JP6917324B2 - Multi-core optical fiber centering device - Google Patents

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Description

本発明は、２つのマルチコア光ファイバの対応するコアの位置を整合させる様に調整する調心技術に関する。 The present invention relates to a centering technique that adjusts the positions of the corresponding cores of two multi-core optical fibers to match.

１本の光ファイバの伝送容量を増やすため、複数のコアを有するマルチコア光ファイバが使用されている。従来のシングルコア光ファイバの融着処理においては、３次元方向、つまり、ＸＹＺ方向の調心を行えば良かった。一方、マルチコア光ファイバの融着処理においては、複数のコアの位置を合わせるために、光ファイバを周方向に回転させる、θ方向の調心（以下、θ調心と呼ぶ。）を行わなければならない。さらに、このとき、一方のマルチコア光ファイバの任意のコアと他方のマルチコア光ファイバの任意のコアの位置を合わせるだけでは足りず、両方のマルチコア光ファイバの同じ番号同士のコアが接続される様に位置を合わせなければならない。なお、マルチコア光ファイバの番号は、マルチコア光ファイバに設けられたマーカにより特定される。 In order to increase the transmission capacity of one optical fiber, a multi-core optical fiber having a plurality of cores is used. In the conventional fusion process of a single-core optical fiber, it is sufficient to perform alignment in the three-dimensional direction, that is, in the XYZ direction. On the other hand, in the fusion treatment of a multi-core optical fiber, in order to align the positions of a plurality of cores, the optical fiber must be rotated in the circumferential direction and aligned in the θ direction (hereinafter referred to as θ alignment). It doesn't become. Further, at this time, it is not enough to align an arbitrary core of one multi-core optical fiber with an arbitrary core of the other multi-core optical fiber, so that cores of the same number of both multi-core optical fibers are connected. Must be aligned. The number of the multi-core optical fiber is specified by a marker provided on the multi-core optical fiber.

特許文献１は、融着させる２つのマルチコア光ファイバの端面の画像（端面画像）を撮像し、マーカの位置に基づき各コアの番号を特定してθ調心を行う構成を開示している。しかしながら、特許文献１の構成では、融着させる２つのマルチコア光ファイバの端面画像を撮像するための光学系が必要となり構成が複雑となる。 Patent Document 1 discloses a configuration in which an image (end face image) of the end faces of two multi-core optical fibers to be fused is imaged, the number of each core is specified based on the position of a marker, and θ alignment is performed. However, the configuration of Patent Document 1 requires an optical system for capturing end face images of two multi-core optical fibers to be fused, which complicates the configuration.

このため、非特許文献１は、２つの光ファイバの側面画像によりθ調心を行う構成を開示している。なお、側面画像とは、光ファイバの長手方向を撮像した画像である。図１は、コア＃１〜＃４の４つのコアを有する光ファイバ５０の端面を示している。光ファイバ５０には、例えば、コアの番号を特定するためのマーカ５１が設けられている。マーカ５１がないと、例えば、コア＃１がカメラ側にあるときに撮像した側面画像と、コア＃２〜＃４がカメラ側にあるときに撮像した側面画像は、ほぼ同じであり、それらを区別することができない。しかしながら、マーカ５１により、コア＃１がカメラ側にあるときに撮像した側面画像は、コア＃２〜＃４がカメラ側にあるときに撮像した側面画像とは異なる様になる。 Therefore, Non-Patent Document 1 discloses a configuration in which θ alignment is performed by side images of two optical fibers. The side image is an image obtained by capturing the longitudinal direction of the optical fiber. FIG. 1 shows an end face of an optical fiber 50 having four cores # 1 to # 4. The optical fiber 50 is provided with, for example, a marker 51 for specifying a core number. Without the marker 51, for example, the side image captured when the core # 1 is on the camera side and the side image captured when the cores # 2 and # 4 are on the camera side are almost the same. Indistinguishable. However, due to the marker 51, the side image captured when the core # 1 is on the camera side is different from the side image captured when the cores # 2 and # 4 are on the camera side.

非特許文献１では、例えば、融着させる一方の光ファイバのマーカ５１がカメラ側に来る様に固定して側面画像を撮像し、これを基準画像とする。そして、他方の光ファイバを回転させながら側面画像を撮像し、基準画像と撮像画像の相関を求め、相関が最大となる位置で他方の光ファイバを固定して融着している。相関が最大となるときは、２つの光ファイバのマーカ５１の位置があっているときであり、よって、このとき、２つの光ファイバの同じコア同士の位置も合っていることになる。 In Non-Patent Document 1, for example, the marker 51 of one of the optical fibers to be fused is fixed so as to come to the camera side, and a side image is imaged, and this is used as a reference image. Then, the side image is imaged while rotating the other optical fiber, the correlation between the reference image and the captured image is obtained, and the other optical fiber is fixed and fused at the position where the correlation is maximum. When the correlation is maximized, the positions of the markers 51 of the two optical fibers are aligned. Therefore, at this time, the positions of the same cores of the two optical fibers are also aligned.

特開２０１５−０４１０７８号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-041078

Ｋ．Ｓａｔｏ ｅｔ ａｌ．，"Ｓｉｄｅ−ｖｉｅｗ ｂａｓｅｄ ａｎｇｌｅ ａｌｉｇｎｍｅｎｔ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｆｏｒ ｍｕｌｔｉ−ｃｏｒｅ ｆｉｂｅｒ"，Ｐｒｏｃ．ＯＦＣ２０１６，Ｍ３Ｆ．３,２０１６年K. Sato et al. , "Side-view based angle angle technology technology for multi-core fiber", Proc. OFC2016, M3F. 3, 2016

図２は、一方の光ファイバを回転させながら側面画像を撮像した際の、当該一方の光ファイバの回転角度と、当該回転角度で撮像された側面画像と基準画像の相関値との関係を示す図である。なお、光ファイバは、図１に示す４コア光ファイバである。コア数が４であるため、一方の光ファイバを１回転させる間に、４つのピークが生じる。ここで、一番相関が高いのは３番目のピークであるが、図２に示す様に、一般的に、相関のピーク間の差は大きくなく誤接続の原因となり得る。また、１つの融着処理において、一方の光ファイバを１回転させながら側面画像を撮像する必要があり、融着処理の時間がかかる。 FIG. 2 shows the relationship between the rotation angle of one optical fiber when a side image is taken while rotating one optical fiber, and the correlation value between the side image and the reference image captured at the rotation angle. It is a figure. The optical fiber is a 4-core optical fiber shown in FIG. Since the number of cores is 4, four peaks occur during one rotation of one optical fiber. Here, the third peak has the highest correlation, but as shown in FIG. 2, in general, the difference between the correlation peaks is not large and can cause erroneous connection. Further, in one fusion treatment, it is necessary to take a side image while rotating one of the optical fibers once, which takes time for the fusion treatment.

本発明は、マルチコア光ファイバの調心を短い時間で行うための技術を提供するものである。 The present invention provides a technique for aligning a multi-core optical fiber in a short time.

本発明の一態様によると、調心装置は、第１マルチコア光ファイバの第１側面画像を撮像する第１撮像手段と、第２マルチコア光ファイバの第２側面画像を撮像する第２撮像手段と、前記第１側面画像に基づき前記第１マルチコア光ファイバの基準角度に対する第１角度を判定し、前記第２側面画像に基づき前記第２マルチコア光ファイバの前記基準角度に対する第２角度を判定する判定手段と、前記第１マルチコア光ファイバを周方向に回転させる第１回転手段と、前記第１角度と前記第２角度とに基づき前記第１回転手段による前記第１マルチコア光ファイバの第１回転量を決定する制御手段と、を備えていることを特徴とする。 According to one aspect of the present invention, the centering device includes a first imaging means for capturing a first side image of the first multi-core optical fiber and a second imaging means for capturing a second side image of the second multi-core optical fiber. , The first angle with respect to the reference angle of the first multi-core optical fiber is determined based on the first side image, and the second angle of the second multi-core optical fiber with respect to the reference angle is determined based on the second side image. The first rotation amount of the first multi-core optical fiber by the first rotating means based on the means, the first rotating means for rotating the first multi-core optical fiber in the circumferential direction, and the first angle and the second angle. It is characterized in that it is provided with a control means for determining.

本発明によると、マルチコア光ファイバの調心を短い時間で行うことができる。 According to the present invention, the alignment of the multi-core optical fiber can be performed in a short time.

４コア光ファイバの端面を示す図。The figure which shows the end face of a 4-core optical fiber. 非特許文献１に記載の調心装置の説明図。Explanatory drawing of the centering apparatus described in Non-Patent Document 1. 一実施形態による学習処理時の調心装置の構成図。The block diagram of the centering apparatus at the time of learning processing by one Embodiment. 一実施形態による調心処理時の調心装置の構成図。The block diagram of the centering apparatus at the time of centering processing by one Embodiment. 一実施形態による基準角取得処理の説明図。Explanatory drawing of reference angle acquisition processing by one Embodiment.

以下、本発明の例示的な実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態は例示であり、本発明を実施形態の内容に限定するものではない。また、以下の各図においては、実施形態の説明に必要ではない構成要素については図から省略する。 Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The following embodiments are examples, and the present invention is not limited to the contents of the embodiments. Further, in each of the following figures, components that are not necessary for the description of the embodiment will be omitted from the drawings.

＜第一実施形態＞
図３及び図４は、本実施形態による調心装置の構成図である。なお、図３は学習処理時の構成図であり、点線の機能ブロックは、学習処理において使用しない機能ブロックを示している。一方、図４は、調心処理時の構成図であり、点線の機能ブロックは、調心処理において使用しない機能ブロックを示している。 <First Embodiment>
3 and 4 are block diagrams of the centering device according to the present embodiment. Note that FIG. 3 is a configuration diagram during the learning process, and the dotted line functional blocks indicate functional blocks that are not used in the learning process. On the other hand, FIG. 4 is a configuration diagram during the centering process, and the dotted line functional blocks show the functional blocks that are not used in the centering process.

まず、図３を用いて学習処理について説明する。端面撮像部３は、マルチコア光ファイバの端面画像を撮像して制御部８に出力する。制御部８は、端面画像のマーカ５１の位置に基づき、現在のマルチコア光ファイバの角度（回転状態）、つまり、マルチコア光ファイバの角度の初期値（初期回転状態）を判定する。なお、基準角度、つまり、角度０は、マーカ５１の位置に基づき予め決められている。例えば、マーカ５１が、端面の下側又は上側にあるときを角度０とし、そこから例えば、時計回り方向に角度が増加する様に、マルチコア光ファイバの角度を定義することができる。 First, the learning process will be described with reference to FIG. The end face imaging unit 3 captures an end face image of the multi-core optical fiber and outputs it to the control unit 8. The control unit 8 determines the current angle of the multi-core optical fiber (rotational state), that is, the initial value of the angle of the multi-core optical fiber (initial rotation state) based on the position of the marker 51 of the end face image. The reference angle, that is, the angle 0 is predetermined based on the position of the marker 51. For example, the angle of the multi-core optical fiber can be defined so that the angle is 0 when the marker 51 is on the lower side or the upper side of the end face, and the angle increases from there, for example, in the clockwise direction.

制御部８は、マルチコア光ファイバの角度の初期値を判定すると、マルチコア光ファイバの角度を設定角度θとするための回転量及び方向をθ調心部５に通知する。θ調心部５は、制御部から回転量及び方向が通知されると、通知された回転量及び方向だけマルチコア光ファイバを回転させる。マルチア光ファイバの角度が設定角度θになると、制御部８は、側面撮像部２にマルチコア光ファイバの側面画像を撮像させる。側面撮像部２は、撮像した側面画像の画像データを保存部１に出力する。また、制御部８は、このときの設定角度θを保存部１に通知する。保存部１は、側面撮像部２からの側面画像の画像データを、制御部８から通知される設定角度θに関連付けて保存する。制御部８は、０度から３６０度まで所定の単位ステップで設定角度θを設定して、側面画像の取得を繰り返す。例えば、０．１度を単位とすると、１つ光ファイバについて、３６００個の異なる角度で撮像した側面画像を取得することになる。なお、単位ステップは、コアの位置合わせに必要な精度に基づき決定される。この処理を、複数の光ファイバで繰り返すことで、多数の教師データを取得することができる。なお、教師データにおいて、側面画像の画像データが学習のためのデータであり、当該側面画像が撮像された際のマルチコア光ファイバの角度（回転状態）が正解ラベルである。 When the control unit 8 determines the initial value of the angle of the multi-core optical fiber, the control unit 8 notifies the θ centering unit 5 of the amount of rotation and the direction for setting the angle of the multi-core optical fiber as the set angle θ. When the control unit notifies the rotation amount and direction, the θ-aligning unit 5 rotates the multi-core optical fiber by the notified rotation amount and direction. When the angle of the multi-core optical fiber becomes the set angle θ, the control unit 8 causes the side image pickup unit 2 to take a side image of the multi-core optical fiber. The side image pickup unit 2 outputs the image data of the captured side image to the storage unit 1. Further, the control unit 8 notifies the storage unit 1 of the set angle θ at this time. The storage unit 1 stores the image data of the side image from the side image pickup unit 2 in association with the set angle θ notified from the control unit 8. The control unit 8 sets the set angle θ in a predetermined unit step from 0 degrees to 360 degrees, and repeats the acquisition of the side image. For example, if 0.1 degree is used as a unit, 3600 side images taken at different angles are acquired for one optical fiber. The unit step is determined based on the accuracy required for core alignment. By repeating this process on a plurality of optical fibers, a large number of teacher data can be acquired. In the teacher data, the image data of the side image is the data for learning, and the angle (rotation state) of the multi-core optical fiber when the side image is captured is the correct label.

機械学習部７は、例えば、畳み込みニューラルネットワーク（ＣＮＮ）であり、保存部１に格納されたこの教師データに基づき学習を行う。これにより、機械学習部７は、側面画像の画像データが入力されると、その角度を出力する様になる。以上が学習処理の説明である。 The machine learning unit 7 is, for example, a convolutional neural network (CNN), and performs learning based on the teacher data stored in the storage unit 1. As a result, when the image data of the side image is input, the machine learning unit 7 outputs the angle. The above is the explanation of the learning process.

続いて、図４を用いて調心処理について説明する。側面撮像部２は、融着させる２つのマルチコア光ファイバのうち、調心のために回転させる第１マルチコア光ファイバの側面画像を撮像し、側面撮像部６は、もう一方の回転させない第２マルチコア光ファイバの側面画像を撮像する。側面撮像部２及び側面撮像部６は、それぞれ、撮像した側面画像の画像データを機械学習部７に出力する。これにより、機械学習部７は、第１マルチコア光ファイバの角度と第２マルチコア光ファイバの角度とを制御部８に出力する。制御部８は、第１マルチコア光ファイバの角度を第２マルチコア光ファイバの角度に一致させるための回転量及び回転方向を判定してθ調心部５に通知する。具体的には、第１マルチコア光ファイバの角度と第２マルチコア光ファイバの角度との差が回転量となる。θ調心部５は、制御部８から通知された回転方向に、制御部から通知された回転量だけ第１マルチコア光ファイバを回転させる。これにより、第１マルチコア光ファイバと第２マルチコア光ファイバの角度が一致する。その後、ＸＹＺ調心部４は、第１マルチコア光ファイバと第２マルチコア光ファイバの中心が一致する状態で、互いの端面が接する様に調心を行う。この状態において、第１マルチコア光ファイバと第２マルチコア光ファイバを融着させることで、２つのマルチコア光ファイバの融着を正しく行うことができる。 Subsequently, the alignment process will be described with reference to FIG. The side image pickup unit 2 captures a side image of the first multi-core optical fiber that is rotated for alignment among the two multi-core optical fibers to be fused, and the side image pickup unit 6 captures the side image of the other non-rotating second multi-core optical fiber. Take a side image of the optical fiber. The side image pickup unit 2 and the side image pickup unit 6 output the image data of the captured side image to the machine learning unit 7, respectively. As a result, the machine learning unit 7 outputs the angle of the first multi-core optical fiber and the angle of the second multi-core optical fiber to the control unit 8. The control unit 8 determines the amount of rotation and the direction of rotation for matching the angle of the first multi-core optical fiber with the angle of the second multi-core optical fiber, and notifies the θ-aligning unit 5. Specifically, the difference between the angle of the first multi-core optical fiber and the angle of the second multi-core optical fiber is the amount of rotation. The θ-aligning unit 5 rotates the first multi-core optical fiber in the rotation direction notified by the control unit 8 by the rotation amount notified by the control unit. As a result, the angles of the first multi-core optical fiber and the second multi-core optical fiber match. After that, the XYZ centering unit 4 aligns the first multi-core optical fiber and the second multi-core optical fiber so that their end faces are in contact with each other while the centers of the first multi-core optical fiber and the second multi-core optical fiber are aligned. In this state, by fusing the first multi-core optical fiber and the second multi-core optical fiber, the two multi-core optical fibers can be correctly fused.

なお、図４の点線で示す機能ブロックは調心処理には必要ではない。したがって、図４の点線で示す機能ブロックを省略して調心装置とすることができる。逆に、図３の点線で示す機能ブロックは学習処理には必要ではない。したがって、図３の点線で示す機能ブロックを省略した装置を教師データの生成装置とすることができる。さらに、図４の総ての機能ブロックを含む調心装置又は図４の点線で示す機能ブロックを除いた調心装置に、調心されたマルチコア光ファイバを融着する融着部を設けて融着装置とすることもできる。 The functional block shown by the dotted line in FIG. 4 is not necessary for the alignment process. Therefore, the functional block shown by the dotted line in FIG. 4 can be omitted to form the centering device. On the contrary, the functional block shown by the dotted line in FIG. 3 is not necessary for the learning process. Therefore, a device in which the functional block shown by the dotted line in FIG. 3 is omitted can be used as a teacher data generation device. Further, the centering device including all the functional blocks of FIG. 4 or the centering device excluding the functional blocks shown by the dotted lines in FIG. 4 is provided with a fusion section for fusing the centered multi-core optical fiber. It can also be a landing device.

さらに、本実施形態では、第１マルチコア光ファイバのみをθ調心のために回転させ、第２マルチコア光ファイバは固定としていた。しかしながら、両方のマルチコア光ファイバを回転させることもできる。この場合、第２マルチコア光ファイバに対応するθ調心部を設け、制御部８は、２つのマルチコア光ファイバの角度（位相）を一致させるための回転量及び方向を求める。この場合、第１マルチコア光ファイバの回転量と第２マルチコア光ファイバの回転量との和が第１マルチコア光ファイバの角度と第２マルチコア光ファイバの角度との差に等しくなる。 Further, in the present embodiment, only the first multi-core optical fiber is rotated for θ alignment, and the second multi-core optical fiber is fixed. However, both multi-core optical fibers can also be rotated. In this case, a θ-alignment unit corresponding to the second multi-core optical fiber is provided, and the control unit 8 obtains the amount of rotation and the direction for matching the angles (phases) of the two multi-core optical fibers. In this case, the sum of the rotation amount of the first multi-core optical fiber and the rotation amount of the second multi-core optical fiber is equal to the difference between the angle of the first multi-core optical fiber and the angle of the second multi-core optical fiber.

以上、本実施形態では、学習処理においてマルチコア光ファイバの初期角度を判定するために端面画像を撮像するが、調心処理においては、端面画像を撮像する必要はなく、調心装置の構成を簡略化することができる。また、調心処理においては、マルチコア光ファイバそれぞれについて１つの側面画像を撮像すれば良く、調心処理に要する時間を短くすることができる。 As described above, in the present embodiment, the end face image is imaged in order to determine the initial angle of the multi-core optical fiber in the learning process, but in the centering process, it is not necessary to image the end face image, and the configuration of the centering device is simplified. Can be transformed into. Further, in the centering process, it is sufficient to capture one side image for each of the multi-core optical fibers, and the time required for the centering process can be shortened.

＜第二実施形態＞
続いて、第二実施形態について第一実施形態との相違点を中心に説明する。第一実施形態では、学習処理においてマルチコア光ファイバの初期角度を判定するために端面画像を撮像していた。本実施形態では、マルチコア光ファイバの初期角度を判定するために端面画像を使用しない。 <Second embodiment>
Subsequently, the second embodiment will be described focusing on the differences from the first embodiment. In the first embodiment, an end face image is taken in order to determine the initial angle of the multi-core optical fiber in the learning process. In this embodiment, the end face image is not used to determine the initial angle of the multi-core optical fiber.

図５は、本実施形態による初期角度判定のための構成図である。マルチコア光ファイバ１２は、例えば、基準角度となる様に固定され、その所定のコア、例えば、コア＃１は、受光部１３に接続されている。一方、マルチコア光ファイバ１１は、θ調心部５により回転される様に構成され、マルチコア光ファイバ１２の受光部１３が接続されているコアと同じ番号のコアには光源１０が接続される。なお、受光部１３は、受光量を制御部８に出力する。制御部８は、θ調心部５によりマルチコア光ファイバ１１を回転させながら受光部１３の受光量を監視する。マルチコア光ファイバ１１が基準角度となると、受光部１３の受光量は最大となるため、制御部８は、受光部１３の受光量に基づきマルチコア光ファイバ１１の角度を判定することができる。なお、側面画像の撮像は、受光部１３の受光量の最大値を検出する前から行うことができる。これは、受光部１３の受光量の最大値を検出したときまでの回転角度から、事後的に、各撮像画像の角度を求めることができるからである。 FIG. 5 is a configuration diagram for determining the initial angle according to the present embodiment. The multi-core optical fiber 12 is fixed so as to have a reference angle, for example, and a predetermined core, for example, core # 1 is connected to a light receiving unit 13. On the other hand, the multi-core optical fiber 11 is configured to be rotated by the θ-aligning portion 5, and the light source 10 is connected to the core having the same number as the core to which the light receiving portion 13 of the multi-core optical fiber 12 is connected. The light receiving unit 13 outputs the received light amount to the control unit 8. The control unit 8 monitors the amount of light received by the light receiving unit 13 while rotating the multi-core optical fiber 11 by the θ centering unit 5. When the multi-core optical fiber 11 reaches the reference angle, the light receiving amount of the light receiving unit 13 becomes maximum. Therefore, the control unit 8 can determine the angle of the multi-core optical fiber 11 based on the light receiving amount of the light receiving unit 13. The side image can be captured before the maximum value of the light receiving amount of the light receiving unit 13 is detected. This is because the angle of each captured image can be obtained after the fact from the rotation angle until the maximum value of the light receiving amount of the light receiving unit 13 is detected.

＜第三実施形態＞
続いて、第三実施形態について第一実施形態及び第二実施形態との相違点を中心に説明する。第一実施形態では、調心処理において第１マルチコア光ファイバ及び第２マルチコア光ファイバそれぞれの側面画像を撮像してそれぞれの角度を判定し、角度が一致する様に第１マルチコア光ファイバを回転させていた。しかしながら、機械学習部７が判定できる角度のステップは、教師データとして用意した角度ステップに依存する。つまり、高精度のθ調心を行うためには、非常に小さい角度ステップで教師データを用意しなければならず、教師データの取得及び学習処理の負荷が増大する。さらに、その様に非常に小さい角度ステップで教師データを用意して学習しても、機械学習部７が出力する角度の精度がそれ程高くならない可能性もある。 <Third Embodiment>
Subsequently, the third embodiment will be described focusing on the differences between the first embodiment and the second embodiment. In the first embodiment, in the centering process, side images of the first multi-core optical fiber and the second multi-core optical fiber are imaged to determine the respective angles, and the first multi-core optical fiber is rotated so that the angles match. Was there. However, the angle step that can be determined by the machine learning unit 7 depends on the angle step prepared as the teacher data. That is, in order to perform highly accurate θ alignment, teacher data must be prepared in very small angle steps, which increases the load of teacher data acquisition and learning processing. Further, even if the teacher data is prepared and learned in such a very small angle step, the accuracy of the angle output by the machine learning unit 7 may not be so high.

したがって、本実施形態では、機械学習部７が出力する第１マルチコア光ファイバ及び第２マルチコア光ファイバそれぞれの角度に基づきθ調心を行った後、側面画像の相関によりθ調心の微調整を行う。具体的には、第一実施形態と同様に、第１マルチコア光ファイバ及び第２マルチコア光ファイバそれぞれの側面画像を撮像して、それぞれの角度を判定し、２つのマルチコア光ファイバの角度が一致する様に第１マルチコア光ファイバを回転させる。ここで、２つのマルチコア光ファイバの角度が一致する様に第１マルチコア光ファイバを回転させた後の第１マルチコア光ファイバの角度を第１角度とする。また、第２マルチコア光ファイバの側面画像の画像データは、基準画像を示す画像データとして制御部８にも出力される。その後、制御部８は、θ調心部５により、第１角度を含む所定範囲で第１マルチコア光ファイバを回転させながら、複数の角度において、側面撮像部２に第１マルチコア光ファイバの側面画像を撮像させる。なお、所定範囲は、予め決められている。制御部８は、側面撮像部２から、それらの側面画像の画像データを取得し、所定範囲内の複数の角度で撮像した側面画像それぞれと基準画像との相関値を求める。そして、制御部８は、相関値が最大となる側面画像を撮像した角度に第１マルチコア光ファイバを設定する。なお、機械学習部７が出力する角度に基づき第１マルチコア光ファイバ及び第２マルチコア光ファイバを回転させる場合には、回転後の第２マルチコア光ファイバの側面画像を基準画像とする。そして、側面画像の相関によるθ調心の微調整においては第２マルチコア光ファイバを回転させず、第１マルチコア光ファイバのみを回転させる。 Therefore, in the present embodiment, after the θ alignment is performed based on the angles of the first multi-core optical fiber and the second multi-core optical fiber output by the machine learning unit 7, the θ alignment is finely adjusted by the correlation of the side images. conduct. Specifically, as in the first embodiment, side images of each of the first multi-core optical fiber and the second multi-core optical fiber are taken, the respective angles are determined, and the angles of the two multi-core optical fibers match. The first multi-core optical fiber is rotated in the same manner. Here, the angle of the first multi-core optical fiber after rotating the first multi-core optical fiber so that the angles of the two multi-core optical fibers match is defined as the first angle. Further, the image data of the side image of the second multi-core optical fiber is also output to the control unit 8 as image data indicating the reference image. After that, the control unit 8 uses the θ-alignment unit 5 to rotate the first multi-core optical fiber within a predetermined range including the first angle, and at a plurality of angles, the side image pickup unit 2 displays a side image of the first multi-core optical fiber. Is imaged. The predetermined range is predetermined. The control unit 8 acquires image data of the side images from the side image capturing unit 2 and obtains a correlation value between each of the side images captured at a plurality of angles within a predetermined range and the reference image. Then, the control unit 8 sets the first multi-core optical fiber at an angle at which the side image having the maximum correlation value is captured. When the first multi-core optical fiber and the second multi-core optical fiber are rotated based on the angle output by the machine learning unit 7, the side image of the second multi-core optical fiber after rotation is used as a reference image. Then, in the fine adjustment of the θ alignment by the correlation of the side image, the second multi-core optical fiber is not rotated, and only the first multi-core optical fiber is rotated.

図２に示す様に、４コア光ファイバでは１回転させる間に４つの相関にピークが生じるが、その最大値の差は小さい。しかしながら、本実施形態では、機械学習部７が出力する角度に基づき、４つの相関のピークのうちの最大のピーク付近に２つのマルチコア光ファイバを調心することができる。したがって、所定範囲の相関に基づきピークとなる角度を判定することで、高い精度で調心を行うことができる。本実施形態では、側面画像の相関を利用するが光ファイバを所定範囲で回転させるのみで良く、一回転させる必要はないため、調心処理に要する時間は、それほど長くならない。また、機械学習部７が出力する角度でのθ調心は、それほど精度の高いものである必要はなく、よって、教師データとして用意する側面画像の角度ステップを大きくでき、教師データの収集及び学習処理の負荷を抑えることができる。 As shown in FIG. 2, in a 4-core optical fiber, peaks occur in four correlations during one rotation, but the difference between the maximum values is small. However, in the present embodiment, two multi-core optical fibers can be aligned near the maximum peak of the four correlation peaks based on the angle output by the machine learning unit 7. Therefore, it is possible to perform alignment with high accuracy by determining the peak angle based on the correlation within a predetermined range. In the present embodiment, although the correlation of the side image is used, it is only necessary to rotate the optical fiber within a predetermined range, and it is not necessary to rotate the optical fiber once. Therefore, the time required for the alignment process is not so long. Further, the θ alignment at the angle output by the machine learning unit 7 does not need to be so accurate, so that the angle step of the side image prepared as the teacher data can be increased, and the teacher data can be collected and learned. The processing load can be suppressed.

２、６：側面撮像部、７：機械学習部、５：θ調心部、８：制御部 2, 6: Side imaging unit, 7: Machine learning unit, 5: θ alignment unit, 8: Control unit

Claims (6)

第１マルチコア光ファイバの第１側面画像を撮像する第１撮像手段と、
第２マルチコア光ファイバの第２側面画像を撮像する第２撮像手段と、
前記第１側面画像に基づき前記第１マルチコア光ファイバの基準角度に対する第１角度を判定し、前記第２側面画像に基づき前記第２マルチコア光ファイバの前記基準角度に対する第２角度を判定する判定手段と、
前記第１マルチコア光ファイバを周方向に回転させる第１回転手段と、
前記第１角度と前記第２角度とに基づき前記第１回転手段による前記第１マルチコア光ファイバの第１回転量を決定する制御手段と、
を備えていることを特徴とする調心装置。 A first imaging means for capturing a first side image of a first multi-core optical fiber, and
A second imaging means for capturing a second side image of the second multi-core optical fiber, and
A determination means for determining a first angle with respect to a reference angle of the first multi-core optical fiber based on the first side image, and determining a second angle of the second multi-core optical fiber with respect to the reference angle based on the second side image. When,
A first rotating means for rotating the first multi-core optical fiber in the circumferential direction,
A control means for determining the first rotation amount of the first multi-core optical fiber by the first rotation means based on the first angle and the second angle, and
A centering device characterized by being equipped with. 前記第１回転量は、前記第１角度と前記第２角度との差に等しいことを特徴とする請求項１に記載の調心装置。 The centering device according to claim 1, wherein the first rotation amount is equal to the difference between the first angle and the second angle. 前記制御手段は、前記第１回転手段を制御して前記第１回転量だけ前記第１マルチコア光ファイバを回転させて前記第１マルチコア光ファイバを第３角度とした後、前記第１回転手段及び前記第１撮像手段を制御して、前記第３角度を基準とする所定範囲内の複数の角度において前記第１マルチコア光ファイバの複数の第３側面画像を撮像し、
前記制御手段は、前記複数の第３側面画像それぞれと、前記第２側面画像との相関を求め、前記相関が最大となる第３側面画像が撮像された角度に前記第１マルチコア光ファイバの角度がなる様に、前記第１回転手段を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の調心装置。 The control means controls the first rotating means to rotate the first multi-core optical fiber by the first rotation amount to make the first multi-core optical fiber a third angle, and then the first rotating means and the first rotating means. By controlling the first imaging means, a plurality of third side surface images of the first multi-core optical fiber are imaged at a plurality of angles within a predetermined range with respect to the third angle.
The control means obtains a correlation between each of the plurality of third side image images and the second side image, and the angle of the first multi-core optical fiber is set at an angle at which the third side image having the maximum correlation is captured. The centering device according to claim 1 or 2, wherein the first rotating means is controlled so as to be the same. 前記第２マルチコア光ファイバを周方向に回転させる第２回転手段をさらに備えており、
前記制御手段は、前記第１角度と前記第２角度とに基づき前記第２回転手段による前記第２マルチコア光ファイバの第２回転量を決定し、
前記第１回転量と前記第２回転量の和は、前記第１角度と前記第２角度との差に等しいことを特徴とする請求項１に記載の調心装置。 A second rotating means for rotating the second multi-core optical fiber in the circumferential direction is further provided.
The control means determines the second rotation amount of the second multi-core optical fiber by the second rotation means based on the first angle and the second angle.
The centering device according to claim 1, wherein the sum of the first rotation amount and the second rotation amount is equal to the difference between the first angle and the second angle. 前記制御手段は、前記第１回転手段を制御して前記第１回転量だけ前記第１マルチコア光ファイバを回転させて前記第１マルチコア光ファイバを第３角度とし、前記第２回転手段を制御して前記第２回転量だけ前記第２マルチコア光ファイバを回転させて前記第２マルチコア光ファイバを第４角度とした後、前記第１回転手段及び前記第１撮像手段を制御して、前記第３角度を基準とする所定範囲内の複数の角度において前記第１マルチコア光ファイバの複数の第３側面画像を撮像し、前記第２撮像手段を制御して前記第２マルチコア光ファイバの第４側面画像を撮像し、
前記制御手段は、前記複数の第３側面画像それぞれと、前記第４側面画像との相関を求め、前記相関が最大となる第３側面画像が撮像された角度に前記第１マルチコア光ファイバの角度がなる様に、前記第１回転手段を制御することを特徴とする請求項４に記載の調心装置。 The control means controls the first rotating means to rotate the first multi-core optical fiber by the first rotation amount to make the first multi-core optical fiber a third angle, and controls the second rotating means. After rotating the second multi-core optical fiber by the amount of the second rotation to make the second multi-core optical fiber a fourth angle, the first rotating means and the first imaging means are controlled to control the third. A plurality of third side image images of the first multi-core optical fiber are imaged at a plurality of angles within a predetermined range based on the angle, and the second imaging means is controlled to control the fourth side image of the second multi-core optical fiber. Imaged,
The control means obtains a correlation between each of the plurality of third side image images and the fourth side image, and the angle of the first multi-core optical fiber is the angle at which the third side image having the maximum correlation is captured. The centering device according to claim 4, wherein the first rotating means is controlled so as to be obtained. 前記判定手段は、ニューラルネットワークであることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の調心装置。 The centering device according to any one of claims 1 to 5, wherein the determination means is a neural network.
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