JPH1026716A - 発光モジュールの光ビーム形状計測方法 - Google Patents
発光モジュールの光ビーム形状計測方法Info
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- JPH1026716A JPH1026716A JP18337996A JP18337996A JPH1026716A JP H1026716 A JPH1026716 A JP H1026716A JP 18337996 A JP18337996 A JP 18337996A JP 18337996 A JP18337996 A JP 18337996A JP H1026716 A JPH1026716 A JP H1026716A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
- G01J1/4228—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors arrangements with two or more detectors, e.g. for sensitivity compensation
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- G01J1/4257—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors applied to monitoring the characteristics of a beam, e.g. laser beam, headlamp beam
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ビーム裾野部分が計測用テレビカメラの電気
的性質から、ある電圧レベル以下に相当する輝度映像に
ついては、該電圧レベルでしか表すことができず、この
電圧レベルに相当する輝度に埋もれてしまい、ビームス
ポット面積と発光中心位置が求められないなどの課題が
あった。 【解決手段】 発光素子から出射される光ビームの輝度
分布を撮像手段により撮像し、画像処理手段により上記
輝度分布の最大値と最小値を（１−ＴＨ）：ＴＨに内分
した輝度値を上記輝度分布内における輝度しきい値と
し、該輝度しきい値以上の輝度を有する発光部分を光ビ
ーム形状とする。
的性質から、ある電圧レベル以下に相当する輝度映像に
ついては、該電圧レベルでしか表すことができず、この
電圧レベルに相当する輝度に埋もれてしまい、ビームス
ポット面積と発光中心位置が求められないなどの課題が
あった。 【解決手段】 発光素子から出射される光ビームの輝度
分布を撮像手段により撮像し、画像処理手段により上記
輝度分布の最大値と最小値を（１−ＴＨ）：ＴＨに内分
した輝度値を上記輝度分布内における輝度しきい値と
し、該輝度しきい値以上の輝度を有する発光部分を光ビ
ーム形状とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、光ファイバ通信
装置等を構成する発光モジュールの加工時に使用される
発光モジュールの光ビーム形状計測方法に関するもので
ある。
装置等を構成する発光モジュールの加工時に使用される
発光モジュールの光ビーム形状計測方法に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】一般に、発光モジュールの光ビーム形状
計測は、発光モジュール加工時の発光側の光ビーム光軸
中心と受光側の光ファイバ中心軸との軸合わせ時、及び
光ビームの光ファイバ端面へのフォーカス合わせ時に必
要な計測項目である。実際の光ビーム形状計測は、発光
モジュール内の光学系とは別に用意された光学系によ
り、発光側光ビームを受光側光ファイバと計測用テレビ
カメラに分離して、計測用テレビカメラにより光ビーム
断面像を撮像し、テレビカメラからのビデオ信号をＡ／
Ｄ変換した後、画像メモリに取り込んで各種画像処理を
施すことにより行われる。ここで、光ファイバと計測用
テレビカメラは、光ビーム受光条件を光学的に同条件に
なるよう配置設計されている。
計測は、発光モジュール加工時の発光側の光ビーム光軸
中心と受光側の光ファイバ中心軸との軸合わせ時、及び
光ビームの光ファイバ端面へのフォーカス合わせ時に必
要な計測項目である。実際の光ビーム形状計測は、発光
モジュール内の光学系とは別に用意された光学系によ
り、発光側光ビームを受光側光ファイバと計測用テレビ
カメラに分離して、計測用テレビカメラにより光ビーム
断面像を撮像し、テレビカメラからのビデオ信号をＡ／
Ｄ変換した後、画像メモリに取り込んで各種画像処理を
施すことにより行われる。ここで、光ファイバと計測用
テレビカメラは、光ビーム受光条件を光学的に同条件に
なるよう配置設計されている。
【０００３】図８は従来の発光モジュールの光ビーム形
状計測方法の原理を説明する説明図であり、図におい
て、１は光ビーム平面像、２は光ビーム平面像１の重心
位置、３はＡ−Ｂ上における光ビームの輝度分布、４は
輝度しきい値、５は光ビームのビームスポット面積であ
り、このビームスポット面積５は輝度しきい値４以上の
輝度に該当する部分の面積を表す。
状計測方法の原理を説明する説明図であり、図におい
て、１は光ビーム平面像、２は光ビーム平面像１の重心
位置、３はＡ−Ｂ上における光ビームの輝度分布、４は
輝度しきい値、５は光ビームのビームスポット面積であ
り、このビームスポット面積５は輝度しきい値４以上の
輝度に該当する部分の面積を表す。
【０００４】次に計測原理について説明する。一般に光
ビームの輝度分布はガウス分布であると見なし、ビーム
輝度の最大点に対して、１／ｅ2 （ｅは自然対数の底）
の割合となる輝度をしきい値として切った断面部分をビ
ームスポット面積としている。従って上記の考えから、
光ビーム平面像１の輝度のピーク値を１／ｅ2 倍した値
を輝度しきい値４として算出する。そして、上記輝度し
きい値４以上の輝度からなる部分の面積であるビームス
ポット面積５の重心を算出して、これを光ビームの重心
位置２とし、発光モジュールの発光側中心として、発光
側光ビームと受光側の光ファイバの軸合わせ時に使用す
る。
ビームの輝度分布はガウス分布であると見なし、ビーム
輝度の最大点に対して、１／ｅ2 （ｅは自然対数の底）
の割合となる輝度をしきい値として切った断面部分をビ
ームスポット面積としている。従って上記の考えから、
光ビーム平面像１の輝度のピーク値を１／ｅ2 倍した値
を輝度しきい値４として算出する。そして、上記輝度し
きい値４以上の輝度からなる部分の面積であるビームス
ポット面積５の重心を算出して、これを光ビームの重心
位置２とし、発光モジュールの発光側中心として、発光
側光ビームと受光側の光ファイバの軸合わせ時に使用す
る。
【０００５】また、発光側光ビームの光ファイバへのフ
ォーカス合わせ時のフォーカス状態は、前記方法により
計測したビームスポット面積５が、発光素子と光ファイ
バの距離間隔によって増減することより検出する。すな
わち、フォーカスが合った状態で、発光素子から出射さ
れる発光側光ビームは、受光側の光ファイバ上と同一条
件で、計測用テレビカメラ上でも光ビーム断面像が結ば
れるように構成されているため、上記距離間隔から発光
素子がずれると、光ビームのビームスポット面積５は増
加する。このビームスポット面積５が最小となるところ
をジャストフォーカス位置とする。
ォーカス合わせ時のフォーカス状態は、前記方法により
計測したビームスポット面積５が、発光素子と光ファイ
バの距離間隔によって増減することより検出する。すな
わち、フォーカスが合った状態で、発光素子から出射さ
れる発光側光ビームは、受光側の光ファイバ上と同一条
件で、計測用テレビカメラ上でも光ビーム断面像が結ば
れるように構成されているため、上記距離間隔から発光
素子がずれると、光ビームのビームスポット面積５は増
加する。このビームスポット面積５が最小となるところ
をジャストフォーカス位置とする。
【０００６】尚、本願発明と関連する先行技術文献とし
ては、特開平４−３２６３１０号公報などがある。
ては、特開平４−３２６３１０号公報などがある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来の発光モジュール
の光ビーム形状計測は以上のように行われていたため、
光ビームの輝度分布状態によっては、ビーム裾野部分
は、計測用テレビカメラ自身の電気的性質から、ある電
圧レベル以下に相当する輝度映像については、該電圧レ
ベルでしか表すことができず、この電圧レベルに相当す
る輝度に埋もれてしまい、輝度のピーク値の１／ｅ2 倍
の値が輝度分布内の最小値より小さくなり、ビームスポ
ット面積と発光中心位置（光ビームの重心位置）が求め
られなくなるという課題があった。
の光ビーム形状計測は以上のように行われていたため、
光ビームの輝度分布状態によっては、ビーム裾野部分
は、計測用テレビカメラ自身の電気的性質から、ある電
圧レベル以下に相当する輝度映像については、該電圧レ
ベルでしか表すことができず、この電圧レベルに相当す
る輝度に埋もれてしまい、輝度のピーク値の１／ｅ2 倍
の値が輝度分布内の最小値より小さくなり、ビームスポ
ット面積と発光中心位置（光ビームの重心位置）が求め
られなくなるという課題があった。
【０００８】また、計測用テレビカメラを使ったフォー
カス状態の計測の場合、ジャストフォーカス状態に近づ
くと、光ビームの輝度分布が高輝度よりとなり、画像メ
モリに取り込む前段階のＡ／Ｄ変換の際、輝度のピーク
値はＡ／Ｄ変換できる最大値において頭打ち状態となっ
てしまい、正確なビームスポット面積が得られないとい
う課題があった。
カス状態の計測の場合、ジャストフォーカス状態に近づ
くと、光ビームの輝度分布が高輝度よりとなり、画像メ
モリに取り込む前段階のＡ／Ｄ変換の際、輝度のピーク
値はＡ／Ｄ変換できる最大値において頭打ち状態となっ
てしまい、正確なビームスポット面積が得られないとい
う課題があった。
【０００９】さらに、発光モジュールはジャストフォー
カス位置で設計されているので、レンズ面の位置ずれ等
の原因により、フォーカスが合っていない状態では、光
ビームの輝度分布に偏りや中抜け状態が発生し、良好な
ガウス分布にはならないため、正確なビームスポット面
積および発光中心位置が得られないなどの課題があっ
た。
カス位置で設計されているので、レンズ面の位置ずれ等
の原因により、フォーカスが合っていない状態では、光
ビームの輝度分布に偏りや中抜け状態が発生し、良好な
ガウス分布にはならないため、正確なビームスポット面
積および発光中心位置が得られないなどの課題があっ
た。
【００１０】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、発光モジュールの光ビームの輝度
分布状態やフォーカス状態に影響されることなく、正確
に、かつ容易に、光ビーム形状の計測を行うことができ
る発光モジュールの光ビーム形状計測方法を得ることを
目的とする。
めになされたもので、発光モジュールの光ビームの輝度
分布状態やフォーカス状態に影響されることなく、正確
に、かつ容易に、光ビーム形状の計測を行うことができ
る発光モジュールの光ビーム形状計測方法を得ることを
目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明に係
る発光モジュールの光ビーム形状計測方法は、発光素子
から出射される光ビームの輝度分布を撮像手段により撮
像し、画像処理手段により輝度分布の最大値と最小値を
（１−ＴＨ）：ＴＨに内分した輝度値を輝度分布内にお
ける輝度しきい値とし、この輝度しきい値以上の輝度を
有する発光部分を光ビーム形状とするものである。
る発光モジュールの光ビーム形状計測方法は、発光素子
から出射される光ビームの輝度分布を撮像手段により撮
像し、画像処理手段により輝度分布の最大値と最小値を
（１−ＴＨ）：ＴＨに内分した輝度値を輝度分布内にお
ける輝度しきい値とし、この輝度しきい値以上の輝度を
有する発光部分を光ビーム形状とするものである。
【００１２】請求項２記載の発明に係る発光モジュール
の光ビーム形状計測方法は、電流供給手段が、発光素子
から出射される光ビームの輝度最大値と発光素子からフ
ィードバックされるモニタ電流値の関係からモニタ電流
値を調整し、このモニタ電流値をもとに発光素子に供給
する電流を制御するものである。
の光ビーム形状計測方法は、電流供給手段が、発光素子
から出射される光ビームの輝度最大値と発光素子からフ
ィードバックされるモニタ電流値の関係からモニタ電流
値を調整し、このモニタ電流値をもとに発光素子に供給
する電流を制御するものである。
【００１３】請求項３記載の発明に係る発光モジュール
の光ビーム形状計測方法は、発光素子から出射される光
ビームの輝度分布を、空間フィルタを通して画像処理手
段に取り込むものである。
の光ビーム形状計測方法は、発光素子から出射される光
ビームの輝度分布を、空間フィルタを通して画像処理手
段に取り込むものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１による発
光モジュールの光ビーム形状計測方法を実施するための
計測装置構成図であり、図において、６は計測対象であ
る発光素子、７は発光素子６から出射された光ビームを
集光するレンズ、８はレンズ７からの光ビームが集光す
る位置に設置された計測用テレビカメラ（撮像手段）で
ある。この計測装置は、発光モジュール内の光学系（レ
ンズ）とは別に用意された光学系（レンズ７）により、
発光側光ビームを受光側光ファイバ（図示せず）と計測
用テレビカメラ８に分離して、計測用テレビカメラ８に
より光ビーム平面像を撮像するものである。従って、発
光素子６から出射される光ビームは受光側光ファイバ上
と同条件で計測用テレビカメラ８上でも光ビーム平面像
が結ばれるようになっている。
説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１による発
光モジュールの光ビーム形状計測方法を実施するための
計測装置構成図であり、図において、６は計測対象であ
る発光素子、７は発光素子６から出射された光ビームを
集光するレンズ、８はレンズ７からの光ビームが集光す
る位置に設置された計測用テレビカメラ（撮像手段）で
ある。この計測装置は、発光モジュール内の光学系（レ
ンズ）とは別に用意された光学系（レンズ７）により、
発光側光ビームを受光側光ファイバ（図示せず）と計測
用テレビカメラ８に分離して、計測用テレビカメラ８に
より光ビーム平面像を撮像するものである。従って、発
光素子６から出射される光ビームは受光側光ファイバ上
と同条件で計測用テレビカメラ８上でも光ビーム平面像
が結ばれるようになっている。
【００１５】９は発光素子６から出射された光ビームの
光路、１０は計測用テレビカメラ８からの映像信号を取
り込んで画像処理を行う画像処理装置（画像処理手
段）、１１は画像処理装置１０における処理状況を表示
するモニタテレビ、１２は発光素子６を駆動するための
素子駆動電流を供給する発光素子電源（電流供給手段）
であり、この発光素子電源１２は発光素子６から出力さ
れるパワー計測用のモニタ電流値をもとに発光素子６に
供給する素子駆動電流の制御を行う。画像処理装置１０
と発光素子電源１２は、図示しないコントローラに接続
されている。
光路、１０は計測用テレビカメラ８からの映像信号を取
り込んで画像処理を行う画像処理装置（画像処理手
段）、１１は画像処理装置１０における処理状況を表示
するモニタテレビ、１２は発光素子６を駆動するための
素子駆動電流を供給する発光素子電源（電流供給手段）
であり、この発光素子電源１２は発光素子６から出力さ
れるパワー計測用のモニタ電流値をもとに発光素子６に
供給する素子駆動電流の制御を行う。画像処理装置１０
と発光素子電源１２は、図示しないコントローラに接続
されている。
【００１６】図２は光ビームの形状であるビームスポッ
ト面積の計測方法を説明するための輝度分布特性図であ
り、図において、３は輝度分布（光ビームの輝度分
布）、１３は輝度分布３の輝度最大値Ｋmax （最大
値）、１４は輝度分布３の輝度最小値Ｋmin （最小
値）、１５はビームスポット面積を求めるための輝度し
きい値Ｋth（輝度しきい値）、１６は輝度分布３がガウ
ス分布に近似した場合の裾野領域の仮想輝度分布であ
る。尚、上記計測装置により計測した光ビーム平面像は
図８に示したものと同一であるので、同図のものを用い
て説明する。
ト面積の計測方法を説明するための輝度分布特性図であ
り、図において、３は輝度分布（光ビームの輝度分
布）、１３は輝度分布３の輝度最大値Ｋmax （最大
値）、１４は輝度分布３の輝度最小値Ｋmin （最小
値）、１５はビームスポット面積を求めるための輝度し
きい値Ｋth（輝度しきい値）、１６は輝度分布３がガウ
ス分布に近似した場合の裾野領域の仮想輝度分布であ
る。尚、上記計測装置により計測した光ビーム平面像は
図８に示したものと同一であるので、同図のものを用い
て説明する。
【００１７】次に計測方法について説明する。先ず、発
光素子電源１２から発光素子６へ素子駆動電流が供給さ
れ、発光素子６は光ビームを出射する。発光素子６から
出射された光ビームはレンズ７により集光され、この集
光された光ビームの平面像を計測用テレビカメラ８によ
り撮像し、計測用テレビカメラ８からのビデオ信号をＡ
／Ｄ変換した後、画像メモリに取り込んで画像処理を施
す。
光素子電源１２から発光素子６へ素子駆動電流が供給さ
れ、発光素子６は光ビームを出射する。発光素子６から
出射された光ビームはレンズ７により集光され、この集
光された光ビームの平面像を計測用テレビカメラ８によ
り撮像し、計測用テレビカメラ８からのビデオ信号をＡ
／Ｄ変換した後、画像メモリに取り込んで画像処理を施
す。
【００１８】計測用テレビカメラ８から画像処理装置１
０に入力されるＡ−Ｂ上の輝度分布３は図２に示すよう
になり、この輝度分布３の裾野部分である仮想輝度分布
１６は輝度最小値Ｋmin １４に埋もれてしまう。すなわ
ち、計測用テレビカメラ８のもつ電気的性質から、ある
電圧レベル以下に相当する輝度映像については、この電
圧レベルでしか表すことができないので、輝度最小値Ｋ
min １４が発生するものである。そこで、比率ＴＨ（０
＜ＴＨ＜１）を導入し、次の計算式により輝度しきい値
Ｋth１５を算出する。
０に入力されるＡ−Ｂ上の輝度分布３は図２に示すよう
になり、この輝度分布３の裾野部分である仮想輝度分布
１６は輝度最小値Ｋmin １４に埋もれてしまう。すなわ
ち、計測用テレビカメラ８のもつ電気的性質から、ある
電圧レベル以下に相当する輝度映像については、この電
圧レベルでしか表すことができないので、輝度最小値Ｋ
min １４が発生するものである。そこで、比率ＴＨ（０
＜ＴＨ＜１）を導入し、次の計算式により輝度しきい値
Ｋth１５を算出する。
【００１９】 Ｋth ＝ ＴＨ×Ｋmax ＋ （１−ＴＨ）×Ｋmin ・・・（１）
【００２０】上記式（１）は、輝度最大値Ｋmax １３と
輝度最小値Ｋmin １４を、（１−ＴＨ）：ＴＨに内分す
る値を輝度しきい値Ｋth１５とすることを表す。
輝度最小値Ｋmin １４を、（１−ＴＨ）：ＴＨに内分す
る値を輝度しきい値Ｋth１５とすることを表す。
【００２１】次に、画像処理装置１０により輝度しきい
値Ｋth１５以上の輝度に相当する面積とその重心位置を
検出することにより、ビームスポット面積５ならびに光
ビーム平面像１の重心位置（ビーム中心）２が求められ
る。
値Ｋth１５以上の輝度に相当する面積とその重心位置を
検出することにより、ビームスポット面積５ならびに光
ビーム平面像１の重心位置（ビーム中心）２が求められ
る。
【００２２】以上のように、この実施の形態１によれ
ば、複雑な近似計算等を行うことなく、光ビームの輝度
分布３の状態に影響を受けずにビームスポット面積５な
らびに重心位置２を計測することができる。
ば、複雑な近似計算等を行うことなく、光ビームの輝度
分布３の状態に影響を受けずにビームスポット面積５な
らびに重心位置２を計測することができる。
【００２３】実施の形態２．図３は発光素子６から発光
素子電源１２にフィードバックされるモニタ電流値とそ
の時の光ビームの輝度分布の輝度最大値の関係を表す図
であり、図において、１７は輝度最大値とモニタ電流値
との関係（光ビームの輝度最大値と発光素子からフィー
ドバックされるモニタ電流値の関係）を表す直線であ
る。発光素子電源１２はコントローラから目標とするモ
ニタ電流値が入力されると、発光素子６からフィードバ
ックされるモニタ電流を目標モニタ電流値に保つように
発光素子６に素子駆動電流を供給する、いわゆるオート
パワーコントロールが行われる。この時、図３に示すよ
うに、モニタ電流値を決定すると、同一発光素子につい
ては、計測用テレビカメラ８で計測される輝度分布３は
一意となる。また輝度最大値とモニタ電流値の関係１７
は１次関数（直線）の関係にあることは実験的に知られ
ている。この性質を利用して、現在のモニタ電流値と輝
度最大値から、モニタ電流を調整して光ビーム形状に適
した輝度分布３を得る。
素子電源１２にフィードバックされるモニタ電流値とそ
の時の光ビームの輝度分布の輝度最大値の関係を表す図
であり、図において、１７は輝度最大値とモニタ電流値
との関係（光ビームの輝度最大値と発光素子からフィー
ドバックされるモニタ電流値の関係）を表す直線であ
る。発光素子電源１２はコントローラから目標とするモ
ニタ電流値が入力されると、発光素子６からフィードバ
ックされるモニタ電流を目標モニタ電流値に保つように
発光素子６に素子駆動電流を供給する、いわゆるオート
パワーコントロールが行われる。この時、図３に示すよ
うに、モニタ電流値を決定すると、同一発光素子につい
ては、計測用テレビカメラ８で計測される輝度分布３は
一意となる。また輝度最大値とモニタ電流値の関係１７
は１次関数（直線）の関係にあることは実験的に知られ
ている。この性質を利用して、現在のモニタ電流値と輝
度最大値から、モニタ電流を調整して光ビーム形状に適
した輝度分布３を得る。
【００２４】このことにより、例えばフォーカス状態に
よってはモニタ電流値が高すぎて、輝度分布３が計測用
テレビカメラ８で認識できる輝度レベル以上では輝度最
大値において頭打ち状態となり、正確なビームスポット
面積５が得られないという状況を避けることができ、上
記実施の形態１と同様に、複雑な近似計算等を行う必要
がなく、フォーカス状態ならびにそれに伴う輝度分布状
態に影響せず、ビームスポット面積５および重心位置２
を計測することができる。
よってはモニタ電流値が高すぎて、輝度分布３が計測用
テレビカメラ８で認識できる輝度レベル以上では輝度最
大値において頭打ち状態となり、正確なビームスポット
面積５が得られないという状況を避けることができ、上
記実施の形態１と同様に、複雑な近似計算等を行う必要
がなく、フォーカス状態ならびにそれに伴う輝度分布状
態に影響せず、ビームスポット面積５および重心位置２
を計測することができる。
【００２５】実施の形態３．図４（ａ）はジャストフォ
ーカス状態にある光ビームの輝度分布の鳥瞰図、図４
（ｂ）はフォーカスずれ、かつ軸ずれ状態にある光ビー
ムの輝度分布の鳥瞰図である。一般に、発光モジュール
はジャストフォーカス位置で設計されているために、フ
ォーカスが合っていない状態では、図４（ｂ）に示すよ
うに、輝度分布は偏りや中抜け状態が発生し、良好なガ
ウス分布状態ではないことがわかる。
ーカス状態にある光ビームの輝度分布の鳥瞰図、図４
（ｂ）はフォーカスずれ、かつ軸ずれ状態にある光ビー
ムの輝度分布の鳥瞰図である。一般に、発光モジュール
はジャストフォーカス位置で設計されているために、フ
ォーカスが合っていない状態では、図４（ｂ）に示すよ
うに、輝度分布は偏りや中抜け状態が発生し、良好なガ
ウス分布状態ではないことがわかる。
【００２６】図５は発光モジュールにおける発光素子６
のビームパワー結合効率と受光側光ファイバのオフセッ
ト位置を表す図であり、発光素子６のトレランスカーブ
と言われるものである。図において、１８は受光側光フ
ァイバ、１９はトレランスカーブである。２０はオフセ
ット０μｍ、すなわち発光素子６と受光側光ファイバ１
８に軸ずれが無いときのビームパワー結合効率である。
２１は受光側光ファイバ１８のオフセット許容値であ
り、このオフセット許容値２１は発光モジュールの結合
効率特性から、±５μｍ前後とされている。
のビームパワー結合効率と受光側光ファイバのオフセッ
ト位置を表す図であり、発光素子６のトレランスカーブ
と言われるものである。図において、１８は受光側光フ
ァイバ、１９はトレランスカーブである。２０はオフセ
ット０μｍ、すなわち発光素子６と受光側光ファイバ１
８に軸ずれが無いときのビームパワー結合効率である。
２１は受光側光ファイバ１８のオフセット許容値であ
り、このオフセット許容値２１は発光モジュールの結合
効率特性から、±５μｍ前後とされている。
【００２７】図６（ａ）はフォーカスずれ、かつ軸ずれ
状態にある光ビームの輝度分布特性図、図６（ｂ）はジ
ャストフォーカス状態にある光ビームの輝度分布特性図
である。図７はこの発明の実施の形態３による発光モジ
ュールの光ビーム形状計測方法を実施するための計測装
置構成図であり、図において、２２は計測用テレビカメ
ラ８の前面に設置された光学的空間フィルタ（空間フィ
ルタ）である。尚、図１に示した計測装置の構成部分と
同一部分には同一符号を付し説明を省略する。
状態にある光ビームの輝度分布特性図、図６（ｂ）はジ
ャストフォーカス状態にある光ビームの輝度分布特性図
である。図７はこの発明の実施の形態３による発光モジ
ュールの光ビーム形状計測方法を実施するための計測装
置構成図であり、図において、２２は計測用テレビカメ
ラ８の前面に設置された光学的空間フィルタ（空間フィ
ルタ）である。尚、図１に示した計測装置の構成部分と
同一部分には同一符号を付し説明を省略する。
【００２８】上述したように、オフセット許容値２１は
±５μｍ前後とされているため、図６（ａ）に示すよう
な偏りや中抜けが発生した光ビームの輝度分布を計測す
る前段階として、図７に示すように計測用テレビカメラ
８の前面に１０μｍ×１０μｍの大きさに相当する光学
的空間フィルタ２２を設置して輝度分布３をなまらせれ
ば、トレランスカーブ１９に近い輝度分布３が得られ、
図６（ｂ）のようなガウス分布に近い状態で画像処理装
置１０に映像信号を取り込んで光ビーム形状を計測する
ことができる。
±５μｍ前後とされているため、図６（ａ）に示すよう
な偏りや中抜けが発生した光ビームの輝度分布を計測す
る前段階として、図７に示すように計測用テレビカメラ
８の前面に１０μｍ×１０μｍの大きさに相当する光学
的空間フィルタ２２を設置して輝度分布３をなまらせれ
ば、トレランスカーブ１９に近い輝度分布３が得られ、
図６（ｂ）のようなガウス分布に近い状態で画像処理装
置１０に映像信号を取り込んで光ビーム形状を計測する
ことができる。
【００２９】実施の形態４．上記実施の形態３において
は、計測用テレビカメラ８の段に光学的空間フィルタ２
２を設置したが、画像処理装置１０内で電気的空間フィ
ルタを設ければ、改めて光学的空間フィルタ２２を設置
する必要がなくなる効果がある。また、このフィルタ処
理をソフトウェアで行えば、電気的空間フィルタを増設
する必要もなくなる効果がある。
は、計測用テレビカメラ８の段に光学的空間フィルタ２
２を設置したが、画像処理装置１０内で電気的空間フィ
ルタを設ければ、改めて光学的空間フィルタ２２を設置
する必要がなくなる効果がある。また、このフィルタ処
理をソフトウェアで行えば、電気的空間フィルタを増設
する必要もなくなる効果がある。
【００３０】
【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明によ
れば、発光素子から出射される光ビームの輝度分布を撮
像手段により撮像し、画像処理手段により輝度分布の最
大値と最小値を（１−ＴＨ）：ＴＨに内分した輝度値を
輝度分布内における輝度しきい値とし、この輝度しきい
値以上の輝度を有する発光部分を光ビーム形状とするよ
うに構成したので、複雑な近似計算等を行うことなく、
光ビームの輝度分布の状態に影響を受けずに発光モジュ
ールの光ビーム形状計測が可能になる効果がある。
れば、発光素子から出射される光ビームの輝度分布を撮
像手段により撮像し、画像処理手段により輝度分布の最
大値と最小値を（１−ＴＨ）：ＴＨに内分した輝度値を
輝度分布内における輝度しきい値とし、この輝度しきい
値以上の輝度を有する発光部分を光ビーム形状とするよ
うに構成したので、複雑な近似計算等を行うことなく、
光ビームの輝度分布の状態に影響を受けずに発光モジュ
ールの光ビーム形状計測が可能になる効果がある。
【００３１】請求項２記載の発明によれば、電流供給手
段が、発光素子から出射される光ビームの輝度最大値と
発光素子からフィードバックされるモニタ電流値の関係
からモニタ電流値を調整し、このモニタ電流値をもとに
発光素子に供給する電流を制御するように構成したの
で、複雑な近似計算等を行う必要がなく、フォーカス状
態およびそれに伴う輝度分布状態に影響を受けずに、光
ビーム形状計測に最適な輝度分布状態で発光モジュール
の光ビーム形状計測が可能になる効果がある。
段が、発光素子から出射される光ビームの輝度最大値と
発光素子からフィードバックされるモニタ電流値の関係
からモニタ電流値を調整し、このモニタ電流値をもとに
発光素子に供給する電流を制御するように構成したの
で、複雑な近似計算等を行う必要がなく、フォーカス状
態およびそれに伴う輝度分布状態に影響を受けずに、光
ビーム形状計測に最適な輝度分布状態で発光モジュール
の光ビーム形状計測が可能になる効果がある。
【００３２】請求項３記載の発明によれば、発光素子か
ら出射される光ビームの輝度分布を、空間フィルタを通
して画像処理手段に取り込むように構成したので、光ビ
ームのフォーカス状態や軸ずれ状態に関係なく、発光素
子のトレランスカーブに近似な輝度分布状態で発光モジ
ュールの光ビーム形状計測が可能になる効果がある。
ら出射される光ビームの輝度分布を、空間フィルタを通
して画像処理手段に取り込むように構成したので、光ビ
ームのフォーカス状態や軸ずれ状態に関係なく、発光素
子のトレランスカーブに近似な輝度分布状態で発光モジ
ュールの光ビーム形状計測が可能になる効果がある。
【図１】 この発明の実施の形態１による発光モジュー
ルの光ビーム形状計測方法を実施するための計測装置構
成図である。
ルの光ビーム形状計測方法を実施するための計測装置構
成図である。
【図２】 光ビームの形状であるビームスポット面積の
計測方法を説明するための輝度分布特性図である。
計測方法を説明するための輝度分布特性図である。
【図３】 発光素子から発光素子電源にフィードバック
されるモニタ電流値とその時の光ビームの輝度分布の輝
度最大値との関係を表す図である。
されるモニタ電流値とその時の光ビームの輝度分布の輝
度最大値との関係を表す図である。
【図４】 （ａ）はジャストフォーカス状態にある光ビ
ームの輝度分布の鳥瞰図、（ｂ）はフォーカスずれ、か
つ軸ずれ状態にある光ビームの輝度分布の鳥瞰図であ
る。
ームの輝度分布の鳥瞰図、（ｂ）はフォーカスずれ、か
つ軸ずれ状態にある光ビームの輝度分布の鳥瞰図であ
る。
【図５】 発光モジュールにおける発光素子のビームパ
ワー結合効率と受光側光ファイバのオフセット位置を表
す図である。
ワー結合効率と受光側光ファイバのオフセット位置を表
す図である。
【図６】 （ａ）はフォーカスずれ、かつ軸ずれ状態に
ある光ビームの輝度分布特性図、（ｂ）はジャストフォ
ーカス状態にある光ビームの輝度分布特性図である。
ある光ビームの輝度分布特性図、（ｂ）はジャストフォ
ーカス状態にある光ビームの輝度分布特性図である。
【図７】 この発明の実施の形態３による発光モジュー
ルの光ビーム形状計測方法を実施するための計測装置構
成図である。
ルの光ビーム形状計測方法を実施するための計測装置構
成図である。
【図８】 従来の発光モジュールの光ビーム形状計測方
法の原理を説明する図である。
法の原理を説明する図である。
３ 輝度分布（光ビームの輝度分布）、６ 発光素子、
８ 計測用テレビカメラ（撮像手段）、１０ 画像処理
装置（画像処理手段）、１２ 発光素子電源（電流供給
手段）、１３ 輝度最大値Ｋmax （最大値）、１４ 輝
度最小値Ｋmin（最小値）、１５ 輝度しきい値Ｋth
（輝度しきい値）、１７ 輝度最大値とモニタ電流値の
関係（光ビームの輝度最大値と発光素子からフィードバ
ックされるモニタ電流値の関係）、２２ 光学的空間フ
ィルタ（空間フィルタ）。
８ 計測用テレビカメラ（撮像手段）、１０ 画像処理
装置（画像処理手段）、１２ 発光素子電源（電流供給
手段）、１３ 輝度最大値Ｋmax （最大値）、１４ 輝
度最小値Ｋmin（最小値）、１５ 輝度しきい値Ｋth
（輝度しきい値）、１７ 輝度最大値とモニタ電流値の
関係（光ビームの輝度最大値と発光素子からフィードバ
ックされるモニタ電流値の関係）、２２ 光学的空間フ
ィルタ（空間フィルタ）。
Claims (3)
- 【請求項１】 発光素子から出射される光ビームの輝度
分布を撮像手段により撮像し、画像処理手段により上記
輝度分布の最大値と最小値を（１−ＴＨ）：ＴＨに内分
した輝度値を上記輝度分布内における輝度しきい値と
し、該輝度しきい値以上の輝度を有する発光部分を光ビ
ーム形状とすることを特徴とする発光モジュールの光ビ
ーム形状計測方法。 - 【請求項２】 電流供給手段が、発光素子から出射され
る光ビームの輝度最大値と上記発光素子からフィードバ
ックされるモニタ電流値の関係から該モニタ電流値を調
整し、このモニタ電流値をもとに上記発光素子に供給す
る電流を制御することを特徴とする請求項１記載の発光
モジュールの光ビーム形状計測方法。 - 【請求項３】 発光素子から出射される光ビームの輝度
分布を、空間フィルタを通して画像処理手段に取り込む
ことを特徴とする請求項１記載の発光モジュールの光ビ
ーム形状計測方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18337996A JPH1026716A (ja) | 1996-07-12 | 1996-07-12 | 発光モジュールの光ビーム形状計測方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18337996A JPH1026716A (ja) | 1996-07-12 | 1996-07-12 | 発光モジュールの光ビーム形状計測方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1026716A true JPH1026716A (ja) | 1998-01-27 |
Family
ID=16134747
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18337996A Pending JPH1026716A (ja) | 1996-07-12 | 1996-07-12 | 発光モジュールの光ビーム形状計測方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1026716A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2406905A (en) * | 2003-10-01 | 2005-04-13 | Photon Inc | An optical beam profile characteriser device using fiber optic bundles |
| EP1884755A2 (de) * | 2006-07-31 | 2008-02-06 | Ivoclar Vivadent AG | Lichtmessvorrichtung |
| US7366382B2 (en) | 2003-10-01 | 2008-04-29 | Photon, Inc. | Optical beam diagnostic device and method |
| USRE45922E1 (en) | 2003-04-23 | 2016-03-15 | Zoll Medical Corporation | Processing pulse signal in conjunction with accelerometer signal in cardiac resuscitation |
-
1996
- 1996-07-12 JP JP18337996A patent/JPH1026716A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| USRE45922E1 (en) | 2003-04-23 | 2016-03-15 | Zoll Medical Corporation | Processing pulse signal in conjunction with accelerometer signal in cardiac resuscitation |
| GB2406905A (en) * | 2003-10-01 | 2005-04-13 | Photon Inc | An optical beam profile characteriser device using fiber optic bundles |
| US7366382B2 (en) | 2003-10-01 | 2008-04-29 | Photon, Inc. | Optical beam diagnostic device and method |
| EP1884755A2 (de) * | 2006-07-31 | 2008-02-06 | Ivoclar Vivadent AG | Lichtmessvorrichtung |
| JP2008032728A (ja) * | 2006-07-31 | 2008-02-14 | Ivoclar Vivadent Ag | 光測定装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040113 |