JP6626018B2 - 光通信システム評価装置 - Google Patents

Description

本発明は、多心光コネクタを介して光信号を入出力する光通信システムの評価を効率的に行なうための技術に関する。

莫大なデータを扱わなければならないデータセンターでは、光ファイバを介して装置間のデータ信号のやり取りを行う光通信システムが採用されている。近年のデータ量の増加により、光通信システムを形成する装置間は数百本の光ファイバにより接続されることもあるため、スペースの有効利用のために多心光ファイバケーブルが用いられている。その接続にはＭＰＯあるいはＭＴＰと呼ばれる多心光コネクタが用いられることが多い。

このような多心光コネクタを介して光信号の入出力を行なう光通信システムの品質は、主に光信号に対する損失に大きく依存しており、その品質評価のために、コネクタ端面の汚れや傷の状態、光ファイバ自体の損失等を各ファイバ毎に調べる必要がある。

単心型の光ファイバコネクタの端面を観察する技術としては、例えば引用文献１に開示されているように、コネクタの端面に可視光を照射し、その反射光をＣＣＤ等の撮像素子で受けて、その端面の画像を表示器に拡大表示するものが知られている。

特開２０１２−１０３２０４号公報

しかし、上記従来装置では、単心の光コネクタの端面全体の画像観察や光ファイバから出射された光信号の強度検出は可能であるが、多心光コネクタに保持された多数の光ファイバ個々の端面の画像情報や個々の光ファイバから出射される光信号の強度情報を個別に取得することができず、不具合のある光ファイバに対するクリーニング処理などを効率的に行なうことが困難であった。

また、上記従来装置では、単心の光コネクタから出射される光の強度検出機能は有していたが、光コネクタに接続されている光ファイバに対して試験用の光信号を入射できず、評価対象の光通信システムに対して試験用信号を入射する場合、一旦、光コネクタを外して、別に用意した光信号送信器に接続し直す必要があり、効率的な測定が行なえないという問題もあった。

本発明は、これらの課題を解決するためになされたものであり、多心光コネクタに保持されている多数の光ファイバ個々の端面観察および各光ファイバから出射される光信号の強度を個別に検出でき、さらに、多心光コネクタを接続したまま、光通信システムに対して試験用の光信号を各光ファイバ毎に入射できる光通信システム評価装置を提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本発明の請求項１の光通信システム評価装置は、
多心光コネクタに一端側が所定配列で保持された複数の光ファイバを介して通信を行なう光通信システムの前記多心光コネクタに接続して、前記光通信システムの試験を行なうための光通信システム評価装置であって、
前記多心光コネクタを、その端面側から受け入れて保持するコネクタ受け（２４）と、
可視光を出射する可視光光源（２５）と、
試験用光信号を出射する光信号発生部（２８）と、
光を受けてその画像情報を電気信号に変換する撮像素子（２６）と、
表示器（２２）と、
光を受けてその強度に応じた電気信号を出力する受光器（２７）と、
前記可視光光源から出射された可視光を前記多心光コネクタの端面の特定位置に入射させる第１光路、前記可視光に対する前記多心光コネクタの端面からの反射光を前記撮像素子に入射させる第２光路、前記評価対象の光通信システム側から前記光ファイバを介して送られ、前記多心光コネクタの端面の前記特定位置から出射された光信号を前記受光器に入射させる第３光路、および、前記光信号発生部から出射された前記試験用光信号を前記多心光コネクタの端面の前記特定位置に入射させる第４光路とを形成する光学系（４０）と、
前記多心光コネクタの端面に対して前記可視光および前記試験用光信号が入射される前記特定位置を、前記多心光コネクタに保持された複数の光ファイバの各保持位置の間で順次変更させるための光ファイバ選択機構（５０）と、
前記光ファイバ選択機構を制御して、前記多心光コネクタに保持された各光ファイバの端面の画像情報と該光ファイバから出射された光の強度情報を光ファイバ毎に個別に取得する情報取得手段（６２）と、
前記情報取得手段によって取得された画像情報と光の強度情報を前記表示器に表示させる取得情報表示手段（６３）と、
前記光ファイバ選択機構を制御して、前記多心光コネクタに保持された各光ファイバに前記光信号発生部から出射された試験用光信号を個別に入射させる送信手段（６４）とを備えたことを特徴としている。

また、本発明の請求項２の光通信システム評価装置は、請求項１記載の光通信システム評価装置において、
前記光学系の前記第１光路と前記第４光路の一部が共通化され、該共通化された光路に前記可視光と前記試験用光信号を反射させるためのミラー（４２）が挿入されており、
前記光ファイバ選択機構は、前記ミラーの位置または角度を変化させて、前記可視光および前記試験用光信号が入射される光ファイバを変更させる機構を含むことを特徴とする。

また、本発明の請求項３の光通信システム評価装置は、請求項１記載の光通信システム評価装置において、
前記光ファイバ選択機構は、前記光学系に対する前記コネクタ受けの位置を、前記多心光コネクタに保持された光ファイバの配列方向に沿って相対的に変更させて、前記可視光および前記試験用光信号が入射される光ファイバを変更させる機構を含むことを特徴とする。

また、本発明の請求項４の光通信システム評価装置は、請求項１〜３のいずれかに記載の光通信システム評価装置において、
前記光ファイバ選択機構は、選択する光ファイバを変更する際に前記第３光路の移動を伴う構造を有しており、
前記受光器は、前記光ファイバ選択機構による前記第３光路の移動方向に沿って複数の受光素子が並んだアレー構造を有し、前記光ファイバ選択機構が選択した光ファイバから出射される光信号を前記複数の受光素子のいずれかで選択的に検出することを特徴とする。

このように、本発明の光通信システム評価装置は、光ファイバ選択機構を制御することで、多心光コネクタに保持された各光ファイバの端面の画像情報や各光ファイバから出射される光信号の強度情報を、ファイバ毎に個別に取得して表示することができ、効率的な評価が行なえる。

また、多心光コネクタを外すことなく、試験用の光信号を各光ファイバに入射させることができるので、試験用光信号に対する光通信システムの動作等についての試験も容易に行なうことができる。

本発明の実施形態の構成図 本発明の実施形態の概略の外観図 評価対象の光通信システムの多心光コネクタの光ファイバ配列例を示す図 画像情報と強度情報を自動取得する場合の処理手順の一例を示すフローチャート 自動取得された各光ファイバの画像情報と強度情報を一覧表示した例を示す図 指定した光ファイバについて取得された画像情報と強度情報の表示例を示す図 画像情報と強度情報を手動取得する場合の処理手順を示すフローチャート 試験用光信号を送信する場合の処理手順を示すフローチャート 光学系の変形例を示す図 光学系の変形例を示す図 コネクタ受けをＸＹ方向に移動させる構造例を示す図 コネクタ受け以外の構成要素をＸＹ方向に移動させる構造例を示す図

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明を適用した光通信システム評価装置（以下、単に評価装置と記す）２０の構成を示し、図２は概略の外観を示している。

この評価装置２０は、多心光コネクタ１０に一端側が所定配列で保持された複数の光ファイバを介して通信を行なう光通信システムの多心光コネクタ１０に接続して、光通信システムの試験を行なうための評価装置であって、光ファイバの敷設工事の現場などで使用できるように、図２に示しているように、作業者が手に持って操作できる大きさの筐体２１の外表部に、表示器２２、キーやつまみ等などの操作部２３およびコネクタ受け２４が設けられている。

コネクタ受け２４は、多心光ファイバの一端側を保持する多心光コネクタ１０を、その端面側から受け入れるためのものである。

ここで、多心光コネクタ１０は、例えばＭＰＯコネクタまたはＭＴＰコネクタであって、保持されるファイバ数によらず共通の外形、ロック構造を有し、その端面に縦横に保持される光ファイバの配列が、例えば図３の（ａ）〜（ｃ）に示すように、１×１２、２×１２、４×１２等のように規格化されている。ここで、上記規格のコネクタの場合、光ファイバの横方向の数Ｍは一般的に１２個で、これを１行として上方向に等しい間隔で４列（Ｎ＝４まで並ぶことになる。図３では、最も下段の１段目間の光ファイバをＦ（１，１）〜Ｆ（Ｍ，１）とし、２段目をＦ（１，２）〜Ｆ（Ｍ，２）、……、最上段をＦ（１，Ｎ）〜Ｆ（Ｍ，Ｎ）とし、端面の基準位置Ｑｒを光ファイバＦ（１，１）の保持位置とする。なお、多心光コネクタとして上記規格以外のものを使用する場合、そのコネクタに対応したコネクタ受けを用いることになる。なお、図３において、符号１１は位置決め用のピン（またはピン受入穴）、符号１２は位置決め用の突起部である。

多心光コネクタ１０を受け入れるコネクタ受け２４は、多心光コネクタ１０の外形に対応した形状を有し、多心光コネクタ１０の端面１０ａを露出させた状態で、ガタツキの無い状態で保持する。なお、後述するように、このコネクタ受け２４には、多心光コネクタ１０をファイバ配列方向の少なくとも一方に沿って移動させる機構が設けられる場合がある。

図１に示しているように、装置内部には、可視光を出射する可視光光源２５、撮像素子２６、受光器２７、光信号発生部２８、光学系４０、光ファイバ選択機構５０、信号処理部６０が設けられている。

可視光光源２５は、可視光、即ち、およそ波長３８０〜７５０ｎｍの範囲の光を出射するものであり、例えば青（波長４５０〜４９５ｎｍ）、緑（波長４９５〜５７０ｎｍ）、黄色５７０〜５９０ｎｍ）、オレンジ（５９０〜６２０ｎｍ）、赤（波長６２０〜７５０）等の光（端面照明用の光）を出射するＬＥＤを用いることができる。

撮像素子２６は、光を受けてその画像情報を電気信号に変換するＣＣＤやＣＭＯＳ型の素子であり、その電気信号を信号処理部６０に出力する。なお、撮像素子２６は、可視光に対して高い応答性を示し、光信号に対する応答性は低いものとする。

受光器２７は、フォトダイオード等で構成され、入射光の強度に応じて大きさが変化する電気信号を信号処理部６０に出力する。この受光器２７として、可視光に対する応答性が低く、それより長い波長の１５５０ｎｍ近傍の光に対して高い応答性を示す素子が用いられているものとする。また、この受光器２７として、後述する光ファイバ選択機構５０の構造により、選択された光ファイバから出射される光信号の光路の位置が変移する場合に、その選択された光ファイバからの光信号を他の光ファイバからの光信号と区別して強度検出できるように、光路の変移方向に複数の受光素子が並んだアレー構造のものを使用したり、あるいは単一の受光素子で構成された受光器２７を、変移する光路に追従させて移動させる構造も採用できる。

光信号発生部２８は、評価対象の光通信システムの各光ファイバに入射する試験用の光信号を生成するものであり、例えばシングルモード光ファイバに用いられる波長１５５０ｎｍの光信号を半導体レーザー等から出射させる。この光信号は、強度が一定であれば、無変調連続光や予め決められた変調信号で変調された信号のいずれでもよい、

光学系４０は、コネクタ受け２４に保持された多心光コネクタ１０の端面１０ａの特定位置に可視光光源２５から出射された可視光Ｐｓを照射させる第１光路Ｌ１、その照射された可視光Ｐｓに対する反射光Ｐｇを撮像素子２６に入射させる第２光路Ｌ２、多心光コネクタ１０の端面１０の特定位置に保持されている光ファイバから出射された光Ｐｒを受光器２７に入射させる第３光路Ｌ３、および光信号生成部２８から出射された試験用光信号Ｐｔを多心光コネクタ１０の端面１０ａの特定位置に保持されている光ファイバに入射させる第４光路Ｌ４を有するものであり、種々の構成が可能である。

ここで光軸方向を特定するために、コネクタ受け２４に受け入れられた多心光コネクタ１０の端面の各ファイバの配列方向の一方（横方向）をＸ方向、他方（縦方向）をＹ方向、端面に直交する方向をＺ方向とする。

図１に示している光学系４０では、可視光光源２５からＸ方向に沿って入射された可視光Ｐｓが、Ｘ方向およびＺ方向に対して４５度の角度をなす第１ハーフミラー（以下、ハーフミラーをＨＭと記す）４１を透過し、同様にＸ方向およびＺ方向に対して４５度の角度をなすミラー４２で反射してＺ方向に進み、Ｚ方向およびＸ方向に対して４５度の角度をなす第２ＨＭ４３で反射してＸ方向に進み、さらにＸ方向およびＺ方向に対して４５度の角度をなす第３ＨＭ４４で反射してＺ方向に進み、コリメートレンズ４５を介して、多心光コネクタ１０の端面１０ａ上の特定位置Ｑを照射する。

つまり、前記第１光路Ｌ１は、
第１ＨＭ４１→ミラー４２→第２ＨＭ４３→第３ＨＭ４４→コリメートレンズ４５
を経由する光路となる。

なお、ここでは、可視光光源２５が出射する可視光Ｐｓおよび光信号発生部２８が出射する試験用光信号Ｐｔを平行光としているが、これらが拡散光の場合には、可視光光源２５から第１ＨＭ４１の間と光信号発生部２８から第１ＨＭ４１の間にそれぞれコリメートレンズを挿入して平行光に変換するか、あるいは、第１ＨＭ４１からミラー４２の間、ミラー４２から第２ＨＭ４３の間のいずれかにコリメートレンズを挿入して平行光に変換すればよい。

多心光コネクタ１０の端面１０ａの特定位置Ｑに入射される可視光Ｐｓのビーム径は、光ファイバのクラッドの外径より若干大きく設定され、光信号Ｐｔのビーム径は、光ファイバのコア径より小さく設定されている。

可視光Ｐｓが照射された端面からＺ方向に反射した反射光（端面画像の情報を含む）Ｐｇは、コリメートレンズ４５により平行光に変換されて第３ＨＭ４４に入射してＸ方向に反射され、その一部が第２ＨＭ４３を透過する。

第２ＨＭ４３を透過した反射光Ｐｇは、凸型のレンズ４６と凹型のレンズ４７により所定倍率（例えば４００倍）に拡大されて、ピント調整用の凸型のレンズ４８を介して撮像素子２６に入射される。ピント調整用のレンズ４８の駆動は、操作部２３の操作によって行えるようになっている。また、このピント調整を、カメラ等に用いられている自動ピント合わせ装置により自動的に行うようにしてもよい。

つまり、前記第２光路Ｌ２は、
コリメートレンズ４５→第３ＨＭ４４→第２ＨＭ４３→レンズ４６〜４８
を経由する光路となる。

また、多心光コネクタ１０の端面の特定位置Ｑに保持された光ファイバからＺ方向に出射された光信号（光通信システム側から送信された光信号）Ｐｒは、コリメートレンズ４５により平行光に変換され、第３ＨＭ４４を透過し、コリメートレンズ４９によって収束されて受光器２７の受光面に入射する。

つまり、前記第３光路Ｌ３は、
コリメートレンズ４５→第３ＨＭ４４→コリメートレンズ４９
を経由する光路となる。

一方、光信号発生部２８からＺ方向に沿って入射された試験用光信号Ｐｔは、第１ＨＭ４１で反射されてから、前記第１光路Ｌ１と共通の光路を進み、多心光コネクタ１０の端面１０ａの特定位置Ｑに保持された光ファイバに入射される。

つまり、前記第４光路Ｌ４は、第１光路Ｌ１と同様に、
第１ＨＭ４１→ミラー４２→第２ＨＭ４３→第３ＨＭ４４→コリメートレンズ４５
を経由する光路となる。

なお、ここでは、各ＨＭ４１、４３、４４およびミラー４２に波長依存性がなく、可視光と通信用の光信号に対して、同等の透過率と反射率を示すものとする。

光ファイバ選択機構５０は、可視光Ｐｓおよび試験用光信号Ｐｔが入射する多心光コネクタ１０の端面１０ａの特定位置Ｑを、光ファイバのＸＹ方向の配列ピッチに合わせて順次変更するための機構であり、その方式としては、大きく分けて、
（１）光学系４０内で、可視光Ｐｓが進む第１光路Ｌ１と試験用光信号Ｐｔが進む第４光路Ｌ４の共通光路をＸ方向（１次元）あるいはＸ方向とＹ方向（２次元）に移動させる方式（コネクタ受け２４は固定）、
（２）光学系４０内で、可視光Ｐｓが進む第１光路Ｌ１と試験用光信号Ｐｔが進む第４光路Ｌ４の共通光路を一定方向（例えばＸ方向）に移動させ、それと直交する方向（例えばＹ方向）にコネクタ受け２４を移動させる方式、
（３）可視光光源２５、撮像素子２６、受光器２７、光信号発生部２８および光学系４０が固定されるベース部材（後述）に対して、コネクタ受け２４を相対的にＸ方向（１次元）あるいはＸ方向とＹ方向（２次元）に移動させる方式、
等が考えられ、そのいずれも採用可能である。

この実施形態では、上記（１）の方式の例として、光学系４０の中で、第１光路Ｌ１と第４光路Ｌ４の共通光路上に挿入したミラー４２の位置を、例えばＸ方向（Ｚ方向でもよい）に沿って、光ファイバのＸ方向の配列ピッチで順次移動させるための機構と、ミラー４２のＸＺ平面に対する傾きφを基準の直交状態から僅かに変化させ、ミラー４２から出射する光の光軸をＺ軸に対してＹ方向に角度をもたせるための機構を含むものとする。

なお、ミラー４２をＸ方向（またはＺ方向）に移動する代わりに、第２ＨＭ４３あるいは第３ＨＭ４４をＸ方向（またはＺ方向）に移動させてもよい。また、ミラー４２をＸ方向（またはＺ方向）に移動する代わりに、ミラー４２のＹＺ平面に対する角度を基準の４５度状態から僅かに変化させて、ミラー４２から出射する光の光軸をＺ軸に対してＸ方向に角度をもたせることで、多心光コネクタ１０の端面に対する光の入射位置をＸ方向に変化させることもできる。

ミラー４２の位置や角度を変化させる機構は、例えばステッピングモータ等を駆動源とし、ミラー４２の位置を、多心光コネクタ１０の光ファイバのＸ方向の配列ピッチ（例えば０．５ｍｍピッチ）でＸ方向（またはＺ方向）に変化させ、また、別の駆動源により、多心光コネクタ１０の端面上に入射する光軸が、光ファイバのＹ方向の配列ピッチ（例えば０．５ｍｍピッチ）で変化するように、ミラー４２の角度を変化させる。この光ファイバ選択機構５０は、信号処理部６０によって制御される。

なお、上記のように、光学系４０内の第１光路と第４光路の共通経路をＸ方向、Ｙ方向に移動させて、可視光あるいは試験用光信号を入射する光ファイバを変更する場合、その変更された光ファイバから出射される光信号Ｐｒが進む第３光路Ｌ３がＸ方向、Ｙ方向に変移してしまい、受光器２７の受光面からずれてしまう。これを防ぐための方法として、前記したように、受光器２７として複数の受光素子がＸ方向およびＹ方向に並んだアレー型のものを使用する方法や、受光器２７をミラー４２の移動と角度の変化に対応させ、Ｘ方向およびＹ方向に移動させる方法等が採用できる。ここでは、受光器２７を２次元のアレー型として説明する。

アレー型の受光器２７を用いる場合、例えば複数の受光素子の間隔を、光ファイバの間隔の整数分の１に設定すれば、各光ファイバから出射される光信号をいずれかの受光素子で選択的に受光でき、光ファイバを選択する際には、その選択した光ファイバからの光信号が入射する受光素子の出力を選択的に用いればよい。なお、上記方式（２）のように、多心光コネクタ１０側がＹ方向に移動する場合には、受光素子がＸ方向に並んだ１次元のアレー型の受光器２７を用いることができる。

この評価装置２０には、多心光コネクタ１０に保持された各ファイバの端面の画像情報と光通信システム側から送信された光信号の強度情報を取得するための動作モードとして、自動取得モードと手動取得モードがあり、その動作モードを実現するために、信号処理部６０には、モード指定手段６１、指定されたモードで画像情報と強度情報を取得する情報取得手段６２、取得した画像情報と強度情報を表示器２２に表示させる取得情報表示手段６３、および、送信モードが指定されたときに、試験用の光信号を所望の光ファイバに入射させ、その光信号に対する光通信システム側の特性（例えば、光通信システムの別の多心光コネクタに保持された光ファイバから出射される光信号の強度の差など）を調べるための送信手段６４を有している。

モード指定手段６１は、試験者に対して、自動取得モード、手動取得モード、送信モードを指定させる。

情報取得手段６２は、自動取得モードが指定されたときには、コネクタ受け２４に装着された多心光コネクタ１０に保持されている全ての光ファイバの端面の画像情報とその光ファイバから出射される光信号の強度情報とを取得して、これらを表示器２２に一覧表示する。

また、手動取得モードが指定されたときには、コネクタ受け２４に装着された多心光コネクタ１０に保持された光ファイバのうち、試験者が指定した光ファイバについての端面の画像情報とその光ファイバから出射される光信号の強度情報を取得して、これを表示器２２に表示する。

図４は、自動取得モードの動作例を示すフローチャートである。以下、このフローチャートに基づいて、評価装置２０の動作を説明する。

なお、自動取得モードを実行する際には、予め光通信システム側から多心光コネクタ１０に保持されている全ての光ファイバに対して所定レベル以上の光信号が送信されているものとする。

この状態で、試験者が操作部２３により自動取得モードを指定して起動させると、可視光光源２５がオン状態、光信号発生部２８がオフ状態に設定され、光ファイバ選択機構５０に対する制御により、可視光Ｐｓが多心光コネクタ１０の端面上の基準位置Ｑｒに照射される（Ｓ１、Ｓ２）。

ここで、基準位置Ｑｒは、例えば、規格で定められているＭ行Ｎ列の光ファイバの１行目の左端（右端でもよい）の位置とする。この基準位置Ｑｒには、Ｎの値によらず、必ず１行目の端の光ファイバの端面が位置しており、この基準位置Ｑｒの光ファイバの位置をｍ＝１、ｎ＝１の位置とする。

そして、光ファイバ選択機構５０を制御して、可視光Ｐｓの照射位置をＸ方向にスキャンし、スキャン中に撮像素子２６から出力される信号からＸ方向に並んだ光ファイバの数Ｍを求め、続いて可視光Ｐｓの照射位置をＹ方向にスキャンしてＹ方向に並んだ光ファイバの数Ｎを求め、多心光コネクタ１０に保持されている光ファイバの配列Ｍ×Ｎを確認する（Ｓ３）。なお、Ｍが一定（例えばＭ＝１２）の場合、Ｙ方向スキャンのみを行なえばよい。

このスキャンの際には、例えば、撮像素子２６で取得される画像の階調を荒くして、可視光に対する光ファイバ端面とコネクタ自体の端面との反射率の違いを容易に識別できる明暗画像に加工して、この明暗の繰り返し数を計数することで、光ファイバの配列を求める。

このようにして、光ファイバの配列が確認されると、再び可視光Ｐｓの照射位置が基準位置Ｑｒにセットされ、その基準位置に保持されている光ファイバの端面の画像情報Ｇ(m,n)と受光器２７によって検出される光信号の強度情報Ｐ(m,n)が取得され、その位置に対応するアドレスＡ(m,n)に記憶される（Ｓ４、Ｓ５）。

そして、可視光Ｐｓの照射位置をＸ方向にファイバピッチ分移動（ｍを１ずつ増加）して、次の照射位置における光ファイバの端面の画像情報Ｇ(m,n)と光信号の強度情報Ｐ(m,n)を取得するという処理をｍがＭに達するまで繰り返し、１行分の画像Ｇ(m,n)と強度情報Ｐ(m,n)を取得する（Ｓ６、Ｓ７）。

前記したように、可視光Ｐｓの照射位置がＸ方向に移動して隣の光ファイバが選択された場合、その光ファイバから出射される光信号が進む光路もファイバのピッチ分Ｘ方向に変移するが、前記したように、受光器２７として、複数の受光素子がＸ方向、Ｙ方向に並んだ２次元のアレー型であるので、変移した光路に沿って進んだ光信号が入射する受光素子の出力を選択的に用いることで、その光の強度を検出できる。これは選択された光ファイバから出射される光信号が進む光路がＹ方向に変移する場合も同様である。

次に、現状のｎの値がＮに達しているか否かを調べ、達していない場合には、可視光Ｐｓの照射位置をＹ方向にファイバピッチ分移動（ｎを１増加）し、この状態を次のスタート位置として可視光Ｐｓの照射位置を前回と反対方向（−Ｘ方向）にファイバピッチ分に移動（ｍを１ずつ減少）して、次の照射位置における光ファイバの端面の画像情報Ｇ(m,n)と光信号の強度情報Ｐ(m,n)を取得するという処理をｍが１に達するまで繰り返し、次の１行分の画像Ｇ(m,n)と強度情報Ｐ(m,n)を取得する（Ｓ８〜Ｓ１２）。

上記処理でｍが１に達した場合、現状のｎの値がＮに達しているか否かを調べ、達していない場合には、可視光Ｐｓの照射位置をさらにＹ方向にファイバピッチ分移動（ｎを１増加）し、処理Ｓ５に戻る（Ｓ１３、Ｓ１４）。

また、処理Ｓ８、Ｓ１３でｎ＝Ｎと判断された場合、全ての光ファイバの端面の画像情報と強度情報が得られたことになる。

上記処理により、各光ファイバの端面の画像情報と光通信システム側から送られてくる光信号の強度情報を自動的に取得することができ、その一覧が、例えば、図５のように、表示器２２に表示される（Ｓ１５）。

この表示の際、信号処理部６０の取得情報表示手段６３は、各光ファイバの端面の画像と強度情報を一覧表示できる程度の解像度で表示することになる。また、強度情報については、予め設定されたしきい値Ｒとの大小比較結果が識別できるように、例えば強度Ｐ(m,n)がしきい値Ｒより小さいものと大きいものとを色分け（図５では、横長の強度グラフに対してしきい値との比較結果をハッチングの有無で識別）表示する。

したがって、この一覧表示をみれば、多心光コネクタ１０に保持されている各光ファイバの端面の大まかな状態と、光信号に対する受光強度およびしきい値との比較結果を容易に且つ一挙に把握できる。

このようにして得られた各光ファイバの端面の画像情報と強度情報は、そのファイバの位置に対応付けされて装置内の記憶装置に記憶され、試験者の操作部２３による操作で任意のタイミングに一覧表示できる。また、取得情報表示手段６３は、この一覧表示された画像情報と強度情報のうち、操作部２３の操作により試験者が任意に指定した光ファイバの画像情報と受光強度を選択的に表示させることができる。この場合、指定された光ファイバの画像情報は、例えば図６のように、高い解像度で表示器２２に大きく表示される。

試験者は、この機能を使い、一覧表示された光ファイバのうち、受光強度が不足していると思われるファイバや、ファイバ端面に異常がみられる光ファイバを指定し、より詳細なファイバ端面の画像を確認し、必要であれば、その端面の清掃等の処理を行ない、その清掃結果を確認するために、手動取得モードを起動させる。

手動取得モードが指定された場合、図７に示すように、可視光光源２５をオン状態、光信号発生部２８をオフ状態に設定してから、試験者に取得対象の光ファイバを指定させる（Ｓ２１、Ｓ２２）。

情報取得手段６２は、この光ファイバの指定を受け、光ファイバ選択機構５０を制御して、試験者に指定された光ファイバの位置（ｍ，ｎ）に可視光を照射させ（Ｓ２３）、その位置の光ファイバの端面の画像情報Ｇ（ｍ，ｎ）と、その位置の光ファイバから出射された光信号に対して受光器２７で検出される強度情報Ｐ（ｍ，ｎ）を取得して記憶する（Ｓ２４）。この新たに取得された画像情報Ｇ（ｍ，ｎ）と強度情報Ｐ（ｍ，ｎ）は、図６に示したように表示器２２に表示されるが、この表示の際、この光ファイバについて前回までに得られた強度情報がある場合には、例えば図６に示しているように、今回得られた強度情報との差およびしきい値（△印）との比較結果がわかるように、グラフ表示する（Ｓ２５）。なお、画像情報は更新記憶されるので、最新の画像が表示されることになり、例えば、強度が不足していた光ファイバについては、その端面に対するクリーニング処理を行なう毎に、手動取得モードでこの光ファイバを指定すれば、クリーニングによる端面と受光強度の改善の成果が確認できる。

なお、新規にコネクタ受け２４に装着された多心光コネクタ１０に対して、この手動取得モードを実行する場合には、予め試験対象の多心光コネクタ１０の光ファイバの配列情報（Ｍ，Ｎ）を設定させておく。

一方、光通信システム側からの光信号が送信されていない状態で、試験者によって送信モードが指定されると、送信手段６４は、図８に示すように、可視光光源２５をオフ状態、光信号発生部２８をオン状態とし（Ｓ３１）、光信号発生部２８から出射される試験用光信号Ｐｔの入射位置を、例えば基準位置（ｍ＝１，ｎ＝１）に設定して（Ｓ３２）、一定時間試験用光信号を設定位置の光ファイバに入射させる（Ｓ３３）。

以下同様に、試験用光信号Ｐｔの入射位置を、例えばＸ方向に１ピッチ分ずらして（ｍを１増加）、試験用光信号Ｐｔを一定時間送信するという処理をｍ＝Ｍの位置まで繰り返した後、試験用光信号Ｐｔの入射位置を、ｍ＝１の位置に戻すとともに、Ｙ方向に１ピッチ分ずらして（ｎを１増加）、一定時間試験用光信号Ｐｔを送信してから、再びＸ方向に１ピッチずつずらして一定時間入射させる処理を繰り返し、全ての光ファイバに試験用光信号を一定時間ずつ入射させる（Ｓ３４〜Ｓ３７）。

これによって、光通信システム側の多心光ファイバに一定強度の光信号を順番に与えることができ、この光信号に対する光通信システム側の特性（例えば光通信システム末端の別の光コネクタ側での受光強度の差異等）を確認できる。なお、ここでは、各光ファイバに一定時間ずつ試験用の光信号を自動的に入射させていたが、試験用光信号Ｐｔを、試験者が手動操作で選択した光ファイバに入射させることもできる。この場合、処理Ｓ３２に代わって、試験者に光ファイバを指定させる処理を行い、光ファイバ選択機構５０を制御して、指定された光ファイバに試験用光信号Ｐｔを入射させる。

また、ここでは、例えば光通信システムの別の光コネクタの端面状態等を確認できるように、試験用光信号Ｐｔを多心光コネクタ１０に保持されている各光ファイバに一定時間ずつ入射していたが、試験者が指定した光ファイバに試験用光信号Ｐｔを連続的に入射する動作モード（手動モード）であってもよい。また、試験用光信号として幅の狭いパルス光を指定された光ファイバに入射し、そのパルス光に対して光ファイバから戻ってくる光（後方散乱光やフレネル反射光）を受光器２７で一定時間受け、その光の強度の経時変化から光ファイバの伝送特性を求める、所謂ＯＴＤＲ測定も可能である。

このように、この評価装置２０では、送信手段６４により、評価対象の光通信システム側に試験用の光信号を各光ファイバ毎に選択的に入射させることができ、複数の試験機器に対する光ファイバコネクタの差し替え作業なしに、効率的に試験が行なえる。

なお、上記説明では省略していたが、取得した画像情報と強度情報に基づくクリーニング等の要否判定は、試験者が行なう場合と、評価装置２０の信号処理部６０が行なう場合と、その両方を組合せて行う場合とが考えられる。

作業者が行う場合、端面画像の状態と強度の情報とを見て、例えば、画像の光ファイバの端面（中心のコア部と外周のクラッド部）の濃度が一様で、強度が許容値以上であれば、クリーニング不要と判定する。また、画像の光ファイバの端面の濃度が一様でなく、濃淡が確認できる場合は、汚れが付着しているとみなし、強度が許容値より低い場合には、クリーニングが必要と判定する。

装置側で判定を行う場合には、信号処理部６０の内部において、例えば、以下の処理を行なう。

（１）指定された光ファイバの端面の画像情報を細かく分けてそれぞれを要素領域とし、各要素領域の明暗をしきい値と比較して、例えばしきい値より暗い要素領域に１、明るい要素領域に０を割り当てて２値化する（２値パターン化）。ここでしきい値としては、傷や汚れがないことが確認されている光ファイバの端面の平均的な明るさの例えば１／２等を用いる。

（２）次に、各要素領域に１または０を割り当てて２値化したパターン情報を解析して、光ファイバの端面の全体的な汚れ、局所的な汚れや傷の有無を判定する（端面状態判定）とともに、強度情報の比較結果を用い、その両方の判定結果に基づいてクリーニングの要否を決定し、その結果を表示器２２に表示して、作業者に通知する（クリーニング要否決定）。

このように、作業者による判定や装置側による判定が行われた後、クリーニングが必要と判定した場合には、前記したように、多心光コネクタ１０のコネクタ受け２４から外して、対象となる光ファイバの端面に対するクリーニング処理を行い、そのクリーニング処理の後に、再びコネクタ受け２４に差し込んで、上記同様の処理を行う。

このような作業を繰り返すことで、表示器２２には、現在観測している光ファイバについての強度情報の履歴がわかるようにグラフ表示されるので、クリーニングによる端面画像の変化とともに、そのクリーニングによる端面損失の低下度合も把握することができる。つまり、前のクリーニング処理でどの程度端面損失が低減されたかが定量的にわかるので、次のクリーニング処理をどの程度行えば良いかも容易に把握でき、効率的な作業が行える。

そして、全ての光ファイバについて上記処理をクリーニング不要と判定するまで行い、操作部２３により終了指示の操作を行えば、この観察対象の多心光コネクタ１０に保持された各光ファイバについて最終的に得られた画像情報や強度情報が日時情報等がメモリに記憶されて、一つの光ファイバコネクタ１０を介しての光通信システムの試験、評価が終了する。評価対象の光通信システムに他の多心光コネクタ１０がある場合には、そのその多心光コネクタ１０をコネクタ受けに２４に接続して、上記同様の処理を行なう。

このように、実施形態の評価装置２０は、光ファイバ選択機構５０を制御することで、多心光コネクタ１０に保持された各光ファイバの端面の画像情報や各光ファイバから出射される光信号の強度情報を、ファイバ毎に個別に取得して表示することができ、効率的な評価が行なえる。

また、多心光コネクタ１０を外すことなく、試験用光信号Ｐｔを各光ファイバに入射させることができるので、試験用光信号Ｐｔに対する光通信システムの動作等についての試験も容易に行なうことができる。

なお、上記動作例では、各光ファイバについての端面の画像情報の取得と、光ファイバから出射される光信号の強度情報の取得を並行して行なっていたが、画像情報の取得と強度情報の取得を個別に行なってもよい。

また、本発明の評価装置２０の光学系４０は、上記実施例形態の構成に限定されず、種々の構成が可能である。

例えば図９のように、可視光光源２５と光信号発生部２８の位置を入れ替えた配置に対応させてもよく、また、図１０のように、可視光源２５、光信号発生部２８の位置と、受光器２７の位置を入れ替えた配置に対応させることもできる。

また、上記実施形態では、多心光コネクタ１０の端面に２次元配列された光ファイバから所望の光ファイバを選択するための光ファイバ選択機構５０として、第１光路と第４光路の共通光路に配置したミラー４２の位置と角度、あるいは２つの異なる方向の角度を変化させる構造例を示したが、例えば、ミラー４２の位置をＸ方向に移動させる機構と、多心光コネクタ１０を保持するコネクタ受け２４をＹ方向に移動させる機構の組合せで実現することもできる。この場合、受光器２７としては受光素子がＸ方向に並んだ１次元のアレー型で対応できる。

また、図１１に示すように、多心光コネクタ１０を保持するコネクタ受け２４を光ファイバ選択機構５０によりＸ方向およびＹ方向に移動させる方式や、反対に、図１２のように、コネクタ受け２４以外の機器（光学系４０、可視光光源２５、光信号発生部２８、撮像素子２６、受光器２７を含む）を保持するベース部材２０ａをＸ方向およびＹ方向に移動させる機構でもよい。また、これらの組合せ、例えばベース部材２０ａをＸ方向に移動させ、コネクタ受け２４をＹ方向に移動させる機構も採用できる。

上記図１１、図１２の構成の場合、可動式のミラー４２は省略でき、また、選択される光ファイバから受光器２７に至る光路の変移が無いため、受光器２７として、アレー型でない単一受光素子のものを使用できる。

また、上記実施形態では、各光ファイバから入射した光信号Ｐｒを受光器２７に入射してその強度を検出して表示していたが、受光器２７の前段に可変波長型のフィルタ（キャビティ方式や回折格子の分光作用を用いたもののいずれでもよい）を設け、通信光や測定光等が含まれる波長領域を掃引して、波長毎の強度（つまりスペクトラム）を求めて、そのスペクトラム特性を表示器２２に表示することもできる。

１０……多心光コネクタ、２０……評価装置、２１……筐体、２２……表示器、２３……操作部、２４……コネクタ受け、２５……可視光光源、２６……撮像素子、２７……受光器、２８……光信号発生部、４０……光学系、４１、４３、４４……ハーフミラー、４２……ミラー、４５、４９…コリメートレンズ、４６〜４８……レンズ、５０……光ファイバ選択機構、６０……信号処理部、６１……モード指定手段、６２……情報取得手段、６３……取得情報表示手段、６４……送信手段

Claims (4)

1. 多心光コネクタに一端側が所定配列で保持された複数の光ファイバを介して通信を行なう光通信システムの前記多心光コネクタに接続して、前記光通信システムの試験を行なうための光通信システム評価装置であって、
   前記多心光コネクタを、その端面側から受け入れて保持するコネクタ受け（２４）と、
   可視光を出射する可視光光源（２５）と、
   試験用光信号を出射する光信号発生部（２８）と、
   光を受けてその画像情報を電気信号に変換する撮像素子（２６）と、
   表示器（２２）と、
   光を受けてその強度に応じた電気信号を出力する受光器（２７）と、
   前記可視光光源から出射された可視光を前記多心光コネクタの端面の特定位置に入射させる第１光路、前記可視光に対する前記多心光コネクタの端面からの反射光を前記撮像素子に入射させる第２光路、前記評価対象の光通信システム側から前記光ファイバを介して送られ、前記多心光コネクタの端面の前記特定位置から出射された光信号を前記受光器に入射させる第３光路、および、前記光信号発生部から出射された前記試験用光信号を前記多心光コネクタの端面の前記特定位置に入射させる第４光路とを形成する光学系（４０）と、
   前記多心光コネクタの端面に対して前記可視光および前記試験用光信号が入射される前記特定位置を、前記多心光コネクタに保持された複数の光ファイバの各保持位置の間で順次変更させるための光ファイバ選択機構（５０）と、
   前記光ファイバ選択機構を制御して、前記多心光コネクタに保持された各光ファイバの端面の画像情報と該光ファイバから出射された光の強度情報を光ファイバ毎に個別に取得する情報取得手段（６２）と、
   前記情報取得手段によって取得された画像情報と光の強度情報を前記表示器に表示させる取得情報表示手段（６３）と、
   前記光ファイバ選択機構を制御して、前記多心光コネクタに保持された各光ファイバに前記光信号発生部から出射された試験用光信号を個別に入射させる送信手段（６４）とを備えたことを特徴とする光通信システム評価装置。
2. 前記光学系の前記第１光路と前記第４光路の一部が共通化され、該共通化された光路に前記可視光と前記試験用光信号を反射させるためのミラー（４２）が挿入されており、
   前記光ファイバ選択機構は、前記ミラーの位置または角度を変化させて、前記可視光および前記試験用光信号が入射される光ファイバを変更させる機構を含むことを特徴とする請求項１記載の光通信システム評価装置。
3. 前記光ファイバ選択機構は、前記光学系に対する前記コネクタ受けの位置を、前記多心光コネクタに保持された光ファイバの配列方向に沿って相対的に変更させて、前記可視光および前記試験用光信号が入射される光ファイバを変更させる機構を含むことを特徴とする請求項１記載の光通信システム評価装置。
4. 前記光ファイバ選択機構は、選択する光ファイバを変更する際に前記第３光路の移動を伴う構造を有しており、
   前記受光器は、前記光ファイバ選択機構による前記第３光路の移動方向に沿って複数の受光素子が並んだアレー構造を有し、前記光ファイバ選択機構が選択した光ファイバから出射される光信号を前記複数の受光素子のいずれかで選択的に検出することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光通信システム評価装置。

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