JPH08152536A - 光ファイバ観察方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数の光ファイバが列状に配列された多心光
ファイバの観察について、処理時間が早く、効率の良い
観察方法と、部品点数を減らし小型化と高精度化を実現
した観察装置を提供する。 【構成】 列状に配列された複数の光ファイバ1a〜1dに
対して光ファイバの軸に垂直な面内の相異なる２方向か
ら平行光を同時に照射する２つの光源3a及び3bと、ファ
イバを透過した２つの観察光の光路を１つの撮像手段５
に導くミラー2a及び2bと、光ファイバ1a〜1d、ミラー2a
及び2b並びに撮像手段５の３つの構成要素の空間的位置
関係を調整することにより、光ファイバを透過した観察
光の光路長を２方向について等しくする光路長調整手段
とを具える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、１本の光ファイバ又は
複数の光ファイバが列状に配列された多心光ファイバを
観察する方法及び装置に関し、特に多心光ファイバにつ
いてその端面付近を観察する方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】多心光ファイバを接続する方法として、
コネクタを用いる方法又は接着剤或いは融着により接続
を行う方法等が研究開発されている。後者の方法に関し
現在実用化されている多心光ファイバ融着接続装置で
は、光ファイバ同士の軸を調心する手段として高精度に
加工された固定Ｖ溝が用いられている。しかしこの固定
Ｖ溝には、Ｖ溝の寸法及び位置合わせの高精度化に限界
がある、光ファイバの外形による調心のためコアの偏心
に対応することができない、固定Ｖ溝融着機が使用され
る環境は洞道或いはマンホール内等の埃が多く存在する
場所であるため埃或いはゴミが付着し易く光ファイバを
Ｖ溝に正しくセットできるとは限らない、といった問題
点がある。このような理由から、固定Ｖ溝では融着する
光ファイバのコアの軸ずれが生じ、それに伴い接続損失
が増大する。このため、低損失な接続を達成するために
は接続の際に多心光ファイバのコアの軸合わせを個別に
正確に行う必要がある。

【０００３】そこで近年、多心光ファイバを個別に軸調
心する機構が盛んに研究開発されており、それに伴って
個々の光ファイバを観察する要求が増えてきた。１本の
光ファイバを軸調心するためには、光ファイバ軸に対し
て垂直な面内の２軸について位置合わせを行わなければ
ならない。従って相異なる少なくとも２つの方向から観
察する必要がある。従来の多心ファイバの観察方法及び
観察機構を図９、１０及び１１を参照して説明する。

【０００４】図９、１０及び１１において、1a〜1dは束
となった光ファイバテープの光ファイバの断面、４は顕
微鏡、５は可動機構を持つＣＣＤカメラ、６は可動機構
を持つミラー、７はＬＥＤ（光源）、そして8a及び8bは
放電電極である。更に、ｘ及びｙ軸の方向を図に示すよ
うに定義する。このような構成からなる多心光ファイバ
の観察装置を用いて1a〜1dの４本の光ファイバを観察す
る方法について以下に説明する。

【０００５】まず、多心光ファイバの先端部側の被覆部
材を剥がして光ファイバ1a〜1dを露出させ、これを光フ
ァイバ保持具（図示せず）にセットする。光ファイバ1a
〜1dはファイバ保持具のＶ溝により１本ずつ保持され、
所定間隔で配置されている。同様に融着する光ファイバ
は、光ファイバ1a〜1dに端部を突き合わせた状態で配置
される。

【０００６】次に図１０を用いて、光ファイバ1aのｘ方
向の面を観察する手順を説明する。可動ＣＣＤカメラ５
及び可動ミラー６をそれぞれ実線で示す位置に配置し、
平行光を照射するＬＥＤ７を点灯する。するとＬＥＤ７
から発せられた平行光は実線で示した光路A1のようにミ
ラー６により反射され、光ファイバ1aを透過した後ＣＣ
Ｄカメラ５に導かれる。その際、ＣＣＤカメラ５をｘ軸
方向に動かすことにより、光ファイバ1aの透過像に対し
ピント合わせを行う。

【０００７】ここで、ピント合わせについて図12を用い
て説明する。９はピントを合わせるための観測面、10a
は光ファイバの軸に対して垂直な面で切った断面におけ
るシングルモード型光ファイバのコア部分、10b は断面
におけるシングルモード型光ファイバのクラッド部分、
11は光ファイバ側面から照射される平行光の光路であ
る。光ファイバではコア部分10a の屈折率がクラッド部
分10b より大きいため、側面から平行光を当てるとコア
部分10a を通過した光はクラッド部分10b を通過した光
よりも中心付近に集合する。このため、光ファイバから
の透過光を側面から観察すると、コア10a とクラッド10
b の境界は２本の暗線として観察することができる。こ
こで、この２本の暗線は、観測面９に焦点を合わせて観
測することにより最も顕著に観察することができる。

【０００８】このようにして得られた光ファイバ1a〜1d
の透過像は、ＣＣＤカメラ５によって信号化されこの撮
像信号が画像処理部（図示せず）に送られる。画像処理
部では、ＣＣＤカメラ５から入力された撮像信号に基づ
いて光ファイバの透過像分布の画像処理が行われる。そ
の後、融着接続前の光ファイバ端面の形状における異常
の有無、融着接続の前後における光ファイバ端部の相互
間の軸ズレ量の計測、そしてこれらの結果に基づき融着
接続後の接続損失の推定等の処理が行われる。

【０００９】同様に、光ファイバ1aのｙ方向の面を観察
する場合、図11に示すように、可動ＣＣＤカメラ５及び
可動ミラー６をそれぞれ実線で示す位置に配置しＬＥＤ
７を点灯する。するとＬＥＤ７からの光は実線で示した
光路D2のように、光ファイバ1aを透過した後ミラー６に
より反射されてＣＣＤカメラ５に導かれ、前と同様の処
理が行われる。光ファイバ1b〜1dにおいても上記と同様
の手順でそれぞれｘ及びｙの両方向から観察することが
できる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
従来の光ファイバの観察方法及び観察装置には次のよう
な問題点がある。 (1) 観察する光ファイバを交換する際及び観察する光フ
ァイバの方向（面）を変更する際には、光ファイバとカ
メラの距離が大きく変化するため、それぞれについてピ
ントを合わせ直す必要がある。 (2) 従ってピント合わせ機構が必要となり、可動部分及
び部品点数が増え、それに伴い工作精度が落ち、光ファ
イバ接続損失増大の一原因となる。またそれに伴い大型
化する。 (3) 更にピント合わせのための時間が必要となり、全体
の処理時間が増加する一因となる。 (4) 軸調心の際には２方向について光ファイバの位置合
わせを行わなければならないが、光ファイバを同時に２
方向から観察しようとしても、奥行き長さの違いから２
方向の光ファイバの透過像に同時に焦点を合わせること
はできない。従って、従来の方法では１本の光ファイバ
に対し１方向ずつ個別に観察する方法を用いているた
め、処理時間が増加する一因となる。

【００１１】従って、本発明の目的は、各処理工程を簡
略化することが可能で各処理時間を短縮することができ
る観察方法と、部品点数を減らし小型化及び高精度化を
実現することができる観察装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するた
め、本発明に係わる光ファイバの観察方法は、光ファイ
バの軸に垂直な面内の相異なる２方向から平行光を光フ
ァイバに同時に照射し、この光ファイバを透過した観察
光の光路長をこの２光路について等しくし、相異なる２
方向からの観察光を１つの撮像手段で同時に観察するこ
とを特徴とする。このような本発明による方法において
は、相異なる２方向の光ファイバの観察光を１つの撮像
装置で同時に観察することが可能である点及び２方向か
らの光路長を等しくすることによりピント合わせ機構が
不必要となる点が特に新規な点である。

【００１３】従って、本発明に係る光ファイバの観察装
置は、２方向から平行光を照射する２つの光源、光路変
更手段、撮像手段及び光路長調整手段を有する。この２
つの光源は、光ファイバの軸に垂直な面内の相異なる２
方向から平行光を複数の光ファイバに同時に照射するこ
とができる。光路変更手段は、光ファイバを通過した２
つの観察光の光路をそれぞれ変更することにより１つの
撮像手段に導く。光路長調整手段は、光ファイバ、光路
変更手段及び撮像装置の３つの構成要素の空間的位置関
係を調整することにより、光ファイバを透過した観察光
の光路長を２方向について等しくする。

【００１４】本発明においては、列状に配列された複数
の光ファイバを同時に観察することができ、また、倍率
を変更すること等により光ファイバを１本ずつ観察する
こともできる。この場合、複数の光ファイバを観察する
ときは、観察する光ファイバを順次光路に挿入するよう
にすれば好都合である。

【００１５】

【作用】相異なる２方向の光ファイバの観察光を１つの
撮像装置で同時に観察することにより、各処理の簡略
化、それに伴う処理時間の短縮、更にピント合わせ機構
の省略により、装置の小型化、高精度化及び全体の処理
時間の短縮が可能となる。

【００１６】

【実施例】次に、本発明の実施例を添付図面を用いて説
明する。なお説明において同一要素には同一符号を用い
重複する説明は省略する。まず、本発明に係る複数の光
ファイバが列状に配置された多心光ファイバのための観
察装置の一実施例を図１〜図８を用いて説明する。この
実施例における多心光ファイバ観察装置では、多心光フ
ァイバを全体的に観察する低倍率観察工程及び光ファイ
バを個別に観察する高倍率観察工程を含む。

【００１７】図１は本発明に係る多心光ファイバ観察装
置を説明する斜視図、図２は本発明に係る多心光ファイ
バ観察装置を用いて多心光ファイバを全体的に観察する
低倍率観察工程の説明図、図４及び５は本発明に係る多
心光ファイバ観察装置を用いて光ファイバを個別的に観
察する高倍率観察工程の説明図である。この実施例で
は、観察する列状に配列された多心光ファイバとしてテ
ープ状にまとめられた４本の光ファイバ1a〜1dを用い
る。

【００１８】図１、２、４及び５において、1a〜1dはフ
ァイバテープのそれぞれの光ファイバ、2a及び2bはミラ
ー、3a及び3bは平行光を照射することができるＬＥＤ
（光源）、４は顕微鏡、５はＣＣＤカメラ、12は像平面
である。このような構成からなる多心光ファイバ観察装
置を用いて、1a〜1dの４本の光ファイバを全体的に観察
する低倍率観察方法と個別的に観察する高倍率観察方法
とについて以下に説明する。

【００１９】この実施例では、光ファイバ1a〜1dとＣＣ
Ｄカメラ５並びにミラー2a及び2bの空間的な位置関係の
変更方法として、光ファイバ保持具（図示せず）にセッ
トされた光ファイバ1a〜1dを、その配列面方向に光ファ
イバ保持具と共に移動することができる可動機構を用い
る（図示せず）。

【００２０】図２は低倍率観察方法を説明する図であ
る。ＬＥＤ3a及び3bからの光は、実線で示した光路で光
ファイバ1a〜1dを透過した後それぞれミラー2b又は2aに
より反射され、その鏡像がＣＣＤカメラ５に導かれる。
このとき、ＬＥＤ3aからの光による光ファイバ1a〜1dの
鏡像はそれぞれ1a" 〜1d" となり、ＬＥＤ3bからの光に
よる光ファイバ1a〜1dの鏡像はそれぞれ1a' 〜1d' とな
る。

【００２１】従って、画像平面の右半面には光ファイバ
1a〜1dのｘ方向の面の鏡像1a" 〜1d" が投影され、左半
面には光ファイバ1a〜1dのｙ方向の面の鏡像1a' 〜1d'
が投影される。その際得られる画像の例を図７に示す。
このように１つの画像平面上に２方向から投影された光
ファイバの画像を得ることができる。この低倍率観察方
法は、ＣＣＤカメラを図３の5'及び5"の位置に配置した
ステレオ視システムと等価である。

【００２２】次に、高倍率観察方法について、例として
光ファイバ1aを観察する場合を図４を用いて説明する。
ＬＥＤ3a及び3bからの光は、実線で示した光路で光ファ
イバ1aを透過した後それぞれミラー2b又は2aにより反射
され、その鏡像がＣＣＤカメラ５に導かれる。このと
き、ＬＥＤ3aからの光による光ファイバ1aの鏡像は1a"
となり、ＬＥＤ3bからの光による光ファイバ1aの鏡像は
1a' となる。

【００２３】従って、画像平面の右半面には光ファイバ
1aのｘ方向の面の鏡像1a" が投影され、左半面には光フ
ァイバ1aのｙ方向の面の鏡像1a' が投影される。その際
得られる画像の例を図８に示す。このように１つの画像
平面上に２方向から投影された光ファイバの画像を得る
ことができる。この高倍率観察方法は、ＣＣＤカメラを
図６の5'及び5"の位置に配置したステレオ視システムと
等価である。

【００２４】光ファイバ1bを観察する場合においても、
図５に示すように、光ファイバ保持具（図示せず）を矢
印方向に隣り合う２本の光ファイバの間隔分だけ移動さ
せることにより、前記光ファイバ1aと同様に観察するこ
とができる。以下同様に光ファイバ1c及び1dもそれぞれ
個別に観察することができる。

【００２５】本発明による上記の観察方法及び観察装置
は、従来の技術に比べて次のような利点がある。 (1) ミラー2a及び2bを用いて光路の変更を行うことによ
り、１台のＣＣＤカメラ５でステレオ視システムを構成
することができる。 (2) 従って、光ファイバ1a〜1dを異なった２方向から同
時に観察することができる。 (3) 従って、光ファイバの軸合わせを２方向について同
時に行うことができるため、画像処理及び軸調心処理時
間共に短縮し効率が良くなる。 (4) 光ファイバ保持具に可動機構を持たせることによ
り、ＣＣＤカメラ５と光ファイバ1a〜1dの鏡像1a' 〜1
d' 及び1a" 〜1d" との間のそれぞれの光路長を一定に
設定することが可能となり、ピント合わせ機構を省略す
ることができる。 (5) 従って、観察装置の構成部品を減らすことができ、
装置の小型化及び高精度化が可能となる。

【００２６】

【発明の効果】以上のように、本発明に係る観察方法に
よれば、ミラーを用いたステレオ視により同時に２方向
から光ファイバを観測することができ、その結果画像処
理及び軸調心処理の時間が短縮され、効率が著く向上
し、短時間で列状に配列された複数の光ファイバを観察
することが可能となる。また、本発明に係る観察装置
は、作動機械部品点数が従来に比べて少なくなるので装
置を小型化及び高精度化することができ、また、効率良
く上記観察方法を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光ファイバ観察装置を示す斜視図であ
る。

【図２】本発明における低倍率観察時の説明図である。

【図３】本発明の低倍率観察装置と等価なステレオ視を
用いた光ファイバ観察装置を示す図である。

【図４】本発明により光ファイバを高倍率で観察する時
の説明図である。

【図５】本発明により他の光ファイバを高倍率で観察す
る時の説明図である。

【図６】本発明の高倍率観察装置と等価なステレオ視を
用いた光ファイバ観察装置を表す図である。

【図７】本発明による低倍率観察時のＣＣＤカメラに撮
影された光ファイバの画像を示す図である。

【図８】本発明による高倍率観察時のＣＣＤカメラに撮
影された光ファイバの画像を示す図である。

【図９】従来の光ファイバ観察装置を示す図である。

【図１０】従来の光ファイバ観察装置を示す図である
（ｘ方向の面の観察時）。

【図１１】従来の光ファイバ観察装置を示す図である
（ｙ方向の面の観察時）。

【図１２】シングルモード型光ファイバ内を通過する平
行光の光路を示す図である。

【符号の説明】

1a〜1d 光ファイバ 2a、2b ミラー 3a、3b ＬＥＤ光源 ４ 顕微鏡 ５ ＣＣＤカメラ ６ ミラー ７ ＬＥＤ光源 8a、8b 放電電極 ９ 観測面 10a シングルモード型光ファイバのコア部分 10b シングルモード型光ファイバのクラッド部分 11 シングルモード型光ファイバ側面から照射される平
行光の光路 12 像平面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 辻村 健 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ファイバの軸線に垂直な面内の相異な
   る２方向から平行光を光ファイバに同時に照射し、該光
   ファイバを透過した観察光の光路長を該２光路について
   等しくし、相異なる２方向からの観察光を１つの撮像手
   段で同時に観察することを特徴とする光ファイバ観察方
   法。
2. 【請求項２】 列状に配列された複数の光ファイバを同
   時に観察光の光路に位置させて観察することを特徴とす
   る請求項１に記載の光ファイバ観察方法。
3. 【請求項３】 列状に配列された複数の光ファイバを順
   次観察光の光路に位置させて観察することを特徴とする
   請求項１に記載の光ファイバ観察方法。
4. 【請求項４】 光ファイバに対して光ファイバの軸に垂
   直な面内の相異なる２方向から平行光を照射する光源、
   該光ファイバを通過した２つの観察光の光路をそれぞれ
   変更する光路変更手段、該観察光を観察するための撮像
   手段及び該光ファイバと該光路変更手段と該撮像手段と
   の空間的位置関係を変更し光路長を調整する可動機構を
   具備したことを特徴とする光ファイバ観察装置。
5. 【請求項５】 列状に配列された複数の光ファイバを同
   時に観察するように構成されたことを特徴とする請求項
   ４に記載の光ファイバ観察装置。
6. 【請求項６】 列状に配列された複数の光ファイバを順
   次観察光の光路に位置させる機構を具備したことを特徴
   とする請求項４に記載の光ファイバ観察装置。