JP2006292458A

JP2006292458A - 斜め球面研磨フェルールの球面偏心検査方法および装置

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Publication number: JP2006292458A
Application number: JP2005110692A
Authority: JP
Inventors: Fumio Kobayashi; 富美男小林
Original assignee: Fujinon Corp
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 2005-04-07
Filing date: 2005-04-07
Publication date: 2006-10-26

Abstract

【課題】斜め球面研磨フェルールの先端面の球面偏心に対する合否判定を、適正かつ短時間で行なうことができるようにする。
【解決手段】光コネクタプラグ内に保持されたフェルール４２０を、中心軸Ｗが光軸Ｚに対し斜め研磨基準角度θ_０だけ傾いた状態で保持して先端面４２２の測定を行ない、角度ずれεおよび距離ｄの各測定値ε_１，ｄ_１と、先端面４２２の曲率半径Ｒを求める。得られた測定結果と、角度ずれεと距離ｄとの対応関係とに基づき、角度ずれεが０のときの基準距離ｄ_０を求め、さらに許容境界値ε_ｍまで角度ずれしたときの距離ｄの見込み値を求める。求められた見込み値が球面偏心量が許容閾値以下であるか否かに基づき、フェルール４２０の球面偏心に対する合否判定をする。
【選択図】図１

Description

本発明は、顕微干渉計（「干渉顕微鏡」とも称される）を用いてフェルール先端面の形状等を測定解析する方法および装置に関し、特に、斜め球面研磨フェルールの球面偏心量を検査するのに好適な斜め球面研磨フェルールの球面偏心検査方法および装置に関する。

斜め球面研磨フェルールの球面偏心量は、角度基準面に対するフェルール先端面の球面頂上（「球面頂点」や「曲率頂点」等とも称される）と、該先端面の中心点（フェルールの中心軸と先端面との交点）との距離を表し、その測定はフェルールが光コネクタプラグに保持された状態で行なわれる。

従来、このような斜め球面研磨フェルールの球面偏心量が、ＪＩＳ（日本工業規格）による規格値や、個別に設定された許容閾値以下であるか否かに基づく合否判定をするために、顕微干渉計による測定が行なわれることが知られている。顕微干渉計による測定によれば、フェルール先端面の形状情報を担持した物体光と、基準面（参照面）から反射された参照光とを干渉させて得られる干渉縞を解析することにより、フェルール先端面の中心点および球面頂上の位置を測定し、これにより球面偏心量を求めることができる。

ところで、光コネクタプラグ内に保持されたフェルールは、製造公差により、光コネクタプラグに対して中心軸周りに所定の角度範囲内での角度ずれが生じることが許容されている。このため、顕微干渉計を用いて得られた球面偏心量には、測定時におけるフェルールの光コネクタプラグに対する角度ずれの誤差が含まれることになる。

このような角度ずれの誤差が合否判定に影響することを防止するため、本願出願人は、フェルールと光コネクタプラグとの間に生じる角度ずれの範囲内で、光コネクタプラグに対してフェルールをその中心軸回りに回動させ、複数回の測定を行なう測定方法を提案し、既に特許庁に対し開示している（下記特許文献１参照）。この測定方法を、斜め球面研磨フェルールの球面偏心検査に適用すれば、角度ずれの誤差の影響を排除した適正な合否判定を行なうことが可能となる。

特願２００３−２０８６１０号明細書

しかし、上記特許文献１に記載された測定方法では、１つの斜め球面研磨フェルールの球面偏心量を求めるために複数回の測定を実施する必要があるので、合否判定するまでに時間がかかるという問題がある。

一方、１回の測定で得られた球面偏心量に、角度ずれの誤差の影響を考慮して予め設定しておいた安全率を乗じ、それにより得られた球面偏心量の補正値が許容閾値以下であるか否かに基づき合否判定をすることも行なわれている。しかし、このような方法では、安全率の設定を経験に頼らざるを得えないこともあって、本来合格とされるべきものが不合格とされるなど、適正な合否判定を行なうことが難しいという問題がある。

本発明はこのような事情に鑑みなされたもので、斜め球面研磨フェルールにおける球面偏心量の合否判定を、適正かつ短時間で行なうことが可能な斜め球面研磨フェルールの球面偏心検査方法および装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため本発明では、光コネクタプラグに対する斜め球面研磨フェルールの中心軸周りの角度ずれの変化と、顕微干渉計の観察平面におけるフェルール先端面の中心点から球面頂上までの距離の変化との間に一定の対応関係があることに着目し、この対応関係を利用して、斜め球面研磨フェルールの球面偏心量の合否判定を行なうようにしている。

すなわち、本発明に係る斜め球面研磨フェルールの球面偏心検査方法は、
先端面を斜め球面研磨されたフェルールの球面偏心量を、顕微干渉計を用いて検査する斜め球面研磨フェルールの球面偏心検査方法であって、
光コネクタプラグ内に保持された前記フェルールを、該フェルールの中心軸が前記顕微干渉計の光軸に対して前記先端面の斜め研磨基準角度θ_０だけ傾いた状態で保持する保持手順と、
前記顕微干渉計の観察平面において、前記先端面の測定を行なう測定手順と、
この測定手順により得られた測定結果と、前記光コネクタプラグに対する前記フェルールの前記中心軸周りの角度ずれεの変化と前記観察平面における前記中心点から前記球面頂上までの距離ｄの変化との対応関係とに基づき、前記光コネクタプラグに対して前記フェルールが前記中心軸周りに前記角度ずれεの許容境界値ε_ｍまで角度ずれしたときの前記距離ｄの見込み値Ｄを前記球面偏心量の算出値として求める解析手順と、
求められた前記見込み値Ｄが前記球面偏心量の許容閾値ｄ_ｓ以下であるか否かに基づき、前記フェルールの球面偏心に対する合否判定をする判定手順と、をこの順で行なうことを特徴とする。

また、前記解析手順においては、
前記測定結果に基づき、前記角度ずれεおよび前記距離ｄの各測定値ε_１，ｄ_１と、前記先端面の曲率半径Ｒを求めるステップと、
求められた前記各測定値ε_１，ｄ_１と、前記曲率半径Ｒと、前記斜め研磨基準角度θ_０とに基づき、前記角度ずれεが０のときの前記中心点と前記球面頂上との前記観察平面における基準距離ｄ_０を求めるステップと、
求められた前記基準距離ｄ_０と、前記曲率半径Ｒおよび前記斜め研磨基準角度θ_０と、前記許容境界値ε_ｍとに基づき、前記見込み値Ｄを求めるステップと、をこの順で行なうようにすることができる。

また、本発明に係る斜め球面研磨フェルールの球面偏心検査装置は、
先端面を斜め球面研磨されたフェルールの球面偏心量を検査する斜め球面研磨フェルールの球面偏心検査装置であって、
顕微干渉計と、
光コネクタプラグ内に保持された前記フェルールを、該フェルールの中心軸が前記顕微干渉計の光軸に対して前記先端面の斜め研磨基準角度θ_０だけ傾いた状態で保持するフェルール保持手段と、
前記顕微干渉計の観察平面において、前記先端面の測定を行なう測定手段と、
この測定手段により得られた測定結果に基づき、本発明に係る斜め球面研磨フェルールの球面偏心検査方法における前記解析手順に従い、前記見込み値Ｄを前記球面偏心量の算出値として求める解析手段と、
この解析手段により得られた前記見込み値Ｄが前記球面偏心量の許容閾値ｄ_ｓ以下であるか否かに基づき、前記フェルールの球面偏心に対する合否判定をする判定手段と、を備えてなることを特徴とする。

なお、上記「斜め研磨基準角度θ_０」とは、フェルール先端面の斜め研磨角度に対するＪＩＳ等による規格値や個別に設定された基準値を意味する。

本発明による斜め球面研磨フェルールの球面偏心検査方法および装置によれば、光コネクタプラグに対する斜め球面研磨フェルールの中心軸周りの角度ずれの変化と、顕微干渉計の観察平面におけるフェルール先端面の中心点から球面頂上までの距離の変化との対応関係を利用することにより、１回の測定を行なうだけで、フェルールと光コネクタプラグとの間に生じる角度ずれ誤差の影響が適正に考慮された球面偏心量の算出値としての見込み値Ｄを得ることが可能となる。そして、この見込み値Ｄが球面偏心量の許容閾値ｄ_ｓ以下であるか否かに基づきフェルールの球面偏心に対する合否判定をするので、合否判定を適正かつ短時間で行なうことが可能となる。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。まず、測定対象とされる斜め球面研磨フェルールを備えた光コネクタプラグの一般的な構成について、図４を参照しながら説明する。図４は光コネクタプラグの構成を概略的に示す分解斜視図である。

＜光コネクタプラグの構成＞
図４に示す光コネクタプラグ４００（以下「プラグ４００」と略称することがある）は、筒状のプラグ部材４１０と該プラグ部材４１０内に収容される斜め球面研磨フェルール４２０（以下「フェルール４２０」と略称することがある）を備えてなる。上記プラグ部材４１０は、外筒４０２と該外筒４０２内に収容される内筒４０４（一部を破断して示す）とからなり、不図示の相手側プラグと不図示のスリーブを介して係合されるように構成されている。

上記フェルール４２０は、例えばジルコニアセラミックからなるフェルール本体４２１の外径中心に光ファイバ４３０の一端部を保持してなる。フェルール４２０の先端面４２２は、不図示の相手側フェルールの先端面と密着し易いように凸球面状に、かつフェルール４２０の中心軸Ｗに対して所定の斜め研磨角度（以下、斜め研磨角度の基準値を「斜め研磨基準角度θ_０」、実際の斜め研磨角度を「斜め研磨実角度θ」と称す）で交わるように構成されている。以下、この斜め研磨実角度θを、ＪＩＳに応じて、フェルール４２０の中心軸Ｗ上で先端面４２２と接する平面と、この中心軸Ｗと直交する平面とのなす角度として規定する（図１参照）。なお、以下の説明では、上記外筒４０２および上記内筒４０４の各中心軸は、上記中心軸Ｗに一致しているものとする。

また、フェルール本体４２１の後端部には、鍔部４２３と円筒部４２４とからなるフェルール保持具４２５が取り付けられている。フェルール４２０は、上記円筒部４２４にバネ部材（コイルバネ）４２６が取り付けられた状態で上記内筒４０４内に収容され、プラグ部材４１０の内面周方向に沿って環状に形成されたストッパ部４１４と、内筒４０４の後端部に取り付けられたバネ押え環（図示略）とにより前後方向への抜脱がそれぞれ規制されている。また、上記バネ部材４２６の弾性によって、フェルール４２０は前方に向けて定圧付勢されており、その先端面４２２が不図示の相手側フェルールの先端面に対し押圧されるように構成されている。

外筒４０２の先端上部および先端下部には、第１のキー溝部４１２および第２のキー溝部４１３がそれぞれ設けられている。また、外筒４０２の先端側面部には、凸状のキー部４１６が設けられている。これら第１、第２のキー溝部４１２，４１３およびキー部４１６は、プラグ４００が相手側プラグと係合される際の挿入ガイドと抜脱防止に利用されるものである。フェルール４２０の中心軸Ｗ上で先端面４２２に接する面に垂直な平面と、上記キー部４１６の中心軸Ｅとフェルール４２０の中心軸Ｗとを通る平面とのなす角度を、以下、キー角度と称する。なお、プラグ４００では、このキー角度の基準値が９０度である場合を例にとっている。

また、フェルール保持具４２５の鍔部４２３には、中心軸Ｗを挟んで互いに対向する位置に、中心軸Ｗ方向に延びる各一対のキー溝部４２７，４２８が形成されており、内筒４０４の内面には、このうちの一対のキー溝部４２７と係合する一対のキー部４１５（一方のみ示す）が形成されている。これら鍔部４２３側のキー溝部４２７と、内筒４０４側のキー部４１５とが係合することにより、フェルール４２０のプラグ部材４１０に対する中心軸Ｗ周りの回転が規制されるように構成されている。

さらに、上記外筒４０２および上記内筒４０４は、外筒４０２内に内筒４０４を収容する際の内筒４０４の向きを規制し得るとともに、外筒４０２内に収容された内筒４０４の中心軸Ｗ周りの回転を規制し得るような形状、大きさに形成されている。

このように、プラグ４００に対してフェルール４２０は、中心軸Ｗ周りの回転が規制されているが、上述した各部材間には、それぞれの製造公差により若干のガタが生じることが許容されており、このためプラグ４００に対してフェルール４２０は、中心軸Ｗ周りに所定の角度範囲での角度ずれ（上記キー角度の角度ずれ）εが生じることが許容されている。

＜球面偏心検査方法の原理＞
以下、図１を用いて、本発明の一実施形態に係る斜め球面研磨フェルールの球面偏心検査方法（以下「一実施形態方法」と称することがある）の原理を説明する。

図１は一実施形態方法の原理を説明するための模式図で、同図（ａ）は顕微干渉計（図示略）の光軸Ｚに対して、上記中心軸Ｗが上記斜め研磨基準角度θ_０だけ傾いて交わるように、かつ上記角度ずれεが０となる状態で設置されたフェルール４２０を示している。また、同図（ｂ）は（ａ）に示すように上記光軸Ｚに対して垂直に設けられた顕微干渉計の観察平面５０を（ａ）中の矢線Ｋ方向から見た状態を示し、同図（ｃ）は（ａ）に示すように上記中心軸Ｗに対して垂直な仮想面５１を（ａ）中の矢線Ｌ方向から見た状態を示している。

なお、図１（ｂ）に示す直交座標軸Ｘ，Ｙは、その原点において上記光軸Ｚと直交するように設定されており、図１（ｃ）に示す直交座標軸Ｕ，Ｖは、その原点において上記中心軸Ｗと直交するように設定されている。また、図１（ｂ）に示す座標軸Ｙおよび図１（ｃ）に示す座標軸Ｖは、図１（ａ）においてはその紙面内に位置することになる。さらに、図１（ａ），（ｂ），（ｃ）において、距離や角度の大きさは、互いに適宜変更して示している。

図１（ａ）に示すようにフェルール４２０が設置された場合、上記観察平面５０は、フェルール４２０の球面偏心量を測定する際の角度基準面に相当することになる。したがって、先端面４２２の中心点Ｃと、球面頂上Ｔ（先端面４２２の曲率中心Ｏを通る光軸Ｚに平行な線と先端面４２２との交点）との、観察平面５０上における距離ｄ（この場合ｄ_０となる）が球面偏心量に該当することになる。

なお、先端面４２２の上記斜め研磨実角度θが上記斜め研磨基準角度θ_０と一致する場合、上記球面頂上Ｔと上記中心点Ｃとは互いに一致し、このとき球面偏心量は０となる。また、観察平面５０における上記中心点Ｃと上記球面頂上Ｔの各位置、および先端面４２２の曲率半径Ｒは、観察平面５０上で観察される干渉縞（図示略）に基づき算定される。

ところで、上述したようにプラグ４００（図１では省略）に対してフェルール４２０は、中心軸Ｗ周りに所定の角度ずれεが生じることが許容されており、顕微干渉計に対して設置されたときプラグ４００内に保持されたフェルール４２０が、図１（ａ）に示す状態になるとは限らない。すなわち、一般には、上記角度ずれεの大きさの変化に応じて上記曲率中心Ｏは、図１（ｃ）に示すように上記仮想面５１上において半径ｒ（図１（ａ）において曲率中心Ｏから中心軸Ｗまでの距離に等しい）の円状軌跡５２に沿って移動し、この移動に伴って、観察平面５０上における上記球面頂上Ｔの位置も変化することになる。

ただし、上記角度ずれεの大きさが変化した場合でも、上記光軸Ｚと上記中心軸Ｗとの相対的な位置関係は変化しないと仮定した場合、観察平面５０上における上記球面頂上Ｔは、図１（ｂ）に示すように所定の楕円状軌跡５３に沿って移動することになる。また、このとき、投影面５１上における曲率中心Ｏの位置と、観察平面５０上における球面頂上Ｔの位置とを、幾何学的な関係により互いに対応づけることが可能となる。

例えば、上記角度ずれεの大きさがε_１であるときに（図１（ｃ）に示すように投影面５１上の曲率中心Ｏが、円状軌跡５２に沿って時計回りに座標軸Ｖから角度ε_１だけ回転したときに）、図１（ｂ）に示すように観察平面５０上の球面頂上Ｔが、楕円状軌跡５３に沿って時計回りに座標軸Ｙから角度α_１だけ回転するとする。また、このとき、観察平面５０上における球面頂上ＴのＸ座標およびＹ座標の各絶対値をＸ_１，Ｙ_１（観察平面５０上において中心点Ｃは原点に位置するものとする）、仮想面５１上における曲率中心ＯのＵ座標およびＶ座標の各絶対値をＵ_１，Ｖ_１、観察平面５０上における球面頂上Ｔと中心点Ｃとの距離ｄをｄ_１とすると、これら相互間、およびこれらと上記斜め研磨基準角度θ_０、上記曲率半径Ｒ、上記半径ｒ、上記角度ずれεが０のときの上記距離ｄ_０の間には、下式（１）〜（６）の対応関係が成立する。

（ｄ_１）^２＝（Ｘ_１）^２＋（Ｙ_１）^２・・・（１）
ｒ＝ｄ_０cosθ_０＋Ｒsinθ_０・・・（２）
Ｕ_１＝ｒsinε_１・・・（３）
Ｖ_１＝ｒcosε_１・・・（４）
Ｘ_１＝Ｕ_１・・・（５）
（ｄ_０−Ｙ_１）cosθ_０＝ｒ−Ｖ_１・・・（６）

したがって、顕微干渉計による１回の測定において、観察平面５０上での中心点Ｃと球面頂上Ｔの位置に基づき上記距離ｄ_１の値を求めるとともに、上記曲率半径Ｒ、上記半径ｒ、および上記角度ずれε_１の各値を求め、さらに、これらと上記斜め研磨基準角度θ_０とに基づき、上記関係を用いて、上記角度ずれεが０のときの上記距離ｄ_０の値を算定することができる。

そして、距離ｄ_０の値が求まれば、プラグ４００（図４参照）に対してフェルール４２０が中心軸Ｗ周りに上記角度ずれεの許容境界値ε_ｍまで角度ずれしたときの、観察平面５０上での中心点Ｃと球面頂上Ｔとの距離ｄの見込み値Ｄを求めることが可能となる。

すなわち、上記許容境界値ε_ｍおよび上記見込み値Ｄには、上式（１）〜（６）において、ε_１をε_ｍに、ｄ_１をＤに置き換えた場合に相当する関係が成立するので、下記の球面偏心計算式（７）により、見込み値Ｄを算定することができる。

Ｄ＝（（Ｘ_ｍ）^２＋（Ｙ_ｍ）^２）^１/２・・・（７）

ここで、Ｘ_ｍ，Ｙ_ｍは、それぞれ下式（８），（９）を満たす値である。

Ｘ_ｍ＝（ｄ_０cosθ_０＋Ｒsinθ_０）sinε_ｍ・・・（８）
Ｙ_ｍ＝ｄ_０−（ｄ_０cosθ_０＋Ｒsinθ_０）・（１−cosε_ｍ）cosθ_０・・・（９）

＜球面偏心検査方法の手順＞
以下、一実施形態方法の具体的な手順について説明する。図２は一実施形態方法の手順を示すフローチャートである。

〈１〉プラグ４００（図４参照）内に保持されたフェルール４２０を、図１に示すように、中心軸Ｗが顕微干渉計の光軸Ｚに対して斜め研磨基準角度θ_０だけ傾いた状態で保持する（図２のステップＳ１）。

〈２〉顕微干渉計の観察平面５０に形成される干渉縞に基づき、フェルール４２０の先端面４２２の測定を行なう（図２のステップＳ２）。

〈３〉得られた測定結果に基づき、プラグ４００に対するフェルール４２０のキー角度の角度ずれε、および先端面４２２の観察平面５０上における中心点Ｃと球面頂上Ｔとの距離ｄの各測定値ε_１，ｄ_１と、先端面４２２の曲率半径Ｒとを求める（図２のステップＳ３）。

〈４〉求められた各測定値ε_１，ｄ_１と、曲率半径Ｒと、斜め研磨基準角度θ_０とに基づき、上式（１）〜（６）の対応関係より、角度ずれεが０のときの観察平面５０上における中心点Ｃと球面頂上Ｔとの基準距離ｄ_０を求める（図２のステップＳ４）。

〈５〉求められた基準距離ｄ_０と、曲率半径Ｒおよび斜め研磨基準角度θ_０と、キー角度の角度ずれεの許容境界値ε_ｍとに基づき、上記球面偏心計算式（７）により、プラグ４００に対してフェルール４２０が中心軸Ｗ周りに上記許容境界値ε_ｍまで角度ずれしたときの、観察平面５０上における中心点Ｃと球面頂上Ｔとの距離ｄの見込み値Ｄを求める（図２のステップＳ５）。

〈６〉求められた見込み値Ｄを、フェルール４２０とプラグ４００との間に最大の角度ずれε_ｍが生じたときの球面偏心量として、これが球面偏心量の許容閾値ｄ_ｓ（図３参照）以下であるか否かに基づき、球面偏心量の合否判定（Ｄ≦ｄ_ｓであれば合格、Ｄ＞ｄ_ｓであれば不合格）をする（図２のステップＳ６）。

なお、上記手順〈１〉は本発明における保持手順をなし、上記手順〈２〉は本発明における測定手順をなしている。また、上記手順〈３〉〜〈５〉は本発明における解析手順をなし、上記手順〈６〉は本発明における判定手順をなしている。

このように、この一実施形態方法によれば、プラグ４００に対するフェルール４２０の中心軸Ｗ周りの角度ずれεの変化と、顕微干渉計の観察平面５０における先端面４２２の中心点Ｃから球面頂上Ｔまでの距離ｄの変化との対応関係を利用することにより、１回の測定を行なうだけで、フェルール４２０とプラグ４００との間に生じる角度ずれεの影響が適正に考慮された球面偏心量の算出値としての見込み値Ｄを得ることが可能となる。そして、この見込み値Ｄが球面偏心量の許容閾値ｄ_ｓ以下であるか否かに基づきフェルールの球面偏心に対する合否判定をするので、合否判定を適正かつ短時間で行なうことが可能となる。

なお、図３は上記角度ずれεと上記距離ｄとの対応関係の一例を示している。すなわち、図３に示す曲線のグラフは、上記球面偏心計算式（７）におけるＤをｄに、上式（８），（９）におけるε_ｍをεに、それぞれ置き換えることにより得られるものである。このようなグラフは、角度ずれεの変化による球面偏心量の変化や、球面偏心量の合否判定の状況を視覚化することができるので、これをオペレータ等に対し表示することは有用である。なお、図３に示すグラフは縦軸を挟んで左右対称となっており、正の向きの許容境界値ε_ｍと、負の向きの許容境界値−ε_ｍとの各絶対値は互いに等しくなっている。また、この図３に示す例ではＤ≦ｄ_ｓとなっており、球面偏心量の合否判定では合格とされる。

＜球面偏心検査装置＞
以下、本発明による球面偏心検査装置の実施形態について説明する。図５は本発明の一実施形態に係る球面偏心検査装置の概略構成図であり、図６は図５に示す顕微干渉計装置１の一部を破断して示す斜視図である。また、図７は図６に示すクランプ装置３００の正面図である。

図５に示す球面偏心検査装置は、プラグ４００内に保持されたフェルール４２０の斜め球面研磨された先端面４２２における球面偏心量を測定するものであり、顕微干渉計装置１と、コンピュータ装置からなる解析装置３０と、顕微干渉計装置１により得られた干渉縞の画像や解析装置３０により得られた解析結果等を表示する表示装置４０とを備えてなる。

図６に示すように上記顕微干渉計装置１は、底板２、前板３（一部破断して図示）、後板４、隔壁板５およびカバーケース６（一部破断して図示）からなる本体筐体内に、電源部７、コントロールボックス８および干渉計本体部１０（本発明における顕微干渉計に相当する）を備えている。

この干渉計本体部１０は、対物レンズユニット１１、ピエゾユニット１２、ハーフミラー・光源ユニット１３、結像レンズユニット１４、ミラーボックス１５およびＣＣＤカメラユニット１６を備えている。これらのうち、結像レンズユニット１４、ミラーボックス１５およびＣＣＤカメラユニット１６は、隔壁板５に固定された固定台１７に取り付けられており、対物レンズユニット１１、ピエゾユニット１２およびハーフミラー・光源ユニット１３は、フォーカス台１８（一部破断して図示）に取り付けられている。

このフォーカス台１８は、前板３と固定台１７との間において前後方向（図中の矢印ＦおよびＢ方向）に互いに平行な状態で延設された上下２本のガイド軸１９Ａ，１９Ｂ（一部破断して図示）に、前後方向にスライド移動可能に支持されている。また、上記固定台１７と上記フォーカス台１８との間には、コイルバネ９が配されており、上記フォーカス台１８は、このコイルバネ９の弾性により前方（図中の矢印Ｆ方向）に向けて付勢されている。

また、上記前板３には、上記フォーカス台１８を移動させて干渉計本体部１０のフォーカス調整を行なうためのフォーカス調整ネジ２０が設けられている。このフォーカス調整ネジ２０は、前板３に形成された不図示のネジ孔に、自身の軸回りの回転により前後方向に移動可能に螺合するネジ軸部２１と、このネジ軸部２１を回転させるためのツマミ部２２とを備えてなる。このネジ軸部２１の先端面はフォーカス台１８の前面部に設けられた半球状の凸部１８ａに当接している。このためフォーカス調整ネジ２０は、ツマミ部２２を回転させてネジ軸部２１の前板３からの突出長を変えることにより、フォーカス台１８をガイド軸１９Ａ，１９Ｂに沿って前後方向に移動させることが可能となっており、これによりフォーカス調整を行なえるようになっている。

上述したような構成を有する干渉計本体部１０は、対物レンズユニット１１の前方の所定位置に保持された微小な被検体（不図示）に、不図示の光源からの光を参照光と分割して照射し、被検体から反射してきた物体光を参照光と干渉させ、その干渉光を、結像レンズユニット１４を通した後、不図示のＣＣＤ上に干渉縞を結像させる。そして、得られた干渉縞の形状や変化を測定解析することにより、被検体の表面形状の三次元計測や物性の測定を行なえるようになっている。なお、干渉計本体部１０としては、ミロー型やマイケルソン型、リニーク型など種々のタイプのものを用いることが可能である。

また、上記前板３には、傾斜調整装置１００が配されている。この傾斜調整装置１００は、前板３に固定されたＬ字状の第１の基部材１１０と、この第１の基部材１１０と同様のＬ字状をなし、第１の基部材１１０に対向配置された第２の基部材１２０とを備えている。第２の基部材１２０は、支点部１３０を中心に第１の基部材１１０に対して傾動可能に支持されており、第１の傾斜調整ネジ１４０および第２の傾斜調整ネジ１５０により、支点部１３０から略鉛直方向に延びる軸線周りと、支点部１３０から略水平方向に延びる軸線周りとにそれぞれ傾動して、第１の基部材１１０に対する傾きを２軸調整できるようになっている。

この傾斜調整装置１００の第２の基部材１２０には、クランプ保持具２００が取り付けられている。クランプ保持具２００は、前段部２１０と後段部２２０とそれらを繋ぐ連結部２３０とを有してなり、その前段部２１０を３個の取付ネジ２４０により上記第２の基部材１２０に固定されている。クランプ保持具２００の後段部２２０は、対物レンズユニット１１の前面側に位置し、その中央部には、保持用凹部２２１が形成されており、この保持用凹部２２１内に、クランプ装置３００を保持している。なお、この他に前板３には、顕微干渉計装置１の電源をオンオフする電源スイッチ３０が設けられている。

図７に示すように上記クランプ装置３００は、基部の正面側周縁部に形成された略円環状の縁部３２０および変位調整部３４０からなるクランプ体３０５と、基部の正面にネジ３３１を介して取り付けられた円板状の回転規制体３３０とを備えてなる。

上記縁部３２０には、３個のネジ孔３２１と溝部３２２とが設けられている。ネジ孔３２１は、クランプ装置３００を上記クランプ保持具２００（図６参照）に取り付けるためのネジ用のものであり、溝部３２２は、クランプ保持具２００に設けられたピン（不図示）と係合して、クランプ装置３００のクランプ保持具２００に対する位置合わせを高精度に行なえるように設けられている。

また、クランプ体３０５の正面中央部には、クランプ装置３００の軸Ａ方向（紙面と直交する方向）に突出する円筒状のクランプ口３６１と、このクランプ口３６１の内面を構成するフェルール挿通孔３６２とが設けられている。このフェルール挿通孔３６２は、上記フェルール４２０の外径と略同寸法の内径を有しており、上記クランプ口３６１から挿通されたフェルール４２０を、その中心軸Ｗ（図１参照）とクランプ装置３００の軸Ａとが互いに重なるように支持し得るように構成されている。

上記変位調整部３４０は、フェルール４２０を保持／解放する際に操作されるものであり、変位部（図示略）の変位量を調整するための調整ネジ３４３と、該調整ネジ３４３を操作するためのレバー部材３４４とを備えてなる。上記縁部３２０には、上記レバー部材３４４の回動範囲を規制するためのストッパ部材３８０Ａ，３８０Ｂが設けられており、レバー部材３４４は、これら２つのストッパ部材３８０Ａ，３８０Ｂの間を回動することにより、フェルール４２０を保持したり、フェルール４２０の保持を解除したりするようになっている。

また、クランプ体３０５の正面には、円柱状の２つの係合ピン３９０，３９１が設けられている。一方、上記回転規制体３３０には、２つの係合孔３３４，３３５が設けられており、上記係合ピン３９０，３９１に対して、上記係合孔３３４，３３５がそれぞれ位置合せされて係合されることにより、クランプ体３０５に対して高精度に位置決めされるように構成されている。

さらに、回転規制体３３０の中央部には、クランプ装置３００に保持されたプラグ４００の回転を規制するための回転規制部３３３が形成されている。この回転規制部３３３は、フェルール４２０がフェルール挿通孔３６２内に挿通される際に、プラグ４００をクランプ装置３００に対して位置決めするための押圧部３３７および係合凸部３３６を備えている。なお、クランプ装置３００の構成については、上記特許文献１において、より詳細に記載されている。

以上の如く構成された球面偏心検査装置は、上述した一実施形態方法を行なうように構成されている。ただし、上記一実施形態方法を行なう際には、図６に示すクランプ保持具２００を、図８に示す傾斜配置用のクランプ保持具２００Ｂに交換して、上記保持手順を行なうので、次に、この傾斜配置用のクランプ保持具２００Ｂについて説明する。

図８に示す傾斜配置用のクランプ保持具２００Ｂは、上述したクランプ保持具２００と同様にクランプ装置３００を保持するものであり、上記クランプ保持具２００と同様の構成を有する部分については同じ番号を付し、その詳細な説明は省略する。なお、このクランプ保持具２００Ｂは、上記クランプ保持具２００と同様に、上述した傾斜調整装置１００に対して上記取付ネジ２４０を介して取り付けられるが、この取付ネジ２４０と螺合するネジ孔等の図示は省略してある。

クランプ保持具２００Ｂは、保持用凹部２２１内にクランプ装置３００の取付面２２２Ｂを有しており、この取付面２２２Ｂの中央部には円形の開口部２２３Ｂが形成されている。クランプ装置３００は、取付面２２２Ｂに対してネジ止めされるようになっており、取付面２２２Ｂの開口部２２３Ｂ周辺にはそのためのネジ孔や、クランプ装置３００の位置決め用のピンが設けられているが、これらの図示は省略している。

上記取付面２２２Ｂは、クランプ装置３００側に角度β（フェルール４２０の先端面４２２の斜め研磨基準角度θ_０と等しい角度としてもよい）だけ前傾するように形成されている。また、クランプ保持具２００Ｂは、クランプ装置３００が取付面２２２Ｂに対して取り付けられた際、その開口部２２３Ｂの中心軸Ｈがクランプ装置３００の軸Ａと高精度に重なるように構成されている。

このクランプ保持具２００Ｂを上記傾斜調整装置１００に取り付け、そこに上記クランプ装置３００を設置する。そして、クランプ装置３００にフェルール４２０を保持せしめた状態において、傾斜調整装置１００を用いてクランプ装置３００の傾き姿勢を調整することにより、図１に示すようにフェルール４２０の中心軸Ｗが顕微干渉計の光軸Ｚに対して斜め研磨基準角度θ_０だけ傾いた状態で保持されるようにする。このように、本実施形態による球面偏心検査装置では、傾斜調整装置１００、クランプ保持具２００Ｂ、およびクランプ装置３００により、フェルール４２０の保持手段が構成されている。

フェルール４２０の傾き姿勢が調整された後、干渉計本体部１０および解析装置３０により、上記一実施形態方法による測定手順、解析手順、および判定手順が行なわれる。すなわち、図５に示す解析装置は、縞解析用のプログラムと共に上記解析手順および上記判定手順を実行するための演算プログラムを記憶したメモリや、これらのプログラムを実行する演算装置等により構成される測定手段、解析手段、および判定手段を備えており、これらにより上述した測定手順、解析手順および判定手順を行なうように構成されている。

なお、上記実施形態における顕微干渉計装置１は、斜め球面研磨型のフェルール４２０の測定以外にも、斜め平面研磨型のフェルールや、垂直研磨型（先端面は平面でも球面でもよい）のフェルールの測定にも用いることが可能である。

本発明の一実施形態に係る球面偏心検査方法の原理を説明する図本発明の一実施形態に係る球面偏心検査方法のフローチャート角度ずれεと距離ｄとの対応関係の一例を示すグラフ光コネクタプラグの分解斜視図本発明の一実施形態に係る球面偏心検査装置の概略構成図図５に示す顕微干渉計装置の斜視図図６に示すクランプ装置の正面図傾斜配置用のクランプ保持具の斜視図

符号の説明

１顕微干渉計装置
２底板
３前板
４後板
５隔壁板
６カバーケース
７電源部
８コントロールボックス
９コイルバネ
１０干渉計本体部
１１対物レンズユニット
１２ピエゾユニット
１３ハーフミラー・光源ユニット
１４結像レンズユニット
１５ミラーボックス
１６ＣＣＤカメラユニット
１７固定台
１８フォーカス台
１８ａ凸部
１９Ａ，１９Ｂガイド軸
２０フォーカス調整ネジ
２１ネジ軸部
２２ツマミ部
３０電源スイッチ
５０観察平面
５１仮想面
５２円状軌跡
５３楕円状軌跡
１００傾斜調整装置
１１０第１の基部材
１２０第２の基部材
１３０支点部
１４０第１の傾斜調整ネジ
１５０第２の傾斜調整ネジ
２００クランプ保持具
２００Ｂ（傾斜配置用の）クランプ保持具
２１０前段部
２２０後段部
２２１保持用凹部
２２２Ｂ取付面
２２３Ｂ開口部
２３０連結部
２４０取付ネジ
３００クランプ装置
３０５クランプ体
３２０縁部
３２１ネジ孔
３２２溝部
３３０回転規制体
３３１ネジ
３３３回転規制部
３３４，３３５係合孔
３３６係合凸部
３３７押圧部
３４０変位調整部
３４３調整ネジ
３４４レバー部材
３６１クランプ口
３６２フェルール挿通孔
３８０Ａ，３８０Ｂストッパ部材
３９０，３９１係合ピン
４００光コネクタプラグ（プラグ）
４０２外筒
４０４内筒
４１０プラグ部材
４１２第１のキー溝部
４１３第２のキー溝部
４１４ストッパ部
４１５キー部（内筒）
４１６キー部（外筒）
４２０斜め球面研磨フェルール（フェルール）
４２１フェルール本体
４２２先端面
４２３鍔部
４２４円筒部
４２５フェルール保持具
４２６バネ部材
４２７，４２８キー溝部
４３０光ファイバ
Ａ（クランプ装置の）軸
Ｃ中心点
Ｄ，Ｅ，Ｈ，Ｗ中心軸
Ｔ球面頂上
Ｚ光軸
Ｆ，Ｂ，Ｋ，Ｌ方向を示す矢線
θ_０研磨基準角度
θ 研磨実角度
ｒ半径
Ｏ曲率中心
Ｘ，Ｙ観察平面の座標軸
Ｘ_１，Ｙ_１（球面頂上の座標の）絶対値
Ｕ，Ｖ仮想面の座標軸
Ｕ_１，Ｖ_１（曲率中心の座標の）絶対値
ｄ（中心点と球面頂上との）距離
ｄ_１（距離の）測定値
ｄ_ｓ（球面偏心量の）許容閾値
ε 角度ずれ
ε_１（角度ずれの）測定値
ε_ｍ（角度ずれの）許容閾値
Ｄ見込み値
α_１（球面頂上の回転の）角度
β （クランプ保持具の前傾の）角度

Claims

先端面を斜め球面研磨されたフェルールの球面偏心量を、顕微干渉計を用いて検査する斜め球面研磨フェルールの球面偏心検査方法であって、
光コネクタプラグ内に保持された前記フェルールを、該フェルールの中心軸が前記顕微干渉計の光軸に対して前記先端面の斜め研磨基準角度θ_０だけ傾いた状態で保持する保持手順と、
前記顕微干渉計の観察平面において、前記先端面の測定を行なう測定手順と、
この測定手順により得られた測定結果と、前記光コネクタプラグに対する前記フェルールの前記中心軸周りの角度ずれεの変化と前記観察平面における前記中心点から前記球面頂上までの距離ｄの変化との対応関係とに基づき、前記光コネクタプラグに対して前記フェルールが前記中心軸周りに前記角度ずれεの許容境界値ε_ｍまで角度ずれしたときの前記距離ｄの見込み値Ｄを前記球面偏心量の算出値として求める解析手順と、
求められた前記見込み値Ｄが前記球面偏心量の許容閾値ｄ_ｓ以下であるか否かに基づき、前記フェルールの球面偏心に対する合否判定をする判定手順と、
をこの順で行なうことを特徴とする球面研磨フェルールの球面偏心検査方法。
前記解析手順においては、
前記測定結果に基づき、前記角度ずれεおよび前記距離ｄの各測定値ε_１，ｄ_１と、前記先端面の曲率半径Ｒを求めるステップと、
求められた前記各測定値ε_１，ｄ_１と、前記曲率半径Ｒと、前記斜め研磨基準角度θ_０とに基づき、前記角度ずれεが０のときの前記中心点と前記球面頂上との前記観察平面における基準距離ｄ_０を求めるステップと、
求められた前記基準距離ｄ_０と、前記曲率半径Ｒおよび前記斜め研磨基準角度θ_０と、前記許容境界値ε_ｍとに基づき、前記見込み値Ｄを求めるステップと、
をこの順で行なうことを特徴とする請求項１記載の球面研磨フェルールの球面偏心検査方法。
先端面を斜め球面研磨されたフェルールの球面偏心量を検査する斜め球面研磨フェルールの球面偏心検査装置であって、
顕微干渉計と、
光コネクタプラグ内に保持された前記フェルールを、該フェルールの中心軸が前記顕微干渉計の光軸に対して前記先端面の斜め研磨基準角度θ_０だけ傾いた状態で保持するフェルール保持手段と、
前記顕微干渉計の観察平面において、前記先端面の測定を行なう測定手段と、
この測定手段により得られた測定結果に基づき、請求項１または２に記載された解析手順に従い、前記見込み値Ｄを前記球面偏心量の算出値として求める解析手段と、
この解析手段により得られた前記見込み値Ｄが前記球面偏心量の許容閾値ｄ_ｓ以下であるか否かに基づき、前記フェルールの球面偏心に対する合否判定をする判定手段と、
を備えてなることを特徴とする球面研磨フェルールの球面偏心検査装置。