JPH07157144A

JPH07157144A - 光部品の寸法測定方法

Info

Publication number: JPH07157144A
Application number: JP34163893A
Authority: JP
Inventors: Shinpei Tofuji; 慎平東藤; Fumihiko Abe; 文彦安倍
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 1993-12-10
Filing date: 1993-12-10
Publication date: 1995-06-20

Abstract

(57)【要約】【目的】光部品のファイバ挿入孔２、ガイドピン挿入
孔１の中心位置を、それらの３次元形状に対応して、使
用時と同じ状態で測定できるようにする。【構成】光部品３のガイドピン挿入孔１又はファイバ
挿入孔２に測定用ピン４を挿入し、その測定用ピン４の
端面形状を測定することにより前記挿入孔１、２の中心
位置を求める。測定用ピン４としてその測定端面５にお
ける光学的反射特性が光部品３のそれと異なるものを使
用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はガイドピン挿入孔、ファ
イバ挿入孔が形成された光コネクタ等の光部品の接続端
面におけるガイドピン挿入孔、ファイバ挿入孔の中心位
置を測定する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバや光導波路等の相互接続に用
いる光部品、例えば、多心光コネクタは、図７に示す様
にコネクタハウジングＡに一定の配列ピッチで複数のフ
ァイバ挿入孔Ｂが形成され、同ファイバ挿入孔Ｂの両外
側に位置決め用のガイドピンを挿通する一組のガイドピ
ン挿入孔Ｃが形成されている。そして、複数のファイバ
挿入孔Ｂの夫々に多心ファイバの心線を挿入して各心線
の先端面をコネクタの突合わせ端面Ｄに露出させ、その
位置で各心線を夫々のファイバ挿入孔Ｂに接着剤により
固定してある。

【０００３】前記の様な多心光コネクタは、そのガイド
ピン挿入孔Ｃと、結合する相手方の光コネクタのガイド
ピン挿入孔Ｃとにガイドピンを嵌合することにより、両
光コネクタの突合わせ端面Ｄ同士が突合わされて結合さ
れると共に、夫々の光コネクタに挿入固定されている光
ファイバ同士がその突合わせ面で光接続されるようにし
てある。

【０００４】従来の光コネクタにはセラミック製や金属
製のものもあり、ファイバ挿入孔或はガイドピン挿入孔
をＶ溝状にしたものもある。また、ファイバ部分が光導
波路となった光導波路モジュールもある。

【０００５】このような多心光コネクタでは、他の多心
光コネクタと突合わせ接続することにより生ずる接続ロ
スを極力小さく抑えることが重要である。そのためには
ファイバ挿入孔Ｂの形状やその中心位置をガイドピン挿
入孔Ｃを基準としてサブミクロンオーダーで精密に形成
加工する必要がある。

【０００６】前記の精密加工に伴なって、光部品の品質
管理（例えば良否判別）の面から、突合わせ端面Ｄにお
ける各ファイバ挿入孔Ｂ、ガイドピン挿入孔Ｃの形状や
中心位置を正確に測定する必要があり、実際にその測定
が行われている。

【０００７】光部品のファイバ挿入孔Ｂやガイドピン挿
入孔Ｃの形状や中心位置の寸法を測定する方法として従
来は次の様な方法があった。

【０００８】．測定するコネクタをＸＹ方向（前後、
左右方向）に移動可能なＸＹステージに固定し、コネク
タの背後から透過光照明でコネクタ挿入孔Ｂ或はガイド
ピン挿入孔Ｃに光を通し、それらの出射側（突合わせ端
面Ｄ）のエッジ部の明暗像を画像処理すると共にＸＹス
テージの変位を測定することにより寸法測定を行う方
法。

【０００９】．上記透過光照明に代えて落射光照明を
用い、コネクタの突合わせ端面Ｄからの反射光によるフ
ァイバ挿入孔Ｂやガイドピン挿入孔Ｃのエッジ部の画像
を処理して寸法測定を行う方法。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】前記した従来例のうち
、の測定方法では、ファイバ挿入孔（Ｖ溝を含む）
Ｂやガイドピン挿入孔（Ｖ溝を含む）Ｃが上下或は左右
に変形（傾き、歪等）しているだけでなく、孔の奥行き
方向に曲ったりしている（３次元形状を有している）こ
とを考慮せずに、ファイバ挿入孔Ｂやガイドピン挿入孔
Ｃのエッジ部の画像を処理するものであるため、測定に
より求まるファイバ挿入孔Ｂやガイドピン挿入孔Ｃの中
心位置と、実際にファイバ挿入孔Ｂにファイバを、ガイ
ドピン挿入孔Ｃにガイドピンを嵌合したときのファイバ
やガイドピンの中心位置とが一致しないことがある。こ
のため、良品と判断された二つの光部品を結合しても接
続ロスが大きいという問題、即ち、高精度な寸法測定
（良否判別）ができないという問題があった。

【００１１】前記の透過光による寸法測定方法におい
ては、上記問題の他に、ファイバ挿入孔Ｂやガイドピン
挿入孔Ｃのエッジ部のバリや欠け、ダレ等の欠陥により
透過光回折状態が影響を受けて、得られる明暗像のエッ
ジがぼけてしまい、これによってもそれら挿入孔の中心
位置の測定精度が低下するという問題があった。

【００１２】前記の落射光による測定方法において
は、ファイバ挿入孔Ｂやガイドピン挿入孔Ｃのエッジ部
の欠陥の影響を直接受けるが、それにも拘らず、コネク
タの突合わせ端面Ｄの状態により、得られる画像は一様
な明暗像ではない。このためエッジを探し出すのに非常
に高度な画像処理を必要とし、しかもそれら挿入孔の中
心位置の測定精度が低下するといった問題もあった。

【００１３】本発明の目的は、光部品のファイバ挿入孔
やガイドピン挿入孔の中心位置を、それらの奥行きをも
加味した３次元形状の状態で測定して良否判別（品質管
理）ができるようにした光部品の寸法測定方法を提供す
ることにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明のうち請求項１の
光部品の寸法測定方法は、図１に示す様にガイドピン挿
入孔１、ファイバ挿入孔２が形成された光コネクタ等の
光部品３のガイドピン挿入孔１に、実際に使用されるガ
イドピンに見合った形状の測定用ピン４を挿入し、この
測定用ピン４の端面形状を測定することにより、ガイド
ピン挿入孔１にガイドピンが挿入されたときの同ガイド
ピン挿入孔１の端面形状における中心位置を求めるよう
にしたものである。

【００１５】本発明のうち請求項２の光部品の寸法測定
方法は、図１に示す様にガイドピン挿入孔１、ファイバ
挿入孔２が形成された光コネクタ等の光部品３のファイ
バ挿入孔２に、実際に使用されるファイバに見合った形
状の測定用ピン４を挿入し、この測定用ピン４の端面形
状を測定することにより、ファイバ挿入孔２にファイバ
が挿入されたときの同ファイバ挿入孔２の端面形状にお
ける中心位置を求めるようにしたものである。

【００１６】本発明のうち請求項３の光部品の寸法測定
方法は、請求項１又は２の光部品の寸法測定方法におい
て、請求項１又は２の光部品の寸法測定方法において、
測定用ピン４としてその測定端面５の光学的反射特性が
光部品３のそれと異なるものを使用するようにしたもの
である。

【００１７】

【作用】本発明のうち請求項１の光部品の寸法測定方法
では、ガイドピン挿入孔１に実際に使用されるガイドピ
ンに見合った形状の測定用ピン４を挿入し、この測定用
ピン４の端面形状を測定することにより、ガイドピン挿
入孔１にガイドピンが挿入されたときのガイドピン挿入
孔１の端面形状における中心位置を求めるようにしたの
で、３次元状態でのガイドピン挿入孔１の端面形状にお
ける中心位置を求めることができる。このため、本発明
の測定方法により良品と判別された二つの光部品同士を
突合わせて結合すれば、光結合損失の少ない結合ができ
る。また、測定用ピン４は端面加工が容易であるため、
その端面にガイドピン挿入孔１のようにエッジ部のバリ
や欠け、ダレ等の欠陥がない。従って、測定用ピン４の
輪郭形状を明瞭に認識することができ、その輪郭内の中
心位置の測定精度が向上する。

【００１８】本発明のうち請求項２の光部品の寸法測定
方法では、ファイバ挿入孔２に実際に使用されるファイ
バに見合った形状の測定用ピン４を挿入し、この測定用
ピン４の端面形状を測定することにより、ファイバ挿入
孔２にファイバが挿入されたときのファイバ挿入孔２の
端面形状における中心位置を求めるようにしたので、３
次元状態でのファイバ挿入孔２の端面形状における中心
位置を求めることができる。このため、本発明の測定方
法により良品と判別された二つの光部品同士を突合わせ
て結合すれば、光結合損失の少ない結合ができる。ま
た、測定用ピン４は端面加工が容易であるため、その端
面にファイバ挿入孔２のようにエッジ部のバリや欠け、
ダレ等の欠陥がない。従って、測定用ピン４の輪郭形状
を明瞭に認識することができ、その輪郭内の中心位置の
測定精度が向上する。

【００１９】本発明のうち請求項３の光部品の寸法測定
方法では、測定用ピン４としてその測定端面５における
光学的反射特性が光部品３のそれと異なるものを使用す
るようにしたので、測定用ピン４のエッジ形状を明瞭に
認識することができ、測定精度が向上する。

【００２０】

【実施例１】本発明の光部品の寸法測定方法により被測
定物（光部品：多心光コネクタ）のガイドピン挿入孔
１、ファイバ挿入孔２を測定する場合の実施例を図１〜
図６に基づいて説明する。

【００２１】図３は本発明の光部品の寸法測定方法に使
用される寸法測定装置の一例を示すものである。この寸
法測定装置は光部品３をセットするＸＹステージ１１
と、このＸＹステージ１１の移動量を計測するための測
長スケール１２と、光源１３、光接続部１４、センサ１
５からなる光学系を保持するＺステージ１６を備えてい
る。

【００２２】前記の光部品３はその測定端面（突合わせ
端面）５をＺ軸に向けてＸＹステージ１１に固定され、
必要に応じてＸＹステージ１１を動かすことにより光学
系に対するＸ−Ｙ位置を変えることができるようにして
ある。

【００２３】前記光学系は光源１３より供給される光が
光接続部１４の反射ミラー１７で反射されて多心光コネ
クタに入射し、光部品３からの反射光がセンサ１５に受
光されるようにしてある。このセンサ１５には例えば撮
像カメラが使用され、反射光を画像データとして取り込
み、その画像を画像処理装置１８に送ることができるよ
うにしてある。また、光学系はＺステージ１６を動かす
ことにより取り込む画像の焦点調整を行うことができる
ようにしてある。

【００２４】図３の画像処理装置１８はセンサ（映像カ
メラ）１５から送られてきた画像に必要な処理を施し
て、目的とする測定用ピン４のエッジを抽出し、その情
報を図３のコンピュータ１９に送るものである。

【００２５】図３のコンピュータ１９は画像処理装置１
８から送られてくる情報をもとにして、ＸＹステージ１
１、測長スケール１２、Ｚステージ１６、画像処理装置
１８を制御して寸法測定を行うものである。

【００２６】次に、図３の寸法測定装置を用いて本発明
の光部品の寸法測定方法により多心光コネクタの寸法測
定を行う方法について説明する。

【００２７】先ず、光部品３の測定したいガイドピン挿
入孔１、ファイバ挿入孔２に、実際に使用されるガイド
ピン或はファイバに見合った形状の測定用ピン４を抜き
差し自在に挿入し、それらの先端面が光部品３の測定端
面６と一致するようにする。

【００２８】このとき使用する測定用ピン４は光部品３
の測定端面６と光学的反射特性が異なる（識別できる）
ものにする。例えば、光部品３の測定端面（例えばプラ
スチック）６よりも光学的反射率の高い材質のものと
か、測定光学系の分解能内において各位置の同一光量に
対する反射率がより平坦であるもの等にする。また、明
瞭なエッジを持つように端面が研磨されているものが好
ましい。

【００２９】具体例として図１に一つのファイバ挿入孔
２を図示する。このファイバ挿入孔２はＺ軸方向に湾曲
している例である。図１（ａ）（ｂ）がファイバ挿入孔
２自体の図であり、図１（ｃ）（ｄ）がファイバ挿入孔
２に測定用ピン４をその先端面が光部品３の測定端面６
と一致するように挿入した状態である。

【００３０】図１（ｃ）（ｄ）の様に測定用ピン４を装
着した光部品３を図３のＸＹステージ１１にセットし、
光源１３からの光を光接続部１４の反射ミラー１７で反
射させて光部品３に照射し、光部品３の測定端面５から
の反射光をセンサ１５により、測定端面５におけるガイ
ドピン挿入孔１、ファイバ挿入孔２、測定用ピン４等の
エッジを画像データとして取り込み、この画像データを
画像処理装置１８で処理する。画像処理装置１８で処理
された画像が図２（ｃ）の端面図に対応する。１回の画
像取り込みで目的とする領域全体が得られない場合は、
ＸＹステージ１１を動かして処理を繰り返し、夫々の画
像或はエッジのポイントなどを測定スケール１２からの
移動量をもとにして合成する。

【００３１】次に、得られた画像から図３の画像処理装
置１８により光部品３の測定端面５におけるガイドピン
挿入孔１、ファイバ挿入孔２、測定用ピン４等のエッジ
を抽出する。図２（ａ）は図２（ｂ）のファイバ挿入孔
２のエッジのＸ−Ｘ線上の輝度の関係を従来の測定方法
により測定した輝度図、図２（ｃ）は図２（ｄ）のファ
イバ挿入孔２及び測定用ピン４のエッジのＸ−Ｘ線上の
輝度の関係を本発明の測定方法により測定した輝度図で
ある（ＳＮ比を上げるために図２（ｂ）（ｄ）の照明高
度を変えてある）。ガイドピン挿入孔２の外周部は照明
光強度が同じ時は同一輝度となる。

【００３２】図２（ｂ）のファイバ挿入孔２のエッジの
Ｘ−Ｘ線上のＡ₁ 点の輝度は、図２（ａ）の輝度図でＱ
₁ 、Ｑ₂ として得られ、その中間点Ｑ₃ をエッジとして
求めることができる。

【００３３】図２（ｃ）の測定用ピン４のエッジのＸ−
Ｘ線上のＢ₁ 点の輝度は、図２（ｃ）の輝度図でＰ₁ 、
Ｐ₂ として得られ、その中間点Ｐ₃ をエッジとして求め
ることができる。

【００３４】従来の測定方法によるエッジは図２（ａ）
のＱ₁ 、Ｑ₂ のように輝度がぼやけて認識しにくいが、
本発明の測定方法によるエッジは図２（ｃ）のＰ₁ 、Ｐ
₂ のように輝度がシャープで認識し易く、求まるエッジ
の精度が良くなる。

【００３５】次に、前記と同様にして何点かのエッジポ
イントを測定し、最小２乗法等の演算などにより測定用
ピン４の形状の中心を求めることになる（測定用ピン４
の形状が真円であると仮定すれば、少なくとも３点のポ
イントを決めることによりその中心を求めことができ
る）。もちろん、１つの画像データにおいて、目的とす
るポイントの適当な基準点（例えば光学系の光軸に一致
する画像中央）からのｘ−ｙ位置が、測定端面５での実
際のＸ−Ｙとどういう関係にあるかは、既知でなければ
ならない。このため、寸法既知のものを予め画像として
取り込み、対応を取ることによりキャリブレーションを
行っておく。複数の画像同士の位置関係については、各
画像基準点同士について、測長スケール１２により計測
されるＸＹステージ１１の移動量からその対応をとるこ
とができる。

【００３６】このようにして求まる中心について図１を
もとに説明する。従来の測定方法により図１（ｂ）のフ
ァイバ挿入孔２のエッジを測定すると図１（ａ）のよう
になる。図１（ａ）のエッジはＡ₁ 、Ａ₂ であり、その
中心はＡ₃ 点である。この中心Ａ₃ はファイバ挿入孔２
の端面における形状中心である。実際には同挿入孔２の
中心は上記のように３点以上のエッジポイントを測定
し、最小２乗法などの演算等により求めることになる
が、それは説明の趣旨に関係ないのでＡ₁ 、Ａ₂ の中点
Ａ₃ に代表させることにする。

【００３７】これに対して本発明の測定方法により測定
される、図１（ｄ）のファイバ挿入孔２及び測定用ピン
４の端面は図１（ｃ）のようになる。測定用ピン４のエ
ッジは図１（ｃ）のＡ₁ 、Ａ₂ であり、その中心はＡ₃
である。この中心Ａ₃ はファイバ挿入孔２の３次元的な
構造を反映した中心であり、寸法測定において求めたい
挿入孔の中心軸に一致する。

【００３８】上記の様に、光部品のファイバ挿入孔２の
中心軸を求めることができたので、あとは、各ファイバ
挿入孔２について同様の処理を繰り返すことにより、そ
れぞれのファイバ挿入孔２の中心軸の測定端面における
Ｘ−Ｙ座標値を得ることができ、目的とする寸法測定を
行うことができる。

【００３９】以上の実施例はガイドピン挿入孔１の場合
もそのまま置き換えることができる。

【００４０】

【実施例２】図４にファイバ挿入孔１、ガイドピン挿入
孔１がＶ溝形状である場合を示す。この場合もファイバ
挿入孔１、ガイドピン挿入孔１が真円形状である場合と
同様（実施例１と同様）の測定により、それらの３次元
的な構造を反映した中心軸を求めることができる。

【００４１】

【実施例３】図５の様にファイバ挿入孔２或はガイドピ
ン挿入孔１の内壁のうち、それらに挿入されるファイ
バ、ガイドピンに影響を与える部分の長さ（接触影響
長）が、それら挿入孔１、２の軸方向のある長さＬに限
られる場合がある。この場合は図５のように長さＬの測
定用ピン４を用いて測定する。ちなみに、ファイバ挿入
孔２に挿入されるファイバにはある程度の可塑性がある
し、ある種のガイドピンは必ずしもガイドピン挿入孔１
の全長に亙って挿入されるわけではないため、長さＬの
ピンを用いても十分に測定できる。

【００４２】

【実施例４】挿入される測定用ピン４の形状は断面形状
が円形に限らない。例えば図６のようにガイドピン挿入
孔１が四角形のときは、それに合わせて四角形にしても
よい。

【００４３】

【発明の効果】本発明の光部品の寸法測定方法によれ
ば、実際に、ファイバ挿入孔２にファイバを、ガイドピ
ン挿入孔１にガイドピンを挿入したのと同じ状態で測定
ピン４の中心位置、即ち、ガイドピン挿入孔１、ファイ
バ挿入孔２の３次元状態での中心位置を測定できるので
実用的な測定ができる。このため本発明の測定方法によ
り測定されて良品と判別された二つの光部品を結合すれ
ば、結合損失が少なくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は従来の光部品の寸法測定方法によるフ
ァイバ挿入孔の端面図、（ｂ）は同ファイバ挿入孔の平
面横断面図、（ｃ）は本発明の光部品の寸法測定方法に
よるファイバ挿入孔及び測定用ピンの端面図、（ｄ）は
同ファイバ挿入孔及び測定用ピンの平面横断面図。

【図２】（ａ）は従来の光部品の寸法測定方法によるフ
ァイバ挿入孔の端面の輝度説明図、（ｂ）は（ａ）の輝
度説明図に対応するファイバ挿入孔の端面図、（ｃ）は
本発明の光部品の寸法測定方法によるファイバ挿入孔及
び測定用ピンの端面の輝度説明図、（ｄ）は（ｃ）の輝
度説明図に対応するファイバ挿入孔及び測定用ピンの端
面図。

【図３】本発明の光部品の寸法測定方法に使用される寸
法測定装置の説明図。

【図４】本発明の光部品の寸法測定方法において、挿入
孔がＶ溝状のときの説明図であり、（ａ）はその横断面
図、（ｂ）は縦断端面図、（ｃ）は光部品の斜視図。

【図５】本発明の光部品の寸法測定方法において、ファ
イバ挿入孔が距離Ｌの分だけ測定ピンに影響を及ぼす場
合の説明図であり、（ａ）はその縦断端面図、（ｂ）は
その横断面図。

【図６】本発明の光部品の寸法測定方法において、挿入
孔が角孔状のときの説明図であり、（ａ）はその横断面
図、（ｂ）は縦断面図、（ｃ）は光部品の斜視図。

【図７】従来の光部品の一例を示す説明図である。

【符号の説明】

１ガイドピン挿入孔２ファイバ挿入孔３光部品４測定用ピン５測定端面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガイドピン挿入孔（１）、ファイバ挿入
孔（２）が形成された光コネクタ等の光部品（３）のガ
イドピン挿入孔（１）内に、実際に使用されるガイドピ
ンに見合った形状の測定用ピン（４）を挿入し、この測
定用ピン（４）の端面形状を測定することにより、ガイ
ドピン挿入孔（１）にガイドピンが挿入されたときの同
ガイドピン挿入孔（１）の端面形状における中心位置を
求めるようにしたことを特徴とする光部品の寸法測定方
法。
【請求項２】ガイドピン挿入孔（１）、ファイバ挿入
孔（２）が形成された光コネクタ等の光部品（３）のフ
ァイバ挿入孔（２）に、実際に使用されるファイバに見
合った形状の測定用ピン（４）を挿入し、この測定用ピ
ン（４）の端面形状を測定することにより、ファイバ挿
入孔（２）にファイバが挿入されたときの同ファイバ挿
入孔（２）の端面形状における中心位置を求めるように
したことを特徴とする光部品の寸法測定方法。
【請求項３】請求項１又は２の光部品の寸法測定方法
において、測定用ピン（４）としてその測定端面（５）
の光学的反射特性が光部品（３）のそれと異なるものを
使用することを特徴とする光部品の寸法測定方法。