(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射されたレーザビームを伝送して出射する光ファイバの出射側端部から出射されたレーザビームの出力の大きさを検出するレーザビーム出力検出手段と、
上記光ファイバの出射側端部から出射されるレーザビームの中央部に現れる円形状のレーザビームの出力を上記レーザビーム出力検出手段で検出するように設定できる第１の設定手段と、
上記光ファイバの出射側端部から出射されるレーザビームの外周部に現れるリング状のレーザビームの出力を上記レーザビーム出力検出手段で検出するように設定できる第２の設定手段と、
上記第１あるいは第２の設定手段で設定された状態において、上記光ファイバに入射されるレーザビームの光軸に対して上記光ファイバの入射側端部の軸位置を自在の方向に位置調整可能な入射側光ファイバ軸位置調整手段とを備えたことを特徴とする光ファイバ取付位置調整装置。
【請求項２】
入射されたレーザビームを伝送して出射する光ファイバの出射側端部から出射されたレーザビームの出力の大きさを検出するレーザビーム出力検出手段と、
上記光ファイバに入射されるレーザビームの光軸に対して上記光ファイバの入射側端部の軸位置を自在の方向に位置調整可能な入射側光ファイバ軸位置調整手段と、
上記レーザビーム出力検出手段のレーザビーム受光部の前面に配置され、所定形状の開口が形成された開口部材と、
上記レーザビーム出力検出手段が上記光ファイバの出射側端部から出射されるレーザビームの中央部に現れる円形状レーザビーム出力と外周部に現れるリング状のレーザビーム出力とを切り替えて検出することができるように、上記開口部材に形成された開口の位置を移動させることが可能な開口位置調整手段とを備えたことを特徴とする光ファイバ取付位置調整装置。
【請求項３】
光ファイバの出射側端部から出射されるレーザビームの光軸とレーザビーム出力検出手段のレーザビーム受光部の中心を予め一致させて配置させていることを特徴とする請求項２に記載の光ファイバ取付位置調整装置。
【請求項４】
入射されたレーザビームを伝送して出射する光ファイバの出射側端部から出射されるレーザビームの光軸とレーザビーム受光部の中心を予め一致させて配置されると共に、上記光ファイバの出射側端部から出射されるレーザビームの出力の大きさを検出するレーザビーム出力検出手段と、
上記光ファイバに入射されるレーザビームの光軸に対して上記光ファイバの入射側端部の軸位置を自在の方向に位置調整可能な入射側光ファイバ軸位置調整手段と、
上記光ファイバの出射側端部から出射されるレーザビームの中央部に現れる円形状のレーザビームを通過させるための第１の開口が形成された第１の開口部材と、
上記光ファイバの出射側端部から出射されるレーザビームの外周部に現れるリング状のレーザビームを通過させるための第２の開口が形成された第２の開口部材と、
上記第１の開口部材と上記第２の開口部材を上記レーザビーム出力検出手段のレーザビーム受光部の前面において切り替えて配置し、上記円形状のレーザビームまたは上記リング状のレーザビームのいずれか一方を上記レーザビーム受光部に入射させる開口部材切替手段とを備えたことを特徴とする光ファイバ取付位置調整装置。
【請求項５】
レーザビーム出力検出手段からの出力値に応じて、入射側光ファイバ軸位置調整手段を自動制御する自動制御手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光ファイバ取付位置調整装置。
【請求項６】
光ファイバの出射側端部から出射されるレーザビームの中央部に現れる円形状のレーザビームの出力をレーザビーム出力検出手段で検出できるように設定するステップと、
この状態で上記入射されたレーザビームの光軸に対して上記光ファイバの入射側端部の軸位置を自在の方向に位置調整可能な入射側光ファイバ軸位置調整手段を用いて、上記円形状のレーザビームの出力が極大となるように上記光ファイバの入射側端部の軸位置を調整するステップと、
上記光ファイバの出射側端部から出射されるレーザビームの外周部に現れるリング状のレーザビームの出力を検出できるように設定するステップと、
この状態で上記入射側光ファイバ軸位置調整手段を用いて、上記リング状のレーザビームの出力が極小値となるように上記光ファイバの入射側端部の軸位置を調整するステップとからなることを特徴とする光ファイバ取付位置調整方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ加工機等のレーザ装置において、レーザ発振器から出射されたレーザビームの光ファイバ（ステップインデックスファイバ）への入射を最適な状態に調整するための光ファイバの取付位置調整装置および光ファイバ取付位置調整方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１０は、従来の光ファイバ取付位置調整装置の構成を示す側面図である。
図において、１はレーザ発振器、２はレーザ発振器から出射されたレーザビーム１０ａを集光するレンズ、１０ｂはレンズ２により集光されたレーザビーム、３はステップインデックスファイバ（以下も、単に光ファイバと略す）であって、３ａはその入射側の光ファイバ、３ｂは出射側の光ファイバである。
また、４はレーザビーム入射側の光ファイバ３ａを取り付ける共に、取り付けられた入射側の光ファイバ３ａを自在の方向（例えば、Ｘ、Ｙ、Ｚの３軸方向）に位置調整可能な入射側光ファイバ軸位置調整機構（手段）を設けた入射側光ファイバ取付ホルダであり、５はレーザビーム出射側の光ファイバ３ｂを取り付ける出射側光ファイバ取付ホルダである。
【０００３】
また、１０１は出射側の光ファイバ３ｂから出射した出射レーザビーム１０ｃを受け止める、例えば、パワーメータ等のダンパ（ ｄａｍｐｅｒ：減衰器 ）である。
尚、ステップインデックスファイバとは、屈折率がコア（中心部）内では一定であり、コアとクラッド（周辺部）の境界で階段的に変化している光ファイバのことである。
【０００４】
次に動作について説明する。レーザ発振器１から出射されたレーザビーム１０ａはレンズ２により集光されたレーザビーム１０ｂに変換され、入射側光ファイバ取付ホルダ４に取り付けられた入射側の光ファイバ３ａに入射する。
入射側の光ファイバ３ａから入り、出射側ファイバ取付ホルダ５に取り付けられた出射側の光ファイバ３ｂから出射したレーザビーム１０ｃは、パワーメータ等のダンパ１０１に入射する。
【０００５】
レーザビームが入射側の光ファイバ３ａへ入射する時の状態が最適な状態（即ち、入射されるレーザビームの光軸と光ファイバ３ａの中心軸が一致し、光りファイバ内をレーザビームが最も効率良く伝送される状態）であれば、出射されたレーザビーム１０ｃの形状が円形になることが判っているので、従来では、ダンパ１０１上での出射されたレーザビーム１０ｃのビーム強度分布を赤外線スコープ等で見ながら、入射側の光ファイバ３ａを取り付けた入射側ファイバ取付ホルダ４に設けられている入射側光ファイバ軸位置調整機構（手段）を用いて入射側の光ファイバ３ａの軸位置を自在の方向（例えば、Ｘ、Ｙ、Ｚの３軸方向）に位置調整を行うことにより、出射側の光ファイバ３ｂの端部から出射されたレーザビーム１０ｃの形状が円形になるように調整していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
以上に述べた従来の光ファイバ取付位置調整装置においては、光ファイバから出射後の実レーザビームの目視による判断に基づき調整するため、レーザ出力が高い場合、徐々にレーザ出力を上昇させながらの繰り返し調整が必要であり、非常に時間がかかるという問題点があった。
また、レーザビームが光ファイバへ入射する時の状態を最適な状態にするために、出射されたレーザビームの形状が円形状になるように作業者の目視判断によって入射側光ファイバ取付ホルダ４に設けられた入射側光ファイバ軸位置調整機構（手段）によって最適調整位置を行うので、調整作業者個人の主観的な判断で調整位置が決定されてしまい、調整精度にばらつきが発生すると共に、この判断をするには相当な熟練が必要であるという問題点があった。
【０００７】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、調整作業者の目視判断に頼ることなく、レーザビーム出力検出手段であるパワーメータの出力変化という極めて客観的な判断で、かつ、極めて容易に光ファイバ取付位置調整を行うことができる光ファイバ取付位置調整装置および光ファイバ取付位置調整方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る光ファイバ取付位置調整装置は、入射されたレーザビームを伝送して出射する光ファイバの出射側端部から出射されたレーザビームの出力の大きさを検出するレーザビーム出力検出手段と、上記光ファイバの出射側端部から出射されるレーザビームの中央部に現れる円形状のレーザビームの出力を上記レーザビーム出力検出手段で検出するように設定できる第１の設定手段と、上記光ファイバの出射側端部から出射されるレーザビームの外周部に現れるリング状のレーザビームの出力を上記レーザビーム出力検出手段で検出するように設定できる第２の設定手段と、上記第１あるいは第２の設定手段で設定された状態において、上記光ファイバに入射されるレーザビームの光軸に対して上記光ファイバの入射側端部の軸位置を自在の方向に位置調整可能な入射側光ファイバ軸位置調整手段とを備えたものである。
【０００９】
また、この発明に係る光ファイバ取付位置調整装置は、入射されたレーザビームを伝送して出射する光ファイバの出射側端部から出射されたレーザビームの出力の大きさを検出するレーザビーム出力検出手段と、上記光ファイバに入射されるレーザビームの光軸に対して上記光ファイバの入射側端部の軸位置を自在の方向に位置調整可能な入射側光ファイバ軸位置調整手段と、上記レーザビーム出力検出手段のレーザビーム受光部の前面に配置され、所定形状の開口が形成された開口部材と、上記レーザビーム出力検出手段が上記光ファイバの出射側端部から出射されるレーザビームの中央部に現れる円形状レーザビーム出力と外周部に現れるリング状のレーザビーム出力とを切り替えて検出することができるように、上記開口部材に形成された開口の位置を移動させることが可能な開口位置調整手段とを備えたものである。
【００１０】
また、この発明に係る光ファイバ取付位置調整装置は、光ファイバの出射側端部から出射されるレーザビームの光軸とレーザビーム出力検出手段のレーザビーム受光部の中心を予め一致させて配置させたものである。
【００１１】
また、この発明に係る光ファイバ取付位置調整装置は、入射されたレーザビームを伝送して出射する光ファイバの出射側端部から出射されるレーザビームの光軸とレーザビーム受光部の中心を予め一致させて配置されると共に、上記光ファイバの出射側端部から出射されるレーザビームの出力の大きさを検出するレーザビーム出力検出手段と、上記光ファイバに入射されるレーザビームの光軸に対して上記光ファイバの入射側端部の軸位置を自在の方向に位置調整可能な入射側光ファイバ軸位置調整手段と、上記光ファイバの出射側端部から出射されるレーザビームの中央部に現れる円形状のレーザビームを通過させるための第１の開口が形成された第１の開口部材と、上記光ファイバの出射側端部から出射されるレーザビームの外周部に現れるリング状のレーザビームを通過させるための第２の開口が形成された第２の開口部材と、上記第１の開口部材と上記第２の開口部材を上記レーザビーム出力検出手段のレーザビーム受光部の前面において切り替えて配置し、上記円形状のレーザビームまたは上記リング状のレーザビームのいずれか一方を上記レーザビーム受光部に入射させる開口部材切替手段とを備えたものである。
【００１２】
また、この発明に係る光ファイバ取付位置調整装置は、レーザビーム出力検出手段からの出力値に応じて、入射側光ファイバ軸位置調整手段を自動制御する自動制御手段をさらに備えたものである。
【００１３】
また、この発明に係る光ファイバ取付位置調整方法は、光ファイバの出射側端部から出射されるレーザビームの中央部に現れる円形状のレーザビームの出力をレーザビーム出力検出手段で検出できるように設定するステップと、この状態で上記入射されたレーザビームの光軸に対して上記光ファイバの入射側端部の軸位置を自在の方向に位置調整可能な入射側光ファイバ軸位置調整手段を用いて、上記円形状のレーザビームの出力が極大となるように上記光ファイバの入射側端部の軸位置を調整するステップと、上記光ファイバの出射側端部から出射されるレーザビームの外周部に現れるリング状のレーザビームの出力を検出できるように設定するステップと、この状態で上記入射側光ファイバ軸位置調整手段を用いて、上記リング状のレーザビームの出力が極小値となるように上記光ファイバの入射側端部の軸位置を調整するステップとを有したものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。尚、従来と同一符号は従来のものと同一あるいは相当のものを表す。
実施の形態１．
図１は、この発明の一実施の形態における光ファイバ取付位置調整装置の概略構成を示す図であり、図１（ａ）は全体構成を示す側面図、図１（ｂ）は図１（ａ）の全体構成のうち出射側光ファイバ取付ホルダ５あるいはパワーメータ７等からなる出力部側を上側から見た場合の部分上面図である。
図において、１はレーザ発振器、２はレーザ発振器から出射されたレーザビーム１０ａを集光するレンズ、１０ｂはレンズ２により集光されたレーザビーム、３はステップインデックスファイバ（以下、光ファイバと略す）であって、３ａはその入射側の光ファイバ、３ｂは出射側の光ファイバである。
【００１５】
また、４はレーザビーム入射側の光ファイバ３ａを取り付けると共に、取り付けられた入射側の光ファイバ３ａを自在の方向（例えばＸ、Ｙ、Ｚの３軸方向）に位置調整可能な入射側光ファイバ軸位置調整機構（手段）を設けた入射側光ファイバ取付ホルダであり、５はレーザビーム出射側の光ファイバ３ｂを取り付けた出射側光ファイバ取付ホルダである。
また、６は中心に所定大きさの径を有した円形状の開口（穴）６ａが形成された開口部材、７は出射側の光ファイバ３ｂから出射したレーザビーム１０ｃの出力を検出するパワーメータ（レーザビーム出力検出手段）である。
また、８は開口部材６とパワーメータ７を取り付け、出射側の光ファイバ３ｂを取り付けた出射側ファイバ取付ホルダ５に対して相対的に所定方向（例えば、矢印で図示されたような水平方向）に開口部材６の位置（即ち、開口６ａの位置）を可変できる開口位置調整機構（手段）、９はパワーメータ７の値を表示するテスタである。
【００１６】
次に動作について説明する。
レーザ発振器１から出射されたレーザビーム１０ａはレンズ２により集光されたレーザビーム１０ｂに変換され、入射側ファイバ取付ホルダ４に取り付けられた光ファイバ３ａに入射する。
入射側の光ファイバ３ａから入り、出射側ファイバ取付ホルダ５に取り付けられた出射側の光ファイバ３ｂから出射したレーザビーム１０ｃは、開口部材６の開口６ａを通過してパワーメータ（レーザビーム出力検出手段）７に入射し、その出力がテスタ９によって表示される。
ここで、開口部材６とパワーメータ７は、それぞれの中心を一致させて開口位置調整機構（手段）８に取り付けられている。
【００１７】
図２は、出射側の光ファイバ３ｂから出射されるレーザビーム１０ｃの断面形状を説明するための図である。
入射側の光ファイバ３ａとレンズ２により集光されたレーザビーム１０ｂの光軸が一致するように調整されている場合、光ファイバ３ｂから出射されたレーザビーム１０ｃは図２（ａ）に示すように円形状のビームとなる。
しかし、光ファイバ３ａとレーザビーム１０ｂの光軸が一致するように調整されていない場合、図２（ｂ）に示すように円形状のレーザビームとその外周部にリング状に拡がるレーザビームの２つのレーザビームが現れてくる。
【００１８】
尚、光ファイバ（ステップインデックスファイバ）の特性上、光ファイバから出射されるリング状のレーザビーム角度は一義的に決まるので、出射側の光ファイバ３ｂの出射端面から開口位置調整機構（手段）８のレーザビームが照射される面までの距離が決めれば、リング状のレーザビームが現れる位置（即ち、円形状のレーザビームの中心からの半径方向の距離）は予めわかる。
このリング状に拡がるレーザビームが現れ始めると、即ち、光ファイバ３ａとレーザビーム１０ｂの光軸が調整されていないと、レーザビームの光ファイバ伝送効率は減少し始める。
【００１９】
従って、入射側の光ファイバ３ａとこれに入射される集光されたレーザビーム１０ｂの光軸が一致していない時に現れるリング状に拡がるレーザビームの強さ（出力）をパワーメータ７にて検出し、この検出値が最小（即ち、リング状のレーザビームの出力値がほとんど検出されない状態）になるように入射側の光ファイバ取付ホルダ４に設けられている入射側光ファイバ軸位置調整機構（手段）を調整することによって、光ファイバ３ａの光軸と入射されるレーザビーム１０ｂとの光軸を正確に一致させる調整が可能になる。
【００２０】
次に、本実施の形態１における光ファイバ取付位置調整装置における取付位置調整方法について説明する。
まず、出射側光ファイバ取付ホルダ５に取り付けられた出射側の光ファイバ３ｂの光軸と開口６ａおよびパワーメータ７の中心軸を一致させ、開口６ａを通過するレーザビーム１０ｃの出力をすべてパワーメータ７で検出できるようにしておく。
ここで、レーザ発振器１からレーザビーム１０ａを出射させ、入射側の光ファイバ３ａを取り付けた入射側の光ファイバ取付ホルダ４に設けられている入射側光ファイバ軸位置調整機構（手段）により、入射側の光ファイバ端部の中心軸を、例えばＸ、Ｙ、Ｚの３軸方向にを動かすと、その出力変化がパワーメータ７で検出され、テスタ９で表示される出力値は入射側の光ファイバ３ａのＸ、Ｙ、Ｚ各軸方向への移動量に対して図３に示したような中央部になだらか（ほぼフラット）な極大値を有した特性を示す。
【００２１】
このように、まず、出射側の光ファイバ３ｂの出射端面から出射されるレーザビーム出力が図３に示したようなほぼフラットな極大値の範囲内に収まるように、予め光ファイバ軸位置調整機構（手段）を用いて調整することを「粗調整」とする。
尚、図３は、本実施の形態１による光ファイバ取付位置調整装置における粗調整時の出力変化を表す図である。
【００２２】
図３において、軸移動量の両端において出力値が下がり始めるが、これはリング状のビームがすでに現れ、その度合いが大きいことを示し、入射側の光ファイバ３ａと集光されたレーザビーム１０ｂの光軸が一致するように調整されていないことを示している。
光ファイバ３ａとレーザビーム１０ｂの光軸がある程度一致するように調整されている範囲は、図３に示した出力値の極大値がフラットである部分であるが、フラットな領域が広いので光ファイバ３ａとレーザビーム１０ｂの光軸が確実に一致するように調整されている正確な位置がわからない場合が多い。
【００２３】
そこで、入射レーザビーム１０ｂの光軸に対する入射側の光ファイバ３ａの最適な取り付け位置を正確に見つける方法（微調整）について以下に述べる。
図３に示された出力値がフラットな極大値を示す部分は、リング状のレーザビームが全く無いというわけではなく、調整位置からずれた領域ではわずかに存在している。
ただし、円形状のレーザビームの出力が強いために、リング状のレーザビームが現れたことによる微小なレーザビーム出力の減少が現れないだけである。
この発明は、リング状のレーザビームが現れたことによる微小なレーザビーム出力の減少を測定系を工夫することで検出することを特徴するものである。
【００２４】
図４は、本実施の形態１による光ファイバ取付位置調整装置における出射側の光ファイバ３ｂから出射されたレーザビーム１０ｃと開口とのパワーメータ７の受光部における相対位置を表す図である。
前述したように、出射側の光ファイバ３ｂの出射端面から開口位置調整機構（手段）８のレーザビームが照射される面までの距離が決まれば、リング状のレーザビームが現れる位置は予めわかるので、図４に示すようにリング状のレーザビームが現れる位置に開口位置調整機構（手段）８を動作させて、開口６ａおよびパワーメータ７の中心軸を合わせる。
さらに詳しくは、開口６ａの中心がリング状レーザビームの径方向の幅のほぼ中央部に位置するように開口位置調整機構（手段）８を調整する。
【００２５】
開口６ａの大きさは、リング状のレーザビームの一部のみを通過させ、円形のレーザビームはほぼ遮断できる径であれば良い。
具体的には、開口６ａの大きさは、開口６ａの半径をＲ１、円形状のレーザビームの半径をＲ２、円形状のレーザビームの中心Ｏからリング状のレーザビームの中央部までの距離をＲ３としたとき、“ Ｒ１ ＜ Ｒ２ーＲ３ ”の関係を少なくとも満足し、さらに、開口６ａの直径はリング状のレーザビームの幅ｄよりも大きいことが望ましい。
【００２６】
図５は、実施の形態１による光ファイバ取付位置調整装置における微調整時の出力変化を表す図であり、図３のフラット部の任意の位置を出発点として、入射側の光ファイバ取付ホルダ４の入射側光ファイバ軸位置調整機構（手段）により入射側の光ファイバ３ａを、例えば、Ｘ、Ｙ、Ｚの３軸方向へそれぞれ動かしてやると、テスタ９で表示される出力値はＸ、Ｙ、Ｚ各軸方向の移動量対して、図５に示したように極小値を示す。
この極小値が示すところの意味は、リング状のレーザビームの出力が極小値をとるということである。
即ち、入射側の光ファイバ３ａの光軸とこれに入射されるレーザビーム１０ｂの光軸とが一致していることを意味している。
従って、入射側光ファイバ取付ホルダ４に設けられている入射側光ファイバ軸位置調整機構（手段）を用いて、入射側の光ファイバ３ａをＸ、Ｙ、Ｚの３軸方向へそれぞれ移動し、テスタ７で検出されるリング状のレーザビームの出力が極小値となる位置で入射側の光ファイバ３ａを固定することにより、最適な調整位置を正確に行うことができる。
【００２７】
このように、光ファイバの取付位置調整において、まず、出射側の光ファバ取付ホルダ５に取り付けられた出射側の光ファイバ３ｂの光軸と開口６ａおよびパワーメータ７の中心軸を一致させ、開口６ａを通過するレーザビーム１０ｃの出力をすべてパワーメータ７で検出できるように設定し、次に、入射側の光ファイバ取付ホルダ４の入射側光ファイバ軸位置調整手段を用いて、入射側の光ファイバ３ａの中心軸をＸ、Ｙ、Ｚの３軸方向へそれぞれ移動し、テスタ７で検出されるレーザビーム１０ｃの出力が極大となるように入射側の光ファイバ３ａの取付位置を調整することを「粗調整」とするならば、開口位置調整機構（手段）８を動作させてリング状のレーザビームが現れる位置に開口６ａを移動させ、この状態で入射側の光ファイバ取付ホルダ４の入射側軸位置調整手段を用いて、入射側の光ファイバ３ａの中心軸をＸ、Ｙ、Ｚの３軸方向へそれぞれ移動し、テスタ７で検出されるリング状のレーザビームの出力が極小値となるように入射側の光ファイバ３ａの位置を調整することは「微調整」になる。
本発明では、光ファイバの調整において、上述のような粗調整と微調整を切り替えることにより、正確、かつ、容易にファイバ調整を行うことができる。
【００２８】
実施の形態２．
図６は、実施の形態２による光ファイバ取付位置調整装置の出射側光ファイバ取付ホルダ５あるいはパワーメータ７等からなる出力部側の構成を示す図であり、図６（ａ）はその側面図、図６（ｂ）は上面図である。
図において、３ｂはレーザビームが出射される出射側の光ファイバ、５は出射側の光ファイバ３ｂを取り付けた出射側光ファイバ取付ホルダ、６は中心に所定大きさの径を有した円形状の開口（穴）６ａが形成された開口部材、７は出射側の光ファイバ３ｂから出射したレーザビーム１０ｃの出力を検出するパワーメータ（レーザビーム出力検出手段）、２１は開口部材６位置のみを所定方向に変化させる開口位置調整機構（手段）、９はパワーメータ７の値を表示するテスタである。
【００２９】
図６に示した出力部側以外のその他の構成は、図１に示した実施の形態１における光ファイバ取付位置調整装置と同じである。
前述の実施の形態１における光ファイバ取付位置調整装置では、開口部材６とパワーメータ７がともに開口位置調整機構（手段）８に取り付けられており、開口６ａとパワーメータ７の相対的な位置関係は変化させない構成であった。
言い換えれば、出射側の光ファイバ３ｂに対して開口６ａとパワーメータ７の位置が位置調整機構（手段）８によって同時に移動させられる構成であった。
【００３０】
これに対して、本実施の形態２では、図６に示すように、出射側のファイバ取付ホルダ５に取り付けられた出射側の光ファイバ３ｂの光軸とパワーメータ７の相対的な位置関係は変化させずに、開口６ａの位置のみが変化するような開口位置調整機構（手段）２１を設けていることを特徴とする。
このような構成を採用することにより、出射側の光ファイバ３ｂの光軸中心とパワーメータ７の受光部（出力検出の可能な領域）の中心を予め一致させておけば、その相対的な位置関係は変化しないので、パワーメータ７の受光部の直径はリング状のレーザビームの出力を確実に検出できるだけの大きさがあればよいことになる。
即ち、パワーメータ７の受光部の直径はパワーメータ７の受光部位置におけるリング状のレーザビーム外周の直径と同等の大きさがあればよい。
【００３１】
実施の形態３．
図７は、実施の形態３における光ファイバ取付位置調整装置の出射側光ファイバ取付ホルダ５あるいはパワーメータ７等からなる出力部側の構成を示す上面図である。
図において、３ｂはレーザビームが出射される出射側の光ファイバ、５は出射側の光ファイバ３ｂを取り付けた出射側光ファイバ取付ホルダ、３１は中央部に所定大きさの径を有した円形状の第１の開口３１ａが形成された第１の開口部材、３２は周辺部に所定形状のスリット状の第の開口３２ａが形成された第２の開口部材、３３は第１の開口部材３１と第２の開口部材３２の位置を切り替える開口部材切替機構（手段）、７は出射側の光ファイバ３ｂから出射したレーザビーム１０ｃの出力を検出するパワーメータ（れーざビーム出力検出手段）、９はパワーメータ７の値を表示するテスタである。
【００３２】
本実施の形態における光ファイバ取付位置調整装置の基本的な構成は前述した実施の形態１と同じであるが、実施の形態１では出射側光ファイバ取付ホルダ５に取り付けられた出射側の光ファイバ３ｂの光軸と開口部材６とパワーメータ７が取り付けられた位置調整機構（手段）８の相対的な位置関係が変化したのに対し、本実施の形態では出射側光ファイバ取付ホルダ５に取り付けられた出射側の光ファイバ３ｂの光軸とパワーメータ７の受光部の中心とを予め一致させだ状態でその相対的な位置関係は変化させず、開口部材切替機構（手段）３３に取り付けられた２種類の開口（即ち、第１の開口３１ａ、第２の開口３２ａ）を切り替えることで光ファイバ位置調整を行うことを特徴とする。
【００３３】
図８に本実施の形態の最大の特徴である２種類の開口３１ａおよび３２ａの形状例を示す。
図８（ａ）は第１の開口部材を示し、図８（ｂ）は第２の開口部材を示しており、第１の開口部材３１には中心部に円形状の開口３１ａが形成されており、出射側の光ファイバ３ｂから出射される円形状のレーザビームのみもしくはその一部のみを通過させることができ、リング状のレーザビームはほぼ遮断する。
また、第２の開口部材３２にはその周辺部にリング状のスリットである第２の開口３２ａが形成されており、この第２の開口３２ａは出射側の光ファイバ３ｂから出射されるリング状のレーザビームのみもしくはその一部を通過させることができ、円形のビームはほぼ遮断する。
【００３４】
本実施の形態における光ファイバ位置調整装置も基本的な調整動作は実施の形態１とほぼ同様であり、粗調整を行うときは開口部材切り替え機構（手段）３３を動かし、中心部に第１の開口３１ａが形成された第１の開口部材３１をパワーメータ７の前に挿入する。
このとき、レーザ発振器１からレーザビーム１０ａを出射させ、入射側の光ファイバ３ａを取り付けた入射側光ファイバ取付ホルダ４の入射側光ファイバ軸位置調整機構（手段）を用いて入射側の光ファイバ３ａの中心軸を光ファイバに入射されるレーザビーム１０ｂの光軸に対して、例えば、Ｘ、Ｙ、Ｚの３軸方向へ動かすと、その出力がパワーメータ７で検出され、テスタ９で表示される出力値はＸ、Ｙ、Ｚの各軸において図３のように極大値を示す。
【００３５】
また、微調整を行うときは開口部材切り替え機構（手段）３３を動かし、リング状のスリットである第２の開口３２ａが形成された第２の開口部材３２をパワーメータ７の前に挿入する。
この状態で、図３のフラット部の任意の位置を出発点として、入射側の光ファイバ３ａを取り付けた入射側ファイバ取付ホルダ４の入射側光ファイバ軸位置調整機構（手段）を用いて入射側の光ファイバ３ａの中心軸を光ファイバに入射されるレーザビーム１０ｂの光軸に対して、例えば、Ｘ、Ｙ、Ｚの３軸方向へ動かすと、テスタ９で表示される出力値はＸ、Ｙ、Ｚの各軸において図５のように極小値を示す。
【００３６】
極小値が示すところの意味は、出射側の光ファイバ３ｂから出射されたリング状のレーザビームの出力が極小値をとるということであり、従って、正確な調整位置を見つけることができる。
このように、本実施の形態による光ファイバ位置調整装置においては、開口部材切り替え機構（手段）３３を用いて２種類の開口を使い粗調整と微調整を簡単に切り替えることができるので、実施の形態１の場合に比べてさらに容易に光ファイバ位置調整を行うことができる。
尚、本実施の形態３ではリング状のスリットである第２の開口の形状として、図８（ｂ）に示したような４分割されたリング形状の例を示したが、第２の開口の形状はこれに限られるものではなく、リング状のレーザビームのみもしくはその一部を通過させることができる開口形状であれば、同様の効果が得られることは言うまでない。
【００３７】
実施の形態４．
図９は、この発明の実施の形態４における光ファイバ取付位置調整装置の概略構成を示す図であり、図９（ａ）は全体構成を示す側面図、図９（ｂ）は図１（ａ）の全体構成のうち出射側光ファイバ取付ホルダ５あるいはパワーメータ７等からなる出力部側を上側から見た場合の部分上面図である。
図において、１はレーザ発振器、２はレーザ発振器から出射されたレーザビーム１０ａを集光するレンズ、１０ｂはレンズ２により集光されたレーザビーム、３は光ファイバ（ステップインデックスファイバ）であって、３ａはその入射側の光ファイバ、３ｂは出射側の光ファイバである。
【００３８】
また、４はレーザビーム入射側の光ファイバ３ａを取り付けると共に、取り付けられた入射側の光ファイバ３ａの中心軸を自在の方向（例えば、Ｘ、Ｙ、Ｚの３軸方向）に位置調整可能な入射側光ファイバ軸位置調整機構（手段）を設けた入射側光ファイバ取付ホルダであり、５はレーザビーム出射側の光ファイバ３ｂを取り付けた出射側光ファイバ取付ホルダである。
【００３９】
また、６は中心に所定大きさの径を有した円形状の開口６ａが形成された開口部材、７は出射側の光ファイバ３ｂから出射したレーザビーム１０ｃの出力を検出するパワーメータである。
また、８は開口部材６とパワーメータ７を取り付け、出射側の光ファイバ３ｂを取り付けた出射側ファイバ取付ホルダ５に対して相対的に所定方向（例えば、矢印で図示されたような水平方向）に開口部材６の位置（即ち、開口６ａの位置）を可変できる開口位置調整機構（手段）、９はパワーメータ７の値を表示するテスタである。
【００４０】
前述した実施の形態１における光ファィバ取付位置調整装置では、入射側の光光ファイバ３ａを取り付けた入射側光ファイバ取付ホルダ４の入射側光ファイバ軸位置調整機構（手段）は手動で行うものであったのに対して、本実施の形態４における光ファィバ取付位置調整装置では手動のかわりに圧電素子や小型高性能モータからなる自動制御機構（手段）４０を設け、これにより入射側光ファイバ軸位置調整機構（手段）の動作を制御し、入射側の光ファイバの中心軸を方向へ（例えば、Ｘ、Ｙ、Ｚの３軸方向へ）自動的に位置調整を行うことを特徴とするものである。
【００４１】
基本的な動作は実施の形態１とほぼ同様であり、粗調整を行うときは、まず出射側の光ファイバ取付ホルダ５に取り付けられた出射側の光ファイバ３ｂの光軸と開口６ａおよびパワーメータ７の中心軸を一致させておき、開口６ａを通過するレーザビーム１０ｃの出力をすべてパワーメータ７で検出できるようにしておく。
ここで、レーザ発振器１からレーザビーム１０ａを出射させ、入射側の光ファイバ３ａを取り付けた入射側光ファイバ取付ホルダ４の入射側光ファイバ軸位置調整機構（手段）を自動制御機構（手段）４０により自動的に動かしてやる。
自動制御機構（手段）４０とテスタ９は連動しており、テスタ９で表示される出力値が極大値を示すまで自動制御機構（手段）４０は入射側光ファイバ軸位置調整機構（手段）を制御して、入射側の光ファイバ３ｂの中心軸を自在の方向（例えば、Ｘ、Ｙ、Ｚの３軸方向）へ自動的に動かす。
【００４２】
粗調整が完了すれば、次は微調整に移るのであるが、このときはリング状のレーザビームの位置に開口位置調整機構（手段）８を動作させて、開口６ａおよびパワーメータ７の中心軸を合わせる。
開口６ａの大きさは、リング状のレーザビームの一部のみを通過させ、円形状のレーザビームはほぼ遮断できる径であれば良い。
この状態で、自動制御機構（手段）４０は入射側の光ファイバ３ａを取り付けた入射側ファイバ取付ホルダ４の入射側ファイバ軸位置調整機構（手段）を制御して、入射側の光ファイバ３ｂの中心軸を自在の方向（例えば、Ｘ、Ｙ、Ｚの３軸方向）へ自動的に動かす。
【００４３】
自動制御機構（手段）４０とテスタ９は連動しており、自動制御機構（手段）４０はテスタ９からの出力に基づいて、テスタ９で表示される出力値が極小値を示すまで、入射側光ファイバ軸位置調整機構（手段）を自動的に制御する。
極小値が示すところの意味は、リング状ビームの出力が極小値をとるということであり、従って、正確な調整位置を見つけることができる。
本実施の形態では、このような構成を採用することにより、光ファイバ取付位置調整作業（即ち、入射されるレーザビームの光軸と光ファイバの中心軸を正確に一致させるための光ファイバ軸位置調整作業）において、人間が介在することがなく、定量的に、かつ、短時間のうちにファイバの取付位置を容易に調整することが可能になる。
【００４４】
尚、本実施の形態では、実施の形態１における光ファィバ取付位置調整装置に自動制御機構（手段）４０を取り付けた場合について説明したが、実施の形態２あるいは実施の形態３における光ファィバ取付位置調整装置３にこのような自動制御機構（手段）４０を取り付けても同様の効果が得られる。
また、自動制御機構（手段）４０は、テスタ９の出力値ではなく、直接パワーメータ７の出力値に基づいて入射側光ファイバ軸位置調整機構（手段）を制御する構成であつてもかまわない。
【００４５】
【発明の効果】
この発明に係る光ファイバ取付位置調整装置によれば、入射されたレーザビームを伝送して出射する光ファイバの出射側端部から出射されたレーザビームの出力の大きさを検出するレーザビーム出力検出手段と、光ファイバの出射側端部から出射されるレーザビームの中央部に現れる円形状のレーザビームの出力をレーザビーム出力検出手段で検出するように設定できる第１の設定手段と、光ファイバの出射側端部から出射されるレーザビームの外周部に現れるリング状のレーザビームの出力をレーザビーム出力検出手段で検出するように設定できる第２の設定手段と、第１あるいは第２の設定手段で設定された状態において、光ファイバに入射されるレーザビームの光軸に対して光ファイバの入射側端部の軸位置を自在の方向に位置調整可能な入射側光ファイバ軸位置調整手段とを備えたので、  まず、第１の設定手段で設定された状態において、円形状のレーザビーム出力をレーザビーム出力検出手段（例えば、パワーメータ）で検出して入射側光ファイバ軸位置の粗調整を行った後、次に、第２の設定手段で設定された状態において、入射されるレーザビームの光軸に対して光ファイバの中心軸の位置が適正に調整されていない場合に現れるリング状のレーザビームの出力変化をレーザビーム出力検出手段で検出して入射側光ファイバ軸位置の微調整を行うことが可能となり、レーザビーム出力検出手段の出力値に基づく客観的・定量的な判断で、正確かつ容易に光ファイバ取付位置の調整を行え光ファイバ取付位置調整装置を提供できる。
【００４６】
また、この発明に係る光ファイバ取付位置調整装置によれば、入射されたレーザビームを伝送して出射する光ファイバの出射側端部から出射されたレーザビームの出力の大きさを検出するレーザビーム出力検出手段と、光ファイバに入射されるレーザビームの光軸に対して光ファイバの入射側端部の軸位置を自在の方向に位置調整可能な入射側光ファイバ軸位置調整手段と、レーザビーム出力検出手段のレーザビーム受光部の前面に配置され、所定形状の開口が形成された開口部材と、レーザビーム出力検出手段が上記光ファイバの出射側端部から出射されるレーザビームの中央部に現れる円形状レーザビーム出力と外周部に現れるリング状のレーザビーム出力とを切り替えて検出することができるように、開口部材に形成された開口の位置を移動させることが可能な開口位置調整手段とを備えたので、まず、円形状のレーザビーム出力をレーザビーム出力検出手段（例えば、パワーメータ）で検出して入射側光ファイバ軸位置の粗調整を行った後、次に、入射されるレーザビームの光軸に対して光ファイバの中心軸の位置が適正に調整されていない場合に現れるリング状のレーザビームの出力変化をレーザビーム出力検出手段で検出して入射側光ファイバ軸位置の微調整を行うことが可能となり、レーザビーム出力検出手段の出力値に基づく客観的・定量的な判断で、正確かつ容易に光ファイバ取付位置の調整を行える光ファイバ取付位置調整装置を提供できる。
【００４７】
また、この発明に係る光ファイバ取付位置調整装置によれば、光ファイバの出射側端部から出射されるレーザビームの光軸とレーザビーム出力検出手段のレーザビーム受光部の中心を予め一致させて配置しているので、レーザビーム出力検出手段（パワーメータ）の受光部の直径はレーザビーム出力検出手段の受光部位置におけるリング状のレーザビーム外周の直径と同等の大きさがあればよい。
従って、受光部面積の小さい安価なレーザビーム出力検出手段（パワーメータ）を用いても、入射されるレーザビームの光軸に対して光ファイバの中心軸の位置が適正に調整されていない場合に現れるリング状のレーザビームの出力変化をレーザビーム出力検出手段（例えば、パワーメータ）で検出することが可能であり、レーザビーム出力検出手段の出力値に基づく客観的な判断で、正確かつ容易に光ファイバ取付位置の調整を行える安価な光ファイバ取付位置調整装置を提供できる。
【００４８】
また、この発明に係る光ファイバ取付位置調整装置によれば、入射されたレーザビームを伝送して出射する光ファイバの出射側端部から出射されるレーザビームの光軸とレーザビーム受光部の中心を予め一致させて配置されると共に、光ファイバの出射側端部から出射されるレーザビームの出力の大きさを検出するレーザビーム出力検出手段と、光ファイバに入射されるレーザビームの光軸に対して光ファイバの入射側端部の軸位置を自在の方向に位置調整可能な入射側光ファイバ軸位置調整手段と、光ファイバの出射側端部から出射されるレーザビームの中央部に現れる円形状のレーザビームを通過させるための第１の開口が形成された第１の開口部材と、光ファイバの出射側端部から出射されるレーザビームの外周部に現れるリング状のレーザビームを通過させるための第２の開口が形成された第２の開口部材と、第１の開口部材と第２の開口部材をレーザビーム出力検出手段のレーザビーム受光部の前面において切り替えて配置し、円形状のレーザビームまたはリング状のレーザビームのいずれか一方をレーザビーム受光部に入射させる開口部材切替手段とを備えたので、まず、第１の開口部材が配置された状態において、円形状のレーザビーム出力をレーザビーム出力検出手段（例えば、パワーメータ）で検出して入射側光ファイバ軸位置の粗調整を行った後、次に、第２の開口部材が配置された状態において、入射されるレーザビームの光軸に対して光ファイバの中心軸の位置が適正に調整されていない場合に現れるリング状のレーザビームの出力変化をレーザビーム出力検出手段で検出して入射側光ファイバ軸位置の微調整を行うことが可能であり、更に、第１の開口部材と第２の開口部材の切替は開口部材切替手段により簡単に行うことが可能であり、レーザビーム出力検出手段の出力値に基づく客観的・定量的な判断で、正確かつ容易に光ファイバ取付位置の調整を作業性良く行える光ファイバ取付位置調整装置を提供できる。
【００４９】
また、この発明に係る光ファイバ取付位置調整装置によれば、レーザビーム出力検出手段からの出力値に応じて、入射側光ファイバ軸位置調整手段を自動制御する自動制御手段をさらに備えたので、光ファイバ取付位置調整作業において、レーザビーム出力検出手段の出力値を作業者が目で見て判断しながら調整作業を行うという人間が介在する作業がなくなり、定量的に、かつ、短時間のうちにファイバの取付位置を容易に調整することが可能な光ファイバ取付位置調整装置を提供できる。
【００５０】
また、この発明に係る光ファイバ取付位置調整方法によれば、光ファイバの出射側端部から出射されるレーザビームの中央部に現れる円形状のレーザビームの出力をレーザビーム出力検出手段で検出できるように設定するステップと、この状態で入射されたレーザビームの光軸に対して光ファイバの入射側端部の軸位置を自在の方向に位置調整可能な入射側光ファイバ軸位置調整手段を用いて、円形状のレーザビームの出力が極大となるように光ファイバの入射側端部の軸位置を調整するステップと、光ファイバの出射側端部から出射されるレーザビームの外周部に現れるリング状のレーザビームの出力を検出できるように設定するステップと、この状態で入射側光ファイバ軸位置調整手段を用いて、リング状のレーザビームの出力が極小値となるように光ファイバの入射側端部の軸位置を調整するステップとを有しているので、まず、円形状のレーザビーム出力をレーザビーム出力検出手段で検出して入射側光ファイバ軸位置の粗調整を行った後、次に、入射されるレーザビームの光軸に対して光ファイバの中心軸の位置が適正に調整されていない場合に現れるリング状のレーザビームの出力変化をレーザビーム出力検出手段で検出して入射側光ファイバ軸位置の微調整を行うことが可能となり、レーザビーム出力検出手段の出力値に基づく客観的・定量的な判断で、正確かつ容易に光ファイバ取付位置の調整を行える光ファイバ取付位置調整方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施の形態１における光ファイバ取付位置調整装置の構成を示す図である。
【図２】  出射側の光ファイバから出射されるレーザビームの断面形状を説明するための図である。
【図３】  実施の形態１における光ファイバ取付位置調整装置における粗調整時の出力変化を表す図である。
【図４】  実施の形態１における光ファイバ取付位置調整装置における出射されたレーザビームと開口の相対位置を表す図である。
【図５】  実施の形態１における光ファイバ取付位置調整装置における微調整時の出力変化を表す図である。
【図６】  実施の形態２における光ファイバ取付位置調整装置の出力部側の構成を示す図である。
【図７】  実施の形態３における光ファイバ取付位置調整装置の出力部側の構成を示す図である。
【図８】  実施の形態３における光ファイバ取付位置調整装置の２種類の開口の形状例を表す図である。
【図９】  実施の形態４における光ファイバ取付位置調整装置の構成を示す図である。
【図１０】  従来の光ファイバ取付位置調整装置の概略構成を示す側面図である。
【符号の説明】
１  レーザ発振器                  ２  レンズ
３  光ファイバ
３ａ  入射側の光ファイバ          ３ｂ  出射側の光ファイバ
４  入射側光ファイバ取付ホルダ
５  出射側光ファイバ取付ホルダ
６  開口部材                    ６ａ  開口    ７  パワーメータ
８  開口位置調整機構（手段）    ９  テスタ
１０ａ  レーザ発振器からの出射レーザビーム
１０ｂ  レンズで集光されるレーザビーム
１０ｃ  出射側光ファイバから出射されるレーザビーム
２１  開口位置調整機構（手段）
３１  第１の開口部材            ３１ａ  第１の開口
３２  第２の開口部材            ３２ａ  第２の開口
３３  開口部材切り替え機構（手段）
４０  自動制御機構（手段）
【図１】
0004126828.tif 000002
【図２】
0004126828.tif 000003
【図３】
0004126828.tif 000004
【図４】
0004126828.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
0004126828.tif 000008
【図８】
0004126828.tif 000009
【図９】
0004126828.tif 000010
【図１０】
0004126828.tif 000011