(57)【要約】【課題】フェルールの内径選別を行うに当たり、分布と規格値を設定し、この両者を一元的に選別できる方法と装置を与える。【解決手段】寸法、物性等の値がある分布を持った複数の部品を、上記分布と同等の分布を有する３個の部品群に選別する方法であって、（１）上記値の小さい方から順番に第１群、第２群、第３群として、各部品群ごとにそれぞれ中央値Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３を設定する工程、（２）第１群の中央値Ｃ１以下の部品を第１群に含め、中央値Ｃ１よりも大きい範囲は仮定した分布の発生確率に基づいて第１群に含む部品を選別する工程、（３）第３群の中央値Ｃ３以上の部品を第３群に含め、中央値Ｃ３よりも小さな範囲は仮定した分布の発生確率に基づいて第３群に含む部品を選別する工程、（４）上記第１群、第３群の選別から漏れた部品を第２群に含める工程、からなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
寸法、物性等の値がある分布を持った複数の部品を、上記分布と同等の分布を有する３個の部品群に選別する方法であって、
（１）上記値の小さい方から順番に第１群、第２群、第３群として、各部品群ごとにそれぞれ中央値Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３を設定する工程、
（２）第１群の中央値Ｃ１以下の部品を第１群に含め、中央値Ｃ１よりも大きい範囲は仮定した分布の発生確率に基づいて第１群に含む部品を選別する工程、
（３）第３群の中央値Ｃ３以上の部品を第３群に含め、中央値Ｃ３よりも小さな範囲は仮定した分布の発生確率に基づいて第３群に含む部品を選別する工程、
（４）上記第１群、第３群の選別から漏れた部品を第２群に含める工程、
からなる部品選別方法。
【請求項２】
寸法、物性等の値がある分布を持った複数の部品を、上記分布と同等の分布を有するｎ個（ｎは５以上の奇数）の部品群に選別する方法であって、
（１）上記値の小さい方から順番に第１群〜第ｎ群として各部品群ごとにそれぞれ中央値Ｃ１〜Ｃｎを設定する工程、
（２）第１群の中央値Ｃ１以下の部品を第１群に含め、中央値Ｃ１よりも大きい範囲は仮定した分布の発生確率に基づいて第１群に含む部品を選別する工程、
（３）第ｍ群（ｍは１より大きく、（１＋ｎ）／２より小さい整数）の中央値Ｃｍ以下であって、第ｍ−１群から選別漏れした部品を第ｍ群に含め、中央値Ｃｍよりも大きい範囲は仮定した分布の発生確率に基づいて第ｍ群に含む部品を選別する工程、
（４）第ｎ群の中央値Ｃｎ以上の部品を第ｎ群に含め、中央値Ｃｎよりも小さい範囲は仮定した分布の発生確率に基づいて第ｎ群に含む部品を選別する工程、
（５）第ｋ群（ｋは（１＋ｎ）／２より大きく、ｎより小さい整数）の中央値Ｃｋ以上であって、第ｋ＋１群から選別漏れした部品を第ｋ群に含め、中央値Ｃｋよりも小さい範囲は仮定した分布の発生確率に基づいて第ｋ群に含む部品を選別する工程、
（６）上記選別から漏れた部品を第（１＋ｎ）／２群に含める工程、
からなる部品選別方法。
【請求項３】
上記部品が光通信用フェルールであることを特徴とする請求項１または２記載の部品選別方法。
【請求項４】
上記仮定した分布の発生確率は、実測値に基づいて得られた発生確率に補正することを特徴とする請求項１または２記載の部品選別方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の選別方法を行うための選別機であって、上記仮定した分布の発生確率を計算する機能を有することを特徴とする部品選別機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信の伝送手段として用いられている光ファイバーの接続に応用されている光コネクタの部品であるフェルールの内径選別方法並びに選別機に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の光通信市場の流れは、光通信の最終的な目標であるファイバーツーザプレミテイブ（ＦＴＴＰ）の推進が進められている。この方式を進めるに当たって、その経済性を追求すると、通信方式として１：３２のシングルスター方式を含むＰＯＮ方式が有力な方式になってきている。この方式を採用し、用いる光モジュールの経済性を追及し、かつ、米国の地域性を考慮すると、モジュールとしての光出力として、ダイナミックレンジで２５ｄＢ以下で２０Ｋｍの距離に対応する必要がある。この要求に対し、以下の性能が算出される。分岐器による損失は１７．５ｄＢ、２０Ｋｍの線路による損失、３ｄＢ、コネクタの接続損失０．５ｄＢ（４段の接続ポイントを想定、スプライスの接続点による損失２ｄＢ、マージン１ｄＢ）である。
【０００３】
このような要求において、光コネクタの接続損失が、従来のような０．５ｄＢの特性では到底、このような通信システムの構築は困難であり、また、光出力のダイナミックレンジを上げることは、接続点に多数用いられることになる光モジュールの製造単価の上昇を許すこととなるため、経済性が最重要課題となっているＦＴＴＰの構築に対し、大きな課題となることが明らかとなっている。
【０００４】
経済性を満たし、かつ性能を満足させるためには光コネクタの接続損失を低減することがもっとも有効な手段であることから、光コネクタの接続損失の低減が大きく叫ばれるようになってきている。
【０００５】
光コネクタの接続損失を低減させるには、フェルールの性能中、同心度、内径、穴倒れが要求され、かつこれらの特性について規格値だけでなく、その分布を規定することが要求される。また、低損失を実現するには、割スリーブの接続損失、光ファイバーの外径とフェルールの内径との関係が要求される。
【０００６】
光コネクタの低損失化への要望は、接続損失の特徴から、マスターコネクタに対する接続損失だけでなく、ある規定をした光コネクダ群内での接続損失が、規定した確立の範囲内、（例えば、ランダム接続により９７％以上が０．１ｄＢを満足すること）で低損失化が実現していることを要求されている。このような要求に対し、ランダム接続を統計的に処理して、接続損失の統計分布を算出するシミュレータを用いて計算したところ、これまでのフェルールの性能である同心度、内径、穴倒れ等の性能を、ある範囲内に入ることを規定した規格に定めた値を満たせば合格とする保証方法では、性能を満たす製品を提供できない状況が発生している。
【０００７】
計算機シミュレーションによると、ランダム接続による低損失を満たすためには、フェルールの同心度の中央値として０．２μｍ、最大値として０．７μｍが必要であり、また内径の範囲としては、光ファイバーの外径の範囲をＡ±０．１μｍに対し、Ａ＋０．２μ〜０．７μｍの範囲内で中央値が０．４５μｍであることが要求される。このような要求性能はこれまでの考え方に基づいた規格ではこのような性能を保証するのは困難である。
【０００８】
かかる課題を解決するもので、光コネクタ間の接続において、ランダム接続における結合損失を補償するため、光コネクタに供されるフェルールの寸法性能において、ここの寸法に対して規定を設けるだけでなく、製造ロットあるいは販売ロットの分布を規定する統計量を持って、該フェルールの性能を規定することを特徴とする発明について、本件出願人は特許文献１にてビジネスモデルを提案している。
【０００９】
上記、寸法として同心度を規定し、該同心度の中央値、平均値、標準偏差、Ｃｐｋ等と最小値、最大値を規定したことを特徴とする。
【００１０】
低接続損失光コネクタを作成するには、光コネクタ間のランダム接続による接続損失をフェルールの同心度、内径、穴倒れ、光ファイバーの外径、スリーブの接続損失をパラメータとしてシュミュレーションを用いて計算する必要がある。
【００１１】
接続損失としてランダム接続で９７％の確率で０．１ｄＢ以下を達成するためには、光ファイバーの外径精度として±０．１μｍが必要となる。また、スリーブの接続損失として０．０２ｄＢ以下が必要となる。
【００１２】
フェルールに要求される精度は、同心度、内径、穴倒れで、穴倒れは、作成方法により０．０５°以下に出来るため、問題ないが、作成方法の簡略化により精度が落ちた場合には、他の性能と同様な規定を設ける必要がある。
【００１３】
したがって、フェルールの性能を決定する性能は、同心度と内径ということになる。同心度については、図３に示すように中央値で０．２μｍ、最大値でも０．６μｍが要求される。
【００１４】
内径については、図４に示すように１２４．８／１２４．９μｍの光ファイバーに対し、中央値で１２５．２５μｍ、レンジで０．５μｍが要求される。
【００１５】
これまでの規格のように、同心度が０．６μｍ、内径のレンジが０．５μｍという規定ではランダム接続に対し、０．１ｄＢの接続損失を満たせるのではなく、あくまでも分布との組み合わせが要求されることになる。
【００１６】
その結果は、図５ならびに図６の結果を見れば明らかである。図５、図６は光ファイバーの外径１２４．８／１２４．９、スリーブの接続損失０．０２ｄＢ以下、かつフェルールの性能分布が図３ならびに図４に示す特性を仮定してランダム接続のシミュレーションを実施したときの結果で、図５はピグテールを作成した後、接続損失が最小になるようなチューニングをしなかったもの、図４はチューニングを実施したものの結果である。
【００１７】
図５の条件では接続損失は、９７％の確率で０．１２ｄＢ、図６の結果では、０．８ｄＢが達成しており、これから０．１ｄＢの規格を満たすことが確認される。
【００１８】
これらの結果から明確になってきていることは、フェルールの特性として、同心度、並びに内径に対し、統計的分布に対する規定を仕様として規定することが要求されることを示している。統計量として分布を規定するファクタは、中央値、平均値、標準偏差、Ｃｐｋである。また、許容できる範囲を決める値として、最大値、最小値がある。これらの２つの要素の組み合わせによりフェルール性能を決定することが、低接続損失を保証することにつながっている。
【００１９】
したがって、分布を規定するパラメータと個々のフェルールの性能を規定するパラメータの２つのパラメータによってフェルールの性能を規定することが低損失フェルールにおける重要な要素の１つとなっている。
【特許文献１】特願２００２−１４２５３７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
さて、上記特許文献１には、個々の性能を規定するパラメータと分布が必要であることを示したが、その具体的な方法は示していない。フェルールの内径精度は現状の技術ではレンジで１μｍ程度が限度であり、これを上記に示す要求、０．５μｍに向上させることは非常に困難である。
【００２１】
したがって、０．５μｍの分布を得るには選別に頼らざるを得ない。ところが、通常考えられるこれまでの選別方法は、基準値に対する大小で判断して選別しているため、選別によって得られる分布は、全体の分布を切断したような分布となり、上記特許文献１で要求する分布が得られない。
【００２２】
例えば、ほぼ正規分布の部品群を３つの部品群に選別する場合、最も値の小さな第１群では用いるファイバ経と内径差が全体として大きくなるように分布がシフトしているため、当然、要求される統計的分布を満たすことが出来ない。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明はかかる課題を解決するもので、寸法、物性等の値がある分布を持った複数の部品を、上記分布と同等の分布を有する３個の部品群に選別する方法であって、
（１）上記値の小さい方から順番に第１群、第２群、第３群として、各部品群ごとにそれぞれ中央値Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３を設定する工程、
（２）第１群の中央値Ｃ１以下の部品を第１群に含め、中央値Ｃ１よりも大きい範囲は仮定した分布の発生確率に基づいて第１群に含む部品を選別する工程、
（３）第３群の中央値Ｃ３以上の部品を第３群に含め、中央値Ｃ３よりも小さな範囲は仮定した分布の発生確率に基づいて第３群に含む部品を選別する工程、
（４）上記第１群、第３群の選別から漏れた部品を第２群に含める工程、
からなる部品選別方法を特徴とする。
【００２４】
また、本発明は、寸法、物性等の値がある分布を持った複数の部品を、上記分布と同等の分布を有するｎ個（ｎは５以上の奇数）の部品群に選別する方法であって、
（１）上記値の小さい方から順番に第１群〜第ｎ群として各部品群ごとにそれぞれ中央値Ｃ１〜Ｃｎを設定する工程、
（２）第１群の中央値Ｃ１以下の部品を第１群に含め、中央値Ｃ１よりも大きい範囲は仮定した分布の発生確率に基づいて第１群に含む部品を選別する工程、
（３）第ｍ群（ｍは１より大きく、（１＋ｎ）／２より小さい整数）の中央値Ｃｍ以下であって、第ｍ−１群から選別漏れした部品を第ｍ群に含め、中央値Ｃｍよりも大きい範囲は仮定した分布の発生確率に基づいて第ｍ群に含む部品を選別する工程、
（４）第ｎ群の中央値Ｃｎ以上の部品を第ｎ群に含め、中央値Ｃｎよりも小さい範囲は仮定した分布の発生確率に基づいて第ｎ群に含む部品を選別する工程、
（５）第ｋ群（ｋは（１＋ｎ）／２より大きく、ｎより小さい整数）の中央値Ｃｋ以上であって、第ｋ＋１群から選別漏れした部品を第ｋ群に含め、中央値Ｃｋよりも小さい範囲は仮定した分布の発生確率に基づいて第ｋ群に含む部品を選別する工程、
（６）上記選別から漏れた部品を第（１＋ｎ）／２群に含める工程、
からなる部品選別方法を特徴とする。
【００２５】
さらに本発明は、上記部品が光通信用フェルールであることを特徴とする。
【００２６】
また本発明は、上記仮定した分布の発生確率は、実測値に基づいて得られた発生確率に補正することを特徴とする。
【００２７】
さらに本発明は、上記の選別方法を行うための選別機であって、上記仮定した分布の発生確率を計算する機能を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
かかる発明によれば、元の分布と同等の分布を有する複数の部品群に選別することができる。例えば３個の部品群に選別した場合、第１群と第３群は元の分布と同じ分布が得られ、また第２群の分布は元の分布と異なるものの、その中央値はほとんど変わらない分布が得られる。また、この選別方法は測定値と部品との対応関係をつけておくことなく、逐次選別することが出来る方法を提供しており、容易に所望の選別が行える方法、並びに装置を提供するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明における選別方法について説明する。
【００３０】
図１に３個の部品群に選別する例を示す。光通信用フェルールの内径分布を示しており、元の部品群は分布曲線６で示すように正規分布となっており、第１群１の分布曲線７、第２群２の分布曲線８、第３群３の分布曲線９を示すように、各群の分布はそれぞれ重なっており、上限範囲Ｌ１、下限範囲Ｌ２並びに下限範囲Ｌ３、上限範囲Ｌ４により３つに分割されている。
【００３１】
ここで、各群への選別方法を説明する。
【００３２】
まず、上記第１群１、第２群２、第３群３ごとにそれぞれ中央値Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３を設定する。
【００３３】
そして、第１群１の中央値Ｃ１以下の部品を第１群１に含め、中央値Ｃ１よりも大きい範囲は仮定した分布の発生確率に基づいて第１群１に含む部品を選別する。ここで、中央値Ｃ１よりも大きい範囲については、Ｃ１を中央値と仮定した正規分布に基づいて存在すべき確率を計算しておき、測定した部品の値に入るべき数量が入っていないときには第１群１に入れ、満たしているときには第２群２に入れる。
【００３４】
即ち、仮定した分布として予想分布曲線１０を定めておき、この予想分布曲線１０に基づいて選別を行うが、実測値が多くなってくれば実測値に基づいて得られた発生確率に補正することが好ましい。
【００３５】
次に、第３群についても同様の操作をする。即ち、第３群３の中央値Ｃ３以上の部品を第３群３に含め、中央値Ｃ３よりも小さな範囲は仮定した分布の発生確率に基づいて第３群３に含む部品を選別する。
【００３６】
即ち、仮定した分布として予想分布曲線１１を定めておき、この予想分布曲線１１に基づいて選別を行うが、実測値が多くなってくれば実測値に基づいて得られた発生確率に補正することが好ましい。
【００３７】
最後に、上記第１群、第３群の選別から漏れた部品を第２群２に含める。
【００３８】
このようにすると第１群１並びに第３群３には自然に正規分布と同等の分布が形成されることになり、第２群は元の部品群と同じ中央値Ｃ２を有する分布が得られることになる。
【００３９】
以上の選別方法を図２により説明する。
【００４０】
まず、選別する第１群〜第３群を設定し、その中央値Ｃ１〜Ｃ３を設定しておく。
【００４１】
次に、第１群、第３群の分布関数を仮定する。分布確率は中央値の数量Ｘ分布関数ということになる。したがって、中央値にひとつも入ってこなければ、分布確率は０となるため、第１群における中央値より大きな値の確率は存在せず、したがって、測定されたその領域の製品は全て第２群に入ることになる。
【００４２】
このような準備が出来た後、各フェルールの内径測定を開始する。測定値が得られると、これが第１群にはいるのか、第２群にはいるのか、第３群に入るかを選別する。第１群にはいった場合、それが中央値Ｃ１より大きいか小さいかの判別をする。判別をして小さい場合はそのまま第１群へ入れる。大きな場合、存在確率があるかを判定する。測定値の分布確率、並びにこれまで選別した数量を見て、これを第１群に入れても計算される存在確率を超えないかを計算し、超えるようであれば第２群に入れ、超えないようであれば第２群に入れる。測定値ならびに各群内個数をカウンタに入れる。
【００４３】
さらに、測定値の全体分布を逐次計算し、この分布を第１群、第３群の分布に計算し直し、測定値がある個数を超えた場合、この実測値の分布に切り替え、分布確率の計算補正に利用する。
【００４４】
以上の操作を第３群に対しても行うと、選別工程を通すことにより、所望の分布を要する３つの第１群〜第３群に自動的に選別することができる。
【００４５】
以上の実施形態では３個の部品群に選別する例を示したが、本発明の方法ではもっと多くの部品群に選別することもできる。
【００４６】
即ち、寸法、物性等の値がある分布を持った複数の部品を、上記分布と同等の分布を有するｎ個（ｎは５以上の奇数）の部品群に選別する場合は、以下の工程による。
【００４７】
予め、上記値の小さい方から順番に第１群〜第ｎ群として各部品群ごとにそれぞれ中央値Ｃ１〜Ｃｎを設定し、まず第１群の中央値Ｃ１以下の部品を第１群に含め、中央値Ｃ１よりも大きい範囲は仮定した分布の発生確率に基づいて第１群に含む部品を選別する。
【００４８】
次に、第ｍ群（ｍは１より大きく、（１＋ｎ）／２より小さい整数）の中央値Ｃｍ以下であって、第ｍ−１群から選別漏れした部品を第ｍ群に含め、中央値Ｃｍよりも大きい範囲は仮定した分布の発生確率に基づいて第ｍ群に含む部品を選別する。この工程をｍ＝２からｍ＝（１＋ｎ）／２−１まで繰り返す。
【００４９】
一方、第ｎ群の中央値Ｃｎ以上の部品を第ｎ群に含め、中央値Ｃｎよりも小さい範囲は仮定した分布の発生確率に基づいて第ｎ群に含む部品を選別する。
【００５０】
次に、第ｋ群（ｋは（１＋ｎ）／２より大きく、ｎより小さい整数）の中央値Ｃｋ以上であって、第ｋ＋１群から選別漏れした部品を第ｋ群に含め、中央値Ｃｋよりも小さい範囲は仮定した分布の発生確率に基づいて第ｋ群に含む部品を選別する。この工程をｍ＝ｎ−１からｍ＝（１＋ｎ）／２＋１まで繰り返す。
【００５１】
最後に、上記選別から漏れた部品を第（１＋ｎ）／２群に含めることにより、ｎ個の部品群に選別することができる。
【００５２】
以上の実施形態において、上記仮定した分布の発生確率は、実測値に基づいて得られた発生確率に補正することもできる。
【００５３】
また、本発明の選別方法を行うための選別機は、内径測定機能と上記選別アルゴリズムを有し、上記仮定した分布の発生確率を計算する機能を有するものを用いる。
【００５４】
以上の実施形態では光通信用フェルールの内径分布について説明したが、その他の各部位の寸法や特性の値について選別を行うこともできる。あるいは、光通信用フェルールに限らず、さまざまな部品の選別に本発明の方法を適用することができる。
【実施例】
【００５５】
内径測定器とアルゴリズムを持つ本発明の選別機を作成して選別を行った。
【００５６】
フェルールの選別領域は１２５．０−１２６．０μｍでこの範囲に入らないものについては不良とした。選別の領域は、第１群は１２５−１２５．５μ、第２群は１２５．２−１２５．７、第３群は１２５．５−１２６．０μｍとした。中央値はＣ１が１２５．２μｍ、Ｃ２が１２５．５μｍ、Ｃ３が１２５．７μｍとした。分布は最初、正規分布を仮定し、仮定した正規分布が各領域で存在するようにした。
【００５７】
このような条件に基づいて１０００本の測定を実施した場合、１２５μｍ以下の不良品が１０本、第１群が１７０本、第２群が５５０本、第３群が２５０本、１２６μｍ以上が２０本となるように選別された。
【００５８】
また、第１群、第３群の分布を調べてみると、予想したとおり、正規分布を持つ集団に選別されていた。
【００５９】
したがって、このような選別方法、並びに選別装置を用いると、フェルールの内径について、規定値と規定した分布を有する選別が出来ることを確認することが出来た。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は、フェルールにおける内径分布と内径の規定値の両者を設定でき、かつ一元的に選別できる選別方法並びに選別装置を提供するもので、低損失コネクタを実現するフェルールを提供する上で、必要不可欠なものである。
【００６１】
この選別方法並びに装置の提供により、これまでのフェルールの内径加工技術により加工したフェルールを無駄なく低損失コネクタ用フェルールに利用できるような選別技術を提供するものである。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明における部品選別方法を説明するための分布曲線を示す図である。
【図２】本発明における部品選別方法のアルゴリズムを示す図である。
【図３】フェルールに要求される同心度の分布図である。
【図４】フェルールに要求される内径の分布図である。
【図５】光コネクタのチューニングなしのときの分布図である。
【図６】光コネクタのチューニングしたときの分布図である。
【符号の説明】
【００６３】
１      第１群
２      第２群
３      第３群
Ｌ１    上限値
Ｌ２    下限値
Ｌ３    下限値
Ｌ４    上限値
Ｃ１    中央値
Ｃ２    中央値
Ｃ３    中央値
６      分布曲線
７      分布曲線
８      分布曲線
９      分布曲線
１０    測定途上での領域１分布
１０ａ  領域１（中央値より小）
１０ｂ  領域１仮想分布
１１    測定途上での領域３分布
１１ａ  領域３（中央値より大）
１１ｂ  領域３仮想分布
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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