(57)【要約】【課題】  接続損失に影響を与えるゴミを放電融着接続前に特定し、異常接続を報知する光ファイバ融着接続装置を提供する。【解決手段】  一対の光ファイバ３ａ，３ｂと、この光ファイバ３ａ，３ｂの端面同士が突き合わされてなる突合部を挟み込むように対向配置される一対の放電電極棒５ａ，５ｂと、この放電電極棒５ａ，５ｂから発せられるアーク放電の出力を制御する放電制御部２３と、放電融着時に光ファイバ３ａ，３ｂの突合部を含む周囲部を撮像する撮像部２１と、撮像された画像から光ファイバ３ａ，３ｂに付着した異物の面積を算出し、この面積内の輝度をもとに燃焼レベルを算出する画像処理部と、画像処理部で算出されたこの燃焼レベルを外部出力する出力部３１とを少なくとも備えることで、融着放電により着火した光ファイバ上のゴミを特定し、ゴミの燃焼レベルを外部報知することができる。【選択図】  図１
2005195664.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の光ファイバと、該光ファイバの端面同士が突き合わされてなる突合部を挟み込むように対向配置される一対の放電電極棒と、該放電電極棒から発せられるアーク放電の出力を制御する放電制御部とを少なくとも備え、該放電電極棒間にアーク放電を発生させ、前記光ファイバを融着接続する光ファイバ融着接続装置であって、
放電融着時に前記光ファイバの突合部を含む周囲部を撮像する撮像手段と、
撮像された画像から光ファイバに付着した異物の面積を算出し、該面積内の輝度をもとに燃焼レベルを算出する画像処理手段と、
前記画像処理手段で算出された該燃焼レベルを外部出力する出力手段と、
を少なくとも備えることを特徴とする光ファイバ融着接続装置。
【請求項２】
前記画像処理手段は、
撮像された画像から、光ファイバの外周面に付着し放電融着により発火した異物の面積Ｓを算出する面積算出手段と、
該面積Ｓ内の輝度段階に応じた重み付け値を設定する輝度算出手段と、
該重み付け値を各画素に乗算して各輝度段階毎の燃焼レベルを算出し、各輝度段階毎の燃焼レベルの総和から面積Ｓの燃焼レベルを算出する燃焼レベル算出手段と、
を備えることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ融着接続装置。
【請求項３】
前記画像処理手段は、
撮像された画像のＸ座標値と各座標に付される前記重み付け値を乗算してＸ座標方向毎に加算し、更にこれらの総和を前記燃焼レベルで除算して、前記突合部から異物付着位置のＸ座標を算出すると共に、
一方でＹ座標値と各座標の重み付けを乗算してＸ座標方向毎に加算し、これらの総和を前記燃焼レベルで除算して、前記突合部から異物付着位置のＹ座標を算出する距離算出手段、
を更に備えることを特徴とする請求項１又は２記載の光ファイバ融着接続装置。
【請求項４】
前記Ｘ座標及びＹ座標で特定される異物付着位置に対する燃焼レベルを接続損失データベースとして記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶される接続損失データベースから、前記画像処理手段で算出した前記異物付着位置に対応する燃焼レベルを抽出して前記出力手段に出力する接続損失特定手段と、
を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光ファイバ融着接続装置。
【請求項５】
前記放電制御部は、
通常の融着接続用のアーク放電時間より短い放電時間、又は通常の融着接続用のアーク放電より低いエネルギーからなる放電の出力制御を行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光ファイバ融着接続装置。
【請求項６】
一対の光ファイバの端面同士を突き合わせ、この突合部を挟むように対向配置された一対の放電電極棒間にアーク放電を発生させ、このアーク放電により前記光ファイバを融着接続する光ファイバ融着接続方法であって、
放電融着時に前記光ファイバの突合部を含む周囲部を撮像する撮像工程と、
撮像された画像から光ファイバに付着した異物の面積を算出し、該面積内の輝度をもとに燃焼レベルを算出する画像処理工程と、
前記画像処理工程で算出された燃焼レベルを外部に出力する出力工程と、
を少なくとも備えることを特徴とする光ファイバ融着接続方法。
【請求項７】
前記画像処理工程は、
撮像された画像から、光ファイバの外周面に付着し放電融着により発火した異物の面積を算出する面積算出工程と、
該面積内の輝度段階に応じて重み付け値を設定する輝度算出工程と、
該重み付け値を各画素に乗算して各輝度段階毎の燃焼レベルを算出し、各輝度段階毎の燃焼レベルの総和から面積Ｓの燃焼レベルを算出する燃焼レベル算出工程と、
を含むことを特徴とする請求項６記載の光ファイバ融着接続方法。
【請求項８】
前記画像処理工程は、
撮像された画像のＸ座標値と各座標に付される前記重み付け値を乗算してＸ座標方向毎に加算し、これらの総和を前記燃焼レベルで除算して、前記突合部から異物付着位置のＸ座標を算出すると共に、
Ｙ座標値と各座標の重み付けを乗算してＸ座標方向毎に加算し、これらの総和を前記燃焼レベルで除算して、前記突合部から異物付着位置のＹ座標を算出する距離算出工程、
を更に含むことを特徴とする請求項６又は７記載の光ファイバ融着接続方法。
【請求項９】
前記Ｘ座標及びＹ座標で特定される異物付着位置に対する燃焼レベルを接続損失データベースとして記憶手段に記憶する記憶工程と、
前記記憶手段に記憶される接続損失データベースから、前記画像処理工程で算出した前記異物付着位置に対応する燃焼レベルを抽出して前記出力手段に出力する接続損失特定工程と、
を含むことを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項に記載の光ファイバ融着接続方法。
【請求項１０】
前記距離算出工程で算出された距離に対する燃焼レベルが、前記距離に対する燃焼レベルで表示される接続損失関数を超えたときは、接続損失の影響が大きいと判定して、前記出力手段に警告信号を出力する損失影響工程を含むことを特徴とする請求項６乃至９のいずれか１項に記載の光ファイバ融着接続方法。
【請求項１１】
前記損失影響工程は、
接続損失の影響が小さいと判定したときは前記撮像工程に戻ることを特徴とする請求項６乃至１０のいずれか１項に記載の光ファイバ融着接続方法。
【請求項１２】
前記撮像工程中に、前記光ファイバの突合部に通常の融着接続用のアーク放電時間より短い放電時間のアーク放電を照射する、又は通常の融着接続用の放電エネルギーより低い放電エネルギーのアーク放電を照射する清掃放電工程を含むことを特徴とする請求項６乃至１１のいずれか１項に記載の光ファイバ融着接続方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電融着接続前に接続損失を与えるゴミの影響を予測し、接続損失の影響が大きいものは予め除去することで作業効率及び歩留まりを向上させる光ファイバ融着接続装置及びその接続方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、光ファイバ融着接続装置は、一対の放電電極棒間にアーク放電を発生させ、そのアーク放電中に一対の光ファイバ又は多芯光ファイバの端面同士を突き合せて配置し、このアーク放電で融着接続を行っている。
【０００３】
このような光ファイバの融着接続において、いずれかの光ファイバ上に被覆屑等のゴミが残っていると放電加熱によりゴミが発火・燃焼し、この発火熱が原因で光ファイバを変形させ、結果として接続損失の悪化を招くという問題があった。
【０００４】
そこで、放電融着接続前に光ファイバ上のゴミを観察し、ゴミの数が多い場合は警告を発して外部報知するという方法が取られていた。（特許文献１）
ここで図８（ａ）、（ｂ）を参照して、従来の放電融着接続前の観察方法を説明する。図８（ａ）は、光ファイバ上に付着しているゴミの有無を検出する装置の構成図であり、図８（ｂ）は、この装置に備えられるカメラで撮影した光ファイバ画像の模式図である。
【０００５】
同図に示すように本装置は、光源（図示せず）と、この光源に対向配置される２次元平面を有する撮像装置（例えば、ＣＣＤ又はＣＭＯＳカメラ）と、これらの間に配置される光ファイバ１０３であって、ファイバの長尺方向が撮像素子の平面方向と平行になるように配置される光ファイバ１０３とで構成されている。同図は本装置の側面を示しており、図示されている光ファイバ１０３はファイバ断面図である。この光ファイバ１０３の外周面にはゴミが付着しており、これを撮影すると図８（ｂ）に示した画像が得られる。この画像を処理してゴミの大きさ及びゴミの数を計数し、その大きさ及び数が規定値を超えた場合には外部報知する。
【特許文献１】特開平９−１４５５４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、図８（ａ）（ｂ）の方法を用いれば、光ファイバ１０３に付着したゴミを自動検出して外部報知することができる。しかしゴミの燃焼により発生する燃焼の程度（以下、燃焼レベルという）を把握することができないという問題があった。
【０００７】
つまり、光ファイバ１０３に付着するゴミには、空気中の塵、被覆に用いるポリエチレン等の様々なゴミが存在するが、そのようなゴミの中には放電により着火したものが燃え続け、光ファイバ外周面上で高温となって光ファイバ自体を変形させることがある。従来より各ゴミからどの程度の燃焼熱が発生するかは予測できないため、放電融着接続後に光損失計測を行い初めてゴミの燃焼熱により光ファイバの変形していることが判明する。すなわち接続損失が生じたことが判明するという状況であった。
【０００８】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、放電融着接続前に接続損失に影響を与えるゴミを特定し除去することで、異常接続を起こす光ファイバを減少させ、歩留まりを良くすると共に作業効率を向上させる光ファイバ融着接続装置及びその接続方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１記載の本発明は、一対の光ファイバと、この光ファイバの端面同士が突き合わされてなる突合部を挟み込むように対向配置される一対の放電電極棒と、この放電電極棒から発せられるアーク放電の出力を制御する放電制御部とを少なくとも備え、この放電電極棒間にアーク放電を発生させ、光ファイバを融着接続する光ファイバ融着接続装置であって、放電融着時に光ファイバの突合部を含む周囲部を撮像する撮像部と、撮像された画像から光ファイバに付着した異物の面積を算出し、この面積内の輝度をもとに燃焼レベルを算出する画像処理部と、画像処理部で算出されたこの燃焼レベルを外部出力する出力部とを少なくとも備えることを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の本発明は、画像処理部は、撮像された画像から、光ファイバの外周面に付着し放電融着により発火した異物の面積Ｓを算出する面積算出部と、この面積Ｓ内の輝度段階に応じた重み付け値を設定する輝度算出部と、この重み付け値を各画素に乗算して各輝度段階毎の燃焼レベルを算出し、各輝度段階毎の燃焼レベルの総和から面積Ｓの燃焼レベルを算出する燃焼レベル算出部とを備えることを特徴とする。
【００１１】
請求項３記載の本発明は、画像処理部は、撮像された画像のＸ座標値と各座標に付される重み付け値を乗算してＸ座標方向毎に加算し、更にこれらの総和を燃焼レベルで除算して、突合部から異物付着位置のＸ座標を算出すると共に、一方でＹ座標値と各座標の重み付けを乗算してＸ座標方向毎に加算し、これらの総和を燃焼レベルで除算して、突合部から異物付着位置のＹ座標を算出する距離算出部を更に備えることを特徴とする。
【００１２】
請求項４記載の本発明は、Ｘ座標及びＹ座標で特定される異物付着位置に対する燃焼レベルを接続損失データベースとして記憶する記憶部と、記憶部に記憶される接続損失データベースから、画像処理部で算出した異物付着位置に対応する燃焼レベルを抽出して出力部に出力する接続損失特定部とを備えることを特徴とする。
【００１３】
請求項５記載の本発明は、放電制御部は、通常の融着接続用のアーク放電時間より短い放電時間、又は通常の融着接続用のアーク放電より低いエネルギーからなる放電の出力制御を行うことを特徴とする。
【００１４】
請求項６記載の本発明は、一対の光ファイバの端面同士を突き合わせ、この突合部を挟むように対向配置された一対の放電電極棒間にアーク放電を発生させ、このアーク放電により光ファイバを融着接続する光ファイバ融着接続方法であって、放電融着時に光ファイバの突合部を含む周囲部を撮像する撮像工程と、撮像された画像から光ファイバに付着した異物の面積を算出し、この面積内の輝度をもとに燃焼レベルを算出する画像処理工程と、画像処理工程で算出された燃焼レベルを外部に出力する出力工程とを少なくとも備えることを特徴とする。
【００１５】
請求項７記載の本発明は、画像処理工程は、撮像された画像から、光ファイバの外周面に付着し放電融着により発火した異物の面積を算出する面積算出工程と、この面積内の輝度段階に応じて重み付け値を設定する輝度算出工程と、この重み付け値を各画素に乗算して各輝度段階毎の燃焼レベルを算出し、各輝度段階毎の燃焼レベルの総和から面積Ｓの燃焼レベルを算出する燃焼レベル算出工程とを有することを特徴とする。
【００１６】
請求項８記載の本発明は、画像処理工程は、撮像された画像のＸ座標値と各座標に付される重み付け値を乗算してＸ座標方向毎に加算し、これらの総和を燃焼レベルで除算して、突合部から異物付着位置のＸ座標を算出すると共に、Ｙ座標値と各座標の重み付けを乗算してＸ座標方向毎に加算し、これらの総和を燃焼レベルで除算して、突合部から異物付着位置のＹ座標を算出する距離算出工程を更に備えることを特徴とする。
【００１７】
請求項９記載の本発明は、Ｘ座標及びＹ座標で特定される異物付着位置に対する燃焼レベルを接続損失データベースとして記憶部に記憶する記憶工程と、記憶部に記憶される接続損失データベースから、画像処理工程で算出した異物付着位置に対応する燃焼レベルを抽出して出力部に出力する接続損失特定工程とを含むことを特徴とする。
【００１８】
請求項１０記載の本発明は、距離算出工程で算出された距離に対する燃焼レベルが、距離に対する燃焼レベルで表示される接続損失関数を超えたときは、接続損失の影響が大きいと判定して、出力部に警告信号を出力する損失影響工程を含むことを特徴とする。
【００１９】
請求項１１記載の本発明は、損失影響工程は、接続損失の影響が小さいと判定したときは撮像工程に戻ることを特徴とする。
【００２０】
請求項１２記載の本発明は、撮像工程中に、光ファイバの突合部に通常の融着接続用のアーク放電時間より短い放電時間のアーク放電を照射する、又は通常の融着接続用の放電エネルギーより低い放電エネルギーのアーク放電を照射する清掃放電工程を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、放電融着接続時に光ファイバの突合部を含む周囲部を撮像し、得られた画像から光ファイバに付着した異物の面積を算出して、この面積内の輝度をもとに算出した燃焼レベルを外部出力することで放電融着接続により着火したゴミを特定し、作業員にゴミの燃焼レベルを報知することができる。これにより作業員（監視員等）が直ちに接続作業を停止するなどの対応処置を行うことができるので、不良品の生産を抑制でき、ひいては製品の歩留まりを向上させることができる。
【００２２】
また、上記構成を有する光ファイバ融着接続装置に、光ファイバ外周面に付着した異物の付着位置を算出する距離算出手段を設けることで、ゴミの位置を特定し易くなると共に、ゴミの位置と燃焼レベルから放電により光ファイバが受ける接続損失を予測することができる。これにより接続損失の判定を効率よく行うことができるので、更に作業効率を向上させることができる。
【００２３】
更に、上記構成を有する光ファイバ融着接続装置に、異物の付着位置に対応付けて燃焼レベルを記憶させた接続損失データベースを記憶させ、撮像した画像から異物付着位置を算出すると、この位置に対応する燃焼レベルを前述の接続損失データベースから抽出して出力部に出力することで、ゴミの位置に対する燃焼レベルを自動検出して外部報知することができる。これによりゴミの特定を可能にすると共に、直ちに外部報知できるので、作業効率を向上させることができる。
【００２４】
また更に、算出された付着位置に対する燃焼レベルが、予め設定されている接続損失関数を超えたことを検出したときは、接続損失の影響が大きい（すなわち異常接続を起こす可能性がある）と判定して、外部に異常警告を出力する。これにより監視員等が直ちに作業を停止するなどの対応処置を行うことができるので、不良品の生産を抑制し、結果として製品の歩留まりを向上させることができる。
【００２５】
また、光ファイバ同士を接続する放電融着接続前に、この放電時間より短い時間のアーク放電を光ファイバに照射する、又は通常の放電融着接続の放電エネルギーより低い放電エネルギーのアーク放電を照射することで、光ファイバを変形させずに光ファイバの外周面上に存在するゴミのみを炭化させることができる。これにより光ファイバを変形させずに、ゴミのみを除去することができるので、歩留まりを良くすることができる。
【００２６】
また更に、上述のゴミのみを炭化させる、いわゆる清掃放電を行うことにより、光ファイバに接続損失を与えるような放電加熱を行わなくとも、仮にゴミが燃焼し続けた場合の接続損失を予測することができる。これにより接続損失に大きな影響を与えるゴミが付着している光ファイバを検出したときは、直ちに外部警告を行い排除することができので、歩留まりを良くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。
【００２８】
図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る光ファイバ融着接続装置１の構成図であり、図１（ｂ）は、この装置に備えられているカメラで撮影した光ファイバ画像の模式図である。
【００２９】
図１（ａ）に示すように、本発明の光ファイバ融着接続装置（以下、単に融着接続装置という。）１は、端面同士が対向配置された一対の光ファイバ３ａ，３ｂと、この光ファイバ３ａ，３ｂの接続点に配置される一対の放電電極棒５ａ，５ｂと、光ファイバ３ａ，３ｂの接続点を含む周囲部を撮像する鏡筒７及びＣＣＤカメラ９と、放電電極棒５ａ，５ｂから放出されるアーク放電出力量を制御する放電制御部２３と、ＣＣＤカメラ９で撮影された画像を取得する撮像部２１と、取得した画像をもとにゴミの燃焼レベルを特定する画像処理部２５と、燃焼レベルを外部に出力する出力部３１と、出力部３１からの信号を視認可能に表示する表示部１３とを少なくとも備えている。
【００３０】
ここで光ファイバ３ａ，３ｂは、被覆シースが剥離された一対の光ファイバであり接続面が露出されている。また光ファイバ３ａ，３ｂの接続点に対して一対の放電電極棒５ａ，５ｂが光ファイバ３ａ，３ｂに直交する方向に配置されている。同図において光ファイバ３ａ，３ｂは単芯光ファイバであるが、光ファイバ３ａ，３ｂはこれに限らず、リボン状の多芯光ファイバであってもよい。
【００３１】
ＣＣＤカメラ９は、複数の画素を２次元平面上に配置してなるイメージセンサであり、光ファイバ３ａ，３ｂの接続点を含む周囲を撮像して、読み出し指示に応じて画像信号を出力するものである。尚、このイメージセンサはＣＣＤに限らず、ＣＭＯＳであってもよい。
【００３２】
制御部１１は、内部に記憶されている制御プログラムにしたがって、この融着接続装置に内蔵される各機能部を制御するものである。
【００３３】
放電制御部２３は、ＤＣ／ＡＣインバータを備えており、制御部１１から出力される放電開始信号に応じて高周波の交流電圧を発生し、これを一対の放電電極棒５ａ，５ｂに印加して放電電極棒５ａ，５ｂに高周波放電を起こさせ、アーク放電を発生させるものである。この放電制御部２３からの出力温度や出力時間を制御することにより、光ファイバ３ａ，３ｂを融着接続するための放電を出力させることや、光ファイバ３ａ，３ｂの側面に付着したゴミを一掃するための清掃放電を出力させることができる。
【００３４】
表示部１３は、メッセージ等の文字データを文字キャラクタに変換して表示するものである。表示部１３は、これに限らずＣＣＤカメラ９で撮影した画像をリアルタイムで表示するようにしもよい。また表示部１３は、音声装置（ブザー等を含む）であってもよい。
【００３５】
画像処理部２５は、少なくとも放電により発火したゴミの面積Ｓを算出する面積Ｓ算出部２５ａと、この面積内の画像に輝度段階に応じて重み付けを設定する輝度Ｉ算出部２５ｂと、この重み付けを各画素に乗算して各輝度段階毎の燃焼レベルＬを算出する燃焼レベルＬ算出部２５ｃと、光ファイバ３ａ，３ｂの接続点からゴミの中心点までの距離ｄを算出する距離ｄ算出部２５ｄとを備えている。尚、図示してないが、この画像処理部には、取得した画像を処理するための基本処理機能である、例えばエッジ処理機能、２値化処理機能、論理フィルタリング処理機能、ラベリング処理機能等を予め備えている。したがって、これら機能によりデジタル処理された画像をもとに必要な情報の抽出・処理を行いゴミの燃焼レベルＬを得るものとする。
【００３６】
ここで次に、燃焼レベルＬの算出方法を説明する。
【００３７】
まず、図１（ａ）に示した構成を有する融着接続装置の一対の放電電極棒５ａ，５ｂ間に光ファイバ３ａ，３ｂを端面対向させて配置する。次にＣＣＤカメラ９の撮影駆動を開始し、放電電極部間から清掃放電（通常の融着接続よりも低いエネルギーの放電であって、軽いゴミを燃焼することでできる程度のもの。）を出力させる。この時の光ファイバ３ａ，３ｂの状態を鏡筒７及びＣＣＤカメラ９を介して撮像する。撮像された画像を図１（ｂ）に示す。
【００３８】
次いで、この画像をエッジ処理、２値化処理、論理フィルタリング処理、及びラベリング処理等を施して、図２に示すようなデジタル化した画像を得る。図２（ａ）はゴミの燃焼状態を単純化した画像であり、明るい画素（白色）は高温部を示し、暗い画素（黒色）は低温部を示している。
【００３９】
ここでまず、この画像から面積Ｓを算出する。面積Ｓは、ゴミの燃焼により明るくなった部分のみとし、図２（ａ）においては３段階（白、灰、黒）で表示された輝度段階のうち、「白色」、「灰色」で示された部分が面積Ｓに相当する。同図によれば、面積Ｓに相当する画素数は１４である。
【００４０】
次いで、輝度Ｉを設定する。本実施の形態においては、画像中の最も明るい画素（白色）の重み値を「２」、次に明るい画素（灰色）の重み値を「１」とする。また最も暗い画素（黒色）の重み値は「０」とした。
【００４１】
次いで燃焼レベルＬを算出する。図２（ｂ）は、各画素に重み値を記入した図である。燃焼レベルＬは、上記工程で画定した面積Ｓの範囲内であって、３段階に区分されたうちの「白色」と「灰色」の画素にそれぞれ重み付け値を乗算し、その総和で表す。すなわち、下記（式１）から算出でき、燃焼レベルＬは１９となる。
【００４２】
１（重み付け）×９（画素数）＋２（重み付け）×５（画素）＝１９
・・・（式１）
以上の工程により、面積Ｓ、輝度Ｉ、燃焼レベルＬを算出することができる。そして燃焼レベルＬを出力部３１を介して表示部１３に表示することにより、作業者がこの燃焼レベルＬを確認して接続損失に大きい影響を与えるか否かを判断することができる。
【００４３】
尚、本実施の形態の変形例として、例えば、画像処理部で処理された情報を取得し、この情報から接続損失を特定して出力部３１に接続損失情報を出力する接続損失特定部２７を設けるようにしてもよい。このとき接続損失を特定するために、光ファイバ３ａ，３ｂに付着したゴミの位置（光ファイバ３ａ，３ｂの接続点からゴミまでの距離）と、このゴミを燃焼したときの燃焼レベルとを関連付けて構成されるデータベースを予め記憶する記憶部２９を設けておく必要がある。
【００４４】
この記憶部２９は、燃焼レベルと距離ｄを関連付けてなるデータベースを記憶している。燃焼レベルと距離ｄは融着接続装置毎に異なるものである。したがって装置毎にこれらデータを測定する必要がある。この燃焼レベルと距離ｄの算出方法については以下で詳述する。尚、データベースの情報は、表の形式に変換せずにグラフで記憶するようにしてもよい。
【００４５】
接続損失特定部２７は、画像処理部で得られた輝度Ｉと距離ｄをもとに、記憶部２９に予め記憶されているデータベースから対応する燃焼レベルを特定し、その燃焼レベルを出力部３１に出力するものである。
【００４６】
そこで次にゴミの燃焼位置までの距離ｄを算出する方法を説明する。この距離ｄは、座標に輝度の重み値を乗算し、更に前述の工程で算出した燃焼レベルＬで除算することで求められる。
【００４７】
まず図２（ｂ）に示される、Ｘ軸がＸ０からＸ６、Ｙ軸がＹ０からＹ４までの合計３５画素で構成されている画像において、Ｘ座標値と各座標に付されている重み値を乗算し、横一列のＸ座標の総和（（X0，Y0）〜（X6,Y0）の総和）を算出する。そして更にこれを（X0，Y1）〜（X6,Y1）、・・・（X0，Y4）〜（X6,Y4）までそれぞれ行い、その総和を算出後、これを燃焼レベルＬで割る。Ｘ座標の算出式は次式の通りである。
【００４８】
Ｘ座標＝(0×（X0，Y4）+ 1×（X1，Y4）+・・・+ 6×(X6，Y4）
+ 0× (X0，Y3）+ 1×（X1，Y3）+・・・+ 6×(X6，Y3）
：
：
+ 0×（X0，Y0）+ 1×（X1，Y0）+・・・+ 6×(X6，Y0））／１９
・・・（式２）
（式２）における座標(X，Y)には、それぞれの座標の重みが代入される。ここで実際の数値を代入して算出すると以下のようになる。
【００４９】
Ｘ座標＝((0×0)+(1×0)+(2×1)+(3×1)+(4×0)+(5×0)+(6×0)
+(0×0)+(1×1)+(2×2)+(3×2)+(4×1)+(5×0)+(6×0)
+(0×0)+(1×1)+(2×2)+(3×2)+(4×2)+(5×1)+(6×0)
+(0×0)+(1×0)+(2×1)+(3×1)+(4×1)+(5×0)+(6×0)
+(0×0)+(1×0)+(2×0)+(3×0)+(4×0)+(5×0)+(6×0))／１９
＝２．８
また、Ｙ座標の算出式は次式の通りである。
【００５０】
Ｙ座標＝(4×(（X0，Y4）+（X1，Y4）+・・・+（X6，Y4）)
+ 3×(（X0，Y3）+（X1，Y3）+・・・+（X6，Y3）)
：
：
+ 0×(（X0，Y0）+（X1，Y0）+・・・+（X6，Y0）))／１９
・・・（式３）
（式３）に実際の数値を代入すると以下のようになる。
【００５１】
Ｙ座標＝(4×(0 + 0 + 1 + 1 + 0 + 0 + 0)
+ 3×(0 + 1 + 2 + 2 + 1 + 0 + 0)
+ 2×(0 + 1 + 2 + 2 + 2 + 1 + 0)
+ 1×(0 + 0 + 1 + 1 + 1 + 0 + 0)
+ 0×(0 + 0 + 0 + 0 + 0 + 0 + 0))／１９
＝２．４
以上の結果から、距離ｄの座標（Ｘ，Ｙ）は、（２．８，２．４）と表すことができる。図３に接続点と距離ｄの関係を模式化した図を示す。
【００５２】
次に、上記で求められた距離ｄと燃焼レベルＬを用いて、光ファイバ３ａ，３ｂに与える接続損失の度合い示すデータベースを作成する。ここで接続損失をａとする。
【００５３】
まず、光ファイバ３ａ，３ｂを融着接続する際に、放電により熱の影響を受ける場所は接続点とその周囲である。したがって接続点から遠く離れた位置に付着したゴミは、融着放電により燃焼しない場合があり、そのようなゴミの燃焼は無視することができる。
【００５４】
一方、接続点に近い位置にあるゴミは融着放電と同時に燃焼する。このゴミが大きく燃焼し続ける可能性がある場合や、燃焼温度が高い物質である場合は、その発火熱により光ファイバ３ａ，３ｂを変形させる大きな損失となり得ることがある。したがって、接続点からの距離が近く、発熱の大きいものは損失を与える影響が大きくなると推定することができる。逆に、接続点から距離が遠く、発熱の小さいものは損失を与える影響が小さくなると推定することができる。
【００５５】
このような推定を行うため、機器毎に次のパラメータと変えながらテスト放電を行いデータを取得する。ここでパラメータとは、様々なタイプのゴミ、ゴミの位置を指している。これにより各状態の燃焼レベルＬを得ることができる。これらのデータを揃えて図４に示すように、横軸を距離ｄ、縦軸を燃焼レベルとするグラフ、若しくはデータベースを作成する。
【００５６】
グラフから読み取れるように、関数（ａ＝ｆ（ｄ，Ｉ））で示される曲線を境に距離ｄが大きくなる方向は損失の影響が小さくなる。一方、曲線を境に距離ｄが小さくなる方向は例え燃焼レベルが小さくても損失の影響が大きくなる。このようなデータを記憶部２９に記憶させておく。
【００５７】
尚、本実施の形態において輝度Ｉを「白色」、「灰色」、「黒色」の３段階に区分したが、これに限らず、更に詳細多区分としてもよい。その場合、明るい画素には数値の大きい重み付けを行い、暗い画素になるにつれ数値が小さくなるような重み付けを行う。
【００５８】
次に、図５に示すフローチャートを参照して、融着接続装置を用いた光ファイバの融着接続方法を説明する。尚、図５に示すフローチャートは、制御プログラムとして記憶部２９に記憶されており、図示していないＣＰＵがこの制御プログラムを読み出して、以下に説明する各ステップを実行する。
【００５９】
まず、予め一対の放電電極棒５ａ，５ｂ間に光ファイバ３ａ，３ｂを端面対向させて配置する。そしてステップＳ１１で、ＣＰＵはＣＣＤカメラ９に撮影開始信号を出力し、撮像を開始させる。ＣＣＤカメラ９は光ファイバ３ａ，３ｂの接続点を含む周囲部を撮像する。
【００６０】
次にステップＳ１３で、ＣＰＵは放電制御部２３に清掃放電開始信号を出力し、放電電極棒５ａ，５ｂ間に清掃放電を発生させる。ここで清掃放電とは、通常の融着接続よりも低いエネルギーの放電であって、軽いゴミを燃焼することでできる程度の放電をいう。またこの時、ＣＰＵは撮像部２１に画像取得信号を出力して画像を取り込む。取り込まれた画像は記憶部２９に記憶される。又は記憶部２９に記憶させると同時に表示にリアルタイムで表示させるようにしてもよい。
【００６１】
続いてステップＳ１５で、ＣＰＵは画像処理部に画像解析信号を出力し、取得した画像をエッジ処理、２値化処理、論理フィルタリング処理、及びラベリング処理して図２に示したゴミの燃焼状態及びゴミの形状特徴抽出を行う。
【００６２】
次いで、ステップＳ１７で、ＣＰＵは上記工程によりゴミの形状特徴抽出がなされたか否かを判定する。ゴミが検出された場合はステップＳ１９へ進み、ゴミの輝度Ｉ算出処理を行う。一方、ゴミが検出されなかった場合は、光ファイバ３ａ，３ｂにゴミは付着していなかったものと判断し、ステップＳ２９に進む。ここでステップＳ２９に進んだ場合は、ＣＰＵは放電制御部２３に通常の放電出力を指示し、放電電極棒５ａ，５ｂ間にアーク放電を発生させて光ファイバ３ａ，３ｂ同士を融着接続させる。
【００６３】
次に、ステップＳ１９で、ＣＰＵはゴミの燃焼により明るくなった部分、すなわち形状特徴抽出がなされた領域内の画素数を計数して面積Ｓを算出する。そしてこの面積Ｓの範囲内において、最も明るい画素、次に明るい画素・・・と段階的に変化する画素にそれぞれ重み値を付す。本実施例においては、図２（ｂ）に示したように、最も明るい画素（白色）の重み値を「２」、次に明るい画素（灰色）の重み値を「１」とした。
【００６４】
そして、ステップＳ２１で、上記ステップＳ１９で画定した面積Ｓ内であって、輝度Ｉの段階毎に付された重み値を各画素に乗算して、その総和を得る。これが燃焼レベルＬとなる。具体例は上述したように図２（ｂ）をもとに（式１）を用いることで算出できる。
【００６５】
次に、ステップＳ２３で、ＣＰＵは上記工程で求めた燃焼レベルＬを用いて、ゴミの位置（光ファイバ接続点からゴミの付着位置までの距離ｄ）を算出する。算出方法は、（式２）、（式３）を用いて算出する。すなわち、既に画素毎に付されている重み値をＸ座標値に乗算し、これをＸ座標方向に横一列に加算してゆき総和を算出する。そして同様にＸ座標方向の横一列の加算をＹ座標方向にも進め、ゴミ面積の全領域の総和を算出して、これを燃焼レベルＬで除算する。これによりＸ座標値が求められる。一方、Ｙ座標値の算出は、上記Ｘ座標に代替してＹ座標を入力することで、以下同様の算出方法で求められる。
【００６６】
続いて、ステップＳ２５で、ＣＰＵは上記ステップＳ２３で求めた距離ｄをもとに接続損失を求める。記憶部２９には予め図４に示した接続損失特性が記憶されているため、この特性から上記距離ｄに対する接続損失を求める。
【００６７】
そして最後に、ステップＳ２７で、ＣＰＵは求められた接続損失を予測値として表示部１３に出力する。これにより作業者は、光ファイバ３ａ，３ｂの外周面に付着しているゴミが、通常の融着放電によりどの程度の接続損失を生じるかを予め知ることができる。その結果、不良品となり得る光ファイバ３ａ，３ｂの融着接続は事前に停止することができるので、無駄な作業を行わずに済むと共に、部品を無駄にすることを抑制することができる。
【００６８】
尚、本実施の形態の変形例としては、燃焼レベルＬを算出後、この燃焼レベルＬを表示部１３に表示させるようにしてもよい。これにより作業者が燃焼の程度を直ちに認識して、対応策を取ることができるため、作業時間を短縮し且つ作業効率を向上させることができる。
【００６９】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る融着接続装置を説明する。
【００７０】
図６は、本発明の第２の実施の形態に係る光ファイバ融着接続装置２の構成図である。図１に示した第１の実施の形態と同じ部材については同一の符号を付し、それらの説明を省略する。
【００７１】
この融着接続装置２の第１の特徴は、接続損失特定部２７と出力部３１の間に損失比較・判定部３３を設けた点にある。この損失比較・判定部３３を設けることにより、熟練の作業者でなくとも、大きな接続損失を与えるゴミが光ファイバに付着している場合には、それを容易に認識することができる。また第２の特徴は、判定の結果、接続損失の影響が小さいことが出力された場合は再清掃放電の指示を出し、融着接続前に光ファイバ外周面上を損失を与えずに繰り返し清掃することができる点にある。
【００７２】
図６に示す損失比較・判定部３３は、接続損失特定部２７から接続損失を取得すると、記憶部２９に記憶される接続損失特性において、この接続損失がどの範囲内に位置するかを判定する。すなわち、図４に示す特性グラフにおいて、関数ａ＝ｆ（ｄ，Ｉ）で示される曲線を境に距離ｄが大きくなる方向は損失の影響が小さく、曲線を境に距離ｄが小さくなる方向は（燃焼レベルが小さくても）損失の影響が大きいことから、どの領域に入るかを判定することで、接続損失の影響を「大」「小」で判定できる。
【００７３】
尚、判定の結果は、出力部３１を介して表示部１３に表示される。また判定の結果、まだゴミが残っている場合には、再度ファイバが溶融変形を起こさない程度の短時間、または低エネルギーの放電をを行う指示を放電制御部２３に出力する。
【００７４】
次に、図７に示すフローチャートを参照して、本発明の第２の実施の形態に係る融着接続装置を用いた光ファイバの融着接続方法を説明する。尚、図７に示すフローチャートは、図５に示すフローチャートとほぼ同じ動作であるため、重複部分の説明は省略し、異なる部分を中心に説明する。
【００７５】
まず図５のステップＳ１１〜ステップＳ２５及びステップＳ２９は、それぞれ図７のステップＳ３１〜ステップＳ４５及びステップＳ５３に対応する。
【００７６】
そこでステップＳ４７から説明する。ステップＳ４７で、ＣＰＵは損失比較・判定部３３に、上記ステップで求めた接続損失が光ファイバ３ａ，３ｂに対してどの程度の影響を与えるか比較し、その判定結果を出力部３１に出力する。
【００７７】
ステップＳ４７で損失比較・判定部３３は、記憶部２９の接続損失特性と上記ステップで算出された接続損失とを比較する。
【００７８】
ステップＳ４９で損失比較・判定部３３は、接続損失が接続損失関数を超えたこと（すなわち接続損失が特性グラフの左領域に位置すること）を検出したときは、このまま燃焼時間の長い、または高エネルギーである接続のための放電を行うと接続損失の影響が大きい（すなわち異常接続を起こす可能性がある）と判定して、ステップＳ３３に戻り、ファイバが溶融変形を起こさない程度の短時間、または低エネルギーの清掃放電を繰り返すことでゴミの清掃を行う。
【００７９】
以上の工程により、熟練の作業者でなくとも、大きな接続損失を与えるゴミが光ファイバ３a, ３bに付着している場合には、ゴミが消滅するまで、ファイバが溶融変形を起こさない程度の短時間、または低エネルギーの清掃放電を繰り返すことにより、融着接続前に光ファイバ３a, ３bを清掃することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る光ファイバ融着接続装置１の構成図であり、（ｂ）は、この装置に備えられているカメラで撮影した光ファイバ画像の模式図である。
【図２】（ａ）はゴミの燃焼状態を単純化した画像であり、（ｂ）は、各画素に重み値を記入した図である。
【図３】光ファイバ接続点と距離ｄの関係を模式化した図である。
【図４】横軸を距離ｄ、縦軸を燃焼レベルとする接続損失特性グラフである。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る光ファイバ融着接続装置１の動作を説明するフローチャートである。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る光ファイバ融着接続装置２の構成図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係る光ファイバ融着接続装置２の動作を説明するフローチャートである。
【図８】（ａ）は、従来の光ファイバ上のゴミの有無を検出する装置の概略構成図であり、（ｂ）は、カメラで撮影された光ファイバの画像を模式化した図である。
【符号の説明】
【００８１】
１，２…光ファイバ融着接続装置
３ａ，３ｂ…光ファイバ
５ａ，５ｂ…放電電極棒
７…鏡筒
９…ＣＣＤカメラ
１１…制御部
１３…表示部
２１…撮像部
２３…放電制御部
２５ａ…面積Ｓ算出部
２５ｂ…輝度Ｉ算出部
２５ｃ…燃焼レベルＬ算出部
２５ｄ…距離ｄ算出部
２７…接続損失特定部
２９…記憶部
３１…出力部
３３…損失比較・判定部
１０３…光ファイバ
【図１】
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【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】
2005195664.tif 000009
【図８】
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