JP4644983B2 - 光コネクタの端面形状測定方法及び装置 - Google Patents
光コネクタの端面形状測定方法及び装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光コネクタの端面検査方法及び装置に係り、特に光コネクタを構成するフェルールとコアとの偏芯量を測定する測定する光コネクタの端面形状測定方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光通信システムにおいて、通信網を広く構築するためには、光ファイバ同士を容易にしかも精度よく接続する技術が重要である。光ファイバ同士を接続する手段としては、従来より光コネクタが用いられている。
【０００３】
図８は、光コネクタ１の構成を示す断面図である。同図において、符号２はフェルール、３は光ファイバ、４はナイロンジャケット、５はＰＶＣ外皮であり、光ファイバ３は、コア３Ａとクラッド３Ｂとで構成されている。同図に示すように、光コネクタ１は、フェルール２の内径部に光ファイバ３が挿通された構造になっている。この光コネクタ１を用いた光ファイバの接続は、一対の光コネクタ１をアダプタ内のスリーブに挿入し、その端面同士を物理的に接触させることにより行なわれる。
【０００４】
このように、光コネクタを用いた光ファイバ同士の接続では、フェルールの外径を基準として対向するコア同士を接続している。したがって、その接続による損失を防ぐためには、フェルールの外径中心に対して光ファイバのコアが同軸上に挿通された光コネクタを用いて光ファイバ同士を接続する必要がある。このため、光コネクタは、製造後、フェルールの外径中心に対する光ファイバコアの偏芯量が測定され、一定の基準を満たしているか否かが検査される。
【０００５】
従来、この光コネクタの偏芯量の測定は、例えば特開平８−２９６４２号公報や特開平１０−２２７６１９号公報、特開平６−１７４４３３号公報に開示されているように、光コネクタをＶブロック等に載置し、所定の回転速度で回転させながら、その端面をＣＣＤカメラで撮像し、得られた画像データを画像処理することによって測定するようにしていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来測定方法は、光コネクタを回転させるための機構が必要となるため、装置構成が大型化するという欠点がある。
【０００７】
また、光コネクタを回転させなければならないため、測定に時間がかかるという欠点もある。
【０００８】
さらに、Ｖブロック等に載置した状態で光コネクタを回転させるため、時間の経過とともにＶブロック等に磨耗が生じ、正確な測定ができなくなるという欠点もある。
【０００９】
また、フェルールの外周に部分的な凹み等の変形がある場合には、その分が偏芯の量として測定されてしまい、正確な測定ができないという欠点もある。
【００１０】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、シンプルな構成で簡単かつ正確に光コネクタの端面の形状を測定することができる光コネクタの端面形状測定方法及び装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するために、フェルールの内径部に光ファイバが挿通された光コネクタの端面形状測定方法において、光コネクタの端面全体を第１撮像手段で撮像し、その画像データからフェルール中心及び光ファイバのクラッド中心を求めて、フェルール中心に対するクラッド中心の偏芯量及び偏芯方向を求める第１演算工程と、光コネクタの端面のうちフェルールの内径部分を第２撮像手段で撮像し、その画像データから光ファイバのクラッド中心及びコア中心を求めて、クラッド中心に対するコア中心の偏芯量及び偏芯方向を求める第２演算工程と、前記第１演算工程で求めたフェルール中心に対するクラッド中心の偏芯量及び偏芯方向と、前記第２演算工程で求めたクラッド中心に対するコア中心の偏芯量及び偏芯方向とに基づいてフェルール中心に対するコア中心の偏芯量及び偏芯方向を求める工程と、からなることを特徴とする光コネクタの端面形状測定方法を提供する。
【００１２】
本発明では、光コネクタの端面全体とフェルールの内径部とを分けて撮像し、各画像データを利用して最終的にフェルール中心に対するコア中心の偏芯量及び偏芯方向を求める。すなわち、光コネクタの端面全体を第１撮像手段で撮像し、その画像データからフェルール中心及びクラッド中心を求めて、フェルール中心に対するクラッド中心の偏芯量及び偏芯方向を求める。一方、光コネクタの端面のうちフェルールの内径部分を第２撮像手段で撮像し、その画像データからクラッド中心及びコア中心を求めて、クラッド中心に対するコア中心の偏芯量及び偏芯方向を求める。そして、求めたフェルール中心に対するクラッド中心の偏芯量及び偏芯方向と、クラッド中心に対するコア中心の偏芯量及び偏芯方向とに基づいてフェルール中心に対するコア中心の偏芯量及び偏芯方向を求める。これにより、光コネクタを回転等させずに端面形状の測定を行うことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に従って本発明に係る光コネクタの端面形状測定方法及び装置の好ましい実施の形態について詳説する。
【００１４】
図１は、本発明に係る光コネクタの端面形状測定装置の全体構成を示す概略図である。同図に示すように、本実施の形態の端面形状測定装置１０は、主としてＶブロック１２、照明装置１４、撮影光学系１６、第１ＣＣＤカメラ１８、第２ＣＣＤカメラ２０及びパーソナルコンピュータ２２で構成されている。
【００１５】
Ｖブロック１２は、測定対象の光コネクタ１を保持する台であり、その上面に形成されたＶ溝に光コネクタ１を載置して保持する。測定対象の光コネクタ１は、このＶブロック１２上に載置されることにより、所定の測定位置に位置決めされて保持される。
【００１６】
照明装置１４は、光ファイバ３の一端から照明光を入射するための装置であり、測定対象とは反対側の光コネクタ（図示せず）が接続される。この照明装置１４は図示しない光源ランプを内蔵しており、この光源ランプから出た光が、光ファイバ３の一端から入射され、光ファイバ３内を伝播されて、他端、すなわち、Ｖブロック１２に保持された光コネクタ１の端面から出射される。
【００１７】
撮影光学系１６は、光コネクタ１から出射した光の像を第１ＣＣＤカメラ１８と第２ＣＣＤカメラ２０の各撮像面上にそれぞれ所定の倍率で結像させる。この撮影光学系１６は、第１レンズ装置２４、ハーフミラー２６及び第２レンズ装置２８で構成されている。
【００１８】
第１レンズ装置２４は、Ｖブロック１２に保持された光コネクタ１の端面から出射した光の光軸Ｌ上に配設されている。この第１レンズ装置２４は、Ｖブロック１２に保持された光コネクタ１の端面全体の像が、第１ＣＣＤカメラ１８の撮像面一杯に映し出されるように、光コネクタ１の端面の像を拡大する。
【００１９】
ハーフミラー２６は、第１レンズ装置２４の後方に配置されており、第１レンズ装置２４と同様に光軸Ｌ上に配設されている。このハーフミラー２６は、光軸Ｌに対して４５°傾斜して設置されており、透過と反射とが１対１になるように構成されている。光コネクタ１の端面から出射した光は、このハーフミラー２６で分光され、その分光された一方の光（反射光）が第１ＣＣＤカメラ１８に導かれるとともに、他方の光（透過光）が第２ＣＣＤカメラ２０に導かれる。
【００２０】
第２レンズ装置２８は、ハーフミラー２６の後方に配置されており、第１レンズ装置２４と同様に光軸Ｌ上に配設されている。この第２レンズ装置２８は、Ｖブロック１２に保持された光コネクタ１の端面のうちフェルール２の内径部分の像が、第２ＣＣＤカメラ２０の撮像面一杯に映し出されるように、第１レンズ装置２４で拡大された光コネクタ１の端面の像を更に拡大する。
【００２１】
なお、第１レンズ装置２４と第２レンズ装置２８は、オートフォーカス機構を内蔵しており、自動でＶブロック１２に保持された光コネクタ１の端面に焦点合わせがなされる。
【００２２】
第１ＣＣＤカメラ１８は、ハーフミラー２６で反射された光の光軸ＬR 上に配設されている。光コネクタ１の端面から出射し、第１レンズ装置２４を透過した光は、ハーフミラー２６で分光され、このハーフミラー２６で反射された光が、第１ＣＣＤカメラ１８の撮像面１８Ａ上に結像される。この第１ＣＣＤカメラ１８の撮像面１８Ａ上に結像される光コネクタ１の端面の像は、図２（ａ）に示すように、光コネクタ１の端面全体の像が拡大されて結像される（光コネクタ１の端面全体の像が撮像面一杯に映し出される。）。第１ＣＣＤカメラ１８は、この撮像面一杯に映し出された光コネクタ１の端面全体の像を撮像する。
【００２３】
第２ＣＣＤカメラ２０は、ハーフミラー２６を透過した光の光軸Ｌ上に配設されている。光コネクタ１の端面から出射し、第１レンズ装置２４を透過した光は、ハーフミラー２６で分光され、このハーフミラー２６を透過した光が、第２レンズ装置２８を透過して第２ＣＣＤカメラ２０の撮像面２０Ａ上に結像される。この第２ＣＣＤカメラ２０の撮像面２０Ａ上に結像される光コネクタ１の端面の像は、図２（ｂ）に示すように、光コネクタ１の端面のうちフェルール２の内径部分が拡大されて結像される（フェルール２の内径部分が撮像面一杯に映し出される。）。第２ＣＣＤカメラ２０は、この撮像面一杯に映し出されたフェルール２の内径部分の像を撮像する。
【００２４】
パーソナルコンピュータ２２は、第１ＣＣＤカメラ１８及び第２ＣＣＤカメラ２０で撮像された光コネクタ１の端面の画像データを画像処理ボード３０を介して取り込み、あらかじめインストールされている画像処理プログラムに従って画像処理を行うことにより、取り込んだ画像データから光コネクタ端面の形状測定を行う。すなわち、フェルール径、クラッド径、フェルール中心、クラッド中心、コア中心、フェルール中心に対するクラッド中心の偏芯量及び偏芯方向、クラッド中心に対するコア中心の偏芯量及び偏芯方向、フェルール中心に対するコア中心の偏芯量及び偏芯方向を測定する。
【００２５】
前記のごとく構成された本実施の形態の光コネクタの端面形状測定装置１０の作用は次のとおりである。
【００２６】
まず、初めにキャリブレーションを行う。キャリブレーションは、フェルール径及びクラッド径が既知の光コネクタ（以下、「マスタ光コネクタ」という。）を用いて行う。
【００２７】
まず、Ｖブロック１２にマスタ光コネクタを載置する。そして、そのマスタ光コネクタに接続された光ファイバの他端側の光コネクタを照明装置１４に接続する。
【００２８】
次に、照明装置１４の光源ランプを点灯する。光源ランプから出た光は、他端側の光コネクタの端面から光ファイバ３内に入射され、光ファイバ３内を伝播されて、マスタ光コネクタの端面から出射される。
【００２９】
次に、第１レンズ装置２４及び第２レンズ装置２８がオートフォーカス駆動され、Ｖブロック１２に保持されたマスタ光コネクタの端面にピントが合うようにピント調整がなされる。
【００３０】
マスタ光コネクタの端面から出射した光は、第１レンズ装置２４を透過し、ハーフミラー２６で反射光と透過光とに分光される。そして、反射光が、第１ＣＣＤカメラ１８の撮像面上に結像され、透過光が第２レンズ装置２８を介して第２ＣＣＤカメラ２０の撮像面上に結像される。
【００３１】
ここで、第１ＣＣＤカメラ１８の撮像面１８Ａ上には、Ｖブロック１２に保持されたマスタ光コネクタの端面全体の像が結像し、第２ＣＣＤカメラ２０の撮像面２０Ａ上には、Ｖブロック１２に保持されたマスタ光コネクタの端面のうちフェルールの内径部分の像が拡大されて結像する。第１ＣＣＤカメラ１８は、その撮像面１８Ａ上に結像したマスタ光コネクタの端面全体の像を撮像し、第２ＣＣＤカメラ２０は、フェルールの内径部分の像を撮像する。
【００３２】
第１ＣＣＤカメラ１８と第２ＣＣＤカメラ２０で撮像されたマスタ光コネクタの端面の画像データは、画像処理ボード３０を介してパーソナルコンピュータ２２に取り込まれる。パーソナルコンピュータ２２は、取り込んだ画像データ及び既知の寸法データ（フェルール径及びクラッド径）に基づいて各撮像面１８Ａ、２０Ａ上に結像される画像の撮像倍率Ｓ1 、Ｓ2 を算出する。求めた撮像倍率Ｓ1 、Ｓ2 は、パーソナルコンピュータ２２のメモリに記憶される。
【００３３】
以上の工程でキャリブレーションが終了する。キャリブレーション終了後、光源ランプを消灯するとともに、照明装置から光コネクタを取り外し、Ｖブロック１２からマスタ光コネクタを回収する。
【００３４】
なお、マスタ光コネクタのフェルール径及びクラッド径等の寸法データは、キャリブレーションの開始前あるいは実施中にパーソナルコンピュータ２２のキーボード等を利用してパーソナルコンピュータ２２に入力する。
【００３５】
以上で測定準備が完了し、以後、測定を開始する。
【００３６】
まず、測定対象とする光コネクタ１をＶブロック１２に載置する。そして、その光コネクタ１に接続された光ファイバ３の他端側の光コネクタを照明装置１４に接続する。
【００３７】
次に、照明装置１４の光源ランプを点灯する。光源ランプから出た光は、他端側の光コネクタの端面から光ファイバ３内に入射され、光ファイバ３内を伝播されて、測定対象とする光コネクタ１の端面から出射される。
【００３８】
次に、第１レンズ装置２４及び第２レンズ装置２８がオートフォーカス駆動され、Ｖブロック１２に保持された光コネクタ１の端面にピントが合うようにピント調整がなされる。
【００３９】
光コネクタ１の端面から出射した光は、第１レンズ装置２４を透過し、ハーフミラー２６で反射光と透過光とに分光される。そして、反射光が、第１ＣＣＤカメラ１８の撮像面上に結像され、透過光が第２レンズ装置２８を介して第２ＣＣＤカメラ２０の撮像面上に結像される。
【００４０】
ここで、図３に示すように、第１ＣＣＤカメラ１８の撮像面１８Ａ上には、Ｖブロック１２に保持された光コネクタ１の端面全体の像が結像し（同図（ａ））、第２ＣＣＤカメラ２０の撮像面２０Ａ上には、Ｖブロック１２に保持された光コネクタ１の端面のうちフェルール２の内径部分の像が拡大されて結像する（同図（ｂ））。第１ＣＣＤカメラ１８は、その撮像面１８Ａ上に結像した光コネクタ１の端面全体の像を撮像し、第２ＣＣＤカメラ２０は、フェルール２の内径部分の像を撮像する。
【００４１】
第１ＣＣＤカメラ１８と第２ＣＣＤカメラ２０で撮像された光コネクタ１の端面の画像データは、画像処理ボード３０を介してパーソナルコンピュータ２２に取り込まれる。パーソナルコンピュータ２２は、この第１ＣＣＤカメラ１８と第２ＣＣＤカメラ２０で撮像された光コネクタ１の端面の画像データに基づいて以下の演算を実施する。
【００４２】
まず、パーソナルコンピュータ２２は、第１ＣＣＤカメラ１８で撮像された光コネクタ１の端面全体の画像データを画像処理することにより、その撮像面１８Ａ上におけるフェルール中心Ｏ（フェルール２の外径中心）とクラッド中心Ｐ（光ファイバ３のクラッド３Ｂの外径中心）の位置を求める。そして、求めたフェルール中心Ｏとクラッド中心Ｐの位置情報及び撮像倍率Ｓ1 に基づいて、フェルール中心Ｏからクラッド中心ＰへのベクトルＯＰを求める。このベクトルＯＰは、その線分ＯＰの長さが、フェルール中心Ｏに対するクラッド中心Ｐの偏芯量ωに相当し、その向きが偏芯方向に相当する。
【００４３】
なお、フェルール中心Ｏに対するクラッド中心Ｐの位置は、フェルール中心Ｏを原点とするＸ−Ｙ座標を設定し、このＸ−Ｙ座標におけるクラッド中心Ｐの位置座標（ＸP ，ＹP ）として把握する。
【００４４】
また、パーソナルコンピュータ２２は、第１ＣＣＤカメラ１８で撮像された光コネクタ１の端面全体の画像データを画像処理することにより、フェルール径Ｄ（フェルール２の外径）を求める。
【００４５】
次に、パーソナルコンピュータ２２は、第２ＣＣＤカメラ２０で撮像されたフェルール２の内径部分の画像データを画像処理することにより、その撮像面２０Ａ上におけるクラッド中心Ｐとコア中心Ｑ（光ファイバ３のコア３Ａの外径中心）の位置を求める。そして、求めたクラッド中心Ｐとコア中心Ｑの位置情報及び撮像倍率Ｓ2 に基づいて、クラッド中心Ｐからコア中心ＱへのベクトルＰＱを求める。このベクトルＰＱは、その線分ＰＱの長さが、クラッド中心Ｐに対するコア中心Ｑの偏芯量δに相当し、その向きが偏芯方向に相当する。
【００４６】
なお、クラッド中心Ｐに対するコア中心Ｑの位置は、クラッド中心Ｏを原点とするｘ−ｙ座標を設定し、このｘ−ｙ座標におけるクラッド中心Ｐの位置座標（ｘQ ，ｙQ ）として把握する。
【００４７】
また、パーソナルコンピュータ２２は、第２ＣＣＤカメラ２０で撮像されたフェルール２の内径部分の画像データを画像処理することにより、クラッド径ｄ（光ファイバ３のクラッド３Ｂの外径）を求める。
【００４８】
次に、パーソナルコンピュータ２２は、求めたベクトルＯＰとベクトルＰＱとに基づいて、フェルール中心Ｏからコア中心ＱへのベクトルＯＱを求める。このベクトルＯＱは、図４に示すように、ベクトルＯＰとベクトルＰＱの和として表され、その線分ＯＱの長さが、フェルール中心Ｏに対するコア中心Ｑの偏芯量σに相当する。そして、その線分ＯＱの方向がフェルール中心Ｏに対するコア中心Ｑの偏芯方向に相当する。
【００４９】
以上、一連の工程で光コネクタ１の端面形状の測定が終了する。測定終了後、光源ランプを消灯するとともに、照明装置から光コネクタを取り外し、Ｖブロック１２から光コネクタ１を回収する。
【００５０】
このように、本実施の形態の光コネクタの端面形状測定装置１０によれば、光コネクタ１を回転させることなく、フェルール径Ｄ、クラッド径ｄ、偏芯量ω、δ、σ等を測定することができる。これにより、光コネクタを回転させて測定を行う従来の方法に比べて短時間で測定を行うことができる。
【００５１】
また、長期間使用してもＶブロック１２は磨耗せず、また、外周に凹凸を有する光コネクタを測定する場合であっても、その影響を受けずに測定を行うことができるので、正確な測定値を得ることができる。
【００５２】
さらに、本実施の形態では、第１ＣＣＤカメラ１８と第２ＣＣＤカメラ２０とで光コネクタの端面を分けて撮像しているため、極小径のコア３Ａの中心位置やクラッド３Ｂの中心位置等も正確に測定することができる。
【００５３】
また、このように第１ＣＣＤカメラ１８と第２ＣＣＤカメラ２０とで光コネクタの端面を分けて撮像することにより、必ずしも高画素のＣＣＤカメラを用いなくても精度の高い測定を行うことができる（たとえば、フェルール径２．５ｍｍ、クラッド径０．１２５ｍｍの光コネクタに対して３０万画素クラスのＣＣＤカメラを用いて高精度な測定ができる。）。
【００５４】
なお、撮影光学系１６の構成は、上述した本実施の形態のものに限定されるものではない。Ｖブロック１２に保持された光コネクタ１の端面全体が第１ＣＣＤカメラ１８の撮像面上に拡大して結像され、フェルール２の内径部分が第２ＣＣＤカメラ２０の撮像面上に拡大して結像できる構成であればよい。以下に撮影光学系の他の実施の形態を例示する。
【００５５】
図５は、撮影光学系の他の実施の形態を示す概略図である。同図に示すように、この撮影光学系は、第１レンズ装置４０、ハーフミラー４２、及び第２レンズ装置４４で構成されている。
【００５６】
第１レンズ装置４０は、Ｖブロック１２に保持された光コネクタ１の端面から出射した光の光軸Ｌ上に配設されている。この第１レンズ装置４０は、Ｖブロック１２に保持された光コネクタ１の端面のうちフェルール２の内径部分の像が、第２ＣＣＤカメラ２０の撮像面一杯に映し出されるように、光コネクタ１の端面の像を拡大する。
【００５７】
ハーフミラー４２は、第１レンズ装置４０の後方に配置されており、第１レンズ装置４０と同様に光軸Ｌ上に配設されている。このハーフミラー４２は、光軸Ｌに対して４５°傾斜して設置されており、透過と反射とが１対１になるように構成されている。第１レンズ装置４０を透過した光は、このハーフミラー４２で分光され、その分光された一方の光（反射光）が第１ＣＣＤカメラ１８に導かれるとともに、他方の光（透過光）が第２ＣＣＤカメラ２０に導かれる。
【００５８】
第２レンズ装置４４は、ハーフミラー４２と第１ＣＣＤカメラ１８との間に配設されており、ハーフミラー４２で反射された反射光の光軸ＬR 上に配設されている。この第２レンズ装置４４は、Ｖブロック１２に保持された光コネクタ１の端面全体の像が、第１ＣＣＤカメラ１８の撮像面一杯に映し出されるように、第１レンズ装置４０で拡大された光コネクタ１の端面の像を縮小する。
【００５９】
以上のように構成された撮影光学系によれば、第１ＣＣＤカメラ１８には、Ｖブロック１２に保持された光コネクタ１の端面全体の像が撮像され、第２ＣＣＤカメラ２０には、Ｖブロック１２に保持された光コネクタ１の端面のうちフェルール２の内径部分の像が撮像される。
【００６０】
図６は、撮影光学系の他の実施の形態を示す概略図である。同図に示すように、この撮影光学系は、第１レンズ装置５０、ハーフミラー５２、第２レンズ装置５４及び第３レンズ装置５６で構成されている。
【００６１】
第１レンズ装置５０は、Ｖブロック１２に保持された光コネクタ１の端面から出射した光の光軸Ｌ上に配設されている。この第１レンズ装置４０は、Ｖブロック１２に保持された光コネクタ１の端面の像を拡大する。
【００６２】
ハーフミラー５２は、第１レンズ装置５０の後方に配置されており、第１レンズ装置５０と同様に光軸Ｌ上に配設されている。このハーフミラー５２は、光軸Ｌに対して５５°傾斜して設置されており、透過と反射とが１対１になるように構成されている。第１レンズ装置５０を透過した光は、このハーフミラー５２で分光され、その分光された一方の光（反射光）が第１ＣＣＤカメラ１８に導かれるとともに、他方の光（透過光）が第２ＣＣＤカメラ２０に導かれる。
【００６３】
第２レンズ装置５４は、ハーフミラー５２と第１ＣＣＤカメラ１８との間に配設されており、ハーフミラー５２で反射された反射光の光軸ＬR 上に配設されている。この第２レンズ装置５４は、Ｖブロック１２に保持された光コネクタ１の端面全体の像が、第１ＣＣＤカメラ２０の撮像面一杯に映し出されるように、第１レンズ装置２４で拡大された光コネクタ１の端面の像を縮小する。
【００６４】
第３レンズ装置５６は、ハーフミラー５２の後方に配置されており、第１レンズ装置５０と同様に光軸Ｌ上に配設されている。この第３レンズ装置５６は、Ｖブロック１２に保持された光コネクタ１の端面のうちフェルール２の内径部分の像が、第２ＣＣＤカメラ２０の撮像面一杯に映し出されるように、第１レンズ装置２４で拡大された光コネクタ１の端面の像を更に拡大する。
【００６５】
以上のように構成された撮影光学系によれば、まず、第１レンズ装置５０によって、Ｖブロック１２に保持された光コネクタ１の端面が、ある程度まで拡大され（第２ＣＣＤカメラ２０の撮像面にフェルール２の外径部内側部分が映し出される程度まで拡大される）、その拡大された像が第２レンズ装置５４によって縮小されることにより、第１ＣＣＤカメラ１８の撮像面に光コネクタ１の端面全体の像が結像する。また、第１レンズ装置５０によって拡大された像が第３レンズ装置５６によって更に拡大されることにより、第２ＣＣＤカメラ２０の撮像面にフェルール２の内径部分の像が結像する。これにより、第１ＣＣＤカメラ１８には、Ｖブロック１２に保持された光コネクタ１の端面全体の像が撮像され、第２ＣＣＤカメラ２０には、Ｖブロック１２に保持された光コネクタ１の端面のうちフェルール２の内径部分の像が撮像される。
【００６６】
図７は、撮影光学系の他の実施の形態を示す概略図である。同図に示すように、この撮影光学系は、ハーフミラー６０、第１レンズ装置６２及び第２レンズ装置６４で構成されている。
【００６７】
第１レンズ装置４０は、Ｖブロック１２に保持された光コネクタ１の端面から出射した光の光軸Ｌ上に配設されている。この第１レンズ装置４０は、Ｖブロック１２に保持された光コネクタ１の端面のうちフェルール２の内径部分の像が、第２ＣＣＤカメラ２０の撮像面一杯に映し出されるように、光コネクタ１の端面の像を拡大する。
【００６８】
ハーフミラー６０は、Ｖブロック１２に保持された光コネクタ１の端面から出射した光の光軸Ｌ上に配設されている。このハーフミラー６０は、光軸Ｌに対して４５°傾斜して設置されており、透過と反射とが１対１になるように構成されている。Ｖブロック１２に保持された光コネクタ１の端面から出射した光は、このハーフミラー６０で分光され、その分光された一方の光（反射光）が第１ＣＣＤカメラ１８に導かれるとともに、他方の光（透過光）が第２ＣＣＤカメラ２０に導かれる。
【００６９】
第１レンズ装置６２は、ハーフミラー６０と第１ＣＣＤカメラ１８との間に配設されており、ハーフミラー４２で反射された反射光の光軸ＬR 上に配設されている。この第１レンズ装置６２は、Ｖブロック１２に保持された光コネクタ１の端面全体の像が、第１ＣＣＤカメラ１８の撮像面一杯に映し出されるようにＶブロック１２に保持された光コネクタ１の端面の像を拡大する。
【００７０】
第２レンズ装置６４は、ハーフミラー６０と第２ＣＣＤカメラ１８との間に配設されており、光軸Ｌ上に配設されている。この第２レンズ装置６４は、Ｖブロック１２に保持された光コネクタ１の端面のうちフェルール２の内径部分の像が、第２ＣＣＤカメラ２０の撮像面一杯に映し出されるように、光コネクタ１の端面の像を拡大する。
【００７１】
以上のように構成された撮影光学系によれば、第１ＣＣＤカメラ１８には、Ｖブロック１２に保持された光コネクタ１の端面全体の像が撮像され、第２ＣＣＤカメラ２０には、Ｖブロック１２に保持された光コネクタ１の端面のうちフェルール２の内径部分の像が撮像される。
【００７２】
なお、ＣＣＤによって撮像した画像から円の直径や中心位置を画像処理にて求める方法については公知の画像処理技術を用いることができ、たとえば多数のデータから最小二乗円を算出し、直径及び中心を求める最小二乗円中心法や、最小外接円中心法、最大内接円中心法、最小領域中心などの種々の画像処理技術を用いることができる。
【００７３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ワークを回転させたり、移動させたりすることなく、光コネクタの端面形状を測定することができる。したがって、光コネクタを回転させるための機構が必要でないため、装置をシンプルな構成でコンパクトにまとめることができる。また、光コネクタを回転等させる必要がないので、簡易迅速に測定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光コネクタの端面形状測定装置の全体構成を示す概略図
【図２】第１ＣＣＤカメラの撮影画像と第２ＣＣＤカメラの撮影画像の説明図
【図３】第１ＣＣＤカメラの撮影画像と第２ＣＣＤカメラの撮影画像の説明図
【図４】端面形状測定方法の説明図
【図５】撮影光学系の他の実施の形態の概略図
【図６】撮影光学系の他の実施の形態の概略図
【図７】撮影光学系の他の実施の形態の概略図
【図８】光コネクタの構成を示す断面図
【符号の説明】
１…光コネクタ、２…フェルール、３…光ファイバ、３Ａ…コア、３Ｂ…クラッド、４…ナイロンジャケット、５…ＰＶＣ外皮、１０…端面形状測定装置、１２…Ｖブロック、１４…照明装置、１６…撮影光学系、１８…第１ＣＣＤカメラ、２０…第２ＣＣＤカメラ、２２…パーソナルコンピュータ、２４…第１レンズ装置、２６…ハーフミラー、２８…第２レンズ装置、４０…第１レンズ装置、４２…ハーフミラー、４４…第２レンズ装置、５０…第１レンズ装置、５２…ハーフミラー、５４…第２レンズ装置、５６…第３レンズ装置、６０…ハーフミラー、６２…第１レンズ装置、６４…第２レンズ装置、Ｏ…フェルール中心、Ｐ…クラッド中心、Ｑ…コア中心、ω…フェルール中心に対するクラッド中心の偏芯量、δ…クラッド中心に対するコア中心の偏芯量、σ…フェルール中心に対するコア中心の偏芯量
【発明の属する技術分野】
本発明は、光コネクタの端面検査方法及び装置に係り、特に光コネクタを構成するフェルールとコアとの偏芯量を測定する測定する光コネクタの端面形状測定方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光通信システムにおいて、通信網を広く構築するためには、光ファイバ同士を容易にしかも精度よく接続する技術が重要である。光ファイバ同士を接続する手段としては、従来より光コネクタが用いられている。
【０００３】
図８は、光コネクタ１の構成を示す断面図である。同図において、符号２はフェルール、３は光ファイバ、４はナイロンジャケット、５はＰＶＣ外皮であり、光ファイバ３は、コア３Ａとクラッド３Ｂとで構成されている。同図に示すように、光コネクタ１は、フェルール２の内径部に光ファイバ３が挿通された構造になっている。この光コネクタ１を用いた光ファイバの接続は、一対の光コネクタ１をアダプタ内のスリーブに挿入し、その端面同士を物理的に接触させることにより行なわれる。
【０００４】
このように、光コネクタを用いた光ファイバ同士の接続では、フェルールの外径を基準として対向するコア同士を接続している。したがって、その接続による損失を防ぐためには、フェルールの外径中心に対して光ファイバのコアが同軸上に挿通された光コネクタを用いて光ファイバ同士を接続する必要がある。このため、光コネクタは、製造後、フェルールの外径中心に対する光ファイバコアの偏芯量が測定され、一定の基準を満たしているか否かが検査される。
【０００５】
従来、この光コネクタの偏芯量の測定は、例えば特開平８−２９６４２号公報や特開平１０−２２７６１９号公報、特開平６−１７４４３３号公報に開示されているように、光コネクタをＶブロック等に載置し、所定の回転速度で回転させながら、その端面をＣＣＤカメラで撮像し、得られた画像データを画像処理することによって測定するようにしていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来測定方法は、光コネクタを回転させるための機構が必要となるため、装置構成が大型化するという欠点がある。
【０００７】
また、光コネクタを回転させなければならないため、測定に時間がかかるという欠点もある。
【０００８】
さらに、Ｖブロック等に載置した状態で光コネクタを回転させるため、時間の経過とともにＶブロック等に磨耗が生じ、正確な測定ができなくなるという欠点もある。
【０００９】
また、フェルールの外周に部分的な凹み等の変形がある場合には、その分が偏芯の量として測定されてしまい、正確な測定ができないという欠点もある。
【００１０】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、シンプルな構成で簡単かつ正確に光コネクタの端面の形状を測定することができる光コネクタの端面形状測定方法及び装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するために、フェルールの内径部に光ファイバが挿通された光コネクタの端面形状測定方法において、光コネクタの端面全体を第１撮像手段で撮像し、その画像データからフェルール中心及び光ファイバのクラッド中心を求めて、フェルール中心に対するクラッド中心の偏芯量及び偏芯方向を求める第１演算工程と、光コネクタの端面のうちフェルールの内径部分を第２撮像手段で撮像し、その画像データから光ファイバのクラッド中心及びコア中心を求めて、クラッド中心に対するコア中心の偏芯量及び偏芯方向を求める第２演算工程と、前記第１演算工程で求めたフェルール中心に対するクラッド中心の偏芯量及び偏芯方向と、前記第２演算工程で求めたクラッド中心に対するコア中心の偏芯量及び偏芯方向とに基づいてフェルール中心に対するコア中心の偏芯量及び偏芯方向を求める工程と、からなることを特徴とする光コネクタの端面形状測定方法を提供する。
【００１２】
本発明では、光コネクタの端面全体とフェルールの内径部とを分けて撮像し、各画像データを利用して最終的にフェルール中心に対するコア中心の偏芯量及び偏芯方向を求める。すなわち、光コネクタの端面全体を第１撮像手段で撮像し、その画像データからフェルール中心及びクラッド中心を求めて、フェルール中心に対するクラッド中心の偏芯量及び偏芯方向を求める。一方、光コネクタの端面のうちフェルールの内径部分を第２撮像手段で撮像し、その画像データからクラッド中心及びコア中心を求めて、クラッド中心に対するコア中心の偏芯量及び偏芯方向を求める。そして、求めたフェルール中心に対するクラッド中心の偏芯量及び偏芯方向と、クラッド中心に対するコア中心の偏芯量及び偏芯方向とに基づいてフェルール中心に対するコア中心の偏芯量及び偏芯方向を求める。これにより、光コネクタを回転等させずに端面形状の測定を行うことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に従って本発明に係る光コネクタの端面形状測定方法及び装置の好ましい実施の形態について詳説する。
【００１４】
図１は、本発明に係る光コネクタの端面形状測定装置の全体構成を示す概略図である。同図に示すように、本実施の形態の端面形状測定装置１０は、主としてＶブロック１２、照明装置１４、撮影光学系１６、第１ＣＣＤカメラ１８、第２ＣＣＤカメラ２０及びパーソナルコンピュータ２２で構成されている。
【００１５】
Ｖブロック１２は、測定対象の光コネクタ１を保持する台であり、その上面に形成されたＶ溝に光コネクタ１を載置して保持する。測定対象の光コネクタ１は、このＶブロック１２上に載置されることにより、所定の測定位置に位置決めされて保持される。
【００１６】
照明装置１４は、光ファイバ３の一端から照明光を入射するための装置であり、測定対象とは反対側の光コネクタ（図示せず）が接続される。この照明装置１４は図示しない光源ランプを内蔵しており、この光源ランプから出た光が、光ファイバ３の一端から入射され、光ファイバ３内を伝播されて、他端、すなわち、Ｖブロック１２に保持された光コネクタ１の端面から出射される。
【００１７】
撮影光学系１６は、光コネクタ１から出射した光の像を第１ＣＣＤカメラ１８と第２ＣＣＤカメラ２０の各撮像面上にそれぞれ所定の倍率で結像させる。この撮影光学系１６は、第１レンズ装置２４、ハーフミラー２６及び第２レンズ装置２８で構成されている。
【００１８】
第１レンズ装置２４は、Ｖブロック１２に保持された光コネクタ１の端面から出射した光の光軸Ｌ上に配設されている。この第１レンズ装置２４は、Ｖブロック１２に保持された光コネクタ１の端面全体の像が、第１ＣＣＤカメラ１８の撮像面一杯に映し出されるように、光コネクタ１の端面の像を拡大する。
【００１９】
ハーフミラー２６は、第１レンズ装置２４の後方に配置されており、第１レンズ装置２４と同様に光軸Ｌ上に配設されている。このハーフミラー２６は、光軸Ｌに対して４５°傾斜して設置されており、透過と反射とが１対１になるように構成されている。光コネクタ１の端面から出射した光は、このハーフミラー２６で分光され、その分光された一方の光（反射光）が第１ＣＣＤカメラ１８に導かれるとともに、他方の光（透過光）が第２ＣＣＤカメラ２０に導かれる。
【００２０】
第２レンズ装置２８は、ハーフミラー２６の後方に配置されており、第１レンズ装置２４と同様に光軸Ｌ上に配設されている。この第２レンズ装置２８は、Ｖブロック１２に保持された光コネクタ１の端面のうちフェルール２の内径部分の像が、第２ＣＣＤカメラ２０の撮像面一杯に映し出されるように、第１レンズ装置２４で拡大された光コネクタ１の端面の像を更に拡大する。
【００２１】
なお、第１レンズ装置２４と第２レンズ装置２８は、オートフォーカス機構を内蔵しており、自動でＶブロック１２に保持された光コネクタ１の端面に焦点合わせがなされる。
【００２２】
第１ＣＣＤカメラ１８は、ハーフミラー２６で反射された光の光軸ＬR 上に配設されている。光コネクタ１の端面から出射し、第１レンズ装置２４を透過した光は、ハーフミラー２６で分光され、このハーフミラー２６で反射された光が、第１ＣＣＤカメラ１８の撮像面１８Ａ上に結像される。この第１ＣＣＤカメラ１８の撮像面１８Ａ上に結像される光コネクタ１の端面の像は、図２（ａ）に示すように、光コネクタ１の端面全体の像が拡大されて結像される（光コネクタ１の端面全体の像が撮像面一杯に映し出される。）。第１ＣＣＤカメラ１８は、この撮像面一杯に映し出された光コネクタ１の端面全体の像を撮像する。
【００２３】
第２ＣＣＤカメラ２０は、ハーフミラー２６を透過した光の光軸Ｌ上に配設されている。光コネクタ１の端面から出射し、第１レンズ装置２４を透過した光は、ハーフミラー２６で分光され、このハーフミラー２６を透過した光が、第２レンズ装置２８を透過して第２ＣＣＤカメラ２０の撮像面２０Ａ上に結像される。この第２ＣＣＤカメラ２０の撮像面２０Ａ上に結像される光コネクタ１の端面の像は、図２（ｂ）に示すように、光コネクタ１の端面のうちフェルール２の内径部分が拡大されて結像される（フェルール２の内径部分が撮像面一杯に映し出される。）。第２ＣＣＤカメラ２０は、この撮像面一杯に映し出されたフェルール２の内径部分の像を撮像する。
【００２４】
パーソナルコンピュータ２２は、第１ＣＣＤカメラ１８及び第２ＣＣＤカメラ２０で撮像された光コネクタ１の端面の画像データを画像処理ボード３０を介して取り込み、あらかじめインストールされている画像処理プログラムに従って画像処理を行うことにより、取り込んだ画像データから光コネクタ端面の形状測定を行う。すなわち、フェルール径、クラッド径、フェルール中心、クラッド中心、コア中心、フェルール中心に対するクラッド中心の偏芯量及び偏芯方向、クラッド中心に対するコア中心の偏芯量及び偏芯方向、フェルール中心に対するコア中心の偏芯量及び偏芯方向を測定する。
【００２５】
前記のごとく構成された本実施の形態の光コネクタの端面形状測定装置１０の作用は次のとおりである。
【００２６】
まず、初めにキャリブレーションを行う。キャリブレーションは、フェルール径及びクラッド径が既知の光コネクタ（以下、「マスタ光コネクタ」という。）を用いて行う。
【００２７】
まず、Ｖブロック１２にマスタ光コネクタを載置する。そして、そのマスタ光コネクタに接続された光ファイバの他端側の光コネクタを照明装置１４に接続する。
【００２８】
次に、照明装置１４の光源ランプを点灯する。光源ランプから出た光は、他端側の光コネクタの端面から光ファイバ３内に入射され、光ファイバ３内を伝播されて、マスタ光コネクタの端面から出射される。
【００２９】
次に、第１レンズ装置２４及び第２レンズ装置２８がオートフォーカス駆動され、Ｖブロック１２に保持されたマスタ光コネクタの端面にピントが合うようにピント調整がなされる。
【００３０】
マスタ光コネクタの端面から出射した光は、第１レンズ装置２４を透過し、ハーフミラー２６で反射光と透過光とに分光される。そして、反射光が、第１ＣＣＤカメラ１８の撮像面上に結像され、透過光が第２レンズ装置２８を介して第２ＣＣＤカメラ２０の撮像面上に結像される。
【００３１】
ここで、第１ＣＣＤカメラ１８の撮像面１８Ａ上には、Ｖブロック１２に保持されたマスタ光コネクタの端面全体の像が結像し、第２ＣＣＤカメラ２０の撮像面２０Ａ上には、Ｖブロック１２に保持されたマスタ光コネクタの端面のうちフェルールの内径部分の像が拡大されて結像する。第１ＣＣＤカメラ１８は、その撮像面１８Ａ上に結像したマスタ光コネクタの端面全体の像を撮像し、第２ＣＣＤカメラ２０は、フェルールの内径部分の像を撮像する。
【００３２】
第１ＣＣＤカメラ１８と第２ＣＣＤカメラ２０で撮像されたマスタ光コネクタの端面の画像データは、画像処理ボード３０を介してパーソナルコンピュータ２２に取り込まれる。パーソナルコンピュータ２２は、取り込んだ画像データ及び既知の寸法データ（フェルール径及びクラッド径）に基づいて各撮像面１８Ａ、２０Ａ上に結像される画像の撮像倍率Ｓ1 、Ｓ2 を算出する。求めた撮像倍率Ｓ1 、Ｓ2 は、パーソナルコンピュータ２２のメモリに記憶される。
【００３３】
以上の工程でキャリブレーションが終了する。キャリブレーション終了後、光源ランプを消灯するとともに、照明装置から光コネクタを取り外し、Ｖブロック１２からマスタ光コネクタを回収する。
【００３４】
なお、マスタ光コネクタのフェルール径及びクラッド径等の寸法データは、キャリブレーションの開始前あるいは実施中にパーソナルコンピュータ２２のキーボード等を利用してパーソナルコンピュータ２２に入力する。
【００３５】
以上で測定準備が完了し、以後、測定を開始する。
【００３６】
まず、測定対象とする光コネクタ１をＶブロック１２に載置する。そして、その光コネクタ１に接続された光ファイバ３の他端側の光コネクタを照明装置１４に接続する。
【００３７】
次に、照明装置１４の光源ランプを点灯する。光源ランプから出た光は、他端側の光コネクタの端面から光ファイバ３内に入射され、光ファイバ３内を伝播されて、測定対象とする光コネクタ１の端面から出射される。
【００３８】
次に、第１レンズ装置２４及び第２レンズ装置２８がオートフォーカス駆動され、Ｖブロック１２に保持された光コネクタ１の端面にピントが合うようにピント調整がなされる。
【００３９】
光コネクタ１の端面から出射した光は、第１レンズ装置２４を透過し、ハーフミラー２６で反射光と透過光とに分光される。そして、反射光が、第１ＣＣＤカメラ１８の撮像面上に結像され、透過光が第２レンズ装置２８を介して第２ＣＣＤカメラ２０の撮像面上に結像される。
【００４０】
ここで、図３に示すように、第１ＣＣＤカメラ１８の撮像面１８Ａ上には、Ｖブロック１２に保持された光コネクタ１の端面全体の像が結像し（同図（ａ））、第２ＣＣＤカメラ２０の撮像面２０Ａ上には、Ｖブロック１２に保持された光コネクタ１の端面のうちフェルール２の内径部分の像が拡大されて結像する（同図（ｂ））。第１ＣＣＤカメラ１８は、その撮像面１８Ａ上に結像した光コネクタ１の端面全体の像を撮像し、第２ＣＣＤカメラ２０は、フェルール２の内径部分の像を撮像する。
【００４１】
第１ＣＣＤカメラ１８と第２ＣＣＤカメラ２０で撮像された光コネクタ１の端面の画像データは、画像処理ボード３０を介してパーソナルコンピュータ２２に取り込まれる。パーソナルコンピュータ２２は、この第１ＣＣＤカメラ１８と第２ＣＣＤカメラ２０で撮像された光コネクタ１の端面の画像データに基づいて以下の演算を実施する。
【００４２】
まず、パーソナルコンピュータ２２は、第１ＣＣＤカメラ１８で撮像された光コネクタ１の端面全体の画像データを画像処理することにより、その撮像面１８Ａ上におけるフェルール中心Ｏ（フェルール２の外径中心）とクラッド中心Ｐ（光ファイバ３のクラッド３Ｂの外径中心）の位置を求める。そして、求めたフェルール中心Ｏとクラッド中心Ｐの位置情報及び撮像倍率Ｓ1 に基づいて、フェルール中心Ｏからクラッド中心ＰへのベクトルＯＰを求める。このベクトルＯＰは、その線分ＯＰの長さが、フェルール中心Ｏに対するクラッド中心Ｐの偏芯量ωに相当し、その向きが偏芯方向に相当する。
【００４３】
なお、フェルール中心Ｏに対するクラッド中心Ｐの位置は、フェルール中心Ｏを原点とするＸ−Ｙ座標を設定し、このＸ−Ｙ座標におけるクラッド中心Ｐの位置座標（ＸP ，ＹP ）として把握する。
【００４４】
また、パーソナルコンピュータ２２は、第１ＣＣＤカメラ１８で撮像された光コネクタ１の端面全体の画像データを画像処理することにより、フェルール径Ｄ（フェルール２の外径）を求める。
【００４５】
次に、パーソナルコンピュータ２２は、第２ＣＣＤカメラ２０で撮像されたフェルール２の内径部分の画像データを画像処理することにより、その撮像面２０Ａ上におけるクラッド中心Ｐとコア中心Ｑ（光ファイバ３のコア３Ａの外径中心）の位置を求める。そして、求めたクラッド中心Ｐとコア中心Ｑの位置情報及び撮像倍率Ｓ2 に基づいて、クラッド中心Ｐからコア中心ＱへのベクトルＰＱを求める。このベクトルＰＱは、その線分ＰＱの長さが、クラッド中心Ｐに対するコア中心Ｑの偏芯量δに相当し、その向きが偏芯方向に相当する。
【００４６】
なお、クラッド中心Ｐに対するコア中心Ｑの位置は、クラッド中心Ｏを原点とするｘ−ｙ座標を設定し、このｘ−ｙ座標におけるクラッド中心Ｐの位置座標（ｘQ ，ｙQ ）として把握する。
【００４７】
また、パーソナルコンピュータ２２は、第２ＣＣＤカメラ２０で撮像されたフェルール２の内径部分の画像データを画像処理することにより、クラッド径ｄ（光ファイバ３のクラッド３Ｂの外径）を求める。
【００４８】
次に、パーソナルコンピュータ２２は、求めたベクトルＯＰとベクトルＰＱとに基づいて、フェルール中心Ｏからコア中心ＱへのベクトルＯＱを求める。このベクトルＯＱは、図４に示すように、ベクトルＯＰとベクトルＰＱの和として表され、その線分ＯＱの長さが、フェルール中心Ｏに対するコア中心Ｑの偏芯量σに相当する。そして、その線分ＯＱの方向がフェルール中心Ｏに対するコア中心Ｑの偏芯方向に相当する。
【００４９】
以上、一連の工程で光コネクタ１の端面形状の測定が終了する。測定終了後、光源ランプを消灯するとともに、照明装置から光コネクタを取り外し、Ｖブロック１２から光コネクタ１を回収する。
【００５０】
このように、本実施の形態の光コネクタの端面形状測定装置１０によれば、光コネクタ１を回転させることなく、フェルール径Ｄ、クラッド径ｄ、偏芯量ω、δ、σ等を測定することができる。これにより、光コネクタを回転させて測定を行う従来の方法に比べて短時間で測定を行うことができる。
【００５１】
また、長期間使用してもＶブロック１２は磨耗せず、また、外周に凹凸を有する光コネクタを測定する場合であっても、その影響を受けずに測定を行うことができるので、正確な測定値を得ることができる。
【００５２】
さらに、本実施の形態では、第１ＣＣＤカメラ１８と第２ＣＣＤカメラ２０とで光コネクタの端面を分けて撮像しているため、極小径のコア３Ａの中心位置やクラッド３Ｂの中心位置等も正確に測定することができる。
【００５３】
また、このように第１ＣＣＤカメラ１８と第２ＣＣＤカメラ２０とで光コネクタの端面を分けて撮像することにより、必ずしも高画素のＣＣＤカメラを用いなくても精度の高い測定を行うことができる（たとえば、フェルール径２．５ｍｍ、クラッド径０．１２５ｍｍの光コネクタに対して３０万画素クラスのＣＣＤカメラを用いて高精度な測定ができる。）。
【００５４】
なお、撮影光学系１６の構成は、上述した本実施の形態のものに限定されるものではない。Ｖブロック１２に保持された光コネクタ１の端面全体が第１ＣＣＤカメラ１８の撮像面上に拡大して結像され、フェルール２の内径部分が第２ＣＣＤカメラ２０の撮像面上に拡大して結像できる構成であればよい。以下に撮影光学系の他の実施の形態を例示する。
【００５５】
図５は、撮影光学系の他の実施の形態を示す概略図である。同図に示すように、この撮影光学系は、第１レンズ装置４０、ハーフミラー４２、及び第２レンズ装置４４で構成されている。
【００５６】
第１レンズ装置４０は、Ｖブロック１２に保持された光コネクタ１の端面から出射した光の光軸Ｌ上に配設されている。この第１レンズ装置４０は、Ｖブロック１２に保持された光コネクタ１の端面のうちフェルール２の内径部分の像が、第２ＣＣＤカメラ２０の撮像面一杯に映し出されるように、光コネクタ１の端面の像を拡大する。
【００５７】
ハーフミラー４２は、第１レンズ装置４０の後方に配置されており、第１レンズ装置４０と同様に光軸Ｌ上に配設されている。このハーフミラー４２は、光軸Ｌに対して４５°傾斜して設置されており、透過と反射とが１対１になるように構成されている。第１レンズ装置４０を透過した光は、このハーフミラー４２で分光され、その分光された一方の光（反射光）が第１ＣＣＤカメラ１８に導かれるとともに、他方の光（透過光）が第２ＣＣＤカメラ２０に導かれる。
【００５８】
第２レンズ装置４４は、ハーフミラー４２と第１ＣＣＤカメラ１８との間に配設されており、ハーフミラー４２で反射された反射光の光軸ＬR 上に配設されている。この第２レンズ装置４４は、Ｖブロック１２に保持された光コネクタ１の端面全体の像が、第１ＣＣＤカメラ１８の撮像面一杯に映し出されるように、第１レンズ装置４０で拡大された光コネクタ１の端面の像を縮小する。
【００５９】
以上のように構成された撮影光学系によれば、第１ＣＣＤカメラ１８には、Ｖブロック１２に保持された光コネクタ１の端面全体の像が撮像され、第２ＣＣＤカメラ２０には、Ｖブロック１２に保持された光コネクタ１の端面のうちフェルール２の内径部分の像が撮像される。
【００６０】
図６は、撮影光学系の他の実施の形態を示す概略図である。同図に示すように、この撮影光学系は、第１レンズ装置５０、ハーフミラー５２、第２レンズ装置５４及び第３レンズ装置５６で構成されている。
【００６１】
第１レンズ装置５０は、Ｖブロック１２に保持された光コネクタ１の端面から出射した光の光軸Ｌ上に配設されている。この第１レンズ装置４０は、Ｖブロック１２に保持された光コネクタ１の端面の像を拡大する。
【００６２】
ハーフミラー５２は、第１レンズ装置５０の後方に配置されており、第１レンズ装置５０と同様に光軸Ｌ上に配設されている。このハーフミラー５２は、光軸Ｌに対して５５°傾斜して設置されており、透過と反射とが１対１になるように構成されている。第１レンズ装置５０を透過した光は、このハーフミラー５２で分光され、その分光された一方の光（反射光）が第１ＣＣＤカメラ１８に導かれるとともに、他方の光（透過光）が第２ＣＣＤカメラ２０に導かれる。
【００６３】
第２レンズ装置５４は、ハーフミラー５２と第１ＣＣＤカメラ１８との間に配設されており、ハーフミラー５２で反射された反射光の光軸ＬR 上に配設されている。この第２レンズ装置５４は、Ｖブロック１２に保持された光コネクタ１の端面全体の像が、第１ＣＣＤカメラ２０の撮像面一杯に映し出されるように、第１レンズ装置２４で拡大された光コネクタ１の端面の像を縮小する。
【００６４】
第３レンズ装置５６は、ハーフミラー５２の後方に配置されており、第１レンズ装置５０と同様に光軸Ｌ上に配設されている。この第３レンズ装置５６は、Ｖブロック１２に保持された光コネクタ１の端面のうちフェルール２の内径部分の像が、第２ＣＣＤカメラ２０の撮像面一杯に映し出されるように、第１レンズ装置２４で拡大された光コネクタ１の端面の像を更に拡大する。
【００６５】
以上のように構成された撮影光学系によれば、まず、第１レンズ装置５０によって、Ｖブロック１２に保持された光コネクタ１の端面が、ある程度まで拡大され（第２ＣＣＤカメラ２０の撮像面にフェルール２の外径部内側部分が映し出される程度まで拡大される）、その拡大された像が第２レンズ装置５４によって縮小されることにより、第１ＣＣＤカメラ１８の撮像面に光コネクタ１の端面全体の像が結像する。また、第１レンズ装置５０によって拡大された像が第３レンズ装置５６によって更に拡大されることにより、第２ＣＣＤカメラ２０の撮像面にフェルール２の内径部分の像が結像する。これにより、第１ＣＣＤカメラ１８には、Ｖブロック１２に保持された光コネクタ１の端面全体の像が撮像され、第２ＣＣＤカメラ２０には、Ｖブロック１２に保持された光コネクタ１の端面のうちフェルール２の内径部分の像が撮像される。
【００６６】
図７は、撮影光学系の他の実施の形態を示す概略図である。同図に示すように、この撮影光学系は、ハーフミラー６０、第１レンズ装置６２及び第２レンズ装置６４で構成されている。
【００６７】
第１レンズ装置４０は、Ｖブロック１２に保持された光コネクタ１の端面から出射した光の光軸Ｌ上に配設されている。この第１レンズ装置４０は、Ｖブロック１２に保持された光コネクタ１の端面のうちフェルール２の内径部分の像が、第２ＣＣＤカメラ２０の撮像面一杯に映し出されるように、光コネクタ１の端面の像を拡大する。
【００６８】
ハーフミラー６０は、Ｖブロック１２に保持された光コネクタ１の端面から出射した光の光軸Ｌ上に配設されている。このハーフミラー６０は、光軸Ｌに対して４５°傾斜して設置されており、透過と反射とが１対１になるように構成されている。Ｖブロック１２に保持された光コネクタ１の端面から出射した光は、このハーフミラー６０で分光され、その分光された一方の光（反射光）が第１ＣＣＤカメラ１８に導かれるとともに、他方の光（透過光）が第２ＣＣＤカメラ２０に導かれる。
【００６９】
第１レンズ装置６２は、ハーフミラー６０と第１ＣＣＤカメラ１８との間に配設されており、ハーフミラー４２で反射された反射光の光軸ＬR 上に配設されている。この第１レンズ装置６２は、Ｖブロック１２に保持された光コネクタ１の端面全体の像が、第１ＣＣＤカメラ１８の撮像面一杯に映し出されるようにＶブロック１２に保持された光コネクタ１の端面の像を拡大する。
【００７０】
第２レンズ装置６４は、ハーフミラー６０と第２ＣＣＤカメラ１８との間に配設されており、光軸Ｌ上に配設されている。この第２レンズ装置６４は、Ｖブロック１２に保持された光コネクタ１の端面のうちフェルール２の内径部分の像が、第２ＣＣＤカメラ２０の撮像面一杯に映し出されるように、光コネクタ１の端面の像を拡大する。
【００７１】
以上のように構成された撮影光学系によれば、第１ＣＣＤカメラ１８には、Ｖブロック１２に保持された光コネクタ１の端面全体の像が撮像され、第２ＣＣＤカメラ２０には、Ｖブロック１２に保持された光コネクタ１の端面のうちフェルール２の内径部分の像が撮像される。
【００７２】
なお、ＣＣＤによって撮像した画像から円の直径や中心位置を画像処理にて求める方法については公知の画像処理技術を用いることができ、たとえば多数のデータから最小二乗円を算出し、直径及び中心を求める最小二乗円中心法や、最小外接円中心法、最大内接円中心法、最小領域中心などの種々の画像処理技術を用いることができる。
【００７３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ワークを回転させたり、移動させたりすることなく、光コネクタの端面形状を測定することができる。したがって、光コネクタを回転させるための機構が必要でないため、装置をシンプルな構成でコンパクトにまとめることができる。また、光コネクタを回転等させる必要がないので、簡易迅速に測定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光コネクタの端面形状測定装置の全体構成を示す概略図
【図２】第１ＣＣＤカメラの撮影画像と第２ＣＣＤカメラの撮影画像の説明図
【図３】第１ＣＣＤカメラの撮影画像と第２ＣＣＤカメラの撮影画像の説明図
【図４】端面形状測定方法の説明図
【図５】撮影光学系の他の実施の形態の概略図
【図６】撮影光学系の他の実施の形態の概略図
【図７】撮影光学系の他の実施の形態の概略図
【図８】光コネクタの構成を示す断面図
【符号の説明】
１…光コネクタ、２…フェルール、３…光ファイバ、３Ａ…コア、３Ｂ…クラッド、４…ナイロンジャケット、５…ＰＶＣ外皮、１０…端面形状測定装置、１２…Ｖブロック、１４…照明装置、１６…撮影光学系、１８…第１ＣＣＤカメラ、２０…第２ＣＣＤカメラ、２２…パーソナルコンピュータ、２４…第１レンズ装置、２６…ハーフミラー、２８…第２レンズ装置、４０…第１レンズ装置、４２…ハーフミラー、４４…第２レンズ装置、５０…第１レンズ装置、５２…ハーフミラー、５４…第２レンズ装置、５６…第３レンズ装置、６０…ハーフミラー、６２…第１レンズ装置、６４…第２レンズ装置、Ｏ…フェルール中心、Ｐ…クラッド中心、Ｑ…コア中心、ω…フェルール中心に対するクラッド中心の偏芯量、δ…クラッド中心に対するコア中心の偏芯量、σ…フェルール中心に対するコア中心の偏芯量
Claims (11)
- フェルールの内径部に光ファイバが挿通された光コネクタの端面形状測定方法において、
光コネクタの端面全体を第１撮像手段で撮像し、その画像データからフェルール中心及び光ファイバのクラッド中心を求めて、フェルール中心に対するクラッド中心の偏芯量及び偏芯方向を求める第１演算工程と、
光コネクタの端面のうちフェルールの内径部分を第２撮像手段で撮像し、その画像データから光ファイバのクラッド中心及びコア中心を求めて、クラッド中心に対するコア中心の偏芯量及び偏芯方向を求める第２演算工程と、
前記第１演算工程で求めたフェルール中心に対するクラッド中心の偏芯量及び偏芯方向と、前記第２演算工程で求めたクラッド中心に対するコア中心の偏芯量及び偏芯方向とに基づいてフェルール中心に対するコア中心の偏芯量及び偏芯方向を求める工程と、
からなることを特徴とする光コネクタの端面形状測定方法。 - 前記第１撮像手段で撮像した画像データからフェルール径を求める工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の光コネクタの端面形状測定方法。
- 前記第２撮像手段で撮像した画像データからクラッド径を求める工程を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の光コネクタの端面形状測定方法。
- フェルールの内径部に光ファイバが挿通された光コネクタの端面形状測定装置において、
光コネクタを保持する保持手段と、
前記保持手段に保持された光コネクタの端面全体を撮像する第１撮像手段と、
前記第１撮像手段で撮像された画像データからフェルール中心及び光ファイバのクラッド中心を求めて、フェルール中心に対するクラッド中心の偏芯量及び偏芯方向を求める第１演算手段と、
前記保持手段に保持された光コネクタの端面のうちフェルールの内径部分を撮像する第２撮像手段と、
前記第２撮像手段で撮像された画像データから光ファイバのクラッド中心及びコア中心を求めて、クラッド中心に対するコア中心の偏芯量及び偏芯方向を求める第２演算手段と、
前記第１演算手段で求めたフェルール中心に対するクラッド中心の偏芯量及び偏芯方向と、前記第２演算手段で求めたクラッド中心に対するコア中心の偏芯量及び偏芯方向とに基づいて、フェルール中心に対するコア中心の偏芯量及び偏芯方向を求める第３演算手段と、
からなることを特徴とする光コネクタの端面形状測定装置。 - 前記第１演算手段は、前記クラッド中心の偏芯量及び偏芯方向に加えて更に前記第１撮像手段で撮像した画像データからフェルール径を求めることを特徴とする請求項４に記載の光コネクタの端面形状測定装置。
- 前記第２演算手段は、前記クラッド中心に対するコア中心の偏芯量及び偏芯方向に加えて更に前記第２撮像手段で撮像した画像からクラッド径を求めることを特徴とする請求項４又は５に記載の光コネクタの端面形状測定装置。
- 前記保持手段に保持された光コネクタの端面の像を形成する光を分光するハーフミラーを備え、該ハーフミラーで分光された一方の光の像を第１撮像手段で撮像するとともに、他方の光の像を前記第２撮像手段で撮像することを特徴とする請求項４、５又は６に記載の光コネクタの端面形状測定装置。
- 前記保持手段と前記ハーフミラーとの間に設けられ、前記保持手段に保持された光コネクタの端面の像を拡大する第１レンズと、
前記ハーフミラーと前記第２撮像手段との間に設けられ、前記第１レンズで拡大された前記光コネクタの端面の像を更に拡大する第２レンズと、
を備えたことを特徴とする請求項７に記載の光コネクタの端面形状測定装置。 - 前記保持手段と前記ハーフミラーとの間に設けられ、前記保持手段に保持された光コネクタの端面の像を拡大する第１レンズと、
前記ハーフミラーと前記第１撮像手段との間に設けられ、前記第１レンズで拡大された前記光コネクタの端面の像を縮小する第２レンズと、
を備えたことを特徴とする請求項７に記載の光コネクタの端面形状測定装置。 - 前記保持手段と前記ハーフミラーとの間に設けられ、前記保持手段に保持された光コネクタの端面の像を拡大する第１レンズと、
前記ハーフミラーと前記第１撮像手段との間に設けられ、前記第１レンズで拡大された前記光コネクタの端面の像を縮小する第２レンズと、
前記ハーフミラーと前記第２撮像手段との間に設けられ、前記第１レンズで拡大された前記光コネクタの端面の像を拡大する第２レンズと、
を備えたことを特徴とする請求項７に記載の光コネクタの端面形状測定装置。 - 前記ハーフミラーと前記第１撮像手段との間に設けられ、前記光コネクタの端面の像を拡大する第１レンズと、
前記ハーフミラーと前記第２撮像手段との間に設けられ、前記光コネクタの端面の像を拡大する第２レンズと、
を備えたことを特徴とする請求項７に記載の光コネクタの端面形状測定装置。
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