JPH07181347A

JPH07181347A - 孔、ｖ溝等の測定方法

Info

Publication number: JPH07181347A
Application number: JP34619493A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Yamakawa; 淳山川; Masami Saito; 正美斉藤; Hiroyuki Yanase; 博之柳瀬; Ken Kanai; 憲金井; Shinji Nagasawa; 真二長沢
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1993-12-22
Filing date: 1993-12-22
Publication date: 1995-07-21

Abstract

(57)【要約】【目的】高精度な測定が可能な孔、Ｖ溝等の測定方法
を提供する。【構成】測定する孔、Ｖ溝等の測定部１（フェルール
のガイドピン挿入孔、ファイバ挿入孔等）に測定用ピン
２をその端部が外部に突出するように挿入し、その測定
用ピン２の突出部３の直交方向二箇所の稜線部４をレー
ザ測長機で測定し、その測定値を演算処理して測定部１
の中心位置、輪郭等を求める【効果】測定部の孔やＶ溝のぼけ、輪郭のダレ、ゴミ
等の影響がなく、高精度の測定が可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明の孔、Ｖ溝等の測定方法は
光通信に用いられる光コネクタフェルールのガイドピン
挿入孔、ファイバ挿入孔等の中心位置、二つのガイドピ
ン挿入孔間の寸法、複数のファイバ挿入孔間の寸法、ガ
イドピン挿入孔とファイバ挿入孔間の寸法、二つのガイ
ドピン挿入孔間の基準線に対するファイバ挿入孔の配列
の位置ずれ等を求めるのに使用されるものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、図８（ａ）に示すような多心光コ
ネクタが普及してきた。この多心光コネクタは図８
（ｂ）に示すようにガイドピン挿入孔Ａ、ファイバ挿入
孔Ｂが形成された多心フェルールＣを二つ組合わせて使
用するものである。この場合、多心フェルールＣのファ
イバ挿入孔Ｂに光ファイバテープ心線Ｄのファイバを挿
入固定し、連結する二つの多心フェルールＣのうち一方
の多心フェルールＣのガイドピン挿入孔Ａにガイドピン
Ｅを挿入し、そのガイドピンＥの突出部を他方の多心フ
ェルールＣのガイドピン挿入孔Ａに挿入する。これによ
り二つの多心フェルールＣを突合わせて連結すると共に
両多心フェルールＣに挿入固定されているファイバ同士
を突合わせる様にしたものである。また、突き合わせた
両多心フェルールＣの下からクランプスプリングＦを押
込んで、その押当部Ｇを各多心フェルールＣの外側面に
押し当てて両多心フェルールＣの連結を確保するように
してある。

【０００３】前記結合においてファイバ同士の結合精度
を高めるためには、多心フェルールＣの二つのガイドピ
ン挿入孔Ａ間の寸法Ｌ（図１０）、複数のファイバ挿入
孔Ｂ間の寸法Ｗ（図１０）、ガイドピン挿入孔Ａとファ
イバ挿入孔Ｂ間の寸法が正確であり、また、二つのガイ
ドピン挿入孔Ａの中心を結ぶ基準線Ｘ−Ｘ（図１０）に
対してファイバ挿入孔Ｂが位置ずれしていないこと等が
必要である。

【０００４】前記の多心フェルールＣは前記の様に結合
されるため、ガイドピン挿入孔Ａの位置がずれるとファ
イバ挿入孔Ｂの位置が正確でも同ファイバ挿入孔Ｂ内に
挿入されたファイバ同士が心ずれしてしまう。このよう
に多心フェルールＣではガイドピン挿入孔Ａがコネクタ
の機械的結合の基準となり、また、ガイド挿入孔Ａの中
心同士を結んだ基準線が座標系の１つの軸となる。従っ
て、多心フェルールＣの測定精度を高めるためにはガイ
ド挿入孔Ａの中心をいかに精度良く測定するかがポイン
トとなる。

【０００５】前記の様な多心光コネクタの良否判定は、
従来は、多心フェルールＣのファイバ挿入孔Ｂにファイ
バを挿入固定し、その突合わせ端面を研磨した後の接続
損失を測定して判定するのが一般的であった。

【０００６】しかし、従来の測定方法では多心フェルー
ルＣのファイバ挿入孔Ｂに一々ファイバを挿入固定しな
ればならないので、接続損失を測定するまでの作業が面
倒であった。

【０００７】そこで多心フェルールＣのファイバ挿入孔
Ｂに一々ファイバを挿入固定する前に、多心フェルール
Ｃの寸法を測定して良否を判定することができれば、従
来の測定方法のようにファイバ挿入孔Ｂに一々ファイバ
を挿入固定する面倒がなくなり、また、製品の歩留向上
を図る意味でも非常に有利である。

【０００８】また、通常はフェルールＣはプラスチック
成形されているため、良否判定をフェルールそのもので
行うことができれば、不良品が検出された場合に、測定
前の成形工程へのフィードバックもスピーディとなり、
不良品の発生をその時点で止めることもできる。

【０００９】そこで従来はファイバを挿入固定する前の
フェルールのガイドピン挿入孔Ａ、ファイバ挿入孔Ｂの
位置を図９（ａ）に示す測定系を用いて測定していた。
この測定系による測定はガラス板等の透光性のあるステ
ージＨの上の所定位置に測定対象である多心フェルール
Ｃを、図８（ｂ）のガイドピン挿入孔Ａ、ファイバ挿入
孔Ｂが上下を向く様に縦向きにセットする。

【００１０】その状態でステージＨの下方の光源Ｊから
の光をステージＨに投射して、その光をステージＨの上
の多心フェルールＣのガイドピン挿入孔Ａ、ファイバ挿
入孔Ｂの一端から入射して他端に出射（透過）させ、出
射される透過光を顕微鏡Ｋを通してＣＣＤカメラＬで撮
影し、ＣＣＤカメラＬからの画像を画像処理装置Ｍで画
像処理してガイドピン挿入孔Ａ、ファイバ挿入孔Ｂのエ
ッジを検出し、この検出に基づいてそれら挿入孔Ａ、Ｂ
のエッジの数点の座標点Ｐ₁ 、Ｐ₂ 、Ｐ₃ ｛図９
（ｂ）｝を算出する。このようにして求められた測定座
標に基づいて、ガイドピン挿入孔Ａ、ファイバ挿入孔Ｂ
の直径、中心位置等を算出するようにしたものである。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】図９（ａ）の測定系を
用いた測定方法では、ステージＨの変位をレーザースケ
ールＮで読み取っているため、その精度（分解能０．０
０５μｍ）は十分過ぎるほどであり、ガラススケールの
場合でも分解能０．１μｍであるため使えない精度では
ない。しかし透過光方式で多心フェルールＣのエッジを
透過光に基づいて検出するため次のような問題があっ
た。

【００１２】１．光量のミスマッチ（明る過ぎや暗過
ぎ）によりピンボケが生ずるため、精度の高い測定が難
しい。２．多心フェルールＣのガイドピン挿入孔Ａ、ファイバ
挿入孔Ｂのエッジ部分にダレ、欠け等があると撮影画像
が不鮮明になり、精度の高い測定が難しい。３．多心フェルールＣのガイドピン挿入孔Ａ、ファイバ
挿入孔Ｂ内にゴミ等が付着すると、それが邪魔になって
それらの孔の撮影画像が不鮮明になる。４．多心フェルールＣがプラスチックの場合、成形後の
変形によりガイドピン挿入孔Ａ、ファイバ挿入孔Ｂが歪
んで非真円に変形することがある。このため機械的基準
となるガイドピン挿入孔Ａの中心位置の測定がばらつ
く。しかも、そのばらつき幅が約２μｍと大きい。当然
ガイドピン挿入孔Ａ、ファイバ挿入孔Ｂ孔のピッチ寸法
も繰り返し測定時にσ＝約１μｍと大きく、不十分であ
った。

【００１３】本発明の目的は孔やＶ溝の中心位置、輪郭
等を高精度に測定可能な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】本発明の孔、Ｖ溝等の測
定方法は図１に示す様に、測定する孔、Ｖ溝等の測定部
１に測定用ピン２をその端部が外部に突出するように挿
入し、その測定用ピン２の突出部３の直交方向二箇所の
稜線部４をレーザ測長機で測定し、その測定値を演算処
理して測定部１の中心位置、輪郭等を求めるようにした
ものである。

【００１５】ここで稜線部４とは図３に示すＯ点、即
ち、測定用ピン２の垂直断面の円周上に接線を引き、図
３のＸ軸上もしくはＹ軸上にある光源Ｐから、測定用ピ
ン２の円周上の接点に向けて直進光（入射光）を発進さ
せた場合、測定用ピン２の円周上の各接点で反射した光
が元の光源Ｐの位置に戻る様な選ばれた接点をいう。ち
なみに、図３のＱ点は稜線部ではない。

【００１６】

【作用】本発明の孔、Ｖ溝等の測定方法では、測定部１
が多心フェルールのガイドピン挿入孔６の場合は、二つ
のガイドピン挿入孔６に挿入した夫々の測定用ピン２の
互いに直交するＸ軸方向（図６の方向）とＹ軸方向
（図６の方向）の稜線部４をレーザ測長機で求め、
この測定により求められた夫々の稜線部４の座標位置か
らガイドピン挿入孔６に挿入された測定用ピン２の半径
分を引くことにより、夫々の測定用ピン２の中心位置、
即ち、夫々のガイドピン挿入孔６の中心位置を求めるこ
とができる。この中心位置が求まれば二つのガイドピン
挿入孔６間の寸法Ｌ（図１０）、二つのガイドピン挿入
孔６の中心位置を結ぶ基準線Ｘ−Ｘ（図１０）を求める
ことができる。なお、測定用ピン２の外径はレーザ測長
器などにより予め求めておく（０．０１μｍ程度で）。

【００１７】測定部１がファイバ挿入孔７の場合は、ガ
イドピン挿入孔６の中心位置を求める場合と同様に、ガ
イドピン挿入孔６に挿入された測定用ピン２の、互いに
直交するＸ軸方向とＹ軸方向の稜線部４をレーザ測長機
で求め、その測定により求められた夫々の稜線部４の座
標位置からガイドピン挿入孔６に挿入された測定用ピン
２の半径分を引くことにより、測定用ピン２の中心位
置、即ち、ファイバ挿入孔７の中心位置を求めることが
できる。このようにして複数のファイバ挿入孔７の夫々
の中心位置が求まれば、各ファイバ挿入孔７間の寸法Ｗ
（図１０）、前記基準線Ｘ−Ｘに対するファイバ挿入孔
７の位置ずれ（図１０）等を求めることができる。

【００１８】

【実施例】本発明の孔、Ｖ溝等の測定方法を図１〜図７
に基づいて詳細に説明する。図１に示すものは測定部１
が多心フェルール８のガイドピン挿入孔６、ファイバ挿
入孔７の場合である。多心フェルール８としては例えば
ガイドピン挿入孔６の配列ピッチが設計値で８ｍｍ、フ
ァイバ挿入孔７の配列ピッチが０．２５ｍｍの４心、８
心等のものがある。多心フェルール８の材質はプラスチ
ックが考えられる。

【００１９】そして図１の実施例では前記フェルール８
のガイドピン挿入孔６に測定用ピン２を挿入する。この
場合、測定用ピン２は任意長のものでよいが、少なくと
も３ｍｍ以上はフェルール８内に挿入でき、しかもフェ
ルール８の外部に測定に必要な長さの突出部３が突出す
るものが望ましい。この測定用ピン２としては例えば外
径精度０．１μｍ、真円度０．１μｍ以下、円筒度０．
３μｍ以下で、ガイドピン挿入孔６に対してクリアラン
ス０．１μｍ以下となるように挿入できるものを用意す
る。

【００２０】次に、図１の測定用ピン２の突出部３の稜
線部４を測定する。この場合、機械原点の決まっている
ステージ（図９に示したステージＨのようなもの）を用
意し、その上に測定対象物である多心コネクタフェルー
ル８を固定する。

【００２１】突出部３の稜線部４を測定するレーザ測長
機の測定原理は図２に示す様に、光源Ｐからの光が図２
に実線で示す伝送系路２０と鎖線で示す伝送系路２１の
二つの伝送系路でディテクター１５に入射するようにし
てある。そして、実線で示す伝送系路２０は光源Ｐから
の光がハーフミラー２２を透過し、測定用ピン２の稜線
部４で反射し、ハーフミラー２２で左折して標準ミラー
２３に到達し、標準ミラー２３で反射し、ハーフミラー
２２を透過してディテクター１５に到達する。鎖線２１
で示す伝送系路２１は光源Ｐからの光がハーフミラー２
２で反射して標準ミラー２３に到達し、標準ミラー２３
で反射し、ハーフミラー２２を透過してディテクター１
５に到達する。

【００２２】この二つの伝送系路２０、２１を通る光り
のディテクター１５に到達するまでの時間差から、光源
Ｐから測定用ピン２の稜線部４までの光路差が求めら
れ、この光路差から稜線部４の座標上の位置を求めるこ
とができる。

【００２３】レーザ測長機の図２の測定原理によりガイ
ドピン挿入孔６に挿入された夫々の測定用ピン２の稜線
部４の座標を、互いに直交する二方向、例えば図６の
と、との方向から求める。この求められた各測定
用ピン２の２つの稜線部４の座標値から、予め求めてあ
る測定用ピン２の外径の半分の値を減算することにより
ステージ上でのガイドピン挿入孔６の中心座標を求め
る。この中心座標を結んだ直線（図７の基準線Ｘ−Ｘ）
と、その垂直２等分線（Ｙ）により多心フェルール上に
座標系を決定する。

【００２４】前記の稜線測定は温度変化による寸法のば
らつきをなくすために、恒温恒湿室（例えば２２℃６０
％）内で行うのが望ましい。

【００２５】稜線測定に使用するレーザ測長機としては
最小分解能が０．００５μｍ程度のものが望ましい。

【００２６】本発明の孔、Ｖ溝等の測定方法によれば前
記の様にしてガイドピン挿入孔６の中心位置を求めるこ
とができるので、それに基づいて二本のガイドピン挿入
孔６の輪郭、両ガイドピン挿入孔６間のピッチＬ（図１
０）、ガイドピン挿入孔６の中心位置を結ぶ基準線Ｘ−
Ｘ（図１０）、基準線Ｘ−Ｘに対するファイバ挿入孔７
の位置ずれ（図１０）等を測定することができる。

【００２７】本発明の孔、Ｖ溝等の測定方法によればフ
ァイバ挿入孔７の中心位置、輪郭、ピッチ等を求めるこ
ともできる。この場合、通常使われる光ファイバの外径
は約φ０．１２５ｍｍであり、それを挿入するファイバ
挿入孔７の内径ももほぼそれと同じであるため、ファイ
バ挿入孔７に差込む測定用ピン２もφ０．１２５ｍｍ〜
φ０．１２６ｍｍ程度と細くなる。現在のピン製造技術
からすればそのように細い測定用ピン２を高精度に作成
することは十分に可能である。

【００２８】しかし、それでは細くて稜線部４を測定し
にくいので、この場合の測定用ピン２には図５に示す様
な段付きピンを使用することもできる。この段付きピン
（測定用ピン）２はフェルール８のファイバ挿入孔７
（測定部１）に差込む差し込み部１０の径が細く、フェ
ルール８の外側に突出する突出部（レーザ照射部）３が
太く、しかも差し込み部１０と突出部３の同心度が十分
に出ているもの（同心度０．１μｍ以下）のものが望ま
しい。

【００２９】本発明の孔、Ｖ溝等の測定方法はフェルー
ルのガイドピン挿入孔６、ファイバ挿入孔７等の孔の測
定に限らず、図３のようにセラミックに切削加工により
形成したＶ溝とか、シリコンにエッチング加工により形
成したＶ溝等のピッチ、深さ等を測定するのにも適用で
きる。

【００３０】

【発明の効果】本発明の孔、Ｖ溝等の測定方法は測定用
ピン２の稜線部４をレーザ測長機により測定するので次
の様な効果がある。１．従来の透過光方式の場合の様な光学的影響による測
定用ピン２のぼけがないので高精度の測定が可能にな
る。２．測定用ピン２からの反射光を利用して稜線部４を測
定するので、孔やＶ溝の輪郭にダレがあっても高精度の
測定が可能になる。３．測定用ピン２の稜線部４を測定するので、測定用ピ
ン２に付着しているゴミを除去し易く、比較的ゴミの影
響を受けにくい。４．真円度の出ている測定用ピン２を使うので孔が非真
円である場合の問題を排除できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の測定方法の説明図。

【図２】本発明の測定方法で使用されるレーザ測長機の
原理説明図。

【図３】本発明の測定方法における稜線部の説明図。

【図４】本発明の測定方法により測定するＶ溝の一例を
示す正面説明図。

【図５】本発明の測定方法で使用される段付きピンの説
明図。

【図６】本発明の測定方法でガイドピン挿入孔に挿入さ
れた測定用ピンの稜線部を測定する場合の説明図。

【図７】多心フェルールの端面におけるＸ、Ｙ座標系の
説明図。

【図８】（ａ）は二つの多心光コネクタの結合説明図、
（ｂ）は多心フェルールの斜視図。

【図９】（ａ）は従来の多心フェルールのガイドピン挿
入孔、ファイバ挿入孔測定方法の説明図、（ｂ）は
（ａ）の測定データに基づく中心位置算出方法の説明
図。

【図１０】多心フェルールにおけるガイドピン挿入孔、
ファイバ挿入孔の説明図。

【符号の説明】

１測定部２測定用ピン３突出部４稜線部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者柳瀬博之東京都千代田区丸の内２丁目６番１号古河電気工業株式会社内 (72)発明者金井憲東京都千代田区丸の内２丁目６番１号古河電気工業株式会社内 (72)発明者長沢真二東京都千代田区内幸町一丁目１番６号日本電信電話株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】測定する孔、Ｖ溝等の測定部（１）に測
定用ピン（２）をその端部が外部に突出するように挿入
し、その測定用ピン（２）の突出部（３）の直交方向二
方向の稜線部（４）をレーザ測長機で測定し、その測定
値を演算処理して測定部（１）の中心位置、輪郭等を求
めることを特徴とする孔、Ｖ溝等の測定方法。