JPH07234328A - 光ファイババンドルの評価方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光ファイババンドルの配列のランダム度を、
評価者の主観などに影響されずに客観的にかつ定量的に
評価する。 【構成】 光ファイババンドル１の一端の一部を遮光板
３で遮光した状態でこの一端より面光源２から光を入射
し、光ファイババンドル１の他端面の画像をカメラレン
ズ４によりＴＶカメラ５に結像させて電気的な画像信号
を得、この電気的な画像信号を画像処理装置６で処理す
ることにより、光ファイババンドル１の出射側端面の画
像を多数の領域に分割し、各分割領域の面積に対する明
部の面積の比を、各分割領域ごとに求め、この各分割領
域ごとの面積比のばらつき度によって光ファイババンド
ルの配列のランダム度を評価する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、光ファイババンドル
の配列のランダム度を評価する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ファイババンドルは多数の光ファイバ
を束ねたものであるが、その一つの種類としてランダム
配列型光ファイババンドルが知られている。このランダ
ム配列型光ファイババンドルは、束ねられた多数の光フ
ァイバの配列が一端側と他端側とでランダムになってい
るものである。このような光ファイババンドルは、照射
光強度の空間的分布が非常に高い精度で均一になってい
る光を照射することのできる、特殊用途向け照明器に用
いられる。すなわち、この種の光ファイババンドルで
は、入射端と出射端とで光ファイバの配列がランダムに
なるようにされているため、一端から入射された光に偏
りがあっても、他端側からは光が均等に出射することに
なる。この配列のランダム度合いが高ければ高いほど照
射光強度分布が均等になるため、そのランダム度を定量
的に評価することが必要である。

【０００３】従来では、この配列のランダム度を評価す
るため、光ファイババンドルの入射側端面の半分を遮光
して光を入射させ、出射側端面の様子を目視、あるいは
写真等に撮影して判別するなどの方法がとられている。
すなわち、このようにして一端から光を入射させると、
出射側端面において光を出射している光ファイバ端面は
明るく、光を出射していない光ファイバ端面は暗くなる
ので、その明るくなっている光ファイバ端面がどれほど
散らばっているかによりランダム配列度が分かる。そし
て従来では、この明るくなっている光ファイバ端面の散
らばり度合いを、端面を直接観察することにより、ある
いはその端面を写真などに写しその写真の画像を観察す
ることにより、判断しており、結局のところ人の目で判
断している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに配列のランダム度合いを人の目で観察し判定すると
いう方法では、評価者によりあるいは評価の時点ごとに
主観によるばらつきに影響されることになり、ランダム
配列度を客観的・定量的に評価することはできない。

【０００５】この発明は、上記に鑑み、評価者の主観な
どに影響されずに光ファイババンドルのランダム配列度
の客観的・定量的な評価を自動的に行なうことができ
る、光ファイババンドルの評価方法を提供することを目
的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明による光ファイババンドルの評価方法にお
いては、光ファイババンドルの一端の一部を遮光した状
態でこの一端より光を入射し、該光ファイババンドルの
他端面の画像を撮像装置でとらえて電気信号に変換し、
該電気的な画像信号を処理することにより、光ファイバ
バンドルの出射側端面の画像を多数の領域に分割し、各
分割領域の面積に対する明部の面積の比を、各分割領域
ごとに求め、この各分割領域ごとの面積比のばらつき度
によって光ファイババンドルの配列のランダム度を評価
することが特徴となっている。

【０００７】また、上記の電気的な画像信号を処理する
ことにより、光ファイババンドルの出射側端面の画像を
多数の領域に分割し、各分割領域に含まれる画素ごとの
輝度データを各分割領域内で積算し、この各分割領域ご
との積算値をそれぞれの分割領域の面積で除して各分割
領域ごとに単位面積当たりの輝度値を求め、この各分割
領域ごとの単位面積当たりの輝度値のばらつき度によっ
て光ファイババンドルの配列のランダム度を評価するよ
うにしてもよい。

【０００８】さらに、上記の電気的な画像信号を処理す
ることにより、光ファイババンドルの出射側端面の画像
における、多数の明部の位置の重心を求め、該重心位置
と上記端面画像中心位置とのずれ量から光ファイババン
ドルの配列のランダム度を評価するようにしてもよい。

【０００９】

【作用】光ファイババンドルの一端の一部を遮光した状
態でこの一端より光を入射すると、この光入射した光フ
ァイバについてのみ、他端で光を出射する。光ファイバ
バンドルにおいて多数の光ファイバはランダムな配列に
なっているため、他端において光を出射する光ファイバ
の位置はランダムに散らばることになる。この光を出射
する光ファイバの端部は光ファイババンドルの出射側端
面の画像において明部となって現われる。そこで、光フ
ァイババンドルの出射側端面の画像を撮像装置でとらえ
て電気信号に変換し、該電気的な画像信号を処理するこ
とにより、光ファイババンドルの出射側端面の画像を多
数の領域に分割し、各分割領域の面積に対する明部の面
積の比を、各分割領域ごとに求めれば、これら各分割領
域ごとの面積比のばらつき度は光ファイババンドルの配
列のランダム度に対応することになり、このばらつき度
によってランダム度の定量的な評価が可能になる。

【００１０】また、上記の電気的な画像信号を処理する
ことにより、光ファイババンドルの出射側端面の画像を
多数の領域に分割し、各分割領域に含まれる画素ごとの
輝度データを各分割領域内で積算し、この各分割領域ご
との積算値をそれぞれの分割領域の面積で除して各分割
領域ごとに単位面積当たりの輝度値を求めると、この各
分割領域ごとの単位面積当たりの輝度値のばらつき度は
光ファイババンドルの配列のランダム度に対応するた
め、この各分割領域ごとの単位面積当たりの輝度値のば
らつき度により光ファイババンドルの配列のランダム度
の定量的な評価が可能になる。

【００１１】さらに、上記の電気的な画像信号を処理す
ることにより、光ファイババンドルの出射側端面の画像
における多数の明部の位置の重心を求めると、多数の明
部の位置が中心対称に分布している特殊な場合を除い
て、配列がランダムであればあるほど上記端面画像中心
に近づく。そこで、上記の多数の明部の重心位置と上記
端面画像中心位置とのずれ量から、光ファイババンドル
の配列のランダム度を定量的に評価することができる。

【００１２】

【実施例】以下、この発明の好ましい一実施例について
図面を参照しながら詳細に説明する。図１に示すよう
に、評価対象たる光ファイババンドル１の一端に面光源
２を配置して、この一端より均等に光を入射する。その
際、遮光板３を用いてバンドル１の一端面の半分を遮蔽
し、入射端面の半分において光が入射するようにする。
そしてこの光ファイババンドル１の他端面の画像をカメ
ラレンズ４を通してＴＶカメラ５で撮像する。このＴＶ
カメラ５から得られる映像信号は画像処理装置６に送ら
れ、２値化処理等を受けて画像中の明部と暗部とを表わ
す信号に分けられる。その後、この信号は制御用コンピ
ュータ７に送られる。

【００１３】光ファイババンドル１の出射端での画像
（ＴＶカメラ５で撮像されたもの）は図２のようにな
る。入射端で遮光板３により半分が覆われるため、光フ
ァイババンドル１を構成する多数の光ファイバのうち半
分のものには光が入射しない。そのため、出射側の端面
において、半数の光ファイバ端面からは光は出射しな
い。そして半数の、光を出射する光ファイバ端面は明部
となって現われるが、多数の光ファイバはランダムな配
列になっているため、明部もランダムに散らばって現わ
れることになる。このような出射端面の画像を示すもの
が図２である。図２で光ファイババンドル端面８は円形
になっているが、これは通常の形態である。光出射光フ
ァイバ端面を表わす明部９が光ファイババンドル端面８
中でランダムに散らばる。

【００１４】画像処理装置６には、この図２に示すよう
な画像を表わす映像信号が送られてくる。この実施例で
は、画像処理装置６において、画面全体を図３に示すよ
うに多数の矩形の領域（ここでは説明の便宜上８×８の
正方形領域としているが、２×２〜１０×１０程度とす
れば足りる）に分割し、各領域における光ファイババン
ドル端面８を包含する面積を求める。端面８は上記のよ
うに通常円形となっているため、この端面８をまったく
含まない分割領域は切り捨て、一部含んでいる分割領域
についてはその端面８を包含する面積のみを有効面積と
して計算する。

【００１５】その後、画像処理装置６においてこの映像
信号を２値化処理することにより、明部９を表わす信号
とそれ以外の暗部を表わす信号とに分ける。そして、各
分割領域ごとに明部９の面積の総和を求め、分割領域の
各々の全体の有効面積との比を算出する。こうして求め
られた各分割領域ごとの面積比データは制御用コンピュ
ータ７に送られる。このコンピュータ７は主に画像処理
装置６を制御するためのものであって、各種の処理を指
令するコマンド等を画像処理装置６に送る。

【００１６】こうして画像処理装置６から送られる各分
割領域ごとの面積比データのばらつきの程度をコンピュ
ータ７が解析することにより、光ファイババンドル１を
構成する多数の光ファイバの配列のランダム度を評価す
る。これにはたとえば面積比のヒストグラム（頻度分
布）を求めてそのパターンを自動判別することなどによ
ればよい。光ファイババンドル１の入射端面を正確に半
分だけ遮光した状態で光を入射した場合、ランダム度が
理想的であるとすると、各分割領域においても半数の光
ファイバ端面から光が出射しているものと推定できる。
光を出射している１本の光ファイバによってどれほどの
面積の明部９が形成されるかをあらかじめ測定しておけ
ば、各分割領域において半数の光ファイバから光が出射
されている場合に、各分割領域面積に対する明部９の面
積比はある値になる。そこで、ランダム度が理想的であ
る場合には、ヒストグラムはその値に急峻なピークを持
つことになる。このピークがどこにあるか、急峻かどう
か等の、ヒストグラムのパターン分析により、配列のラ
ンダム度を評価することができる。

【００１７】第２の実施例では、上記と同じく画面全体
を図３に示すように多数の矩形の領域に分割し、各領域
において光ファイババンドル端面８を包含する面積を求
める。端面８をまったく含まない分割領域は切り捨て、
一部含んでいる分割領域についてはその端面８を包含す
る面積のみを有効面積として計算する点も同じである。
この場合、画像処理装置６において映像信号を２値化処
理することは行なわない。各画素ごとに輝度に対応した
データを有するような映像信号そのままを用いる。そし
て、画像処理装置６においてこの各画素ごとの輝度デー
タを、各分割領域内で積算する。つまり、各分割領域に
含まれているすべての画素のデータを加算して、輝度デ
ータの積算値を各分割領域ごとに求める。つぎにこの各
分割領域ごとの輝度データの積算値を、上記のように求
めた各分割領域の面積で除算する。これにより、単位面
積当たりの輝度値が各分割領域ごとに求められたことに
なるので、これらが制御用コンピュータ７に送られる。

【００１８】制御用コンピュータ７は、各分割領域ごと
の単位面積当たりの輝度値から、その値のばらつきの程
度を解析し、光ファイババンドル１を構成する多数の光
ファイバの配列のランダム度を評価する。ランダム度が
理想的であるとすると、各分割領域における単位面積当
たりの輝度値は皆同じになるはずである。つまり、各分
割領域ごとの単位面積当たりの輝度値のヒストグラムを
とれば、ある値で急峻となっているピークを持つことに
なる。そこで、このヒストグラムのピークが急峻となっ
ているかどうかなどのヒストグラムのパターン分析によ
り、配列のランダム度を評価することができる。

【００１９】第３の実施例では、上記第１、第２の実施
例のように画面全体を多数の領域に分割するのではなく
て、図４のように光ファイババンドル端面８の画像中心
を原点としたＸ−Ｙ座標（２次元座標）を考え、明部９
の各々の座標（Ｘ１、Ｙ１）、（Ｘ２、Ｙ２）、…、
（Ｘｉ、Ｙｉ）、…を求める。そのため、明部９を表わ
す信号とそれ以外の暗部を表わす信号とに分けるため、
画像処理装置６において映像信号の２値化処理を行な
う。そして、さらに画像処理装置６において明部９の座
標の総和Σ（Ｘｉ、Ｙｉ）を求める。するとこの総和は
多数の明部９の重心位置を表わすので、これが座標中心
（０、０）に近いほど、ランダム度が高いと評価でき
る。もちろん多数の明部９が中心にかたまっていたりし
て、一般的に表現するならば中心対称である場合には、
その総和は座標中心に近いものとなるが、このような特
殊な配列は通常生じないと考えられるので、上記のよう
な評価方法で十分である。

【００２０】なお、上記の説明および図示の構成は実施
例を示すものであって、具体的な構成はこれらの構成に
限定されるものでなく、この発明の趣旨を逸脱しない範
囲で種々に変更できることはもちろんである。たとえば
別個に構成した画像処理装置６を用いずにコンピュータ
７により上記の画像処理を行なうことができる。また、
遮光板３はかならずしも光ファイババンドル１の入射端
面の正確な半分を遮光する必要はなく、一部を遮光する
だけでもよい。さらに、光ファイバ束が一端でいくつか
に分岐している多分岐型光ファイババンドルを用い、そ
の分岐している部分より光を入射するように構成すれ
ば、他の部分には光はまったく入射しないため、遮光板
３を用いる必要はない。

【００２１】

【発明の効果】以上実施例について説明したように、こ
の発明によれば、ランダム配列型光ファイババンドルの
配列のランダム度の定量的な評価を、評価者の主観など
に影響されずに客観的にかつ自動的に行なうことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例にかかる構成を示す模式
図。

【図２】同実施例における出射側の光ファイババンドル
端面を示す図。

【図３】同実施例における画面分割を説明するための
図。

【図４】他の実施例における画面上の座標を示す図。

【符号の説明】

１ 光ファイババンドル ２ 面光源 ３ 遮光板 ４ カメラレンズ ５ ＴＶカメラ ６ 画像処理装置 ７ 制御用コンピュータ ８ 光ファイババンドル端面 ９ 明部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ファイババンドルの一端の一部を遮光
   した状態でこの一端より光を入射し、該光ファイババン
   ドルの他端面の画像を撮像装置でとらえて電気信号に変
   換し、該電気的な画像信号を処理することにより、光フ
   ァイババンドルの出射側端面の画像を多数の領域に分割
   し、各分割領域の面積に対する明部の面積の比を、各分
   割領域ごとに求め、この各分割領域ごとの面積比のばら
   つき度によって光ファイババンドルの配列のランダム度
   を評価する方法。
2. 【請求項２】 光ファイババンドルの一端の一部を遮光
   した状態でこの一端より光を入射し、該光ファイババン
   ドルの他端面の画像を撮像装置でとらえて電気信号に変
   換し、該電気的な画像信号を処理することにより、光フ
   ァイババンドルの出射側端面の画像を多数の領域に分割
   し、各分割領域に含まれる画素ごとの輝度データを各分
   割領域内で積算し、この各分割領域ごとの積算値をそれ
   ぞれの分割領域の面積で除して各分割領域ごとに単位面
   積当たりの輝度値を求め、この各分割領域ごとの単位面
   積当たりの輝度値のばらつき度によって光ファイババン
   ドルの配列のランダム度を評価する方法。
3. 【請求項３】 光ファイババンドルの一端の一部を遮光
   した状態でこの一端より光を入射し、該光ファイババン
   ドルの他端面の画像を撮像装置でとらえて電気信号に変
   換し、該電気的な画像信号を処理することにより、光フ
   ァイババンドルの出射側端面の画像における、多数の明
   部の位置の重心を求め、該重心位置と上記端面画像中心
   位置とのずれ量から光ファイババンドルの配列のランダ
   ム度を評価する方法。