JPH0439045B2

JPH0439045B2 -

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Publication number: JPH0439045B2
Application number: JP63187736A
Authority: JP
Priority date: 1988-07-27
Filing date: 1988-07-27
Publication date: 1992-06-26
Also published as: JPH0237306A

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本発明は、多芯光フアイバの接続部を、２方向
から観察して、接続部の軸ずれを検査する検査方
法に関するものである。

〈従来の技術〉多芯光フアイバの融着接続にあたつては、接続
しようとする一対の多芯光フアイバの各心線を口
出しして裸の光フアイバとし、この口出しされた
一対で複数の裸光フアイバ列を、例えば、心線数
に対応したＶ溝が精密形成されたＶ溝ブロツク
に、左右から嵌め込み、各部がＶ溝中に正確にセ
ツトされているか否かを確認した後、融着接続を
行つている。

このような確認の検査、観察を行うのは、光フ
アイバのＶ溝への嵌合が不完全であつたり、ある
いは口出しが不完全で光フアイバ上に残留物が付
着していたり、Ｖ溝中にゴミ等の異物があつたり
すると、軸ずれが起こり、完全な接続が望めない
からである。このような検査、観察は、接続後に
あつても、軸ずれが残つていると、接続損失を高
くする最も大きな原因となるため、接続の良否を
評価するに当たつては、軸ずれの検査が不可欠な
ものとなつている。

従来、このような検査、観察にあたつては、単
芯の光フアイバの場合、光フアイバの透過光像を
１方向から観察する方法や、２方向から観察する
方法が考えられている。

〈発明が解決しようとする課題〉多芯光フアイバの場合、上記従来の１方向から
観察する方法でも適用可能であるが、この方法の
場合、照明光軸と直交する方向（垂直な方向）の
軸ずれはかなり精度よく検出できるが、照明光軸
と同方向の軸ずれに対しては、検出誤差が大きい
という欠点があつて、採用し難い面がある。

一方、上記２方向からの観察方法では、高い検
出精度が得られるものの、多芯光フアイバの場
合、当然のこととして、各心線が連なる方向（多
芯光フアイバの巾方向）から入射光を入れること
はできない。このため、観察用の２方向照明光
は、裸光フアイバ列に対して、特別な角度をとる
必要があるわけである。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたも
のである。

〈課題を解決するための手段〉かゝる本発明の要旨とする点は、基本的には、
多芯光フアイバの接続部の透過光像を互いに交差
する２方向から観察して軸ずれを検査する方法で
あり、より具体的には、接続しようとする一対の
多芯光フアイバの被覆部を除去して突き合わせ接
続する際、または突き合わせ接続後の接続部を検
査する方法において、この突き合わせ部の近傍に
互いに交差する２方向からの照明光を照射し、こ
れらの照明光により得られた各透過光像の映像信
号をＡ／Ｄ変換して対応する各輝度分布信号を
得、この各輝度分布信号から前記多芯光フアイバ
の各裸光フアイバ列の外径中心位置を求めて軸ず
れを検出して検査する多芯光フアイバの接続部検
査方法にある。

〈作用〉この構成により、多芯光フアイバの各裸光フア
イバ列の軸ずれが２方向成分の両方から捉えるこ
とができるため、高精度での検出ができる。ま
た、同時に上記軸ずれの検出にあたつて、一種の
図形化（グラフ化）された輝度分布信号が利用さ
れるため、簡単な検査が可能となる。

〈実施例〉第１図Ａ，Ｂは本発明方法に係る各実施例の概
略原理を示したものである。

図において、１は対物レンズ、TVカメラ等か
らなる撮像装置で、本実施例の場合、いずれも２
台設置してあり、第１図Ａの場合は多芯光フアイ
バＦの口出しした裸光フアイバf_1〜5列の作る面が
図中水平方向に配置され、第１図Ｂの場合は多芯
光フアイバＦの口出しした裸光フアイバf_1〜5列の
作る面が図中垂直方向に配置されている。なお、
ここでは５心の場合についてであるが、この５心
に限定されるものではない。

そして、いずれの場合も、上記裸光フアイバ
f_1〜5列を横切る２方向からの照明光l₁，l₂が照射
されている。本各実施例では各照明光l₁，l₂は互
いに直交（90°で交差）して、裸光フアイバf_1〜5列
の作る面の法線方向と45°をなす方向から照射さ
れているが、これに限定されず、後述するように
適宜角度をもつて交差する場合でもよい。上記２
台の撮像装置１，１はこの照明光l₁，l₂の透過光
像Ｘ，Ｙが結像される部分に位置されている。こ
の撮像装置１は１台で移動自在に設置することも
可能である。

これらの照明系と撮像系の配置関係により、裸
光フアイバf_1〜5列の２方向からの透過光像Ｘ，Ｙ
が得られる。この２つの透過光像Ｘ，Ｙにより、
裸光フアイバf_1〜5列すなわち接続しようとする光
フアイバＦ，Ｆの突き合せ部分の軸ずれの２方向
成分が精密に検査できる。

また、これらの照明系と撮像系にあつては、照
明光源と撮像装置を各々２系統設置してリレース
イツチ等で切替える方法を採つたり、あるいは１
系統の照明光源と撮像装置との相対位置を固定し
て、裸光フアイバf_1〜5列の中心位置を回転中心と
して90°回転させる方法等が考えられる。

この撮像装置系で裸光フアイバf_1〜5列を同時に
観察すると、各裸光フアイバf_1〜5に対する焦点位
置が異なつて観察され、第２図に示したように多
芯光フアイバＦの幅をＬとすると各心線像の焦点
距離の差はＬ／√２となる。なお、第２図におい
て、Ｐは隣合う心線間の間隔、ｄは心線外径であ
る。

次に、この透過光像から画面処理によつて軸ず
れを検査する方法について述べる。

上記第１図Ａ，Ｂの装置系による多芯光フアイ
バＦの心線像を示すと、第３図の如くで、左の裸
光フアイバf_1〜5列および右の裸光フアイバf_1〜5列
は、丁度接続しようとする一対の多芯光フアイバ
Ｆ，Ｆの各心線に相当する。

この第３図の像から、同図中に示したカーソル
C_1〜4上の位置で、TVカメラの映像信号をＡ／Ｄ
変換すると、第４図に示した輝度分布が得られ
る。この輝度分布から、同図中に実線で示す輝度
スレシホルド値２と輝度分布の交点のうち、第３
図中の黒点（●）で示した裸光フアイバf_1〜5列の
外径端に相当するＡ，Ｂ，Ｃ，……Ｉ，Ｊの10個
の交点を求める。さらに第３図中の×印示すＡと
Ｂ、ＣとＤ、ＥとＦ、ＧとＨ、ＩとＪの中点位置
を求めると、これが各光フアイバf_1〜5の外径中心
位置となる。この操作を、左の裸光フアイバf_1〜5
列についてはカーソルC₁とC₂上で、右の裸光フ
アイバf′_1〜5列についてはカーソルC₃とC₄上で繰
り返して、外径中心位置を求め、左側２点のデー
タと右側２点のデータを画面中央に直線外挿して
各心線の一方向からの外径軸ずれΔ_x1〜Δ_x5（Δ_y1
〜Δ_y5）を求めることができる。なお、第４図の
輝度分布と輝度スレシホルド値２との交点から、
Ａ，Ｂ，Ｃ，……Ｉ，Ｊのみを抽出することは、
ＡとＢ、ＣとＤ、ＥとＦ、ＧとＨ、ＩとＪの交点
の間隔が観察している裸光フアイバf_1〜5、f′_1〜5の
外径に対応することにより可能である。

この外径軸ずれ検出動作をＸ像とＹ像について
繰り返し、左右の各光フアイバ心線の外径軸ずれ
ΔD₁からΔD₅を、ΔD_i＝√²＋²（ｉ＝１〜
５）により求める。

かゝる本発明の方法を用いれば、Ｘ像とＹ像の
２つの像について、各々一度の焦点位置調整で多
芯光フアイバＦの裸光フアイバf_1〜5列の軸ずれを
検出できる。

次に、この一度の焦点位置調整で軸ずれが求め
られる条件を述べる。

先ず、裸光フアイバf_1〜5を透過する照明光は、
第５図に示した軌跡を描く。裸光フアイバf_1〜5の
外側を通る照明光E₀は対物レンズ３に直進し、
裸光フアイバf_1〜5の内側を通る照明光はこの裸光
フアイバf_1〜5と空気との境界で２度屈折した後、
対物レンズ３に到達する。裸光フアイバf_1〜5の内
側を通る照明光のうち、対物レンズ３に入射でき
る光線の角度は、対物レンズ３の有効口径と開口
角φにより制限される。十分大きな有効口径を持
つた対物レンズ３を用いる時には、対物レンズ３
に入射できる光線の角度は対物レンズ３の開口角
φにより制限され、同図のE_wで示した光線がそ
の限界光線となる。例えば、この第５図中のＱの
位置に焦点を合わせたとき、′と′が光フア
イバ像内で暗部、A′B′が明部、ＡとＢが光フア
イバ外径端となる。

この裸光フアイバf_1〜5の外径中心位置を正確に
求めるには、この外径端の位置ＡとＢを光フアイ
バ像の輝度分布から正確に求めることが必要であ
り、これが可能な焦点位置の範囲は、第５図中の
f′となる。このとき、f′は光フアイバ外径をｄ、
対物レンズの開口角をψとして、 f′＝ｄ／tanψ ……(1) で与えられる。

一方、多芯光フアイバＦの心線列の巾Ｌは、隣
り合う心線の間隔をＰ、心線数をｎとすると、Ｌ＝（ｎ−１）Ｐ ……(2) で与えられ、第２図に示した各心線の焦点位置の
差ｆは、ｆ＝（ｎ−１）Ｐ√２ ……(3) で与えられる。したがつて、光フアイバ像から、
一つの焦点位置で各心線の二つの外径端を正確に
求めるには、ｆ≦f′ ……(4) が必要条件となり、 tanψ≦ｄ／｛（ｎ−１）Ｐ／√２｝ ……(5) が得られる。

例えば、第１図に示したように、ｎ＝５であ
り、Ｐ＝250μm、ｄ＝125μmのときは、tanψ＝
0.176となる。

対物レンズの開口数NA（＝sinφ）で示すと、
NA≦0.173となり、本発明者等は、NA＝0.1の対
物レンズを用いて、上記の例の裸光フアイバf_1〜5
列の外径中心が一つの焦点位置で検出できること
を確認した。

なお、上記各実施例では、２方向からの照明光
l₁，l₂が直交する場合（90°で交差する場合）で、
軸ずれの検出誤差が最も小さい最適例として示し
てきたが、本発明では、交差する２方向からの照
明光であれば、その角度は特に限定されない。例
えば、第６図に示したように照明光l′₁，l′₂の交差
角度が90°を越える場合でもよく、また第７図に
示したように各照明光l″₁，l″₂の交差角度が90°未
満の場合でもよい。

〈発明の効果〉以上説明したように本発明に係る多芯光フアイ
バの接続部検査方法によれば、多芯光フアイバの
全ての裸光フアイバ列を一画面内で観察でき、し
かも、その際に、撮像装置系で用いる対物レンズ
は低倍率のものでよく、かつ、撮像装置系で得ら
れた透過光像の映像信号がＡ／Ｄ変換により輝度
分布信号としてグラフ化されているため、外径軸
ずれ検出の判定、判断などを容易に、しかも正確
に行うことができ、また、一方向からの裸光フア
イバ列の軸ずれ検出を一度の焦点位置調整により
行うことが可能であるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ，Ｂは本発明に係る各多芯光フアイバ
の接続部検査方法の概略を示した原理図、第２図
は多芯光フアイバの裸光フアイバ列と照射光を示
した説明図、第３図は接続しようとする一対の多
芯光フアイバの裸光フアイバ列の観察像を示した
図、第４図は第３図の観察像に対応した輝度分布
図、第５図は裸光フアイバと照射光関係を示した
図、第６図は２方向からの照射光の交差角度が
90°越えた場合を示した概略図、第７図は２方向
からの照射光の交差角度が90°未満の場合を示し
た概略図である。図中、Ｆ……多芯光フアイバ、f_1〜5……裸光フ
アイバ、Ｘ，Ｙ……透過光像、l₁，l₂……照明光、
l′₁，l′₂……照明光、l″₁，l″₂……照明光、１……
撮像装置、３……対物レンズ。

Claims

【特許請求の範囲】

１多芯光フアイバの被覆部を除去して突き合わ
せ接続する際、または突き合わせ接続後の接続部
を検査する方法において、前記突き合わせ部の近
傍に互いに交差する２方向からの照明光を照射
し、これらの照明光により得られた各透過光像の
映像信号をＡ／Ｄ変換して対応する各輝度分布信
号を得、この各輝度分布信号から前記多芯光フア
イバの各裸光フアイバ列の外径中心位置を求めて
軸ずれを検出して検査することを特徴とする多芯
光フアイバの接続部検査方法。