CN113518892A - 塑料光纤的芯径测量方法及用于该塑料光纤的芯径测量方法的塑料光纤的芯径测量装置、塑料光纤的缺陷检测方法及用于该塑料光纤的缺陷检测方法的塑料光纤的缺陷检测装置 - Google Patents

Abstract

为了提供一种能够准确地测量塑料光纤(POF)的芯径的POF的芯径测量方法及POF的芯径测量装置、POF的缺陷检测方法及用于该POF的缺陷检测方法的POF的缺陷检测装置，具备朝向POF(1)的侧面照射光的光照射机构(2、2')、设置于相对于上述POF(1)与上述光照射机构(2、2')相反的一侧的摄像机构(3、3')、以及对由上述摄像机构(3、3')得到的POF(1)的图像数据进行处理来计算POF(1)的芯径的数据处理机构，将上述光照射机构(2、2')的发光宽度设为W，将上述光照射机构(2、2')的发光位置与上述POF(1)的侧面之间的最短距离设为D，将上述光照射机构(2、2')配置为使最短距离D相对于上述发光宽度W的比(D/W)为0.9～1.3。

Description

塑料光纤的芯径测量方法及用于该塑料光纤的芯径测量方法 的塑料光纤的芯径测量装置、塑料光纤的缺陷检测方法及用 于该塑料光纤的缺陷检测方法的塑料光纤的缺陷检测装置

技术领域

本发明涉及一种测量用于通信用途等的塑料光纤(以下有时称作“POF”)的芯径的方法及用于该方法的POF的芯径测量装置、POF的缺陷检测方法及用于该缺陷检测方法的POF的缺陷检测装置，更详细地说，涉及一种能够在POF的制造工序中在线上连续地测量POF的芯径的方法及其装置、能够检测POF的缺陷的方法及其装置。

背景技术

POF由于材料为塑料而轻量且具有良好的可挠性，并且能够以低成本进行制造，因此近年来需求正逐渐扩大。一般来说，这样的POF是利用对通过熔融挤出成形、边界凝胶聚合法形成的预制件进行熔融加热延伸的方法等来制造。但是，当使用于制造POF的装置连续地长时间运转时，有时难以确保均匀的品质。

因此，例如在专利文献1中，提出了一种一边进行制造一边测量光传输损失以使制造出的POF的产品质量(光信号的传输损失)提高的检查装置。另外，在专利文献2中提出了一种检测聚合物包层光纤的覆盖的异常部的覆盖异常部检测方法，以应对可靠性的要求。

然而，专利文献1的检查装置是激光实际地通过POF的芯内来确认激光的散射的程度并测量POF的光损失，虽然能够判断芯是否产生了缺陷(异物、龟裂、气泡等)，但无法测量所形成的芯的直径。

另外，专利文献2的检测方法是使检查光入射于POF并通过POF的图像中的亮度的随时间的变化来判定是否从该覆盖包层的异常部向外部泄漏了检查光，基于此来检测异常部。但是，该检测方法也与上述专利文献1同样无法测量所形成的芯的直径。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-2002号公报

专利文献2：日本特开2016-85138号公报

发明内容

发明要解决的问题

另一方面，由于POF中的芯径的变动会引起带宽的减小，因此提供始终稳定的芯径的POF对于提高光通信的可靠性而言是重要的。因此，因为只要能够连续地进行芯径的准确的测量，就能够在线上仅将芯径偏离了规定的范围的POF排除，因此强烈要求确立该技术。另外，因为只要能够连续地进行POF的缺陷的检测，就能够在线上仅将具有缺陷的部位排除，因此也期待确立该技术。

本发明是鉴于这样的情况而完成的，提供一种能够准确地测量POF的芯径的POF的芯径测量方法及用于该芯径测量方法的POF的芯径测量装置、POF的缺陷检测方法及用于该缺陷检测方法的POF的缺陷检测装置。

用于解决问题的方案

为了达成上述的目的，本发明提供以下的[1]～[14]。

[1]一种POF的芯径测量方法，用于测量POF的芯径，所述POF的芯径测量方法包括以下工序：摄像工序，设置朝向所述POF的一个侧面照射光的光照射机构和拍摄所述POF的、被照射光的侧面的相反侧的侧面的摄像机构，从所述光照射机构向POF的侧面照射光，通过所述摄像机构来拍摄所述POF的相反侧的侧面，来得到图像数据；以及数据处理工序，对由所述摄像机构得到的POF的图像数据进行处理，其中，在所述摄像工序中，将所述光照射机构的发光宽度设为W，将光照射机构的发光位置与所述POF的侧面之间的最短距离设为D，将所述光照射机构和POF配置为使最短距离D相对于所述发光宽度W的比即D/W为0.9～1.3，在所述数据处理工序中，根据所述POF的图像数据来获取POF的侧面的光强度分布，基于所述光强度分布来计算所述POF的芯径。

[2]在[1]所记载的POF的芯径测量方法中，在所述摄像工序中，从至少两个方向对所述POF进行光照射和拍摄来得到所述POF的、方向不同的至少两个侧面的图像数据，并且，在所述数据处理工序中，基于根据所述至少两个图像数据获取到的光强度分布来计算所述POF的芯径。

[3]在[1]或[2]所记载的POF的芯径测量方法中，在所述数据处理工序中，基于根据所述POF的图像数据获取到的POF的径向上的光强度分布，来计算所述POF的芯径以及包层径。

[4]在[3]所记载的POF的芯径测量方法中，在所述数据处理工序中，基于计算出的所述POF的芯径和包层径来计算所述POF的芯的偏心量。

[5]一种POF的芯径测量装置，测量具有芯和包层的POF的芯径，所述芯径测量装置具备：光照射机构，其朝向所述POF的一个侧面照射光；摄像机构，其设置于相对于所述POF与所述光照射机构相反的一侧，所述光照射机构拍摄所述POF的、被照射光的侧面的相反侧的侧面；以及数据处理机构，其对由所述摄像机构得到的POF的图像数据进行处理，其中，将所述光照射机构的发光宽度设为W，将所述光照射机构的发光位置与所述POF的侧面之间的最短距离设为D，所述光照射机构被配置为使最短距离D相对于所述发光宽度W的比即D/W为0.9～1.3，所述数据处理机构被设定为：根据所述POF的图像数据来获取POF的径向上的光强度分布，基于所述光强度分布来计算所述POF的芯径。

[6]在[5]所记载的POF的芯径测量装置中，对所述POF至少从两个方向进行利用所述光照射机构进行的光照射和利用摄像机构进行的拍摄，得到所述POF的、方向不同的至少两个侧面的图像数据，所述数据处理机构被设定为：基于根据所述至少两个图像数据获取到的光强度分布，来计算所述POF的芯径。

[7]在[6]所记载的POF的芯径测量装置中，包括隔着所述POF相对的光照射机构和摄像机构的摄像单元以相对于POF而言方向不同的配置设置有至少两组。

[8]在[6]所记载的POF的芯径测量装置中，包括隔着所述POF相对的光照射机构和摄像机构的摄像单元设置有单独一组，所述POF与所述摄像单元的相对配置能够变更。

[9]在[5]～[8]中的任一项所记载的POF的芯径测量装置中，所述数据处理机构被设定为：基于根据所述POF的图像数据获取到的POF的径向上的光强度分布，来计算所述POF的芯径和包层径。

[10]在[9]所记载的POF的芯径测量装置中，所述数据处理机构被设定为：基于计算出的所述POF的芯径和包层径，来计算所述POF的芯的偏心量。

[11]一种POF的缺陷检测方法，用于检测POF的缺陷，所述POF的缺陷检测方法包括以下工序：摄像工序，设置朝向所述POF的一个侧面照射光的光照射机构和所述光照射机构对应的拍摄所述POF的、被照射光的侧面的相反侧的侧面的摄像机构，所述光照射机构均向POF的侧面照射光，并通过与所述光照射机构对应的摄像机构来拍摄所述POF的相反侧的侧面，来得到图像数据；以及数据处理工序，对由所述摄像机构得到的图像数据进行处理，其中，在所述摄像工序中，将所述光照射机构的发光宽度设为W，将光照射机构的发光位置与所述POF的侧面之间的最短距离设为D，将所述光照射机构和POF配置为使最短距离D相对于所述发光宽度W的比即D/W均为0.9～1.3，在所述摄像工序中，从至少两个方向对所述POF进行光照射和拍摄来得到所述POF的、方向不同的至少两个侧面的图像数据，并且，在所述数据处理工序中，根据至少两个所述图像数据来获取POF的侧面的至少两个光强度分布，基于所述至少两个光强度分布来检测所述POF的缺陷。

[12]一种POF的缺陷检测装置，检测POF的缺陷，所述POF的缺陷检测装置具备：摄像机构，其设置朝向所述POF的一个侧面照射光的光照射机构和与所述光照射机构对应的拍摄所述POF的、被照射光的侧面的相反侧的侧面的摄像机构，所述光照射机构均向POF的侧面照射光，通过与所述光照射机构对应的摄像机构来拍摄所述POF的相反侧的侧面，来得到图像数据；以及数据处理机构，其对由所述摄像机构得到的图像数据进行处理，其中，将所述光照射机构的发光宽度设为W，将光照射机构的发光位置与所述POF的侧面之间的最短距离设为D，所述光照射机构被配置为使最短距离D相对于所述发光宽度W的比即D/W均为0.9～1.3，在所述摄像工序中，从至少两个方向对所述POF进行光照射和拍摄来得到所述POF的、方向不同的至少两个侧面的图像数据，所述数据处理机构被设定为：基于根据至少两个所述图像数据获取到的光强度分布，来检测所述POF的缺陷。

[13]一种POF的缺陷检测方法，用于检测POF的缺陷，所述POF的缺陷检测方法包括以下工序：摄像工序，设置朝向所述POF的一个侧面照射光的至少三个光照射机构以及所述光照射机构对应的拍摄所述POF的、被照射光的侧面的相反侧的侧面摄像机构，所述光照射机构均向POF的侧面照射光，通过与所述光照射机构对应的摄像机构拍摄所述POF的相反侧的侧面来得到至少三个图像数据；以及数据处理工序，对由所述摄像机构得到的至少三个图像数据进行处理，其中，在所述摄像工序中，将所述光照射机构的发光宽度设为W，将光照射机构的发光位置与所述POF的侧面之间的最短距离设为D，将所述光照射机构和POF配置为使最短距离D相对于所述发光宽度W的比即D/W均为0.9～1.3，在所述数据处理工序中，根据所述至少三个图像数据来获取POF的侧面的至少三个光强度分布，基于所述至少三个光强度分布来检测所述POF的缺陷。

[14]一种POF的缺陷检测装置，检测POF的缺陷，所述POF的缺陷检测装置具备：摄像机构，其设置朝向所述POF的一个侧面照射光的至少三个光照射机构以及与所述光照射机构对应的拍摄所述POF的、被照射光的侧面的相反侧的侧面的摄像机构，所述光照射机构均向POF的侧面照射光，通过与所述光照射机构对应的摄像机构来拍摄所述POF的相反侧的侧面，来得到至少三个图像数据；以及数据处理机构，其对由所述摄像机构得到的至少三个图像数据进行处理的，其中，将所述光照射机构的发光宽度设为W，将光照射机构的发光位置与所述POF的侧面之间的最短距离设为D，所述光照射机构被配置为使最短距离D相对于所述发光宽度W的比即D/W均为0.9～1.3，所述数据处理机构被设定为：根据所述至少三个图像数据来获取POF的侧面的至少三个光强度分布，基于所述至少三个光强度分布来检测所述POF的缺陷。

即，本发明的发明人们为了确保今后有望增产的POF的产品规格，进行了以得到能够在POF的制造工序中在线上测量POF的芯径的装置为目的的研究。而且，由于在POF的端面测量芯径会无法沿着POF的长度方向连续地测量芯径，因此想起从POF的侧面方向进行测量，并且在不断研究的过程中明确了：当朝向POF的一个侧面照射光，并拍摄被照射该光的侧面的相反侧的侧面时，所述POF如所谓的透镜那样发挥作用，能够根据透过POF看到的明暗的状态来在所述POF的图像数据中确定芯与包层的边界的位置。

而且，本发明的发明人们经过进一步反复研究的结果发现了：当将所述光照射机构的发光宽度设为W，将所述光照射机构与所述POF的最短距离设为D，将最短距离D相对于所述发光宽度W的比(D/W)设定于规定的范围时，能够以高精度准确地确定芯与包层的边界的位置，进而能够准确地求出芯径的值，以及能够容易地检测POF所具有的缺陷。

发明的效果

根据本发明的POF的芯径测量方法，仅通过如上述那样以特定的配置将光照射机构和摄像机构设置在沿长度方向延伸的POF的侧方，并一边向POF的侧面给予光照射一边得到该侧面的相反侧的侧面的图像数据，就能够简单且准确地测量POF的芯径。而且，根据该测量方法，能够一边使POF沿长度方向移动一边连续地进行测量，因此能够在POF的制造工序中途在线上进行测量处理，即进行芯径的偏差是否收敛在规格内的品质检查。因而，能够稳定地供给高品质的POF。

另外，根据本发明的POF的芯径测量装置，仅通过在POF的生产线的中途以特定的配置设置光照射机构和摄像机构，并通过特定的数据处理机构对从上述摄像机构得到的图像数据进行处理，就能够简单且准确地计算POF的芯径。因而，不会降低POF的制造速度，能够高效地提供高品质的POF。而且，该芯径测量装置的设置具有不需要大幅地变更设备、确保追加空间的优点。

并且，根据本发明的POF的缺陷检测方法，能够针对POF得到朝向不同的三个方向的图像数据，因此在周向上没有死角，能够抑制缺陷的漏检测。另外，由于也能够确定包含有缺陷的层，因此能够高效地仅检测成为传输损失的原因的缺陷，并能够抑制过度检测。

另外，根据本发明的POF的缺陷检测装置，仅通过设置在POF的生产线的中途，就能够简单地检测POF中包含的缺陷(异物、气泡等)。因此，不会使POF的制造速度降低，能够高效地提供高品质的POF。而且，该缺陷检测装置的设置还具有无需大幅地变更设备、确保追加空间的优点。

附图说明

图1是表示本发明的装置的一例的示意性的结构图。

图2的(a)是从POF正面方向(截面方向)表示上述装置的主要部分的示意性的说明图，图2的(b)是从POF侧面方向表示该主要部分的示意性的说明图。

图3是表示POF的结构的示意性的截面图。

图4的(a)～(c)均是上述装置的图像数据的说明图。

图5是从两个方向得到的两个图像的校正处理的说明图。

图6是从两个方向得到的两个图像的校正处理的说明图。

图7是表示上述装置的变形例的示意性的结构图。

图8是表示本发明的装置的其它例的示意性的结构图。

图9是将作为实施例6而测量芯径所得到的值与实际的测定值对比地示出的曲线图。

图10是将作为实施例6而测量芯的偏心量所得到的值与实际的测定值对比地示出的曲线图。

图11是将作为实施例7而测量芯径所得到的值与实际的测定值对比地示出的曲线图。

图12是将作为实施例7测量芯的偏心量得到的值与实际的测定值对比地示出的曲线图。

图13是说明缺陷的检测方法的处理流程(I)的过程的图。

图14是说明缺陷的检测方法的处理流程(II)的过程的图。

具体实施方式

接着，详细地说明本发明的实施方式。但是，本发明并不限定于本实施方式。

本发明的一个实施方式即POF的芯径测量方法(以下有时简称为“芯径测量方法”)包括以下工序：摄像工序，设置朝向POF的一个侧面照射光的光照射机构和拍摄上述POF的、被照射光的侧面的相反侧的侧面的摄像机构，从上述光照射机构向POF的侧面照射光，通过上述摄像机构来拍摄上述POF的相反侧的侧面，来得到图像数据；以及数据处理工序，对由上述摄像机构得到的POF的图像数据进行处理。而且，在上述摄像工序中，将上述光照射机构的发光宽度设为W，将光照射机构的发光位置与上述POF的侧面之间的最短距离设为D，将上述POF配置为使最短距离D相对于上述发光宽度W的比(D/W)为0.9～1.3，在上述数据处理工序中，根据上述POF的图像数据来获取POF的侧面中的光强度分布，基于上述光强度分布来计算上述POF的芯径。

在图1中示意性地表示用于实施本发明的一个实施方式即芯径测量方法的装置的一例。该装置用于测量如在图中以粗箭头所示的那样地行走的POF1的芯径，该装置具备：第一光照射机构2，其朝向POF 1的侧面沿垂直方向进行光照射；以及第一摄像机构3，其设置于相对于上述POF 1与上述光照射机构2相反的一侧，所述第一摄像机构3拍摄上述POF 1的、被照射光的侧面的相反侧的侧面。该第一光照射机构2和第一摄像机构3如图2的(a)及其右侧的面即图2的(b)所示意性地表示的那样被配置为隔着POF 1彼此相对，由第一光照射机构2和第一摄像机构3这两者构成1组摄像单元A。

而且，以相对于上述摄像单元A(返回图1)在POF1的周向上改变了90°角度的方向、即以沿水平方向进行光照射的配置来设置包括第二光照射机构2'和第二摄像机构3'的摄像单元B。

此外，上述摄像单元A与POF 1交叉的位置P同摄像单元B与POF 1交叉的位置Q沿着POF 1的长度方向错开了规定距离。该距离是考虑通过POF 1的行走而移动的距离来设定的，将在P的位置通过摄像单元A拍摄到的第一图像数据和在Q的位置通过摄像单元B拍摄到的第二图像数据预先设定为是POF 1的同一位置的、改变了90°角度的两个侧面的图像数据。

如图3所示，作为该装置的测量对象的POF 1由芯(Core)4、包层(Clad)5以及外包层(O.C.)6构成，所述芯4由以重合体为基质的有机化合物构成，所述包层5由折射率与芯4的折射率不同的有机化合物构成，所述外包层6在所述包层5的外侧覆盖该包层5。通常，将芯4设计为折射率比包层5的折射率高，从而芯4能够使光几乎全反射。因此，POF 1形成为能够使光以封闭在芯4内的状态传播。此外，在该例中，设置有外包层6，但在例如包层5非常硬等无需保护芯4和包层5的情况下，也可以不设置外包层6。

作为向上述POF 1照射光的第一光照射机构2和第二光照射机构2'，例如能够使用发光二极管(LED)、激光器、卤素灯等各种光源。其中特别是从能够防止由于折射率波长色散引起的图像、检测精度的下降的点出发，相比于如多个波长的光混杂在一起的白色光，优选将接近单一波长的光作为光源。作为单一波长的光，例如能够使用蓝、绿、红色等的可见光，但优选使用作为拍摄对象的POF 1的材料的波长色散的影响小的波长，在使用聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)来作为POF 1的材料的情况下，折射率波长色散越到长波长则越收敛，长波长色散的影响变少，因此优选使用红色波长的光源。另外，作为来自光源的射出光，能够使用平行光、扩散光中的任一种，但从能够使光从各种角度入射于POF 1这一点出发，优选使用扩散光。

而且，重要的是，在将光照射机构2、2'的发光宽度设为W时，将光照射机构2、2'的发光位置与上述POF 1的侧面之间的最短距离设为D，将上述第一光照射机构2和第二光照射机构2'配置为使最短距离D相对于上述发光宽度W的比(D/W)为0.9～1.3[参照图2的(a)]。

即，在该装置中，特征在于基于以下原理来进行图像数据的分析：当朝向POF 1的一个侧面照射光并拍摄被照射该光的侧面的相反侧的侧面时，上述POF 1像所谓的透镜那样发挥作用，由于构成POF 1的芯4、包层5、外包层6的各层的折射率不同，在各边界中各自有偏差地表现出光的明暗，因此能够确定上述POF 1的芯4与包层5的边界、包层5与外包层6的边界的各位置。

而且，为了高精度地进行基于上述图像数据的明暗的分析，针对POF 1的光量和光的照射方式是重要的，因此，需要如上述那样将最短距离D相对于发光宽度W的比(D/W)设定为0.9～1.3。其中特别是优选该比为1.0～1.25，更理想的是1.1～1.15。

而且，当上述D/W小于0.9时，发光部会使光量过于接近，使得所得到的图像数据例如如在图4的(a)中示意性地表示的那样，POF 1整体亮得发白，只有外包层6的周围发暗并成为阴影，因此本来应该能够目视确认的表示芯4与包层5的边界的线10(图中为虚线)、表示包层5与外包层6的边界的线11(图中为虚线)均不清楚。

相对于此，当上述D/W为适当范围时，所得到的图像数据例如如在图4的(b)中所示意性地表示的那样，光的明暗根据各层的折射率有偏差地表示出来，因此能够清晰地目视确认表示芯4与包层5的边界的线10以及表示包层5与外包层6的边界的线11。

而且，相反地，当上述D/W大于1.3时，发光部使光量过于远离，使得所得到的图像数据例如如在图4的(c)中所示意性地表示的那样，暗的部分过多，因此在该情况下表示各边界的线10、11也不清楚(图中为虚线)。

此外，上述第一光照射机构2的发光宽度W是指在使第一光照射机构2与第一摄像机构3隔着POF 1相对时，在使第一摄像机构3的摄像面与第一光照射机构2的发光面平行的配置中，该发光面的最长宽度(发光面在俯视观察时为圆形时是最长直径)。关于第二光照射机构2'的W也是同样的。

作为拍摄被照射了上述光的POF 1的侧面的第一摄像机构3，例如优选使用线型传感器摄像机、面传感器摄像机等通过透镜使对象物的图像成像于元件面并将光量转换为信号后输出的结构。其中特别是，从通过加快快门速度能够减少行走中的被摄体的振动的影响这一点出发，更优选使用面传感器摄像机。关于第二摄像机构3'也是同样的。

上述第一摄像机构3配置于隔着上述POF 1与上述第一光照射机构2相对的位置。而且，上述第一光照射机构2和第一摄像机构3优选为彼此的中心隔着POF 1配置于同一轴上，但在能够通过后述的数据处理机构校正图像数据处理的范围中，也可以不一定配置于同一轴上。关于第二摄像机构3'也是同样的。

在上述装置中，形成为通过包括上述第一光照射机构2和摄像机构3的摄像单元A以及包括第二光照射机构2'和摄像机构3'的摄像单元B这两个摄像单元，能够得到POF 1的、角度改变了90°的两个侧面的图像数据。而且，将得到的图像数据发送至编入有用于预先进行芯径测量的运算处理电路等的数据处理机构(图1中未图示)中，并进行处理。

上述两个摄像单元、即包括第一光照射机构2和摄像机构3的摄像单元A以及包括第二光照射机构2'和摄像机构3'的摄像单元B优选配置于在长度方向上横切POF 1的同一平面上。当将两个摄像单元配置于上述同一平面上时，能够通过各摄像单元在与径向水平的平面上得到POF 1的图像，因此即使在POF 1在行走过程中不稳定的情况下，也能够高精度地计算POF 1的芯径。

此外，在将上述两个摄像单元配置于上述同一平面上的情况下，从各摄像单元的光照射机构发出的光彼此干涉，使得有时无法进行准确的计算和检测，但通过例如将从各摄像单元的光照射机构发出的光的波长设为互不相同的波长，并在各摄像机构之前设置仅能够使特定的波长带通过的带通滤波器，也能够维持准确的计算和检测，因此是优选的。

上述数据处理机构可以以任意的图像分析软件作为基础，也可以制作成完全专用的软件，但都形成为：获取从上述第一摄像机构3和第二摄像机构3'发送来的图像数据的光强度分布，分析该分布状态并运用规定的运算式，由此计算作为目的的芯径。此时，在角度改变90°所得到的两个图像数据中，在POF 1自身倾斜或芯4在POF 1中偏心而使得两个图像数据存在偏差的情况下，形成为根据该偏差方式进一步进行校正处理。

例如，如图5所示，在一个图像数据(0°图像)和另一个图像数据(90°图像)以彼此不同的斜率倾斜的状态下被拍摄到的情况下，可进行以下处理：通过图像旋转处理使两个图像数据(0°图像、90°图像)彼此沿周向每次旋转规定角度来将两者重新修正为尽可能不倾斜的图像。

另外，形成为：基于根据两个图像数据得到的芯4与包层5的边界的位置、包层5与外包层6的边界的位置，例如如图6所示那样求出各层的直径的大小和中心位置，根据各层的中心位置的偏差来计算芯4的偏心量，并修正芯径，来以更高的精度求出芯径。

像这样，根据上述装置，仅通过针对沿长度方向延伸的POF 1以特定的配置设置第一光照射机构2和第一摄像机构3，并通过特定的数据处理机构对从上述摄像机构3得到的图像数据进行处理，就能够简单且准确地计算POF 1的芯径。

而且，由于从POF 1的侧面方向进行上述图像数据的获取，因此能够在POF 1的生产线的中途或末端以线上的方式组装该装置，从而能够一边使POF 1间歇地行走一边进行芯径的测量。特别理想的是，在使用即使对象物正在移动也能够进行拍摄的第一摄像机构3的情况下，能够以不用特别降低POF 1的制造速度的方式高效地进行POF 1的芯径的测量。而且，上述装置的设置具有无需进行大幅地变更设备、确保追加空间的优点。

另外，上述的装置是针对POF 1设置两个摄像单元A、B，从而能够得到在周向上不同的两个方向的图像数据，因此能够修正芯4的芯偏离、POF 1自身的倾斜等，从而能够高精度地进行芯径测量。因而，相比于基于从一个方向得到的图像数据来测量芯径的情况，能够提供品质更高的POF 1。而且，为了进一步提高测量精度，还能够使用3组以上的、方向不同的摄像单元。

当使用3组以上的、方向不同的摄像单元时，不仅行走过程中的POF的芯径的测量精度提高，还能够确定存在缺陷的层。例如，当在芯层中存在异物、气泡等时，上述异物等会成为使光的传输损失变大的原因。另一方面，即使在芯层以外、例如包层的层中存在异物等，上述异物等也不会对光的传输损失产生影响。因而，通过在确定出芯层之后检测异物等，能够高效地仅确定成为传输损失的原因的异物等，能够抑制过度检测。

即，如图7所示，当使用方向不同的3组摄像单元A、B、C，在POF 1的周向上将各摄像单元配置成等间隔，也就是将各摄像单元在周向上每120°改变方向地配置于横切POF 1的长度方向的同一平面上时，能够得到针对POF 1在周向上每120°改变了方向的不同的三个方向的图像数据。当使用来自在上述周向上每120°改变了方向的三个方向的图像数据进行缺陷的检测时，在周向上没有死角，能够抑制缺陷的漏检测。此外，在图7中，标记R为摄像单元C与POF 1交叉的位置，标记2”为摄像单元C具有的第三光照射机构，标记3”为该摄像单元C具有的第三摄像机构。另外，在图7中，表示了利用3组方向不同的摄像单元A、B、C的例子，但当然也可以使用4组以上的方向不同的摄像单元，也可以在POF 1的周向上等间隔地改变单独一组的摄像单元的配置并进行拍摄，得到针对POF 1在周向上改变了方向的不同的多个方向的图像数据。

当然，在将具有真圆度非常高的芯4的POF 1作为对象的情况下、能够在提高了POF1的直线度的状态下进行测量的情况等情况下，不一定需要设置多个摄像单元，即使使用单独一组摄像单元也可以。

此外，为了得到周向上的不同的两个以上的图像数据，也可以设定成将单独一组摄像单元相对于POF 1相对地改变配置，而非如上述的装置那样在POF 1的周围将多个摄像单元改变方向地配置。在图8中示意性地表示该例。

该装置设为：将保持POF 1的保持机构12以与由第一光照射机构2和第一摄像机构3构成的单独一组摄像单元交叉的方式设置，并使该保持机构12与所保持的POF 1一同在周向上转动，从而能够得到POF 1的、方向不同的至少两个侧面的图像数据。此外，13为用于对POF 1与第一光照射机构2之间的距离进行微调整的调整机构，14为用于在上下方向上对相对于POF 1的测量位置进行微调整的调整机构。

根据该装置，即使没有如图1所示的装置那样配置多个摄像单元，也能够改变POF1的周向的方向并得到多个图像数据，从而能够高精度地测量芯径以及检测异物、气泡的混入。然而，无法一边使POF 1行走一边进行测量、检测，因此仅限于使品试制品、完成品的检查等用途。

另外，与上述的装置相反地，也可以设为：以行走的POF 1为中心，在其周围设置能够在周向上转动的环状基座，在该环状基座的对角线上的一侧安装第一光照射机构2，在另一侧安装第一摄像机构3，通过使上述环状基座转动来得到POF 1的、方向不同的至少两个侧面的图像数据。在该情况下，从不同的方向进行的拍摄优选在POF 1停止的定时进行。

此外，如已述的那样，在基于从至少两个方向拍摄到的图像数据来计算芯径的情况下，为了进行其校正处理，不仅计算芯径，还计算包层5和外包层6各自的直径，并进行求出各层的外径和中心位置的处理，因此能够利用这些数值来求出芯4的偏心量、POF 1自身的外径的真圆度等。

特别地，在芯4的偏心量大幅地偏离规格的情况下，存在光的传输损失变大的风险，因此一并测量上述芯4的偏心量是符合实际需求的。

实施例

下面，列举实施例和比较例来进一步具体地说明本发明，但本发明只要不超过其主旨即可，并不限定于以下的实施例。

[实施例1～5、比较例1～3]

首先，在图1所示的装置中，如后述的表1所示的那样设定摄像单元A的第一光照射机构2的发光宽度W、上述光照射机构2与POF 1的最短距离D，由此制作出实施例1～5和比较例1～3的芯径测量装置。此外，使用LED(波长630nmtyp.，扩散光，CCS公司制)来作为上述光照射机构2，并将光量调整成紧邻POF 1的外侧(材质部)的摄像机受光量为128/256灰度以上来使用。另外，关于摄像单元B也进行与上述摄像A同样的设定。

而且，使用这些装置测量了是否能够基于图像数据的光强度分布来确定POF 1的芯与包层的边界、以及包层与外包层的边界的位置。测量的结果，将能够确定位置的情况设为〇，将无法确定位置的情况设为×，并在后述的表1中示出。

此外，上述POF 1的芯径为120μm，上述芯和包层均由以甲基丙烯酸甲酯(MMA)为主成分的树脂形成，并且上述芯已通过折射率调整剂提高了折射率。另外，外包层由聚碳酸酯(PC)系树脂形成。上述“主成分”是指对该材料的特性产生影响的成分，并且该成分的含有量通常为材料整体的50质量％以上。

而且，基于上述测量的结果来进行装置的评价，并将其结果一并示出在后述的表1中。评价方法如以下所示。

<评价>

◎：芯与包层的边界以及包层与外包层的边界均能够容易地确定。

〇：芯与包层的边界以及包层与外包层的边界均能够确定。

×：芯与包层的边界以及包层与外包层的边界均无法确定。

[表1]

根据上述的结果可知，在将最短距离D相对于发光宽度W的比(D/W)设定于0.9～1.3的范围的装置中，能够容易地测量芯径。

[实施例6]

接着，使用图7所示的装置，将测量部位改变十次并在线上进行对POF 1的芯4(参照图3)的直径和偏心量的测量。此外，图7的装置除了追加有摄像单元C以外是与实施例2同样的结构(发光宽度等)。另外，关于作为测量对象的POF 1也使用与实施例2同样的结构。在图9和图10中表示将得到的芯4的直径和偏心量与实际测定出的芯4的直径和偏心量进行对比所得到的结果。

将两者进行对比的结果为：芯4的直径的差最大为2.2μm，芯4的偏心量的差最大为1.6μm。

此外，实际测定出的POF 1的芯4的直径和偏心量是如以下那样求出的。即，将测量了POF 1的芯4的直径和偏心量的部位实际地切断、研磨。通过显微镜来放大地观察该研磨面，得到显微镜截面图像。根据该显微镜截面图像来确定POF 1的芯4的直径和偏心量，将该值设为实际的芯4的直径和偏心量。

[实施例7]

除了将测量部位设为四个部位以外，与实施例6同样地使用图1所示的装置来进行对POF 1的芯4(参照图3)的直径和偏心量的测量。在图11和图12中表示将得到的芯4的直径及偏心量与实际测定出的芯4的直径及偏心量进行对比所得到的结果。

将两者进行对比所得到的结果为：芯4的直径的差最大为2.9μm，芯4的偏心量的差最大为3.3μm。

[实施例8]

而且，使用图7所示的装置，根据后述所示的缺陷的检测方法，在6.5m的POF 1中不对层进行确定地进行了包含于POF 1的整体的缺陷的检测。在下述的表2中表示该结果。根据表2的结果可知，在不对层进行确定地进行缺陷的检测的情况下，虽然也能够检测芯4(参照图3)的缺陷，但是会过度地检测与传输损失无关的外包层6内的异物。

[表2]

[实施例9]

并且，使用图7所示的装置，按照后述所示的缺陷的检测方法，在24m的POF 1中确定出芯4(参照图3)并进行包含于POF 1的整体的缺陷的检测。在下述的表3中表示该结果。根据表3的结果可知，在确定出芯4并进行了缺陷的检测的情况下，能够抑制与传输损失无关的外包层6内的缺陷的过度检测，能够高效地检测芯4内的缺陷。

[表3]

[缺陷的检测方法]

首先，在图7所示的装置中，使用摄像单元A、B、C得到针对POF 1在周向上每次改变120°的方向的、来自三个方向的不同的图像数据。

如图13和下述所示的处理流程(I)那样，针对得到的各图像数据获取检测候选物的重心坐标。此外，在处理流程(I)中，在“5.二值化提取”中，将阈值设为10，在8bit图像数据256灰度中的相对于正常部具有10灰度差的部位提取为检测候选物。

接着，能够通过按照图14和后述所示的处理流程(II)对所得到的检测候选物进行处理来检测POF 1的缺点(缺陷)。

[处理流程(I)]

1.使用摄像单元A、B、C来获取不同的图像数据，并保存于存储器中。

2.对图像数据进行边缘检测处理，并获取图像内的POF 1的坐标。

3.使用获取到的POF 1的坐标和设定值，裁出POF 1部分的图像。

4.将裁出的POF 1的图像与预先登记的良好图像进行对照，将差确定为异常部。

5.将异常部的图像与所设定的阈值进行对照，来进行二值化处理。

6.对异常部的二值化图像进行二进制大对象处理分析，获取异常部的重心坐标并提取为检测候选物。

[处理流程(II)]

1.在通过处理流程(I)提取出的检测候选物的坐标数据中，按照POF 1的流动方向坐标从小到大的顺序来准备各摄像单元的检测候选物的坐标数据。

2.在所准备的坐标数据中，提取彼此的POF 1的流动方向坐标的差为设定阈值以下的坐标数据。

3.使用提取出的检测候选物的两个流动方向坐标，从两个视场分别进行光线追踪，并求出POF 1截面中的交点的坐标。

4.计算并求出上述交点与芯4的中心坐标之间的距离。

5.评价上述距离是否为设定阈值以下。

6.将上述阈值以下者检测为缺点。

在上述实施例中表示了本发明中的具体的方式，但上述实施例单纯为例示，而非用于进行限定性的解释。意图将对于本领域人员而言显而易见的各种变形也视为包含在本发明的范围内。

产业上的可利用性

本发明的POF的芯径测量方法及芯径测量装置对于在线上测量POF的芯径的情况是有用的。

附图标记说明

1：POF；2：第一光照射机构；2'：第二光照射机构；3：第一摄像机构；3'：第二摄像机构。

Claims (14)

1.一种塑料光纤的芯径测量方法，用于测量塑料光纤的芯径，所述塑料光纤的芯径测量方法的特征在于，包括以下工序：

摄像工序，设置朝向所述塑料光纤的一个侧面照射光的光照射机构和拍摄所述塑料光纤的、被照射光的侧面的相反侧的侧面的摄像机构，从所述光照射机构向塑料光纤的侧面照射光，通过所述摄像机构来拍摄所述塑料光纤的相反侧的侧面，来得到图像数据；以及

数据处理工序，对由所述摄像机构得到的塑料光纤的图像数据进行处理，

其中，在所述摄像工序中，将所述光照射机构的发光宽度设为W，将光照射机构的发光位置与所述塑料光纤的侧面之间的最短距离设为D，将所述光照射机构和塑料光纤配置为使最短距离D相对于所述发光宽度W的比即D/W为0.9～1.3，

在所述数据处理工序中，根据所述塑料光纤的图像数据来获取塑料光纤的侧面的光强度分布，基于所述光强度分布来计算所述塑料光纤的芯径。

2.根据权利要求1所述的塑料光纤的芯径测量方法，其特征在于，

在所述摄像工序中，从至少两个方向对所述塑料光纤进行光照射和拍摄来得到所述塑料光纤的、方向不同的至少两个侧面的图像数据，并且，在所述数据处理工序中，基于根据至少两个所述图像数据获取到的光强度分布来计算所述塑料光纤的芯径。

3.根据权利要求1或2所述的塑料光纤的芯径测量方法，其特征在于，

在所述数据处理工序中，基于根据所述塑料光纤的图像数据获取到的塑料光纤的径向上的光强度分布，来计算所述塑料光纤的芯径和包层径。

4.根据权利要求3所述的塑料光纤的芯径测量方法，其特征在于，

在所述数据处理工序中，基于计算出的所述塑料光纤的芯径和包层径来计算所述塑料光纤的偏心量。

5.一种塑料光纤的芯径测量装置，测量具有芯和包层的塑料光纤的芯径，所述芯径测量装置的特征在于，

具备：光照射机构，其朝向所述塑料光纤的一个侧面照射光；摄像机构，其设置于相对于所述塑料光纤与所述光照射机构相反的一侧，所述摄像机构拍摄所述塑料光纤的、被照射光的侧面的相反侧的侧面；以及数据处理机构，其对由所述摄像机构得到的塑料光纤的图像数据进行处理，

将所述光照射机构的发光宽度设为W，将所述光照射机构的发光位置与所述塑料光纤的侧面之间的最短距离设为D，所述光照射机构被配置为使最短距离D相对于所述发光宽度W的比即D/W为0.9～1.3，

所述数据处理机构被设定为：根据所述塑料光纤的图像数据来获取塑料光纤的径向上的光强度分布，基于所述光强度分布来计算所述塑料光纤的芯径。

6.根据权利要求5所述的塑料光纤的芯径测量装置，其特征在于，

对所述塑料光纤至少从两个方向进行利用所述光照射机构进行的光照射和利用摄像机构进行的拍摄，得到所述塑料光纤的、方向不同的至少两个侧面的图像数据，所述数据处理机构被设定为：基于根据至少两个所述图像数据获取到的光强度分布，来计算所述塑料光纤的芯径。

7.根据权利要求6所述的塑料光纤的芯径测量装置，其特征在于，

包括隔着所述塑料光纤相对的光照射机构和摄像机构的摄像单元以相对于塑料光纤而言方向不同的配置设置有至少两组。

8.根据权利要求6所述的塑料光纤的芯径测量装置，其特征在于，

包括隔着所述塑料光纤相对的光照射机构和摄像机构的摄像单元设置有单独一组，所述塑料光纤与所述摄像单元的相对配置能够变更。

9.根据权利要求5至8中的任一项所述的塑料光纤的芯径测量装置，其特征在于，

所述数据处理机构被设定为：基于根据所述塑料光纤的图像数据获取到的塑料光纤的径向上的光强度分布，来计算所述塑料光纤的芯径和包层径。

10.根据权利要求9所述的塑料光纤的芯径测量装置，其特征在于，

所述数据处理机构被设定为：基于计算出的所述塑料光纤的芯径和包层径，来计算所述塑料光纤的偏心量。

11.一种塑料光纤的缺陷检测方法，用于检测塑料光纤的缺陷，所述塑料光纤的缺陷检测方法的特征在于，包括以下工序：

摄像工序，设置朝向所述塑料光纤的一个侧面照射光的光照射机构和与所述光照射机构对应的拍摄所述塑料光纤的、被照射光的侧面的相反侧的侧面的摄像机构，所述光照射机构均向塑料光纤的侧面照射光，通过与所述光照射机构对应的摄像机构来拍摄所述塑料光纤的相反侧的侧面，来得到图像数据；以及

数据处理工序，对由所述摄像机构得到的图像数据进行处理，

其中，在所述摄像工序中，将所述光照射机构的发光宽度设为W，将光照射机构的发光位置与所述塑料光纤的侧面之间的最短距离设为D，将所述光照射机构和所述塑料光纤配置为使最短距离D相对于所述发光宽度W的比即D/W均为0.9～1.3，

在所述摄像工序中，从至少两个方向对所述塑料光纤进行光照射和拍摄来得到所述塑料光纤的、方向不同的至少两个侧面的图像数据，并且，在所述数据处理工序中，根据至少两个所述图像数据来获取塑料光纤的侧面的至少两个光强度分布，基于所述至少两个光强度分布来检测所述塑料光纤的缺陷。

12.一种塑料光纤的缺陷检测装置，检测塑料光纤的缺陷，所述塑料光纤的缺陷检测装置的特征在于，具备：

摄像机构，其设置朝向所述塑料光纤的一个侧面照射光的光照射机构和与所述光照射机构对应的拍摄所述塑料光纤的、被照射光的侧面的相反侧的侧面的摄像机构，所述光照射机构均向塑料光纤的侧面照射光，通过与所述光照射机构对应的摄像机构来拍摄所述塑料光纤的相反侧的侧面，来得到图像数据；以及

数据处理机构，其对由所述摄像机构得到的图像数据进行处理，

其中，将所述光照射机构的发光宽度设为W，将光照射机构的发光位置与所述塑料光纤的侧面之间的最短距离设为D，所述光照射机构被配置为使最短距离D相对于所述发光宽度W的比即D/W均为0.9～1.3，

在上述摄像工序中，从至少两个方向对所述塑料光纤进行光照射和拍摄来得到所述塑料光纤的、方向不同的至少两个侧面的图像数据，

所述数据处理机构被设定为：基于根据至少两个所述图像数据获取到的光强度分布，来检测所述塑料光纤的缺陷。

13.一种塑料光纤的缺陷检测方法，用于检测塑料光纤的缺陷，所述塑料光纤的缺陷检测方法的特征在于，包括以下工序：

摄像工序，设置朝向所述塑料光纤的一个侧面照射光的至少三个光照射机构以及与所述光照射机构对应的拍摄所述塑料光纤的、被照射光的侧面的相反侧的侧面的摄像机构，所述光照射机构均向塑料光纤的侧面照射光，通过与所述光照射机构对应的摄像机构来拍摄所述塑料光纤的相反侧的侧面，来得到至少三个图像数据；以及

数据处理工序，对由所述摄像机构得到的至少三个图像数据进行处理，

其中，在所述摄像工序中，将所述光照射机构的发光宽度设为W，将光照射机构的发光位置与所述塑料光纤的侧面之间的最短距离设为D，将所述光照射机构和所述塑料光纤配置为使最短距离D相对于所述发光宽度W的比即D/W均为0.9～1.3，

在所述数据处理工序中，根据所述至少三个图像数据来获取塑料光纤的侧面的至少三个光强度分布，基于所述至少三个光强度分布来检测所述塑料光纤的缺陷。

14.一种塑料光纤的缺陷检测装置，检测塑料光纤的缺陷，所述塑料光纤的缺陷检测装置的特征在于，具备：

摄像机构，其设置朝向所述塑料光纤的一个侧面照射光的至少三个光照射机构以及与所述光照射机构对应的拍摄所述塑料光纤的、被照射光的侧面的相反侧的侧面的摄像机构，所述光照射机构均向塑料光纤的侧面照射光，通过与所述光照射机构对应的摄像机构来拍摄所述塑料光纤的相反侧的侧面，来得到至少三个图像数据；以及

数据处理机构，其对由所述摄像机构得到的至少三个图像数据进行处理，

其中，将所述光照射机构的发光宽度设为W，将光照射机构的发光位置与所述塑料光纤的侧面之间的最短距离设为D，所述光照射机构被配置为使最短距离D相对于所述发光宽度W的比即D/W均为0.9～1.3，

所述数据处理机构被设定为：根据所述至少三个图像数据来获取塑料光纤的侧面的至少三个光强度分布，基于所述至少三个光强度分布来检测所述塑料光纤的缺陷。

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