JPH03210409A

JPH03210409A - 光ファイバの形状測定装置

Info

Publication number: JPH03210409A
Application number: JP478390A
Authority: JP
Inventors: Susumu Koizumi; 晋小泉; Hiroshi Kondo; 寛近藤; Mitsuoki Hatamoto; 畑本　光興; Masafumi Tsunada; 綱田　雅文; Izumi Takiguchi; 滝口　泉
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 1990-01-12
Filing date: 1990-01-12
Publication date: 1991-09-13

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は、光ファイバの形状測定装置に係り、特にクラ
ッドのみならずコアも測定することができる形状測定装
置に関する。

（従来の技術）一般に光ファイバは、光を通すコアと、コアの光を全反
射させファイバ外に出さないようコアの外周部を被覆す
るクラッドとから構成されるが、これらは、いずれもガ
ラスが用いられ、しかもコアの屈折率は、クラッドの屈
折率よりもやや高く設定されている。

ところで、このような光ファイバの結線器における端末
形状は、光源側においては、第７図（ａ）〜（ｄ）に示
すように、クラッド１に内包されたコア２の端部を、半
径ｒの微少凸レンズ状に形成したり、あるいは第８図に
示すように、クラッド１およびコア２の端面を、角度θ
の傾斜面に形成し、光Ｉｓ３からの光４がコア２に入射
する際に、コア２表面での反射光５が光源３に返らない
ようにしている。

また、光フアイバ同志の結合部においても、第９図に示
すように、一方の光ファイバのコア２からの光が他方の
光ファイバのコア２に入り易くするため、各光ファイバ
の端面を、半径Ｒの凸レンズ状に形成している。

このため、光ファイバの端部の形状を測定することが極
めて重要となるが、クラッド１とコアとが完全に同心で
あるわけではないので、形状測定の際には、クラッドｌ
の外形形状測定とともに、コア２との対比も測定できる
ことが望ましい。

従来、光ファイバの形状Ｊｌｌ定法法しては、第１０図
に示すように、光ファイバに平行光６を照射し、光ファ
イバの中を通る光は散乱して暗くなり、中を通らない光
は明るいことを用いて形状８？＋定する方法が採られて
いる。

（発明が解決しようとする課題）ところが、前記従来の光ファイバの形状測定方法におい
ては、クラッド１が円筒状をなしているため、第１０図
に示すように、光ファイバを透過する光路が乱れてコア
２自体は見えず、結果としてクラッド１の外形形状しか
測定できないという問題がある。

本発明は、このような点を考慮してなされたもので、ク
ラッドの外形形状のみならずコアとの対比も測定でき、
光ファイバの解析を高精度で行なうことができる光ファ
イバの形状測定装置を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）本発明は、前記目的を達成する手段として、光ファイバ
の形状ｉｌｌ定部分をクラッドの屈折率に近似する屈折
率を有する液体中に浸漬する液浸部と、この液浸部に平
行光線を照射する光源部と、前記液浸部を透過した光源
部からの光を受光する顕微鏡装置と、この顕微鏡装置か
らの投影光を画像として捉える撮像器と、撮像器からの
画像信号を処理し先ファイバの形状を検知解析する処理
装置とをそれぞれ設けるようにしたことを特徴する。

（作　用）本発明に係る光ファイバの形状測定装置においては、光
ファイバの形状測定部分が、液浸部の液体中に浸漬され
、この状態で、光源部からの平行光が液浸部に照射され
る。

ところで、液浸部の液体は、クラッドの屈折率に近似す
る屈折率を有しているので、光源部からの平行光は、平
行のままクラッド内を通過する。

一方、コアは、クラッドよりも屈折率が大きいので、コ
アに照射された平行光は散乱し、これを顕微鏡装置を介
し撮像器で捉えると、コアの部分が不透明となり、クラ
ッドとの間に差が生じる。このため、コアを画像として
捉えることができる。

なお、液浸部の液体表面と空気との間に透明平行平板を
載置介在することで、液体の表面張力や粘性による面の
歪みを無くし、さらに高精度化できる。また、前記液体
は、その屈折率がクラッドと完全に同一ではないので、
クラッドと液体との境界線も画像として捉えることがで
きる。

そこで、このようにして得られた画像の信号を、処理袋
ぼに送って処理することにより、クラッドの外形形状の
みならず、コアとの対比を測定することもｉ＝Ｊ能とな
り、高精度な解析が可能となる。

（実施例）以下、本発明の第１実施例を図面を参照して説明する。

第１図は、本発明に係る光ファイバの形状測定装置の一
例を示すもので、図中、符号１１はドーナツ板状をなす
測定テーブルであり、この測定テーブル１１上には、内
部に歪がなく平行度および平面度が高い透明台１２が載
置されている。

この透明台１２上には、第１図ないし第３図に示すよう
に、先ファイバ１３の形状測定部分、例えば一端部が載
置され、かつその周辺には、屈折率が光ファイバ１３の
クラッド１３ａの屈折率に近似する例えばシリコンオイ
ル、オリーブオイル等の液体１４が、気泡が残らないよ
うに気密に滴下され、さらにその上から、内部に歪がな
く平行度および平面度が高い透明平板１５が載置される
ようになっている。そして、これらにより、光ファイバ
１３の形状測定部分を液体１４中に浸漬する液浸部が構
成されるようになっている。

一方、測定テーブル１１の下方位置には、第１図および
第３図に示すように、平行光線１６を液浸部に照射する
光源部としての照明装置１７が設置されており、また測
定テーブル１１の上方位置には、′Ｎ＆浸部を透過した
照明装置１７からの光を受光する顕微鏡１８およびこの
顕微鏡１８からの投影光を画像として捉える撮像器１９
がそれぞれ設置されている。

この撮像器１つは、例えばＣＯＤ等の固体撮像素子で形
成されており、この撮像器１つでシルエット的に捉えら
れた画像信号は、第１図に示すように処理装置２０に送
られるようになっている。

そして、この処理装置２０では、画像の輪郭検出のため
に２値化処理等の演算を行ない、光ファイバ１３の外形
形状、クラッド１３ａとコア１３ｂとの寸法あるいは偏
心関係等が求められるようになっているとともに、その
結果は、プリンタ等の後続機器２１に送られるようにな
っている。

なお、′Ｍ４１図において、符号２２は装置のベース、
符号２３は、測定テーブル１１を支持するとともに、顕
微鏡１８および撮像器１９を昇降機構２４を介して支持
する支持アームである。

次に、本実施例の作用について説明する。

光ファイバ１３の形状測定に際しては、照明装置１７か
らの平行光線１６を、透明台１２、光ファイバ１３、液
体１４および透明平板１５からなる液浸部に照射した後
、顕微鏡１８および撮像器１９のピントを昇降機構２４
により調節する。

平行光線１６が液浸部に照射されると、第３図に示すよ
うに、液体１４の屈折率がクラッド１３ａの屈折率に近
似しているので、クラッド１３ａを透過する光は平行の
まま維持され、−刃高屈折率のコア１３ｂを透過する光
は屈折して散乱することになる。このため、第３図の符
号す。

０間は散乱のために不透明となるとともに、符号ａ、ｂ
問および符号ｃ、ｄ間は透明となり、コア１３ｂを検出
することができる。

また、液体１４の屈折率は、クラッド１３ａの屈折率に
近似しているが、完全に同一ではないので、第３図に符
号ａ、ｄで示すクラッド１３ａと液体１４との境界線を
判別することもできる。

なお、液体１４の屈折率をクラッド１３ａの屈折率と完
全に一致させることは、実際上は不可能であるが、例え
屈折率を完全に一致させることができたとしても、液体
１４とクラッド１３ａとの透明度を変えれば、境界線を
判別することは可能である。

このように、光ファイバ１３の外形形状はもとより、コ
ア１３ｂを検出することもでき、処理装置２０において
、クラッド１３ａとコア１３ｂとの対比、偏心状態等を
解析することができる。このため、高精度の解析が可能
となる。

本発明者等は、第１図に示す光ファイバの形状測定装置
を用い、撮像器１９で捉えられた画像と、第１０図に示
す従来の形状測定方法を用いて得られた画像との比較を
行ない、第４図に示す結果を得た。第４図（ａ）は、本
発明の撮像器１９で捉えられた画像を示し、また第４図
（ｂ）は、従来の形状測定方法を用いて得られた画像を
示す。

第４図からも明らかなように、従来の形状測定方法では
、光ファイバ１３の外形形状は測定できるがコア１３ｂ
を検出することはできないのに対し、本発明に係る形状
測定方法では、光ファイバ１３の外形形状のみならず、
コア１３ｂも明瞭に検出できることが判る。

第５図は、本発明の第２の実施例を示すもので、液浸部
の構成を変更したことを特徴としている。

すなわち、本実施例において、液浸部は、）５！５図に
示すように、底部が均一厚さで歪がない大きな面積を有
する透明容器３１と、この透明容器３１に投入された液
体１４とから構成され、液体１４は、光ファイバ１３が
液体１４の表面の平面度に影響を与えないだけの充分な
深さまで満たされるようになっている。

このように構成しても、前記第１実施例と同様の効果が
期待でき、しかも構造がより簡略化されて取扱いも容易
となる。

第６図は、本発明の第３の実施例を示すもので、液浸部
の構成をさらに変更したことを特徴としている。

すなわち、本実施例において、液浸部は、第６図に示す
ように、底部が均一厚さで歪がない深底の透明容′ｒＡ
４１と、この透明容器４１内に投入された液体１４とか
ら構成され、液体１４には、顕微鏡１８の対物レンズ１
８ａが浸漬されるようになっている。

このように構成しても、前記第２の実施例と同様の効果
が期待でき、しかも液体１４の液面での光の散乱の影響
がないので、より高粘度なｉｌ？１定か可能となる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、液浸部の液体中に光ファ
イバの形状測定部分を浸漬し、光源部からの平行光線が
クラッド内を平行のままで透過するようにしているので
、クラッドの外形形状のみならず、コアとの対比を７７
１１定することもでき、精度よく光ファイバの解析を行
なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例に係る光ファイバの形状測
定装置を示す構成図、第２図は第１図の液浸部を上方か
ら見た構成図、第３図は第１図の装置における光ファイ
バの形状測定装置を示す説明図、第４図（ａ）は本発明
により得られた光ファイバの画像を示す説明図、第４図
（ｂ）は従来方法により得られた光ファイバの画像を示
す説明図、第５図は本発明の第２実施例を示す液浸部の
断面図、第６図は本発明の第３実施例を示す液浸部の断
面図、第７図（ａ）〜（ｄ）は光フアイバ先端の微小レ
ンズ部の構造をそれぞれ示す説明図、第８図は光ファイ
バの端部を傾斜面とＬ７た際の光源と反射光との関係を
示す説明図、第９図は光フアイバ同志を接続する際の各
光ファイバの端面形状を示す説明図、第１０図は従来の
光ファイバの形状測定方法を示す説明図である。１２・・・透明台、１３・・・光ファイバ、１３ａ・・
・クラッド、１３ｂ・・・コア、１４・・・液体、１５
・・・透明平板、１６・・・平行光線、１７・・・照明
装置、１８・・・顕微鏡、１９・・・ＴＶカメラ、２０・・・処理装置、３１゜４１・・・透明容器。

Claims

【特許請求の範囲】１、コアの外周部を、コアよりも小さな屈折率を有する
クラッドで被覆してなる光ファイバの形状測定装置であ
って、光ファイバの形状測定部分を前記クラッドの屈折
率に近似する屈折率を有する液体中に浸漬する液浸部と
、この液浸部に平行光線を照射する光源部と、前記液浸
部を透過した光源部からの光を受光する顕微鏡装置と、
この顕微鏡装置からの投影光を画像として捉える撮像器
と、撮像器からの画像信号を処理し光ファイバの形状を
検知解析する処理装置とを具備することを特徴とする光
ファイバの形状測定装置。２、液浸部は液体と、この液体表面上に載置された透明
平板とから構成されている請求項１に記載の光ファイバ
の形状測定装置。