(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
観察対象である光ファイバを挟んでその径方向一方側に光源を、他方側にレンズ及び撮像カメラを配置して、光ファイバを透過した光をレンズを通して撮像カメラで撮像可能とした光ファイバ観察装置において、前記レンズは縦横の拡大倍率が異なり、その拡大倍率の大きな方向が光ファイバの径方向に沿う向きで配置されていることを特徴とする光ファイバ観察装置。
【請求項２】
レンズがシリンドリカルレンズであることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ観察装置。
【請求項３】
一対の光ファイバを軸合わせし、軸合わせされた両光ファイバの端面同士を突き合せ、突き合された端面同士を融着接続させる光ファイバ融着接続装置であって、請求項１又は請求項２記載の光ファイバ観察装置を備え、同観察装置の観察結果に基づいて一対の光ファイバの軸合わせを行うことを特徴する光ファイバ融着接続装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明の一つは、光ファイバを観察する光ファイバ観察装置に関するものである。本発明の他の一つは、光ファイバ融着接続装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の光ファイバ観察装置は図４に示すように、観察対象である光ファイバＡを挟んで、その径方向一方側に光源Ｂを配置し、他方側に対物レンズＣ及び撮像カメラＤを配置して、光ファイバＡにその側方から光を照射し、光ファイバＡを透過した光を対物レンズＣを通して撮像カメラＤで撮影し、得られたファイバ透過光像を画像処理装置Ｅで処理可能としたものである。
【０００３】
この種の光ファイバ観察装置は例えば光ファイバ融着接続装置と組み合わされて使用される。具体的には、光ファイバ融着接続装置によって接続される一対の光ファイバの軸合わせを行うために必要な両光ファイバの軸ずれ量の測定に使用される。この際、光ファイバ観察装置は図５に示すように、前記ファイバ透過光像を画像処理装置Ｅ（図４）によって処理し、接続対象である一対の光ファイバＡの軸中心を代表する直線（図５に一点鎖線で示す）を形状認識によって求め、それら直線のずれ量を両光ファイバＡの軸ずれ量として出力する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
形状認識によって一対の光ファイバＡの軸中心を代表する直線を求める場合、図６に示すように、夫々の光ファイバＡの長手方向数ヶ所において同ファイバＡの径方向中心に存在するポイントの座標を求め（図６ではポイントＡの座標Ｘ1、Ｙ1及びポイントＢの座標Ｘ2、Ｙ2を求め）、それらポイントの座標を代表する直線を近似する。従って、近似される直線の測定精度を向上させるためには、各ポイントの座標の測定精度を向上させることと、可及的に多くのポイントの座標を測定することが必要である。
【０００５】
しかし、各ポイントの座標の測定精度を向上させるために前記図４に示す対物レンズＣの倍率を上げたり、高分解能の撮像カメラＤを使用したりすると、図７に示すように観察視野が狭まり、測定可能なポイント数が減少してしまう。一方、ポイント数を増加させるために、前記対物レンズＣの倍率を下げて観察視野を拡大すると、各ポイントの座標の測定精度が低下してしまう。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本件出願の光ファイバ観察装置の一つは、観察対象である光ファイバを挟んでその径方向一方側に光源を、他方側にレンズ及び撮像カメラを配置して、光ファイバを透過した光をレンズを通して撮像カメラで撮像可能とした光ファイバ観察装置において、前記レンズは縦横の拡大倍率が異なり、その拡大倍率の大きな方向が光ファイバの径方向に沿う向きで配置されているものである。
【０００７】
本件出願の光ファイバ観察装置の他の一つは、レンズをシリンドリカルレンズとしたものである。
【０００８】
本件出願の光ファイバ融着接続装置は、一対の光ファイバを軸合わせし、軸合わせされた両光ファイバの端面同士を突き合せ、突き合された端面同士を融着接続させる光ファイバ融着接続装置であって、前記本発明の光ファイバ観察装置を備え、同観察装置の観察結果に基づいて一対の光ファイバの軸合わせを行うものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
以下、観察対象の光ファイバが光ファイバ融着接続装置によって接続される一対の光ファイバである場合を例にとって、本発明の光ファイバ観察装置の実施形態を説明する。この光ファイバ観察装置は図１に示すように、光ファイバ融着接続装置（図示しない）によって接続される一対の光ファイバ１、２を挟んで、その径方向一方側に配置される光源３と、径方向反対側に配置されるレンズ４及び撮像カメラ５と、撮像カメラ５の撮影画像を処理する画像処理部６を備えている。
【００１０】
図１に示す前記光源３は、夫々の光ファイバ１、２の突き合せ部１０にその側方から光を照射するためのものであり、光ファイバ１、２の径方向一方側（側方）であって、同ファイバ１、２から所定距離だけ離れた位置に配置されている。
【００１１】
図１に示す前記レンズ４は光源３から照射され、夫々の光ファイバ１、２を透過した光によって形成される像（ファイバ透過光像）を拡大するためのものであり、光ファイバ１、２を挟んで前記光源３と反対側であって、同ファイバ１、２から所定距離だけ離れた位置に配置されている。このレンズ４は縦横の拡大倍率が異なるレンズであり、本実施形態では、図２に示すように、円柱面１２をもち一方向にのみレンズ作用を発揮するシリンドリカルレンズ（Cylindrical Lenses）を用いた。さらに、そのシリンドリカルレンズ４をレンズ作用が発揮される方向（拡大倍率が大きい方向）と光ファイバ１、２の径方向とが平行となる向きで配置した。以上によって、当該シリンドリカルレンズ４に入射したファイバ透過光像は、光ファイバ１、２の径方向及び長手方向に拡大されるが、径方向により大きく拡大される。尚、光ファイバ１、２の長手方向への拡大倍率は従来の光ファイバ観察装置におけるそれと同様に設定してある。
【００１２】
図１に示す前記撮像カメラ５はシリンドリカルレンズ４を通過したファイバ透過光像を撮影するためのものであり、シリンドリカルレンズ４の後方に同レンズ４から所定距離だけ離れた位置に配置されている。本実施形態では当該撮像カメラ５としてCCDカメラ（Charge Coupled Device Camera）を用いた。以上によって、前記シリンドリカルレンズ４によって拡大されたファイバ透過光像がＣＣＤカメラ５によって撮影され、その撮影画像が画像処理部６に入力される。
【００１３】
図１に示す前記画像処理部６は入力されたファイバ透過光像から夫々の光ファイバ１、２の軸中心を代表する直線を形状認識によって求める。具体的には前記図６に示す場合と同様に、入力されたファイバ透過光像に基づき、夫々の光ファイバ１、２の長手方向数ヶ所において同ファイバ１、２の径方向中心に存在するポイントの座標を求め、それらポイントの座標を代表する直線を近似する。ここで、入力されるファイバ透過光像は前記シリンドリカルレンズ４によって光ファイバ１、２の径方向及び長手方向に拡大され、且つ径方向により大きく拡大されている。従って、従来に比べて測定されるポイント数が減少することはなく、各ポイントの座標の測定精度は向上する。この結果、コア径が４μm以下といった非常に細径の光ファイバについても、高精度でその軸中心を代表する直線を求めることができる。
【００１４】
次に、夫々の光ファイバ１、２の軸中心を代表する直線のずれ量を求め、求められたずれ量を両光ファイバ１、２の軸ずれ量として出力する。このとき、双方の光ファイバ１、２が厳密に平行に配置されていない場合もあるため、その影響を回避するために、両光ファイバ１、２の突き合せ部１０における直線のずれ量を求め、これを軸ずれ量とする。図示されていない光ファイバ融着接続装置は画像処理部６から出力された両光ファイバ１、２の軸ずれ量に基づいて、双方又は一方の光ファイバを移動させて、両光ファイバ１、２の軸合わせを行う。
【００１５】
（実施形態２）
前記実施形態１では、シリンドリカルレンズをその拡大倍率の大きな方向と観察対象の光ファイバの径方向とが平行となる向きで配置したが、入射したファイバ透過光像を光ファイバの長手方向よりも径方向へ大きく拡大可能な向きであれば、必ずしも前記向きに配置しなくてもよい。
【００１６】
前記実施形態では１枚のシリンドリカルレンズを用いたが、シリンドリカルレンズとその他の通常のレンズ（縦横の拡大倍率が同一のレンズ）を組合せて用いたり、複数枚のシリンドリカルレンズを組合せて用いたり、あるいは縦横の拡大倍率が異なる非球面レンズ（トーリックレンズ）を用いたりすることもできる。要は、撮像カメラによって撮影されるファイバ透過光像を観察対象である光ファイバの長手方向よりも径方向へより高倍率で拡大可能であればよい。
【００１７】
（実施形態３）
本発明の光ファイバ融着接続装置の実施形態の一例を説明する。この光ファイバ融着接続装置は、融着接続装置、本発明の光ファイバ観察装置及びこれら装置を制御する制御装置を備え、本発明の光ファイバ観察装置の観察結果に基づいて接続対象である一対の光ファイバの軸合わせ及びその他の必要な工程を行うものである。本発明の光ファイバ観察装置に関しては既に説明済みであるため、ここでは融着接続装置について詳細に説明する。
【００１８】
前記融着接続装置には図３に示すように、接続対象である一対の光ファイバ１、２を夫々把持して位置決めする２つのファイバホルダー２０（図３では一方の光ファイバ１を把持する一方のファイバホルダー２０のみ図示）と、両ファイバホルダー２０の間に配置された放電電極棒２２と、放電電極棒２２に給電される放電電流量を変化させて発熱量を制御する熱源制御部２４とからなる。このうち、ファイバホルダー２０と放電電極棒２２は図示されていない装置本体の上面に配置され、熱源制御部２４は同装置本体の内部に配置されている。
【００１９】
図３に示すファイバホルダー２０及び図示されていないもう一方のファイバホルダー２０は、共にその上面に光ファイバ１、２の先端部を配置可能なV溝２６が形成されたブロックである。夫々のファイバホルダー２０は前記制御装置２８に制御されて、直交する３軸方向へ移動可能であり、これによって２本の光ファイバ１、２の軸合わせを行ったり、互いの光ファイバ１、２の端面同士を突き合せたりすることができるようにしてある。ここで、制御装置２８は本発明の光ファイバ観察装置による観察結果（詳しくは画像処理部６から入力された両光ファイバ１、２の軸ずれ量）に基づいて、夫々のファイバホルダー２０を直交する３軸方向へ移動させて、両光ファイバ１、２の軸合わせを行う。尚、２本の光ファイバ１、２の軸合わせ及び端面の突き合せが可能な移動パターンであれば、夫々のファイバホルダー２０の移動パターンには特に制限はなく、一方のファイバホルダー２０のみが移動してもよい。
【００２０】
図３に示す２本の放電電極棒２２は、前記ファイバホルダー２０の対向方向と直交する方向に対向させて配置されている。対向する２本の放電電極棒２２は熱源制御部２４から放電電流が給電されると（電圧が印加されると）、その先端間でアーク放電を発生し、その放電熱によって突き合された２本の光ファイバ１、２の端面を溶融させて、両光ファイバ１、２を融着接続させる。尚、熱源制御部２４は前記制御装置２８から出力されるトリガーに従って放電電極棒２２に給電し、制御装置２８は両光ファイバ１、２の軸合わせ及び端面の突き合せが終了した後に熱源制御部２４にトリガーを出力することは勿論である。また、制御装置２８は画像処理部６から入力された情報に基づいて、両光ファイバ１、２の相対的位置関係を求め、その位置関係に基づいて放電電極棒２２に給電される放電電流量を変化させるように、熱源制御部２４に指令を出すこともできる。
【００２１】
前記融着接続機構の構成は一例であり、本発明の光ファイバ観察装置の観察結果に基づいて、接続対象である一対の光ファイバの軸合わせし、軸合わせされた一対の光ファイバの端面同士を突き合せ、突き合された端面同士を融着接続することが可能な構成であれば如何なる構成であってもよい。
【００２２】
【発明の効果】
本件出願の光ファイバ観察装置は、縦横の拡大倍率が異なるレンズをその拡大倍率の大きな方向が光ファイバの径方向に沿う向きで配置したので、次のような効果を有する。
（１）撮像カメラによって撮影されるファイバ透過光像が観察対象である光ファイバの長手方向よりも径方向へより大きく拡大される。従って、撮影されたファイバ透過光像から形状認識によって光ファイバの軸中心を代表する直線を近似する際に、その測定精度が向上する。即ち、実際の軸中心とこれを代表する直線との誤差が小さくなる。従って、本発明の光ファイバ観察装置によって２本の光ファイバの軸中心を代表する直線を求め、求められた直線のずれ量が０になるように双方又は一方の光ファイバを移動させれば、両光ファイバを高精度で軸合わせすることができる。
【００２３】
本件出願の光ファイバ融着接続装置は、前記効果を有する光ファイバ観察装置を備えているので、次のような効果を有する。
（１）接続対象である光ファイバを高精度で軸合わせして接続することができるので、軸ずれに起因する接続損失を可及的に少ない融着接続を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光ファイバ観察装置の実施形態の一例を示すブロック図。
【図２】図１に示す光ファイバ観察装置に用いられるレンズの一例を示す説明図。
【図３】本発明の光ファイバ融着接続装置の実施形態の一例を示すブロック図。
【図４】従来の光ファイバ観察装置の一例を示すブロック図。
【図５】光ファイバの軸中心を代表する直線に基づいて２本の光ファイバを軸合わせする様子を示す説明図。
【図６】ファイバ透過光像から形状認識によって光ファイバの軸中心を代表する直線を求める様子を示す説明図。
【図７】ファイバ透過光像を縦横の拡大倍率が同一のレンズによって拡大した様子を示す説明図。
【符号の説明】
１  光ファイバ
２  光ファイバ
３  光源
４  レンズ
５  撮像カメラ
６  画像処理部
【図１】
0004336056.tif 000002
【図２】
0004336056.tif 000003
【図３】
0004336056.tif 000004
【図４】
0004336056.tif 000005
【図５】
0004336056.tif 000006
【図６】
0004336056.tif 000007
【図７】
0004336056.tif 000008