JPH09126725A - 同時に映像化される対象物の異なる領域に最適な焦点を結ぶための平衡焦点システムおよび方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 合成映像を形成するために、同時に映像化さ
れ、その後結合される対象物の異なる領域に最適な焦点
を結ぶための平衡焦点システムおよび方法。 【解決手段】 平衡焦点方法は、光ファイバの終端部の
端面において、光ファイバのコアの偏心を、測定するた
めの自動検査システムに特に適している。検査システム
３０は、特徴映像化装置３８と境界セグメント映像化装
置３６、映像化装置の一部を調整するための焦点調整機
構（ＦＡＭ）、の映像化装置から映像データを受け取
り、ＦＡＭを制御するように構成されている機械視覚シ
ステム３４を含む映像化システムを持っている。特徴映
像化装置は、特徴（例えば、光ファイバのコア端面）の
映像を捕捉し、境界セグメント映像化装置は、対象物
（例えば、終端部の端面）の対応する境界セグメントの
映像を捕捉する。機械視覚システムは、特徴映像および
境界セグメント映像に基づいて偏心を決定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般に、測定、試
験および品質管理システム、特に合成映像を形成するた
めに、同時に映像化され、その後結合される対象物の異
なる領域に最適な焦点を結ぶための平衡焦点システムお
よび方法に関する。平衡焦点システムは、特に、ある対
象物の中心部の特徴のオフセットの程度を、接しないで
測定するための自動検査システムと一緒に使用するのに
適しているが、その用途はこれに限定されない。自動検
査システムの一つの用途は、光ファイバの終端部の端面
上において、光ファイバのコアが終端部の整合面と比べ
ると非常に細くなっている、終端部の整合面の理論上の
理想的な中心に対する、光ファイバのコアのオフセッ
ト、すなわち、偏心の程度を測定することである。

【０００２】

【従来の技術】通信に使用される光ファイバ・ケーブル
は、光ファイバを含んでいる。光ファイバは、光を伝達
するコアと、コアの周囲を取り巻き保護している被覆を
持っている。被覆は、ケーブルを完成するための一つま
たはそれ以上のコーティング、絶縁、遮蔽および／また
は支持層で覆われている。通常の光ファイバ・コアの直
径が約８−５０ミクロンしかないことを考えると、二本
の光ファイバ・ケーブルのコアを正確に整合して接続す
るのは至難の業である。

【０００３】接続する光ファイバをそのように正確に接
続するためには、いくつかの異なる接続形状がこの業界
で開発されてきた。光ファイバを接続するための一つの
周知の形状は、フェルール接続と呼ばれる。パルムキス
トの米国特許第４，７３８，５０８号およびパルムキス
トの米国特許第４，７３８，５０７号の両方に、フェル
ール接続の一例が開示されている。もう一つの周知の方
法は、双円錐接続と呼ばれる。ライオネス他の米国特許
第４，７８７，６９８号に双円錐接続の一例が開示され
ている。

【０００４】上記の接続形状は両方とも、接続される光
ファイバ・ケーブルの両端部は切断され、終端部には周
囲を取り巻いている支持材料、またはプラグが取り付け
られる。最適の性能を発揮させ、光エネルギーの損失お
よび反射を最も少なくするために、別々の光ファイバの
終端部の端面を、各端面のコアが正確に整合するように
接続しなければならない。上記のように接続するために
は、終端部の端面は、対応する終端プラグ上の各整合面
を係合し、整合する接続構造物により接続される。フェ
ルール接続の場合には、整合面は、プラグの全体的に円
筒形の一番外側の境界面であり、その直径は約２５００
ミクロンである。さらに、双円錐終端部の場合には、整
合面は、約４４００ミクロンの端面を持っている斜めの
面取り部である。上記の接続法のどちらかにより、光フ
ァイバの終端部をうまく接続するには、コアの端面を終
端部の端面の中心に極めて近いところに配置する必要が
ある。（直径約８−５０ミクロンの）コアの端面は、
（フェルール接続の場合は約２５００ミクロン、双円錐
接続の場合には約４４００ミクロンの）終端部整合面の
直径と比較すると遥かに細い。さらに、整合面に対する
コアのオフセット、すなわち、偏心は、二つの係合する
各終端部上で１ミクロンを超えてはならない。上記の精
度を満足させるためには、偏心を約０．１ミクロンの精
度で測定することが望ましい。以下に偏心を測定するた
めの先行技術によるいくつかの周知の方法について説明
する。

【０００５】第一の方法は、工具顕微鏡の視野軸に対し
て平行に終端部の軸を設置した状態で、工具顕微鏡に対
して終端部の端面を移動させることにより、コアの端面
と終端部の端面の境界にデジタル変換点を設置してい
る。コアおよび終端部の各中心を決定するために、デジ
タル変換点に数式が適用される。偏心とは、これら二つ
の中心点の間の距離であると定義されている。

【０００６】偏心を測定する第二の方法は、Ｖ型支持ブ
ロックのような固定装置内で終端部を回転させながら、
高倍率の顕微鏡によりコアを観察する方法を使用してい
る。終端部がその縦軸を中心にして回転している間に、
コアの動きが測定される。終端部が回転する際のコアの
中心を示す点の軌跡は、一般に円形で、円の半径は偏心
に等しい。双円錐接続に関する上記の技術は、ライオネ
ス他の米国特許第４，７８７，６９８号に、またフェル
ール接続に関する上記の技術は、パームキストの米国特
許第４，７３８，５０８号に開示されている。

【０００７】偏心を測定する第三の方法は、偏心の影響
の測定に焦点を当てていて、試験中の終端部を、無視で
きる程度の偏心を持っていることが知られている「金の
コネクタ」と呼ばれることもある、基準コネクタに相互
接続する方法を使用している。接続構造物と接続させた
後で、そこを通る光の通過が測定される。偏心は、光の
損失および光の損失を偏心の関数として定義している、
一つまたはそれ以上の数式に基づいて決定される。

【０００８】第四の方法は、以下に説明するように、今
日まで基本的にははっきりしているが、まだ証明されて
いない方法である。この方法は、全終端部の端面および
コアと終端部の境界への接合点の映像を入手する方法を
使用している。上記の映像を生成した後で、オフセット
は周知の数学的方法で直接計算することができる。例え
ば、最初境界ピクセルおよびコア・ピクセルにそれぞれ
円を適用し、その後で円の各中心を決定すれば、オフセ
ットは円の各中心間の変位として計算することができ
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、現在では、上
記の方法は実際には使用されない。何故なら、（直径約
８ミクロンの）コアの端面と（直径２５００ミクロン
の）終端部の端面との間のサイズの差があまりに大きす
ぎるからである。都合の悪いことに、従来の機械視覚シ
ステムはの標準解像度は、通常５１２ｘ５１２画素（ピ
クセル）であるが、この解像度ではコアを正確に設置す
るには不十分である。より詳細に説明すると、終端部の
端部の直径が２５００ミクロンである場合には、各ピク
セルの大きさは約５ミクロンである。直径約８ミクロン
のコアの場合、そのコアのサイズは１または２ピクセル
に過ぎず、従って必要とする０．１ミクロンの精度でコ
アを設置することは不可能である。終端部を０．１ミク
ロンの精度で設置するには、１ピクセルの約１／５０の
サブピクセルの解像度を必要とし、この解像度は一般に
は、機械視覚技術で通常達成できるとは考えられない。
さらに、終端部の端面の映像を、コアを適当な数のピク
セルで表すことができる程度にまで拡大すると、もはや
終端部の境界を映像内で見つけることができなくなり、
その位置を正確に確定できなくなる。さらに、映像を作
る上で厄介なのは、終端部の境界とコアの境界が通常同
一平面上にないことである。

【００１０】それ故、この業界で待望されてきたのは、
現在周知のシステムと比較すると、より少ない労力で、
より少ない材料で、そしてより少ないコストで、少なく
とも０．１ミクロンでの精度で、光ファイバの終端部の
偏心を接しないで測定するシステムである。より詳細に
説明すると、工具顕微鏡のような座標測定システム上で
終端部を移動させなくても、相対的なコアの動きを観察
するために、縦軸を中心にして終端部を回転しないで
も、また整合のずれによる光の損失を測定するために、
終端部を送信測定試験器に接続しないでも、少なくとも
０．１ミクロンの精度で光ファイバの終端部の偏心を、
接しないで測定するためのシステムの開発が待望されて
きた。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、合成映像を形
成するために、同時に映像化され、その後で結合される
対象物の異なる領域に最適な焦点を結ぶための平衡焦点
システムおよび方法を提供する。平衡焦点システムは、
特にある対象物の中心部の特徴のオフセットの程度を、
接しないで測定するための自動検査システムと一緒に使
用するのに適しているが、その用途はこれに限定されな
い。自動検査システムの一つの用途は、光ファイバの終
端部の端面上において、光ファイバのコアが終端部の整
合面と比べると非常に細くなっている、終端部の整合面
の理論上の理想的な中心に対する、光ファイバのコアの
オフセット、すなわち、偏心の程度を測定することであ
る。この意味からいって、終端部の整合面と比較する
と、コアのサイズは非常に細い（通常、フェルール接続
の場合には約１／５０から１／３００、双円錐接続の場
合には、約１／８０から１／５５０）ことに留意された
い。

【００１２】検査システムは、一般に（ａ）特徴映像化
装置と、一つまたはそれ以上、好適には四つの境界セグ
メント映像化装置を含んでいる映像化システムと、
（ｂ）映像化システムに接続している機械視覚システム
からなっている。特徴映像化装置は、特徴（例えば、光
ファイバのコア）の映像（特徴映像）を捕捉する位置に
設置され、一つまたはそれ以上の境界セグメント映像化
装置は、対象物（例えば、終端部の端部）の境界セグメ
ントの映像を捕捉する位置に設置されている。対象物が
終端部である場合には、特徴はコアであり、境界セグメ
ントは、整合面の端部境界であるが、この整合面の端部
境界は、フェルール接続の場合には、プラグの全体的に
円筒形の一番外側の境界面であり、双円錐接続の場合に
は、斜めの面取り部である。最後に、機械視覚システム
は、特徴映像および一つまたはそれ以上の境界セグメン
トの映像に基づいてオフセット（例えば、終端部の端面
の偏心）を測定する。

【００１３】特徴映像化装置および各境界セグメント映
像化装置は、好適には各レンズからなることが好まし
い。各境界セグメント・レンズは、第一の平面内に位置
し、特徴レンズは第一の平面に実質的に平行な第二の平
面内に位置している。さらに、第一および第二の平面
は、対象物の特徴と境界との間の縦方向の隙間に対応す
る距離だけ離れている。さらに、カメラ、例えば、電荷
結合素子（ＣＣＤ）は、特徴および境界セグメント・レ
ンズにより形成され、合成映像を作成するための複数の
映像を同時に受信するためのレンズに隣接して設置され
ている。最後に、好適な実施例の場合には、各境界セグ
メント・レンズがその各境界セグメントを倒立し、その
内部に保持するように、また特徴レンズが倒立してない
映像をカメラに送るように、対物レンズとコレククタ・
レンズは、各映像化装置レンズの両側に設置されてい
る。

【００１４】検査システムの機械視覚システムは、試験
中の対象物の特徴が、対象物の理論上の理想の中心Ｃ
_ideal からどのくらいオフセットしているかを計算する
検査方法を使用し、またこの方法で駆動されている。こ
の試験方法は、だいたい以下のように要約することがで
きる。終端部の端面は、映像化システムの境界セグメン
ト映像化装置および特徴映像化装置に露出される。境界
セグメント映像化装置は整合面の境界セグメントを表す
境界セグメント映像を形成する。さらに、特徴映像化装
置は、問題の特徴を表す特徴映像を形成する。好適な実
施例の場合には、各映像は、一つの合成映像に合成さ
れ、合成映像を表す電気信号は機械視覚システムに送ら
れ分析される。一方、各映像化装置は、そのそれぞれの
問題の領域を表す別々の電気信号を生成することがで
き、別々の電気信号は機械視覚システムに送られ、ここ
で電気信号は、ソフトウェアまたはファームウェア内
で、合成映像を組み立てるために使用され、分析され
る。

【００１５】機械視覚システムは、下記のように、合成
映像から整合面に対するオフセット、すなわち、偏心を
測定する。曲線（例えば、既知の直径の円）は、各境界
セグメント映像化装置３６が捕捉した各境界セグメント
に適用される。終端部の端面の中心Ｔ_testは、一つまた
はそれ以上の適用曲線に基づいて数学的に確認される。
一般に、使用する曲線の数が多ければ多いほど、理論的
な終端部の端面の中心Ｔ_testの測定は正確になる。好適
な実施例の場合には、四つの境界セグメント映像化装置
を使用しているので、整合面に適用される円は四つあ
る。さらに、実際のコアの端面の中心Ｃ_testは、例え
ば、勾配分析のような、しかしこれに限定されない合成
映像の任意の適当な分析を使用して決定される。

【００１６】偏心は、後で詳細に説明する二つの実施例
（図１１−図１３の較正および偏心測定用に第一の実施
例、および図１４−図１６の較正および偏心測定用の第
二の実施例）を使用して測定される。第一の実施例の場
合には、偏心ベクトルｅは、距離ベクトルｄ_test（本明
細書では太字で示すベクトル。ｄ_testは大きさと方向を
持っている。）を距離ベクトルｄ_ideal と比較して測定
される。距離ベクトルｄ_testは、コア端面の中心Ｃ_test
と、終端部の端面の中心Ｔ_testとの間の変位を表す。両
方の中心とも、試験終端部に対応している。距離ベクト
ルｄ_ideal は、コア端面の中心Ｃ_ideal と、終端部の端
面の中心Ｔ_ideal との間の変位を表す。両方の中心と
も、理想的な終端部（すなわち、デミニミスの偏心を特
徴としている終端部）に対応していて、検査システムの
初期化が行われている間に、記憶される。偏心ベクトル
ｅの大きさは、必要とする偏心値であり、偏心ベクトル
ｅの角度は偏心の角度を反映している。

【００１７】第二の実施例（最善モード）の場合には、
偏心は、最初にコア端面の中心Ｃ_{te st}から外側に半径方
向に線を引き、各半径方向に延びる線上の各適合円の中
心の位置を測定することによって決定される。さらに、
半径方向に延びる線が適合円と交差する交点が、確認さ
れ、理想終端部の端面の中心Ｃ_ideal に対応する理想交
点と比較される。理想的な交点を持っている変換マップ
（参照テーブルまたは式）は、検査システムの初期化中
に作成され、理想的な交点はコア端面の中心Ｃ_testに基
づいて、動作中に検索される。最後に、偏心は理想的な
交点を実際の交点と比較して測定される。

【００１８】一つ以上の境界セグメント映像化装置が使
用される場合には、機械視覚システムは、合成映像が形
成されるとき、対象物の異なる境界セグメントの最適な
焦点を調整するために、平衡焦点法を使用することがで
きる。平衡焦点法は、検査方法に組み込まれていて、以
下のステップからなっている。（ａ）下記のステップに
より一連の合成映像を形成するステップ。これは以下の
ステップからなっている。（１）対象物に対して、対物
レンズをある軸（本明細書ではｚ軸）に沿って、増分単
位により移動させるステップと、（２）対物レンズが上
記の軸上の種々の抽出位置にあるときに、光システム
で、対象物の異なる領域の各映像を同時に捕捉するステ
ップと、（３）各映像が合成映像の各部分として現れる
ように、対物レンズの特定の抽出位置に対応する各映像
を合成するステップと、（ｂ）一連の合成映像に基づい
て、上記の軸（本明細書では、ｚ軸）に沿って、光シス
テムの最適焦点位置を決定するステップ。

【００１９】さらに、ステップ（ｂ）は下記の手順で行
うことができる。（１）映像領域を含み、映像領域に対
応している各合成映像内のサーチ領域を限定するステッ
プと、（２）最大の勾配を示し、予め定めた域値を超え
る各サーチ領域内のピクセルの位置を確認するステップ
と、（３）サーチ領域にそれぞれ対応するピクセルの合
計を得るために、各サーチ領域に対して確認されたピク
セル位置の数を決定するステップと、（４）ピクセルの
合計を数的に結合することによって、各抽出位置の統計
Ｓを計算するステップ、（５）統計Ｓの局部的最小値に
基づいて、対物レンズに対する最適抽出位置を決定する
ステップ。

【００２０】本発明の新規な平衡焦点システムおよび方
法は、多くの利点を持っている、その内のいくつかの例
を以下に説明する。

【００２１】本発明の平衡焦点システムおよび方法のも
う一つの利点は、通常０．１ミクロン以下の非常に高い
精度で、対象物の中央の特徴のオフセットを正確に測定
することができるということである。

【００２２】本発明の平衡焦点システムおよび方法のも
う一つの利点は、特徴およびセグメントが同じ焦点面上
になくても、一つの映像内に対象物の特徴および境界セ
グメントをピントが合った状態で映像化することができ
ることである。この利点は、フェルールの端面で光ファ
イバ・コアの偏心を測定するときに特に役に立つ。何故
なら、フェルールの終端部は斜めの面取り部を持ち、コ
アおよび境界セグメントが異なる焦点面内にあるからで
ある。

【００２３】本発明の平衡焦点システムおよび方法のも
う一つの利点は、終端部（例えば、フェルール・タイプ
または双円錐タイプ）において、光ファイバ・コアの偏
心を測定するための正確な自動検査システムを実行する
ことができることである。当業者なら、図面を参照しな
がら、以下の詳細な説明を読めば、本発明の他の特徴お
よび利点を理解できると思う。本明細書のすべての追加
の特徴および利点は、特許請求の範囲に定義するよう
に、本発明の範囲内に含まれる。

【００２４】

【発明の実施の形態】この特定な用途に限定されないけ
れども、本発明の検査システムは、終端部の中心に対す
る光ファイバのコアのオフセット、すなわち、偏心の程
度を、光ファイバの終端部の端面において、非接触およ
び非破壊で測定するのに特に適している。この用途の場
合、光ファイバのコアは、一番外側の終端部の境界と比
較すると非常に細い（通常、約１／５０−１／３０）。
説明を分かりやすくするために、フェルール接続用の光
ファイバの終端部を図１Ａおよび図１Ｂに示し、検査シ
ステムを、上記の特定のタイプの終端部の映像化と関連
させて説明する。後で説明する双円錐接続の終端部が、
パームキストの米国特許第４，７３８，５０８号および
同人の米国特許第４，７３８，５０７号により詳細に開
示されていることに留意されたい。さらに、検査システ
ムは、特にライオネス他の米国特許第４，７８７，６９
８号内に開示されている双円錐内に使用されている終端
部を含む、他のタイプの終端部の偏心を測定するのにも
使用することができることに留意されたい。

【００２５】Ｉ．光ファイバの終端部および偏心の測定 図１Ａは、フェルールの終端部２１を示す。フェルール
の終端部２１は、全体が円筒形の内部光ファイバ２４を
取り囲んでいる、全体が円筒形の外側の支持層、すなわ
ち、プラグ２２を含んでいる。終端部２１の端面２１’
は、光ファイバの端面２４’の周囲に位置しているプラ
グ端面２２’を含んでいる。端面２２’および２４’
は、一緒に光ファイバ２４の縦軸ｚを横切る（通常は、
半径１８ｍｍの）全体的に連続している球面曲率を形成
している。終端部の端面２１’は、さらにプラグ端面２
２’および円筒形の一番外側のプラグ境界面２２''' と
の間に位置している斜めの面取り部２２''を含んでい
る。上記のプラグ境界面２２''' は、整合面と呼ぶこと
ができる。何故なら、別々の終端部２１を整合させるた
めに、接続状態の接続構造物と係合し、それによって案
内されるからである。斜めの面取り２２''は、全体的に
円錐で環状の形をしていて、長手方向の光ファイバ２４
に対して対称形になっている。さらに、整合面２２'''
の大きさは、通常好適な実施例のフェルールの終端部２
１内では、約２５００ミクロンである。

【００２６】光ファイバ２４は、図１Ｂおよび図１Ｃに
示すように、外側の細長い被覆層２７およびコア端面２
８’を持っている細長い円筒形コア２８を含んでいる。
コアの太さは、一般に約８−５０ミクロンである。それ
故、コアは、プラグ２２の整合面２２''' と比較する
と、遥かに細い（通常、フェルール接続の終端部の場合
には、約１／５０から１／３００、双円錐接続の終端部
の場合には、約１／８０−１／５５０）。

【００２７】別々の終端部２１を接続する場合には、最
適の性能を発揮させ、光エネルギーの損失および反射を
最も少なくするために、別々の光ファイバの終端部２１
の端面２１’を、各端面２１’のコアの端面２８’が正
確に整合するように接続しなければならない。上記のよ
うに接続するためには、終端部の端面２１’は、図１Ｄ
の断面に示すように、対応する終端プラグ上の各整合面
２２''' と係合し、整合する接続構造物により接続され
る。通常、接続構造体２６は、全体的に円筒形のスリー
ブ２９またはそれに相当するものからなっている。スリ
ーブ２９を持っている接続構造体２６は、パームキスト
の米国特許第４，７３８，５０８号に開示されている。
フェルールの終端部の場合には、終端部は約２５００ミ
クロンの外側整合面２２''' を持っていて、この整合面
は接続構造体２６によって整合され、案内される。

【００２８】光ファイバの終端部の接続の際に、終端部
２１のコアの端面２８’をさらに正しく接続させるため
に、各終端部２１のコアの端面２８’は、終端部の端面
２１’に極めて近接して配置なければならない。終端部
の偏心は、通常終端部の整合面の中心からのコアの端面
２８’の偏差によって表される。偏心の概念について
は、図１Ｂのところでさらに詳細に説明する。説明を分
かりやすくするために、終端部２１の偏心は視覚的に誇
張されている。本明細書においては、偏心は、整合面２
２''' によって決まる端面部分の理論上の理想的な中心
Ｃ_ideal からの、試験終端部２１に対応していて、中心
Ｃ_testを持っているコアの端面２８’の偏差または変位
であると定義されている。すでに説明したように、整合
面２２'''に対するコアの端面２８’の偏心は、最適な
性能を発揮するためには、二つの終端部２１のそれぞれ
の上で１ミクロンを超えてはならない。上記の精度を達
成するためには、約０．１ミクロン以内の精度で偏心を
測定することが望ましい。

【００２９】フェルール接続の終端部の偏心の測定値
は、双円錐接続の終端部での偏心の測定値と若干異なる
ということに留意されたい。より詳細に説明すると、双
円錐接続の終端部の場合には、整合面は斜めの面取り部
で、この面取り部はフェルールの終端部内の斜めの面取
り部より遥かに広く、偏心を測定するための問題の境界
は、プラグの境界が斜めの面取り部と接合する境界であ
る。さらに、上記の境界の直径は、通常４４００ミクロ
ンである。

【００３０】II．自動検査システム Ａ．アーキテクチャ 図２に、本発明の自動検査システム３０のブロック図を
示す。自動検査システム３０は、対象物を破壊しない
で、またそれと接しないで、上記の対象物の理論上の理
想的な中心Ｃ_ideal からの、対象物（例えば、光ファイ
バの終端部）の特徴（例えば、光ファイバ・コア）のオ
フセットを、正確に測定するのに使用することができ
る。以下の検査システム３０に関する説明は、後で説明
するシステム３０の特定の装置（すなわち、検査システ
ム３０ａ、３０ａ’、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ）にも同
様に適用することができることに留意されたい。

【００３１】アーキテクチャにおいて、検査システム３
０は、映像化システム３２を持っている。映像化システ
ム３２は、一つまたはそれ以上の境界セグメント映像化
装置３６（図を簡単にするために、図２および特定の装
置内には一つしか図示していない、整合面２２''' の周
囲に等間隔で配置された四つ境界セグメント映像化装置
を使用するのが好適である。）および特徴映像化装置３
８を持っている。各境界セグメント映像化装置３６は、
図２に点線で示すように、整合面２２''' の各境界セグ
メントの映像を捕捉するように構成されている。さら
に、特徴映像化装置３８は、整合面２２''' からのオフ
セットを示す問題の特徴の映像を、捕捉するように構成
されている。映像化装置３６、３８は、上記の光学的映
像を受信し、その光学的映像を処理用の電気信号に変換
するための、従来または特注の適当な装置なら何でもい
い。さらに、映像化装置３６、３８は、特定の装置の説
明を読めばよりはっきるすると思われるが、ハードウェ
アを共有することができる。

【００３２】検査システム３０がフェルールの終端部の
端面２１’を映像化するのに使用される場合には、特徴
（終端部のコア）と終端部の端面２１’上の境界セグメ
ントとの間の焦点面内の違いを調整するために、特徴映
像化装置３８を、終端部の端面２１’から境界セグメン
ト映像化装置３６の少し（約０．５ｍｍ）後に引っ込め
ることが望ましい。このような形状にすることにより、
終端部の端面２１’の焦点を最適に結ぶことができ、偏
心の大きさをより正確に測定することができる。

【００３３】上記の映像情報を処理するために、機械視
覚システム３４と光システム３２は相互に接続してい
る。機械視覚システム３４は、従来または特注のもの
で、各映像化装置３６、３８からの電気信号４２、４４
を処理するように構成されているロジック、プロセッサ
またはコンピュータならどれでもいい。好適な実施例の
場合には、機械視覚システム３４は、好適には、実行可
能なソフトウェア・プログラムの形をしているのが好ま
しい検査方法１４０（図１０Ａ−図１０Ｂ）を実行し、
それにより駆動される。

【００３４】映像化システム３２は、自動焦点調整機構
（ＦＡＭ）３９と相互に接続していて、ＦＡＭにより選
択的に動かされる。ＦＡＭは、矢印４１で示すように、
機械視覚システム３４により制御される。ＦＡＭ３９
は、インタフェースを通して光システム３２に接続して
いて、その結果、機械視覚システム３４が正確に映像化
し、また正確に分析するために各領域に焦点を結ぶこと
ができるように、映像装置３６、３８は、端面２１’上
の映像化される各領域へ、また各領域から、独立して、
または一緒に移動することができる。

【００３５】そうしたい場合には、矢印４７で示すよう
に、出力装置４６を使用することもできるし、機械視覚
システム３４に接続することもできる。出力装置４６
は、ユーザに情報を提供するための適当な機構であれば
何でも使用することができる。例えば、出力装置４６は
従来のディスプレイまたはプリンタであってもいい。診
断および動作パラメータおよび恐らくユーザからの開始
信号を受信する以外は、検査システム３０およびその特
定の装置は完全に移動化されている。事実、本明細書に
記載したように、検査システムは他の自動化システムと
完全に自動的に連絡できるように設定することができ
る。

【００３６】これもオプションである入力装置４８は、
矢印で示すように、ユーザからプロンプトまたは情報を
受信し、その情報を機械視覚システム３４に送るための
適当な機構であれば何でもいい。例えば、入力装置４８
は、従来のコンピュータ・キーボード、マウス、トラッ
クボール等であってもいい。

【００３７】試験中の対象物の周囲の照明条件によっ
て、光源で対象物をしっかりと照明しなければならない
場合がある。好適な実施例の場合には、映像化装置３
６、３８により映像を捕捉するために、光ファイバの終
端部２１は適当な光源により照明される。いくつかの照
明の実施例（例えば、図７Ｂ）については後で説明す
る。

【００３８】検査システム３０は、光ファイバの終端部
２１の品質管理をモニタするために、商業用の光ファイ
バ製造施設または他の施設内に設置することができる。
さらに、試験中の終端部２１は、手動または自動機構に
より、映像化システム３２に対して配置することができ
る。一例をあげると、終端部２１は、直列に配置されて
いる多くの他の終端部２１と一緒にコンベア上に配置す
ることができ、検査システム３０によって自動的に測定
ができるように、映像化システム３２の前を移動させる
ことができる。

【００３９】Ｂ．動作 検査システム３０が作動しているときは、終端部の端面
２１’は、映像化システム３２の境界セグメント映像化
装置３６および特徴映像化装置３８によって撮影され
る。境界セグメント映像化装置３６は、整合面２２'''
の境界セグメントを表す境界セグメント映像をつくりだ
す。さらに、特徴映像化装置３８は、問題の特徴を表す
特徴映像をつくりだす。図２の参照番号４２、４４、４
５で示すように、好適な実施例の場合には、各映像は一
つの合成映像に合成され、合成映像を表す電気信号が分
析のために機械視覚システム３４に送られる。一方、各
映像化装置３６および３８は、問題の各領域を表す別々
の電気信号を生成させ、これら電気信号は機械視覚シス
テム３４へ送られ、そこで電気信号はソフトウェアおよ
びファームウェア内で合成映像を組み立てるために使用
され、また分析される。

【００４０】機械視覚システム３４は、合成映像から、
以下のように、整合面２２''' に対する特徴のオフセッ
ト、すなわち、偏心を測定する。曲線（例えば、既知の
直径の円）が、各境界セグメント映像化装置３６が捕捉
した各境界セグメントと比較される。終端部の端面の中
心Ｔ_testは、一つまたはそれ以上の適合曲線に基づいて
数学的に確認される。一般的にいって、使用する曲線の
数が多ければ多いほど、理論上の終端部の端面の中心Ｔ
_testの測定は正確になる。好適な実施例の場合には、四
台の境界セグメント映像化装置３６が使用されていて、
その結果、整合面２２''' に適用される円の数は四つに
なる。さらに、試験中の対象物の実際のコアの端面の中
心Ｃ_testは、例えば、勾配分析のような、しかしそれに
限定されない合成映像の任意の適当な分析を使用して決
定することができる。

【００４１】後で詳細に説明する二つの実施例（図１１
−図１３の較正および偏心測定用の第一の実施例、およ
び図１４−図１６の較正および偏心測定用の第二の実施
例）を使用して、偏心の測定が行われる。第一の実施例
の場合には、偏心ベクトルｅは、距離ベクトルｄ
_testを、距離ベクトルｄ_ideal と比較して測定される。
距離ベクトルｄ_testは、コア端面の中心Ｃ_testと、終端
部の端面の中心Ｔ_testとの間の変位を表す。両方の中心
とも試験終端部２１に対応している。距離ベクトルｄ
_ideal は、理想的なコア端面の中心Ｃ_ideal と、理想的
な終端部の端面の中心Ｔ_ideal との間の変位を表す。両
方の中心とも、理想的な終端部２１（すなわち、デミニ
ミスの偏心を特徴としている終端部）に対応していて、
検査システム３０の初期化が行われている間に、記憶さ
れる。さらに、偏心の大きさおよび角度は、偏心ベクト
ルｅから直接測定することができる。

【００４２】第二の実施例（最善モード）の場合には、
偏心は最初にコア端面の中心Ｃ_testから外側に半径方向
に線を引き、各半径方向に延びる線上に各適合円の中心
の位置を置くことにより決定される。さらに、半径方向
に延びる線が適合円と交差する交点が確認され、理想的
な終端部の端面の中心Ｔ_ideal に対応する理想的な交点
と比較される。理想的な交点を持っている変換マップ
（参照テーブルまたは式）は、検査システム３０の初期
化中に作成され、理想的な交点はコア端面の中心Ｃ_test
に基づいて、動作中に検索される。最後に、偏心は理想
的な交点を実際の交点と比較して測定される。

【００４３】Ｃ．検査システムの第一の実施例 図３Ａに、検査システム３０の第一の実施例を示す。そ
の全体は参照番号３０ａで表示されている。構造的に
は、検査システム３０ａは、図３Ａにその断面を示す、
全体的に（終端部の端面２１’に垂直な）終端部２１と
一直線を形成している、細長い、好適には円筒形の顕微
鏡５１を持っている映像化システム３２からなってい
る。

【００４４】顕微鏡５１は、顕微鏡５１の第一の端面に
取り付けられていて、終端部の端面２１’の映像を捕捉
することができる、対物レンズ５２（一つまたはそれ以
上のレンズまたは他の光学的素子）を含んでいる。顕微
鏡５１は、さらに顕微鏡５１の縦方向の中央部の近くに
取り付けられている第二のレンズ装置５４を含んでい
る。第二のレンズ装置５４は、顕微鏡５１の内周辺の近
くに取り付けられている境界セグメント・レンズ５６、
顕微鏡５１の縦軸に沿って配置され、中央に取り付けれ
ている特徴レンズ５８を含んでいる。顕微鏡５１は、さ
らに第二のレンズ装置５４からの映像を受け取り、顕微
鏡５１の第二の端部の開口部６３を通して、合成映像を
投影するための、顕微鏡５１の第二の端部に位置してい
るコレクタ６２（一つまたはそれ以上のレンズまたは他
の光学的素子）を含んでいる。本明細書では、「合成映
像」はハードウェア、ソフトウェアまたはこれら両方を
結合したものを通して、二つまたはそれ以上の映像を重
畳または結合してつくった一つの映像を意味する。対物
レンズ５２、特徴レンズ５８およびコレクタ６２は、共
通の軸ｚに沿って位置し、また実質的に整合している各
焦点を持っている。一方、境界セグメント・レンズ５６
の焦点は、共通軸ｚに平行なもう一本の軸ｚに沿った点
にある。

【００４５】顕微鏡５１のレンズの配置が上記のように
なっているので、境界セグメントは合成映像内において
倒立している。一方、特徴は倒立していない。すなわ
ち、合成映像がコレクタ６２のところで形成されたと
き、対物レンズ５２から検索された境界セグメントの映
像は、特徴の方に内側に効果的に折れ曲がっている。さ
らに、特徴映像は、対物レンズ５２から中央に位置して
いる特徴レンズ５８によって受け取られ、倒立していな
い状態でコレクタ５８に送られ、その結果、特徴は最終
的な合成映像の中では倒立していない。

【００４６】カメラ６４は、顕微鏡５１の第二の端部と
接続していて、開口部６３を通して、コレクタ６２から
合成映像を受け取る位置に設置されている。カメラ６４
は、光学的像を電気信号に変換するための適当な映像化
装置であれば何でもいいが、電荷結合素子（ＣＣＤ）が
好適である。ＣＣＤカメラ６４は、光を受けるためのピ
クセル・アレイを含んでいる。さらに、ピクセル・アレ
イは、当業者なら周知のように、ＣＣＤの各ピクセル
で、光の強さに比例するアナログ電圧信号を生成するこ
とによって、映像を符号化する。

【００４７】機械視覚システム３４は、矢印４５で示す
ように、ＣＣＤカメラ６４からの合成映像を符号化する
アナログ電気信号を受信する。すでに説明したように、
機械視覚システムは任意の適当なロジック、プロセッサ
またはそれらを組み合わせたものでつくることができ
る。

【００４８】顕微鏡５１は、ＦＡＭ３９上に装着され
る。矢印４１で示すように、機械視覚システム３４の制
御の下で、ＦＡＭ３９は、顕微鏡５１内のレンズの構成
が終端部の端面２１’に向かってまたはそこから遠ざか
るように移動するように、縦軸ｚに沿って顕微鏡５１を
移動させることができる。適当なＦＡＭ３９としては、
閉ループ電圧制御信号に基づいて、顕微鏡５１をある距
離だけ選択的に移動させることができる圧電変換器があ
る。

【００４９】１．本発明の最善モードの実施例 図３Ｂに、本発明を実行するための最善モードの実施
例、特に第一の実施例（図３Ａの検査システム３０ａ）
を実行するための最善モードの実施例を示す。図３Ｂに
おいては、最善モードの実施例全体を参照番号３０ａ’
で示す。

【００５０】構造の面からいうと、検査システム３０
ａ’は、第二のレンズ装置５４を除けば、大体検査シス
テム３０ａ（図３Ａ）と同じ方法で組み立てられてい
る。それ故、システム３０ａに関する上記の説明は、適
用できる範囲で、参考のため本明細書に記載してある
し、図３Ｂの３０ａ’に当てはまる。

【００５１】図３Ｂの最善モードの実施例の第二のレン
ズ装置５４に関しては、装置５４は、顕微鏡５１の内周
辺にそって、中央に設置された特徴レンズの周囲に、実
質的に等間隔で位置している衛星状の四個の境界セグメ
ント・レンズ５６ａ−５６ｄを持っている。図３Ｃは、
図３Ｂの３Ｃ’−３Ｃ’線に沿って切断した、図３Ｂの
最善モードの実施例内に使用されている新規なレンズ構
成の正面図である。図３Ｃを見れば、境界セグメント・
レンズ５６ａ’−５６ｄが、中心の特徴レンズ５８の周
囲に約９０度の間隔を置いて配置されていることがはっ
きりと分かる。それ故、最善モードの場合には、四個の
境界セグメント映像化装置および特徴映像化装置が使用
されている。

【００５２】さらに、検査システム３０は、フェルール
の終端部の端面２１’を映像化するために使用されるの
で、終端部のコアの端面２８’と終端部の端面２１’上
の整合面２２''' との間の焦点面内の違いを調整するた
めに、特徴レンズ５８を、終端部の端面２１’から境界
セグメントレンズ５６ａ−５６ｄの平面の背後に少し
（約０．５ｍｍだけ）引っ込めることが望ましい。この
ような形状にすることにより、終端部の端面２１’の焦
点を最適に結ぶことができ、偏心の大きさをより正確に
測定することができる。

【００５３】図３Ｂの最善モードの実施例の場合には、
対物レンズ５２および第二のレンズ５６ａ−５６ｄ、５
８およびコレクタ６０は、３０ｘの有効倍率を持ってい
る。カメラ６４は、日本の日立製作所製の市販のＫＰ−
Ｍ１型のようなＣＣＤである。

【００５４】ＦＡＭ３９は、ドイツのフィジーク・イン
ストルメント社製のＰ７２１．００型の圧電変換器であ
る。上記の圧電変換器は、約０ボルトから１００ボルト
の間の閉ループ電圧制御信号に基づいて、約１００ミク
ロン（解像度は約３ナノメートル）だけ、顕微鏡５１を
選択的に移動させることができる。圧電変換器７２に０
ボルトが掛かると、対物レンズ５２は、ｚ軸に沿ってタ
ーゲットから最大距離のところに保持される（完全に引
き込む）。一方、圧電変換器に１００ボルトが掛かる
と、対物レンズ５２は、ｚ軸に沿って最も近接した位置
に位置する（完全に引き出される）。

【００５５】機械視覚システム３４は、米国のＡＴ＆Ｔ
製の市販のグロバリスト６００型コンピュータのような
汎用コンピュータ７１を含んでいる。コンピュータ７１
は、例えば、米国のマイクロディスク社製の市販のＩＴ
Ｉ ＩＴＥＸ ＯＦＧ型（オーバレイ・フレーム・グラ
ッバ）映像処理カードのような、しかしそれに限定され
ない機械視覚プロセッサ７２を持っている。コンピュー
タ７１およびプロセッサ７２は、図３Ｂの矢印７３で示
すように、通信することができる。機械視覚システム３
４は、さらにコンピュータおよびＦＡＭ３９の制御ライ
ン間を接続しているアンプ７５を含んでいる。矢印７４
で示すように、アンプ７５は、機械視覚システム３４か
ら制御信号を受信し、それを増幅し、０−１００ボルト
の範囲の増幅した圧電信号４１を、矢印４１で示すよう
に、圧電ＦＡＭ３９に送る。適当なアンプとしては、ド
イツのフィジーク・インストルメント社製の市販のＥ８
６０．１０型のアンプがある。

【００５６】Ｄ．検査システムの第二の実施例 図４Ａおよび図４Ｂは、図２の自動検査システム３０の
第二の実施例を示す。その全体は参照番号３０ｂで示さ
れている。自動検査システム３０ｂは、特徴映像化装置
３８および少なくとも三つの境界セグメント映像化装置
３６からなっている。図を簡単にするために、図４Ａに
は境界セグメント映像化装置は一つしか図示してない。
特徴映像化装置３８および境界セグメント映像化装置３
６は、ハードウェア内においては、相互に独立している
素子である。特徴映像化装置３８は、コアの端面２８’
（図１Ｂ参照）上の終端部２１の縦軸ｚ内の有利な点に
配置されていて、一方、境界セグメント映像化装置３６
は、終端部２１の縦軸ｚを横切る角度、好適には直角に
整合面２２''' を見る位置に設置されている。

【００５７】後でさらに詳細に説明するが、曲線を適用
するためには、少なくとも三台の境界セグメント映像化
装置３６が必要である。さらに、境界セグメント映像化
装置３６は、好適には終端部２１の縦軸ｚの周囲に、対
称に配置するのが好ましい。それ故、図４Ｂに示すよう
に、三台の境界セグメント映像化装置３６を使用する場
合には、隣接している境界セグメント映像化装置３６
は、約１２０度に等しい角度θを隔てて配置されてい
る。

【００５８】特徴映像化装置３８は、顕微鏡の筒８２内
に吊るされていて、終端部２１の端面２１’の方を向い
て設置されている、対物レンズ８１を持っている。対物
レンズ８１は、適当なレンズ構成のものなら何でも使用
することができるが、好適には４０ｘの倍率を持ち、
０．６のＮＡを持つ一個のレンズを使用するのが有利で
ある。ＦＡＭ３９ａは、矢印４１、４１ａで示すよう
に、機械視覚システム３４の制御の下で、終端部２１の
縦軸と整合しているｚ軸に沿って、顕微鏡の筒８２およ
びレンズ８１を移動させるために、顕微鏡の筒８２に接
続している。ＦＡＭ３９ａとしては、例えば、ドイツの
フィジーク・インストルメント社製のＰ７２１．００型
の圧電変換装置のような、しかしそれに限定されない圧
電変換器を使用することができる。（一つまたはそれ以
上のレンズまたは他の光学的素子を含んでいる）顕微鏡
８６は、対物レンズ８１からの映像を受けとるために、
ＦＡＭ３９に接続している。顕微鏡８６としては、米国
のマイクロ・エンタープライズ社製のＭＥ−３０００型
を使用することができる。カメラ８８は、顕微鏡８６に
装着されていて、顕微鏡８６からの光学的映像を受けと
り、この光学的映像を電気信号に変換するように構成さ
れている。カメラ８８は、日本の日立製作所製の市販の
ＫＰ−Ｍ１型のような適当なＣＣＤなら何でもいい。

【００５９】各境界セグメント映像化装置３６の構造は
下記のようになっている。各境界セグメント映像化装置
３６は、顕微鏡の筒８２内に吊るされていて、終端部２
１の端面２１’の方を向いて設置されている、対物レン
ズ８１を持っている。対物レンズ８１は、適当なレンズ
構成のものなら何でも使用することができるが、好適に
は２０ｘの倍率を持ち、０．４のＮＡを持つ一個のレン
ズを使用するのが有利である。ＦＡＭ３９ｂは、矢印４
１、４１ｂで示すように、機械視覚システム３４の制御
の下で、終端部２１の縦軸に対して垂直に、顕微鏡の筒
８２およびレンズ８１を移動させるために、顕微鏡の筒
８２に接続している。ＦＡＭ３９ｂとしては、例えば、
ドイツのフィジーク・インストルメント社製のＰ７２
１．００型の圧電変換装置のような、しかしそれに限定
されない圧電変換器を使用することができる。

【００６０】対物レンズ８１からの映像を受け取るため
に、干渉顕微鏡８７はＦＡＭ３９ｂに接続している。適
当な干渉顕微鏡８７としては、米国のマイクロ・エンタ
ープライズ社製の市販のＭＥ−３０００ｃ型を使用する
ことができる。干渉顕微鏡８７は、内部光源および内部
光反射装置を持っている。当業者にとっては、光の既知
の波長を使用して、非常に短い距離および非常に薄い厚
さを測定するのに干渉顕微鏡８７を使用するのは周知で
ある。一般的にいって、干渉顕微鏡８７内においては、
光源からのビームは、反射装置による部分反射により二
つの対向するビーム部分に分けられる。一方のビーム部
分は、ターゲットに対して照射され、干渉顕微鏡に戻
り、反射装置によりもう一方のビーム部分と再び結合さ
れる。二つのビームが異なる光学的な経路を通るので、
二つの構成部分はターゲットの映像内で干渉を起こす。
さらに、この干渉は非常に短い距離または非常に薄い厚
さを測定するのに使用することができる。

【００６１】カメラ８８は、干渉顕微鏡８７に装着され
ていて、顕微鏡８６から光学的映像（反射装置からの合
成映像）を受け取り、光学的映像を電気信号に変換する
ように構成されている。カメラ８８は、日本の日立製作
所製の市販のＫＰ−Ｍ１型のような適当なＣＣＤなら何
でもいい。機械視覚システム３４は、最善モードの実施
例の第一の実施例のところですでに説明したように、適
当なロジック、プロセッサ、コンピュータまたはその組
み合わせならどれでもいい。

【００６２】機械視覚システム３４は、三台の境界セグ
メント映像化装置３６および特徴映像化装置３８のカメ
ラ６４から供給される電気信号から、合成映像をつくる
ように構成されている。合成映像は、境界セグメント映
像化装置３６により捕捉された境界セグメント、および
特徴映像化装置３８により捕捉された特徴を含んでい
る。すでに説明したように、この映像から、偏心を計算
することができる。この実施例の場合には、境界セグメ
ント映像化装置３６が絶対距離を与えることに注意して
ほしい。さらに、境界ピクセルが境界セグメント映像化
装置３６によって測定された絶対距離から確認され、Ｔ
_ideal 、Ｔ_testを測定するために、円または他の適当な
曲線が適用される。

【００６３】Ｅ．検査システムの第三の実施例 図５に、図２の自動検査システム３０の第三の実施例を
示す。この実施例全体を参照番号３０ｃで示す。

【００６４】自動検査システム３０ｃの場合には、一つ
またはそれ以上の各境界セグメント映像化装置３６は、
境界セグメントの映像を捕捉するために設置されている
プリズム、境界セグメントの映像を受け取るように、プ
リズム９１に対して装着されている対物レンズ９２、お
よび対物レンズ９２から境界セグメントの映像を受け取
るためのカメラ６４からなっている。検査システム３０
ｃの好適な実施例の場合には、各境界セグメント映像化
装置３６のプリズム９１は、境界セグメントの映像を、
約９０度の角度で対物レンズ９２の方向に送ることがで
きる裏側に銀が貼られたミラー・プリズムである。すな
わち、入射光線と対物レンズの軸との間の角度φは約９
０度である。さらに、カメラ６４は、好適には、例え
ば、日立のＫＰ−Ｍ１型のＣＣＤのような、しかしそれ
に限定されないＣＣＤであることが好ましい。

【００６５】検査システム３０ｃの特徴映像化装置３８
は、問題の特徴の映像を捕捉し、その映像を、例えば、
日立のＫＰ−Ｍ１型のＣＣＤのような、しかしそれに限
定されないカメラ６４に送るために、終端部２１に縦方
向に整合している軸に沿って配置されている対物レンズ
９５を含んでいる。さらに、映像化システム３２は、焦
点を合わせるために、ＦＡＭ３９により終端部２１に対
して移動する。

【００６６】ＦＡＭ３９は、光学的な配置が維持される
ように、プリズム９１、対物レンズ９２、対物レンズ９
５およびカメラ６４を含む全映像化システム３２を移動
させることができる。一方、終端部の端面２１’に対す
るシステムの焦点は変化する。それ故、特徴映像化装置
３８および境界セグメント映像化装置３６のすべての素
子は、ＦＡＭ３９により、終端部２１’に対して移動す
る共通の計測フレームの一部である。好適なＦＡＭ３９
としては、例えば、ドイツのフィジーク・インストルメ
ント社製のＰ７２１．００型の圧電変換装置のような、
しかしそれに限定されない圧電変換器を使用することが
できる。

【００６７】機械視覚システム３４は、すでに説明した
ように、映像化システム３２によってつくられた映像を
分析でき、ＦＡＭ３９により映像化システム３２の焦点
を制御することができる、適当なロジック、プロセッ
サ、コンピュータまたはその組み合わせならどれでもい
い。好適な実施例の場合には、機械視覚システム３４
は、偏心分析のための合成映像をつくるために、境界セ
グメントの映像を、特徴の映像と合成する。

【００６８】Ｆ．検査システムの第四の実施例 図６に、図２の自動検査システム３０の第四の実施例を
示す。この実施例の全体を参照番号３０ｄで示す。自動
検査システム３０ｄの場合には、一つまたはそれ以上の
各境界セグメント映像化装置３６および特徴映像化装置
３８は、ハードウェアを共有している。より詳細に説明
すると、映像化システム３２は、特徴映像および一つま
たはそれ以上の境界セグメント映像を受け取るための、
終端部２１と整合している軸ｚに沿っていて、ほぼその
付近に中心を持っている対物レンズ１０１からなってい
る。好適な実施例の場合には、対物レンズ１０１は、約
２．７ｍｍの視野に対して可能な最大のＮＡと約１０ｘ
の倍率を持っている。

【００６９】カメラ６４ａは、対物レンズ１０１からの
特徴映像を受け取るような位置に設置されていて、一つ
またはそれ以上のカメラ６４ｂは、対物レンズ１０１か
ら対応する境界セグメントの映像を受け取るような位置
に設置されている。各カメラ６４ａ、６４ｂは、その対
応する映像を電気信号に変換し、変換された電気信号
は、矢印４５によって示すように、機械視覚システム３
４に送られる。カメラ６４ａ、６４ｂは、本質的には特
注のＣＣＤ装置で、各カメラは基本的には同じ大きさ
で、好適には４８０ｘ３２ピクセルの走査を持っている
のが好ましい。

【００７０】映像化システム３２は、ＦＡＭ３９に固定
され、矢印７８で示すように、機械視覚システムによっ
て制御される。ＦＡＭ３９は、対物レンズ１０１の焦点
を終端部の端面２１’上に結ばせるために、対物レンズ
１０１およびカメラ６４ａ、６４ｂを含む映像化システ
ム３２を、終端部２１に整合している軸ｚに沿って移動
させる。

【００７１】好適なＦＡＭ３９としては、例えば、ドイ
ツのフィジーク・インストルメント社製のＰ７２１．０
０型の圧電変換装置のような、しかしそれに限定されな
い圧電変換器を使用することができる。

【００７２】機械視覚システム３４は、すでに説明した
ように、映像化システム３２によってつくられた映像を
分析でき、ＦＡＭ３９の制御により映像化システム３２
の焦点を制御することができる、適当なロジック、プロ
セッサ、コンピュータまたはその組み合わせならどれで
もいい。検査システム３０ｄの場合には、機械視覚シス
テム３４は、すべてのカメラ６４ａ、６４ｂが４８０ｘ
４８０ピクセルの合成映像をつくる一つのＣＣＤである
かのように、すべてのカメラ６４ａ、６４ｂからのデー
タを読む。すなわち、各カメラ６４ａ、６４ｂからの出
力は、合成映像の一部を表している。

【００７３】III．終端部の端面の整合 機械視覚システム３４によって分析用の適当な映像を捕
捉するために、終端部の端面２１’は、対応する検査シ
ステム（図２−図６）の映像化システム３２と正しく整
合しなければならない。終端部の端面２１’は、当業者
にとっては周知の多くの可能な機械的機構のどれかを使
用して、映像化システム３２と整合させることができ
る。整合のためのいくつかの可能な実施例を以下に説明
する。

【００７４】Ａ．整合のための第一の実施例 整合のための第一の実施例の場合には、終端部の端面２
１’は、Ｖ型ブロックを使用して、映像化システム３２
と整合している。パームキストの米国特許第４，７３
８，５０８号に、Ｖ型ブロックの一例が開示されてい
る。Ｖ型ブロックは、軸ｘ，ｙに沿って終端部の端面２
１’と整合するように配置されている。さらに、ｚ軸に
沿って終端部の端面２１’を整合するために、終端部の
端面２１’のストップとして使用するためのＶ型ブロッ
クの支持面から外側に延びるように、リムをブロックま
たは突出部の端部に配置することもできる。

【００７５】Ｂ．整合のための第二の実施例 整合のための第二の実施例の場合には、終端部２１’
は、終端部２１の整合面２２''' を収容し、案内するた
めの円筒形の開口部を持っている円筒形のスリーブのよ
うな整合本体を使用して、映像化システム３２と整合し
ている。開口部は、ｘ、ｙ軸に沿って終端部の端面２
１’と整合している。さらに、リムを整合本体の端部に
設置することもできるし、またはｚ軸に沿って終端部の
端面２１’と整合するように、終端部の端面２１’に対
してストップの役割を果たすように、開口部を形成して
いる面から外側に向かって延びるように、突出部を配置
することもできる。

【００７６】Ｃ．整合のための第三の実施例 終端部の端面２１’の整合のための第三の実施例は、本
発明の実行の際に現在使用されている最善モードであ
る。この方法により、ファイバ２４を通して光を照射し
なくても、終端部の端面２１’に光を当てることができ
る。さらに、この方法は、特にフェルールの終端部２１
に適している。何故なら、この方法は斜めの面取り部２
２''、すなわち、境界セグメントおよび特徴が、異なる
焦点面に存在する場所に適しているからである。さら
に、第三の実施例は、特に四つの境界セグメント映像化
装置３６と一緒に使用するのに適している。しかし、以
下の説明をよめば分かると思うが、より少ない数の境界
セグメント映像化装置も使用することができる。

【００７７】整合のための第三の実施例は、図７Ａ、図
７Ｂ、および図７Ｃに示すように、新規の整合装置１１
０を使用している。構造の点から見ると、整合装置１１
０は、複数の硬質の整合アーム、好適には、四本の整合
アーム１１１ａ−１１１ｄからなっているのが好まし
い。図７Ａの正面図の場合、整合アーム１１１ａ−１１
１ｄは、四分の一円にわたって延びている本体の形をし
ている。整合アーム１１１ａ−１１１ｄは、それぞれ末
端部１１３ａ−１１３ｄおよび装着端面１１４ａ−１１
４ｄを持っている。図７Ａにも示すように、整合アーム
１１１ａ−１１１ｄは、空間１１６により相互に分離し
ていて、末端部１１３ａ−１１３ｄは、開口部１１８に
向けて集束していて、光の通路を形成している。開口部
１１８は、プラグの端面２２’が各整合アーム１１１ａ
−１１１ｄの末端部１１３ａ−１１３ｄと係合するよう
に、光ファイバの端面２４’の直径より大きく、プラグ
の端面２２’の直径よりは小さい直径を持っている。光
ファイバの端面２４’およびそれを取り巻くプラグの端
面２２’の一部は、完全に露出している。それ故、整合
アーム１１１ａ−１１１ｄの末端部１１３ａ−１１３ｄ
は、映像化システム３２に対して、終端部２１のｚ軸に
沿って終端部の端面２１’を保持している。

【００７８】好適な実施例に場合には、整合アーム１１
１ａ−１１１ｄの末端部１１３ａ−１１３ｄの曲率半径
（通常、公称１８ｍｍ）は、プラグの端面２２’の曲率
半径とほぼ同じであり、そのため、末端部１１３ａ−１
１３ｄは、プラグ端面２２’に（例えば、傷や凹み等
の）損傷を与えずに、表面と表面とが接する形で、しっ
かりとプラグの端面２２’と係合する。上記の構造を、
図７Ｂに参照番号１２６で示す。

【００７９】整合アーム１１１ａ−１１１ｄは、任意の
適当な方法で装着することができるが、好適には、その
装着端部１１４ａ−１１４ｄを硬質の定置プレート１２
２に装着するのが好ましい。定置プレート１２２は、プ
ラグの端面２２’が整合アーム１１１ａ−１１１ｄの末
端部１１３ａ−１１３ｄに係合することができるよう
に、終端部２１がそこを通ることができる適当な直径の
実質的に円形の孔部１２４を持っている。このプレート
の孔部１２４の中心は、開口部１１８の中心に実質的に
整合している。好適な実施例の場合には、プレート孔部
１２４の直径は約２．５ｍｍであり、開口部１１８のと
ころで、アーム１１１の内面から約２ｍｍ離れている。

【００８０】ｘ、ｙ軸に沿って、終端部の端面２１’
を、映像化システム３２と整合させるために、定置プレ
ート１２２の後面は、図７Ｃに示すように、向き合って
いるスリーブ・ハーフ１２７ａ、１２７ｂを含む細長い
円筒形の分割スリーブ１２７を持っている。スリーブ１
２７は硬質の材料で作ることができ、適当な機構または
接着剤によりプレート１２２に固定するか、またはプレ
ート１２２と一体に作ることができる。終端部２１をス
リーブ１２７内に挿入することができ、孔部１２４を通
ることができるように、また整合面２２''' が、ｘ、ｙ
に沿って、スリーブ・ハーフ１２７ａ、１２７ｂおよび
孔部１２４によって案内されるように、プレート孔部１
２４は、スリーブ１２７が形成する内部の光の通路を整
合している。

【００８１】整合装置１１０が上記のような構造をして
いるので、終端部２１が整合装置１１０と係合すると、
光ファイバの端面２４’は、アーム１１１によりｚ軸に
沿って整合し、スリーブ１２７によってｘ、ｙ軸に沿っ
て整合し、さらに、光ファイバの端面２４’（その周囲
のプラグの端面２２’の一部およびコア端面２８’）お
よび四つの境界セグメント１２５ａ−１２５ｄ全体が、
映像化システム３２（図２）に対して露出される。

【００８２】IV．終端部の端面の照明 機械視覚システム３４（図２−図６）によって、分析用
の適当な映像を捕捉するためには、終端部の端面２１’
を自然または人工の光源により十分に照明する必要があ
る。使用することができる照明装置のいくつかの例を、
以下に説明する。

【００８３】Ａ．照明用の第一の実施例 照明の第一の実施例は、フェルール接続および双円錐接
続の終端部２１の両方を含むすべてのタイプの終端部２
１に適している。好適な実施例の場合には、光は、光フ
ァイバ２４を通って入り、適当な光源を使用して試験が
行われている終端部の端面２１’の方へ向かう。光は、
他の終端部２１または他のインターフェースから入り、
試験が行われている終端部の端面２１’を持っている光
ファイバ・ケーブルへ向かうこともできる。このような
照明を使用した場合には、端面２８’の領域、光ファイ
バの端面２４’、プラグの端面２２’、整合面２２'''
および整合面２２''' を取り巻いている背景の照明の強
さは、種々に変化し、上記の各領域の間にはっきりとし
た境界線が現れる。上記のはっきりとして境界線によ
り、整合面２２''' に対するコア端面２８’の偏心を正
確に決定することができる。上記の照明装置により適当
な照明を行うことができるが、光ファイバ２４に沿って
終端部の端面２１’に光を送れない場合がでてくる。

【００８４】Ｂ．照明の第二の実施例 照明の第二の実施例は、半透明な材料または眼に見える
ほどの量の光を送らない材料から作ったプラグを持って
いる終端部２１に適しているし、実際に使用することが
できる。双円錐接続の終端部２１は、通常どちらも光を
よく伝ぱんしないエポキシまたはプラスチック製のプラ
グを持っているので、この照明装置の実施例は、双円錐
接続の終端部２１に対して使用した場合、効果的に動作
する。しかし、この照明装置の実施例は、フェルールの
終端部２１には適していない。何故なら、フェルールの
終端部２１は、通常、どちらも光をよく反射するジルコ
ニア（Ｚｒ₂ Ｏ₃ ）またはアルミナ（Ａｌ₂ Ｏ₃ ）製の
プラグを持っているからである。Ｚｒ₂ Ｏ₃ またはＡｌ
₂ Ｏ₃ から反射した光の強さは、カメラのＣＣＤ素子を
飽和させるのに十分であり、コア境界を確認することが
できる映像を形成する能力を低下させる。

【００８５】一般的にいって、照明の第二の実施例の場
合、光は、終端部２１の縦軸ｚに対して任意の角度、ま
たはすべての角度から終端部の端面２１’に直接照射さ
れる。このような照明方法が行われるので、コア端面２
８’の領域、整合面２２'''、および整合面２２''' を
取り巻く背景の光の強さは種々に変化し、上記の各領域
の間にはっきりとした境界線が現れる。上記のはっきり
として境界線により、整合面２２''' に対するコア端面
２８’の偏心を正確に決定することができる。

【００８６】Ｃ．照明用の第三の実施例 終端部の端面２１’の照明のための第三の実施例の場合
には、光を光ファイバ２４に沿って、端面２１’の方向
に送る必要はなく、現在のところ、本発明を実行する最
善モードである。第三の実施例は、半透明の材料または
ある程度の光を送ることができる材料製のプラグを持っ
ている終端部２１と一緒に使用する場合には、特に整合
のための実施例、すなわち、図７Ａ−図７Ｃの整合装置
１１０に対して適している。フェルールの終端部２１
は、通常、どちらも光をよく伝ぱんすることができるジ
ルコニア（Ｚｒ₂ Ｏ₃ ）またはアルミナ（Ａｌ₂ Ｏ₃ ）
製のプラグを持っているので、この照明装置の実施例
は、フェルールの終端部２１と一緒に使用した場合、効
果的に動作する。

【００８７】照明のための第三の実施例は、光が空間１
１６および開口部１１８を通り、境界セグメント１２５
ａ−１２５ｄおよびプラグ端面２２’、光ファイバ端面
２４’およびコア端面２８’上に当たるように、整合装
置１１０の整合アーム１１１ａ−１１１ｄ上に設置され
ている、例えば、光ファイバの束の、しかしそれには限
定されない複数の光源１２８からなっている。好適な実
施例の場合には、上記の空間１１６上に設置され、終端
部の端面２１を通るｚ軸から角度αで露出している一つ
の光源を持っている。角度αは、好適には、約７０度よ
り大きいことが好ましい。何故なら、光ファイバ２４の
受容角度は、５度より小さいからである。上記のような
構成になっているので、光ファイバ２４は、実質的には
光を吸収せず、光源１２８から終端部の端面２１’に当
たった光は、プラグ２４および光ファイバ２４の被覆２
７全体で散乱する。散乱した光は、斜めの面取り部２
２''およびプラグ端面２２’および被覆２７の端面か
ら，後ろ向きに通過するが、コア端面２８’からは散乱
しない。コア端面２８’から光が散乱しない理由の一つ
は、コア２８の光の伝ぱん特性が、被覆２７およびプラ
グ２２の光の伝ぱん特性と非常に異なっているからであ
る。すなわち、コア端面２８’は、周囲の被覆およびプ
ラグより遥かに暗く見える。さらに、定置プレート１２
２は、光がコア２８に入り、遠い端部から試験中の終端
部の端面２１’に向かって逆反射するのに十分な低い角
度で、コア２８に接近しないような、十分な大きさを持
っているプレート孔部１２を持っている。

【００８８】新規の整合装置１１０とそれに関連する光
源１２８とを組み合わせると、下記の利点が得られる。
光ファイバの端面２４’は、検査システム（図２−図
６）に対して、予め定めた位置の方向に向いている。整
合装置１１０は、光ファイバ端２４’に対して物理的接
触をしていない。終端部２１の整合面２２''' の端面境
界は、光ファイバ端面２４’と同じ焦点面を持つ必要は
ない。そうであっても、映像化を同時に行うことができ
る。最後に、光ファイバのコア２４を、試験中の終端部
２１のもう一方の端部から照明する必要もない。

【００８９】Ｖ．合成映像 検査システム（図２−図６）の映像化システム（図２−
図６）が捕捉し、生成することができる合成映像につい
て、以下に説明する。合成映像により、対象物の境界に
対する対象物のオフセットを正確に計算することがで
き、特に終端部２１の場合には、整合面２２''' がコア
端面２４’より遥かに大きい場合でも、整合面２２'''
に対するコア端面２４’の偏心を正確に計算することが
できる。実際、整合面２２''' は、通常、フェルールの
終端部２１内では約２５００ミクロンであり、一方、コ
ア端面２４’の直径は約８ミクロンから約５０ミクロン
の間である。さらに、以下に説明する映像は、必要な場
合には、追加のオーバーレイ映像と一緒に、機械視覚シ
ステム３４（図２−図６）により、出力装置４６（図
２）上に表示することができることに留意されたい。

【００９０】図８は、特徴映像化装置３８（図２）が捕
捉した特徴映像１３１のオーバレイを持つ終端部の端面
２１’の略図を示す。図に示すように、特徴映像１３１
は、光ファイバ端面２４’（コア端面２８’および被覆
端面２７’の両方）および周囲を取り巻いているプラグ
端面２２’を収容することができるだけ、十分な大きさ
を持っているが、全終端部の端面２１’および特に整合
面２２'''を捕捉することができるほどには、大きくな
い。一つまたはそれ以上の境界セグメント映像化装置３
６（図２）は、各境界セグメント１２５ａー１２５ｄを
含んでいる各境界セグメント映像１３３ａ−１３３ｄ
を、捕捉するように構成されている。一台以上の境界セ
グメント映像化装置３６を使用する場合には、境界セグ
メント映像化装置３６は、コア端面２８’の周囲に対称
的に間隔を置いて配置されている境界セグメント映像１
３３を捕捉する位置に設置しなければならない。好適な
実施例の場合には、四台の境界セグメント映像化装置３
６が使用されていて、これらの境界セグメント映像化装
置は、図８に示すように、境界セグメント映像１３３ａ
−１３３ｄを捕捉するように構成されている。

【００９１】図９Ａ−図９Ｄは、特定の実行方法によっ
て異なる（システム３０ａ，３０ａ’３０ｃ，３０
ｄ）、検査システム３０によって検索することができる
種々の合成映像を示すが、本発明はこれらの例によって
制限されるものではない。オフセットまたは偏心を測定
するために、機械視覚システム３４により、映像１３６
ａ−１３６ｄの任意のものを使用することができる。

【００９２】より詳細に説明すると、図９Ａおよび図９
Ｂは、特徴映像の上に重畳した一つの境界セグメント映
像を持っている各合成映像１３６ａ、１３６ｂを示す。
上記の映像を生成するために、一台の境界セグメント映
像化装置３６（図２）および特徴映像化装置３８（図
２）が使用されている。図９Ａは、コアの映像１３１お
よび倒立境界セグメント映像１３３から得た合成映像１
３６ａを示す。一方、図９Ｂは、コア映像１３１および
倒立していない境界セグメント映像１３３から得た合成
映像１３６ｂを示す。

【００９３】図９Ｃおよび図９Ｄは、好適な実施例に従
って、特徴映像１３１の上に重畳した四つの境界セグメ
ント映像１３３の合成映像１３６ｃ，１３６ｄを示す。
図９Ｃは、本発明の最適モードと、コア映像１３１およ
び四つの倒立している等間隔の境界セグメント映像１３
３ａ−１３３ｄから得た合成映像１３６ｃを示す。図９
Ｄは、コア映像１３１および四つの倒立していない境界
セグメント映像１３３ａ−１３３ｄから得た合成映像１
３６ｄを示す。すでに説明したように、一台以上の境界
セグメント映像１３３を使用すると、偏心の計算の精度
がよくなる。

【００９４】最後に、検査システム３０ａ、３０ａ’
（ぞれぞれ図３Ａ、図３Ｂ）は映像１３６ａ、１３６ｃ
（それぞれ図６Ａおよび図６Ｃ）を捕捉し、生成するよ
うに構成されている。一方、検査システム３０ｃ、３０
ｄ（ぞれぞれ図５、図６）は映像１３６ｂ、１３６ｄ
（それぞれ図６Ｂおよび図６Ｄ）を捕捉し、生成する。

【００９５】VI．検査方法 図７Ａから図７Ｂに、機械視覚システム３４（図２−図
６）を構成し、駆動するための新規な検査方法１４０
を示す。本質的には、検査方法１４０の場合には、検査
システムは、映像化装置３６、３８の焦点を試験中の対
象物上に結ばせ、捕捉した合成映像１３６を分析し、境
界セグメント１２５の位置に基づいて、合成映像１３６
内のコア端面２８’に対する偏心を測定する。

【００９６】最初に、フローチャートのブロック１４１
に示すように、終端部の端面２１’を、検査システム３
０の映像化システム３２（図２−図６）で検査する。フ
ェルールの終端部を試験する場合には、整合装置１１０
（図７Ａ、図７Ｂ）は、好適には、終端部の端面２１’
を整合するのに使用するのが好ましい。終端部の端面２
１’が、理想的な終端部２１（すなわち、偏心が実質的
に零の基準終端部）または試験対象の終端部２１に対応
するかどうかを表示させるために、ユーザはシステム３
０に対して入力を行う。図を見れば分かると思うが、シ
ステム３０は、ユーザが別段の指示を与えない限り、終
端部を試験終端部ときめてかかるように構成されてい
る。終端部が理想的な終端部２１’である場合には、以
下に説明するように、アルゴリズム１４０が、較正ルー
チンを実行する。

【００９７】次に、フローチャートのブロック１４２、
１４３、１４４ａに示すように、機械視覚システム３４
によって合成映像１３６が収集され、記憶される。最適
の焦点の映像を収集するために、映像３６、３８を増分
によって終端部端面２１’に対して移動させるために、
ＦＡＭ３９が使用され、各増分だけ移動させた後で、合
成映像の焦点が勾配分析によってチェックされる。勾配
は、あるピクセル値と特定の方向に沿った隣接している
ピクセルの値との間の数値の変化、または違いである。
好適には、映像３６、３８が、終端部の端面２１’から
最も遠い場所に位置し、合成映像１３６内の勾配の変化
をモニタしながら、その後終端部の端面２１’の方向
に、増分だけ移動するようにするために、ＦＡＭ３９を
初期化するのが好ましい。

【００９８】増分による移動を行った後で、焦点のピー
クを超えたことが分かったら、フローチャートのブロッ
ク１４３および１４４ｂに示すように、映像３６、３８
を最適の焦点位置に戻すように、ＦＡＭ３９が制御され
る。

【００９９】フローチャートのブロック１４５に示すよ
うに、コア端面２８’のコアの端面の中心Ｃ（ｘ₀ 、ｙ
₀ ）（Ｃ_ideal かＣ_testのどちらか）が計算され、中心
ｘ、ｙの座標がセーブされる。合成映像を適当な任意の
分析法、例えば、勾配分析を使用して分析することによ
り、中心Ｃ（ｘ₀ 、ｙ₀ ）が確認される。さらに、座標
ｘ、ｙは、合成映像１３１の映像境界に基づいている。

【０１００】フローチャートのブロック１４６に示すと
おり、サーチ領域１３５（図９Ａ−図９Ｄ）が、合成映
像１３６内に存在する各境界セグメント１２５に対し
て、合成映像１３１内に表示される。好適な実施例の場
合には、各サーチ領域１３５は、円形の辺と直線の辺を
持っている、光ファイバの端面２４’の境界内に配置さ
れた領域である。各サーチ領域１３５が、光ファイバの
端面２４’の外側の境界内の一つの領域に収容される一
つの理由は、このようにすると、光ファイバの境界の周
囲に存在するノイズに由来する予想される悪影響が最少
限度に抑制されるからである。さらに、最適のモードの
場合には、各境界セグメント１２５ａ−１２５ｄをそれ
ぞれサーチする目的で、コア端面２８’の映像の周囲に
等しい距離で配置されている四つのサーチ領域１３５ａ
−１３５ｄが存在する。

【０１０１】次に、フローチャートのブロック１４７に
示すように、各サーチ領域１３５内の境界セグメント１
２５の位置を確認するために、各サーチ領域１３５を横
切る垂直走査により、局地化された勾配サーチが行われ
る。より詳細に説明すると、境界セグメント１２５を横
切っているラインは走査され、隣接しているピクセル値
の間の変化する勾配を検査することによって分析され
る。上記の分析により、境界セグメント１２５の位置
が、各サーチ領域１３５内で確認される。

【０１０２】境界セグメントの位置の決定を統一するた
めに、検査方法１４０は、外側の境界セグメント１２５
が、必ず最適な焦点距離にくるようにしている。最適の
焦点を必ず結ぶことができるように、ＦＡＭ３９を、ｚ
軸に沿って、映像化システム３２を移動することができ
るように調節してから、勾配分析を繰り返して行い、ま
たＦＡＭ３９によって各調整を行ってから、ピーク値を
決定するために、各サーチ領域１３５の勾配を合計し、
前の数値と比較する。ピーク値を通過することによっ
て、ピーク値が確認されると、外側の境界セグメント１
２５に対する最適な焦点位置に調整するために、ＦＡＭ
３９が引っ込む。上記のプロセスは、フローチャートの
ブロック１４８ー１５１に表示されている。

【０１０３】フローチャートのブロック１５２に示すよ
うに、数回の適用中に繰り返し走査を行い、最小自乗誤
差により一つを選択することによって、曲線（例えば、
円、楕円等）を、各境界セグメント１２５に対する二つ
の次元（ｘ平面およびｙ平面）内で適用する。好適な実
施例の場合には、既知の直径（最善のモードの場合に
は、２．５ｍｍ）を持つ円が各境界セグメントに適用さ
れる。

【０１０４】曲線を各境界セグメント１２５に適用した
後に、フローチャートのブロック１５４に示すように、
終端部２１が理想的な終端部２１であるのか、または試
験終端部２１であるのかについての決定が行われる。検
査システム３０を較正するために使用され、本仕様書の
バックグランドの節に記載したプロセスの内の任意のプ
ロセスのような、任意の他の適当なプロセスによって決
定されるように、理想的な終端部２１は、基本的には
（できるだけ零に近い）最小の偏心を持つ終端部２１で
ある。フローチャートのブロック１４１に示すように、
理想的な終端部の存在は、検査システム３０の初期化の
間に、ユーザによって、機械視覚システム３４に入力さ
れる。

【０１０５】理想的な終端部２１が存在する場合には、
フローチャートのブロック１５５およびフローチャート
のブロック１４１に示すように、検査方法１４０は、較
正を行い、必要な場合には、試験終端部２１の分析準備
ＯＫとなる。反対に、フローチャートのブロック１５４
試験終端部２１が存在する場合には、検査方法１４０
は、フローチャートのブロック１５６に従って、偏心測
定方法を使用して、偏心を測定し、これにより検査方法
１４０は終了する。以下に、較正および偏心測定手順の
第一および第二の実施例について説明する。

【０１０６】Ａ．較正および偏心測定の第一の実施例 偏心の測定方法は、検査方法１４０の較正方法によって
違ってくる。図１１−図１３を参照しながら、較正およ
び偏心測定の第一の実施例について説明する。この点に
関して、図１１に較正方法１５５’を示し、図１２に対
応する偏心測定方法１５６’を示す。図１４−図１６を
参照しながら、較正および偏心測定の第二の実施例につ
いて説明する。この点に関して、図１４に較正方法１５
５''を示し、図１５に対応する偏心測定方法１５６''を
示す。較正および偏心測定の第二の実施例は、本発明の
実行について現在知られている最善のモードからなって
いることに留意されたい。

【０１０７】１．較正方法 図１１の参照番号１５５’は、第一の実施例の較正方法
を示す。図１１について説明すると、較正方法１５５’
は、フローチャートのブロック１５５ａ’に従って、理
想的な終端部２１の理想的な終端部の端面の中心Ｔ
_ideal （ｘ₁ 、ｙ₁）を設定する。図１３は、（図１０
Ａのフローチャートのブロック１４５示すように、すで
に決定した）理想的なコア端面の中心Ｃ_ideal （ｘ₀ 、
ｙ₀ ）および理想的な終端部の端面の中心Ｔ_ideal （ｘ
₁ 、ｙ₁ ）並びに以下に説明する他の図形的特徴を示
す。理想的な終端部の端面の中心Ｔ_ideal （ｘ₁ 、ｙ
₁ ）は、以下の方法で決定される。フローチャートのブ
ロック１５２（図１０Ａ）に示す前のステップからの適
合する曲線が一本しかない場合には（すなわち、境界セ
グメント映像が一つしかない場合には、）、理想的な終
端部の端面の中心Ｔ_ideal （ｘ₁ 、ｙ₁ ）は、一つの適
合する曲線の中心である。逆に、適合する曲線が一本以
上ある場合には、適合する曲線それぞれの中心が決定さ
れ、適合する曲線の中心の任意の数学的平均によって、
理想的な終端部の端面２１’の理想的な終端部の端面の
中心Ｔ_ideal （ｘ₁ 、ｙ₁ ）が決定される。次に、図１
２のフローチャートのブロック１５５ｂ’およびさらに
図１３に示すように、すでに図１０Ａフローチャートの
ブロック１４５に示す方法で決定された理想的なコアの
端面の中心Ｃ_ideal （ｘ₀ 、ｙ₀ ）が検索され、理想的
なコアの端面の中心Ｃ_ideal （ｘ₀ 、ｙ₀ ）と理想的な
終端部の端面の中心Ｔ_ideal （ｘ₁ 、ｙ₁ ）の間の距離
のベクトルｄ_ideal （ベクトルは太字で表示されてい
て、各ベクトルは大きさと方向をもっている）が計算さ
れる。距離のベクトルｄ_ideal は、フローチャートのブ
ロック１５５ｃ’に示すように、他の試験終端部２１の
将来の偏心の分析に使用するために、理想的な基準とし
てセ−ブされる。最後に、検査方法１４０は、フローチ
ャートのブロック１４１に戻り、必要な場合には試験終
端部２１の分析準備ＯＫの状態になる。

【０１０８】２．偏心測定方法 図１２に第一の偏心測定方法を参照番号１５６’により
詳細に示す。終端部の端面の中心Ｔ_test（ｘ₁ 、ｙ₁ ）
は、最初、図１２のフローチャートのブロック１５６
ａ’に従って、また図１３に示す方法で試験中の終端部
の端面２１に対して決定される。適合する曲線が一本し
かない場合には、理想的な終端部の端面の中心Ｔ_ideal
（ｘ₁’、ｙ₁’）は、適合する曲線の中心である。逆
に、適合する曲線が一本以上ある場合には、適合する曲
線それぞれの中心が決定され、適合する曲線の中心の任
意の数学的平均によって、試験終端部の端面２１の終端
部の端面の中心Ｔ_test（ｘ₁’、ｙ₁’）が決定される。
終端部の端面の中心Ｔ_test（ｘ₁’、ｙ₁’）の位置を決
めるための適合する曲線が一本しかない場合には、終端
部の境界の直径の起こり得る変化に対応できるように、
境界の点を境界映像に正確に適合させなければならな
い。この制約は、最善のモードには適用されない。何故
なら、最善のモードの曲線は、複数の境界セグメントに
適合し、この特徴により、任意の起こり得る終端部の直
径の変化を平均することができるからである。

【０１０９】次に、図１２のフローチャートのブロック
１５６ｂ’に示し、さらに図１３に示すように、実際の
コアの端面の中心Ｃ_test（ｘ₀’、ｙ₀’）が検索され、
コアの端面の中心Ｃ_test（ｘ₀’、ｙ₀’）と終端部の端
面の中心Ｔ_test（ｘ₁’、ｙ₁’）の間の距離のベクトル
ｄ_testが計算される。さらに、フローチャートのブロッ
ク１５６ｃ’に示すように、偏心ベクトルｅは、距離の
ベクトルｄ_testと理想的な基準ベクトルｄ_ideal との間
の違いの絶対値を計算することによって決定される。す
なわち、ｅ＝｜ｄ_test−ｃ_ideal｜ である。その後で、
偏心の大きさとしての偏心ベクトルｅから偏心が決定さ
れる。偏心の大きさがピクセル単位で決定された場合に
は、必要な場合には、その数値はピクセルから絶対距離
（例えば、ミクロン）に変換することができる。偏心ベ
クトルの測定ににより、直接、絶対距離で大きさを知る
ことができるように、偏心ベクトルの測定を行う前に、
距離ベクトルｄ_ideal 、ｄ_testは、絶対直線距離（例え
ば、ミクロン）で表すこともできるし、絶対直線距離に
変換することもできることに留意されたい。

【０１１０】偏心ベクトルｅの角度も、ピクセルのＣ
_test（ｘ₀’、ｙ₀’）およびＣ_ideal（ｘ₀’、ｙ₀’）
の空間内での関係を表しているという点で関連を持って
いて、距離ベクトルから確認でき、必要な場合には、出
力装置４６（図２）上に表示することができる。

【０１１１】Ｂ．較正および偏心測定の第二実施例 今度は、図１４−図１６を参照しながら、較正および偏
心測定の第二実施例について説明する。より詳細に説明
すると、図１４に較正方法１５５''を、図１５に対応す
る偏心測定方法１５６''を示す。較正および偏心測定の
第二実施例は、現時点で本発明を実行するための最善の
モードからなっている。第一の実施例とは違って、第二
の実施例は、映像化システム３２（図２）内の、合成映
像１３６が別々の光学的映像化装置３６、３８から集め
た情報を含んでいるために生じる非直線性を使用し、修
正しているので、境界セグメント１２５の位置をコア端
面２８’の最適な状態で関連づけている。

【０１１２】第二の実施例を実行するためには、映像化
システム３２は、二つまたはそれ以上の境界セグメント
映像化装置３６を使用しなければならないが、好適に
は、計算を簡単にするために偶数の境界セグメント映像
化装置を使用するのが好ましい。さらに、説明を簡単に
するために、四台の境界セグメント映像化装置３６およ
び好適な実施例の最善のモードからなる直角デカルト座
標系ｘ、ｙ、ｚを参照しながら、以下に第二の実施例を
説明する。

【０１１３】１．較正方法 図１４に、参照番号１５５''により第二の実施例の較正
手順を示す。最初に、検査方法１４０のこの時点で、理
想的な終端部２１は映像化システム３２によって撮影さ
れ、焦点が合っている。（ｚ軸に沿って、整合装置１１
０に対して固定されている。）

【０１１４】フローチャートのブロック１５５ａ''に示
すように、変換マップが理想的な終端部２１から作成さ
れ、将来の参照用に記憶される。変換マップは、本質的
には、理想的な終端部２１を、試験が行われる他の終端
部２１と比較するための装置である。構造について説明
すると、変換マップは、検査方法１４０によって実行さ
れる参照テーブルであってもいいし、数式であってもい
い。変換マップを作成するために、検査システム３０に
より一連の測定が行われるが、この場合、終端部２１
は、調整機構により映像化システム３２０の視野内の複
数のｘ、ｙで表示される位置へとシーケンシャルに移動
させられ、各境界セグメント１２５およびコア端面２
８’に関するデータが、各位置に対して記憶される。

【０１１５】コア端面２８’をｘ、ｙ平面内の予め定め
た映像領域内の任意の場所に表示するために、ユーザが
ｘ，ｙ平面内で終端部の端面２１’を組織的に移動させ
ることができるように、適当な調整機構（図示せず）
を、整合装置または映像化システム３２のいずれかを移
動させるために使用することができる。例えば、調整機
構は、ユーザが、整合装置１１０または映像化システム
３２を手動で移動させることができる単なる装着ブラケ
ットであってもいい。好適な実施例の場合には、整合装
置１１０と接続している調整機構が使用されていて、ｚ
軸に沿って終端部の端面２１’を焦点を合わせたままの
状態で、整合装置１１０をｘ、ｙ軸に沿って移動させる
ことができる。

【０１１６】フローチャートのブロック１５５ｂ''−１
５５ｆ''に示すように、変換マップは以下のようにして
作成される。フローチャートのブロック１５５ｂ''に示
すように、理想的な終端部２１は、調整機構により、
ｘ，ｙ面内を一つの位置に向かって移動する。理想的な
コア端面の中心Ｃ_ideal （ｘ₀ ，ｙ₀ ）は、フローチャ
ートのブロック１５５ｃ''に示すように、任意の適当な
勾配サーチ分析により確認される。理想的なコア端面の
中心Ｃ_ideal （ｘ₀ ，ｙ₀ ）を確認した後で、半径方向
に延びる線を中心Ｃ_ideal （ｘ₀ ，ｙ₀ ）から外側へ向
かって引く。フローチャートのブロック１５５ｄ''に示
すように、その内の一本の線は各境界セグメント１２５
に対応している。半径方向に延びる線は、好適にはＣ
_ideal （ｘ₀、ｙ₀ ）を中心に、対称的に空間を置いて
配置されているのが好ましい。さらに、フローチャート
のブロック１５５ｅ''に示すように、各境界セグメント
１２５に対応する適合曲線の中心は、対応する半径方向
に延びる線上の仮想空間内に位置している。さらに、半
径方向に延びる線が適合曲線と交わるピクセルの位置
が、フローチャートのブロック１５５ｆ''に示すよう
に、確認され、上記の交点の位置およびコア端面２８’
のコアの位置が、特定の終端部の位置に対して記憶され
る。新しい位置が選択され、十分に完全な変換マップが
作成されるまで、上記の手順が繰り返し行われる。

【０１１７】好適な実施例に関連する変換マップの作成
について以下に説明する。図１６に示すように、中心Ｃ
_ideal （ｘ₀ ，ｙ₀ ）を中心に対称的に空間を置いて配
置されている四つの境界セグメント１２５ａ−１２５ｄ
を持っている好適な実施例の場合には、半径方向に延び
る線１５７ａ−１５７ｄは、映像１３１内に含まれる。
実際、好適には、（半径方向に延びる線１５７ｂ、１５
７ｄからなる）一本の垂直線、および（半径方向に延び
る線１５７ａ−１５７ｃからなる）一本の水平線は、相
互に直角に交わるように、またその交点が理想的なコア
端面の中心Ｃ_{idea l} （ｘ₀ ，ｙ₀ ）上に位置するように
引かれることが好ましい。その後で、四つの境界セグメ
ント１２５に対応する適合曲線の中心は、線の中の一本
の上にくるように仮想空間内に位置する。それ故、境界
セグメント１２５ｂ、１２５ｄに対応する曲線の中心
は、垂直線１５７上に位置し、境界セグメント１２５
ａ、１２５ｃに対応する曲線の中心は、水平線１５８上
に位置する。次に、半径方向に延びる各線１５７ｃ、１
５７ａ、１５７ｄ、１５７ｂが、それぞれの境界セグメ
ント曲線１２５ｃ、１２５ａ、１２５ｄ、１２５ｂと交
差する交点の座標ｘ₁’、 ｘ₃’ｙ₁’およびｙ₃ ’が確
認される。最後に、交点の座標ｘ₁’、ｘ₃’、ｙ₁’お
よびｙ₃’ およびコア端面２８’のコアの位置が、特定
の終端部の位置に対して記憶される。新しい位置が選択
され、十分に完全な変換マップが作成されるまで、上記
の手順が繰り返し行われる。

【０１１８】光システムが、変換マップにより上記のよ
うに特徴づけられると、そのコア端面２８’が映像空間
の中心付近に表示されるように、調整機構により、理想
的な終端部２１の移動が行われる。例えば、映像空間が
４８０ｘ５１２ピクセルである場合には、理想的なコア
端面の中心Ｃ_ideal （ｘ₀ ，ｙ₀ ）は、ｙ軸に沿って２
４０番目のピクセルに、またｘ軸に沿って２５６番目の
ピクセルに位置する。その後、フローチャートのブロッ
ク１５５ｇ''に示すように、ｘ、ｙ軸に沿って整合装置
１１０および映像化システム３２が固定されるように、
検査システム３０を後で操作するために、調整機構は安
定化され、その位置に固定される。

【０１１９】２．偏心測定法 図１２に、参照番号１５６''により第二の実施例による
偏心測定法を示す。図１６に点線で示すグラフを参照し
ながら、偏心測定法１５６''について説明する。一般的
にいって、偏心測定法１５６''を使用した場合、未知の
偏心を持つ試験終端部２１は、較正法１５５''および理
想的な終端部２１を使用して作成された変換マップを使
用して測定される。

【０１２０】コア端面の中心Ｃ_test（ｘ₀’，ｙ₀’）
は、フローチャートのブロック１５６ａ''および図１６
のグラフに従って、任意の適当な勾配サーチ分析により
確認される。理想的なコア端面の中心Ｃ_test（ｘ₀’，
ｙ₀’）を確認した後で、半径方向に延びる線を、中心
Ｃ_test（ｘ₀’，ｙ₀’）から外側へ向かって引く。フロ
ーチャートのブロック１５６ｂ''に示すように、その内
の一本の線は各境界セグメント１２５に対応している。
半径方向に延びる線は、好適にはＣ_test（ｘ₀’、
ｙ₀’）を中心に、対称的に空間を置いて配置されてい
るのが好ましい。さらに、フローチャートのブロック１
５６ｃ''に示すように、各境界セグメント１２５に対応
する適合する曲線の中心は、対応する半径方向に延びる
線上の仮想空間内に位置している。さらに、フローチャ
ートのブロック１５６ｄ''に示すように、半径方向に延
びる線が適合曲線と交差するピクセルの位置が確認され
る。交点は、図１６に（ｘ₁’、ｙ₂’）、（ｘ₂’、
ｙ₁’）、（ｘ₃’、ｙ₂’）および（ｘ₂’、ｙ₃’）で
示す。しかし、好適には、座標ｘ₁’、ｘ₃’、ｙ₁’お
よびｙ₃’だけを確認すれば、偏心の計算には十分であ
る。

【０１２１】次に、フローチャートのブロック１５６
ｅ''に示すように、偏心が計算される。最初に、下記の
数式により数量εｘおよびεｙが計算される。

【０１２２】ｙ２レベルにおいては、

【数１】

【０１２３】ｘ２レベルにおいては、

【数２】

【０１２４】但し、ｘ₁’、ｘ₃’、ｙ₁’およびｙ₃’
は、そのコア端面２８’の測定が、試験終端部２１のコ
アの端面２８’の現在の位置と一致する点で行われた偏
心０の終端部２１の交点の位置である。さらに、偏心は
下記の式によって決定される。

【数３】

【０１２５】第二の実施例で計算した偏心は、第一の実
施例で計算した偏心より遥かに正確である。何故なら、
第二の実施例は映像化システム３２（図２）内の非直線
性に対して修正が行われていて、境界セグメント１２５
の位置がコア端面の中心２８’に最適に関連づけられて
いるからである。

【０１２６】VII．平衡焦点方法 図１２Ａ−図１２Ｃに平衡焦点方法１６０を示す。平衡
焦点方法１６０は、一つまたはそれ以上の境界セグメン
ト映像化装置３６を使用し、本発明の最善のモードで実
行された検査システム３０（図２）に適用することがで
きる。本質的には、平衡焦点方法１６０は、境界セグメ
ント１２５（図８、図９Ａ−図９Ｄ）の計算および位置
の精度を改善するための最適化技術である。

【０１２７】一般的にいって、セグメント１２５の焦点
が正確な場合には、すなわち、セグメント１２５と背景
との勾配が最大である場合には、機械視覚システム１３
４（図２）を使用して、複数のセグメント１２５の位置
を決定するのが、最も正確な方法である。数台の境界セ
グメント映像化装置３６の光学的焦点距離の間に僅かな
違いが存在する場合がある。上記の違いは、一般には、
試験中の対象物のいくつかの部分が、ＦＡＭ３９の異な
る延長で最大の勾配を示すことを意味する。平衡焦点方
法１６０は、上記の問題を解決した。

【０１２８】平衡焦点方法１６０は、フローチャートの
ブロック１４７（図１０Ａ）によって示される検査法１
４０（図１０Ａ−図１０Ｂ）のステップ内で、機械視覚
システム３４（図２−図６）によって実行される。すで
に説明したように、フローチャートのブロック１４７に
示すステップにおいては、局部化された勾配サーチは、
各境界セグメント１２５を確認するために行われる。

【０１２９】図１７Ａのフローチャートのブロック１６
１に示すように、平衡焦点方法１６０の場合には、ＦＡ
Ｍ３９は、最初、任意の境界セグメント映像化装置３６
の焦点が、任意の境界セグメント映像１２５の焦点面の
前に来るように調整される。

【０１３０】次に、フローチャートのブロック１６２に
示すように、コア端面２８’の実際の位置に基づいて、
各境界セグメント１２５に対するサーチ領域１３５が決
定される。サーチ領域は、好適には、コア端面２８’の
周囲に対称的に空間を置いて配置するのが好ましい。

【０１３１】フローチャートのブロック１６３に示すよ
うに、一連の合成映像１３６は、終端部２１の縦軸と整
合しているｚ軸に沿って、増分に従って映像化システム
３２を移動させることにより生成および記憶される。映
像１３６を収集している間に、各サーチ領域１３５に対
する最適の焦点、および映像化システム３２に対する累
積最適焦点位置を通り過ぎる。各合成映像１３６を検索
した後で、各走査線に対する最大の勾配を示すピクセル
を確認するために、各サーチ領域１３５内で勾配サーチ
が行われる。

【０１３２】各サーチ領域１３５内での勾配サーチに関
しては、フローチャートのブロック１６４に示すよう
に、ピクセルが最低域値を満足させている場合には、走
査線内で最大の勾配を持っているピクセルがセーブされ
る。好適な実施例の場合には、最低の域値は、Ｔ_min ＝
Ｐ_min ＋０．３（Ｐ_max −Ｐ_min ）で表される。但し、
Ｐ_max は、最も明るいピクセルのグレースケール値（０
ー２５５）であり、Ｐ_{mi n} は最も暗いピクセルのグレー
スケール値である。Ｐ_max およびＰ_min は、例えば、ヒ
ストグラムのような任意の適当なプロセスを使用して決
定することができる。さらに、走査線内で最大の勾配を
持ち、最低の域値を満足させるピクセルの数が、各サー
チ領域１３５に対して合計される。好適な実施例の場合
には、四つのサーチ領域１３５があるので、ピクセルの
四つの合計ａ、ｂ、ｃ、ｄは上記のプロセスによって得
られる。

【０１３３】フローチャートのブロック１６５に示すよ
うに、ＦＡＭ３９の命令に従って、個々の各サーチ領域
１３５に対する、ｚ軸に沿って映像化システム３２の最
適な焦点位置を確認するために、それぞれの合計に対し
てサーチが行われる。最適な焦点位置は、特定のサーチ
領域１３５に対して（域値の要件を満足させる）受け入
れることができるピクセルの最高の数が達成される位置
に対応する。

【０１３４】次に、フローチャートのブロック１６６に
示すように、各サーチ領域に対するピクセルの合計のす
べての組み合わせの対の間の差の絶対値を、合計するこ
とによって、統計Ｓが計算される。好適な実施例の場合
には、四つのセグメント１２５および四つのピクセルの
合計、ａ、ｂ、ｃ、ｄがあるので、統計ＳはＳ＝｜ａ−
ｂ｜＋｜ａ−ｃ｜＋｜ａ−ｄ｜＋｜ｂ−ｃ｜＋｜ｂ−ｄ
｜＋｜ｃ−ｄ｜で表される。

【０１３５】統計Ｓは、図１８に示すように、グラフの
形をしている。フローチャートのブロック１６７に示す
ように、統計Ｓが分析され、統計Ｓの勾配が最低になる
点の焦点位置ｆ₀ が確認される。次に、統計Ｓの勾配が
最低になったとき、各サーチ領域１３５が十分なピクセ
ルを含んでいるかどうかについての判断が行われる。こ
れによって信頼できる適合が行われる。さらに、域値は
任意の数であるが、好適には、経験によるデータに基づ
いて決めることが好ましい。

【０１３６】上記の質問に対する答がノーである場合に
は、平衡焦点法１６０は、フローチャートのブロック１
６８に示すように、最大累積ピクセル数の方向に、最小
ＦＡＭ増分だけ、統計Ｓから離れている。フローチャー
トのブロック１６９に示すように、移動したＦＡＭ増分
の数に基づいて、最大偏差に達したかどうかについての
決定が行われる。最大偏差に達していない場合には、方
法１６０は、十分な勾配のある点があるかどうかを決定
するために、フローチャートのブロック１６７内のステ
ップ・インジケータに戻る。最大偏差に達している場合
には、方法１６０は終了し、「このサンプルに対する解
法はありません。サンプルをクリアし測定値を再入力し
てください」というような適当なメッセージを、出力装
置４６（図２）を通してユーザに送ることができる。こ
のことはフローチャートのブロック１７１に示してあ
る。

【０１３７】統計Ｓに基づいて、十分な勾配があること
が分かった場合には、フローチャートのブロック１６７
の要求に従って、方法１６０は、フローチャートのブロ
ック１７２に示すように、最適最小統計Ｓのｚ座標にＦ
ＡＭ３９を移動させる。

【０１３８】ＦＡＭ３９がｚ座標に移動した後で、フロ
ーチャートのブロック１７３に示すように、検査方法１
４０（図１０Ａ−図１０Ｂ）の次のステップに従って、
次の分析に対する最適映像１３６が収集される。

【０１３９】当業者には、本発明の精神および範囲から
実質的に逸脱しないで、上記の実質的に多くの修正およ
び変更を行えることは明かであろう。上記のすべての修
正および変更は、特許請求の範囲に示すように、以下の
本発明の範囲内に含まれる。

【図面の簡単な説明】

【図１Ａ】本発明に従って解析する対象物の一例として
の、従来のフェルール・タイプの光ファイバの終端部の
斜視図である。

【図１Ｂ】図１Ａの終端部の端面図である。

【図１Ｃ】図１Ａの終端部内の光ファイバの断面図であ
り、中央部にある光ファイバのコアと、それを取り巻く
被覆を示す図である。

【図１Ｄ】図１Ａおよび図１Ｂの別々のフェルールの終
端を接続するための接続構造物の断面図である。

【図２】検査システムおよび方法のブロック図である。

【図３Ａ】図２の検査システムの第一の実施例のブロッ
ク図である。

【図３Ｂ】図３Ａの第一の実施例を実行するための最善
のモードのブロック図である。

【図３Ｃ】３Ｃ’−３Ｃ’線に沿って切断した、図３Ｂ
の最善のモードの実施例内で使用されている新規のレン
ズ構成の正面図である。

【図４Ａ】図２の検査システムの第二の実施例のブロッ
ク図である。

【図４Ｂ】図４Ａの第二の実施例内の境界セグメント映
像化装置の配置を示すブロック図である。

【図５】図２の検査システムの第三の実施例を示すブロ
ック図である。

【図６】図２の検査システムの第四の実施例を示すブロ
ック図である。

【図７Ａ】図２の検査システムによって分析される、フ
ェルール光ファイバの終端部を整合するための整合装置
の正面図である。

【図７Ｂ】７Ｂ’−７Ｂ’線に沿って切断した、図７Ａ
の整合装置の断面図である。

【図７Ｃ】図７Ａの整合装置の背面斜視図である。

【図８】図２の検査システムによって映像化される終端
部の端面および種々の個々の領域を示す略図である。

【図９Ａ】図２の検査システムによって形成し、分析す
ることができる合成映像（および恐らくディスプレイ映
像）の略図であり、コア映像および倒立境界セグメント
映像からの合成映像を示す図である。

【図９Ｂ】図２の検査システムによって形成し、分析す
ることができる合成映像（および恐らくディスプレイ映
像）の略図であり、コア映像および倒立してない境界セ
グメント映像からの合成映像を示す図である。

【図９Ｃ】図２の検査システムによって形成し、分析す
ることができる合成映像（および恐らくディスプレイ映
像）の略図であり、コア映像および等間隔の４つの倒立
境界セグメント映像からの合成映像（最善のモード）を
示す図である。

【図９Ｄ】図２の検査システムによって形成し、分析す
ることができる合成映像（および恐らくディスプレイ映
像）の略図であり、コア映像および等間隔の４つの倒立
してない境界セグメント映像からの合成映像である。

【図１０Ａ】図２の検査システム内の機械視覚システム
によって使用され、同システムを駆動する本発明の検査
方法を示すフローチャートである。

【図１０Ｂ】図２の検査システム内の機械視覚システム
によって使用され、同システムを駆動する本発明の検査
方法を示すフローチャートである。

【図１１】図１０Ａおよび図１０Ｂの検査方法による較
正および偏心測定の第一の実施例であり、較正方法を示
す図である。

【図１２】図１０Ａおよび図１０Ｂの検査方法による較
正および偏心測定の第一の実施例であり、対応する偏心
測定方法を示す図である。

【図１３】図１１および図１２の較正および偏心測定用
の第一の実施例の図である。

【図１４】図１０Ａおよび図１０Ｂの検査方法による較
正および偏心測定の第二の実施例（最善のモード）であ
り、較正方法を示す図である。

【図１５】図１０Ａおよび図１０Ｂの検査方法による較
正および偏心測定の第二の実施例（最善のモード）であ
り、対応する偏心測定方法を示す図である。

【図１６】図９Ｃの合成映像（最善のモード）の略図で
あり、図１４および図１５の較正および偏心測定用の第
二の実施例に従って、変換マップを作成するために、理
想的な終端部の理論上の理想的な中心Ｃ_ideal をどのよ
うに使用すればいいのか、変換マップに基づいて、試験
終端部のコア端面の中心Ｃ_testから偏心をどのようにし
て測定すればいいのかを示す。

【図１７Ａ】図１０Ａおよび図１０Ｂの検査モードと一
緒に使用することができる、偏心の計算を最適化するた
めの本発明の平衡焦点システムおよび方法を示すフロー
チャートである。

【図１７Ｂ】図１０Ａおよび図１０Ｂの検査モードと一
緒に使用することができる、偏心の計算を最適化するた
めの本発明の平衡焦点システムおよび方法を示すフロー
チャートである。

【図１７Ｃ】図１０Ａおよび図１０Ｂの検査モードと一
緒に使用することができる、偏心の計算を最適化するた
めの本発明の平衡焦点システムおよび方法を示すフロー
チャートである。

【図１８】図１７Ａおよび図１７Ｂの平衡焦点法で使用
される統計Ｓを示すグラフを示す図である。

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 合成映像を形成するために、同時に映像
   化され、その後結合された対象物の異なる領域に最適な
   焦点を結ぶための平衡焦点システムであって、 上記の対象物の上記の異なる領域の各領域の映像を、同
   時に捕捉するための光システムと、 上記の対象物に対して、上記の光システムの焦点を変更
   することができる焦点調整機構と、 上記の領域の映像が、上記の合成映像のいくつかの部分
   として表示されるように、上記の合成映像を形成するた
   めに、上記の領域の各映像を受信し、結合することがで
   きるカメラと、 上記の光システムの異なる焦点の間に捕捉される一連の
   各合成映像を上記のカメラから受信し、記憶するため
   に、上記の焦点調整機構を制御するように構成されてい
   る機械視覚システムと、 上記の一連の上記の合成映像に基づいて、上記の光シス
   テムに対する最適の焦点を決定するための上記の機械視
   覚システムに関連する平衡焦点手段とを含むシステム。
2. 【請求項２】 上記の平衡焦点手段が、 上記の領域の映像を含みそれに対応する上記の各合成映
   像内に、サーチ領域を形成するための手段と、 最大勾配を示し、予め定めた域値を超える上記の各サー
   チ領域内のピクセルの位置を確認するための手段と、 上記のサーチ領域にそれぞれ対応するピクセルの合計値
   を得るために、上記の各サーチ領域に対して確認される
   多数のピクセルの位置を決定するための手段と、 上記のピクセルの合計を数学的に結合して、上記の各標
   本化位置に対する統計を計算するための手段と、 上記の統計の局部的最小値に基づいて、上記の光システ
   ムに対する最適の標本化位置を決定するための手段とを
   含む請求項１に記載のシステム。
3. 【請求項３】 上記の統計を計算するための上記の手段
   が、上記の合計値の各組の間の違いの絶対値を加算する
   ように構成されている請求項２に記載のシステム。
4. 【請求項４】 上記の異なる領域の数が４で、上記の統
   計が式Ｓ＝｜ａ−ｂ｜＋｜ａ−ｃ｜＋｜ａ−ｄ｜＋｜ｂ
   −ｃ｜＋｜ｂ−ｄ｜＋｜ｃ−ｄ｜で計算するための手段
   によって決定され、上記の統計がＳで表され、上記のピ
   クセルの合計がａ、ｂ、ｃ、ｄで表される請求項２に記
   載のシステム。
5. 【請求項５】 合成映像を形成するために、同時に映像
   化され、その後結合された対象物の異なる領域に最適な
   焦点を結ぶための平衡焦点システムであって、対物レン
   ズを持っている光システムによって映像化される対象物
   が、 （ａ）以下のステップにより一連の合成映像を生成する
   手段と、（１）上記の対象物に対して、軸に沿って上記
   の対物レンズを増分だけ移動させる手段と、（２）上記
   の対物レンズが上記の軸に沿った種々の標本化位置に存
   在する場合に、上記の光システムにより、上記の対象物
   の上記の異なる領域の各映像を、同時の捕捉するための
   手段と、（３）上記の各映像が、上記の各合成映像のい
   くつか部分として表示されるように、特定の標本化位置
   に対応する上記の各映像を結合するための手段と、 （ｂ）上記の一連の上記の合成映像に基づいて、上記の
   軸に沿って上記の光システムに対する最適の焦点位置を
   決定するための手段とを含むシステム。
6. 【請求項６】 上記の最適焦点位置を決定するための手
   段が、（１）上記の映像の領域を含み、それに対応する
   上記の各合成映像内にサーチ領域を形成する手段と、
   （２）最大の勾配を示し、予め定めた域値を超える上記
   の各サーチ領域内でピクセルの位置を確認するための手
   段と、（３）上記のサーチ領域にそれぞれ対応するピク
   セルの合計値を得るために、上記の各サーチ領域に対し
   て確認される多数のピクセルの位置を決定するための手
   段と、（４）上記のピクセルの合計を数学的に結合し
   て、上記の各標本化位置に対する統計を計算するための
   手段と、（５）上記の統計の局部的最小値に基づいて、
   最適の焦点位置を決定するための手段とを含む請求項５
   に記載のシステム。
7. 【請求項７】 上記の統計を計算するための手段が、上
   記の合計値の各組の間の違いの絶対値を加算するための
   手段を含んでいる請求項６に記載のシステム。
8. 【請求項８】 上記の異なる領域の数が４で、上記の統
   計が式Ｓ＝｜ａ−ｂ｜＋｜ａ−ｃ｜＋｜ａ−ｄ｜＋｜ｂ
   −ｃ｜＋｜ｂ−ｄ｜＋｜ｃ−ｄ｜で計算するための手段
   を含み、上記の統計がＳで表され、上記のピクセルの合
   計がａ、ｂ、ｃ、ｄで表される請求項６に記載のシステ
   ム。
9. 【請求項９】 合成映像を形成するために、同時に映像
   化され、その後結合された対象物の異なる領域に最適な
   焦点を結ぶための平衡焦点方法であって、対物レンズを
   持っている光システムによって映像化される対象物が、
   以下のステップを含む方法であって、 （ａ）以下のステップにより一連の合成映像を生成する
   ステップと、（１）上記の対象物に対して、軸に沿って
   上記の対物レンズを増分だけ移動させるステップと、
   （２）上記の対物レンズが、上記の軸に沿った種々の標
   本化位置に存在する場合に、上記の光システムにより、
   上記の対象物の上記の異なる領域の各映像を、同時の捕
   捉するためのステップと、（３）上記の各映像が、上記
   の各合成映像のいくつか部分として表示されるように、
   上記の対物レンズの特定の標本化位置に対応する上記の
   各映像を結合するためのステップと、 （ｂ）上記の一連の上記の合成映像に基づいて、上記の
   軸に沿って上記の光システムに対する最適の焦点位置を
   決定するためのステップとを含む方法。
10. 【請求項１０】 ステップ（ｂ）が以下のステップ、す
    なわち、（１）上記の映像領域を含み、それに対応する
    上記の各合成映像内に、サーチ領域を形成するステップ
    と、（２）最大の勾配を示し、予め定めた域値を超える
    上記の各サーチ領域内でピクセルの位置を確認するため
    のステップと、（３）上記のサーチ領域にそれぞれ対応
    するピクセルの合計値を得るために、上記の各サーチ領
    域に対して確認される多数のピクセルの位置を決定する
    ためのステップと、（４）上記のピクセルの合計を数学
    的に結合して、上記の各標本化位置に対する統計を計算
    するためのステップと、（５）上記の統計の局部的最小
    値に基づいて、上記の対物レンズの最適の標本化位置を
    決定するためのステップとを含む請求項９に記載の方
    法。
11. 【請求項１１】 上記の統計が、ステップ（ｂ）（４）
    において、上記の合計値の各組の間の違いの絶対値を加
    算することによって決定される請求項１０に記載のシス
    テム。
12. 【請求項１２】 上記の異なる領域の数が４で、上記の
    統計がステップ（ｅ）において、式Ｓ＝｜ａ−ｂ｜＋｜
    ａ−ｃ｜＋｜ａ−ｄ｜＋｜ｂ−ｃ｜＋｜ｂ−ｄ｜＋｜ｃ
    −ｄ｜によって計算される、上記の統計がＳで表され、
    上記のピクセルの合計がａ、ｂ、ｃ、ｄで表される請求
    項１０に記載のシステム。