JP4531925B2 - 光ファイバ、光部品の観測装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバ同士を接続したり、光部品同士を接続したり、光ファイバと光部品を接続したりする際に、これら接続対象同士の光軸を合わせるために同接続対象を観測する光ファイバ、光部品の観測装置に関するものであり、特に融着接続装置との組合せに好適なものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、光ファイバや光部品の融着接続装置ではこれら接続対象を1又は2以上のTVカメラで撮影し、その撮影画像を処理して当該接続対象の位置情報を得、その位置情報に基づいて同接続対象を移動させて光軸合わせを行ったり、撮影画像又はこれに所定の処理を加えた処理済みの画像をTVモニタに表示して、当該接続対象を作業者が観測できるようにしている。
【0003】
前記のような画像処理を利用した融着接続装置が光ファイバ等の接続対象を撮影するTVカメラを2以上備えている場合、夫々のTVカメラからの画像の取り込みや取り込んだ画像の処理(合成等)を行う画像処理装置の回路構成を簡単にするために、全てのTVカメラをその走査線の方向が一致する向きで配置している。これは全てのTVカメラの視野も同時に一致させていることを意味する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
光ファイバや光部品の接続では、まず低倍率かつ広視野で接続対象の観測を行っておおまかな位置合わせを行い、次いで高倍率かつ狭視野で高精度の観測を行って最終的な位置合わせ(光軸合わせ)を行ってから接続することが望ましく、特に8芯以上の多芯テープファイバの場合にはその必要性が高い。しかし、従来は2以上のTVカメラを備えていても、それらTVカメラの視野は全て同一であるため、前記のような低倍率かつ広視野、高倍率かつ狭視野という2段階の観側を行うことはできない。この問題を解決するために、特開平7−84190号では、複数のTVカメラに倍率の異なる顕微鏡を取り付けている。しかし、これだけでは接続される光ファイバの軸ずれ方向に対するTVカメラの分解能が低く、高精度の光軸合わせに好適な画像は得られない。即ち、横縦比が4:3の一般的なTVカメラはその分解能力(解像度)の横縦比も4:3であるか、それ以上に横方向の分解能力が高いが、このTVカメラの特性を十分に生かし切れない。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、TVカメラの特性を最大限に生かし、夫々の観測目的に応じたより好適な画像を提供可能な光ファイバ、光部品の観測装置を提供することにある。より具体的には、低倍率かつ広視野の観測画像及び高倍率かつ狭視野の観測画像の双方を提供可能であり、且つ高倍率かつ狭視野の観測画像は低倍率かつ広視野に比べて高分解能(高解像度)で、高精度の位置合わせ好適な画像となる光ファイバ、光部品の観測装置を提供することにある。
【0006】
本発明の第1の光ファイバ、光部品の観測装置は、光ファイバや光部品を2以上のTVカメラで撮影し、その撮影画像を処理した画像によって前記光ファイバ等を観測する光ファイバ、光部品の観測装置であって、走査線の方向が撮影対象である光ファイバ等の光軸と直交する向きで配置される縦置きTVカメラと、走査線の方向が同光ファイバ等の光軸と平行となる向きで配置される横置きTVカメラを用意し、これらTVカメラの撮影画像を処理した画像をTVモニタに表示して光ファイバや光部品を観測可能としたものである。
【0007】
本発明の第2の光ファイバ、光部品の観測装置は、光ファイバや光部品を2以上のTVカメラで撮影し、その撮影画像を処理した画像によって前記光ファイバ等を観測する光ファイバ、光部品の観測装置であって、走査線の方向が撮影対象である光ファイバ等の光軸と直交する向きで配置される縦置きTVカメラと、走査線の方向が同光ファイバ等の光軸と平行となる向きで配置される横置きTVカメラと、それらTVカメラからの画像をTVモニタに出力可能であり、且つTVカメラからの画像を処理して前記光ファイバ等に関する所望の情報を出力可能な画像処理部を備え、前記TVカメラには撮影対象である光ファイバ等を拡大して撮影するための光学系が設けられ、縦置きTVカメラに設けられる光学系と、横置きTVカメラに設けられる光学系とでは、前者が相対的に高倍率であり、前記画像処理部は光ファイバの光軸に対して垂直方向に走査して得られた縦置きTVカメラからの画像を90度回転させて、光ファイバの光軸に対して平行に走査して得られた横置きTVカメラからの画像と合成した上で、当該合成した画像を、TVモニタに出力可能としたものである。
【0008】
本発明の第3の光ファイバ、光部品の観測装置は、夫々のTVカメラからの画像を縮小して一画面分の画像としてTVモニタに出力可能であり、また、夫々のTVカメラからの画像を切り替えて個別にTVモニタに出力可能としたものである。
【0009】
【発明の実施の形態】
具体的な実施形態を説明する前に、本発明の光ファイバ、光部品の観測装置の原理を観測対象が多芯テープファイバである場合を例にとって説明する。本発明の光ファイバ、光部品の観測装置では、図1に示すように2台のTVカメラ1、2を備え、TVカメラ1を多芯テープファイバ10の光軸に対して走査線の方向が直交する向きで設置し、TVカメラ2を多芯テープファイバ10の光軸に対して走査線の方向が平行となる向きで設置し、多芯テープファイバ10の光軸に対して走査線の方向が直交する向きに設置されたTVカメラ1(縦置きTVカメラ1)の視野と、多芯テープファイバ10の光軸に対して走査線の方向が平行になる向きに設置されたTVカメラ2(横置きTVカメラ2)の視野とを異ならせてある。また、前記縦置きTVカメラ1に高倍率の光学系5(顕微鏡5)を取り付け、前記横置きTVカメラ2に低倍率の光学系5(顕微鏡5)を取り付けて、横置きTVカメラ2によって多芯テープファイバ10のおおまかな位置合わせ(光軸合わせ)に好適な低倍率かつ広視野の画像(横長)を得、縦向きTVカメラ1によって同ファイバ10の高精度な位置合わせ(光軸合わせ)に好適な高倍率かつ狭視野の画像(縦長)を得られるようにしてある。さらに、図示されていない画像処理部において前記縦置きTVカメラ1からの画像を90度回転させてその走査の方向を横置きTVカメラ2からの画像のそれと合わせ、両画像を合成してTVモニタ(図示しない)へ出力可能としてある。尚、図1に示す11、12は多芯テープファイバを照らすための光源であり、光源11は縦置きTVカメラ1の撮影用、光源12は横置きTVカメラ2の撮影用である。
【0010】
(実施形態1)
以上の原理を具体化した本発明の光ファイバ、光部品の観測装置の第1の実施形態を図2、図3に基づいて詳細に説明する。図2は本発明の光ファイバ、光部品の観測装置を用いて構成した光ファイバ融着接続装置の概略図である。この装置はX、Y、Zの各軸方向に移動可能な位置決め部材14、15を備え、各位置決め部材14、15には互いに端面を突き合わされる多芯テープファイバ(ファイバ芯線)10a、10bをセット可能である。この多芯テープファイバ10a、10bの突き合わせ部の近くには、本発明の光ファイバ、光部品の観測装置を構成する縦置きTVカメラ1及び横置きTVカメラ2を配置してあり、夫々のTVカメラ1、2は照明光源11、12で照らされた多芯テープファイバ10a、10bの像をその光軸と直交する方向から撮影できる位置に設置してある。このTVカメラ1、2の撮影画像は本発明の光ファイバ、光部品の観測装置を構成する画像処理部4により処理される。画像処理部4の処理結果は融着接続装置の制御回路16に出力され、同回路16からファイバ位置制御回路17、18に信号が出力され、その信号によって前記位置決め部材14、15が移動して、多芯テープファイバ10a、10bが位置決めされ(光軸が合わされ)、その後、電極棒20、21の間の放電によって多芯テープファイバ10a、10bが融着接続される。尚、前記画像処理部4による画像処理と、その処理結果に基づく位置決め部材14、15の移動は数回繰り返され、徐々に光軸が合わせられる。
【0011】
前記縦置きTVカメラ1はその走査線が多芯テープファイバ10a、10bの光軸と直交する向きで設置してあり、横置きTVカメラ2はその走査線が同ファイバ10a、10bの光軸に対して平行となる向きで設置してある。さらに、夫々のTVカメラ1、2には多芯テープファイバ10a、10bの突き合せ部分を拡大して撮影するための顕微鏡5が取り付けられ、さらに、縦置きTVカメラ1に取り付けられる顕微鏡5は横置きTVカメラ2に取り付けられる顕微鏡5に比べて高倍率としてある。以上によって、横置きTVカメラ2によって多芯テープファイバ10a、10bのおおまかな位置合わせに好適な低倍率かつ広視野の画像が得られ、縦置きTVカメラ1によって同ファイバ10a、10bの最終的な位置合わせに好適な高倍率かつ狭視野の画像が得られる。さらに、図1に示すように、縦置きTVカメラ1はその走査線が多芯テープファイバ10a、10bの光軸と直交する向き(換言すれば、走査線の方向が多芯テープファイバ10a、10bの軸ずれ方向と平行となる向き=軸ずれ方向に対する解像度がこれ以外の方向に対する解像度よりも高い向き)に設置してあるので、同ファイバ10a、10bの軸ずれ方向に高分解能(高解像度)の画像が得られる。
【0012】
前記画像処理部4では、図3に示すように縦置きTVカメラ1、横置きTVカメラ2からのビデオ信号がA/D変換器25でデジタル信号に変換される。このデジタル信号は分岐されて、一方はフレームメモリ26に取り込まれ、演算器27で画像処理され、その結果が前記制御回路16(図2)へ出力され、他方は合成回路28へ送られ、ここでグラフィック回路29からのビデオ信号と合成されてTVモニタ3に出力されるようにしてある。このときに、高倍率の観測を行う縦向きTVカメラ1からの信号は合成回路28に入力される前に走査変換器30に入力して画像の90度回転を行い、信号形式を低倍率の観測を行う横置きTVカメラ2からの信号形式に予め合わせている。尚、前記グラフィック回路29から出力されるビデオ信号は演算器27の画像処理結果等の情報をテキストやグラフィックにしたもので、合成回路28においてTVカメラ1、2からの画像が合成された画像にスーパーインポーズされる。この場合、TVモニタ3には例えばTVカメラ1又は2の撮影画像が画面の左側にオフセットされ、右側の空きスペースに前記グラフィック回路29で生成されたテキストやグラフィックス情報がスーパーインポーズされた画像が表示される。
【0013】
前記走査変換器30は具体的には図4に示す回路構成であり、A/D変換された縦置きTVカメラ1の画像を少なくとも1画面分蓄積可能とする容量のメモリ40を備え、さらにこのメモリ40への画像の書き込みとメモリ40からの画像の読み出しを制御する各種回路を備えている。以下にこのメモリ40への画像(画像データ)の書き込みとメモリ40からの画像データの読み出しに関わる部分の説明をする。
【0014】
図4のW(ライト)アドレスカウンタ41は縦置きTVカメラ1の制御に使われる同期信号HSYNC1(水平同期信号)及びVSYNC1(垂直同期信号)を用いてメモリ40への画像データの書き込みアドレスを発生し、R(リード)アドレスカウンタ42はTVモニタ3の制御に使われる同期信号HSYNC2及びVSYNC2を用いてメモリ40からの画像データの読み出しアドレスを発生する。データラッチ43は同データラッチ43に記憶された画像倍率設定情報に基づいてRアドレスカウンタ42に信号を出力して、同カウンタ42のデータ読み出しアドレスを変更することにより、メモリ40から任意の倍率で画像を読み出すことができるようにしてある。またデータラッチ43は同データラッチ43に記憶された画像オフセット設定情報に基づいて加算器44に信号を出力して、この画像オフセット設定情報に応じたオフセット値をRアドレスカウンタ42からのアドレスに加算させることにより、メモリ40から任意にオフセットさせた画像を読み出すことができるようにしてある。また、Wアドレスカウンタ41とRアドレスカウンタ42とは、画面の上下方向と左右方向とを入れ替えることができるような関係にしてあり、Wアドレスカウンタ41からのアドレスを用いて画像データをメモリ40に書き込み、Rアドレスカウンタ42からのアドレスを用いてメモリ40から画像データを読み出すと、画像データ(画像)が前記縦置きTVカメラ1の撮影画像に対して90度回転された状態となるようにしてある。
【0015】
図4のRW(リード・ライト)制御回路45は図示されていない同期信号発生器からの同期信号HSYNC及びVSYNCとデータラッチ43に記憶された設定情報に基づいて当該走査変換器30の制御に要する各種の信号を発生する。この場合、ビデオ信号データの書き込み信号WCLK、読み出し信号RCLK、縦置きTVカメラ1の同期信号HSYNC1、VSYNC1、TVモニタ3の同期信号HSYNC2、VSYNC2、メモリアドレスの切替え信号SEL、メモリの読み書き切替え信号R/Wを発生する。そして一画素単位時間内にメモリ40への書き込みと読み出しを各1回行う。このRW制御回路45から出力される信号により縦置きTVカメラ1からの画像データはWデータバッファ46を介してメモリ40へ転送され、またTVモニタ3への表示用の画像データがRデータバッファ47を介してメモリ40から読み出される。このWデータバッファ46とRデータバッファ47でのデータの読み書きタイミングは読み書き切替え信号R/Wにより各々制御されるようにしてある。
【0016】
前記走査変換器30の動作概要を以下にまとめて説明する。RW制御回路45からの同期信号HSYNC1及びVSYNC1が図3の縦置きTVカメラ1へ出力されると、この同期信号に合わせて同縦置きTVカメラ1からビデオ信号が出力され、そのビデオ信号がA/D変換器25を経てWデータバッファ46に蓄積される。Wデータバッファ46からは書き込み信号RCLKに従ってメモリ40に画像データが転送され、記憶される。このとき同期信号HSYNC1及びVSYNC1で縦置きTVカメラ1の走査に合わせた書き込みアドレスを積算しているWアドレスカウンタ41からのアドレスがセレクタ48で選ばれてメモリ40へ転送され、同メモリ40に縦置きTVカメラ1からのビデオ信号のデジタル値が書き込まれる。一方、メモリ40からのデータ読み出しは、RW制御回路45からの同期信号HSYNC2及びVSYNC2でTVモニタ3の走査に合わせた読み出しアドレスを積算しているRアドレスカウンタ42のアドレスに、加算器44で所望のオフセット量を加えられたものがセレクタ48で選ばれて、メモリ40へ転送され、メモリ40から読み出しアドレスにオフセットを加えたアドレスのデータが読み出され、Rデータバッファ47に送り出される。そしてRデータバッファ47が出力許可となったところで同バッファ47から画像データが出力される。以上により、Rデータバッファ47から出力される画像は縦置きTVカメラ1の撮影画像に対して90度回転されたものとなる。
【0017】
【発明の実施の形態2】
図5に本発明の光ファイバ、光部品の観測装置の他の実施形態の原理を示す。この装置では、高倍率の観測を異なる2方向から行うため、光源11、顕微鏡5、縦向きTVカメラ1を図3に示す装置に比べて1組増やしたものである。図5に示す原理を具体化した本発明の光ファイバ、光部品の観測装置では、図6に示すように、画像処理部4にビデオ信号入力系を1系統増やし、これに伴って走査変換器30を1つ増設してある。
【0018】
【発明の効果】
本発明の光ファイバ、光部品の観測装置には次のような効果がある。
(1)縦向きTVカメラには高倍率の光学系を、横向きTVカメラには低倍率の光学系を夫々設けたので、初期の位置合わせに適した低倍率かつ広視野の画像と、最終的な位置合わせ(軸合わせ)に適した高倍率かつ狭視野の画像の双方を得ることができる。
(2)高倍率の観測を行うための画像を撮影する縦置きTVカメラは、その走査線が光ファイバ等の光軸と直交する向きで配置されているので、同ファイバの軸ずれ方向に高分解能の観測画像を得ることができる。
(3)走査変換器を装備して、縦置きTVカメラからの信号形式を横置きTVカメラからの信号形式に合わせてから両信号を合成又は切替え可能としたので、作業者に見やすい画面を提供することができる。
(4)以上の効果により芯線数の多いテープファイバの光軸合わせに適した観測画像を得ることができ、特に8芯以上の多芯テープファイバの光軸合わせに適した画像を得ることが可能となる。
(5)尚、前記(1)〜(4)の効果は、分解能力の横縦比が4:3である一般的なTVカメラを用いた場合にのみ得られるものではなく、例えばハイビジョン用のTVカメラのように分解能力の横縦比が16:9のTVカメラの場合でも同様の効果を得られる。即ち、横方向の分解能力が縦方向のそれよりも高いTVカメラであれば如何なるTVカメラを用いた場合にも前記(1)〜(4)の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の光ファイバ、光部品の観測装置の第1原理を示す説明図。
【図2】 本発明の光ファイバ、光部品の観測装置を用いた融着接続装置の概略図。
【図3】 本発明の光ファイバ、光部品の観測装置の第1の実施形態を示す説明図。
【図4】 画像処理部の回路構成を示す説明図。
【図5】 本発明の光ファイバ、光部品の観測装置の第2の原理を示す説明図。
【図6】 本発明の光ファイバ、光部品の観測装置の第2の実施形態を示す説明図。
【符号の説明】
1 縦置きTVカメラ
2 横置きTVカメラ
3 TVモニタ
4 画像処理部
5 光学系
Claims (3)
- 光ファイバや光部品を2以上のTVカメラで撮影し、その撮影画像を処理した画像によって前記光ファイバ等を観測する光ファイバ、光部品の観測装置であって、走査線の方向が撮影対象である光ファイバ等の光軸と直交する向きで配置される縦置きTVカメラ(1)と、走査線の方向が同光ファイバ等の光軸と平行となる向きで配置される横置きTVカメラ(2)を用意し、これらTVカメラ(1、2)の撮影画像を処理した画像をTVモニタ(3)に表示して光ファイバや光部品を観測可能としたことを特徴とする光ファイバ、光部品の観測装置。
- 光ファイバや光部品を2以上のTVカメラで撮影し、その撮影画像を処理した画像によって前記光ファイバ等を観測する光ファイバ、光部品の観測装置であって、走査線の方向が撮影対象である光ファイバ等の光軸と直交する向きで配置される縦置きTVカメラ(1)と、走査線の方向が同光ファイバ等の光軸と平行となる向きで配置される横置きTVカメラ(2)と、それらTVカメラ(1、2)からの画像をTVモニタ(3)に出力可能であり、且つTVカメラ(1、2)からの画像を処理して前記光ファイバ等に関する所望の情報を出力可能な画像処理部(4)を備え、前記TVカメラ(1、2)には撮影対象である光ファイバ等を拡大して撮影するための光学系(5)が設けられ、縦置きTVカメラ(1)に設けられる光学系(5)と、横置きTVカメラ(2)に設けられる光学系(5)とでは、前者が相対的に高倍率であり、前記画像処理部(4)は光ファイバの光軸に対して垂直方向に走査して得られた縦置きTVカメラ(1)からの画像を90度回転させて、光ファイバの光軸に対して平行に走査して得られた横置きTVカメラ(2)からの画像と合成した上で、当該合成した画像を、TVモニタ(3)に出力可能であることを特徴とする光ファイバ、光部品の観測装置。
- 請求項1又は請求項2記載の光ファイバ、光部品の観測装置において、夫々のTVカメラ(1、2)からの画像を縮小して一画面分の画像としてTVモニタ(3)に出力可能であり、また、夫々のTVカメラ(1、2)からの画像を切り替えて個別にTVモニタ(3)に出力可能としたことを特徴とする光ファイバ、光部品の観測装置。
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