JP2003149499A - 光ファイバコネクタの端面検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 対物レンズの倍率を変更する際に、光学系内
での機械的な動きを伴わずに倍率の変更ができる光ファ
イバコネクタの端面検査装置を提供する。 【解決手段】 第一の光軸１１上に、第一試料ステージ
１２、高倍率対物レンズ１６、第二ハーフミラー３２、
第一ハーフミラー３１及びＣＣＤカメラ８が順に配置さ
れている。第二の光軸２１上には、第二試料ステージ２
２、低倍率対物レンズ２６、第三ハーフミラー３３及び
反射ミラー３５が順に配置されている。高倍率検査の際
には光源１７を点灯する。光ファイバコネクタ１の端面
から反射された光は、高倍率対物レンズ１６、ハーフミ
ラー３２、ハーフミラー３１を経てＣＣＤカメラ８に入
射する。低倍率検査の際には光源２７を点灯する。光フ
ァイバコネクタ１の端面から反射された光は、低倍率対
物レンズ２６、ハーフミラー３３、反射ミラー３５、ハ
ーフミラー３１を経てＣＣＤカメラ８に入射する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバコネク
タの端面を拡大して観察し、端面の傷などを検査するた
めの端面検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバは、コア（例えば、外径１０
μｍ）、及びコアを取り囲むクラッド（例えば、外径１
２５μｍ）及び保護用のコート層から構成される。コア
及びクラッドは、互いに屈折率が異なる石英ガラスで作
られ、屈折率が相対的に高いものがコア側に、相対的に
低いものがクラッド側に使用される。光ファイバの一方
の端面からコア内に入射した光は、コア内で全反射を繰
り返しながら他方の端面へ伝播する。光ファイバ同士を
着脱自在に接続する場合には、光ファイバコネクタが使
用される。

【０００３】光ファイバコネクタは、２本の光ファイバ
のコアを、光軸を一致させた状態で互いに密着させるも
のであり、光ファイバの先端の外周に、光ファイバと同
心のフェルールが取り付けられている。この光ファイバ
コネクタは、スリーブを介してスリーブの両側から上記
のフェルールを差し込むことによって、２本の光ファイ
バの端面を互いに対向させて接続する。

【０００４】接続損失を少なくするため、コアの光軸を
互いに一致させるとともに、コアの端面を隙間なく互い
に密着させる必要がある。このため、光ファイバの先端
部分をフェルールの孔に挿入し、接着した後、光ファイ
バ及びフェルールの端面（即ち、光ファイバコネクタの
端面）を研磨して凸球面に仕上げている。研磨後の端面
には、接続損失を少なくするため、研磨傷、欠け、接着
剤のはみ出しなどがないことが要求される。研磨後の光
ファイバコネクタの端面を検査する際、端面を拡大して
観察するため、端面検査装置が使用されている。

【０００５】図２に、従来の端面検査装置の概要を示
す。この装置は、顕微鏡本体４、複数の対物レンズ６、
ＣＣＤカメラ８、試料ステージ２などから構成されてい
る。

【０００６】試料ステージ２は前面にホルダ３を備え、
このホルダ３に検査対象の光ファイバコネクタ１が保持
される。顕微鏡本体４は回転対物レンズ台５を備え、こ
の回転対物レンズ台５に、互いに倍率が異なる複数の対
物レンズ６が取り付けられる。顕微鏡本体４の側面には
光源７が取り付けられている。光源７から発射された光
は、顕微鏡本体４内に設けられた光学系を通り、対物レ
ンズ６を介して光ファイバコネクタ１の端面に照射され
る。顕微鏡本体４にはＣＣＤカメラ８が接続されてい
る。ＣＣＤカメラ８にはモニタ９が接続され、ＣＣＤカ
メラ８によって撮影された画像はモニタ９上に表示され
る。焦点合わせは、試料ステージ３を対物レンズ６の光
軸に対して平行方向に移動することにより行われる。

【０００７】次に、この端面検査装置を用いて、光ファ
イバコネクタ１の端面を検査する手順の一例について説
明する。

【０００８】先ず、回転対物レンズ台５を手動で回転し
て、低倍率の対物レンズを顕微鏡本体４の光軸上にセッ
トする。次に、モニタ９上に表示された画像を目視で確
認しながら、試料ステージ２の光軸に対して平行方向の
位置を調整し、対物レンズの焦点を光ファイバコネクタ
１の端面に合わせる。その後、フェルールを含む光ファ
イバコネクタ端面全体の観察を行う。

【０００９】次に、回転対物レンズ台５を手動で回転し
て、高倍率の対物レンズを顕微鏡本体４の光軸上にセッ
トする。次に、先と同様に、モニタ９上に表示された画
像を目視で確認しながら、試料ステージ２の光軸に対し
て平行方向の位置を調整し、対物レンズの焦点を光ファ
イバコネクタ１の端面に合わせた後、光ファイバコネク
タ端面の中心部分を占めるコア及びクラッド部分の観察
を行う。

【００１０】従来の端面検査装置においては、対物レン
ズの倍率を変更する際、回転対物レンズ台５を回転する
ことによって対物レンズを選択しているので、長期間使
用すると、回転摺動部が摩耗してガタが生じる。そのた
め、検査面に対する正確な焦点合わせが次第に困難にな
り、鮮明な画像が得られず、検査に支障をきたすという
問題があった。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のよう
な従来の光ファイバコネクタの端面検査装置の問題点に
鑑み成されたもので、本発明の目的は、対物レンズの倍
率を変更する際に、光学系内での機械的な動きを伴わず
に倍率の変更ができる光ファイバコネクタの端面検査装
置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の光ファイバコネ
クタの端面検査装置は、光ファイバコネクタの端面を拡
大観察するための検査装置において、第一の光軸上に配
置された第一対物レンズと、第一対物レンズの正面に配
置され、検査対象の光ファイバコネクタが着脱自在に保
持される第一試料ステージと、第一の光軸に対して平行
方向に第一試料ステージを移動する第一焦点調整機構
と、第一試料ステージに保持された光ファイバコネクタ
の端面を照らす第一光源と、第二の光軸上に配置され、
第一対物レンズと異なる倍率を備えた第二対物レンズ
と、第二対物レンズの正面に配置され、検査対象の光フ
ァイバコネクタが着脱自在に保持される第二試料ステー
ジと、第二の光軸に対して平行方向に第二試料ステージ
を移動する第二焦点調整機構と、第二試料ステージに保
持された光ファイバコネクタの端面を照らす第二光源
と、第一の光軸上で第一対物レンズの後方に配置された
第一ハーフミラーと、第一の光軸上で第一ハーフミラー
の後方に配置されたＣＣＤカメラと、第二の光軸上で第
二対物レンズの後方に配置され、第二対物レンズを透過
した光の方向を切り換えて前記第一ハーフミラーの裏面
に導き、そこで反射させて前記ＣＣＤカメラへ入射させ
る反射ミラーと、検査対象の光ファイバコネクタが保持
されている試料ステージに応じて、前記第一光源及び第
二光源の内の一方を点灯させ、他方を消灯させる切替ス
イッチと、を備えたことを特徴とする。

【００１３】ここで、本発明の光ファイバコネクタの端
面検査装置の操作方法について説明する。

【００１４】第一対物レンズ（例えば、高倍率の対物レ
ンズ）を用いて観察を行う場合には、第一ステージに光
ファイバコネクタを保持し、第二光源を消灯した状態
で、第一光源を点灯する。これによって、第一光源から
の光が光ファイバコネクタの端面に照射される。この状
態で、光ファイバコネクタの端面をＣＣＤカメラで撮影
してモニタへ送り、モニタ上に表示された画像を見なが
ら、第一の光軸に対して平行方向で第一ステージの位置
を調整し、第一対物レンズの焦点を合わせる。

【００１５】一方、第二対物レンズ（例えば、低倍率の
対物レンズ）を用いて観察を行う場合には、第二ステー
ジに光ファイバコネクタを保持し、第一光源を消灯した
状態で、第二光源を点灯する。これによって、第二光源
からの光が光ファイバコネクタの端面に照射される。こ
の状態で、光ファイバコネクタの端面をＣＣＤカメラで
測定してモニタへ送り、モニタ上に表示された画像を見
ながら、第二の光軸に対して平行方向で第二ステージの
位置を調整し、第二対物レンズの焦点を合わせる。

【００１６】好ましくは、上記の光ファイバコネクタの
端面検査装置において、前記第一の光軸上で、前記第一
対物レンズと前記第一ハーフミラーの間に第二ハーフミ
ラーを配置し、前記第二の光軸上で、前記第二対物レン
ズと前記反射ミラーの間に第三ハーフミラーを配置し、
前記第一光源を用いて、前記第二ハーフミラーを介し
て、前記第一対物レンズの光軸上に照明光を照射し、前
記第二光源を用いて、前記第三ハーフミラーを介して、
前記第二対物レンズの光軸上に照明光を照射する。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１に、本発明の光ファイバコネ
クタの端面検査装置の概略構成を示す。図中、１は検査
対象の光ファイバコネクタ、１１は第一の光軸、１２は
第一試料ステージ、１６は高倍率対物レンズ（第一対物
レンズ）、１７は光源（第一光源）、２１は第二の光
軸、２２は第二試料ステージ、２６は低倍率対物レンズ
（第二対物レンズ）、２７は光源（第二光源）、８はＣ
ＣＤカメラ、３１はハーフミラー（第一ハーフミラ
ー）、３２はハーフミラー（第二ハーフミラー）、３３
はハーフミラー（第三ハーフミラー）、３５は反射ミラ
ーを表す。

【００１８】この装置は、検査範囲に合わせて二つの試
料ステージ１２、２２を備えている。各試料ステージ１
２、２２の前面には、それぞれホルダ１３、２３が設け
られている。検査対象の光ファイバコネクタ１は、いず
れかの試料ステージ１２、２２にホルダ２３、２３を介
して保持される。

【００１９】第一試料ステージ１２の正面には、高倍率
対物レンズ１６が配置され、第二試料ステージ２２の正
面には、低倍率対物レンズ２６が配置されている。第一
試料ステージ１２は、焦点合わせのため、高倍率対物レ
ンズ１６の光軸１１（以下、第一の光軸と呼ぶ）に対し
て平行方向に移動することができる。同様に、第二試料
ステージ２２は、焦点合わせのため、低倍率対物レンズ
２６の光軸２１（以下、第二の光軸と呼ぶ）に対して平
行方向に移動することができる。

【００２０】第一の光軸１１上には、高倍率対物レンズ
１６側から順に、第二ハーフミラー３２、第一ハーフミ
ラー３１、ＣＣＤカメラ８が配置されている。ＣＣＤカ
メラ８には、モニタ９が接続されている。第二ハーフミ
ラー３２及び第一ハーフミラー３１は、第一の光軸１１
に対して４５℃傾けて設けられている。第二ハーフミラ
ー３２の前面の中央において第一の光軸１１に対して垂
直に交差する線上に、光源１７が設けられている。

【００２１】光源１７から発射された照明光は、第二ハ
ーフミラー３２の前面で直角方向に反射され、第一の光
軸１１上に入り、高倍率対物レンズ１６を通って第一試
料ステージ１２上に照射される。光ファイバコネクタ１
の端面から反射された光は、高倍率対物レンズ１６を通
り、第二ハーフミラー３２及び第一ハーフミラー３１を
順に透過して、ＣＣＤカメラ８に入射する。ＣＣＤカメ
ラ８によって撮影された画像は、モニタ９上に表示され
る。

【００２２】第二の光軸２１上には、低倍率対物レンズ
２６側から順に、第三ハーフミラー３３及び反射ミラー
３５が配置されている。第三ハーフミラー３３及び反射
ミラー３５は、第二の光軸２１に対して４５℃傾けて設
けられている。第三ハーフミラー３３の前面の中央にお
いて第二の光軸２１に対して垂直に交差する線上に、光
源２７が設けられている。反射ミラー３５の前面の中央
において第二の光軸２１に対して垂直に交差する線は、
上記の第一ハーフミラー３１の背面の中央を通る。

【００２３】光源２７から発射された照明光は、第三ハ
ーフミラー３３の前面で直角方向に反射され、第二の光
軸２１上に入り、低倍率対物レンズ２６を通って第二試
料ステージ２２上に照射される。光ファイバコネクタ１
の端面から反射された光は、低倍率対物レンズ２６を通
り、第三ハーフミラー３３を透過した後、反射ミラー３
５に入射して直角方向に反射される。この反射された光
は、更に、上記の第一ハーフミラー３１の背面側に入射
して直角方向に反射され、第一の光軸１１上に入り、Ｃ
ＣＤカメラ８に入射する。ＣＣＤカメラ８によって撮影
された画像は、モニタ９上に表示される。

【００２４】次に、上記の端面検査装置の操作方法につ
いて説明する。

【００２５】先ず、低倍率で検査を行う時には、光ファ
イバコネクタ１の先端部を第二試料ステージ２２に取り
付け、光源２７を点灯する。これによって、光ファイバ
コネクタ１の端面の画像が、ＣＣＤカメラ８を介してモ
ニタ９上に表示される。オペレータは、モニタ９上に表
示された画像を見ながら、第二試料ステージ２２の位置
を調整して焦点合せを行う。光ファイバコネクタ１の端
面の鮮明な画像が得られた後、フェルールを含む光ファ
イバコネクタの端面全体の傷検査を行う。

【００２６】次に、高倍率で検査を行う時には、光ファ
イバコネクタ１の先端部を第一試料ステージ１２に移し
替え、光源１７を点灯する。これによって、光ファイバ
コネクタ１の端面の画像が、ＣＣＤカメラ８を介してモ
ニタ９上に表示される。オペレータは、モニタ９上に表
示された画像を見ながら、第一試料ステージ１２の位置
を調整して焦点合せを行う。光ファイバコネクタ１の端
面の鮮明な画像が得られた後、光ファイバコネクタ端面
の中心部分を占めるコア及びクラッド部分の傷検査を行
う。

【００２７】ここで、低倍率で検査を行う時には、光源
１７を消灯し、光源２７のみを点灯する。これに対し
て、高倍率で検査を行う時には、光源２７を消灯し、光
源１７のみ点灯する。このように、検査倍率を切り替え
る際、対応する試料ステージに光ファイバコネクタを移
し替えるとともに、対応する光源の点灯及び消灯を行う
が、光学系を構成している各要素の配置を動かすことは
ない。このため、光学系側に機械的に摩耗する部分が全
くなく、初期の状態を長期的に安定して維持することが
できる。

【００２８】なお、好ましくは、各ホルダ１３、２３に
センサを組み込むことによって、光ファイバコネクタが
保持されている試料ステージ１２または２２に合わせ
て、対応する光源１７または２７のみが自動的に点灯
し、他方の光源２７または１７が自動的に消灯するよう
にする。このように構成すれば、光ファイバコネクタ端
面の検査作業の効率を上げることができる。

【００２９】また、自動焦点調整機構を追加することに
よって、試料ステージ１２、２２の位置調整の作業を自
動化することもできる。その場合には、ＣＣＤカメラ８
による画像に基づいて対物レンズ１６，２６の焦点位置
を算出し、試料ステージ１２、２２の位置のフィードバ
ック制御を行う。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、検査倍率の切り替え
を、光源の点灯及び消灯によって行っているので、光学
系を構成している各要素の配置を動かすことがない。こ
のため、光学系側に機械的に摩耗する部分が全くなく、
初期の状態を長期的に安定して維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光ファイバコネクタの端面傷検査装置
の概略構成を示す図。

【図２】従来の光ファイバコネクタの端面傷検査装置の
概略構成を示す図。

【符号の説明】

１・・・光ファイバコネクタ、 ２・・・試料ステージ、 ３・・・ホルダ、 ４・・・顕微鏡本体、 ５・・・回転対物レンズ台、 ６・・・対物レンズ、 ７・・・光源、 ８・・・ＣＣＤカメラ、 ９・・・モニタ、 １１・・・第一の光軸、 １２・・・第一試料ステージ、 １３・・・ホルダ、 １６・・・高倍率対物レンズ（第一対物レンズ）、 １７・・・光源（第一光源）、 ２１・・・第二の光軸、 ２２・・・第二試料ステージ、 ２３・・・ホルダ、 ２６・・・低倍率対物レンズ（第二対物レンズ）、 ２７・・・光源（第二光源）、 ３１・・・ハーフミラー（第一ハーフミラー）、 ３２・・・ハーフミラー（第二ハーフミラー）、 ３３・・・ハーフミラー（第三ハーフミラー）、 ３５・・・反射ミラー。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ファイバコネクタの端面を拡大観察す
   るための検査装置において、 第一の光軸上に配置された第一対物レンズと、 第一対物レンズの正面に配置され、検査対象の光ファイ
   バコネクタが着脱自在に保持される第一試料ステージ
   と、 第一の光軸に対して平行方向に第一試料ステージを移動
   する第一焦点調整機構と、 第一試料ステージに保持された光ファイバコネクタの端
   面を照らす第一光源と、 第二の光軸上に配置され、第一対物レンズと異なる倍率
   を備えた第二対物レンズと、 第二対物レンズの正面に配置され、検査対象の光ファイ
   バコネクタが着脱自在に保持される第二試料ステージ
   と、 第二の光軸に対して平行方向に第二試料ステージを移動
   する第二焦点調整機構と、 第二試料ステージに保持された光ファイバコネクタの端
   面を照らす第二光源と、 第一の光軸上で第一対物レンズの後方に配置された第一
   ハーフミラーと、 第一の光軸上で第一ハーフミラーの後方に配置されたＣ
   ＣＤカメラと、 第二の光軸上で第二対物レンズの後方に配置され、第二
   対物レンズを透過した光の方向を切り換えて前記第一ハ
   ーフミラーの裏面に導き、そこで反射させて前記ＣＣＤ
   カメラへ入射させる反射ミラーと、 検査対象の光ファイバコネクタが保持されている試料ス
   テージに応じて、前記第一光源及び第二光源の内の一方
   を点灯させ、他方を消灯させる切替スイッチと、 を備えたことを特徴とする光ファイバコネクタの端面検
   査装置。
2. 【請求項２】 前記第一の光軸上で、前記第一対物レン
   ズと前記第一ハーフミラーの間に第二ハーフミラーが配
   置され、 前記第二の光軸上で、前記第二対物レンズと前記反射ミ
   ラーの間に第三ハーフミラーが配置され、 前記第一光源は、前記第二ハーフミラーを介して、前記
   第一の光軸上に照明光を照射し、 前記第二光源は、前記第三ハーフミラーを介して、前記
   第二の光軸上に照明光を照射する、 ことを特徴とする請求項１に記載の光ファイバコネクタ
   の端面検査装置。