JP3317100B2 - Optical connector polished surface automatic inspection device and optical connector polished surface inspection method - Google Patents
Optical connector polished surface automatic inspection device and optical connector polished surface inspection methodInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信に用いられ
る光コネクタの研磨面自動検査装置及び研磨面検査法に
関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus and a method for automatically inspecting a polished surface of an optical connector used for optical communication.
【0002】[0002]
【従来の技術】光通信システムに用いられる光コネクタ
では、光接続部における低接続損失と低反射が要求され
る。これを実現するため、光コネクタ端面は、通常、凸
球面状に精密研磨されている。特に最近では、光コネク
タの接続部での低反射化が強く要求され、反射減衰量と
して40dB以上が求められている。このような要求を
満たすためには、超低反射を実現する研磨技術と研磨面
の形状検査が重要である。低反射研磨面を得るために
は、たとえば、10〜25mm程度の凸球面研磨面の曲
率半径、50μm以下の光ファイバ中心と研磨頂点との
偏差(以下頂点ずれ)、50nm以下のフェルール研磨
面の頂点と光ファイバ中心との偏差(以下段差)を実現
する必要が有り、また同時に研磨面に傷、汚れが無いこ
とが要求される。2. Description of the Related Art In an optical connector used in an optical communication system, low connection loss and low reflection at an optical connection portion are required. To achieve this, the end face of the optical connector is usually precision polished to a convex spherical shape. In particular, recently, there is a strong demand for low reflection at the connection portion of the optical connector, and a return loss of 40 dB or more is required. In order to satisfy such demands, a polishing technique for realizing ultra-low reflection and a shape inspection of a polished surface are important. In order to obtain a low-reflection polished surface, for example, a radius of curvature of a convex spherical polished surface of about 10 to 25 mm, a deviation between the center of an optical fiber of 50 μm or less and a polishing apex (hereinafter, a vertex displacement), and a ferrule polished surface of 50 nm or less. It is necessary to realize a deviation (hereinafter referred to as a step) between the apex and the center of the optical fiber, and at the same time, it is required that the polished surface be free from scratches and dirt.
【0003】これらに対して、従来は個別の測定器を用
いて別々に測定しており、また数十nmの高精度測定が
必要な段差測定については、全数ではなく抜取検査とな
っていた。以下図面を用いて順次従来の測定器を用いた
測定法を説明する。On the other hand, conventionally, the measurement is performed separately using an individual measuring instrument, and the step measurement requiring high-precision measurement of several tens of nm is not a complete test but a sampling test. Hereinafter, a measuring method using a conventional measuring device will be sequentially described with reference to the drawings.
【0004】まず、表面粗さ計を用いた測定法について
説明する。図7に表面粗さ計を用いて曲率半径を測定す
る方法を説明する。図7(a)は表面粗さ計を用いて曲
率半径と段差を測定する方法を説明する図であり、図7
(b)はZ軸方向から見たフェルール端面の拡大図であ
る。図8は、表面粗さ計で測定したチャート出力例であ
る。First, a measurement method using a surface roughness meter will be described. FIG. 7 illustrates a method of measuring a radius of curvature using a surface roughness meter. FIG. 7A is a diagram for explaining a method of measuring a radius of curvature and a step using a surface roughness meter.
(B) is an enlarged view of a ferrule end face seen from the Z-axis direction. FIG. 8 is an example of a chart output measured by a surface roughness meter.
【0005】図7において、700は検査対象フェルー
ル、701は定盤、702はXY位置調整機構、703
はフェルール取付治具、704は表面粗さ計、705は
触針、706はアーム、707は位置検出器、708は
チャート、709は光ファイバ、710はコア、711
はジルコニアである。また図8において、800はジル
コニア、801は光ファイバ、802は出力チャートで
ある。In FIG. 7, reference numeral 700 denotes a ferrule to be inspected; 701, a surface plate; 702, an XY position adjusting mechanism;
Is a ferrule attachment jig, 704 is a surface roughness meter, 705 is a stylus, 706 is an arm, 707 is a position detector, 708 is a chart, 709 is an optical fiber, 710 is a core, 711
Is zirconia. 8, 800 is zirconia, 801 is an optical fiber, and 802 is an output chart.
【0006】図7(a)において、検査対象フェルール
700を定盤701上のXY位置調整機構702上に設
けたフェルール取付治具703にセットする。つぎに表
面粗さ計704の触針705が検査対象フェルール70
0に軽く接触するまでZ軸方向にアーム706を下げる
(Z軸方向)、次に触針705を一定速度VでX方向に
走査すると、触針705は検査対象フェルール700の
形状に従ってZ方向に変位する。この変位を位置検出器
707で位置信号に変換し、増幅器で増幅してZ方向の
拡大変位δzを取得する。横軸に速度Vから求めた変位
L、縦軸にδzをチャート708にプロットすれば、検
査対象フェルール700の拡大されたプロファイルが得
られ、このプロファイルから検査対象フェルール700
の曲率半径、段差を算出することができる。In FIG. 7A, a ferrule 700 to be inspected is set on a ferrule mounting jig 703 provided on an XY position adjusting mechanism 702 on a surface plate 701. Next, the stylus 705 of the surface roughness meter 704 is
When the arm 706 is lowered in the Z-axis direction (Z-axis direction) until it comes into light contact with 0, and then the stylus 705 is scanned in the X direction at a constant speed V, the stylus 705 moves in the Z direction according to the shape of the ferrule 700 to be inspected. Displace. This displacement is converted into a position signal by a position detector 707 and amplified by an amplifier to obtain an enlarged displacement δz in the Z direction. By plotting the displacement L obtained from the velocity V on the horizontal axis and the δz on the vertical axis on the chart 708, an enlarged profile of the ferrule 700 to be inspected is obtained.
Can be calculated.
【0007】図8にチャート708の出力例を示す。d
を測定長、hを測定長dを測定した位置Poから頂点P
zまでの高さとすると、幾何学的な関係より曲率半径R
は次式で表される。FIG. 8 shows an output example of the chart 708. d
Is the measurement length, and h is the vertex P from the position Po where the measurement length d was measured.
If the height is up to z, the radius of curvature R
Is represented by the following equation.
【0008】[0008]
【数1】 (Equation 1)
【0009】従って、出力チャート802よりdとhを
読み取ることによりRを求めることができる。また、段
差については、光ファイバ中心軸Of上のジルコニア8
00の研磨面の仮想頂点Pzと光ファイバ801の頂点
Pfの差を出力チャート802より読み取ることにより
測定できる。Therefore, R can be obtained by reading d and h from the output chart 802. In addition, as for the step, zirconia 8 on the optical fiber center axis Of is used.
The difference between the virtual vertex Pz of the polished surface of No. 00 and the vertex Pf of the optical fiber 801 can be measured by reading from the output chart 802.
【0010】しかしながら、この測定法では接触式であ
るため試料に傷を付ける恐れがあり、また触針式のた
め、測定に時間がかかるという欠点がある。さらに曲率
半径、段差を正確に測定するためには、図7(b)に示
すように触針705をジルコニア711に内包された光
ファイバ709のコア710の中心位置(数μmエリ
ア)に位置決め後、走査する必要がある。しかし、目視
による位置決めのため、光ファイバ709のコア710
の中心位置に触針705を位置決めることは不可能であ
る。最近市販されている3次元形状測定用表面粗さ計を
用いれば、光ファイバ全面を触針で走査するので、前述
の光ファイバ中心に位置決める必要はないが、測定に数
十分以上要し、オンライン(ONLINE)測定や全数
検査測定器として使うことはできない。さらにこのよう
な測定手法では、残りの検査項目である頂点ずれを検出
するためには、フェルール取付治具の触針走査軸に対す
る取り付け精度を高精度に行う必要がある。このような
点から、この方法による頂点ずれ検出は実質的に不可能
であり、実際も行われていないのが現状である。従って
頂点ずれを検出するためには、後述する測定器と組み合
わせて使用しなければならない。[0010] However, this measurement method has a drawback that the contact method is used, which may damage the sample, and that the measurement is time-consuming because of the stylus method. In order to accurately measure the radius of curvature and the step, after positioning the stylus 705 at the center position (several μm area) of the core 710 of the optical fiber 709 contained in the zirconia 711 as shown in FIG. Need to scan. However, the core 710 of the optical fiber 709 is used for visual positioning.
It is impossible to position the stylus 705 at the center position of. If a surface roughness meter for three-dimensional shape measurement that is commercially available recently is used, the entire surface of the optical fiber is scanned with a stylus, so it is not necessary to position the optical fiber at the center of the optical fiber as described above. It cannot be used as an online (ONLINE) measurement or a 100% inspection measuring instrument. Furthermore, in such a measuring method, it is necessary to perform the mounting accuracy of the ferrule mounting jig on the stylus scanning axis with high accuracy in order to detect the remaining inspection item, that is, the vertex displacement. From such a point, it is practically impossible to detect a vertex displacement by this method, and at present, it is not actually performed. Therefore, in order to detect a vertex shift, it must be used in combination with a measuring device described later.
【0011】図9に従来の検査法の一例である顕微鏡と
平行ガラス平板を用いて干渉縞を形成し、曲率半径と頂
点ずれ検出の従来例を示す。図9において、900は顕
微鏡、901は対物レンズ、902は透明の平行平板、
903は試料ステージ、904はフェルール把持具、9
05は検査対象フェルール、906は白色光源、907
はハーフミラ、908はCCD、909はCCDコント
ローラ、910はモニタ、911は干渉縞、912は光
ファイバ像である。FIG. 9 shows an example of a conventional inspection method in which interference fringes are formed by using a microscope and a parallel glass plate to detect a curvature radius and a vertex shift. 9, 900 is a microscope, 901 is an objective lens, 902 is a transparent parallel plate,
903 is a sample stage, 904 is a ferrule gripper, 9
05 is a ferrule to be inspected, 906 is a white light source, 907
Is a half mirror, 908 is a CCD, 909 is a CCD controller, 910 is a monitor, 911 is interference fringes, and 912 is an optical fiber image.
【0012】顕微鏡900の対物レンズ901の前方
に、透明の平行平板902を配置し、試料ステージ90
3上のフェルール把持具904に検査対象フェルール9
05を先端が平行平板902に物理的に接触するように
セットする。次に、顕微鏡900の白色光源906を点
灯すると、白色光は照明光路Oinを直進し、ハーフミ
ラ907で90度偏向後、対物レンズ901を介して、
平行平板902と検査対象フェルール905の端面を照
射する。このような状態において、平行平板902と凸
球面に研磨された検査対象フェルール905間でいわゆ
るニュートンリングの干渉縞が生じる。この干渉縞は測
定波長λの1/2ピッチで等高線に相当するリング縞で
ある。この干渉縞を対物レンズ901、ハーフミラ90
7を介してCCD908で受光する。A transparent parallel plate 902 is disposed in front of an objective lens 901 of a microscope 900, and a sample stage 90
The ferrule 9 to be inspected is attached to the ferrule gripper 904 on
05 is set so that the tip physically contacts the parallel plate 902. Next, when the white light source 906 of the microscope 900 is turned on, the white light goes straight on the illumination optical path Oin, and after being deflected 90 degrees by the half mirror 907, through the objective lens 901,
The end faces of the parallel plate 902 and the ferrule 905 to be inspected are irradiated. In such a state, a so-called Newton ring interference fringe is generated between the parallel plate 902 and the inspection ferrule 905 polished to a convex spherical surface. This interference fringe is a ring fringe corresponding to a contour line at a half pitch of the measurement wavelength λ. This interference fringe is converted into an objective lens 901, a half mirror 90
7, and is received by the CCD 908.
【0013】CCD908で受光された信号は、CCD
コントローラ909を介してモニタ910に出力され
る。モニタ910上には干渉縞911とともに光ファイ
バ像912も同時に表示される。この干渉縞911の直
径は、凸球面の曲率半径Rと相関がある。曲率半径R
は、隣接干渉縞の半径a,b(a>b)と干渉縞間の高
さの差h(h=λ/2)を用いて次式により求めること
ができる。The signal received by the CCD 908 is a CCD signal.
It is output to the monitor 910 via the controller 909. The optical fiber image 912 is displayed on the monitor 910 together with the interference fringes 911. The diameter of the interference fringes 911 has a correlation with the radius of curvature R of the convex spherical surface. Radius of curvature R
Can be obtained by the following equation using the radii a and b (a> b) of adjacent interference fringes and the height difference h (h = λ / 2) between the interference fringes.
【0014】[0014]
【数2】 (Equation 2)
【0015】次にこの従来例による頂点ずれを説明す
る。図10(a)に示すように光学計の光軸Orayと
検査対象フェルール905の中心軸Of間に傾きがない
時には、研磨頂点と干渉縞頂点(Ix,Iy)が一致す
る。したがって、研磨頂点と光ファイバ912の中心
(Cx,Cy)の偏差である頂点ずれは、干渉縞中心
(Ix,Iy)と光ファイバ912の中心(Cx,C
y)間の偏差を計算することにより求めることができ
る。しかしながら、この測定法において図10(b)に
示すように、光学計の光軸Orayと検査対象フェルー
ル905の中心軸Of間に傾きφがあった時には、干渉
縞中心CがC′に移動してしまい、干渉縞中心が研磨面
の頂点を意味しなくなる。従って、単純に光ファイバ9
12の中心(Cx,Cy)と干渉縞911の中心C′の
偏差から頂点ずれを求めることができない。そこで、傾
きφ成分を除去するため、検査対象フェルール905を
Z軸周りに回転して3ポイント以上測定して、それら測
定点の座標から回転中心を求め、傾き成分を補正すると
いった方法が取られている(新宅他、昭和63年電子情
報通信学会春季全国大会C−558,(1988)19
1。) しかし、このような測定法では、3ポイント以上フェル
ールを回転して測定する必要があるため、測定時間がか
かる、さらには干渉縞測定時には検査対象フェルール9
05と平行平板902間に一定の押圧力を付与し、検査
対象フェルール905の回転時には押圧力以上の力で平
行平板902と検査対象フェルール905を引き離しそ
の状態で回転させた後、また双方を接触させるといった
試料の煩雑なハンドリングが必要となる。さらに接触式
の測定法てあるため、試料に傷等のダメージを与える恐
れがあること、回転前後で検査対象フェルール905と
平行平板902の接触状態が同じとは言えず、この結
果、傾きφが一定とは限らないため測定誤差を生じるな
どの欠点がある。さらに、この測定法では段差の測定が
できないので、先の従来例で述べたようにこの測定器以
外の測定器を用いて段差を測定する必要がある。Next, a description will be given of a vertex shift according to this conventional example. As shown in FIG. 10A, when there is no inclination between the optical axis Oray of the optical meter and the central axis Of of the ferrule 905 to be inspected, the polished vertex coincides with the interference fringe vertex (Ix, Iy). Therefore, the deviation of the vertex, which is the deviation between the polished vertex and the center (Cx, Cy) of the optical fiber 912, is caused by the interference fringe center (Ix, Iy) and the center of the optical fiber 912 (Cx, Cy).
y) can be determined by calculating the deviation between them. However, in this measurement method, as shown in FIG. 10B, when there is an inclination φ between the optical axis Oray of the optical meter and the central axis Of of the ferrule 905 to be inspected, the interference fringe center C moves to C ′. The center of the interference fringe does not mean the vertex of the polished surface. Therefore, simply the optical fiber 9
The vertex deviation cannot be obtained from the deviation between the center (Cx, Cy) of the twelve and the center C ′ of the interference fringe 911. Therefore, in order to remove the inclination φ component, a method is adopted in which the ferrule 905 to be inspected is rotated around the Z axis, three or more points are measured, the rotation center is obtained from the coordinates of the measurement points, and the inclination component is corrected. (Shinke et al., 1988 IEICE Spring National Convention C-558, (1988) 19
One. However, in such a measuring method, since it is necessary to rotate the ferrule for three or more points to perform the measurement, it takes a long measurement time.
A constant pressing force is applied between the ferrule 905 and the parallel flat plate 902, and when the ferrule 905 to be inspected is rotated, the parallel flat plate 902 and the ferrule 905 to be inspected are separated by a force greater than the pressing force and rotated in that state, and then both contact. Complicated handling of the sample is required. Furthermore, since the contact type measurement method is used, there is a possibility that the sample may be damaged such as a scratch, and the state of contact between the inspection target ferrule 905 and the parallel flat plate 902 before and after rotation cannot be said to be the same. It is not always constant and has disadvantages such as causing measurement errors. Further, since the step cannot be measured by this measuring method, it is necessary to measure the step using a measuring device other than the measuring device as described in the above-mentioned conventional example.
【0016】[0016]
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来の測定法は、接触式の測定法が基本であるため、試料
へのダメージの恐れ、試料を高精度に取り付けなければ
ならないといった欠点がある。また、従来の方法では、
測定に時間がかかるため、実際の組み立て現場でオンラ
イン(ONLINE)もしくは全数検査ができないの
で、十分な品質保障ができないといった問題がある。ま
た複数の測定器を用いて行うので、検査時間、検査コス
トがかかるという問題がある。As described above, the conventional measuring method is based on a contact-type measuring method, and thus has the drawback that the sample may be damaged and the sample must be mounted with high precision. There is. Also, in the conventional method,
Since the measurement takes a long time, online (ONLINE) or 100% inspection cannot be performed at the actual assembly site, and there is a problem that sufficient quality cannot be guaranteed. In addition, since the measurement is performed using a plurality of measuring instruments, there is a problem that inspection time and inspection cost are required.
【0017】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、研磨面の形状を試料に傷等のダメージを与えること
なく高速かつ高精度に検査し、しかも経済的である光コ
ネクタ研磨面自動検査装置及び光コネクタ研磨面検査法
を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a high-speed and high-precision optical connector polished surface automatic inspection method for inspecting the shape of a polished surface without damaging a sample. An object of the present invention is to provide an inspection apparatus and an optical connector polished surface inspection method.
【0018】[0018]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、光コード端もしくは光ファイバ心線端に取
り付けた光コネクタ用フェルールの研磨面自動検査装置
において、白色光源、ハーフミラを照明光進行方向に順
次有し、この照明光がハーフミラを介して90度偏向・
進行した方向に拡大対物レンズを有し、この拡大対物レ
ンズ先端に配置した検査対象フェルールからの反射光を
拡大対物レンズ、ハーフミラを介して結像する位置にC
CD素子を配置して検査対象フェルールの端面像を形成
する拡大光学計と、先に述べた白色光源とハーフミラ間
の照明光路上に干渉フィルタを自動もしくは手動により
挿入し、さらに拡大対物レンズの光軸中心位置と同一位
置にスライド式の移送機構等により干渉対物レンズに切
替えて干渉光学計を構成し、これら2つの拡大および干
渉対物レンズの焦点位置に検査対象フェルールを整列・
位置決めるV溝等の整列部とばね力等により検査対象フ
ェルールを固定するフェルール整列・把持機構と、光学
計の光軸方向に変位を付与するピエゾ等から構成された
10nmオーダの高分解能と100μmの高ダイナミッ
クレンジを合わせ持つ微小変位ステージを有し、この微
小変位ステージとCCD素子で得られた画像信号の微分
値とコントラスト値を用いて、前記拡大および干渉対物
レンズの焦点位置にそれぞれオートフォーカスし、拡大
および干渉光学計により生成した拡大像および干渉縞像
を撮像したCCD素子からの電気信号をA/D(アナロ
グ/デジタル)変換し蓄積するフレームメモリと干渉縞
像を画像解析する画像処理部を有し、微小変位ステージ
により光学計光軸方向に使用波長λの1/8以下、4回
以上の微小移送を行い、得られた4枚以上の干渉縞像か
ら光ファイバ中心軸の光ファイバ頂点とジルコニア部仮
想頂点の光学計光軸方向の偏差である段差、凸球面研磨
面の曲率半径、光ファイバ中心と研磨面頂点間の光学計
光軸方向と垂直面内の偏差である頂点ずれを検査し、前
記拡大光学計による拡大像により端面傷、汚れを観察す
ることを特徴としており、また上述の干渉光学計および
拡大光学計の光軸中心かつ焦点位置に検査対象フェルー
ルを自動的に機械ハンドリングし、検査終了後、検査対
象フェルールを自動的に機械ハンドリングして初期位置
に戻す機能を持つ光コネクタ研磨面自動検査装置である
ことを特徴としており、また、上述の干渉光学計におい
て、CCD素子上に結像した干渉縞画像から干渉縞中心
と光ファイバ中心を検出するとともに干渉光学計の光軸
と検査対象フェルールの光ファイバ中心軸間の角度ずれ
を補正し、この補正値と干渉縞中心から頂点ずれを算出
し、さらに微小変位ステージにより4回以上微小移送し
て得られた4枚以上の干渉縞画像から曲率半径を算出す
るとともに、光ファイバ端面とジルコニア部の位相を算
出して高さ情報に変換し、ジルコニア部の研磨頂点高さ
と光ファイバ端面の高さの差から段差を検出することを
特徴とする光コネクタ研磨面検査法であり、従来の接触
式でしかも個別の測定器を組み合わせて行っていた測定
法とは1桁以上検査時間が短縮できる点、非接触式なの
で検査対象面に損傷を与えないので高品質の検査ができ
る点、ロボットハンド機構、オートフォーカス機能、対
物レンズおよび干渉フィルタの自動切替により検査の自
動化が図れるので検査コストの低減が図れかつ高精度・
高信頼検査ができる点が従来技術と異なる。SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention relates to an apparatus for automatically inspecting a polished surface of a ferrule for an optical connector attached to an end of an optical cord or an optical fiber, and illuminates a white light source and a half mirror. In the light traveling direction, the illumination light is deflected by 90 degrees via a half mirror.
A magnifying objective lens is provided in the traveling direction, and the reflected light from the ferrule to be inspected disposed at the tip of the magnifying objective lens is positioned at a position where an image is formed via the magnifying objective lens and the half mirror.
A magnifying optical meter that forms an end face image of a ferrule to be inspected by arranging a CD element, and an interference filter is automatically or manually inserted on the illumination optical path between the white light source and the half mirror described above, and the light of the magnifying objective lens is further added. Switching to the interference objective lens at the same position as the axis center position by a slide-type transfer mechanism, etc., and configuring the interferometer, aligning the ferrule to be inspected at the focal position of these two enlarged and interference objective lenses.
A high resolution (100 nm) of the order of 10 nm composed of a ferrule aligning and gripping mechanism for fixing the ferrule to be inspected by spring force, etc. and an alignment part such as a V-groove to be positioned, and a piezo for applying displacement in the optical axis direction of the optical meter. And a differential stage and a contrast value of an image signal obtained by the CCD element and auto-focusing on the focal position of the enlarging and interfering objective lens, respectively. A frame memory for A / D (analog / digital) conversion of an electric signal from a CCD element which captures an enlarged image and an interference fringe image generated by an enlargement and interference optical meter, and image processing for image analysis of the interference fringe image And a micro-displacement stage that performs micro-transfer four times or more in the direction of the optical axis of the optical meter 1/8 or less of the used wavelength λ. From the obtained four or more interference fringe images, a step, which is a deviation of the optical fiber apex of the optical fiber center axis and the imaginary vertex of the zirconia part in the optical axis direction, the radius of curvature of the polished convex spherical surface, the center of the optical fiber, The optical meter between the polished surface vertices is inspected for the deviation of the vertex, which is the deviation in the optical axis direction and the vertical plane, and the end face scratches and dirt are observed by an enlarged image by the magnifying optical meter. Optical connector polished surface with a function to automatically mechanically handle the ferrule to be inspected at the optical axis center and focal position of the scale and magnifying optical meter, and after the inspection, automatically mechanically handle the ferrule to be inspected and return to the initial position It is characterized by being an automatic inspection device, and the above-mentioned interference optical meter detects the center of the interference fringe and the center of the optical fiber from the interference fringe image formed on the CCD element. Correct the angular deviation between the optical axis of the interferometer and the central axis of the optical fiber of the ferrule to be inspected, calculate the apex deviation from this correction value and the center of the interference fringe, and then move it four or more times finely by the fine displacement stage. The radius of curvature is calculated from the obtained four or more interference fringe images, the phase of the optical fiber end face and the phase of the zirconia part are calculated and converted into height information, and the height of the polished vertex height of the zirconia part and the height of the optical fiber end face are calculated. This is an optical connector polished surface inspection method characterized by detecting a step from the difference, and the inspection time can be shortened by one digit or more compared to the conventional contact method and the measurement method that was performed by combining individual measuring instruments. The non-contact type does not damage the surface to be inspected, so high-quality inspection can be performed.The inspection is automatically performed by the robot hand mechanism, auto focus function, and automatic switching of the objective lens and interference filter. Of the reduction of inspection costs Hakare and high precision and so attained
It differs from the conventional technology in that a highly reliable inspection can be performed.
【0019】[0019]
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態例を詳細に説明する。図1に本発明の実施形態例
を、また図2には本実施形態例で用いる光学計の構成図
を示す。図において、100は検査対象フェルールが取
り付けられた光コード、100aは検査対象フェルー
ル、100bは検査対象フェルール100aの他端に取
り付けられた他端フェルール、101はX方向の取付位
置誤差を吸収するXステージ、102は微小変位ステー
ジ、102aは微小変位ステージコントローラ、103
はフェルール整列・把持具、103aはジルコニア製の
V溝、103bはジルコニア製の平板部103dを有す
る押え板、103cは押え板103b端部に設けたコイ
ルばね、103eはストッパ、104は押え板上下用ス
ライド機構、104aはエア配管、105は外部白色光
源、105aはバンドルファイバ、105bは出射ヘッ
ド、106は干渉フィルタ、107は拡大対物レンズ、
108は対物レンズ用機械的スライド機構、108aは
エア配管、109は干渉対物レンズ、109aは参照ミ
ラ(図2)、110は干渉フィルタ用機械的スライド機
構、110aはエア配管、111は防振台定盤、112
は白色光源、112aは光量調整器、113はハーフミ
ラ(図2)、114はCCD素子、114aはCCDコ
ントローラ、115は計算機、116はレンズ保持具、
117は他端フェルール固定治具である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a configuration diagram of an optical meter used in the present embodiment. In the drawing, reference numeral 100 denotes an optical cord to which a ferrule to be inspected is attached, 100a is a ferrule to be inspected, 100b is another ferrule attached to the other end of the ferrule 100a to be inspected, and 101 is an X that absorbs an attachment position error in the X direction. Stage, 102 is a minute displacement stage, 102a is a minute displacement stage controller, 103
Is a ferrule aligning and gripping tool, 103a is a V-groove made of zirconia, 103b is a holding plate having a flat plate portion 103d made of zirconia, 103c is a coil spring provided at an end of the holding plate 103b, 103e is a stopper, and 104 is a top and a bottom of the holding plate. 104a is an air pipe, 105 is an external white light source, 105a is a bundle fiber, 105b is an emission head, 106 is an interference filter, 107 is a magnifying objective lens,
108 is a mechanical slide mechanism for an objective lens, 108a is an air pipe, 109 is an interference objective lens, 109a is a reference mirror (FIG. 2), 110 is a mechanical slide mechanism for an interference filter, 110a is an air pipe, and 111 is a vibration isolation table. Surface plate, 112
Is a white light source, 112a is a light amount adjuster, 113 is a half mirror (FIG. 2), 114 is a CCD element, 114a is a CCD controller, 115 is a computer, 116 is a lens holder,
117 is a ferrule fixing jig at the other end.
【0020】検査対象フェルールは、端面を凸球面に研
磨されたものであり、光コードや光ファイバ心線の両端
もしくは片端に研磨済みフェルールが取り付けられたも
のを対象とする。本実施形態例では両端フェルール付光
コードの例で説明する。また、対物レンズ側のフェルー
ルを検査対象フェルール、その他端側に取り付けられた
フェルールを他端フェルールとして説明するが、この2
つのフェルールのセット位置を取り替えれば、当然他端
フェルールの検査ができる。The ferrule to be inspected is one whose end face is polished to a convex spherical surface, and which has a polished ferrule attached to both ends or one end of an optical cord or an optical fiber core. In the present embodiment, an example of an optical cord with both ends ferrule will be described. The ferrule on the objective lens side will be described as a ferrule to be inspected, and the ferrule attached to the other end will be described as a ferrule at the other end.
If the set positions of the two ferrules are exchanged, the other ferrule can be inspected.
【0021】まず、凸球面状に研磨された検査対象フェ
ルール100aをXステージ101に取り付けた微小変
位ステージ102上のフェルール整列・把持具103に
セットする。このXステージ101は、光学計とフェル
ール整列・把持具103とのX方向の取付誤差を吸収す
るためのものである。フェルール整列・把持具103
は、検査対象フェルール100aを光学計の光軸Ora
yに対して高精度に把持するため、ジルコニア製のV溝
103aと同じくジルコニア製の平板部103dを有す
る押え板103bにより検査対象フェルール100aを
整列・把持する構成である。また、検査対象フェルール
100aの固定は、フェルール整列・把持具103に検
査対象フェルール100aを挿入後、押え板上下用スラ
イド機構104のエアを排気して、押え板103bの端
部に設けたコイルばね103cの弾性力により行う。ま
た検査対象フェルール100aの取外しは、押え板上下
用スライド機構104を介してエアを注入し、押え板1
03bを持ち上げることにより行う。First, the ferrule 100a to be inspected, which has been polished into a convex spherical shape, is set on the ferrule aligning / holding tool 103 on the minute displacement stage 102 attached to the X stage 101. The X stage 101 is for absorbing an attachment error in the X direction between the optical meter and the ferrule alignment / grip 103. Ferrule alignment and gripping tool 103
Sets the inspection target ferrule 100a to the optical axis Ora of the optical meter.
In order to grip with high precision with respect to y, the ferrule 100a to be inspected is aligned and gripped by a holding plate 103b having a flat portion 103d made of zirconia as well as a V groove 103a made of zirconia. Further, the inspection target ferrule 100a is fixed by inserting the inspection target ferrule 100a into the ferrule aligning / griping tool 103, exhausting the air of the slide mechanism 104 for holding up and down the holding plate, and setting the coil spring provided at the end of the holding plate 103b. This is performed by the elastic force of 103c. To remove the ferrule 100a to be inspected, air is injected through the presser plate up / down slide mechanism 104 and the presser plate 1 is removed.
03b is lifted.
【0022】一方、外部白色光源105から出射した白
色光は、バンドルファイバ105aでガイドされ出射ヘ
ッド105bで出射し、他端フェルール固定治具117
にセットされた他端フェルール100bに入射する。白
色光を他端フェルール100bから入射することによ
り、画像処理時の検査対象フェルール100aの光ファ
イバ中心検出の簡素化が図れ、また光コード100内の
光ファイバの断線をもチェックできる。もし、光コード
100に検査対象フェルール100aのみ取り付けら
れ、他端フェルール100bがない、いわゆるピグテー
ルタイプの場合は、光ファイバ中心位置を予め計測して
おき、この位置を光ファイバ中心位置のデフォルト値と
して検査プログラムに設定しておくことにより、両端光
コネクタ用フェルール付光コードの場合と同様に検査で
きる。この場合、上記の光ファイバの断線はチェックで
きない。On the other hand, the white light emitted from the external white light source 105 is guided by the bundle fiber 105a and emitted by the emission head 105b.
Is incident on the other end ferrule 100b set at. By injecting white light from the other end ferrule 100b, it is possible to simplify the detection of the center of the optical fiber of the inspection target ferrule 100a at the time of image processing, and it is also possible to check the disconnection of the optical fiber in the optical cord 100. If only the ferrule 100a to be inspected is attached to the optical cord 100 and there is no ferrule 100b at the other end, so-called pigtail type, the center position of the optical fiber is measured in advance, and this position is set as the default value of the center position of the optical fiber. By setting it in the inspection program, the inspection can be performed in the same manner as in the case of the optical cord with a ferrule for an optical connector at both ends. In this case, the disconnection of the optical fiber cannot be checked.
【0023】次に検査に用いる光学計には、白色照明の
拡大光学計(通常の金属顕微鏡の構成と同じ)と干渉光
学計の二つの光学計が構成できるようになっている。拡
大光学計では干渉フィルタ106を照明光路Oinから
外し、対物レンズに拡大対物レンズ107をセットする
ことにより構成し、次に対物レンズ用機械的スライド機
構108により対物レンズを干渉対物レンズ109に切
り替るとともに、干渉フィルタ106を干渉フィルタ用
機械的スライド機構110により、照明光路Oinに挿
入することにより、干渉光学計を構成する。対物レンズ
の切り替え方式として、ここで述べたスライド機構式の
切り替方式以外に、電動レボルバを用いた回転形の切り
替方式も考えられる。しかし、スライド機構式の切り替
方式は、回転形に比べ切り替時の機械的干渉領域を小さ
くできるので、光学計の光軸Orayが低く、外部振動
等に対して強いという利点を持つ。以上述べた光学計お
よびXステージ101、微小変位ステージ102、フェ
ルール整列・把持具103は、外部振動の影響を極力除
くため、防振台定盤111の上にセットされている。Next, two optical meters, a magnifying optical meter for white illumination (the same as the configuration of a normal metal microscope) and an interferometer, can be configured as optical meters used for inspection. The magnifying optical meter is configured by removing the interference filter 106 from the illumination optical path Oin, setting the magnifying objective lens 107 on the objective lens, and then switching the objective lens to the interference objective lens 109 by the mechanical slide mechanism 108 for the objective lens. At the same time, the interference filter 106 is inserted into the illumination optical path Oin by the mechanical slide mechanism 110 for the interference filter, thereby forming an interference optical meter. As a switching method of the objective lens, in addition to the switching method of the slide mechanism described here, a rotary switching method using an electric revolver is also conceivable. However, the switching mechanism of the slide mechanism type has the advantage that the mechanical interference area at the time of switching can be made smaller than that of the rotary type, so that the optical axis Oray of the optical meter is low and the optical meter is strong against external vibration and the like. The optical meter, the X stage 101, the minute displacement stage 102, and the ferrule aligning / holding tool 103 described above are set on an anti-vibration base 111 to minimize the influence of external vibration.
【0024】図2に光学計の構成を示す。白色光は、光
量調整器112aにより適切な光量に調整され白色光源
112から出射する。拡大光学計は、ハーフミラ11
3、拡大対物レンズ107とCCD素子114から構成
し、干渉光学計では、干渉フィルタ106を照明光路O
inに挿入し、拡大対物レンズ107を干渉対物レンズ
109に切り替ることにより構成する。干渉光学計で
は、干渉対物レンズ109内の参照ミラ109aの反射
光Pmと検査対象フェルール100aからの反射光Pr
とを干渉させ、検査対象フェルール100aの研磨端面
の干渉縞像をCCD素子114に結像させる。図2で
は、有限系の光学計で説明した。光学計が無限系の場合
には、図2で示したCCD素子114とハーフミラ11
3間に結像レンズを配置し、対物レンズも無限系のレン
ズを用いて結像させる光学計構成となるが、本実施形態
例では結像した画像を処理して検査するため、光学計と
しては無限系でも有限系でも問題ない。FIG. 2 shows the configuration of the optical meter. The white light is adjusted to an appropriate light amount by the light amount adjuster 112a and emitted from the white light source 112. The magnifying optical meter is a half mirror 11
3. Consisting of a magnifying objective lens 107 and a CCD element 114, in the interferometer, the interference filter 106 is connected to the illumination optical path O
in, and the objective lens 107 is switched to the interference objective lens 109. In the interferometer, the reflected light Pm of the reference mirror 109a in the interference objective lens 109 and the reflected light Pr from the ferrule 100a to be inspected are used.
To form an interference fringe image of the polished end face of the ferrule 100a to be inspected on the CCD element 114. In FIG. 2, the description has been made using a finite optical meter. When the optical meter is an infinite system, the CCD element 114 and the half mirror 11 shown in FIG.
Although an image forming lens is arranged between the three and an objective lens is formed as an optical meter in which an image is formed by using an infinite system lens, in this embodiment, the image formed is processed and inspected. Does not matter whether the system is infinite or finite.
【0025】次に図1を用いて、検査全体の説明を行
う、まず、人手により検査対象フェルール100aをフ
ェルール整列・把持具103内のV溝103aにセット
する。この時、押え板上下用スライド機構104にエア
配管104aを介してエアを注入し、押え板103bを
持ち上げた状態で検査対象フェルール100aをV溝1
03aの先端部に円形の開口部(φ0.8〜1.5程
度)を有するストッパ103eに突き当て状態でV溝1
03a内へ挿入する。この突き当てにより、Z軸の粗位
置決めを行う。その後、押え板上下用スライド機構10
4のエアを排気して押え板103bのコイルばね103
cの押圧力により、検査対象フェルール100aをV溝
103a内に整列・固定し、図のXY方向の位置決めを
行う。Next, the entire inspection will be described with reference to FIG. 1. First, the ferrule 100a to be inspected is manually set in the V-groove 103a in the ferrule aligning / holding tool 103. At this time, air is injected into the presser plate vertical slide mechanism 104 via the air pipe 104a, and the ferrule 100a to be inspected is inserted into the V-groove 1 with the presser plate 103b lifted.
The V-groove 1 is brought into contact with a stopper 103e having a circular opening (approximately φ0.8 to 1.5) at the front end of the groove 103a.
03a. By this abutment, coarse positioning of the Z axis is performed. After that, the slide mechanism 10 for raising and lowering the holding plate
And the coil spring 103 of the holding plate 103b
The ferrule 100a to be inspected is aligned and fixed in the V-shaped groove 103a by the pressing force c, and the positioning is performed in the XY directions in the figure.
【0026】光学計は、たとえば最初、拡大光学計にセ
ットされており、白色光源112からの照明光が拡大対
物レンズ107を介してセットされた検査対象フェルー
ル100aの端面を照明する。この検査対象フェルール
100aの端面の反射光をCCD素子114に結像さ
せ、CCDコントローラ114aを介して計算機115
内に取り付けた画像処理ボード(図示せず)上に取り込
む。この拡大像は、濃度変換、微分処理などの画像強調
処理を施され、原画像とともにこの強調処理画像を計算
機115の記憶装置に保存される。次に、干渉光学計に
切り替るため、計算機115からエアON/OFFを行
う電磁弁(図示せず)をコントロールし、干渉フィルタ
用機械的スライド機構110にエア配管110aを介し
てエアを注入して干渉フィルタ106を照明光路Oin
に挿入するとともに、対物レンズ用機械的スライド機構
108にエア配管108aを介してエアを注入して、拡
大対物レンズ107から干渉対物レンズ109に切り替
える。この構成において、白色光源112から出射した
白色光は、干渉フィルタ106により単色光に変換後、
干渉対物レンズ109を介して検査対象フェルール10
0aの端面を照射し、先に述べた検査対象フェルール1
00aの端面からの反射光と干渉対物レンズ109の内
の参照ミラ109a間の干渉によりCCD素子114上
に同心円状の干渉縞が結像する。この干渉像をCCDコ
ントローラ114aを介して計算機115内の画像処理
ボード(図示せず)上に取り込み、後で述べる検出原理
を用いて曲率半径、頂点ずれ、段差を計算する。The optical meter is initially set to, for example, a magnifying optical meter, and the illumination light from the white light source 112 illuminates the end surface of the ferrule 100a to be inspected set via the magnifying objective lens 107. The reflected light from the end surface of the inspection target ferrule 100a is imaged on the CCD element 114, and the image is reflected on the computer 115 via the CCD controller 114a.
The image is taken on an image processing board (not shown) mounted in the inside. The enlarged image is subjected to image enhancement processing such as density conversion and differentiation processing, and the enhanced image together with the original image is stored in the storage device of the computer 115. Next, in order to switch to the interferometer, a computer 115 controls an electromagnetic valve (not shown) for turning on / off the air, and injects air into the mechanical slide mechanism 110 for the interference filter via the air pipe 110a. The interference filter 106 to the illumination optical path Oin.
At the same time, air is injected into the mechanical slide mechanism 108 for the objective lens through the air pipe 108a to switch from the expansion objective lens 107 to the interference objective lens 109. In this configuration, white light emitted from the white light source 112 is converted into monochromatic light by the interference filter 106,
Inspection target ferrule 10 via interference objective lens 109
Irradiate the end face of the inspection target ferrule 1 as described above.
Concentric interference fringes are imaged on the CCD element 114 due to interference between the reflected light from the end face of 00a and the reference mirror 109a of the interference objective lens 109. The interference image is captured on an image processing board (not shown) in the computer 115 via the CCD controller 114a, and the radius of curvature, the vertex deviation, and the step are calculated using the detection principle described later.
【0027】本実施形態例では、フェルール整列・把持
具103を微小変位ステージ102に取り付けている。
この微小変位ステージ102は、ピエゾ駆動形で機械式
テコを用いた変位拡大機構を有するステージであり、微
小変位ステージコントローラ102aにより、変位一定
となるようフィードバック制御された検出範囲100μ
m、分解能10nm程度のステージである。この微小変
位ステージ102は、4つの機能を実現するために用い
ている。まず第1は、光学計本体とフェルール整列・把
持具103との光軸Oray方向の取り付け誤差を吸収
することにより、数十μm程度のフェルール整列・把持
具103等の取り付け誤差が許容できるので、装置の組
立・調整、保守が容易にできる点である。In this embodiment, the ferrule aligning / grasping device 103 is attached to the minute displacement stage 102.
The minute displacement stage 102 is a piezo-driven stage having a displacement magnification mechanism using a mechanical lever, and has a detection range of 100 μm in which a minute displacement stage controller 102a is feedback-controlled so that the displacement is constant.
m, a stage having a resolution of about 10 nm. This minute displacement stage 102 is used to realize four functions. First, by absorbing the mounting error in the optical axis Oray direction between the optical meter main body and the ferrule alignment / grip 103, the mounting error of the ferrule alignment / grip 103 or the like of about several tens of μm can be tolerated. It is easy to assemble, adjust and maintain the equipment.
【0028】次はレンズ間の取付誤差吸収である。本実
施形態例では、同焦の対物レンズ107,109を2個
を使用している。通常、対物レンズの取り付けは、ねじ
インタフェースとなっているため、精度良く2つの対物
レンズをレンズ保持具116に取り付けたとしても、機
械加工誤差により、2つの対物レンズの焦点距離として
10μm程度の焦点距離偏差は避けられない。これに対
して、微小変位ステージ102をZ方向にピエゾで駆動
して各対物レンズの焦点位置を個別に測定しておき、検
査プログラム内にそれぞれのデフォルトの焦点位置を与
えておく。これにより2つの対物レンズの焦点距離偏差
を実質的に無くすることができるので、組立・調整・保
守のし易さは勿論のこと、市販の対物レンズを使用でき
るという経済的メリットが有る。Next, absorption of the mounting error between the lenses will be described. In this embodiment, two confocal objective lenses 107 and 109 are used. Usually, since the mounting of the objective lens is a screw interface, even if the two objective lenses are mounted on the lens holder 116 with high accuracy, the focal length of the two objective lenses is about 10 μm due to a machining error. Distance deviation is inevitable. On the other hand, the minute displacement stage 102 is driven by the piezo in the Z direction to individually measure the focal position of each objective lens, and a default focal position is given in the inspection program. As a result, the focal length deviation between the two objective lenses can be substantially eliminated, so that there is an economical advantage that a commercially available objective lens can be used as well as ease of assembly, adjustment, and maintenance.
【0029】次は、オートフォーカス機能である。上記
のように各焦点距離を設定しておいても、実使用段階に
おいては、温度変化により焦点方向(Z方向)に数μm
変化し画像がピンボケとなる。これを解決するため、C
CD素子114で得られた画像信号をもとに、この微小
変位ステージ102を制御してオートフォーカスにする
ことができるので、安定した検査を行うことができる。
拡大像のオートフォーカスの一例としては、微小変位ス
テージ102で変位を与えながら、ある走査ライン上の
光ファイバ端面エッジ部の微分値が最大となる位置を検
出し、その最大値を与えた時の微小変位ステージ102
の変位位置に再度微小変位ステージ102を位置決めす
ることにより実現できる。また、干渉縞像のオートフォ
ーカスについても、同様に微小変位ステージ102で変
位を与えながら、ある走査ラインのコントラスト値を求
め、最大のコントラストを与えた時の微小変位ステージ
102の変位位置に再度微小変位ステージ102を位置
決めることにより簡単に行える。Next is the autofocus function. Even if each focal length is set as described above, several μm in the focal direction (Z direction) due to temperature change in the actual use stage.
The image changes and the image becomes out of focus. To solve this, C
Based on the image signal obtained by the CD element 114, the micro-displacement stage 102 can be controlled to perform autofocus, so that a stable inspection can be performed.
As an example of autofocus of an enlarged image, a position at which a differential value of an edge portion of an end face of an optical fiber on a certain scanning line becomes maximum while a displacement is given by the minute displacement stage 102, and when a maximum value is given. Small displacement stage 102
The position can be realized by positioning the minute displacement stage 102 again at the displacement position. In addition, regarding the autofocus of the interference fringe image, the contrast value of a certain scanning line is obtained while similarly displacing the minute displacement stage 102, and the displacement value of the minute displacement stage 102 at the time when the maximum contrast is given is minutely moved again. It can be easily performed by positioning the displacement stage 102.
【0030】最後は、後述する縞走査法を用いた段差測
定法である。縞走査法ではλ/8以下の微小変位を与え
る必要があり、これをこの微小変位ステージ102を用
いて実現している。Finally, there is a step measurement method using a fringe scanning method described later. In the fringe scanning method, it is necessary to give a minute displacement of λ / 8 or less, and this is realized using this minute displacement stage 102.
【0031】なお、以上述べた微小変位ステージ102
は微小変位ステージコントローラ102aを介して計算
機115により制御されている。以下、各項目の検出方
法を簡単に説明する。The minute displacement stage 102 described above
Is controlled by the computer 115 via the minute displacement stage controller 102a. Hereinafter, a method of detecting each item will be briefly described.
【0032】まず、曲率半径の検出法を図3を用いて説
明する。図3に示した同心円は、検査対象フェルール1
00aの端面の干渉縞を表したものであり、301は干
渉縞像、302は光ファイバ像である。曲率半径Rは、
干渉光学計で形成した干渉縞像301から、干渉縞中心
(Ix,Iy)とこの干渉縞中心(Ix,Iy)をもと
に干渉縞像301の干渉縞半径r1 ,…,rn を順次検
出し、このうち隣接する干渉縞半径a,b(a>b)を
用いれば、先に示した式(2)により簡単に算出でき
る。また、3個以上の干渉縞半径から平均的な曲率半径
を求めることも簡単にできる。First, a method of detecting the radius of curvature will be described with reference to FIG. The concentric circle shown in FIG.
00a represents an interference fringe on the end face, 301 is an interference fringe image, and 302 is an optical fiber image. The radius of curvature R is
From the interference fringe image 301 formed by the interference optical meter, interference fringe center (Ix, Iy) interference fringe radius r 1 of the interference pattern center (Ix, Iy) interference based on fringe image 301 of Toko, ..., a r n If detection is performed sequentially and the adjacent interference fringe radii a and b (a> b) are used, it can be easily calculated by the equation (2) shown above. Also, it is possible to easily obtain an average radius of curvature from three or more interference fringe radii.
【0033】次に頂点ずれの測定を図4を用いて説明す
る。図4において、401は検査対象フェルール、40
2はV溝、403は干渉対物レンズ、404a,404
b,404cは干渉縞中心、405は軌跡円、406は
光ファイバである。Next, the measurement of the vertex shift will be described with reference to FIG. In FIG. 4, reference numeral 401 denotes a ferrule to be inspected;
2 is a V groove, 403 is an interference objective lens, 404a and 404
b and 404c are interference fringe centers, 405 is a trajectory circle, and 406 is an optical fiber.
【0034】本実施形態例での頂点ずれの測定は、干渉
対物レンズ403を用いて干渉縞形成を行っているた
め、従来例とは非接触で計測できる点が根本的に違う。
頂点ずれの測定は、光ファイバ406の中心と研磨頂点
との距離を求めれば良い。しかし、従来例の頂点ずれ測
定(図9及び図10)で述べたように、検査対象フェル
ール401の光ファイバ中心軸Ofと干渉光学計の光軸
Oray間に傾きφが存在する場合には、少なくとも、
3回転以上フェルールを回転させ、干渉縞中心404
a,404b,404cが描く軌跡円405の回転中心
Crを求めて計算する必要がある。しかし、検査対象フ
ェルールを整列させるV溝402の中心軸と光学計の光
軸Oray間の傾きφは、検査対象フェルール401を
取り替えても一定である。従って、予め回転中心Crの
座標値を計測し検査プログラム内に設定することにより
頂点ずれは、干渉縞中心と回転中心Crの座標値間の距
離から求められるので、一回の測定により頂点ずれ測定
ができる。The measurement of the vertex displacement in the present embodiment is basically different from the conventional example in that the measurement can be performed in a non-contact manner because the interference fringes are formed using the interference objective lens 403.
The measurement of the apex deviation may be obtained by determining the distance between the center of the optical fiber 406 and the apex of the polishing. However, as described in the conventional vertex displacement measurement (FIGS. 9 and 10), when the inclination φ exists between the optical fiber center axis Of of the inspection target ferrule 401 and the optical axis Oray of the interferometer, at least,
Rotate the ferrule three times or more to obtain the interference fringe center 404.
It is necessary to obtain and calculate the rotation center Cr of the locus circle 405 drawn by a, 404b, and 404c. However, the inclination φ between the central axis of the V groove 402 for aligning the ferrule to be inspected and the optical axis Oray of the optical meter is constant even when the ferrule 401 to be inspected is replaced. Therefore, the vertex displacement can be obtained from the distance between the interference fringe center and the coordinate value of the rotation center Cr by measuring the coordinate value of the rotation center Cr in advance and setting it in the inspection program. Can be.
【0035】次に段差の測定原理を図5を用いて説明す
る。図5は、フェルール先端部を光軸Ofに沿って切断
した断面図を示したものであって、501は光ファイ
バ、502はジルコニア部である。Next, the principle of measuring the step will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view of the ferrule tip section cut along the optical axis Of, where 501 is an optical fiber, and 502 is a zirconia section.
【0036】段差検出法には縞走査法を用いる。段差δ
は、図5に示すように光ファイバ501の中心軸Of上
の光ファイバ501の中心頂点Pfとジルコニア部50
2の仮想頂点Pzとの偏差である。縞走査法では、干渉
縞の1周期(λ/2)をN分割し、λ/2の1/Nに相
当する移送量を図1で示した微小変位ステージ102を
用いて光軸Oray方向に移送する。微小変位ステージ
コントローラ102aは、微小変位ステージ102の変
位が一定となるようフィードバック制御し、計算機11
5からの司令を受け、微小変位ステージ102をN回移
送する。Nは一般的には計算時間等の関係からN=4が
用いられることが多い。A fringe scanning method is used as the step detecting method. Step δ
5, the center apex Pf of the optical fiber 501 on the central axis Of of the optical fiber 501 and the zirconia portion 50 as shown in FIG.
2 is the deviation from the virtual vertex Pz. In the fringe scanning method, one cycle (λ / 2) of an interference fringe is divided into N, and a transfer amount corresponding to 1 / N of λ / 2 is shifted in the optical axis Oray direction using the minute displacement stage 102 shown in FIG. Transfer. The minute displacement stage controller 102a performs feedback control so that the displacement of the minute displacement stage 102 is constant, and the computer 11
In response to the command from 5, the small displacement stage 102 is transferred N times. Generally, N = 4 is often used from the viewpoint of calculation time and the like.
【0037】各走査毎に取得した画像信号から、検査対
象フェルール端面各点の位相を算出し、これから光ファ
イバ501の中心部頂点Pfの高さとジルコニア部50
2の頂点Pzの高さを求めれば、段差(δ=Pz−P
f)を算出できる。The phase of each point on the end face of the ferrule to be inspected is calculated from the image signal acquired for each scan, and the height of the center vertex Pf of the optical fiber 501 and the zirconia portion 50 are calculated.
When the height of the vertex Pz of No. 2 is obtained, the step (δ = Pz−P
f) can be calculated.
【0038】まず、光ファイバ501の中心部頂点Pf
の高さは、微小変位ステージ102をN回移送して取得
したN枚の画像信号をもとに位相を求め、次に高さ情報
に変換することにより簡単に求めることができる。一
方、ジルコニア部502の頂点は、光ファイバ501が
引込んだいわゆる段差がある状態では、欠落してしま
う。従って、ジルコニア部502の仮想頂点Pzを求め
るため、干渉縞画像から仮想頂点Pzの輝度信号を推定
する必要が有る。ジルコニア部502は凸球面なのでい
わゆるニュートンリング像を形成する。ニュートンリン
グ像の輝度分布I(x)は、曲率半径R、中心からの距
離x、測定波長λとして次式で与えられる。First, the vertex Pf at the center of the optical fiber 501
Can be easily obtained by obtaining a phase based on N image signals obtained by moving the minute displacement stage 102 N times, and then converting the phase into height information. On the other hand, the apex of the zirconia portion 502 is lost in a state where there is a so-called stepped portion drawn by the optical fiber 501. Therefore, in order to obtain the virtual vertex Pz of the zirconia portion 502, it is necessary to estimate the luminance signal of the virtual vertex Pz from the interference fringe image. Since the zirconia portion 502 is a convex spherical surface, a so-called Newton ring image is formed. The luminance distribution I (x) of the Newton ring image is given by the following equation as a radius of curvature R, a distance x from the center, and a measurement wavelength λ.
【0039】[0039]
【数3】 (Equation 3)
【0040】まず干渉縞の中心と曲率半径Rを求める。
次に仮想頂点Pzの干渉縞中心からの距離xを求めれ
ば、式(3)より仮想頂点Pzの輝度信号が推定でき
る。この処理をN毎の画像に対して行うことにより、仮
想頂点Pzの位相および高さ情報を算出し、ジルコニア
部502の仮想頂点Pz高さと光ファイバ501の中心
部頂点Pfの高さの差から段差を求めることができる。First, the center of the interference fringes and the radius of curvature R are determined.
Next, if the distance x of the virtual vertex Pz from the interference fringe center is obtained, the luminance signal of the virtual vertex Pz can be estimated from Expression (3). By performing this process for each N images, the phase and height information of the virtual vertex Pz is calculated, and the information is calculated from the difference between the virtual vertex Pz height of the zirconia portion 502 and the center vertex Pf of the optical fiber 501. A step can be determined.
【0041】図6に、他の実施形態例を示す。本実施形
態例は先に図1で示した実施形態例に検査対象フェルー
ルを自動ハンドリングするロボットハンド部を付加した
ものであり、研磨面の検査原理は同じなので、ロボット
ハンド部の動作を中心に説明する。図6において、60
0は光コード、600aは検査対象フェルール。600
bは他端フェルール、601はパレット、601a,6
01bはフェルール把持部、601cはプーリ、602
は白色光源出射ヘッド、603は自動搬送機構、604
はロボットハンド、605はフェールール整列・把持
具、605aはV溝、605bは押え板、605cはコ
イルばね、605dはジルコニア製の平板部、605e
はストッパ、606は押え具上下用エアシリンダ、60
6aはエア配管、607は計算機、608は白色光源、
609は拡大対物レンズ、610はCCD素子、610
aはCCDコントローラ、611は干渉フィルタ用機械
的スライド機構、611aはエア配管、612は干渉フ
ィルタ、613は干渉対物レンズ、614は対物レンズ
用機械的スライド機構、614aはエア配管、615は
防振台定盤、616は微小変位ステージ、617はXス
テージである。FIG. 6 shows another embodiment. This embodiment is obtained by adding a robot hand unit for automatically handling a ferrule to be inspected to the embodiment embodiment shown in FIG. 1 earlier, and the principle of inspection of the polished surface is the same. explain. In FIG. 6, 60
0 is an optical code, and 600a is a ferrule to be inspected. 600
b is the other end ferrule, 601 is a pallet, 601a, 6
01b is a ferrule gripper, 601c is a pulley, 602
Is a white light source emission head, 603 is an automatic transport mechanism, 604
605 is a V-groove, 605b is a holding plate, 605c is a coil spring, 605d is a zirconia flat plate, 605e.
Is a stopper, 606 is an air cylinder for holding tool up and down, 60
6a is an air pipe, 607 is a computer, 608 is a white light source,
609 is a magnifying objective lens, 610 is a CCD element, 610
a is a CCD controller, 611 is a mechanical slide mechanism for an interference filter, 611a is an air pipe, 612 is an interference filter, 613 is an interference objective lens, 614 is a mechanical slide mechanism for an objective lens, 614a is an air pipe, and 615 is a vibration control. A base platen, 616 is a minute displacement stage, and 617 is an X stage.
【0042】光コード600に取り付けられた検査対象
フェルール600a、他端フェルール600bは専用の
パレット601のフェルール把持部601a,601b
にセットされる。パレット601のフェルール把持部6
01bにセットされた他端フェルール600bには白色
光を入射するための白色光源出射ヘッド602が配置さ
れている。The ferrule 600a to be inspected attached to the optical cord 600 and the ferrule 600b at the other end are ferrule grippers 601a and 601b of a dedicated pallet 601.
Is set to Ferrule gripper 6 of pallet 601
The set has been other end ferrule 600b to 01b white light emitting head 602 for incident white light is disposed.
【0043】自動搬送機構603に搭載されたパレット
601上に設置された検査対象フェルール600aをロ
ボットハンド604で把持した後、光学計側に引き込み
フェルール整列・把持具605のV溝605a内に挿入
する。検査対象フェルール600aの固定・把持法は、
図1の実施形態例でのべた方法と同じく、検査対象フェ
ルール600aをV溝605aの先端部に円形の開口部
を有するストッパ605eに突き当ててV溝605aに
挿入する。その後、計算機607からの司令により電磁
弁(図示せず)を制御して、押え具上下用エアシリンダ
606のエアを排気する。これにより押え板605bに
取り付けたジルコニア製の平板部605dがコイルばね
605cの押圧力により検査対象フェルール600aを
V溝605a内に固定し、図6のXY方向の位置決めと
Z方向の粗位置決めが終了する。光学計は、最初、拡大
光学計にセットされており、白色光源608からの照明
光が拡大対物レンズ609を介して検査対象フェルール
600a端面を照明する。この検査対象フェルール60
0aの端面の反射光をCCD素子610に結像させる。
CCD素子610に結像した拡大像は、CCDコントロ
ーラ610aを介して計算機607内に取り付けた画像
処理ボード(図示せず)上に取り込まれる。この拡大像
は、濃度変換、微分処理等の画像強調処理を施され、原
画像とともにこの強調処理画像を計算機607の記憶装
置に保存される。次に、干渉光学計への切り替えは、計
算機607からエアON/OFFを行う電磁弁(図示せ
ず)をコントロールし、干渉フィルタ用機械的スライド
機構611にエア配管611aを介してエアを注入し干
渉フィルタ612を照明光路Oinに挿入するととも
に、対物レンズ用機械的スライド機構614にエア配管
614aを介してエアを注入し拡大対物レンズ609か
ら干渉対物レンズ613に自動的に切り替える。なお図
6は、干渉光学計を構成している状態であって、白色光
源608から出射した白色光は、干渉フィルタ612に
より単色光に変換後、干渉対物レンズ613を介して検
査対象フェルール600aの端面を照射する。この検査
対象フェルール600aの端面からの反射光と干渉対物
レンズ613の内の参照ミラ間の干渉により、CCD素
子610上に同心円上の干渉縞が結像する。この像をC
CDコントローラ610aを介して計算機607内の画
像処理ボード(図示せず)上に取り込み、前述の図1の
実施形態例で述べた検査原理を用いて、曲率半径、頂点
ずれ、段差を計算する。計算後、計算機607からの司
令により電磁弁(図示せず)を制御して、押え具上下用
エアシリンダ606にエア配管606aを介してエア注
入し、押え板605bを持ち上げ、検査対象フェルール
600aの固定を解除する。ロボットハンド604は、
この検査対象フェルール600aを把持し、パレット6
01方向に移送後、パレット601上のフェルール把持
部601aに挿入する。この時、パレット601上のプ
ーリ601cは、光コード巻取り方向に光コード600
を引張り、光コード600がたわまないように動作す
る。また、図1の実施形態例と同じく、光学計およびス
テージ、把持具は、外部振動の影響を極力除くため、防
振台定盤615の上にセットされている。After the ferrule 600a to be inspected placed on the pallet 601 mounted on the automatic transport mechanism 603 is gripped by the robot hand 604, the ferrule 600a is drawn toward the optical meter and inserted into the V groove 605a of the ferrule alignment / grip 605. . The method of fixing and holding the ferrule 600a to be inspected is as follows.
Similar to the method described in the embodiment of FIG. 1, the ferrule 600a to be inspected is brought into contact with a stopper 605e having a circular opening at the tip end of the V groove 605a and inserted into the V groove 605a. After that, a solenoid valve (not shown) is controlled by a command from the computer 607 to exhaust air from the presser holder vertical air cylinder 606. Thus, the flat plate portion 605d made of zirconia attached to the holding plate 605b fixes the ferrule 600a to be inspected in the V groove 605a by the pressing force of the coil spring 605c, and the positioning in the XY directions and the rough positioning in the Z direction in FIG. 6 are completed. I do. The optical meter is initially set in the magnifying optical meter, and illumination light from the white light source 608 illuminates the end face of the ferrule 600a to be inspected via the magnifying objective lens 609. This ferrule 60 to be inspected
The reflected light from the end face 0a is imaged on the CCD element 610.
The enlarged image formed on the CCD element 610 is captured on an image processing board (not shown) mounted in the computer 607 via the CCD controller 610a. This enlarged image is subjected to image enhancement processing such as density conversion and differentiation processing, and this enhanced image together with the original image is stored in the storage device of the computer 607. Next, for switching to the interferometer, the computer 607 controls an electromagnetic valve (not shown) for turning on / off the air, and injects air into the mechanical slide mechanism 611 for the interference filter via the air pipe 611a. The interference filter 612 is inserted into the illumination optical path Oin, and air is injected into the mechanical slide mechanism 614 for the objective lens via the air pipe 614a to automatically switch from the enlarged objective lens 609 to the interference objective lens 613. FIG. 6 shows a state in which an interferometer is configured. White light emitted from a white light source 608 is converted into monochromatic light by an interference filter 612, and is then transmitted through an interference objective lens 613 to the inspection target ferrule 600 a. The end face is illuminated. The interference between the reflected light from the end face of the inspection target ferrule 600a and the reference mirror in the interference objective lens 613 forms concentric interference fringes on the CCD element 610. This image is C
It is loaded on an image processing board (not shown) in the computer 607 via the CD controller 610a, and the radius of curvature, the vertex deviation, and the step are calculated using the inspection principle described in the embodiment of FIG. After the calculation, a solenoid valve (not shown) is controlled by a command from the computer 607 to inject air into the air cylinder 606 for holding and lowering the holding tool through the air pipe 606a, lift the holding plate 605b, and lift the ferrule 600a to be inspected. Release the fixation. The robot hand 604 is
The inspection target ferrule 600a is gripped and the pallet 6
After the transfer in the 01 direction, the pallet 601 is inserted into the ferrule holding portion 601a. At this time, the pulley 601c on the pallet 601 moves the optical cord 600 in the optical cord winding direction.
And the optical cord 600 is operated so as not to bend. Also, as in the embodiment of FIG. 1, the optical meter, the stage, and the gripper are set on the anti-vibration base plate 615 to minimize the influence of external vibration.
【0044】[0044]
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、フィ
ルタおよび対物レンズの切り替のみで拡大光学計と干渉
光学計の両光学計が構成でき、個別の測定器を組み合わ
せて行っていた従来測定法に比べ、装置および検査コス
トを低減できる。また、拡大光学計と干渉光学計で取得
した拡大像および干渉縞を画像解析する構成なので、非
接触検査による高品質検査と個別の測定器を組み合わせ
て行っていた従来測定法に比べ、1桁以上検査時間が短
縮できる。また、ロボットハンド機構、オートフォーカ
ス機能、対物レンズおよび干渉フィルタの自動切替によ
り、検査の自動化が図れ、検査コストの低減、高精度・
高信頼検査ができる。また、専用の干渉縞プログラムに
より、頂点ずれ計測の高速化が図れ、また縞走査法を用
いた高精度段差検出法と曲率半径測定を行い、研磨面形
状一括高精度検査と傷画像の強調処理による傷識別の容
易化が図れる。As described above, according to the present invention, both the magnifying optical meter and the interferometric optical meter can be constituted only by switching the filter and the objective lens, and the conventional measuring method is performed by combining individual measuring instruments. Equipment and inspection costs can be reduced as compared with the measurement method. In addition, because it is a configuration that performs image analysis of magnified images and interference fringes acquired by the magnifying optical meter and the interferometer, it is one digit higher than the conventional measuring method that combines a high-quality inspection by non-contact inspection and an individual measuring instrument. As described above, the inspection time can be reduced. In addition, the robot hand mechanism, auto-focus function, and automatic switching of the objective lens and interference filter can automate inspection, reduce inspection costs, and increase
High reliability inspection is possible. In addition, a dedicated interference fringe program can be used to speed up the measurement of vertex misalignment. In addition, a high-precision step detection method using fringe scanning and curvature radius measurement are performed, and polished surface shape batch high-precision inspection and flaw image enhancement processing Facilitates the identification of scratches.
【図1】本発明の一実施形態例を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の一実施形態例に係る光学系の構成説明
図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a configuration of an optical system according to an embodiment of the present invention.
【図3】本発明の一実施形態例に係る曲率半径の測定説
明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of measurement of a radius of curvature according to an embodiment of the present invention.
【図4】本発明の一実施形態例に係る頂点ずれを示す説
明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a vertex shift according to an embodiment of the present invention.
【図5】本発明の一実施形態例に係る段差検出を示す説
明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing step detection according to an embodiment of the present invention.
【図6】本発明の他の実施形態例を示す斜視図である。FIG. 6 is a perspective view showing another embodiment of the present invention.
【図7】従来の表面粗さ計を用いた曲率半径測定方法を
示す構成図である。FIG. 7 is a configuration diagram showing a curvature radius measuring method using a conventional surface roughness meter.
【図8】図7の表面粗さ計で測定したチャート出力例を
示す説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example of a chart output measured by the surface roughness meter of FIG. 7;
【図9】従来の顕微鏡と平行ガラス平板を用いて曲率半
径と頂点ずれの測定方法を示す構成図である。FIG. 9 is a configuration diagram showing a method of measuring a curvature radius and a vertex shift using a conventional microscope and a parallel glass plate.
【図10】従来の顕微鏡と平行ガラス平板を用いて曲率
半径と頂点ずれの測定方法を示す説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram showing a method of measuring a radius of curvature and a vertex shift using a conventional microscope and a parallel glass plate.
【符号の説明】 100…光コード、100a…検査対象フェルール、1
00b…他端フェルール、101…Xステージ、102
…微小変位ステージ、102a…微小変位ステージコン
トローラ、103…フェルール整列・把持具、103a
…ジルコニア製のV溝、103b…押え板、103c…
コイルばね、103d…ジルコニア製の平板部、103
e…ストッパ、104…押え板上下用スライド機構、1
04a…エア配管、105…外部白色光源、105a…
バンドルファイバ、105b…出射ヘッド、106…干
渉フィルタ、107…拡大対物レンズ、108…対物レ
ンズ用機械的スライド機構、108a…エア配管、10
9…干渉対物レンズ、109a…参照ミラ、110…干
渉フィルタ用機械的スライド機構、110a…エア配
管、111…防振台定盤、112…白色光源、112a
…光量調整器、113…ハーフミラ、114…CCD素
子、114a…CDDコントローラ、115…計算機、
116…レンズ保持具、117…他端フェルール固定治
具、301…干渉縞像、302…光ファイバ像401…
検査対象フェルール、402…V溝、403…干渉対物
レンズ、404a,404b,404c…干渉縞中心、
405…軌跡円、406…光ファイバ、501…光ファ
イバ、502…ジルコニア部、600…光コード、60
0a…検査対象フェルール、600b…他端フェルー
ル、601…パレット、601a,601b…フェルー
ル把持部、601c…プーリ、602…白色光源出射ヘ
ッド、603…自動搬送機構、604…ロボットハン
ド、605…フェルール整列・把持具、605a…V
溝、605b…押え板、605c…コイルばね、605
d…ジルコニア製の平板部、605e…ストッパ、60
6…押え具上下用エアシリンダ、606a…エア配管、
607…計算機、608…白色光源、609…拡大対物
レンズ、610…CCD素子、610a…CCDコント
ローラ、611…干渉フィルタ用機械的スライド機構、
611a…エア配管、612…干渉フィルタ、613…
干渉対物レンズ、614…対物レンズ用機械的スライド
機構、614a…エア配管、615…防振台定盤、61
6…微小変位ステージ、617…Xステージ、700…
検査対象フェルール、701…定盤、702…XY位置
調整機構、703…フェルール取付治具、704…表面
粗さ計、705…触針、706…アーム、707…位置
検出器、708…チャート、709…光ファイバ、71
0…コア、711…ジルコニア、800…シルコニア、
801…光ファイバ、900…顕微鏡、901…対物レ
ンズ、902…透明の平行平板、903…試料ステー
ジ、904…フェルール把持具、905…検査対象フェ
ルール、906…白色光源、907…ハーフミラ、90
8…CCD、909…CCDコントローラ、910…モ
ニタ、911…干渉縞、912…光ファイバ像。[Description of Signs] 100: Optical cord, 100a: Ferrule to be inspected, 1
00b: other end ferrule, 101: X stage, 102
... Small displacement stage, 102a ... Small displacement stage controller, 103 ... Ferrule alignment / gripping tool, 103a
... V-groove made of zirconia, 103b ... Holding plate, 103c ...
Coil spring, 103d: flat plate made of zirconia, 103
e: stopper, 104: slide mechanism for holding plate up and down, 1
04a ... air piping, 105 ... external white light source, 105a ...
Bundle fiber, 105b emission head, 106 interference filter, 107 magnifying objective lens, 108 mechanical slide mechanism for objective lens, 108a air piping, 10
9: interference objective lens, 109a: reference mirror, 110: mechanical slide mechanism for interference filter, 110a: air pipe, 111: anti-vibration base, 112: white light source, 112a
... light amount adjuster, 113 half mirror, 114 CCD device, 114a CDD controller, 115 computer
116: lens holder, 117: other end ferrule fixing jig, 301: interference fringe image, 302: optical fiber image 401
Inspection ferrule, 402: V-groove, 403: interference objective lens, 404a, 404b, 404c: interference fringe center,
405: locus circle, 406: optical fiber, 501: optical fiber, 502: zirconia part, 600: optical cord, 60
0a: Ferrule to be inspected, 600b: Ferrule at the other end, 601: Pallet, 601a, 601b: Ferrule gripper, 601c: Pulley, 602: White light emitting head, 603: Automatic transport mechanism, 604: Robot hand, 605: Ferrule alignment・ Grip, 605a ... V
Groove, 605b ... holding plate, 605c ... coil spring, 605
d: flat plate made of zirconia, 605e: stopper, 60
6 ... Air cylinder for holding tool up and down, 606a ... Air piping,
607: Computer, 608: White light source, 609: Magnifying objective lens, 610: CCD element, 610a: CCD controller, 611: Mechanical slide mechanism for interference filter,
611a ... air piping, 612 ... interference filter, 613 ...
Interference objective lens, 614: mechanical slide mechanism for objective lens, 614a: air pipe, 615: anti-vibration table base, 61
6 ... Small displacement stage, 617 ... X stage, 700 ...
Inspection ferrule, 701: surface plate, 702: XY position adjustment mechanism, 703: ferrule mounting jig, 704: surface roughness meter, 705: stylus, 706: arm, 707: position detector, 708: chart, 709 ... optical fiber, 71
0: core, 711: zirconia, 800: zirconia,
Reference numeral 801 denotes an optical fiber, 900 denotes a microscope, 901 denotes an objective lens, 902 denotes a transparent parallel plate, 903 denotes a sample stage, 904 denotes a ferrule holder, 905 denotes a ferrule to be inspected, 906 denotes a white light source, and 907 denotes a half mirror.
8: CCD, 909: CCD controller, 910: Monitor, 911: Interference fringe, 912: Optical fiber image.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平8−234052(JP,A) 特開 平6−26812(JP,A) 特開 平5−196452(JP,A) 特開 平5−118832(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01B 11/00 - 11/30 102 G01M 11/00 - 11/08 G01N 21/84 - 21/958 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-8-2324052 (JP, A) JP-A-6-26812 (JP, A) JP-A-5-196452 (JP, A) JP-A-5-196452 118832 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G01B 11/00-11/30 102 G01M 11/00-11/08 G01N 21/84-21/958
Claims (3)
取り付けた光コネクタ用フェルールの研磨面自動検査装
置において、 白色光源、ハーフミラを照明光進行方向に順次有し、前
記照明光がハーフミラを介して90度偏向・進行した方
向に拡大対物レンズを有し、該拡大対物レンズ先端に配
置した検査対象フェルールからの反射光を前記拡大対物
レンズ、ハーフミラを介して結像する位置にCCD素子
を配置して検査対象フェルールの端面像を形成する拡大
光学計と、前記白色光源とハーフミラ間の照明光路上に
干渉フィルタを挿入し、前記拡大対物レンズを干渉対物
レンズに機械的切替手段により切替えて干渉光学計を構
成し、前記拡大および干渉光学計の光軸中心かつ前記拡
大対物レンズの焦点位置に検査対象フェルールを位置決
めるフェルール整列・把持機構と前記光軸方向に変位を
付与する微小変位ステージを有し、該微小変位ステージ
を用いて、前記拡大および干渉対物レンズの焦点位置に
それぞれ焦点を自動的に合わせる手段を具備し、前記拡
大および干渉光学計により生成した拡大像および干渉縞
像を撮像したCCD素子からの電気信号をA/D変換し
蓄積するフレームメモリと前記干渉縞像を画像解析する
画像処理部を有し、前記微小変位ステージにより前記光
軸方向に4回以上微小変位を付与して得られた4枚以上
の干渉縞像から光ファイバ中心軸の光ファイバ頂点とジ
ルコニア部仮想頂点の前記光軸方向の偏差である段差、
凸球面研磨面の曲率半径、光ファイバ中心と研磨面頂点
間の前記光軸と垂直面内の偏差である頂点ずれを自動検
査し、前記拡大光学計像により端面傷、汚れを観察する
ことを特徴とする光コネクタ研磨面自動検査装置。1. An automatic polishing apparatus for a polished surface of a ferrule for an optical connector attached to an end of an optical cord or an end of an optical fiber, comprising a white light source and a half mirror sequentially in a traveling direction of the illumination light, wherein the illumination light passes through the half mirror. The magnifying lens has a magnifying lens in a direction deflected and advanced by 90 degrees, and a CCD element is arranged at a position where the reflected light from the ferrule to be inspected arranged at the tip of the magnifying lens is imaged through the magnifying objective lens and the half mirror. A magnifying optical meter for forming an end face image of the ferrule to be inspected, and an interference filter inserted on the illumination optical path between the white light source and the half mirror, and switching the magnifying objective lens to the interference objective lens by mechanical switching means to cause interference. An optical meter is configured, and a ferrule to be inspected is positioned at the optical axis center of the magnifying and interferometric optical meter and at the focal position of the magnifying objective lens. A means for aligning and holding the ferrule and a micro-displacement stage for applying a displacement in the direction of the optical axis; A frame memory for A / D converting and accumulating an electric signal from the CCD element which has taken the magnified image and the interference fringe image generated by the magnifying and interferometer image, and an image processing unit for analyzing the interference fringe image; Then, from the four or more interference fringe images obtained by imparting the fine displacement four or more times in the optical axis direction by the fine displacement stage, the optical axis direction of the optical fiber vertex of the optical fiber center axis and the imaginary vertex of the zirconia portion is obtained. Step, which is the deviation of
The radius of curvature of the convex spherical polished surface, the vertex deviation, which is the deviation between the optical fiber center and the vertices of the polished surface in the vertical plane, is automatically inspected, and the end face scratches and dirt are observed by the magnified optical meter image. Characteristic optical connector polished surface automatic inspection device.
かつ焦点位置に検査対象フェルールを機械的ハンドリン
グし、検査終了後、前記検査対象フェルールを機械的ハ
ンドリングし、初期位置に戻す手段を有することを特徴
とする請求項1記載の光コネクタ研磨面自動検査装置。2. A means for mechanically handling the ferrule to be inspected at the center of the optical axis and the focal position of the interferometer and the magnifying optical meter, and after the inspection, mechanically handling the ferrule to be inspected and returning the ferrule to the initial position. The optical connector polished surface automatic inspection apparatus according to claim 1, wherein:
査装置の干渉光学計を用いてCCD素子上に結像した干
渉縞画像から干渉縞中心と光ファイバ中心を検出する工
程と、前記干渉光学計の光軸と検査対象フェルールの光
ファイバ中心軸間の角度ずれを補正する工程と、該補正
により得られた補正値と前記干渉縞中心から頂点ずれを
算出する工程と、さらに請求項1記載の光コネクタ研磨
面自動検査装置の微小変位ステージを用いて4回以上微
小変位を付与して得られた4枚以上の干渉縞画像から曲
率半径を算出する工程と、光ファイバ端面とジルコニア
部の位相を算出して高さ情報に変換し、前記ジルコニア
部の頂点の高さと光ファイバ端面の頂点の高さから段差
を検出する工程を含むことを特徴とする光コネクタ研磨
面検査法。3. A step of detecting the center of an interference fringe and the center of an optical fiber from an interference fringe image formed on a CCD element using an interference optical meter of the automatic optical connector polished surface inspection apparatus according to claim 1. 2. A step of correcting an angular deviation between an optical axis of an optical meter and an optical fiber center axis of a ferrule to be inspected, and calculating a vertex deviation from a correction value obtained by the correction and the center of the interference fringes. Calculating a radius of curvature from four or more interference fringe images obtained by giving a minute displacement four or more times using a minute displacement stage of the optical connector polished surface automatic inspection apparatus described above, and an optical fiber end face and a zirconia part. Calculating a phase of the zirconia portion and detecting a step from the height of the vertex of the zirconia portion and the height of the vertex of the end face of the optical fiber.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 1995-07-27 JP JP19171395A patent/JP3317100B2/en not_active Expired - Fee Related
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