JPS62198804A - 光フアイバの軸ずれ測定方法 - Google Patents
光フアイバの軸ずれ測定方法Info
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Classifications
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/36—Mechanical coupling means
- G02B6/38—Mechanical coupling means having fibre to fibre mating means
- G02B6/3801—Permanent connections, i.e. wherein fibres are kept aligned by mechanical means
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、光ファイバの接続に用いる光ファイバ相互の
軸ずれを測定する方法に関するものである。この方法は
、光ファイバ接続装置において、軸合せ機構と結合させ
て、自動軸合せの夾施、あるいは自動接続の動作不良の
検知に用いられる。
軸ずれを測定する方法に関するものである。この方法は
、光ファイバ接続装置において、軸合せ機構と結合させ
て、自動軸合せの夾施、あるいは自動接続の動作不良の
検知に用いられる。
光ファイバは、コアとそのまわシのクラッドからなシ、
クラッドに比べ屈接率の高いコアの部分に光が閉じこめ
られ伝搬するようになっている。
クラッドに比べ屈接率の高いコアの部分に光が閉じこめ
られ伝搬するようになっている。
したがって、接続時の損失を小さくするためには、この
コア同士を正確に軸合せすることが望ましい。
コア同士を正確に軸合せすることが望ましい。
しかし、クラッド外周に対するコアの偏心は、高々３μ
ｍ程度であり、コア径の小さなシングルモードファイバ
の場合を除けば、クラッド外径を基準とした軸合せで十
分である。また、シングルモードファイバについても、
製造技術の向上によシコアの偏心率は、小さくなシ、将
来的には、クラッド外径による軸合せが用いられる可能
性が高い。
ｍ程度であり、コア径の小さなシングルモードファイバ
の場合を除けば、クラッド外径を基準とした軸合せで十
分である。また、シングルモードファイバについても、
製造技術の向上によシコアの偏心率は、小さくなシ、将
来的には、クラッド外径による軸合せが用いられる可能
性が高い。
ところで、シングルモードファイバの軸ずれは現在、透
過形の顕微鏡を用い、特定の条件下で見られるコア像を
もとに測定している。「特願昭！ｒ−１！３０Ｊ−Ｊ−
Ｊは光ファイバの軸に直角なλ方向から光ファイバに光
を照射し、その透過光によ為像から軸ずれを検出する方
法でちる。この方法では一つの観測系で２方向からの像
を観測するため、一方向のうち１方向からの透過光をミ
ラーを介し、観測系を移動させて測定していた。また、
この方法を用いて、元ファイバの多心一括融着接続を行
うためには、複数の光ファイバ端面を揃えるために、突
当て板を用いる必要があるが、その装置が非常に困難で
める〇 一方、［％願昭よｙ−ｉｔコ４１７／Ｊは光ファイバか
らの反射光を用いる方法で、自動的な測定系に適用され
た列である。第５図は測定系であシ、／が光ファイバ、
コがＴＶカメラに取シ付けられた対物レンズ、３がラン
プ、蓼がミラー、夕が支持台である。光源３によづて照
らされた光ファイバからの直接的な反射光は、図中塘−
／、 Ｕｉ−２で示されている光線のように対物レンズ
に入射する。ｉた反射光の一部は再度ミラー弘で反射し
、鳴−ム［１１−ｕのように対物レンズに入射する。Ｔ
、ｉ−／、 ｔＪｔ −２は、光ファイバの直接像を喝
−／、 Ｕｌ−２は、ミラーによる光ファイバの反射像
を結ぶ。対物レンズの光軸とミラー面は弘！０の角度を
成すため、直接像はＸ方向から、ミラーによる反射像は
、Ｘ方向から見た像になる。第を図は、このようにして
撮像したときのＴＶ画面の例である。Ｐ／、Ｐ２が左右
のファイバの直接像、Ｐｊ、Ｐ弘が、光ファイバの反射
像である。Ｌ／ｌ Ｌ、２は、サンプリングラインでａ
ｈ、この線上の光強度分布を計算機に取シ込んで光ファ
イバ像の境界を検出し、一方向の軸ずれ成分を算出する
。しかし、この方法は、次のような欠点を持つ。ひとつ
は、ミ２−を用いているため、光ファイバからの直接の
反射光と、ミラーを経た反射光では、光路長に差がある
ため、直接像と反射像の両方同時にピントを合わせるこ
とができないことである。したがって両者の見え方が大
きく異なってしまう。これを避けようとすればピント合
わせ動作を必要とすることになシ、機構が複雑になる。
過形の顕微鏡を用い、特定の条件下で見られるコア像を
もとに測定している。「特願昭！ｒ−１！３０Ｊ−Ｊ−
Ｊは光ファイバの軸に直角なλ方向から光ファイバに光
を照射し、その透過光によ為像から軸ずれを検出する方
法でちる。この方法では一つの観測系で２方向からの像
を観測するため、一方向のうち１方向からの透過光をミ
ラーを介し、観測系を移動させて測定していた。また、
この方法を用いて、元ファイバの多心一括融着接続を行
うためには、複数の光ファイバ端面を揃えるために、突
当て板を用いる必要があるが、その装置が非常に困難で
める〇 一方、［％願昭よｙ−ｉｔコ４１７／Ｊは光ファイバか
らの反射光を用いる方法で、自動的な測定系に適用され
た列である。第５図は測定系であシ、／が光ファイバ、
コがＴＶカメラに取シ付けられた対物レンズ、３がラン
プ、蓼がミラー、夕が支持台である。光源３によづて照
らされた光ファイバからの直接的な反射光は、図中塘−
／、 Ｕｉ−２で示されている光線のように対物レンズ
に入射する。ｉた反射光の一部は再度ミラー弘で反射し
、鳴−ム［１１−ｕのように対物レンズに入射する。Ｔ
、ｉ−／、 ｔＪｔ −２は、光ファイバの直接像を喝
−／、 Ｕｌ−２は、ミラーによる光ファイバの反射像
を結ぶ。対物レンズの光軸とミラー面は弘！０の角度を
成すため、直接像はＸ方向から、ミラーによる反射像は
、Ｘ方向から見た像になる。第を図は、このようにして
撮像したときのＴＶ画面の例である。Ｐ／、Ｐ２が左右
のファイバの直接像、Ｐｊ、Ｐ弘が、光ファイバの反射
像である。Ｌ／ｌ Ｌ、２は、サンプリングラインでａ
ｈ、この線上の光強度分布を計算機に取シ込んで光ファ
イバ像の境界を検出し、一方向の軸ずれ成分を算出する
。しかし、この方法は、次のような欠点を持つ。ひとつ
は、ミ２−を用いているため、光ファイバからの直接の
反射光と、ミラーを経た反射光では、光路長に差がある
ため、直接像と反射像の両方同時にピントを合わせるこ
とができないことである。したがって両者の見え方が大
きく異なってしまう。これを避けようとすればピント合
わせ動作を必要とすることになシ、機構が複雑になる。
また、融着接続に際しては、ミラーはじゃまであるから
、退避動作をするための機構が必要となる。
、退避動作をするための機構が必要となる。
さらに、光ファイバの多心一括融着接続に対しては、ミ
ラーからの反射光を隣接するファイバがさえぎるために
、上の方法は適用できないという欠点がある。
ラーからの反射光を隣接するファイバがさえぎるために
、上の方法は適用できないという欠点がある。
上述のように従来の光ファイバの軸ずれ測定方法は、軸
ずれの一方向成分のうちＸ方向は直接観測できたが、他
のＸ方向はミラーを用いてその反射像を観測してい丸。
ずれの一方向成分のうちＸ方向は直接観測できたが、他
のＸ方向はミラーを用いてその反射像を観測してい丸。
そのため、ピント合わせ等の観測系の移動機構のように
装置全体が複雑になる欠点があった。
装置全体が複雑になる欠点があった。
本発明はこれらの問題点を解決するために、光ファイバ
軸に垂直な方向から光ファイバに光を照射し、その透過
光による生成像を光ファイバ像検出器で観測し、ファイ
バ像中の明線を利用することによシ、ミラー等を用いず
に固定したＴＶカメラで得られる単一画像から、軸ずれ
の１方向成分を計測できるようにしたものである。
軸に垂直な方向から光ファイバに光を照射し、その透過
光による生成像を光ファイバ像検出器で観測し、ファイ
バ像中の明線を利用することによシ、ミラー等を用いず
に固定したＴＶカメラで得られる単一画像から、軸ずれ
の１方向成分を計測できるようにしたものである。
る。
第１図は、本発明の実施例であって、４［ＴＶカメラ、
７は画像処理部、ｒ’、ｒはケーブル、りは鏡筒、１０
は融着接続装置である。ランプ３は、融着接続装置内に
固定されている。との実施例は多心一括融着接続への適
用を想定しており、対物かつ、ランプ３が、この光軸上
にある様に観測系及びランプが、融着接続装置ｉｏに固
定されている。ここで、観測系とは、対物レンズ２、鏡
筒り、ＴＶカメラ乙の結合体をさしている。ここで元フ
ァイバと観測系およびランプとの相対位置関係が満たさ
れるなら、観測系が融着接続装置に内蔵されてもよい。
７は画像処理部、ｒ’、ｒはケーブル、りは鏡筒、１０
は融着接続装置である。ランプ３は、融着接続装置内に
固定されている。との実施例は多心一括融着接続への適
用を想定しており、対物かつ、ランプ３が、この光軸上
にある様に観測系及びランプが、融着接続装置ｉｏに固
定されている。ここで、観測系とは、対物レンズ２、鏡
筒り、ＴＶカメラ乙の結合体をさしている。ここで元フ
ァイバと観測系およびランプとの相対位置関係が満たさ
れるなら、観測系が融着接続装置に内蔵されてもよい。
後述する特定の条件下で、ＴＶカメラで撮らえられ六画
像は、ケーブルｒを介し、画像処理部７に送られ、ここ
での解析によりファイバの軸ずれ量が算出され、この結
果がケーブルｒ′を介し融着接続装置へフィードバック
され、次の接続動作が自動的に進められていくことにな
る。なお、画像処理部７は、マイクロプロセッサおよび
メモリを内蔵し、このユニット自体、融着接続装置に組
み込むこともできる。
像は、ケーブルｒを介し、画像処理部７に送られ、ここ
での解析によりファイバの軸ずれ量が算出され、この結
果がケーブルｒ′を介し融着接続装置へフィードバック
され、次の接続動作が自動的に進められていくことにな
る。なお、画像処理部７は、マイクロプロセッサおよび
メモリを内蔵し、このユニット自体、融着接続装置に組
み込むこともできる。
第２図は光７了イパに垂直な方向から元を照射した時の
透過光による像生成現象の説明図である。
透過光による像生成現象の説明図である。
観測系の元軸（Ｘ軸）と平行な光線Ｉは、光７テイバに
入射した後、ファイバの表面およびコア境界部で屈折し
、透過光■として出射する。この光線がＴＶにとらえら
れると、ＴＶ右カメラ焦点を合わせた平面（ｘ ＝ Ｘ
Ａ、これを観測面と呼ぶこととする）上の輝点Ａとして
観測される。
入射した後、ファイバの表面およびコア境界部で屈折し
、透過光■として出射する。この光線がＴＶにとらえら
れると、ＴＶ右カメラ焦点を合わせた平面（ｘ ＝ Ｘ
Ａ、これを観測面と呼ぶこととする）上の輝点Ａとして
観測される。
元ファイバに入射する全ての光線について、同様に追跡
を行い、反射率、透過率まで考慮し、これらの光線の強
度を観測面ｘ＝ｘＡ上に重ねると観測される像および輝
度分布が計算できる。以上の原理より、観測される像は
、観測面の位置ｘＡの値によって変化することが推測さ
れる。ま★、観測される像は、対物レンズコの開口数８
人にも依存し、透過光線が、光軸（Ｘ軸）となす角をα
とし六とき、１ｍαＩ≦ＮＡの場合のみ、入射する。
を行い、反射率、透過率まで考慮し、これらの光線の強
度を観測面ｘ＝ｘＡ上に重ねると観測される像および輝
度分布が計算できる。以上の原理より、観測される像は
、観測面の位置ｘＡの値によって変化することが推測さ
れる。ま★、観測される像は、対物レンズコの開口数８
人にも依存し、透過光線が、光軸（Ｘ軸）となす角をα
とし六とき、１ｍαＩ≦ＮＡの場合のみ、入射する。
図３に、実際に観測されるファイバからの透過像を模式
的に示す。７アイバ中に見える明線の幅Ｗおよび中央部
の光強度Ｈが、対物レンズコからの距離に依存すること
は、前述のとおシである。
的に示す。７アイバ中に見える明線の幅Ｗおよび中央部
の光強度Ｈが、対物レンズコからの距離に依存すること
は、前述のとおシである。
この明線の幅Ｗおよび中央部の光強度Ｈと観測面位置の
関係について、図弘に計算結果および測定結果を示した
。まず計算結果について述べると、明線中央部での光強
度は、ＮＡ値に依存せず一定で、また明線＠Ｗについて
は、８人値が小さい程、傾きが小さく、幅Ｗの変化がゆ
るやかになることがわかる。測定結果は、Ｎ人＝０．２
３−の場合であるが、これを計算結果と比較すると、明
線中央部での光強度については・よく一致しているが、
明線の幅については、全体として計算結果の方が大きく
、特にこの値が極小となる位置で計算結果とのズレが最
大となっている。これは、レンズの被写体深度が０でな
いこと、照明光の角度に広がりがあることが原因と考え
られる。
関係について、図弘に計算結果および測定結果を示した
。まず計算結果について述べると、明線中央部での光強
度は、ＮＡ値に依存せず一定で、また明線＠Ｗについて
は、８人値が小さい程、傾きが小さく、幅Ｗの変化がゆ
るやかになることがわかる。測定結果は、Ｎ人＝０．２
３−の場合であるが、これを計算結果と比較すると、明
線中央部での光強度については・よく一致しているが、
明線の幅については、全体として計算結果の方が大きく
、特にこの値が極小となる位置で計算結果とのズレが最
大となっている。これは、レンズの被写体深度が０でな
いこと、照明光の角度に広がりがあることが原因と考え
られる。
本発明では、透過光によるファイバ観測像中の明線を利
用して光ファイバの基準位置からの変位量を測定する。
用して光ファイバの基準位置からの変位量を測定する。
基準を接続しようとする一方の光ファイバにとることに
よシ、光ファイバ相互の相対的変位、即ち軸ずれが求ま
る。レンズのＮＡ値、ランプの照明等の測定条件が決定
したもとでは、明線の幅あるいは、明線中央部の光強度
を測定することで、光ファイバに対し、どの位置に観測
面ＸＷＸ＾の面があるかを知ることができる。また、明
線の中央位置を基準として、Ｘ方向の軸ずれ量を測定で
きる。即ち、接続しようとするコ本の光ファイバについ
て、明線の中央位置を計測すれば、この彊−がファイバ
のＸ方向の軸ずれ量と々る。明線の中央位置が、ファイ
バの中心位置と異なる場合も、あらかじめ校正すること
により、ファイバの絶対位置を計測できる。
よシ、光ファイバ相互の相対的変位、即ち軸ずれが求ま
る。レンズのＮＡ値、ランプの照明等の測定条件が決定
したもとでは、明線の幅あるいは、明線中央部の光強度
を測定することで、光ファイバに対し、どの位置に観測
面ＸＷＸ＾の面があるかを知ることができる。また、明
線の中央位置を基準として、Ｘ方向の軸ずれ量を測定で
きる。即ち、接続しようとするコ本の光ファイバについ
て、明線の中央位置を計測すれば、この彊−がファイバ
のＸ方向の軸ずれ量と々る。明線の中央位置が、ファイ
バの中心位置と異なる場合も、あらかじめ校正すること
により、ファイバの絶対位置を計測できる。
このように本発明では、却−のＴＶ両画像ら％ＸＩｙの
２方向の軸ずれ成分を共に計測できる。
２方向の軸ずれ成分を共に計測できる。
軸ずれ測定後、基準とした光ファイバとの変位を零にす
るよう、もう一方の光ファイバを移動させることにより
軸合わぜを行う。
るよう、もう一方の光ファイバを移動させることにより
軸合わぜを行う。
なお、Ｘ方向の軸ずれ成分を測定する方法として、明線
の幅を用いる方法と明線中央部での光強度を用いる方法
があることを述べた。多心一括融着接続のように視野を
広くとる必要がある場合には、レンズの倍率とともにＮ
Ａ値が小さくならざるをえない。この場合、明線幅を用
いる方法では前述のように、ファイバ位置決め精度が悪
くなるが、光強度を用いる方法では、８人に依存せず、
精度上の低下は生じないため有利である。この場合、光
ファイバ相互のＸ方向の軸ずれを求める際、単に両者の
明線中央部の光強度を比較するてけで検出でき、演算時
間の点でも利点が大きいことがわかる。
の幅を用いる方法と明線中央部での光強度を用いる方法
があることを述べた。多心一括融着接続のように視野を
広くとる必要がある場合には、レンズの倍率とともにＮ
Ａ値が小さくならざるをえない。この場合、明線幅を用
いる方法では前述のように、ファイバ位置決め精度が悪
くなるが、光強度を用いる方法では、８人に依存せず、
精度上の低下は生じないため有利である。この場合、光
ファイバ相互のＸ方向の軸ずれを求める際、単に両者の
明線中央部の光強度を比較するてけで検出でき、演算時
間の点でも利点が大きいことがわかる。
なお、光ファイバ融着接続後のコア像を上記方法で再度
測定することにより接続の良否の検知を行うことができ
る。
測定することにより接続の良否の検知を行うことができ
る。
以上説明したように、本発明では固定したＴＶカメ２に
よる単一画像によシ、光ファイバの一方向の軸ずれ成分
、あるいは、個別の光ファイバの絶対位置を計測できる
ものであるから、従来の方法に比較し、機構が単純でか
つ処理の高速化がはかれ、また多心一括融着接続にも適
用できる利点がある。したがって、この発明を用いるこ
とにより、光ファイバ接続の自動化をより一層有利に進
めることができる。
よる単一画像によシ、光ファイバの一方向の軸ずれ成分
、あるいは、個別の光ファイバの絶対位置を計測できる
ものであるから、従来の方法に比較し、機構が単純でか
つ処理の高速化がはかれ、また多心一括融着接続にも適
用できる利点がある。したがって、この発明を用いるこ
とにより、光ファイバ接続の自動化をより一層有利に進
めることができる。
第１図は本発明の実施例の構成の説明図、第２図は透過
光による像生成原理の説明図、第３図は透過光によるフ
ァイバ観察像と光強度分光図、第μ図は観測面位置とＥ
３１１線幅および明線中央での強度との関係図、第を図
は従来の測定方式における光学系の説明図、第２図は従
来の測定方式における軸ずれ計測方法の説明図。 ／・・・光ファイバ、コ・・・対物レンズ、３・・・ラ
ンプ、≠・・・ミラー、！・・・支持台、６・・・ＴＶ
カメラ、７・・・画像処理部、ｒ、ｒ・・・ケーブル、
り・・・鏡筒、ＩＯ・・・融着接続装置。 ￥−１図 Ｂｌｅ泉、の中あ ル′ ◇区ｍ少 呵賽＋′火轡のえ圧庄ｄ 茅！；団
光による像生成原理の説明図、第３図は透過光によるフ
ァイバ観察像と光強度分光図、第μ図は観測面位置とＥ
３１１線幅および明線中央での強度との関係図、第を図
は従来の測定方式における光学系の説明図、第２図は従
来の測定方式における軸ずれ計測方法の説明図。 ／・・・光ファイバ、コ・・・対物レンズ、３・・・ラ
ンプ、≠・・・ミラー、！・・・支持台、６・・・ＴＶ
カメラ、７・・・画像処理部、ｒ、ｒ・・・ケーブル、
り・・・鏡筒、ＩＯ・・・融着接続装置。 ￥−１図 Ｂｌｅ泉、の中あ ル′ ◇区ｍ少 呵賽＋′火轡のえ圧庄ｄ 茅！；団
Claims (1)
- 接続される一対の光ファイバを双方の端面が対向するよ
うに保持し、光ファイバの軸に垂直な方向から光ファイ
バに光を照射し、光ファイバを透過してくる光を顕微鏡
で受光して光ファイバ像を結像するとともに、この光フ
ァイバ像を光ファイバ像検出器で観測し、観測した光フ
ァイバ像中の明線の幅、または明線中央部の輝度により
光軸方向の軸ずれ成分を、明線の中央位置をもとに光軸
に垂直な方向の軸ずれ成分を測定することを特徴とする
光ファイバ軸ずれ測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4035586A JPS62198804A (ja) | 1986-02-27 | 1986-02-27 | 光フアイバの軸ずれ測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4035586A JPS62198804A (ja) | 1986-02-27 | 1986-02-27 | 光フアイバの軸ずれ測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62198804A true JPS62198804A (ja) | 1987-09-02 |
Family
ID=12578328
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4035586A Pending JPS62198804A (ja) | 1986-02-27 | 1986-02-27 | 光フアイバの軸ずれ測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62198804A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01205108A (ja) * | 1988-02-10 | 1989-08-17 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光ファイバの融着接続装置 |
| US10054742B2 (en) | 2015-01-23 | 2018-08-21 | Sei Optifrontier Co., Ltd. | Optical fiber fusion splicer and optical fiber fusion splicing method |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55156911A (en) * | 1979-05-25 | 1980-12-06 | Dainichi Nippon Cables Ltd | Centering method of optical fiber |
| JPS5995506A (ja) * | 1982-11-25 | 1984-06-01 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光フアイバ接続方法 |
| JPS59219707A (ja) * | 1983-05-27 | 1984-12-11 | Fujikura Ltd | 単一モ−ド光フアイバのコア軸合わせ方法 |
-
1986
- 1986-02-27 JP JP4035586A patent/JPS62198804A/ja active Pending
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