(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
計測対象となる光ファイバに対してＴＶカメラの反対側から光を照射することにより、前記計測対象となる光ファイバをＴＶカメラにより適切な焦点調整を要することなく撮像して、撮像した前記光ファイバの軸線と直交する特定ライン上における各画素の輝度の総計値Ｋ１を算出し、
予め計測して算出されている、光ファイバが存在しないときの前記特定ライン上における各画素の輝度総計値Ｋ２と、前記算出された総計値Ｋ１との差を求め、
前記輝度総計値Ｋ２と前記算出された総計値Ｋ１との差と、前記輝度総計値Ｋ２と予め計測して算出されている光ファイバのクラッド径毎の特定ラインの輝度総和との差を比較して、近似または一致する値に基づいて、前記計測対象となる光ファイバの外径を求めることを特徴とする光ファイバの外径測定方法。
【請求項２】
計測対象となる光ファイバに対してＴＶカメラの反対側から光を照射して、予め背景輝度を一定にセットされたＴＶカメラにより、測定対象となる光ファイバを適切な焦点調整を要することなく撮像して、前記光ファイバの軸線と直交する特定ライン上における各画素の輝度の総計値Ｋ１を算出し、
前記総計値Ｋ１を、前記背景輝度においてクラッド径毎に予め計測して算出している前記特定ラインの輝度総和と比較し、
前記総計値Ｋ１と近似または一致するクラッド径毎の前記輝度総和から前記計測対象となる光ファイバの外径を求めることを特徴とする光ファイバの外径測定方法。
【請求項３】
前記背景輝度は、光ファイバが存在しない画像の背景輝度が予め輝度の範囲の中間値付近となるように調整されていことを特徴とする請求項１または２に記載の外径測定方法。
【請求項４】
光ファイバをｚ軸方向に前進させ、一次セットラインまで到着させ停止する工程と、
クリーニング放電する工程と、
焦点合わせする工程と、
前記光ファイバをｚ軸方向に前進させ、二次セットラインまで到着させて停止する工程と、
コア調心する工程と、
請求項１〜３のいずれか1項に記載の方法によって測定された前記光ファイバの直径に応じて放電する工程と、
推定損失を計測し、表示する工程と、
を含む光ファイバの融着方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はテレビカメラを用いて光ファイバ等の被測定線状体の外径を測定する被測定線状体の外径測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバの相互を接続する方法として種々の方法が実施されているが、その内の１つに光ファイバの相互端部を加熱軟化して接続する融着接続方法がある。
図７はその光ファイバ融着接続装置１の一例を図示したものである。図７において、２は互いに接続される光ファイバ、３はＶ溝台、４はクランプ、５はＶ溝台３とクランプ４等からなる光ファイバ把持機構、６はテレビカメラ、７はＴＶ信号モニタ装置、８はＣＰＵからなる演算処理装置、９は放電電極、１０は投光器である。
【０００３】
左右の光ファイバ２は、それぞれＶ溝台３のＶ溝部に載置され、クランプ４、Ｖ溝台３で押えられる。２個のテレビカメラ６・６はそれぞれ互いに直角な画像観察光軸ＸＹの２方向から２本の光ファイバ２の突き合わせ部２'を撮像する。テレビカメラ６により得られた信号はＴＶ信号モニタ装置７に送られ画像表示がなされる。またテレビカメラ６で得られた画像信号は演算処理装置８に送られる。演算処理装置８が演算した信号は図示しない左右の光ファイバ移動機構に伝達されて前記Ｘ及びＹ方向に光ファイバ把持機構５を移動させて互いの光ファイバの軸心を一致させる。これにより、両光ファイバ２の軸心が一致した状態で前記突き合わせ部２'の放電電極９・９間に配置される。両光ファイバ２は、この後、その端部がクリーニング用放電により清掃化され、その後に両光ファイバ２の軸心Ｚ方向に前進されて、放電電極に発生する放電アークにより融着接続がなされる。
【０００４】
図８は一般的な融着接続装置における各処理の流れを示したものである。前記クリーニング用放電は、図８中の処理Ｓ６で行われ、また融着のための放電アークは処理Ｓ１３で行われる。
【０００５】
一般に用いられる光ファイバは、クラッド外径が80μmから300μm程度であり、これらの光ファイバが融着接続される。
この時、光ファイバ２・２を良好にクリーニング放電及び融着接続するためには、光ファイバ２・２に与える熱量を適切にして行うことが重要である。この際、光ファイバ２・２を加熱溶融するのに最適な熱量は、光ファイバ２・２の直径に依存することが知られている。（例えば特許文献１）
【０００６】
即ち、光ファイバ２が細ければ放電アーク電流を小さくし、また光ファイバ２が太ければ放電アーク電流を大きくするように、接続しようとする光ファイバの径に適切な値となるようにしなければならない。例えば、前記特許文献１によれば、放電アーク電流（ｍＡ）を、直径１２５μｍφの最適放電アーク放電＋２．１５４×（光ファイバの直径(μｍ）−１２５）で補正することが必要であるとされている。
【０００７】
このため、この放電アーク電流の補正をする際には、接続しようとする光ファイバ２の直径がどれ程であるかを予め知る必要がある。
従来、光ファイバの直径を測定するには、例えば、融着接続するに先立ち、前記一方のテレビカメラ６で光ファイバ２を撮像して、光ファイバ２外郭を求め、光ファイバ２の径を測定していた。
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−２７７６７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来の光ファイバの外郭を求める方法は、拡大レンズ６'の焦点調整により、その値が変化し、正確に光ファイバの外径を測定することが出来なかった。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願発明はかかる点に鑑みてなされたもので、計測対象となる光ファイバに対してＴＶカメラの反対側から光を照射することにより、前記計測対象となる光ファイバをＴＶカメラにより適切な焦点調整を要することなく撮像して、撮像した前記光ファイバの軸線と直交する特定ライン上における各画素の輝度の総計値Ｋ１を算出し、予め計測して算出されている、光ファイバが存在しないときの前記特定ライン上における各画素の輝度総計値Ｋ２と、前記算出された総計値Ｋ１との差を求め、前記輝度総計値Ｋ２と前記算出された総計値Ｋ１との差と、前記輝度総計値Ｋ２と光ファイバのクラッド径毎に予め計測して算出されている前記特定ライン上の輝度総和との差とを比較して、近似または一致する値に基づいて、前記計測対象となる光ファイバの外径を求めることを特徴とする。
また、本願発明の他の態様は、予め背景輝度を一定にセットされたＴＶカメラにより、測定対象となる光ファイバを焦点調整を要することなく撮像して、前記光ファイバの軸線と直交する特定ライン上における各画素の輝度の総計値Ｋ１を算出し、前記総計値Ｋ１を、前記背景輝度においてクラッド径毎に予め計測して算出している前記特定ラインの輝度総和と比較し、前記総計値Ｋ１と近似または一致するクラッド径毎の前記輝度総和から前記計測対象となる光ファイバの外径を求めることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本願は、上記いずれの発明によっても、焦点調整が適切でなくとも、正確に光ファイバの外径を測定できる効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を更に詳しく説明する。図１は融着接続時におけるＴＶ信号モニタ装置の画像の一例を示したものである。図１の中央付近には、画像観察光軸Ｘ方向から光ファイバ２・２を撮像したテレビカメラからの画像が表示され、右下方向には、画像観察光軸Ｙ方向から光ファイバ２・２を撮像したテレビカメラからの画像が表示されている。テレビカメラからの画像信号を処理する演算処理装置は、光ファイバ２が存在しない画像の背景輝度が予め中間付近となるように調整されている。例えば、最大に暗い輝度を０、最大に明るい輝度を２５５とし、光ファイバが存在しな箇所の背景輝度を１１０となるように輝度及びコントラスト等が調整されている。
【００１３】
光ファイバ２をテレビカメラで撮像すると、光ファイバのクラッドや切断面は黒く（輝度値=0）表示される。このため、光ファイバ２の軸心と直交する特定ライン上において、光ファイバの有無により、輝度差が発生する。背景輝度が１１０で、光ファイバのクラッドの輝度値を0とすると、光ファイバ２が存在するラインでは、クラッドが存在する箇所で1画素当たり、１１０の輝度差を生じることになる。
【００１４】
テレビカメラからの画像信号を処理する演算処理装置は、予め、光ファイバが存在しないときの1ラインの総計値(積分値）を把握して置く。例えば、図１において、背景輝度が１１０で光ファイバ２に直交する方向の測定範囲内の画素数が４００であるとすると、１１０×４００により、背景輝度総計値Ｋ２は４４０００となる。
【００１５】
演算処理装置が光ファイバの外径を測定するには、演算処理装置が光ファイバ移動機構を駆動して光ファイバ把持機構を移動させ、光ファイバ２の端部が前記予め定められた特定ラインに移動させて、光ファイバが存在するときの特定ライン上の輝度の総計値Ｋ１を計算する。そこで、総計値Ｋ１の値により、又は総計値Ｋ２と総計値Ｋ１との差により、以下のようにして光ファイバの外径を求める。
【００１６】
図２〜図４はそれぞれ対物レンズの焦点距離が所定値のときの、光ファイバの外径が１２５μｍφのときの前記特定ライン上での輝度変化を示す特性図である。これらの特性図はテレビカメラの対物レンズの焦点調整を種々に変えて撮像したときの輝度変化を示したものであり、焦点の調整により輝度パターンが種々に変化することが示されている。ここで本発明では、中央付近の輝度の明るい領域をビーム径、その外側の暗い領域をクラッド外径とするとき、
（ビーム径／クラッド外径）×１００
をフォーカス幅と定義する。即ち、図２はフォーカス幅が１５％、図３はフォーカス幅が３０％、図４は５０％であることを示している。ここで、フォーカス幅が小さいときは、その値が大きいものに比較して、クラッド外径が小さく、クラッド外径の領域における輝度が小さく、ビーム径の領域における輝度が大きくなることが理解される。なお、図中の閾値は、判別分析法によって決定される。また他の決定方法として、pタイル法、モード法、微分ヒストグラム法など多数あるが、何れの方法を用いても求められる結果は略同じ値である。
【００１７】
ここで、上記特定ラインにおける測定範囲内の輝度の総計値を計算すると、いずれのフォーカス幅においても、総計値Ｋ１が３００００程度となっていた。
また、光ファイバの径を変化させて上記の輝度変化を調べてみると、図５に示すように、光ファイバの変化に応じてクラッド外径に対するフォーカス幅が種々に変化するが、得られた輝度の総計値は、図５中の○印で示されるように、略一致した点になる（○内の３点はそれぞれフォーカス幅が異なる場合の総計値Ｋ１を示す）。従って、特定ライン上での輝度の総計値Ｋ１は光ファイバの外径が同じであれば一致している。
従って、背景輝度を予め一定に調整しておくことにより、上記総計値Ｋ１を求めることにより、光ファイバの径を求めることができる。
また、上記予め計測された光ファイバが存在しない時の特定ライン上における各画素の輝度の総計値Ｋ２と前記計測された総計値Ｋ１との差を求め、この差の値によっても、総計値Ｋ２が一定なので同様にして、光ファイバの径を求めることができる。
【００１８】
なお、上記測定は対物レンズの焦点距離、即ちテレビカメラに結像される像の倍率が所定値の場合を示したものであり、この焦点距離が異なる場合は画素当たりの被写体（光ファイバ）の大きさが変化するので、ズームレンズのように焦点距離が変化する対物レンズを使用する場合は各焦点距離毎の上記輝度変化を把握しておく。
【００１９】
図６は背景輝度を１１０とし、光ファイバ径６０μｍφ、８０μｍφ、１２５μｍφ、１６０μｍφ、２００μｍφの各光ファイバの輝度総和を示したものである。この図から明らかなように、輝度総和又は背景輝度総和と輝度総和との差（Δn、 n＝整数）を求めることにより、その光ファイバのクラッド径を測定することができる。しかもこの測定は対物レンズの焦点調整が一定でなくとも、光ファイバのクラッド径が測定できるので、測定を簡単に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施例時におけるテレビ画像を示す説明図。
【図２】本発明の一実施形態における光ファイバの画像パターン。
【図３】本発明の他の実施形態における光ファイバの画像パターン。
【図４】本発明の更に他の実施形態における光ファイバの画像パターン。
【図５】本発明の実施形態における特性図。
【図６】本発明の他の実施形態における特性図。
【図７】従来の一例における融着接続器の概念図。
【図８】一般的な融着接続器の処理を示す処理工程図図。
【符号の説明】
【００２１】
２    光ファイバ
Ｋ１    総計値
Ｋ２    総計値
【図１】
0004785041.tif 000002
【図２】
0004785041.tif 000003
【図３】
0004785041.tif 000004
【図４】
0004785041.tif 000005
【図５】
0004785041.tif 000006
【図６】
0004785041.tif 000007
【図７】
0004785041.tif 000008
【図８】
0004785041.tif 000009