JP2509772B2 - Optical connector end face inspection equipment - Google Patents
Optical connector end face inspection equipmentInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバ同士を接続
する際に使用される光コネクタの端面形状を検査する装
置に関する。更に詳述すると、本発明は、光ファイバと
これを中心に保持したフェルールとで構成される光コネ
クタの球面加工された先端面の曲率半径を測定する光コ
ネクタの端面検査装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for inspecting the end face shape of an optical connector used for connecting optical fibers. More specifically, the present invention relates to an end face inspection device for an optical connector, which measures the radius of curvature of a spherically processed tip end face of an optical connector composed of an optical fiber and a ferrule holding the optical fiber at the center.
【0002】[0002]
【従来の技術】光ファイバとこれを保持したフェルール
の先端面を凸球面に加工した光コネクタはコネクタ接続
点での反射光の軽減と接続損失の低減が可能である。し
かし、両者のうちの接続損失の低減を確実なものにする
ためにはフェルール中心の光ファイバに対する凸球面が
規格を満す曲率半径であるか否かを検出し評価する装置
も必要となる。2. Description of the Related Art An optical connector having an optical fiber and a ferrule holding the optical fiber whose end face is processed into a convex spherical surface can reduce reflected light at a connector connecting point and reduce connection loss. However, in order to ensure reduction of the connection loss of both, a device for detecting and evaluating whether or not the convex spherical surface for the optical fiber centered on the ferrule has a radius of curvature satisfying the standard is also required.
【0003】従来、球面フェルールの先端面の曲率半径
を測定する方法としては、触針式の粗さ計または形状測
定器で頂点の断面プロフィールを描かせ、それから計算
によって求めることが一般的であった。Conventionally, as a method of measuring the radius of curvature of the tip surface of a spherical ferrule, it is common to draw a cross-sectional profile of the apex with a stylus type roughness meter or shape measuring instrument, and then calculate it. It was
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、曲率半
径の測定方法では触針でフェルール先端面を傷付ける虞
がある。また、測定に時間がかかったりあるいは計算点
が限定され測定結果の信頼度が低くなる等の問題があっ
た。また、別の用途を持った非常に大掛りのレーザ干渉
原理を用いてそのレーザ干渉計の一部の機能として球面
の曲率半径を計算させる方法も考えられるが、あまりに
も設備コストが高価になるため現実的ではない。However, in the method of measuring the radius of curvature, the tip of the ferrule may be damaged by the stylus. In addition, there is a problem that the measurement takes time or the calculation points are limited and the reliability of the measurement result is lowered. In addition, a method of calculating the radius of curvature of the spherical surface as a part of the function of the laser interferometer using a very large-scale laser interference principle having another application can be considered, but the equipment cost becomes too expensive. Because it is not realistic.
【0005】本発明は、フェルールの凸球面端面を傷付
けることなく容易に高精度で球面の曲率半径を測定して
評価することができる光ファイバの端面検査装置を提供
することを目的とする。An object of the present invention is to provide an optical fiber end face inspection apparatus capable of easily measuring the radius of curvature of the spherical surface with high accuracy without damaging the convex spherical end face of the ferrule.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、本発明は、フェルールの中心に光ファイバを貫通さ
せて固定し、それらの端面を凸球面に加工した光コネク
タの端面形状を検査する装置において、前記光コネクタ
の測定対象面に発生させたニュートンリングを画像情報
として取込む撮像手段と、この画像情報を解析し干渉縞
を判別する干渉縞判別手段と、各ニュートンリングの直
径を求めるリング直径検出手段と、前記ニュートンリン
グのうち任意の2つのニュートンリングの直径の相対的
な比較から前記凸球面の曲率半径を求める曲率半径検出
手段とから構成している。To achieve the above object, the present invention inspects the end face shape of an optical connector in which an optical fiber is penetrated and fixed at the center of a ferrule and the end faces of which are processed into a convex spherical surface. In the apparatus, an image pickup means for taking in a Newton ring generated on the surface to be measured of the optical connector as image information, an interference fringe discrimination means for analyzing the image information and discriminating an interference fringe, and a diameter of each Newton ring is obtained. The ring diameter detecting means and the radius-of-curvature detecting means for calculating the radius of curvature of the convex spherical surface from the relative comparison of the diameters of two arbitrary Newton rings among the Newton rings.
【0007】また、本発明の端面検査装置において、曲
率半径検出手段は任意の2つのニュートンリングの直径
の組合せを複数設定してそれぞれから凸球面の曲率半径
を求め、更にこれらを平均して曲率半径を求めるように
している。Further, in the end face inspection apparatus of the present invention, the curvature radius detecting means sets a plurality of arbitrary combinations of the diameters of the two Newton rings, obtains the curvature radius of the convex spherical surface from each of them, and further averages them to obtain the curvature. I try to find the radius.
【0008】[0008]
【作用】したがって、撮像手段によってXY座標上にと
り込まれたニュートンリングを利用して凸球面の曲率半
径Rを求めることができる。例えば、個々の干渉縞を判
別すると共に同一リングに属する干渉縞同士を組合せて
リングの直径を求め、このリング群のうちの2つのリン
グの直径の相対的な大きさと干渉光の波長から凸球面の
曲率半径Rを求める。Therefore, the radius of curvature R of the convex spherical surface can be obtained by using the Newton's ring taken in on the XY coordinates by the image pickup means. For example, the individual interference fringes are discriminated and the interference fringes belonging to the same ring are combined to obtain the diameter of the ring. From the relative size of the diameters of two rings in this ring group and the wavelength of the interference light, a convex spherical surface is obtained. The radius of curvature R of is calculated.
【0009】[0009]
【実施例】以下、本発明の構成を図面に示す実施例に基
づいて詳細に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The structure of the present invention will be described in detail below with reference to the embodiments shown in the drawings.
【0010】図1に本発明に係る光コネクタの端面検査
装置の一実施例をブロック図で示す。この光コネクタ1
の端面検査装置は、測定対象面即ち光コネクタ1の端面
(凸球面)に対し参照面9を離して非接触に配置した干
渉対物レンズ5を用いた結像光学系10例えば顕微鏡に
よってニュートンリング28を発生させ観察するように
している。干渉対物レンズ5は、主に対物レンズ6とビ
ームスプリッタ7及び参照面9を形成する参照ミラー8
とから構成され、測定対象面2に対し非接触となる位置
例えば測定対象面2と参照面9とがビームスプリッタ7
からほぼ等距離でかつ測定対象面2のフェルール4の中
心の光ファイバ3を通る中心軸に対し中心線が直交し光
ファイバ3の軸と平行に参照面9が形成されるような位
置に参照ミラー8が設置されている。この参照面9と測
定対象面2との間に設けられたビームスプリッタ7によ
って、光の一部が測定対象面2に、残りの一部が参照面
9に夫々照射され、それぞれの反射光の光路差によって
干渉を起こしニュートンリング28を発生させる。参照
面9はビームスプリッタ7から測定対象面2までの距離
とほぼ同じ距離でかつ光ファイバ3の中心を通る中心軸
に対し直交させるように配置しなければならないため、
例えば図示していない微調整ねじ等にて参照面ミラー8
の傾き及び前後方向への位置調節が行な得るように設け
られている。結像光学系10と光ファイバ3の中心線と
は必しも一致していなくとも良く、顕微鏡の視野内に検
査面が入っていれば良い。また、顕微鏡10の結像部分
には撮像手段15としてのCCD(charge coupled dev
ice)カメラを設置してニュートンリング及び光ファイバ
3を撮像するようにしている。尚、画像入力は撮像手段
たるCCDカメラ15の各画素毎にA/D変換をし、干
渉縞を所望の階調例えば16階調の濃淡画像に変換す
る。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an end face inspection apparatus for an optical connector according to the present invention. This optical connector 1
Is an imaging optical system 10 using an interference objective lens 5 arranged in a non-contact manner with a reference surface 9 separated from an object surface, that is, an end surface (convex spherical surface) of the optical connector 1 by a Newton ring 28 by a microscope. Is generated and observed. The interference objective lens 5 mainly includes an objective lens 6, a beam splitter 7, and a reference mirror 8 forming a reference surface 9.
And a position that is not in contact with the measurement target surface 2, for example, the measurement target surface 2 and the reference surface 9 are positioned at the beam splitter 7.
Refer to a position that is approximately equidistant from the center axis of the ferrule 4 on the surface 2 to be measured and that is perpendicular to the center axis passing through the optical fiber 3 and is parallel to the axis of the optical fiber 3. A mirror 8 is installed. The beam splitter 7 provided between the reference surface 9 and the measurement target surface 2 irradiates a part of the light to the measurement target surface 2 and the remaining part of the reference surface 9, respectively, and The optical path difference causes interference to generate a Newton ring 28. Since the reference surface 9 has to be arranged at substantially the same distance as the distance from the beam splitter 7 to the measurement target surface 2 and orthogonal to the central axis passing through the center of the optical fiber 3,
For example, by using a fine adjustment screw (not shown) or the like, the reference surface mirror 8
Is provided so that the inclination of the and the position of the front and rear can be adjusted. The image forming optical system 10 and the center line of the optical fiber 3 do not necessarily have to coincide with each other, as long as the inspection surface is within the visual field of the microscope. Further, a CCD (charge coupled dev) as an image pickup means 15 is provided in an image forming portion of the microscope 10.
ice) A camera is installed so that the Newton ring and the optical fiber 3 are imaged. For image input, A / D conversion is performed for each pixel of the CCD camera 15, which is an image pickup unit, and the interference fringes are converted into a grayscale image having a desired gradation, for example, 16 gradations.
【0011】他方、顕微鏡対物部には、光コネクタ1を
顕微鏡10に取付け、測定対象面2を一定位置にセット
するための支持部材が設けられている。この支持部材
は、例えば図2に示すように、フェルール4の外周面と
接触するV溝17を有する固定ブロック18とこれにフ
ェルール4を押しつける可動ブロック19とから成る。
可動ブロック19は、固定ブロック18に対し固着され
たストッパピン19aをガイドとして、固定ブロック1
8に対し接近ないし離反移動可能に取付けられている。
この可動ブロック19は、ストッパピン19aと可動ブ
ロック19との間に装着されたコイルスプリング19b
によって、常時固定ブロック18に向けて付勢され、固
定ブロック18との間でフェルール4を挾持する。可動
ブロック19には、偏心カム16bが回転自在に取付け
られ、ノブ16aの操作によって偏心カム16bを回転
させるように設けられている。他方、固定ブロック18
には偏心カム16bの近傍にまで延出するブラケット1
6が固着されている。このブラケット16に可動ブロッ
ク19側の偏心カム16bが回転して当接することによ
って、可動ブロック19は固定ブロック18から離れ、
フェルール4を解放する。固定ブロック18は、例えば
測定対象面3と対物レンズ6との距離を調整する顕微鏡
10の微調整手段・上下ステージに取付けられ、上下ス
テージ調整のつまみ10aの操作によって上下動し、光
ファイバ3を対物レンズ6に対し接近ないし離反移動さ
せる。ここで、支持部材は、好ましくは、フェルール4
の全域を固定ブロック18で支持せずに、先端側と後端
側との2点の僅かな幅で支持するように設けられてい
る。尚、図1において符号11はハーフミラー、12は
集光レンズ、13は光源、14は結像レンズである。On the other hand, the microscope objective part is provided with a support member for attaching the optical connector 1 to the microscope 10 and setting the surface 2 to be measured at a fixed position. As shown in FIG. 2, for example, the support member includes a fixed block 18 having a V-shaped groove 17 that comes into contact with the outer peripheral surface of the ferrule 4 and a movable block 19 that presses the ferrule 4 against the fixed block 18.
The movable block 19 uses the stopper pin 19a fixed to the fixed block 18 as a guide, and the fixed block 1
It is attached so as to be able to move toward or away from 8.
The movable block 19 includes a coil spring 19b mounted between the stopper pin 19a and the movable block 19.
Thus, the ferrule 4 is always urged toward the fixed block 18 and holds the ferrule 4 between the fixed block 18 and the fixed block 18. An eccentric cam 16b is rotatably attached to the movable block 19, and is provided so as to rotate the eccentric cam 16b by operating the knob 16a. On the other hand, the fixed block 18
The bracket 1 extending to the vicinity of the eccentric cam 16b
6 is fixed. When the eccentric cam 16b on the movable block 19 side rotates and comes into contact with the bracket 16, the movable block 19 separates from the fixed block 18,
Release ferrule 4. The fixed block 18 is attached to, for example, a fine adjustment unit / upper / lower stage of the microscope 10 for adjusting the distance between the surface 3 to be measured and the objective lens 6, and is vertically moved by operating the knob 10a for adjusting the upper / lower stage to move the optical fiber 3 It is moved toward or away from the objective lens 6. Here, the support member is preferably the ferrule 4
Is not supported by the fixed block 18, but is supported by a small width of two points on the front end side and the rear end side. In FIG. 1, reference numeral 11 is a half mirror, 12 is a condenser lens, 13 is a light source, and 14 is an imaging lens.
【0012】CCDカメラ15で得られた画像情報は画
像処理部20に送出され、同処理部においてニュートン
リング28を判別すると共に該リングの直径を求めてか
ら測定対象面即ちフェルール凸球面2の曲率半径Rを求
めるようにしている。画像処理部20は、撮像手段15
を介して入力された画像データを干渉縞を判別する干渉
縞判別手段21と、前記干渉縞のリング直径を求めるリ
ング直径検出手段22と、直径から光コネクタの凸球面
の曲率半径Rを求める曲率半径算出部23とから成り、
公知のコンピュータとこれを制御するプログラムソフト
とによって構成されている。コンピュータは特に図示し
ていないが、一般には制御用プログラム等を記憶するR
OMと、画像データや光ファイバ位置に関する入力デー
タなどを記憶するRAMと、少なくとも1つのCPU
(中央演算処理部)及びこのCPUを入力装置たるキー
ボード24や演算結果を出力する表示手段たるディスプ
レイ25あるいはプリンタ等に接続するためのI/Oイ
ンターフェースから構成されている。The image information obtained by the CCD camera 15 is sent to the image processing unit 20, which discriminates the Newton ring 28 and obtains the diameter of the ring, and then the curvature of the surface to be measured, that is, the convex spherical surface 2 of the ferrule. The radius R is calculated. The image processing unit 20 uses the image pickup means 15
Interference fringe discriminating means 21 for discriminating interference fringes from the image data inputted via, a ring diameter detecting means 22 for obtaining the ring diameter of the interference fringes, and a curvature for obtaining the radius of curvature R of the convex spherical surface of the optical connector from the diameter. And a radius calculation unit 23,
It is composed of a known computer and program software for controlling the computer. Although the computer is not shown in the figure, it is generally an R that stores a control program or the like.
OM, RAM for storing image data and input data regarding optical fiber position, and at least one CPU
(Central processing unit) and I / O interface for connecting this CPU to a keyboard 24 which is an input device, a display 25 which is a display means for outputting a calculation result, a printer or the like.
【0013】干渉縞判別手段21は、画像データから明
縞若しくは暗縞をそれぞれ認識するもので、例えば図3
に示すように、ニュートンリング28と交わる或る直線
上で画像データを走査してリング群を濃度・明暗の連続
した変化即ち波として把握し、例えば、1画素隣りの濃
度が3階調以上の差を生じた場合は干渉縞による濃度変
化と判断し、それ以下の濃度変化はノイズと判断するこ
とによって干渉縞を判別している。また、1つの干渉縞
とその隣の干渉縞との区別については干渉縞による有効
な濃度変化が1つまたはそれ以上同一方向で(例えば濃
度の増加方向で)存在し、その後有効な濃度変化がない
部分を過ぎてから逆方向の(濃度減少方向の)有効な濃
度変化が1つまたはそれ以上同一方向で存在し、続いて
更に有効な濃度変化がなくなった時に1つの干渉縞が完
結したと判断し、これにより次にあらわれた増加方向の
有効な濃度変化は隣りの干渉縞によるものと、区別して
判断していく。The interference fringe discriminating means 21 recognizes bright fringes or dark fringes from the image data, for example, as shown in FIG.
As shown in, the image data is scanned on a certain straight line that intersects with the Newton ring 28, and the ring group is recognized as a continuous change or wave of density / brightness. When a difference is generated, it is determined that the change in density is caused by the interference fringes, and the density change below that is determined as noise, so that the interference fringes are determined. Also, regarding the distinction between one interference fringe and its adjacent interference fringe, one or more effective density changes due to the interference fringes exist in the same direction (for example, in the direction of increasing density), and thereafter, the effective density change occurs. One interference fringe is completed when one or more effective density changes in the opposite direction (in the direction of decreasing density) are present in the same direction after passing through the non-existent portion, and when there is no more effective density change. Then, the next effective change in density in the increasing direction is distinguished from that of the next adjacent interference fringe.
【0014】リング直径検出手段22は、リング群のな
かの1ないし2以上のリングの直径を求める。例えば、
干渉縞判別手段21において同じ縞と判断された領域内
において、同じ明るさの2点を選出すると共にその中央
を干渉縞の筋の中心として求め、更に同じリングに属す
る縞の中心同士を組合せ、それらの間の距離を求めるこ
とによって各リングの直径が得られる。例えば、本実施
例では干渉縞判別手段21において同じ縞と判断された
領域内において、或る直線上での同じ明るさの2点
s1 ,t1 を選出すると共にその中央a1 を干渉縞の筋
の中心として求め、更に同様にして同じリングに属する
縞の他の中心b1 を求め、これら同士a1 ,b1 を多数
組合せ、それらの間の2点間距離(a1 ・b1 )の中心
点Q1 ,Q2 ,…,Qn から平均的中心Qを求め、更に
この中心点Qを通って先の直線とは直交する直線上で同
様にして同じリングに属する縞の2点の中心c1 と
d1 ,c2とd2 ,…,cn とdn からそれら2点間の
中心点B1 ,B2 ,…,Bn を求めて平均化することに
よってリング中心が得られる。The ring diameter detecting means 22 determines the diameter of one or more rings in the ring group. For example,
In the area determined to be the same fringe by the interference fringe discrimination means 21, two points having the same brightness are selected, the center thereof is determined as the center of the stripe of the interference fringe, and the centers of the fringes belonging to the same ring are combined with each other. The diameter of each ring is obtained by determining the distance between them. For example, in the present embodiment, two points s 1 and t 1 having the same brightness on a certain straight line are selected and the center a 1 of the interference fringes is selected in the area determined to be the same fringe by the interference fringe determination means 21. Of the stripes belonging to the same ring, and the other centers b 1 of the stripes that belong to the same ring are combined in the same manner, a large number of these a 1 and b 1 are combined, and the distance between the two points (a 1 · b 1 ) Center points Q 1 , Q 2 , ..., Q n, and an average center Q is obtained, and the two fringes belonging to the same ring are similarly passed through the center point Q on a straight line orthogonal to the previous straight line. The ring centers are obtained by averaging the center points B 1 , B 2 , ..., B n between the two points from the center points c 1 and d 1 , c 2 and d 2 , ..., C n and d n. Is obtained.
【0015】また、曲率半径検出手段23は、リング群
のうちの任意の2本のリングの直径と反射光の波長とか
ら光コネクタ先端面の曲率半径Rを求めるものである。
曲率半径Rの計算は、ニュートンリング28を発生させ
る光の波長λがあらかじめわかっているため、リング半
径を求めることによって容易に求められる。例えば、複
数本のニュートンリング28の中から任意の2本のリン
グを抽出し、それらの相対的な半径の比較から曲率半径
Rを求めることができる。即ち、波長λの光のリング
は、球面上において段差λ/2毎にあらわれるので、例
えば隣り合う2本の縞を比較するときには、数式1によ
って求められる。The radius-of-curvature detecting means 23 obtains the radius of curvature R of the front end face of the optical connector from the diameter of any two rings in the ring group and the wavelength of the reflected light.
The radius of curvature R can be easily calculated by obtaining the ring radius because the wavelength λ of the light that generates the Newton ring 28 is known in advance. For example, any two rings can be extracted from the plurality of Newton rings 28, and the radius of curvature R can be calculated by comparing their relative radii. That is, the ring of light having the wavelength λ appears at each step λ / 2 on the spherical surface, and therefore, for example, when two adjacent fringes are compared, it can be obtained by Expression 1.
【0016】[0016]
【数1】R={(ri+1 )2 −(ri )2 }/λ 1本縞を飛んで2本の縞を比較するときには、数式2に
よって求められる。## EQU1 ## R = {(r i + 1 ) 2 − (r i ) 2 } / λ When flying two fringes and comparing two fringes, it is calculated by the mathematical formula 2.
【0017】[0017]
【数2】R={(ri+2 )2 −(ri )2 }/2λ 更にn本離れた2本の縞を比較するときには、数式3に
よって求められる。[Number 2] R = - when {the (r i + 2) 2 ( r i) 2} / 2λ further compare the two stripes away the n is determined by Equation 3.
【0018】[0018]
【数3】R={(ri+n )2 −(ri )2 }/nλ 2本のリングを組合せて数式1〜数式3のいずれかを用
いて求められた曲率半径Rはこれだけでも凸球面の曲率
半径を示しているが、好ましくは複数のリングの組合せ
を設定し、これらから夫々求められる曲率半径を平均す
ることによって誤差の少ない曲率半径を求めることがで
きる。## EQU3 ## R = {(r i + n ) 2 − (r i ) 2 } / nλ The radius of curvature R obtained by using any one of the formulas 1 to 3 by combining two rings is Although the radius of curvature of the convex spherical surface is shown, preferably, a combination of a plurality of rings is set, and the radii of curvature obtained from these are averaged to obtain a radius of curvature with a small error.
【0019】尚、上述の実施例は本発明の好適な実施の
一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の
要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能であ
る。例えば、本実施例では干渉対物レンズ5を用いて参
照面9を測定対象面2に接触させずにニュートンリング
28を発生させているが特にこれに限定されるものでは
なく、図示していないが測定対象面2に対しガラス板を
押しつけることによって発生させたニュートンリングを
利用するようにしても良い。It should be noted that the above-mentioned embodiment is an example of the preferred embodiment of the present invention, but the present invention is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. For example, in the present embodiment, the Newton's ring 28 is generated without using the interference objective lens 5 to bring the reference surface 9 into contact with the measurement target surface 2, but the present invention is not particularly limited to this and is not shown. A Newton ring generated by pressing a glass plate against the surface 2 to be measured may be used.
【0020】以上のように構成された本実施例の光コネ
クタの端面検査装置によると、凸球面曲率半径Rの計算
は、例えば図4及び図5に示すフローチャートに基づい
て実行される。According to the end face inspection apparatus for an optical connector of the present embodiment having the above-mentioned configuration, the calculation of the radius of curvature R of the convex spherical surface is executed based on the flow charts shown in FIGS. 4 and 5, for example.
【0021】まず、準備段階として光コネクタ1を結像
光学系たる顕微鏡10の支持部材の固定ブロック18と
可動ブロック19との間に挾持させる。そして、上下ス
テージ調整つまみ10aを操作して光コネクタ1を固定
ブロック18及び可動ブロック19ごと光軸方向に移動
させながらニュートリング28を発生させ、例えば、暗
い縞あるいは明るい縞が2本以上発生するように調整す
る。First, as a preparatory step, the optical connector 1 is held between a fixed block 18 and a movable block 19 of a supporting member of the microscope 10 which is an image forming optical system. Then, by operating the upper and lower stage adjustment knobs 10a to move the optical connector 1 in the optical axis direction together with the fixed block 18 and the movable block 19, a new ring 28 is generated. For example, two or more dark stripes or bright stripes are generated. Adjust as follows.
【0022】次に、ニュートンリング28の画像を入力
する(ステップ31)。画像入力は撮像手段たるCCD
カメラ15の各画素毎にA/D変換をし、干渉縞を例え
ば16階調の濃淡画像に変換してメモリする。次いで、
撮像画面をXY座標に見たててXY座標における光ファ
イバ3の中心位置Aを入力する(ステップ32)。例え
ば、ディスプレイを見ながらキーボード26を操作して
光ファイバ3の中心にカーソルを合せて座標を読み取り
メモリする。更に、入力された画像データが干渉縞かど
うかの判別を行う(ステップ33)。例えば、メモリ画
像をあらかじめ設定された或る直線上で走査し明暗の波
としてとらえる。例えば、1画素隣りの濃度が3階調以
上の差を生じた場合は干渉縞による濃度変化と判断し、
それ以下の濃度変化はノイズと判断することによって干
渉縞を判別している。また、1つの干渉縞とその隣の干
渉縞との区別については干渉縞による有効な濃度変化が
1つまたはそれ以上同一方向で(例えば濃度の増加方向
で)存在し、その後有効な濃度変化がない部分を過ぎて
から逆方向の(濃度減少方向の)有効な濃度変化が1つ
またはそれ以上同一方向で存在し、続いて更に有効な濃
度変化がなくなった時に1つの干渉縞が完結したと判断
し、これにより次にあらわれた増加方向の有効な濃度変
化は隣りの干渉縞によるものと、区別して判断してい
く。Next, the image of the Newton ring 28 is input (step 31). Image input is CCD as image pickup means
A / D conversion is performed for each pixel of the camera 15, and the interference fringes are converted into, for example, a 16-gradation gray-scale image and stored. Then
With the imaging screen viewed at the XY coordinates, the center position A of the optical fiber 3 at the XY coordinates is input (step 32). For example, by operating the keyboard 26 while looking at the display, the cursor is positioned at the center of the optical fiber 3 and the coordinates are read and stored. Further, it is determined whether or not the input image data is an interference fringe (step 33). For example, a memory image is scanned on a certain straight line set in advance and captured as a wave of light and dark. For example, if the density adjacent to one pixel has a difference of three or more gradations, it is determined that the density changes due to interference fringes,
Interference fringes are discriminated by judging that the density change is smaller than noise. Also, regarding the distinction between one interference fringe and its adjacent interference fringe, one or more effective density changes due to the interference fringes exist in the same direction (for example, in the direction of increasing density), and thereafter, the effective density change occurs. One interference fringe is completed when one or more effective density changes in the opposite direction (in the direction of decreasing density) are present in the same direction after passing through the non-existent portion, and when there is no more effective density change. Then, the next effective change in density in the increasing direction is distinguished from that of the next adjacent interference fringe.
【0023】次に、図3に示すようにして同一リングに
属する干渉縞の組合せを求める。まず、各干渉縞の中心
a1 ,a2 ,…,P,b1 ,b2 …,bn を求める(ス
テップ34)。これは例えばステップ33において同じ
縞と判断された領域内において同じ明るさをもった2点
S1 ,t1 の中心を干渉縞の中心a1 と定義することな
どで求まる。具体的には同じ縞の間で同じ濃淡階調の画
素を捜し、その画素の間の中央を干渉縞の中央とする。
同様にして他のニュートンリングを構成する干渉縞の各
々の中心点a2 ,a3 ,…,P,b1 ,b2 ,…を求め
る。次いで同じリングに属する干渉縞の組合せを求める
(ステップ35)。図3より明らかなように、各点の座
標値より隣なる中心点間同士の長さ(a2 ・a3 ),
(a1 ・a2 ),(P・a1 ),(P・b1 ),(b1
・b2 )を求めると、(P・a1 )=(P・b1 )=最
大で(P・a1 )>(a1 ・a2 )>(a2 ・a3 )と
なることがわかる。このことからa1 とb1 が同一リン
グ上にあると判断して組合せる。次に、任意のリング例
えば最も内側のリング間a1 ,b1 の中心点Q1 を求
め、同様にしてa2 ,b2 からQ2 ,a3 ,b3 ら
Q3 ,…,Qn を求め、それらの座標値の平均から平均
的中心Qを求める(ステップ36)。ただし、QはPと
重なることもあるが常に一致するとは限らない。このと
きQを通りステップ33での走査方向と直角をなす直線
は平均的にリング群の中心を横切る位置にあることにな
る。Qを通りステップ33での走査方向と直角をなす方
向で再びニュートンリング28を走査する(ステップ3
7)。そして、ステップ34〜36と同様にして、各干
渉縞の中心(即ち波の山又は谷の中心)c1 ,c2 ,
…,B0 ,d1 ,d2 ,…,dn を求め(ステップ3
8)、同一リング上にある中心点c1 とd1 、c2 とd
2 、…,Cn とdn の組合せを行い(ステップ39)、
同一リング上の干渉縞の中心間距離(c1 ・d1 ),
(c2 ・d2 ),…,(Cn ・dn )を求める(ステッ
プ40)。このとき、走査する直線はステップ33〜3
6で求められた点Q即ちニュートンリング28と交わる
弦の中心を通りかつ弦と直交しているためリング群の中
心を横切っていることから、各々の明リングの直径を求
めたことになる。Next, a combination of interference fringes belonging to the same ring is obtained as shown in FIG. First, the center a 1, a 2 of each of the interference fringes, ..., P, b 1, b 2 ..., determine the b n (step 34). This can be obtained, for example, by defining the center of two points S 1 and t 1 having the same brightness in the area determined to have the same fringe in step 33 as the center a 1 of the interference fringe. Specifically, pixels having the same gray scale are searched for between the same stripes, and the center between the pixels is set as the center of the interference stripe.
Similarly, the center points a 2 , a 3 ,..., P, b 1 , b 2 ,... Of the interference fringes constituting the other Newton rings are obtained. Next, a combination of interference fringes belonging to the same ring is obtained (step 35). As is clear from FIG. 3, the lengths (a 2 · a 3 ) between adjacent center points are calculated from the coordinate values of each point,
(A 1 · a 2 ), (P · a 1 ), (P · b 1 ), (b 1
· B 2) When seeking, be a (P · a 1) = ( P · b 1) = a maximum (P · a 1)> ( a 1 · a 2)> (a 2 · a 3) Recognize. From this, it is judged that a 1 and b 1 are on the same ring, and they are combined. Next, the center point Q 1 of any ring, for example, between the innermost rings a 1 and b 1 , is obtained, and similarly, a 2 , b 2 to Q 2 , a 3 , b 3 to Q 3 , ..., Q n. Is calculated, and the average center Q is calculated from the average of those coordinate values (step 36). However, although Q may overlap with P, it does not always match. At this time, a straight line passing through Q and forming a right angle with the scanning direction in step 33 is located on the average across the center of the ring group. The Newton ring 28 is scanned again in a direction that passes through Q and is perpendicular to the scanning direction in step 33 (step 3
7). Then, similarly to steps 34 to 36, the centers of the interference fringes (that is, the centers of wave peaks or troughs) c 1 , c 2 ,
..., B 0, d 1, d 2, ..., determine the d n (Step 3
8), center points c 1 and d 1 , c 2 and d on the same ring
2, ..., perform a combination of C n and d n (step 39),
Center distance of interference fringes on the same ring (c 1 · d 1 ),
(C 2 · d 2 ), ..., (C n · d n ) are obtained (step 40). At this time, the scanning straight line is steps 33 to 3.
Since it passes through the center of the string intersecting the point Q, that is, the Newton's ring 28 obtained at 6 and is orthogonal to the string, it intersects the center of the ring group, so that the diameter of each bright ring is obtained.
【0024】次いで、凸球面の曲率半径Rの計算を行
う。凸球面2の曲率半径Rの計算は、ニュートンリング
28を発生させる光の波長λがあらかじめわかっている
ため、リング半径を求めることによって求められる。ス
テップ40で求められた(c1 ・d1 ),(c2 ・
d2 ),…,(cn ・dn )の距離即ち各リングの直径
を2分して各リングの半径を求める(ステップ41)。
そして、各リング半径の値から任意の2本の半径を用い
て曲率半径Rを計算する(ステップ42)。この場合、
例えば隣なる任意の2本の明縞を抽出し、数式4による
それらの相対的な半径の比較から曲率半径Rを求める。Next, the radius of curvature R of the convex spherical surface is calculated. The radius of curvature R of the convex spherical surface 2 is calculated by obtaining the ring radius because the wavelength λ of the light that generates the Newton ring 28 is known in advance. (C 1 · d 1 ), (c 2 ·
The radius of each ring is obtained by dividing the distance of d 2 ), ..., (C n · d n ), that is, the diameter of each ring into two (step 41).
Then, the radius of curvature R is calculated from the value of each ring radius using two arbitrary radii (step 42). in this case,
For example, two adjacent arbitrary bright stripes are extracted, and the radius of curvature R is calculated from the comparison of their relative radii according to Formula 4.
【0025】[0025]
【数4】R={(ri+1 )2 −(ri )2 }/λ この曲率半径Rは、更に抽出する2本のリングの組合せ
を変えることによって複数求め、それを平均することに
よって求められる。次にステップ42で求められた曲率
半径Rをディスプレイに表示する(ステップ47)。そ
して、リターン(ステップ48)で終了する。Equation 4] R = {(r i + 1 ) 2 - (r i) 2} / λ radius of curvature R may be further determined plurality by changing the combination of the two rings to be extracted, averaging it Required by. Next, the radius of curvature R obtained in step 42 is displayed on the display (step 47). Then, the process ends with a return (step 48).
【0026】[0026]
【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
の光コネクタの端面検査装置は撮像手段によって凸球面
上に生じたニュートンリングを画像情報として取込み、
個々の干渉縞を判別すると共に同一リングに属する干渉
縞同士を組合せてリングの直径を求め、このニュートン
リングのうちの2つのリングの直径の相対的な大きさの
比較から凸球面の曲率半径Rを求めるようにしたので、
触針でフェルール端面を傷付けることがない。また、単
一のニュートンリングから曲率半径を計算するのではな
く2つのリングの相対的な大きさの比較で計算をするの
で、干渉縞参照面とフェルール端面との接触状態あるい
は干渉レンズを用いた非接触参照面とフェルールとの位
置関係等に左右されずに曲率半径が求められる。更に、
視野中の複数のリングをすべて使って計算するので、信
頼性の高い測定結果が得られ、測定値の再現性も高い。As is apparent from the above description, the optical connector end face inspection apparatus of the present invention takes in a Newton ring generated on the convex spherical surface by the image pickup means as image information,
The diameter of the ring is obtained by discriminating the individual interference fringes and combining the interference fringes belonging to the same ring, and comparing the relative sizes of the diameters of the two Newton rings, the radius of curvature R of the convex spherical surface is calculated. So I asked for
Do not scratch the ferrule end face with a stylus. Also, since the radius of curvature is not calculated from a single Newton ring but the relative size of the two rings is compared, the contact state between the interference fringe reference surface and the ferrule end surface or the interference lens is used. The radius of curvature can be obtained without being affected by the positional relationship between the non-contact reference surface and the ferrule. Furthermore,
Since calculation is performed using all the rings in the field of view, highly reliable measurement results can be obtained, and the reproducibility of measurement values is also high.
【図1】本発明の光コネクタの端面検査装置の一実施例
を示すシステム構成図である。FIG. 1 is a system configuration diagram showing one embodiment of an optical connector end face inspection apparatus of the present invention.
【図2】図1のシステム構成における顕微鏡対物部の概
略説明図で、(A)は干渉対物レンズを、(B)は支持
部材を示す。FIGS. 2A and 2B are schematic explanatory views of a microscope objective section in the system configuration of FIG. 1, wherein FIG. 2A shows an interference objective lens and FIG.
【図3】ニュートンリングの直径及び中心を求める方法
の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a method for obtaining a diameter and a center of a Newton ring.
【図4】本発明の光コネクタの端面検査装置のフローチ
ャートの一部である。FIG. 4 is a part of a flowchart of the optical connector end face inspection apparatus of the present invention.
【図5】本発明の光コネクタの端面検査装置のフローチ
ャートの続きである。FIG. 5 is a continuation of the flowchart of the optical connector end face inspection apparatus of the present invention.
1 光コネクタ 2 測定対象面 3 光ファイバ 4 フェルール 10 結像光学系 15 撮像手段 18 支持部材を構成する固定ブロック 19 支持部材を構成する可動ブロック 21 干渉縞判別手段 22 リング直径検出手段 23 曲率半径検出手段 28 ニュートンリング 1 Optical Connector 2 Surface to be Measured 3 Optical Fiber 4 Ferrule 10 Imaging Optical System 15 Imaging Unit 18 Fixed Block Constituting Support Member 19 Movable Block Constituting Support Member 21 Interference Pattern Discrimination Means 22 Ring Diameter Detection Means 23 Curvature Radius Detection Means 28 Newton's Ring
Claims (2)
せて固定し、それらの端面を凸球面に加工した光コネク
タの端面形状を検査する装置において、前記光コネクタ
の測定対象面に発生させたニュートンリングを画像情報
として取込む撮像手段と、この画像情報を解析し干渉縞
を判別する干渉縞判別手段と、各ニュートンリングの直
径を求めるリング直径検出手段と、前記ニュートンリン
グのうち任意の2つのニュートンリングの直径の相対的
な比較から前記凸球面の曲率半径を求める曲率半径検出
手段とから成ることを特徴とする光コネクタの端面検査
装置。1. An apparatus for inspecting an end face shape of an optical connector in which an optical fiber is penetrated and fixed to the center of a ferrule and the end face of which is processed into a convex spherical surface, and a Newton generated on a surface to be measured of the optical connector. An image pickup means for taking in the ring as image information, an interference fringe discrimination means for analyzing the image information to discriminate interference fringes, a ring diameter detection means for obtaining the diameter of each Newton ring, and any two of the Newton rings. An end face inspection device for an optical connector, comprising: a radius-of-curvature detecting means for obtaining a radius of curvature of the convex spherical surface from a relative comparison of Newton's ring diameters.
ュートンリングの直径の組合せを複数設定してそれぞれ
から凸球面の曲率半径を求め、更にこれらを平均して曲
率半径を求めることを特徴とする請求項1記載の光コネ
クタの端面検査装置。2. The curvature radius detecting means sets a plurality of combinations of diameters of arbitrary two Newton rings, obtains the curvature radius of the convex spherical surface from each of them, and further averages these to obtain the curvature radius. The end face inspection device for an optical connector according to claim 1.
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|---|---|---|---|
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| JP30567591A JP2509772B2 (en) | 1991-10-25 | 1991-10-25 | Optical connector end face inspection equipment |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05118830A JPH05118830A (en) | 1993-05-14 |
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Family
ID=17948002
Family Applications (1)
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-
1991
- 1991-10-25 JP JP30567591A patent/JP2509772B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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