JPH083403B2 - 位置検出装置 - Google Patents
位置検出装置Info
- Publication number
- JPH083403B2 JPH083403B2 JP4851987A JP4851987A JPH083403B2 JP H083403 B2 JPH083403 B2 JP H083403B2 JP 4851987 A JP4851987 A JP 4851987A JP 4851987 A JP4851987 A JP 4851987A JP H083403 B2 JPH083403 B2 JP H083403B2
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- Japan
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- light source
- light
- optical fiber
- detecting device
- position detecting
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
- Mechanical Coupling Of Light Guides (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、位置検出装置に関するものであり、更に詳
述するならば、光ファイバの側面に光照射して光ファイ
バの外縁部を通過する光によって生じる回折縞の間隔に
より観測面の位置を検出する装置に関するものである。
述するならば、光ファイバの側面に光照射して光ファイ
バの外縁部を通過する光によって生じる回折縞の間隔に
より観測面の位置を検出する装置に関するものである。
従来の技術 光ファイバの側方観測像を利用した装置の代表的なも
のとして、光ファイバの融着接続機がある。単一モード
ファイバではコア径が10μｍ程度と小さいので、光ファ
イバの偏心量（ファイバ外径中心とコア中心との偏心距
離）を考慮して接続する必要がある。
のとして、光ファイバの融着接続機がある。単一モード
ファイバではコア径が10μｍ程度と小さいので、光ファ
イバの偏心量（ファイバ外径中心とコア中心との偏心距
離）を考慮して接続する必要がある。
第４図に、光フアイバの接続用位置検出装置の構成を
示す。図示の装置は、端面が対向する２つの光ファイバ
２及び２′の端部側面を照明する光源１を備えている。
光ファイバを挟んで光源１に対向するようにテレビカメ
ラ４が配置されている。テレビカメラ４の出力は、カメ
ラコントロールユニット５の入力に接続されている。カ
メラコントロールユニット５の出力は、モニタテレビ６
の入力に接続されている。
示す。図示の装置は、端面が対向する２つの光ファイバ
２及び２′の端部側面を照明する光源１を備えている。
光ファイバを挟んで光源１に対向するようにテレビカメ
ラ４が配置されている。テレビカメラ４の出力は、カメ
ラコントロールユニット５の入力に接続されている。カ
メラコントロールユニット５の出力は、モニタテレビ６
の入力に接続されている。
以上のように構成される光ファイバ接続用位置検出装
置は、次のように動作する。
置は、次のように動作する。
光源１により照明された２つの光ファイバの端部側面
を、テレビカメラ４で撮像する。撮影された画像は、カ
メラコントロールユニット５を介してモニタテレビ６で
画像表示される。表示された画像情報に基づいて、光フ
ァイバ２及び２′のコア部３及び３′の中心軸が一致す
るように、２つの光ファイバの相対位置を調整する。こ
うした位置調整は、光学系の切換え等により少なくとも
相異なる２つの方向（同一直線上にない）、好ましくは
直交する２つの観測方向についてなされる。
を、テレビカメラ４で撮像する。撮影された画像は、カ
メラコントロールユニット５を介してモニタテレビ６で
画像表示される。表示された画像情報に基づいて、光フ
ァイバ２及び２′のコア部３及び３′の中心軸が一致す
るように、２つの光ファイバの相対位置を調整する。こ
うした位置調整は、光学系の切換え等により少なくとも
相異なる２つの方向（同一直線上にない）、好ましくは
直交する２つの観測方向についてなされる。
一般に、光ファイバの側方よりコア部の観測を行う場
合、光ファイバ表面のレンズ効果により、測定された
“みかけ”の偏心量（“みかけ”のコア中心とファイバ
外径の中心との偏心距離）は真の偏心量（真のコア中心
とファイバ外径の中心との偏心距離）と異なる。従っ
て、測定された“みかけ”の偏心量に基づいて計算によ
り真の偏心量を求めるには、すなわちコアの中心位置を
検出するには、あらかじめ補正係数を求めておく必要が
あるが、こうした補正係数は光ファイバの側方像の観測
面の位置に依存する。すなわち、観測面の位置を精度良
く測定することが真の偏心量を求める前提条件となる。
合、光ファイバ表面のレンズ効果により、測定された
“みかけ”の偏心量（“みかけ”のコア中心とファイバ
外径の中心との偏心距離）は真の偏心量（真のコア中心
とファイバ外径の中心との偏心距離）と異なる。従っ
て、測定された“みかけ”の偏心量に基づいて計算によ
り真の偏心量を求めるには、すなわちコアの中心位置を
検出するには、あらかじめ補正係数を求めておく必要が
あるが、こうした補正係数は光ファイバの側方像の観測
面の位置に依存する。すなわち、観測面の位置を精度良
く測定することが真の偏心量を求める前提条件となる。
従来、ステッピングモータ駆動ステージに搭載した光
ファイバを光源とテレビカメラを結ぶ方向に移動させ、
そのパルス信号を計数してある原点からの光ファイバの
移動量を測定して、間接的に光ファイバの側方像の観測
面の位置を検出している。しかしながら、従来の位置検
出方法ではステージのバックラッシュ等により精度が十
分でないという問題があった。さらに、光ファイバの中
心を原点とした座標系で観測面の位置を直接求めること
ができないという問題があった。
ファイバを光源とテレビカメラを結ぶ方向に移動させ、
そのパルス信号を計数してある原点からの光ファイバの
移動量を測定して、間接的に光ファイバの側方像の観測
面の位置を検出している。しかしながら、従来の位置検
出方法ではステージのバックラッシュ等により精度が十
分でないという問題があった。さらに、光ファイバの中
心を原点とした座標系で観測面の位置を直接求めること
ができないという問題があった。
発明が解決しようとする問題点 以上のように、従来の光ファイバ接続用位置検出装置
では、光ファイバの側方像の観測面位置を精度良く検出
することができないという問題があった。
では、光ファイバの側方像の観測面位置を精度良く検出
することができないという問題があった。
そこで、本発明は、光ファイバの側方像の観測面位置
を非接触方式で精度良く観測する位置検出装置を提供せ
んとするものである。
を非接触方式で精度良く観測する位置検出装置を提供せ
んとするものである。
問題点を解決するための手段 すなわち、本発明によるならば、実質的に単一波長か
らなる光を放射する点光源と、該点光源に対向して該点
光源から離れて配置された光検出手段と、該光検出手段
と前記点光源とを結ぶ光軸に垂直に筒状の被検体を位置
付ける保持手段とを備え、前記光検出手段により前記被
検体の外縁部を通過する光線の回折縞の間隔を測定し
て、前記光検出手段が観測する被検体の観測面の位置を
検出することを特徴とする位置検出装置が提供される。
らなる光を放射する点光源と、該点光源に対向して該点
光源から離れて配置された光検出手段と、該光検出手段
と前記点光源とを結ぶ光軸に垂直に筒状の被検体を位置
付ける保持手段とを備え、前記光検出手段により前記被
検体の外縁部を通過する光線の回折縞の間隔を測定し
て、前記光検出手段が観測する被検体の観測面の位置を
検出することを特徴とする位置検出装置が提供される。
本発明の好ましい態様によれば、前記被検体は、光フ
ァイバである。
ァイバである。
また、本発明の好ましい実施態様によれば、前記点光
源は、発光ダイオードからなる。さらにもう１つの態様
によれば、前記点光源は、白色光源と、該光源が発光す
る特定の単一波長光のみを透過するバンドパスフィルタ
と、該透過光が通過する小孔を有する部材とからなる。
また、好ましくは、前記光検出手段は、撮像手段であ
る。
源は、発光ダイオードからなる。さらにもう１つの態様
によれば、前記点光源は、白色光源と、該光源が発光す
る特定の単一波長光のみを透過するバンドパスフィルタ
と、該透過光が通過する小孔を有する部材とからなる。
また、好ましくは、前記光検出手段は、撮像手段であ
る。
作用 以上のように、本発明の位置検出装置では、光源とし
て比較的単色性の強い点光源を用いているので、筒状の
被検体の側方像の輝度分布において筒状の被検体の外縁
部に回折縞が観測される。前記光検出手段と前記点光源
とを結ぶ光軸に垂直で且つ筒状の被検体の軸に直角な方
向での回折光の強度分布の例を第２図に示す。
て比較的単色性の強い点光源を用いているので、筒状の
被検体の側方像の輝度分布において筒状の被検体の外縁
部に回折縞が観測される。前記光検出手段と前記点光源
とを結ぶ光軸に垂直で且つ筒状の被検体の軸に直角な方
向での回折光の強度分布の例を第２図に示す。
回析縞のピーク位置をP1、P2、P3……、Pn及びP1 ＊、
P2 ＊、P3 ＊、……、Pn ＊で表示し、P1とP1、P2とP3、…
…、Pn-1とPnの間隔をZ1、Z2、……、Zn-1で表示し、さ
らにP1 ＊とP2 ＊、P2 ＊とP3 ＊、……、Pn-1 ＊とPn ＊の間
隔をZ1 ＊、Z2 ＊、……、Zn-1 ＊とすれば、Z1、Z2、…
…、Zn-1及びZ1 ＊、Z2 ＊、……、Zn-1 ＊は観測面の位置
Pl ＊と筒状の被検体の中心位置Plとの距離δに依存す
る。従って、Z1、Z2、……、Zn-1及びZ1 ＊、Z2 ＊、…
…、Zn-1 ＊と距離δの関係を予めかじめ求めておけば、
観測されたZ1、Z2、……Zn-1及びZ1 ＊、Z2 ＊、……、Z
n-1 ＊より距離δを算出することができ、すなわち観測
面位置を検出することが可能となる。
P2 ＊、P3 ＊、……、Pn ＊で表示し、P1とP1、P2とP3、…
…、Pn-1とPnの間隔をZ1、Z2、……、Zn-1で表示し、さ
らにP1 ＊とP2 ＊、P2 ＊とP3 ＊、……、Pn-1 ＊とPn ＊の間
隔をZ1 ＊、Z2 ＊、……、Zn-1 ＊とすれば、Z1、Z2、…
…、Zn-1及びZ1 ＊、Z2 ＊、……、Zn-1 ＊は観測面の位置
Pl ＊と筒状の被検体の中心位置Plとの距離δに依存す
る。従って、Z1、Z2、……、Zn-1及びZ1 ＊、Z2 ＊、…
…、Zn-1 ＊と距離δの関係を予めかじめ求めておけば、
観測されたZ1、Z2、……Zn-1及びZ1 ＊、Z2 ＊、……、Z
n-1 ＊より距離δを算出することができ、すなわち観測
面位置を検出することが可能となる。
実施例 以下添付図面を参照して、本発明の位置検出装置の実
施例を説明する。
施例を説明する。
第１図は、本発明の位置検出装置の１実施例の構成概
略図である。図示の装置は、光源１を備えている。光源
として、ハロゲンランプのような白色光源、あるいは高
輝度な光を発光する発光ダイオード（LED）等を用いる
ことができる。光源１の出射光は、特定の波長光のみを
透過させるバンドパスフィルタ７に入射する。バンドパ
スフィルタ７を透過した光は、ピンホール板８が有する
小孔を通過して光ファイバ２の端部の側面部を照明す
る。光ファイバ２の側方像は、テレビカメラ４により撮
像される。光源１とカメラ４を結ぶ光軸が光ファイバ２
の中心軸を含む平面に垂直になるように、カメラ４は配
置されている。テレビカメラ４の出力は、カメラコント
ロールユニット５の入力に接続されている。カメラコン
トロールユニット５の出力は、モニタテレビ６の入力に
接続されている。
略図である。図示の装置は、光源１を備えている。光源
として、ハロゲンランプのような白色光源、あるいは高
輝度な光を発光する発光ダイオード（LED）等を用いる
ことができる。光源１の出射光は、特定の波長光のみを
透過させるバンドパスフィルタ７に入射する。バンドパ
スフィルタ７を透過した光は、ピンホール板８が有する
小孔を通過して光ファイバ２の端部の側面部を照明す
る。光ファイバ２の側方像は、テレビカメラ４により撮
像される。光源１とカメラ４を結ぶ光軸が光ファイバ２
の中心軸を含む平面に垂直になるように、カメラ４は配
置されている。テレビカメラ４の出力は、カメラコント
ロールユニット５の入力に接続されている。カメラコン
トロールユニット５の出力は、モニタテレビ６の入力に
接続されている。
以上のように構成される本発明の位置検出装置は、次
のように動作する。
のように動作する。
例えばハロゲンランプのような白色光源１を出射した
光は、バンドパスフィルタ７を透過し、ピンホール板８
の小孔を通過して、比較的単色光に近い点放射光に変換
される。なお、光源として発光ダイオードを使用する場
合は、バンドパスフィルタ７及び小孔を有する部材８を
備える必要はない。点放射光で光ファイバ２の端部の側
面部を照明しながら、テレビカメラ４で光ファイバ２の
側方像を撮像する。撮影された画像は、カメラコントロ
ールユニット５を介してモニタテレビ６で画像表示され
る。光ファイバ２の中心軸がテレビモニタテレビ６の輝
度測定線AA′に直交するように、図示を省略した保持手
段によって光ファイバ２は保持されている。
光は、バンドパスフィルタ７を透過し、ピンホール板８
の小孔を通過して、比較的単色光に近い点放射光に変換
される。なお、光源として発光ダイオードを使用する場
合は、バンドパスフィルタ７及び小孔を有する部材８を
備える必要はない。点放射光で光ファイバ２の端部の側
面部を照明しながら、テレビカメラ４で光ファイバ２の
側方像を撮像する。撮影された画像は、カメラコントロ
ールユニット５を介してモニタテレビ６で画像表示され
る。光ファイバ２の中心軸がテレビモニタテレビ６の輝
度測定線AA′に直交するように、図示を省略した保持手
段によって光ファイバ２は保持されている。
本発明に基づき、外径125μｍの光ファイバを、30cm
離間した位置より発光ダイオードで照明して、60倍の対
物レンズを装着したITVカメラで光ファイバの側方像を
観測した。その１例を第１図のモニタテレビ６の画面部
分に描き、また、第２図のグラフに示した。第２図のグ
ラフにおいて、縦軸が輝度を示し、横軸が、テレビモニ
タテレビ６の輝度測定線AA′に沿った位置を示し、原点
が輝度測定線AA′の上端に相当する。
離間した位置より発光ダイオードで照明して、60倍の対
物レンズを装着したITVカメラで光ファイバの側方像を
観測した。その１例を第１図のモニタテレビ６の画面部
分に描き、また、第２図のグラフに示した。第２図のグ
ラフにおいて、縦軸が輝度を示し、横軸が、テレビモニ
タテレビ６の輝度測定線AA′に沿った位置を示し、原点
が輝度測定線AA′の上端に相当する。
かくして、回折縞が最も明瞭に観測されるZ1（P1とP2
の間隔）と距離δとの関係を求めた。第３図に示すよう
に、Z1と距離δとの関係は一義的な関係であり、Z1の測
定値よりδの値すなわち観測面の位置を精度良く検出可
能であることがわかった。
の間隔）と距離δとの関係を求めた。第３図に示すよう
に、Z1と距離δとの関係は一義的な関係であり、Z1の測
定値よりδの値すなわち観測面の位置を精度良く検出可
能であることがわかった。
本実施例では、精密ステージに載置した光ファイバを
光源とテレビカメラを結ぶ光軸方向に移動させて、その
移動量を0.1μｍ読みのリニアスケールの値を読み取っ
て距離δの測定を行った。
光源とテレビカメラを結ぶ光軸方向に移動させて、その
移動量を0.1μｍ読みのリニアスケールの値を読み取っ
て距離δの測定を行った。
発明の効果 以上説明したように、本発明の位置検出装置によれ
ば、単一波長光を放射する点光源によって光ファイバの
外縁部に生じる回折縞の間隔を測定することにより、光
ファイバの側方像の観測面位置を精度良く検出すること
ができる。この結果、光ファイバの側方像を観測して、
コアの中心位置を精度良く測定することができる。した
がって、本発明の位置検出装置は、光ファイバの融着接
続機等の広い分野にわたって活用することができる。
ば、単一波長光を放射する点光源によって光ファイバの
外縁部に生じる回折縞の間隔を測定することにより、光
ファイバの側方像の観測面位置を精度良く検出すること
ができる。この結果、光ファイバの側方像を観測して、
コアの中心位置を精度良く測定することができる。した
がって、本発明の位置検出装置は、光ファイバの融着接
続機等の広い分野にわたって活用することができる。
第１図は、本発明の位置検出装置の１実施例の構成概略
図であり、 第２図は、第１図のモニタテレビの輝度測定線における
輝度分布を示す図であり、 第３図は、観測面と光ファイバの中心面との距離（δ）
と、回折縞のピーク位置の間隔（Z1）との関係を示すグ
ラフであり、 第４図は、従来の光ファイバ融着接続機のモニタ系の構
成概略図である。 （主な参照番号） １……光源、2,2′……光ファイバ、 3,3′……コア、４……テレビカメラ、 ５……カメラコントロールユニット、 ６……モニタテレビ、 ７……バンドパスフィルタ
図であり、 第２図は、第１図のモニタテレビの輝度測定線における
輝度分布を示す図であり、 第３図は、観測面と光ファイバの中心面との距離（δ）
と、回折縞のピーク位置の間隔（Z1）との関係を示すグ
ラフであり、 第４図は、従来の光ファイバ融着接続機のモニタ系の構
成概略図である。 （主な参照番号） １……光源、2,2′……光ファイバ、 3,3′……コア、４……テレビカメラ、 ５……カメラコントロールユニット、 ６……モニタテレビ、 ７……バンドパスフィルタ
Claims (5)
- 【請求項１】実質的に単一波長からなる光を放射する点
光源と、該点光源に対向して該点光源から離れて配置さ
れた光検出手段と、該光検出手段と前記点光源とを結ぶ
光軸に垂直に筒状の被検体を位置付ける保持手段とを備
え、前記光検出手段により前記被検体の外縁部を通過す
る光線の回折縞の間隔を測定して、前記光検出手段が観
測する被検体の観測面の位置を検出することを特徴とす
る位置検出装置。 - 【請求項２】前記被検体は、光ファイバであることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の位置検出装置。 - 【請求項３】前記点光源は、発光ダイオードであること
を特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載の位
置検出装置。 - 【請求項４】前記点光源は、白色光源と、該白色光源が
発光する特定の単一波長光のみを透過するバンドパスフ
ィルタと、該透過光が通過する小孔を有する部材とから
なることを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項
記載の位置検出装置。 - 【請求項５】前記光検出手段は、撮像手段であることを
特徴とする特許請求の範囲第１項から第４項までのいず
れか１項記載の位置検出装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4851987A JPH083403B2 (ja) | 1987-03-03 | 1987-03-03 | 位置検出装置 |
| CA000543994A CA1295476C (en) | 1986-08-15 | 1987-08-07 | Method and apparatus of measuring outer diameter and structure of optical fiber |
| KR1019870008958A KR900005642B1 (ko) | 1986-08-15 | 1987-08-14 | 광파이버 구조 및 외경측정의 장치 및 방법 |
| US07/085,598 US4882497A (en) | 1986-08-15 | 1987-08-14 | Method and apparatus of measuring outer diameter and structure of optical fiber |
| EP87111831A EP0256539A3 (en) | 1986-08-15 | 1987-08-14 | Method and apparatus of measuring outer diameter and structure of optical fiber |
| AU76894/87A AU585728B2 (en) | 1986-08-15 | 1987-08-14 | Method and apparatus of measuring outer diameter and structure of optical fiber |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4851987A JPH083403B2 (ja) | 1987-03-03 | 1987-03-03 | 位置検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63214604A JPS63214604A (ja) | 1988-09-07 |
| JPH083403B2 true JPH083403B2 (ja) | 1996-01-17 |
Family
ID=12805605
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4851987A Expired - Fee Related JPH083403B2 (ja) | 1986-08-15 | 1987-03-03 | 位置検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH083403B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6835485B2 (ja) * | 2016-05-31 | 2021-02-24 | 東芝テック株式会社 | スキャナ装置 |
| CN110119060B (zh) * | 2018-02-05 | 2021-08-17 | 深圳光峰科技股份有限公司 | 透声幕及其制造方法 |
| CN111964872B (zh) * | 2020-07-08 | 2022-09-30 | 暨南大学 | 一种光纤轴向无损在线检测装置和方法 |
-
1987
- 1987-03-03 JP JP4851987A patent/JPH083403B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63214604A (ja) | 1988-09-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |