JPS62200211A - 光フアイバ端面角度測定方法 - Google Patents
光フアイバ端面角度測定方法Info
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- JPS62200211A JPS62200211A JP4156286A JP4156286A JPS62200211A JP S62200211 A JPS62200211 A JP S62200211A JP 4156286 A JP4156286 A JP 4156286A JP 4156286 A JP4156286 A JP 4156286A JP S62200211 A JPS62200211 A JP S62200211A
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- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 12
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Landscapes
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Testing Of Optical Devices Or Fibers (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】
(産業上の利用分野)
本発明は切断された光ファイバ端面の角度を測定する方
法に関する。
法に関する。
(従来の技術)
光ファイバを融着接続する際の接続損失の要因は種々考
えられるが、ファイバの端面角度もその要因の一つであ
る。光ファイバ切断器を用いてファイバを切断する場合
の端面角度は、約1.5°〜0°の範囲にばらつく。光
ファイバ端面角度は従来から倍率が100倍程度の顕微
鏡を用いて、光ファイバ端面を肉眼で観察することによ
り、1°程度の誤差で良否を判定していた。また、より
精密な測定方法として、光ファイバの端面に垂直なガラ
ス板を押し当て、そこに生ずる干渉縞と波長から端面角
を図る方法が用いられてきた。しかしこのような方法は
煩雑で測定に時間がかかり、光ファイバ接続時のように
、端面角度の良否を数秒程度で行うには、不適当であっ
た。
えられるが、ファイバの端面角度もその要因の一つであ
る。光ファイバ切断器を用いてファイバを切断する場合
の端面角度は、約1.5°〜0°の範囲にばらつく。光
ファイバ端面角度は従来から倍率が100倍程度の顕微
鏡を用いて、光ファイバ端面を肉眼で観察することによ
り、1°程度の誤差で良否を判定していた。また、より
精密な測定方法として、光ファイバの端面に垂直なガラ
ス板を押し当て、そこに生ずる干渉縞と波長から端面角
を図る方法が用いられてきた。しかしこのような方法は
煩雑で測定に時間がかかり、光ファイバ接続時のように
、端面角度の良否を数秒程度で行うには、不適当であっ
た。
(発明が解決しようとする問題点)
本発明は切断された光ファイバの端面に光を当てて、そ
の反射光を測定することにより光ファイバの端面角度を
測定する方法において、光ファイバの端面角度を電気的
に表示して、高精度に、しかも短時間に測定することの
できる方法を提供することにある。
の反射光を測定することにより光ファイバの端面角度を
測定する方法において、光ファイバの端面角度を電気的
に表示して、高精度に、しかも短時間に測定することの
できる方法を提供することにある。
(問題点を解決するための手段)
光ファイバの端面を照明する手段と、該照明する手段と
光ファイバ端面との間に、光パワを分離する手段を置き
、照明する手段から出た光を該光ファイバの長手方向の
軸と平行になるように調整して該分離する手段を通過さ
せた後、光ファイバ端面で反射させ、この反射させた光
を再び該分離する手段に導き、該分離する手段によって
、該反射させた光の一部を分離し、この分離した光を撮
像手段に導いて撮像手段上に結像させ、撮像手段上の該
反射させた光の結像位置P、を検出し、光ファイバ端面
の角度06の場合に、該撮像手段上に該反射させた光が
結像する位置P0とPlとの距離dを画像処理によって
計測し、光ファイバの端面から撮像手段上の位置P。ま
での光路長りを用いて、の演算を行うことにより、光フ
ァイバの端面角度θを測定する。
光ファイバ端面との間に、光パワを分離する手段を置き
、照明する手段から出た光を該光ファイバの長手方向の
軸と平行になるように調整して該分離する手段を通過さ
せた後、光ファイバ端面で反射させ、この反射させた光
を再び該分離する手段に導き、該分離する手段によって
、該反射させた光の一部を分離し、この分離した光を撮
像手段に導いて撮像手段上に結像させ、撮像手段上の該
反射させた光の結像位置P、を検出し、光ファイバ端面
の角度06の場合に、該撮像手段上に該反射させた光が
結像する位置P0とPlとの距離dを画像処理によって
計測し、光ファイバの端面から撮像手段上の位置P。ま
での光路長りを用いて、の演算を行うことにより、光フ
ァイバの端面角度θを測定する。
第2図は本発明の詳細な説明図であって、■は被測定光
ファイバ、2は照明用光源、3は照明光、4は反射光、
5は撮像素子、10はハーフミラ−である。被測定光フ
ァイバlの長手方向の軸をX軸とし、光ファイバの端面
とX軸と垂直なy軸のなす角度をθとするとき、X軸に
置かれた照明用光源2からの照明光3をハーフミラ−1
0を通して光ファイバ1の端面に照射すると、X軸に対
して2θなる角度で反射光4がもどる。反射光4はハー
フミラ−10により一部分が反射され、X軸と平行なX
′軸に置かれた撮像素子5に達する。ハーフミラ−10
がX軸と交わる点O′を通り、X′軸に垂直なX′軸と
X′軸との交点をPoとする。0とPoの距離を00
十〇′Po =Lとすると、反射光4はX′軸上に距
離d =Ltan 2θだけPoから離れた位置P1に
入射する。
ファイバ、2は照明用光源、3は照明光、4は反射光、
5は撮像素子、10はハーフミラ−である。被測定光フ
ァイバlの長手方向の軸をX軸とし、光ファイバの端面
とX軸と垂直なy軸のなす角度をθとするとき、X軸に
置かれた照明用光源2からの照明光3をハーフミラ−1
0を通して光ファイバ1の端面に照射すると、X軸に対
して2θなる角度で反射光4がもどる。反射光4はハー
フミラ−10により一部分が反射され、X軸と平行なX
′軸に置かれた撮像素子5に達する。ハーフミラ−10
がX軸と交わる点O′を通り、X′軸に垂直なX′軸と
X′軸との交点をPoとする。0とPoの距離を00
十〇′Po =Lとすると、反射光4はX′軸上に距
離d =Ltan 2θだけPoから離れた位置P1に
入射する。
撮像素子上の任意の直交座標系X、Yに対し、Pa 、
P+ の座標をPa(Xa 、Yo)、P+(X+ 、
Y+)とするとき、PoとPl の距離■五・dは、
d = ((L −Xo)2+ (Y+ −Yo)2
)” +21で与えられ、これを画像処理によっ
て求める。そこで、これらd、Lを用いて光ファイバ端
面角度θを次式から求める。
P+ の座標をPa(Xa 、Yo)、P+(X+ 、
Y+)とするとき、PoとPl の距離■五・dは、
d = ((L −Xo)2+ (Y+ −Yo)2
)” +21で与えられ、これを画像処理によっ
て求める。そこで、これらd、Lを用いて光ファイバ端
面角度θを次式から求める。
測定可能な光ファイバ端面角度の最大角度θmは、撮像
素子の大きさおよび光路長しにより定まり、撮像素子の
面の一辺の大きさをaとすると、で与えられる。このよ
うに本発明は、光ファイバ端面からの反射光を撮像素子
5で受け、その受光点と端面角度“ゼロ”の点との距離
を画像処理によって求め、この距離から光ファイバの端
面角度を測定する。
素子の大きさおよび光路長しにより定まり、撮像素子の
面の一辺の大きさをaとすると、で与えられる。このよ
うに本発明は、光ファイバ端面からの反射光を撮像素子
5で受け、その受光点と端面角度“ゼロ”の点との距離
を画像処理によって求め、この距離から光ファイバの端
面角度を測定する。
この測定方法は数秒程度の測定時間で、0.02度程度
の精度で測定が可能であり、約1程度度の精度の肉眼で
の顕微鏡観察や、測定時間約30秒、精度約0.1度の
干渉縞を用いた従来方法と比べて原理的に異なり、非常
に高精度な測定を短時間で行うことができる。
の精度で測定が可能であり、約1程度度の精度の肉眼で
の顕微鏡観察や、測定時間約30秒、精度約0.1度の
干渉縞を用いた従来方法と比べて原理的に異なり、非常
に高精度な測定を短時間で行うことができる。
第1図は本発明の一実施例図であって、6は光ファイバ
固定用■溝、7は光ファイバの被覆、8は校正用ガラス
板、9はレンズ、11はガラス板8の移動用溝である。
固定用■溝、7は光ファイバの被覆、8は校正用ガラス
板、9はレンズ、11はガラス板8の移動用溝である。
照明用光源2から出た光はレンス9て細い平行な照明光
3にする。照明光3は光パワーを分離するハーフミラ−
10を通過した後、被測定光ファイバ1の端面に入射す
る。光ファイバ端面で反射された光4は照明光3と逆方
向に進行し、ハーフミラ−10に再び到達する。ここで
反射光4は、ハーフミラ−10により二つに分離され、
第1図の実施例では反射偏向された光が撮像素子5に導
かれる。
3にする。照明光3は光パワーを分離するハーフミラ−
10を通過した後、被測定光ファイバ1の端面に入射す
る。光ファイバ端面で反射された光4は照明光3と逆方
向に進行し、ハーフミラ−10に再び到達する。ここで
反射光4は、ハーフミラ−10により二つに分離され、
第1図の実施例では反射偏向された光が撮像素子5に導
かれる。
ここで、被測定光ファイバ1は通常のナイロンコート等
の光ファイバの被覆7を被覆除去器で除去し、光ファイ
バ1の表面をアルコール等で清掃した後、光ファイバ切
断器で切断される。このとき光ファイバ端面ば、被覆7
のむき際から±0.5鰭程度0精度で切断される。さら
に光ファイバIの長手方向の軸がV溝6により照明光3
の軸に一致するように固定される。この時、被測定光フ
ァイバ1の軸が照明光3の軸から傾く角度は、再現性よ
<0.1度以内になることが実験的に確認されている。
の光ファイバの被覆7を被覆除去器で除去し、光ファイ
バ1の表面をアルコール等で清掃した後、光ファイバ切
断器で切断される。このとき光ファイバ端面ば、被覆7
のむき際から±0.5鰭程度0精度で切断される。さら
に光ファイバIの長手方向の軸がV溝6により照明光3
の軸に一致するように固定される。この時、被測定光フ
ァイバ1の軸が照明光3の軸から傾く角度は、再現性よ
<0.1度以内になることが実験的に確認されている。
光ファイバ1の端面角度が0度のときの端面からの反射
光4の位置をP。とじ、今、端面角度θなる光ファイバ
1が光ファイバ固定用vm6に置かれたとする。このと
きの反射光4の撮像素子5上の位置をP、とすると、P
oとP、の距離dと、光ファイバ端面からハーフミラ−
10を通り、撮像素子上のP。までの距離りを用いて、
θは次式より求まる。
光4の位置をP。とじ、今、端面角度θなる光ファイバ
1が光ファイバ固定用vm6に置かれたとする。このと
きの反射光4の撮像素子5上の位置をP、とすると、P
oとP、の距離dと、光ファイバ端面からハーフミラ−
10を通り、撮像素子上のP。までの距離りを用いて、
θは次式より求まる。
ここでdは、撮像素子5上の任意の直交座標系X。
Yに対し、Po 、 P+ の座標をpo(χo、Yo
) 、 P+(X+、V+)とするとき、 d = ((に+ −Xo)” + (Y+
−Yo)” )” f2>で与えられ、
これを画像処理によって求める。
) 、 P+(X+、V+)とするとき、 d = ((に+ −Xo)” + (Y+
−Yo)” )” f2>で与えられ、
これを画像処理によって求める。
次に実際の光学系の設計例を示す。撮像素子5として2
73インチ角(約1.6cm角)のCCD素子(電荷結
合素子)を用い、最大測定角度を2度とすると第2図に
示した光学系において、「十〇P、=Lの長さをL=1
14mmとすればよい。また撮像素子5における1画素
の大きさは0.04m角程度程あることから、この設計
例によって得られる角度分解能は0.01度となり、極
めて高精度な測定が実現できることがわかる。
73インチ角(約1.6cm角)のCCD素子(電荷結
合素子)を用い、最大測定角度を2度とすると第2図に
示した光学系において、「十〇P、=Lの長さをL=1
14mmとすればよい。また撮像素子5における1画素
の大きさは0.04m角程度程あることから、この設計
例によって得られる角度分解能は0.01度となり、極
めて高精度な測定が実現できることがわかる。
実際の測定精度としては、光源のスポットサイズの大き
さが問題となるが、スポット径を0.5鰭以下にするこ
とは可能であり、また撮像面における結像光面の重心を
画像処理で常に求めることにより、測定精度を0.02
度程度まで向上させることができる。
さが問題となるが、スポット径を0.5鰭以下にするこ
とは可能であり、また撮像面における結像光面の重心を
画像処理で常に求めることにより、測定精度を0.02
度程度まで向上させることができる。
照明光源2としてレーザダイオードを用いて、これをレ
ンズで約0.5+smφに絞り、光ファイバ端面角度を
変化させて、CCD素子上での結像位置の変化′量を調
べた実験結果を第3図に示す。
ンズで約0.5+smφに絞り、光ファイバ端面角度を
変化させて、CCD素子上での結像位置の変化′量を調
べた実験結果を第3図に示す。
これにより重心を求める画像処理を行わなくとも、CC
D素子上での光ファイバ端面からの反射光の結像位置を
検出することにより、光ファイバ端面角度を0.1度以
下の精度で測定できることがわかる。また光ファイバ端
面位置の変動による誤差は0.25%程度であり、十分
な精度を確保することができる。
D素子上での光ファイバ端面からの反射光の結像位置を
検出することにより、光ファイバ端面角度を0.1度以
下の精度で測定できることがわかる。また光ファイバ端
面位置の変動による誤差は0.25%程度であり、十分
な精度を確保することができる。
本発明で重要な点は、第2図のPoの位置、すなわち光
ファイバ端面角度が0度の時の反射光が撮像素子上に結
像する位置を、あらかじめ知る必要があることである。
ファイバ端面角度が0度の時の反射光が撮像素子上に結
像する位置を、あらかじめ知る必要があることである。
このために第1図に示すような校正用ガラス板8を用い
て、校正を行い、Poを検出する。校正時の様子を第4
図に示す。
て、校正を行い、Poを検出する。校正時の様子を第4
図に示す。
校正用ガラス板8には、顕微鏡のカバーガラス等のよう
に面が十分平滑であるものを用いる。光ファイバ固定用
V溝6とハーフミラ−10の間に、校正用ガラス板8の
面がちょうど光ファイバ1の端面の位置に移動できるよ
うに、照明光3の軸に対して垂直な溝11をつけ、溝1
1に沿って校正用ガラス板8を動かし、照明光3が当た
るようにする。
に面が十分平滑であるものを用いる。光ファイバ固定用
V溝6とハーフミラ−10の間に、校正用ガラス板8の
面がちょうど光ファイバ1の端面の位置に移動できるよ
うに、照明光3の軸に対して垂直な溝11をつけ、溝1
1に沿って校正用ガラス板8を動かし、照明光3が当た
るようにする。
撮像素子5上での反射光4の結像位置の検出は次のよう
に行う。
に行う。
第5図に示すように、撮像素子5の画像情報をフレーム
メモリ12に送る。撮像素子5としてCCD素子を用い
る場合は、その1画素の分解能が数十μmであることか
ら、測定用の照明光3を0.5n+φに絞っても、CC
D素子上では十数画素に反射光が入射することになる。
メモリ12に送る。撮像素子5としてCCD素子を用い
る場合は、その1画素の分解能が数十μmであることか
ら、測定用の照明光3を0.5n+φに絞っても、CC
D素子上では十数画素に反射光が入射することになる。
従ってフレームメモリ12の画像情報を汎用のマイクロ
プロセッサ13を用いて処理し、反射光の画像の重心位
置を求めることにより、反射光4の入射位置を決定する
。そしてPoとP、の距離を測定した後、式(1)を用
いて角度に換算して表示器14で表示する。これらの処
理は数秒程度の時間で処理することができる。
プロセッサ13を用いて処理し、反射光の画像の重心位
置を求めることにより、反射光4の入射位置を決定する
。そしてPoとP、の距離を測定した後、式(1)を用
いて角度に換算して表示器14で表示する。これらの処
理は数秒程度の時間で処理することができる。
このように本発明は、短時間で非常に高精度な光ファイ
バ端面角度の計測を行うことができる。
バ端面角度の計測を行うことができる。
(発明の効果)
以上説明したように、本発明の光ファイバ端面角度測定
方法によれば、従来、肉眼で確認するか、または非常に
煩雑な方法を用いて測定していた光ファイバ端面の角度
を、0.1度以下の精度で、しかも短時間で角度表示す
ることができるので、端面角度の判定を必要とする光フ
ァイバの融着接続装置や光ファイバ自動切断装置等への
応用が可能である。
方法によれば、従来、肉眼で確認するか、または非常に
煩雑な方法を用いて測定していた光ファイバ端面の角度
を、0.1度以下の精度で、しかも短時間で角度表示す
ることができるので、端面角度の判定を必要とする光フ
ァイバの融着接続装置や光ファイバ自動切断装置等への
応用が可能である。
第1図は本発明の一実施例図、
第2図は本発明の詳細な説明図、
第3図は本発明の実施例の実験結果の一例を示す図、
第4図は本発明の実施例で、撮像素子上での基単点を求
める校正手段の説明図、 第5図は本発明の実施例で撮像素子の画像情報を処理し
て表示する構成を示す図である。 1・・・被測定光ファイバ 2・・・照明用光源 3・・・照明光 4・・・光ファイバ端面からの反射光 5・・・撮像素子 6・・・光ファイバ固定用■溝 7・・・光ファイバの被覆 8・・・校正用ガラス板 9・・・照明光を平行にするレンズ 10・・・ハーフミラ− 11・・・校正用ガラス板移動用溝 12・・・フレームメモリ 13・・・マイクロプロセッサ 14・・・表示器 Po・・・校正用ガラス板からの反射光が撮像素子上に
入射する位置 Pl・・・被測定光ファイバからの反射光が撮像素子上
に入射する位置 特許出願人 日本電信電話株式会社 第2図 ヂ 第3図
める校正手段の説明図、 第5図は本発明の実施例で撮像素子の画像情報を処理し
て表示する構成を示す図である。 1・・・被測定光ファイバ 2・・・照明用光源 3・・・照明光 4・・・光ファイバ端面からの反射光 5・・・撮像素子 6・・・光ファイバ固定用■溝 7・・・光ファイバの被覆 8・・・校正用ガラス板 9・・・照明光を平行にするレンズ 10・・・ハーフミラ− 11・・・校正用ガラス板移動用溝 12・・・フレームメモリ 13・・・マイクロプロセッサ 14・・・表示器 Po・・・校正用ガラス板からの反射光が撮像素子上に
入射する位置 Pl・・・被測定光ファイバからの反射光が撮像素子上
に入射する位置 特許出願人 日本電信電話株式会社 第2図 ヂ 第3図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、切断された光ファイバの端面に光を当てて、その反
射光を測定することにより光ファイバの端面角度を測定
する方法において、光ファイバの端面を照明する手段と
、該照明する手段と光ファイバ端面との間に、光パワを
分離する手段を置き、照明する手段から出た光を該光フ
ァイバの長手方向の軸と平行になるように調整して該分
離する手段を通過させた後、光ファイバ端面で反射させ
、この反射させた光を再び該分離する手段に導き、該分
離する手段によって、該反射させた光の一部を分離し、
この分離した光を撮像手段に導いて撮像手段上に結像さ
せ、撮像手段上の該反射させた光の結像位置P_1を検
出し、光ファイバ端面の角度が0°の場合に、該撮像手
段上に該反射させた光が結像する位置P_0とP_1と
の距離dを画像処理によって計測し、光ファイバの端面
から撮像手段上の位置P_0までの光路長Lを用いて、 θ=(1/2)tan^−^1(d/L) の演算を行うことにより、光ファイバの端面角度θを測
定することを特徴とする光ファイバ端面角度測定方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4156286A JPS62200211A (ja) | 1986-02-28 | 1986-02-28 | 光フアイバ端面角度測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4156286A JPS62200211A (ja) | 1986-02-28 | 1986-02-28 | 光フアイバ端面角度測定方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62200211A true JPS62200211A (ja) | 1987-09-03 |
Family
ID=12611878
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4156286A Pending JPS62200211A (ja) | 1986-02-28 | 1986-02-28 | 光フアイバ端面角度測定方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62200211A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103105282A (zh) * | 2013-01-18 | 2013-05-15 | 上海亨通宏普通信技术有限公司 | 一种对光纤阵列或芯片进行角度测量的装置及方法 |
-
1986
- 1986-02-28 JP JP4156286A patent/JPS62200211A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103105282A (zh) * | 2013-01-18 | 2013-05-15 | 上海亨通宏普通信技术有限公司 | 一种对光纤阵列或芯片进行角度测量的装置及方法 |
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