JP2000146751A

JP2000146751A - 光ファイバの観察方法

Info

Publication number: JP2000146751A
Application number: JP33496898A
Authority: JP
Inventors: Koji Osawa; 孝治大澤
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 1998-11-10
Filing date: 1998-11-10
Publication date: 2000-05-26

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】光ファイバの融着接続に際して行うファイバ
端面の観察は、通常コア調心と同じ焦点位置の画像につ
いて行っている。接続不良の原因となる、端面角やゴミ
の判定の場合は、それで問題はない。しかし、「欠け」
の場合は、欠け以外の場所との輝度の違いが明確でない
ため、画像処理判定は難しい。【解決手段】光ファイバ観察用の光学系の焦点位置を
調節して、光ファイバ像の輝度分布が、ほぼ平坦になる
ようにする。すると、ファイバ像の中に際だって明るい
部分（コア部分）がなくなり、ファイバ像が全体として
薄暗くなる。そして、欠けの部分が、他の部分に比べて
暗く見えるか、あるい明るく見えるようになる。すなわ
ち、欠け以外の場所との輝度の違いがハッキリしてく
る。よって、画像処理により、欠けの有無やその大きさ
の推定が可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、光ファイバの融
着接続に際して行う、光ファイバの観察方法に関するも
ので、特に画像処理によって光ファイバ端面の「欠け」
を観察する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバを融着接続する際、ファイバ
の端面状態が悪いと、接続損失に影響を及ぼす。端面状
態の判定項目として、以下のものが挙げられる。切断角度（図４参照）端面に付着したゴミ（図５参照）端面の欠け（図６参照）

【０００３】これらのうち、の切断角度は、画像処理
により測定できるので、良否の判定は容易である。

【０００４】のゴミは、大きさ、位置により良否を判
定するのであるが、これらを定量化するのは難しい。し
かし、ゴミの存在自体は目視により認知しやすいので、
作業者による判断も、それほど困難でない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、の欠けに
ついては、次の点が問題となる。

【０００６】光ファイバの融着接続前に、調心と上記の
コア端面の良否判定を行うが、そのときの光学系の焦点
位置は、通常、コア部を観察するのに適した位置に合わ
せる。図４〜図６がそのときの光ファイバ像であり、コ
ア部を含む中心付近が明るく、両端部は暗い。上記の
の切断角度とのゴミに関しては、この状態で観察、測
定が容易である。

【０００７】しかし、の欠けの場合は、事情が異な
る。すなわち、図６について述べると、ファイバ像の明
るい部分に欠けがあると目視で認知できるが、暗い部分
に欠けがあっても、目視で認知できない。

【０００８】また、上記のファイバ像では、画像処理に
より、欠けの大きさを定量化するのが、非常に難しい。
その理由を、以下に述べる。画像処理は、輝度（明る
さ）の違いを利用するのが最も一般的である。図６の場
合、明るい部分にある欠けは、人間の眼では分かる。し
かし、輝度の違いは、ほとんどない。また、暗い部分で
は、輝度の違いが分からない（欠けが存在するかもしれ
ないのに）。以上のようなわけで、画像処理で、欠けと
判定するのは難しい。

【０００９】欠けのある状態のままで融着接続すると、
接続損失が悪化し、接続不良となる。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
は、・光ファイバの透過光を、光学系により受光して光ファ
イバ像を得、当該光ファイバ像を画像処理するに際し
て、・光学系の焦点位置を調節して、光ファイバ像の輝度分
布が、ほぼ平坦になるようにし、・そのようにした光ファイバ像について、端部の輝度分
布を求めること、を特徴とする。

【００１１】上記の中の、「光学系の焦点位置を調節し
て、輝度分布がほぼ平坦なるようにする」というのは、
輝度分布が図１（ｂ）のように、極端な高低がない、す
なわち、最大値と最小値との開きが小さい分布状態にす
るということである。

【００１２】なお、これに対して、通常のコア観察の場
合の輝度分布は、図７（ファイバ像は図４〜図６）のよ
うに、際だって高い（明るい）部分がある。

【００１３】輝度分布が図１（ｂ）のような場合のファ
イバ像は、図１（ａ）のようであり、コア部分の輝度
は、通常のコア観察の場合よりはるかに低く、かつファ
イバ像が全体として薄暗い。

【００１４】そして、欠けが存在すると、その部分の透
過光の屈折率の仕方が変化するため、図１（ａ）のよう
に、その部分が、他の部分に比べて明るく見たり、ある
いは暗く見えたりする。すなわち、その部分の輝度が異
なるので、欠けのある部分（光ファイバ像端部）を画像
処理して輝度分布を求めると、例えば図１（ｃ）のよう
な曲線が得られる。Ｂが暗い部分で、ｃが明るい部分で
ある（後でまた詳しく述べる）。これから、欠けの有無
及びその大きさの推定が可能になる。

【００１５】また、焦点位置の調節機構は、通常、光フ
ァイバ融着機にあるので、それを利用し、欠け観察時の
み焦点を動かし、その他は、通常の焦点位置にする。ゆ
えに、本発明の実施のために特別の機構を付加する必要
はない。

【００１６】上記の焦点位置の調整は、光ファイバ画像
の変化を見ながら行うことができるが、請求項２に記載
のように、図１（ｂ）に示す輝度分布における、最大値
と最小値の差が、ある「所定輝度値」以下になるところ
に焦点位置を合わせるようにすると、自動的に焦点位置
の調整を行えるようになる。

【００１７】なお、上記の「ある所定輝度値」というの
は、その融着装置として、欠けを見分けるのに最適と判
断し得る値を、予め求め、設定しておく値である。

【００１８】なお、端面付近は欠けがあるかもしれない
ので、ファイバ内部輝度の最大最小値が安定しておら
ず、焦点位置調整には使えない。よって上記の焦点位置
の調整は、端面からできるだけ離れた位置の輝度分布を
利用する。

【００１９】また、欠けの面積は、請求項２に記載し、
図２に示すように、光ファイバ像１０の端部における、
上限閾値より輝度の高い部分の面積と下限閾値より輝度
の低い部分の面積との和を求め、当該面積の和と「所定
面積値」と比較するようにすると、欠けに基づく端面の
良否を、自動識別できるようになる。

【００２０】なお、上記の面積の求め方は、後で説明す
る。また、・上限閾値は、例えば図１（ｂ）の最大値とし、・下限閾値は、例えば図１（ｂ）の、最大値＊0.2＋最
小値＊0.8とする。

【００２１】また、上記の「所定面積値」というのは、
いろいろの大きさの欠けを持つ光ファイバについて、予
め後記の方法により面積の和を調べ、接続損失に影響が
出るレベルの面積値をもって、設定値とするのである。

【００２２】

【発明の実施の形態】自動的に欠けの良否判定を行う場
合について説明する。まず、上記［００１６］［００１
７］で述べた「ある所定輝度値」を次のようにして求め
ておく。すなわち、光ファイバ観察の焦点位置を、通常
の軸合わせ等を行う位置から動かして、コアの明るい光
ファイバ部分がほとんどなくなって、全体として薄暗く
なるようにする。そして、欠けを示す明るい部分や暗い
部分が最もよく見えるようにし、そうしておいて、光フ
ァイバ像の端部から若干離れたい位置における輝度分布
を求める（図１（ｂ））。そして、そのときの輝度の最
大値と最小値の差を求め、この値を、その装置の「所定
輝度値」とするのである。またそのときの、輝度の最大
値と最小値より、下限閾値と上限閾値とを求める。

【００２３】また、上記［００２１］で述べた、光ファ
イバ端面に接続損失に影響が出るレベルの欠けがある場
合の面積値（所定面積値）を予め調べておく。それは、
次のようにする。すなわち、図２のように、焦点位置を
前記のままにしておいて、光ファイバ像１０の端部に観
察位置を移動して、欠けの部分が十分納まるような適当
範囲で、ウインドウ２０を設定し、その中の複数本（例
えば16本）のカーソル２２について、図１（ｃ）のよう
な輝度分布を求める。図１（ｃ）における、Ａ，Ｂ，Ｄ
が下限閾値より輝度の低い部分で、Ｃが上限閾値より高
い部分である。Ａ，Ｄは、欠けが無くても輝度の低くな
る部分である。

【００２４】よって、Ｂ，Ｃの部分に含まれる画素の数
が、この輝度分布での欠けの画素の数となる。ウインド
ウ２０内の、全カーソル２２の輝度分布での、上記欠け
の画素の合計面積値を求める。そして、種々の大きさの
欠けを有する多数の光ファイバ端部の面積値を求めてお
き、正常な光ファイバとの融着接続後の接続損失を測定
し、接続損失に影響が手始める大きさの面積値を求め、
これを「所定面積値」とする。

【００２５】なお、これまでの設定は、その融着機につ
いて１回行うだけでよい。以下が、接続のたびに行う欠
けの自動判定となる（図３参照）。

【００２６】融着機に光ファイバセットし、端面間隔
を設定する。光ファイバ端部から離れた位置で、光ファイバ内部
の、輝度の最大値と最小値の差が上記の「所定輝度値」
となるようにして、焦点位置を合わせる（欠け観察の位
置）。またそのときの、輝度の最大値と最小値から、上
限閾値と下限閾値とを求める。

【００２７】上記のようにして、焦点位置をそのまま
にして、ファイバ端部に観察位置を移動して、下限閾値
より輝度の低い部分の面積と上限閾値より輝度の高い部
分の面積の総和（欠けの面積）を求める。そして、上記
「所定面積値」と比較し、小さいときは、「欠け無し」
と判断し、次の融着動作に進む。また、大きいときは、
「欠けあり」と判断し、かつ「欠けあり」を表示して、
融着動作は停止する。作業者は、光ファイバを再度口出
しし直して、再度融着動作をはじめから再開する。

【００２８】上記の欠けの観察は、ファイバ間隔設定後
であれば、調心前、調心後のどちらでもよい。しかし、
調心後に、欠けありとの判定が出ると、口出しし直す必
要が生じ、調心が無駄になるので、調心前が好ましい。

【００２９】上記の方法は、光ファイバの切断機の性能
試験における欠けの判定にも利用できる。

【００３０】

【発明の効果】欠けを見やすい位置に焦点を合わせる
ので、通常の焦点位置では、分かり難いファイバ像の暗
い部分の欠けも見付けられる。端面の欠けを見逃しにくくなるので、欠けによる接続
不良発生の可能性がきわめて低くなる。光ファイバの欠けの有無を、融着接続機に定量的に自
動判断させて、作業者の目に頼らずに、常に同じ判定基
準で端面の良否を判定することが可能となる。光ファイバ切断機の性能試験に使用する際、端面観察
の時間を短縮できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るもので、（ａ）は欠けを見易いよ
うに焦点位置を調節したときの光ファイバ像の写真、
（ｂ）はそのときの、欠けのない部分の輝度分布、
（ｃ）は欠けのある部分の輝度分布。

【図２】本発明における欠けの面積の求め方を示すもの
で、（ａ）は写真、（ｂ）は説明図。

【図３】本発明の欠け判定の流れ図。

【図４】通常の光ファイバ観察における、切断角の大き
い場合の写真。

【図５】通常の光ファイバ観察における、端面にゴミの
ある場合の写真。

【図６】通常の光ファイバ観察における、端面に欠けの
ある場合の写真。

【図７】通常の光ファイバ観察における、光ファイバ像
の輝度分布。

【符号の説明】

１０光ファイバ像２０ウインドウ２２カーソル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光ファイバの透過光を、光学系により受
光して前記光ファイバの像を得、当該光ファイバ像を画
像処理するに際して、前記光学系の焦点位置を調節し
て、前記光ファイバ像の輝度分布がほぼ平坦になるよう
にし、そのようにした光ファイバ像について、端部の輝
度分布を求めることを特徴とする、光ファイバの観察方
法。
【請求項２】光ファイバの透過光を、光学系により受
光して前記光ファイバの像を得、当該光ファイバ像を画
像処理するに際して、前記光学系の焦点位置を調節し
て、前記光ファイバ像の輝度の最大値と最小値の差が、
所定輝度値以下となるようにし、そのようにした光ファ
イバ像の輝度分布より上限閾値と下限閾値を求めて、前
記上限閾値より輝度の高い部分の面積と前記下限閾値よ
り輝度の低い部分の面積との和を求め、当該面積の和と
所定面積値とを比較することを特徴とする、光ファイバ
の観察方法。