JPH1026510A - Method for detecting position of optical fiber - Google Patents

Method for detecting position of optical fiber

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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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JP
Japan
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optical fiber
axis
image
line light
image sensor
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Application number
JP18052396A
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Japanese (ja)
Inventor
Hidekazu Kojima
秀和 小嶋
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Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To detect the position of an optical fiber ion both the x- and y-axis directions by observing the optical fiber while the optical fiber is irradiated with light from one direction. SOLUTION: An optical fiber 1 is irradiated with elongated line light in the x-axis direction toward the fiber 1 from the y-axis direction so that the non-spot shaped image of the line light transmitted through the optical fiber 1 and the linear image of the line light transmitted through the outside of the optical fiber 1 can be formed on an image sensor installed to one side of the fiber 1 opposite to the light source. The position of the optical fiber 1 in both the y- and x-axis direction is detected from a picture obtained by means of the image sensor by detecting the formed images.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for detecting the position of an optical fiber, which is used for aligning the optical fiber at the time of fusion splicing, or detecting the deviation of the optical fiber after fusion splicing. Things.

【0002】[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。
2. Description of the Related Art The principle of a conventional optical fiber position detecting method is shown in FIGS. The optical fiber is formed by covering the periphery of the core with a clad. In the case of a single mode optical fiber, for example, as shown in FIG. About 0.
It has a relative refractive index difference of 3%. As shown in FIG. 12, when the optical fiber 1 is irradiated with parallel light from the side (right side in the drawing), the optical fiber 1 itself becomes a cylindrical lens, and light passing through the optical fiber 1 due to a difference in refractive index is directed toward the center. And light rays are formed in a coarse part, a dense part and other parts, and a contrast is generated. As a result, an image as shown on the left side of FIG. 12 is obtained on the focal plane. When the luminance level of this image is measured along the measurement line, a curve as shown in FIG. 13 is obtained. If the boundary between the clad 1b and air or the boundary between the core 1a and the clad 1b is detected using this curve (or the image in FIG. 12) as the original data, the position of the optical fiber can be detected.

【0003】[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。
In order to align the optical fibers by this method, as shown in FIG. 14, two directions (x-axis) orthogonal to the axes (z-axis) of the optical fibers 1A and 1B are used.
(Axis, y-axis). In order to realize this by the conventional method, it was necessary to perform observation from two directions. Therefore, in addition to the mechanism for holding the left and right optical fibers 1A and 1B, the apparatus includes light sources 2X and 2Y for observing from two directions, and microscopes 3X and 3X.
It is necessary to arrange the Y, the image sensors 4X, 4Y, and the like with high accuracy, and it is extremely difficult to design and manufacture.

【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。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method for detecting the position of an optical fiber on the x-axis and y-axis by observing from one direction, in view of the above problems. .

【0005】[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。
First, the concept underlying the present invention will be described. As is clear from FIG. 12, the optical fiber becomes a cylindrical lens when viewed from a direction perpendicular to the axis. Cylindrical lenses have astigmatism when illuminated from a direction perpendicular to their axes, and when combined with a convergent lens, produce two mutually perpendicular line foci.

【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。
This point will be described below with reference to FIGS. 1 and 2. That is, as shown in FIG. 1, a light source 2 and a converging lens 3 irradiate a spot light on an optical fiber 1 in a direction orthogonal to the axis thereof, and an optical image generated by the light source 2 is captured by a CCD image sensor installed on the opposite side. 5 shall be observed. Then, the optical fiber 1
As a result, the optical image generated on the image sensor 5 becomes an astigmatic image as shown in FIG.
Its shape is changed as follows between the two foci P 1 to P 2.

【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。
At the focal point P 1 closer to the optical fiber 1, the optical fiber 1
The same direction of the fine line S 4 and. The direction of the fine line S 3 perpendicular to the focus P 2 In the optical fiber 1 is further from the optical fiber 1. A circular S 0 in the middle P 1 and P 2. Long ellipse S 2 to S 4 direction between the P 1 to the intermediate
Becomes Ellipse S 1 long in the S 3 direction from the middle to P 2
Becomes

【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。
Therefore, as shown in FIGS. 3A to 3C,
Assuming that the positions of the converging lens 3 and the image sensor 5 (imaging plane) are fixed and the position of the optical fiber 1 changes between them, the shape of the image captured by the image sensor 5 is examined. From the optical fiber 1 can be detected.

【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
0 >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。
For example, assuming that the position of the optical fiber 1 when the image formed on the image sensor 5 has a circular shape S 0 as shown in FIG. 2A is the origin, the optical fiber 1 is moved from the origin as shown in FIG. If the image is shifted toward the image on the image sensor 5 becomes long ellipse S 2 in the direction of the optical fiber 1. Also, as shown in FIG.
If the image is shifted toward the image on the image sensor 5 becomes long ellipse S 1 in the direction perpendicular to the optical fiber 1. Therefore, the presence or absence of a shift of the optical fiber 1 and the direction of the shift, if any, can be known from the shape of the image detected by the image sensor 5. Here, l 0 , l 1 , and l 2 indicate the distances between the optical fiber 1 and the image sensor 5, and l 1 >
The relationship is l 0 > l 2 . L is a convergent lens 3
4 shows the distance between the image sensor 5 and the image sensor 5.

【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。
In the present invention, as shown in FIG. 5, the axial direction of the optical fiber is the z axis, and one direction perpendicular to the z axis is the y axis.
The direction perpendicular to the axis, the z-axis and the y-axis is defined as the x-axis, and when light is irradiated from the y-axis direction toward the optical fiber 1, a long line light is used in the x-axis direction. When such a line light is used, a portion where the line light is blocked by the optical fiber forms an astigmatic image, and a portion where the line light is not blocked forms a linear image. Therefore, the position of the optical fiber in the y-axis direction can be determined from the shape of the astigmatic image, and the position of the optical fiber in the x-axis direction can be determined from the position of the break in the linear image. In FIG. 5, P 3 is the focal line of the line light passing above the optical fiber 1, and P 3 ′ is the focal line of the line light passing below the optical fiber 1. The use of line light has the following advantages over the use of spot light. That is, in the case of spot light, it is necessary to adjust the optical axis so as to pass through the center of the optical fiber, but in the case of line light, it is not necessary, so that the design, manufacture, and handling of the apparatus are easy.

【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。
To summarize the above concept, the optical fiber position detecting method according to the present invention is as follows. That is, the axis direction of the optical fiber is the z-axis, one direction perpendicular to the z-axis is the y-axis, directions perpendicular to the z-axis and the y-axis are the x-axis, and y
A long line light is irradiated in the x-axis direction from the axial direction toward the optical fiber, and the line light is transmitted through the optical fiber onto an image sensor installed on the opposite side of the light source with the optical fiber interposed therebetween. Image and a line-shaped image formed by passing the line light out of the optical fiber. The images obtained by detecting these images with an image sensor are converted into the y-axis direction and the x-axis direction of the optical fiber. Is detected (claim 1). According to this method, by using the line light, it is possible to detect the positions of the optical fiber in two directions only by observation from one direction.

【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)。
Further, according to the present invention, the same object can be achieved by using both the line light and the parallel light conventionally used. That is, another method of detecting the position of an optical fiber according to the present invention is such that the axis direction of the optical fiber is the z-axis, one direction perpendicular to the z-axis is the y-axis, and the direction perpendicular to the z-axis and the y-axis is the x-axis. While irradiating a long line light in the x-axis direction from the axial direction toward the optical fiber, z
Irradiating parallel light having a spread on the x-plane, on an image sensor installed on the opposite side of the light source across the optical fiber, the line light is transmitted through the optical fiber, astigmatic imaging, An optical fiber contour image formed by passing parallel light through an optical fiber, and detecting these images with an image sensor to detect the positions of the optical fiber in the y-axis direction and the x-axis direction from an image obtained. (Claim 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)。
When the line light and the parallel light are used together, the line light and the parallel light are simultaneously irradiated with an interval in the z-axis direction, and the astigmatic image and the optical fiber contour image are simultaneously detected by the image sensor. It is desirable (claim 3). When line light and parallel light are used together, it is also possible to irradiate the line light and parallel light with a staggered time and detect the astigmatic image and the optical fiber contour image with a staggered time using an image sensor. (Claim 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
1 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。
In the present invention, as shown in FIG. 4, the distance between the intermediate point between the two focal points P 1 and P 2 of the astigmatic imaging to one focal point P 1 , that is, the astigmatic imaging is performed. It is preferable to use half of the available area. This is because the direction in which the astigmatic imaging expands and contracts can be limited to one horizontal or vertical direction, so that the design of the image sensor and the image processing system becomes simpler than when the entirety of the astigmatic imaging is used. is there.

【0015】[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。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. [Embodiment 1] FIGS. 6 and 7 show an embodiment of the present invention. In FIG. 6, reference numeral 6 denotes a light source array in which a large number of line light sources 6a are arranged in parallel at predetermined intervals, and reference numeral 7 denotes a lens in which a large number of cylindrical lenses 7a are arranged one by one at the same interval as the line light sources 6a. The arrays 1A and 1B are optical fibers for aligning axes for fusion splicing, 4 is a microscope, and 5 is an image sensor.

【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。
The axis directions of the optical fibers 1A and 1B are the z-axis,
Assuming that one direction perpendicular to the z-axis is the y-axis and the direction perpendicular to the z-axis and the y-axis is the x-axis, the longitudinal directions of the line light source 6a and the cylindrical lens 7a are oriented in the x-axis direction. Line light source 6
The light exiting from a is converged to line light by the cylindrical lens 7a, travels in the y-axis direction, traverses the optical fiber 1, is magnified by the microscope 4, and reaches the image sensor 5.

【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。
Assuming that only one of the line light sources 6a crossing the optical fiber 1A and one of the line light sources 6a crossing the optical fiber 1B are turned on and the others are turned off. An image like FIG. 7 (A) can be captured. In this image, 11A is an astigmatic image formed by the line light crossing the optical fiber 1A passing through the optical fiber 1A, and 11B is formed by the line light crossing the optical fiber 1B passing through the optical fiber 1B. Astigmatic imaging, 12A is a line image formed by passing line light intersecting the optical fiber 1A outside the optical fiber 1A, 12B
Is a line light crossing the optical fiber 1B.
It is a line-shaped image formed by passing outside.

【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。
According to this image, the astigmatic images 11A and 1A
Since the shape of 1B is different, the optical fibers 1A and 1B
It can be seen that there is a shift in the y-axis direction. In addition, since the position of the cut 13A of one linear image 12A and the position of the cut 13B of the other linear image 12B are vertically shifted, the optical fibers 1A and 1B may also be shifted in the x-axis direction. I understand.

【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。
Then, when the positions of the optical fibers 1A and 1B in the y-axis direction are adjusted to match each other, an image captured by the image sensor 5 becomes, for example, as shown in FIG. In this image, since the shapes of the astigmatic images 11A and 11B are the same, it can be seen that the optical fibers 1A and 1B do not shift in the y-axis direction. Therefore, thereafter, the optical fibers 1A, 1
If the position of the cut 13A of the linear image 12A and the position of the cut 13B of the linear image 12B are adjusted by adjusting the position of B in the x-axis direction, the optical fibers 1A and 1B
Will be completed.

【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。
[Embodiment 2] By the way, in the apparatus shown in FIG. 6, when all of the many line light sources 6a are turned on, the optical fibers 1A and 1B are irradiated with the parallel light having spread on the xz plane in the same manner. Therefore, the image sensor 5 has optical fiber contour images 14A and 14B as shown in FIG.
Is obtained. From this image, the optical fiber 1
A and B positions in the x-axis direction can be detected. Therefore, separately from this, as in Embodiment 1, FIG.
(A) If an image like (B) is obtained, the optical fiber 1A,
The position in the y-axis direction of 1B can be detected.

【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。
[Embodiment 3] In Embodiment 2, FIG.
And the images (A) and (B) are detected with a time lag, but the third embodiment detects them simultaneously to reduce the time.

【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。
In the apparatus shown in FIG. 6, of the many line light sources 6a, one intersecting with the optical fiber 1A and one intersecting with the optical fiber 1B are turned on, and a plurality of lines on both sides thereof are turned off. Then, all the remaining line light sources 6a are turned on. That is, the line light and the parallel light are simultaneously irradiated at intervals in the z-axis direction. Then, an image as shown in FIG. 9A is obtained. That is, the astigmatic images 11A and 11B are obtained by one lit line light source 6a between the turned off line light sources 6a. Line light source 6 that is turned off
Since all the line light sources 6a outside the area a are lit, this region is similar to the case where the optical fibers 1A and 1B are irradiated with parallel light having spread on the xz plane. Missing optical fiber contour image 14
A and 14B are obtained.

【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。
Therefore, the position in the y-axis direction can be detected by the shapes of the astigmatic images 11A and 11B, and the position in the x-axis direction can be detected by the optical fiber contour images 14A and 14B. FIG. 9B shows an optical fiber 1 from the state of FIG.
The images when A and B positions in the y-axis direction are adjusted to match the positions are shown.

【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。
[Embodiment 4] FIG. 10 shows another embodiment of the present invention. In this embodiment, when the tape-shaped optical fibers 15A and 15B are fusion-spliced, the positions of the plurality of optical fibers 1A and 1B are detected collectively. 6 are given the same reference numerals.

【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。
In this embodiment, the normal to the mirror surface is between the lens array 7 and the optical fibers 1A and 1B.
The half mirror 16 is installed so as to be at an angle of 45 ° with respect to the axial direction, and the parallel light from the second light source 17 is reflected by the half mirror 16 and irradiates the optical fibers 1A and 1B. . This configuration is used in the case where all the line light sources 6a of the light source array 6 do not emit light enough to obtain the optical fiber contour images 14A and 14B as shown in FIG. This is effective for obtaining a clear optical fiber contour image with the parallel light from 17. Note that FIG.
In the configuration shown in FIG. 8, an astigmatic image 11 as shown in FIGS.
To obtain A and 11B, the same observation as in the first embodiment may be performed without turning on the second light source 17.

【0026】[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。
As described above, according to the present invention, 1
Since the positions of the optical fiber in two directions can be detected by observing from the directions, the position detecting system of the optical fiber can be greatly simplified, and the cost can be significantly reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の位置検出方法の原理を示す説明図。FIG. 1 is an explanatory diagram showing the principle of a position detection method according to the present invention.

【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。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a shape of astigmatic imaging when a spot light is applied to an optical fiber according to FIG. 1;

【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。
FIGS. 3A to 3C are explanatory diagrams of a method of detecting a position of an optical fiber by applying a spot light to the optical fiber.

【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。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a detection range when a position of an optical fiber is detected by applying a spot light to the optical fiber.

【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。
FIG. 5 is an explanatory diagram of a method of detecting the position of an optical fiber by irradiating the optical fiber with line light.

【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。
FIG. 6 is a perspective view showing an embodiment of an optical fiber position detecting method according to the present invention.

【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。
FIGS. 7A and 7B are explanatory diagrams showing images detected by an image sensor according to an embodiment of the present invention.

【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。
FIGS. 8A to 8C are explanatory views showing images detected by an image sensor according to another embodiment of the present invention.

【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。
FIGS. 9A and 9B are explanatory diagrams showing images detected by an image sensor according to still another embodiment of the present invention.

【図10】 本発明のさらに他の実施形態を示す斜視
図。
FIG. 10 is a perspective view showing still another embodiment of the present invention.

【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。
FIG. 11 is an explanatory diagram showing a relative refractive index difference between a core and a clad of an optical fiber.

【図12】 従来の光ファイバの位置検出方法を示す説
明図。
FIG. 12 is an explanatory view showing a conventional optical fiber position detection method.

【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。
FIG. 13 is an explanatory diagram of a luminance level obtained by a conventional position detection method.

【図14】 従来の光ファイバの位置検出方法を示す斜
視図。
FIG. 14 is a perspective view showing a conventional optical fiber position detecting method.

【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[Description of Signs] 1, 1A, 1B: Optical fiber 4: Microscope 5: Image sensor 6: Light source array 6a: Line light source 7: Lens array 7a: Cylindrical lens 11A, 11B: Astigmatic imaging 12A, 12B: Line-shaped images 13A, 13B: breaks in line-shaped images 14A, 14B: optical fiber contour images

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【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。
1. An optical fiber according to claim 1, wherein the axis direction is the z-axis, one direction perpendicular to the z-axis is the y-axis, and the direction perpendicular to the z-axis and the y-axis is the x-axis. Irradiates a long line light in the direction, on an image sensor installed on the opposite side of the light source across the optical fiber, the astigmatic image formed by transmitting the line light through the optical fiber, and the line light To produce a line-shaped image that passes through the outside of the fiber,
A method for detecting the position of an optical fiber, comprising detecting the positions of the optical fiber in the y-axis direction and the x-axis direction from images obtained by detecting these images with an image sensor.
【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。
2. The optical fiber according to claim 1, wherein the axis direction is the z-axis, one direction perpendicular to the z-axis is the y-axis, and the direction perpendicular to the z-axis and the y-axis is the x-axis. Along with irradiating long line light in the direction, irradiating parallel light with spread on the zx plane, the line light passes through the optical fiber on the image sensor installed on the opposite side of the light source with the optical fiber in between And an optical fiber contour image formed by the parallel light passing through the optical fiber. These images are detected by an image sensor to obtain the y-axis of the optical fiber. A position detecting method for an optical fiber, comprising detecting a position in a direction and an x-axis direction.
【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。
3. The apparatus according to claim 2, wherein the line light and the parallel light are simultaneously irradiated with an interval in the z-axis direction, and the astigmatic image and the optical fiber contour image are simultaneously detected by the image sensor.
The method for detecting the position of an optical fiber described in the above.
【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。
4. The optical fiber according to claim 2, wherein the line light and the parallel light are irradiated with a time shift, and the astigmatic image and the optical fiber contour image are detected with a time shift by an image sensor. Position detection method.
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JP2012521544A (en) * 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 Microcavity measurement method and detector based on microfocal length collimation
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