(57)【要約】【課題】両端の光コネクタ及び複数の光ファイバに対して断線検査を効率的に行うことが可能な反射光測定装置を提供する。【解決手段】反射光測定装置１は、レーザー光源２と、測定レーザー光Ｌを透過する測定レーザー光Ｌ１と反射する参照レーザー光Ｌ２とに分岐するビームスプリッタ３と、参照レーザー光Ｌ２の光路長を調整可能な光路長可変機構を有する参照ミラー４と、この参照ミラー４とビームスプリッタ３との間に配置され、参照レーザー光Ｌ２の光路長を複数の固定長に切換える光路長切換部５と、接続部７に接続した被測定コネクタＣ１及びＣ２内の断線等の不良個所Ｄ１及びＤ２において反射した測定レーザー光Ｌ１’及び参照ミラー４で反射した参照レーザー光Ｌ２’を、ビームスプリッタ３を介して受光する光測定器６とから構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
低干渉光であるレーザー光を出射するレーザー光源と、前記レーザー光を透過する測定レーザー光及び反射する参照レーザー光に分岐するビームスプリッタと、前記ビームスプリッタを透過した前記測定レーザー光の光路上に配置した接続部と、前記参照レーザー光の光路長を調整可能な光路長可変機構を有する参照ミラーと、透光性素材から成る被測定材の不良個所において反射した前記測定レーザー光及び前記参照ミラーで反射した前記参照レーザー光とを前記ビームスプリッタを介して受光する光測定器とを備え、
該光測定器で受光する前記参照レーザー光及び前記測定レーザー光による干渉光に基づいて、前記不良個所を検出する反射光測定装置において、
少なくとも前記ビームスプリッタと前記参照ミラーとの間、及び前記ビームスプリッタと前記接続部との間の何れかに、前記参照レーザー光又は前記測定レーザー光の光路を切換える切換部が配置されていることを特徴とする反射光測定装置。
【請求項２】
前記ビームスプリッタと前記参照ミラーとの間に配置した前記切換部は、光ファイバの一端の被測定コネクタ用の光路長を有する第１の固定長光ファイバと、前記光ファイバの他端の被測定コネクタ用の光路長を有する第２の固定長光ファイバとを切換える光路長切換部であることを特徴とする請求項１に記載の反射光測定装置。
【請求項３】
前記光路長切換部は光スイッチを備え、該光スイッチのスイッチング制御によって、第１の固定長光ファイバ又は第２の固定長光ファイバを切換えることを特徴とする請求項２に記載の反射光測定装置。
【請求項４】
前記ビームスプリッタと前記接続部との間に配置した前記切換部は、光スイッチを有する光路切換部であり、該光路切換部と前記接続部の間には、該接続部と接続するコネクタ内のファイバ数と同数の光路部を配置し、前記光スイッチのスイッチング制御によって、前記光路部を切換えることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の反射光測定装置。
【請求項５】
前記被測定材は、被測定コネクタ内の光ファイバであり、前記被測定コネクタを前記接続部に接続することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の反射光測定装置。
【請求項６】
前記被測定コネクタに代えて、入射した光量に対して、所定の減衰率で減衰した光量を出射するように調整した光減衰器と、該光減衰器に接続した校正用被測定コネクタと、該校正用被測定コネクタに接続した全反射を行う反射ミラーとを接続し、
前記所定の減衰率で減衰させた前記測定レーザー光を含む前記干渉光を、前記光測定器で測定し、該測定した測定値及び前記所定の減衰率を基準点とした仮想線を記憶し、
前記干渉光に基づいて、前記被測定コネクタ内の前記不良個所を検出した場合は、前記仮想線に基づいて前記干渉光に対応する減衰率に相当する反射率を、算出して数値化することを特徴とする請求項５に記載の反射光測定装置。
【請求項７】
前記光減衰器の減衰率を変動させて前記基準点を含む２点以上の測定点を求め、これらの測定点を通過するように前記仮想線を作成することを特徴とする請求項６に記載の反射光測定装置。
【請求項８】
複数の増幅回路を直列に接続して使用する場合には、複数の増幅回路数に応じて、前記光減衰器の減衰率を変動させながら得られた前記光測定器の測定値に対して、前記仮想線からの平均差分値を求め、該平均差分値から作成した校正線を記憶し、
前記光測定器の測定値の大きさに対して、前記増幅回路の数に応じた前記仮想線又は前記校正線から得られる前記反射率を、算出して数値化することを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の反射光測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバ等の透光性素材から成る被測定材の亀裂、断線等の不良個所を特定すると共に、不良個所で発生する反射光を測定して数値化する反射光測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバは主材料にガラスを用いているために、断線や亀裂が生じ易いという問題点がある。特に、光コネクタ内への加工時に、光ファイバに応力が加わり光コネクタ内で断線が発生することが度々ある。
【０００３】
そして、この光コネクタ内での断線発生直後の状態では、断線個所の光ファイバ同士が密着しているため、光量は殆ど変化することなく光ファイバ内を伝達される。また、光ファイバの断線面に筋状の凹凸がなく鏡面状であって、断線面が斜面状の場合には反射光が極めて微弱となる。このような断線個所による反射光が殆どない断線、所謂隠れ断線の場合には、使用開始当初に問題が発生することは殆どない。
【０００４】
しかし、この隠れ断線は長時間経過すると、光コネクタに用いている接着剤の温度変化に伴う膨張収縮の繰り返しや、光コネクタに加わる振動等により、隠れ断線している部分において光ファイバ同士が徐々に離間し、光ファイバの伝達性能を劣化させ、通信障害等を引き起す虞れがある。
【０００５】
そこで、光ファイバの光コネクタへの組付直後には、断線個所で発生する光反射を利用した断線検査が行われている。特許文献１には、光干渉方式を用いて、光ファイバ全長における欠陥の位置と大きさとを測定する光ファイバ測定装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−８３７９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
光コネクタに光ファイバを組込んで販売する光ファイバケーブルのメーカーは、例えば特許文献１の測定装置等を用いて製品ごとに断線の状態を検査してから良品のみを出荷している。そして、出荷後に隠れ断線が発見された場合には、メーカー側では出荷の際に断線に伴う反射光をどの程度のレベルまで検査したかについて、証明できることが好ましい。
【０００８】
しかし、上述の特許文献１に記載の測定装置では、光ファイバの反射光の強弱から大まかな断線状態を測定することはできるが、隠れ断線のような微弱な反射光しか得られない場合には、断線個所における反射光を数値で提示するほどに精度の良い測定を行うことができない。従って、どの程度の反射光レベルまで測定装置の出荷時に検査したかについて、ユーザー側に説明できないという問題がある。
【０００９】
また、光ファイバケーブルの光コネクタ内の断線検査は、光コネクタを測定装置に接続して行うが、光ファイバケーブルは両端に光コネクタを備えている。このため、断線検査を行う際は一方の光コネクタを検査した後に、この一方の光コネクタを取り外し、他方の光コネクタを接続して、他方の光コネクタを検査する必要があり、測定作業が煩雑で手間を要していた。
【００１０】
更には、片側端にＭＰＯ（Multi-fiber Push-On）コネクタの付いた光ファイバケーブルのように複数本の光ファイバを断線検査する場合には、それぞれの光フィイバに対して繰り返し接続作業が発生するため、断線検査に要する時間が膨大なものとなる。
そこで、光ファイバのメーカー側では、断線状態における測定装置の出射光に対して、どの程度のレベルまでの反射光を検査したのかを数値化して求め、計測可能な所定の反射率まで試験をしたという品質を保証し得る検査装置が望まれている。特に、光ファイバの両端に取り付けられた光コネクタ、更には複数本の光ファイバに取り付けられた複数個の光コネクタに対して、短時間かつ単純な作業で反射率を測定できる検査装置が要求されている。
【００１１】
本発明の目的は、上述の課題を解消し、光コネクタ内の亀裂や断線等の不良個所の発生位置を求め、信頼性が高い反射光の数値化を行うと共に、両端の光コネクタ及び複数の光ファイバに対して断線検査を効率的に行うことが可能な反射光測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するための本発明に係る反射光測定装置は、低干渉光であるレーザー光を出射するレーザー光源と、前記レーザー光を透過する測定レーザー光及び反射する参照レーザー光に分岐するビームスプリッタと、前記ビームスプリッタを透過した前記測定レーザー光の光路上に配置した接続部と、前記参照レーザー光の光路長を調整可能な光路長可変機構を有する参照ミラーと、透光性素材から成る被測定材の不良個所において反射した前記測定レーザー光及び前記参照ミラーで反射した前記参照レーザー光を前記ビームスプリッタを介して受光する光測定器とを備え、該光測定器で受光する前記参照レーザー光及び前記測定レーザー光による干渉光に基づいて、前記不良個所を検出する反射光測定装置において、少なくとも前記ビームスプリッタと前記参照ミラーとの間、及び前記ビームスプリッタと前記接続部との間の何れかに、前記参照レーザー光又は前記測定レーザー光の光路を切換える切換部が配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る反射光測定装置によれば、反射光が極めて微弱な光コネクタ内の断線や亀裂等の不良個所について、その位置を検出すると共に、出射光に対してどの程度のレベルまで反射光を検査したかを数値化して出力することができる。
【００１４】
また、光ファイバの両端に取り付けられた光コネクタを、反射光測定装置への光ファイバの接続状態を変更することなく、連続して検査することが可能である。同様に、ＭＰＯコネクタ等の複数の光ファイバを配置した光コネクタやコンタクトレンズ等の透光性素材に対しても、並列に配置した測定レーザー光の光路を用いて連続して検査することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施例１の反射光測定装置の構成図である。
【図２】実施例１の反射光測定装置による断線不良検出方法を示すフローチャート図である。
【図３】不良個所の距離と干渉光の反射レベルとの関係のグラフ図である。
【図４】実施例２の反射光測定装置の構成図である。
【図５】光測定器を用いて基準となる光減衰器の特性データを得るための構成図である。
【図６】光減衰器の特性データのグラフ図である。
【図７】基準設定処理を行う場合の構成図である。
【図８】校正線を得るための構成図である。
【図９】反射光測定装置で使用する校正線のグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１は実施例１の反射光測定装置１の構成図であり、この反射光測定装置１には接続部を介して、両端に被測定コネクタＣ１、Ｃ２を有する光ファイバケーブルＦＣの被測定コネクタＣ１が接続されている。この反射光測定装置１による被測定コネクタＣ１、Ｃ２に対する断線等の不良個所の検査は、マイケルソン干渉計の原理を基本としている。
【００１８】
反射光測定装置１は、低干渉光であるレーザー光Ｌを出射するレーザー光源２と、この測定レーザー光Ｌを透過する測定レーザー光Ｌ１と反射する参照レーザー光Ｌ２とに光量を等分に分岐するビームスプリッタ３と、参照レーザー光Ｌ２の光路長を調整可能な光路長可変機構を有する参照ミラー４と、この参照ミラー４とビームスプリッタ３との間に配置され、参照レーザー光Ｌ２の光路長を複数の固定長に切換える光路長切換部５と、被測定コネクタＣ１及びＣ２内の断線等の不良個所Ｄ１及びＤ２において反射した測定レーザー光Ｌ１’及び参照ミラー４で反射した参照レーザー光Ｌ２’を、ビームスプリッタ３を介して受光する光測定器６と、ビームスプリッタ３を透過した測定レーザー光Ｌ１の光路上に配置した接続部７とから構成されている。
また、レーザー光の温度特性に対する安定性を維持するために、レーザー光源２はペルチェ素子等による温度制御が行われている。
【００１９】
なお、反射光測定装置１には図示しない演算制御部が接続されており、この演算制御部は前記各部材の動作等を制御し、また光測定器６の測定値等を演算し、不良個所の位置とその程度を数値化して出力している。特に、演算制御部は後述する校正線を記憶し、光測定器６による測定値からこの校正線を基に反射率を算出する機能を有している。
【００２０】
レーザー光源２から出射された測定レーザー光Ｌは、ビームスプリッタ３において分岐され、ビームスプリッタ３を透過して直進した測定レーザー光Ｌ１は被測定コネクタＣ１及び被測定コネクタＣ２に送光される。ビームスプリッタ３から被測定コネクタＣ１及び被測定コネクタＣ２に至る光路は光ファイバとされ、この光ファイバの端部に設けた接続部７を介して被測定コネクタＣ１、Ｃ２が接続されている。
【００２１】
また、測定レーザー光Ｌの一部は、ビームスプリッタ３で反射されて参照レーザー光Ｌ２となり、光路長切換部５に送光される。この光路長切換部５は、両端に光スイッチ５０を備え、これらの光スイッチ５０の図示しない接続端子に、予め所定の光路長とした複数の固定長光ファイバが配置されている。
【００２２】
これらの固定長光ファイバは、光ファイバケーブルＦＣの一端の光コネクタである被測定コネクタＣ１用の光路長を有する第１の固定長光ファイバ５１と、他端の光コネクタである被測定コネクタＣ２用の光路長を有する第２の固定長光ファイバ５２から成り、並列に光スイッチ５０に接続されている。
【００２３】
光ファイバケーブルＦＣの長さに応じて２本以上の第２の固定長光ファイバ５２を配置してもよく、前述の接続端子を反射光測定装置１の外表面に配置し、第１の固定長光ファイバ５１、第２の固定長光ファイバ５２を光ファイバケーブルＦＣの長さに応じて、適宜に交換可能にするようにしてもよい。
【００２４】
また、図１の構成図においては、一対の光スイッチ５０を配置しているが、ビームスプリッタ３寄りの１つの光スイッチ５０のみを配置するようにしてもよい。このような場合は、参照ミラー４までの第１の固定長光ファイバ５１を含む光路及び第２の固定長光ファイバ５２を含む光路を２本並列にして配置し、それぞれの光路に対して、後述する光路長可変機構により光路長を変更することが可能である。
【００２５】
光スイッチ５０をスイッチング動作させることにより、参照レーザー光Ｌ２は、第１の固定長光ファイバ５１又は第２の固定長光ファイバ５２を透過して所定の光路長となる。このとき、第１の固定長光ファイバ５１の光路長は、測定レーザー光Ｌ１の接続部７までの光路長とほぼ等しくなるように設定されている。
【００２６】
一方、第２の固定長光ファイバ５２の光路長は、第１の固定長光ファイバ５１の光路長に検査対象の光ファイバケーブルＦＣの光路長を加えたものとほぼ等しく設定されている。このようにビームスプリッタ３により分岐した参照レーザー光Ｌ２は、光路長切換部５を経て参照ミラー４に送光されることになる。参照ミラー４は、参照レーザー光Ｌ２の光軸に沿って任意の位置に移動が可能な光路長可変機構を備えており、参照レーザー光Ｌ２の光路長に微調整が加えられる。
【００２７】
なお、この参照ミラー４の光路長可変機構は、回転リフレクタを用いることもできる。この回転リフレクタは計測長である２０ｍｍの可変範囲を確保するために、半径２０ｍｍ、回転速度を１．１回転／秒程度の機構が採用されている。
【００２８】
また、被測定コネクタＣ１又はＣ２内に断線等の不良個所があると、不良個所Ｄ１又はＤ２において反射した測定レーザー光Ｌ１’は、ビームスプリッタ３で反射され光測定器６に送光される。
【００２９】
一方、参照レーザー光Ｌ２は、光スイッチ５０によって第１の固定長光ファイバ５１又は第２の固定長光ファイバ５２を選択的に切換えて送光され、参照ミラー４で反射されて参照レーザー光Ｌ２’となり、再び光スイッチ５０によって第１の固定長光ファイバ５１又は第２の固定長光ファイバ５２を選択的に切換えて送光され、ビームスプリッタ３を透過して光測定器６に送光される。
【００３０】
なお、各光路には光ファイバが用いられ、ビームスプリッタ３の代りにファイバカプラを用いて測定レーザー光Ｌを直進、分岐させることもできる。また、実際の干渉計の光路にはレンズ光学系が用いられ、更に偏光ビームスプリッタ、１／４波長板が使用されることもあるが、これらは公知の手段であるので、その説明は省略する。
【００３１】
レーザー光源２からは、例えば波長１３１０ｍｍの低干渉レーザー光が出射され、被測定コネクタＣ１、Ｃ２内の光ファイバ近傍の不良測定範囲は例えば０〜２０ｍｍであり、測定分解長は例えば１．２５μｍとされている。このため、参照レーザー光Ｌ２の光路長可変機構の可変範囲も２０ｍｍ相当とされている。なお、光路長可変範囲は、被測定コネクタＣ１、Ｃ２の持つ光路長と同程度とされ、コネクタのサイズに応じて変更されるべきものであり、２０ｍｍに限定されるものではない。
【００３２】
次に、反射光測定装置１による光コネクタ不良個所の位置の検出方法を、図２のフローチャート図に示す。まず、ステップＳ１０１では、コネクタ形状をした接続部７に、不良検査を行うべき光ファイバケーブルＦＣの一端の光コネクタである被測定コネクタＣ１を接続する。光スイッチ５０のスイッチング制御によって、参照レーザー光Ｌ２の光路として第１の固定長光ファイバ５１を選択した状態とする。第１の固定長光ファイバ５１を選択することによって、参照レーザー光Ｌ２の光路長は、測定レーザー光Ｌ１の接続部７までの光路長とほぼ等しい状態となる。
【００３３】
続いて、ステップＳ１０２では、レーザー光源２から測定レーザー光Ｌを出射し、ビームスプリッタ３によって、被測定コネクタＣ１への測定レーザー光Ｌ１と、参照ミラー４側への参照レーザー光Ｌ２とに分岐させる。
【００３４】
ステップＳ１０３では、参照レーザー光Ｌ２による参照光路長を、参照ミラー４を光軸に沿って可変範囲内で移動させる。光路長の調整範囲は、接続部７から被測定コネクタＣ１までの光学的な距離に相当する程度である。この参照光学系の参照ミラー４の移動により、測定レーザー光Ｌ１による被測定コネクタＣ１内の不良個所Ｄ１までの測定光路長と、参照レーザー光Ｌ２による参照ミラー４までの参照光路長とが一致したときに、図３に示すように光測定器６において受光する干渉光によるピーク状のビート信号ｅが得られる。
【００３５】
ステップＳ１０４では、光測定器６で上述のようなピーク状のビート信号ｅが受光されたかどうかを判定する。被測定コネクタＣ１内に不良個所Ｄ１が存在しなければ、測定レーザー光Ｌ１が反射されて光測定器６に戻って来ることはなく、光ファイバケーブルＦＣを透過することになる。ピーク状のビート信号ｅが検出されなければ、被測定コネクタＣ１は正常と判定し、ステップＳ１０５に進んで参照ミラー４の移動を停止する。
ステップＳ１０６では、光スイッチ５０によって選択する光路を、第１の固定長光ファイバ５１から第２の固定長光ファイバ５２に切換える。第２の固定長光ファイバ５２を選択することによって、参照レーザー光Ｌ２の光路長は、測定レーザー光Ｌ１の被測定コネクタＣ２までの光路長とほぼ等しい状態となる。ステップＳ１０７で再び参照レーザー光Ｌ２による参照光路長を、参照ミラー４を光軸に沿って移動させることにより微調整する。光路長の調整範囲は、被測定コネクタＣ２の光路長に相当する程度である。この参照光学系の参照ミラー４の位置の移動により、測定レーザー光Ｌ１による被測定コネクタＣ２内の不良個所Ｄ２までの測定光路長と、参照レーザー光Ｌ２による参照ミラー４までの参照光路長とが一致したときに、光測定器６において受光する干渉光によるピーク状のビート信号ｅが得られる。
ステップＳ１０８では、光測定器６で上述のようなピーク状のビート信号ｅが受光されたかどうかを判定する。被測定コネクタＣ２内に不良個所Ｄ２が存在しなければ、測定レーザー光Ｌ１が反射されて光測定器６に戻って来ることはなく、被測定コネクタＣ２から外部に出ていくことになる。ピーク状のビート信号ｅが検出されなければ、被測定コネクタＣ２は異常なしと判定し、ステップＳ１０９に進んで参照ミラー４の移動を停止し、検査対象の光ファイバケーブルＦＣに取り付けられている被測定コネクタＣ１及び被測定コネクタＣ２は共に正常で、良品であると判定して検査を終了する。
一方、ステップＳ１０４でピーク状のビート信号ｅが検出された場合には、被測定コネクタＣ１内には不良個所Ｄ１による断線不良ありと判定する。図３は被測定コネクタＣ１内の不良個所Ｄ１の距離と、測定光学系である測定レーザー光Ｌ１’と、参照光学系である参照レーザー光Ｌ２’との干渉光の反射レベルとを表したグラフ図である。例えば、被測定コネクタＣ１内の１０ｍｍの位置に断線等の不良が発生し、参照光学系の該当光路長に上述のビート信号ｅが現れた状態を示している。
【００３６】
このピーク状のビート信号ｅの大きさ、つまり反射レベルの大きさは、不良のない位置の反射レベルよりも際立って大きいために、ビート信号ｅが得られたときに、被測定コネクタＣ１内に断線等の不良が生じていると容易に判定することができると共に、上述のように不良個所を特定することが可能である。
【００３７】
なお、この測定は高感度な干渉法によるため、被測定コネクタＣ１内の微弱な反射光しか得られない隠れ断線であっても、ビート信号ｅの反射レベルは際立って大きくなり、この反射レベルとしてαｄＢを得ることができる。ステップＳ１１０に移行して参照ミラー４の移動を停止し、検査対象の光ファイバケーブルＦＣに取り付けられている被測定コネクタＣ１は不良品であると判定して検査を終了する。
また、ステップＳ１０８でピーク状のビート信号ｅが検出された場合には、被測定コネクタＣ２内には不良個所Ｄ２による断線不良ありと判定する。検出されるピーク状のビート信号ｅは、被測定コネクタＣ１内における不良個所Ｄ１の場合と同様であるため、その説明を省略する。ステップＳ１１０に移行して参照ミラー４の移動を停止し、検査対象の光ファイバケーブルＦＣに取り付けられている被測定コネクタＣ２は不良品であると判定して検査を終了する。
【００３８】
以上に述べたように、実施例１の反射光測定装置１では、一旦検査対象の光ファイバケーブルＦＣを接続すれば、特に接続状態を変更することなく、光ファイバケーブルＦＣの両端に取り付けられている被測定コネクタＣ１及び被測定コネクタＣ２を、一連の操作で検査することができる。
【実施例２】
【００３９】
次に、検査対象の光ファイバが複数本である場合について、実施例２の反射光測定装置１の構成を図４に示す。ＭＰＯコネクタである被測定コネクタＣ１に接続可能なコネクタ形状をした接続部７と、ビームスプリッタ３との間に光路切換部８が配置されている。光路切換部８は光スイッチを有し、光路切換部８と接続部７との間にＭＰＯコネクタ内に束ねられたファイバ数と同数の光路部を配置し、光路切換部８の光スイッチのスイッチング制御によって、これらの光路部を切換えることが可能である。
【００４０】
接続部７と接続する検査対象である光ファイバケーブルＦＣには、ｎ本の光ファイバＦＭ１〜ＦＭｎが束ねられている。例えば、典型的には２４本の光ファイバが束ねられている。
【００４１】
光ファイバケーブルＦＣの一端にはｎ本分の光ファイバＦＭ１〜ＦＭｎを束ねたＭＰＯコネクタである被測定コネクタＣ１が取り付けられ、他端には通常の被測定コネクタＣ２１〜Ｃ２ｎが取り付けられている。
【００４２】
そして、第１の固定長光ファイバ５１の光路長は、測定レーザー光Ｌ１の接続部７までの光路長とほぼ等しくなるように設定されている。一方、第２の固定長光ファイバ５２の光路長は、光ファイバＦＭ１〜ＦＭｎの光路長が一定の場合には、その光路長に第１の固定長光ファイバ５１の光路長を加えた値にほぼ等しく設定されている。
【００４３】
光ファイバＦＭ１〜ＦＭｎの光路長が２通り以上ある場合には、予め第２の固定長光ファイバ５２もそれに対応して２通り以上のものを用意しておき、光スイッチ５０で選択可能なように接続しておく。または、第２の固定長光ファイバ５２を、光ファイバＦＭ１〜ＦＭｎの光路長に対応して、測定中に付け替えてもよい。反射光測定装置１のその他の構成については、実施例１と同一構成とされるので、その説明を省略する。
【００４４】
このように構成した実施例２では、実施例１による光コネクタ不良個所の位置の検出方法として示した図２のフローチャート図と同一の手順を、不良個所の位置の検出方法として採用することができる。
【００４５】
即ち、光路切換部８によって接続される光ファイバＦＭ１〜ＦＭｎを順次に切換えながら、図２に示すフローチャート図と同一の手順をｎ回繰り返すことによって、ＭＰＯコネクタである被測定コネクタＣ１内の光ファイバＦＭ１〜ＦＭｎに対応する不良個所Ｄ１１〜Ｄ１ｎと、被測定コネクタＣ２１〜Ｃ２ｎに対応する不良個所Ｄ２１〜Ｄ２ｎを一連の操作で検出することが可能である。
【００４６】
従って、光ファイバＦＭ１〜ＦＭｎのｎ本に分岐した他端側の被測定コネクタＣ２１〜Ｃ２ｎを個別に反射光測定装置に取り付ける必要がなくなるため、検査作業は大幅に削減される。
【００４７】
また、実施例２の反射光測定装置１は参照レーザー光Ｌ２の光路長を複数の固定長に切換える光路長切換部５が配置されているが、配置しない構成にしてもよい。このような場合は、測定対象は一端側のみとなり、接続部７に接続する被測定コネクタＣ１内の光ファイバＦＭ１〜ＦＭｎに対応する不良個所Ｄ１１〜Ｄ１ｎを診断することができる。
【００４８】
また、実施例２の反射光測定装置１の測定対象は、被測定コネクタ内の光フィイバを例示して説明しているが、被測定コネクタ内の光フィイバ以外にも、ガラス板やコンタクトレンズ等の透光性素材から成る被測定材の不良個所を診断することもできる。このような場合は、被測定コネクタＣ２１〜Ｃ２ｎの先端にコリメータを取り付け、各被測定コネクタＣ２１〜Ｃ２ｎの参照レーザー光Ｌ２’の光路長がコリメータ先に配置した被測定材を含むように、参照ミラー４の光路長可変機構を調整することで、透光性素材の不良個所を診断することも可能となる。
【００４９】
実施例１及び実施例２で述べてきたように、この干渉法による不良位置検出によって透光性素材から成る被測定材の不良個所が発見されない場合には、被測定コネクタＣ内には不良がないと判断できるが、不良個所が検出された場合には、更にその不良の程度を検査する必要がある。この場合に、光測定器６で得られた被測定コネクタＣの不良個所からの反射光である測定レーザー光Ｌ１’の大きさ、つまり反射レベルαｄＢを測定することにより、被測定コネクタＣ内の断線等の不良の状態を或る程度は推測することができる。
【００５０】
しかし、反射レベルαｄＢの大きさから、被測定コネクタＣの断線等の不良の程度を正確に数値化することはできない。つまり、不良の程度が同じであっても、光測定器６で得られたビート信号ｅの大きさは、光測定器６や使用する増幅回路等の個々の特性に大きく影響され、反射光測定装置１ごとに異なるためである。
【００５１】
そこで、反射光測定装置１において、被測定コネクタＣ内の断線等の不良に対する反射率を、普遍的に数値化するために、反射光測定装置１の光測定器６の受光特性を、基準となる光学機器や光学系を用いて校正する。そして、その校正線を反射光測定装置１ごとに演算制御部に保有させて、実際の反射光測定装置１による検査に際しては、光測定器６の出力に基づいて校正する必要がある。
【００５２】
この校正処理については、幾つかの方法が考えられるが、次の説明は１つの方法である。反射光測定装置１の校正処理には、先ず基準となる別個の光減衰器を用いて、光減衰器の設定値と測定した減衰量との直線性を評価する。
【００５３】
この評価処理は、図５の構成図に示すように、反射光測定装置１に使用されているものと同等品のレーザー光源２と、市販のパワーメータである基準光測定器ＰＤとの間に、光減衰器Ｇを配置して行う。基準光測定器ＰＤについては、その性能上、或る程度の大きな光量については正確に測定できるが、−５０ｄＢ以下の極めて微弱な光量を測定することはできない。
【００５４】
最初に、光減衰器Ｇの減衰率を０ｄＢに設定して、測定レーザー光Ｌ１を基準光測定器ＰＤに入射させて光量ｒ０を測定し、この光量ｒ０を０ｄＢとし、ゼロ基準点とする。そして、光減衰器Ｇの設定値を変えて減衰率を変化させながら光量ｒを測定する。
【００５５】
このようにして、基準となるべき光減衰器Ｇに対して、基準となる基準光測定器ＰＤ及び反射光測定装置１と同等品のレーザー光源２を用いて、光減衰器Ｇの設定値と減衰量の関係の特性データを得る。
【００５６】
図６は、上述のようにして求めたＸ軸の光減衰器Ｇの設定値と、Ｙ軸の基準光測定器ＰＤの測定値との関係を示すグラフ図であり、直線性を有する特性データを持つ光減衰器Ｇを用いて、次の反射光量の基準設定処理を行うことになる。
【００５７】
光減衰器Ｇを図７に示すように、校正用反射測定装置Ｓと校正用被測定コネクタＣ’との間に配置して、反射光量の基準設定処理を行う。この校正用被測定コネクタＣ’は、不良個所のないものを使用し、校正用被測定コネクタＣ’の背後には全反射を行う反射ミラーＭを配置する。
【００５８】
校正用反射測定装置Ｓは、図示しないレーザー光源と基準光測定器とを内在するものであり、測定レーザー光Ｌ１の光量に対する受光した測定レーザー光Ｌ１’の光量から、反射率を示す測定値を計測することができる。
【００５９】
測定レーザー光Ｌ１を、光減衰器Ｇ及び校正用被測定コネクタＣ’を通過させて、反射ミラーＭを全反射する測定レーザー光Ｌ１”を経て、基準反射光として測定レーザー光Ｌ１’を造り出す。
【００６０】
なお、光減衰器Ｇの設定値は、図５においては一方方向であるのに対して、図７においては往復方向であるため、ｄＢ表記で２倍の減衰率となるが、分かり易くするために、光減衰器Ｇの最初の測定レーザー光Ｌ１と最後の測定レーザー光Ｌ１’の比率で減衰率を定義し、設定値として表現することにする。
【００６１】
反射光量の基準設定処理においては、校正用反射測定装置Ｓに受光される光量が、典型的な光ファイバの切断面と空気との反射率である−１４．７ｄＢになるように、光減衰器Ｇの設定値を調整する。そして、このときの光減衰器Ｇの設定値を、基準反射光量値−１４．７ｄＢが得られる設定値ｇとして記憶する。
【００６２】
つまり、校正用被測定コネクタＣ’や反射ミラーＭなどの測定光学系の損失により、光減衰器Ｇの設定値ｇを−１４．７ｄＢよりも高い値、例えばｇ＝−１３．７ｄＢに設定したとき、校正用反射測定装置Ｓで受光する反射光量が−１４．７ｄＢと計測されるので、この−１３．７ｄＢの設定値ｇを保持することになる。なお、光減衰器Ｇの設定値ｇと実際の反射光量の減衰率の差異は、測定光学系の損失に起因するため、測定レーザー光Ｌ１の光量が変化しても、常に一定値となることが分かっている。
【００６３】
このようにして、測定レーザー光Ｌ１に対する測定レーザー光Ｌ１’が−１４．７ｄＢとなるように反射光量の基準設定を行った光減衰器Ｇ、校正用被測定コネクタＣ’及び反射ミラーＭを用いて、反射光測定装置１の光測定器６の受光特性の校正を行う。
【００６４】
光減衰器Ｇ、校正用被測定コネクタＣ’及び反射ミラーＭを、図８に示すように光路長切換部５を第１の固定長光ファイバ５１とした反射光測定装置１に接続して、個々の反射光測定装置１ごとに校正データを得る。校正を行う際には、測定レーザー光Ｌ１による反射ミラーＭまでの測定光路長と、参照レーザー光Ｌ２による参照ミラー４までの参照光路長とが一致する状態にしておく。
【００６５】
この状態で基準設定された−１４．７ｄＢの測定レーザー光Ｌ１’の反射光量を含む干渉光を、光測定器６で受光したときに得られた電圧値を用いて、校正線である仮想線Ｐを作成する。図９は横軸が基準となる反射光量の減衰率を示し、縦軸は光測定器６で受光した光量の電圧ｖを表している。
【００６６】
図８の構成において、基準設定された−１４．７ｄＢの反射光量を含む干渉光を、光測定器６で受光したときに得られた電圧Ｖ１とし、この電圧Ｖ１を基準点β１として図９に示すグラフ上にプロットする。なお、図中の基準点β１の横軸の−１４．７ｄＢの括弧書は、減衰率に対応する光減衰器Ｇの設定値を表している。
【００６７】
そして、電圧Ｖ１から反射光量の減衰率が−１０ｄＢに相当する光測定器６の電圧Ｖ０を算出し、この電圧Ｖ０を縦軸の−１０ｄＢとする。この減衰率−１０ｄＢ、電圧Ｖ０の交点を起点β０とし、起点β０及び基準点β１を通過するように仮想線Ｐを引く。
【００６８】
このようにして得られた仮想線Ｐを演算制御部に記憶しておけば、反射光測定装置１の光測定器６で得られた出力電圧に対して、仮想線Ｐ上の反射光量の減衰率、つまり反射レベルを出力することが可能となる。
【００６９】
また、仮想線Ｐは上述のように基準点β１の１点のみから起点β０を算出し線状化しているが、図５に示す光減衰器Ｇの設定値を変更して、反射光量の減衰率を−１０ｄＢに調整し、そのときの電圧Ｖ２を測定し、減衰率−１０ｄＢ、電圧Ｖ２の交点を測定起点β２とする。このように、２点以上の測定点を求め、測定起点β２及び基準点β１を通過するように仮想線Ｐ’を引くようにしてもよい。仮想線Ｐ’は測定起点β２にも測定値を用いているため、仮想線Ｐよりも精度を高くすることが可能である。
【００７０】
このようにして、得られた仮想線Ｐ’を演算制御部に記憶しておけば、反射光測定装置１の光測定器６で得られた干渉光に対応する出力電圧に対して、より精度の高い反射光量の反射率、つまり反射レベルを出力することが可能となる。
【００７１】
更に、仮想線Ｐ’の傾きａと仮想線Ｐの傾きとに、ずれが生ずる可能性があるので、この傾きａの逆数１／ａを仮想線Ｐ’に乗じて、仮想線Ｐに校正するようにしてもよい。
【００７２】
以上の説明では、反射光測定装置１に例えば１つの増幅回路を配置したものとして説明しているが、実際には反射率が微小になると、反射光測定装置１には、より多くの例えば４つの増幅回路を直列に接続し、これらを切換えながら使用する。
【００７３】
例えば、１個のみの増幅回路で−１０〜−４０ｄＢ、２個を連結した増幅回路で−３０〜−６０ｄＢ、３個を連結した増幅回路で−５０〜−８０ｄＢ、４個を連結した増幅回路で−７０〜−１００ｄＢ等の利得範囲を自動的に切換えながら測定する。このように、複数の増幅回路を使用する場合には、１個のみの増幅回路で設定した仮想線Ｐに対して、複数個の増幅回路ごとに個々の電気特性に基づく校正線を得る必要がある。
【００７４】
校正方法は、先ず２個の増幅回路の連結に切換える場合は減衰率−３０ｄＢになるように光減衰器Ｇの設定値ｇを設定して、減衰率が−６０ｄＢまで適宜変更しながら光測定器６の電圧ｖを記録する。このようにして、複数の記録点をグラフ内に表すことができる。
【００７５】
そして、記録点ごとに仮想線Ｐとの差であるγ１ｄＢ、γ２ｄＢ、・・として記録し、平均差分値γｄＢを算出する。そして、例えば平均差分値γｄＢが＋１ｄＢとなった場合には、補正データとして仮想線Ｐより１ｄＢずれた校正線Ｑを得ることができる。
【００７６】
つまり、図１に示す測定状態において、増幅回路が２個の場合には、図９に示す校正線Ｑに沿った出力が得られ、３個の増幅回路の連結時、４個の増設回路の連結時と繰り返して、平均差分値γｄＢを算出処理し、それぞれの校正線Ｑを求める。そして、演算制御部には仮想線Ｐと、１又は複数の校正線Ｑを記憶することになる。なお、校正線Ｑに代えて、仮想線Ｐに対する平均差分値γｄＢを記憶するようにしてもよい。
【００７７】
このようにして、演算制御部では測定された電圧ｖに対応する仮想線Ｐ又は校正線Ｑから反射光量の反射率、つまり反射レベルを出力することが可能となる。
【００７８】
このように本実施例では、反射光測定装置１の演算制御部に予め仮想線Ｐ及び校正線Ｑを記憶させておいて、図１に示すように被測定コネクタＣ１及び被測定コネクタＣ２を接続し、前述のように参照光学系の参照光路長を変化させながら、被測定コネクタＣ１内及び被測定コネクタＣ２内の断線等の不良個所を探索する。
【００７９】
断線等の不良個所が発見されなければ良品とみなされ、もし不良個所が検出された場合には、光測定器６で測定した干渉光の出力電圧に対して、仮想線Ｐ又は校正線Ｑに基づいて反射光量の反射率を読み取ることで、不良個所における測定レーザー光Ｌ１に対する反射率を数値化して出力することができる。
【００８０】
更には、どの程度の不良状態の反射率まで検査したのかをユーザーに対して保証することができ、例えば販売するコネクタに対し反射光測定装置１の限界測定値である例えば−８０ｄＢまでの断線等の不良状態については、発見されなかったことをメーカーとして保証できることになる。
【符号の説明】
【００８１】
１  反射光測定装置
２  レーザー光源
３  ビームスプリッタ
４  参照ミラー
５  光路長切換部
５０  光スイッチ
５１  第１の固定長光ファイバ
５２  第２の固定長光ファイバ
６  光測定器
７  接続部
８  光路切換部
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ１１、Ｃ２１、Ｃ１ｎ、Ｃ２ｎ  被測定コネクタ
ＦＣ  光ファイバケーブル
ＦＭ  光ファイバ
ＰＤ  基準光測定器
Ｇ  光減衰器
Ｓ  校正用反射測定装置
Ｍ  反射ミラー
【図１】
2019184279.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年8月6日(2018.8.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザー光を出射するレーザー光源と、前記レーザー光を透過する測定レーザー光及び反射する参照レーザー光に分岐するビームスプリッタと、前記ビームスプリッタを透過した前記測定レーザー光の光路上に配置した接続部と、前記参照レーザー光の光路長を調整可能な光路長可変機構を有する参照ミラーと、透光性素材から成る被測定材の不良個所において反射した前記測定レーザー光及び前記参照ミラーで反射した前記参照レーザー光とを前記ビームスプリッタを介して受光する光測定器とを備え、
該光測定器で受光する前記参照レーザー光及び前記測定レーザー光による干渉光に基づいて、前記不良個所を検出する反射光測定装置において、
前記ビームスプリッタと前記参照ミラーとの間に、前記参照レーザー光の光路を切換える切換部が配置されていることを特徴とする反射光測定装置。
【請求項２】
前記切換部は、光ファイバの一端の被測定コネクタ用の光路長を有する第１の固定長光ファイバと、前記光ファイバの他端の被測定コネクタ用の光路長を有する第２の固定長光ファイバとを切換える光路長切換部であることを特徴とする請求項１に記載の反射光測定装置。
【請求項３】
前記光路長切換部は光スイッチを備え、該光スイッチのスイッチング制御によって、第１の固定長光ファイバ又は第２の固定長光ファイバを切換えることを特徴とする請求項２に記載の反射光測定装置。
【請求項４】
前記被測定材は、被測定コネクタ内の光ファイバであり、前記被測定コネクタを前記接続部に接続することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の反射光測定装置。
【請求項５】
入射光を所定の減衰率で減衰させた前記測定レーザー光と、前記参照レーザー光とによる干渉光の前記光測定器での測定値、及び前記所定の減衰率を基準点とした仮想線を記憶し、前記不良個所において反射した前記測定レーザー光及び前記参照レーザー光による干渉光に基づいて、前記被測定コネクタ内の前記不良個所を検出した場合は、前記仮想線に基づいて前記干渉光に対応する減衰率に相当する反射率を、算出して数値化する演算制御部を接続していることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の反射光測定装置。
【請求項６】
前記減衰率を変動させて減衰させた前記測定レーザー光と、前記参照レーザー光とによる干渉光の前記光測定器での測定値、及び前記減衰率を測定点とし、前記仮想線は前記基準点を含む２点以上の前記測定点を通過する線であることを特徴とする請求項５に記載の反射光測定装置。
光測定装置。
【請求項７】
前記演算制御部は、複数の増幅回路を直列に接続して使用する場合には、複数の増幅回路数に応じて、前記光減衰器の減衰率を変動させながら得られた前記光測定器の測定値に対して、前記仮想線からの平均差分値に基づく校正線を記憶し、前記光測定器の測定値の大きさに対して、前記増幅回路の数に応じた前記仮想線又は前記校正線から得られる前記反射率を、算出して数値化することを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の反射光測定装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
上記目的を達成するための本発明に係る反射光測定装置は、レーザー光を出射するレーザー光源と、前記レーザー光を透過する測定レーザー光及び反射する参照レーザー光に分岐するビームスプリッタと、前記ビームスプリッタを透過した前記測定レーザー光の光路上に配置した接続部と、前記参照レーザー光の光路長を調整可能な光路長可変機構を有する参照ミラーと、透光性素材から成る被測定材の不良個所において反射した前記測定レーザー光及び前記参照ミラーで反射した前記参照レーザー光とを前記ビームスプリッタを介して受光する光測定器とを備え、該光測定器で受光する前記参照レーザー光及び前記測定レーザー光による干渉光に基づいて、前記不良個所を検出する反射光測定装置において、前記ビームスプリッタと前記参照ミラーとの間に、前記参照レーザー光の光路を切換える切換部が配置されていることを特徴とする。