JPH1026510A - 光ファイバの位置検出方法 - Google Patents
光ファイバの位置検出方法Info
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- JPH1026510A JPH1026510A JP18052396A JP18052396A JPH1026510A JP H1026510 A JPH1026510 A JP H1026510A JP 18052396 A JP18052396 A JP 18052396A JP 18052396 A JP18052396 A JP 18052396A JP H1026510 A JPH1026510 A JP H1026510A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光ファイバに１方向から光を照射して観測す
ることにより、光ファイバのｘ軸方向とｙ軸方向の位置
を検出できるようする。 【解決手段】 ｙ軸方向から光ファイバ１に向けてｘ軸
方向に長いライン光を照射し、光ファイバを挟んで光源
と反対側に設置したイメージセンサ上に、前記ライン光
が光ファイバ内を透過してできる非点的結像と、前記ラ
イン光が光ファイバ外を通過してできるライン状の像と
を生じさせ、これらの像をイメージセンサで検出して得
られる画像から光ファイバのｙ軸方向およびｘ軸方向の
位置を検出する。
ることにより、光ファイバのｘ軸方向とｙ軸方向の位置
を検出できるようする。 【解決手段】 ｙ軸方向から光ファイバ１に向けてｘ軸
方向に長いライン光を照射し、光ファイバを挟んで光源
と反対側に設置したイメージセンサ上に、前記ライン光
が光ファイバ内を透過してできる非点的結像と、前記ラ
イン光が光ファイバ外を通過してできるライン状の像と
を生じさせ、これらの像をイメージセンサで検出して得
られる画像から光ファイバのｙ軸方向およびｘ軸方向の
位置を検出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバを融着
接続する際の光ファイバの軸合わせ、あるいは融着接続
後の光ファイバの軸ずれ検出などに用いられる、光ファ
イバの位置検出方法に関するものである。
接続する際の光ファイバの軸合わせ、あるいは融着接続
後の光ファイバの軸ずれ検出などに用いられる、光ファ
イバの位置検出方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の光ファイバの位置検出方法の原理
を図１１〜図１３に示す。光ファイバは、コアのまわり
をクラッドで覆って形成されており、シングルモード光
ファイバを例にとれば、、図１１に示すように、空気と
クラッドの間で約４０％、クラッドとコアの間で約０．
３％の比屈折率差を有している。また図１２に示すよう
に光ファイバ１に側方（図面上右側）から平行光を照射
すると、光ファイバ１自体が円柱レンズとなり、屈折率
の差により光ファイバ１内を通過する光は中心方向に曲
げられ、光線が粗の部分と密の部分とその他の部分とが
でき、コントラストが生じる。その結果、焦点面には図
１２の左側のような画像が得られる。この画像の輝度レ
ベルを計測ラインに沿って測定すると、図１３のような
曲線が得られる。この曲線（または図１２の画像）を元
のデータとして、クラッド１ｂと空気との境界またはコ
ア１ａとクラッド１ｂとの境界を検出すれば、光ファイ
バの位置を検出することができる。
を図１１〜図１３に示す。光ファイバは、コアのまわり
をクラッドで覆って形成されており、シングルモード光
ファイバを例にとれば、、図１１に示すように、空気と
クラッドの間で約４０％、クラッドとコアの間で約０．
３％の比屈折率差を有している。また図１２に示すよう
に光ファイバ１に側方（図面上右側）から平行光を照射
すると、光ファイバ１自体が円柱レンズとなり、屈折率
の差により光ファイバ１内を通過する光は中心方向に曲
げられ、光線が粗の部分と密の部分とその他の部分とが
でき、コントラストが生じる。その結果、焦点面には図
１２の左側のような画像が得られる。この画像の輝度レ
ベルを計測ラインに沿って測定すると、図１３のような
曲線が得られる。この曲線（または図１２の画像）を元
のデータとして、クラッド１ｂと空気との境界またはコ
ア１ａとクラッド１ｂとの境界を検出すれば、光ファイ
バの位置を検出することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この方法で光ファイバ
の軸合わせを行うためには、図１４に示すように、光フ
ァイバ１Ａ、１Ｂの軸（ｚ軸）に直交する２方向（ｘ
軸、ｙ軸）について位置検出を行う必要がある。これ
を、従来の方法で実現するためには、２方向からの観測
を行う必要があった。そのため装置としては、左右の光
ファイバ１Ａ、１Ｂを保持する機構に加え、２方向から
の観測を行うための光源２Ｘ、２Ｙ、顕微鏡３Ｘ、３
Ｙ、イメージセンサ４Ｘ、４Ｙなどを高精度で配置する
必要があり、設計、製造がきわめて困難であった。
の軸合わせを行うためには、図１４に示すように、光フ
ァイバ１Ａ、１Ｂの軸（ｚ軸）に直交する２方向（ｘ
軸、ｙ軸）について位置検出を行う必要がある。これ
を、従来の方法で実現するためには、２方向からの観測
を行う必要があった。そのため装置としては、左右の光
ファイバ１Ａ、１Ｂを保持する機構に加え、２方向から
の観測を行うための光源２Ｘ、２Ｙ、顕微鏡３Ｘ、３
Ｙ、イメージセンサ４Ｘ、４Ｙなどを高精度で配置する
必要があり、設計、製造がきわめて困難であった。
【０００４】本発明の目的は、以上のような問題点に鑑
み、１方向からの観測で光ファイバのｘ軸、ｙ軸上の位
置を検出できる光ファイバの位置検出方法を提供するこ
とにある。
み、１方向からの観測で光ファイバのｘ軸、ｙ軸上の位
置を検出できる光ファイバの位置検出方法を提供するこ
とにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】まず本発明の基礎となる
考え方を説明する。光ファイバは、図１２からも明らか
なように、その軸に直交する方向からみると、円柱レン
ズとなる。円柱レンズは、その軸に直交する方向から光
を当てた場合に非点収差があり、これを収束レンズと組
み合わせると、２つの互いに直角な線焦点が生じる。
考え方を説明する。光ファイバは、図１２からも明らか
なように、その軸に直交する方向からみると、円柱レン
ズとなる。円柱レンズは、その軸に直交する方向から光
を当てた場合に非点収差があり、これを収束レンズと組
み合わせると、２つの互いに直角な線焦点が生じる。
【０００６】この点を図１および図２を参照して説明す
ると次のとおりである。すなわち、図１のように、光フ
ァイバ１に、その軸線に直交する方向から光源２と収束
レンズ３によりスポット光を当て、それにより生じる光
学像を、光源２と反対側に設置したＣＣＤイメージセン
サ５で観察するものとする。そうすると、光ファイバ１
の円柱レンズとしての作用により、イメージセンサ５上
に生じる光学像は図２に示すように非点的結像となり、
その形状は２つの焦点Ｐ1 〜Ｐ2 の間で次のように変化
する。
ると次のとおりである。すなわち、図１のように、光フ
ァイバ１に、その軸線に直交する方向から光源２と収束
レンズ３によりスポット光を当て、それにより生じる光
学像を、光源２と反対側に設置したＣＣＤイメージセン
サ５で観察するものとする。そうすると、光ファイバ１
の円柱レンズとしての作用により、イメージセンサ５上
に生じる光学像は図２に示すように非点的結像となり、
その形状は２つの焦点Ｐ1 〜Ｐ2 の間で次のように変化
する。
【０００７】 光ファイバ１に近い方の焦点Ｐ1 では光ファイバ１
と同じ方向の細線Ｓ4となる。 光ファイバ１から遠い方の焦点Ｐ2 では光ファイバ
１に垂直な方向の細線Ｓ3 となる。 Ｐ1 とＰ2 の中間では円形Ｓ0 となる。 Ｐ1 から中間までの間ではＳ4 方向に長い楕円Ｓ2
となる。 中間からＰ2 までの間ではＳ3 方向に長い楕円Ｓ1
となる。
と同じ方向の細線Ｓ4となる。 光ファイバ１から遠い方の焦点Ｐ2 では光ファイバ
１に垂直な方向の細線Ｓ3 となる。 Ｐ1 とＰ2 の中間では円形Ｓ0 となる。 Ｐ1 から中間までの間ではＳ4 方向に長い楕円Ｓ2
となる。 中間からＰ2 までの間ではＳ3 方向に長い楕円Ｓ1
となる。
【０００８】したがって図３（Ａ）〜（Ｃ）のように、
収束レンズ３およびイメージセンサ５（結像面）の位置
を固定し、その間で光ファイバ１の位置が変化するもの
とすれば、イメージセンサ５でとらえた画像の形状を調
べることにより、イメージセンサ５から光ファイバ１ま
での距離を検出することができる。
収束レンズ３およびイメージセンサ５（結像面）の位置
を固定し、その間で光ファイバ１の位置が変化するもの
とすれば、イメージセンサ５でとらえた画像の形状を調
べることにより、イメージセンサ５から光ファイバ１ま
での距離を検出することができる。
【０００９】例えば（Ａ）のようにイメージセンサ５上
の結像が円形Ｓ0 となるときの光ファイバ１の位置を原
点とすると、（Ｂ）のように光ファイバ１が原点よりイ
メージセンサ５の方へずれている場合は、イメージセン
サ５上の結像は光ファイバ１の方向に長い楕円Ｓ2 とな
る。また（Ｃ）のように光ファイバ１が原点より光源２
の方へずれている場合は、イメージセンサ５上の結像は
光ファイバ１と直交する方向に長い楕円Ｓ1 となる。し
たがってイメージセンサ５で検出される画像の形状によ
って、光ファイバ１のずれの有無、ずれがある場合はそ
の方向を知ることができる。なおｌ0 、ｌ1 、ｌ2 は光
ファイバ１とイメージセンサ５との距離を示し、ｌ1 ＞
ｌ0 ＞ｌ2 の関係になっている。またＬは収束レンズ３
とイメージセンサ５との距離を示す。
の結像が円形Ｓ0 となるときの光ファイバ１の位置を原
点とすると、（Ｂ）のように光ファイバ１が原点よりイ
メージセンサ５の方へずれている場合は、イメージセン
サ５上の結像は光ファイバ１の方向に長い楕円Ｓ2 とな
る。また（Ｃ）のように光ファイバ１が原点より光源２
の方へずれている場合は、イメージセンサ５上の結像は
光ファイバ１と直交する方向に長い楕円Ｓ1 となる。し
たがってイメージセンサ５で検出される画像の形状によ
って、光ファイバ１のずれの有無、ずれがある場合はそ
の方向を知ることができる。なおｌ0 、ｌ1 、ｌ2 は光
ファイバ１とイメージセンサ５との距離を示し、ｌ1 ＞
ｌ0 ＞ｌ2 の関係になっている。またＬは収束レンズ３
とイメージセンサ５との距離を示す。
【００１０】本発明においては、図５に示すように、光
ファイバの軸線方向をｚ軸、ｚ軸に直角な一方向をｙ
軸、ｚ軸およびｙ軸に直角な方向をｘ軸とし、ｙ軸方向
から光ファイバ１に向けて光を照射する場合に、ｘ軸方
向に長いライン光を使用することとする。このようなラ
イン光を使用すると、ライン光が光ファイバに遮られた
部分は非点的結像となり、遮られない部分はライン状の
像となる。したがって非点的結像の形状から光ファイバ
のｙ軸方向の位置を判定でき、ライン状の像の切れ目の
位置から光ファイバのｘ軸方向の位置を判定できること
になる。なお図５において、Ｐ3 は光ファイバ１の上側
を通過したライン光の焦線、Ｐ3 ′は光ファイバ１の下
側を通過したライン光の焦線である。またライン光を使
用すると、スポット光を用いる場合に比べ次のような利
点がある。すなわちスポット光の場合は、その光軸が光
ファイバの中心を通るように調整する必要があるが、ラ
イン光の場合はその必要がないので、装置の設計、製
作、取り扱いが容易である。
ファイバの軸線方向をｚ軸、ｚ軸に直角な一方向をｙ
軸、ｚ軸およびｙ軸に直角な方向をｘ軸とし、ｙ軸方向
から光ファイバ１に向けて光を照射する場合に、ｘ軸方
向に長いライン光を使用することとする。このようなラ
イン光を使用すると、ライン光が光ファイバに遮られた
部分は非点的結像となり、遮られない部分はライン状の
像となる。したがって非点的結像の形状から光ファイバ
のｙ軸方向の位置を判定でき、ライン状の像の切れ目の
位置から光ファイバのｘ軸方向の位置を判定できること
になる。なお図５において、Ｐ3 は光ファイバ１の上側
を通過したライン光の焦線、Ｐ3 ′は光ファイバ１の下
側を通過したライン光の焦線である。またライン光を使
用すると、スポット光を用いる場合に比べ次のような利
点がある。すなわちスポット光の場合は、その光軸が光
ファイバの中心を通るように調整する必要があるが、ラ
イン光の場合はその必要がないので、装置の設計、製
作、取り扱いが容易である。
【００１１】以上の考え方をまとめると本発明による光
ファイバの位置検出方法は次のようなものとなる。すな
わち、光ファイバの軸線方向をｚ軸、ｚ軸に直角な一方
向をｙ軸、ｚ軸およびｙ軸に直角な方向をｘ軸とし、ｙ
軸方向から光ファイバに向けてｘ軸方向に長いライン光
を照射し、光ファイバを挟んで光源と反対側に設置した
イメージセンサ上に、前記ライン光が光ファイバ内を透
過してできる非点的結像と、前記ライン光が光ファイバ
外を通過してできるライン状の像とを生じさせ、これら
の像をイメージセンサで検出して得られる画像から光フ
ァイバのｙ軸方向およびｘ軸方向の位置を検出すること
を特徴とするものである（請求項１）。この方法よれ
ば、ライン光を用いたことにより、１方向からの観測だ
けで光ファイバの２方向の位置を検出することが可能と
なる。
ファイバの位置検出方法は次のようなものとなる。すな
わち、光ファイバの軸線方向をｚ軸、ｚ軸に直角な一方
向をｙ軸、ｚ軸およびｙ軸に直角な方向をｘ軸とし、ｙ
軸方向から光ファイバに向けてｘ軸方向に長いライン光
を照射し、光ファイバを挟んで光源と反対側に設置した
イメージセンサ上に、前記ライン光が光ファイバ内を透
過してできる非点的結像と、前記ライン光が光ファイバ
外を通過してできるライン状の像とを生じさせ、これら
の像をイメージセンサで検出して得られる画像から光フ
ァイバのｙ軸方向およびｘ軸方向の位置を検出すること
を特徴とするものである（請求項１）。この方法よれ
ば、ライン光を用いたことにより、１方向からの観測だ
けで光ファイバの２方向の位置を検出することが可能と
なる。
【００１２】また本発明によれば、ライン光と従来から
用いられていた平行光とを併用することによっても同じ
目的を達成することができる。すなわち本発明によるも
う一つの光ファイバの位置検出方法は、光ファイバの軸
線方向をｚ軸、ｚ軸に直角な一方向をｙ軸、ｚ軸および
ｙ軸に直角な方向をｘ軸とし、ｙ軸方向から光ファイバ
に向けてｘ軸方向に長いライン光を照射すると共に、ｚ
−ｘ面に広がりのある平行光を照射し、光ファイバを挟
んで光源と反対側に設置したイメージセンサ上に、前記
ライン光が光ファイバ内を透過してできる非点的結像
と、前記平行光が光ファイバ内を透過してできる光ファ
イバ輪郭像とを生じさせ、これらの像をイメージセンサ
で検出して得られる画像から光ファイバのｙ軸方向およ
びｘ軸方向の位置を検出することを特徴とするものであ
る（請求項２）。
用いられていた平行光とを併用することによっても同じ
目的を達成することができる。すなわち本発明によるも
う一つの光ファイバの位置検出方法は、光ファイバの軸
線方向をｚ軸、ｚ軸に直角な一方向をｙ軸、ｚ軸および
ｙ軸に直角な方向をｘ軸とし、ｙ軸方向から光ファイバ
に向けてｘ軸方向に長いライン光を照射すると共に、ｚ
−ｘ面に広がりのある平行光を照射し、光ファイバを挟
んで光源と反対側に設置したイメージセンサ上に、前記
ライン光が光ファイバ内を透過してできる非点的結像
と、前記平行光が光ファイバ内を透過してできる光ファ
イバ輪郭像とを生じさせ、これらの像をイメージセンサ
で検出して得られる画像から光ファイバのｙ軸方向およ
びｘ軸方向の位置を検出することを特徴とするものであ
る（請求項２）。
【００１３】ライン光と平行光を併用する場合には、ラ
イン光と平行光をｚ軸方向に間隔をあけて同時に照射
し、非点的結像と光ファイバ輪郭像をイメージセンサで
同時に検出することが望ましい（請求項３）。またライ
ン光と平行光を併用する場合には、ライン光と平行光を
時間をずらして照射し、非点的結像と光ファイバ輪郭像
をイメージセンサで時間をずらして検出することも可能
である（請求項４）。
イン光と平行光をｚ軸方向に間隔をあけて同時に照射
し、非点的結像と光ファイバ輪郭像をイメージセンサで
同時に検出することが望ましい（請求項３）。またライ
ン光と平行光を併用する場合には、ライン光と平行光を
時間をずらして照射し、非点的結像と光ファイバ輪郭像
をイメージセンサで時間をずらして検出することも可能
である（請求項４）。
【００１４】本発明では、図４に示すように、非点的結
像の２つの焦点Ｐ1 、Ｐ2 の間の中間点から一方の焦点
Ｐ1 までの間、すなわち非点的結像ができる領域の半分
の領域を使うのが好ましい。これは、非点的結像が伸縮
する方向を、水平または垂直の１方向に限定できるの
で、イメージセンサおよび画像処理系の設計が非点的結
像の全域を使う場合より簡単になるからである。
像の２つの焦点Ｐ1 、Ｐ2 の間の中間点から一方の焦点
Ｐ1 までの間、すなわち非点的結像ができる領域の半分
の領域を使うのが好ましい。これは、非点的結像が伸縮
する方向を、水平または垂直の１方向に限定できるの
で、イメージセンサおよび画像処理系の設計が非点的結
像の全域を使う場合より簡単になるからである。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して詳細に説明する。 〔実施形態１〕図６および図７は本発明の一実施形態を
示す。図６において、６は多数のライン光源６ａを所定
の間隔で平行に配列した光源アレー、７は多数の円柱状
レンズ７ａをライン光源６ａと同じ間隔で１対１で対応
するように配列したレンズアレー、１Ａ、１Ｂは融着接
続のため軸合わせをしようとする光ファイバ、４は顕微
鏡、５はイメージセンサである。
参照して詳細に説明する。 〔実施形態１〕図６および図７は本発明の一実施形態を
示す。図６において、６は多数のライン光源６ａを所定
の間隔で平行に配列した光源アレー、７は多数の円柱状
レンズ７ａをライン光源６ａと同じ間隔で１対１で対応
するように配列したレンズアレー、１Ａ、１Ｂは融着接
続のため軸合わせをしようとする光ファイバ、４は顕微
鏡、５はイメージセンサである。
【００１６】光ファイバ１Ａ、１Ｂの軸線方向をｚ軸、
ｚ軸に直角な一方向をｙ軸、ｚ軸およびｙ軸に直角な方
向をｘ軸とすると、ライン光源６ａおよび円柱状レンズ
７ａの長手方向はｘ軸方向に向いている。ライン光源６
ａから出た光は、円柱状レンズ７ａによりライン光に収
束されてｙ軸方向に進み、光ファイバ１を横切り、顕微
鏡４で拡大されて、イメージセンサ５に達する。
ｚ軸に直角な一方向をｙ軸、ｚ軸およびｙ軸に直角な方
向をｘ軸とすると、ライン光源６ａおよび円柱状レンズ
７ａの長手方向はｘ軸方向に向いている。ライン光源６
ａから出た光は、円柱状レンズ７ａによりライン光に収
束されてｙ軸方向に進み、光ファイバ１を横切り、顕微
鏡４で拡大されて、イメージセンサ５に達する。
【００１７】いま、多数本のライン光源６ａのうち、光
ファイバ１Ａと交差する１本と、光ファイバ１Ｂと交差
する１本だけを点灯し、他を消灯したとすると、イメー
ジセンサ５では例えば図７（Ａ）のような画像をとらえ
ることができる。この画像において、１１Ａは光ファイ
バ１Ａと交差するライン光が光ファイバ１Ａ内を透過し
てできる非点的結像、１１Ｂは光ファイバ１Ｂと交差す
るライン光が光ファイバ１Ｂ内を透過してできる非点的
結像、１２Ａは光ファイバ１Ａと交差するライン光が光
ファイバ１Ａ外を通過してできるライン状の像、１２Ｂ
は光ファイバ１Ｂと交差するライン光が光ファイバ１Ｂ
外を通過してできるライン状の像である。
ファイバ１Ａと交差する１本と、光ファイバ１Ｂと交差
する１本だけを点灯し、他を消灯したとすると、イメー
ジセンサ５では例えば図７（Ａ）のような画像をとらえ
ることができる。この画像において、１１Ａは光ファイ
バ１Ａと交差するライン光が光ファイバ１Ａ内を透過し
てできる非点的結像、１１Ｂは光ファイバ１Ｂと交差す
るライン光が光ファイバ１Ｂ内を透過してできる非点的
結像、１２Ａは光ファイバ１Ａと交差するライン光が光
ファイバ１Ａ外を通過してできるライン状の像、１２Ｂ
は光ファイバ１Ｂと交差するライン光が光ファイバ１Ｂ
外を通過してできるライン状の像である。
【００１８】この画像によると、非点的結像１１Ａと１
１Ｂの形状が異なっているので、光ファイバ１Ａと１Ｂ
はｙ軸方向にずれがあることが分かる。また一方のライ
ン状の像１２Ａの切れ目１３Ａと、他方のライン状の像
１２Ｂの切れ目１３Ｂとの位置が上下にずれているの
で、光ファイバ１Ａと１Ｂはｘ軸方向にもずれがあるこ
とが分かる。
１Ｂの形状が異なっているので、光ファイバ１Ａと１Ｂ
はｙ軸方向にずれがあることが分かる。また一方のライ
ン状の像１２Ａの切れ目１３Ａと、他方のライン状の像
１２Ｂの切れ目１３Ｂとの位置が上下にずれているの
で、光ファイバ１Ａと１Ｂはｘ軸方向にもずれがあるこ
とが分かる。
【００１９】そこで光ファイバ１Ａ、１Ｂのｙ軸方向の
位置を調整して一致させると、イメージセンサ５でとら
えられる画像は例えば図７（Ｂ）のようになる。この画
像では、非点的結像１１Ａと１１Ｂの形状が同じである
ので、光ファイバ１Ａと１Ｂはｙ軸方向にずれがないこ
とが分かる。したがってこのあと、光ファイバ１Ａ、１
Ｂのｘ軸方向の位置を調整して、ライン状の像１２Ａの
切れ目１３Ａと、ライン状の像１２Ｂの切れ目１３Ｂの
位置が同じになるようにすれば、光ファイバ１Ａと１Ｂ
の軸合わせが完了することになる。
位置を調整して一致させると、イメージセンサ５でとら
えられる画像は例えば図７（Ｂ）のようになる。この画
像では、非点的結像１１Ａと１１Ｂの形状が同じである
ので、光ファイバ１Ａと１Ｂはｙ軸方向にずれがないこ
とが分かる。したがってこのあと、光ファイバ１Ａ、１
Ｂのｘ軸方向の位置を調整して、ライン状の像１２Ａの
切れ目１３Ａと、ライン状の像１２Ｂの切れ目１３Ｂの
位置が同じになるようにすれば、光ファイバ１Ａと１Ｂ
の軸合わせが完了することになる。
【００２０】〔実施形態２〕ところで図６の装置におい
て、多数のライン光源６ａをすべて点灯した場合は、光
ファイバ１Ａ、１Ｂにｘ−ｚ面に広がりのある平行光を
当てたのと同様になるので、イメージセンサ５には例え
ば図８（Ｃ）のような光ファイバ輪郭像１４Ａ、１４Ｂ
が得られることになる。この画像からは光ファイバ１
Ａ、１Ｂのｘ軸方向の位置を検出することができる。し
たがってこれとは別に実施形態１と同様にして図８
（Ａ）（Ｂ）のような画像を得れば、光ファイバ１Ａ、
１Ｂのｙ軸方向の位置を検出することができる。
て、多数のライン光源６ａをすべて点灯した場合は、光
ファイバ１Ａ、１Ｂにｘ−ｚ面に広がりのある平行光を
当てたのと同様になるので、イメージセンサ５には例え
ば図８（Ｃ）のような光ファイバ輪郭像１４Ａ、１４Ｂ
が得られることになる。この画像からは光ファイバ１
Ａ、１Ｂのｘ軸方向の位置を検出することができる。し
たがってこれとは別に実施形態１と同様にして図８
（Ａ）（Ｂ）のような画像を得れば、光ファイバ１Ａ、
１Ｂのｙ軸方向の位置を検出することができる。
【００２１】〔実施形態３〕実施形態２では図８（Ｃ）
の画像と（Ａ）（Ｂ）の画像を時間をずらして検出する
ことになるが、この実施形態３はこれを同時に検出して
時間の短縮を可能とする。
の画像と（Ａ）（Ｂ）の画像を時間をずらして検出する
ことになるが、この実施形態３はこれを同時に検出して
時間の短縮を可能とする。
【００２２】図６の装置において、多数本のライン光源
６ａのうち、光ファイバ１Ａと交差する１本と、光ファ
イバ１Ｂと交差する１本を点灯し、その各々の両側の複
数本を消灯し、残りのライン光源６ａをすべて点灯す
る。つまりライン光と平行光をｚ軸方向に間隔をあけて
同時に照射した状態とする。すると図９（Ａ）のような
画像が得られる。すなわち消灯したライン光源６ａの間
にある１本の点灯したライン光源６ａにより非点的結像
１１Ａ、１１Ｂが得られる。また消灯したライン光源６
ａの外側のライン光源６ａはすべて点灯されているた
め、この領域では光ファイバ１Ａ、１Ｂにｘ−ｚ面に広
がりのある平行光を当てたのと同様になり、イメージセ
ンサ５には途中が欠落した形の光ファイバ輪郭像１４
Ａ、１４Ｂが得られることになる。
６ａのうち、光ファイバ１Ａと交差する１本と、光ファ
イバ１Ｂと交差する１本を点灯し、その各々の両側の複
数本を消灯し、残りのライン光源６ａをすべて点灯す
る。つまりライン光と平行光をｚ軸方向に間隔をあけて
同時に照射した状態とする。すると図９（Ａ）のような
画像が得られる。すなわち消灯したライン光源６ａの間
にある１本の点灯したライン光源６ａにより非点的結像
１１Ａ、１１Ｂが得られる。また消灯したライン光源６
ａの外側のライン光源６ａはすべて点灯されているた
め、この領域では光ファイバ１Ａ、１Ｂにｘ−ｚ面に広
がりのある平行光を当てたのと同様になり、イメージセ
ンサ５には途中が欠落した形の光ファイバ輪郭像１４
Ａ、１４Ｂが得られることになる。
【００２３】したがって非点的結像１１Ａ、１１Ｂの形
状によりｙ軸方向の位置を検出でき、光ファイバ輪郭像
１４Ａ、１４Ｂによりｘ軸方向の位置を検出できること
になる。図９（Ｂ）は（Ａ）の状態から光ファイバ１
Ａ、１Ｂのｙ軸方向の位置を調整して、その位置を一致
させたときの画像を示す。
状によりｙ軸方向の位置を検出でき、光ファイバ輪郭像
１４Ａ、１４Ｂによりｘ軸方向の位置を検出できること
になる。図９（Ｂ）は（Ａ）の状態から光ファイバ１
Ａ、１Ｂのｙ軸方向の位置を調整して、その位置を一致
させたときの画像を示す。
【００２４】〔実施形態４〕図１０は本発明の他の実施
形態を示す。この実施形態は、テープ状光ファイバ心線
１５Ａ、１５Ｂを融着接続する際に、複数本の光ファイ
バ１Ａ、１Ｂの位置検出を一括して行うものである。図
６と同一部分には同一符号が付してある。
形態を示す。この実施形態は、テープ状光ファイバ心線
１５Ａ、１５Ｂを融着接続する際に、複数本の光ファイ
バ１Ａ、１Ｂの位置検出を一括して行うものである。図
６と同一部分には同一符号が付してある。
【００２５】この実施形態では、レンズアレー７と光フ
ァイバ１Ａ、１Ｂとの間に、ミラー面に対する法線がｙ
軸方向に対して４５°の角度となるようにハーフミラー
１６を設置し、第２の光源１７からの平行光をハーフミ
ラー１６で反射させて光ファイバ１Ａ、１Ｂに照射する
ようになっている。この構成は、光源アレー６のすべて
のライン光源６ａを発光させても図８（Ｃ）のような光
ファイバ輪郭像１４Ａ、１４Ｂを得るのに十分な面光源
とならない場合に、第２の光源１７からの平行光で明確
な光ファイバ輪郭像を得るのに有効である。なお図１０
の構成で、図８（Ａ）（Ｂ）のような非点的結像１１
Ａ、１１Ｂを得る場合には、第２の光源１７は点灯せず
に、実施形態１と同様な観測を行えばよい。
ァイバ１Ａ、１Ｂとの間に、ミラー面に対する法線がｙ
軸方向に対して４５°の角度となるようにハーフミラー
１６を設置し、第２の光源１７からの平行光をハーフミ
ラー１６で反射させて光ファイバ１Ａ、１Ｂに照射する
ようになっている。この構成は、光源アレー６のすべて
のライン光源６ａを発光させても図８（Ｃ）のような光
ファイバ輪郭像１４Ａ、１４Ｂを得るのに十分な面光源
とならない場合に、第２の光源１７からの平行光で明確
な光ファイバ輪郭像を得るのに有効である。なお図１０
の構成で、図８（Ａ）（Ｂ）のような非点的結像１１
Ａ、１１Ｂを得る場合には、第２の光源１７は点灯せず
に、実施形態１と同様な観測を行えばよい。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、１
方向からの観測で光ファイバの２方向の位置を検出する
ことができるので、光ファイバの位置検出系を大幅に簡
素化することができ、大幅なコスト低減を図ることがで
きる。
方向からの観測で光ファイバの２方向の位置を検出する
ことができるので、光ファイバの位置検出系を大幅に簡
素化することができ、大幅なコスト低減を図ることがで
きる。
【図１】 本発明の位置検出方法の原理を示す説明図。
【図２】 図１により光ファイバにスポット光を当てた
ときの非点的結像の形状を示す説明図。
ときの非点的結像の形状を示す説明図。
【図３】 （Ａ）〜（Ｃ）は光ファイバにスポット光を
当てて光ファイバの位置を検出する方法の説明図。
当てて光ファイバの位置を検出する方法の説明図。
【図４】 光ファイバにスポット光を当てて光ファイバ
の位置を検出するときの検出範囲を示す説明図。
の位置を検出するときの検出範囲を示す説明図。
【図５】 光ファイバにライン光を当てて光ファイバの
位置を検出する方法の説明図。
位置を検出する方法の説明図。
【図６】 本発明による光ファイバの位置検出方法の一
実施形態を示す斜視図。
実施形態を示す斜視図。
【図７】 （Ａ）、（Ｂ）は本発明の一実施形態におけ
るイメージセンサの検出画像を示す説明図。
るイメージセンサの検出画像を示す説明図。
【図８】 （Ａ）〜（Ｃ）は本発明の他の実施形態にお
けるイメージセンサの検出画像を示す説明図。
けるイメージセンサの検出画像を示す説明図。
【図９】 （Ａ）、（Ｂ）は本発明のさらに他の実施形
態におけるイメージセンサの検出画像を示す説明図。
態におけるイメージセンサの検出画像を示す説明図。
【図１０】 本発明のさらに他の実施形態を示す斜視
図。
図。
【図１１】 光ファイバのコアとクラッドの比屈折率差
を示す説明図。
を示す説明図。
【図１２】 従来の光ファイバの位置検出方法を示す説
明図。
明図。
【図１３】 従来の位置検出方法で得られる輝度レベル
の説明図。
の説明図。
【図１４】 従来の光ファイバの位置検出方法を示す斜
視図。
視図。
【符号の説明】 １、１Ａ、１Ｂ：光ファイバ ４：顕微鏡 ５：イメージセンサ ６：光源アレー ６ａ：ライン光源 ７：レンズアレー ７ａ：円柱状レンズ １１Ａ、１１Ｂ：非点的結像 １２Ａ、１２Ｂ：ライン状の像 １３Ａ、１３Ｂ：ライン状の像の切れ目 １４Ａ、１４Ｂ：光ファイバ輪郭像
Claims (4)
- 【請求項１】光ファイバの軸線方向をｚ軸、ｚ軸に直角
な一方向をｙ軸、ｚ軸およびｙ軸に直角な方向をｘ軸と
し、ｙ軸方向から光ファイバに向けてｘ軸方向に長いラ
イン光を照射し、光ファイバを挟んで光源と反対側に設
置したイメージセンサ上に、前記ライン光が光ファイバ
内を透過してできる非点的結像と、前記ライン光が光フ
ァイバ外を通過してできるライン状の像とを生じさせ、
これらの像をイメージセンサで検出して得られる画像か
ら光ファイバのｙ軸方向およびｘ軸方向の位置を検出す
ることを特徴とする光ファイバの位置検出方法。 - 【請求項２】光ファイバの軸線方向をｚ軸、ｚ軸に直角
な一方向をｙ軸、ｚ軸およびｙ軸に直角な方向をｘ軸と
し、ｙ軸方向から光ファイバに向けてｘ軸方向に長いラ
イン光を照射すると共に、ｚ−ｘ面に広がりのある平行
光を照射し、光ファイバを挟んで光源と反対側に設置し
たイメージセンサ上に、前記ライン光が光ファイバ内を
透過してできる非点的結像と、前記平行光が光ファイバ
内を透過してできる光ファイバ輪郭像とを生じさせ、こ
れらの像をイメージセンサで検出して得られる画像から
光ファイバのｙ軸方向およびｘ軸方向の位置を検出する
ことを特徴とする光ファイバの位置検出方法。 - 【請求項３】ライン光と平行光をｚ軸方向に間隔をあけ
て同時に照射し、非点的結像と光ファイバ輪郭像をイメ
ージセンサで同時に検出することを特徴とする請求項２
記載の光ファイバの位置検出方法。 - 【請求項４】ライン光と平行光を時間をずらして照射
し、非点的結像と光ファイバ輪郭像をイメージセンサで
時間をずらして検出することを特徴とする請求項２記載
の光ファイバの位置検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18052396A JPH1026510A (ja) | 1996-07-10 | 1996-07-10 | 光ファイバの位置検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18052396A JPH1026510A (ja) | 1996-07-10 | 1996-07-10 | 光ファイバの位置検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1026510A true JPH1026510A (ja) | 1998-01-27 |
Family
ID=16084764
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18052396A Pending JPH1026510A (ja) | 1996-07-10 | 1996-07-10 | 光ファイバの位置検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1026510A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012521544A (ja) * | 2009-03-24 | 2012-09-13 | ハルビン インスティチュート オブ テクノロジー | 微小焦点距離コリメーションに基づくマイクロキャビティ測定法および検出装置 |
| CN113503814A (zh) * | 2021-07-06 | 2021-10-15 | 上海飞博激光科技有限公司 | 一种光纤束中间臂居中检测装置和检测方法 |
| CN113720260A (zh) * | 2021-08-27 | 2021-11-30 | 中国科学技术大学 | 一种多目标光纤光谱望远镜参考光纤位置测量装置及方法 |
-
1996
- 1996-07-10 JP JP18052396A patent/JPH1026510A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012521544A (ja) * | 2009-03-24 | 2012-09-13 | ハルビン インスティチュート オブ テクノロジー | 微小焦点距離コリメーションに基づくマイクロキャビティ測定法および検出装置 |
| CN113503814A (zh) * | 2021-07-06 | 2021-10-15 | 上海飞博激光科技有限公司 | 一种光纤束中间臂居中检测装置和检测方法 |
| CN113720260A (zh) * | 2021-08-27 | 2021-11-30 | 中国科学技术大学 | 一种多目标光纤光谱望远镜参考光纤位置测量装置及方法 |
| CN113720260B (zh) * | 2021-08-27 | 2022-07-15 | 中国科学技术大学 | 一种多目标光纤光谱望远镜参考光纤位置测量装置及方法 |
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