JP5351582B2

JP5351582B2 - 光ファイバ端面の検査方法

Info

Publication number: JP5351582B2
Application number: JP2009081722A
Authority: JP
Inventors: 将之今西; 哲史宮本
Original assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd
Priority date: 2009-03-30
Filing date: 2009-03-30
Publication date: 2013-11-27
Anticipated expiration: 2029-03-30
Also published as: JP2010236859A

Description

本発明は、光ファイバ端面の検査方法に関する。

従来、一般に光ファイバ端面の傷等の有無を検査のために、マイクロスコープ等で端面を拡大表示して、検査員が目視にて検査する方法が行われていた。
さらに、検査作業の能率向上のために、光ファイバ端面を撮像装置を用いて撮像し、画像処理して、傷や欠け等を検査する装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。

特開平９−５２０５号公報

ところで、上述の従来の検査員による場合、及び、検査装置による場合のいずれにあっても、光ファイバの端面（被検査端面）に直接に光（照明）を当てて検査していた。
即ち、図７に従来の検査装置を示し、光ファイバ30の被検査端面31に対向して、カメラ32と照明器33から成る照明ユニット34を配置して、被検査端面31に直接照明光35を照射し、カメラ32にて撮像して、その画像で良否判定を行っていた。

図８に拡大された撮像を例示し、光ファイバ30の被検査端面31には、表面部の傷Ｙ及び外周縁36の欠けＺが検出された不良品の場合を示しているが、光ファイバ30の周囲を、着色された樹脂製コネクタ37にて覆われた構造のものならば、図８に示すように光ファイバ外周縁36と、コネクタ37の内周縁38との境界線Ｅが鮮明に識別できる。
ところが、エアクラッド構造の光ファイバ30である場合（図４参照）、さらに、不均一にメッキが施された金属製コネクタが使用された構造では、図９に例示するように、境界線Ｅ′が不鮮明かつ不安定に映り、（前述の表面部の傷Ｙは検出できるといえども）周端縁の欠けＺを検査できない場合がある。

図４に於て追加説明すれば、光ファイバ30はコアとクラッド層から成り、最先端外周のクラッド層を剥いで、コネクタ（フェルール）37に挿入して取着するが、エアクラッド構造とするために、コネクタ（フェルール）37の先端面内周縁に面取り39が形成されており、図４の左方側から照射光を当てると、Ｎｉメッキを施した面取り39から反射した光が、悪影響して、図９に例示するように、検査領域外の背景の映りが不安定となって、光ファイバ30の外周縁とコネクタ（フェルール）37の孔の内周端縁との境界線Ｅ′が不鮮明で、周端縁の欠けＺを区別至難となる場合があった。

そこで、本発明は、特にエアクラッド構造の光ファイバの端面の検査に於て、ファイバ端面の欠けを正確に検査可能とすることを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る光ファイバ端面の検査方法は、光ファイバの被検査端面に光を照射させて該被検査端面からの反射光にて検査する反射光検査工程と；上記被検査端面とは反対側の他端面に光を照射させて上記光ファイバ内に光を透過させて上記被検査端面を透過光にて検査する透過光検査工程とを；備え；かつ、第１照明器・第１カメラを上記光ファイバの一端面側に配設し、第２照明器・第２カメラを上記光ファイバの他端面側に配設して；上記一端面を上記被検査端面として上記反射光検査工程及び透過光検査工程によって該一端面について表面部の傷及び周端縁の欠け等の各欠陥を検査する一端面検査工程と；上記他端面を上記被検査端面として上記反射光検査工程及び透過光検査工程によって該他端面について表面部の傷及び周端縁の欠け等の各欠陥を検査する他端面検査工程とを；具備している。

また、上記反射光検査工程では、上記被検査端面の表面部の欠陥を検査し、上記透過光検査工程では、上記被検査端面の周端縁の欠陥を検査する方法である。
また、照射させる上記光は白色光であるのが好ましい。
また、上記反射光検査工程において照射される上記光が、上記透過光検査工程において照射される上記光よりも、光量大に設定されている。

検査領域（ファイバ端面外周縁）と背景の境界を明確に区別でき、エアクラッド構造等の被検査端面であっても、ファイバ端面の欠けを、正確かつ確実に検査可能となる。かつ、検査作業の能率向上を図り得る。また、外径測定検査についても正確に行い得る利点もある。

本発明の実施の一形態を示す全体簡略構成図である。本発明を構成する各工程を説明する図である。光ファイバーの具体的一例を示す要部半截図である。要部拡大半截図である。光ファイバ端面の一例を示す拡大図である。光ファイバ端面の撮影画像を示す説明図である。従来例の説明図である。従来例における良好な状態を示した撮像図である。従来の不良状態を説明する撮像図である。

以下、実施の形態を示す図面に基づき本発明を詳説する。
図３と図４に例示した被検査用光ファイバ30は、コアとクラッド層から成るが、符号２にて示した最先端外周のクラッド層を剥いで、コネクタ３のフェルール37の孔37ａに挿入し、フェルール先端面４の孔側内周端縁の面取り39の形成によって、光ファイバ30の最先端２の一部と、面取り39の間に（断面三角形の）空気層を設け、この空気層がクラッドとしての機能をなしている、いわゆるエアクラッド構造である。

フェルール37は一般に金属製であり、Ｎｉメッキ等のメッキ処理が外表面に施されている。フェルール37の先端面４と同一平面上の位置に光ファイバ30の一端面11が露出している。なお、図３に於て、22はカップリングナット、23はチャックナットを示す。

本発明は、このようなエアクラッド構造として、フェルール37の孔37ａに挿入された光ファイバ30の一端面11を、被検査端面31として、図５に例示したような、表面部の傷Ｙ及び周端縁の欠けＺ等の欠陥の有無を検査するものである。

図２（Ｂ）に於て、右側の一端面11を被検査端面31とすれば、この被検査端面31に、カメラ５と照明器６を同軸心上に一体に有する照明ユニット７を接近して対向配置して、被検査端面31に（照明）光Ｆを照射して、その端面31からの反射光をカメラ５で受像して、反射光検査を行う。これを反射光検査工程Ｒと呼ぶこととする。この反射光検査工程Ｒによって、図６（Ｂ）に示すような撮像８が得られるが、この撮像８では（図９にて述べた従来例と同様に）境界線Ｅ′が不明瞭で、かつ、図５に示す周端縁の欠けＺも不鮮明になる。

しかしながら、図６（Ｂ）でも明らかな如く、被検査端面31の表面部の欠陥（欠けＺ）は明瞭に撮影できる。つまり、図２（Ｂ）に示した反射光検査工程Ｒによって、被検査端面31の表面部の欠陥としての欠けＺを、図６（Ｂ）に示すように、正確に検査できる。
そして、本発明では、さらに図２（Ａ）に示すように、透過光検査工程Ｔを有し、反射光検査工程Ｒの後に、又は、前に、透過光検査工程Ｔを備えた光ファイバ端面検査方法である。つまり、両工程Ｒ，Ｔの内のいずれを先に、いずれを後に、行うかは、自由に選択可能である。

ところで、この透過光検査工程Ｔについて具体的に説明すれば、図２（Ａ）に示す如く、前記被検査端面31とは反対側の他端面12に光Ｆを、照明器６′にて照射し、光ファイバ30内に光を透過させて、被検査端面31を透過光Ｆ_T にて検査する。

図２に於て、一端面11側―――被検査端面31側―――にはカメラ５が配設され、このカメラ５にて、透過光Ｆ_Tを受光して、図６（Ａ）に示す透過光撮像９が得られる。図３と図４に示した被検査端面31及びフェルール37の面取り39には光の照射が無いので、図６（Ａ）に示すように、被検査端面31の周端縁13が鮮明かつ明瞭に映り、欠けＺを検査できる。
なお、図２に於て、被検査端面31に近接配置のカメラ５としては、両工程Ｒ，Ｔに共用することも望ましい。さらに、図２に於て、上述の（Ａ）（Ｂ）の各工程Ｔ，Ｒを行うと共に、他端面12を今度は被検査端面として、図２（Ａ）のカメラ５と照明器６′を左右入れ替え（置換し）、図２（Ｂ）の照明ユニット７を他端面12側に置換して、他端面12を被検査端面としての検査を同様に実施することも、望ましい。

次に、図１に示す検査装置とそれを使用した検査方法について、説明すれば、第１照明器６Ａ・第１カメラ５Ａを、光ファイバ30の一端面11側に配設し、かつ、第２照明器６Ｂ・第２カメラ５Ｂを、上記光ファイバ30の他端面12側に配設する。言い換えると、検査装置を一定位置にセットして、次々と検査すべき光ファイバ30を持込んで検査するのが一般的であるから、ファイバーセット治具14，14を、照明器６Ａ、６Ｂの各々に対応して配設しておいて、検査対象の光ファイバ30の両端をファイバーセット治具14，14にセット（固定）して、光ファイバ30の一端面11を第１照明器６Ａ・第１カメラ５Ａに対応させ、かつ、他端面12を第２照明器６Ｂ・第２カメラ５Ｂに対応させる。

そして、図１に於て、15は照明コントローラであり、各照明器６Ａ，６Ｂの光量を、コンピュータ制御装置16からの指令Ｉ₁₆にて増減調整可能である。また、17は画像処理装置であって、配線18，19にて第１・第２カメラ５Ａ，５Ｂに接続され、上記コンピュータ制御装置16からの指令Ｉ₁₆′により撮影や画像処理が行われ、ディスプレイ（モニタ）20に表示される。

例えば、上記一端面11を被検査端面31として、反射光検査工程Ｒ（図２（Ｂ）参照）、及び、透過光検査工程Ｔ（図２（Ａ）参照）によって、この一端面11について、表面部の傷Ｙ及び周端縁13の欠けＺ等の各欠陥を検査する。これを一端面検査工程と呼ぶ。
この一端面検査工程に於て、図２（Ａ）の照明器６′として図１の第２照明器６Ｂが相当し、かつ、図２（Ａ）のカメラ５として図１の第１カメラ５Ａが相当する。即ち、図１の第２照明器６Ｂにて他端面12を照射し、第１カメラ５Ａにて撮影することで、一端面11の検査―――つまり一端面検査工程―――が行われる。

また、図１に於て、今度は、他端面12を被検査端面31として、反射光検査工程Ｒ及び透過光検査工程Ｔによって、この他端面12について、表面部の傷Ｙ及び周端縁13の欠けＺ等の各欠陥を検査する。これを他端面検査工程と呼ぶ。具体的には、第１照明器６Ａにて（反対側の）一端面11を照射し、第２カメラ５Ｂにて撮影することで、他端面12の検査―――つまり他端面検査工程―――が行われる。

ところで、図１に基づいて説明した一端面検査工程と他端面検査工程とは、いずれを先に、いずれを後に、行うも自由である。しかも、一端面検査工程内の反射光検査工程Ｒと透過光検査工程Ｔと、他端面検査工程内の反射光検査工程Ｒと透過光検査工程Ｔとを、交互に入れかえつつ、行うことも可能である。また、一端面検査工程と他端面検査工程の各々内の反射光検査工程Ｒと透過光検査工程Ｔは、いずれを先に行うも自由である。

そして、上述の反射光検査工程Ｒにおいて照射される光Ｆは、透過光検査工程Ｔにおいて、照射される光Ｆよりも、光量大に設定する。つまり、図１では、照明コントローラ15によって、被検査端面31と反対側の端面から入光させる場合は、比較的暗めにコントロールし、かつ、被検査端面31へ直接に照射する場合は比較的明るめに調整する。
また、照射させる光Ｆは白色光が好ましい。つまり、照明器６Ａ，６Ｂ（６，６′）として、白色ＬＥＤを使用し、カメラ５Ａ，５Ｂ（５）としては、カラーカメラを使用するのが次の理由から望ましい。即ち、（ｉ）欠陥（傷Ｙや欠けＺ）の種類や、大きさ（縦、横、深さ寸法）によっては、青色、赤色、緑色の波長の光（ＬＥＤ光源）では傷や欠けが消える場合があり、全ての欠陥を写し出せないことがあり、（ii）検査装置を、検査員による目視検査と併用した場合に検査員が自然光で見た画像と同じとすることができ好都合である。

上述の図１に示した構成の検査装置によれば、反射光検査工程Ｒと透過光検査工程Ｔを、自動的に切り替えて、連続的に行うことが可能となり、しかも、一端面検査工程と他端面検査工程とを、自動的に連続的に行うことができ、ファイバーセット治具14，14への一回の光ファイバセッティングで、極めて高能率に両端面11，12の検査を行い得る。このように、一回のファイバセッティングで両端面11，12の検査を連続的に行うことができ、両端面11，12の表面部の傷Ｙ、及び、周端縁の欠けＺ、さらには、光ファイバの端面11，12の外径検査（外径測定）も、正確かつ能率良く行うことができる。

本発明は、以上述べたように、光ファイバ30の被検査端面31に光Ｆを照射させて該被検査端面31からの反射光にて検査する反射光検査工程Ｒと、上記被検査端面31とは反対側の他端面12に光Ｆを照射させて上記光ファイバ30内に光を透過させて上記被検査端面31を透過光Ｆ_T にて検査する透過光検査工程Ｔとを、備えている構成であるので、図４に例示した光ファイバ端部とフェルール37から成るエアクラッド構造であっても、図６（Ａ）に示すように周端縁13の欠けＺを明瞭に検出可能で、かつ、図６（Ｂ）に示したように被検査端面31の表面部の傷Ｙを明瞭に検査でき、正確かつ高能率に光ファイバ端面の検査作業を行うことができる。

５カメラ
５Ａ第１カメラ
５Ｂ第２カメラ
６照明器
６Ａ第１照明器
６Ｂ第２照明器
11 一端面
12 他端面
13 周端縁
30 光ファイバ
31 被検査端面
37 フェルール（コネクタ）
Ｆ光
Ｆ_T 透過光
Ｒ反射光検査工程
Ｔ透過光検査工程
Ｙ表面部の傷
Ｚ周端縁の欠け

Claims

光ファイバ（30）の被検査端面（31）に光（Ｆ）を照射させて該被検査端面（31）からの反射光にて検査する反射光検査工程（Ｒ）と、
上記被検査端面（31）とは反対側の他端面（12）に光（Ｆ）を照射させて上記光ファイバ（30）内に光を透過させて上記被検査端面（31）を透過光（Ｆ_T ）にて検査する透過光検査工程（Ｔ）とを、
備え、
かつ、第１照明器（６Ａ）・第１カメラ（５Ａ）を上記光ファイバ（30）の一端面（11）側に配設し、第２照明器（６Ｂ）・第２カメラ（５Ｂ）を上記光ファイバ（30）の他端面（12）側に配設して、
上記一端面（11）を上記被検査端面（31）として上記反射光検査工程（Ｒ）及び透過光検査工程（Ｔ）によって該一端面（11）について表面部の傷（Ｙ）及び周端縁の欠け（Ｚ）等の各欠陥を検査する一端面検査工程と、
上記他端面（12）を上記被検査端面（31）として上記反射光検査工程（Ｒ）及び透過光検査工程（Ｔ）によって該他端面（12）について表面部の傷（Ｙ）及び周端縁の欠け（Ｚ）等の各欠陥を検査する他端面検査工程とを、
具備していることを特徴とする光ファイバ端面の検査方法。
上記反射光検査工程（Ｒ）では、上記被検査端面（31）の表面部の欠陥を検査し、
上記透過光検査工程（Ｔ）では、上記被検査端面（31）の周端縁（13）の欠陥を検査する請求項１記載の光ファイバ端面の検査方法。
照射させる上記光（Ｆ）は白色光である請求項１又は２記載の光ファイバ端面の検査方法。
上記反射光検査工程（Ｒ）において照射される上記光（Ｆ）が、上記透過光検査工程（Ｔ）において照射される上記光（Ｆ）よりも、光量大に設定されている請求項１，２又は３記載の光ファイバ端面の検査方法。