JP2007178980A - Ferrule holder and eccentricity measuring apparatus using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、フェルールを保持するためのスリーブを備えるフェルール保持具及びそれを用いた偏心測定装置に関する。 The present invention relates to a ferrule holder including a sleeve for holding a ferrule and an eccentricity measuring apparatus using the same.
従来より、例えば、建物内の配線や機器への配線に使用される光ファイバケーブルや光ファイバコードの接続における光ファイバ同士の光学的接続には、着脱自在な光コネクタが用いられている。 2. Description of the Related Art Conventionally, for example, a detachable optical connector has been used for optical connection between optical fibers in connection of optical fiber cables and optical fiber cords used for wiring in buildings and wiring to equipment.
このような光コネクタは、一般的に、光ファイバの先端を挿入保持するフェルールが固定された図6(a)に示すような光コネクタプラグ20と、光コネクタプラグが相対向する双方から嵌合する光コネクタアダプタとから構成されている。
Such an optical connector is generally fitted from both the
フェルール21は、図6(a)に示すように、略円筒形状を有し、その内部には軸方向に貫通して光ファイバ22を挿入保持する光ファイバ挿入孔21aが設けられている。この光ファイバ挿入孔21aの後端部には、内径が開口側に向かって漸大するテーパ部21bが設けられている。このようなテーパ部21bを設けることによって、光ファイバ挿入孔21aに光ファイバ22を挿入した際に、光ファイバ22の先端がフェルール21の端面に接触することで欠けたり、折れたりするのを防止することができる。
As shown in FIG. 6A, the
なお、このようなフェルール21の材質としては、例えば、ジルコニア等のセラミックス材料、プラスチック材料及び結晶化ガラス、ホウケイ酸ガラス、石英等のガラス材料等を挙げることができる。
Examples of the material of the
また、光ファイバ22は、図6(b)に示すように、光ファイバ22のコア22aと、このコア22aを覆うクラッド22bとから構成されている。そして、このような光ファイバ27同士の対向接続は、コア22a同士を当接させることにより行われる。
Moreover, the
近年、光ファイバ同士を光コネクタアダプタで対向させて接続する際には、比較的低い光の挿入損失で光接続することが望まれている。 In recent years, when optical fibers are connected to each other with an optical connector adapter, it is desired to optically connect with a relatively low insertion loss of light.
ここで、光ファイバ同士の光接続時の損失要因としては、例えば、光ファイバ相互間の角度ずれ、コア中心の偏心量、間隙、光ファイバ端面品質、及び端面反射等が挙げられ、この中でも光ファイバ相互間のコア中心の偏心量が最も挿入損失を増大させる原因となることが一般的に知られている。 Here, the loss factors at the time of optical connection between optical fibers include, for example, the angular deviation between optical fibers, the eccentricity of the core center, the gap, the end face quality of the optical fiber, and the end face reflection. It is generally known that the amount of eccentricity of the core center between fibers causes the largest increase in insertion loss.
このような光ファイバ相互間のコア中心の偏心量は、例えば、シングルモードの光ファイバ22を有する光コネクタプラグ20の場合、光接続時の基準となるフェルール22の外径に対する断面中心の位置と光ファイバ22のコア中心との位置のずれによって発生する値である。
For example, in the case of the
このため、従来では、低損失の光コネクタプラグを保証するのに、例えば、コア中心の偏心測定器やコア中心の偏心測定システム等の偏心測定装置を用いて各光コネクタプラグのコア中心の偏心量を測定し、そのコア中心の偏心量をユーザ側へ規格値として提供している。 Therefore, conventionally, in order to guarantee a low-loss optical connector plug, for example, an eccentricity measuring device such as a core-centered eccentricity measuring device or a core-centered eccentricity measuring system is used. The amount of eccentricity at the center of the core is measured and provided to the user as a standard value.
なお、このようなコア中心の偏心量測定装置(従来の第一例)では、例えば、図8に示すように、まず、フェルール保持具30としてのV溝31と押え部材32との間にフェルール33を固定した状態でそのフェルール33に光を通し、光ファイバ34のコア中心をレンズで拡大して画像処理装置に取り込む。次に、フェルール33をV溝31上で所定角度回転させて、光ファイバ34のコア中心を再びレンズで拡大して画像処理装置に取り込む。そして、通常は、このような操作を4回行って各回転毎の光ファイバ34のコア中心の位置を画像処理装置にて画像処理することにより、光ファイバ34のコア中心を推定し、このコア中心から偏心量を測定するようになっている(特許文献1参照)。
In such a core-centered eccentricity measuring apparatus (first conventional example), for example, as shown in FIG. 8, first, a ferrule between the V-
また、従来の第二例としては、フェルール保持具としてスリーブを用いたものも提案されている(特許文献2参照)。
しかしながら、従来の第一例におけるフェルール保持具30では、V溝31の2面と押さえ部材32の1面の計3面で円筒形のフェルール33を固定する構造のため、フェルール33を安定して固定することが困難であった。そのため、従来の第一例におけるフェルール保持具30では、測定値の再現性が悪く、しかもフェルール33の外周面の真円度の影響を受けやすいため、正確に偏心量を測定することが難しいという問題を生じていた。
However, the ferrule holder 30 in the first conventional example has a structure in which the
また、従来の第2例でのフェルール保持具40では、割りスリーブ41の先端部で内孔にストッパ43、外周にホルダ42を圧入固定している。そのため、例えば、光ファイバの光軸に対してフェルール44が割りスリーブ41の内孔に斜めに挿入されると、フェルール44の外は割りスリーブ41の内孔の直径よりも大きいので、割りスリーブ41の内孔が過度に拡径し、偏心量の測定値にバラツキが生じる可能性があった。
Further, in the
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、長手方向にスリットを有し、かつ内孔に光ファイバが挿入されるフェルールを保持するための貫通孔を有するスリーブと、該スリーブを内部に配置するホルダと、を備えるフェルール保持具であって、前記スリーブは、前記ホルダとの間に間隙を設けて配置され、かつ前記スリットが前記貫通孔を挟んで対向する領域で前記間隙に介在された接合部材により前記ホルダに固定されることを特徴とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and has a sleeve having a slit in the longitudinal direction and a through hole for holding a ferrule into which an optical fiber is inserted into an inner hole, and the sleeve. And a holder disposed therein, wherein the sleeve is disposed with a gap between the sleeve and the slit in the gap in a region facing the through hole. It is fixed to the holder by an interposed joining member.
また、前記スリーブの内面で前記スリットが前記貫通孔を挟んで対向する領域に、突条部が設けられていることを特徴とする。 Further, a protrusion is provided in a region of the inner surface of the sleeve where the slits are opposed to each other with the through hole interposed therebetween.
さらに、前記スリーブはセラミックスを主成分とし、かつ前記接合部材は前記スリーブの主成分であるセラミックスから成るフィラーを含有する樹脂材料により形成されていることを特徴とする。 Further, the sleeve is characterized in that ceramic is a main component, and the joining member is formed of a resin material containing a filler made of ceramic which is the main component of the sleeve.
さらに、前記間隙内で、前記接合部材の存在しない領域に弾性部材を介在させ、前記接合部材の縦弾性係数をE1とし、前記弾性部材の縦弾性係数をE2としたときに、E1>E2の関係であることを特徴とする。 Further, when an elastic member is interposed in the gap in an area where the joining member does not exist, when the longitudinal elastic modulus of the joining member is E1 and the longitudinal elastic modulus of the elastic member is E2, E1> E2 It is a relationship.
さらに、前記弾性部材は樹脂を含んでなることを特徴とする。 Further, the elastic member includes a resin.
さらに、フェルールの内孔の偏心量を測定するための偏心測定装置であって、上記記載のフェルール保持具と、該フェルール保持具により保持されたフェルールの内孔に光を導入する光源と、前記内孔内を伝送し、前記フェルールの内孔から導出される光を受光するための受光部を有する光電変換素子と、該光電変換素子からの電気信号を画像化する画像処理装置と、を備えることを特徴とする偏心測定装置。 Further, an eccentricity measuring device for measuring the amount of eccentricity of the inner hole of the ferrule, the ferrule holder described above, a light source for introducing light into the inner hole of the ferrule held by the ferrule holder, A photoelectric conversion element having a light receiving portion for transmitting the light in the inner hole and receiving light derived from the inner hole of the ferrule, and an image processing device for imaging an electric signal from the photoelectric conversion element An eccentricity measuring device.
また、光ファイバのコアの偏心量を測定するための偏心測定装置であって、上記記載のフェルール保持具と、該フェルール保持具により保持されたフェルールの内孔に挿入された光ファイバに光を導入するための光源と、前記光ファイバを伝送し、該光ファイバから導出される光を受光するための受光部を有する光電変換素子と、該光電変換素子からの電気信号を画像化するための画像処理装置と、を備えることを特徴とする。 An eccentricity measuring device for measuring the amount of eccentricity of the core of the optical fiber, wherein light is applied to the ferrule holder described above and the optical fiber inserted into the inner hole of the ferrule held by the ferrule holder. A light source for introduction, a photoelectric conversion element having a light receiving portion for transmitting the optical fiber and receiving light derived from the optical fiber, and an electric signal from the photoelectric conversion element for imaging And an image processing device.
さらに、前記画像処理装置で得られた画像のフェルールの内孔形状もしくは光ファイバのコア形状のデータから、演算処理装置にてフェルール内孔形状もしくは光ファイバのコア形状の輪郭に対して内接円、外接円、のいずれかの円を描きその中心位置を求め、フェルールを回転させた時に得られる中心位置の最大のずれ量を算出し、該最大のずれ量の半値をコア偏心量として表示することを特徴とする。 Further, from the data of the inner hole shape of the ferrule or the core shape of the optical fiber of the image obtained by the image processing device, an inscribed circle with respect to the contour of the ferrule inner hole shape or the optical fiber core shape is calculated by the arithmetic processing device. , Draw one of the circumscribed circle, find its center position, calculate the maximum deviation amount of the center position obtained when rotating the ferrule, and display the half value of the maximum deviation amount as the core eccentricity amount It is characterized by that.
また、フェルールを回転させた時に得られる前記画像処理装置で得られた画像から、演算処理装置にてフェルール内孔形状もしくは光ファイバのコア形状の円縁の最大のずれ量を算出し、該最大のずれ量の半値をコア偏心量として表示することを特徴とする。 Further, from the image obtained by the image processing device obtained when the ferrule is rotated, the maximum deviation amount of the ferrule inner hole shape or the optical fiber core shape circle is calculated by the arithmetic processing device, and the maximum The half value of the deviation amount is displayed as the core eccentricity amount.
以上のように本発明によれば、長手方向にスリットを有し、かつ内孔に光ファイバが挿入されるフェルールを保持するための貫通孔を有するスリーブと、該スリーブを内部に配置するホルダと、を備えるフェルール保持具であって、前記スリーブは、前記ホルダとの間に間隙を設けて配置され、かつ前記スリットが前記貫通孔を挟んで対向する領域で前記間隙に介在された接合部材により前記ホルダに固定されることにより、スリーブの過度の変形を抑制するとともにフェルールを把持することが可能となる。その結果、繰り返して偏心量の測定を行っても、変動の少ない安定した測定値を得ることが可能となる。 As described above, according to the present invention, a sleeve having a slit in the longitudinal direction and having a through-hole for holding a ferrule into which an optical fiber is inserted into an inner hole, and a holder for arranging the sleeve therein The sleeve is arranged by providing a gap between the sleeve and the holder, and a joining member interposed in the gap in a region where the slit is opposed to the through hole. By fixing to the holder, excessive deformation of the sleeve can be suppressed and the ferrule can be gripped. As a result, even when the eccentricity is repeatedly measured, it is possible to obtain a stable measurement value with little fluctuation.
以下に本発明の実施形態について図を用いて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1に示すように、本発明のフェルール保持具10は、スリーブ1と、該スリーブ1を内部に配置するホルダ2と、接合部材3を備えている。
As shown in FIG. 1, the
スリーブ1(以下、割スリーブ1とする)は、長手方向にスリット1bを有し、かつ内孔に光ファイバが挿入されるフェルール5を保持するための貫通孔1aを有している。貫通孔1aの内径は、挿入されるフェルール5に対して数ミクロン小さい径に設定されており、一方、スリット1bは、スリーブ1内に挿入されるフェルール5に対してバネ力が作用し、フェルール5を把持する機能を有する。
A sleeve 1 (hereinafter referred to as a split sleeve 1) has a
スリーブ1の材質は、例えば、燐青銅、ベリリウム銅、黄銅、ステンレス等の他の金属やエポキシ、液晶ポリマー等のプラスチック、アルミナ、ジルコニア等のセラミックスを使用することができる。この中でも特に、ジルコニアセラミックスで形成することが好ましい。スリーブ1にジルコニアセラミックスを使用する場合、具体的には、ZrO2を主成分とし、Y2O3、CaO、MgO、CeO2、Dy2O3などの少なくとも一種を安定化剤として含み、正方晶の結晶を主体とする部分安定化ジルコニアセラミックスを用いることが好ましく、このような部分安定化ジルコニアセラミックスは、優れた耐摩耗性を有するとともに、適度に弾性変形することから有利である。
As the material of the
スリーブ1の加工方法としては、例えばジルコニアセラミックスから形成する場合、予め射出成形、プレス成形、押出成形等の所定の成形法によってスリーブとなる円筒状の成形体を得、その後、その成形体を1300〜1500℃で焼成し、所定の寸法に研削加工または研磨加工を施す。なお、成形体に切削加工等によって予め所定の形状を形成しておき、その後焼成を行ってもよい。
As a processing method of the
また、プラスチックス製とした場合は金型を工夫すればいかなる形状でも容易に製造することが出来る。更に、金属製とした場合は棒状もしくはパイプ状の素材を切削、研削、研磨、プレス等の機械加工で製造することができる。 In the case of plastics, any shape can be easily manufactured by devising a mold. Furthermore, when it is made of metal, a rod-like or pipe-like material can be manufactured by machining such as cutting, grinding, polishing, and pressing.
ホルダ2は、スリーブ1を内部に配置するための内孔が形成されるとともに該スリーブ1を保護する機能を有している。このホルダ2の材質は、ホルダ2を後述する偏心測定装置本体と接合するため、ステンレス、銅、鉄、ニッケルなどの溶接が可能であり、しかも加工が比較的に容易な材料が用いられるが、主には耐腐食性と溶接性を考慮して、ステンレスが用いられる。
The
また、ホルダ2の内孔には、スリーブ1の貫通孔1aを挟んで対向する領域1cの外周部分を接着固定するために、長手方向に突状2bを設けることが望ましい。更に、ホルダ5の内孔は、接合部材3及び後述する弾性部材4の接着力を向上させるためにも、内周面の算術平均粗さ(Ra)を0.1μm以上にすることが好ましい。
Further, it is desirable to provide a protrusion 2b in the longitudinal direction in the inner hole of the
接合部材3は、スリット1bが貫通孔1aを挟んで対向する領域1cにおいて、スリーブ1とホルダ2との間に介在されており、スリーブ1にフェルール5が挿入されて横荷重等がかかっても、スリーブ1に生じる過度な変形を抑制する機能を有する。接合部材3の材質は、高硬度な材質の接着剤を用いることが望ましく、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、レゾルシン樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、アリキッド樹脂等の熱硬化性樹脂もしくは紫外線照射にて硬化するUV硬化性樹脂を用いることができるが、エポキシ樹脂を用いることが耐環境性等を考慮すると最も望ましい。また、このような接合部材3は、たとえば、スリーブ1の領域1cに上記した接着剤を塗布し、加熱もしくは紫外線照射により接着剤を硬化させることにより作製することができる。なお、この接合部材3の作製においては、スリーブ1の領域1cに対して間隙を介して臨むホルダ5に接着剤を塗布して硬化させてもよい。
The joining
一方、本発明のフェルール保持具で保持されるフェルール5は、例えば、円筒形状を有しており、内部の貫通孔で光ファイバ6を接着固定して、光ファイバの接続のための保護部材として用いるものである。光ファイバを有するフェルール5が光学的に接続するために他の光ファイバを有するフェルール(プラグフェルール)と当接する先端部は、プラグフェルールとの接続損失を低減させるため曲率半径5〜30mm程度の曲面状に加工されている。
On the other hand, the
フェルール5の材質は、銅合金、ニッケル合金、ステンレス等の他の金属やエポキシ、液晶ポリマー等プラスチック、セラミック等を使用することができる。この中でも特に、ジルコニアセラミックスで形成することが好ましい。具体的には、ZrO2を主成分とし、Y2O3、CaO、MgO、CeO2、Dy2O3などの少なくとも一種を安定化剤として含み、正方晶の結晶を主体とする部分安定化ジルコニアセラミックスを用いることが好ましく、このような部分安定化ジルコニアセラミックスは、優れた耐摩耗性を有するとともに、適度に弾性変形することから有利である。
As the material of the
次に、本発明の他の実施形態について図2を用いて説明する。 Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
図2(a)に示すように、本発明では、スリーブ1の内面でスリット1bが貫通孔1aを挟んで対向する領域1cに、突条部1dが設けられることが好ましい。これは、スリット1bが前記貫通孔1aを挟んで対向する領域1cはスリーブ1の曲げ応力が最も大きくかかる部分であり、突状部1dを設けることにより、スリーブ1の曲げ破壊を防止することができるからである。
As shown in FIG. 2A, in the present invention, it is preferable that a
さらに、スリーブ1の内孔に等間隔で突状部1dを設ければ、フェルール5を把持する力がフェルール5に均一に作用するため、フェルール5を回転する場合においても、安定した偏心測定値を得るという点で望ましい。このとき、突状部1dは、スリーブ1の内孔の中心軸に対して45度間隔で7箇所設ければ、フェルール5の偏心量の繰り返し測定の安定性を良くする点で望ましい。
Further, if the projecting
次に、図2(b)はホルダ2の内孔に突状2bを設けないで接合部材3のみでスリーブ1を固定する方法である。このような形態であってもフェルール5を把持するとともにスリーブ1の過度な変形による破壊を抑制する効果はあるが、スリーブ1がセラミックスで構成されているのであれば、接合部材3に該セラミックスから成るフィラーを含有させた樹脂材料により形成することが望ましい。
Next, FIG. 2B shows a method in which the
この樹脂材料は、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、レゾルシン樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、アリキッド樹脂等の熱硬化性樹脂もしくは紫外線照射にて硬化するUV硬化性樹脂を用いることができるが、エポキシ樹脂を用いることが耐環境性等を考慮すると最も望ましい。また、このようなフィラーを含有する樹脂材料で接合部材3を作製する方法としては、平均粒子径が0.005〜5μm、好ましくは0.01〜1μmのフィラーを均一に含有させた樹脂材料を調製し、必要に応じて硬化剤を添加した後に所定の位置に塗布し、加熱もしくは紫外線照射にて硬化する。
The resin material may be, for example, a thermosetting resin such as an epoxy resin, a phenol resin, a resorcin resin, a urea resin, a melamine resin, an alkyd resin, or a UV curable resin that is cured by ultraviolet irradiation. It is most desirable to use the material in consideration of environmental resistance and the like. Moreover, as a method of producing the joining
次に、本発明の更に他の実施形態としては、図3に示すように、接合部材3の存在しない領域に弾性部材4を介在させてもよい。このとき、接合部材3の縦弾性係数をE1とし、弾性部材4の縦弾性係数をE2としたときに、E1>E2の関係であることが好ましい。
Next, as still another embodiment of the present invention, as shown in FIG. 3, an
即ち、接合部材3は弾性部材4と比較して弾性変形しにくい材質とし、一方で、弾性部材4は比較的容易に弾性変形しうる材質とすることにより、接合部材3はスリーブ1のスリット1bが前記貫通孔1aを挟んで対向する領域1cにおいてスリーブ1を強固に固定してスリーブ1の過度な変形による破壊を抑制するとともに、弾性部材4はスリーブ1の自由な変形を妨げることなく、対向する領域1cを基準として、略均等にスリーブ1を変形させる機能を有する。この弾性部材4は、主として樹脂で構成され、たとえば、接合部材3がエポキシ樹脂で構成されているのであれば、弾性部材4はシリコン系樹脂で構成される。
That is, the joining
なお、縦弾性係数は、ヤング率で表すことができる。ヤング率は、プラスチックスの微小変形時にはフックの法則に従うものと考え、ヤング率=引張応力÷引張歪みと定義する。それゆえ、ヤング率=単位面積あたりの力÷単位長さあたりの伸び=F/A÷ΔL/L0(ただし、F:引張力、A:断面積、ΔL:力Fによる伸び、L0:元の長さ)
この縦弾性係数の試験方法は、一例として、テンシロン万能試験機 UCT−5T(オリエンテック社製)を用いて行うことができ、断面積(A)および力Fによる伸び(L0)を試験開始前に試験片について測定しておき、引張試験において引張荷重と長さをチャートに記録すれば、その初期の直線部から上式によりヤング率を求めることができる。
次に、本発明のフェルール保持具の製造方法について説明する。
The longitudinal elastic modulus can be expressed by Young's modulus. Young's modulus is considered to follow Hooke's law when plastics are microdeformed, and is defined as Young's modulus = tensile stress ÷ tensile strain. Therefore, Young's modulus = force per unit area ÷ elongation per unit length = F / A ÷ ΔL / L0 (where F: tensile force, A: cross-sectional area, ΔL: elongation due to force F, L0: original length)
This longitudinal elastic modulus test method can be performed by using, for example, a Tensilon universal testing machine UCT-5T (manufactured by Orientec Co., Ltd.), before measuring the cross-sectional area (A) and the elongation (L0) due to force F. If the test piece is measured in advance and the tensile load and the length are recorded in the chart in the tensile test, the Young's modulus can be obtained from the initial linear portion by the above equation.
Next, the manufacturing method of the ferrule holder of this invention is demonstrated.
まず、スリーブ1は、たとえば、ジルコニア原料を押し出し成形等により成形した後に焼成して円筒形状のジルコニア焼結体を作製し、このジルコニア焼結体の長手方向に研削加工を施すことによってスリット1bを形成することにより得られる。一方で、ホルダ2は、たとえば、ステンレスを内周面の長手方向に突状2bを設けた円筒形状になるように切削加工を施すことにより得られる。次に、ホルダ2の突状2bにエポキシ接着剤(Epoxytechnology社製EPOTEK-353ND)を塗布する。そして、スリーブ1をスリット1bのスリーブ1の貫通孔を挟んで対向する領域1cに突状2bに塗布された接着剤が当接するように配置する。最後に、エポキシ樹脂からなる接着剤が約85℃、2時間で硬化されることにより、フェルール保持具が作製される。
First, for example, the
次に、本発明のフェルール保持具10がフェルール5の内孔もしくは光ファイバのコアの偏心量を測定するための偏心測定器に固定される方法について説明する。
Next, a method for fixing the
図4に示すように、フェルール保持具10のホルダ2の外周部を保持するための取付具7に圧入、接着、ハンダ付け、もしくは溶接等で固定する。更に、取付具7は、偏心測定器(図示なし)の側板8にネジ9を用いて固定される。
As shown in FIG. 4, the
なお、図4は、本発明のフェルール保持具10を固定するための一例であって、側板8に圧入、接着、ハンダ付け、もしくは溶接等で固定する方法でもよい。ただし、既に稼動している偏心測定器のフェルール保持部10のみを交換する場合があるので、図4のようにネジ9で固定する方法であれば、汎用性が高くなるので望ましい。
FIG. 4 is an example for fixing the
また、本発明のフェルール保持具は偏心測定器に用いることに限ることなく、光レセプタクルや光モジュールにも使用することができる。 Further, the ferrule holder of the present invention is not limited to being used for an eccentricity measuring device, but can also be used for an optical receptacle or an optical module.
次に、本発明のフェルール保持具を用いた偏心測定装置について説明する。 Next, an eccentricity measuring apparatus using the ferrule holder of the present invention will be described.
図5(a)は、光ファイバが固定されていない状態にあるフェルール5の内孔の偏心量を測定するための偏心測定装置100の断面図である。偏心測定装置100は、フェルール保持具10、光源11と、光電変換素子12、画像処理装置13と、を備えている。
FIG. 5A is a cross-sectional view of the eccentricity measuring device 100 for measuring the eccentricity of the inner hole of the
光源11は、フェルール保持具10により保持されたフェルール5の内孔に光を導入する機能を有する。光源11は、例えば、Kenko社製のTechnoLight(型式名 KR-100RSV)を用いることができ、さらに、光源11に対して、例えば先端にレンズが設けられた光ファイバからなるKenko社製のライトウエーブガイド(型番 201型)を接続し、光源11から所定の光を出力することによりフェルールの内孔に効率よく光を導入することができる。
The
光電変換素子12は、フェルール5の内孔内を伝送して該内孔から導出される光を受光するための受光部12aを有し、該受光部12aで受光した光信号を電気信号に変換する機能を有する。光電変換素子12は、例えば、CCDカメラを用いることができ、このCCDカメラの受光部に対する集光効率を向上させるため、フェルール5と光電変換素子12との間にレンズを設けてもよい。
The
画像処理装置13は、光電変換素子12から伝送される電気信号を画像化する機能を有する。そして、この画像化された情報からフェルールの偏心量を導く。
The
次に、本発明の偏心測定装置100を用いたフェルール5における内孔の偏心量の測定方法について説明する。
Next, a method for measuring the amount of eccentricity of the inner hole in the
まず、フェルール保持具10のスリーブ1の内孔に被測定用のフェルール5を挿入する。次に、光源11から光を出力し、光源11から出射された光がフェルール5の後端から入射されてフェルール5の内孔を通って先端から出射される。その光の形状を受光部12aで感知して、光電変換素子12にて光信号を電気信号に変換した後に、画像処理装置にてフェルール5の内孔の形状を認識する。ここで計算には、内孔の中心位置を確認する方法と内孔の輪郭を確認する方法があるが、内孔の中心位置は内孔の輪郭から内接円、外接円を描き、その円の中心位置を中心と定義する。
First, the
次に、フェルール5をフェルール保持具10のスリーブ1から引き抜いて、フェルール5を所定角度でフェルール5の軸中心に回転させて、再度、フェルール5をスリーブ1に挿入してフェルール5内孔の中心位置もしくは輪郭を確認する。なお、所定角度とは、1回転あたり4回測定するのであれば、フェルール5の軸中心に対して90°の回転となり、1回転あたり8回測定するのであれば、フェルール5の軸中心に対して45°の回転となる。また、1回転あたり4回測定であれば、4回目の測定で終了し、それぞれの中心位置に対して仮想円を描きその直径が同心度となり、その半径が偏心量となる。
Next, the
また、図5(b)は、フェルール5の内孔に固定された光ファイバのコアの偏心量を測定するための偏心測定装置101の断面図である。偏心測定装置101は、フェルール保持具10、光源11と、光電変換素子12、画像処理装置13と、を備えている。なお、フェルール保持具10、光源11と、光電変換素子12、画像処理装置13は、上述した偏心測定装置100と同様のものを用いればよい。
FIG. 5B is a cross-sectional view of the eccentricity measuring apparatus 101 for measuring the eccentricity of the core of the optical fiber fixed in the inner hole of the
次に、本発明の偏心測定装置101を用いた光ファイバ6におけるコアの偏心量の測定方法について説明する。
Next, a method for measuring the amount of core eccentricity in the
まず、フェルール保持具10のスリーブ1の内孔に被測定用の光ファイバ6付きのフェルール5を挿入する。光源11から出射された光が光ファイバ6を伝送してフェルール5の先端から出射される。その光の形状を受光部12aで感知して、光電変換素子12にて光信号が電気信号に変換した後に、画像処理装置にて光ファイバ6のコアの形状を認識する。ここで計算には、コアの中心位置を確認する方法とコアの輪郭を確認する方法があるが、コアの中心位置はコアの輪郭から内接円、外接円を描き、その円の中心位置を中心とするか、コアの光強度の最も高い点を中心とするか、もしくはコア形状の重心を中心とする方法がある。
First, the
次に、フェルール5をフェルール保持具10のスリーブ1から引き抜いて、フェルール5を所定角度でフェルール5の軸中心に回転させて、再度、フェルール5をスリーブ1に挿入してフェルール5の内孔の中心位置もしくは輪郭を確認する。なお、所定角度とは、1回転あたり4回測定するのであれば、フェルール5の軸中心に対して90°の回転となり、1回転あたり8回測定するのであれば、フェルール5の軸中心に対して45°の回転となる。また、1回転あたり4回測定であれば、4回目の測定を終了し、それぞれの中心位置に対して仮想円を描きその直径が同心度となり、その半径が偏心量となる。
Next, the
次に、本発明のフェルール保持具を用いた偏心測定装置の演算処理方法について説明する。 Next, an arithmetic processing method of the eccentricity measuring apparatus using the ferrule holder of the present invention will be described.
図9(a)は演算処理方法のフローチャートを示す。 FIG. 9A shows a flowchart of the calculation processing method.
画像処理装置で得られた画像のフェルールの内孔形状51もしくは光ファイバのコア形状52のデータから、演算処理装置にてフェルール内孔形状51もしくは光ファイバのコア形状52の輪郭に対して内接円53、外接円54、のいずれかの円を描きその中心位置56を求め、フェルールを外径57基準で回転させた時に得られる中心位置56の最大のずれ量58を算出し、該最大のずれ量58の半値をコア偏心量59として表示する。
From the image of the ferrule inner hole shape 51 or optical
このような、画像処理、演算処理を行うことにより、歪んだ形状のフェルールの内孔形状51もしくは光ファイバのコア形状52であっても、正確なコア偏心量を測定することが可能となる。
By performing such image processing and calculation processing, it is possible to accurately measure the amount of core eccentricity even with the inner hole shape 51 of the distorted ferrule or the
図9(b)、(c)は本発明の内接円53、外接円54とその中心位置56を説明する図であり、歪んだ形状のフェルールの内孔形状51もしくは光ファイバのコア形状52から、内接円53、外接円54とその中心位置56をそれぞれを求めることができる。
FIGS. 9B and 9C are diagrams for explaining the inscribed
図9(d)は外径57基準でフェルールを回転させた時に得られる中心位置56の最大のずれ量58から、該最大のずれ量58の半値をコア偏心量59としている。
In FIG. 9D, from the
このように、フェルールの内孔形状51もしくは光ファイバのコア形状52実際には歪な円なので本発明の演算処理方法を用いることによりコア偏心量を測定することが可能となる。
Thus, since the inner hole shape 51 of the ferrule or the
次に、図10(a)は他の演算処理方法のフローチャートを示す。 Next, FIG. 10A shows a flowchart of another arithmetic processing method.
フェルールを回転させた時に得られる前記画像処理装置で得られた画像から、演算処理装置にてフェルール内孔形状51もしくは光ファイバのコア形状52の円縁を外径57基準に回転させた時の最大のずれ量58を算出し、該最大のずれ量58の半値をコア偏心量59として表示する
このような、画像処理、演算処理を行うことにより、歪んだ形状のフェルールの内孔形状51もしくは光ファイバのコア形状52であっても、正確なコア偏心量を測定することが可能となる。
When the circle of the ferrule inner hole shape 51 or the optical
図10(b)は外径57基準でフェルールを回転させた時に得られる中心位置56の最大のずれ量58から、該最大のずれ量58の半値をコア偏心量59としている。
In FIG. 10B, from the
このように、フェルールの内孔形状51もしくは光ファイバのコア形状52実際には歪な円なので本発明の演算処理方法を用いることによりコア偏心量を測定することが可能となる。
Thus, since the inner hole shape 51 of the ferrule or the
以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種々の変更は可能である。 While the embodiments of the present invention have been described above, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
例えば、上述した構成では、SC型の光コネクタプラグを例示したが、シングルモード(SM)の光ファイバを有する光コネクタプラグに限定されることはなく、例えば、MU型、LC型、FC型又はST型等の光コネクタプラグであってもよい。 For example, in the above-described configuration, the SC type optical connector plug is exemplified, but the present invention is not limited to the optical connector plug having a single mode (SM) optical fiber, for example, MU type, LC type, FC type or An ST-type optical connector plug may be used.
以下に、本発明のフェルール保持具をフェルール内孔の偏心量を測定する偏心測定装置に搭載し、フェルールの内孔の偏心量を測定するとともに測定値のバラツキについて検証した。 Below, the ferrule holder of the present invention was mounted on an eccentricity measuring device for measuring the eccentricity of the ferrule inner hole, and the eccentricity of the inner hole of the ferrule was measured and the variation of the measured value was verified.
まず、フェルール保持具の作製方法について説明する。スリーブ1は、ジルコニア製の円筒体に研削加工を施して長手方向に延びるスリット1bを形成し、内径φ2.493mm、長さ6mm、外径φ3.4mmとした。また、ホルダ2はステンレス製の円筒体形状とし、内径3.6mm、外径φ4.64mmとして、スリーブ1が十分に入る長さとした。また、接合部材3には、エポキシ樹脂の(型番:Epotek353ND)を用いて85℃2時間の条件で、スリーブ1の貫通孔を挟んで対向する領域1cとホルダ2の突状2bを接着硬化することにより、フェルール保持具10を作製した。
First, a method for manufacturing a ferrule holder will be described. In the
そして、上記で得られたフェルール保持具10を図4に示すように、取付具7に圧入固定した後に、取付具7を偏心測定器の側板8にネジ9で固定した。
Then, as shown in FIG. 4, the
偏心量の測定に用いられるフェルールは、ジルコニアセラミックスからなる円筒体であり、外径φ2.500mm、長さ10.5mm、内径0.1255〜0.1260mmに設定されたフェルールを15個用意した。 The ferrule used for the measurement of the eccentric amount is a cylindrical body made of zirconia ceramics, and 15 ferrules having an outer diameter of 2.500 mm, a length of 10.5 mm, and an inner diameter of 0.1255 to 0.1260 mm were prepared.
次に、フェルールの内孔の偏心量測定について説明する。まず、フェルール保持具10のスリーブ1の内孔に被測定用のフェルール5を挿入する。次に、光源11(Kenko社製TechnoLight型式名 KR-100RSV))から出射された光がフェルール5の後端から入射されてフェルール5の内孔を通って先端から出射し、その光の形状を受光部12aで感知して、光電変換素子12にて光信号を電気信号に変換した後に、画像処理装置にてフェルール5の内孔の形状を認識した。ここで計算には、内孔の中心位置をみる方法で内孔の輪郭から内接円をの中心位置を中心と定義した。
Next, measurement of the amount of eccentricity of the inner hole of the ferrule will be described. First, the
次に、フェルールをフェルール保持具10のスリーブ1から引き抜いて、所定角度フェルール5の軸中心に回転させて、再度スリーブ1に挿入してフェルール内孔の中心位置もしくは輪郭を確認した。なお、本実施例では、フェルール5の軸中心に対して90°回転させ1回転あたり4回測定した。この4回測定を終了した後に、それぞれの中心位置に対して仮想円を描きその半径を偏心量とした。
Next, the ferrule was pulled out from the
また、比較例として、図7に示したV溝の角度が90度のジルコニア製のV溝基板を用いた従来のフェルール保持具30を具備した偏心測定装置(比較例1)、および図8に示したスリーブとホルダとの間に接合部材が介在されていない従来のフェルール保持具30を具備した偏心測定装置(比較例2)を用いてフェルール内孔の偏心量の測定を行った。なお、比較例1で用いられた光源、光電変換素子、および画像処理装置、また、比較例2で用いられたスリーブ、ホルダ、光源、光電変換素子、および画像処理装置は本発明の実施例と同様のものを用いた。また、フェルールの偏心量の測定には、実施例1と同様に、フェルール5の軸中心に対して90°回転させ1回転あたり4回測定し、その偏心量を測定した。
Further, as a comparative example, an eccentricity measuring apparatus (Comparative Example 1) including a
フェルールの偏心量測定は、各測定装置に対しサンプル1〜サンプル5までの5個のサンプルを割り当てて、フェルールの内孔の偏心量を各10データずつ測定し、その測定値の最小値と最大値を表1に示した。
表1に示すように、比較例1、2では、0.07μmの測定バラツキ(測定値の最大値と最小値との差)が生じた。 As shown in Table 1, in Comparative Examples 1 and 2, a measurement variation of 0.07 μm (difference between the maximum value and the minimum value of the measurement values) occurred.
これに対し、本発明では、偏心量の測定バラツキが0.02μmと小さな値であったため、安定した偏心量の測定を可能にしたフェルール保持具を提供することができた。 On the other hand, in the present invention, since the variation in the amount of eccentricity was as small as 0.02 μm, a ferrule holder capable of stably measuring the amount of eccentricity could be provided.
次に、本発明の演算処理方法である円の中心の最大ずれ量からコア偏心量を測定し接続損失値を測定した。 Next, the core eccentricity was measured from the maximum deviation amount at the center of the circle, which is the calculation processing method of the present invention, and the connection loss value was measured.
偏心量の測定に用いられるフェルール5は、ジルコニアセラミックスからなる円筒体であり、外径φ2.500mm、長さ10.5mm、内径0.1255〜0.1260mmに設定されたフェルール5を10個用意した。そして該フェルール5に光ファイバを接着固定し、外周部にコネクタハウジング等を組み立てて光コネクタを作成した。
The
次に、光ファイバのコアの偏心量測定について説明する。まず、フェルール保持具10のスリーブ1の内孔に被測定用のフェルール5を挿入する。次に、光源11から光ファイバに入射した光がフェルール5内部の光ファイバを通って先端から出射し、その光の形状を受光部12aで感知して、光電変換素子12にて光信号を電気信号に変換した後に、画像処理装置にてコアの形状を認識した。ここでコア形状の輪郭から内接円を描きその中心位置を中心とした。
Next, the measurement of the eccentricity of the core of the optical fiber will be described. First, the
次に、フェルール5をフェルール保持具10のスリーブ1から引き抜いて、所定角度フェルール5の軸中心に回転させて、再度スリーブ1に挿入してフェルール5内孔の中心位置もしくは輪郭を確認した。なお、本実施例では、フェルール5の軸中心に対して90°回転させ1回転あたり4回測定した。この4回測定を終了した後に、それぞれの中心位置に対して仮想円を描きその半径を偏心量とした。
Next, the
次に、コア偏心量が0.05μmの基準プラグと接続損失が0.01dBの基準アダプタを用いて接続損失を測定した。 Next, the connection loss was measured using a reference plug with a core eccentricity of 0.05 μm and a reference adapter with a connection loss of 0.01 dB.
10個のサンプルのコアの偏心量が0.13、0.22、0.32、0.40、0.53、0.61、0.73、0.82、0.93、1.03μmに対しての接続損失値をプロットした結果を図11に示す。 The eccentricity of the core of 10 samples is 0.13, 0.22, 0.32, 0.40, 0.53, 0.61, 0.73, 0.82, 0.93, 1.03 μm FIG. 11 shows the result of plotting the splice loss value against the plot.
この結果より、接続損失はコア偏心量の二乗に比例するので、二次曲線状にプロットした点が並んだので、本発明の演算処理方法が有効であることがいえる。 From this result, since the connection loss is proportional to the square of the amount of core eccentricity, the points plotted in a quadratic curve are arranged, so it can be said that the arithmetic processing method of the present invention is effective.
また、本発明のほかの演算処理方法である円縁の最大ずれ量からコア偏心量を測定し接続損失値を測定した。 In addition, the core eccentricity was measured from the maximum deviation of the circle, which is another calculation processing method of the present invention, and the connection loss value was measured.
偏心量の測定に用いられるフェルール5は、ジルコニアセラミックスからなる円筒体であり、外径φ2.500mm、長さ10.5mm、内径0.1255〜0.1260mmに設定されたフェルールを10個用意した。そして該フェルール5に光ファイバを接着固定し、外周部にコネクタハウジング等を組み立てて光コネクタを作成した。
The
次に、光ファイバのコアの偏心量測定について説明する。まず、フェルール保持具10のスリーブ1の内孔に被測定用のフェルール5を挿入する。次に、光源11から光ファイバに入射した光がフェルール5内部の光ファイバを通って先端から出射し、その光の形状を受光部12aで感知して、光電変換素子12にて光信号を電気信号に変換した後に、画像処理装置にてコアの形状を認識した。
Next, the measurement of the eccentricity of the core of the optical fiber will be described. First, the
次に、フェルール5をフェルール保持具10のスリーブ1から引き抜いて、所定角度フェルール5の軸中心に回転させて、再度スリーブ1に挿入してフェルール5内孔の中心位置もしくは輪郭を確認した。なお、本実施例では、フェルール5の軸中心に対して90°回転させ1回転あたり4回測定した。この4回測定を終了した後に、それぞれのコア形状の円縁のずれ量を測定しその半値を偏心量とした。
Next, the
次に、コア偏心量が0.05μmの基準プラグと接続損失が0.01dBの基準アダプタを用いて接続損失を測定した。 Next, the connection loss was measured using a reference plug with a core eccentricity of 0.05 μm and a reference adapter with a connection loss of 0.01 dB.
10個のサンプルのコアの偏心量が0.18、0.22、0.26、0.36、0.51、0.69、0.88、1.03、1.33、1.53μmに対しての接続損失値をプロットした結果を図12に示す。 The eccentricity of the core of 10 samples is 0.18, 0.22, 0.26, 0.36, 0.51, 0.69, 0.88, 1.03, 1.33, 1.53 μm FIG. 12 shows the result of plotting the splice loss value against the plot.
この結果より、接続損失はコア偏心量の二乗に比例するので、二次曲線状にプロットした点が並んだので、本発明の演算処理方法が有効であることがいえる。 From this result, since the connection loss is proportional to the square of the amount of core eccentricity, the points plotted in a quadratic curve are arranged, so it can be said that the arithmetic processing method of the present invention is effective.
尚、比較例としては、光ファイバを挿入したフェルールをV溝上にセットして回転させ、光ファイバから出る光のピークをコア中心位置としてズレ量を測定した。 As a comparative example, a ferrule into which an optical fiber was inserted was set on the V groove and rotated, and the amount of deviation was measured with the peak of light emitted from the optical fiber as the core center position.
受光側には顕微鏡をビデオカメラに結合させてモニタ上で光強度を測定するというものである。 On the light receiving side, a microscope is connected to a video camera and the light intensity is measured on a monitor.
その結果図13に結果を示すように、偏心量に対して接続損失のばらつきのある正の相関図となってしまうことから、従来の同心度測定ではバラツキが発生してしまうことがわかる。 As a result, as shown in FIG. 13, a positive correlation diagram with variation in connection loss with respect to the amount of eccentricity is obtained, so that it can be seen that variations occur in the conventional concentricity measurement.
1:スリーブ
1a:貫通孔
1b:スリット
1c:スリットが貫通孔を挟んで対向する領域
1d:突条部
2:ホルダ
2b
3:接合部材
4:弾性部材
5:フェルール
6:光ファイバ
7:取付具
8:側板
9:ネジ
10:フェルール保持具
11:光源
12:光電変換素子
12a:受光部
13:画像処理装置
20:光コネクタプラグ
21:フェルール
21a:光ファイバ挿入孔(フェルールの内孔)
21b:テーパ部
22:光ファイバ
22a:コア
22b:クラッド
30:フェルール保持具
31:V溝
32:押さえ部材
33:フェルール
34:光ファイバ
40:フェルール保持具
41:割りスリーブ
42:ホルダ
43:ストッパ
44:フェルール
51:フェルールの内孔形状
52:光ファイバのコア形状
53:内接円
54:外接円
56:中心位置
57:外径
58:最大のずれ量
59:コア偏心量
100、101:偏心測定装置
1:
3: Joining member 4: Elastic member 5: Ferrule 6: Optical fiber 7: Fixture 8: Side plate 9: Screw 10: Ferrule holder 11: Light source 12:
21b: taper portion 22:
Claims (9)
該スリーブを内部に配置するホルダと、を備えるフェルール保持具であって、
前記スリーブは、前記ホルダとの間に間隙を設けて配置され、かつ前記スリットが前記貫通孔を挟んで対向する領域で前記間隙に介在された接合部材により前記ホルダに固定されることを特徴とするフェルール保持具。 A sleeve having a slit in the longitudinal direction and a through hole for holding a ferrule into which an optical fiber is inserted into the inner hole;
A ferrule holder comprising a holder for disposing the sleeve therein,
The sleeve is disposed with a gap between the sleeve and the slit is fixed to the holder by a joining member interposed in the gap in a region where the slit is opposed to the through hole. A ferrule holder.
請求項1〜5のいずれかに記載のフェルール保持具と、
該フェルール保持具により保持されたフェルールの内孔に光を導入する光源と、
前記内孔内を伝送し、前記フェルールの内孔から導出される光を受光するための受光部を有する光電変換素子と、
該光電変換素子からの電気信号を画像化する画像処理装置と、を備えることを特徴とする偏心測定装置。 An eccentricity measuring device for measuring the eccentricity of an inner hole of a ferrule,
The ferrule holder according to any one of claims 1 to 5,
A light source for introducing light into the inner hole of the ferrule held by the ferrule holder;
A photoelectric conversion element having a light receiving portion for transmitting light in the inner hole and receiving light derived from the inner hole of the ferrule;
An eccentricity measuring apparatus comprising: an image processing apparatus that images an electrical signal from the photoelectric conversion element.
請求項1〜5のいずれかに記載のフェルール保持具と、
該フェルール保持具により保持されたフェルールの内孔に挿入された光ファイバに光を導入するための光源と、
前記光ファイバを伝送し、該光ファイバから導出される光を受光するための受光部を有する光電変換素子と、
該光電変換素子からの電気信号を画像化するための画像処理装置と、を備えることを特徴とする偏心測定装置。 An eccentricity measuring device for measuring the eccentricity of an optical fiber core,
The ferrule holder according to any one of claims 1 to 5,
A light source for introducing light into the optical fiber inserted into the inner hole of the ferrule held by the ferrule holder;
A photoelectric conversion element having a light receiving portion for transmitting the optical fiber and receiving light derived from the optical fiber;
An eccentricity measuring device comprising: an image processing device for imaging an electric signal from the photoelectric conversion element.
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