CN116917244A - 光纤的制造方法、光纤、光纤带的制造方法、光纤带、光纤的制造装置以及光纤带的制造装置 - Google Patents

光纤的制造方法、光纤、光纤带的制造方法、光纤带、光纤的制造装置以及光纤带的制造装置 Download PDF

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CN116917244A
CN116917244A CN202280019200.4A CN202280019200A CN116917244A CN 116917244 A CN116917244 A CN 116917244A CN 202280019200 A CN202280019200 A CN 202280019200A CN 116917244 A CN116917244 A CN 116917244A
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林哲也
森岛哲
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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Abstract

一种光纤的制造方法，其是具备玻璃纤维的光纤的制造方法，包括：在加热炉中加热熔融光纤母材，并且拉丝玻璃纤维；在观察位置处获取玻璃纤维的侧面观察图像；基于侧面观察图像，计算与玻璃纤维的绕中心轴的方位角相关的变量；以及基于变量，对玻璃纤维赋予绕中心轴的旋转。

Description

光纤的制造方法、光纤、光纤带的制造方法、光纤带、光纤的制 造装置以及光纤带的制造装置
技术领域
本公开涉及光纤的制造方法、光纤、光纤带的制造方法、光纤带、光纤的制造装置以及光纤带的制造装置。本申请要求基于2021年6月4日提出的日本申请第2021-094105号的优先权，并且援引所述日本申请中所记载的全部记载内容。
背景技术
在通常的光纤拉丝工序中，在整个光纤中产生扭转，光纤的绕中心轴的方位角根据纵向方向的位置而不同。因此，在将通常的拉丝工序应用于多芯光纤(MCF)的拉丝的情况下，产生多芯相对于纵向方向的旋转角度偏差。因此，接合光纤时的调芯操作花费工夫。
在专利文献1中记载了一种光纤的制造方法，其中通过使导辊倾斜而对拉丝工序中的光纤施加扭矩，从纵向方向观察该光纤并顺时针转和逆时针转交替扭转来抑制偏振模色散(PMD)。
在专利文献2中记载了：在具有至少1个空孔的光纤的制造方法中，为了控制空孔直径，通过对拉丝中的光纤照射照明光，根据其透射光检测空孔的空孔影，根据空孔影的宽度来反馈控制加压装置对光纤的空孔的加压，从而将空孔直径控制为在纵向方向的全长上均匀的技术。
在非专利文献1中记载了连接时容易旋转排列的方型、桶型、D型之类的非圆形包层结构的MCF。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：美国专利第5298047号说明书
专利文献2：日本特开2009-7201号公报
非专利文献
非专利文献1：T.Nagashima et al.,“Multi-core fibre withconcaved double-D shape cross section(凹形双D型剖面多芯纤维),”
Proc.European Conference on Optical Communication(ECOC),p.M.2.B.5(2017)。
发明内容
本公开的光纤的制造方法是具备玻璃纤维的光纤的制造方法，包括：在加热炉中加热熔融光纤母材，拉丝玻璃纤维；在观察位置处获取玻璃纤维的侧面观察图像；基于侧面观察图像，计算与玻璃纤维的绕中心轴的方位角相关的变量；以及基于变量，对玻璃纤维赋予绕中心轴的旋转。
本公开的光纤是具备玻璃纤维的光纤，以玻璃纤维的绕中心轴的方位角的变动量在全长上为180°以下的方式被卷取在线轴上。
本公开的光纤带的制造方法是具备并列配置的多条光纤和一体地覆盖多条光纤的被覆的光纤带的制造方法，包括：从抽出装置引出多条光纤；通过集线辊使多条光纤集线、并且并列配置多条光纤；在观察位置处获取多条光纤的侧面观察图像；基于侧面观察图像，计算与多条光纤各自的绕中心轴的方位角相关的变量；以及基于变量，对多条光纤分别赋予旋转。
本公开的光纤带具备：并列配置的多条光纤、和一体地覆盖多条光纤的树脂，多条光纤各自的绕中心轴的方位角的变动量在全长上为180°以下。
本公开的光纤的制造装置是具备玻璃纤维的光纤的制造装置，具备：加热熔融光纤母材的加热炉；获取由熔融了的光纤母材拉丝而成的玻璃纤维的侧面观察图像的摄像装置；基于侧面观察图像，计算与玻璃纤维的绕中心轴的方位角相关的变量的计算部；以及基于变量，对玻璃纤维赋予旋转的旋转控制部。
本公开的光纤带的制造装置是具备并列配置的多条光纤和一体地覆盖多条光纤的被覆的光纤带的制造装置，具备：供给多条光纤的抽出装置；获取多条光纤的侧面观察图像的摄像装置；基于侧面观察图像，计算与多条光纤各自的绕中心轴的方位角相关的变量的计算部；
以及基于变量，对多条光纤分别赋予旋转的多个旋转控制部。
附图说明
[图1]图1是第1实施方式涉及的光纤的制造装置的示意图。
[图2]图2是示出摄像装置的构成的示意图。
[图3]图3是示出导辊部的构成的示意图。
[图4]图4是示出导辊部的构成的示意图。
[图5]图5是示出反馈控制的流程图。
[图6]图6是示出玻璃纤维的方位角与纵向方向的位置的关系的曲线图。
[图7]图7是示出卷取在线轴上的光纤的方位角的变动量与L1/L2的关系的图。
[图8]图8是第2实施方式涉及的光纤带的制造装置的示意图。
[图9]图9是示出变形例涉及的导辊部的构成的示意图。
[图10]图10是从上方观察第3导辊和第4导辊而得的图。
具体实施方式
[本公开所要解决的课题]
本公开的目的在于提供能够抑制绕中心轴的方位角的变动的光纤的制造方法、光纤、光纤带的制造方法、光纤带、光纤的制造装置以及光纤带的制造装置。
[本公开的效果]
根据本公开，可以提供能够抑制绕中心轴的方位角的变动的光纤的制造方法、光纤、光纤带的制造方法、光纤带、光纤的制造装置以及光纤带的制造装置。
[本公开的实施方式的说明]
首先，列举本公开的实施方式并进行说明。本公开的实施方式涉及的光纤的制造方法是具备玻璃纤维的光纤的制造方法，包括：在加热炉中加热熔融光纤母材，拉丝玻璃纤维；在观察位置处获取玻璃纤维的侧面观察图像；基于侧面观察图像，计算与玻璃纤维的绕中心轴的方位角相关的变量；以及基于变量，对玻璃纤维赋予绕中心轴的旋转。这里，“玻璃纤维的绕中心轴的方位角”是指连接玻璃纤维的横截面的中心与特定的一点的直线和通过中心的预定直线之间的角度。在上述光纤的制造方法中，能够抑制绕中心轴的方位角的变动。
上述光纤的制造方法可以进一步包括利用模具在玻璃纤维的表面涂布被覆树脂，观察位置在模具与光纤母材之间，观察位置与模具之间的距离L1、模具与加热炉的中心之间的距离L2满足L1/L2≤0.2。在这种情况下，由于在玻璃纤维的轴偏移量成为最小的位置范围内观察玻璃纤维的侧面，因此能够抑制观察精度的降低。
变量可以是第1时刻获取的侧面观察图像的亮度分布与从第1时刻起经过预定时间后的第2时刻获取的侧面观察图像的亮度分布的相关系数。在这种情况下，能够高精度地调整玻璃纤维的绕中心轴的方位角。
变量可以是第1时刻获取的侧面观察图像的亮度分布的特征峰的亮度值、和从第1时刻起经过预定时间后的第2时刻获取的侧面观察图像的亮度分布的特征峰的亮度值。在这种情况下，能够高精度地调整玻璃纤维的绕中心轴的方位角。
变量可以是使用基于对预先获取的学习数据的亮度分布进行的多变量分析的回归分析结果、并根据侧面观察图像的亮度分布算出的方位角。在这种情况下，能够高精度地调整玻璃纤维的绕中心轴的方位角。
赋予旋转可以包括通过摆动导辊对玻璃纤维赋予旋转。在这种情况下，能够以简单的构成容易地对光纤赋予旋转。
上述光纤的制造方法可以进一步包括将光纤以使方位角的变动量在全长上为180°以下的方式卷取在线轴上。这里，卷绕在线轴上的状态下的“光纤的方位角”是指连接光纤的横截面的中心与特定的一点的直线和穿过中心且与线轴的轴平行的直线之间的角度。在这种情况下，能够制造在绕中心轴的方位角的变动被抑制的状态下卷取在线轴上的光纤。
本公开的实施方式涉及的光纤是具备玻璃纤维的光纤，以玻璃纤维的绕中心轴的方位角的变动量在全长上为180°以下的方式被卷取在线轴上。在上述光纤中，绕中心轴的方位角的变动被抑制。
上述光纤可以为MCF。在这种情况下，多个芯的旋转偏移被抑制。
上述光纤可以为保偏光纤。在这种情况下，折射率的主轴的旋转偏移被抑制。
本公开的实施方式涉及的光纤带的制造方法是具备并列配置的多条光纤和一体地覆盖多条光纤的被覆的光纤带的制造方法，包括：从抽出装置引出多条光纤；利用集线辊使多条光纤集线、并且并列配置多条光纤；在观察位置处获取多条光纤的侧面观察图像；基于侧面观察图像，计算与多条光纤各自的绕中心轴的方位角相关的变量；以及基于变量，对多条光纤分别赋予旋转。在上述光纤带的制造方法中，能够抑制绕中心轴的方位角的变动。结果，能够制造具备绕中心轴的方位角一致的多条光纤的光纤带。
上述光纤带的制造方法可以进一步包括利用模具在多条光纤的表面一体地涂布被覆树脂，观察位置在比模具更靠近抽出装置侧，观察位置与模具之间的距离L1、模具与集线辊的中心之间的距离L2满足L1/L2≤0.2。在这种情况下，由于在光纤的轴偏移量成为最小的位置范围内观察光纤的侧面，因此能够抑制观察精度的降低。
抽出装置可以包括使多条光纤以各自的绕中心轴的方位角的变动量在全长上为180°以下的方式被卷绕的多个线轴。在这种情况下，由于从抽出装置供给绕中心轴的方位角的变动被抑制了的光纤，因此仅通过进行微调就可以容易地制造具备绕中心轴的方位角一致的多条光纤的光纤带。
本公开的实施方式涉及的光纤带具备：并列配置的多条光纤、和一体地覆盖多条光纤的树脂，多条光纤各自的绕中心轴的方位角的变动量在全长上为180°以下。在上述光纤带中，多条光纤的绕中心轴的方位角的变动被抑制。
多条光纤可以为MCF，以使各自的芯的配置方位的中心值彼此一致的方式并列配置。在这种情况下，多个芯的旋转偏移被抑制
多条光纤可以为保偏光纤，以使各自的折射率的主轴方位的中心值彼此一致的方式并列配置。在这种情况下，折射率的主轴的旋转偏移被抑制。
本公开的实施方式涉及的光纤的制造装置是具备玻璃纤维的光纤的制造装置，具备：加热熔融光纤母材的加热炉；获取由熔融了的光纤母材拉丝而成的玻璃纤维的侧面观察图像的摄像装置；基于侧面观察图像，计算与玻璃纤维的绕中心轴的方位角相关的变量的计算部；以及基于变量，对玻璃纤维赋予旋转的旋转控制部。在上述光纤的制造装置中，可以抑制绕中心轴的方位角的变动。
本公开的实施方式涉及的光纤带的制造装置是具备并列配置的多条光纤和一体地覆盖多条光纤的被覆的光纤带的制造装置，具备：供给多条光纤的抽出装置；获取多条光纤的侧面观察图像的摄像装置；基于侧面观察图像，计算与多条光纤各自的绕中心轴的方位角相关的变量的计算部；以及基于变量，对多条光纤分别赋予旋转的多个旋转控制部。在上述光纤带的制造装置中，能够制造具备绕中心轴的方位角一致的多条光纤的光纤带。
在本公开的光纤的制造装置和光纤带的制造装置中，摄像装置可以具有：对多条光纤的侧面照射光的光源、和检测透过多条光纤的透射光的检测器。在这种情况下，能够获取光纤的侧面观察图像。
[本公开的实施方式的详细说明]
以下，参照附图对本公开的光纤的制造方法、光纤、光纤带的制造方法、光纤带、光纤的制造装置以及光纤带的制造装置的具体例进行说明。需要说明的是，本发明不限于这些示例，而是由权利要求书所表示，并且意图包括与权利要求书等同的意义和范围内的所有变更。在附图的说明中，对相同要素标注相同的符号，并且省略重复的说明。
(第1实施方式)
图1是第1实施方式涉及的光纤的制造装置10的示意图。第1实施方式涉及的光纤1例如具有以下结构：具备剖面为圆形的玻璃纤维2和设置在玻璃纤维2的内部的折射率变化部，并且在绕中心轴C(参照图6)的方位具有折射率变化部的位置自由度。作为这样的光纤1，例如可以列举出MCF和保偏光纤。玻璃纤维2不是轴对称的，横截面的形状也可以是非圆形的。以下，以MCF为例进行说明。在第1实施方式中，光纤1具备覆盖玻璃纤维2的外表面的被覆(未图示)。
玻璃纤维2具有多个芯3(参照图2)和包围多个芯3的包层4(参照图2)。在第1实施方式中，由于芯3和包层4具有彼此不同的折射率，因此在芯3与包层4之间产生光折射。玻璃纤维2具有4个芯3。玻璃纤维2的侧面观察图像因玻璃纤维2中的折射率变化部处的光折射等而与玻璃纤维2的绕中心轴C的方位角(旋转角度)φ(参照图6)对应地发生变化。需要说明的是，方位角φ和旋转角度的单位为°。
光纤1的制造装置10从光纤母材5制造具备玻璃纤维2的光纤1。制造装置10具备：加热炉11、摄像装置12、模具13、紫外线照射部14、导辊部15、线轴16、以及计算部17。加热炉11加热熔融光纤母材5。玻璃纤维2从在加热炉11中熔融了的光纤母材5的下端向铅直方向下方拉丝。
摄像装置12在比模具13更靠近光纤母材5侧的观察位置P处获取玻璃纤维2的侧面观察图像。观察位置P与模具13之间的距离L1、模具13与加热炉11的中心之间的距离L2满足L1/L2≤0.2。这些距离均是沿着玻璃纤维2的长度方向的距离。加热炉11的中心是指加热炉11的铅直方向的中心位置。观察位置P也可以位于模具13的下游侧、即模具13的光纤母材5的相反侧。即使在这种情况下，也满足L1/L2≤0.2。摄像装置12与计算部17可通信地连接，将侧面观察图像发送到计算部17。
图2是示出摄像装置12的构成的示意图。摄像装置12具有以夹着玻璃纤维2彼此相对的方式配置的光源21和检测器22。光源21向玻璃纤维2的侧面照射光。检测器22检测透过了玻璃纤维2的透射光。检测器22例如包括光传感器(CCD阵列、照相机等)。摄像装置12通过利用检测器22检测从照射装置的光源21发出的光来获取玻璃纤维2的侧面观察图像。
摄像装置12可以在玻璃纤维2与光源21之间配置1个偏光镜、在玻璃纤维2与检测器22之间配置1个偏光镜、合计2个偏光镜以相互正交的关系配置的状态下(正交尼科尔棱镜)获取光纤的侧面观察图像。在这种情况下，由于在玻璃纤维中因残余应力引起的应变而产生双折射，因此透过玻璃纤维的光的偏光状态发生变化。因此，透过玻璃纤维的透射光能够被穿过正交的偏光镜间的检测器高精度地检测，而不透过玻璃纤维的光几乎不能够被检测。综上所述，通过使用正交尼科尔棱镜，可以得到对比度清晰的侧面观察图像。
模具13是在中心部具有用于使玻璃纤维2通过的孔的金属夹具。模具13是为了在拉丝后的玻璃纤维2的外表面涂布被覆树脂而设置的。在第1实施方式中，被覆树脂为紫外线固化树脂。在模具13的附近，玻璃纤维2的位置变动小，是利用摄像装置12进行侧方观察时最能够抑制焦点偏移的部位。因此，摄像装置12的观察位置P设置在模具13的正前方附近。
紫外线照射部14配置在模具13的下游侧，对利用模具13涂布在玻璃纤维2上的紫外线固化树脂照射紫外线。紫外线固化树脂通过紫外线的照射而固化，构成覆盖玻璃纤维2的外表面的被覆。由此，形成具备玻璃纤维2和被覆的光纤1。
导辊部15配置在紫外线照射部14与线轴16之间，将光纤1引导至线轴16。在图1中，省略地仅示出1个导辊，但是导辊部15实际上具有2个或3个以上的导辊。
图3和图4是示出导辊部15的构成的示意图。第1实施方式的导辊部15具有设置在上游侧(紫外线照射部14侧)的第1导辊31和设置在下游侧(线轴16侧)的第2导辊32。
导辊部15包括1个摆动导辊。在第1实施方式中，第1导辊31是摆动导辊，但是第2导辊32也可以是摆动导辊。第1导辊31是通过使第1导辊31的旋转轴方向相对于光纤1的中心轴C倾斜，从而对光纤1(玻璃纤维2)赋予绕中心轴C的旋转(扭转)的旋转控制部。旋转控制部通过对拉丝中的光纤1进行物理操作，从而控制光纤1的绕中心轴C的方位角φ。摆动导辊是旋转控制部的一个例子。在制造装置10中，也可以通过除了摆动导辊以外的构成来对光纤1赋予旋转。
如图4所示，第1导辊31相对于光纤1的中心轴C交替地振动(摆动)。第1导辊31在光纤1的中心轴C与垂直于第1导辊31的旋转轴方向的面所成的角度为±θ的范围内交替摆动。在第1导辊31向正角度倾斜时和向负角度倾斜时，对光纤1赋予的扭转方向为相反方向。因此，相对于拉丝中的光纤1交替地产生顺时针转和逆时针转的扭矩，从而对光纤1赋予旋转(扭转)。
第1导辊31与计算部17可通信地连接，并且从计算部17接收控制信号。第1导辊31基于从计算部17接收到的控制信号而倾斜，从而对光纤1赋予旋转。在专利文献1中也公开了利用导辊对纤维赋予扭转的方法。但是，在专利文献1中未想到反馈功能。
线轴16卷取光纤1。光纤1(玻璃纤维2)以绕中心轴C的方位角φ的变动量在全长上为180°以下、优选为120°以下、更优选为90°以下、进一步优选为60°以下的方式被卷取到线轴16上。这里，全长至少为100m以上、优选为1km以上、更优选为5km以上、特别优选为10km以上。
计算部17与摄像装置12和第1导辊31可通信地连接。计算部17接收来自摄像装置12的侧面观察图像。计算部17基于所得到的侧面观察图像来计算与玻璃纤维2的绕中心轴C的方位角φ相关的变量。计算部17基于计算结果对拉丝中的第1导辊31进行反馈控制。计算部17将与计算结果对应的控制信号发送到第1导辊31。
计算部17从侧面观察图像提取亮度分布，例如，进行诸如相关系数、多变量分析等计算。由计算部17计算的变量例如是：第1时刻获取的侧面观察图像的亮度分布L1i(i是表示传感器的像素的符号)与从第1时刻起经过预定时间后的第2时刻获取的侧面观察图像的亮度分布L2i的相关系数s12/(s1×s2)(s1是L1i的标准偏差、s2是L2i的标准偏差、s12是L1i和L2i的协方差)。相关系数的值越高，方位角φ的时间变化越少。变量例如也可以是：第1时刻获取的侧面观察图像的亮度分布的特征峰的亮度值、和从第1时刻起经过预定时间后的第2时刻获取的侧面观察图像的亮度分布的特征峰的亮度值。特征峰是亮度分布的极大值或极小值，例如是亮度值最大的峰。
在拉丝对象的光纤1的结构已知的情况下，对于光纤1，也可以准备期望的旋转角度的亮度分布的学习数据来使用。计算部17也可以基于预先获取的学习数据的亮度分布和某一时刻获取的侧面观察图像的亮度分布的多变量分析来计算回归分析。在这种情况下，变量是使用基于对预先获取的学习数据的亮度分布进行的多变量分析的回归分析结果、并根据侧面观察图像的亮度分布算出的方位角φ。
计算部17例如可以构成为计算机系统，其包括：CPU(Central Processing Unit)等处理器、RAM(Random Access Memory)和ROM(Read Only Memory)等存储器、触摸面板、鼠标、键盘、显示器等输入输出装置；网卡等通信装置。计算部17在基于存储在存储器中的计算机程序的处理器的控制下使各硬件动作，由此实现计算部17的功能。
第1实施方式涉及的光纤1的制造方法包括：拉丝工序、涂布工序、紫外线照射工序以及卷取工序。根据该制造方法，制造具备玻璃纤维2的光纤1。拉丝工序是利用加热炉11加热熔融光纤母材5、并且拉丝玻璃纤维2的工序。涂布工序是利用模具13在玻璃纤维2的表面涂布被覆树脂的工序。紫外线照射工序是利用紫外线照射部14对玻璃纤维2的表面上的被覆树脂照射紫外线的工序。卷取工序是利用线轴16卷取光纤1的工序。
图5是示出反馈控制的流程图。为了在光纤1的拉丝中对光纤1的绕中心轴C的方位角φ进行反馈控制(反馈操作)，除了上述工序以外，光纤1的制造方法进一步包括获取工序S1、计算工序S2、以及旋转工序S3。
获取工序S1是利用摄像装置12获取玻璃纤维2的侧面观察图像的工序。获取工序S1是从光源21向玻璃纤维2照射光、并利用检测器22检测透射光而获取侧面观察图像的光量测定步骤。计算工序S2是利用计算部17基于侧面观察图像计算与玻璃纤维2的绕中心轴C的方位角φ相关的变量的工序。计算工序S2是利用计算部17从侧面观察图像提取亮度分布、并进行使用了亮度分布的计算的运算步骤。
旋转工序S3是利用第1导辊31对玻璃纤维2赋予绕中心轴C的旋转的工序。第1导辊31基于与计算部17的计算结果对应的控制信号对玻璃纤维2的绕中心轴C的方位角φ进行反馈控制。因此，旋转工序S3基于与玻璃纤维2的绕中心轴C的方位角φ相关的变量对玻璃纤维2赋予旋转。例如，在变量为上述相关系数的情况下，以相关系数的值变高的方式对玻璃纤维2赋予旋转。旋转工序S3是基于运算步骤的结果对拉丝中的制造装置10进行反馈以进行光纤1的旋转调芯的处理步骤。
图6是示出玻璃纤维的绕中心轴C的方位角φ与纵向方向的位置的关系的曲线图。纵轴表示玻璃纤维2的方位角φ。这里，顺时针转的方位角φ用负表示、逆时针转的方位角φ用正表示。横轴表示卷取在线轴16上的光纤1的纵向方向的位置。在光纤1中，通过反馈控制，以使顺时针/逆时针转的方位角φ的变动在纤维全长上接近于零的方式卷取在线轴16上。因此，光纤1的绕中心轴C的方位角φ的变动被抑制。通过反馈控制，在上述卷取工序中，光纤1以绕中心轴C的方位角φ的变动量在全长上为180°以下、优选为120°以下、更优选为90°以下、进一步优选为60°以下的方式被卷取到线轴16上。
如上所述，在光纤1的制造方法中，一边拉丝一边求出与玻璃纤维2的绕中心轴C的方位角φ相关的变量，并基于该变量对玻璃纤维2赋予旋转。因此，可以抑制绕中心轴C的方位角φ的变动。
在获取工序S1中，在比模具13更靠近光纤母材5侧的观察位置P处获取侧面观察图像。观察位置P与模具13之间的距离L1、模具13与加热炉11的中心之间的距离L2满足L1/L2≤0.2。由于在玻璃纤维2的轴偏移量成为最小的位置范围内观察玻璃纤维2的侧面，因此可以抑制观察精度的降低。
在计算工序S2中计算的变量可以是第1时刻获取的侧面观察图像的亮度分布与从第1时刻起经过预定时间后的第2时刻获取的侧面观察图像的亮度分布的相关系数。另外，变量也可以是第1时刻获取的侧面观察图像的亮度分布的特征峰的亮度值、和从第1时刻起经过预定时间后的第2时刻获取的侧面观察图像的亮度分布的特征峰的亮度值。另外，计算工序S2也可以包括基于预先获取的学习数据的亮度分布和某一时刻获取的侧面观察图像的亮度分布的多变量分析来计算回归分析。在任一情况下，均可以高精度地调整玻璃纤维2的绕中心轴C的方位角φ。
图7是示出卷取在线轴上的光纤的方位角φ的变动量与L1/L2的关系的图。纵轴表示卷取在线轴上的光纤的方位角φ的变动量。横轴表示L1/L2。在图7中，对于在计算工序S2中计算特征峰的亮度值的方法、计算亮度分布间的相关函数的方法、以及基于多变量分析计算回归分析的方法中的每一个，分别示出了卷取在线轴上的光纤的方位角φ的变动量与L1/L2之间的关系的研究结果。无论哪种方法，均可以确认：在L1/L2≤0.2时，变动量被抑制。最能抑制变动量的是基于多变量分析计算回归分析的方法。下一个抑制变动量的方法是计算亮度分布间的相关系数的方法。
在旋转工序S3中，利用作为摆动导辊的第1导辊31对玻璃纤维2赋予旋转。因此，能够以简单的构成容易地对光纤1赋予旋转。
在卷取工序中，以方位角φ的变动量在全长上为180°以下、优选为120°以下、更优选为90°以下、进一步优选为60°以下的方式将光纤1卷取在线轴上。因此，能够制造在绕中心轴C的方位角φ的变动被抑制的状态下卷取在线轴16上的光纤1。
光纤1具备玻璃纤维2、并且以玻璃纤维2的绕中心轴C的方位角φ的变动量在全长上为180°以下、优选为120°以下、更优选为90°以下、进一步优选为60°以下的方式被卷取在线轴16上。在光纤1中，抑制了绕中心轴C的方位角φ的变动。在光纤1为MCF的情况下，抑制了多个芯3的旋转偏移。在光纤1为保偏光纤的情况下，抑制了折射率的主轴的旋转偏移。
在制造装置10中，一边拉丝一边求出与玻璃纤维2的绕中心轴C的方位角φ相关的变量，并基于该变量对玻璃纤维2赋予旋转。由此，可以抑制光纤1的绕中心轴C的方位角φ的变动。
摄像装置12包括：对玻璃纤维2的侧面照射光的光源21、和检测透过玻璃纤维2的透射光的检测器22。由此，可以获取玻璃纤维2的侧面观察图像。
(第2实施方式)
图8是第2实施方式涉及的光纤带的制造装置50的示意图。第2实施方式涉及的光纤带6具备并列配置的多条光纤1。光纤1例如是第1实施方式涉及的光纤1。在第2实施方式中，光纤带6具备一体地覆盖多条光纤1的被覆(未图示)。即，光纤带6分别具备各自覆盖各光纤1的被覆和一体地覆盖多条光纤1的被覆。
第2实施方式涉及的制造装置50由多条光纤1制造光纤带6。制造装置50具备：抽出装置51、导辊部52、集线辊53、摄像装置54、模具55、紫外线照射部56、导辊57、以及计算部58。抽出装置51包含多个线轴16，该多个线轴16使光纤1以各自的绕中心轴C的方位角φ的变动量在全长上为180°以下、优选为120°以下、更优选为90°以下、进一步优选为60°以下的方式被卷取，从而供给多条光纤1。在图8中，省略地仅示出3个线轴16，但是实际上可以设置更多的线轴16。
导辊部52配置在抽出装置51与集线辊53之间，并将多条光纤1引导至集线辊53。导辊部52具有与图3所示的导辊部15相同的构成。即，在图8中，对于1个导辊部52省略地仅示出1个导辊，但是各导辊部52实际上具有2个或3个以上的导辊。在第2实施方式中，各导辊部52具有设置在上游侧(抽出装置51侧)的第1导辊31和设置在下游侧(集线辊53侧)的第2导辊32。
如上所述，第1导辊31是摆动导辊，是对多条光纤1的每一条赋予绕中心轴C的旋转(扭转)的旋转控制部。第1导辊31与计算部58可通信地连接，并且从计算部58接收控制信号。第1导辊31基于从计算部58接收到的控制信号进行倾斜，从而对光纤1赋予旋转。
集线辊53将多条光纤1集线，并列配置多条光纤1。摄像装置54设置在集线辊53与模具55之间。摄像装置54具有与图2所示的摄像装置12相同的构成。即，摄像装置54具有光源21和检测器22。摄像装置54通过利用检测器22检测从照射装置的光源21发出的光来获取光纤1的侧面观察图像。
摄像装置54在比模具55更靠近抽出装置51侧的观察位置P处获取多条光纤1的侧面观察图像。观察位置P与模具55之间的距离L1、模具55与集线辊53的中心之间的距离L2满足L1/L2≤0.2。这些距离均是沿着光纤1的长度方向的距离。观察位置P也可以位于模具55的下游侧，即模具55的抽出装置51的相反侧。即使在这种情况下，也满足L1/L2≤0.2。
模具55是在中心部具有用于使多条光纤1通过的孔的金属夹具。模具55是为了在从抽出装置51的线轴16引出的光纤1的外表面上涂布被覆树脂而设置的。在第2实施方式中，被覆树脂为紫外线固化树脂。在模具55的附近，光纤1的中心轴C的偏移量小，是利用摄像装置54进行侧方观察时最能够抑制焦点偏移的部位。因此，摄像装置55的观察位置P设置在模具55的正前方附近。
紫外线照射部56具有与图1所示的紫外线照射部14相同的构成。紫外线照射部56对利用模具55涂布在多条光纤1上的紫外线固化树脂照射紫外线。紫外线固化树脂通过紫外线的照射而固化，构成一体地覆盖多条光纤1的被覆。由此，形成具备多条光纤1和被覆的光纤带6。导辊57将光纤带6引导至下一工序。
计算部58具有与图1所示的计算部17相同的构成。计算部58与摄像装置54和第1导辊31可通信地连接。计算部58接收来自摄像装置54的多个侧面观察图像。计算部58基于得到的多个侧面观察图像计算与多条光纤1各自的绕中心轴C的方位角φ相关的变量。计算部58基于计算结果对第1导辊31进行反馈控制。计算部58将与计算结果对应的控制信号发送到第1导辊31。
在这样得到的光纤带6中，各光纤1的绕中心轴C的方位角φ的变动量在全长上为180°以下、优选为120°以下、更优选为90°以下、进一步优选为60°以下。这里，全长至少为100m以上、优选为1km以上、更优选为5km以上、特别优选为10km以上。在多条光纤1为MCF的情况下，在光纤带6中，以各自的芯3的配置方位的中心值彼此一致的方式并列配置。在多条光纤1为保偏光纤的情况下，在光纤带6中，以各自的折射率的主轴方位的中心值彼此一致的方式并列配置。
第2实施方式涉及的光纤带6的制造方法包括：引出工序、涂布工序、以及紫外线照射工序。引出工序是引出从抽出装置51供给的多条光纤1的工序。涂布工序是利用模具55在多条光纤1的表面一体地涂布被覆树脂的工序。紫外线照射工序是通过紫外线照射部56对被覆树脂照射紫外线的工序。
在第2实施方式涉及的光纤带6的制造方法中，与第1实施方式涉及的光纤1的制造方法同样地进行反馈控制。即，为了对光纤1的绕中心轴C的方位角φ进行反馈控制(反馈操作)，除了上述工序以外，光纤带6的制造方法进一步包括获取工序S1、计算工序S2、以及旋转工序S3。获取工序S1是利用摄像装置54获取多条光纤1的侧面观察图像的工序。计算工序S2是利用计算部58基于侧面观察图像计算与多条光纤1各自的绕中心轴C的方位角φ相关的变量的工序。旋转工序S3是利用第1导辊31对多条光纤1分别赋予旋转的工序。
如上所述，在光纤带6的制造方法中，从抽出装置51引出多条光纤1，一边形成带一边求出与光纤1的绕中心轴C的方位角φ相关的变量，并且基于该变量对光纤1赋予旋转。由此，可以抑制绕中心轴C的方位角φ的变动。结果，可以制造具备绕中心轴C的方位角φ一致的多条光纤1的光纤带6。
在光纤带6的制造方法的获取工序S1中，在比模具55更靠近抽出装置51侧的观察位置P处获取多条光纤1的侧面观察图像。观察位置P与模具55之间的距离L1和模具55与集线辊53的中心之间的距离L2满足L1/L2≤0.2。由于在光纤1的轴偏移量成为最小的位置范围内观察光纤1的侧面，因此可以抑制观察精度的降低。
抽出装置51包含多个线轴18，该多个线轴18使多条光纤1以各自的绕中心轴C的方位角φ的变动量在全长上为180°以下、优选为120°以下、更优选为90°以下、进一步优选为60°以下的方式被卷取。这样，从抽出装置51供给绕中心轴C的方位角φ的变动被抑制了的光纤1，因此，能够简化形成带时的旋转调芯。即，仅通过进行微调，就可以容易地制造具备绕中心轴C的方位角φ一致的多条光纤1的光纤带6。
在光纤带6中，多条光纤1各自的绕中心轴C的方位角φ的变动量在全长上为180°以下、优选为120°以下、更优选为90°以下、进一步优选为60°以下。由此，在光纤带6中，抑制了多条光纤1各自的绕中心轴C的方位角φ的变动。
在多条光纤1为MCF、并且以各自的芯3的配置方位的中心值彼此一致的方式并列配置的情况下，在光纤带6中，抑制了多个芯3的旋转偏移。在多条光纤1为保偏光纤、并且以各自的折射率的主轴方位的中心值彼此一致的方式并列配置的情况下，在光纤带6中，抑制了折射率的主轴的旋转偏移。
在制造装置50中，从抽出装置51引出多条光纤1，一边形成带一边求出与光纤1的绕中心轴C的方位角φ相关的变量，并且基于该变量对光纤1赋予旋转。由此，可以抑制多条光纤1各自的绕中心轴C的方位角φ的变动。结果，可以制造具备绕中心轴C的方位角φ一致的多条光纤1的光纤带6。
摄像装置54具有对多条光纤1的侧面照射光的光源21和检测透过多条光纤1的透射光的检测器22。因此，能够获取光纤1的侧面观察图像。
(变形例)
图9是示出变形例涉及的导辊部15A的构成的示意图。图10是从上方观察第3导辊35和第4导辊36而得的图。变形例涉及的导辊部15A具有第1导辊33、第2导辊34、第3导辊35以及第4导辊36。第1导辊33设置在上游侧(紫外线照射部14侧)。第2导辊34设置在下游侧(线轴16侧)。第3导辊35和第4导辊36设置在第1导辊33与第2导辊34之间，夹着光纤1彼此相对。
第3导辊35是摆动导辊，在垂直于第3导辊35的旋转轴的面与光纤1的中心轴C(即，光纤1行进的方向)之间的角度(称为“第1角度”)为±α的范围内摆动。第4导辊36是摆动导辊，在垂直于第4导辊36的旋转轴的面与光纤1的中心轴C之间的角度(称为“第2角度”)为±α的范围内摆动。第3导辊35和第4导辊36以相反的相位摆动。即，在第3导辊35使第1角度从-α向α变化的期间，第4导辊36使第2角度从α向-α变化。由此，能够对光纤1交替地施加顺时针转和逆时针转的扭矩。在导辊部15A中，第3导辊35和第4导辊36作为控制光纤1的绕中心轴C的方位角φ的旋转控制部而发挥功能。
本公开不限于上述实施方式和上述变形例。上述实施方式和上述变形例也可以适当组合。
符号的说明
1…光纤
2…玻璃纤维
3…芯
4…包层
5…光纤母材
6…光纤带
10…制造装置
11…加热炉
12…摄像装置
13…模具
14…紫外线照射部
15、15A…导辊部
16…线轴
17…计算部
21…光源
22…检测器
31…第1导辊
32…第2导辊
33…第1导辊
34…第2导辊
35…第3导辊
36…第4导辊
50…制造装置
51…抽出装置
52…导辊部
53…集线辊
54…摄像装置
55…模具
56…紫外线照射部
57…导辊
58…计算部
C…中心轴
P…观察位置
φ…方位角

Claims (20)

1.一种光纤的制造方法，其是具备玻璃纤维的光纤的制造方法，包括：
在加热炉中加热熔融光纤母材，并且拉丝所述玻璃纤维；
在观察位置处获取所述玻璃纤维的侧面观察图像；
基于所述侧面观察图像，计算与所述玻璃纤维的绕中心轴的方位角相关的变量；以及
基于所述变量，对所述玻璃纤维赋予绕中心轴的旋转。
2.根据权利要求1所述的光纤的制造方法，
进一步包括利用模具在所述玻璃纤维的表面涂布被覆树脂，
所述观察位置在所述模具与所述光纤母材之间，所述观察位置与所述模具之间的距离L1、所述模具与所述加热炉的中心之间的距离L2满足L1/L2≤0.2。
3.根据权利要求1或2所述的光纤的制造方法，其中，
所述变量是第1时刻获取的所述侧面观察图像的亮度分布与从所述第1时刻起经过预定时间后的第2时刻获取的所述侧面观察图像的亮度分布的相关系数。
4.根据权利要求1或2所述的光纤的制造方法，其中，
所述变量是第1时刻获取的所述侧面观察图像的亮度分布的特征峰的亮度值、和从所述第1时刻起经过预定时间后的第2时刻获取的所述侧面观察图像的亮度分布的特征峰的亮度值。
5.根据权利要求1或2所述的光纤的制造方法，其中，
所述变量是使用基于对预先获取的学习数据的亮度分布进行的多变量分析的回归分析结果、根据所述侧面观察图像的亮度分布算出的所述方位角。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的光纤的制造方法，其中，
赋予所述旋转包括利用摆动导辊对所述玻璃纤维赋予旋转。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的光纤的制造方法，
进一步包括将所述光纤以使所述方位角的变动量在全长上为180°以下的方式卷取在线轴上。
8.一种光纤，具备玻璃纤维，
以所述玻璃纤维的绕中心轴的方位角的变动量在全长上为180°以下的方式被卷取在线轴上。
9.根据权利要求8所述的光纤，
所述光纤为多芯光纤。
10.根据权利要求8所述的光纤，
所述光纤为保偏光纤。
11.一种光纤带的制造方法，其是具备并列配置的多条光纤和一体地覆盖所述多条光纤的被覆的光纤带的制造方法，包括：
从抽出装置引出所述多条光纤；
利用集线辊使所述多条光纤集线、并且并列配置所述多条光纤；
在观察位置处获取所述多条光纤的侧面观察图像；
基于所述侧面观察图像，计算与所述多条光纤各自的绕中心轴的方位角相关的变量；以及
基于所述变量，对所述多条光纤分别赋予旋转。
12.根据权利要求11所述的光纤带的制造方法，
进一步包括利用模具在所述多条光纤的表面一体地涂布被覆树脂，
所述观察位置在比所述模具更靠近所述抽出装置侧，所述观察位置与所述模具之间的距离L1、所述模具与所述集线辊的中心之间的距离L2满足L1/L2≤0.2。
13.根据权利要求11或12所述的光纤带的制造方法，其中，
所述抽出装置包括使所述多条光纤以各自的绕中心轴的方位角的变动量在全长上为180°以下的方式卷绕的多个线轴。
14.一种光纤带，具备：
并列配置的多条光纤、和
一体地覆盖所述多条光纤的树脂，
所述多条光纤各自的绕中心轴的方位角的变动量在全长上为180°以下。
15.根据权利要求14所述的光纤带，
所述多条光纤为多芯光纤，以使各自的芯的配置方位的中心值彼此一致的方式并列配置。
16.根据权利要求15所述的光纤带，
所述多条光纤为保偏光纤，以使各自的折射率的主轴方位的中心值彼此一致的方式并列配置。
17.一种光纤的制造装置，其是具备玻璃纤维的光纤的制造装置，具备：
加热熔融光纤母材的加热炉；
获取从熔融了的所述光纤母材拉丝而成的所述玻璃纤维的侧面观察图像的摄像装置；
基于所述侧面观察图像，计算与所述玻璃纤维的绕中心轴的方位角相关的变量的计算部；以及
基于所述变量，对所述玻璃纤维赋予旋转的旋转控制部。
18.根据权利要求17所述的光纤的制造装置，其中，
所述摄像装置包括：
对所述玻璃纤维的侧面照射光的光源、和
检测透过所述玻璃纤维的透射光的检测器。
19.一种光纤带的制造装置，其是具备并列配置的多条光纤和一体地覆盖所述多条光纤的被覆的光纤带的制造装置，具备：
供给所述多条光纤的抽出装置；
获取所述多条光纤的侧面观察图像的摄像装置；
基于所述侧面观察图像，计算与所述多条光纤各自的绕中心轴的方位角相关的变量的计算部；以及
基于所述变量，对所述多条光纤分别赋予旋转的多个旋转控制部。
20.根据权利要求19所述的光纤带的制造装置，其中，
所述摄像装置具有：
对所述多条光纤的侧面照射光的光源、和
检测透过所述多条光纤的透射光的检测器。
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