JPH01277731A - 円筒状コネクタピン内に埋込まれた導波路の偏心度を測定する方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、円筒状コネクタピン内に埋込まれた導波路の
偏心度を測定する方法およびこの方法を実施する装置に
関するものである。

（従来の技術） 導波路コネクタ対では、結合すべき導波路の端面を円筒
状のコネクタピンの中心に固定して埋込まねばならない
。結合された導波路の光軸はできるだけ正確にアライメ
ント　（心合せ）されねばならない（ドイツ国公告公報
第２１５９３２７号参照）。

（発明が解決しようとする課題） コネクタピンの外表面はコネクタ対を心合せする基準面
として役立つので、例えば単一モード導波路の偏心度は
、十分に小さなコネクタ減衰を得るべき場合には０．５
μｍよりも小さくあるべきである。少なくとも１１００
ｎの精度が点検測定において観測されるべきである。略
々１．２５ｍｍのコネクタスリーブの直径に対しこれは
８ＸｌＯ−５の相対精度である。

外側のクラッド面に対する導波路のコアの偏心度を測定
する公知の測定方法〔例えば「イメージ・シェアリング
・テクニーク　（ｉｍａｇｅ　ｓｈａｒｉｎｇｔｅｃｈ
ｎｉｑｕｅ）　Ｊ　、　　ｒファイバー・オプティカル
・プルティン　Ｎｏ、１０オブ・ザ・ファーム・オブ・
つ゛イッカース・インストルメンツ（Ｆｉｂｅｒ　０ｐ
ｔｉｃａｌＢｕｌｌｅｔｉｎ　　Ｎｏ、　１０　ｏｆ　
ｔｈｅ　ｆｉｒｍ　ｏｆ　ＶｉｅｋｅｒｓＩｎｓｔｒｕ
ｍｅｎｔｓ　）　Ｊ　〕はこの目的には適しない。

本発明の目的は、冒頭に記載したタイプの測定方法を供
し、この測定方法に適した測定装置を供することにある
。

（課題を解決するための手段） 前記の目的を達成するために、本発明は、導波路の端面
の光学中心を、コネクタピンの外面を走査する距離セン
サの機械的回転軸にもたらし、次いで、コネクタピンの
外面に沿った距離センサの相対回転中に得られた測定値
から導波路の導波路の偏心度を決定するようにしたもの
である。

所望の精度を得る条件は勿論コネクタピンの周囲をめぐ
る距離センサの相対回転が高精度の軸受によって行われ
ることである。本発明の前記の目的に適した市販の形状
測定機械は、その偏心度が４Ｑｎｍよりも小さな回転ス
ピンドルを有する。

機械的なフィーラ（ｆｅｅｌｅｒ）または例えば公知の
タイプの光学的に働く装置も、距離センサとして適して
いる。ｎｍの範囲で十分正確に測定する装置は市場で入
手できる。

本発明では、コネクタ表面の思いがけない不平坦が測定
値を変造することのないように、コネクタピンの周囲に
そって測定された多数の値が導波路の偏心度を決定する
際に考慮される。

光学中心（一般には導波路コアの端面の中心）は機械的
回転軸に大きな精度すなわちできる限りｌＱｎｍよりも
小さなオフセットでもたされるべきである。これは、コ
ネクタピン内に配設された導波路とこれと実質上同軸に
配設されたセンサ導波路との間の光路が目標位置を得る
ための基準として役立つようにした光学的調節方法によ
り有利に可能である。このような調節方法は、接続すべ
き２つの導波路を調節するために一般に知られている。

ドイツ国特許明細書第２６２６２４３号に記載されてい
るような非常に感度のよいこのタイプの方法は特に適し
ている。したがって本発明の方法の有利な実施態様では
、コネクタピンの端面に対向して、機械的回転軸のまわ
りに偏心して回転する光源または光受信機を配し、前記
コネクタピンを、光送信機によって導波路にまたは導波
路によって光受信機に結合され且つ回転角に依存して変
動する光エネルギの変動部分が最小値になるような位置
に動かす。

けれども、コネクタピン内に配された導波路の端面に対
向して光送信機または光受信機を機織的回転軸に固定的
に且つ偏心的に配し、機械的回転軸のまわりに回転可能
なマウント上に配したコネクタピンを、光送信機によっ
て導波路にまたは導波路によって光受信機に結合され且
つ前記コネクタピンを回転した時に回転角に依存して変
動する光エネルギの変動部分が最小になるように心合せ
するようにした解決法が好ましい。

このような方法に対しては、丈夫な構造を有する極めて
簡単な装置を用いることができる。

光送信機からまたは光受信機への放射線を、センサ導波
路を経て、コネクタピン内に配された導波路に向けるの
が好ましい。この場合受信または送信光の方向は一定不
変に固定可能で、細い光ビームが生じる。

コネクタピンの中心線に対する導波路の光軸の起り得る
角度のオフセットは、センサ導波路のビーム軸を機械的
回転軸に対して傾け、コネクタピンの軸の方向を、機械
的回転軸に対し、回転角に依存する結合された光エネル
ギの部分が最小値となるような角度に位置させることに
よって測定することができる。

一般には導波路の偏心度と更に角度のオフセットの両方
を測定せねばならないので、コネクタピンを、回転角に
依存する結合された光エネルギの部分が最小値になる迄
、機械的回転軸に平行に軸方向に動かし、次いで、機械
的回転軸に対するコネクタピンの角位置を、その端面の
位置を維持しながら、回転角に依存する結合された光エ
ネルギの部分が実質上値゛０′”になる迄動かずのが好
ましい。

テスト測定に特に適した別の方法は、コネクタピンをそ
の幾何学的中心軸のまわりに回転し、センサ導波路を、
その光軸がコネクタピンの機械的回転軸に対してオフセ
ットされるように、被測定導波路の対面に対向して軸方
向に実質上平行に配し、被測定導波路の端面によってセ
ンサ導波路にまたはその逆に結合された光エネルギの変
動幅を測定することである。

本発明の方法を実施するのに有利な装置は、機械的回転
軸のまわりに回転可能なマウントと、コネクタピンの外
表面を走査する距離センサを該コネクタピンに対して機
械的回転軸のまわりに回転する装置とを有することを特
徴とする。

本発明の装置の一実施態様ではコネクタピンは、機械的
回転軸のまわりに回転可能で且つ該回転軸に対して軸方
向に平行に可動な、回転テーブル上に配設されたマウン
トにクランプされ、センサ導波路は、その光軸が回転テ
ーブルの機械的回転軸に対して偏心するように該回転テ
ーブルの支持ハウジングに固定的に連結され、距離セン
サは前記の支持ハウジングに固定される。

本発明の装置の別の実施態様では、センサ導波路の軸は
機械的回転軸に対して傾けられ、コネクタピンの軸方向
の角度を変える手段が設けられる。

（実施例） 以下に本発明を添付の図面を参照して更に詳しく説明す
る。

第１図に示した本発明の方法を行うために市販の形状測
定機械を用いられるが、この機械は、１１０ｎｍよりも
小さな偏心量で回転する高精度の軸受を有する回転テー
ブル２を支持するフレーム１を有する。このフレームｌ
の上方アームは距離センサ３と連結され、このセンサの
フィーラ４はコネクタピン５の表面を走査し、このコネ
クタピン５は、該コネクタピン内の導波路７が最初に回
転テーブル２０回転軸１０と略々一致して延在するよう
にマウント６内にクランプされている。

導波路７の他端は光送信機８例えばレーザダイオードに
結合される。

前記のマウントは、図には１つだけ示されているマニュ
ピレータ９によって、回転テーブル２の面内で互いに直
角な２つの座標方向に動かされることができる。

センサ導波路１１が機械的回転軸１０より僅か許り平行
な距離をおいてフレーム１の上方アームに固定され、光
受信機Ｉ２に導かれる。

この図には、機械的回転軸１０とできる限り正確に同軸
に位置合せされた調節最終位置において、コネクタピン
５の幾何的中心軸に対して中心より外れて配された導波
路７が示されている。この位置でコネクタピン５が回転
テーブルのモータ作動回転によって略々５ｍ１ｎ　−’
回転される。

機械的回転軸の位置に関して距離センサ３の周囲を通し
て測定された距離の値は、コネクタピン５の円筒状表面
の仮説に基いた円を決めるために評価される。この円の
中心と機械的回転軸１０との間の距離はこの場合導波路
７に対して決められるべきオフセットである。

導波路７の端面を機械的回転軸１０に正確に調節する方
法を第２図によって説明する。

センサ導波路１１の光学軸１３は機械的回転軸１０から
成る一定の距離ｅ′に配されている。コネクタピン５が
マウント６にクランプされてから、被測定導波路７の光
軸が値ｅだけ機械的回転軸１０のそばに偏心して位置さ
れ、回転テーブル２が回転すると光軸は包絡円１６の面
領域内で半径ｅを有する破線で示した円上を動（。この
場合導波路７の端面は、センサ導波路１１の円１７に対
して円１４と１５で示した両極端位置をとることができ
る。光送信機８と光受信機１２間の光エネルギは、送信
導波路とセンサ導波路の相対位置に応じて変動する。導
波路７はこの光エネルギの変動が最小値またはＩＩ　Ｏ
ＩＩになる迄マニュピレータ９によって動かされる。

これは第２図の値ｅが“０″をとった時、したがって、
導波路７の光軸と機械的回転軸１０の間に期待通りに最
早やオフセットがない場合である。

令名は導波路７と１１とは機械的回転軸１０と正確に平
行に延在しているものと暗黙裏に仮定してきた。けれど
も、コネクタピン内に導入された導波路の光学軸がコネ
クタピンの中心線に対して傾いて延在することがある。

このような傾斜位置は、第３図と第４図に示したように
、センサ導波路の光軸１１′が機械的回転軸に対して傾
いていれば測定することができる。

コネクタピン５′の中心軸１０に対して傾いて配された
導波路７′の光軸（第３図）は、回転テーブルが回軸す
ると円錐面上を動く。

実線で示した導波路７′の位置では、破線で示した導波
路７′の位置よりも導波路１１′　と結合される光は少
ない。

コネクタピン５′の角位置は、導波路７′ができる限り
正確に機械的回転軸１０と同軸に心合せされた第４図の
位置に達する迄マニュピレータによって動かされる。こ
れは、テーブル２が回転した時に最小量の光変動が受信
機１２で検出される場合である。

コネクタピン５′の円筒状面の位置はこの場合距離セン
サにより少なくとも２つの面で測定によって検出される
ことができる。

実際には先ず導波路７′の端面が機械的回転軸１０に対
して心合せされるが、この場合導波路１１の傾斜位置の
ために光受信機１２の表示の変動は値“０′°にならず
に最小値が得られるだけである。

次いで、コネクタピン５′の角位置は、その端面位置を
維持しながら第４図の位置に位置合される。

この位置では、実質上受信機１２で検出されたエネルギ
の変動“０”が測定される。

センサ導波路１１と被測定導波路７とはできるだけ同じ
直径を有するべきである。けれども、調節精度は相対直
径に本質的に依存するものではないので、直径がセンサ
導波路１１と著しく相違する導波路を測定することもで
きる。

機械的回転軸１０に対するセンサ導波路１１のオフセラ
）ｅ’　　（第２図）は、高い測定感度を得るためには
被測定導波路７のコア直径の０．５から１．５倍である
べきである。けれども、このようなオフセットを予じめ
高い精度で決める必要はない。

以上述べた実施態様では、導波路１１と７は、９μｍの
コア直径を有する単一モード導波路である。

機械的回転軸１０に対するセンサ導波路１１の軸オフセ
ットは１０μｍであった。

第１図に示した装置は、１０ｎｍ以下の誤差で導波路７
の光軸を機械的回転軸１０に調節することを可能にする
。被測定導波路７を調節する場合光エネルギの絶対値を
測定する必要はないので、光送信機８の送信エネルギの
時間に関する安定性には厳密な要件を課す必要はない。

けれども、別の方法では、受信機１２の光エネルギの変
動幅も、導波路に対して決定される偏心度の尺度として
直接用いられるものもある。この場合コネクタピン５は
機械的回転軸１０に対して同心的にクランプされる。光
送信機８の光エネルギが一定とすると、光受信機１２の
表示の変動幅は被測定導波路７の偏心度ｅに均一に依存
し、このため適当な目盛り付けをすると偏心度ｅを直接
読取ることができる。けれども、このような直接測定法
では、測定値が送信光エネルギの安定性に依存するので
、極端な測定精度を得ることはできない。

導波路７と１１の端面の汚染は別の誤差源となることが
ある。けれども、このような方法は非常に単純で、した
がって製造品質を点検するのに行う測定に対して十分に
適したものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の測定装置の基本的な構造を示す路線図
、 第２図はセンサ導波路に対する被測定導波路のあり得る
位置を説明する路線図、 第３図は軸が機械的回転軸に対して傾いたセンサ導波路
を示す路線図、 第４図は被測定導波路を機械的回転軸に対して心合せし
た後の状態を示す路線図である。 ２・・・回転テーブル　　　３・・・センサ４・・・フ
ィーラ ５．５′・・・コネクタピン ６・・・マウント ７、７’　、　７″・・・被測定導波路訃・・光送信機
　　　　　９・・・マニュピレータ１０・・・機械的回
転軸 １１、１１’・・・センサ導波路 １３・・・センサ導波路の光軸 １７・・・センサ導波路の円。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、導波路の端面の光学中心を、コネクタピンの外面を
   走査する距離センサの機械的回転軸にもたらし、次いで
   、コネクタピンの外面に沿った距離センサの相対回転中
   に得られた測定値から導波路の偏心度を決定することを
   特徴とする円筒状コネクタピン内に埋込まれた導波路の
   偏心度を測定する方法。 ２、コネクタピンの端面に対向して、機械的回転軸のま
   わりに偏心して回転する光源または光受信機を配し、前
   記コネクタピンを、光送信機によって導波路にまたは導
   波路によって光受信機に結合され且つ回転角に依存して
   変動する光エネルギの変動部分が最小値になるような位
   置に動かす請求項１記載の円筒状コネクタピン内に埋込
   まれた導波路の偏心度を測定する方法。 ３、コネクタピン内に配された導波路の端面に対向して
   光送信機または光受信機を機械的回転軸に固定的に且つ
   偏心的に配し、機械的回転軸のまわりに回転可能なマウ
   ント上に配したコネクタピンを、光送信機によって導波
   路にまたは導波路によって光受信機に結合され且つ前記
   コネクタピンを回転した時に回転角に依存して変動する
   光エネルギの変動部分が最小になるように心合せする請
   求項１記載の円筒状コネクタピン内に埋込まれた導波路
   の偏心度を測定する方法。 ４、光送信機からまたは光受信機への放射線を、センサ
   導波路を経て、コネクタピン内に配された導波路に向け
   る請求項３記載の円筒状コネクタピン内に埋込まれた導
   波路の偏心度を測定する方法。 ５、センサ導波路のビーム軸を機械的回転軸に対して傾
   け、コネクタピンの軸の方向を、機械的回転軸に対し、
   回転角に依存する結合された光エネルギの部分が最小値
   となるような角度に位置させる請求項２乃至４のいずれ
   か１項記載の円筒状コネクタピン内に埋込まれた導波路
   の偏心度を測定する方法。 ６、コネクタピンを、回転角に依存する結合された光エ
   ネルギの部分が最小値になる迄、機械的回転軸に平行に
   軸方向に動かし、次いで、機械的回転軸に対するコネク
   タピンの角位置を、その端面の位置を維持しながら、回
   転角に依存する結合された光エネルギの部分が実質上値
   “０”になる迄動かす請求項５記載の円筒状コネクタピ
   ン内に埋込まれた導波路の偏心度を測定する方法。 ７、コネクタピンをその幾何学的中心軸のまわりに回転
   し、センサ導波路を、その光軸がコネクタピンの機械的
   回転軸に対してオフセットされるように、被測定導波路
   の対面に対向して軸方向に実質上平行に配し、被測定導
   波路の端面によってセンサ導波路にまたはその逆に結合
   された光エネルギの変動幅を測定することを特徴とする
   円筒状コネクタピン内に埋込まれた導波路の偏心度を測
   定する方法。 ８、機械的回転軸のまわりに回転可能なマウントと、コ
   ネクタピンの外表面を走査する距離センサを該コネクタ
   ピンに対して機械的回転軸のまわりに回転する装置とを
   有することを特徴とする円筒状コネクタピン内に埋込ま
   れた導波路の偏心度を測定する装置。 ９、コネクタピンは、機械的回転軸のまわりに回転可能
   で且つ該回転軸に対して軸方向に平行に可動な、回転テ
   ーブル上に配設されたマウントにクランプされ、センサ
   導波路は、その光軸が回転テーブルの機械的回転軸に対
   して偏心するように該回転テーブルの支持ハウジングに
   固定的に連結され、距離センサは前記の支持ハウジング
   に固定された請求項８記載の円筒状コネクタピン内に埋
   込まれた導波路の偏心度を測定する装置。 １０、センサ導波路の軸は機械的回転軸に対して傾けら
   れ、コネクタピンの軸方向の角度を変える手段が設けら
   れた請求項９記載の円筒状コネクタピン内に埋込まれた
   導波路の偏心度を測定する装置。