JP2003050113A - 光学部品の斜面角度を測量する方法および装置 - Google Patents
光学部品の斜面角度を測量する方法および装置Info
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- G02B6/327—Optical coupling means having lens focusing means positioned between opposed fibre ends with angled interfaces to reduce reflections
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- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 光学部品の斜面角度を測量する装置および方
法を提供する。 【解決手段】 フェルール１１１の斜面１１３を標準Ｇ
ＲＩＮレンズ２３の斜面２３１と所定距離をおいて対向
させる。レーザビーム２７をＧＲＩＮレンズの垂直面２
３２へ入射して、フェルールの斜面で反射した光により
形成された楕円形と、標準ＧＲＩＮレンズの斜面で反射
した光により形成された楕円形とをスクリーン上に形成
させる。コンピュータ２６はフェルールの斜面角度を二
つの楕円形のサイズに従って算出する。
法を提供する。 【解決手段】 フェルール１１１の斜面１１３を標準Ｇ
ＲＩＮレンズ２３の斜面２３１と所定距離をおいて対向
させる。レーザビーム２７をＧＲＩＮレンズの垂直面２
３２へ入射して、フェルールの斜面で反射した光により
形成された楕円形と、標準ＧＲＩＮレンズの斜面で反射
した光により形成された楕円形とをスクリーン上に形成
させる。コンピュータ２６はフェルールの斜面角度を二
つの楕円形のサイズに従って算出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、光学部品の斜面
角度を測量する方法および装置に関する。
角度を測量する方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】傾斜した接続端面を有する光学部品は、
接続端面を正確に接続調整して、傾斜端面の回転角度デ
ィフェージングあるいは光軸のずれを防止することがで
きる。
接続端面を正確に接続調整して、傾斜端面の回転角度デ
ィフェージングあるいは光軸のずれを防止することがで
きる。
【０００３】一般的に、光ファイバは溶接あるいはコネ
クターにより接続される。光ファイバは開口率が制限さ
れているため、光ファイバから出射されたレーザビーム
は一定の拡散角を有する。レーザビームの拡散を防ぐた
めに、ファイバコリメータは光ファイバ伝送において重
要な役割を担う。ファイバコリメータはレーザビームを
光ファイバまで導く。レーザビームはＧＲＩＮ（GRaded
INdex：屈折率分布型）レンズを通って平行レーザビー
ムに変換される。
クターにより接続される。光ファイバは開口率が制限さ
れているため、光ファイバから出射されたレーザビーム
は一定の拡散角を有する。レーザビームの拡散を防ぐた
めに、ファイバコリメータは光ファイバ伝送において重
要な役割を担う。ファイバコリメータはレーザビームを
光ファイバまで導く。レーザビームはＧＲＩＮ（GRaded
INdex：屈折率分布型）レンズを通って平行レーザビー
ムに変換される。
【０００４】光ファイバ中でのレーザビームの反射を減
少するために、米国特許第５８０９１９３号では一列に
接続された多くのフェルールを使用する。各フェルール
は斜面を有する。反射の法則により、レーザビームが二
つのフェルールの斜面中にある時、元のレーザビームの
照射経路に沿って反射する量は減少する。ファイバコリ
メータ中のファイバスレッドのフェルールはさらに斜面
を有する端面を含む。図１に示すように、従来のファイ
バコリメータは、光学ファイバ１１２が組み入れられた
フェルール１１１を含むフェルール組立体１１と、フェ
ルール１１１に結合したＧＲＩＮレンズ１３とを有す
る。しかしながら、従来のファイバコリメータはレーザ
ビームの反射量を大幅に減少させていた。ファイバ製作
工程において、フェルール１１１の斜面１１３は研磨に
より一定の傾斜角に形成される。フェルール１１１の斜
面１１３の傾斜角度の正確度は、ファイバコリメータの
レーザビームの出口角度に影響を与えるので、ファイバ
コリメータのレーザビームの出口角度を一定の許容範囲
内に維持するためには、フェルール１１１の斜面１１３
の角度を一定の許容範囲内に維持しなければならない。
そのため、ファイバコリメータを製造する際には、正確
な測量方法を使用して斜面角度を得ることが大切であっ
た。
少するために、米国特許第５８０９１９３号では一列に
接続された多くのフェルールを使用する。各フェルール
は斜面を有する。反射の法則により、レーザビームが二
つのフェルールの斜面中にある時、元のレーザビームの
照射経路に沿って反射する量は減少する。ファイバコリ
メータ中のファイバスレッドのフェルールはさらに斜面
を有する端面を含む。図１に示すように、従来のファイ
バコリメータは、光学ファイバ１１２が組み入れられた
フェルール１１１を含むフェルール組立体１１と、フェ
ルール１１１に結合したＧＲＩＮレンズ１３とを有す
る。しかしながら、従来のファイバコリメータはレーザ
ビームの反射量を大幅に減少させていた。ファイバ製作
工程において、フェルール１１１の斜面１１３は研磨に
より一定の傾斜角に形成される。フェルール１１１の斜
面１１３の傾斜角度の正確度は、ファイバコリメータの
レーザビームの出口角度に影響を与えるので、ファイバ
コリメータのレーザビームの出口角度を一定の許容範囲
内に維持するためには、フェルール１１１の斜面１１３
の角度を一定の許容範囲内に維持しなければならない。
そのため、ファイバコリメータを製造する際には、正確
な測量方法を使用して斜面角度を得ることが大切であっ
た。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】そのため、本発明の目
的はフェルールあるいはその他の光学部品の斜面角度を
測量する装置およびその方法を提供することである。
的はフェルールあるいはその他の光学部品の斜面角度を
測量する装置およびその方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決し、所望
の目的を達成するために、本発明は（ａ）斜面と垂直面
と所定の規格とを有する標準ＧＲＩＮ（屈折率分布型）
レンズを用意するステップと、（ｂ）光学部品の斜面
を、所定距離をおいて前記標準ＧＲＩＮレンズの斜面と
対向させるステップと、（ｃ）レーザビームを前記標準
ＧＲＩＮレンズの垂直面へ照射して、前記標準ＧＲＩＮ
レンズの斜面における反射により第１楕円形を発生さ
せ、かつ、光学部品の斜面における反射により第２楕円
形を発生させるステップと、（ｄ）前記光学部品の斜面
の角度を、前記標準ＧＲＩＮレンズの規格および第１楕
円形と第２楕円形のサイズにより決定するステップとを
含むことを特徴とする光学部品の斜面角度を測量する方
法を提供する。
の目的を達成するために、本発明は（ａ）斜面と垂直面
と所定の規格とを有する標準ＧＲＩＮ（屈折率分布型）
レンズを用意するステップと、（ｂ）光学部品の斜面
を、所定距離をおいて前記標準ＧＲＩＮレンズの斜面と
対向させるステップと、（ｃ）レーザビームを前記標準
ＧＲＩＮレンズの垂直面へ照射して、前記標準ＧＲＩＮ
レンズの斜面における反射により第１楕円形を発生さ
せ、かつ、光学部品の斜面における反射により第２楕円
形を発生させるステップと、（ｄ）前記光学部品の斜面
の角度を、前記標準ＧＲＩＮレンズの規格および第１楕
円形と第２楕円形のサイズにより決定するステップとを
含むことを特徴とする光学部品の斜面角度を測量する方
法を提供する。
【０００７】一実施形態では、ステップ（ｃ）では第１
楕円形と第２楕円形がスクリーン上に発生される。好ま
しくは、ステップ（ｄ）が、（ｄ１）数式（１）から
ｘ''1およびｙ''1を座標変換して決定するステップと、
楕円形と第２楕円形がスクリーン上に発生される。好ま
しくは、ステップ（ｄ）が、（ｄ１）数式（１）から
ｘ''1およびｙ''1を座標変換して決定するステップと、
【０００８】
【数５】
ここで、ｘ'1とｙ'1が前記標準ＧＲＩＮレンズ斜面上の
一組の座標であり、θ 1が前記標準ＧＲＩＮレンズの斜
面の角度であり、ｘ''1，ｙ''1が前記標準ＧＲＩＮレン
ズの垂直面上の一組の座標であることと、（ｄ２）ｘ''
1およびｙ''1からｒ''1およびθ''1gを決定するステッ
プと、ここでｒ''1がレーザビームの照射位置から前記
標準ＧＲＩＮレンズの軸線までの距離であり、θ''1gが
前記標準ＧＲＩＮレンズの垂直面上の反射レーザビーム
の照射角度であること、（ｄ３）数式（２）により、前
記標準ＧＲＩＮレンズ垂直面上の前記第１楕円形の
ｒ'''1およびθ'''1gのサイズを決定するステップと、
一組の座標であり、θ 1が前記標準ＧＲＩＮレンズの斜
面の角度であり、ｘ''1，ｙ''1が前記標準ＧＲＩＮレン
ズの垂直面上の一組の座標であることと、（ｄ２）ｘ''
1およびｙ''1からｒ''1およびθ''1gを決定するステッ
プと、ここでｒ''1がレーザビームの照射位置から前記
標準ＧＲＩＮレンズの軸線までの距離であり、θ''1gが
前記標準ＧＲＩＮレンズの垂直面上の反射レーザビーム
の照射角度であること、（ｄ３）数式（２）により、前
記標準ＧＲＩＮレンズ垂直面上の前記第１楕円形の
ｒ'''1およびθ'''1gのサイズを決定するステップと、
【０００９】
【数６】
ここで、√Ａが前記標準ＧＲＩＮレンズの定数であり、
θ''1gが前記レーザビームの照射角度であり、ｒ''1が
前記レーザビームの照射位置と前記標準ＧＲＩＮレンズ
の軸線との間の距離であり、θ'''1gが前記レーザビー
ムの出口角度であり、Ｎ0が前記標準ＧＲＩＮレンズの
屈折率であり、Ｚが前記標準ＧＲＩＮレンズの機械長さ
であることと、（ｄ４）前記スクリーン上の前記第１楕
円形のサイズを、数式（２）の前記標準ＧＲＩＮレンズ
垂直面上の前記第１楕円形のサイズで割って、比例値を
得るステップと、（ｄ５）前記スクリーン上の第２楕円
形のサイズを前記比例値で割って、標準ＧＲＩＮレンズ
垂直面上の第２楕円形のｒ'''2およびθ'''2gを得るス
テップと、（ｄ６）数式（３）からｒ''2およびθ''2g
を決定するステップと、
θ''1gが前記レーザビームの照射角度であり、ｒ''1が
前記レーザビームの照射位置と前記標準ＧＲＩＮレンズ
の軸線との間の距離であり、θ'''1gが前記レーザビー
ムの出口角度であり、Ｎ0が前記標準ＧＲＩＮレンズの
屈折率であり、Ｚが前記標準ＧＲＩＮレンズの機械長さ
であることと、（ｄ４）前記スクリーン上の前記第１楕
円形のサイズを、数式（２）の前記標準ＧＲＩＮレンズ
垂直面上の前記第１楕円形のサイズで割って、比例値を
得るステップと、（ｄ５）前記スクリーン上の第２楕円
形のサイズを前記比例値で割って、標準ＧＲＩＮレンズ
垂直面上の第２楕円形のｒ'''2およびθ'''2gを得るス
テップと、（ｄ６）数式（３）からｒ''2およびθ''2g
を決定するステップと、
【００１０】
【数７】
ここで、θ''2gが前記レーザビームの照射角度であり、
ｒ''2が前記レーザビームの照射位置と前記標準ＧＲＩ
Ｎレンズの軸線との間の距離であり、ｒ'''2が前記レー
ザビームの出口位置と前記標準ＧＲＩＮレンズの軸線と
の間の距離であり、θ'''2gが前記レーザビームの出口
角度であることと、（ｄ７）ｒ''2およびθ''2gから
ｘ''2およびｙ''2を決定するステップと、ここでｘ''2
およびｙ''2が斜面から前記標準ＧＲＩＮレンズの垂直
面に変換された一組の座標であることと、（ｄ８）数式
（４）からΔθを決定するステップと、
ｒ''2が前記レーザビームの照射位置と前記標準ＧＲＩ
Ｎレンズの軸線との間の距離であり、ｒ'''2が前記レー
ザビームの出口位置と前記標準ＧＲＩＮレンズの軸線と
の間の距離であり、θ'''2gが前記レーザビームの出口
角度であることと、（ｄ７）ｒ''2およびθ''2gから
ｘ''2およびｙ''2を決定するステップと、ここでｘ''2
およびｙ''2が斜面から前記標準ＧＲＩＮレンズの垂直
面に変換された一組の座標であることと、（ｄ８）数式
（４）からΔθを決定するステップと、
【００１１】
【数８】
ここで、ｘ2およびｙ2が前記光学部品の斜面上の一組の
座標であり、Δθ＝｜θ 1−θ2｜であることと、（ｄ
９）前記光学部品の斜面の角度であるθ2をΔθ＝｜θ1
−θ2｜から決定するステップとを含む。
座標であり、Δθ＝｜θ 1−θ2｜であることと、（ｄ
９）前記光学部品の斜面の角度であるθ2をΔθ＝｜θ1
−θ2｜から決定するステップとを含む。
【００１２】本発明は更に、光学部品の斜面角度を測量
する装置を提供する。その装置は、光学部品の斜面に真
正面に対向する斜面と垂直面とを含み、かつ、前記光学
部品から所定距離だけ離間して配置された標準ＧＲＩＮ
レンズと、前記標準ＧＲＩＮレンズの垂直面に対向して
配置されたスクリーンと、レーザビームを前記標準ＧＲ
ＩＮレンズの垂直面へ入射して、前記標準ＧＲＩＮレン
ズの斜面および前記光学部品の斜面でレーザビームを反
射させて、前記スクリーン上に第１楕円形と第２楕円形
とを発生させるレーザ光源と、前記第１楕円形および第
２楕円形のイメージを取り出して、対応する信号を出力
する画像読取装置と、前記信号を受信して、前記光学部
品の斜面の角度を決定するプロセッサーとを含む。
する装置を提供する。その装置は、光学部品の斜面に真
正面に対向する斜面と垂直面とを含み、かつ、前記光学
部品から所定距離だけ離間して配置された標準ＧＲＩＮ
レンズと、前記標準ＧＲＩＮレンズの垂直面に対向して
配置されたスクリーンと、レーザビームを前記標準ＧＲ
ＩＮレンズの垂直面へ入射して、前記標準ＧＲＩＮレン
ズの斜面および前記光学部品の斜面でレーザビームを反
射させて、前記スクリーン上に第１楕円形と第２楕円形
とを発生させるレーザ光源と、前記第１楕円形および第
２楕円形のイメージを取り出して、対応する信号を出力
する画像読取装置と、前記信号を受信して、前記光学部
品の斜面の角度を決定するプロセッサーとを含む。
【００１３】さらに前記光学部品と前記標準ＧＲＩＮレ
ンズとの間に設けられ、前記光学部品と前記標準ＧＲＩ
Ｎレンズとの間の所定距離を保持するためのキイを含む
ことが好ましい。
ンズとの間に設けられ、前記光学部品と前記標準ＧＲＩ
Ｎレンズとの間の所定距離を保持するためのキイを含む
ことが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態に従う
光学素子の傾斜面の角度の測定方法及び測定装置につい
て説明する。
光学素子の傾斜面の角度の測定方法及び測定装置につい
て説明する。
【００１５】図２において、フェルール組立体１１はフ
ェルール１１１および光ファイバ１１２を含む。フェル
ール１１１が傾斜した斜面１１３を有する。フェルール
１１１の斜面１１３の傾斜角度θ2を測量するために、
この発明では標準的な規格を有するＧＲＩＮレンズ２３
すなわち標準部品を使用する。ＧＲＩＮレンズ２３は、
光軸に直交する面に対して角度θ1だけ傾斜した斜面２
３１を有する。斜面角度θ1はＧＲＩＮレンズ２３の光
学特性から知ることができる。詳しくは、ＧＲＩＮレン
ズ２３を管状ホルダー１５の一端部に挿入して接着剤１
７で固定する。管状ホルダー１５は図示しないベースに
固定される。一定の長さを有するキイ２５が管状ホルダ
ー１５中のＧＲＩＮレンズ２３の斜面２３１に隣接して
固定される。フェルール組立体１１が管状ホルダー１５
に挿入されると、キイ２５が一定の距離でフェルール１
１１をＧＲＩＮレンズ２３から隔離する。測量のために
可視レーザビーム２７がＧＲＩＮレンズ２３の出力端か
ら入射される。図３に示すように、可視レーザビーム２
７がＧＲＩＮレンズ２３の斜面２３１に当たると、斜面
２３１に図３Ｂに示す円形が投影される。可視レーザビ
ーム２７は斜面２３１で反射される。反射ビームは図３
Ｃに示す楕円形をＧＲＩＮレンズ２３の垂直面２３２上
に発生させる。反射ビームは拡散して、図３Ｄに示す楕
円形（第１楕円形）がスクリーン２８上へ投影される。
第１楕円形は画像読取装置（電荷結合素子など）２９に
より取り込まれ、そしてさらなるイメージ処理のために
パーソナルコンピュータ２６へ伝送される。
ェルール１１１および光ファイバ１１２を含む。フェル
ール１１１が傾斜した斜面１１３を有する。フェルール
１１１の斜面１１３の傾斜角度θ2を測量するために、
この発明では標準的な規格を有するＧＲＩＮレンズ２３
すなわち標準部品を使用する。ＧＲＩＮレンズ２３は、
光軸に直交する面に対して角度θ1だけ傾斜した斜面２
３１を有する。斜面角度θ1はＧＲＩＮレンズ２３の光
学特性から知ることができる。詳しくは、ＧＲＩＮレン
ズ２３を管状ホルダー１５の一端部に挿入して接着剤１
７で固定する。管状ホルダー１５は図示しないベースに
固定される。一定の長さを有するキイ２５が管状ホルダ
ー１５中のＧＲＩＮレンズ２３の斜面２３１に隣接して
固定される。フェルール組立体１１が管状ホルダー１５
に挿入されると、キイ２５が一定の距離でフェルール１
１１をＧＲＩＮレンズ２３から隔離する。測量のために
可視レーザビーム２７がＧＲＩＮレンズ２３の出力端か
ら入射される。図３に示すように、可視レーザビーム２
７がＧＲＩＮレンズ２３の斜面２３１に当たると、斜面
２３１に図３Ｂに示す円形が投影される。可視レーザビ
ーム２７は斜面２３１で反射される。反射ビームは図３
Ｃに示す楕円形をＧＲＩＮレンズ２３の垂直面２３２上
に発生させる。反射ビームは拡散して、図３Ｄに示す楕
円形（第１楕円形）がスクリーン２８上へ投影される。
第１楕円形は画像読取装置（電荷結合素子など）２９に
より取り込まれ、そしてさらなるイメージ処理のために
パーソナルコンピュータ２６へ伝送される。
【００１６】図４Ａに示すように、ＧＲＩＮレンズ２３
の斜面２３１へあたったレーザビームの一部分は透過す
る。透過したレーザビームがフェルール１１１の斜面１
１３へあたると、斜面１１３上に図４Ｂに示す円形が投
影される。そのビームが斜面１１３で反射されて、反射
ビームがＧＲＩＮレンズ２３の斜面２３１を透過しなが
ら、斜面２３１上に図４Ｃに示す円形を発生させる。ま
たその反射ビームはＧＲＩＮレンズ２３の垂直面２３２
上に図４Ｄに示す楕円形を発生させる。最後に、反射ビ
ームが拡散して図４Ｅに示す第２楕円形をスクリーン２
８上に発生させる。第２楕円形は画像読取装置２９によ
り取り込まれ、そしてさらなるイメージ処理のためにパ
ーソナルコンピュータ２６へ伝送される。パーソナルコ
ンピュータ２６は第１楕円形（図３Ｄ）と第２楕円形
（図４Ｅ）の長軸の長さと短軸の長さをそれぞれ比較す
ることにより、測量されたフェルール１１１の斜面１１
３の傾斜角度θ2および標準ＧＲＩＮレンズ２３の斜面
２３１の傾斜角度θ1との差値を得ることができるた
め、角度θ2が得られる。角度θ2の計算式は後述する。
の斜面２３１へあたったレーザビームの一部分は透過す
る。透過したレーザビームがフェルール１１１の斜面１
１３へあたると、斜面１１３上に図４Ｂに示す円形が投
影される。そのビームが斜面１１３で反射されて、反射
ビームがＧＲＩＮレンズ２３の斜面２３１を透過しなが
ら、斜面２３１上に図４Ｃに示す円形を発生させる。ま
たその反射ビームはＧＲＩＮレンズ２３の垂直面２３２
上に図４Ｄに示す楕円形を発生させる。最後に、反射ビ
ームが拡散して図４Ｅに示す第２楕円形をスクリーン２
８上に発生させる。第２楕円形は画像読取装置２９によ
り取り込まれ、そしてさらなるイメージ処理のためにパ
ーソナルコンピュータ２６へ伝送される。パーソナルコ
ンピュータ２６は第１楕円形（図３Ｄ）と第２楕円形
（図４Ｅ）の長軸の長さと短軸の長さをそれぞれ比較す
ることにより、測量されたフェルール１１１の斜面１１
３の傾斜角度θ2および標準ＧＲＩＮレンズ２３の斜面
２３１の傾斜角度θ1との差値を得ることができるた
め、角度θ2が得られる。角度θ2の計算式は後述する。
【００１７】ＧＲＩＮレンズ２３の斜面２３１とフェル
ール１１１の斜面１１３とスクリーン２８の表面の投影
光の関係は数学的座標変換により理解される。ここでは
ＧＲＩＮレンズ２３の斜面２３１の角度をθ1で表し、
フェルール１１１の斜面１１３の角度をθ2で表す。可
視光線がＧＲＩＮレンズ２３の斜面２３１上に形成する
円形の座標は（ｘ'1，ｙ'1）である。ＧＲＩＮレンズ２
３の端面２３２とスクリーン２８は、光軸に直交する平
面であるため、反射光がＧＲＩＮレンズ２３を透過する
前に、斜面２３１上の円形が垂直面上で座標（ｘ''1，
ｙ''1）に変換される。図５に示すように、二つの座標
の関係は、次式に示す通りである。
ール１１１の斜面１１３とスクリーン２８の表面の投影
光の関係は数学的座標変換により理解される。ここでは
ＧＲＩＮレンズ２３の斜面２３１の角度をθ1で表し、
フェルール１１１の斜面１１３の角度をθ2で表す。可
視光線がＧＲＩＮレンズ２３の斜面２３１上に形成する
円形の座標は（ｘ'1，ｙ'1）である。ＧＲＩＮレンズ２
３の端面２３２とスクリーン２８は、光軸に直交する平
面であるため、反射光がＧＲＩＮレンズ２３を透過する
前に、斜面２３１上の円形が垂直面上で座標（ｘ''1，
ｙ''1）に変換される。図５に示すように、二つの座標
の関係は、次式に示す通りである。
【００１８】
【数９】
ここで、
【００１９】
【数１０】
と定義し、θ''1gをＧＲＩＮレンズ２３の垂直面２３２
に対する反射レーザビームの照射角度と定義する。ＧＲ
ＩＮレンズ２３中のレーザビームの照射角度と屈折角の
理論関係は次式で示される。
に対する反射レーザビームの照射角度と定義する。ＧＲ
ＩＮレンズ２３中のレーザビームの照射角度と屈折角の
理論関係は次式で示される。
【００２０】
【数１１】
数式（２）において、√ＡはＧＲＩＮレンズ２３に固有
の定数であり、θ''1gは照射角度であり、ｒ''1は照射
位置からＧＲＩＮレンズ２３の軸線までの距離であり、
ｒ'''1は出口位置からＧＲＩＮレンズ２３の軸線までの
距離であり、θ'''1gは出口角度であり、Ｎ0はＧＲＩＮ
レンズの反射率であり、ＺはＧＲＩＮレンズ２３の機械
長さである。
の定数であり、θ''1gは照射角度であり、ｒ''1は照射
位置からＧＲＩＮレンズ２３の軸線までの距離であり、
ｒ'''1は出口位置からＧＲＩＮレンズ２３の軸線までの
距離であり、θ'''1gは出口角度であり、Ｎ0はＧＲＩＮ
レンズの反射率であり、ＺはＧＲＩＮレンズ２３の機械
長さである。
【００２１】出口レーザビームの拡散角度はＧＲＩＮレ
ンズ２３の開口率から得ることができる。拡散角度によ
ると、スクリーン２８とＧＲＩＮレンズ２３の端面２３
２との間の距離と、ＧＲＩＮレンズ２３上の楕円形の座
標と、スクリーン２８上の楕円形のサイズとを得ること
ができる。ここで注意が必要なのは、ＧＲＩＮレンズ２
３の垂直面上の楕円形のサイズはスクリーン２８上の楕
円形のサイズと比例することである。
ンズ２３の開口率から得ることができる。拡散角度によ
ると、スクリーン２８とＧＲＩＮレンズ２３の端面２３
２との間の距離と、ＧＲＩＮレンズ２３上の楕円形の座
標と、スクリーン２８上の楕円形のサイズとを得ること
ができる。ここで注意が必要なのは、ＧＲＩＮレンズ２
３の垂直面上の楕円形のサイズはスクリーン２８上の楕
円形のサイズと比例することである。
【００２２】同様に、ＧＲＩＮレンズ２３の斜面２３１
により反射されなかったレーザビームは、反射の法則に
よりフェルール１１１の斜面１１３へ照射される。図４
Ａに示すように、円形（ｘ2，ｙ2）が斜面１１３上上に
発生する。続いて、斜面１１３からの反射光はＧＲＩＮ
レンズの斜面２３１（ｘ'2，ｙ'2）へ入射する。ＧＲＩ
Ｎレンズ２３の斜面２３１上の投影はフェルール１１１
の斜面１１３上の円形反射の座標変換である。
により反射されなかったレーザビームは、反射の法則に
よりフェルール１１１の斜面１１３へ照射される。図４
Ａに示すように、円形（ｘ2，ｙ2）が斜面１１３上上に
発生する。続いて、斜面１１３からの反射光はＧＲＩＮ
レンズの斜面２３１（ｘ'2，ｙ'2）へ入射する。ＧＲＩ
Ｎレンズ２３の斜面２３１上の投影はフェルール１１１
の斜面１１３上の円形反射の座標変換である。
【００２３】フェルールの斜面角度（θ2）とＧＲＩＮ
レンズ２３の斜面２３１の角度（θ1）との差ΔθはΔ
θ＝｜θ1−θ2｜で表される。図６を参照すると、（ｘ
2，ｙ2）と（ｘ'2，ｙ'2）との座標変換は次に示す通り
である。
レンズ２３の斜面２３１の角度（θ1）との差ΔθはΔ
θ＝｜θ1−θ2｜で表される。図６を参照すると、（ｘ
2，ｙ2）と（ｘ'2，ｙ'2）との座標変換は次に示す通り
である。
【００２４】
【数１２】
ＧＲＩＮレンズ２３上の円形の座標（ｘ'2，ｙ'2）は、
反射法則、屈折法則、フェルール１１１とＧＲＩＮレン
ズ２３との距離をもとに得ることができる。ＧＲＩＮレ
ンズ２３の端面２３２およびスクリーン２８は平面であ
るため、反射レーザビームがＧＲＩＮレンズ２３に到達
する前に、斜面上の円形は垂直面上の座標（ｘ''2，
ｙ''2）へ変換される。
反射法則、屈折法則、フェルール１１１とＧＲＩＮレン
ズ２３との距離をもとに得ることができる。ＧＲＩＮレ
ンズ２３の端面２３２およびスクリーン２８は平面であ
るため、反射レーザビームがＧＲＩＮレンズ２３に到達
する前に、斜面上の円形は垂直面上の座標（ｘ''2，
ｙ''2）へ変換される。
【００２５】
【数１３】
ここで、
【００２６】
【数１４】
であり、θ''2gは反射レーザビームの照射角度である。
そのため、ＧＲＩＮレンズ２３に出入りするレーザビー
ムの角度は次式で示される。
そのため、ＧＲＩＮレンズ２３に出入りするレーザビー
ムの角度は次式で示される。
【００２７】
【数１５】
数式（３）において、√ＡはＧＲＩＮレンズ２３の定数
であり、θ''2gはレーザビームの照射角度であり、ｒ''
2は照射位置からＧＲＩＮレンズ２３の軸線までの距離
であり、ｒ'''2は出口位置からＧＲＩＮレンズ２３の軸
線までの距離であり、θ'''2gはレーザビームの出口角
度であり、Ｎ0はＧＲＩＮレンズ２３の屈折率であり、
ＺはＧＲＩＮレンズの機械長さ（mechanical length）
である。
であり、θ''2gはレーザビームの照射角度であり、ｒ''
2は照射位置からＧＲＩＮレンズ２３の軸線までの距離
であり、ｒ'''2は出口位置からＧＲＩＮレンズ２３の軸
線までの距離であり、θ'''2gはレーザビームの出口角
度であり、Ｎ0はＧＲＩＮレンズ２３の屈折率であり、
ＺはＧＲＩＮレンズの機械長さ（mechanical length）
である。
【００２８】数式（１）および数式（２）中の全ての項
は分かるか決めることができるため、画像読取装置２９
を使用してスクリーン２８上の第１楕円形のサイズを読
み込めば、数式（２）のサイズと比較して比例値を得る
ことができる。上記したように、数式（４）において、
フェルール組立体１１の斜面１１３における円形投影の
座標（ｘ2，ｙ2）は分かり、数式（３）中のＧＲＩＮレ
ンズ２３の光学特性のマトリックス（右辺第１項）は分
かる。加えて、スクリーン上に投影された第２楕円投影
の寸法はパーソナルコンピュータ２６により算出され
る。すなわち、画像読取装置２９が第２楕円投影の画像
を読み取り、その画像データをパーソナルコンピュータ
２６に転送し、パーソナルコンピュータ２６が画像デー
タを用いて第２楕円投影の寸法を算出する。このように
して数式（４）によりΔθが求められ、Δθ＝｜θ1−
θ2｜からフェルールの斜面角度θ2が求められる。
は分かるか決めることができるため、画像読取装置２９
を使用してスクリーン２８上の第１楕円形のサイズを読
み込めば、数式（２）のサイズと比較して比例値を得る
ことができる。上記したように、数式（４）において、
フェルール組立体１１の斜面１１３における円形投影の
座標（ｘ2，ｙ2）は分かり、数式（３）中のＧＲＩＮレ
ンズ２３の光学特性のマトリックス（右辺第１項）は分
かる。加えて、スクリーン上に投影された第２楕円投影
の寸法はパーソナルコンピュータ２６により算出され
る。すなわち、画像読取装置２９が第２楕円投影の画像
を読み取り、その画像データをパーソナルコンピュータ
２６に転送し、パーソナルコンピュータ２６が画像デー
タを用いて第２楕円投影の寸法を算出する。このように
して数式（４）によりΔθが求められ、Δθ＝｜θ1−
θ2｜からフェルールの斜面角度θ2が求められる。
【００２９】本発明では、θ2を得るために次のステッ
プを行う。 （ステップ１）数式（１）からｘ''1およびｙ''1を決定
する。 （ステップ２）ｘ''1およびｙ''1からｒ''1およびθ''
1gを決定する。 （ステップ３）数式（２）により、ｒ'''1およびθ'''
1gを決定して、それはＧＲＩＮレンズ２３の垂直面２３
２上の第１楕円のサイズを示す。 （ステップ４）画像読取装置２９で得たスクリーン２８
上の第１楕円形のサイズを、数式（２）のサイズで割っ
て比例値を得る。 （ステップ５）画像読取装置２９で得たスクリーン２８
上の第２楕円形のサイズを、比例値で割ってＧＲＩＮレ
ンズの垂直面上の第２楕円のｒ'''2およびθ'''2 gを得
る。 （ステップ６）数式（３）から、ｒ''2およびθ''2gを
決定する。 （ステップ７）ｒ''2およびθ''2gからｘ''2およびｙ''
2を決定する。 （ステップ８）数式（４）からΔθを決定する。 （ステップ９）Δθ＝｜θ1−θ2｜から、θ2を決定す
る。
プを行う。 （ステップ１）数式（１）からｘ''1およびｙ''1を決定
する。 （ステップ２）ｘ''1およびｙ''1からｒ''1およびθ''
1gを決定する。 （ステップ３）数式（２）により、ｒ'''1およびθ'''
1gを決定して、それはＧＲＩＮレンズ２３の垂直面２３
２上の第１楕円のサイズを示す。 （ステップ４）画像読取装置２９で得たスクリーン２８
上の第１楕円形のサイズを、数式（２）のサイズで割っ
て比例値を得る。 （ステップ５）画像読取装置２９で得たスクリーン２８
上の第２楕円形のサイズを、比例値で割ってＧＲＩＮレ
ンズの垂直面上の第２楕円のｒ'''2およびθ'''2 gを得
る。 （ステップ６）数式（３）から、ｒ''2およびθ''2gを
決定する。 （ステップ７）ｒ''2およびθ''2gからｘ''2およびｙ''
2を決定する。 （ステップ８）数式（４）からΔθを決定する。 （ステップ９）Δθ＝｜θ1−θ2｜から、θ2を決定す
る。
【００３０】
【発明の効果】上記構成により、この発明は下記のよう
な長所を有する。本発明は、上で述べた計算ステップと
計算式から、フェルール１１１の斜面１１３の角度θ2
を決定することができる。さらに本発明で述べた方法に
より、その他の光学部品の斜面角度をも求めることがで
きる。
な長所を有する。本発明は、上で述べた計算ステップと
計算式から、フェルール１１１の斜面１１３の角度θ2
を決定することができる。さらに本発明で述べた方法に
より、その他の光学部品の斜面角度をも求めることがで
きる。
【図１】 従来の技術にかかる典型的なファイバコリメ
ータの断面図である。
ータの断面図である。
【図２】 本発明にかかる、標準キイをファイバコリメ
ータ中に設置した時の断面図である。
ータ中に設置した時の断面図である。
【図３】 （Ａ）はＧＲＩＮレンズの斜面でのレーザビ
ームの反射を示す図である。（Ｂ）は図３Ａのレーザビ
ームによりＧＲＩＮレンズの斜面上に発生した円形を示
す図である。（Ｃ）は図３（Ａ）のレーザビームにより
ＧＲＩＮレンズの斜面上に発生した楕円形を示す図であ
る。（Ｄ）は図３（Ａ）のレーザビームによりスクリー
ン上に発生した楕円形を示す図である。
ームの反射を示す図である。（Ｂ）は図３Ａのレーザビ
ームによりＧＲＩＮレンズの斜面上に発生した円形を示
す図である。（Ｃ）は図３（Ａ）のレーザビームにより
ＧＲＩＮレンズの斜面上に発生した楕円形を示す図であ
る。（Ｄ）は図３（Ａ）のレーザビームによりスクリー
ン上に発生した楕円形を示す図である。
【図４】 （Ａ）はフェルールの斜面でのレーザビーム
の反射を示す図である。（Ｂ）は図４Ａのレーザビーム
によりフェルールの斜面上に発生した円形を示す図であ
る。（Ｃ）は図４ＡのレーザビームによりＧＲＩＮレン
ズの斜面上に発生した円形を示す図である。（Ｄ）は図
４ＡのレーザビームによりＧＲＩＮレンズの垂直面上に
発生した楕円形を示す図である。（Ｅ）は図４Ａのレー
ザビームによりスクリーン上に発生した楕円形を示す図
である。
の反射を示す図である。（Ｂ）は図４Ａのレーザビーム
によりフェルールの斜面上に発生した円形を示す図であ
る。（Ｃ）は図４ＡのレーザビームによりＧＲＩＮレン
ズの斜面上に発生した円形を示す図である。（Ｄ）は図
４ＡのレーザビームによりＧＲＩＮレンズの垂直面上に
発生した楕円形を示す図である。（Ｅ）は図４Ａのレー
ザビームによりスクリーン上に発生した楕円形を示す図
である。
【図５】 本発明にかかる、ＧＲＩＮレンズ上に設定さ
れた一組の座標を示す断面図である。
れた一組の座標を示す断面図である。
【図６】 本発明にかかる、フェルールおよびＧＲＩＮ
レンズ上に設定されたもう一組の座標を示す断面図であ
る。
レンズ上に設定されたもう一組の座標を示す断面図であ
る。
２３…ＧＲＩＮレンズ
２５…キイ
２６…パーソナルコンピュータ
２７…可視レーザビーム
２８…スクリーン
２９…画像読取装置
１１１…フェルール
１１３…フェルールの斜面
２３１…ＧＲＩＮレンズの斜面
２３２…ＧＲＩＮレンズの垂直面
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 2F065 AA31 BB05 BB22 BB25 CC21
CC23 FF04 FF23 FF41 FF49
GG04 HH04 HH12 JJ03 JJ14
JJ26 LL02 LL12 QQ25 QQ28
QQ31 UU07
2G086 FF01
Claims (5)
- 【請求項１】 光学部品の斜面の角度を測量する方法で
あって、 （ａ）斜面と垂直面と所定の規格とを有する標準ＧＲＩ
Ｎ（屈折率分布型）レンズを用意するステップと、 （ｂ）光学部品の斜面を、所定距離をおいて前記標準Ｇ
ＲＩＮレンズの斜面と 対向させるステップと、（ｃ）レーザビームを前記標準
ＧＲＩＮレンズの垂直面へ照射して、前記標準ＧＲＩＮ
レンズの斜面における反射により第１楕円形を発生さ
せ、かつ、光学部品の斜面における反射により第２楕円
形を発生させるステップと、 （ｄ）前記光学部品の斜面の角度を、前記標準ＧＲＩＮ
レンズの規格および第１楕円形と第２楕円形のサイズに
より決定するステップとを含むことを特徴とする光学部
品の斜面角度を測量する方法。 - 【請求項２】 ステップ（ｃ）では、前記第１楕円形と
第２楕円形がスクリーン上に発生される請求項１記載の
方法。 - 【請求項３】 ステップ（ｄ）が、 （ｄ１）数式（１）からｘ''1およびｙ''1を座標変換し
て決定するステップと、 【数１】 ここで、ｘ'1とｙ'1が前記標準ＧＲＩＮレンズ斜面上の
一組の座標であり、θ 1が前記標準ＧＲＩＮレンズの斜
面の角度であり、ｘ''1，ｙ''1が前記標準ＧＲＩＮレン
ズの垂直面上の一組の座標であることと、 （ｄ２）ｘ''1およびｙ''1からｒ''1およびθ''1gを決
定するステップと、ここでｒ''1がレーザビームの照射
位置から前記標準ＧＲＩＮレンズの軸線までの距離であ
り、θ''1gが前記標準ＧＲＩＮレンズの垂直面上の反射
レーザビームの照射角度であること、 （ｄ３）数式（２）により、前記標準ＧＲＩＮレンズ垂
直面上の前記第１楕円形のｒ'''1およびθ'''1gのサイ
ズを決定するステップと、 【数２】 ここで、√Ａが前記標準ＧＲＩＮレンズの定数であり、
θ''1gが前記レーザビームの照射角度であり、ｒ''1が
前記レーザビームの照射位置と前記標準ＧＲＩＮレンズ
の軸線との間の距離であり、θ'''1gが前記レーザビー
ムの出口角度であり、Ｎ0が前記標準ＧＲＩＮレンズの
屈折率であり、Ｚが前記標準ＧＲＩＮレンズの機械長さ
であることと、 （ｄ４）前記スクリーン上の前記第１楕円形のサイズ
を、数式（２）の前記標準ＧＲＩＮレンズ垂直面上の前
記第１楕円形のサイズで割って、比例値を得るステップ
と、 （ｄ５）前記スクリーン上の第２楕円形のサイズを前記
比例値で割って、標準ＧＲＩＮレンズ垂直面上の第２楕
円形のｒ'''2およびθ'''2gを得るステップと、 （ｄ６）数式（３）からｒ''2およびθ''2gを決定する
ステップと、 【数３】 ここで、θ''2gが前記レーザビームの照射角度であり、
ｒ''2が前記レーザビームの照射位置と前記標準ＧＲＩ
Ｎレンズの軸線との間の距離であり、ｒ'''2が前記レー
ザビームの出口位置と前記標準ＧＲＩＮレンズの軸線と
の間の距離であり、θ'''2gが前記レーザビームの出口
角度であることと、 （ｄ７）ｒ''2およびθ''2gからｘ''2およびｙ''2を決
定するステップと、ここでｘ''2およびｙ''2が斜面から
前記標準ＧＲＩＮレンズの垂直面に変換された一組の座
標であることと、 （ｄ８）数式（４）からΔθを決定するステップと、 【数４】 ここで、ｘ2およびｙ2が前記光学部品の斜面上の一組の
座標であり、Δθ＝｜θ1−θ2｜であることと、 （ｄ９）前記光学部品の斜面の角度であるθ2をΔθ＝
｜θ1−θ2｜から決定するステップとを含むものである
請求項２記載の方法。 - 【請求項４】 光学部品の斜面角度を測量する装置であ
って、 光学部品の斜面に真正面に対向する斜面と垂直面とを含
み、かつ、前記光学部品から所定距離だけ離間して配置
された標準ＧＲＩＮレンズと、 前記標準ＧＲＩＮレンズの垂直面に対向して配置された
スクリーンと、 レーザビームを前記標準ＧＲＩＮレンズの垂直面へ入射
して、前記標準ＧＲＩＮレンズの斜面および前記光学部
品の斜面でレーザビームを反射させて、前記スクリーン
上に第１楕円形と第２楕円形とを発生させるレーザ光源
と、 前記第１楕円形および第２楕円形のイメージを取り出し
て、対応する信号を出力する画像読取装置と、 前記信号を受信して、前記光学部品の斜面の角度を決定
するプロセッサーとを含むことを特徴とする光学部品の
斜面角度を測量する装置。 - 【請求項５】 さらに前記光学部品と前記標準ＧＲＩＮ
レンズとの間に設けられ、前記光学部品と前記標準ＧＲ
ＩＮレンズとの間の所定距離を保持するためのキイを含
む請求項４記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW090111159A TW509781B (en) | 2001-05-10 | 2001-05-10 | Measurement method and device of the slanting surface angle of optical device |
| TW90111159 | 2001-05-10 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003050113A true JP2003050113A (ja) | 2003-02-21 |
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ID=21678198
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002118802A Expired - Fee Related JP3542996B2 (ja) | 2001-05-10 | 2002-04-22 | 光学部品の斜面角度を測量する方法および装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JP3542996B2 (ja) |
| TW (1) | TW509781B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI896301B (zh) * | 2020-11-18 | 2025-09-01 | 以色列商魯姆斯有限公司 | 一種基於光學的方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI405948B (zh) * | 2010-02-02 | 2013-08-21 | Nat Univ Chung Hsing | 非接觸式３ｄ全平面位置對準法 |
| JP5968033B2 (ja) * | 2012-04-18 | 2016-08-10 | アルプス電気株式会社 | 傾斜面付きレンズの製造方法 |
| US11828987B2 (en) * | 2018-12-13 | 2023-11-28 | Kla Corporation | Axially adjusted, non-rotating barrel fiber collimator |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0799432A4 (en) * | 1994-12-21 | 1999-03-24 | E Tek Dynamics Inc | INTEGRATABLE FIBER OPTIC COUPLING AND DEVICES AND SYSTEMS THEREOF |
| JP2983177B2 (ja) * | 1996-07-23 | 1999-11-29 | 株式会社精工技研 | 傾斜接続端面を有する光デバイス |
| JPH11326641A (ja) * | 1998-05-12 | 1999-11-26 | Seiko Giken Kk | 光ファイバ波長フィルタおよびその製造方法 |
| US6142678A (en) * | 1999-06-15 | 2000-11-07 | Jds Uniphase Inc. | Optical coupling |
| US6181846B1 (en) * | 1999-06-28 | 2001-01-30 | E-Tek Dynamics, Inc. | Fiberoptic liquid crystal on-off switch and variable attenuator |
| US6168319B1 (en) * | 1999-08-05 | 2001-01-02 | Corning Incorporated | System and method for aligning optical fiber collimators |
-
2001
- 2001-05-10 TW TW090111159A patent/TW509781B/zh not_active IP Right Cessation
-
2002
- 2002-03-22 US US10/104,206 patent/US6795612B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2002-04-22 JP JP2002118802A patent/JP3542996B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI896301B (zh) * | 2020-11-18 | 2025-09-01 | 以色列商魯姆斯有限公司 | 一種基於光學的方法 |
Also Published As
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|---|---|
| JP3542996B2 (ja) | 2004-07-14 |
| US6795612B2 (en) | 2004-09-21 |
| TW509781B (en) | 2002-11-11 |
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