CN105745523A - 用于检查缠绕的光纤的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于检查缠绕光纤以检测和表征缺陷的系统和方法。该方法包括利用来自光源的光照亮所述缠绕光纤并基于被缠绕光纤重定向至数字相机的测量光捕捉数字图像。所述方法还包括利用计算机处理所述数字图像以检测和表征所述缺陷。使用此处公开的系统和方法能够检测的缺陷类型包括气泡、磨损、穿孔、刮伤、表面污染、缠绕误差、周期尺寸误差、非周期尺寸误差以及压痕。

Description

用于检查缠绕的光纤的系统和方法
本申请要求根据35U.S.C§119于2013年9月12日提交的美国临时申请号No.61/876,861的权益，其内容作为依据并在此全部引入作为参考。
技术领域
本公开涉及光纤检测并特别涉及检测缠绕的光纤。
背景技术
光纤的制造主要涉及使预制体受热并在拉力下拉伸预制体以制造光纤。多个其他的操作，例如涂覆，通常作为制造过程的一部分执行。最终的光纤通常缠绕到能容纳从数百米直到数千米光纤的储存绕线筒上。
光纤在制造过程中被检查。通常在先于光纤被自身层层缠绕到用于储存的绕线筒上之前作为一个独立的部分对光纤执行这类检查。
当前，储存绕线筒上的光纤的检查是手动完成的，并且因此是一种繁重的和劳动密集型的操作。在手动检查中，操作者必须利用视觉针对多种不同的缺陷检查缠绕光纤，其中某些缺陷比其他的容易认出。例如，光纤涂层的磨损和微小缺陷(如气泡和穿孔)由于光纤的亮反射性表面和较小直径而容易被漏掉。而且，储存绕线筒上的一层光纤能够代表超过一千圈，这使得检测过程变得艰巨。
发明内容
本公开的第一方面是一种检查在绕线筒上缠绕的光纤的方法。该方法包括：用来自至少第一照明方向的照明光来照亮所述缠绕的光纤；从至少一个检测方向捕获从缠绕的光纤重定向作为测量光的照明光的至少一个数字图像；以及处理所述至少一个数字图像以检测和表征缠绕的光纤的至少一个缺陷。
本公开的另一方面是一种检查缠绕的光纤的方法。该方法包括：照亮所述缠绕的光纤以产生测量光；旋转所述缠绕的光纤；在旋转过程中基于测量光捕获缠绕的光纤的多个数字图像；以及处理多个数字图像以表征所述缠绕的光纤的至少一个缺陷。
本公开的另一方面是一种检查在绕线筒上缠绕的光纤的系统。该系统包括：第一光源，布置成采用来自第一照明方向的光照亮所述缠绕的光纤；数字相机，布置成用于从一检测方向捕获从缠绕的光纤反射和散射中的至少一种的光的至少一个数字图像；以及计算机，适于处理所述至少一个数字图像以表征所述缠绕的光纤的至少一个缺陷。
另外的特征和优点在下文的详细说明部分阐明，并根据说明书部分地对本领域技术人员来说容易明显或通过实施说明书以及权利要求书和附图中描述的实施例而认识到。可以理解的是前文的总体说明和下文的详细说明仅仅是示例性的并意图提供用于理解权利要求性质和特性的综述或框架。
附图说明
附图被包括在此用于提供进一步的理解并引入和构成说明书的一部分。附图描绘了一个或更多实施例，并与详细说明一起用来解释不同实施例的原理和操作。由此，基于如下的详细说明和结合附图，本发明会更全面的被理解，其中：
附图1A是包含缠绕的光纤的示例性绕线筒的高视角；
附图1B是空的绕线筒的高视角；
附图2是示例性光纤的局部剖视图；
附图3A是根据第一实施例配置为执行缠绕的光纤测量以检测其中缺陷的示例性测量系统的高视角；
附图3B是附图3A的测量系统的原理性自上而下视图，示出了照明和检测方向以及测量角度；
附图4A由测量系统的数字相机捕捉的数字图像处理后的示例性表示，其中缺陷的位置基于散射测量光计算；
附图4B是绕线筒的背面视图，示出了在特写镜头插图中数字图像是怎样包含关于沿检测方向由数字相机拍摄到的缠绕的光纤边缘的强度变化信息的；
附图5A和6A是使用附图3A的测量系统捕获的缠绕的光纤的两个不同绕线筒的数字图像，而5B和6B是附图5A和6A的数字图像中平均强度IA(y)相对y位置的图，相应地，其中该图示出了具有深度超过阈值(附图5B)和深度低于阈值(附图6B)的多个谷；
附图7A类似于附图3A并示出了根据第二实施例配置为执行缠绕的光纤测量以检测其中缺陷的测量系统的示例性配置；
附图7B到7D是附图7A的测量系统的原理性自上而下视图，示出对于附图7A中测量系统的三种变型后示例性配置的照明和检测方向；
附图8A和8B是使用附图7A的测量系统获得的缠绕的光纤前侧的两个示例性数字图像，其中照明产生了一条可以用于处理以提取缺陷信息的饱和反射线；
附图8C是带有参考线的附图8A的反射线顶部和底部边缘的边缘测量的原理性表示；
附图8D是附图8B的数字图像顶部和底部区域的2D傅里叶变换，并示出了光纤涂层直径中周期性缺陷的特征；
附图9A类似于附图3A和7A并示出了根据第三实施例配置为执行缠绕光纤测量以检测其中缺陷的示例性测量系统；
附图9B是附图9A的测量系统的原理性自上而下视图，示出了照明和检测方向以及测量角度；
附图10为使用附图9A的测量系统照亮的缠绕的光纤的数字图像；
附图11A类似于附图3A，7A和9A并示出了根据第四实施例用于执行缠绕光纤中缺陷测量的测量系统的示例性配置；
附图11B是附图11A的测量系统的原理性自上而下视图，示出了照明和检测方向以及测量角度；
附图12A是使用附图11A的测量系统捕捉的数字图像的一部分，并示出了具有来自光源的直接反射(底部)的测量光以及在其中分析漫反射测量光的狭窄区域；
附图12B是为了易于说明而作为负像(如黑白颠倒)展示的缠绕光纤表面的整个周长的数字示意图像，其中磨损缺陷显示为较长的垂直线；
附图13A类似于附图3A，7A，9A和11A并示出了根据第五实施例用于执行缠绕光纤中缺陷测量的测量系统的示例性配置；
附图13B是附图13A的测量系统的原理性自上而下视图，示出了照明和检测方向以及测量角度；
附图14A示出了展示从缠绕光纤表面反射的测量光中所发生变化的所捕捉的部分数字图像；
附图14B示出了附图14A的数字图像相对于水平参考线的平均变化dY(z)，该水平参考线示出了缠绕光纤表面中的压痕缺陷的位置；
附图14C示意性地描绘了绕线筒旋转过程中捕获的14个数字图像帧的合并结果dY(z)；
附图14D示出了通过对附图14C的数据沿Y轴积分计算出的隆起和凹陷缺陷的3D扫描表面(等值线图)；
附图14E示出了具有被识别的压痕缺陷的示例性绕线筒；
附图15是根据采用两个数字相机的第六实施例用于执行缠绕光纤中缺陷测量的测量系统的示例性配置的高视角；
附图16是附图15的测量系统中的一个数字相机拍摄的绕线筒的示例性数字图像；以及
附图17示出了在绕线筒一个360°旋转期间使用附图15的测量系统由其中一个数字相机捕获的数字图像的合集。
具体实施方式
现在详细参考本发明不同的实施例，它们的例子在附图中描绘。只要可能，相同或相似的附图标记和标志被使用在贯穿所有附图中，用以指代相同或相似的部件。附图不必要按尺寸来，并且本领域的技术人员可以认识到附图已经被简化用来说明本发明公开的关键方面。
下文阐明的权利要求被引入并构成详细说明的一部分。
任何公开的全部说明书或此处提到的专利文件并并入作为参考。
为了参考的目的，笛卡尔坐标系在某些附图中示出，并不是想作为对方向或方位的限制。
附图1A是示例性的绕线筒10的高视角，其包括光纤20缠绕并因此储存在绕线筒上。附图1B是空的绕线筒10的高视角。绕线筒10包括凸缘12A和12B并由光纤20可以缠绕在其上的中间圆柱杆14连接。凸缘12A和12B包括相对的内表面16A和16B。储存在绕线筒10上的光纤20的长度范围可以从数十或数百米到数千米。在绕线筒10上可能有几千圈光纤20。缠绕在绕线筒10上的光纤20此处称为“缠绕的光纤”20W，光纤20可以是在其被缠绕到绕线筒10上之后将会从检测中受益的任意种类的光纤。下文提及绕线筒10指代包括缠绕光纤20W的绕线筒，除非另有说明。
附图2示例性光纤20的局部剖视图并示出芯22，围绕芯的包层24，以及围绕包层的缓冲涂层(“涂层”)26。涂层26具有界定光纤20外表面的外表面28。缠绕光纤20W可能具有一个或更多缺陷，例如气泡、磨损、穿孔、刮伤、表面污染、裂缝、破裂、缠绕误差、周期尺寸误差、非周期尺寸误差以及压痕。
第一实施例
附图3A是根据第一实施例配置为执行缠绕光纤20W中缺陷测量的测量系统30的高视角。测量系统30包括发射照明光52的光源50，以及数字相机70。光源50和数字相机70沿轴A1布置，以及绕线筒10沿光源和数字相机之间的轴A1布置从而光源和数字相机基本上面对缠绕光纤20W的相对两侧。在一个例子中，照明方向和检测方向基本上关于绕线筒10的180°分离定位。缠绕光纤20W的前侧21F面对光源50，而背侧21B面对数字相机70。通过缠绕光纤20W到达数字相机70的光52此处称为测量光52M。
附图3B是系统30的一部分的自上而下示意图，示出了入射到缠绕光纤20W上的照明光52的照明方向ID和被数字相机70接收的测量光52M方向(即，检测方向DD)。
数字相机70配置为捕捉一个或多个数字图像(如静态图像，一系列数字图像，视频图像等)以及产生电子地体现所述一个或多个数字图像的多个相机信号SC。绕线筒10由支撑部件80支撑，例如工作台。支撑部件80可以包括轴杆(参见附图13A，在下文介绍和讨论)。在一个例子中，支撑部件80可以围绕与圆柱绕线筒10的中轴AC对应的旋转轴AR旋转。在另一个例子中，支撑部件是固定的并允许绕线筒10旋转(如围绕前述的轴杆)。在一个例子中，绕线筒10被驱动(如被旋转橡胶轮(未示出)挤压凸缘12A或12b的一个)从而使其围绕它的中轴AC旋转。
测量系统30具有电连接到数字相机70的计算机90。计算机90可以是任意类型的计算机，例如个人电脑或工作站。计算机90优选地包括任意多个商业化可用的微处理器，将处理器连接到存储装置的合适的总线结构，存储装置例如硬盘驱动，以及合适的输入和输出装置(如键盘92和显示器94)。计算机90可以通过体现在计算机可读介质(如存储器，处理器等)中的指令被编程从而使计算机处理多个相机信号SC以表征缠绕光纤20W中的一个或多个缺陷。
在一个例子中，计算机90包括体现在计算机可读介质中的用于执行至少一个如下进程的指令：边缘检测，平均，相关，自相关，卷积，去卷积，傅里叶变换和滤波器(即，滤波器处理或滤波)。
在测量系统30的操作中，光源50发射照亮缠绕光纤20W的前侧21F的光52。光52的一部分耦合到缠绕光纤20W的涂层26中并传播到缠绕光纤的后侧21B，在这里被捕获的光从涂层的外表面28出射(如通过散射)作为被数字相机70检测到的测量光52M。
附图3A的特写镜头插图示出了位于缠绕光纤20W后侧21B的部分。涂层26具有例如气泡，穿孔等的缺陷，其引起散射测量光52M，在由数字相机70捕捉的示例性数字图像72中以亮点的形式显示出来。
附图4A是数字相机70捕捉的处理后的数字图像72的示例性表示。处理后的数字图像72示出了基于检测到的散射测量光52M计算出的缺陷74。处理后的数字图像72还示出了计算出的缠绕光纤20W的边缘76。在靠近凸缘12A(在附图4A中未示出)的地方示出缠绕缺陷74W。所述缠绕缺陷74W示出了光纤20是如何没有均匀缠绕的并因此在凸缘12A聚成一团的。当光纤20被缠绕到绕线筒10上时这是缠绕问题的指示，并且所述缠绕问题可能已经引起缠绕光纤20W中其他的缺陷。
在一个示例性实施例中，数字相机70能够放大缠绕光纤20W的后侧21B以得到更近看到散射光52M。在另一个实施例中，带有显微镜头的不同的相机(未示出)可以被使用以获得后侧21B更特写的镜头。在一个例子中，去卷积处理(如在计算机90上运行的去卷积算法)被用来处理数字图像72(或多个数字图像)以获得缺陷位置。位置分析可以被使用以滤掉源自代表灰尘颗粒或穿孔的随机位置PR的散射光52M，而同时检测来自例如代表涂层气泡缺陷的匹配位置的非随机位置PNR的散射光(也参见附图3A)。此后计算缺陷74的密度和线性分布，以及为了判断通过/失效，将缺陷计数与缺陷计数阈值比较。
附图4B示出了由数字相机70看到的以后侧21B方向视角的绕线筒10。从本视图中，缠绕光纤20W具有边缘27A和27B。在一个例子中，边缘27A和27B被测量和与参考REF比较，例如直的边缘或线。测量边缘高度的变化HA(z)和HB(z)并与阈值比较。
在不同的例子中，比较两个测得的边缘高度HA(z)和HB(z)。示例性的比较包括计算AH(z)＝HA(z)-HB(z)，最佳拟合多项式计算，|ΔH|＝|HA(z)-HB(z)|，HA*HB(卷积)或HA☆HB(相关)，去卷积F{HA(z)}·F{HA(z)}(其中F表示傅里叶变换)，或应用在本领域用以执行两组测量数据的统计分析的类似的比较类型函数。
附图4B包括示出了测得的边缘27A和27B的相应部分特写视角的插图，其展示出与参考REF一起的HA(z)和HB(z)。在一个例子中，测得的高度HA(z)和HB(z)被滤波以移除与独立光纤20相关高频成分从而作为Z位置(即，沿边缘27A和27B)函数的低频变化更容易被识别。在一个例子中，标准边缘检测算法可以被用于检测与黑暗背景相对的明亮边缘27A和27B。
附图5A和6A是使用附图3A的系统30的配置由数字相机70捕获和光源50照亮的缠绕光纤20W的两个不同绕线筒的两个图像72。附图5A的图像72比附图6A的图像在中间部分具有更高的光强和更小的动态反差幅度(暗淡的光纤)，这意味着由沿着缠绕光纤20W的整个长度的微小磨损引起的更高的散射。
附图5B和6B分别画出了附图5A和6A的图像72的平均光强分布IA(y)。针对每个y位置的平均强度IA(y)可以按照IA(y)＝∑IA(z，y)/N或通过取沿着z方向的N个像素的一些子集的中值计算。中间深度，斜率，曲线的全部面积，积分的残差∑(IA(y)-IE(y))(其中IE＝“预期强度”，如理想的或“好的”强度)或一些其他的从强度曲线IA(y)导出的度量值能够被用于与阈值比较从而判断绕线筒10的通过/失效。阈值可以从分析好的绕线筒10的度量值导出。阈值也可以是涂层类型、每个绕线筒10的光纤长度以及类似性质的函数。
在附图5B和6B的图中，谷91的深度与阈值93比较。在附图5B的图中，谷91位于阈值93上方，说明缠绕光纤20W具有不可接受程度的微小磨损缺陷。附图6B的图示出了绕线筒10具有可接受深度的谷91，即谷在低于阈值93的位置延伸，指示一个可接受程度的微小磨损。
在一个例子中，可以利用多个数字图像72重复进行测量进程，多个图像采用不同的暴露度捕获以覆盖数字图像中大的动态范围和利用不同的旋转位置的绕线筒10捕获以覆盖缠绕光纤20W的整个周长。
第二实施例
附图7A示出了类似于附图3A的测量系统30的示例性配置，但是其中光源50和数字相机70位于缠绕光纤20W的前侧26F，并且在一个例子中，具有小的方向夹角或没有方向夹角。附图7B到7D是类似于附图3B的示意性自上而下视图，示出照明光52入射的照明方向ID和数字相机70检测到的测量光52M的检测方向DD。附图7C示出了一个例子，其中分光镜BS被使用以允许照明光52和测量光52M共用同一条光路的一部分，即相同的方向。附图7C示出了一个实施例，其中在照明和检测方向之间有一个小的测量角θ，如θ≤10°。
在第二实施例中，测量光52M基本上沿着照明光52的方向返回数字相机70。缠绕光纤20W界定的圆柱形前面21F产生饱和反射线120，如附图8A和8B的数字图像72中所示的。反射线120具有相应的顶部和底部边缘122T和122B，其可以被计算机90处理以提取缺陷信息。附图8C提取自附图8A的数字图像72的反射线120中，示意性表示顶部和底部边缘122T和122B的边缘的测量值。参考线REF也被示出。
如果光纤20具有周期性或准周期性变化涂层直径形式的缺陷，那么缠绕光纤20W的圆柱表面会具有微变化，该微变化会周期性地或准周期性地改变假设从完美光纤得到的预期的来自缠绕光纤的反射角。所述周期的或准周期的涂层直径不完美自身显示成光强123T和123B沿饱和边缘两侧的轴线Y的周期的或准周期的变化。
在一个例子中，计算机90执行至少一部分数字图像72的2D傅里叶分析。附图8D是附图8B的数字图像72的顶部和底部区域123T和123B的2D傅里叶变换并且涂层26厚度中具有周期的或准周期缺陷74签名。这种缺陷74落入周期性尺寸误差的范畴。
第三实施例
附图9A示出了类似于附图3A和7A的测量系统30的示例性配置，但是其中光源50和数字相机70被布置从而照明光52的照明方向和测量光52M的检测方向定义了一个范围从大约80°到大约150°的测量角θ，例如大约130°。
附图9B是附图9A的测量系统30的示意性自上而下视图，示出了沿着照明方向ID到缠绕光纤20W传播的照明光52，以及沿着检测方向DD从缠绕光纤到数字相机70传播的测量光52M。在照明方向ID和检测方向DD之间的测量角θ也被示出。
附图10是使用如附图9A和9B所示而配置的测量系统30照亮的缠绕光纤20W的数字图像72。类似于第二实施例，分析由缠绕光纤20W顶层表面直接反射测量光52M的明亮饱和区域(线)120。边缘检测算法被使用以找到反射的顶部边缘133的形状。中值滤波器被使用以平滑顶部边缘133。对高于平滑后的顶部边缘133的单独的孤立峰132进行计数，其指示涂层直径中有高频变化和多个磨损短区域的单根的光纤线。为了确定绕线筒10的通过/失效，将缺陷计数与阈值计数比较。
第四实施例
附图11A示出了类似于附图7A的测量系统30的示例性配置，其中数字相机70被放置用于接收漫射的测量光52M而不是直接反射的测量光。附图11B是附图11A的测量系统20的示意性的自上而下视图，示出了照明方向ID，直接反射方向DR和检测方向DD，连通测量角θ一起。
为了利用附图11A的测量系统30执行测量，当数字相机70捕捉一系列的N个数字图像(如视频图像)，如几十到几百个帧的时候绕线筒10旋转360°。然后处理并分析每个远高于或低于直接反射线120(参见附图12A)的数字图像72位于狭窄区域135内部的像素(mY像素高，如一到数十个高像素)以检测狭窄区域135中的漫反射测量光52M的任意不均匀性。这种不均匀性通常由磨损，表面污染和灰尘颗粒引起。示例性的处理包括计算狭窄区域135在每个Z位置的所有mY像素的最大值，平均值或中值。每个图像处理的结果是特定图像n的强度函数<In(z)>。
附图12A是使用附图11A的测量系统30捕捉的示例性数字图像72的一部分，并示出了包括来自光源50的直接反射区域120(底部)的测量光52M。对于由一种或多种类型的表面缺陷74引起的光52的漫射而检测到的测量光52M，分析直接反射区域120上方的狭窄区域135。在完全的360°旋转之后，所有N个强度函数<In(z)>被合并成新的2D强度函数<In(z，n)>，其代表缠绕光纤20W的表面整个周长L的合并数字图像72C。
附图12B是缠绕光纤20W的表面的整个周长L的新数字图像73的示意性视图，为了易于说明的目的以负像(即黑白颠倒)示出。深色线因此描述检测到的测量光52M。数字图像73示出涂层外表面28中的磨损缺陷134A，其在数字图像中显示为瘦长的垂直线。
缠绕光纤20W的整个周长L的合并数字图像72C使用例如标准骨架二值滤波的方式被处理以计算磨损到达的全部长度132。为了判断绕线筒10的磨损缺陷134A的通过/失效，将所得结果与阈值比较。
第五实施例
附图13A示出类似于附图11A的测量系统30的示例性配置，但光源50与数字相机70隔开小于90°例如在大约20°和60°之间的测量角θ。为了执行一次测量，当数字相机70捕捉一系列的数字图像(如视频图像)的时候绕线筒10旋转360°，如几十到几百个帧。数字图像72可以被实时处理或稍后处理并用于缺陷74的分析。附图13B是附图13A的系统30的一部分自上而下视图，并示出了示例性的测量角θ。附图13A描绘了其中的支撑部件80包括轴杆的一个示例性实施例。
附图14A示出了捕捉到的一个数字图像72(如n个视频帧的一个)的一部分。白线120这样描述测量光52M的饱和反射。在反射区域中存在缠绕光纤20W的绕线筒10理想圆柱面的情况下，测量光52M形成完美直线，所示为参考线REF。
沿z轴方向相对于完美水平参考线REF的线位移dY(z)的平均位置在附图14B中示出。这里的线位移dY(z)代表光纤表面相比于理想圆柱形状的斜率的低频变化。所以函数dY(z)代表斜率Y(z)。大的扰动代表非零斜率的表面凹陷缺陷74D。这类缺陷74D可能由这样引起，例如在操作或运输过程中由绕线筒10的凸缘撞击另外一个绕线筒的缠绕光纤20W。
附图14C示意性地描述了来自在绕线筒10旋转期间捕获的14个数字图像(“帧”F1到F14)72的dY(z)计算的合并结果。可以看出帧F2直到F12之间都有明显的斜率变化，其中斜率从负到正变化。这代表表面凹陷的区域或压痕缺陷74D。在一个例子中，处理的函数dY(z)可以被用于产生代表缠绕光纤20W的3D扫描表面。
附图14D示出了一个隆起和凹陷区域(如缺陷74D)的3D扫描表面(等值线图)，其通过沿Y轴积分来自附图14C的数据计算得到。
附图14E示出了在处理数字图像72之后带有被识别的压痕缺陷74D的绕线筒10并在旋转中持续追踪绕线筒的方位从而数字图像可以与缠绕光纤20W上的多个位置匹配。然后分析计算出的表面凹陷和隆起的变化以表征压痕缺陷74D，如每个压痕的大小和深度。在一个例子中，3D可以以如附图14D所示的强度等值线图的形式表示。
第六实施例
附图15示出了包括两个数字相机70A和70B的测量系统30的一部分的示例性配置。光源50基本上上直直地(如基本上上垂直入射)照亮缠绕光纤20W的前侧21F，而数字相机70A和70B被分别引导到凸缘12A和12B的内表面16A和16B。
绕线筒10旋转360°并且数字图像72(如几百个视频帧)被每一个数字相机70A和70B捕捉。通过引导相机70A和70B去给凸缘12A和12B的相对内表面16A和16B成像，能够对着内表面看见测量光52M。
附图16是绕线筒10的图像72和数字相机70A捕获的缠绕光纤20W。附图16的图像72示出了缠绕误差缺陷74W，其采用一条顶着凸缘12A的内表面16A的孤立的单环光纤20的形式。在凸缘12A的内表面16A上可见的外部目标缺陷74F(如一片胶带)也是可见的。
附图17示出了绕线筒360°旋转期间捕获的整套数字图像72，并与凸缘12A整个周长的联合数字图像72C合并。缺陷74W和74F都在联合数字图像72C上呈现出来。标准图像处理，过滤，边缘检测，骨架和线性检测算法被使用以检测对着凸缘12A的缺陷74W和74F，计算缺陷的度量值然后为了判断绕线筒10的通过/失效/重做，再将结果与阈值比较。
虽然上文描述的测量系统30已经与不同的实施例联系在一起描述，要注意的是单独的测量系统能够被配置成能够执行此处说明的所有不同实施例的测量的形式。
进一步的，对本领域技术人员明显的是可以针对此处说明的本公开的优选实施例做出不同的修改，而不脱离附加权利要求限定的本公开的精神和范围。因此，本公开覆盖修改和变化，只要它们落在附加的权利要求和另外等价的范围内。

Claims (20)

1.一种检查在绕线筒上缠绕的光纤的方法，包括：
利用来自至少第一照明方向的照明光来照亮所述缠绕的光纤；
从至少一个检测方向捕获从缠绕的光纤重定向作为测量光的照明光的至少一个数字图像；以及
处理所述至少一个数字图像以检测和表征缠绕的光纤的至少一个缺陷。
2.如权利要求1所述的方法，其中至少第一照明方向和至少一个检测方向相对于所述绕线筒处于大约180°的方位。
3.如权利要求1所述的方法，其中至少一个第一照明方向和至少一个检测方向相对于所述绕线筒处于大约90°的方位。
4.如权利要求1所述的方法，其中至少一个第一照明方向和至少一个检测方向相对于所述绕线筒处于大约45°的方位。
5.如权利要求1所述的方法，其中至少一个第一照明方向和至少一个检测方向相对于所述绕线筒处于大约10°或更小的方位。
6.如权利要求1所述的方法，进一步包括第二照明方向，其中第一照明方向相对于检测方向在+30°和+60°之间，以及第二照明方向相对于检测方向在-30°和-60°之间。
7.如权利要求1-6中任一项所述的方法，进一步包括围绕中央绕线筒轴旋转所述绕线筒并在旋转期间捕捉旋转的缠绕光纤的多个数字图像。
8.如权利要求1-7中任一项所述的方法，其中至少一个缺陷是从包括下列的缺陷组中选择的：气泡、磨损、穿孔、刮伤、表面污染、缠绕误差、周期尺寸误差、非周期尺寸误差以及压痕。
9.如权利要求1-5中任一项所述的方法，其中至少一个数字图像包括多个视频帧，以及进一步包括在捕捉所述多个视频帧的同时旋转所述绕线筒。
10.如权利要求1-7中任一项所述的方法，其中处理所述至少一个数字图像包括执行如下的至少一种：平均，相关，自相关，卷积，去卷积，傅里叶变换和滤波。
11.如权利要求1所述的方法，进一步包括沿着第一和第二检测方向捕获第一和第二数字图像。
12.如权利要求1-7中任一项所述的方法，其中照明光是通过反射、散射和漫射中的至少一个重定向。
13.一种检查缠绕的光纤的方法，包括：
照亮缠绕的光纤以产生测量光；
旋转所述缠绕的光纤；
在旋转期间基于测量光捕捉缠绕的光纤的多个数字图像；以及
处理所述多个数字图像以表征缠绕的光纤的至少一个缺陷。
14.如权利要求13所述的方法，其中处理包括执行如下的至少一种：平均，相关，自相关，卷积，去卷积，傅里叶变换和滤波。
15.如权利要求13或14所述的方法，其中至少一种缺陷是从包括下列的缺陷组中选择的：气泡、磨损、穿孔、刮伤、表面污染、缠绕误差、周期尺寸误差、非周期尺寸误差以及压痕。
16.如权利要求13-15中任一项所述的方法，其中多个数字图像是由多个数字相机捕捉的。
17.一种检查在绕线筒上的缠绕的光纤的系统，包括：
第一光源，布置成利用来自第一照明方向的光照亮缠绕的光纤；
数字相机，布置成从检测方向捕捉从缠绕的光纤反射、漫射和散射中的至少一种的光的至少一个数字图像；以及
计算机，适用于处理所述至少一个数字图像以表征缠绕的光纤的至少一个缺陷。
18.如权利要求17所述的系统，其中至少一种缺陷是从包括下列的缺陷组中选择的：气泡、磨损、穿孔、刮伤、表面污染、缠绕误差、周期尺寸误差、非周期尺寸误差以及压痕。
19.如权利要求17或18所述的系统，其中计算机适用于执行如下处理组中选择的至少一种处理：平均，相关，自相关，卷积，去卷积，傅里叶变换和滤波。
20.如权利要求17-19中任一项所述的系统，其中至少一个数字图像包括覆盖缠绕光纤整个周长的多个数字图像。
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