JPH07218385A

JPH07218385A - 光コネクタの研磨面検査方法および検査装置

Info

Publication number: JPH07218385A
Application number: JP18856494A
Authority: JP
Inventors: Satoru Takasugi; 哲高杉; Tatsuo Teraoka; 達夫寺岡; Hidekazu Abe; 秀和阿部
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd
Priority date: 1993-09-27
Filing date: 1994-08-10
Publication date: 1995-08-18

Abstract

(57)【要約】【目的】光コネクタ研磨面検査の自動化を図って作業
者の判断を不要とする。【構成】光コネクタ１を水平移動ステージ２上にの
せ、研磨端面１ａを観察して画像４を得る。このとき顕
微鏡３の低倍率対物レンズ３ａとしておき、画像４には
光ファイバの研磨端面１ｃのみならずピン孔１ｂの情報
も入るようにする。画素４ａ情報を２値化したとき、輝
度が低くなるピン孔１ｂの画像位置を検出する。ピン孔
１ｂ位置と、ピン孔１ｂと光ファイバの研磨端面の位置
関係とを基に、高倍率対物レンズ３ｂに変更したときの
研磨端面１ｃの画像位置を算出する。高倍率に切換えた
とき、算出値に基づきステージ２を移動して研磨端面１
ｃの拡大画像がモニタ５画面の中央にくるようにする。
光ファイバ研磨端面以外の画素をマスクして、光ファイ
バ研磨端面のみの画像データを得る。輝度による２値化
処理や水平・垂直微分処理して端面に存在する傷を検出
して合否判定を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像処理によって光フ
ァイバの研磨端面を検査し、かつ光ファイバの研磨端面
を高精度に位置決めする光コネクタ研磨面検査方法およ
び検査装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバ端末に取り付ける着脱可能な
光コネクタに、全てプラスチックモールドにより製造さ
れるプラスチック多心光コネクタがある。

【０００３】このプラスチック多心光コネクタは、プラ
グとスリーブとから構成される。プラグは、精密に成型
されたプラスチックチップにファイバガイドを用いて複
数本のファイバ心を平行に挿入して接着剤で止める。チ
ップにはフィラーが混入されている。また、ガイドピン
が嵌合されるピン孔を両側に形成する。このチップをプ
ラスチックのカバーの中に装着する。ファイバの端面は
研磨用テープで研磨して平滑に仕上げてプラグとする。

【０００４】スリーブは、ピン孔に嵌合するガイドピン
を両側に挿入して接着剤で止める。このスリーブの両側
からプラグを挿入して各ピン孔にピンガイドを嵌合さ
せ、挿入された光ファイバ間を結合する。このような光
コネクタによって光ファイバ間の結合を有効なものとす
るために、プラグの研磨面を検査する必要がある。それ
を次に説明するが、以下、プラグを光コネクタという。

【０００５】従来の光コネクタ研磨面を検査する方法
は、研磨面に露出した光ファイバ端面を拡大した画像で
捕え、研磨によって２値化処理して、画像を光ファイバ
端面および樹脂に含まれるフィラーの研磨面とそれ以外
の部分に判別する。そして、光ファイバ端面と樹脂に含
まれるフィラーの研磨面のみの画像を抽出して、この中
で光ファイバ端面の画像のみを作業者が指定し、その画
像のみについて画像処理することによって、傷や欠けの
有無、大きさ、数を求めて検査・判定を行なっている。

【０００６】従来の光ファイバ端面の位置決めでは、人
手によって微動台を操作して目視によって行なう方法が
用いられている。特に自動的に位置決めを行なう必要の
ある場合においては、光ファイバの逆端末より光を入射
させて、光ファイバ端面より出射される光強度をモニタ
することによって位置決めを行なっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光ファ
イバの研磨端面と樹脂に含まれるフィラーの研磨面は、
材質が同一であるため、研磨面に輝度上の有意差がな
く、２値化画像処理を行なった画像データによる判別が
作業者にとって難しい。

【０００８】また、フィラーの大きさも一定ではなく、
直径 125μｍのファイバよりも大きいものや小さいもの
もあり、大きさによる判別が作業者にとって難しく、フ
ィラー画像を光ファイバ研磨端面と誤って画像処理して
しまうおそれもあった。

【０００９】また、フィラーとファイバとの真円度によ
る判別はある程度可能であるが、ファイバ端面のエッジ
に欠け等があった場合では、２値化画像データが真円に
ならず、この方法による作業者の判別も 100％可能では
ない。

【００１０】このように、光ファイバ端面の画像のみを
作業者が抽出することが難しかったので、画像処理によ
る光ファイバ端面の傷や欠けの有無等の検査・判定が正
確にできなかった。

【００１１】また、光ファイバが長尺である場合では、
上述したように光を入射させることは時間がかかり実用
的ではない。

【００１２】さらに、機械的な位置決めによって高精度
な位置決めを行なおうとすると高精度な微動台等に費用
がかかる。

【００１３】本発明の目的は、上記した問題点を解決し
て、正確な合否判定が可能な光コネクタの研磨面検査方
法、および作業者の判断を必要とせず自動化が可能な光
コネクタの研磨面検査装置を提供することにある。

【００１４】また本発明の目的は、光コネクタの研磨面
検査を行なうに際して、光ファイバの研磨端面を高精度
に位置決めすることが可能な光コネクタの研磨面検査方
法、および作業者の判断を必要とせず自動化が可能な光
コネクタの研磨面検査装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】第１の発明の光コネクタ
の研磨面検査方法は、光ファイバ同士の突き合わせ接続
のために光ファイバの端末が石英系フィラーを含有する
成型樹脂内に挿入固定され、突き合わせ面が研磨されて
光ファイバの研磨端面が突き合わせ面に露出するととも
に、該突き合わせ面に研磨端面の位置決め用ピン又はこ
れが嵌合されるピン孔を有する光コネクタの研磨面検査
方法において、前記光コネクタの突き合わせ面に露出し
た光ファイバ研磨端面に存在する傷や欠けを画像処理に
よって検査する際に、画像を入力するための画像入力用
カメラが取り付けられた顕微鏡のレンズ倍率を低倍率に
して、光コネクタの突き合わせ面に存在するピン又はピ
ン孔を捕えた画像をモニタに表示し、表示画像を２値化
して突き合わせ面に存在するモニタ上のピン又はピン孔
位置を検出し、ピン又はピン孔位置と、予め求めておい
たピン又はピン孔と光ファイバ研磨端面の位置関係とか
ら、レンズ倍率を高倍率に変更したときにモニタ画面上
に表示される光ファイバ研磨端面の拡大画像位置を算出
し、レンズ倍率を高倍率に変更後、光ファイバ研磨端面
の拡大画像位置に基づいてモニタ上に表示される光ファ
イバ研磨端面以外の部分の画素データをマスキング処理
して、最終的に光ファイバ研磨端面のみの画像データを
得るものである。

【００１６】第２の発明の光コネクタの研磨面検査装置
は、倍率レンズを切り換えて光コネクタ像を低倍率から
高倍率に変更するレンズ倍率変更手段を有する顕微鏡
と、顕微鏡下で、突き合わせ面に光ファイバの研磨端面
が露出すると共に研磨端面の位置決め用ピン又はこれが
嵌合されるピン孔を有する光コネクタをセットして水平
移動させる検査試料移動用ステージと、顕微鏡の画像を
撮影するオートフォーカス機構を有する画像入力用カメ
ラと、カメラの画像を画素単位で表示するモニタと、顕
微鏡のレンズ倍率が低倍率のときにモニタに表示される
光コネクタの研磨面画像の画像データを２値化して光コ
ネクタの突き合わせ面に存在するモニタ画面上のピン又
はピン孔位置を検出する検出手段と、モニタ画面上の任
意の画素データをマスキング処理するマスキング手段
と、ピン又はピン孔と光ファイバ研磨端面の位置関係デ
ータを予め記憶する記憶手段と、演算手段と、コントロ
ーラとを備えた光コネクタの研磨面検査装置であって、
上記演算手段は、上記検出手段のピン又はピン孔位置
と、上記記憶手段に記憶したピン又はピン孔と光ファイ
バ研磨端面の位置関係データとが入力され、レンズ倍率
を高倍率にしたときにモニタ画面上に表示される光ファ
イバ研磨端面の画像位置を算出して出力するものであ
り、上記コントローラは、上記顕微鏡のレンズ倍率変更
手段を制御してレンズ倍率を切り換え、切り換えに伴う
モニタ画面上の画像位置のずれを上記検査試料移動用ス
テージを制御して補正し、切り換え後上記画像位置の算
出値に基づいてマスキング手段を制御し、モニタ画面上
に表示される拡大画像のうち光ファイバ研磨端面以外の
部分の画素データをマスキング処理して最終的に光ファ
イバ研磨端面のみの画像データを得るものである。

【００１７】第３の発明の光コネクタの研磨面検査方法
は、光ファイバ同士の突き合わせ接続のために光ファイ
バの端末が接着層を介して石英フィラーを含有する成型
樹脂内に挿入固定され、突き合わせ面が研磨されて光フ
ァイバの研磨端面が突き合わせ面に露出してなる光コネ
クタの研磨面を検査する方法において、顕微鏡下に光コ
ネクタをセットする検査試料移動用ステージを制御する
ことによってカメラを介してモニタ画面に表示される光
コネクタの研磨面の位置決めを行なう際、予めモニタ画
面上の所定位置に光ファイバの外径に相当する円形の窓
を残して画面上をマスクすると共に、上記窓内にカメラ
で映した顕微鏡画像のうち光ファイバの研磨端面を表示
し、モニタ画面上の上記窓内に表示される光ファイバ研
磨端面像が窓からずれたときに該端面外周に現われる接
着層画像を２値化抽出し、抽出像の縦方向長と横方向長
とを計測して計測結果を比較し、縦方向長が横方向長よ
りも大きい場合には、上記窓内に表示された光ファイバ
研磨端面の縦方向軸ずれ量よりも横方向軸ずれ量が大き
いと判定して、上記抽出画像の縦方向長を最小とするよ
うに、また、縦方向長が横方向長よりも小さい場合に
は、縦方向軸ずれ量よりも横方向軸ずれ量が小さいと判
定して、上記抽出画像の横方向長を最小とするように検
査試料移動用ステージを制御することにより、上記窓内
に光ファイバ研磨端面像が納まるようにしたものであ
る。

【００１８】第４の発明の光コネクタの研磨面検査装置
は、光コネクタの研磨面を観察する顕微鏡と、顕微鏡下
で光コネクタをセットして水平移動させる検査試料移動
用ステージと、顕微鏡の画像を撮影するオートフォーカ
ス機構を有する画像入力用カメラと、画面上の所定位置
に光ファイバ外径に相当する円形の窓を残して画面上を
マスクするとともに、上記窓内にカメラの画像を画素単
位で表示するモニタと、モニタ画面上の上記窓内に表示
される光ファイバ研磨端面像が窓からずれたときに、該
端面外周に現われる接着層画像を２値化抽出して、抽出
像の縦方向長と横方向長を計測する抽出長検出手段と、
演算手段と、上記コントローラとを備えた光コネクタの
研磨面検査装置であって、上記演算手段は、上記計測手
段の接着層の縦方向長と横方向長とが入力され、縦方向
長が横方向長よりも大きい場合は、縦方向軸ずれ量より
も横方向軸ずれ量が大きいと判定して、光コネクタを横
方向に移動させる移動値を出力し、縦方向長が横方向長
よりも小さい場合は、縦方向軸ずれ量よりも横方向軸ず
れ量が小さいと判定して、光コネクタを縦方向に移動さ
せる移動値を出力させるものであり、上記コントローラ
は、上記移動値に基づいて検査試料移動用ステージを制
御するものである。

【００１９】第５の発明の光コネクタの研磨面検査方法
は、光ファイバ同士の突き合わせ接続のために光ファイ
バの端末が成型樹脂内に挿入固定され、突き合わせ面が
研磨されて光ファイバの研磨端面が突き合わせ面に露出
してなる光コネクタの研磨面を検査する方法において、
顕微鏡下に光コネクタをセットする検査試料移動用ステ
ージを制御することによってカメラを介してモニタ画面
に表示される光コネクタの研磨面の位置決めを行なう
際、事前の機械的概略位置決めを行った後に、該光ファ
イバ端面露出部を捕えた画像に、所定の位置にファイバ
外径に相当する大きさの丸穴空きを有するマスク画像を
マスク処理し、マスク画像に対して光ファイバ端面露出
部に位置ズレが有ったときに映し出される光ファイバ端
面の周囲の光コネクタ成形樹脂を２値化・抽出し、マス
ク画像の丸穴空きの上下および左右の４方向より丸穴空
きの中央まで、それぞれ径方向に走査して、抽出された
像の上下および左右の画素数を計測し、計測された画素
数の相当距離、計測された方向に検査試料移動用ステー
ジを制御する画像処理アルゴリズムを用いることによ
り、上記丸穴空き内に光ファイバ研磨端面像が納まるよ
うにしたものである。

【００２０】

【作用】第１および第２の発明は、当初顕微鏡のレンズ
倍率を低倍率にして、突き合わせ面のピン又はピン孔を
画像で捕え、ピンまたはピン孔の画像位置より高倍率時
の画像上での光ファイバ研磨端面の画像位置を予め検出
しておき、しかる後、レンズ倍率を高倍率に変更して拡
大画像上のファイバ端面以外の部分の画素データをマス
キング処理し、判断を明確化するものである。

【００２１】光ファイバの研磨端面を拡大して、端面以
外をマスクできれば、研磨端面のみを抽出できるので、
画像処理が容易となるので都合がよい。しかし、一気に
高倍率に拡大すると、研磨端面の位置決めが難しく有効
にマスクできない。そこで、まず低倍率で位置決めを行
なっておく。その場合の位置決めは、輝度に有意差のあ
るピン又はピン孔を利用する。位置決めした上で、高倍
率に拡大すると所定のマスク位置に研磨端面が丁度、映
し出されるようにする。

【００２２】また本発明による方法で多心コネクタの端
面検査を行なうには、低倍率で得られた画像データによ
り、全ての光ファイバ心線の端面位置を確定するため
に、光コネクタを移動させるためのステージを、数十μ
ｍ程度の精度で動かせることが好ましい。また、ステー
ジの精度が保証されていない場合には、光ファイバ心線
の各心についてその都度低倍率に切り換えて、ピン孔の
画像位置を得ることが好ましい。

【００２３】ところで、上述したように研磨面を検査す
る際に、事前の機械的位置決めおよびピン孔を基準にし
た位置決めが不十分なときがある。そのような時に、位
置決めのため光ファイバの接着層の特徴量を利用するの
が第３および第４の発明である。

【００２４】第３および第４の発明は、予めモニタ上の
所定位置に光ファイバ外径に相当する円形の窓を残して
画面上をマスクする。そして、円形窓内に拡大された光
ファイバ研磨端面を捕え、光ファイバ研磨端面のみの画
像データを得るようにする。このとき、光ファイバ研磨
端面画像を窓内に正確に捕える必要がある。例えば、事
前の機械的位置決めおよびピン孔を基準にした位置決め
が不十分なとき、ずれが生ずることになる。研磨端面が
窓から少しでもずれていると、光ファイバの外周に介在
させた挿入固定用の接着層が、窓部に現われる。この接
着層が窓から見えなくなれば、光ファイバ研磨端面を窓
内に丁度捕えたことになる。

【００２５】接着層は、光ファイバ研磨端面と材質が異
なるため輝度上に有意差が有り、２値化画像処理を行な
った画像データによる判定が比較的容易である。そこ
で、光ファイバ外周の接着層を２値化抽出して、その特
徴量から窓位置に対する光ファイバ研磨端面の位置ずれ
方向を判別する。その判別結果に基づいて検査試料移動
用ステージを制御し、光コネクタの研磨面の位置決めを
行なう。

【００２６】第５の発明は、予めモニタ上の所定位置に
光ファイバ外径に相当する大きさの丸穴空きを残して画
面上をマスクする。そして、丸穴空き内に拡大された光
ファイバ研磨端面を捕え、光ファイバ研磨端面のみの画
像データを得るようにする。このとき、光ファイバ研磨
端面画像を丸穴空き内に正確に捕える必要がある。例え
ば、事前の機械的位置決めおよびピン孔を基準にした位
置決めが不十分なとき、ずれが生ずることになる。研磨
端面が丸穴空きから少しでもずれていると、光ファイバ
端面の周囲の光コネクタ成形樹脂が、丸穴空き内に現わ
れる。この光コネクタ成形樹脂が丸穴空き内から見えな
くなれば、光ファイバ研磨端面を丸穴空き内に丁度捕え
たことになる。

【００２７】その光ファイバ端面の周囲の光コネクタ成
形樹脂を２値化抽出して、その抽出された物体（像）の
穴空きマスク画像内部での位置および大きさから位置ズ
レ方向および位置ズレ量を判別する。その判別結果に基
づいて検査試料移動用ステージを制御し、光コネクタの
研磨面の位置決めを行なう。

【００２８】

【実施例】以下、本発明の光コネクタの研磨面検査装置
の実施例を添付図面に基づいて説明する。

【００２９】（第１実施例）図１に示すように光コネク
タの研磨面検査装置は、光コネクタ１の研磨面を観察す
る顕微鏡３、ビデオカメラ７、モニタ５等を備える。顕
微鏡３で観察される光コネクタ１は、光ファイバ同士の
突き合わせ接続のために光ファイバの端末が石英系フィ
ラーを含有する成型樹脂内に挿入固定され、突き合わせ
面が研磨されて複数本の光ファイバ心の研磨端面１ｃが
突き合わせ面に一列に並んで露出している。また、一列
に並んだ研磨端面１ｃの両側に研磨端面の位置決め用ピ
ンが嵌合されるピン孔１ｂが形成されている。

【００３０】顕微鏡３は、低倍率対物レンズ３ａと高倍
率対物レンズ３ｂとを切り換えて光コネクタ像を低倍率
から高倍率に変更するレンズ倍率変更手段３ｃを有す
る。顕微鏡下には、光コネクタ１がセットされると共
に、水平移動してセットされた光コネクタ１の光コネク
タ研磨面１ａの位置決めを行なう検査試料移動用ステー
ジである水平移動ステージ２が設けられる。顕微鏡１の
接眼レンズには、顕微鏡の画像を撮影するオートフォー
カス機構３ｃを有する画像入力用カメラであるビデオカ
メラ７が取り付けられ、そのカメラ７にはさらにカメラ
の画像４を画素４ａ単位で表示するモニタ５に接続され
ている。

【００３１】これらレンズ倍率変更手段３ｃを有する顕
微鏡３、水平移動ステージ２、オートフォーカス機構３
ｃを有するビデオカメラ７、およびモニタ５は、後述す
るコントローラからの制御信号により統括して制御され
るようになっている。

【００３２】図３にコントローラを含めた上記光コネク
タの研磨面検査装置のハードウェア構成を示す。これ
は、顕微鏡３のレンズ倍率が低倍率のときにモニタ５に
表示される光コネクタの研磨面画像の画像データを２値
化して、光コネクタの突き合わせ面に存在するモニタ画
面上のピン孔位置を検出するピン孔位置検出手段１１
と、モニタ５の画面上の任意の画素データをマスキング
処理するマスキング手段１５と、ピン孔と光ファイバ研
磨端面の位置関係データを予め記憶する記憶手段１２
と、演算手段１３と、コントローラ１４と、判定手段１
７とを備える。

【００３３】演算手段１３は、ピン孔位置検出手段１１
のピン孔位置と、記憶手段１２に記憶したピン孔と光フ
ァイバ研磨端面の位置関係データとが入力されて、レン
ズ倍率を高倍率にしたときにモニタ５の画面上に表示さ
れる光ファイバ研磨端面の画像位置を算出して出力する
ように構成されている。

【００３４】コントローラ１４は、顕微鏡３のレンズ倍
率変更手段３ｃを制御してレンズ倍率を切り換え、切り
換えに伴うモニタ画面上の画像位置のずれを水平移動ス
テージ２を制御して補正し、切り換え後上記画像位置の
算出値に基づいてマスキング手段１５を制御して、モニ
タ画面上に表示される拡大画像のうち光ファイバ研磨端
面以外の部分の画素データをマスキング処理して最終的
に光ファイバ研磨端面のみの画像データを得るように構
成されている。

【００３５】判定手段１７は、光ファイバ研磨端面のみ
の画像データを輝度による２値化処理や水平・垂直微分
処理して、光ファイバ研磨端面に存在する傷等を検出し
てその大きさや数をもとに研磨端面の合否判定を行な
う。

【００３６】次に上記のように構成された光コネクタの
研磨面検査装置の動作について説明する。図１に示すよ
うに、光コネクタ１を水平移動ステージ２上に位置決め
固定する。コントローラ１４を起動することによって研
磨端面１ａを顕微鏡３、ビデオカメラ７およびモニタ５
によって観察して画像４を得る。画像４は、モニタ５の
中央に来るようにする。このとき顕微鏡３の対物レンズ
は低倍率対物レンズ３ａであるため、コネクタ研磨面の
ほぼ全体を画像で捕えることができ、得られる画像４に
はピン孔１ｂおよび光ファイバの研磨端面１ｃの情報が
入っている。

【００３７】この画像４上の画素４ａの情報を２値化処
理したとき、他と比べて輝度が低くなるピン孔１ｂの画
像位置を、ピン孔位置検出手段１１によって画像４上で
認識するピン孔１ｂは、光ファイバの研磨端面１ｃある
いはフィラーの研磨面１ａとは異質であるため、２値化
画像処理を行なった画像データによるピン孔位置の判定
が容易である。

【００３８】ピン孔位置検出手段１１で得られたピン孔
位置データと、予め記憶手段１２に記憶しておいた研磨
端面位置決め用嵌合ピンのピン孔１ｂと光ファイバ研磨
端面１ｃの位置関係データとを演算手段１３に入力し
て、図１（Ｂ）に示したように、対物レンズを高倍率対
物レンズ３ｂに変更したとき、モニタ５の画面上に映し
出される光ファイバの研磨端面１ｃの画像位置を算出す
る。

【００３９】算出後、コントローラ１４によりレンズ倍
率変更手段３ｃを制御して、低倍率対物レンズ３ａから
高倍率対物レンズ３ｂに切り換える。レンズ倍率が挙げ
られると、コントローラ１４は、演算手段１３の算出値
に基づいて水平移動ステージ２を制御し、切り換えに伴
うモニタ画面上の画像位置のずれを補正して、光ファイ
バ研磨端面１ｃの画像がモニタ５の中央に来るようにす
る。

【００４０】そして、コントローラ１４はマスキング手
段１５を制御して、図２（Ａ）に示したように、光ファ
イバ研磨端面１ｃ以外の画像４にマスク５ａを施し、光
ファイバ研磨端面１ｃのみの画像データを得る。マスク
５ａを施すのは、光ファイバの研磨端面１ｃと樹脂に含
まれるフィラーの研磨面は、材質が同一であるため、研
磨面に輝度の有意差が無く２値化画像処理を行なった画
像データによる判定が難しく、これを回避するためであ
る。

【００４１】さらに、判定手段１７により、図２（Ｂ）
に示したように、光ファイバ研磨端面１ｃのみの画像デ
ータを輝度による２値化処理や水平・垂直微分処理し
て、光ファイバ研磨端面１ｃに存在する傷６を検出して
その大きさや数をもとに研磨端面１ｃの合否判定を行な
う。

【００４２】本実施例において、低倍率でコネクタ研磨
面のほぼ全体を画像で捕えたとき、ピン孔間距離（ 4.6
mm）を水平方向 512画素の画像として捕えると、１画素
は10μｍ以下となる。コネクタの画像位置を確定するた
めに３画素程度を用いたとしても位置精度を30μｍ以下
に抑えることが可能であり、低倍率時において高倍率で
ファイバ端面を捕えたときのファイバ端面位置を確定す
ることが可能である。

【００４３】（第２実施例）図４に光コネクタの研磨面
位置決め装置の構成を示す。基本的には図１の構成と同
じである。異なる点は、倍率切換え後、モニタ画面上の
所定位置に光ファイバと同径の円形窓が最初から空いた
マスキング処理を施した後、さらに窓内での情報に基づ
いて位置決め調整を行なう点である。ハードウェア上の
異なる点は、図６に示すように、抽出像長計測手段１６
を追加し、記憶手段１２の配線系を追加し、それに応じ
て演算手段１３、コントローラ１４の機能を一部変更し
た点である。

【００４４】このような追加変更により、倍率切換え後
のモニタ５は、画面上の所定位置に光ファイバ外径に相
当する円形の窓を残して画面上の画素データが強制的に
マスクされる。マスクされないで残った窓内にビデオカ
メラ７の画像が画素単位で表示される。マスクする画面
上の所定位置データは、予め記憶手段１２に記憶してお
き、その位置データに基づきコントローラ１４は、マス
キング手段１５を制御するようになっている。

【００４５】追加した抽出像長計測手段１６は、モニタ
画面上の窓内に表示される光ファイバ研磨端面像が窓か
らずれたときに、端面外周に現われる接着層画像を２値
化抽出して、抽出像の縦方向長と横方向長を計測する。
また、機能変更を伴う演算手段１３は、計測手段１６の
接着層の縦方向長と横方向長とが入力され、縦方向長が
横方向長よりも大きい場合は、縦方向軸ずれ量よりも横
方向軸ずれ量が大きいと判定して、光コネクタを横方向
に移動させる移動値を出力し、縦方向長が横方向長より
も小さい場合は、縦方向軸ずれ量よりも横方向軸ずれ量
が小さいと判定して、光コネクタを縦方向に移動させる
移動値を出力させるように構成される。そして、コント
ローラ１４は、演算手段１３の移動値に基づいて水平移
動ステージ２を制御するように構成される。

【００４６】さて、上記した光コネクタの研磨面位置決
め装置の動作について説明する。図４に示したように、
光コネクタ１を水平移動ステージ２上に位置決め固定し
て、研磨面１ａを顕微鏡３、ビデオカメラ７およびモニ
タ５によって拡大画像４を画面の中央位置に得て、図５
（Ａ）のように光ファイバ研磨端面１ｂが映し出される
べきモニタ５上の画素所定位置にマスク５ａを施してマ
スク処理画像９を得るところまでは、第１実施例と同じ
である。

【００４７】この時、光ファイバ研磨端面１ｃに位置ず
れがあると、図５（Ｂ）に示したように、マスク処理画
像９内に光ファイバ外周に存在する接着層８の一部が窓
１０内に映し出されることになる。この映し出されたマ
スク処理画像９の画素情報から、抽出像長計測手段１６
によって、事前に決められたしきい値により２値化して
光ファイバ外周の接着層８を抽出し、図５（Ｃ）に示す
ように接着層８の縦方向長ＶＬと横方向長ＨＬを計測す
る。画像４上で認識する接着層８は、光ファイバの研磨
端面１ｃとは異質であるため、２値化画像処理を行なっ
た画像データによる接着層位置ないし接着層長の判定が
容易である。

【００４８】この計測結果は演算手段１３に入力された
上で比較され、縦方向長＞横方向長であった場合には、
縦方向軸ずれ量＜横方向軸ずれ量と判定され、水平移動
ステージ２を横方向に微動させる移動値が出力される。
この移動値に基づいてコントローラ１４は、水平移動ス
テージ２を制御して光コネクタ１の位置を補正する。接
着層７の縦方向長を最小とする位置を検出するまで上記
補正処理を繰り返して、モニタ画面上の窓１０内に光フ
ァイバ研磨端面１ｃの画像がぴったり嵌まるようにす
る。

【００４９】また上記とは逆に、比較結果が縦方向長＜
横方向長であった場合には、縦方向軸ずれ量＞横方向軸
ずれ量と判定して、水平移動ステージ２を縦方向に微動
させて接着層７の横方向長を最小とする位置を検出し
て、最終的に光ファイバ研磨端面１ｃが窓１０内に正確
に入るように制御する。

【００５０】このように上記実施例では、ピン孔を基準
にした位置決めが不十分なときであっても、窓内に映し
出される光ファイバの位置ずれ量に応じて変る光ファイ
バ外周の接着層長を計測比較するようにして、その位置
ずれを最小とするように水平移動ステージを制御するの
で、位置決めを正確に行なうことができる。その結果、
引き続き行なわれる判定手段１７による合否判定が正確
になる。

【００５１】（第３の実施例）この第３の実施例におい
ては、光コネクタの研磨面位置決め装置及びそのハード
ウェアの構成は図４及び図６の構成と同じであるので、
図４及び図６を用いて説明する。

【００５２】基本的には第２の実施例と同じで、倍率切
換え後、モニタ５画面上の所定位置に光ファイバと同径
（通常 125μｍ）の大きさの丸穴空きを有するマスキン
グ処理を施した後、さらに丸穴空き内での情報に基づい
て位置決め調整を行なう。すなわち、倍率切換え後のモ
ニタ５は、画面上の所定位置に光ファイバ外径に相当す
る円形の丸穴空きを残して画面上の画素データが強制的
にマスクされる。マスクされないで残った丸穴空き内に
ＣＣＤカメラなどのビデオカメラ７の画像が画素単位で
表示される。マスクする画面上の所定位置データは、予
め記憶手段１２に記憶しておき、その位置データに基づ
きコントローラ１４は、マスキング手段１５を制御する
ようになっている。

【００５３】この実施例では抽出像長計測手段１６の構
成が以下のようになる。抽出像長計測手段１６は、モニ
タ５画面上の丸穴空き内に表示される光ファイバ研磨端
面像が丸穴空きからずれたときに、マスク処理画像６内
に映し出される光コネクタの成形樹脂７を２値化抽出し
て、抽出された物体（像）の丸穴空き内での位置および
大きさから位置ズレ方向および位置ズレ量を判別する。
具体的には、抽出物の穴空きマスク画像内部での位置お
よび大きさを検出するために、図７（Ｃ）に示すよう
に、穴空きマスク画像の上下および左右方向より丸穴空
きの中央まで、それぞれ半径方向に１ライン走査して検
出された物体の画素数ｎ_U，ｎ_D，ｎ_L，ｎ_Rをカウン
トする。また、機能変更を伴う演算手段１３は、計測手
段１６の穴空きマスク画像の上下および左右方向の画素
数ｎ_U，ｎ_D，ｎ_L，ｎ_Rが入力され、まず、上下方向
からの走査した際にカウントされたそれぞれの画素数ｎ
_U，ｎ_Dを比較して、例えばｎ_V＝ｎ_U−ｎ_D として、ｎ_V＞０の場合、光ファイバ端面１ｃは規定位置に対してｎ_V画
素に相当する距離、下側に位置ズレがあると判定し、ま
た同様にｎ_H＝ｎ_L−ｎ_Ｒとして、ｎ_Ｈ＞０の場合、光ファイバ端面１ｃは規定位置に対してｎ_H画
素に相当する距離、右側に位置ズレがあると判定して、
水平二軸移動ステージ２を駆動して位置ズレを補正する
補正値が出力されるように構成される。そして、コント
ローラ１４は、演算手段１３の補正値に基づいて水平移
動ステージ２を制御するように構成される。

【００５４】さて、上記した光コネクタの研磨面位置決
め装置の動作について説明する。図４に示したように、
光コネクタ１を水平移動ステージ２上に位置決め固定し
て、研磨面１ａを顕微鏡３、ビデオカメラ７およびモニ
タ５によって拡大画像４を画面の中央位置に得て、図７
（Ａ）および図８のように光ファイバ研磨端面１ｂが映
し出されるべきモニタ５上の画素所定位置に例えば図９
に示すマスク５ａを施して図１０に示すようにマスク処
理画像９を得るところまでは、第１実施例と同じであ
る。

【００５５】この時、光ファイバ研磨端面１ｃに位置ず
れがあると、図７（Ａ）に示したように、マスク処理画
像９内に光ファイバ端面の周囲の光コネクタ成形樹脂の
一部が丸穴空き１９内に映し出されることになる。この
映し出されたマスク処理画像９の画素情報から、抽出像
長計測手段１６によって、事前に決められたしきい値に
より２値化してマスク処理画像６内に映し出される光コ
ネクタの成形樹脂（２値化された光コネクタの成形樹
脂）１８を図７（Ｂ）および図１１に示すように抽出す
る。そして、図７（Ｃ）に示すように抽出物２０の上下
および左右方向の画素数ｎ_U，ｎ_D，ｎ_L，ｎ_Rをカウ
ントして計測する。

【００５６】この計測結果は演算手段１３に入力された
上で比較され、ｎ_V＝ｎ_U−ｎ_Dとして、ｎ_V＞０であ
った場合には、光ファイバ端面１ｃは規定位置に対して
ｎ_V画素に相当する距離、下側に位置ズレがあると判定
され、また同様にｎ_H＝ｎ_L−ｎ_Rとして、ｎ_H＞０で
あった場合には、光ファイバ端面１ｃは規定位置に対し
てｎ_H画素に相当する距離、右側に位置ズレがあると判
定され、水平二軸移動ステージ２を駆動して位置ズレを
補正する補正値が出力される。この補正値に基づいてコ
ントローラ１４は、水平移動ステージ２を制御して光コ
ネクタ１の位置を補正する。抽出物２０の上下長および
左右長を最小とする位置を検出するまで上記補正処理を
繰り返して、モニタ５画面上の丸穴空き１９内に光ファ
イバ研磨端面１ｃの画像がぴったり嵌まるようにする。

【００５７】このように上記実施例では、ピン孔を基準
にした位置決めが不十分なときであっても、窓内に映し
出される光ファイバの位置ずれ量に応じて変る光ファイ
バ外周の接着層長を計測比較するようにして、その位置
ずれを最小とするように水平移動ステージを制御するの
で、位置決めを正確に行なうことができる。その結果、
引き続き行なわれる判定手段１７による合否判定が正確
になる。

【００５８】（その他の変形例）なお、第２および第３
実施例では第１実施例を前提とし、ピン孔を基準にした
位置決めが不十分でずれが生じたとき、それを接着層の
特徴量に基づいて補正するようにしたが、第２および第
３実施例の変形例として、ピン孔を基準とするのではな
く、水平移動ステージ上に機械的位置決めを事前に行な
った上で、拡大画像位置がモニタ画面上の窓からずれた
ときにも、同様にそのずれを補正することができる。

【００５９】また、本発明は多心光コネクタのみなら
ず、単心コネクタに適用することもできる。さらに、光
コネクタにピン孔が形成されている場合について説明し
たが、ピンが取り付けられている場合であっても、ピン
孔の場合と同様に輝度の有意差が得られるので、適用可
能である。

【００６０】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば次のような
優れた効果を奏する。

【００６１】(1) 請求項１および２の光コネクタの研磨
面検査方法および検査装置により、光コネクタの研磨面
の内、特に光ファイバ研磨端面に存在する傷や欠けを有
効に検出して、研磨の合否判定を行なうことができる。
また、本装置では、画像処理による自動判定を用いるた
め、従来のように作業者の視覚による検査に比較して数
倍〜数百倍の速さで判定できると共に、検査する作業者
による個人差もなくなり、製品の品質を安定化させるこ
とができる。

【００６２】(2) 請求項３，４および５の光コネクタの
研磨面位置決め方法および位置決め装置により、光ファ
イバ研磨端面に存在する傷や欠けを自動的に検出するに
先立って行なう光ファイバ研磨端面の位置決めを正確に
行なうことができる。また、本装置では、位置決めを自
動的に行なうので、事前の機械的位置決めおよびピン孔
を基準にした位置決めが不十分なときでも、それを是正
でき正確な位置決めができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光コネクタの研磨面検査装置にかかる
第１実施例を説明するための、光ファイバの研磨端面を
観察するときのシステム構成を示す概略構成図と、その
時得られる光ファイバ研磨端面の画像の説明図であっ
て、（Ａ）は光コネクタの研磨面を低倍率で観察した時
の説明図、（Ｂ）は研磨面を高倍率で観察した時の説明
図。

【図２】第１実施例によるモニタ画像の説明図であっ
て、（Ａ）は光コネクタ研磨面を高倍率で観察した画像
のうち、ファイバの研磨端面以外の画像をマスク処理し
た画像の説明図、（Ｂ）は画像に２値化処理や水平・垂
直微粉を施した画像であり、傷を検出した画像の説明
図。

【図３】第１実施例による光コネクタの研磨面検査装置
のハードウェア構成を示すブロック図。

【図４】本発明の光コネクタの研磨面位置決め装置にか
かる第２実施例を説明するための光ファイバの研磨端面
を観察するときのシステム構成を示す概略構成図と、そ
の時得られる光ファイバ研磨端面の画像の説明図。

【図５】第２実施例による光ファイバの研磨端面とマス
ク処理画像の説明図であって、（Ａ）は光ファイバの研
磨端面とマスク処理画像の説明図、（Ｂ）は位置ずれが
あるときに窓に映し出される接着層の画像の説明図、
（Ｃ）は接着層を２値化抽出した画像の説明図。

【図６】第２実施例による光コネクタの研磨面検査装置
のハードウェア構成を示すブロック図。

【図７】第３実施例による光ファイバの研磨端面とマス
ク処理画像の説明図であって、（Ａ）は光ファイバの研
磨端面とマスク処理画像の説明図、（Ｂ）は光コネクタ
の成形樹脂を２値化抽出した画像の説明図、（Ｃ）は穴
空きマスク画像の上下および左右方向より１ライン操作
して検出された物体の画素数をカウントする方法を示す
説明図。

【図８】光ファイバの研磨端面をモニタ上に実際に映し
出した画像の一例を示す図。

【図９】ファイバ外径に相当する大きさの丸穴空きを所
定の位置に有するマスクをモニタ上に実際に映し出した
一例を示す図。

【図１０】光ファイバの研磨端面をモニタ上に映し出し
た画像にマスクを施した実際のマスク処理画像の一例を
示す図。

【図１１】光コネクタの成形樹脂を２値化抽出した実際
の画像の一例を示す図。

【符号の説明】

１光コネクタ１ａ光コネクタの研磨面１ｂピン孔１ｃ光ファイバの研磨端面２水平移動ステージ３顕微鏡３ａ低倍率対物レンズ３ｂ高倍率対物レンズ４画像４ａ画素５モニタ５ａマスク６傷７ビデオカメラ８接着層９マスク処理画像１０円形窓１１ピン孔位置検出手段１２記憶手段１３演算手段１４コントローラ１５マスキング手段１６抽出像長計測手段１７判定手段１８２値化された光コネクタの成形樹脂１９丸穴空き２０抽出物

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０２Ｂ 6/36 Ｇ０６Ｔ 5/00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光ファイバ同士の突き合わせ接続のため
に光ファイバの端末が石英系フィラーを含有する成型樹
脂内に挿入固定され、突き合わせ面が研磨されて光ファ
イバの研磨端面が突き合わせ面に露出するとともに、該
突き合わせ面に研磨端面の位置決め用ピン又はこれが嵌
合されるピン孔を有する光コネクタの研磨面検査方法に
おいて、前記光コネクタの突き合わせ面に露出した光フ
ァイバ研磨端面に存在する傷や欠けを画像処理によって
検査する際に、画像を入力するための画像入力用カメラ
が取り付けられた顕微鏡のレンズ倍率を低倍率にして、
光コネクタの突き合わせ面に存在するピン又はピン孔を
捕えた画像をモニタに表示し、表示画像を２値化して突
き合わせ面に存在するモニタ上のピン又はピン孔位置を
検出し、ピン又はピン孔位置と、予め求めておいたピン
又はピン孔と光ファイバ研磨端面の位置関係とから、レ
ンズ倍率を高倍率に変更したときにモニタ画面上に表示
される光ファイバ研磨端面の拡大画像位置を算出し、レ
ンズ倍率を高倍率に変更後、光ファイバ研磨端面の拡大
画像位置に基づいてモニタ上に表示される光ファイバ研
磨端面以外の部分の画素データをマスキング処理して、
最終的に光ファイバ研磨端面のみの画像データを得るこ
とを特徴とする光コネクタの研磨面検査方法。
【請求項２】倍率レンズを切り換えて光コネクタ像を
低倍率から高倍率に変更するレンズ倍率変更手段を有す
る顕微鏡と、顕微鏡下で、突き合わせ面に光ファイバの
研磨端面が露出すると共に研磨端面の位置決め用ピン又
はこれが嵌合されるピン孔を有する光コネクタをセット
して水平移動させる検査試料移動用ステージと、顕微鏡
の画像を撮影するオートフォーカス機構を有する画像入
力用カメラと、カメラの画像を画素単位で表示するモニ
タと、顕微鏡のレンズ倍率が低倍率のときにモニタに表
示される光コネクタの研磨面画像の画像データを２値化
して光コネクタの突き合わせ面に存在するモニタ画面上
のピン又はピン孔位置を検出する検出手段と、モニタ画
面上の任意の画素データをマスキング処理するマスキン
グ手段と、ピン又はピン孔と光ファイバ研磨端面の位置
関係データを予め記憶する記憶手段と、演算手段と、コ
ントローラとを備えた光コネクタの研磨面検査装置であ
って、上記演算手段は、上記検出手段のピン又はピン孔
位置と、上記記憶手段に記憶したピン又はピン孔と光フ
ァイバ研磨端面の位置関係データとが入力され、レンズ
倍率を高倍率にしたときにモニタ画面上に表示される光
ファイバ研磨端面の画像位置を算出して出力するもので
あり、上記コントローラは、上記顕微鏡のレンズ倍率変
更手段を制御してレンズ倍率を切り換え、切り換えに伴
うモニタ画面上の画像位置のずれを上記検査試料移動用
ステージを制御して補正し、切り換え後上記画像位置の
算出値に基づいてマスキング手段を制御し、モニタ画面
上に表示される拡大画像のうち光ファイバ研磨端面以外
の部分の画素データをマスキング処理して最終的に光フ
ァイバ研磨端面のみの画像データを得るものである光コ
ネクタの研磨面検査装置。
【請求項３】光ファイバ同士の突き合わせ接続のため
に光ファイバの端末が接着層を介して石英フィラーを含
有する成型樹脂内に挿入固定され、突き合わせ面が研磨
されて光ファイバの研磨端面が突き合わせ面に露出して
なる光コネクタの研磨面を検査する方法において、顕微
鏡下に光コネクタをセットする検査試料移動用ステージ
を制御することによってカメラを介してモニタ画面に表
示される光コネクタの研磨面の位置決めを行なう際、予
めモニタ画面上の所定位置に光ファイバの外径に相当す
る円形の窓を残して画面上をマスクすると共に、上記窓
内にカメラで映した顕微鏡画像のうち光ファイバの研磨
端面を表示し、モニタ画面上の上記窓内に表示される光
ファイバ研磨端面像が窓からずれたときに該端面外周に
現われる接着層画像を２値化抽出し、抽出像の縦方向長
と横方向長とを計測して計測結果を比較し、縦方向長が
横方向長よりも大きい場合には、上記窓内に表示された
光ファイバ研磨端面の縦方向軸ずれ量よりも横方向軸ず
れ量が大きいと判定して、上記抽出画像の縦方向長を最
小とするように、また、縦方向長が横方向長よりも小さ
い場合には、縦方向軸ずれ量よりも横方向軸ずれ量が小
さいと判定して、上記抽出画像の横方向長を最小とする
ように検査試料移動用ステージを制御することにより、
上記窓内に光ファイバ研磨端面像が納まるようにしたこ
とを特徴とする光コネクタの研磨面検査方法。
【請求項４】光コネクタの研磨面を観察する顕微鏡
と、顕微鏡下で光コネクタをセットして水平移動させる
検査試料移動用ステージと、顕微鏡の画像を撮影するオ
ートフォーカス機構を有する画像入力用カメラと、画面
上の所定位置に光ファイバ外径に相当する円形の窓を残
して画面上をマスクするとともに、上記窓内にカメラの
画像を画素単位で表示するモニタと、モニタ画面上の上
記窓内に表示される光ファイバ研磨端面像が窓からずれ
たときに、該端面外周に現われる接着層画像を２値化抽
出して、抽出像の縦方向長と横方向長を計測する抽出長
検出手段と、演算手段と、上記コントローラとを備えた
光コネクタの研磨面検査装置であって、上記演算手段
は、上記計測手段の接着層の縦方向長と横方向長とが入
力され、縦方向長が横方向長よりも大きい場合は、縦方
向軸ずれ量よりも横方向軸ずれ量が大きいと判定して、
光コネクタを横方向に移動させる移動値を出力し、縦方
向長が横方向長よりも小さい場合は、縦方向軸ずれ量よ
りも横方向軸ずれ量が小さいと判定して、光コネクタを
縦方向に移動させる移動値を出力させるものであり、上
記コントローラは、上記移動値に基づいて検査試料移動
用ステージを制御するものである光コネクタの研磨面検
査装置。
【請求項５】光ファイバ同士の突き合わせ接続のため
に光ファイバの端末が成型樹脂内に挿入固定され、突き
合わせ面が研磨されて光ファイバの研磨端面が突き合わ
せ面に露出してなる光コネクタの研磨面を検査する方法
において、顕微鏡下に光コネクタをセットする検査試料
移動用ステージを制御することによってカメラを介して
モニタ画面に表示される光コネクタの研磨面の位置決め
を行なう際、事前の機械的概略位置決めを行った後に、
該光ファイバ端面露出部を捕えた画像に、所定の位置に
ファイバ外径に相当する大きさの丸穴空きを有するマス
ク画像をマスク処理し、マスク画像に対して光ファイバ
端面露出部に位置ズレが有ったときに映し出される光フ
ァイバ端面の周囲の光コネクタ成形樹脂を２値化・抽出
し、マスク画像の丸穴空きの上下および左右の４方向よ
り丸穴空きの中央まで、それぞれ径方向に走査して、抽
出された像の上下および左右の画素数を計測し、計測さ
れた画素数の相当距離、計測された方向に検査試料移動
用ステージを制御することにより、上記丸穴空き内に光
ファイバ研磨端面像が納まるようにしたことを特徴とす
る光コネクタの研磨面検査方法。