JPH0656283B2 - 円筒形部品の偏心量測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、光ファイバのフェルールなどのように中心に
貫通孔がある円筒形部品外径と中心の偏心量を測定する
円筒形部品の偏心量測定装置に関する。

（従来の技術） 中心の孔と外径の偏心が限度を越えるフェルールを用い
ると光ファイバの光軸ずれのために端面の反射が大きく
なり結合送出が増大する。

そのために、フェルールの中心孔と外径の偏心の管理を
十分に行う必要がある。

しかし従来ではピンゲージや電極を用いて測定されてい
る。熟練した作業者の経験や感に頼らざるを得ない面が
あり、再現性のある測定の精度は高々１μｍ程度であ
る。

（発明が解決しようとする課題） 本発明の目的は、光ファイバのフェルールなどの円筒形
部品の偏心量を画像処理により中心の位置を測定し、レ
ーザ光を投射して外径に関するデータを得て円筒形部品
の偏心量を測定する円筒形部品の偏心量測定装置を提供
することにある。

（課題を解決するための手段） 前記目的を達成するために、本発明による円筒形部品の
偏心量測定装置は、拡大光学系と、前記拡大光学系によ
り拡大された像を画像処理するイメージセンサと、前記
拡大光学系の光軸から既知の一定距離に設けられた基準
部材と、円筒形部品の端面を拡大光学系の対物レンズ焦
点面内に保ち円筒形部品を光軸に平行な軸に一致させて
回転させる支持回転部材と、前記円筒形部品の各回転角
度位置で前記基準部材と前記円筒形部品の外径線までの
距離を測定するレーザー測長部材と、前記円筒形部品の
各回転角度位置でイメージセンサの出力から前記円筒形
部品の内径の中心座標と前記外径線までの距離から前記
円筒形部品の偏心量を演算する演算処理手段から構成さ
れている。

（実施例） 以下図面等を参照して本発明による円筒形部品の偏心量
測定装置をさらに詳しく説明する。第１図は本発明によ
る円筒形部品の偏心量測定装置の実施例であるフェルー
ル自動検査装置の外観を示す斜視図である。

フェルール自動検査装置は、所定のパッケージに収納さ
れているフェルールを自動測定し、予め設定された偏心
量にしたがって、測定値を自動判別し、収納パッケージ
に分類する自動測定装置である。

このフェルール自動検査装置は、主としてローダステー
ジ，計測ステージ，アンローダステージ，制御部，入出
力部，モニタ等から構成されている。本装置の動作過程
を以下に記す。

ローダステージに測定対象のフェルール多数個を手動で
挿入する。

そしてこのフェルールは計測ステージに自動搬送され
る。

計測ステージにおいて、レーザ測長器および顕微鏡によ
る拡大画像処理により、内径，偏心の測定に必要なデー
タを獲得する。

アンローダステージは、内径と偏心量測定結果よりフェ
ルールの分類等を行う。

制御部では、各ステージのシーケンス制御、画像処理系
の制御、測定結果の演算判定、データ出力用インターフ
ェース制御等が行われる。

次に前記計測ステージで使用される装置を第２図、第３
図を参照してさらに説明する。

測定ステージには、顕微鏡からなる拡大光学系と、前記
拡大光学系により拡大された像を画像処理するイメージ
センサ（ＣＣＤ）２１が設けられている。

そして、前記拡大光学系の光軸から既知の一定距離にナ
イフフエッジからなる基準部材が設けられている。

支持回転部材はフェルールホルダ１２からなり、円筒形
部品であるフェルールの端面を拡大光学系の対物レンズ
焦点面内に保ちフェルールを光軸に平行な軸に一致させ
て回転させる。

フェルールホルダ１２は第２図において左右、上下、前
後の３次元方向に移動可能であり、光軸または光軸に平
行な直線を中心にして回転可能である。

そして、フェルールホルダ１２は測定対象物であるフェ
ルール１１を顕微鏡の光軸方向に案内可能な溝１２ｂを
持っている。そして、フェルール１１を前記溝方向１２
ｂに吸着する真空装置１８に接続する接続部（ホース結
合金具）１２ｃを持っている。

略円筒状の基準面形成部材１３は顕微鏡の対物レンズ鏡
筒１６を受け入れている。

基準面形成部材１３の内周面に形成された円環状の凹溝
に挿入されたＯリング１４は前記顕微鏡の対物レンズ鏡
筒１６の外周に接して気密を保っている。基準面形成部
材１３の前記フェルールホルダ１２に対面する面に基準
面１３ｂが設けられている。

前記基準面１３ｂには光軸を囲む吸入開口１３ａが設け
られている。

基準面形成部材１３には、前記吸入開口１３ａと前記対
物レンズ鏡筒１６間の空間１３ｄを真空装置１８に接続
する接続部１３ｃが設けられている。真空装置１８は前
記各接続部１２ｃ，１３ｃに負圧を選択的に接続するこ
とができる。

前記フェルールホルダ１２と前記基準面形成部材１３の
光軸方向の距離は、距離保持機構１９により調節また
は、一定距離に保たれる。

次に前記実施例装置の光軸方向の位置決め動作について
説明する。

図示されていない対象物搬送機構により、フェルール１
１をフェルールホルダ１２に所定の姿勢（溝に平行）で
搭載する。

フェルールホルダ１２側に負圧を供給するように真空装
置１８を作動させる。

基準面形成部材１３に負圧を供給するように真空装置１
８を作動させる。

フェルールホルダ１２の負圧供給を遮断し、フェルール
１１を吸着する力は弱くする。

その結果フェルール１１は基準面形成部材１３の方向に
だけ引かれて、フェルール１１の端面は準面形成部材１
３の基準面１３ｂに突き当てられる。フェルールホルダ
１２側に再度負圧を供給して、対象物を吸着する。

基準面形成部材１３の負圧を遮断する。

距離保持機構１９を作動させて、フェルールホルダ１２
を前記基準面１３ｂから左に移動して対象物を対物レン
ズの焦点位置に移動させる。

この状態において、第２図の左側からの光源で照明し、
フェルール１１の内径の中心座標を画像処理により、得
る。

第４図は前記実施例装置をフェルールの偏心度測定のた
めの外径計測に応用したときの第１の例を説明するため
の略図である。

（１）位置決め装置で画像領域に円筒形部品の内径を設
定する。

（２）画像処理により円筒部品の内径を求める。内径の
中心点が、画像領域の中心になるように位置決め装置で
フェルールを移動する。

フェルール外径をθ毎に回転し、各回転終了の折りに、
内径中心座標（ΔXi，ΔYi）およびＬｉを計測する。

偏心量は次の式で与えられる。

偏心量（＝δ） ＝〔 max（Li＋ΔXi）− min（Li＋ΔXi）〕／２ ただし θ：３６０゜／ｎ（ｎ＝１，２・・４・・） なおｎの標準値は４である。

Li：ナイフエッジの先端からフェルール外周までの距離 （発明の効果） 以上詳しく説明したように、本発明による円筒形部品の
偏心量測定装置は、拡大光学系，イメージセンサ、レー
ザ測長手段により非接触データを得て、前記円筒形部品
の各回転角度位置でイメージセンサの出力を用い，前記
円筒形部品の中心の孔径から中心の座標と前記外径線ま
での距離から前記円筒形部品の偏心量を演算することが
できる。

前記実施例装置によれば、外径２．５ｍｍφで内径０．
１ｍｍφ程度の微少な円筒形部品の偏心量を画像処理装
置とレーザ外径測定器を用いて０．１μｍ以下の再現精
度で自動測定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による円筒形部品の偏心量測定装置の
実施例であるフェルール自動検査装置の外観を示す斜視
図である。 第２図は、前記実施例装置のフェルールホルダと対象物
レンズの関係を切断して示した断面図である。 第３図は、フェルールホルダとフェルールの関係を示す
断面図である。 第４図は、前記実施例装置を偏心量測定のためのフェル
ールの外径計測に応用したときの原理を説明するための
略図である。 １……ローダステージ ２……計測ステージ ４……アンローダステージ ５……制御部 ６……入出力部 ７……モニタ １１……対象物（フェルール） １１ａ……フェルールの孔 １２……支持回転部材（フェルールホルダ） １２ｂ……フェルールホルダの溝 １２ｃ……接続部（結合金具） １３……基準面形成部材 １３ａ……吸入開口 １３ｂ……光軸方向位置基準面 １３ｃ……接続部（結合金具） １３ｄ……空間 １４……Ｏリング １６……顕微鏡対物レンズ鏡筒 １８……真空装置 １９……距離保持機構 ２０……ナイフエッジ（基準部材） ２１……イメージセンサ（ＣＣＤ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】拡大光学系と、前記拡大光学系により拡大
   された像を画像処理するイメージセンサと、前記拡大光
   学系の光軸から既知の一定距離に設けられた基準部材
   と、円筒形部品の端面を拡大光学系の対物レンズ焦点面
   内に保ち円筒形部品を光軸に平行な軸に一致させて回転
   させる支持回転部材と、前記円筒形部品の各回転角度位
   置で前記基準部材と前記円筒形部品の外径線までの距離
   を測定するレーザー測長部材と、前記円筒形部品の各回
   転角度位置でイメージセンサの出力から前記円筒形部品
   の内径の中心座標と前記外径線までの距離から前記円筒
   形部品の偏心量を演算する演算処理手段から構成した円
   筒形部品の偏心量測定装置。