JP2023074352A - 光ファイバテープ心線の検査装置及び光ファイバテープ心線の製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】非破壊で、長手方向の全長にわたって隣り合う２本の光ファイバ心線の間の隙間の大きさを検知することができる、光ファイバテープ心線の検査装置及び光ファイバテープ心線の製造装置を提供する。【解決手段】光ファイバテープ心線の検査装置は、複数の光ファイバ心線が共通被覆層により一体化された光ファイバテープ心線の長手方向及び幅方向に垂直な第１面に光を照射する照明部と、前記第１面の反対側の第２面を撮像する撮像部と、前記撮像部により取得された画像から前記複数の光ファイバ心線の隣り合う２本の光ファイバ心線の間に、予め定められた閾値の距離より大きい隙間があるか否かを検知する検知部と、を有する。【選択図】図３

Description

本開示は、光ファイバテープ心線の検査装置及び光ファイバテープ心線の製造装置に関する。

長手方向に連結部と非連結部とが間欠的に形成された光ファイバテープ心線の検査装置が提案されている（特許文献１～３）。特許文献１には、外周面に段差が形成されたガイドローラを用いて非連結部の長さ又は周期を測定する検査装置が記載されている。特許文献２には、光ファイバテープ心線にかかる張力を調整しながら、光ファイバテープ心線の側方に配置されたＣＣＤカメラを用いて光ファイバテープ心線の厚さを測定する検査装置が記載されている。特許文献３には、ローラにより光ファイバテープ心線を長手方向に曲げ、ローラ上で非連結部を開いて非連結部の形成状態を検査する検査装置が記載されている。

特開２０１２－４２３５４号公報 特開２０１６－１３８９３７号公報 特開２０１５－９９１２６号公報

製造された光ファイバテープ心線については、外観だけでなく、内部構造の検査も望まれることがある。例えば、隣り合う２本の光ファイバ心線の間の隙間の有無又は大きさの検査が望まれることがある。なお、光ファイバテープ心線において、隣り合う２本の光ファイバ心線の間に隙間がある、とは、光ファイバ心線の間が離れていて、テープ樹脂のみが充填されている状態であることを表している。

しかしながら、従来の技術では、隙間の有無を検知したり、隙間の大きさを計測したりすることは、難しかった。また、光ファイバテープ心線の長手方向の端部を切断して切断面における隙間を検知したり、隙間の大きさを特定したりすることは可能であるが、隙間は長手方向に一様に存在するわけではないため、全長において内部構造の十分な検査を行うことも難しかった。

本開示は、非破壊で、長手方向の全長にわたって隣り合う２本の光ファイバ心線の間の隙間の大きさを検知することができる、光ファイバテープ心線の検査装置及び光ファイバテープ心線の製造装置を提供することを目的とする。

本開示の光ファイバテープ心線の検査装置は、
複数の光ファイバ心線が共通被覆層により一体化された光ファイバテープ心線の長手方向及び幅方向に垂直な第１面に光を照射する照明部と、前記第１面の反対側の第２面を撮像する撮像部と、前記撮像部により取得された画像から前記複数の光ファイバ心線の隣り合う２本の光ファイバ心線の間に、予め定められた閾値の距離より大きい隙間があるか否かを検知する検知部と、を有する。

本開示によれば、非破壊で、長手方向の全長にわたって隣り合う２本の光ファイバ心線の間の隙間の大きさを検知することができる。

図１は、第１実施形態の製造装置により製造する光ファイバテープ心線の一例の断面図である。 図２は、光ファイバテープ心線の他の一例の断面図である。 図３は、第１実施形態に係る光ファイバテープ心線の製造装置を示す図である。 図４は、光ファイバテープ心線の検査装置を示す図である。 図５は、光ファイバテープ心線の第２面を撮像した画像の一例を示す模式図である。 図６は、光ファイバテープ心線の第２面を撮像した画像の他の一例を示す模式図である。 図７は、２値化処理の結果の一例を示す図である。 図８は、２値化処理の結果の他の一例を示す図である。 図９は、光ファイバ心線の間の距離と白色画素の数との関係の一例を示す図である。 図１０は、第２実施形態の製造装置により製造する間欠型光ファイバテープ心線の一例の平面図である。 図１１は、第２実施形態に係る光ファイバテープ心線の製造装置を示す図である。

実施するための形態について、以下に説明する。

［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。

〔１〕 本開示の一態様に係る光ファイバテープ心線の検査装置は、複数の光ファイバ心線が共通被覆層により一体化された光ファイバテープ心線の長手方向及び幅方向に垂直な第１面に光を照射する照明部と、前記第１面の反対側の第２面を撮像する撮像部と、前記撮像部により取得された画像から前記複数の光ファイバ心線の隣り合う２本の光ファイバ心線の間に、予め定められた閾値の距離より大きい隙間があるか否かを検知する検知部と、を有する。

照射部により照射され、光ファイバテープ心線を透過した光を反映した画像が撮像部により取得される。隣り合う２本の光ファイバ心線の間の距離の大きさにより、光ファイバテープ心線を透過する光の量が異なる。このため、この画像には、隣り合う２本の光ファイバ心線の間の隙間の大きさが反映され、検知部によって、予め定められた閾値の距離より大きい隙間があるか否かが検知される。このため、非破壊で長手方向の全長にわたって隣り合う２本の光ファイバ心線の間の隙間の大きさを検知できる。なお、この検知結果を用いて、光ファイバテープ心線に間欠加工を施してもよい。

〔２〕 〔１〕において、前記検知部は、前記撮像部により取得された画像を２値化処理し、白色画素の数により前記隙間が前記閾値の距離より大きいか否かを特定してもよい。白色画素の数と距離との相関関係を予め求めておくことで、容易に、隙間が閾値の距離より大きいか否かを特定できる。

〔３〕 〔１〕又は〔２〕において、前記照明部は、面発光光源を有してもよい。この場合、光ファイバテープ心線の幅方向の複数箇所に安定して光を照射しやすい。

〔４〕 〔１〕～〔３〕において、前記照明部が照射する前記光の色温度は、２６００Ｋ以上７１００Ｋ以下であってもよい。この場合、撮像部により透過光を検出しやすい。

〔５〕 本開示の他の一態様に係る光ファイバテープ心線の製造装置は、〔１〕～〔４〕の光ファイバテープ心線の検査装置を有してもよい。製造装置が上記〔１〕～〔４〕の光ファイバテープ心線の製造装置に検査装置を有することで、非破壊で、長手方向の全長にわたって隣り合う２本の光ファイバ心線の間の隙間の大きさを検知しながら、光ファイバテープ心線を製造できる。

〔６〕 〔５〕において、前記検査装置を通過した前記光ファイバテープ心線に対して、前記光ファイバテープ心線の前記隣り合う２本の光ファイバ心線の間に、長手方向で間欠的に切れ込みを形成する間欠加工装置を有してもよい。この場合、隙間の有無等に応じて切れ込みを形成する際の条件等を調整できる。

［本開示の実施形態の詳細］
以下、本開示の実施形態について詳細に説明するが、本実施形態はこれらに限定されるものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省くことがある。

（第１実施形態）
第１実施形態は、検査装置を含む光ファイバテープ心線の製造装置に関する。

まず、第１実施形態の製造装置により製造する光ファイバテープ心線の概要について説明する。図１は、光ファイバテープ心線の一例の断面図である。

光ファイバテープ心線１０は、複数本、例えば６本の光ファイバ心線１１（１１ａ～１１ｆ）を平行一列に並べて（並列させて）、上下の並列面を含む外面を共通被覆層１２により全長にわたって一体化してテープ状にしたものである。図１に示す光ファイバテープ心線１０は、間欠加工が施されていない未間欠光ファイバテープ心線の一例である。未間欠光ファイバテープ心線は、その後に間欠加工が施されて使用されてもよく、その後に間欠加工が施されることなく使用されてもよい。

光ファイバ心線１１は、ガラスファイバ１３と、ガラスファイバ１３の外周を覆う保護被覆１４とを有する。保護被覆１４は、例えばアクリレート樹脂からなる。共通被覆層１２には紫外線硬化樹脂等を用いることができるが、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等も使用することができる。

図１では、隣り合う２本の光ファイバ心線１１が互いに接触し、隣り合う２本の光ファイバ心線１１の間に隙間が存在しないが、隣り合う２本の光ファイバ心線１１の間に隙間が生じることもある。例えば、図２に示すように、光ファイバ心線１１ｃと光ファイバ心線１１ｄとの間に隙間が生じることがある。また、意図的に、隣り合う２本の光ファイバ心線１１の間に所定の大きさの隙間を設けてもよい。

次に、光ファイバテープ心線の製造装置の詳細について説明する。図３は、第１実施形態に係る光ファイバテープ心線の製造装置を示す図である。

第１実施形態に係る光ファイバテープ心線の製造装置１は、サプライ装置１００と、塗布装置２００と、樹脂タンク２３０と、紫外線照射装置２４０と、検査装置５００と、ガイドローラ２５０と、キャプスタン３１０と、巻き取り張力制御ダンサローラ３２０と、巻き取り装置３３０とを有する。

サプライ装置１００は、光ファイバテープ心線１０の心線数に対応するＮ個（本実施形態では６個）のリール１０１～１０６と、Ｎ個のダンサローラ１１１～１１６と、ガイドローラ１２０とを有する。各リール１０１～１０６には光ファイバ心線１１がそれぞれ巻かれている。光ファイバ心線１１は、各リール１０１～１０６からそれぞれ繰り出されて、ダンサローラ１１１～１１６により張力が与えられ、ガイドローラ１２０を通過するときに一つの配列面上に並べられる。光ファイバ心線１１は、さらに、直上ガイドローラ１３０で集線されて、塗布装置２００へ送られる。

塗布装置２００は、ニップル２１０と、ダイス２２０とを有する。塗布装置２００に光ファイバ心線１１が挿通され、光ファイバ心線１１が所定の張力で引っ張られる。これにより、挿通された光ファイバ心線１１はニップル２１０でガイドされて所望の配列となり、ダイス２２０に送られる。ダイス２２０において、共通被覆層１２となる紫外線硬化型樹脂が、並列した光ファイバ心線１１の周りに塗布される。この紫外線硬化型樹脂は、加圧式の樹脂タンク２３０より供給される。

紫外線照射装置２４０において、６本の光ファイバ心線１１に塗布された紫外線硬化型樹脂に紫外線が照射され、紫外線硬化型樹脂が硬化される。硬化した紫外線硬化型樹脂が共通被覆層１２となって、６心の光ファイバテープ心線１０が形成される。

光ファイバテープ心線１０は、ガイドローラ２５０、キャプスタン３１０、および、巻き取り張力制御ダンサローラ３２０を経て、リールを有する巻き取り装置３３０へ送られる。そして、巻き取り装置３３０において、光ファイバテープ心線１０は、ガイドを経てリールに巻き取られる。

本実施形態では、パスライン上で紫外線照射装置２４０とガイドローラ２５０との間に、検査装置５００が設けられている。ここで、検査装置５００について説明する。図４は、検査装置５００を示す図である。

検査装置５００は、照明部５１０と、撮像部５２０と、検知部５３０と、モニタ５４０とを有する。

照明部５１０は、光ファイバテープ心線１０の長手方向及び幅方向に垂直な第１面１０Ａに光５０１を照射する。第１面１０Ａは、平坦な面ではなく、複数本の光ファイバ心線１１の外形に沿った凹凸を含む面である。照明部５１０は、例えば面発光光源である。例えば、光５０１は白色光であり、光５０１の色温度は２６００Ｋ以上７１００Ｋ以下である。光５０１の色温度は、好ましくは３２５０Ｋ以上５５００Ｋ以下であり、より好ましくは３８００Ｋ以上４５００Ｋ以下である。

撮像部５２０は、光ファイバテープ心線１０の長手方向及び幅方向に垂直な第２面１０Ｂを撮像する。撮像部５２０は、例えばモノクロカメラであってもよい。第２面１０Ｂは、平坦な面ではなく、複数本の光ファイバ心線１１の外形に沿った凹凸を含む面である。第２面１０Ｂは、隣り合う光ファイバ心線１１に対応する領域に凸部３１を有し、凸部３１の間に凹部３２を有する。第２面１０Ｂの撮像部５２０により撮像される部分は、第１面１０Ａの光５０１が照射される部分の反対側の部分である。詳細は後述するが、隣り合う２本の光ファイバ心線１１の間に隙間があると、第１面１０Ａに照射された光５０１は、光ファイバテープ心線１０の光ファイバ心線の間の、共通被覆層１２だけが存在する箇所を透過する。一方、隣り合う２本の光ファイバ心線１１の間に隙間がなければ、第１面１０Ａに照射された光５０１は光ファイバ心線１１で遮られ、光ファイバ心線１１を透過した光のみが透過する。従って、撮像部５２０により取得される画像には、隙間がある箇所は強い透過光がある画像が撮像され、隙間が無い箇所は弱い透過光のみの画像が撮像される。

光ファイバテープ心線１０は、紫外線照射装置２４０からガイドローラ２５０に向けて、照明部５１０と撮像部５２０との間を走行する。撮像部５２０は、光ファイバテープ心線１０が走行している間、一定の頻度、例えば１秒間あたり２回の頻度で、第２面１０Ｂの撮像を行う。従って、光ファイバテープ心線１０の長手方向に沿って一定の間隔で撮像部５２０による撮像が行われる。

検知部５３０は、撮像部５２０により取得された画像から隣り合う２本の光ファイバ心線１１の間の距離Ｌ（図２参照）を計測する。例えば、検知部５３０は、撮像部５２０により取得された画像を２値化し、２値化後のデータから白色画素の数を計測し、距離Ｌを計測する。

ここで、検知部５３０における２値化処理について説明する。図５及び図６は、光ファイバテープ心線１０の第２面１０Ｂを撮像した画像の一例を示す模式図である。図５に示す例では、図１に示す例のように、全ての光ファイバ心線１１の間に隙間が存在しない。一方、図６に示す例では、図２に示す例のように、１組の光ファイバ心線１１の間に隙間が存在し、他の組の光ファイバ心線１１の間には隙間が存在しない。図５及び図６中の粗い梨地が付された領域２１は第２面１０Ｂの凸部３１（図４参照）の画像であり、細かい梨地が付された領域２２は第２面１０Ｂの凹部３２（図４参照）の画像である。透過光５０２が投影され、第２面１０Ｂが撮像された画像には、凹凸を反映した明暗が存在する。また、図６中の白色の領域２３は、第２面１０Ｂの凹部３２の画像の中で、透過光５０２により明るくなった領域である。図５及び図６中の矩形の撮像領域１０Ｃは、凹部３２の画像の一部を拡大したものである。

図５に示す例について撮像領域１０Ｃの２値化処理を行うと、図７に示すように、全ての画素が黒色画素となるのに対し、図６に示す例について撮像領域１０Ｃの２値化処理を行うと、図８に示すように、領域２３に対応する白色画素が含まれるようになる。

モニタ５４０には、例えば、図５及び図６に示すような光ファイバテープ心線１０の第２面１０Ｂを撮像した画像が表示されたり、図７及び図８に示す２値化処理の結果が表示されたりする。

次に、白色画素の数と距離Ｌとの関係について説明する。上記のように、隣り合う２本の光ファイバ心線１１の間に隙間がなければ、第１面１０Ａに照射された光５０１は、光ファイバ心線１１を透過したものになる。一方、隣り合う２本の光ファイバ心線１１の間に隙間があると、第１面１０Ａに照射された光５０１が光ファイバ心線１１の間の隙間の部分も透過する。図９は、距離Ｌと白色画素の数との関係の一例を示す図である。図９中の縦軸は、光ファイバテープ心線１０の長手方向の任意の位置で測定された撮像領域１０Ｃ内の白色画素の数を示す。図９中の横軸は当該位置で光ファイバテープ心線１０を切断して、断面観察により測定された距離Ｌを示す。

図９に示す例では、距離Ｌが５μｍ以下である場合には、白色画素の数は１０００個以下であった。また、距離Ｌが５μｍよりも大きい場合には、距離Ｌが大きくなるほど、白色画素の数が多くなった。例えば、距離Ｌが１２μｍ以上である場合には、白色画素の数は７０００個以上であった。この結果は、距離Ｌが５μｍ以下であれば、透過光５０２がほとんど存在せず、ほとんどの画素が黒色画素となり、距離Ｌが５μｍよりも大きい場合には、距離Ｌが大きくなるほど、透過光５０２の量が多くなり、白色画素の数が多くなることを示す。従って、白色画素の数を計測すれば、白色画素の数から距離Ｌを計測することができる。

なお、隙間が空く場合、通常は１箇所のみに生じるため、白色画素の数は、１箇所の隙間の距離を反映したものになる。但し、複数個所に隙間が空くことも有るので、その場合は、各光ファイバ心線間のエリアの画像のみを各々画像処理し、その各エリアの白色画素の数から各光ファイバ心線間の距離を計測することとしても良い。また、全エリアの白色画素の数から、各光ファイバ心線間の隙間を推定することとしても良い。

このため、予め、白色画素の数と距離Ｌとの相関関係を求め、検知部５３０に記憶させておくことにより、検知部５３０は、撮像部５２０により取得された画像を２値化し、２値化後のデータから白色画素の数を計測し、隙間が空いた光ファイバ心線間の距離Ｌを計測することができる。例えば、白色画素の数が１０００個以下であれば、距離Ｌが５μｍ以下であることが特定され、白色画素の数が１０００個より多ければ、距離Ｌは当該白色画素の数に対応する距離になっていることが特定できる。別の見方をすると、検知部５３０は、予め定められた閾値、例えば５μｍよりも距離Ｌが大きい隙間があるか否かを検知する。

従って、検査装置５００を用いることで、非破壊で長手方向の全長にわたって隣り合う２本の光ファイバ心線１１の間の隙間を検知したり、隙間の大きさを計測したりできる。また、この検知はインラインで行うことができる。

また、面発光光源を有する照明部５１０を用いることで、光ファイバテープ心線１０の幅方向の複数箇所に安定して光５０１を照射しやすい。また、光５０１として、例えば色温度が２６００Ｋ以上７１００Ｋ以下の光を用いることで、透過光５０２を検出しやすい。

なお、光ファイバテープ心線の製造装置１内の検査装置５００の位置は、パスライン上で紫外線照射装置２４０と巻き取り装置３３０との間であれば、紫外線照射装置２４０とガイドローラ２５０との間に限定されない。検査装置５００が、ガイドローラ２５０とキャプスタン３１０との間に配置されていてもよく、キャプスタン３１０と巻き取り張力制御ダンサローラ３２０との間に設けられていてもよく、巻き取り張力制御ダンサローラ３２０と巻き取り装置３３０との間に設けられていてもよい。

また、光ファイバテープ心線１０に含まれる光ファイバ心線１１の数は限定されず、例えば４本、８本又は１２本の光ファイバ心線１１が含まれてもよい。

（第２実施形態）
第２実施形態について説明する。第２実施形態は、長手方向に連結部と非連結部とが間欠的に形成された光ファイバテープ心線の製造装置に関する。

まず、第２実施形態の製造装置により製造する光ファイバテープ心線の概要について説明する。図１０は、間欠型光ファイバテープ心線の一例の平面図である。

第２実施形態の製造装置により製造する間欠型光ファイバテープ心線１５は、間欠構造を備えた複数本、例えば６本の光ファイバ心線１１（１１ａ～１１ｆ（図１参照））を含む。間欠型光ファイバテープ心線１５は、光ファイバテープ心線１０から形成されており、間欠型光ファイバテープ心線１５には長手方向に連結部１６と非連結部１７とが間欠的に形成されている。

次に、光ファイバテープ心線の製造装置の詳細について説明する。図１１は、第２実施形態に係る光ファイバテープ心線の製造装置を示す図である。

第２実施形態に係る光ファイバテープ心線の製造装置２は、第１実施形態に係る光ファイバテープ心線の製造装置１と、製造装置１により製造された光ファイバテープ心線１０に対して、隣り合う２本の光ファイバ心線１１の間で共通被覆層１２に、長手方向で間欠的に切れ込みを形成する間欠加工装置４００とを有する。

間欠加工装置４００は、例えば、図示しない切断ローラによって、光ファイバテープ心線１０の所定の光ファイバ心線１１間の共通被覆層１２に、長手方向で間欠的に切れ込みを形成する。切れ込みが形成された部分が非連結部１７となり、長手方向の、非連結部１７の間の部分が連結部１６となる。

なお、第２実施形態では、間欠加工装置４００が第１実施形態に係る光ファイバテープ心線の製造装置１の後段に設けられているが、間欠加工装置４００が製造装置１内に設けられてもよい。例えば、間欠加工装置４００が巻き取り張力制御ダンサローラ３２０と巻き取り装置３３０との間に設けられてもよい。この場合、検査装置５００は、パスライン上で紫外線照射装置２４０と間欠加工装置４００との間に設けられる。

第２実施形態に係る製造装置２を用いることで、図１０に示す間欠型光ファイバテープ心線１５を高精度で製造できる。

以上、実施形態について詳述したが、特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。

１：光ファイバテープ心線の製造装置
２：光ファイバテープ心線の製造装置
１０：光ファイバテープ心線
１０Ａ：第１面
１０Ｂ：第２面
１０Ｃ：撮像領域
１１、１１ａ～１１ｆ：光ファイバ心線
１２：共通被覆層
１３：ガラスファイバ
１４：保護被覆
１５：間欠型光ファイバテープ心線
１６：連結部
１７：非連結部
２１、２２、２３：領域
１００：サプライ装置
１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６：リール
１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６：ダンサローラ
１２０：ガイドローラ
１３０：直上ガイドローラ
２００：塗布装置
２１０：ニップル
２２０：ダイス
２３０：樹脂タンク
２４０：紫外線照射装置
２５０：ガイドローラ
３１０：キャプスタン
３２０：張力制御ダンサローラ
３３０：巻き取り装置
４００：間欠加工装置
５００：検査装置
５０１：光
５０２：透過光
５１０：照明部
５２０：撮像部
５３０：検知部
５４０：モニタ

Claims (6)

1. 複数の光ファイバ心線が共通被覆層により一体化された光ファイバテープ心線の長手方向及び幅方向に垂直な第１面に光を照射する照明部と、
   前記第１面の反対側の第２面を撮像する撮像部と、
   前記撮像部により取得された画像から前記複数の光ファイバ心線の隣り合う２本の光ファイバ心線の間に、予め定められた閾値の距離より大きい隙間があるか否かを検知する検知部と、
   を有する、光ファイバテープ心線の検査装置。
2. 前記検知部は、前記撮像部により取得された画像を２値化処理し、白色画素の数により前記隙間が前記閾値の距離より大きいか否かを特定する、請求項１に記載の光ファイバテープ心線の検査装置。
3. 前記照明部は、面発光光源を有する、請求項１または請求項２に記載の光ファイバテープ心線の検査装置。
4. 前記照明部が照射する前記光の色温度は、２６００Ｋ以上７１００Ｋ以下である、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の光ファイバテープ心線の検査装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の光ファイバテープ心線の検査装置を有する、光ファイバテープ心線の製造装置。
6. 前記検査装置を通過した前記光ファイバテープ心線に対して、前記光ファイバテープ心線の前記隣り合う２本の光ファイバ心線の間に、長手方向で間欠的に切れ込みを形成する間欠加工装置を有する、請求項５に記載の光ファイバテープ心線の製造装置。

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