KR960001997B1 - 광커넥터의 치수측정방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

광커넥터의 치수측정방법

제1도는 본 발명 방법을 실시하는 치수측정시스템의 기계적 구성에 관한 개략구성도.

제2도는 제1도의 치수측정시스템의 전기적 접속을 표시한 개략접속도.

제3도는 광커넥터와 검사페루울과의 단부면간격과 검사광의 전송손실과의 관계를 표시한 상관도.

제4도는 본 발명방법에 의한 다심커넥터의 핀구멍 및 각 광파이버의 중심위치의 측정을 표시한 설명도.

제5도는 V홈을 사용해서 광커넥터를 X-Y 스테이지에 위치결정한 치수측정시스템의 개략구성도.

제6도는 제5도에 표시한 X-Y 스테이지의 V홈에 관한 요부를 표시한 사시도.

제7도는 본 발명방법의 변형예를 설명하는 것으로서 치수측정시스템의 요부를 표시한 사시도.

제8도는 광파이버 및 핀구멍의 중심위치의 측정을 설명하는 위치관계도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 치수측정시스템 2 : 다심커넥터

2a, 30a : 페루울 2b, 30b : 맞댐단부면

2c, 31c, 31d : 핀구멍 2d, 31b : 파이버삽입구멍

3 : 다심파이버 3a, 31 : 광파이버

4 : 광원 5 : 검사페루울

6 : 단심광파이버 7 : 송수광페루울

8 : 송수광파이버 9 : 장착판

10 : X-Y 스테이지 10a : 개구부

10b : V 홈 11 : 레이저스케일

12 : Z축 스테이지 13 : Z축 스케일

14 : 컴퓨터(ECU) 20 : X-Y 콘트롤러

21 : X-Y 콜렉터 22 : Z축 콘트롤러

23 : Z축 콜렉터 24 : 광파우어미터

30 : 단심커넥터

본 발명은, 1 혹은 2 이상의 파이버삽입구멍에 삽입고정되는 광파이버와 위치결정용 안내핀(복수)이 끼워 맞추는 핀구멍(복수)을 가진 페루울(ferrule)을 구비한 광커넥터에 있어서, 상기 파이버삽입구멍의 위치를 상기 핀구멍의 위치를 기준으로 해서 측정하는 광커넥터의 치수측정방법에 관한 것이다.

광커넥터는 맞댐접속할때의 위치결정용 핀구멍을 가진 페루울에 단심 혹은 다심광파이버를 장착한 것으로서, 광파이버가 단심인 것을 단심커넥터, 광파이버가 복수인 것을 다심커넥터라고 부르고 있다.

이와 같은 광커넥터에 있어서, 예를 들면, 다심커넥터는 플라스틱제의 페루울에 일정한 배열피치로 복수의 파이버삽입구멍을 형성하고, 이들 파이버삽입구멍의 각각에 다심파이버의 각 광파이버를 삽입하고 이것들을 접착제로 고정한 것이다. 이러한 다심커넥터를 상대방의 광커넥터와 맞댈 때에는, 안내핀을 쌍방의 핀구멍에 끼워맞추므로써 서로 위치결정해서 맞대어 접속하고, 이에 의해 대응하는 각 광파이버상호를 광학적으로 접속하고 있으며 단심에 있어서도 마찬가지이다.

상기 광커넥터에 있어서는, 대응하는 각 광파이버상호의 광축을 일치시키므로써, 다른 광커넥터와의 맞댐접속에 따른 접속손실을 극력 저감하기 위하여, 파이버삽입구멍을 서브미크론 정도로 정밀하게 형성가공할 필요가 있다.

이 때문에, 제조되는 광커넥터의 좋고 나쁨을 판정해서 양품을 선별하는 품질관리의 목적에서 광커넥터나 페루울에 있어서는, 파이버삽입구멍의 위치를 검사하는 치수측정이 행해지고 있다. 예를 들면 페루울의 치수 측정에 있어서는, 각 파이버삽입구멍이 노출되어 있는 페루울의 맞댐면에 검사광을 조사하고, 맞댐면으로부터 반사되어오는 검사광, 즉 반사조명에 의거해서 각 파이버삽입구멍의 위치를 위치측정수단에 의해 광학적으로 측정하고 있다.

그러나, 상기와 같이 반사조명에 의해서 파이버삽입구멍을 측정하면, 파이버삽입구멍의 둘레가장자리가 빠져 있거나, 구멍형상이 비뚤어져 있거나 한 경우 등에 서브미크론 정도로는 허용할 수 없는 측정오차를 발생한다는 문제가 있었다.

또한 광커넥터는 상기와 같이, 안내핀을 쌍방의 광커넥터의 핀구멍에 끼워맞추어 위치결정하므로써 접속된다. 이 때문에 파이버삽입구멍의 측정에 있어서는, 핀구멍을 기준으로 한 위치측정이 필요하다.

그러나, 핀구멍은 파이버삽입구멍에 비해서 직경이 수배 크기 때문에 핀구멍과 파이버삽입구멍은 별개로 측정하지 않으면 안되므로 측정작업이 매우 번잡하고 측정정밀도도 충분하지 않다는 문제가 있었다.

본 발명의 목적은 광커넥터에 있어서, 핀구멍을 기준으로 한 파이버삽입구멍의 위치를 높은 정밀도로 한번에 측정할 수 있는 광커넥터의 치수측정방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 광커넥터의 치수측정방법에 의하면, 1 혹은 2 이상의 광파이버가 각각 삽입되는 1 혹은 2 이상의 파이버삽입구멍과 위치결정용 안내핀(복수)이 끼워맞추는 핀구멍(복수)을 가진 페루울을 구비하고, 상기 파이버삽입구멍의 위치를 측정하는 광커넥터의 치수측정방법에 있어서, 상기 페루울의 각 핀구멍에 단심광파이버가 장착된 검사페루울을 꽂고 빼기 가능하게 삽입하는 동시에 상기 파이버삽입구멍에 광파이버를 삽입하는 공정, 상기 페루울을, X, Y 2축 방향으로 이동시키는 동시에 X, Y 2축 방향으로의 이동위치를 측정하는 위치측정수단의 소정위치에 위치결정하는 공정, 상기 위치측정수단의 근처에 배치되고, 상기 X, Y 2축 방향의 면에 직교하는 Z축 방향으로 이동가능한 Z축 스테이지에 송수광파이버가 장착된 송수광페루울을 장착하고, 상기 Z축 스테이지에 의해 이 송수광페루울을 상기 페루울에 대해서 Z축 방향으로 소정간격을 두고 맞대는 공정, 광원으로부터 출사되는 검사광을 상기 파이버삽입구멍에 삽입한 광파이버 혹은 상기 송수광파이버의 어느 한쪽에서부터 입사하는 동시에 다른쪽에서부터 수광수단에 출사시키면서, 상기 페루울을 상기 위치측정수단에 의해 X-Y 2축 방향으로 이동시키고, 상기 단심광파이버 혹은 상기 광파이버의 어느 하나와 송수광파이버를 광접속하는 공정, 상기 위치측정수단에 의해 상기 페루울을 상기 X, Y 2축 방향으로 이동시키고, 상기 송수광파이버를 상기 단심광파이버 혹은 상기 광파이버의 다른 광파이버로 순차 절환하고, 소정측정조건하에, 상기 수광수단에 출사되는 검사광을 측정해서, 당해 페루울 및 검사페루울의 각 광파이버의 위치를 측정하는 공정 및 당해 측정결과로부터 상기 페루울의 핀구멍을 기준으로하는 각 파이버삽입구멍의 중심위치를 구하는 공정을 구비한 구성으로 한 것이다.

바람직하게는 페루울은 위치측정수단에 형성한 개구부 혹은 V 홈에 의해서 X-Y 2축 방향의 소정위치에 위치결정한다. 이와 같이 하면, 측정대상인 광커넥터를 항상 위치측정수단에 대해서 소정위치에 세트할 수 있어 측정상의 오차를 적게 억제할 수 있다.

또, 바람직하게는 위치측정수단에, Z축 콘트롤러를 구비한 Z축 스케일을 설치하고, 상기 송수광페루울과 상기 페루울을 맞대는 소정간격을 상기 Z축 스케일에 의해서 측정하고, 미리 측정되어 있는 상기 송수광페루울과 상기 페루울과의 간격에 의거한 검사광의 전송손실의 관계에서, 당해 소정간격을 항상 일정하게 유지하면서, 상기 페루울 및 검사페루울의 각 광파이버의 위치를 측정한다. 이와 같이 하면, 광커넥터의 측정시에 광커넥터와 검사페루울과의 간격의 상이함에 따른 검사광의 측정오차를 제거할 수 있다.

바람직하게는 상기 페루울 및 검사페루울의 각 광파이버의 위치를 측정하는 소정측정조건으로서, 상기 단심광파이버 혹은 상기 광파이버의 어느 하나와 송수광파이버를 광접속한 상태에서 측정한 검사광의 강도에 대해서, 상기 위치측정수단에 의해 상기 페루울을 상기 X, Y 2축 방향의 복수개소로 이동시켰을때의 각 검사광의 강도가 동등해지도록 해서 측정하고, 이 측정위치로부터 핀구멍의 위치를 결정하고, 당해 핀구멍의 위치를 기준으로 해서 상기 페루울의 각 광파이버의 위치를 측정한다.

여기서, 검사페루울 및 파이버삽입구멍에 삽입되는 광파이버는 각각 검사페루울 자체 및 코어에 편심이 없는 것을 사용한다.

또, 바람직하게는 상기 페루울 및 검사페루울의 각 광파이버의 위치를 측정하는 소정 측정조건으로서, 상기 각 검사페루울을 상기 핀구멍내에서 각각 복수회, 소정각도 회전시키고, 각 회전위치에 있어서 측정한 상기 단심광파이버의 위치로부터 핀구멍의 위치를 결정하고, 당해 핀구멍의 위치를 기준으로해서 상기 페루울의 각 광파이버의 위치를 측정한다.

이와 같이 각 광파이버에 관하여 복수개소에서 검사광을 측정하면, 검사페루울에 편심이 있어도 각 광파이버의 위치측정정밀도가 향상한다.

검사광의 광원으로서는 예를 들면 LED나 반도체레이저 등의 광의 강도변동이 적은 것을 사용한다.

또 2축 방향으로 조절되는 광커넥터의 위치를 측정하는 위치측정수단으로서는, 2축 방향의 위치를 미세하게 조절할 수 있는 광학 스테이지, 예를 들면, X, Y 2축 방향의 위치를 측정하는 레이저스케일을 구비한 X-Y 스테이지를 사용한다.

이때 상기 레이저스케일은 X, Y 콜렉터에 의해서 2축 방향의 위치를 조절하고, 초기위치(원점)에의 위치결정이 행해진다. 또 X-Y 스테이지자체는 수동에 의해서 2축 방향의 위치를 미세조절할 수 있는 외에, 예를 들면 X-Y 콘트롤러에 의해서 기계적으로 미세조절하는 것도 가능하다.

또, 위치측정수단에 설치한 Z축 콘트롤러를 구비한 Z축 스케일은 예를들면 글라스스케일(glass scale)을 사용한다.

검사페루울을 광커넥터의 핀구멍에 삽입장착하면, 광커넥터의 맞댐단부면에는, 광커넥터와 검사페루울의 각 광파이버가 노출된다.

이들 각 광파이버마다, 중심위치를 측정하므로써 광커넥터의 핀구멍을 기준으로 한 파이버삽입구멍의 위치가 구해진다.

본 발명의 광커넥터의 치수측정방법에 의하면, 단심 광파이버가 장착된 검사페루울을 광커넥터의 핀구멍에 삽입 장착하므로, 각 광파이버의 위치를 핀구멍의 위치와 함께 다른 방법으로 사용하지 않고 일괄해서 측정할 수 있다. 이 때문에 핀구멍의 위치와 각 광파이버의 위치를 별개로 측정하지 않아도 되고, 핀구멍을 기준으로 한 각 광파이버의 위치를 간편하게 구할 수 있다는 뛰어난 효과를 나타낸다.

본 발명의 상기한 내용 및 기타목적, 특징 및 이점은 첨부도면에 의거한 하기의 상세한 설명으로부터 한층더 명백해질 것이다.

이하, 본 발명의 일실시예를 제1도 내지 제6도에 의거해서 상세하게 설명한다.

제1도는 본 발명방법을 실시하는 치수측정시스템(1)의 구성을 표시한 것으로서, 치수측정시스템(1)은, X-Y 스테이지(10), 레이저스케일(11), Z축 스테이지(12), Z축 스케일(13) 및 컴퓨터(ECU)(14)를 구비하고 있으며, 이들이 위치측정수단을 구성하고 있다.

X-Y 스테이지(10)는, 도시한 바와 같이 중앙에 상하방향으로 관통하고, 측정대상이 되는 광커넥터, 예를 들면 다심커넥터(2)를 장착하는 사각형의 개구부(10a)가 형성되어 있다. X-Y 스테이지(10)는 개구부(10a)에 의해서 위치결정하여 장착한 다심커넥터(2)와 함께, 도면중 화살표 X, Y 방향으로 이동가능하고, 제2도에 표시한 X-Y 콘트롤러(20)에 의해 X, Y 2축 방향의 이동이 제어된다. 이에 의해 다심커넥터(2)는 X-Y 축 방향의 위치가 미세조절된다.

다심커넥터(2)는 제1도에 표시한 바와 같이, 페루울(2a)의 파이버삽입구멍(2d)에 다심파이버(3)를 삽입한 것으로서, 맞댐단부면(2b)에는 각 광파이버(3a)의 일단부가 노출되어 있다. 여기에 있어서, 각 광파이버(3a)는 코어에 편심이 없는 것을 사용하고, 상기 파이버삽입구멍에 임시장착한 것이어도 혹은 접착고정한 것이어도 된다. 다심파이버(3)는 타단부가 LED를 사용한 광원(4)(제2도 참조)에 접속되어 있다. 또, 페루울(2a)의 각 광파이버(3a)의 단부가 노출된 양쪽에는 핀구멍(2c), (2c)이 형성되고, 각 핀구멍(2c)에는 검사 페루울(5)이 꽂고 빼기 가능하게 삽입장착되어 있다.

이 검사페루울(5)은 핀구멍(2c)의 중심위치를 측정하기 위한 것으로서, 일단부가 광원(4)(제2도 참조)에 접속된 단심광파이버(6)의 타단부에 장착되어 있다. 검사페루울(5)은 핀구멍을 높은 정밀도로 측정하기 위하여 편심이 없는 것을 사용한다.

레이저스케일(11)은 다심커넥터(2)를 장착해서 X-Y 축 방향으로 미동한 X-Y 스테이지(10)의 위치를 측정하는 것으로서, 제2도에 표시한 X-Y 콜렉터(21)에 의해 X-Y 2축 방향의 위치가 조절된다. 따라서, 레이저스케일(11)은 X-Y 콜렉터(21)에 의해 측정상의 초기위치 즉 원점으로의 위치결정이 행해진다.

Z축 스테이지(12)는 송수광페루울(7)을 장착하여 지지하는 것으로서, 제1도에 화살표 Z로 표시한 바와 같이, X-Y 스테이지(10)에 의해서 규정되는 평면에 대해서 직교하는 Z축 방향으로 이동해서, 송수광페루울(7)을 다심커넥터(2)와의 사이에 소정간격을 두고 맞댄다. 이 Z축 스테이지(12)는 제2도에 표시한 Z축 콘트롤러(22)에 의해 Z축 방향의 이동이 제어된다.

Z축 콘트롤러(22)는 미리 측정되어 있는 송수광페루울(7)과 페루울(2a)과의 간격에 의거한 검사광의 전송손실의 관계에서, 송수광페루울(7)과 페루울(2a)이 항상 소망의 소정간격이 되도록 Z축 스테이지(12)의 위치를 제어한다.

따라서, 검사대상이 되는 광커넥터의 치수측정에 있어서는, 송수광페루울(7)과 맞댐접속되는 페루울(2a)이 달라도, 양페루울(2a), (7)간의 거리가 동등하게 유지되는 결과, 접속손실이 일정하게 유지되고, 검사광의 측정정밀도가 높아진다.

여기에 있어서, 예를 들면 검사페루울(5)과 송수광페루울(7)에 있어서, 각 광파이버(6), (8)의 코어중심을 일치시킨 상태에서 Z축 스테이지(12)를 Z축 방향으로 이동하면서 각 이동위치에 있어서의 전송손실 L_D를 측정한다.

이때, 검사페루울(5)과 송수광페루울(7)과의 단부면간격의 상이함에 따른 측정오차를 제거하기 위하여 광원(4)으로부터의 검사광의 강도를 모니터해 둔다.

이러한 측정결과에 의거해서, 제3도에 표시한 전송손실 L_D와 단부면간격 Z_D에 관한 상관도를 작성해 둔다. 이 상관도에 의거해서 이후의 측정에 있어서, 송수광페루울(7)을 검사페루울(5)에 대해서 소망하는 일정간격으로 항상 유지할 수 있다.

Z축 스케일(13)은 Z축 스테이지(12)의 Z축 즉 상하운동의 이동위치를 측정하는 것으로서, 제2도에 표시한 Z축 콜렉터(23)에 의해, Z축 방향의 위치가 조절된다. 따라서, Z축 스케일(13)은, Z축 콜렉터(23)에 의해 측정상의 초기위치, 즉 원점에의 위치결정이 행해진다.

송수광페루울(7)은 일단부가 광파우어미터(24)(제2도 참조)에 접속된 송수광파이버(8)의 타단부에 장착되어 있으며, 다심 커넥터(2)와 맞대므로써, 송수광파이버(8)를 복수의 광파이버(3a)∼(6)의 어느 하나에 광 접속한다.

광파우어미터(24)는 송수광파이버(8)를 전송되어오는 광원(4)으로부터의 검사광의 광강도를 측정한다. 광파우어미터(24)가 측정한 광강도는 소정의 신호로 변환해서 컴퓨터(ECU)(14)에 입력되고, 각 광파이버(3a)∼(6)에 있어서의 코어 중심의 위치가 연산된다.

그리고, 광원(4), X-Y 콘트롤러(20), X-Y 콜렉터(21), Z축 콘트롤러(22), Z축 콜렉터(23) 및 광파우어미터(24)는, 제2도에 표시한 바와 같이, 컴퓨터(14)와 접속되고, 컴퓨터(14)에 의해서 작동이 제어되고 있다.

본 발명의 광커넥터의 치수측정방법은, 상기 치수측정시스템을 사용해서 이하와 같이해서 실행한다.

먼저, 다심커넥터(2)의 각 핀구멍(2c)에 검사페루울(5)을 맞댐단부면(2b)과 대략 면일치되도록 삽입장착 한다.

다음에, Z축 콜렉터(23)에 의해, Z축 스케일(13)을 Z축 상의 원점에 위치결정하고, 다심커넥터(2)를 X-Y 스테이지(10)의 개구부(10a)에 장착하는 동시에, Z축 스테이지(12)를 하강시킨다. 이에 의해 송수광페루울(7)을 다심커넥터(2)의 맞댐단부면(2b)과 맞대고, 코어중심의 위치를 구하고자 하고 있는 복수의 광파이버(3a)∼(6)중의 제1광파이버에 송수광파이버(8)를 개략 맞대어 접속한다.

이때, 송수광페루울(7)은 다심커넥터(2)와 완전히 밀착시킬 필요는 없고, 소정의 광파이버로부터 검사광을 측정하고 있는 동안 일정하게 유지되어 있으면 된다. 이러한 개략 접속의 상태에 있어서, 광파우어미터(24)에 의해서 측정되는 검사광의 강도를 PA라고 한다. 또 이 위치에서 X-Y 콜렉터(21)에 의해 레이저스케일(11)을 X, Y 축상의 원점에 위치결정한다.

이어서, X-Y 스테이지(10)를 조작해서, 다심터넥터(2)를 제1광파이버의 범위내에서 임의의 방향으로 이동시키고, 광파우어미터(24)에 의해서 측정되는 검사광의 강도가, 예를 들면(P_A-1)dB가 되는 위치에서 X-Y 스테이지(10)를 정지한다. 이때의 좌표위치(X₁₁, Y₁₁)를 레이저스케일(11)에 의해서 측정한다.

이런 다음 X-Y 스테이지(10)를 재차 조작해서 다심커넥터(2)를 당해 광강도의 범위내에서 다시 다른위치로 이동하고, 마찬가지로 해서 검사광의 강도가 (P_A-1)dB가 되는 좌표위치(X₁₂, Y₁₂)를 측정한다.

이하, 이러한 작업을 제1광파이버에 관해서 합계 n회(n3)회 반복하고, 제4도를 표시한 바와 같이, n개의 좌표위치를 측정한다. 이들 n개의 점은, 검사광의 전송손실이 동등한 점이며, 제1광파이버에 있어서의 코어중심 0으로부터 등거리의 원주상에 위치한다. 여기서 제4도에 있어서, 점 I_P는 송수광파이퍼(8)를 개략 맞대어 접속하고 검사광의 강도가 P_A일때에 있어서의 원점위치이다.

따라서 이러한 n개의 점에 의거해서, 원의 방정식으로부터 제1광파이버의 코어중심 C() 및 반경 R에 관한 다음식을 도출한다.

(X₁₁-)²+(Y₁₁-)²=R²

(X₁₂-)²+(Y₁₂-)²=R²

(X_1n-)²+(Y_1n-)²=R²

상기 식에 의거해서 제1광파이버의 코어중심 C()를 최소 2승법에 의해서 컴퓨터(14)로 연산한다.

이하 마찬가지로 해서, 제2 내지 제n광파이버에 상당하는 다른 광파이버(3a)∼(6)에 관해서 코어중심의 위치를 구하면 다심커넥터(2)의 핀구멍(2c), (2c)의 중심을 기준으로 한 복수의 광파이버(3a)의 코어중심의 위치가 구해진다.

이에 의해, 핀구멍(2c), (2c)을 기준으로 한 다심커넥터(2)의 파이버삽입구멍의 축어긋남량을 알 수 있어 제조되는 광커넥터의 좋고 나쁨을 판정할 수 있다.

본 발명방법에 의해서 0.1μm 이하의 정밀도를 가진 레이저스케일을 사용하여 핀구멍(2c)을 중심으로 한 복수의 광파이버(3a)에 관한 코어위치를 측정하였더니, 0.1μm의 정밀도를 얻을 수 있었다.

여기서 측정밀도가 다소 저하해도 될 경우에는 상기 방법을 간단하게 해서 이하와 같이 한다.

즉, 다심커넥터(2)와 송수광페루울(7)을 개략 접속한 상태에 있어서, X-Y 스테이지(10)를 제1광파이버의 범위내에서 임의의 방향으로 이동시키고, 광파우어미터(24)에 의해서 측정되는 검사광의 강도가 최대 즉 전송손실이 가장 작을때의 위치를 컴퓨터(14)에 의한 판별결과에 의거해서 레이저스케일(11)에 의해서 측정한다.

이하 마찬가지로 해서, 제2 내지 제n광파이버에 상당하는 다른 광파이버(3a)∼(6)의 위치를 구하면, 다심커넥터(2)의 핀구멍(2c), (2c)을 기준으로 한 복수의 광파이버(3a)의 위치를 간단하게 구할 수 있다.

또, 다심커넥터(2)는 개구부(10a)에 의해서 위치결정하여 X-Y 스테이지(10)에 장착했으나, 예를 들면 X-Y 스테이지(10)에 V홈을 형성하고, 이 V홈에 의해 광커넥터를 위치결정해도 된다.

즉, 제5도 및 제6도에 표시한 바와 같이, X-Y 스테이지(10)의 개구부(10a)에 V홈(10b), (10b)을 형성한다. 그리고, 페루울(2a)의 각 핀구멍(2c)에 꽂고 빼기 가능하게 삽입장착한 각 검사페루울(5)을, V홈(10b)에 장착판(9)에 의해서 고정하므로써, 페루울(2a)은 X-Y 스테이지(10)에 위치결정해서 장착된다.

또, 상기 측정은 검사페루울(5)에 편심이 없는 것이 조건이다. 이 때문에 검사페루울(5)이 편심하고 있는 경우에는 이하와 같이 해서 측정한다.

또한, 이하의 설명 및 도면에 있어서, 광커넥터는 단심커넥터를 사용하여, 상기 치수 측정시스템을 사용하므로, 상기의 각 구성부재와 동일한 구성부재에 관해서는 동일한 부호를 사용하고, 구성부재에 관한 상세한 설명을 생략한다.

제7도 및 제8도는 광커넥터가 단심커넥터(30)를 경우에 있어서의 각 핀구멍의 측정방법을 설명하는 것으로서, 페루울(30a)은 파이버삽입구멍(31b)내에 광파이버(31)의 일단부가 삽입되어 임시장착되고, 광파이버(31)는 타단부가 광원(4)에 접속되어 있다. 페루울(30a)은 맞댐단부면(30b)에 광파이버(31)의 단부면이 노출되어 있으며, 광파이버(31)를 끼우는 양쪽에 핀구멍(31c), (31d)이 뚫어 형성되어 있다. 양핀구멍(31c), (31d)에는 도시한 바와 같이 각각 검사페루울(5), (5)이 회전가능하게 삽입장착되고, 각 검사페루울(5)에는 단심광파이버(6)가 장착되어 있다.

이 단심커넥터(30)에 있어서, 각 광파이버(6), (31)의 위치는 이하와 같이 해서 측정한다.

먼저 페루울(30a)의 핀구멍(31c), (31d)에 검사페루울(5)을 각각 삽입장착하고, 단심커넥터(30)를 X-Y 스테이지(10)에 위치결정에 장착한다.

다음에, Z축 콜렉터(23)에 의해, Z축 스케일(13)을 Z축상의 원점에 위치결정하고, 송수광페루울(7)을 장착한 Z축 스테이지를 하강시킨다. 이에 의해 송수광페루울(7)을 단심커넥터(30)의 맞댐단부면(30b)과 맞대고, 코어중심의 위치를 구하고자하고 있는 광파이버(6)∼(31)중의 제1광파이버에 송수광파이버(8)를 개략 맞대어 접속한다.

이 상태에서 제1회째의 측정을 행한다. 이 제1회째의 측정은 광파이버(6)∼(31)의 중심의 좌표위치를 구하는 것이다.

즉, 단심광파이버(6)로부터 송수광파이버(8)에 입사하는 검사광의 강도를 광파우어미터(24)에 의해서 측정하면서, X-Y 스테이지(10)를 미동시켜서 측정되는 검사광의 강도가 최대가 되는 위치에 단심광파이버(6)의 중심을 위치맞춤한다.

그리고, 제8도에 표시한 바와 같이, 이때의 핀구멍(31c)에 있어서의 단심광파이버(6)의 중심위치 P_L1을 X-Y 스테이지(10)에 있어서의 원점(0, 0)으로 한다.

이어서, 재차, X-Y 스테이지(10)를 조작해서 송수광파이버(8)의 광축에 광파이버(31) 및 단심광파이버(6)를 순차위치맞춤하고, 상기와 마찬가지로 해서 X-Y 스테이지(10)에 의해 제8도에 표시한 광파이버(31)의 중심위치 c 및 핀구멍(31d)에 있어서의 단심광파이버(6)의 중심위치 P_R1을 측정한다.

이 측정치에 의거해서, 핀구멍(31c)에 있어서의 단심광파이버(6)의 중심 P_L1과 핀구멍(31d)에 있어서의 단심광파이버(6)의 중심 P_R1을 통과하는 축을 기준으로 해서 제8도에 표시한 단심광파이버(6), (6)간의 거리 L₁(=) 및 광파이버(31)의 축어긋남량 X₁, Y₁을 구한다.

다음에, 핀구멍(31d)에 삽입장착한 검사페루울(5)을 제7도에 화살표로 표시한 방향으로 180°회전하고, 상기와 마찬가지로 해서 제2회째의 측정을 행한다. 이에 의해 핀구멍(31d)에 있어서의 단심광파이버(6)의 중심위치 P_R2를 측정한다.

그리고, 단심광파이버(6), (6)의 중심 P_L1, P_R2를 통과하는 축을 기준으로 해서 제2도에 표시한 단심광파이버(6), (6)간의 거리 L₂() 및 광파이버(31)의 축어긋남량 X₂, Y₂를 구한다.

이어서, 핀구멍(31c)에 삽입장착한 검사페루울(5)을 마찬가지로 180°회전하고 제3회째의 측정을 행한다. 이에 의해 핀구멍(31c)에 있어서의 단심광파이버(6)의 중심위치 P_L2를 측정한다.

그리고, 단심광파이버(6), (6)의 중심 P_L2, P_R2를 통과하는 축을 기준으로 해서 제2도에 표시한 단심광파이버(6), (6)간의 거리 L₃() 및 광파이버(31)의 축어긋남량 X₃, Y₃를 구한다.

이상으로부터, 양 단심광파이버(6), (6)의 중심 P_L1, P_R2를 통과하는 축을 기준으로 해서 각 핀구멍(31c), (31d)의 편심중심 C_R(X_R, Y_R), C_L(X_L, Y_L)이 각각 다음식에 의해서 구해진다.

X_L=-(L₃cosα₁-L₂)/2

Y_L=L₃sinα₁/2

X_R=(L₁cosα₂-L₂)/2+L₂

Y_R=L₁sinα₂/2

여기서, α₁, α₂는 다음식으로 표시된다.

α₁=Tan^-1Y₂/(L₂-X₂)-Tan^-1Y₃/(L₃-X₃)

α2=Tan^-1Y₂/X₂-Tan^-1Y₁/X₁

따라서, 핀구멍(31c)의 편심중심 C_R을 기준으로 하고, 각 핀구멍(31c), (31d)의 편심중심 C_R, C_L을 통과하는 축을 토대로한 양 핀구멍(31c), (31d)간의 거리 L() 및 광파이버(31)의 위치(X, Y)는, 다음식에 의해 구할 수 있다.

L={(X_R-X_L)²+(Y_R-Y_L)²}^1/2

X={(X₂-X_L)²+(Y₂-Y_L)²}^1/2·cosθ

Y={(X₂-X_L)²+(Y₂-Y_L)²}^1/2·sinθ

여기서 θ는 핀구멍(31c)의 편심중심 C_R을 기준으로 했을때의 광파이버(31)의 중심(X, Y)과 편심중심 C_R을 연결하는 선분이 핀구멍(31c), (31d)의 편심중심 C_R, C_L을 통과하는 축을 이루는 각도로서 다음식으로 주어진다.

θ=Tan^-1(Y₂-Y_L)/(X₂-X_L)-Tan^-1(Y_R-Y_L)/(X_R-X_L)

따라서, 이상에 의해 핀구멍(31c), (31d)의 편심을 보정한 광파이버(31)의 위치(X, Y)가 구해진다.

여기에 있어서, 검사페루울(7)의 회전각도는, 핀구멍(31c), (31d)의 편심량을 측정할 수 있으면 특별히 한정은 없으나 측정횟수를 저감하는데에는 반회전 즉 180인 것이 바람직하다.

또한, 상기 실시예에서는 광원(4)을 다심커넥터(2)혹은 단심커넥터(30)쪽에 광파우어미터(24)를 송수광페루울(7)쪽에 접속하고, 검사광을 다심커넥터(2) 혹은 단심커넥터(30)쪽으로부터 송수광페루울(7)에 전송했다. 그러나 이와 반대로 광원(4)을 송수광페루울(7)쪽에 광파우어미터(24)를 다심커넥터(2) 혹은 단심커넥터(30)쪽에 각각 접속하고, 검사광을 송수광페루울(7)쪽으로부터 다심커넥터(2) 혹은 단심커넥터(30)쪽으로 전송해도 된다.

또, 각 광파이버의 위치는, 광파우어미터에 의해 복수위치에 있어서 전송되어오는 검사광의 강도를 구하고, 이러한 측정위치에 의거해서 연산에 의해서 구했다. 그러나 예를 들면 각 광파이버의 출사단부면을 촬상카메라(CCD 카메라)에 의해서 촬영하고, 이 영상을 화상처리함으로써 각 광파이버의 중심위치를 구하는 것도 가능하다.

제7도 및 제8도는 본 발명의 광파이버커넥터의 축어긋남측정방법의 일실시예를 설명하는 것으로서, 제7도는 본 발명방법을 실시할때의 배치도, 제8도는 측정한 광파이버 및 핀구멍의 중심위치에 의거한 축어긋남량의 구하는 법을 표시하는 설명도이다.

Claims (17)

1 혹은 2 이상의 광파이버(3a, 31)가 각각 삽입되는 1 혹은 2 이상의 파이버삽입구멍(2d, 31b)과 위치결정용 안내핀(복수)이 끼워맞추어지는 핀구멍(복수)(2c, 31c, 31d)을 가진 페루울(2a, 30a)을 가진 페루울(2a, 30a)을 구비하고, 상기 파이버삽입구멍의 위치를 측정하는, 하기의 공정을 구비한 광커넥터(2, 30)의 치수측정방법에 있어서, 상기 페루울의 각 핀구멍에 단심광파이버(6)가 장착된 검사페루울(5)을 꽂고 빼기 가능하게 삽입하는 동시에 상기 파이버삽입구멍에 광파이버를 삽입하는 공정과, 상기 페루울(5)을 X, Y 2축 방향으로 이동시키는 동시에 X, Y 2축 방향으로의 이동위치를 측정하는 위치측정수단의 소정위치에 위치결정하는 공정과, 상기 위치측정수단의 근처에 배치되고, 상기 X, Y 2축 방향의 면에 직교하는 Z축 방향으로 이동가능한 Z축 스테이지에, 송수광파이버(8)가 장착된 송수광페루울(7)을 장착하고, 상기 Z축 스테이지에 의해 이 송수광페루울(7)을 상기 페루울(2a, 30a)에 대해서 Z축 방향으로 소정간격을 두고 맞대는 공정과, 광원으로부터 출사되는 검사광을 상기 파이버삽입구멍에 삽입한 광파이버(3a, 31) 혹은 상기 송수광파이버(8)의 어느 한쪽에서부터 입사하는 동시에 다른쪽에서부터 수광수단에 출사키면서, 상기 페루울(2a, 30a)을 상기 위치측정수단에 의해 X-Y 2축 방향으로 이동시키고, 상기 단심광파이버(6) 혹은 상기 광파이버(3a, 31)의 어느 하나와 송수광파이버(8)를 광접속하는 공정과, 상기 위치측정수단에 의해 상기 페루울(2a, 30a)을 상기 X, Y 2축 방향으로 이동시키고, 상기 송수광파이버(8)를 상기 단심광파이버(6) 혹은 상기 광파이버(3a, 31)의 다른 광파이버로 순차 절환하고, 소정측정조건하에, 상기 수광수단에 출사되는 검사광을 측정해서 당해 페루울(2a, 30a) 및 검사페루울(5)의 각 광파이버(3a, 31, 6)의 위치를 측정하는 공정 및 당해 측정결과로부터 상기 페루울(2a, 30a)의 핀구멍(2c, 31c, 31d)을 기준으로 하는 각 파이버삽입구멍(2d, 31b)의 중심위치를 구하는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 광커넥터의 치수측정방법.

제1항에 있어서, 상기 위치측정수단에는 상기 페루울(2a, 30a)의 형상에 대응해서 형성한 개구부(10a)가 형성되고, 상기 페루울은, 이 개구부에 의해서 상기 위치 측정수단에 X, Y 2축 방향의 소정위치에 위치결정해서 장착되는 것을 특징으로 하는 광커넥터의 치수측정방법.

제1항에 있어서, 상기 위치측정수단에는 소정위치에 V홈(10b)(복수)이 형성되고, 상기 페루울은 이 V홈에 의해서 상기 각 검사페루울(5)을 위치결정해서 상기 위치측정수단의 X, Y 2축 방향의 소정위치로 위치결정해서 장착되는 것을 특징으로 하는 광커넥터의 치수측정방법.

제1항에 있어서, 상기 위치측정수단에는, Z축 콘트롤러(22)를 구비한 Z축 스케일(13)이 설치되고, 상기 송수광페루울(7)과 상기 페루울(2a, 30a)을 맞대는 소정간격이 상기 Z축 스케일에 의해서 측정되고, 미리 측정되어 있는 상기 송수광페루울과 상기 페루울과의 간격에 의거한 검사광의 전송손실의 관계에서, 당해 소정간격을 항상 일정하게 유지하면서, 상기 페루울 및 검사페루울의 각 광파이버의 위치를 측정하는 것을 특징으로 하는 광커넥터의 치수측정방법.

제4항에 있어서, 상기 Z축 스케일이 글라스스케일인 것을 특징으로 하는 광커넥터의 치수측정방법.

제1항에 있어서, 상기 검사광에 의거해서 상기 페루울(2a, 30a) 및 검사페루울(5)의 각 광파이버(3a, 31)의 위치를 측정하는 소정측정조건으로서, 상기 단심광파이버(6) 혹은 상기 광파이버(3a, 31)의 어느 하나와 송수광파이버(7)를 광접속한 상태에서 측정한 검사광의 강도에 대해서, 상기 위치측정수단에 의해 상기 페루울을 상기 X, Y 2축 방향의 복수개소로 이동시켰을때의 각 검사광의 강도가 동등해지도록 해서 측정하고, 이 측정위치로부터 핀구멍(2c, 31c, 31d)의 위치를 결정하고, 당해 핀구멍의 위치를 기준으로 해서 상기 페루울의 각 광파이버의 위치를 측정하는 것을 특징으로 하는 광커넥터의 치수측정방법.

제1항에 있어서, 상기 검사광에 의거해서 상기 페루울(2a, 30a) 및 검사페루울(5)의 각 광파이버(3a, 31)의 위치를 측정하는 소정측정조건으로서, 상기 각 검사페루울(5)을 상기 핀구멍(2c, 31c, 31d)내에서 각각 복수회, 소정각도회전시키고, 각 회전위치에 있어서 측정한 상기 단심광파이버(6)의 위치로부터 핀구멍의 위치를 결정하고, 당해 핀 구멍의 위치를 기준으로 해서 상기 페루울의 각 광파이버의 위치를 측정하는 것을 특징으로 하는 광커넥터의 치수측정방법.

제1항에 있어서, 상기 파이버삽입구멍에 삽입한 광파이버가 상기 파이버삽입구멍에 임시 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 광커넥터의 치수측정방법.

제1항에 있어서, 상기 파이버삽입구멍에 삽입한 광파이버가 상기 파이버삽입구멍에 접착고정되어 있는 것을 특징으로 하는 광커넥터의 치수측정방법.

제1항에 있어서, 상기 위치측정수단인 레이저스케일(11)을 구비한 X-Y 스테이지(10)인 것을 특징으로 하는 광커넥터의 치수측정방법.

제1항에 있어서, 상기 X-Y 스테이지(10)의 X-Y 2축 방향의 이동을 X-Y 콘트롤러(20)에 의해서 제어하는 것을 특징으로 하는 광커넥터의 치수측정방법.

제1항에 있어서, 상기 Z축 스테이지(12)를 Z축 콘트롤러(22)에 의해서 Z축 방향의 움직임을 제어하는 것을 특징으로 하는 광커넥터의 치수측정방법.

제1항에 있어서, 상기 페루울에 삽입하는 광파이버 및 상기 검사페루울에 장착한 단심광파이버 및 검사페루울은, 코어외경 및 페루울의 외경에 편심이 없는 것을 특징으로 하는 광커넥터의 치수측정방법.

제1항에 있어서, 상기 검사광의 광원(4)이 LED인 것을 특징으로 하는 광커넥터의 치수측정방법.

제1항에 있어서, 상기 검사광의 광원(4)이 반도체레이저인 것을 특징으로 하는 광커넥터의 치수측정방법.

제1항에 있어서, 상기 검사광의 수광수단이 광파우어미터(24)인 것을 특징으로 하는 광커넥터의 치수측정방법.

제1항에 있어서, 상기 검사광이 측정한 상기 페루울 및 검사페루울의 각 광파이버의 위치에 의거해서 전자제어장치(Electric Control Unit)에 의해 당해 측정결과를 처리해서 상기 페루울의 핀구멍을 기준으로 하는 각 파이버삽입구멍의 중심위치를 구하는 것을 특징으로 하는 광커넥터의 치수측정방법.