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発明の名称 被測定線状体の外径測定方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−113925(P2007−113925A)
公開日 平成19年5月10日(2007.5.10)
出願番号 特願2005−302612(P2005−302612)
出願日 平成17年10月18日(2005.10.18)
代理人
発明者 風間 純一
要約 課題

従来法におけるテレビカメラを用いて光ファイバ等の線状体の線径を測定する方法は、テレビカメラの前に設けられた対物レンズの焦点調整により、その値が変化し、正確に線径を測定することが出来なかった。

解決手段
特許請求の範囲
【請求項1】
被測定線状体をTVカメラにより撮像し、前記被測定線状体の軸線と直交する特定ライン上における被測定線状体を含む各画素の輝度の総計値K1を計測し、予め計測された被測定線状体が存在しない時の特定ライン上における各画素の輝度の総計値K2と前記計測された総計値K1との差を求め、この差により、光ファイバの外径を求めることを特徴とする光ファイバの外径測定方法。
【請求項2】
クラッド外径領域の輝度変化の総和の変化量により、光ファイバの外径を求めることを特徴とする請求項1に記載の光ファイバの外径測定方法。
【請求項3】
予め背景輝度を一定にセットされたTVカメラによって被測定線状体の軸線と直交する特定ライン上における被測定線状体を含む各画素の輝度の総計値K1に基づいて光ファイバの外径を求めることを特徴とする光ファイバの外径測定方法。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明はテレビカメラを用いて光ファイバ等の被測定線状体の外径を測定する被測定線状体の外径測定方法に関する。
【背景技術】
【0002】
光ファイバの相互を接続する方法として種々の方法が実施されているが、その内の1つに光ファイバの相互端部を加熱軟化して接続する融着接続方法がある。
図7はその光ファイバ融着接続装置1の一例を図示したものである。図7において、2は互いに接続される光ファイバ、3はV溝台、4はクランプ、5はV溝台3とクランプ4等からなる光ファイバ把持機構、6はテレビカメラ、7はTV信号モニタ装置、8はCPUからなる演算処理装置、9は放電電極、10は投光器である。
【0003】
左右の光ファイバ2は、それぞれV溝台3のV溝部に載置され、クランプ4、V溝台3で押えられる。2個のテレビカメラ6・6はそれぞれ互いに直角な画像観察光軸XYの2方向から2本の光ファイバ2の突き合わせ部2'を撮像する。テレビカメラ6により得られた信号はTV信号モニタ装置7に送られ画像表示がなされる。またテレビカメラ6で得られた画像信号は演算処理装置8に送られる。演算処理装置8が演算した信号は図示しない左右の光ファイバ移動機構に伝達されて前記X及びY方向に光ファイバ把持機構5を移動させて互いの光ファイバの軸心を一致させる。これにより、両光ファイバ2の軸心が一致した状態で前記突き合わせ部2'の放電電極9・9間に配置される。両光ファイバ2は、この後、その端部がクリーニング用放電により清掃化され、その後に両光ファイバ2の軸心Z方向に前進されて、放電電極に発生する放電アークにより融着接続がなされる。
【0004】
図8は一般的な融着接続装置における各処理の流れを示したものである。前記クリーニング用放電は、図8中の処理S6で行われ、また融着のための放電アークは処理S13で行われる。
【0005】
一般に用いられる光ファイバは、クラッド外径が80μmから300μm程度であり、これらの光ファイバが融着接続される。
この時、光ファイバ2・2を良好にクリーニング放電及び融着接続するためには、光ファイバ2・2に与える熱量を適切にして行うことが重要である。この際、光ファイバ2・2を加熱溶融するのに最適な熱量は、光ファイバ2・2の直径に依存することが知られている。(例えば特許文献1)
【0006】
即ち、光ファイバ2が細ければ放電アーク電流を小さくし、また光ファイバ2が太ければ放電アーク電流を大きくするように、接続しようとする光ファイバの径に適切な値となるようにしなければならない。例えば、前記特許文献1によれば、放電アーク電流(mA)を、直径125μmφの最適放電アーク放電+2.154×(光ファイバの直径(μm)−125)で補正することが必要であるとされている。
【0007】
このため、この放電アーク電流の補正をする際には、接続しようとする光ファイバ2の直径がどれ程であるかを予め知る必要がある。
従来、光ファイバの直径を測定するには、例えば、融着接続するに先立ち、前記一方のテレビカメラ6で光ファイバ2を撮像して、光ファイバ2外郭を求め、光ファイバ2の径を測定していた。
【0008】
【特許文献1】特開2002−277671号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
しかしながら、従来の光ファイバの外郭を求める方法は、拡大レンズ6'の焦点調整により、その値が変化し、正確に光ファイバの外径を測定することが出来なかった。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本願は、かかる点に鑑みなされたもので、第1発明は、被測定線状体をTVカメラにより撮像し、前記被測定線状体の軸線と直交する特定ライン上における被測定線状体を含む各画素の輝度の総計値K1を計測し、予め計測された被測定線状体が存在しない時の前記特定ライン上における各画素の輝度の総計値K2と前記計測された総計値K1との差を求め、この差により、光ファイバの外径を求めることを特徴とする。
また、第2発明は予め背景輝度を一定にセットされたTVカメラによって被測定線状体の軸線と直交する特定ライン上における被測定線状体を含む各画素の輝度の総計値K1に基づいて光ファイバの外径を求めることを特徴とする。
【発明の効果】
【0011】
本願は、上記いずれの発明によっても、焦点調整が適切でなくとも、正確に光ファイバの外径を測定できる効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
以下、本発明を更に詳しく説明する。図1は融着接続時におけるTV信号モニタ装置の画像の一例を示したものである。図1の中央付近には、画像観察光軸X方向から光ファイバ2・2を撮像したテレビカメラからの画像が表示され、右下方向には、画像観察光軸Y方向から光ファイバ2・2を撮像したテレビカメラからの画像が表示されている。テレビカメラからの画像信号を処理する演算処理装置は、光ファイバ2が存在しない画像の背景輝度が予め中間付近となるように調整されている。例えば、最大に暗い輝度を0、最大に明るい輝度を255とし、光ファイバが存在しな箇所の背景輝度を110となるように輝度及びコントラスト等が調整されている。
【0013】
光ファイバ2をテレビカメラで撮像すると、光ファイバのクラッドや切断面は黒く(輝度値=0)表示される。このため、光ファイバ2の軸心と直交する特定ライン上において、光ファイバの有無により、輝度差が発生する。背景輝度が110で、光ファイバのクラッドの輝度値を0とすると、光ファイバ2が存在するラインでは、クラッドが存在する箇所で1画素当たり、110の輝度差を生じることになる。
【0014】
テレビカメラからの画像信号を処理する演算処理装置は、予め、光ファイバが存在しないときの1ラインの総計値(積分値)を把握して置く。例えば、図1において、背景輝度が110で光ファイバ2に直交する方向の測定範囲内の画素数が400であるとすると、110×400により、背景輝度総計値K2は44000となる。
【0015】
演算処理装置が光ファイバの外径を測定するには、演算処理装置が光ファイバ移動機構を駆動して光ファイバ把持機構を移動させ、光ファイバ2の端部が前記予め定められた特定ラインに移動させて、光ファイバが存在するときの特定ライン上の輝度の総計値K1を計算する。そこで、総計値K1の値により、又は総計値K2と総計値K1との差により、以下のようにして光ファイバの外径を求める。
【0016】
図2〜図4はそれぞれ対物レンズの焦点距離が所定値のときの、光ファイバの外径が125μmφのときの前記特定ライン上での輝度変化を示す特性図である。これらの特性図はテレビカメラの対物レンズの焦点調整を種々に変えて撮像したときの輝度変化を示したものであり、焦点の調整により輝度パターンが種々に変化することが示されている。ここで本発明では、中央付近の輝度の明るい領域をビーム径、その外側の暗い領域をクラッド外径とするとき、
(ビーム径/クラッド外径)×100
をフォーカス幅と定義する。即ち、図2はフォーカス幅が15%、図3はフォーカス幅が30%、図4は50%であることを示している。ここで、フォーカス幅が小さいときは、その値が大きいものに比較して、クラッド外径が小さく、クラッド外径の領域における輝度が小さく、ビーム径の領域における輝度が大きくなることが理解される。なお、図中の閾値は、判別分析法によって決定される。また他の決定方法として、pタイル法、モード法、微分ヒストグラム法など多数あるが、何れの方法を用いても求められる結果は略同じ値である。
【0017】
ここで、上記特定ラインにおける測定範囲内の輝度の総計値を計算すると、いずれのフォーカス幅においても、総計値K1が30000程度となっていた。
また、光ファイバの径を変化させて上記の輝度変化を調べてみると、図5に示すように、光ファイバの変化に応じてクラッド外径に対するフォーカス幅が種々に変化するが、得られた輝度の総計値は、図5中の○印で示されるように、略一致した点になる(○内の3点はそれぞれフォーカス幅が異なる場合の総計値K1を示す)。従って、特定ライン上での輝度の総計値K1は光ファイバの外径が同じであれば一致している。
従って、背景輝度を予め一定に調整しておくことにより、上記総計値K1を求めることにより、光ファイバの径を求めることができる。
また、上記予め計測された光ファイバが存在しない時の特定ライン上における各画素の輝度の総計値K2と前記計測された総計値K1との差を求め、この差の値によっても、総計値K2が一定なので同様にして、光ファイバの径を求めることができる。
【0018】
なお、上記測定は対物レンズの焦点距離、即ちテレビカメラに結像される像の倍率が所定値の場合を示したものであり、この焦点距離が異なる場合は画素当たりの被写体(光ファイバ)の大きさが変化するので、ズームレンズのように焦点距離が変化する対物レンズを使用する場合は各焦点距離毎の上記輝度変化を把握しておく。
【0019】
図6は背景輝度を110とし、光ファイバ径60μmφ、80μmφ、125μmφ、160μmφ、200μmφの各光ファイバの輝度総和を示したものである。この図から明らかなように、輝度総和又は背景輝度総和と輝度総和との差(Δn、 n=整数)を求めることにより、その光ファイバのクラッド径を測定することができる。しかもこの測定は対物レンズの焦点調整が一定でなくとも、光ファイバのクラッド径が測定できるので、測定を簡単に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】本発明の一実施例時におけるテレビ画像を示す説明図。
【図2】本発明の一実施形態における光ファイバの画像パターン。
【図3】本発明の他の実施形態における光ファイバの画像パターン。
【図4】本発明の更に他の実施形態における光ファイバの画像パターン。
【図5】本発明の実施形態における特性図。
【図6】本発明の他の実施形態における特性図。
【図7】従来の一例における融着接続器の概念図。
【図8】一般的な融着接続器の処理を示す処理工程図図。
【符号の説明】
【0021】
2 光ファイバ
K1 総計値
K2 総計値




 

 


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