(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平坦な光ファイバリボンを形成するようにまとめた平行な光ファイバ（１〜８）の末端領域の、または端を互いに平行に隣接して、光ファイバを他の光ファイバーへ接続する際における（ｘｚ）平面に置いた複数の光ファイバ（１〜８）の末端領域の画像を作るための装置で、
２つの同じカメラ（１３）であって、各カメラ（１３）はレンズ系（１５）及び感光手段（１７）を有し、該感光手段は画像を作るために平面に配置された感光素子を含み、２つのカメラは画像が作られる領域における光ファイバーの端部の長手方向（ｚ）及び光ファイバーの各々が並んでいる方向（ｘ）のそれぞれに直交する方向（ｙ）に対称に配置されている、カメラと、
前記末端領域を照明する光ビームを作るために前記各カメラ（１３）に対応して設けられた光源（２３）であって、各光源は該光源により作られた光ビームの中心線が前記末端領域から前記レンズ系（１５）に伸びて、末端領域を通る平面（ｘｚ）に対して４５から６０度の間の傾斜角（α）を形成するように、この平面上の中心線の投影が末端領域における光ファイバの長手方向（ｚ）に対して実質的に垂直であるように、そして、光ビームが鏡（２５）に反射した後の反射光の中心線が各カメラ（１３）のレンズ系（１５）の光軸と実質的に一致するようにされ、各カメラ（１３）の感光手段（１７）内の感光素子の平面が、カメラに対応して配置された光源（２３）によって作られた光が鏡（２５）に反射した後の反射光の中心線に対して傾斜角（β）を形成し、該傾斜角を、前記感光素子の平面が、カメラ（１３）のレンズ系（１５）によって結像したときに個々の光ファイバの末端領域の画像が位置する平面にあるように選択し、それによって各カメラの感光手段（１７）上に得られる光ファイバの末端領域の画像が鮮明になる、光源と、
２つのカメラ（１３）と２つの光源（２３）を支持する中央フレーム（５１）と、
該中央フレーム（５１）の上部に配置され該上部を保護する２つの半ケーシング（６９）であって、各半ケーシング（６９）は、光源（２３）のひとつからの光を反射して光ファイバの末端領域を照明する各光ビームを生成する水平方向反射面を有する鏡（２５）を有する半ケーシング（６９）と、
を備えることを特徴とする装置。
【請求項２】
請求項１による装置に於いて、２つの光源（２３）によって作られる光ビームの中心線は、ファイバの末端領域の長手方向（ｚ）と垂直な面（ｘｙ）内に配置されていることを特徴とする装置。
【請求項３】
請求項１による装置に於いて、前記中央フレーム（５１）は、電極（１１）及びファイバ端を保持するための部分を有する電極ハウジング（５７）を支持する実質的に平坦且つ水平な上面を備えることを特徴とする装置。
【請求項４】
請求項１による装置に於いて、各光源（２３）は、孔（５９）の低端部に配置された発光ダイオード（２１）を含むことを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、切断したファイバリボンの末端領域を、特にこのファイバリボンを溶接手段によって他のファイバリボンに接続することに関連して、結像するための方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバリボン用溶接装置に於いて、ファイバ間隙、ファイバ直径、クラッドの外側間のオフセットおよびファイバコア間のオフセット等のような、異なる幾何学量を測定するためには、この機械のｘｙｚ座標系でのファイバの位置を決めなければならない。これを出来るようにするためには、ファイバの端を、互いに十分離隔した、少なくとも２方向で観察しなければならず、または同等に、そのような２方向で２枚の画像を作らねばならない。これは、ファイバリボンの末端領域を、このファイバリボンの端部を通過する平面に対して斜めに位置する方向で観察または結像しなければならないことを意味する。それは、今度は、個々のファイバ端から観察者まで、またはカメラの光学系までの距離が異なり、ファイバ端の画像がこの物体から観察者まで、または光学系の光軸までの線に垂直な平面内にないので、それらを同時に完全な鮮明さでは観察または描写出来ないという結果になる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この発明の目的は、特に、ファイバリボンに含まれる個々の光ファイバの端の位置を、ファイバリボン相互の溶接に関連して、自動評価するために、光ファイバリボンの末端領域を鮮明に描写するための方法および装置を提供することである。
【０００４】
従って、この発明が解決しようとする問題は、溶接に関連してファイバリボンの末端領域の鮮明な画像を得る方法を見つけることで、この画像が末端領域の位置について、横および縦両方の十分な情報を与えることになっている。この末端領域は、ほぼ平坦な領域であるので、この末端領域の平面に関して斜角で結像しなければならず、それは、従来の光学系を使ったのでは、取込んだ画像が不鮮明または鮮明さを欠くことになる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
平行な光ファイバを含む光ファイバリボンの末端領域、または同等に末端部を、これらの末端部の縦軸が唯一平面内にあるように、互いに平行に隣接して置いた複数の光ファイバの末端領域を結像するとき、レンズ系および感光手段を含み、その感光手段が平面に配置された感光素子を含むカメラを使用する。このレンズ系の光軸および一般的にこの末端領域からこのレンズ系までの光ビームの中心線が、これらの光ファイバの末端領域を通って拡がる平面に対して斜角、特に４５°と６０°の間の角度、好ましくは４５°と５５°の間の角度をなす。好ましくは、二つの同じ、対称に配置したカメラを使い、それらのレンズ系の光軸が互いに、例えば、７５°と９０°の間の角度をなすようにする。それによって、これらのファイバ端を、例えば、それらを互いに溶接するために、配置することが可能であるように、ファイバ端の位置に関する十分な情報を含む画像が得られる。全てのファイバ端の鮮明な画像を得るために、カメラの中の感光素子の平面を、このカメラのレンズ系の光軸に関して、または上記の中心線に関して適当な斜角に配置する。この斜角は、これらの感光素子を通って拡がる平面が、このカメラのレンズ系によって得た、個々の光ファイバの画像を通過するように選択する。
【０００６】
この発明の追加の目的および利点は、以下の説明に示し、一部この説明から明白であり、またはこの発明の実施によって会得できるかも知れない。この発明のこれらの目的および利点は、添付の請求項で特に指摘する方法、プロセス、手段および組合せによって実現し、取得できるかも知れない。
【０００７】
この発明の新規な特徴を添付の請求項に詳細に示すが、この発明の構成および内容の両方に関する完全な理解およびその上記およびその他の特徴の完全な理解は、以下に提示する非限定的実施例の詳細な説明を添付の図面を参照して考慮すれば得られ、且つこの発明を正しく評価できよう。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１に、ファイバ溶接装置の一部を模式的に示す。複数の光ファイバの端面が、図１では紙面に水平に位置する、ｘ軸に沿って配置されているのを示し、それらのファイバは、図示の例では８本であり（好都合に、この装置は１２本のファイバを含むファイバリボンにも使える）、１から８まで番号が振られ、まとまってファイバリボンを形成している。これらのファイバを溶接するために、電極１１が、ｘ軸方向に、これらのファイバ端を通る平面の少し下に置かれている。ファイバを溶接するときは、これらの電極を適当な方法でファイバの端面に関連して配置することができ、次に電極１１間に電弧を作り、それがファイバの端面を加熱し、それらを、やはり適当にまとまってファイバリボンを形成する、図示しない他のファイバに溶接する。これらのファイバは、図１では紙面に垂直なｚ座標軸に沿って位置付けられていると想定し、更に、ｘ軸に加えてファイバの縦方向、即ち、ｚ軸にも垂直であり、図１では紙面で上下方向に位置するｙ座標軸がある。
【０００９】
ファイバの位置、特にその端面の位置および事によるとファイバ端の他のパラメータを決めるために、１５で示す光学レンズ系を含む２台のカメラ１３を使う。これらのレンズ系は、それらの光軸をｘｚ平面、即ちファイバ１から８の末端領域を通過する平面に対して斜めにし、それに対して鋭角αをなすように配置されている。これらの光軸は、同じｘｙ平面、即ち図１で見て同じ縦平面にあって、これらの光軸のファイバ端を通る平面、ｘｚ平面への投影がファイバ端の縦方向、ｚ方向に垂直であると想定できる。これらの軸は、最も好ましくは、ファイバ端の位置についての最大限に可能な情報を得るために、互いに垂直に位置すべきである。これは、角αを４５°にする。多数の他の装置が配置されている現実の溶接装置で、そのような角度を実際的に達成することは困難なことがある。しかし、４５〜６０°の間の角αが、一般的に十分に良い情報を提供する。
【００１０】
カメラ１３は、更に、単一平面に配置された１組の感光素子、例えばＣＣＤ素子を有する光検出器１７を含む。これらの感光素子は、電子画像処理ユニット１９へ、およびそれを通してディスプレーモニタ２１に接続され、取込んだ画像をそれに表示できる。ファイバ１から８の末端領域がカメラ１３の光軸に対し斜めであり、垂直でないので、レンズ系１５が作るファイバ端の画像は、それぞれの光軸に垂直な同じ平面にはなく、それに対し角度βをなす平面にある。この画像の全領域を鮮明にするために、そこで光検出器１７の感光素子を含む平面も光軸に対してこの角度βに、その上、この光学系の適正距離に配置し、各ファイバ端から得た像点がこの平面内にあるようにする。
【００１１】
これらの角度の間の関係は、次の式によって与えられる。
【００１２】
【数１】
0004388608.tif 000002
但し、Ｍ0 は光学系１５の倍率である。
【００１３】
描写した物体１〜８から光学系１５までの距離が異なるため、これらの物体の倍率は、光検出器１７上の結像で異なるが、取込んだ画像の較正が容易にできるので、および互いに対向して配置したファイバ端の相対位置が多くの場合関心事なので、これは問題にならない。ディスプレーモニタ２１上に同様に向いた画像を得るために、光検出アレー１７とディスプレーモニタ２１の間の電子結合をそれらに対して異ならせる。さもないと、一つのディスプレーモニタは、１番ファイバを上部に示し、他のディスプレーモニタは、８番ファイバを上部に示すからである。
【００１４】
図２に、特に光ファイバリボン溶接用を意図した、ファイバ溶接装置の詳細図を、一部断面図で見て示し、この図および断面は、この装置のほぼ中央で取り、この図は、互いに溶接すべきファイバの方向と平行に見て、断面はそれに垂直に取る。この装置では、上の説明による感光ＣＣＤ素子を含む面の斜め配置を使用する。この装置の部品は、縦方向がファイバ方向と一致し、矩形断面の、長いフレームバー４３によって担持され、そのバーは、４本の傾斜脚４７を介してベース４５によって支持されている。脚４７は、４９のような弾性クッション中間品を含むことができる。フレームバー４３の中央に、中央フレーム５１が取付けられ、それから突出している。この中央フレーム５１は、全体として、その先端が下方を向いたこれらの等脚の間でフレームバー４３の方を向いた、二等辺三角形をし、ほぼ水平で平坦な上面を含み、更に二つの対称に配置された突出部または半三角形５５を含む。それらは、ファイバの方向へ垂直に突出し、それらの三角形先端が切断され、この三角形の斜辺に対し平角を形成する。これらの突出部５５は、光源およびカメラを担持する。以下参照。
【００１５】
中央フレーム５１の水平上面は、電極ハウジング５７を担持し、それに、ファイバ端を保持するためにおよびそれを互いに整列するために必要な部品、更には溶接電極１１が取付けられている。これらの突出部５５の外側に、斜めの円筒形貫通孔５９が設けられていて、それらは突出部の外切断側と平行に伸び、それらの軸は、縦横断平面内にあり、そこに互いに接続すべきファイバの端面もある。孔５９の軸および突出部５５の外切断面は、縦平面に関して３０°と４５°の間の角度にあり、約３７°であるのが好ましい。孔５９の中を、孔の下端に配置された発光ダイオード２１のような光源２３から光が通る。
【００１６】
発光ダイオード２１からの光は、孔５９の中をその上端の方へ通るが、最初に強度を絞り２７’によって低減され、その絞りは、板で作られ、孔５９の内部へ垂直に突出し、中央フレーム５１の上部開口からほぼこの孔５９の直径に等しい距離にあるスロットの中に配置されている。これらの絞り板２７’は、内縁または下縁が真っ直ぐで、孔５９のほぼ中心まで突出し、それで光がほぼ半円形の開口を通過させられる。均一な背景照明を作るために、孔５９の上部開口に、適当な格子のような、光散乱または拡散手段２９がある。
【００１７】
カメラユニット６１は、それらの前部がこの中央フレームの逆三角形の斜面の対応する孔に挿入されている。このカメラユニット６１の前部６３に、その光学系がある。これらの光学系の光軸は、孔５９の軸に平行で、接続平面で正確に互いに接続すべきファイバまたはファイバリボンの縦軸を通過する。カメラユニット６１用の孔の延長部は、ファイバの接続領域からの光をこのカメラユニット６１の感光素子の光学系によって結像するために、電極ハウジング５７の底側まで伸びる。これらの感光素子は、平面６５にあり、この光学系の軸に垂直ではなく、斜角で配置され、その角度は、接続すべきファイバリボンの個々のファイバ全ての鮮明な画像が得られるようにされている。
【００１８】
中央フレーム５１および電極ハウジング５７の上部は、軸６７の周りに互いに接近・離隔するように揺動できる、二つの半ケーシング６９によって保護されている。その最上部にほぼ水平な面のある、これらのケーシングの内側に、水平反射面のある鏡２５が配置され、それらは、拡散素子２９からの光線がそこに映って反射され、それらがカメラユニット６１の光学系に入り、それによってこのカメラユニットの感光面の方へ導かれるように配置されている。
【００１９】
ここに、この発明の特定の実施例を図示し且つ説明したが、多数の付加的利点、修正および変更が当業者に容易に思い浮ぶことは察知できる。従って、この発明は、その広い面で、ここに図示し説明した、特定の詳細、代表装置および説明した例に限定されない。従って、種々の修正を、添付の請求項によって定義する、この一般的発明概念の精神または範囲およびそれらの均等物から逸脱することなく行うことができる。従って、添付の請求項は、そのような修正および変更を全てこの発明の真の精神および範囲内に含める意図であることを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】挿入したファイバリボンの末端領域を結像するための光学系を含むファイバリボン溶接装置の概略図である。
【図２】ファイバリボン溶接装置の側面図である。
【符号の説明】
１〜８  光ファイバ
１３    カメラ
１５    レンズ系
１７    感光手段
【図１】
0004388608.tif 000003
【図２】
0004388608.tif 000004