JPS6275508A - 自動光軸合せ装置の極値探索方式 - Google Patents
自動光軸合せ装置の極値探索方式Info
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- JPS6275508A JPS6275508A JP21501485A JP21501485A JPS6275508A JP S6275508 A JPS6275508 A JP S6275508A JP 21501485 A JP21501485 A JP 21501485A JP 21501485 A JP21501485 A JP 21501485A JP S6275508 A JPS6275508 A JP S6275508A
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 abstract description 15
- 239000000835 fiber Substances 0.000 abstract description 13
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/36—Mechanical coupling means
- G02B6/38—Mechanical coupling means having fibre to fibre mating means
- G02B6/3801—Permanent connections, i.e. wherein fibres are kept aligned by mechanical means
- G02B6/3803—Adjustment or alignment devices for alignment prior to splicing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
- B23Q1/25—Movable or adjustable work or tool supports
- B23Q1/26—Movable or adjustable work or tool supports characterised by constructional features relating to the co-operation of relatively movable members; Means for preventing relative movement of such members
- B23Q1/34—Relative movement obtained by use of deformable elements, e.g. piezoelectric, magnetostrictive, elastic or thermally-dilatable elements
- B23Q1/36—Springs
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q15/00—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work
- B23Q15/20—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work before or after the tool acts upon the workpiece
- B23Q15/22—Control or regulation of position of tool or workpiece
- B23Q15/24—Control or regulation of position of tool or workpiece of linear position
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- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4219—Mechanical fixtures for holding or positioning the elements relative to each other in the couplings; Alignment methods for the elements, e.g. measuring or observing methods especially used therefor
- G02B6/422—Active alignment, i.e. moving the elements in response to the detected degree of coupling or position of the elements
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- G02B6/422—Active alignment, i.e. moving the elements in response to the detected degree of coupling or position of the elements
- G02B6/4227—Active alignment methods, e.g. procedures and algorithms
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- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は調整作業自動化のための多自由度機構の制御に
関わり、被調整物の出力から決定される評価関数が極大
値を取るように駆動するのに好適な探索てり御方式ンζ
関する。特にファイバ付レーザダイオードの光軸合せ装
置に適するものである。
関わり、被調整物の出力から決定される評価関数が極大
値を取るように駆動するのに好適な探索てり御方式ンζ
関する。特にファイバ付レーザダイオードの光軸合せ装
置に適するものである。
従来の装置は、例えば、特開昭５７−８４４１２、同じ
（５６−５０５８４に見られるように、ファイバを一軸
方向（−自由度）Ｋ変化させ、その時の出力が最大とな
る点で固定していた。しかし、これでは、部品精度等に
よりファイバの一自由度の運動で真の出力最大点に到達
することはなく、正確な光軸合せはできなかった。
（５６−５０５８４に見られるように、ファイバを一軸
方向（−自由度）Ｋ変化させ、その時の出力が最大とな
る点で固定していた。しかし、これでは、部品精度等に
よりファイバの一自由度の運動で真の出力最大点に到達
することはなく、正確な光軸合せはできなかった。
本発明は、ファイバ付レーザダイオードの光軸合わせに
関し、ファイバが集光した光出力値を最大とするようフ
ァイバの位置合わせをするファイバ付レーザダイオード
の自動光軸合わせ装置の探索制御方式を提供するもので
ある。
関し、ファイバが集光した光出力値を最大とするようフ
ァイバの位置合わせをするファイバ付レーザダイオード
の自動光軸合わせ装置の探索制御方式を提供するもので
ある。
本発明は、ファイバが集光した光出力値（−次元）をフ
ィードバックし、ファイバの位置合わせを行う多自由度
機構の駆動量を決定し、これを繰シ返して、光出力が最
大となるファイバの位置を探索する。
ィードバックし、ファイバの位置合わせを行う多自由度
機構の駆動量を決定し、これを繰シ返して、光出力が最
大となるファイバの位置を探索する。
また本発明は多次元岡の変数を変化させる際、第１回目
の変化ではまず、１番目の変数を予め定められた微小変
化させ、次に２番目の変数を予め定められた微小変化を
させ、以後同様に行ない、Ｎ番目の変数を予め定められ
た微小変化させる一連の制御をし、第Ｍ（≧２）回目の
変化の際は、１番目の変数を微小変化させ、次に２番目
の変数を微小変化させ、以後同様に行ない、Ｎ番目の変
数を微小変化させる一連の変化は同様であるが、各変数
の微小変化量を各Ｍ−１回目の変化の際のフィードバッ
ク信号の変化率及びＭ−１回目の変化後のフィードバッ
ク信号の値を参照にして定めることを特徴とする極値探
索方式である。
の変化ではまず、１番目の変数を予め定められた微小変
化させ、次に２番目の変数を予め定められた微小変化を
させ、以後同様に行ない、Ｎ番目の変数を予め定められ
た微小変化させる一連の制御をし、第Ｍ（≧２）回目の
変化の際は、１番目の変数を微小変化させ、次に２番目
の変数を微小変化させ、以後同様に行ない、Ｎ番目の変
数を微小変化させる一連の変化は同様であるが、各変数
の微小変化量を各Ｍ−１回目の変化の際のフィードバッ
ク信号の変化率及びＭ−１回目の変化後のフィードバッ
ク信号の値を参照にして定めることを特徴とする極値探
索方式である。
第１図はレーザダイオードの構造の１例を示す。１はレ
ーザダイオードチップでありサブマウント２に固定され
、それが枠部３に固定されている。−刃元ファイバ４は
一方を枠部５に固定させられた支柱５の中央部にあけら
れた穴を貫通するように固定され、出力端は枠部３に設
けられた穴を通）、外部に出ている。レーザダイオード
チップ１の発光部はチップの加工精度、サブマウントへ
の位置決め精度が充分でないため、枠部５に対して一定
の位置にはなく、ばらついている。また元ファイバ４も
同様にその先端の位置はばらついている。レーザダイオ
ードから所定の出力を得るためにはレーザダイオードチ
ップ１と光ファイバ４との光軸を０．１μｍ〜１μ隅程
度の精度で正確に位置合せをする必要がある。そこで支
柱５の先端をつかみ支柱５を第２図に示すようにＸ、Ｙ
あるいはＸ、Ｙ、θ方向に移動させることにより光ファ
イバ４の先端の位置を移動させ、支柱を塑性変形させ、
光ファイバからの出力を観察しながら、その値が所定の
値より大きくなる位置を探索し、光ファイバ４とレーザ
ダイオードチップ１との位置合せを行っていた。
ーザダイオードチップでありサブマウント２に固定され
、それが枠部３に固定されている。−刃元ファイバ４は
一方を枠部５に固定させられた支柱５の中央部にあけら
れた穴を貫通するように固定され、出力端は枠部３に設
けられた穴を通）、外部に出ている。レーザダイオード
チップ１の発光部はチップの加工精度、サブマウントへ
の位置決め精度が充分でないため、枠部５に対して一定
の位置にはなく、ばらついている。また元ファイバ４も
同様にその先端の位置はばらついている。レーザダイオ
ードから所定の出力を得るためにはレーザダイオードチ
ップ１と光ファイバ４との光軸を０．１μｍ〜１μ隅程
度の精度で正確に位置合せをする必要がある。そこで支
柱５の先端をつかみ支柱５を第２図に示すようにＸ、Ｙ
あるいはＸ、Ｙ、θ方向に移動させることにより光ファ
イバ４の先端の位置を移動させ、支柱を塑性変形させ、
光ファイバからの出力を観察しながら、その値が所定の
値より大きくなる位置を探索し、光ファイバ４とレーザ
ダイオードチップ１との位置合せを行っていた。
このような作業の自動化を行うためには多自由度機構６
でもって支柱５の先端をつかみ、レーザダイオードの出
力をもとに多自由度機構を制御して支柱を変形させる必
要がある。多自由度機構の例として第６図に５自由度微
動機構を示す。微動機構は外枠７．中枠８．中枠９．先
端枠１０よシ構成されている。外枠７と中枠８および中
枠８と中枠９は平行板ばね機構で結合されておりそれぞ
れピエゾアクチュエータ１】および１２によりＸ、Ｙ方
向にピエゾアクチュエータに印加された電圧に比例して
変位する。中枠９と先端枠１０は中心点で交るように構
成されたばね機構で結合され、ピエゾアクチュエータ１
３により駆動され、ピエゾアクチュエータに印加された
電圧に比例して中心黒目りに微小回転運動（θ方向）を
行う。先端枠には支柱グリッパ−が固定されており支柱
５をつかみ、これを移動させて支柱５をＸ、Ｙ、θの３
方向に変形させることができる。外枠７は静止部材に固
定されている。
でもって支柱５の先端をつかみ、レーザダイオードの出
力をもとに多自由度機構を制御して支柱を変形させる必
要がある。多自由度機構の例として第６図に５自由度微
動機構を示す。微動機構は外枠７．中枠８．中枠９．先
端枠１０よシ構成されている。外枠７と中枠８および中
枠８と中枠９は平行板ばね機構で結合されておりそれぞ
れピエゾアクチュエータ１】および１２によりＸ、Ｙ方
向にピエゾアクチュエータに印加された電圧に比例して
変位する。中枠９と先端枠１０は中心点で交るように構
成されたばね機構で結合され、ピエゾアクチュエータ１
３により駆動され、ピエゾアクチュエータに印加された
電圧に比例して中心黒目りに微小回転運動（θ方向）を
行う。先端枠には支柱グリッパ−が固定されており支柱
５をつかみ、これを移動させて支柱５をＸ、Ｙ、θの３
方向に変形させることができる。外枠７は静止部材に固
定されている。
本発明の全体構成を第４図に示す。レーザダイオードの
出力はディテクタ１４により検出され、制御装置１５に
送られる。制御装置は以下に示す方法により５個のピエ
ゾアクチュエータの駆動量を計算し、それに対応した電
圧をピエゾアクチュエータに印加する。
出力はディテクタ１４により検出され、制御装置１５に
送られる。制御装置は以下に示す方法により５個のピエ
ゾアクチュエータの駆動量を計算し、それに対応した電
圧をピエゾアクチュエータに印加する。
次に制御シーケンスを示す。
ｘ、ｙ及びθが初期値’６ｍ”ｉｏ及びθ。を持つとき
、最初の移動量Δ’１ ｙΔｙ、及びΔθ、は、それぞ
れ予め定められている。（ここでは、ΔＸ、Δｙ及びΔ
θは、それぞれ、ｘ、ｙ及びθ方向の移動量を示し、サ
フィックスルは第３回目の移動を示す。） またファイバーを経て、デテクタ１４で検出される光出
力ｆはｘ、ｙ及びθで一表的に定まるものとする。
、最初の移動量Δ’１ ｙΔｙ、及びΔθ、は、それぞ
れ予め定められている。（ここでは、ΔＸ、Δｙ及びΔ
θは、それぞれ、ｘ、ｙ及びθ方向の移動量を示し、サ
フィックスルは第３回目の移動を示す。） またファイバーを経て、デテクタ１４で検出される光出
力ｆはｘ、ｙ及びθで一表的に定まるものとする。
まず、Δｆ、移動し、この前後の光出力差よりここに於
ける光出力面のＸ軸方向の勾配は、（１）式で定める。
ける光出力面のＸ軸方向の勾配は、（１）式で定める。
ここでｆｏｒｆｚｌはそれぞれムＸＩの移動前及び後の
光出力値で、デテクタ１４の測定値を用いる。
光出力値で、デテクタ１４の測定値を用いる。
次にΔｙ、移動する。
同様にｆ、、、ｆ は、Δｙ１移動前後の光出力値で
ｌ 測定により求まる。次にΔθ、移動し 力面の勾配Ｓ及び高さｈは次の様に求まる。
ｌ 測定により求まる。次にΔθ、移動し 力面の勾配Ｓ及び高さｈは次の様に求まる。
Ａ１′：ｆθＩ（５）
（１）〜（５１式を用いて次回（２回目）のｘ 、 ｙ
、θ方向の移動Ｉ？ ””！ １Δｙ１．Δθ、は、
と定まる。
、θ方向の移動Ｉ？ ””！ １Δｙ１．Δθ、は、
と定まる。
ここに
Ｇ＝Ａｒ７／Ａτ （９）Ａ、
Ｅ及びｍ、ｎは定数であり、実験によシ最適値を求める
ものとする。
Ｅ及びｍ、ｎは定数であり、実験によシ最適値を求める
ものとする。
Ａが正ならばＳが大きくなる方向に進み、Ａが負ならば
３が小さくなる方向に進む。またルが大きくなる程、移
動量が少くなる。
３が小さくなる方向に進む。またルが大きくなる程、移
動量が少くなる。
以下同様にＮ回目のｒ、ｙ、θ方向の移動量Δ！、、Δ
ｙｓ 、Δθ、は と定まる。
ｙｓ 、Δθ、は と定まる。
ここに
Ｇ ＝ Ａ ｖ二□／Ａニー□ 四ただし
ん１ｌ−１＝ｆθ０．−１
（２）以下、この方式で移動を続け、 Ｎがある回数を越えるか、Ｘがある値を下まわるか、ま
たは人がある値を越える場合に、移動を終了させる。
（２）以下、この方式で移動を続け、 Ｎがある回数を越えるか、Ｘがある値を下まわるか、ま
たは人がある値を越える場合に、移動を終了させる。
尚（９）式の代シに勾配９と高さんを変数とする糧々の
Ｇ （＝ ｆ（ｚ、ｈ乃の定め方が存在する。
Ｇ （＝ ｆ（ｚ、ｈ乃の定め方が存在する。
本発明では、探索のための各ステップの移動ば、目標と
する最大値へ近づくことを第１の目的としているが、同
時にその点付近での勾配の測定をする目的も合わせ持つ
。このため探索即ち勾配測定となり、効率良い探索が実
行される。
する最大値へ近づくことを第１の目的としているが、同
時にその点付近での勾配の測定をする目的も合わせ持つ
。このため探索即ち勾配測定となり、効率良い探索が実
行される。
これは例えばＸ軸方向にΔＸ移動した後−ΔＸ移動しく
この特発に戻る）、次にｙ軸方向にΔｙ移動した後、−
Δｙ移動しくこの時再び元に戻る）その後、最も急な方
向（ｒ、ｙ平面上の）に移動する厳密な方法と比べて、
本発明は、［１１移動の回数が少ない、また（２）移動
方向の急激な変化が少い（ΔＸ移動後−ΔＸ移動すると
は方向が１８０°変化することである）点が優れる。
この特発に戻る）、次にｙ軸方向にΔｙ移動した後、−
Δｙ移動しくこの時再び元に戻る）その後、最も急な方
向（ｒ、ｙ平面上の）に移動する厳密な方法と比べて、
本発明は、［１１移動の回数が少ない、また（２）移動
方向の急激な変化が少い（ΔＸ移動後−ΔＸ移動すると
は方向が１８０°変化することである）点が優れる。
第１図はレーザダイオードの構造、第２図は支柱の構造
、第３図は微動機構、第４図は全体構成を示す。 １・・・レーザダイオードチップ ２・・・サブマウント ３・・・枠部４・・・光フ
ァイバ ５・・・支柱６・・・多自由度（微動）
機構 ７・・・外枠 ８．９・・・中枠１０・・・
先均枠 ＋１．１２．１３・・・ピエゾアクチュエータ１４・・
・ディテクタ １５・・・制御装置、、 ＼。 代理人弁理士 小 川 勝゛男−″ 塞 １ 回 「 １２図 Ｌ 図 士
、第３図は微動機構、第４図は全体構成を示す。 １・・・レーザダイオードチップ ２・・・サブマウント ３・・・枠部４・・・光フ
ァイバ ５・・・支柱６・・・多自由度（微動）
機構 ７・・・外枠 ８．９・・・中枠１０・・・
先均枠 ＋１．１２．１３・・・ピエゾアクチュエータ１４・・
・ディテクタ １５・・・制御装置、、 ＼。 代理人弁理士 小 川 勝゛男−″ 塞 １ 回 「 １２図 Ｌ 図 士
Claims (1)
- （１）１次元の変数をフィードバック信号として、多次
元の変数を変化させ、前記１次元の変数が極値を取るよ
う多次元の変数を変化させることを特徴とする自動光軸
合せ装置の極値探索制御方式。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21501485A JPS6275508A (ja) | 1985-09-30 | 1985-09-30 | 自動光軸合せ装置の極値探索方式 |
| EP86108198A EP0207352B1 (en) | 1985-06-17 | 1986-06-16 | Probing control method and apparatus for mechanism with multiple degree of freedom |
| DE8686108198T DE3682834D1 (de) | 1985-06-17 | 1986-06-16 | Sondenkontrollverfahren und -geraet fuer einen apparat mit mehreren freiheitsgraden. |
| US06/875,189 US4884015A (en) | 1985-06-17 | 1986-06-17 | Probing control method and apparatus for mechanism with multiple degrees of freedom |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21501485A JPS6275508A (ja) | 1985-09-30 | 1985-09-30 | 自動光軸合せ装置の極値探索方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6275508A true JPS6275508A (ja) | 1987-04-07 |
Family
ID=16665291
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21501485A Pending JPS6275508A (ja) | 1985-06-17 | 1985-09-30 | 自動光軸合せ装置の極値探索方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6275508A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02183429A (ja) * | 1989-01-06 | 1990-07-18 | Hitachi Ltd | 情報記録再生用光ピックアップ |
| US6102584A (en) * | 1998-07-01 | 2000-08-15 | Seagate Technology, Inc. | Fiber orientation mechanism |
| US6741340B2 (en) | 2000-10-18 | 2004-05-25 | Agency Of Industrial Science & Technology Ministry Of International Trade & Industry | Optical axis adjustment method, and storage medium recorded with a program that executes said adjustment method |
-
1985
- 1985-09-30 JP JP21501485A patent/JPS6275508A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02183429A (ja) * | 1989-01-06 | 1990-07-18 | Hitachi Ltd | 情報記録再生用光ピックアップ |
| US6102584A (en) * | 1998-07-01 | 2000-08-15 | Seagate Technology, Inc. | Fiber orientation mechanism |
| US6741340B2 (en) | 2000-10-18 | 2004-05-25 | Agency Of Industrial Science & Technology Ministry Of International Trade & Industry | Optical axis adjustment method, and storage medium recorded with a program that executes said adjustment method |
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