(57)【要約】【課題】機械駆動のオートフォーカスよりも高速で合焦画像データを取得することにより、検査時間を短くすることができる端面検査装置を提供すること。【解決手段】レンズ２１と撮像素子３との間に前記レンズの光軸に対して垂直な面に二次元に配置されて光を出射するマイクロレンズアレイ２５を有する光学系２と、光学系２により結像された像を撮影して画像データとして出力する撮像素子３と、撮像素子３が出力する画像データから、それぞれ異なる距離にピントの合った複数の画像データを作成し、該複数の画像データの中からピントの合った部分がある画像データを合焦画像データとし、該合焦画像データに基づいて端面１１ａの良否判定を行なう制御部５と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズ（２１）と撮像素子（３）との間に前記レンズの光軸に対して垂直な面に二次元に配置されて光を出射するマイクロレンズアレイ（２５）を有し、所定の距離の像を前記撮像素子の位置に結像させる光学系（２）と、
前記撮像素子が出力する画像データから、それぞれ異なる距離にピントの合った複数の画像データを作成し、該複数の画像データの中からピントの合った部分のある画像データを合焦画像データとし、該合焦画像データに基づいて検査対象の部材の端面の良否判定を行なう制御部（５）と、を備える端面検査装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記合焦画像データから前記部材の端面に存在する形状を検出し、当該形状が検出された場合に良否判定を行なう請求項１に記載の端面検査装置。
【請求項３】
前記検査対象の部材を保持する保持部（７）を有し、
前記保持部は、前記レンズの光軸方向に移動可能に構成される請求項１または請求項２に記載の端面検査装置。
【請求項４】
前記保持部に前記検査対象の部材が保持されているか否かを検出するセンサを設け、
前記制御部は、前記保持部に前記検査対象の部材が保持されているが、前記複数の画像データの中に合焦画像データが存在しない場合、警告を報知する請求項３に記載の端面検査装置。
【請求項５】
レンズ（２１）と撮像素子（３）との間に前記レンズの光軸に対して垂直な面に二次元に配置されて光を出射するマイクロレンズアレイ（２５）を有し、所定の距離の像を前記撮像素子の位置に結像させる光学系（２）を備えた端面検査装置の合焦画像データ取得方法であって、
前記撮像素子により画像データを取得するステップと、
前記画像データから、それぞれ異なる距離にピントの合った複数の画像データを作成するステップと、
該複数の画像データの中からピントの合った部分のある画像データを合焦画像データとして取得するステップと、を備える端面検査装置の合焦画像データ取得方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、端面検査装置に関し、例えば、光コネクタの端面の検査を行なう光コネクタ端面検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種の通信に用いられる光ファイバケーブルの末端には、中継用あるいは他機器との接続用の光コネクタが設けられている。光コネクタは、円筒状に形成されたフェルールの内周部に光ファイバが挿通され、フェルールを保持して他機器や中継用のアダプタに接続して固定させるプラグハウジングが装着されて構成されている。
【０００３】
この光コネクタは、接続部であるフェルール（光ファイバを含む）の端面に傷や汚れがあると光ファイバの通信品質が低下する。このため、光ファイバケーブルを接続する際には、形成した光コネクタのフェルールの端面の状態を検査する端面検査装置が使われている。
【０００４】
この端面検査装置は、光コネクタのフェルールの端面をカメラで撮像し、撮像した画像を拡大して観察し、傷や汚れを発見していた。
【０００５】
特許文献１では、オートフォーカスで光コネクタのフェルールの端面にピントを合わせて撮像した画像データを画像処理することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−７７３７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、このような端面検査装置にあっては、光コネクタが多数配置されている場合、オートフォーカスのレンズ位置を調整する機械駆動部の動作速度に依存して検査時間が長くなってしまう。
【０００８】
そこで、本発明は、機械駆動のオートフォーカスよりも高速で合焦画像データを取得することにより、検査時間を短くすることができる端面検査装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の端面検査装置は、レンズと撮像素子との間に前記レンズの光軸に対して垂直な面に二次元に配置されて光を出射するマイクロレンズアレイを有し、所定の距離の像を前記撮像素子の位置に結像させる光学系と、前記撮像素子が出力する画像データから、それぞれ異なる距離にピントの合った複数の画像データを作成し、該複数の画像データの中からピントの合った部分のある画像データを合焦画像データとし、該合焦画像データに基づいて検査対象の部材の端面の良否判定を行なう制御部と、を備えるものである。
【００１０】
この構成により、１回の撮影で撮像素子によって取得されたライトフィールドデータから異なる距離にピントの合った複数の画像データが作成され、その中から検査対象の部材の端面とピントの合った部分のある画像データが合焦画像データとされ、この合焦画像データに基づいて端面の良否判定が行なわれる。このため、１回の撮影で合焦画像データを取得することができ、検査時間を短くすることができる。
【００１１】
また、本発明の端面検査装置において、前記制御部は、前記合焦画像データから前記部材の端面に存在する形状を検出し、当該形状が検出された場合に良否判定を行なうものである。
【００１２】
この構成により、検査対象の部材の特徴が検出されたときのみ良否判定の処理が行なわれ、処理負荷を軽減させることができる。
【００１３】
また、本発明の端面検査装置において、前記検査対象の部材を保持する保持部を有し、前記保持部は、前記レンズの光軸方向に移動可能に構成されるものである。
【００１４】
この構成により、ユーザの操作で検査対象の部材を保持した保持部がレンズの光軸方向に移動される。このため、合焦画像データを取得することができない状態であっても、容易に合焦画像データを取得できるようにすることができる。
【００１５】
また、本発明の端面検査装置において、前記保持部に前記検査対象の部材が保持されているか否かを検出するセンサを設け、前記制御部は、前記保持部に前記検査対象の部材が保持されているが、前記複数の画像データの中に合焦画像データが存在しない場合、警告を報知するものである。
【００１６】
この構成により、検査対象の部材の保持部への保持のさせ方が悪い場合に警告が報知される。このため、ユーザに保持のさせ方が悪いことを気づかせることができ、合焦画像データを取得する時間を短縮させることができる。
【００１７】
また、本発明の端面検査装置の合焦画像データ取得方法は、レンズと撮像素子との間に前記レンズの光軸に対して垂直な面に二次元に配置されて光を出射するマイクロレンズアレイを有し、所定の距離の像を前記撮像素子の位置に結像させる光学系を備えた端面検査装置の合焦画像データ取得方法であって、前記撮像素子により画像データを取得するステップと、前記画像データから、それぞれ異なる距離にピントの合った複数の画像データを作成するステップと、該複数の画像データの中からピントの合った部分のある画像データを合焦画像データとして取得するステップと、を備えるものである。
【００１８】
この構成により、１回の撮影で撮像素子によって取得されたライトフィールドデータから異なる距離にピントの合った複数の画像データが作成され、その中からピントの合った部分のある画像データが合焦画像データとされ、この合焦画像データに基づいて端面の良否判定が行なわれる。このため、１回の撮影で合焦画像データを取得することができ、検査時間を短くすることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、検査時間を短くすることができる端面検査装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る端面検査装置の概略構成図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態に係る端面検査装置の合焦画像データの作成方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る端面検査装置について詳細に説明する。
【００２２】
図１において、本発明の一実施形態に係る端面検査装置１は、光学系２と、撮像素子３と、画像メモリ４と、制御部５と、表示部６と、コネクタ保持部７とを含んで構成される。
【００２３】
本実施形態の端面検査装置１は、コネクタ保持部７に保持された光コネクタ１０の、フェルール１１及びフェルール１１に内包された光ファイバの端面１１ａを、光学系２で拡大して撮像素子３で撮像するようになっている。
【００２４】
光学系２は、レンズ２１と、ハーフミラー２２と、照明用ＬＥＤ（Light Emitting Diode）２３と、コリメータレンズ２４と、マイクロレンズアレイ２５とを備えている。
【００２５】
レンズ２１は、コネクタ保持部７に保持されたフェルール１１の端面１１ａに対向するように設置され、その光軸がフェルール１１及び光ファイバの中心軸と略同軸上に位置するように設置される。
【００２６】
ハーフミラー２２は、レンズ２１のフェルール１１とは反対側に配置され、レンズ２１を通して照明用ＬＥＤ２３からの照明光をフェルール１１の端面１１ａに照射する。コリメータレンズ２４は、照明用ＬＥＤ２３の光を平行光に変換する。
【００２７】
フェルール１１の端面１１ａに照射された照明光は、フェルール１１の端面１１ａで反射し、その反射光は、レンズ２１、ハーフミラー２２、マイクロレンズアレイ２５を通って撮像素子３に照射される。撮像素子３は、照射された反射光を画像データに変換して出力する。
【００２８】
マイクロレンズアレイ２５は、レンズ２１の光軸に垂直な方向において平面的に配列された複数の同一形状のマイクロレンズから構成される。マイクロレンズアレイ２５は、フェルール１１の端面１１ａの同一点からの複数の光線を、該複数の光線がレンズ２１の瞳面を通過する位置に応じて撮像素子３における異なる画素に入射させるように配置されている。
【００２９】
フェルール１１の端面１１ａから来る光線の位置と角度に応じて、それぞれの光線が撮像素子３の異なる複数の画素に入射され、ライトフィールドが記録される。
【００３０】
このような構成で取得されたライトフィールドデータは、対応する複数の画素のデータを加算することで、所定の距離に焦点の合った画像データを取得することができる。図２に示すように、加算する画素を変えることにより、例えば、ピント位置Ａに焦点の合った画像データから、ピント位置Ｂに焦点の合った画像データまでを取得することができる。
【００３１】
撮像素子３は、制御部５からの指示により撮影した画像データを画像メモリ４に記憶させる。画像メモリ４は、撮像素子３で撮影した画像データを記憶する。
【００３２】
制御部５は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、記憶装置と、入出力ポートとを備えたコンピュータユニットによって構成されている。
【００３３】
このコンピュータユニットのＲＯＭ及び記憶装置には、各種制御定数や各種マップ等とともに、当該コンピュータユニットを制御部５として機能させるためのプログラムが記憶されている。すなわち、ＣＰＵがＲＯＭ及び記憶装置に記憶されたプログラムを実行することにより、当該コンピュータユニットは、制御部５として機能する。制御部５の入出力ポートには、撮像素子３、画像メモリ４、表示部６が接続されている。
【００３４】
制御部５は、撮像素子３が撮影した画像データから、上述の複数の画素のデータを加算する方法で、所定の距離にピントの合った画像データを作成する。制御部５は、予め設定された距離の範囲で、所定の距離の間隔で、それぞれの距離にピントの合った複数の画像データを作成し、その複数の画像データのそれぞれの鮮鋭度を算出し、予め保存しておいたフェルール１１の端面１１ａとピントが合った時の鮮鋭度と比較する。フェルール１１の端面１１ａとピントの合った部分があると判定した場合、制御部５は、その画像データを合焦画像データとし、合焦画像データに基づき、フェルール１１の端面１１ａに傷や汚れ、ゴミ等の要素がどの程度含まれるかを調べ、端面１１ａの良否判定を行なう。
【００３５】
制御部５は、ピントの合った部分が、検査対象であるものであるか否かを判定して、検査対象である場合のみ良否判定を行なうようにしてもよい。例えば、フェルール１１や光ファイバの場合、制御部５は、ピントの合った部分が円形であることや、円形の中に円形があることなどによりピントの合った部分がフェルール１１や光ファイバであることを判定するとよい。
【００３６】
このようにすることで、検査対象がコネクタ保持部７に保持されたときのみ良否判定の処理を行なうことができ、処理負荷を軽減させることができる。
【００３７】
表示部６は、制御部５の出力するフェルール１１や光ファイバの端面１１ａの画像や、端面の良否判定の結果などを表示する。表示部６は、液晶ディスプレイ等の画像表示機器で構成される。
【００３８】
コネクタ保持部７は、光コネクタ１０を所定の位置に保持する。コネクタ保持部７は、保持された光コネクタ１０のフェルール１１の端面１１ａが、上述の制御部５がピントの合った画像データを作成する予め設定された距離の範囲に入るように設定されている。
【００３９】
コネクタ保持部７は、ユーザの操作によりレンズ２１の光軸方向に移動可能にし、ユーザの操作によりフェルール１１の端面１１ａが上述のピントの合った画像データを作成する予め設定された距離の範囲に入るように調整できるようにしてもよい。
【００４０】
このようにすることで、フェルール１１の端面１１ａが、上述の予め設定された距離の範囲に入っていなくても、ユーザの操作により予め設定された距離の範囲に入るように調整させることができる。
【００４１】
このような構成の端面検査装置１において、光コネクタ１０のフェルール１１の端面１１ａを検査する場合、端面検査装置１の電源が投入されると（検査対象は未取付）、制御部５は、予め設定された時間間隔で撮像素子３に画像データを画像メモリ４に記憶させ、記憶させた画像データに基づいて上述の予め設定された距離の範囲でのピントの合った複数の画像データの作成を行なう。
【００４２】
制御部５は、作成した複数の画像データの中にピントの合った部分があるものがあるか判定する。この場合、制御部５は、画像データ中にピントの合った部分があるものを検出できないため、良否判定の処理は行なわない。なお、順次取り込まれる当該画像データは、後述の判定結果と合焦画像データとが一緒に表示されているときを除き、そのまま表示部６に送られて表示されるようになっている。操作者は、表示部６を見ながら光コネクタ１０の挿入作業を行ない、そのまま表示されることで操作者は現状況を把握することができる。
【００４３】
このような状態から、光コネクタ１０がコネクタ保持部７に保持され、フェルール１１の端面１１ａが上述の画像データが作成される予め設定された距離の範囲に入ると、制御部５は、フェルール１１の端面１１ａをピントが合った部分として検出する。制御部５は、ピントの合った部分について良否判定を行ない、判定結果とピントの合った部分がある合焦画像データを表示部６に表示させる。
【００４４】
光コネクタ１０のコネクタ保持部７への入り具合によっては、フェルール１１の端面１１ａが上述の画像データが作成される予め設定された距離の範囲に入らない場合もある。このような場合、制御部５は、撮像素子３で撮影された画像データを、そのまま表示部６に表示させる。
【００４５】
光コネクタ１０をコネクタ保持部７に入れているのに合焦画像データや判定結果が表示部６に表示されない場合、操作者が光コネクタ１０の入れ具合を変えることでフェルール１１の端面１１ａが上述の画像データが作成される予め設定された距離の範囲に入って、合焦画像データを得ることができるようになる。
【００４６】
コネクタ保持部７に光コネクタ１０が挿入されたことを検出するセンサを設け、制御部５が、光コネクタ１０が挿入されているのに合焦画像データを取得できない場合に、表示部６に光コネクタ１０の挿入の仕方が悪い旨の警告を表示させるようにしてもよい。なお、この警告は、音声や振動などにより報知するようにしてもよい。
【００４７】
このようにすることで、操作者に光コネクタ１０の挿入の仕方が悪いことを気づかせることができ、光コネクタ１０の挿入の仕方を調整させて、合焦画像データを取得する時間を短縮させることができる。
【００４８】
このように、１回の撮影で取得したライトフィールドデータから所定の距離にピントの合った複数の画像データを作成し、複数の画像データからフェルール１１の端面１１ａにピントの合った合焦画像データを取得しているので、検査を高速に行なうことができる。
【００４９】
本発明の実施形態を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。
【符号の説明】
【００５０】
１  端面検査装置
２  光学系
３  撮像素子
５  制御部
７  コネクタ保持部（保持部）
２１  レンズ
２５  マイクロレンズアレイ
【図１】
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【図２】
2018155592.tif 000004