JPH09105610A - 対象物の中心特徴部の偏りを非接触で測定する検査装置用の対象物を整列して照明する整列及び照明装置と方法 - Google Patents
対象物の中心特徴部の偏りを非接触で測定する検査装置用の対象物を整列して照明する整列及び照明装置と方法Info
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- JPH09105610A JPH09105610A JP8200893A JP20089396A JPH09105610A JP H09105610 A JPH09105610 A JP H09105610A JP 8200893 A JP8200893 A JP 8200893A JP 20089396 A JP20089396 A JP 20089396A JP H09105610 A JPH09105610 A JP H09105610A
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- G02B6/36—Mechanical coupling means
- G02B6/38—Mechanical coupling means having fibre to fibre mating means
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- G02B6/3833—Details of mounting fibres in ferrules; Assembly methods; Manufacture
- G02B6/3834—Means for centering or aligning the light guide within the ferrule
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- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4219—Mechanical fixtures for holding or positioning the elements relative to each other in the couplings; Alignment methods for the elements, e.g. measuring or observing methods especially used therefor
- G02B6/422—Active alignment, i.e. moving the elements in response to the detected degree of coupling or position of the elements
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 非接触の検査装置において、検査精度を向上
させる。 【解決手段】 検査装置は、1台の特徴部映像器と1台
以上であるが好適には4台の境界切片映像器とからなる
映像装置と、終端を映像装置と整列させると共に、その
中に光を放射することなく終端を照明する整列及び照明
装置とを備えている。特徴部映像器はファイバコア端面
の映像を捕らえるように配置され、1台以上の境界切片
映像器は終端端面の対応する境界切片の映像を捕らえる
ように配置される。機械視覚装置は、特徴部映像と1つ
以上の境界切片映像とに基づいて偏りまたは偏心を決定
する。整列及び照明装置は、整列装置と独特な照明方式
を含む。整列装置は、終端端面と係合される十字状開口
部を形成する複数の整列アームを備えている。光は、フ
ァイバコアに関連する光受入れ角外の光投射角で露出領
域の方へ投射される。その結果、光は、一般にコアに入
らず、ファイバクラッディングと該クラッディングを囲
む終端支持材内で散乱して反射する。
させる。 【解決手段】 検査装置は、1台の特徴部映像器と1台
以上であるが好適には4台の境界切片映像器とからなる
映像装置と、終端を映像装置と整列させると共に、その
中に光を放射することなく終端を照明する整列及び照明
装置とを備えている。特徴部映像器はファイバコア端面
の映像を捕らえるように配置され、1台以上の境界切片
映像器は終端端面の対応する境界切片の映像を捕らえる
ように配置される。機械視覚装置は、特徴部映像と1つ
以上の境界切片映像とに基づいて偏りまたは偏心を決定
する。整列及び照明装置は、整列装置と独特な照明方式
を含む。整列装置は、終端端面と係合される十字状開口
部を形成する複数の整列アームを備えている。光は、フ
ァイバコアに関連する光受入れ角外の光投射角で露出領
域の方へ投射される。その結果、光は、一般にコアに入
らず、ファイバクラッディングと該クラッディングを囲
む終端支持材内で散乱して反射する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般に、測定、検
査及び品質管理装置に関し、特に、対象物の中心特徴部
の偏り程度を非接触で測定する自動検査装置用の対象物
を整列して照明する整列及び照明装置と方法に関する。
この整列及び照明装置は、光ファイバのコアが終端の整
列面より非常にサイズが小さい場合に、検査装置が終端
の整列面の理論的な理想中心に対する光ファイバコアの
偏りの程度、すなわち偏心率、を決定することができる
ように、光ファイバ終端の端面を固定して照明するのに
特に適しているがそれに限らない。
査及び品質管理装置に関し、特に、対象物の中心特徴部
の偏り程度を非接触で測定する自動検査装置用の対象物
を整列して照明する整列及び照明装置と方法に関する。
この整列及び照明装置は、光ファイバのコアが終端の整
列面より非常にサイズが小さい場合に、検査装置が終端
の整列面の理論的な理想中心に対する光ファイバコアの
偏りの程度、すなわち偏心率、を決定することができる
ように、光ファイバ終端の端面を固定して照明するのに
特に適しているがそれに限らない。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】通信に
使用される光ファイバケーブルは光ファイバを含んでい
る。光ファイバは、光を伝えるコアと、コアを囲んで保
護するクラッディングを有する。クラッディングは、ケ
ーブルを完成させるために1つ以上の被覆、絶縁、遮蔽
及び/または支持層で順次覆われている。典型的な光フ
ァイバコアは直径が約8乃至50ミクロンにすぎないこ
とを考慮すると、コアが正確に整列されるように2本の
光ファイバケーブルを接続するのは手ごわい仕事であ
る。
使用される光ファイバケーブルは光ファイバを含んでい
る。光ファイバは、光を伝えるコアと、コアを囲んで保
護するクラッディングを有する。クラッディングは、ケ
ーブルを完成させるために1つ以上の被覆、絶縁、遮蔽
及び/または支持層で順次覆われている。典型的な光フ
ァイバコアは直径が約8乃至50ミクロンにすぎないこ
とを考慮すると、コアが正確に整列されるように2本の
光ファイバケーブルを接続するのは手ごわい仕事であ
る。
【0003】連結されるべき光ファイバのこのように正
確な接続を確立するために、いくつかの異なる接続形態
が技術上開発された。光ファイバの接続を確立するため
の知られている形態の1つは、フェルール接続と呼ばれ
ている。フェルール接続の例は知られており、パームク
ィスト(Palmquist) の米国特許第4,738,508号
及び第4,738,507号の両方に開示されている。
他の知られている形態は双円錐接続と呼ばれている。双
円錐接続の例は知られており、リヨン(Lyons)等の米国
特許第4,787,698号に開示されている。
確な接続を確立するために、いくつかの異なる接続形態
が技術上開発された。光ファイバの接続を確立するため
の知られている形態の1つは、フェルール接続と呼ばれ
ている。フェルール接続の例は知られており、パームク
ィスト(Palmquist) の米国特許第4,738,508号
及び第4,738,507号の両方に開示されている。
他の知られている形態は双円錐接続と呼ばれている。双
円錐接続の例は知られており、リヨン(Lyons)等の米国
特許第4,787,698号に開示されている。
【0004】上述の接続形態の両方において、連結され
るべき光ファイバケーブルの端部は終端され、終端には
周囲支持具すなわちプラグが備えられる。最高性能を可
能にしかつ光エネルギー損失及び反射をできるだけ少な
くするために、別々の光ファイバ終端の終端端面は、各
端面のコアが正確に整列されるように連結しなければな
らない。この結果を得るために、終端端面は、対応する
終端プラグの各整列面を合わせて整列させる連結構造で
連結される。フェルール終端の場合には、整列面は、直
径が約2500ミクロンあるプラグの一般的に円筒状の
最外部の境界面である。
るべき光ファイバケーブルの端部は終端され、終端には
周囲支持具すなわちプラグが備えられる。最高性能を可
能にしかつ光エネルギー損失及び反射をできるだけ少な
くするために、別々の光ファイバ終端の終端端面は、各
端面のコアが正確に整列されるように連結しなければな
らない。この結果を得るために、終端端面は、対応する
終端プラグの各整列面を合わせて整列させる連結構造で
連結される。フェルール終端の場合には、整列面は、直
径が約2500ミクロンあるプラグの一般的に円筒状の
最外部の境界面である。
【0005】さらに、双円錐終端の場合には、整列面
は、約4400ミクロンの端面を有する斜角面である。
上述の接続のうちの一方のためにファイバ終端のアセン
ブリを成功させるには、コアの端面が終端端面の中心に
非常に近く配置されるべきことが要求される。コア端面
(直径が約8乃至50ミクロン)は、終端整列面(フェ
ルール終端の場合の約2500ミクロンや双円錐終端の
場合の約4400ミクロン)より直径が非常に小さい。
さらに、整列面に対するコアの偏りまたは偏心は、2つ
の合わせられる終端の各々において1ミクロンを越える
べきでない。上記の精度を達成するためには、偏心を約
0.1ミクロンの精度にするのが望ましい。以下、偏心
を測定する従来技術をいくつか説明する。
は、約4400ミクロンの端面を有する斜角面である。
上述の接続のうちの一方のためにファイバ終端のアセン
ブリを成功させるには、コアの端面が終端端面の中心に
非常に近く配置されるべきことが要求される。コア端面
(直径が約8乃至50ミクロン)は、終端整列面(フェ
ルール終端の場合の約2500ミクロンや双円錐終端の
場合の約4400ミクロン)より直径が非常に小さい。
さらに、整列面に対するコアの偏りまたは偏心は、2つ
の合わせられる終端の各々において1ミクロンを越える
べきでない。上記の精度を達成するためには、偏心を約
0.1ミクロンの精度にするのが望ましい。以下、偏心
を測定する従来技術をいくつか説明する。
【0006】第1の方法は、工具製作者の顕微鏡の観測
軸に平行に位置する終端軸で終端端面を工具製作者の顕
微鏡に対して動かすことによって、コア端面と終端端面
の境界の地点をデジタル化することを含む。次いで、コ
ア及び終端の中心を決定するために、デジタル化された
地点に数式が当てはめられる。これらの2つの中心点間
の距離が偏心と定義される。
軸に平行に位置する終端軸で終端端面を工具製作者の顕
微鏡に対して動かすことによって、コア端面と終端端面
の境界の地点をデジタル化することを含む。次いで、コ
ア及び終端の中心を決定するために、デジタル化された
地点に数式が当てはめられる。これらの2つの中心点間
の距離が偏心と定義される。
【0007】偏心を測定する第2の方法は、終端がV状
支持ブロックのような取付具内で回転している間、高出
力顕微鏡でコアを観測することを含む。コアの運動は、
終端がその長手軸の回りを回転するにつれて測定され
る。コアの中心を定義する点の軌跡は、一般に、終端が
回転するにつれて円形となり、この軌跡の半径は偏心に
等しくなる。上述の技術は、双円錐接続に関するリヨン
(Lyons) 等の米国特許第4,787,698号やフェル
ール接続に関するパームクィスト(Palmquist) の米国特
許第4,738,508号に、より詳細に開示されてい
る。
支持ブロックのような取付具内で回転している間、高出
力顕微鏡でコアを観測することを含む。コアの運動は、
終端がその長手軸の回りを回転するにつれて測定され
る。コアの中心を定義する点の軌跡は、一般に、終端が
回転するにつれて円形となり、この軌跡の半径は偏心に
等しくなる。上述の技術は、双円錐接続に関するリヨン
(Lyons) 等の米国特許第4,787,698号やフェル
ール接続に関するパームクィスト(Palmquist) の米国特
許第4,738,508号に、より詳細に開示されてい
る。
【0008】偏心を測定する第3の方法は、偏心の影響
を測定することに焦点を合わせており、無視できる偏心
を持っていることが知られている“ゴールデン コネク
タ”と呼ばれることがある基準コネクタに対する検査の
下に、終端を相互接続することを含む。連結構造で接続
を確立した後、その中を通る光伝送が測定される。偏心
は、光損失と、該光損失を偏心の関数として定義する1
つ以上の数式とに基づいて決定される。
を測定することに焦点を合わせており、無視できる偏心
を持っていることが知られている“ゴールデン コネク
タ”と呼ばれることがある基準コネクタに対する検査の
下に、終端を相互接続することを含む。連結構造で接続
を確立した後、その中を通る光伝送が測定される。偏心
は、光損失と、該光損失を偏心の関数として定義する1
つ以上の数式とに基づいて決定される。
【0009】第4の方法は、基本的に明白であるが以下
に示される理由で時代後れになったためにうまく説明さ
れなかった方法であり、終端端面全体の映像を得て、コ
アと終端の境界にポイントを合わせることを含む。上記
の映像の発生後、偏りは、知られている数学的手法を用
いて直接計算することができる。例えば、偏りは、まず
境界ピクセル及びコアピクセルに円を適合させ、次に円
の中心を決定することによって、決定することができ、
最後に、円の中心間の偏位として偏りを計算することが
できる。
に示される理由で時代後れになったためにうまく説明さ
れなかった方法であり、終端端面全体の映像を得て、コ
アと終端の境界にポイントを合わせることを含む。上記
の映像の発生後、偏りは、知られている数学的手法を用
いて直接計算することができる。例えば、偏りは、まず
境界ピクセル及びコアピクセルに円を適合させ、次に円
の中心を決定することによって、決定することができ、
最後に、円の中心間の偏位として偏りを計算することが
できる。
【0010】しかしながら、現在、上記の方法は、コア
端面(直径が約8ミクロン)と終端端面(直径が250
0ミクロン)間の極端なサイズ不均衡のため、実際には
実行することができない。不幸にして、従来の機械視覚
装置は、典型的に512×512画素(ピクセル)の標
準的な分解能を有し、望ましい分解能でコアを正確に配
置するには不十分な分解能を有していることになるだろ
う。より詳細には、直径が2500ミクロンの終端端面
に対して、各ピクセルは約5ミクロンに相当するだろ
う。例えば約8ミクロンの直径を有するコアはほんの1
乃至2ピクセルに及び、その結果、0.1ミクロンの必
要な精度にコアを配置するという工程は不可能になるだ
ろう。0.1ミクロンの必要な精度に終端を配置するに
は、1ピクセルの約1/50のサブピクセル分解能が必
要だろうが、これは、一般に、機械視覚技術では日常的
に達成可能な実施方法であるとは考えられない。さら
に、コアが適切な数のピクセルに相当する程度に、終端
端面の映像が拡大された場合、終端境界はもはや映像内
に存在せず、その位置は正確に確かめることができな
い。その上、映像化をさらに面倒にしているのは、終端
境界とコア境界は一般に同平面になっていないことであ
る。
端面(直径が約8ミクロン)と終端端面(直径が250
0ミクロン)間の極端なサイズ不均衡のため、実際には
実行することができない。不幸にして、従来の機械視覚
装置は、典型的に512×512画素(ピクセル)の標
準的な分解能を有し、望ましい分解能でコアを正確に配
置するには不十分な分解能を有していることになるだろ
う。より詳細には、直径が2500ミクロンの終端端面
に対して、各ピクセルは約5ミクロンに相当するだろ
う。例えば約8ミクロンの直径を有するコアはほんの1
乃至2ピクセルに及び、その結果、0.1ミクロンの必
要な精度にコアを配置するという工程は不可能になるだ
ろう。0.1ミクロンの必要な精度に終端を配置するに
は、1ピクセルの約1/50のサブピクセル分解能が必
要だろうが、これは、一般に、機械視覚技術では日常的
に達成可能な実施方法であるとは考えられない。さら
に、コアが適切な数のピクセルに相当する程度に、終端
端面の映像が拡大された場合、終端境界はもはや映像内
に存在せず、その位置は正確に確かめることができな
い。その上、映像化をさらに面倒にしているのは、終端
境界とコア境界は一般に同平面になっていないことであ
る。
【0011】このように、少なくとも0.1ミクロン内
の精度で、余り労力が増大せず、余り材料が増大せず、
現在知られている方法より費用がかからない、光ファイ
バ終端の偏心を非接触で測定する装置と方法について、
これまで取り組まれなかった要求が当該産業において存
在する。より詳細には、工具製作者の顕微鏡等の座標測
定装置で終端を移動させたり、終端をその長手軸の回り
で回転させて相対的コア運動を観測したり、終端を伝送
測定検査セットに接続して誤整列で生じる光損失を測定
したりする必要がなく、少なくとも0.1ミクロンの精
度まで光ファイバ終端の偏心を非接触で測定する装置と
方法が要求されている。
の精度で、余り労力が増大せず、余り材料が増大せず、
現在知られている方法より費用がかからない、光ファイ
バ終端の偏心を非接触で測定する装置と方法について、
これまで取り組まれなかった要求が当該産業において存
在する。より詳細には、工具製作者の顕微鏡等の座標測
定装置で終端を移動させたり、終端をその長手軸の回り
で回転させて相対的コア運動を観測したり、終端を伝送
測定検査セットに接続して誤整列で生じる光損失を測定
したりする必要がなく、少なくとも0.1ミクロンの精
度まで光ファイバ終端の偏心を非接触で測定する装置と
方法が要求されている。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、自動検査装置
が対象物の中心特徴部の偏り程度を非接触で測定するこ
とができるように、対象物を整列して照明するための整
列及び照明装置と方法を提供する。この整列及び照明装
置は、コアが終端の整列面よりサイズが極めて小さい場
合に、検査装置が、終端部の整列面の理論的な理想中心
に対する光ファイバコアの偏りの程度、すなわち偏心
率、を測定することができるように、光ファイバ終端の
端面を固定して照明するのに特に適しているが、それに
限らない。これに関連して、コアは終端の整列面よりサ
イズが極めて小さい(典型的には、フェルール接続では
約50倍と300倍の間、双円錐接続では約80倍と5
50倍の間になる)ことに注目すべきである。
が対象物の中心特徴部の偏り程度を非接触で測定するこ
とができるように、対象物を整列して照明するための整
列及び照明装置と方法を提供する。この整列及び照明装
置は、コアが終端の整列面よりサイズが極めて小さい場
合に、検査装置が、終端部の整列面の理論的な理想中心
に対する光ファイバコアの偏りの程度、すなわち偏心
率、を測定することができるように、光ファイバ終端の
端面を固定して照明するのに特に適しているが、それに
限らない。これに関連して、コアは終端の整列面よりサ
イズが極めて小さい(典型的には、フェルール接続では
約50倍と300倍の間、双円錐接続では約80倍と5
50倍の間になる)ことに注目すべきである。
【0013】検査装置は、一般に、(a)特徴部映像器
と、1台以上であるが好適には4台の境界切片映像器と
を有する映像装置と、(b)前記映像装置の映像器に接
続された機械視覚装置とからなる。特徴部映像器は、特
徴部(例えばファイバコア)の映像を捕えるように配置
され、1台以上の境界切片映像器は対象物(例えば終端
端面)の境界切片の映像を捕えるように配置される。対
象物が終端の場合には、特徴部はコアであり、境界切片
は整列面の端面境界である。この整列面は、フェルール
終端の場合にはプラグの一般的に円筒状の最外部の境界
面であり、双円錐終端の場合には斜角面である。最後
に、機械視覚装置は、特徴部映像と1つ以上の境界切片
映像に基づいて偏り(例えば、終端端面の場合には偏心
率)を決定する。
と、1台以上であるが好適には4台の境界切片映像器と
を有する映像装置と、(b)前記映像装置の映像器に接
続された機械視覚装置とからなる。特徴部映像器は、特
徴部(例えばファイバコア)の映像を捕えるように配置
され、1台以上の境界切片映像器は対象物(例えば終端
端面)の境界切片の映像を捕えるように配置される。対
象物が終端の場合には、特徴部はコアであり、境界切片
は整列面の端面境界である。この整列面は、フェルール
終端の場合にはプラグの一般的に円筒状の最外部の境界
面であり、双円錐終端の場合には斜角面である。最後
に、機械視覚装置は、特徴部映像と1つ以上の境界切片
映像に基づいて偏り(例えば、終端端面の場合には偏心
率)を決定する。
【0014】整列及び照明装置は、映像装置と終端の正
確な整列を可能にすると共に、ファイバ中に光を放射す
る必要なしに終端及びファイバコアの映像化を可能にす
る。整列装置は、間隔を置いて配置されている複数の整
列アームを有する。各アームは末端部と取付端部を有す
る。末端部は一点に集まって開口部を限定する。開口部
は、端面の直径より小さくかつ特徴部の直径より大きな
直径を有する。したがって、終端が整列装置内に固定さ
れた場合、境界切片とコア端面が露出される。
確な整列を可能にすると共に、ファイバ中に光を放射す
る必要なしに終端及びファイバコアの映像化を可能にす
る。整列装置は、間隔を置いて配置されている複数の整
列アームを有する。各アームは末端部と取付端部を有す
る。末端部は一点に集まって開口部を限定する。開口部
は、端面の直径より小さくかつ特徴部の直径より大きな
直径を有する。したがって、終端が整列装置内に固定さ
れた場合、境界切片とコア端面が露出される。
【0015】さらに、光源は、光を露出領域の方へファ
イバコアと関連する光受入れ角外の光投射角で投射する
ように配置される。その結果、光源からの光は、一般に
コアには入らず、クラッディングと該クラッデイングを
囲む終端支持材内で散乱して反射する。さらに、コアと
クラッディングの間及び終端支持材とその背景の間に
は、明確な境界線が存在する。
イバコアと関連する光受入れ角外の光投射角で投射する
ように配置される。その結果、光源からの光は、一般に
コアには入らず、クラッディングと該クラッデイングを
囲む終端支持材内で散乱して反射する。さらに、コアと
クラッディングの間及び終端支持材とその背景の間に
は、明確な境界線が存在する。
【0016】本発明の整列及び照明装置と方法は多くの
利点を有し、そのうちのいくつかの例は以下に示され
る。
利点を有し、そのうちのいくつかの例は以下に示され
る。
【0017】1つの利点は、終端端面が検査装置に対し
て3次元空間の予め決められた位置に向けられることで
ある。
て3次元空間の予め決められた位置に向けられることで
ある。
【0018】他の利点は、終端端面が光ファイバ端面と
まったく接触することなく検査装置と整列されることで
ある。
まったく接触することなく検査装置と整列されることで
ある。
【0019】他の利点は、終端の整列面の端面境界がフ
ァイバ端面と同じ焦平面にある必要がなく、さらに同時
の映像化を行なうことができることである。
ァイバ端面と同じ焦平面にある必要がなく、さらに同時
の映像化を行なうことができることである。
【0020】他の利点は、ファイバコアが、検査を受け
る終端の他方の端部から照明される必要がないことであ
る。
る終端の他方の端部から照明される必要がないことであ
る。
【0021】本発明の他の特徴及び利点は、添付図面と
詳細な説明の考察に基づき当業者に明らかになるだろ
う。このような追加の特徴及び利点は全て、請求の範囲
で定義される通り、ここでは本発明の範囲内に含められ
るべきものである。
詳細な説明の考察に基づき当業者に明らかになるだろ
う。このような追加の特徴及び利点は全て、請求の範囲
で定義される通り、ここでは本発明の範囲内に含められ
るべきものである。
【0022】
【発明の実施の形態】本発明は添付図面を参照してより
良く理解することができる。図面は必ずしも一定の尺度
になっておらず、代わりに本発明の原理を明確に示すこ
とに重きが置かれている。さらに、図面において、同じ
参照数字はいくつかの図にわたって同じ部品を示す。
良く理解することができる。図面は必ずしも一定の尺度
になっておらず、代わりに本発明の原理を明確に示すこ
とに重きが置かれている。さらに、図面において、同じ
参照数字はいくつかの図にわたって同じ部品を示す。
【0023】この特定の応用に限らないが、本発明の検
査装置と方法は、光ファイバ終端の端面において、終端
の中心に対する光ファイバコアの偏りの程度、すなわち
偏心率、を非接触かつ非破壊的に測定するのに特に適し
ている。この応用において、光ファイバコアは最外部の
終端境界よりサイズが極めて小さい(典型的には約50
倍と300倍の間にある)。明快にするため、フェルー
ル接続用の光ファイバ終端が図1A及び1Bの図面に示
されており、この検査装置と方法は、上述の特定タイプ
の終端を映像化することに関連して説明される。後で説
明される双円錐接続は、パームクィスト(Palmquist) の
米国特許第4,738,508号及び第4,738,5
07号に、より詳細に開示されていることに注意された
い。さらに、この検査装置と方法は、リヨン(Lyons) 等
の米国特許第4,787,698号に開示されているよ
うに、特に双円錐接続に用いられている終端を含む、他
のタイプの終端の偏心を測定するのに用いることができ
ることに注意されたい。
査装置と方法は、光ファイバ終端の端面において、終端
の中心に対する光ファイバコアの偏りの程度、すなわち
偏心率、を非接触かつ非破壊的に測定するのに特に適し
ている。この応用において、光ファイバコアは最外部の
終端境界よりサイズが極めて小さい(典型的には約50
倍と300倍の間にある)。明快にするため、フェルー
ル接続用の光ファイバ終端が図1A及び1Bの図面に示
されており、この検査装置と方法は、上述の特定タイプ
の終端を映像化することに関連して説明される。後で説
明される双円錐接続は、パームクィスト(Palmquist) の
米国特許第4,738,508号及び第4,738,5
07号に、より詳細に開示されていることに注意された
い。さらに、この検査装置と方法は、リヨン(Lyons) 等
の米国特許第4,787,698号に開示されているよ
うに、特に双円錐接続に用いられている終端を含む、他
のタイプの終端の偏心を測定するのに用いることができ
ることに注意されたい。
【0024】I.光ファイバ終端と偏心の測定 図1Aはフェルール終端21を示す。フェルール終端2
1は、一般的に円筒状の内側光ファイバ24を囲む一般
的に円筒状の外側支持層すなわちプラグ22を含む。終
端21の端面21′は、光ファイバ端面24′のまわり
にあるプラグ端面22′を含む。端面22′,24′は
全体で、ファイバ24の長手方向のz軸に対して横方向
に一般的に連続した球状湾曲(典型的には約18mmの
半径)を形成する。終端端面21′は、さらに、プラグ
端面22′と円筒状の最外部プラグ境界面22′′′の
間に位置する斜角面22″を含む。最外部プラグ境界面
22′′′は、接続時に連結構造により係合されて案内
されることにより独立した終端21の整列を保証するの
で、整列面と呼ばれる。斜角面22″は、細長い光ファ
イバ24の周囲で一般的に円錐的に環状になりかつ光フ
ァイバに対して対称的になっている。さらに、整列面2
2′′′は、典型的には、好適な実施例のフェルール終
端21では約2500ミクロンの寸法をとる。
1は、一般的に円筒状の内側光ファイバ24を囲む一般
的に円筒状の外側支持層すなわちプラグ22を含む。終
端21の端面21′は、光ファイバ端面24′のまわり
にあるプラグ端面22′を含む。端面22′,24′は
全体で、ファイバ24の長手方向のz軸に対して横方向
に一般的に連続した球状湾曲(典型的には約18mmの
半径)を形成する。終端端面21′は、さらに、プラグ
端面22′と円筒状の最外部プラグ境界面22′′′の
間に位置する斜角面22″を含む。最外部プラグ境界面
22′′′は、接続時に連結構造により係合されて案内
されることにより独立した終端21の整列を保証するの
で、整列面と呼ばれる。斜角面22″は、細長い光ファ
イバ24の周囲で一般的に円錐的に環状になりかつ光フ
ァイバに対して対称的になっている。さらに、整列面2
2′′′は、典型的には、好適な実施例のフェルール終
端21では約2500ミクロンの寸法をとる。
【0025】光ファイバ24は、図1B及び1Cに示さ
れるように、外側の細長いクラッディング層27と、コ
ア端面28′を有する内側の細長い円筒状コア28とを
含む。コアは一般にほぼ8ミクロンと50ミクロン間の
寸法をとる。したがって、コアは、プラグ22の整列面
22′′′より非常に細く(典型的には、フェルール終
端では約50倍と300倍の間に、また双円錐終端では
約80倍と550倍の間に)なっている。
れるように、外側の細長いクラッディング層27と、コ
ア端面28′を有する内側の細長い円筒状コア28とを
含む。コアは一般にほぼ8ミクロンと50ミクロン間の
寸法をとる。したがって、コアは、プラグ22の整列面
22′′′より非常に細く(典型的には、フェルール終
端では約50倍と300倍の間に、また双円錐終端では
約80倍と550倍の間に)なっている。
【0026】2つの独立した終端21の接続時、最高性
能を可能にしかつ光エネルギー損失及び反射をできるだ
け少なくするために、独立した終端21の終端端面2
1′は、各端面21′が正確に整列されるように連結し
なければならない。この結果を得るために、終端端面2
1′は、図1Dの断面に示される連結構造26で連結さ
れる。この連結構造26は、対応する終端プラグの各整
列面22′′′と係合して整列させる。通常、連結構造
26は、一般的に円筒状のスリーブ29またはその同等
物を含む。スリーブ29を有する連結構造26の例はパ
ームクィスト(Palmquist) の米国特許第4,738,5
08号に開示されている。フェルール終端の場合には、
終端は、連結構造26で整列されて案内される、直径が
約2500ミクロンの外側整列面22′′′を有する。
能を可能にしかつ光エネルギー損失及び反射をできるだ
け少なくするために、独立した終端21の終端端面2
1′は、各端面21′が正確に整列されるように連結し
なければならない。この結果を得るために、終端端面2
1′は、図1Dの断面に示される連結構造26で連結さ
れる。この連結構造26は、対応する終端プラグの各整
列面22′′′と係合して整列させる。通常、連結構造
26は、一般的に円筒状のスリーブ29またはその同等
物を含む。スリーブ29を有する連結構造26の例はパ
ームクィスト(Palmquist) の米国特許第4,738,5
08号に開示されている。フェルール終端の場合には、
終端は、連結構造26で整列されて案内される、直径が
約2500ミクロンの外側整列面22′′′を有する。
【0027】光ファイバ終端接続において終端21のコ
ア端面28′の正確な整列をさらに保証するために、各
終端21のコア端面28′は終端端面21′の中心に非
常に近く配置すべきである。終端の偏心は、一般に、終
端整列面の中心からのコア端面28′の偏位量である。
偏心の概念は図1Bに関連して以下により十分に説明さ
れる。明快かつ理解の目的で、終端21と関連する偏心
は目に見えるように誇張されている。ここでは、偏心
は、検査終端21に対応しかつ中心Ctestを有するコア
端面28′の、整列面22′′′で限定された端面の理
論的理想中心Cid eal からの偏位または変位として定義
される。前述したように、整列面22′′′に対するコ
ア端面28′の偏心は、最高性能を得るためには2つの
合わせられる終端21の各々において1ミクロンを越え
るべきではない。前記の精度を得るためには、偏心を約
0.1ミクロンの精度内にするのが望ましい。
ア端面28′の正確な整列をさらに保証するために、各
終端21のコア端面28′は終端端面21′の中心に非
常に近く配置すべきである。終端の偏心は、一般に、終
端整列面の中心からのコア端面28′の偏位量である。
偏心の概念は図1Bに関連して以下により十分に説明さ
れる。明快かつ理解の目的で、終端21と関連する偏心
は目に見えるように誇張されている。ここでは、偏心
は、検査終端21に対応しかつ中心Ctestを有するコア
端面28′の、整列面22′′′で限定された端面の理
論的理想中心Cid eal からの偏位または変位として定義
される。前述したように、整列面22′′′に対するコ
ア端面28′の偏心は、最高性能を得るためには2つの
合わせられる終端21の各々において1ミクロンを越え
るべきではない。前記の精度を得るためには、偏心を約
0.1ミクロンの精度内にするのが望ましい。
【0028】フェルール終端における偏心の測定は、双
円錐終端における偏心の測定と少しばかり違っているこ
とに注意すべきである。より詳細には、双円錐終端で
は、整列面は、それ自体がフェルール終端における斜角
面より非常に大きな領域の斜角面になっており、偏心を
測定するのに重要な境界は、プラグ端面が斜角面と接触
する境界である。さらに、前記の境界の直径は典型的に
は約4400ミクロンである。
円錐終端における偏心の測定と少しばかり違っているこ
とに注意すべきである。より詳細には、双円錐終端で
は、整列面は、それ自体がフェルール終端における斜角
面より非常に大きな領域の斜角面になっており、偏心を
測定するのに重要な境界は、プラグ端面が斜角面と接触
する境界である。さらに、前記の境界の直径は典型的に
は約4400ミクロンである。
【0029】II.自動検査装置 A.基本構成 本発明による自動検査装置30は図2にブロック図とし
て示されている。自動検査装置30は、対象物(例えば
光ファイバ終端)の理論的理想中心Cideal からの対象
物の特徴部(例えばファイバコア)の偏りを、対象物を
破壊せずかつ対象物と接触せずに正確に測定するために
用いることができる。検査装置30に関する以下の説明
は、この文書において後で説明される装置30の特定の
実行(すなわち、検査装置30a,30a′,30b,
30c,30d)にも適用することができることに注意
されたい。
て示されている。自動検査装置30は、対象物(例えば
光ファイバ終端)の理論的理想中心Cideal からの対象
物の特徴部(例えばファイバコア)の偏りを、対象物を
破壊せずかつ対象物と接触せずに正確に測定するために
用いることができる。検査装置30に関する以下の説明
は、この文書において後で説明される装置30の特定の
実行(すなわち、検査装置30a,30a′,30b,
30c,30d)にも適用することができることに注意
されたい。
【0030】基本構成において、検査装置30は映像装
置32を備えている。映像装置32は、1台以上の境界
切片映像器36(好適には、整列面22′′′のまわり
に等間隔を置いて4台配置されているが、簡単にするた
め図2及び特定の実行では1台だけになっている)と、
1台の特徴部映像器38を備えている。各境界切片映像
器36は、図2の点線で示されるように、整列面2
2′′′の各境界切片の映像を捕らえるように配列され
ている。さらに、特徴部映像器38は、整列面2
2′′′からの偏りを示すことがある、問題の特徴部の
映像を捕らえるように配列されている。映像器36,3
8は、説明されるように光学的映像を受け入れて処理用
電気信号に変換するのに適するいかなる装置でも良く、
例えば従来品や注文品でも良い。さらに、映像器36,
38は、特定の実行の説明後にさらに明確になるよう
に、ハードウェアを共有することができる。
置32を備えている。映像装置32は、1台以上の境界
切片映像器36(好適には、整列面22′′′のまわり
に等間隔を置いて4台配置されているが、簡単にするた
め図2及び特定の実行では1台だけになっている)と、
1台の特徴部映像器38を備えている。各境界切片映像
器36は、図2の点線で示されるように、整列面2
2′′′の各境界切片の映像を捕らえるように配列され
ている。さらに、特徴部映像器38は、整列面2
2′′′からの偏りを示すことがある、問題の特徴部の
映像を捕らえるように配列されている。映像器36,3
8は、説明されるように光学的映像を受け入れて処理用
電気信号に変換するのに適するいかなる装置でも良く、
例えば従来品や注文品でも良い。さらに、映像器36,
38は、特定の実行の説明後にさらに明確になるよう
に、ハードウェアを共有することができる。
【0031】検査装置30がフェルール終端端面21′
を映像化するのに用いられる場合、終端端面21′の特
徴部(終端コア)と境界切片間の焦平面の差異に適応す
るために、終端端面21′から境界切片映像器36の少
し後ろに特徴部映像器38を(ほぼ0.5mmだけ)奥
まって置くのが望ましい。この配列は、終端端面21′
の最適な焦点合わせと、偏心のより正確な決定を可能に
する。
を映像化するのに用いられる場合、終端端面21′の特
徴部(終端コア)と境界切片間の焦平面の差異に適応す
るために、終端端面21′から境界切片映像器36の少
し後ろに特徴部映像器38を(ほぼ0.5mmだけ)奥
まって置くのが望ましい。この配列は、終端端面21′
の最適な焦点合わせと、偏心のより正確な決定を可能に
する。
【0032】機械視覚装置34は、上述の映像情報を処
理するために光学装置32と相互接続される。機械視覚
装置34は、各映像器36,38からの電気信号42,
44を処理するように構成された従来品や注文品の適切
な論理装置、プロセッサまたはコンピュータのいずれで
も良い。好適な実施例では、機械視覚装置34は、好適
には実行可能なソフトウェアプログラムの形で、検査方
法140(図10A−10B)により実行し駆動され
る。
理するために光学装置32と相互接続される。機械視覚
装置34は、各映像器36,38からの電気信号42,
44を処理するように構成された従来品や注文品の適切
な論理装置、プロセッサまたはコンピュータのいずれで
も良い。好適な実施例では、機械視覚装置34は、好適
には実行可能なソフトウェアプログラムの形で、検査方
法140(図10A−10B)により実行し駆動され
る。
【0033】映像装置32は、参照矢印41で示される
ように機械視覚装置34で制御される自動焦点調節メカ
ニズム(FAM)39に相互接続されて選択的に移動さ
れる。FAM39は、映像器36,38が、個別的また
は全体的に終端端面21′で映像化されるべき各領域へ
またはそこから移動して、機械視覚装置34による正確
な映像化及び正確な分析のために各領域に焦点を合わせ
ることができるように、光学装置32とインターフェー
スされている。
ように機械視覚装置34で制御される自動焦点調節メカ
ニズム(FAM)39に相互接続されて選択的に移動さ
れる。FAM39は、映像器36,38が、個別的また
は全体的に終端端面21′で映像化されるべき各領域へ
またはそこから移動して、機械視覚装置34による正確
な映像化及び正確な分析のために各領域に焦点を合わせ
ることができるように、光学装置32とインターフェー
スされている。
【0034】任意的に、出力装置46を用いて、参照矢
印47で示されるように機械視覚装置34に接続するこ
とができる。出力装置46は、使用者に情報を供給する
のに適するメカニズムなら何でも良い。例えば、出力装
置46は普通のディスプレイやプリンタでも良い。診断
及び動作パラメータあるいは使用者からの開始信号を受
けるほかに、検査装置30ばかりでなくその特定の実行
も完全に自動になっている。実際には、ここに説明され
る検査装置は、他の自動装置と完全に自動的に通信する
ように設定することができる。
印47で示されるように機械視覚装置34に接続するこ
とができる。出力装置46は、使用者に情報を供給する
のに適するメカニズムなら何でも良い。例えば、出力装
置46は普通のディスプレイやプリンタでも良い。診断
及び動作パラメータあるいは使用者からの開始信号を受
けるほかに、検査装置30ばかりでなくその特定の実行
も完全に自動になっている。実際には、ここに説明され
る検査装置は、他の自動装置と完全に自動的に通信する
ように設定することができる。
【0035】入力装置48は、同様に任意的なものであ
り、使用者からの催促すなわち情報を受け取って、参照
矢印49に示されるように機械視覚装置34に伝達する
のに適するメカニズムなら何でも良い。例として、入力
装置48は普通のコンピュータキーボード、マウス、ト
ラックボール等でも良い。
り、使用者からの催促すなわち情報を受け取って、参照
矢印49に示されるように機械視覚装置34に伝達する
のに適するメカニズムなら何でも良い。例として、入力
装置48は普通のコンピュータキーボード、マウス、ト
ラックボール等でも良い。
【0036】検査を受ける対象物のまわりの照明状況に
より、対象物は光源で断定的に照明されることを要する
ことがある。好適な実施例では、光ファイバ終端21
は、映像器36、38が映像を捕らえることができるよ
うに、何か適当な光源で照明される。いくつかの照明実
施例(例えば図7B)を以下に説明する。
より、対象物は光源で断定的に照明されることを要する
ことがある。好適な実施例では、光ファイバ終端21
は、映像器36、38が映像を捕らえることができるよ
うに、何か適当な光源で照明される。いくつかの照明実
施例(例えば図7B)を以下に説明する。
【0037】検査装置30は、商業規模光ファイバ製造
設備や光ファイバ終端21の品質管理を監視するための
他の設備に搭載することができる。さらに、検査を受け
る終端21は、人間の手動操作またはかけがえとして自
動メカニズムによって映像装置32から見える所に配置
することができる。例として、終端21は、たぶん連続
している多くの他の終端21と共にコンベア上に置き、
検査装置30で自動的に測定を行なうことができるよう
に、映像装置32の前に移動することができる。
設備や光ファイバ終端21の品質管理を監視するための
他の設備に搭載することができる。さらに、検査を受け
る終端21は、人間の手動操作またはかけがえとして自
動メカニズムによって映像装置32から見える所に配置
することができる。例として、終端21は、たぶん連続
している多くの他の終端21と共にコンベア上に置き、
検査装置30で自動的に測定を行なうことができるよう
に、映像装置32の前に移動することができる。
【0038】B.動作 検査装置30が動作中の時、終端端面21′は、映像装
置32の境界切片映像器36及び特徴部映像器38に露
出される。境界切片映像器36は、整列面22′′′の
境界切片を表わす境界切片映像を発生する。また、特徴
部映像器38は、重要な特徴部を表わす特徴部映像を発
生する。図2に参照数字42,44,45で示されるよ
うに、好適な実施例では、これらの映像は合成されて1
つの映像にされ、合成映像を表わす電気信号が分析のた
めに機械視覚装置34に送られる。かけがえとして、映
像器36,38は各々、その重要な各領域を表わす別個
の電気信号を発生しても良く、別個の電気信号が機械視
覚装置34に送られる。この場合、電気信号は、分析の
ためにソフトウェアまたはファームウェアで合成映像を
構成するのに用いられる。
置32の境界切片映像器36及び特徴部映像器38に露
出される。境界切片映像器36は、整列面22′′′の
境界切片を表わす境界切片映像を発生する。また、特徴
部映像器38は、重要な特徴部を表わす特徴部映像を発
生する。図2に参照数字42,44,45で示されるよ
うに、好適な実施例では、これらの映像は合成されて1
つの映像にされ、合成映像を表わす電気信号が分析のた
めに機械視覚装置34に送られる。かけがえとして、映
像器36,38は各々、その重要な各領域を表わす別個
の電気信号を発生しても良く、別個の電気信号が機械視
覚装置34に送られる。この場合、電気信号は、分析の
ためにソフトウェアまたはファームウェアで合成映像を
構成するのに用いられる。
【0039】合成信号から、機械視覚装置34は、次の
ように、整列面22′′′に対する特徴部の偏りまたは
偏心を決定する。まず、各境界切片映像器36で捕らえ
られた各境界切片に、曲線(例えば、直径がわかってい
る円)が適合される。終端端面中心Ttestは1つ以上の
適応曲線に基づいて数学的に確認される。一般に、用い
られる曲線が多ければ多いほど、理論的終端端面中心T
testの決定がより正確になる。好適な実施例では、4台
の境界切片映像器36があり、その結果、整列面2
2′′′に適応される4つの円がある。さらに、検査を
受ける対象物の実際のコア端面中心Ctestは合成映像の
何か適切な分析、例えば勾配分析があるがこれに限らな
い、を用いて決定される。
ように、整列面22′′′に対する特徴部の偏りまたは
偏心を決定する。まず、各境界切片映像器36で捕らえ
られた各境界切片に、曲線(例えば、直径がわかってい
る円)が適合される。終端端面中心Ttestは1つ以上の
適応曲線に基づいて数学的に確認される。一般に、用い
られる曲線が多ければ多いほど、理論的終端端面中心T
testの決定がより正確になる。好適な実施例では、4台
の境界切片映像器36があり、その結果、整列面2
2′′′に適応される4つの円がある。さらに、検査を
受ける対象物の実際のコア端面中心Ctestは合成映像の
何か適切な分析、例えば勾配分析があるがこれに限らな
い、を用いて決定される。
【0040】偏心は、この文書でより詳細に説明される
2つの実施例(図11−13の校正及び偏心決定の第1
の実施例と、図14−16の校正及び偏心決定の第2の
実施例)の一方を用いて決定される。第1の実施例で
は、偏心ベクトルeは、距離ベクトルdtest(ベクトル
はここでは肉太で示される。dtestはある大きさとある
距離を有する。)を距離ベクトルdideal と比較して決
定される。距離ベクトルdtestは、共に検査終端と関連
して生じるコア端面中心Ctestと終端端面中心Ttestの
間の変位に相当する。距離ベクトルdideal は、共に理
想終端(すなわち、de minimis偏心で特徴づけられる)
に付随し、検査装置の初期化中に記憶された理想コア端
面中心Cideal と理想終端端面中心Tideal の間の変位
に相当する。偏心ベクトルeの大きさは望ましい偏心値
であり、偏心ベクトルeの角度は偏心の角度を表わす。
2つの実施例(図11−13の校正及び偏心決定の第1
の実施例と、図14−16の校正及び偏心決定の第2の
実施例)の一方を用いて決定される。第1の実施例で
は、偏心ベクトルeは、距離ベクトルdtest(ベクトル
はここでは肉太で示される。dtestはある大きさとある
距離を有する。)を距離ベクトルdideal と比較して決
定される。距離ベクトルdtestは、共に検査終端と関連
して生じるコア端面中心Ctestと終端端面中心Ttestの
間の変位に相当する。距離ベクトルdideal は、共に理
想終端(すなわち、de minimis偏心で特徴づけられる)
に付随し、検査装置の初期化中に記憶された理想コア端
面中心Cideal と理想終端端面中心Tideal の間の変位
に相当する。偏心ベクトルeの大きさは望ましい偏心値
であり、偏心ベクトルeの角度は偏心の角度を表わす。
【0041】第2の実施例(ベストモード)では、偏心
は、まずコア端面中心Ctestから外向きに半径線を引
き、次に各半径線上の各適合円中心を位置決めすること
によって決定される。さらに、半径線が適合円を横切る
インターセプト点が確認され、理想終端端面中心T
ideal に対応する理想インターセプト点と比較される。
理想インターセプト点を有する変換マップ(ルックアッ
プテーブルまたは式)が検査装置30の初期化中に発生
し、理想インターセプト点はコア端面中Ctestに基づい
て動作時に読み出される。最後に、理想インターセプト
点を実際のインターセプト点と比較することにより、偏
心が決定される。
は、まずコア端面中心Ctestから外向きに半径線を引
き、次に各半径線上の各適合円中心を位置決めすること
によって決定される。さらに、半径線が適合円を横切る
インターセプト点が確認され、理想終端端面中心T
ideal に対応する理想インターセプト点と比較される。
理想インターセプト点を有する変換マップ(ルックアッ
プテーブルまたは式)が検査装置30の初期化中に発生
し、理想インターセプト点はコア端面中Ctestに基づい
て動作時に読み出される。最後に、理想インターセプト
点を実際のインターセプト点と比較することにより、偏
心が決定される。
【0042】C.検査装置の第1の実施例 検査装置30の第1の実施例は図3Aに示され、包括的
に参照数字30aで表わされている。構造的に、検査装
置30aは、図3Aに断面で示され、(終端端面21′
に垂直な)終端21とだいたい整列した長手方向のz軸
に沿っている、細長くて好適には円筒状の顕微鏡51を
備えた映像装置32を含む。
に参照数字30aで表わされている。構造的に、検査装
置30aは、図3Aに断面で示され、(終端端面21′
に垂直な)終端21とだいたい整列した長手方向のz軸
に沿っている、細長くて好適には円筒状の顕微鏡51を
備えた映像装置32を含む。
【0043】顕微鏡51は、顕微鏡51の第1の端部に
位置し、終端端面21′の映像を捕らえるのに適応した
対物レンズ52(1個以上のレンズまたは他の光学部
品)を含む。顕微鏡51は、さらに、顕微鏡51の長手
方向の中点近くに位置する第2レンズ群からなる配置5
4を含む。第2レンズ配置54は、顕微鏡51の内側周
囲近くに位置する境界切片レンズ56と、顕微鏡51の
長手軸に沿って配置されている中心位置特徴部レンズ5
8を含む。顕微鏡51は、さらに、顕微鏡51の第2の
端部に配置され、第2のレンズ配置54から映像を受け
て、顕微鏡51の第2の端部にある開口部63を通して
合成映像を投影する集束レンズ62(1個以上のレンズ
または他の光学部品)を含む。“合成映像”は、ここで
は、ハードウェア、ソフトウェアまたはその組み合わせ
により2つ以上の他の映像の重ね合わせすなわち合成か
ら得られた1つの映像を意味する。対物レンズ52、特
徴部レンズ58及び集束レンズ62は、共通z軸に沿っ
て位置して実質的に整列された焦点を有し、境界切片レ
ンズ56は、共通z軸と平行な他のz軸に沿って位置す
る焦点を有する。
位置し、終端端面21′の映像を捕らえるのに適応した
対物レンズ52(1個以上のレンズまたは他の光学部
品)を含む。顕微鏡51は、さらに、顕微鏡51の長手
方向の中点近くに位置する第2レンズ群からなる配置5
4を含む。第2レンズ配置54は、顕微鏡51の内側周
囲近くに位置する境界切片レンズ56と、顕微鏡51の
長手軸に沿って配置されている中心位置特徴部レンズ5
8を含む。顕微鏡51は、さらに、顕微鏡51の第2の
端部に配置され、第2のレンズ配置54から映像を受け
て、顕微鏡51の第2の端部にある開口部63を通して
合成映像を投影する集束レンズ62(1個以上のレンズ
または他の光学部品)を含む。“合成映像”は、ここで
は、ハードウェア、ソフトウェアまたはその組み合わせ
により2つ以上の他の映像の重ね合わせすなわち合成か
ら得られた1つの映像を意味する。対物レンズ52、特
徴部レンズ58及び集束レンズ62は、共通z軸に沿っ
て位置して実質的に整列された焦点を有し、境界切片レ
ンズ56は、共通z軸と平行な他のz軸に沿って位置す
る焦点を有する。
【0044】顕微鏡51の上述したレンズ配置のため、
境界切片は合成映像に反転状態で現われるが、特徴部は
反転しない状態で現われる。換言すれば、対物レンズ5
2から取り出される境界切片映像は、実際上、合成映像
が集束レンズ62で形成される時に特徴部の方へ内向き
に折り返される。さらに、特徴部映像は、対物レンズ5
2から中心位置特徴部レンズ58で受けられて、集束レ
ンズ62に非反転状態で送られ、その結果、特徴部は最
終の合成映像中に反転されずに現われる。
境界切片は合成映像に反転状態で現われるが、特徴部は
反転しない状態で現われる。換言すれば、対物レンズ5
2から取り出される境界切片映像は、実際上、合成映像
が集束レンズ62で形成される時に特徴部の方へ内向き
に折り返される。さらに、特徴部映像は、対物レンズ5
2から中心位置特徴部レンズ58で受けられて、集束レ
ンズ62に非反転状態で送られ、その結果、特徴部は最
終の合成映像中に反転されずに現われる。
【0045】カメラ64は、顕微鏡51の第2の端部に
接続され、集束レンズ62からの合成映像を開口部63
を介して受けるように配置される。カメラ64は、光学
映像を電気信号に変換するのに適する映像装置なら何で
も良いが、好適には電荷結合素子(CCD)である。C
CDカメラ64は、光を受けるピクセルアレイを含む。
また、ピクセルアレイは、技術上周知なように、CCD
の各ピクセルにおける光の強度に比例するアナログ電圧
信号を発生することにより、映像をエンコードする。
接続され、集束レンズ62からの合成映像を開口部63
を介して受けるように配置される。カメラ64は、光学
映像を電気信号に変換するのに適する映像装置なら何で
も良いが、好適には電荷結合素子(CCD)である。C
CDカメラ64は、光を受けるピクセルアレイを含む。
また、ピクセルアレイは、技術上周知なように、CCD
の各ピクセルにおける光の強度に比例するアナログ電圧
信号を発生することにより、映像をエンコードする。
【0046】機械視覚装置34は、参照矢印45で示さ
れるように、CCDカメラ64から合成映像をエンコー
ドするアナログ電気信号を受け取る。上述のように、機
械視覚装置34は、適当な論理装置、プロセッサ、コン
ピュータまたはその組み合わせのいずれかで実行するこ
とができる。
れるように、CCDカメラ64から合成映像をエンコー
ドするアナログ電気信号を受け取る。上述のように、機
械視覚装置34は、適当な論理装置、プロセッサ、コン
ピュータまたはその組み合わせのいずれかで実行するこ
とができる。
【0047】顕微鏡51はFAM39に搭載される。参
照矢印41で示されるような機械視覚装置34の制御の
下で、FAM39は顕微鏡51をその長手方向のz軸に
沿って移動させることができ、その結果、顕微鏡51内
のレンズ配列は終端端面21′に対して可動になる。適
切なFAM39は、クローズドループ制御電圧信号に基
づいた距離だけ顕微鏡51を選択的に移動させることが
できる圧電トランスレータである。
照矢印41で示されるような機械視覚装置34の制御の
下で、FAM39は顕微鏡51をその長手方向のz軸に
沿って移動させることができ、その結果、顕微鏡51内
のレンズ配列は終端端面21′に対して可動になる。適
切なFAM39は、クローズドループ制御電圧信号に基
づいた距離だけ顕微鏡51を選択的に移動させることが
できる圧電トランスレータである。
【0048】1.本発明のベストモード実施例 図3Bは、本発明を実施するベストモード実施例、特
に、第1の実施例(図3Aの検査装置30a)を実施す
るベストモード実施例を示す。このベストモード実施例
は、図3Bにおいて参照数字30a′で包括的に示され
ている。
に、第1の実施例(図3Aの検査装置30a)を実施す
るベストモード実施例を示す。このベストモード実施例
は、図3Bにおいて参照数字30a′で包括的に示され
ている。
【0049】構造において、検査装置30a′は、第2
レンズ配置54を除いて、検査装置30a(図3A)と
だいたい同じように構成されている。したがって、装置
30aに関する前の説明は適用可能な程度、参照により
ここに含まれ、図3Bの装置30a′に向けられる。
レンズ配置54を除いて、検査装置30a(図3A)と
だいたい同じように構成されている。したがって、装置
30aに関する前の説明は適用可能な程度、参照により
ここに含まれ、図3Bの装置30a′に向けられる。
【0049】図3Bのベストモード実施例の第2レンズ
配置54を参照すると、配置54は、中心位置特徴部レ
ンズのまわりに実質的に等間隔にかつ顕微鏡51の内側
周囲に沿って配置された、衛星配列の4個の境界切片レ
ンズ56a〜56dを備えている。図3Cは、図3Bの
線3C′−3C′に沿ってとられた図3Bのベストモー
ド実施例に用いられる新規なレンズ配置の正面図であ
る。図3Cから、境界切片レンズ56a〜56dは中心
特徴部レンズ58のまわりに約90度間隔で配置されて
いるのがわかる。したがって、このベストモードでは、
4台の境界切片映像器と1台の特徴部映像器が備えられ
る。
配置54を参照すると、配置54は、中心位置特徴部レ
ンズのまわりに実質的に等間隔にかつ顕微鏡51の内側
周囲に沿って配置された、衛星配列の4個の境界切片レ
ンズ56a〜56dを備えている。図3Cは、図3Bの
線3C′−3C′に沿ってとられた図3Bのベストモー
ド実施例に用いられる新規なレンズ配置の正面図であ
る。図3Cから、境界切片レンズ56a〜56dは中心
特徴部レンズ58のまわりに約90度間隔で配置されて
いるのがわかる。したがって、このベストモードでは、
4台の境界切片映像器と1台の特徴部映像器が備えられ
る。
【0050】さらに、検査装置30はフェルール終端端
面21′を映像化するのに用いられるので、特徴部レン
ズ58を、終端端面21′から境界切片レンズ56a〜
56dの平面のわずか後ろに(ほぼ0.5mmだけ)奥
まって配置し、終端端面21′の終端コア端面28′と
整列面22′′′の焦平面の差に適応させるのが望まし
い。この配列により、終端端面21′の最適焦点合わせ
と偏心の正確な決定が可能になる。
面21′を映像化するのに用いられるので、特徴部レン
ズ58を、終端端面21′から境界切片レンズ56a〜
56dの平面のわずか後ろに(ほぼ0.5mmだけ)奥
まって配置し、終端端面21′の終端コア端面28′と
整列面22′′′の焦平面の差に適応させるのが望まし
い。この配列により、終端端面21′の最適焦点合わせ
と偏心の正確な決定が可能になる。
【0051】図3Bのベストモード実施例では、対物レ
ンズ52及び第2レンズ群56a〜56d,58と集束
レンズ62は30倍の有効倍率を有している。カメラ6
4はCCDであり、例えば、日本国のヒタチから市販さ
れているモデルKP−M1である。
ンズ52及び第2レンズ群56a〜56d,58と集束
レンズ62は30倍の有効倍率を有している。カメラ6
4はCCDであり、例えば、日本国のヒタチから市販さ
れているモデルKP−M1である。
【0052】FAM39は、独国のPhysik Instrumente
で製造されているモデルP721.00圧電トランスレ
ータである。前記の圧電トランスレータは、約0と10
0ボルト間のクローズドループ制御電圧信号に基づいて
(約3ナノメートルの分解能で)約100ミクロンの距
離だけ顕微鏡51を選択的に移動させることができる。
圧電トランスレータ72に0ボルトが供給されると、対
物レンズ52は、z軸に沿ってその目標から(完全に引
っ込んだ)最大距離に維持されるが、圧電トランスレー
タ72に100ボルトが供給されると、対物レンズ52
は、z軸に沿って目標に最も近い距離(完全な伸長)に
なる。
で製造されているモデルP721.00圧電トランスレ
ータである。前記の圧電トランスレータは、約0と10
0ボルト間のクローズドループ制御電圧信号に基づいて
(約3ナノメートルの分解能で)約100ミクロンの距
離だけ顕微鏡51を選択的に移動させることができる。
圧電トランスレータ72に0ボルトが供給されると、対
物レンズ52は、z軸に沿ってその目標から(完全に引
っ込んだ)最大距離に維持されるが、圧電トランスレー
タ72に100ボルトが供給されると、対物レンズ52
は、z軸に沿って目標に最も近い距離(完全な伸長)に
なる。
【0053】機械視覚装置34は、米国のAT&Tから
市販されているモデルGlobalyst 600コン
ピュータ等の汎用コンピュータ71を含む。このコンピ
ュータ71には、機械視覚プロセッサ72が装備されて
いる。この機械視覚プロセッサは、例えば、米国のマイ
クロディスク(Microdisk) から市販されているモデルI
TI ITE OFG(overlay frame grabber)映像処
理手段であるが、これに限らない。コンピュータ71及
びプロセッサ72は、図3Bの参照矢印73で示される
ようにやり取りする。機械視覚装置34は、さらに、コ
ンピュータの制御線とFAM39の間に接続される増幅
器75を含む。この増幅器75は、参照矢印74で示さ
れるように機械視覚装置34からの制御信号を受けて増
幅し、0〜100ボルトの電圧範囲に増幅した圧電制御
信号41を参照矢印41で示されるように圧電FAM3
9に供給する。適切な増幅器は、独国のPhysik Instrum
enteで製造販売されているモデルE860.10増幅器
である。
市販されているモデルGlobalyst 600コン
ピュータ等の汎用コンピュータ71を含む。このコンピ
ュータ71には、機械視覚プロセッサ72が装備されて
いる。この機械視覚プロセッサは、例えば、米国のマイ
クロディスク(Microdisk) から市販されているモデルI
TI ITE OFG(overlay frame grabber)映像処
理手段であるが、これに限らない。コンピュータ71及
びプロセッサ72は、図3Bの参照矢印73で示される
ようにやり取りする。機械視覚装置34は、さらに、コ
ンピュータの制御線とFAM39の間に接続される増幅
器75を含む。この増幅器75は、参照矢印74で示さ
れるように機械視覚装置34からの制御信号を受けて増
幅し、0〜100ボルトの電圧範囲に増幅した圧電制御
信号41を参照矢印41で示されるように圧電FAM3
9に供給する。適切な増幅器は、独国のPhysik Instrum
enteで製造販売されているモデルE860.10増幅器
である。
【0054】D.検査装置の第2の実施例 図2の自動検査装置30の第2の実施例は図4A及び4
Bに示され、参照数字30bで包括的に表わされてい
る。自動検査装置30bは、1台の特徴部映像器38
と、少なくとも3台の境界切片映像器36を含み、簡単
にするため境界切片映像器の1台のみが図4Aに示され
ている。特徴部映像器38及び境界切片映像器36は、
ハードウェアにおける手動専用構成要素である。特徴部
映像器38は、コア端面28′(図1B参照)の上であ
って、終端21の長手方向のz軸と整列した見通しのき
く位置に配置され、境界切片映像器36は、終端21の
長手方向のz軸に対して横方向でかつたぶん垂直な角度
で整列面22′′′を観測するように配置される。
Bに示され、参照数字30bで包括的に表わされてい
る。自動検査装置30bは、1台の特徴部映像器38
と、少なくとも3台の境界切片映像器36を含み、簡単
にするため境界切片映像器の1台のみが図4Aに示され
ている。特徴部映像器38及び境界切片映像器36は、
ハードウェアにおける手動専用構成要素である。特徴部
映像器38は、コア端面28′(図1B参照)の上であ
って、終端21の長手方向のz軸と整列した見通しのき
く位置に配置され、境界切片映像器36は、終端21の
長手方向のz軸に対して横方向でかつたぶん垂直な角度
で整列面22′′′を観測するように配置される。
【0055】以下にさらに説明されるように、曲線適合
目的のために、少なくとも3台の境界切片映像器36が
必要とされる。さらに、境界切片映像器36は、好適に
は、終端21の長手方向のz軸に関して対称的に間隔を
置いて配置される。したがって、図4Bに示されるよう
に、3台の境界切片映像器36がある場合には、隣接す
る境界切片映像器36は、約120度に等しい角度θだ
け間隔を置いて配置される。
目的のために、少なくとも3台の境界切片映像器36が
必要とされる。さらに、境界切片映像器36は、好適に
は、終端21の長手方向のz軸に関して対称的に間隔を
置いて配置される。したがって、図4Bに示されるよう
に、3台の境界切片映像器36がある場合には、隣接す
る境界切片映像器36は、約120度に等しい角度θだ
け間隔を置いて配置される。
【0056】特徴部映像器38は、顕微鏡チューブ82
に支持され、終端21の終端端面21′に露出されるよ
うに配置された対物レンズ81を備えている。この対物
レンズ82は、適切なレンズ配列なら何でも良いが、好
適には40倍の倍率と0.6のNAを有する1個のレン
ズである。FAM39aは顕微鏡チューブ82に接続さ
れ、矢印41,41aに示されるように機械視覚装置3
4の制御を受けて、終端21の長手軸と整列したz軸に
沿ってチューブ82とレンズ81を動かす。FAM39
aは圧電トランスレータとすることができ、例えば、独
国のPhysik Instrumenteで製造されているモデルP72
1.00圧電トランスレータとするがこれに限らない。
に支持され、終端21の終端端面21′に露出されるよ
うに配置された対物レンズ81を備えている。この対物
レンズ82は、適切なレンズ配列なら何でも良いが、好
適には40倍の倍率と0.6のNAを有する1個のレン
ズである。FAM39aは顕微鏡チューブ82に接続さ
れ、矢印41,41aに示されるように機械視覚装置3
4の制御を受けて、終端21の長手軸と整列したz軸に
沿ってチューブ82とレンズ81を動かす。FAM39
aは圧電トランスレータとすることができ、例えば、独
国のPhysik Instrumenteで製造されているモデルP72
1.00圧電トランスレータとするがこれに限らない。
【0057】顕微鏡86(1個以上のレンズまたは他の
光学部品を含む)は、対物レンズ81から映像を受ける
ためにFAM39aに接続されている。顕微鏡86は、
米国のマイクロ エンタープライゼス(Micro Enterpris
es)社で製造されているモデルME−3000とするこ
とができる。カメラ88は、顕微鏡86に取り付けら
れ、顕微鏡86からの光学映像を受けて電気信号に変換
するように配置されている。カメラ88は適切なCCD
なら何でも良く、例えば、日本国のヒタチから市販され
ているモデルKP−M1でも良い。
光学部品を含む)は、対物レンズ81から映像を受ける
ためにFAM39aに接続されている。顕微鏡86は、
米国のマイクロ エンタープライゼス(Micro Enterpris
es)社で製造されているモデルME−3000とするこ
とができる。カメラ88は、顕微鏡86に取り付けら
れ、顕微鏡86からの光学映像を受けて電気信号に変換
するように配置されている。カメラ88は適切なCCD
なら何でも良く、例えば、日本国のヒタチから市販され
ているモデルKP−M1でも良い。
【0058】各境界切片映像器36は次のように構成さ
れている。各境界切片映像器36は、顕微鏡チューブ8
2に支持され、終端21の終端端面21′に露出される
ように配置された対物レンズ81を備えている。この対
物レンズ81は、適切なレンズ配列なら何でも良いが、
好適には20倍の倍率と0.4のNAを有する1個のレ
ンズである。FAM39bは顕微鏡チューブ82に接続
され、矢印41,41bに示されるように機械視覚装置
34の制御を受けて、終端21の長手軸と垂直にチュー
ブ82とレンズ81を動かす。FAM39bは圧電トラ
ンスレータとすることができ、例えば、独国のPhysik I
nstrumenteで製造されているモデルP721.00圧電
トランスレータとするがこれに限らない。
れている。各境界切片映像器36は、顕微鏡チューブ8
2に支持され、終端21の終端端面21′に露出される
ように配置された対物レンズ81を備えている。この対
物レンズ81は、適切なレンズ配列なら何でも良いが、
好適には20倍の倍率と0.4のNAを有する1個のレ
ンズである。FAM39bは顕微鏡チューブ82に接続
され、矢印41,41bに示されるように機械視覚装置
34の制御を受けて、終端21の長手軸と垂直にチュー
ブ82とレンズ81を動かす。FAM39bは圧電トラ
ンスレータとすることができ、例えば、独国のPhysik I
nstrumenteで製造されているモデルP721.00圧電
トランスレータとするがこれに限らない。
【0059】干渉計顕微鏡87は、対物レンズ81から
映像を受けるためにFAM39bに接続されている。適
切な干渉計顕微鏡87は、米国のマイクロ エンタープ
ライゼス(Micro Enterprises)社で製造販売されている
モデルME−3000cである。干渉計顕微鏡87は内
部光源と内部光反射装置を備えている。干渉計顕微鏡8
7は、わかっている光波長を用いて非常に小さい距離と
厚さを測定するのに用いることができることが、技術上
知られている。一般に、干渉計顕微鏡87では、光源か
らの光ビームは、反射装置の部分反射で2つの対向する
ビーム部分に分離される。一方のビーム部分は目標に投
射され、干渉計顕微鏡に戻り、反射装置で他方のビーム
と再結合される。ビームが異なる光路を横切ったため、
2つの成分は目標の映像に干渉を発生させる。さらに、
この干渉は、非常に小さい距離または厚さを測定するの
に用いることができる。
映像を受けるためにFAM39bに接続されている。適
切な干渉計顕微鏡87は、米国のマイクロ エンタープ
ライゼス(Micro Enterprises)社で製造販売されている
モデルME−3000cである。干渉計顕微鏡87は内
部光源と内部光反射装置を備えている。干渉計顕微鏡8
7は、わかっている光波長を用いて非常に小さい距離と
厚さを測定するのに用いることができることが、技術上
知られている。一般に、干渉計顕微鏡87では、光源か
らの光ビームは、反射装置の部分反射で2つの対向する
ビーム部分に分離される。一方のビーム部分は目標に投
射され、干渉計顕微鏡に戻り、反射装置で他方のビーム
と再結合される。ビームが異なる光路を横切ったため、
2つの成分は目標の映像に干渉を発生させる。さらに、
この干渉は、非常に小さい距離または厚さを測定するの
に用いることができる。
【0060】カメラ88は干渉計顕微鏡87に取り付け
られ、顕微鏡86からの光学映像(反射装置からの合成
映像)を受けて電気信号に変換するように配置されてい
る。カメラ88は適切なCCDなら何でも良く、例え
ば、日本国のヒタチから市販されているモデルKP−M
1でも良い。
られ、顕微鏡86からの光学映像(反射装置からの合成
映像)を受けて電気信号に変換するように配置されてい
る。カメラ88は適切なCCDなら何でも良く、例え
ば、日本国のヒタチから市販されているモデルKP−M
1でも良い。
【0061】機械視覚装置34は、第1の実施例やベス
トモード実施例に関して前に説明したように、適切な論
理装置、プロセッサ、コンピュータまたはその組み合わ
せのいずれかで実行することができる。機械視覚装置3
4は、境界切片映像器36及び特徴部映像器38のカメ
ラ64より供給される電気信号から合成映像を生成する
ように構成されている。この合成映像は、境界切片映像
器36で捕らえられた境界切片と、特徴部映像器38で
捕らえられた特徴部を含む。この映像から、前述のよう
に偏心を算出することができる。この実施例では、境界
切片映像器36は絶対距離を提供することに注意された
い。さらに、境界切片映像器36で測定された絶対距離
から境界ピクセルが確認され、この境界ピクセルに円ま
たは他の適当な曲線が適合されて、Tideal ,Ttestが
決定される。
トモード実施例に関して前に説明したように、適切な論
理装置、プロセッサ、コンピュータまたはその組み合わ
せのいずれかで実行することができる。機械視覚装置3
4は、境界切片映像器36及び特徴部映像器38のカメ
ラ64より供給される電気信号から合成映像を生成する
ように構成されている。この合成映像は、境界切片映像
器36で捕らえられた境界切片と、特徴部映像器38で
捕らえられた特徴部を含む。この映像から、前述のよう
に偏心を算出することができる。この実施例では、境界
切片映像器36は絶対距離を提供することに注意された
い。さらに、境界切片映像器36で測定された絶対距離
から境界ピクセルが確認され、この境界ピクセルに円ま
たは他の適当な曲線が適合されて、Tideal ,Ttestが
決定される。
【0062】E.検査装置の第3の実施例 図2の自動検査装置30の第3の実施例は図5に示さ
れ、参照数字30cで包括的に表わされている。
れ、参照数字30cで包括的に表わされている。
【0063】自動検査装置30cでは、1台以上の境界
切片映像器36は各々、境界切片映像を捕らえるように
配置されたプリズム91と、該プリズム91と関連して
取り付けられ、境界切片映像を受ける対物レンズ92
と、該対物レンズ92から境界切片映像を受けるカメラ
64とからなる。検査装置30cの好適な実施例では、
各境界切片映像器36と関連するプリズム91は、対物
レンズ92の方へ約90度の角度で境界切片映像を伝達
するのに適応された銀メッキされた背面を有するミラー
プリズムである。換言すれば、入射光と対物レンズ軸間
の角度φは約90度である。さらに、カメラ64は好適
にはCCDであり、例えば、ヒタチ モデルKP−M1
CCDであるがこれに限らない。
切片映像器36は各々、境界切片映像を捕らえるように
配置されたプリズム91と、該プリズム91と関連して
取り付けられ、境界切片映像を受ける対物レンズ92
と、該対物レンズ92から境界切片映像を受けるカメラ
64とからなる。検査装置30cの好適な実施例では、
各境界切片映像器36と関連するプリズム91は、対物
レンズ92の方へ約90度の角度で境界切片映像を伝達
するのに適応された銀メッキされた背面を有するミラー
プリズムである。換言すれば、入射光と対物レンズ軸間
の角度φは約90度である。さらに、カメラ64は好適
にはCCDであり、例えば、ヒタチ モデルKP−M1
CCDであるがこれに限らない。
【0064】検査装置30cの特徴部映像器38は、終
端21と長手方向に整列した軸に沿って配置され、重要
な特徴部の映像を捕らえてカメラ64に送る対物レンズ
95を含む。このカメラ64は、例えば、ヒタチ モデ
ルKP−M1 CCDであるがこれに限らない。さら
に、映像装置32は、FAM39により焦点合わせの目
的で終端21に対して可動にされている。
端21と長手方向に整列した軸に沿って配置され、重要
な特徴部の映像を捕らえてカメラ64に送る対物レンズ
95を含む。このカメラ64は、例えば、ヒタチ モデ
ルKP−M1 CCDであるがこれに限らない。さら
に、映像装置32は、FAM39により焦点合わせの目
的で終端21に対して可動にされている。
【0065】FAM39は、光学配置が維持されるが、
終端端面21′に対する装置の焦点が変更されるよう
に、プリズム91、対物レンズ92、対物レンズ95及
びカメラ64を含む映像装置32全体を動かすのに適応
されている。したがって、特徴部映像器38及び境界切
片映像器の全部品は、終端端面21′に対してFAM3
9で動かされる共通度量衡フレームの一部になる。適切
なFAM39は圧電トランスレータであり、例えば、独
国のPhysik Instrumenteで製造されているモデルP72
1.00圧電トランスレータとするがこれに限らない。
終端端面21′に対する装置の焦点が変更されるよう
に、プリズム91、対物レンズ92、対物レンズ95及
びカメラ64を含む映像装置32全体を動かすのに適応
されている。したがって、特徴部映像器38及び境界切
片映像器の全部品は、終端端面21′に対してFAM3
9で動かされる共通度量衡フレームの一部になる。適切
なFAM39は圧電トランスレータであり、例えば、独
国のPhysik Instrumenteで製造されているモデルP72
1.00圧電トランスレータとするがこれに限らない。
【0066】機械視覚装置34は、前に説明したよう
に、映像装置32で発生する映像を分析することがで
き、かつFAM39の制御により映像装置32の焦点を
制御することができる、適切な論理装置、プロセッサ、
コンピュータまたはその組み合わせのいずれでも良い。
好適な実施例では、機械視覚装置34は、境界切片映像
を特徴部映像と合成して、偏心分析のための合成映像を
発生する。
に、映像装置32で発生する映像を分析することがで
き、かつFAM39の制御により映像装置32の焦点を
制御することができる、適切な論理装置、プロセッサ、
コンピュータまたはその組み合わせのいずれでも良い。
好適な実施例では、機械視覚装置34は、境界切片映像
を特徴部映像と合成して、偏心分析のための合成映像を
発生する。
【0067】F.検査装置の第4の実施例 図2の自動検査装置の第4の実施例は図6に示され、参
照数字30dで包括的に表わされている。
照数字30dで包括的に表わされている。
【0068】検査装置30dでは、1台以上の境界切片
映像器36の各々と特徴部映像器38はハードウェアを
共有している。詳細には、映像装置32は、終端21と
整列したz軸に関する中心にありかつそれに沿っていて
特徴部映像と1つ以上の境界切片映像を受ける対物レン
ズ101を含む。好適な実施例では、対物レンズ101
は約2.7mmの視野が可能な最大NAと約10倍の倍
率を有する。
映像器36の各々と特徴部映像器38はハードウェアを
共有している。詳細には、映像装置32は、終端21と
整列したz軸に関する中心にありかつそれに沿っていて
特徴部映像と1つ以上の境界切片映像を受ける対物レン
ズ101を含む。好適な実施例では、対物レンズ101
は約2.7mmの視野が可能な最大NAと約10倍の倍
率を有する。
【0069】カメラ64aは対物レンズ101から特徴
部映像を受けるように配置され、1台以上のカメラ64
bは対物レンズ101から対応する境界切片映像を受け
るように配置される。次いで、各カメラ64a,64b
は対応する映像を電気信号に変換する。この電気信号は
参照矢印45で示されるように機械視覚装置34に送ら
れる。カメラ64a,64bは本質的に注文品のCCD
装置であり、各々、基本的に同一サイズで、好適には4
80×32ピクセルの視野を有する。
部映像を受けるように配置され、1台以上のカメラ64
bは対物レンズ101から対応する境界切片映像を受け
るように配置される。次いで、各カメラ64a,64b
は対応する映像を電気信号に変換する。この電気信号は
参照矢印45で示されるように機械視覚装置34に送ら
れる。カメラ64a,64bは本質的に注文品のCCD
装置であり、各々、基本的に同一サイズで、好適には4
80×32ピクセルの視野を有する。
【0070】映像装置32は、参照矢印78で示される
ように機械視覚装置で制御されるFAM39に固定され
ている。FAM39は、終端21と整列したz軸に沿っ
て、対物レンズ101及びカメラ64a,64bを含む
映像装置32を動かし、対物レンズ101の焦点を終端
端面21′に合わせる。適切なFAM39は圧電トラン
スレータであり、例えば、独国のPhysik Instrumenteで
製造されているモデルP721.00圧電トランスレー
タとするがこれに限らない。
ように機械視覚装置で制御されるFAM39に固定され
ている。FAM39は、終端21と整列したz軸に沿っ
て、対物レンズ101及びカメラ64a,64bを含む
映像装置32を動かし、対物レンズ101の焦点を終端
端面21′に合わせる。適切なFAM39は圧電トラン
スレータであり、例えば、独国のPhysik Instrumenteで
製造されているモデルP721.00圧電トランスレー
タとするがこれに限らない。
【0071】機械視覚装置34は、前に説明したよう
に、映像装置32で発生する合成映像を分析することが
でき、かつFAM39の制御により映像装置32の焦点
を制御することができる、適切な論理装置、プロセッ
サ、コンピュータまたはその組み合わせのいずれでも良
い。検査装置30dでは、機械視覚装置34は、あたか
もカメラ64a,64bの全部が480×480ピクセ
ルの合成映像を作り出す1第のCCD装置であったかの
ように、カメラ64a,64bの全部からデータ信号を
読み取る。換言すれば、各カメラ64a,64bからの
出力は合成映像の一部に相当する。
に、映像装置32で発生する合成映像を分析することが
でき、かつFAM39の制御により映像装置32の焦点
を制御することができる、適切な論理装置、プロセッ
サ、コンピュータまたはその組み合わせのいずれでも良
い。検査装置30dでは、機械視覚装置34は、あたか
もカメラ64a,64bの全部が480×480ピクセ
ルの合成映像を作り出す1第のCCD装置であったかの
ように、カメラ64a,64bの全部からデータ信号を
読み取る。換言すれば、各カメラ64a,64bからの
出力は合成映像の一部に相当する。
【0072】III.終端端面の整列 機械視覚装置34による分析に適する映像を捕らえるた
めに、終端端面21′は、対応する検査装置(図2〜図
6)の映像装置32と適切に整列されていなければなら
ない。終端端面21′は、技術上周知の多数の可能な機
械的メカニズムのどれかを用いて映像装置32と整列す
ることができる。整列に適するいくつかの実施例は例と
して以下に説明される。
めに、終端端面21′は、対応する検査装置(図2〜図
6)の映像装置32と適切に整列されていなければなら
ない。終端端面21′は、技術上周知の多数の可能な機
械的メカニズムのどれかを用いて映像装置32と整列す
ることができる。整列に適するいくつかの実施例は例と
して以下に説明される。
【0073】A.整列のための第1の実施例 整列のための第1の実施例では、終端端面21′はV状
ブロックを用いて映像装置2と整列される。V状ブロッ
クの一例は、パームクィスト(Palmquist) の米国特許第
4,738,508号に図示され、説明されている。V
状ブロックは、x,y軸に沿って終端端面21′を整列
するように配置される。さらに、z軸に沿って終端端面
21′を整列させるために、ブロックの端部にリムを配
置したり、V状ブロックの支持面から外向きに伸びるよ
うに突起を配置して、終端端面21′のストップ装置と
して役立てたりすることができる。
ブロックを用いて映像装置2と整列される。V状ブロッ
クの一例は、パームクィスト(Palmquist) の米国特許第
4,738,508号に図示され、説明されている。V
状ブロックは、x,y軸に沿って終端端面21′を整列
するように配置される。さらに、z軸に沿って終端端面
21′を整列させるために、ブロックの端部にリムを配
置したり、V状ブロックの支持面から外向きに伸びるよ
うに突起を配置して、終端端面21′のストップ装置と
して役立てたりすることができる。
【0074】B.整列のための第2の実施例 整列のための第2の実施例では、終端端面21′は、終
端21の整列面22′′′を入れて案内する円筒状開口
部を有する整列本体、例えば円筒状スリーブを用いて映
像装置32と整列される。開口部はx,y軸に沿って終
端端面21′を整列させる。さらに、さらに、z軸に沿
って終端端面21′を整列させるために、本体の端部に
リムを配置したり、開口部を限定する表面から外向きに
伸びるように突起を配置して、終端端面21′のストッ
プ装置として役立てたりすることができる。
端21の整列面22′′′を入れて案内する円筒状開口
部を有する整列本体、例えば円筒状スリーブを用いて映
像装置32と整列される。開口部はx,y軸に沿って終
端端面21′を整列させる。さらに、さらに、z軸に沿
って終端端面21′を整列させるために、本体の端部に
リムを配置したり、開口部を限定する表面から外向きに
伸びるように突起を配置して、終端端面21′のストッ
プ装置として役立てたりすることができる。
【0075】C.整列のための第3の実施例 終端端面21′の整列のための第3の実施例は、本発明
を実施するために現在知られているベストモードであ
る。これは、ファイバ24の中に光を放射する必要なし
に、終端端面21′の照明を可能にする。さらに、これ
は、斜角面22″に、すなわち境界切片及び特徴部が異
なる焦平面にある状態に、適応しているので、フェルー
ル終端21に特に適している。さらに、この第3の実施
例は、以下の説明から明らかになるように、もっと少な
い台数を用いることもできるが、4台の境界切片映像器
36と共に用いるのに特に適している。
を実施するために現在知られているベストモードであ
る。これは、ファイバ24の中に光を放射する必要なし
に、終端端面21′の照明を可能にする。さらに、これ
は、斜角面22″に、すなわち境界切片及び特徴部が異
なる焦平面にある状態に、適応しているので、フェルー
ル終端21に特に適している。さらに、この第3の実施
例は、以下の説明から明らかになるように、もっと少な
い台数を用いることもできるが、4台の境界切片映像器
36と共に用いるのに特に適している。
【0076】整列のための第3の実施例は、図7A,7
B及び7Cに示されるように新規な整列装置110を用
いる。構造において、整列装置110は、複数の堅い整
列アーム、好適には4つの整列アーム111a〜111
dからなる。図7Aの正面図から、整列アーム111a
〜111dは各々、4分の1円の領域にわたる本体とし
て現われる。整列アーム111a〜111dは、それぞ
れ末端部113a〜113dと、それぞれ取付端部11
4a〜114dを有する。図7Aにさらに示されるよう
に、整列アーム111a〜111dは間隔116を置い
て配置され、末端部113a〜113dは各々、互いの
方へ近寄って優先通路すなわち開口部118を限定す
る。開口部118は、ファイバ端面24′の直径より大
きくかつプラグ端面22′の直径より小さい直径を有
し、そのため、プラグ端面22′は各整列アーム111
a〜111dの末端部113a〜113dと係合する
が、ファイバ端面24′とそれらのまわりのプラグ端面
22′の一部は完全に露出される。したがって、整列ア
ーム111a〜111dの末端部113a〜113d
は、映像装置32に対して終端21の長手方向のz軸に
沿って終端端面21′を位置決めする。
B及び7Cに示されるように新規な整列装置110を用
いる。構造において、整列装置110は、複数の堅い整
列アーム、好適には4つの整列アーム111a〜111
dからなる。図7Aの正面図から、整列アーム111a
〜111dは各々、4分の1円の領域にわたる本体とし
て現われる。整列アーム111a〜111dは、それぞ
れ末端部113a〜113dと、それぞれ取付端部11
4a〜114dを有する。図7Aにさらに示されるよう
に、整列アーム111a〜111dは間隔116を置い
て配置され、末端部113a〜113dは各々、互いの
方へ近寄って優先通路すなわち開口部118を限定す
る。開口部118は、ファイバ端面24′の直径より大
きくかつプラグ端面22′の直径より小さい直径を有
し、そのため、プラグ端面22′は各整列アーム111
a〜111dの末端部113a〜113dと係合する
が、ファイバ端面24′とそれらのまわりのプラグ端面
22′の一部は完全に露出される。したがって、整列ア
ーム111a〜111dの末端部113a〜113d
は、映像装置32に対して終端21の長手方向のz軸に
沿って終端端面21′を位置決めする。
【0077】好適な実施例では、整列アーム111a〜
111dの末端部113a〜113dの曲線の半径(典
型的には、公称18mm)は、一般に、プラグ端面2
2′の半径と同じになっており、そのため、末端部11
3a〜113dは、プラグ端面22′へのダメージ(例
えば、損傷、へこみ等)なしに、表面が向かい合うよう
にプラグ端面22′と堅く係合する。上述の構造は、図
7Bに参照数字126で示されている。
111dの末端部113a〜113dの曲線の半径(典
型的には、公称18mm)は、一般に、プラグ端面2
2′の半径と同じになっており、そのため、末端部11
3a〜113dは、プラグ端面22′へのダメージ(例
えば、損傷、へこみ等)なしに、表面が向かい合うよう
にプラグ端面22′と堅く係合する。上述の構造は、図
7Bに参照数字126で示されている。
【0078】整列アーム111a〜111dはどんな適
切な仕方でも取り付けることができるが、好適には、取
付端部114a〜114dで堅い固定プレート122に
取り付けられる。固定プレート122は、プラグ端面2
2′が整列アーム111a〜111dの末端部113a
〜113dによって係合されることができるように、終
端21をその中を通過させるのに適する直径を有する実
質的に円形のオリフィス124を有する。プレートオリ
フィス124の中心は、実質的に開口部118の中心と
整列されている。好適な実施例では、プレートオリフィ
ス124は、直径が約2.5mmであり、開口部118
でアーム111の内側表面から約2mm離れて配置され
ている。
切な仕方でも取り付けることができるが、好適には、取
付端部114a〜114dで堅い固定プレート122に
取り付けられる。固定プレート122は、プラグ端面2
2′が整列アーム111a〜111dの末端部113a
〜113dによって係合されることができるように、終
端21をその中を通過させるのに適する直径を有する実
質的に円形のオリフィス124を有する。プレートオリ
フィス124の中心は、実質的に開口部118の中心と
整列されている。好適な実施例では、プレートオリフィ
ス124は、直径が約2.5mmであり、開口部118
でアーム111の内側表面から約2mm離れて配置され
ている。
【0079】映像装置32に関するx,y軸に沿って終
端端面21′を整列させるために、図7Cに示されるよ
うに、固定プレート122の裏面には、対向するスリー
ブハーフ127a,127bを有する細長い円筒状割り
スリーブ127が装備されている。スリーブ127は何
か固い材料から作られ、何か適切なメカニズムもしくは
接着剤でプレート122に固定されるかあるいはプレー
ト122の一体部分として作られる。プレートオリフィ
ス124はスリーブ127で限定される内部優先通路と
整列され、その結果、終端21はスリーブ127内かつ
オリフィス124の中に挿入することができ、整列面2
2′′′は、x,y軸に沿ってスリーブハーフ127
a,127b及びオリフィス124で案内される。
端端面21′を整列させるために、図7Cに示されるよ
うに、固定プレート122の裏面には、対向するスリー
ブハーフ127a,127bを有する細長い円筒状割り
スリーブ127が装備されている。スリーブ127は何
か固い材料から作られ、何か適切なメカニズムもしくは
接着剤でプレート122に固定されるかあるいはプレー
ト122の一体部分として作られる。プレートオリフィ
ス124はスリーブ127で限定される内部優先通路と
整列され、その結果、終端21はスリーブ127内かつ
オリフィス124の中に挿入することができ、整列面2
2′′′は、x,y軸に沿ってスリーブハーフ127
a,127b及びオリフィス124で案内される。
【0080】この整列装置110の配置の結果、終端2
1が整列装置110と係合する時、ファイバ端面24′
はアーム111でz軸に沿ってかつスリーブ127で
x,y軸に沿って整列され、さらに、ファイバ端面2
4′(同様に、そのまわりのプラグ端面22′の一部と
コア端面28′)と4つの境界切片125a〜125d
は映像装置32(図2)に完全に露出される。
1が整列装置110と係合する時、ファイバ端面24′
はアーム111でz軸に沿ってかつスリーブ127で
x,y軸に沿って整列され、さらに、ファイバ端面2
4′(同様に、そのまわりのプラグ端面22′の一部と
コア端面28′)と4つの境界切片125a〜125d
は映像装置32(図2)に完全に露出される。
【0081】IV.終端端面の照明 機械視覚装置34(図2〜図6)による分析に適する映
像を捕らえるために、終端端面21′は、自然なまたは
人工的な光源からの光で十分に照明しなければならな
い。実行可能な照明配置のいくつかの例を以下に説明す
る。
像を捕らえるために、終端端面21′は、自然なまたは
人工的な光源からの光で十分に照明しなければならな
い。実行可能な照明配置のいくつかの例を以下に説明す
る。
【0082】A.照明のための第1の実施例 照明のための第1の実施例は、フェルール及び双円錐終
端21の両方を含むどんなタイプの終端21にも適して
いる。この第1の実施例では、光は、何か適切な光源を
用いて、光ファイバ24の中に検査を受ける終端端面2
1′の方へ放射される。この光は、検査を受ける終端端
面21′を有する光ファイバケーブルの他の終端21ま
たは他のインターフェースから放射しても良い。この照
明配置では、コア端面28′、ファイバ端面24′、プ
ラグ端面22′、整列面22′′′及び、整列面2
2′′′を取り囲む背景の各領域は光強度の変化する度
合いを示し、前述の領域間にはくっきりした境界線が存
在する。これらのくっきりした境界線は、整列面2
2′′′に対するコア端面28′の偏心の正確な決定を
可能にする。前述の照明配置は良好に働くが、時々、フ
ァイバ24に沿って終端端面21′の方へ光を放射する
のを実行できないことがある。
端21の両方を含むどんなタイプの終端21にも適して
いる。この第1の実施例では、光は、何か適切な光源を
用いて、光ファイバ24の中に検査を受ける終端端面2
1′の方へ放射される。この光は、検査を受ける終端端
面21′を有する光ファイバケーブルの他の終端21ま
たは他のインターフェースから放射しても良い。この照
明配置では、コア端面28′、ファイバ端面24′、プ
ラグ端面22′、整列面22′′′及び、整列面2
2′′′を取り囲む背景の各領域は光強度の変化する度
合いを示し、前述の領域間にはくっきりした境界線が存
在する。これらのくっきりした境界線は、整列面2
2′′′に対するコア端面28′の偏心の正確な決定を
可能にする。前述の照明配置は良好に働くが、時々、フ
ァイバ24に沿って終端端面21′の方へ光を放射する
のを実行できないことがある。
【0083】B.照明のための第2の実施例 照明のための第2の実施例は、不透明材料または感知で
きる光量を伝送しない材料から作られたプラグを有する
終端21に適切かつ有用である。双円錐終端21は、典
型的に、共にあまり光を伝えないエポキシ樹脂または合
成樹脂から作られたプラグを備えている。したがって、
この照明実施例は、実際上、双円錐終端21と関連して
用いることができる。しかしながら、この照明実施例は
フェルール終端21には望ましくない、なぜなら、フェ
ルール終端21は典型的に、共に高い光反射性のジルコ
ニア(Zr2 O3 )またはアルミナ(Al2 O3 )から
作られたプラグを有するからである。Zr2 O3 または
Al2 O3 から反射される光の強度は、カメラCCDエ
レメントを飽和させ、コア境界の識別を可能にする映像
を発生する能力を弱めるほど十分になることがある。
きる光量を伝送しない材料から作られたプラグを有する
終端21に適切かつ有用である。双円錐終端21は、典
型的に、共にあまり光を伝えないエポキシ樹脂または合
成樹脂から作られたプラグを備えている。したがって、
この照明実施例は、実際上、双円錐終端21と関連して
用いることができる。しかしながら、この照明実施例は
フェルール終端21には望ましくない、なぜなら、フェ
ルール終端21は典型的に、共に高い光反射性のジルコ
ニア(Zr2 O3 )またはアルミナ(Al2 O3 )から
作られたプラグを有するからである。Zr2 O3 または
Al2 O3 から反射される光の強度は、カメラCCDエ
レメントを飽和させ、コア境界の識別を可能にする映像
を発生する能力を弱めるほど十分になることがある。
【0084】一般に、照明のための第2の実施例では、
光は、終端21の長手方向のz軸に対するいずれかのま
たは全ての角度から終端端面21′に直接投射される。
この照明配置では、コア端面28′、整列面2
2′′′、及び整列面22′′′を取り囲む背景の領域
は、光強度の変化する度合いを示し、前述の領域間には
くっきりした境界線が存在する。これらのくっきりした
境界線は、背列面22′′′に対するコア端面28′の
偏心の正確な決定を可能にする。
光は、終端21の長手方向のz軸に対するいずれかのま
たは全ての角度から終端端面21′に直接投射される。
この照明配置では、コア端面28′、整列面2
2′′′、及び整列面22′′′を取り囲む背景の領域
は、光強度の変化する度合いを示し、前述の領域間には
くっきりした境界線が存在する。これらのくっきりした
境界線は、背列面22′′′に対するコア端面28′の
偏心の正確な決定を可能にする。
【0085】C.照明のための第3の実施例 終端端面21′の照明のための第3の実施例は、光ファ
イバ23に沿って端面21′の方への光の放射を要せ
ず、本発明を実施するための現在わかっているベストモ
ードである。この第3の実施例は、半透明材料またはあ
る程度の光伝送が可能な材料から作られたプラグを有す
る終端21と関連して用いられる場合の、整列のための
第3の実施例、すなわち図7A〜7Cの整列装置11
0、に特に適している。フェルール終端21は、典型的
に、共に光を伝えることができるジルコニア(Zr2 O
3 )またはアルミナ(Al2 O3 )から作られたプラグ
を有し、したがって、この照明実施例は、実際上、フェ
ルール終端21と関連して用いることができる。
イバ23に沿って端面21′の方への光の放射を要せ
ず、本発明を実施するための現在わかっているベストモ
ードである。この第3の実施例は、半透明材料またはあ
る程度の光伝送が可能な材料から作られたプラグを有す
る終端21と関連して用いられる場合の、整列のための
第3の実施例、すなわち図7A〜7Cの整列装置11
0、に特に適している。フェルール終端21は、典型的
に、共に光を伝えることができるジルコニア(Zr2 O
3 )またはアルミナ(Al2 O3 )から作られたプラグ
を有し、したがって、この照明実施例は、実際上、フェ
ルール終端21と関連して用いることができる。
【0086】照明のための第3の実施例は、光が間隔1
16及び開口部118を通り、境界切片125a〜12
5d上と、プラグ端面22′、ファイバ端面24′及び
コア端面28′上に当たるように、整列装置110の整
列アーム111a〜111dの上に位置した、複数の光
源128からなる。この光源128は、例えばファイバ
光束であるがこれに限らない。好適な実施例では、各間
隔116上に位置し、終端端面21を通るz軸から角度
αで露出される光源がある。角度αは好適には約70度
より大きく、ファイバ24の受入れ角は典型的には5度
より小さくされる。
16及び開口部118を通り、境界切片125a〜12
5d上と、プラグ端面22′、ファイバ端面24′及び
コア端面28′上に当たるように、整列装置110の整
列アーム111a〜111dの上に位置した、複数の光
源128からなる。この光源128は、例えばファイバ
光束であるがこれに限らない。好適な実施例では、各間
隔116上に位置し、終端端面21を通るz軸から角度
αで露出される光源がある。角度αは好適には約70度
より大きく、ファイバ24の受入れ角は典型的には5度
より小さくされる。
【0087】前述の配置のため、ファイバ24は実質的
には光を吸収せず、光源128から終端端面21′上に
当たる光は、プラグ24とファイバ24のクラッディン
グ27のいたるところに散乱する。散乱光は、斜角面2
2″及びプラグ端面22′とクラッディング27端面と
から出て戻るが、コア端面28′からは散乱しない。光
がコア端面28′から散乱しない理由は、コア28の光
伝送特性がクラッディング27及びプラグ22の光伝送
特性と非常に異なっているからである。換言すれば、コ
ア端面28′は、まわりのクラッディング及びプラグよ
り非常に暗く現われる。さらに、固定プレート122に
は、光がコア28に入って検査を受ける終端21の方へ
遠い方の端部から反射するのに足る低い角度でコア28
に近づくのを防止するのに適するサイズを有するプレー
トオリフィス124が備えられている。
には光を吸収せず、光源128から終端端面21′上に
当たる光は、プラグ24とファイバ24のクラッディン
グ27のいたるところに散乱する。散乱光は、斜角面2
2″及びプラグ端面22′とクラッディング27端面と
から出て戻るが、コア端面28′からは散乱しない。光
がコア端面28′から散乱しない理由は、コア28の光
伝送特性がクラッディング27及びプラグ22の光伝送
特性と非常に異なっているからである。換言すれば、コ
ア端面28′は、まわりのクラッディング及びプラグよ
り非常に暗く現われる。さらに、固定プレート122に
は、光がコア28に入って検査を受ける終端21の方へ
遠い方の端部から反射するのに足る低い角度でコア28
に近づくのを防止するのに適するサイズを有するプレー
トオリフィス124が備えられている。
【0088】新規な整列装置110とその間連光源12
8の組み合わせは次の利点を有する。ファイバ端面2
4′は、検査装置(図2〜図6)に対して予め決められ
た位置に向けられる。整列装置110はファイバ端面2
4′といかなる物理的接触も行なわない。終端21の整
列面22′′′の端面境界は、ファイバ端面24′と同
じ焦平面にある必要がないが、それでも同時映像化は行
なわれる。最後に、ファイバコア24は検査を受ける終
端21の他方の端部から照明する必要がない。
8の組み合わせは次の利点を有する。ファイバ端面2
4′は、検査装置(図2〜図6)に対して予め決められ
た位置に向けられる。整列装置110はファイバ端面2
4′といかなる物理的接触も行なわない。終端21の整
列面22′′′の端面境界は、ファイバ端面24′と同
じ焦平面にある必要がないが、それでも同時映像化は行
なわれる。最後に、ファイバコア24は検査を受ける終
端21の他方の端部から照明する必要がない。
【0089】V.合成映像 次に、検査装置(図2〜図6)の映像装置32(図2〜
図6)で捕らえられて生成される合成映像を説明する。
合成映像は、対象物の境界に対する対物特徴部の偏り、
特に、終端21の場合には、整列面22′′′がコア端
面24′より非常に大きいという事実にもかかわらず、
整列面22′′′に対するコア端面24′の偏心、の正
確な計算を可能にする。実際に、整列面22′′′が典
型的にフェルール終端21では約2500ミクロンであ
るのに対して、コア端面24′が典型的に約8ミクロン
と約50ミクロンの間にある。さらに、この後説明され
る映像は、もし望むならさらに映像が重ねられる、もし
望むなら機械視覚装置34(図2乃至図6)で、出力装
置46(図2)で表示することができることに注意され
たい。
図6)で捕らえられて生成される合成映像を説明する。
合成映像は、対象物の境界に対する対物特徴部の偏り、
特に、終端21の場合には、整列面22′′′がコア端
面24′より非常に大きいという事実にもかかわらず、
整列面22′′′に対するコア端面24′の偏心、の正
確な計算を可能にする。実際に、整列面22′′′が典
型的にフェルール終端21では約2500ミクロンであ
るのに対して、コア端面24′が典型的に約8ミクロン
と約50ミクロンの間にある。さらに、この後説明され
る映像は、もし望むならさらに映像が重ねられる、もし
望むなら機械視覚装置34(図2乃至図6)で、出力装
置46(図2)で表示することができることに注意され
たい。
【0090】図8は、特徴部映像器38(図2)で捕ら
えられる特徴部映像131が重ね合わされた終端端面2
1′を概略的に示す。図示のように、特徴部映像131
は、ファイバ端面24′(コア端面28′及びクラッデ
ィング端面27′の両方)と周囲のプラグ端面22′の
一部を包含するに足るだけ大きいが、終端端面21′全
体、特に整列面22′′′を捕らえるのに足るほど十分
には大きくない。1台以上の境界切片映像器36は、各
境界切片125a〜125dを含む各境界切片映像13
3a〜133dを捕らえるように配置される。1台以上
の境界切片映像器36が用いられる場合には、境界切片
映像器36は、コア端面28′に関して対称的に間隔を
置かれる境界切片映像を捕らえるように位置決めしなけ
ればならない。好適な実施例では、4台の境界切片映像
器36が用いられ、図8に示されるように境界切片映像
133a〜133dを捕らえるように配置される。
えられる特徴部映像131が重ね合わされた終端端面2
1′を概略的に示す。図示のように、特徴部映像131
は、ファイバ端面24′(コア端面28′及びクラッデ
ィング端面27′の両方)と周囲のプラグ端面22′の
一部を包含するに足るだけ大きいが、終端端面21′全
体、特に整列面22′′′を捕らえるのに足るほど十分
には大きくない。1台以上の境界切片映像器36は、各
境界切片125a〜125dを含む各境界切片映像13
3a〜133dを捕らえるように配置される。1台以上
の境界切片映像器36が用いられる場合には、境界切片
映像器36は、コア端面28′に関して対称的に間隔を
置かれる境界切片映像を捕らえるように位置決めしなけ
ればならない。好適な実施例では、4台の境界切片映像
器36が用いられ、図8に示されるように境界切片映像
133a〜133dを捕らえるように配置される。
【0091】図9A〜9Dは、特定の実行(装置30
a,30a′,30c,30d)による検査装置30で
復元することができる合成映像における変化を説明する
ための、非制限的例としての、多数の合成映像136a
〜136dを示す。映像136a〜136dのいずれ
も、偏りまたは偏心を決定するために機械視覚装置34
で用いることができる。
a,30a′,30c,30d)による検査装置30で
復元することができる合成映像における変化を説明する
ための、非制限的例としての、多数の合成映像136a
〜136dを示す。映像136a〜136dのいずれ
も、偏りまたは偏心を決定するために機械視覚装置34
で用いることができる。
【0092】より詳細には、図9A及び9Bは、それぞ
れ、1つの境界切片映像が特徴部映像の上に重ね合わさ
れた合成映像136a,136bを示す。上記の映像を
発生させるために、1台の境界切片映像器36と特徴部
映像器38(図2)が用いられる。図9Aは、コア映像
131と反転された境界切片映像133から得られた合
成映像136aを示し、図9Bは、コア映像131と反
転されていない境界切片映像133から得られた合成映
像136bを示す。
れ、1つの境界切片映像が特徴部映像の上に重ね合わさ
れた合成映像136a,136bを示す。上記の映像を
発生させるために、1台の境界切片映像器36と特徴部
映像器38(図2)が用いられる。図9Aは、コア映像
131と反転された境界切片映像133から得られた合
成映像136aを示し、図9Bは、コア映像131と反
転されていない境界切片映像133から得られた合成映
像136bを示す。
【0093】図9C及び9Dは、好適な実施例にしたが
って、4つの境界切片映像133が特徴部映像131の
上に重ね合わせられた合成映像136c,136dを示
す。図9Cは、本発明のベストモードを示し、コア映像
131と、反転された等間隔の4つの境界切片映像13
3a〜133dから得られた合成映像136cを示す。
図9Dは、コア映像131と、反転されていない等間隔
の4つの境界切片映像133a〜133dから得られた
合成映像136cを示す。以上述べたように、1つ以上
の境界切片映像の使用は偏心計算の精度を増大させる。
って、4つの境界切片映像133が特徴部映像131の
上に重ね合わせられた合成映像136c,136dを示
す。図9Cは、本発明のベストモードを示し、コア映像
131と、反転された等間隔の4つの境界切片映像13
3a〜133dから得られた合成映像136cを示す。
図9Dは、コア映像131と、反転されていない等間隔
の4つの境界切片映像133a〜133dから得られた
合成映像136cを示す。以上述べたように、1つ以上
の境界切片映像の使用は偏心計算の精度を増大させる。
【0094】最後に、検査装置30a,30a′(それ
ぞれ図3A,3B)は映像136a,136c(それぞ
れ図6A,6C)を捕らえて発生させるように配置され
ているのに対して、検査装置30c,30d(それぞれ
図5,6)は映像136b,136d(それぞれ図6
B,6D)を捕らえて発生させるように配置されている
ことに注意されたい。
ぞれ図3A,3B)は映像136a,136c(それぞ
れ図6A,6C)を捕らえて発生させるように配置され
ているのに対して、検査装置30c,30d(それぞれ
図5,6)は映像136b,136d(それぞれ図6
B,6D)を捕らえて発生させるように配置されている
ことに注意されたい。
【0095】VI.検査方法 機械視覚装置34(図2〜図6)を構成して駆動するた
めの新規な検査方法は、図7A乃至7Bに示される。本
質において、検査方法140は、検査装置30に、検査
を受ける対象物に映像器36,38の焦点を合わせさ
せ、捕らえられた合成映像136を分析し、合成映像1
36内のコア端面28′に対する境界切片125の位置
に基づいて偏心を決定する。
めの新規な検査方法は、図7A乃至7Bに示される。本
質において、検査方法140は、検査装置30に、検査
を受ける対象物に映像器36,38の焦点を合わせさ
せ、捕らえられた合成映像136を分析し、合成映像1
36内のコア端面28′に対する境界切片125の位置
に基づいて偏心を決定する。
【0096】最初に、フローチャートブロック141に
示されるように、終端端面21′が検査装置30の映像
装置32(図2〜図6)に提供される。フェルール終端
が検査されることになる場合は、整列装置110(図7
A,7B)が終端端面21′を整列させるために好適に
用いられる。また、終端端面21′が理想終端21(す
なわち、偏心が実質的にゼロの基準終端)に相当してい
るかまたは検査されるべき終端21に相当しているかを
指示するための入力が、使用者より装置30に与えられ
る。明らかに、検査装置30は、さもなければ使用者に
より指定されない限り、検査終端と仮定するように構成
することができる。理想終端端面21′が存在する場合
は、アルゴリズム140は、この後説明されるように校
正ルーチンを実行する。
示されるように、終端端面21′が検査装置30の映像
装置32(図2〜図6)に提供される。フェルール終端
が検査されることになる場合は、整列装置110(図7
A,7B)が終端端面21′を整列させるために好適に
用いられる。また、終端端面21′が理想終端21(す
なわち、偏心が実質的にゼロの基準終端)に相当してい
るかまたは検査されるべき終端21に相当しているかを
指示するための入力が、使用者より装置30に与えられ
る。明らかに、検査装置30は、さもなければ使用者に
より指定されない限り、検査終端と仮定するように構成
することができる。理想終端端面21′が存在する場合
は、アルゴリズム140は、この後説明されるように校
正ルーチンを実行する。
【0097】次に、フローチャートブロック142,1
43,144aに示されるように、機械視覚装置34で
合成映像136が取得されて記憶される。最適焦点で映
像を取得するために、FAM39が終端端面21′に対
して映像器36,38を漸増移動させるために用いら
れ、各々の漸増移動の後、合成映像の焦点は勾配分析に
よりチェックされる。この勾配は、特定方向に沿ったあ
るピクセル値と隣接ピクセル値の変化、すなわち値の差
分である。好適には、FAM39は、映像器36,38
が終端端面21′から最も遠く離れて配置されるように
初期化され、次いで、映像器36,38は、合成映像1
36の勾配変化を監視しながら、終端端面21′の方へ
漸増移動する。
43,144aに示されるように、機械視覚装置34で
合成映像136が取得されて記憶される。最適焦点で映
像を取得するために、FAM39が終端端面21′に対
して映像器36,38を漸増移動させるために用いら
れ、各々の漸増移動の後、合成映像の焦点は勾配分析に
よりチェックされる。この勾配は、特定方向に沿ったあ
るピクセル値と隣接ピクセル値の変化、すなわち値の差
分である。好適には、FAM39は、映像器36,38
が終端端面21′から最も遠く離れて配置されるように
初期化され、次いで、映像器36,38は、合成映像1
36の勾配変化を監視しながら、終端端面21′の方へ
漸増移動する。
【0098】次いで、フローチャートブロック143,
144bに示されるように、漸増移動後に焦点ピークを
通過したと決定された後、FAM39は、映像器36、
38を最適焦点位置に戻すように制御される。
144bに示されるように、漸増移動後に焦点ピークを
通過したと決定された後、FAM39は、映像器36、
38を最適焦点位置に戻すように制御される。
【0099】次いで、フローチャートブロック145に
示されるように、コア端面28′のコア端面中心C(x
0 ,y0 )(Cideal またはCtestのいずれか)が計算
され、中心x,y座標が記憶される。中心C(x0 ,y
0 )は、合成映像136の適当な分析のいずれか、例え
ば勾配分析、を用いて確認される。また、座標x,yは
合成映像136の映像境界に基づいている。
示されるように、コア端面28′のコア端面中心C(x
0 ,y0 )(Cideal またはCtestのいずれか)が計算
され、中心x,y座標が記憶される。中心C(x0 ,y
0 )は、合成映像136の適当な分析のいずれか、例え
ば勾配分析、を用いて確認される。また、座標x,yは
合成映像136の映像境界に基づいている。
【0100】次いで、フローチャートブロック146に
示されるように、サーチエリア135(図9A〜9D)
が、合成映像136中に存在する各境界切片125に関
して合成映像131に限定される。好適な実施例では、
各サーチエリア135は、円形の辺と直線の辺を有する
エリアであり、ファイバ端面24′の境界内に位置す
る。各サーチエリア135がファイバ端面24′の外側
境界内の領域に制限される理由の1つは、この位置が、
ファイバ境界の周囲にあるノイズから生じる悪影響の可
能性を最小限にするからである。また、ベストモードで
は、4つの境界切片125a〜125dをそれぞれサー
チする目的でコア端面28′の映像のまわりに等距離に
限定される4つのサーチエリア135a〜135dがあ
る。
示されるように、サーチエリア135(図9A〜9D)
が、合成映像136中に存在する各境界切片125に関
して合成映像131に限定される。好適な実施例では、
各サーチエリア135は、円形の辺と直線の辺を有する
エリアであり、ファイバ端面24′の境界内に位置す
る。各サーチエリア135がファイバ端面24′の外側
境界内の領域に制限される理由の1つは、この位置が、
ファイバ境界の周囲にあるノイズから生じる悪影響の可
能性を最小限にするからである。また、ベストモードで
は、4つの境界切片125a〜125dをそれぞれサー
チする目的でコア端面28′の映像のまわりに等距離に
限定される4つのサーチエリア135a〜135dがあ
る。
【0101】次いで、フローチャートブロック147に
示されるように、局部に制限された勾配サーチは、各サ
ーチエリア135内の境界切片125の位置を確認する
ために、各サーチエリアを横切る通常スキャンにより実
行される。より詳細には、境界切片125に対して横方
向の線がスキャンされ、隣接するピクセル値間の変化す
る勾配を調べることによって分析される。前記の分析か
ら、境界切片125の位置は各サーチエリア135内で
確認することができる。
示されるように、局部に制限された勾配サーチは、各サ
ーチエリア135内の境界切片125の位置を確認する
ために、各サーチエリアを横切る通常スキャンにより実
行される。より詳細には、境界切片125に対して横方
向の線がスキャンされ、隣接するピクセル値間の変化す
る勾配を調べることによって分析される。前記の分析か
ら、境界切片125の位置は各サーチエリア135内で
確認することができる。
【0102】境界切片位置の決定の完全さを保証するた
めに、この検査方法140は、外側境界切片125が最
適焦点にあることを確実にもたらす。最適焦点を保証す
るために、FAM39が映像装置32をz軸に沿って移
動させるように調整された後、勾配サーチが反復的に実
行され、FAM39による各々の調整後、各サーチエリ
ア135の勾配は加算され、予め決められた値と比較さ
れてピーク値が決定される。このピーク値を通過するこ
とによってピーク値が確認されるやいなや、FAM39
は、外側境界切片125の最適焦点位置が得られるよう
に引っ込められる。前記の工程はフローチャートブロッ
ク148〜151に示される。
めに、この検査方法140は、外側境界切片125が最
適焦点にあることを確実にもたらす。最適焦点を保証す
るために、FAM39が映像装置32をz軸に沿って移
動させるように調整された後、勾配サーチが反復的に実
行され、FAM39による各々の調整後、各サーチエリ
ア135の勾配は加算され、予め決められた値と比較さ
れてピーク値が決定される。このピーク値を通過するこ
とによってピーク値が確認されるやいなや、FAM39
は、外側境界切片125の最適焦点位置が得られるよう
に引っ込められる。前記の工程はフローチャートブロッ
ク148〜151に示される。
【0103】次いで、フローチャートブロック152に
示されるように、数回の適合操作により反復的に精査
し、面積エラーが最も少ないものを選ぶことによって、
曲線(例えば円、楕円等)が、2次元において(x,y
平面において)各境界切片125に合わせられる。好適
な実施例では、わかっている直径(ベストモードでは
2.5mm)を有する円が各境界切片に適合される。
示されるように、数回の適合操作により反復的に精査
し、面積エラーが最も少ないものを選ぶことによって、
曲線(例えば円、楕円等)が、2次元において(x,y
平面において)各境界切片125に合わせられる。好適
な実施例では、わかっている直径(ベストモードでは
2.5mm)を有する円が各境界切片に適合される。
【0104】各境界切片125に曲線が適合された後、
フローチャートブロック154に示されるように、終端
221が理想終端21かそれとも検査終端21かに関す
る決定が行なわれる。理想終端21は、検査装置30の
校正に用いられ、他の適切な工程のいずれか、例えばこ
の文書の背景部分に示されるもののいずれか、で決定さ
れるように、基本的に偏心が最小の終端21である。理
想終端の存在は、フローチャートブロック141に示さ
れるように、検査装置30の初期化中に使用者によって
検査装置30に入力される。
フローチャートブロック154に示されるように、終端
221が理想終端21かそれとも検査終端21かに関す
る決定が行なわれる。理想終端21は、検査装置30の
校正に用いられ、他の適切な工程のいずれか、例えばこ
の文書の背景部分に示されるもののいずれか、で決定さ
れるように、基本的に偏心が最小の終端21である。理
想終端の存在は、フローチャートブロック141に示さ
れるように、検査装置30の初期化中に使用者によって
検査装置30に入力される。
【0105】理想終端21が存在する場合は、フローチ
ャートブロック155に示されるように、検査方法14
0は校正方法を実行し、次いで、フローチャートブロッ
ク141に戻るが、もし望むなら、検査終端21の分析
の準備状態で待機する。かけがえとして、フローチャー
トブロック154で、検査終端21が存在する場合は、
検査方法140は、フローチャートブロック156にし
たがって偏心決定方法を用いて偏心を決定し、そして検
査方法140は終了する。校正及び偏心決定手順のため
の第1及び第2の実施例は以下に説明される。
ャートブロック155に示されるように、検査方法14
0は校正方法を実行し、次いで、フローチャートブロッ
ク141に戻るが、もし望むなら、検査終端21の分析
の準備状態で待機する。かけがえとして、フローチャー
トブロック154で、検査終端21が存在する場合は、
検査方法140は、フローチャートブロック156にし
たがって偏心決定方法を用いて偏心を決定し、そして検
査方法140は終了する。校正及び偏心決定手順のため
の第1及び第2の実施例は以下に説明される。
【0106】A.校正及び偏心決定のための第1の実施
例 偏心が決定される仕方は、検査方法140が校正される
仕方によって決まる。校正及び偏心決定のための第1の
実施例は図11〜図13を参照して説明される。これに
関しては、図11に校正方法155′が示され、図12
に対応する偏心決定方法156′が示されている。校正
及び偏心決定のための第2の実施例は図14〜図16を
参照して説明される。これに関しては、図14に校正方
法155′が示され、図15に偏心決定方法156′が
示されている。校正及び偏心決定のための第2の実施例
は、本発明を実施するための、現在わかっているベスト
モードを構成する。
例 偏心が決定される仕方は、検査方法140が校正される
仕方によって決まる。校正及び偏心決定のための第1の
実施例は図11〜図13を参照して説明される。これに
関しては、図11に校正方法155′が示され、図12
に対応する偏心決定方法156′が示されている。校正
及び偏心決定のための第2の実施例は図14〜図16を
参照して説明される。これに関しては、図14に校正方
法155′が示され、図15に偏心決定方法156′が
示されている。校正及び偏心決定のための第2の実施例
は、本発明を実施するための、現在わかっているベスト
モードを構成する。
【0107】1.校正方法 第1の実施例の校正方法は図11に示され、参照数字1
55′で表わされている。図11を参照すると、校正方
法155′は、フローチャートブロック155a′によ
り、理想終端21の理想終端端面中心Tideal (x1 ,
y1 )を確定する。図13には、この後言及される他の
図形的特徴ばかりでなく、(図10Aのフローチャート
ブロック145に示されるように前に決定された)理想
コア端面中心Cideal (x0 ,y0 )と理想終端端面中
心Tideal (x1 ,y1 )も図式的に示されている。理
想終端端面中心Tideal (x1 ,y1 )は次のように決
定される。
55′で表わされている。図11を参照すると、校正方
法155′は、フローチャートブロック155a′によ
り、理想終端21の理想終端端面中心Tideal (x1 ,
y1 )を確定する。図13には、この後言及される他の
図形的特徴ばかりでなく、(図10Aのフローチャート
ブロック145に示されるように前に決定された)理想
コア端面中心Cideal (x0 ,y0 )と理想終端端面中
心Tideal (x1 ,y1 )も図式的に示されている。理
想終端端面中心Tideal (x1 ,y1 )は次のように決
定される。
【0108】フローチャートブロック152(図10
A)で示された前工程から適合曲線が1つだけ(すなわ
ち境界切片映像が1つだけ)の場合、理想終端端面中心
Tidea l (x1 ,y1 )はその1つの適合曲線の中心に
なる。対照的に、適合曲線が1つ以上の場合は、適合曲
線の各々の中心が決定され、理想終端端面21′の理想
終端端面中心Tideal (x1 ,y1 )は、適合曲線中心
の何か適切な数学的平均で決定される。次いで、図12
のフローチャートブロック155b′に示され、さらに
図13に示されるように、図10Aのフローチャートブ
ロック145に示される通りに前に決定された理想コア
端面中心Cideal (x0 ,y0 )が復元され、この理想
コア端面中心Cideal (x0 ,y0 )と理想終端端面中
心Tideal(x1 ,y1 )間の距離ベクトルdideal が
計算される。フローチャートブロック155c′に示さ
れるように、距離ベクトルdideal は、他の検査終端2
1の将来の偏心分析に用いられる理想基準として記憶さ
れる。最後に、検査方法140はフローチャートブロッ
ク141に戻るが、もし望むなら、検査終端21の分析
の準備状態で待機する。
A)で示された前工程から適合曲線が1つだけ(すなわ
ち境界切片映像が1つだけ)の場合、理想終端端面中心
Tidea l (x1 ,y1 )はその1つの適合曲線の中心に
なる。対照的に、適合曲線が1つ以上の場合は、適合曲
線の各々の中心が決定され、理想終端端面21′の理想
終端端面中心Tideal (x1 ,y1 )は、適合曲線中心
の何か適切な数学的平均で決定される。次いで、図12
のフローチャートブロック155b′に示され、さらに
図13に示されるように、図10Aのフローチャートブ
ロック145に示される通りに前に決定された理想コア
端面中心Cideal (x0 ,y0 )が復元され、この理想
コア端面中心Cideal (x0 ,y0 )と理想終端端面中
心Tideal(x1 ,y1 )間の距離ベクトルdideal が
計算される。フローチャートブロック155c′に示さ
れるように、距離ベクトルdideal は、他の検査終端2
1の将来の偏心分析に用いられる理想基準として記憶さ
れる。最後に、検査方法140はフローチャートブロッ
ク141に戻るが、もし望むなら、検査終端21の分析
の準備状態で待機する。
【0109】2.偏心決定方法 第1の実施例の偏心決定方法は、図12に詳細に示さ
れ、参照数字156′で表わされている。まず、図12
のフローチャートブロック156a′によりかつ図13
に示されるように、検査を受ける終端端面21の終端端
面中心Ttest(x1 ′,y1 ′)が確定される。適合曲
線が1つだけの場合、終端端面中心Ttest(x1 ′,y
1 ′)はその適合曲線の中心になる。対照的に、適合曲
線が1つ以上の場合は、適合曲線の各々の中心が決定さ
れ、検査終端21の終端端面中心Ttest(x1 ′,y
1 ′)は、適合曲線中心の何か適切な数学的平均で決定
される。終端端面中心Ttest(x1 ′,y1 ′)をつき
とめるための適合曲線が1つの場合には、境界点は、終
端境界のあり得る直径変化を許容するために、境界映像
に正確に適合されるべきであることに注意されたい。こ
の制限はベストモードには適用しない、なぜなら、ベス
トモードにおいては、曲線は多数の境界切片に適合され
るからである。この特徴は、あり得るどんな終端直径変
化からの平均化も可能にする。
れ、参照数字156′で表わされている。まず、図12
のフローチャートブロック156a′によりかつ図13
に示されるように、検査を受ける終端端面21の終端端
面中心Ttest(x1 ′,y1 ′)が確定される。適合曲
線が1つだけの場合、終端端面中心Ttest(x1 ′,y
1 ′)はその適合曲線の中心になる。対照的に、適合曲
線が1つ以上の場合は、適合曲線の各々の中心が決定さ
れ、検査終端21の終端端面中心Ttest(x1 ′,y
1 ′)は、適合曲線中心の何か適切な数学的平均で決定
される。終端端面中心Ttest(x1 ′,y1 ′)をつき
とめるための適合曲線が1つの場合には、境界点は、終
端境界のあり得る直径変化を許容するために、境界映像
に正確に適合されるべきであることに注意されたい。こ
の制限はベストモードには適用しない、なぜなら、ベス
トモードにおいては、曲線は多数の境界切片に適合され
るからである。この特徴は、あり得るどんな終端直径変
化からの平均化も可能にする。
【0110】次いで、図12のフローチャートブロック
156b′に示され、さらに図13に示されるように、
実際のコア端面中心Ctest(x0 ′,x0 ′)が復元さ
れ、このコア端面中心Ctest(x0 ′,y0 ′)と終端
端面中心Ttest(x1 ′,y1 ′)間の距離ベクトルd
testが計算される。さらに、フローチャートブロック1
56c′に示されるように、この距離ベクトルdtestと
理想基準距離ベクトルdideal の差の絶対値を計算する
ことによって、偏心ベクトルeが決定される。すなわ
ち、e=|dtest−dideal |となる。次いで、偏心は
この偏心ベクトルeからその大きさとして決定される。
この大きさがピクセルに関して決定された場合は、もし
望むなら、ピクセルから絶対距離(例えばミクロン)に
変換することができる。距離ベクトルdideal ,dtest
は、偏心ベクトル決定が絶対距離に関する大きさを直接
生じるように、偏心ベクトル決定前に絶対直線距離(例
えばミクロン)の表現に表わしたり変換したりすること
ができる。
156b′に示され、さらに図13に示されるように、
実際のコア端面中心Ctest(x0 ′,x0 ′)が復元さ
れ、このコア端面中心Ctest(x0 ′,y0 ′)と終端
端面中心Ttest(x1 ′,y1 ′)間の距離ベクトルd
testが計算される。さらに、フローチャートブロック1
56c′に示されるように、この距離ベクトルdtestと
理想基準距離ベクトルdideal の差の絶対値を計算する
ことによって、偏心ベクトルeが決定される。すなわ
ち、e=|dtest−dideal |となる。次いで、偏心は
この偏心ベクトルeからその大きさとして決定される。
この大きさがピクセルに関して決定された場合は、もし
望むなら、ピクセルから絶対距離(例えばミクロン)に
変換することができる。距離ベクトルdideal ,dtest
は、偏心ベクトル決定が絶対距離に関する大きさを直接
生じるように、偏心ベクトル決定前に絶対直線距離(例
えばミクロン)の表現に表わしたり変換したりすること
ができる。
【0111】また、偏心ベクトルの角度は、これが、ピ
クセルCtest(x0 ′,y0 ′)とCideal (x0 ′,
y0 ′)の空間的関係を表わすという点で関連し、距離
ベクトルから確認することができ、もし望むなら出力装
置46(図2)に表示することもできる。
クセルCtest(x0 ′,y0 ′)とCideal (x0 ′,
y0 ′)の空間的関係を表わすという点で関連し、距離
ベクトルから確認することができ、もし望むなら出力装
置46(図2)に表示することもできる。
【0112】B.校正及び偏心決定の第2の実施例 次に、校正及び偏心決定の第2の実施例を図14〜図1
6を参照して説明する。詳細には、校正方法155′は
図14に示され、対応する偏心決定方法は図15に示さ
れる。校正及び偏心決定のための第2の実施例は、本発
明を実施するためのわかっているベストモードを構成す
る。第1の実施例と違って、この第2の実施例は、合成
映像136が、別々の光学映像器36,38から集めら
れた情報を含み、したがって、コア端面28′に対する
境界切片125の位置に最適に関連するという事実から
生じる、映像装置32(図2)の非直線性を斟酌して補
正する。
6を参照して説明する。詳細には、校正方法155′は
図14に示され、対応する偏心決定方法は図15に示さ
れる。校正及び偏心決定のための第2の実施例は、本発
明を実施するためのわかっているベストモードを構成す
る。第1の実施例と違って、この第2の実施例は、合成
映像136が、別々の光学映像器36,38から集めら
れた情報を含み、したがって、コア端面28′に対する
境界切片125の位置に最適に関連するという事実から
生じる、映像装置32(図2)の非直線性を斟酌して補
正する。
【0113】第2の実施例を実施するためには、映像装
置32は2台以上の境界切片映像器36を備えるべきで
あるが、好適には数学的計算を簡単にするために偶数の
数にすべきである。さらに、この説明を簡単にする目的
で、この第2の実施例は、4台の境界切片映像器36
と、好適な実施例である直交デカルト座標装置x,y,
zを参照して以下に説明される。
置32は2台以上の境界切片映像器36を備えるべきで
あるが、好適には数学的計算を簡単にするために偶数の
数にすべきである。さらに、この説明を簡単にする目的
で、この第2の実施例は、4台の境界切片映像器36
と、好適な実施例である直交デカルト座標装置x,y,
zを参照して以下に説明される。
【0114】1.校正方法 第2の実施例の校正手順は図14に示され、参照数字1
55″で表わされている。最初に、検査方法140にお
けるこの時点で、理想終端21が映像装置32に露出さ
れ、(z軸に沿って整列装置110に対して決まった)
合焦点にある。
55″で表わされている。最初に、検査方法140にお
けるこの時点で、理想終端21が映像装置32に露出さ
れ、(z軸に沿って整列装置110に対して決まった)
合焦点にある。
【0115】フローチャートブロック155a″に示さ
れるように、理想終端21から変換マップが作り出さ
れ、将来の基準として記憶される。この変換マップは、
本質的に、理想終端21の特性を検査されるべき他の終
端21と比較する装置である。構造的に、変換マップ
は、ルックアップテーブル、または検査方法140で実
行される数式とすることができる。変換マップを作るた
めに、一連の測定が検査装置30で行なわれ、ここで
は、終端21は、調節メカニズムを備えた映像装置32
の視野における多数のx,y位置に順次動かされ、各境
界切片125及びコア端面28′を含むデータが各位置
に関して記憶される。
れるように、理想終端21から変換マップが作り出さ
れ、将来の基準として記憶される。この変換マップは、
本質的に、理想終端21の特性を検査されるべき他の終
端21と比較する装置である。構造的に、変換マップ
は、ルックアップテーブル、または検査方法140で実
行される数式とすることができる。変換マップを作るた
めに、一連の測定が検査装置30で行なわれ、ここで
は、終端21は、調節メカニズムを備えた映像装置32
の視野における多数のx,y位置に順次動かされ、各境
界切片125及びコア端面28′を含むデータが各位置
に関して記憶される。
【0116】終端端面21′がx,y平面において使用
者により計画的に動かされ、コア端面28′をx,y平
面における予め定められた映像領域のどこかに表わさせ
ることができるように、整列装置または映像装置32の
どちらかを移動させるために、何か適当な調節メカニズ
ム(図示しない)を用いることができる。例えば、この
調節メカニズムは、簡単には、使用者による整列装置1
10または映像装置32の手動移動を可能にする取付ブ
ラケットでも良い。好適な実施例では、調節メカニズム
は整列装置110と共に用いられ、整列装置110は
x,y軸に沿って移動することができるが、終端端面2
1′はz軸に沿った合焦点にとどまる。
者により計画的に動かされ、コア端面28′をx,y平
面における予め定められた映像領域のどこかに表わさせ
ることができるように、整列装置または映像装置32の
どちらかを移動させるために、何か適当な調節メカニズ
ム(図示しない)を用いることができる。例えば、この
調節メカニズムは、簡単には、使用者による整列装置1
10または映像装置32の手動移動を可能にする取付ブ
ラケットでも良い。好適な実施例では、調節メカニズム
は整列装置110と共に用いられ、整列装置110は
x,y軸に沿って移動することができるが、終端端面2
1′はz軸に沿った合焦点にとどまる。
【0117】次いで、フローチャートブロック155
b″〜155f″に示されるように、変換マップが次の
通り得られる。フローチャートブロック155b″に示
されるように、理想終端21が調節メカニズムでx,y
平面のある位置に動かされる。次いで、フローチャート
ブロック155″により、何か適当な勾配サーチ分析で
理想コア端面中心Cideal (x0 ,y0 )が確認され
る。理想コア端面中心Cid eal (x0 ,y0 )の確認
後、フローチャートブロック155d″により、中心C
ideal (x0 ,y0 )から複数の半径線が引かれ、その
1本ずつが各境界切片125に対応している。半径線
は、好適にはCideal (x0 ,y0 )のまわりに対称的
に間隔を置いて配置される。さらに、フローチャートブ
ロック155e″に示されるように、各境界切片に対応
する適合曲線の中心の位置が、対応する半径線上の仮想
空間に定められる。さらに、フローチャートブロック1
55f″に示されるように、半径線が適合曲線をインタ
ーセプトするピクセル位置が確認され、これらのインタ
ーセプト位置が記憶され、同様に、特定の終端位置に関
するコア端面28′のコア位置が記憶される。次いで、
新しい位置が選択され、十分に完成した変換マップが構
築されるまで上述の手順が繰り返される。
b″〜155f″に示されるように、変換マップが次の
通り得られる。フローチャートブロック155b″に示
されるように、理想終端21が調節メカニズムでx,y
平面のある位置に動かされる。次いで、フローチャート
ブロック155″により、何か適当な勾配サーチ分析で
理想コア端面中心Cideal (x0 ,y0 )が確認され
る。理想コア端面中心Cid eal (x0 ,y0 )の確認
後、フローチャートブロック155d″により、中心C
ideal (x0 ,y0 )から複数の半径線が引かれ、その
1本ずつが各境界切片125に対応している。半径線
は、好適にはCideal (x0 ,y0 )のまわりに対称的
に間隔を置いて配置される。さらに、フローチャートブ
ロック155e″に示されるように、各境界切片に対応
する適合曲線の中心の位置が、対応する半径線上の仮想
空間に定められる。さらに、フローチャートブロック1
55f″に示されるように、半径線が適合曲線をインタ
ーセプトするピクセル位置が確認され、これらのインタ
ーセプト位置が記憶され、同様に、特定の終端位置に関
するコア端面28′のコア位置が記憶される。次いで、
新しい位置が選択され、十分に完成した変換マップが構
築されるまで上述の手順が繰り返される。
【0118】好適な実施例に関する変換マップの作成は
次のように行なわれる。図16に図式的に示されるよう
に、4つの境界切片125a〜125dがCideal (x
0 ,y0 )のまわりに対称的に間隔を置いて配置されて
いる好適な実施例では、半径線157a〜157dが映
像131内に限定される。事実上、好適には、1本の垂
直線(半径線157b,157dからなる)と1本の水
平線(半径線157a,157cからなる)が、互いに
垂直になるようにかつそれらの交差点が理想端面中心C
ideal (x0 ,y0 )に位置するように、限定される。
次いで、4つの境界切片125に対応する適合曲線の中
心が、線の1つに位置するように仮想空間に位置決めさ
れる。したがって、境界切片125b,125dと一致
する曲線の中心は垂直線157上に位置決めされ、境界
切片125a、125cと一致する曲線の中心は水平線
158上に位置決めされる。次に、各半径線157c,
157a,157d,157bが各境界切片曲線125
c,125a,125d,125bと交差するインター
セプト値x1 ′,x3 ′,y1 ′及びy3 ′が確認され
る。最後に、コア端面28′コア位置ばかりでなくイン
ターセプト値x1 ′,x3 ′,y1 ′及びy3 ′も、特
定の終端位置に関して記憶される。次いで、新しい位置
が選択され、十分に完成した変換マップが構築されるま
で上述の手順が繰り返される。
次のように行なわれる。図16に図式的に示されるよう
に、4つの境界切片125a〜125dがCideal (x
0 ,y0 )のまわりに対称的に間隔を置いて配置されて
いる好適な実施例では、半径線157a〜157dが映
像131内に限定される。事実上、好適には、1本の垂
直線(半径線157b,157dからなる)と1本の水
平線(半径線157a,157cからなる)が、互いに
垂直になるようにかつそれらの交差点が理想端面中心C
ideal (x0 ,y0 )に位置するように、限定される。
次いで、4つの境界切片125に対応する適合曲線の中
心が、線の1つに位置するように仮想空間に位置決めさ
れる。したがって、境界切片125b,125dと一致
する曲線の中心は垂直線157上に位置決めされ、境界
切片125a、125cと一致する曲線の中心は水平線
158上に位置決めされる。次に、各半径線157c,
157a,157d,157bが各境界切片曲線125
c,125a,125d,125bと交差するインター
セプト値x1 ′,x3 ′,y1 ′及びy3 ′が確認され
る。最後に、コア端面28′コア位置ばかりでなくイン
ターセプト値x1 ′,x3 ′,y1 ′及びy3 ′も、特
定の終端位置に関して記憶される。次いで、新しい位置
が選択され、十分に完成した変換マップが構築されるま
で上述の手順が繰り返される。
【0119】いったん光学装置が変換マップでこのよう
に特徴づけられると、理想終端21は調節メカニズムで
動かされ、その結果、そのコア端面28′が映像空間の
中心に現われる。例えば、映像空間が480×512ピ
クセルの場合、理想コア端面中心Cideal (x0 ,y
0 )は、y軸に沿った240番目のピクセルと、x軸に
沿った256番目のピクセルに位置決めされる。次い
で、調節メカニズムが安定して、検査装置30の将来の
動作のためにこの位置に固定され、その結果、フローチ
ャートブロック155g′に示されるように、整列装置
110及び映像装置32は、x,y軸に沿って固定され
る。
に特徴づけられると、理想終端21は調節メカニズムで
動かされ、その結果、そのコア端面28′が映像空間の
中心に現われる。例えば、映像空間が480×512ピ
クセルの場合、理想コア端面中心Cideal (x0 ,y
0 )は、y軸に沿った240番目のピクセルと、x軸に
沿った256番目のピクセルに位置決めされる。次い
で、調節メカニズムが安定して、検査装置30の将来の
動作のためにこの位置に固定され、その結果、フローチ
ャートブロック155g′に示されるように、整列装置
110及び映像装置32は、x,y軸に沿って固定され
る。
【0120】2.偏心決定方法 第2の実施例による偏心決定方法は図12に詳細に示さ
れ、参照数字156″で表わされている。この方法15
6″は、図16の点線で構成される図を参照して説明さ
れる。一般に、この方法156″では、知られていない
偏心を有する検査終端21が、校正方法155″及び理
想終端21を用いて構築された変換マップを用いて測定
される。
れ、参照数字156″で表わされている。この方法15
6″は、図16の点線で構成される図を参照して説明さ
れる。一般に、この方法156″では、知られていない
偏心を有する検査終端21が、校正方法155″及び理
想終端21を用いて構築された変換マップを用いて測定
される。
【0121】コア端面中心Ctest(x0 ′,y0 ′)
は、フローチャートブロック156a″によりかつ図1
6に図式的に示されるように、何か適切な勾配サーチ分
析により確認される。理想コア端面中心Ctest(x
0 ′,y0 ′)の確認後、フローチャートブロック15
6b″により、中心Ctest(x0 ′,y0 ′)から外向
きに複数の半径線が引かれ、その1本ずつが各境界切片
125に対応している。半径線は、好適にはCtest(x
0 ′,y0 ′)のまわりに対称的に間隔を置いて配置さ
れる。さらに、フローチャートブロック156c″に示
されるように、各境界切片に対応する適合曲線の中心の
位置が、対応する半径線上の仮想空間に定められる。さ
らに、フローチャートブロック156d″に示されるよ
うに、半径線が適合曲線ヲインターセプトするピクセル
位置が確認される。これらのインターセプト位置は図1
6に(x1 ′,y2 ′),(x2 ′,y1 ′),(x
3 ′,y2′)及び(x2 ′,y3 ′)として示されて
いる。しかしながら、好適には、座標x1 ′,x3 ′,
y1 ′及びy3 ′のみが確認される、なぜならこれらが
偏心を計算するのに十分だからである。
は、フローチャートブロック156a″によりかつ図1
6に図式的に示されるように、何か適切な勾配サーチ分
析により確認される。理想コア端面中心Ctest(x
0 ′,y0 ′)の確認後、フローチャートブロック15
6b″により、中心Ctest(x0 ′,y0 ′)から外向
きに複数の半径線が引かれ、その1本ずつが各境界切片
125に対応している。半径線は、好適にはCtest(x
0 ′,y0 ′)のまわりに対称的に間隔を置いて配置さ
れる。さらに、フローチャートブロック156c″に示
されるように、各境界切片に対応する適合曲線の中心の
位置が、対応する半径線上の仮想空間に定められる。さ
らに、フローチャートブロック156d″に示されるよ
うに、半径線が適合曲線ヲインターセプトするピクセル
位置が確認される。これらのインターセプト位置は図1
6に(x1 ′,y2 ′),(x2 ′,y1 ′),(x
3 ′,y2′)及び(x2 ′,y3 ′)として示されて
いる。しかしながら、好適には、座標x1 ′,x3 ′,
y1 ′及びy3 ′のみが確認される、なぜならこれらが
偏心を計算するのに十分だからである。
【0122】次いで、フローチャートブロック156
e″により、偏心が計算される。まず、以下に記載され
た公式から量εx 及びεy が計算される。
e″により、偏心が計算される。まず、以下に記載され
た公式から量εx 及びεy が計算される。
【数1】 ここで、x1 ′,x3 ′,y1 ′及びy3 ′は、コア端
面28′が検査終端21のコア端面28′の現在位置と
一致する点で測定される、ゼロ偏心終端21のインター
セプト位置である。さらに、次式より偏心が決定され
る。
面28′が検査終端21のコア端面28′の現在位置と
一致する点で測定される、ゼロ偏心終端21のインター
セプト位置である。さらに、次式より偏心が決定され
る。
【数2】
【0123】第2の実施例で計算された偏心は、第1の
実施例で計算されたものより事情に正確である。なぜな
ら、第2の実施例は、映像装置32(図2)の非直線性
を補正し、境界切片125の位置をコア端面28′に対
して最適に関連づけているからである。
実施例で計算されたものより事情に正確である。なぜな
ら、第2の実施例は、映像装置32(図2)の非直線性
を補正し、境界切片125の位置をコア端面28′に対
して最適に関連づけているからである。
【0124】VII.平衡式焦点方法 平衡式焦点方法160は図12A〜12Cに示される。
平衡式焦点方法160は、1台以上の境界切片映像器3
6を用いる検査装置30(図2)に適用可能であり、本
発明のベストモードにおいて実行される。本質的に、平
衡式焦点方法160は、境界切片125(図8,9A〜
9D)の計算及び位置の精度を増加させる最適技術であ
る。
平衡式焦点方法160は、1台以上の境界切片映像器3
6を用いる検査装置30(図2)に適用可能であり、本
発明のベストモードにおいて実行される。本質的に、平
衡式焦点方法160は、境界切片125(図8,9A〜
9D)の計算及び位置の精度を増加させる最適技術であ
る。
【0125】一般に、機械視覚装置134(図2)を用
いて多数の切片125の位置をつきとめるのは、切片1
25がシャープな合焦点にある時、すなわち、切片12
5と背景の間の勾配が最大になる時に最も正確になる。
数台の境界切片映像器36の最適焦点距離にはわずかな
差が存在することがある。この差は一般に、検査を受け
る対象物がFAM39の異なる延長時に最大の勾配を得
ることを意味する。平衡式焦点方法160は上記の問題
を克服する。
いて多数の切片125の位置をつきとめるのは、切片1
25がシャープな合焦点にある時、すなわち、切片12
5と背景の間の勾配が最大になる時に最も正確になる。
数台の境界切片映像器36の最適焦点距離にはわずかな
差が存在することがある。この差は一般に、検査を受け
る対象物がFAM39の異なる延長時に最大の勾配を得
ることを意味する。平衡式焦点方法160は上記の問題
を克服する。
【0126】平衡式焦点方法160は、フローチャート
ブロック147(図10A)に示された検査方法140
(図10A〜10B)のステップ中に機械視覚装置34
(図2〜図6)で実行される。前に説明したように、フ
ローチャートブロック147で示されたステップでは、
各境界切片125を確認するために、局部化された勾配
サーチが実行される。
ブロック147(図10A)に示された検査方法140
(図10A〜10B)のステップ中に機械視覚装置34
(図2〜図6)で実行される。前に説明したように、フ
ローチャートブロック147で示されたステップでは、
各境界切片125を確認するために、局部化された勾配
サーチが実行される。
【0127】平衡式焦点方法160により、図17Aの
フローチャートブロック161に示されるように、FA
M39は始めに、境界切片映像器36のいずれかの焦点
が境界切片125のいずれかの焦平面の前になるように
調節される。
フローチャートブロック161に示されるように、FA
M39は始めに、境界切片映像器36のいずれかの焦点
が境界切片125のいずれかの焦平面の前になるように
調節される。
【0128】次に、フローチャートブロック162に示
されるように、コア端面28′の実際の位置に基づいて
各境界切片125に対するサーチエリア135が限定さ
れる。このサーチエリアは好適にはコア端面28′のま
わりに対称的に間隔を置いて配置される。
されるように、コア端面28′の実際の位置に基づいて
各境界切片125に対するサーチエリア135が限定さ
れる。このサーチエリアは好適にはコア端面28′のま
わりに対称的に間隔を置いて配置される。
【0129】次いで、フローチャートブロック163に
より、終端21の長手軸と整列されたz軸に沿って映像
装置32を漸増的に移動させて、一連の合成映像136
が発生し記憶される。映像136の取得中、各サーチエ
リア135の最適焦点ばかりでなく映像装置32の漸増
最適焦点も通過される。各合成映像136の復元後、各
サーチエリア135に勾配サーチが実行され、各スキャ
ン線の最大勾配を示すピクセルが確認される。
より、終端21の長手軸と整列されたz軸に沿って映像
装置32を漸増的に移動させて、一連の合成映像136
が発生し記憶される。映像136の取得中、各サーチエ
リア135の最適焦点ばかりでなく映像装置32の漸増
最適焦点も通過される。各合成映像136の復元後、各
サーチエリア135に勾配サーチが実行され、各スキャ
ン線の最大勾配を示すピクセルが確認される。
【0130】次いで、フローチャートブロック164に
示されるように、各サーチエリア135の勾配サーチに
関して、スキャン線の最大勾配を有するピクセルが、最
小スレショールドを満足することを条件として記憶され
る。好適な実施例では、最小スレショールドTmin =P
min +0.3(Pmax −Pmin )となり、ここで、P
max は最も明るいピクセルのグレイスケール値(0〜2
55)であり、Pmin は最も暗いピクセルのグレイスケ
ール値である。Pmax 及びPmin は、何か適当な方法、
例えばヒストグラムを用いて決定することができる。さ
らに、スキャン線の最大勾配を有しかつ最小スレショー
ルドを満足するピクセル数が、各サーチエリア135に
関して加算される。好適な実施例では、4つのサーチエ
リア135があり、したがって、ピクセルの4つの和
a,b,c,dが上記の方法から生じる。
示されるように、各サーチエリア135の勾配サーチに
関して、スキャン線の最大勾配を有するピクセルが、最
小スレショールドを満足することを条件として記憶され
る。好適な実施例では、最小スレショールドTmin =P
min +0.3(Pmax −Pmin )となり、ここで、P
max は最も明るいピクセルのグレイスケール値(0〜2
55)であり、Pmin は最も暗いピクセルのグレイスケ
ール値である。Pmax 及びPmin は、何か適当な方法、
例えばヒストグラムを用いて決定することができる。さ
らに、スキャン線の最大勾配を有しかつ最小スレショー
ルドを満足するピクセル数が、各サーチエリア135に
関して加算される。好適な実施例では、4つのサーチエ
リア135があり、したがって、ピクセルの4つの和
a,b,c,dが上記の方法から生じる。
【0131】次いで、フローチャートブロック165に
より、各々の和を通じてサーチが行なわれ、FAM39
で指示された通り、各個別のサーチエリア135に関し
て、z軸に沿って映像装置32の最適焦点位置が確認さ
れる。この最適焦点位置は、特定のサーチエリア135
に関して(スレショールド必要条件を満足する)受入れ
可能なピクセルの最高数が達成される位置に相当する。
より、各々の和を通じてサーチが行なわれ、FAM39
で指示された通り、各個別のサーチエリア135に関し
て、z軸に沿って映像装置32の最適焦点位置が確認さ
れる。この最適焦点位置は、特定のサーチエリア135
に関して(スレショールド必要条件を満足する)受入れ
可能なピクセルの最高数が達成される位置に相当する。
【0132】次に、フローチャートブロック166に示
されるように、各サーチエリアに関するピクセル和の全
組み合わせのペアリング間の差の絶対値を加算すること
によって、統計量Sが計算される。好適な実施例では、
4つの切片125と、4つのピクセル和a,b,c,d
があり、したがって、統計量S=|a−b|+|a−c
|+|a−d|+|b−c|+|b−d|+|c−d|
となる。
されるように、各サーチエリアに関するピクセル和の全
組み合わせのペアリング間の差の絶対値を加算すること
によって、統計量Sが計算される。好適な実施例では、
4つの切片125と、4つのピクセル和a,b,c,d
があり、したがって、統計量S=|a−b|+|a−c
|+|a−d|+|b−c|+|b−d|+|c−d|
となる。
【0133】統計量Sは図18に示されるようなグラフ
を示す。フローチャートブロック167により、統計量
Sが分析され、統計量Sの傾斜が最小になる焦点位置f
0 が確認される。次いで、統計量Sの傾斜が最小になる
時に、各サーチエリア135が十分なピクセルを含んで
いるか否かに関する決定が行なわれる。これは信頼でき
る適合を確実にもたらす。さらに、前記スレショールド
は任意の数であり、好適には経験的データに基づいてい
る。
を示す。フローチャートブロック167により、統計量
Sが分析され、統計量Sの傾斜が最小になる焦点位置f
0 が確認される。次いで、統計量Sの傾斜が最小になる
時に、各サーチエリア135が十分なピクセルを含んで
いるか否かに関する決定が行なわれる。これは信頼でき
る適合を確実にもたらす。さらに、前記スレショールド
は任意の数であり、好適には経験的データに基づいてい
る。
【0134】上記の質問の答が否定的ならば、フローチ
ャートブロック168により、平衡式焦点方法160
は、統計量Sから最小FAM漸増だけ、ピクセルの最大
累積数の方へ偏位する。次いで、フローチャートブロッ
ク169に示されるように、移動したFAM漸増の数に
基づいて最大偏位に達したか否かに関する決定が行なわ
れる。最大偏位に達していなかった場合は、方法160
はフローチャートブロック167に示されたステップに
戻り、十分な勾配点があるか否かが決定される。最大偏
位に達した場合には、方法160は終了し、適切なメッ
セージ、例えば「このサンプルに関する解答はない。サ
ンプルをきれいにして測定を再び試みよ。」、を出力装
置46(図2)を介して使用者に転送することができ
る。前記のことはフローチャートブロック171に示さ
れている。
ャートブロック168により、平衡式焦点方法160
は、統計量Sから最小FAM漸増だけ、ピクセルの最大
累積数の方へ偏位する。次いで、フローチャートブロッ
ク169に示されるように、移動したFAM漸増の数に
基づいて最大偏位に達したか否かに関する決定が行なわ
れる。最大偏位に達していなかった場合は、方法160
はフローチャートブロック167に示されたステップに
戻り、十分な勾配点があるか否かが決定される。最大偏
位に達した場合には、方法160は終了し、適切なメッ
セージ、例えば「このサンプルに関する解答はない。サ
ンプルをきれいにして測定を再び試みよ。」、を出力装
置46(図2)を介して使用者に転送することができ
る。前記のことはフローチャートブロック171に示さ
れている。
【0135】フローチャートブロック167で質問され
た際に、統計量Sに基づいて十分な勾配点があると決定
される場合は、方法160は、フローチャートブロック
172に示されるように、FAM39を最適最大統計量
Sのz座標まで移動させる。
た際に、統計量Sに基づいて十分な勾配点があると決定
される場合は、方法160は、フローチャートブロック
172に示されるように、FAM39を最適最大統計量
Sのz座標まで移動させる。
【0136】FAM39が前記z座標まで移動した後、
フローチャートブロック173に示されるように、検査
方法140(図10A〜10B)の後続ステップによる
後続の分析に最適な映像136が取得される。
フローチャートブロック173に示されるように、検査
方法140(図10A〜10B)の後続ステップによる
後続の分析に最適な映像136が取得される。
【0137】本発明の精神と範囲から実質的に逸脱する
ことなく、説明されたような実施例に多くの修正や変更
を行なうことができることは当業者に明らかである。こ
こでは、このような修正や変更は全て、付随の特許請求
の範囲に示される通り、本発明の範囲内に含められるべ
きものである。
ことなく、説明されたような実施例に多くの修正や変更
を行なうことができることは当業者に明らかである。こ
こでは、このような修正や変更は全て、付随の特許請求
の範囲に示される通り、本発明の範囲内に含められるべ
きものである。
【図1A】本発明により分析されるべき対象物の一例と
して、普通のフェルールタイプの光ファイバ終端の斜視
図である。
して、普通のフェルールタイプの光ファイバ終端の斜視
図である。
【図1B】図1Aの終端の端面図である。
【図1C】図1Aの終端内にある光ファイバの断面図で
あり、中心の光ファイバコアと周囲のクラッディングを
示す。
あり、中心の光ファイバコアと周囲のクラッディングを
示す。
【図1D】図1A及び1Bの別々のフェルール終端を接
続するための連結構造の断面図である。
続するための連結構造の断面図である。
【図2】本発明の検査装置及び方法を示すブロック図で
ある。
ある。
【図3A】図2の検査装置の第1の実施例を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図3B】図3Aの第1の実施例を実行するベストモー
ドのブロック図である。
ドのブロック図である。
【図3C】線3C′−3C′に沿ってとられた図3Bの
ベストモードに用いられた新規なレンズ配列の正面図で
ある。
ベストモードに用いられた新規なレンズ配列の正面図で
ある。
【図4A】図2の検査装置の第2の実施例を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図4B】図4Aの検査装置の第2の実施例における境
界切片映像器の配置を示すブロック図である。
界切片映像器の配置を示すブロック図である。
【図5】図2の検査装置の第3の実施例を示すブロック
図である。
図である。
【図6】図2の検査装置の第4の実施例を示すブロック
図である。
図である。
【図7A】図2の検査装置で分析されるべきフェルール
光ファイバ終端を整列させるための、本発明による整列
装置の正面図である。
光ファイバ終端を整列させるための、本発明による整列
装置の正面図である。
【図7B】線7B′−7B′に沿ってとられた図7Aの
整列装置の断面図である。
整列装置の断面図である。
【図7C】図7Aの整列装置の背面斜視図である。
【図8】図2の検査装置で映像化される終端端面と多数
の分離領域とを示す概略図である。
の分離領域とを示す概略図である。
【図9A】図2の検査装置で形成されて分析される合成
映像(及びたぶん表示映像)の概略図であり、特に、コ
ア映像と反転された1つの境界切片映像とから得られた
合成映像を示す。
映像(及びたぶん表示映像)の概略図であり、特に、コ
ア映像と反転された1つの境界切片映像とから得られた
合成映像を示す。
【図9B】図2の検査装置で形成されて分析される合成
映像(及びたぶん表示映像)の概略図であり、特に、コ
ア映像と反転されていない1つの境界切片映像とから得
られた合成映像を示す。
映像(及びたぶん表示映像)の概略図であり、特に、コ
ア映像と反転されていない1つの境界切片映像とから得
られた合成映像を示す。
【図9C】図2の検査装置で形成されて分析される合成
映像(及びたぶん表示映像)の概略図であり、特に、コ
ア映像と反転されかつ等間隔の4つの境界切片映像とか
ら得られた合成映像(ベストモード)を示す。
映像(及びたぶん表示映像)の概略図であり、特に、コ
ア映像と反転されかつ等間隔の4つの境界切片映像とか
ら得られた合成映像(ベストモード)を示す。
【図9D】図2の検査装置で形成されて分析される合成
映像(及びたぶん表示映像)の概略図であり、特に、コ
ア映像と反転されていないかつ等間隔の4つの境界切片
映像とから得られた合成映像を示す。
映像(及びたぶん表示映像)の概略図であり、特に、コ
ア映像と反転されていないかつ等間隔の4つの境界切片
映像とから得られた合成映像を示す。
【図10A】図2の検査装置における機械視覚装置で用
いられてそれを駆動する本発明の検査方法を説明するフ
ローチャートを示す。
いられてそれを駆動する本発明の検査方法を説明するフ
ローチャートを示す。
【図10B】図2の検査装置における機械視覚装置で用
いられてそれを駆動する本発明の検査方法を説明するフ
ローチャートを示す。
いられてそれを駆動する本発明の検査方法を説明するフ
ローチャートを示す。
【図11】図10A及び10Bの検査方法における校正
及び偏心決定のための第1の実施例を示し、特に、校正
方法を示す。
及び偏心決定のための第1の実施例を示し、特に、校正
方法を示す。
【図12】図10A及び10Bの検査方法における校正
及び偏心決定のための第1の実施例を示し、特に、対応
する偏心決定方法を示す。
及び偏心決定のための第1の実施例を示し、特に、対応
する偏心決定方法を示す。
【図13】図11及び12の校正及び偏心決定のための
第1の実施例を示すグラフを示す。
第1の実施例を示すグラフを示す。
【図14】図10A及び10Bの検査方法における校正
及び偏心決定のための第2の実施例(ベストモード)を
示し、特に、校正方法を示す。
及び偏心決定のための第2の実施例(ベストモード)を
示し、特に、校正方法を示す。
【図15】図10A及び10Bの検査方法における校正
及び偏心決定のための第2の実施例(ベストモード)を
示し、特に、対応する偏心決定方法を示す。
及び偏心決定のための第2の実施例(ベストモード)を
示し、特に、対応する偏心決定方法を示す。
【図16】図9Cの合成映像(ベストモード)の概略図
であり、図14及び15の校正及び偏心決定のための第
2の実施例により、変換マップを作り出すために理想終
端の理論的理想中心Cideal がどのように用いられるか
及び変換マップに基づいて検査終端の丘端面中心Ctest
から偏心がどのように決定されるかを示す。
であり、図14及び15の校正及び偏心決定のための第
2の実施例により、変換マップを作り出すために理想終
端の理論的理想中心Cideal がどのように用いられるか
及び変換マップに基づいて検査終端の丘端面中心Ctest
から偏心がどのように決定されるかを示す。
【図17A】偏心計算を最適にするために図10A及び
10Bの検査方法と共に任意に用いることができる平衡
式焦点方法を説明するフローチャートを示す。
10Bの検査方法と共に任意に用いることができる平衡
式焦点方法を説明するフローチャートを示す。
【図17B】偏心計算を最適にするために図10A及び
10Bの検査方法と共に任意に用いることができる平衡
式焦点方法を説明するフローチャートを示す。
10Bの検査方法と共に任意に用いることができる平衡
式焦点方法を説明するフローチャートを示す。
【図17C】偏心計算を最適にするために図10A及び
10Bの検査方法と共に任意に用いることができる平衡
式焦点方法を説明するフローチャートを示す。
10Bの検査方法と共に任意に用いることができる平衡
式焦点方法を説明するフローチャートを示す。
【図18】図17A及び17Bの平衡式焦点方法に用い
られる統計量Sを示すグラフである。
られる統計量Sを示すグラフである。
Claims (14)
- 【請求項1】 細長い対象物の端面内の特徴部の映像化
と前記細長い対象物の境界部分の映像化を可能にするた
めの装置であって、 間隔を置いて配列された複数の整列アームからなり、前
記各アームが末端部と取付端部を有し、前記各末端部が
一点に集まって開口部を限定し、前記開口部は前記端面
の直径より小さくかつ前記特徴部の直径より大きな直径
を有し、 それにより、前記対象物が前記アームと係合した時に、
前記アームの前記末端部が前記端面と係合し、前記特徴
部が前記開口部を介して露出されると共に、前記境界部
分が前記アーム間の前記間隔を介して露出されることを
特徴とする装置。 - 【請求項2】 請求項1記載の装置において、前記特徴
部は光ファイバのコアであり、前記細長い対象物は光フ
ァイバ終端である装置。 - 【請求項3】 請求項1記載の装置において、さらに、
オリフィスを有し、前記アームに対して固定されたスリ
ーブを含み、前記オリフィスは、前記開口部に整列さ
れ、前記対象物が前記アームと係合した時にその中に前
記対象物を収容する装置。 - 【請求項4】 請求項2記載の装置において、さらに、
前記開口部の中へ光を投射することにより前記ファイバ
を照明すると共に、前記アーム間の前記間隔を介して光
を投射することにより前記境界部分を照明するように配
置された光源を含む装置。 - 【請求項5】 請求項2記載の装置において、前記複数
のアームは数が4つであり、前記間隔と前記開口部がひ
とまとめになって十字状の優先通路を限定するように配
列されている装置。 - 【請求項6】 請求項3記載の装置において、前記スリ
ーブの前記オリフィスは直径が約2.5ミリメートルで
あり、前記オリフィスは前記開口部から約2ミリメート
ル離れて配置されている装置。 - 【請求項7】 請求項4記載の装置において、前記光源
はファイバ管束照明器である装置。 - 【請求項8】 請求項4記載の装置において、前記光源
は、前記アームに対して、光を前記終端の方へ前記コア
と関連する光受入れ角外の光投射角で投射するように取
り付けられている装置。 - 【請求項9】 請求項8記載の装置において、前記光投
射角は70度より大きい装置。 - 【請求項10】 光をファイバの中へ終端端面の方に放
射する必要なしに、光ファイバケーブルの終端端面にお
ける光ファイバコアと境界部分の映像化を可能にする方
法であって、前記ファイバはコアと該コアを囲むクラッ
ディングからなり、前記終端は前記ファイバを囲む支持
材を含む方法において、 前記終端端面を固定すると共に前記特徴部及び前記境界
部分を露出する工程と、 光が前記コアに通常入らず、かつ前記光が前記クラッデ
ィングと該クラッディングを囲む前記終端支持材内で散
乱して反射するように、前記端面の前記露出領域の方へ
光を投射する工程とからなることを特徴とする方法。 - 【請求項11】 光をファイバの中へ終端の方に放射す
る必要なしに、光ファイバケーブルの終端の光ファイバ
コアと境界部分の映像化を可能にする方法であって、前
記ファイバはコアと該コアを囲むクラッディングからな
り、前記終端は前記ファイバを囲む支持材を含む方法に
おいて、 光を前記終端の方へ前記コアの光受入れ角外の光投射角
で投射する工程と、 前記コアと前記クラッディング間及び前記終端支持材と
その背景間に境界線が存在するように、前記クラッディ
ングと該クラッディングを囲む前記終端支持材内で散乱
させて反射させる工程とからなることを特徴とする方
法。 - 【請求項12】 請求項11記載の方法において、さら
に、前記コアが前記クラッディング及び前記終端支持材
より少ない光量を吸収するのを確実にもたらす工程を含
む方法。 - 【請求項13】 請求項11記載の方法において、さら
に、間隔を置いて配置された複数の整列アームからなる
装置と前記終端とを整列させることにより、前記終端を
光源と整列させる工程を含み、前記各アームは末端部と
取付端部を有し、前記各末端部は一点に集まって開口部
を限定し、前記開口部は、前記ファイバのファイバ径よ
り大きくかつ前記終端の終端径より小さい直径を有する
方法。 - 【請求項14】 請求項11記載の方法において、前記
光投射角は70度より大きい方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US08/510,205 US5657131A (en) | 1995-08-02 | 1995-08-02 | Alignment and lighting system and method for aligning and lighting an object for an inspection system that contactlessly measures an offset of a central feature of the object |
US08/510205 | 1995-08-02 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09105610A true JPH09105610A (ja) | 1997-04-22 |
Family
ID=24029786
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8200893A Pending JPH09105610A (ja) | 1995-08-02 | 1996-07-31 | 対象物の中心特徴部の偏りを非接触で測定する検査装置用の対象物を整列して照明する整列及び照明装置と方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5657131A (ja) |
EP (1) | EP0757227A2 (ja) |
JP (1) | JPH09105610A (ja) |
CA (1) | CA2179078A1 (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5729622A (en) * | 1995-08-02 | 1998-03-17 | Lucent Technologies Inc. | Automatic inspection system for contactlessly measuring an offset of a central feature of an object |
US5768409A (en) * | 1995-08-02 | 1998-06-16 | Lucent Technologies Inc. | Automatic inspection method for contactlessly measuring an offset of a central feature of an object |
US6034779A (en) * | 1997-08-08 | 2000-03-07 | Hoya Corporation | Array element examination method and array element examination device |
US6011616A (en) * | 1998-10-02 | 2000-01-04 | Lucent Technologies, Inc. | Systems and methods for measuring the concentricity of a core to a ferrule |
US6453062B1 (en) | 1999-04-28 | 2002-09-17 | Sulzer Carbomedics Inc. | Final assembly visual inspection system for packaged heart valves |
WO2002052326A2 (de) * | 2000-12-22 | 2002-07-04 | Schott Glas | Vorrichtung und verfahren zum einführen von biegeelastischen fasern in löcher |
JP2002350110A (ja) * | 2001-05-28 | 2002-12-04 | Tokyo Seimitsu Co Ltd | ワークの中心位置検出方法及び装置 |
US6798515B1 (en) | 2001-11-29 | 2004-09-28 | Cognex Technology And Investment Corporation | Method for calculating a scale relationship for an imaging system |
US7162073B1 (en) | 2001-11-30 | 2007-01-09 | Cognex Technology And Investment Corporation | Methods and apparatuses for detecting classifying and measuring spot defects in an image of an object |
US6636298B1 (en) | 2001-12-18 | 2003-10-21 | Cognex Technology And Investment Corporation | Method and apparatus for focusing an optical inspection system |
US7221805B1 (en) | 2001-12-21 | 2007-05-22 | Cognex Technology And Investment Corporation | Method for generating a focused image of an object |
US6983065B1 (en) | 2001-12-28 | 2006-01-03 | Cognex Technology And Investment Corporation | Method for extracting features from an image using oriented filters |
US6941016B1 (en) | 2001-12-31 | 2005-09-06 | Cognex Technology And Investment | Method for finding contours in an image of an object |
US6710864B1 (en) | 2003-03-05 | 2004-03-23 | David L. Grant | Concentricity measuring instrument for a fiberoptic cable end |
US9151694B2 (en) * | 2012-03-05 | 2015-10-06 | Fiberqa, Llc | System and method of high resolution fiber optic inspection |
WO2016071530A1 (en) * | 2014-11-07 | 2016-05-12 | Commscope Asia Holdings B.V. | Devices, systems and methods for use in fiber measurements, such as multi-mode fiber geometry measurements |
WO2018175278A1 (en) | 2017-03-19 | 2018-09-27 | Fiberqa, Llc | Integrated pin and socket fiber optic cleaner tip |
CN112197698B (zh) * | 2020-09-23 | 2022-05-20 | 北京遥感设备研究所 | 一种回转锥角放大伺服轴线测量方法及*** |
WO2023055617A1 (en) * | 2021-09-29 | 2023-04-06 | Corning Research & Development Corporation | Relative mode transmission loss measurement of a connectorized fiber optic cable |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4738507A (en) | 1985-05-31 | 1988-04-19 | American Telephone And Telegraph Company, At&T Technologies, Inc. | Optical fiber connectors and methods of making |
US4738508A (en) | 1985-06-28 | 1988-04-19 | American Telephone And Telegraph Company, At&T Technologies, Inc. | Terminated optical fiber and methods of making |
US4662743A (en) * | 1985-11-01 | 1987-05-05 | Sumitomo Electric Research Triangle, Inc. | Method of measuring the geometry of optical fibers |
US4787698A (en) | 1985-11-27 | 1988-11-29 | American Telephone And Telegraph Co., At&T Bell Labs | Methods of and apparatus for reconfiguring optical fiber connector components and products produced thereby |
US4779978A (en) * | 1986-09-08 | 1988-10-25 | Sumitomo Electric Research Triangle, Inc. | Method of measuring the refractive index profile of optical fibers |
US4802726A (en) * | 1987-10-08 | 1989-02-07 | American Telephone And Telegraph Company, At&T Technologies, Inc. | Methods of and apparatus for reconfiguring optical fiber connector components and products produced thereby |
US5107536A (en) * | 1991-04-22 | 1992-04-21 | Hughes Aircraft Company | Fiber optic crimp terminus and method of terminating an optical fiber using same |
-
1995
- 1995-08-02 US US08/510,205 patent/US5657131A/en not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-06-13 CA CA002179078A patent/CA2179078A1/en not_active Abandoned
- 1996-07-23 EP EP96305376A patent/EP0757227A2/en not_active Withdrawn
- 1996-07-31 JP JP8200893A patent/JPH09105610A/ja active Pending
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Publication number | Publication date |
---|---|
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US5657131A (en) | 1997-08-12 |
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