JPS6061703A

JPS6061703A - フアイバのコア軸ずれ検出方法

Info

Publication number: JPS6061703A
Application number: JP17082583A
Authority: JP
Inventors: Osamu Kawada; 修河田; Koichi Hoshino; 星野　光一; Hiroshi Ishihara; 石原　浩志; Ko Watanabe; 渡辺　興
Original assignee: Fujikura Ltd; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Fujikura Ltd; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1983-09-16
Filing date: 1983-09-16
Publication date: 1985-04-09
Also published as: JPS6218883B2

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】本発明は、被接続ファイバの突き合せ部、もしくは既接
続ファイバの接続部でファイバを観察した時の観察信号
からファイバのコア軸ずれを検出する方法に関するもの
である。

ファイバを低損失で接続するためには、被接続ファイバ
間の軸ずれを極力なくすように軸調心を行うが、従来は
第１図に示すように被接続ファイバの一方のもの１に光
源５による光を入射し、その光を他方のファイバ２に結
合した受光器６でモニタし、その光量が最も大きくなる
ようにファイバの固定台３，４の何れか一方、もしくは
両方を移動させるパワーモニタ法が用いられている。こ
のようなパワーモニタ法は、本質的に被接続ファイバ内
にモニタ光を入射でき、かつ受光するためにファイバ内
からモニタ光をとりだすことのできる場合に限られてい
る。しかし、中継器を含むような伝送路での接続のよう
にそれが不可能な場合は、それ以外の方法で軸を合わせ
ることが必要である。

そのため、第２図に示すように接続点近傍のファイバ１
，２のコアを顕微鏡１１やビデオモニタ１２などにより
視覚的に観察することができれば、被接続ファイバ間の
コアの軸ずれをなくすようにｌ心することができる。し
かし、ファイバのコアを目視で観察しながら調心するの
では、作業者の慣れやくせ、さらに作業環境の優劣が軸
合せの特性や作東時間にあられれ、必ずしもすぐれた特
性を維持できるとは限ら々い。そのため、コアを含むフ
ァイバの画像からコアの軸ずれを検出し、その情報を軸
詞心機構にフィードバックすることにより自動的に軸ず
れをなくすようにすることが望まれる。また、接続後の
コア形状から接続損失を評価する上でも接続点近傍の軸
ずれや角度ずれを定値的にめる技術が必要である。

本発明は上記の事情にｉみ、上記のような自動コア軸調
心や接続後のコア軸形状検査に適用できるファイバのコ
ア軸ずれ検出方法を提供するもので、ファイバの観察信
号からコアの軸の位置、またはコアの軸ずれを検出する
ようにしたものである。

ファイバを観察した時のコアの見え方は、観察方法や観
察系の光学的特性などによって若干４なるものとがるが
、何れにしてもあるファイバの軸と直角方向に走査した
画像信号としては、第３図に示すようカファイバ外径と
コア境界を特徴づけるような明暗（輝度）信号、または
色情報で識別する場合は色信号が得られる。

本発明は、このよう力信号からコアの位置情報を抽出し
、被接続ファイバや既接絣ファイバ間の軸ずれを検出す
るようにしたことを特徴としている。

以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。第４
図（ａ）〜（ｄ）は本発明の実施例を示す説明図であり
、例えば嬉４図（ａ）のように、被接続ファイバＡ、Ｂ
を０１１方向に観察した時のａ−ａ’、ｂ−ｂ′・・・
・・・Ｉ　ｎ　−、１１’の各点でファイバ軸と直角方
向に走査した画１象侶号Ｖａ、Ｖ、ｂ・・・・・・Ｖｎ
をめる。

このような信号波形は、第５図に示すようにファイバＡ
　（Ｂ）の軸に対し直角をなす軸線上に光源４１を置き
、ファイバの反対側の位置に対物レンズ４２、接眼レン
ズ４３から成る顕微鏡１１を置くことによって得られる
ファイバ像をビデオカメラ４５によって画像信号ｆヒし
た後、ファイバ軸の直角方向に走査することによって容
易に得ることができる。なお、この信号は、画像端等の
基準点からの時間信号である。

通常の観測信号では、各波形においてコアの位置情報を
与える信号成分は、ファイバの外径等、他の情報を与え
る信号成分に比して小さく、また観察系の雑音等も含ま
れている。そのため、コア付近の情報のみに着目するよ
う　第４図（ｈｌのようにファイバの中心位置χＣを特
定の観６Ｌ１１信号波形、例えばｖａについてめ、その
両側の適当な間隔７７部分の信号のみを抽出すＺｌ。Δ
χは通常ファイバー４．径の１．７，１／７　が適当で
ある。

そし、て、と、の波形を参照信号とし、他の位置で観察
ばれた画像信号ｖｂ・・・・・・Ｖｎのファイバ中心付
近で次式のような相互相関関数Ｒ（τ）を次式からめる
。

ただしｔ＝ｈ・・・ｎである。

こうしてめた相互相関関数は、第４図（Ｃ）のように最
も両者の波形が似てくる位置で最大値を与える。この最
大値を与える時のτ０が波形Ｖａと波形Ｖｉ　のコア位
置のずれ付を与える。

τｉ　（１＝ｂ・・・ｎ）が全ての点についてまる。

接続点近傍での軸ずれ鎗は、最低各ファイバＡ。

Ｂで２点、計４点の位置ずれが明確になれば、接続中心
点におけるそれらの延長線間のずれ量でめることができ
る。また、各点の位置ずれの検出値に誤差が含まれるよ
うな場合には、さらに測定点を多くして、それらの位置
ずれ量τ１について、各ファイバＡ、Ｂ毎に最小２乗法
を適用してコア軸をめることにより、コア軸の検出誤差
を低減できる。

また、これらの情報から軸ずれだけでなく、軸の傾きや
曲がりも判定できることから、接続前の軸調心だけでな
く、接続後の接続損失の推定にも適用することが可能で
あろうまた、ファイバ表面にきすがあったり、気泡が入いって
いたりする場合は、正常の波形とかなり異なる波形が得
られるため、このような時には相関係数が正常の場合に
比べ著しく低下する。したがって、相関係数に適当なレ
ベルを設けておけば、それを満たすか満たさないかでサ
ンプリング位置におけるファイバの異常も判定すること
が可能である。

通常、ファイバの観察波形ではファイバの違いや焦点の
ずれ、光学系の違いによりコアの見え方が異なることが
多い。しかし、本方法では、実際の観察波形の一つを参
照波形として使用するため、非常に高精度に軸ずれを判
定できる利点もある。

第６図（ａ）〜（ｃ）は本発明の他の実施例を示す説明
図である。第６図（ａ）に示すようにファイバの各点に
おける画像信号ｖａ、ｖｂ・・・・・・ｖｎをめるのは
第４図の場合と同じであるが、参照波形には予め用意し
た特定の波形ｖＯを用いる所が異なる。この時の参照波
形としては、できるだけ観察されるコア付近の波形に近
いものが望ましく、第６図（ｂ）のようにコア中心部に
相当する位置をＯとし、ファイバ外径部の情報が入いら
ない程度の範囲±Δχで定義されるものとする。このよ
うな波形を参照波形を用いてファイバ各点でめた画像信
号ｖａ。

ｖｂ・・・ｖｎに対して式（１１と同様に次式で相互相
関をとる。

ただし、ｉ＝ａ、ｌ＋・・・・・・ｎである。

求められた相互相関量１３Ｒ（τ）は、第４図（Ｃ）と
同様最大値を持つ関数形となる。この最大値を与えるτ
０が各画像信号波形の中でコアの中心を与える点である
。

したがって、第４図と同様、第６図（Ｃ）に示すように
ファイバＡ、Ｈの各点でこれらのコア中心位置をめると
とにより、やはりコアの軸ずれや角変ずれなどを検出す
ることが可能である。また、相関係数の値からファイバ
の異常などを判定できることも第４図の場合と同様であ
る。

本方法の特長はめられる普がコアの中心位置に相当する
絶対的な値であり、第４図の方法のようにある参照波形
に対するずれ量という相対的力値ではない。したがって
コア中心と外径測定から別にめられるファイバ中心との
ずれ、すなわちコアの偏心針もめることができる利点が
ある。

また、コアの見え方は観察系の種類によって異なる。す
なわち、これ筐で実施例で述べてきた第５図に示すよう
な透過光を通常の顕微鏡で観察するのではなく、例えば
干渉顕徴候で見る方法では観察波形は第７図に示すよう
にコア境界で急激に落ちこむようなものとなるし、紫外
光をファイバに照射することによってコアを螢光発光さ
せて顕微鏡観察した場合の波形は第８図に示すようにコ
ア部分が逆に輝度が上がるような波形が得られる。

しかし、本発明の相関法を用いる場合には、それらに共
通した波形を参照波形にしたり、観察系毎に最適な参照
波形を選定し、その機器に固有のものとして演算用のＲ
ＯＭに記憶させておいたり、また、ファイバの見え方を
幾つかに分類し、それらに対して幾つかの参照波形を用
意してやはりＲＯＭ　に記憶させておき、最も相関係数
が高くなるような波形を処理系に判断させるような手法
をとることにより、精度を落とすことなくコア中心位置
の決定が可能になる。

以上説明したように、本発明によれば、ファイバを観察
した画像信号からコア中心部近傍の信号成分について、
観察波形の何れか一つ、または予め用意した波形を参照
波形として各点の波形を相関をとることにより、コアの
位置ずれ、またはコア中心位置をめるようにしたから、
これらコアの位置ずれ、コアの中心位置を正確にめるこ
とができ、これらの情報から、被接続ファイバの間の軸
ずれや接ｌ！先後の接続点近傍の軸ずれ、角度ずれ、曲
がりなどを評価することができる。これらの処理は、全
てコンピュータ等の演算装置で実施できることから、こ
の技術をファイバ接続装置に応用すれば、接続前段階で
は高精変の軸調心を、１だ接続後の段階では接続損失の
筒精度な推定を全て自動的に行え得る利点を有している
。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のファイバ軸調心方法の説明図、第２図は
ファイバを観察して軸調心をする方法の説明図、第３図
はファイバを光学的に観察した場合の観察波形の一例を
示す波形図、第４図（ａ）〜（ｄ）は本発明の一実施例
を示す説明図、第５図は本発明においてファイバの透過
像を観測する場合の観測装置の配置図、第６１ｉｉａ（
ａ）〜（ｃ）は本発明の他の実施例を示す説明図、第７
図、第８図はファイバを光学的に観察した場合の観察波
形を示す図であって、第７図は干渉顕微鏡を用いた観察
によって得られる観察波形の波形図、第８図はコアを螢
光発光させた場合に得られる観察波形の波形図である。１．２．Ａ、Ｂ・・・・・・ファイバ、１１・・・・・
・顕微御、１２・・・・・・ビデオモニタ、４１・・・
・・・光源、４２・・・・・・対物レンズ、４３・・・
・・・接眼レンズ、４５・・・・・・ビデオカメラ。出願人　日本電信電話公社蒔倉電線株式会社第４図（ａ）ファイバＡ　ファイバ”Ｂ第４図（ｂ）基卑東、　ＸＣ−４Ｘ　Ｘｃ　Ｘｃ　十△ｘ　ｓ！ｒ　
間第４図（Ｃ）第４．ｍ（ｄ）第８図吋問

Claims

【特許請求の範囲】ｆｉｌ　■α線状に突き合わせた２本の被接続ファイバ
の突き合せ部近傍、もしくは既に接続したファイバの接
続点近傍で、ファイバの軸に対して直交する方向からフ
ァイバを観察してコア位置を検出する方法において、フ
ァイバの複数点で軸と直交する方向に対してとったファ
イバの観察明暗信号のファイバ中心近傍の信号成分に対
し、何れかの信号を参照信号とし、他の信号との相関を
とり、その相関値が最大になる信号間のずれから各点の
コアのずれを検出し、該被接続ファイバ間、もしくは既
接続ファイバ間の軸ずれを検出することを特徴とするフ
ァイバのコア軸ずれ検出方法。（２）直線状に突き合わせた２本の被接続ファイバの突
き合せ部近傍、もしくは既に接続したコア４１：’：：
’ｍＶｃ”ｎ　Ｌ？　１ｉｉ９：’ｆる方向からファイ
バを観察してコア位置を検出する方法において、ファイ
バの複数点で軸と直焚する方向に対してとったファイバ
の観察明暗信号のファイバ中心近傍の信号成分と予め決
めた特定の参照信号との相関をとり、その相関値が最大
となるコア中心位置を各点でめ、該被接続ファイバ間、
もしくは既接続ファイバ間の軸ずれを検出することを特
徴とするファイバのコア軸ずれ検出方法。