立体と光結合される他の光学部品の光結合可能領域に対応する前記コア部の領域の輝度に基づいて、前記導光部と前記他の光学部品との光結合における結合損失を推定する結合損失推定手段と、
を有することを特徴とする検出装置。 A light guide part having at least one core part for transmitting light and a clad part provided so as to surround the core part, and penetrating from the distal end to the base end, and the distal end part of the light guide part is inserted Oite the ferrule assembly assembled with the ferrule, the having an inner lumen that provides a detection device for detecting the position of the core portion relative to the ferrule,
A light source that emits light so as to be incident on the proximal end side of the core part;
Imaging means for imaging the light guide unit and the ferrule from the tip side of the core unit;
Position specifying means for specifying a position of the core part with respect to a reference position of the ferrule in an image picked up by the image pickup means ;
On the image, the light of the light guide unit and the other optical component is based on the brightness of the core region corresponding to the optically coupleable region of the other optical component optically coupled to the ferrule assembly. A coupling loss estimation means for estimating a coupling loss in coupling;
A detection apparatus comprising:
前記基準位置は、前記ガイド孔である請求項1に記載の検出装置。 The ferrule has a guide hole that is opened to a front end surface of the ferrule and into which a guide pin included in another optical component is inserted,
The detection device according to claim 1, wherein the reference position is the guide hole.
前記位置特定手段は、前記基準位置に対する全ての前記コア部の位置を特定する請求項1ないし5のいずれか1項に記載の検出装置。 The light guide portion has a plurality of core portions arranged in a row,
It said position specifying means, the detection device according to any one of claims 1 to 5 to identify the location of all of the core portion with respect to the reference position.
前記位置特定手段は、前記複数枚の画像により、前記フェルール上の基準位置に対する前記コア部の位置を特定する請求項1ないし6のいずれか1項に記載の検出装置。 The imaging means captures a plurality of images while moving in parallel with the distal end surface of the light guide unit,
Said position specifying means, by the plurality of images, detecting device according to any one of claims 1 to 6 to identify the position of the core portion with respect to a reference position on the ferrule.
前記コア部の基端側に入射するよう光を出射する光出射工程と、
前記コア部の先端側から前記導光部と前記フェルールとを撮像する撮像工程と、
前記撮像工程により得られた画像において、前記フェルールの基準位置に対する前記コア部の位置を特定する位置特定工程と、
前記画像上において、前記フェルール組立体と光結合される他の光学部品の光結合可能領域に対応する前記コア部の領域の輝度に基づいて、前記導光部と前記他の光学部品との光結合における結合損失を推定する結合損失推定工程と、
を有することを特徴とする検出方法。 A light guide part having at least one core part for transmitting light and a clad part provided so as to surround the core part, and penetrating from the distal end to the base end, and the distal end part of the light guide part is inserted Oite the ferrule assembly assembled with the ferrule, the having an inner lumen that provides a detection method for detecting a position of the core portion relative to the ferrule,
A light emitting step of emitting light so as to be incident on the base end side of the core portion;
An imaging step of imaging the light guide unit and the ferrule from the tip side of the core unit;
In the image obtained by the imaging step, a position specifying step for specifying the position of the core part with respect to a reference position of the ferrule ;
On the image, the light of the light guide unit and the other optical component is based on the brightness of the core region corresponding to the optically coupleable region of the other optical component optically coupled to the ferrule assembly. A coupling loss estimation step for estimating a coupling loss in the coupling;
A detection method characterized by comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (1)
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