JP4318168B2 - 光ファイバ端面の検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、光ファイバ端面の検査装置に関し、特に、光ファイバの敷設工事の工事現場において、光ファイバの端面の形状等の状態を観察・検査可能にし、以て工事の能率を改善せしめる光ファイバ端面の検査装置に関する。

近年、インターネットの普及と共に、高速なコンテンツを利用したいというユーザの多様な需要に応えるために、ユーザターミナルとプロバイダ間を光ファイバで結ぶための、光ファイバの敷設工事が急増している。
このような工事においては光ファイバは、光ファイバ接続器により光ファイバ同士を突き合せたり、光ファイバ端末にコネクタを装着しコネクタ接続したりするが、この接続部で光伝送特性が低下することが発生する。この光伝送特性に影響する原因の１つは光ファイバ端面の平坦度にある。従って、光ファイバを接続する際には、光ファイバ端面を平滑に切断することが必要となる。

光ファイバの切断には、本出願人が提案した光ファイバ端面の加工装置などが知られている（例えば、特許文献１参照）。このような光ファイバ端面の加工装置を使用して切断したとしても、光ファイバの端面が全て合格する平坦度に切削加工されるわけでもないから、光ファイバの端面の検査をして接続することが必要になる。即ち、光ファイバの敷設工事中において、光ファイバと光ファイバとを確実に接続するため、接続する光ファイバの端面の状態を確認したい状態がしばしば発生する。
このような問題を解決するため、従来は、顕微鏡を用いて光ファイバの端面を検査していた（例えば、特許文献２参照）。
特願２００３−０５３７６２ 特開２０００−０６５６７９号公報（第１頁）

しかしながら、上記したものは、顕微鏡を用いる装置であるから、判別能力の個人差がでたり、端面の形状、粗さ等の端面の状態を光ファイバの敷設工事の現場で必要に応じて検査するには不向きであり、このため、工事の能率を著しく阻害していた。
本発明の目的は、上記した従来技術の課題を改良し、特に、光ファイバの端面の形状、粗さ等の端面の状態を簡単に検査可能にして、能率的な光ファイバの敷設・配線を可能にした顕著な作用・効果を奏する新規な光ファイバの検査装置を提供することにある。

前記課題を解決するため、本発明の光ファイバ端面の検査装置は、光ファイバの端面の検査装置であって、光源部と、光ファイバの一方の端部を装着し、その端面より該光源部の光を入射できる第１装着部と、カメラ部と、該カメラ部の同軸上に設けられ、光ファイバの他方の端部を装着する第２装着部と、該第２装着部とカメラ部との間に設けた拡大光学部と、光量検知手段と、該光量検知手段に連結する第３装着部と、これらの部材を収納する筺体とを備え、
前記第１装着部に光ファイバの一方の端部を装着し、第２装着部に他方の端部を装着し、第１装着部に挿着された光ファイバの一方の端面に光源部の光を入射せしめた状態で、または光を入射せずに止めた状態で、第２装着部に挿着された光ファイバの他方の端面の画像を拡大光学部で拡大してカメラ部で撮影し、このカメラ部で撮影した画像データを画像表示部に表示でき、
また、光源部の光を光ファイバの他方の端面に照射し、端面で反射した光は拡大光学部における光学部品をとおしてカメラ部に結像し、カメラ部に結像した光ファイバ端面の像を映像信号に変換して画像表示部に入力して表示でき、
また、前記画像表示部は、画像処理部を有し、この画像処理部での前記画像データの微分処理により光ファイバ端面の表面粗さを強調して表示でき、
さらに、光ファイバの一方の端部を第１装着部に装着し、他方の端部を第３装着部に装着し、光ファイバの一方の端面に前記光源部の光を入射せしめ、他方の端面から出射する光量を光量検知手段で検出し、この出射光量の検出値を前記画像表示部に表示できることを特徴とする。

これにより光ファイバの一方の端部を第１装着部に装着し、他方の端部を第２装着部に装着するだけで、光を一端面より入射させ他端面より出射させた状態と、または光を入射させない状態との、光ファイバ端面の画像を撮影して画像表示部に表示でき、光ファイバ端面の平坦度（形状、粗さ）を容易に検査できる。また、光源部にて光ファイバの端面を照射し、端面で反射した光を拡大光学部における対物レンズ、ハーフミラー等の光学部品をとおしてカメラ部に結像し、この像を画像表示部に拡大して表示でき、光ファイバ端面の平坦度（形状、粗さ）をより精度良く検査できる。また、前記画像表示部は、光ファイバ端面の表面荒さを演算回路を用いて演算し、その値を画像表示できるので、これにより光ファイバ端面の平坦度をより精度よく検査できる。
また、画像表示部は、画像処理部を有し、この画像処理部で画像データの微分処理により光ファイバ端面の表面粗さを強調して表示できるので、光ファイバ端面の表面粗さを容易に検査できる。
さらに、光ファイバの一方の端部を第１装着部に装着し、他方の端部を第３装着部に装着するだけで、光ファイバの一端面より光を入射させ他端面より出射する光量を光量検知手段で検出し、その出射光量の検出値が前記画像表示部に表示できるので、光の伝送損失の程度を知ることができ、これにより光ファイバ端面の状態や平坦度を判断できる。
これらにより光ファイバ端面の合格、不合格の判定が容易にできる。

また、本発明の光ファイバ端面の検査装置の前記画像表示部は、前記カメラ部で撮影された画像データの端面の傷、切欠、凹凸、不純物の付着の不具合を微分処理により強調して表示するための画像処理部を有し、この画像処理部で画像処理された画像データを前記画像表示部のモニタ部上に表示するように構成したことを特徴とする。
これにより光ファイバ端面の傷等の不具合が強調して表示されるため、正確な検査がさらに容易となる。ここで端面の傷等とは、端面の傷、切欠、凹凸、不純物の付着を含む。

また、本発明の光ファイバ端面の検査装置は、前記拡大光学部および／または画像表示部を駆動するソフトウエアが、交換可能であることを特徴とする。
これにより検査項目の変換や拡大を図ることができる。
また、本発明の光ファイバ端面の検査装置は、カメラ部への結像に、オートフォーカス機能を備える。
これにより自動的にカメラ部に結像を図ることがるできる。

また、本発明の光ファイバ端面の検査装置は、予め測定した出射光量の基準値と比較することで合否の判定ができる合否判別回路を有し、画像表示部に表示する機能を有することを特徴とする。
これにより光ファイバ端面の検査結果が、容易に確認でき、合否（良否）の判定が迅速に可能となる。

さらに、本発明の光ファイバ端面の検査装置は、外部記憶装置、外部表示部および外部プリンター等への接続端子を具備することを特徴とする。
これにより外部での検査が可能となるし、外部に検査を依頼することもできる。また、データの収集も可能となる。

以上詳細に説明した通り、本発明の光ファイバ端面の検査装置によれば、次のような効果を奏する。
（１）第１装着部に光ファイバの一方の端部を装着し、第２装着部に他方の端部を装着することで、
ａ．光ファイバの一方の端面より光を入射し、他方の端面より出射している状態で、他方の端面を撮影した拡大画像で観察・検査できる。
ｂ．光ファイバの一方の端面より光を入射せずに他方の端面を撮影した拡大画像で観察・検査できる。
ｃ．光ファイバの他方の端面に光を照射し、その反射光にて撮像した拡大画像で観察・検査できる。
ｄ．前記拡大画像のａとｂ、ａとｃ、ｂとｃおよびａとｂとｃとで比較観察・検査できる。
ｅ．光ファイバ端面の表面荒さの値から光ファイバ端面の表面荒さの程度を検査できる。
ｆ．また、第１装着部に光ファイバの一方の端部を装着し、第３装着部に他方の端部を装着することで、一方の端面から入射し、他方の端面から出射する光量を検出でき、予め測定した出射光量の基準値と比較することができる。
このようにこの発明の光ファイバ端面の検査装置は、１つの装置において前記ａ〜ｆの検査ができるので、これらの検査から光ファイバ端面の状態の良否の判定検査を、容易に精度よく行なう事ができる。
要するに、検査しようとする光ファイバ端面を装着部に挿着するだけで、その光ファイバ端面の状態（傷、凸凹、切欠、不純物の付着など）を観察・検査して、また、光ファイバ端面の表面荒さを知ることで、さらに、出射光量を測定して伝送損失の程度を知ることで、光ファイバ端面の良否の判定を容易に行うことができる。
（２）小型で持ち運び（携帯）が容易であり、敷設・配線の工事現場や各家庭に備えたり、携帯することができる。
（３）従って、光ファイバの敷設・配線工事現場や各家庭において、必要に応じて、光ファイバ端面の状態（傷、凸凹、切欠、不純物の付着など）、形状などを観察・検査することができるから、光ファイバの敷設・配線工事が能率的になり、正確で迅速な接続作業が可能となる。
（４）外部記憶装置、外部表示部および外部プリンター等に接続可能なので、外部（遠方）での検査が可能となるし、外部に検査を直接依頼できるし、複数人が同時に検査することもできる。また、データの収集もできる。

以下、本発明の実施の形態に係る光ファイバ端面の検査装置を図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明の第１の実施の形態を示す光ファイバ端面の検査装置の概略斜視図、図２は本発明の第１の実施の形態に係る光ファイバ端面の検査装置の電気的構成を示すブロック図である。

同図において、この光ファイバ端面の検査装置は、光源部１、カメラ部２、光ファイバの第１、第２および第３装着部３、４、５、拡大光学部８、光量検知手段１２および画像表示部６などで構成される。
光源部１は、光ファイバ１００の端面を撮影・検査したり、光量を測定するために、光ファイバ１００の一方の端面１０１に検査光を入射せしめるためのものである。
カメラ部２は、光ファイバ１００の他方の端面１０２の画像を撮影するものであり、例えば、ＣＣＤカメラ等で構成される。この光ファイバ１００の他方の端面１０２の画像の撮影は、光ファイバ１００の一方の端面１０１に光源部１の光を入射せしめ、他方の端面１０２より出射せしめた状態で行う場合と、光源部１からの光の入射を止めた状態で行う場合とがあり、いずれか一方でもよいが両者を併用すると比較することで精度のよい検査が可能となるので好ましい。

また、このカメラ部２、例えばＣＣＤカメラは、微動ステージに設置することにより光ファイバ１００の端面１０２との位置を調整できるようにしたり、多心の光ファイバにおいては、第２装着部（装着挿入孔４１）４を複数列設しておき、この複数の第２装着部４に多心光ファイバを装着し、カメラ部２を順次微動させて端面の撮影・検査ができるようにするのが好ましい。これによりカメラ部２と光ファイバ端面１０２との間隔、位置の調整が可能となるし、単心ばかりでなく多心の光ファイバの端面の撮影・検査も可能となる。符号１０は、上記のような調整を行う調整ノブである。この調整は手動であっても、自動であってもよい。

光ファイバ１００の第１装着部３は、光ファイバ１００の一方の端面１０１を光源部１近傍の所定の位置に装着するものであり、筺体７の本体部７１の側部に設けた装着挿入孔３１で構成されている。光ファイバ１００の第２装着部４は、光ファイバ１００の他方の端面１０２を前記カメラ部２近傍の所定の位置に装着するものであり、筺体７の本体部７１の側部に設けた装着挿入孔４１で構成されている。光ファイバ１００の第３装着部５は、図５に示すように光量検知手段１２に連結されており、筺体７の本体部７１の側面に設けられている。本例ではこの第３装着部５は、装着挿入孔５１で構成されており、光ファイバ１００の他方の端部を挿入装着することでその端面が光量検知手段１２に連結される。

また、拡大光学部８は、図３に示すように対物レンズ８２およびハーフミラー８１より構成され、カメラ部２と第２装着部４との間に位置して設けられており、第２装着部４に装着された光ファイバの端面を拡大してカメラ部で撮影し、画像表示部６に表示する。
また、光源部１にて光ファイバ１００の他方の端面１０２を照射し、端面１０２で反射した光は、対物レンズ８２、ハーフミラー８１をとおしてカメラ部２に結像し、カメラ部２に結像した光ファイバ端面の像を映像信号に変換して画像表示部６に入力して拡大して表示することができる。

図５は、光量検知手段を内蔵する場合の電気的構成のブロック図である。同図に示すように光りファイバ端面の検査装置は、前記のように光源部１、カメラ部２、光ファイバの第１、第２および第３装着部３、４、５、拡大光学部８および画像表示部６の他に、光量検知手段１２および検出値表示装置１６を具備する。従って、図１に示すように光ファイバ１００の他方の端面を光量検知手段１２に連結する第３装着部５が、筺体７の本体部７１の側面に設けられている。本例ではこの第３装着部５は、装着挿入孔５１で構成されている。また、検出値表示装置１６は、前記画像表示部６を用いる。これにより光ファイバ１００の一方の端面１０１より光源部１の光を入射し、他方の端面１０２から出射する光量を検出することで、その出射光量の検出値を検出値表示装置１６として用いる画像表示部６に表示することができるし、予め測定した出射光量の基準値と比較することができる。このことから光ファイバ端面１０２の状態の良否、例えば、傷、凸凹、切欠、不純物の付着などの判断を行うことができる。

また、前記画像表示部６は、前記カメラ部２で撮影した画像データを表示するものであり、例えば、液晶表示装置で構成される。この画像表示部６は、光ファイバ端面の表面荒さを、該表示部が備える演算回路を用いて演算し、その値を画像表示できる。

そして、光源部１、カメラ部２、第１装着部３としての装着挿入孔３１、第２装着部４としての装着挿入孔４１、第３装着部５としての装着挿入孔５１、拡大光学部８、光量検知手段１２および画像表示部６などは、筺体７に収納されており、また、システムを駆動する電源部も収納されており、全体にコンパクトで小型化されて持ち運びが容易に構成されている。電源部は、外部電源を使用してもかまわないが、内蔵すると携帯に便利となる。筺体７は、本体部７１と、本体部７１にヒンジを介して回動可能に取付けられた蓋部７２とから構成され、蓋部７２の内側に液晶表示装置からなる画像表示部６が組み付けられ、蓋部７２を閉じた状態で画像表示部６の表示部分を保護し、持ち運びできるようになっている。
なお、符号１１は、画像表示部６への表示機能の選択、輝度等を調整するキー群である。

このように構成した光ファイバ端面の検査装置において、光ファイバ１００の端面１０２を観察・検査したい場合、光ファイバ１００の一方の端面１０１を第１装着部３である装着挿入孔３１に挿着し、光ファイバ１００の他方の端面１０２を第２装着部４である装着挿入孔４１に挿着し、電源を入れることで観察・検査が可能な状態になる。この電源の開閉は光ファイバ１００の両端１０１、１０２が装着挿入孔３１、４１に挿着されることによって自動的に入るようにしてもよい。そこで、調整ノブ１０やキー群１１を操作することで、光ファイバ１００の端面１０２の形状が大写しになって画像表示部（液晶表示装置）６上に表示される。また、図３に示すように光源部１の光を光ファイバ１００の他方の端面１０２に照射し、その反射光を拡大光学部８で拡大しカメラ部２で撮影した画像が画像表示部６に表示される。これにより光ファイバ端面１０２の傷、凸凹、切欠、不純物の付着等の不具合の存在を確認できる。この時、光ファイバ１００の一方の端面１０１に光源部１の光を入射せしめ、他方の端面１０２より出射せしめた状態で撮影して観察・検査し、また、光源部１からの光の入射を止めた状態で撮影して観察・検査し、さらに光ファイバ端面１０２に光を照射した反射光で撮影して観察・検査すると、端面１０２の良否の判定がより精度よくできるし、それらを比較することで不具合の存在の確認がより一層正確にできる。

また、前記画像表示部６は、撮影した光ファイバ端面から光ファイバ端面の表面荒さを演算回路を用いて演算し、その値は画像表示するので、その値から光ファイバ端面の表面荒さの程度を検査できる。
また、光ファイバ１００の一方の端面１０１を第１装着部３である装着挿入孔３１に挿着し、他方の端面１０２を第３装着部５である装着挿入孔５１に挿着し、光ファイバ１００の一方の端面１０１より光源部１の光を入射し、他方の端面１０２から出射する光量を光量検知手段１２で検出することで、その出射光量の検出値を検出値表示装置１６として用いる画像表示部６に表示することができるし、予め測定した出射光量の基準値と比較することができる。このことから光ファイバ端面１０２の状態の良否、例えば、傷、凸凹、切欠、不純物の付着などの判断を行うことができる。

従って、第１装着部３（３１）に光ファイバ１００の一方の端部１０１を装着し、第２装着部４（４１）に他方の端部を装着することで、
（１）光ファイバの一方の端面より光を入射し、他方の端面より出射している状態で、他方の端面を撮影した拡大画像で観察・検査できる。
（２）光ファイバの一方の端面より光を入射せずに他方の端面を撮影した拡大画像で観察・検査できる。
（３）光ファイバの他方の端面に光を照射し、その反射光にて撮像した拡大画像で観察・検査できる。
（４）前記拡大画像の（１）と（２）、（１）と（３）、（２）と（３）および（１）と（２）と（３）とで比較観察・検査できる。
（５）光ファイバ端面の表面荒さの値から光ファイバ端面の表面荒さの程度を検査できる。
（６）また、第１装着部３（３１）に光ファイバ１００の一方の端部１０１を装着し、第３装着部５（５１）に他方の端部を装着することで、一方の端面１０１から入射し、他方の端面１０２から出射する光量を検出でき、予め測定した出射光量の基準値と比較することができる。
このようにこの発明の光ファイバ端面の検査装置は、１つの装置において前記（１）〜（６）の検査ができるので、これらの検査から光ファイバ端面の状態の良否の判定検査を、容易に精度よく行なう事ができる。

図４は本発明の第２の実施の形態を示す説明図である。この第２の実施の形態は、表示される画像データの特徴を強調して表示することで、作業者に光ファイバの端面の状態をよりわかりやすく表示するように工夫したものであり、このために、画像表示部６に画像処理部６１を設けている。
具体的には、本例では、端面の傷、凸凹、切欠等の状態をよりわかりやすく表示するために、カメラ２で撮影した画像データを微分処理して表示するようにしているため、なめらかでない（不具合な）部分があると、その部分が検出され、このため、表面の粗さが強調して表示される。
そして、この第２の実施の形態では、カメラ部２で撮影された画像データは、画像処理部６１で上記した画像処理がなされ、この画像処理されたデータがモニタ部駆動回路６２に加えられ、モニタ部駆動回路６２の制御に基づき、画像処理されたデータが液晶表示装置等で構成したモニタ部６３上に表示される。
なお、画像処理部６１は、ＲＯＭに格納されたソフトウエアで制御され、ハードウエアとしては、通常のコンピュータが備えているＣＰＵ、ＲＡＭを有するハードウエアで簡単に構成することが出来る。
なお、上記画像処理部６１の構成例は、一例にすぎず、必要に応じて、ＲＯＭを交換することで、画像処理の内容を変更できるように構成すれば、技術の変化に対応して、最新の検査を行うことも可能になる。

なお、前記実施の形態は、この発明を制限するものではなくこの発明は要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が許容される。例えば、本検査装置は外部との接続端子を具備し、外部記憶装置、外部表示部および外部プリンター等に接続し、データを送信できるようにしてもよく、これにより外部（遠方）での検査が可能となるし、データの収集も可能となる。また、拡大光学部および画像表示部を駆動するソフトウエアは交換可能としてもよく、これにより検査項目の交換や拡大を図ることができる。また、画像表示部は加工端面の表面荒さ等を演算回路を用いて演算し、その値を画像表示してもよく、また、検査における基準値および許容範囲を設定することで、それと比較することで合否の判別ができる合否判別回路を画像表示部に具備してもよい。さらに、カメラ部への結像はオートフォーカス機能としてもよい。

本発明の第１の実施の形態を示す光ファイバ端面の検査装置の概略斜視図である。 本発明の第１の実施の形態に係る光ファイバ端面の検査装置の電気的構成を示すブロック図である。 本発明の拡大光学部を備える第１の実施の形態を示す説明図である。 本発明の第２の実施の形態を示す説明図である。 本発明の光量検知手段を有する第１の実施の形態を示す電気的構成のブロック図である。

符号の説明

１ 光源部
２ カメラ部
３ 第１装着部
４ 第２装着部
５ 第３装着部
６ 画像表示部（液晶表示装置）
７ 筺体
８ 拡大光学部
１０ 調整ノブ
１１ キー群
１２ 光量検知手段
１６ 検出値表示装置
６１ 画像処理部
６２ モニタ部駆動回路
６３ モニタ部
８１ ハーフミラー
８２ 対物レンズ
１００ 光ファイバ
１０１ 光ファイバの一方の端面
１０２ 光ファイバの他方の端面

Claims (6)

1. 光ファイバの端面の検査装置であって、光源部と、光ファイバの一方の端部を装着し、その端面より該光源部の光を入射できる第１装着部と、カメラ部と、該カメラ部の同軸上に設けられ、光ファイバの他方の端部を装着する第２装着部と、該第２装着部とカメラ部との間に設けた拡大光学部と、光量検知手段と、該光量検知手段に連結する第３装着部と、これらの部材を収納する筺体とを備え、
   前記第１装着部に光ファイバの一方の端部を装着し、第２装着部に他方の端部を装着し、第１装着部に挿着された光ファイバの一方の端面に光源部の光を入射せしめた状態で、または光を入射せずに止めた状態で、第２装着部に挿着された光ファイバの他方の端面の画像を拡大光学部で拡大してカメラ部で撮影し、このカメラ部で撮影した画像データを画像表示部に表示でき、
   また、光源部の光を光ファイバの他方の端面に照射し、端面で反射した光は拡大光学部における光学部品をとおしてカメラ部に結像し、カメラ部に結像した光ファイバ端面の像を映像信号に変換して画像表示部に入力して表示でき、
   また、前記画像表示部は、画像処理部を有し、この画像処理部での前記画像データの微分処理により光ファイバ端面の表面粗さを強調して表示でき、
   さらに、光ファイバの一方の端部を第１装着部に装着し、他方の端部を第３装着部に装着し、光ファイバの一方の端面に前記光源部の光を入射せしめ、他方の端面から出射する光量を光量検知手段で検出し、この出射光量の検出値を前記画像表示部に表示できることを特徴とする光ファイバ端面の検査装置。
2. 前記画像表示部は、前記カメラ部で撮影された画像データの端面の傷、切欠、凹凸、不純物の付着の不具合を微分処理により強調して表示するための画像処理部を有し、この画像処理部で画像処理された画像データを前記画像表示部のモニタ部上に表示するように構成したことを特徴とする請求項１記載の光ファイバ端面の検査装置。
3. 前記拡大光学部および／または画像表示部を駆動するソフトウエアは、交換可能である請求項１記載の光ファイバ端面の検査装置。
4. 前記カメラ部への結像は、オートフォーカス機能を有することを特徴とする請求項１または２記載の光ファイバ端面の検査装置。
5. 予め測定した出射光量の基準値と比較することで合否の判定ができる合否判別回路を有し、画像表示部に表示する機能を有することを特徴とする請求項１または２記載の光ファイバ端面の検査装置。
6. 前記光ファイバ端面の検査装置は、外部記憶装置、外部表示部および外部プリンター等への接続端子を具備することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の光ファイバ端面の検査装置。

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