JP3053509B2 - 光ファイバ母材の検査装置および検査方法 - Google Patents
光ファイバ母材の検査装置および検査方法Info
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- JP3053509B2 JP3053509B2 JP5210156A JP21015693A JP3053509B2 JP 3053509 B2 JP3053509 B2 JP 3053509B2 JP 5210156 A JP5210156 A JP 5210156A JP 21015693 A JP21015693 A JP 21015693A JP 3053509 B2 JP3053509 B2 JP 3053509B2
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- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバの母材中の
コアの偏心、並びに母材外形の楕円の程度を検査する装
置およびその装置を使用して検査する方法に関するもの
である。
コアの偏心、並びに母材外形の楕円の程度を検査する装
置およびその装置を使用して検査する方法に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバはコアとクラッドからなり、
透過光はコアに沿って進む。したがって２本の光ファイ
バを接続するときにはコアどうしの位置がずれないこと
が必要である。光ファイバどうしが外形的にずれていな
くても、コアに偏心があるとコアどうしの位置がずれて
接続損失が大きくなってしまう。そのため、光ファイバ
の線引き前の原材料である母材（プリフォーム）中でコ
アが偏心していないことが求められている。このような
見地から、光ファイバ母材を検査してコアの偏心が少な
いものを選ぶことは、光ファイバの製造管理上重要であ
る。
透過光はコアに沿って進む。したがって２本の光ファイ
バを接続するときにはコアどうしの位置がずれないこと
が必要である。光ファイバどうしが外形的にずれていな
くても、コアに偏心があるとコアどうしの位置がずれて
接続損失が大きくなってしまう。そのため、光ファイバ
の線引き前の原材料である母材（プリフォーム）中でコ
アが偏心していないことが求められている。このような
見地から、光ファイバ母材を検査してコアの偏心が少な
いものを選ぶことは、光ファイバの製造管理上重要であ
る。
【０００３】特公平３−６９０６０号公報には、光ファ
イバのコアを直交する側部２方向から観察し、観察され
る偏心座標から光ファイバ側部表面の曲面で光が屈折し
て及ぼすレンズ作用による倍率を換算し、実際の偏心量
を求めるファイバのコア偏心率測定方法が開示されてい
る。
イバのコアを直交する側部２方向から観察し、観察され
る偏心座標から光ファイバ側部表面の曲面で光が屈折し
て及ぼすレンズ作用による倍率を換算し、実際の偏心量
を求めるファイバのコア偏心率測定方法が開示されてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の発明者は、前
記公報に記載された方法により光ファイバ母材のコアの
偏心を実際に測定してみた。光ファイバ母材の外形が略
真円であると偏心量は正確に測定できた。しかし光ファ
イバ母材の外形が歪んでいると、測定される偏心量が不
正確であった。光ファイバ母材の外形の歪み形状は殆ど
が楕円形になっていて、それが原因で測定偏心量が不正
確になる。すなわち光ファイバ母材の外形が楕円である
とコアを直交する２方向から観察するに際し、その方向
により光ファイバ母材の側部表面からコアまでの光路長
（光ファイバ母材の屈折率を換算した光学的距離）が異
なってレンズ作用の倍率が異なってしまうために、測定
偏心量が不正確になる。また前記公報に記載された方法
によると、側部２方向から観察するという煩しさや、そ
のための装置が複雑である。
記公報に記載された方法により光ファイバ母材のコアの
偏心を実際に測定してみた。光ファイバ母材の外形が略
真円であると偏心量は正確に測定できた。しかし光ファ
イバ母材の外形が歪んでいると、測定される偏心量が不
正確であった。光ファイバ母材の外形の歪み形状は殆ど
が楕円形になっていて、それが原因で測定偏心量が不正
確になる。すなわち光ファイバ母材の外形が楕円である
とコアを直交する２方向から観察するに際し、その方向
により光ファイバ母材の側部表面からコアまでの光路長
（光ファイバ母材の屈折率を換算した光学的距離）が異
なってレンズ作用の倍率が異なってしまうために、測定
偏心量が不正確になる。また前記公報に記載された方法
によると、側部２方向から観察するという煩しさや、そ
のための装置が複雑である。
【０００５】特公昭５６−３７４９３号公報や特公昭５
７−２１６４４号公報に開示されているように、光ファ
イバ母材をマッチングオイル中に液浸してコアを観察測
定すれば、光ファイバ母材の側部表面の曲面によるレン
ズ作用を除去することができる。そのためレンズ作用に
よる倍率を換算する必要がなくなるので、楕円による側
部表面の曲率変化にも配慮する必要がなくなることは勿
論である。しかしこれらの公報に記載された方法を応用
してコアを観察測定し、その測定値から偏心量を算出す
るには、光ファイバ母材を直交する２方向から観察した
２つのデータが必要であり、側部２方向から観察すると
いう煩しさや、そのための装置が複雑であるという問題
点は依然として解消しない。また光ファイバ母材をマッ
チングオイルに浸すため、装置が複雑になり、測定後に
マッチングオイルを完全に洗浄するための手間がかか
る。
７−２１６４４号公報に開示されているように、光ファ
イバ母材をマッチングオイル中に液浸してコアを観察測
定すれば、光ファイバ母材の側部表面の曲面によるレン
ズ作用を除去することができる。そのためレンズ作用に
よる倍率を換算する必要がなくなるので、楕円による側
部表面の曲率変化にも配慮する必要がなくなることは勿
論である。しかしこれらの公報に記載された方法を応用
してコアを観察測定し、その測定値から偏心量を算出す
るには、光ファイバ母材を直交する２方向から観察した
２つのデータが必要であり、側部２方向から観察すると
いう煩しさや、そのための装置が複雑であるという問題
点は依然として解消しない。また光ファイバ母材をマッ
チングオイルに浸すため、装置が複雑になり、測定後に
マッチングオイルを完全に洗浄するための手間がかか
る。
【０００６】本発明は前記の課題を解決するためなされ
たもので、光ファイバ母材を回転させて観察することに
より、光ファイバ母材が楕円形をしている場合にも液浸
することなく光ファイバ母材の楕円の程度とコアの偏心
量を正確に測定することができる光ファイバ母材の検査
装置および検査方法を提供するものである。
たもので、光ファイバ母材を回転させて観察することに
より、光ファイバ母材が楕円形をしている場合にも液浸
することなく光ファイバ母材の楕円の程度とコアの偏心
量を正確に測定することができる光ファイバ母材の検査
装置および検査方法を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の発明者は、前記
のように光ファイバ母材の外形が楕円であると、その観
察方向により光路長が異なることに気付き、さらに以下
の現象を考察した。図４〜図７により本発明の基礎とな
る現象を詳細に説明する。図中、１は光ファイバ母材、
２はコア、３はクラッドである。図には光ファイバ母材
１を回転させた場合、回転角θを横軸として光ファイバ
母材１の外形線を観察した連続線ｖ1 およびｖ2 、コア
２の外形線を観察した連続線ｕ1 およびｕ2 で現してい
る。したがって光ファイバ母材１の中心に対するコア２
の中心の偏心量ｗは下記式（Ｉ） ｗ＝（ｕ1+ｕ2 ）／２−（ｖ1+ｖ2 ）／２ （Ｉ） により観察される。
のように光ファイバ母材の外形が楕円であると、その観
察方向により光路長が異なることに気付き、さらに以下
の現象を考察した。図４〜図７により本発明の基礎とな
る現象を詳細に説明する。図中、１は光ファイバ母材、
２はコア、３はクラッドである。図には光ファイバ母材
１を回転させた場合、回転角θを横軸として光ファイバ
母材１の外形線を観察した連続線ｖ1 およびｖ2 、コア
２の外形線を観察した連続線ｕ1 およびｕ2 で現してい
る。したがって光ファイバ母材１の中心に対するコア２
の中心の偏心量ｗは下記式（Ｉ） ｗ＝（ｕ1+ｕ2 ）／２−（ｖ1+ｖ2 ）／２ （Ｉ） により観察される。
【０００８】図４に示すように、コア２に偏心がなく、
光ファイバ母材１の外形が真円である場合、コア２（半
径ｄ）および光ファイバ母材１（半径Ｄ）につき回転角
θを横軸とする連続線により表すと、コア２の外形線２
Ａおよび光ファイバ母材１の外形線１Ａはともに直線に
なる。屈折率ｎの円の中心付近に存在する物体をその円
外から観察するとｎ倍に観察できるから、クラッド３
（屈折率ｎの円柱）の中心付近に存在するコア２を光フ
ァイバ母材１の側部から観察すると、半径がｎ×ｄに拡
大して観察できる。図４の場合ｖ1 = Ｄ，ｖ2 = −Ｄ，
ｕ1 = ｎｄ，ｕ2= −ｎｄとなるので（Ｉ）式に代入す
ると偏心量ｗは０となる。
光ファイバ母材１の外形が真円である場合、コア２（半
径ｄ）および光ファイバ母材１（半径Ｄ）につき回転角
θを横軸とする連続線により表すと、コア２の外形線２
Ａおよび光ファイバ母材１の外形線１Ａはともに直線に
なる。屈折率ｎの円の中心付近に存在する物体をその円
外から観察するとｎ倍に観察できるから、クラッド３
（屈折率ｎの円柱）の中心付近に存在するコア２を光フ
ァイバ母材１の側部から観察すると、半径がｎ×ｄに拡
大して観察できる。図４の場合ｖ1 = Ｄ，ｖ2 = −Ｄ，
ｕ1 = ｎｄ，ｕ2= −ｎｄとなるので（Ｉ）式に代入す
ると偏心量ｗは０となる。
【０００９】図５に示すように、コア２に偏心があり、
光ファイバ母材１の外形が真円である場合、光ファイバ
母材１が回転するとコア２が１回転周期で揺らぐ。その
ためコア２の外形線２Ａは連続線で表すと振幅Ｕ、回転
角２π周期の正弦曲線ＵSinθになる。光ファイバ母材
１の外形線１Ａは直線になる。これを光ファイバ母材１
の側部から観察したコア２の外形線は、屈折率ｎなる円
柱の拡大作用の影響を受ける。従ってｖ1 = Ｄ，ｖ2 =
−Ｄ，ｕ1 = ｎＵSin θ+ ｎｄ，ｕ2 = ｎＵSin θ−ｎ
ｄとなりこれを前記偏心量ｗの式に代入すると、 コアの偏心量ｗ1 ＝ｎＵSin θ (II） で表され、コアの偏心量はこの関係で観察される。従っ
て振幅ｎＵをｎで割ったＵが実際のコアの偏心量とな
る。
光ファイバ母材１の外形が真円である場合、光ファイバ
母材１が回転するとコア２が１回転周期で揺らぐ。その
ためコア２の外形線２Ａは連続線で表すと振幅Ｕ、回転
角２π周期の正弦曲線ＵSinθになる。光ファイバ母材
１の外形線１Ａは直線になる。これを光ファイバ母材１
の側部から観察したコア２の外形線は、屈折率ｎなる円
柱の拡大作用の影響を受ける。従ってｖ1 = Ｄ，ｖ2 =
−Ｄ，ｕ1 = ｎＵSin θ+ ｎｄ，ｕ2 = ｎＵSin θ−ｎ
ｄとなりこれを前記偏心量ｗの式に代入すると、 コアの偏心量ｗ1 ＝ｎＵSin θ (II） で表され、コアの偏心量はこの関係で観察される。従っ
て振幅ｎＵをｎで割ったＵが実際のコアの偏心量とな
る。
【００１０】図６に示すように、コア２に偏心がなく、
光ファイバ母材１の外形が長径ａ、短径ｂの楕円である
場合、光ファイバ母材１の外形線１Ａは 1/2回転周期で
揺ぎ、連続線で表すと振幅ａ−ｂ、回転角π周期の (II
I)-1、(III)-2式の正弦曲線、 ｖ1 ＝（ａ−ｂ）Sin ２θ＋Ｄ (III)-1 ｖ2 ＝−（ａ−ｂ）Sin ２θ−Ｄ (III)-2 になる。 (III)-1、(III)-2式は光ファイバ母材１の側部
からそのまま観察することができる。コア２に偏心はな
いのでコア２の外形線２Ａは、連続線で表すと直線（実
線示）であるが、光ファイバ母材１の側部から観察する
と、点線示のように、屈折率ｎなる楕円が回転すること
による拡大作用の影響を受けて、 ｕ1 ＝（ｎ−１）（ａ−ｂ）Sin ２θ+ ｎｄ (IV)-1 ｕ2 ＝（ｎ−１）（ａ−ｂ）Sin ２θ−ｎｄ (IV)-2 の関係で観察される。光路長が長いほど大きく拡大され
るのであるから、楕円の長径を光路にとるときには倍率
が高く、短径を光路にとるときには倍率が低い。そのた
め (III)-1、(III)-2式の正弦曲線ｖ1 、ｖ2 と (IV)-1、
(IV)-2式の正弦曲線ｕ1 、ｕ2 では位相が半周期π／２
だけずれている。ｖ1 、ｖ2 とｕ1 、ｕ2を偏心量ｗの
（Ｉ）式に代入すると、楕円の偏心量ｗ2 は、 ｗ2 ＝（ｎ−１）（ａ−ｂ）Sin ２θ （Ｖ） で表される。したがって楕円の長径ａと短径ｂの差ａ−
ｂはｗ2 の振幅をｎ−１で除して求められる。
光ファイバ母材１の外形が長径ａ、短径ｂの楕円である
場合、光ファイバ母材１の外形線１Ａは 1/2回転周期で
揺ぎ、連続線で表すと振幅ａ−ｂ、回転角π周期の (II
I)-1、(III)-2式の正弦曲線、 ｖ1 ＝（ａ−ｂ）Sin ２θ＋Ｄ (III)-1 ｖ2 ＝−（ａ−ｂ）Sin ２θ−Ｄ (III)-2 になる。 (III)-1、(III)-2式は光ファイバ母材１の側部
からそのまま観察することができる。コア２に偏心はな
いのでコア２の外形線２Ａは、連続線で表すと直線（実
線示）であるが、光ファイバ母材１の側部から観察する
と、点線示のように、屈折率ｎなる楕円が回転すること
による拡大作用の影響を受けて、 ｕ1 ＝（ｎ−１）（ａ−ｂ）Sin ２θ+ ｎｄ (IV)-1 ｕ2 ＝（ｎ−１）（ａ−ｂ）Sin ２θ−ｎｄ (IV)-2 の関係で観察される。光路長が長いほど大きく拡大され
るのであるから、楕円の長径を光路にとるときには倍率
が高く、短径を光路にとるときには倍率が低い。そのた
め (III)-1、(III)-2式の正弦曲線ｖ1 、ｖ2 と (IV)-1、
(IV)-2式の正弦曲線ｕ1 、ｕ2 では位相が半周期π／２
だけずれている。ｖ1 、ｖ2 とｕ1 、ｕ2を偏心量ｗの
（Ｉ）式に代入すると、楕円の偏心量ｗ2 は、 ｗ2 ＝（ｎ−１）（ａ−ｂ）Sin ２θ （Ｖ） で表される。したがって楕円の長径ａと短径ｂの差ａ−
ｂはｗ2 の振幅をｎ−１で除して求められる。
【００１１】図７に示すように、コア２に偏心があり、
光ファイバ母材１の外形が楕円（長径ａ、短径ｂ）であ
る場合、光ファイバ母材１が回転するとコア２の外形線
２Ａ、２Ｂは振幅Ｕ、回転角２π周期の正弦曲線ＵSin
θになり、光ファイバ母材１の外形線１Ａ、１Ｂは 1/2
回転周期で揺ぎ、振幅a-b、回転角π周期の正弦曲線(a-
b)Sin 2θになる。コア２の偏心の方向と楕円の軸の方
向とのずれを位相差αとすると、光ファイバ母材１の側
部から観察したコア２の外形線３ａは、(II)式と(Ｖ）
式から、 ｗ＝ｎＵSin θ＋（ｎ−１）（ａ−ｂ）Sin(２θ＋α） （VI） の関係が成立する。
光ファイバ母材１の外形が楕円（長径ａ、短径ｂ）であ
る場合、光ファイバ母材１が回転するとコア２の外形線
２Ａ、２Ｂは振幅Ｕ、回転角２π周期の正弦曲線ＵSin
θになり、光ファイバ母材１の外形線１Ａ、１Ｂは 1/2
回転周期で揺ぎ、振幅a-b、回転角π周期の正弦曲線(a-
b)Sin 2θになる。コア２の偏心の方向と楕円の軸の方
向とのずれを位相差αとすると、光ファイバ母材１の側
部から観察したコア２の外形線３ａは、(II)式と(Ｖ）
式から、 ｗ＝ｎＵSin θ＋（ｎ−１）（ａ−ｂ）Sin(２θ＋α） （VI） の関係が成立する。
【００１２】上記の関係から光ファイバ母材１を回転さ
せながら観察することにより、光ファイバ母材１の中心
とコア２の中心との偏心量、光ファイバ母材１の楕円の
程度、すなわち長径ａ、短径ｂの差を正確に検査するこ
とができるという知見を得ることができた。
せながら観察することにより、光ファイバ母材１の中心
とコア２の中心との偏心量、光ファイバ母材１の楕円の
程度、すなわち長径ａ、短径ｂの差を正確に検査するこ
とができるという知見を得ることができた。
【００１３】この知見のもとになされた本発明の光ファ
イバ母材の検査装置は、実施例に対応する図１に示すよ
うに、コアとクラッドからなる略丸棒状の光ファイバ母
材１を検査する装置であって、光源１０とビデオカメラ
１１の中間に配置され、光源１０からの光を光路中に横
切って置かれた光ファイバ母材１に投影する光学系12、
およびビデオカメラ１１で撮像された光ファイバ母材１
の像を座標を連続曲線に変換する演算回路５６を有し、
光学系１２の光路中に横切って置かれた光ファイバ母材
１をその丸棒中心で回転させる駆動装置１４に連結して
いる。この検査装置では、光ファイバ母材１の略丸棒状
の長手方向に沿って前記光学系１２の光路が走査する装
置１５が配設されていることが好ましい。
イバ母材の検査装置は、実施例に対応する図１に示すよ
うに、コアとクラッドからなる略丸棒状の光ファイバ母
材１を検査する装置であって、光源１０とビデオカメラ
１１の中間に配置され、光源１０からの光を光路中に横
切って置かれた光ファイバ母材１に投影する光学系12、
およびビデオカメラ１１で撮像された光ファイバ母材１
の像を座標を連続曲線に変換する演算回路５６を有し、
光学系１２の光路中に横切って置かれた光ファイバ母材
１をその丸棒中心で回転させる駆動装置１４に連結して
いる。この検査装置では、光ファイバ母材１の略丸棒状
の長手方向に沿って前記光学系１２の光路が走査する装
置１５が配設されていることが好ましい。
【００１４】
【作用】上記本発明の検査装置によれば、略丸棒状の光
ファイバ母材１を駆動装置１４により回転させ、光源１
０から光ファイバ母材１の側面より光を透過させて投影
した像を、回転角θの位置でビデオカメラ１１により撮
像する。撮像された像の中心座標から、演算回路５６に
より連続曲線が作成され、コア２の偏心状態、光ファイ
バ母材１の楕円の状態が検査される。
ファイバ母材１を駆動装置１４により回転させ、光源１
０から光ファイバ母材１の側面より光を透過させて投影
した像を、回転角θの位置でビデオカメラ１１により撮
像する。撮像された像の中心座標から、演算回路５６に
より連続曲線が作成され、コア２の偏心状態、光ファイ
バ母材１の楕円の状態が検査される。
【００１５】像の中心座標から演算される連続曲線は、 ｗ＝ｎＵSin θ＋（ｎ−１）（ａ−ｂ）Sin(２θ＋α） （VI） となり２π周期の正弦曲線の成分とπ周期の正弦曲線の
成分との合成曲線である。
成分との合成曲線である。
【００１６】（VI）式の合成曲線から２π周期の正弦曲
線の成分を分離してコアの偏心量ｗ1 ＝ｎＵSin θの正
弦曲線が描けるので、コア２の実際の偏心量Ｕを求める
ことができる。また（VI）式の合成曲線からコアの偏心
量ｗ1 を減算すれば、π周期で変化する楕円の外形の正
弦曲線ｗ2 ＝（ｎ−１）（ａ−ｂ）Sin(２θ＋α）とな
るので、光ファイバ母材１の楕円の長径ａと短径ｂの差
を求めることができる。
線の成分を分離してコアの偏心量ｗ1 ＝ｎＵSin θの正
弦曲線が描けるので、コア２の実際の偏心量Ｕを求める
ことができる。また（VI）式の合成曲線からコアの偏心
量ｗ1 を減算すれば、π周期で変化する楕円の外形の正
弦曲線ｗ2 ＝（ｎ−１）（ａ−ｂ）Sin(２θ＋α）とな
るので、光ファイバ母材１の楕円の長径ａと短径ｂの差
を求めることができる。
【００１７】本発明の検査装置に走査装置１５が配設さ
れている場合には、光ファイバ母材１の長手方向に沿っ
て検査ができるので、光ファイバ母材１の途中から変化
してゆく楕円の状態、コアの偏心状態が検査される。
れている場合には、光ファイバ母材１の長手方向に沿っ
て検査ができるので、光ファイバ母材１の途中から変化
してゆく楕円の状態、コアの偏心状態が検査される。
【００１８】
【実施例】以下、本発明を適用する光ファイバ母材の検
査装置および検査方法の実施例を図面により詳細に説明
する。図１は本発明の検査装置の一実施例を示す斜視図
である。同図に示す装置は、光源１０からの光で、光学
系１２により光ファイバ母材１のコアとクラッドの像
を、ビデオカメラ１１で撮像し、その信号は信号処理回
路１７（図２参照）で処理されて検査結果が算出される
ようになっている。光ファイバ母材１は回転駆動装置１
４に連結されており、さらに光ファイバ母材１の略丸棒
状の長手方向に沿って光学系１２の光路が縦断するよう
に走査装置１５が配設されている。
査装置および検査方法の実施例を図面により詳細に説明
する。図１は本発明の検査装置の一実施例を示す斜視図
である。同図に示す装置は、光源１０からの光で、光学
系１２により光ファイバ母材１のコアとクラッドの像
を、ビデオカメラ１１で撮像し、その信号は信号処理回
路１７（図２参照）で処理されて検査結果が算出される
ようになっている。光ファイバ母材１は回転駆動装置１
４に連結されており、さらに光ファイバ母材１の略丸棒
状の長手方向に沿って光学系１２の光路が縦断するよう
に走査装置１５が配設されている。
【００１９】回転駆動装置１４は、被検物である光ファ
イバ母材１の前後端をチャック２１（一方のチャックは
図示外）で銜え、チャック２１を回転可能に保持するホ
ルダ２２で固定テーブル２０に支持され、一方のチャッ
ク２１に連結したギア２４がパルスモータ２６のギア２
５と噛み合っている。光源１０、光学系１２、およびビ
デオカメラ１１は走査テーブル３０の上に設置されてい
る。光源１０はタングステンランプからなる。光源１０
の光は、アパーチャー遮光板３２とコンデンサレンズ３
３からなる光学系１２を介して偏光板３６を通って光フ
ァイバ母材１を照明するようになっている。ビデオカメ
ラ１１は、撮像レンズ３５とＣＣＤ光電変換素子が組み
込まれており、撮影レンズ３５を光ファイバ母材１に向
けて光学系１２の反対側に配置されている。撮影レンズ
３５と光ファイバ母材１の間には偏光板３７が配置され
る。
イバ母材１の前後端をチャック２１（一方のチャックは
図示外）で銜え、チャック２１を回転可能に保持するホ
ルダ２２で固定テーブル２０に支持され、一方のチャッ
ク２１に連結したギア２４がパルスモータ２６のギア２
５と噛み合っている。光源１０、光学系１２、およびビ
デオカメラ１１は走査テーブル３０の上に設置されてい
る。光源１０はタングステンランプからなる。光源１０
の光は、アパーチャー遮光板３２とコンデンサレンズ３
３からなる光学系１２を介して偏光板３６を通って光フ
ァイバ母材１を照明するようになっている。ビデオカメ
ラ１１は、撮像レンズ３５とＣＣＤ光電変換素子が組み
込まれており、撮影レンズ３５を光ファイバ母材１に向
けて光学系１２の反対側に配置されている。撮影レンズ
３５と光ファイバ母材１の間には偏光板３７が配置され
る。
【００２０】走査テーブル３０は、走査駆動装置１５に
連結し、固定テーブル２０の上に配設されている。すな
わち走査テーブル３０は、その下面に取り付けられたボ
ールナット４４が固定テーブル２０の上に取り付けられ
たねじ棒４５に螺合し、ねじ棒４５に連結したギア４６
がモーター４７のギア４８と噛み合っている。さらに固
定テーブル２０の上に固設されたガイド棒４１・４２が
走査テーブル３０を摺動可能に支持している。
連結し、固定テーブル２０の上に配設されている。すな
わち走査テーブル３０は、その下面に取り付けられたボ
ールナット４４が固定テーブル２０の上に取り付けられ
たねじ棒４５に螺合し、ねじ棒４５に連結したギア４６
がモーター４７のギア４８と噛み合っている。さらに固
定テーブル２０の上に固設されたガイド棒４１・４２が
走査テーブル３０を摺動可能に支持している。
【００２１】ビデオカメラ１１は、図２に示す信号処理
回路１７に繋がれている。信号処理回路１７は、演算回
路（ＣＰＵ）５６を中心とし、パルスモーター２６に対
する給電を制御する電源供給回路５１、モーター４７に
対する給電を制御する電源供給回路５２、演算回路５６
から出力するビデオ信号を一時的に記憶しておくメモリ
ィ５３を介してディスプレイ５５、インタフェース回路
５４を介してプリンタ５８が配置されている。
回路１７に繋がれている。信号処理回路１７は、演算回
路（ＣＰＵ）５６を中心とし、パルスモーター２６に対
する給電を制御する電源供給回路５１、モーター４７に
対する給電を制御する電源供給回路５２、演算回路５６
から出力するビデオ信号を一時的に記憶しておくメモリ
ィ５３を介してディスプレイ５５、インタフェース回路
５４を介してプリンタ５８が配置されている。
【００２２】図１および図２に示した検査装置は、図３
に示すフローチャートにしたがい演算回路（ＣＰＵ）５
６により動作が制御される。以下に動作を説明する。
に示すフローチャートにしたがい演算回路（ＣＰＵ）５
６により動作が制御される。以下に動作を説明する。
【００２３】光ファイバ母材１をチャック２１で銜え、
光源１０を点灯してビデオカメラ１１により第１回の撮
影をする（ステップ１０１）。この撮影像の中心座標を
演算回路５６で求めてメモリィ５３にプロットする（ス
テップ１０２）。ステップ１０１およびステップ１０２
を光ファイバ母材１の１回転（＝２π）あたりＮ回実行
するものとする。ステップ１０１およびステップ１０２
を実行する毎に給電回路５１からモーター２６に電力供
給して光ファイバ母材１を２π／Ｎ回転させてゆく（ス
テップ１０４）。Ｎ回の撮影、プロットが済んだら（ス
テップ１０３）、光ファイバ母材１の１周分の処理が終
わっており、演算処理に入る。
光源１０を点灯してビデオカメラ１１により第１回の撮
影をする（ステップ１０１）。この撮影像の中心座標を
演算回路５６で求めてメモリィ５３にプロットする（ス
テップ１０２）。ステップ１０１およびステップ１０２
を光ファイバ母材１の１回転（＝２π）あたりＮ回実行
するものとする。ステップ１０１およびステップ１０２
を実行する毎に給電回路５１からモーター２６に電力供
給して光ファイバ母材１を２π／Ｎ回転させてゆく（ス
テップ１０４）。Ｎ回の撮影、プロットが済んだら（ス
テップ１０３）、光ファイバ母材１の１周分の処理が終
わっており、演算処理に入る。
【００２４】ステップ１０２でプロットしてあるＮ個の
撮影像の中心座標を近似演算の処理をして前記式(VI)の
連続曲線を作成する（ステップ１０５）。正弦曲線の合
成曲線になっている連続曲線(VI)から成分曲線である式
(II）の正弦曲線を作成する（ステップ１０６）。正弦
曲線 (II）の振幅からコア２の偏心量が演算され（ステ
ップ１０７）、メモリィ５３に蓄積される。連続曲線(V
I)から成分曲線 (II）を減算することにより別な成分曲
線である式（Ｖ）の正弦曲線を作成する（ステップ１０
８）。正弦曲線（Ｖ）の振幅から光ファイバ母材１の長
径ａと短径ｂとの差、すなわち楕円の程度が演算され
（ステップ１０９）、メモリィ５３に蓄積される。
撮影像の中心座標を近似演算の処理をして前記式(VI)の
連続曲線を作成する（ステップ１０５）。正弦曲線の合
成曲線になっている連続曲線(VI)から成分曲線である式
(II）の正弦曲線を作成する（ステップ１０６）。正弦
曲線 (II）の振幅からコア２の偏心量が演算され（ステ
ップ１０７）、メモリィ５３に蓄積される。連続曲線(V
I)から成分曲線 (II）を減算することにより別な成分曲
線である式（Ｖ）の正弦曲線を作成する（ステップ１０
８）。正弦曲線（Ｖ）の振幅から光ファイバ母材１の長
径ａと短径ｂとの差、すなわち楕円の程度が演算され
（ステップ１０９）、メモリィ５３に蓄積される。
【００２５】次に給電回路５２からモーター４７に電力
供給して走査テーブル３０を所定の距離だけ移動させ、
ビデオカメラ１１が光ファイバ母材１を撮像する位置を
変えてゆく（ステップ１１０）。移動の毎にステップ１
０１からステップ１０９の動作を繰り返えされる。光フ
ァイバ母材１の測定すべき全長を操作テーブル３０が移
動し終ったら（ステップ１１１）、その範囲についての
コア２の偏心量、および光ファイバ母材１の長径ａと短
径ｂとの差が蓄積される。
供給して走査テーブル３０を所定の距離だけ移動させ、
ビデオカメラ１１が光ファイバ母材１を撮像する位置を
変えてゆく（ステップ１１０）。移動の毎にステップ１
０１からステップ１０９の動作を繰り返えされる。光フ
ァイバ母材１の測定すべき全長を操作テーブル３０が移
動し終ったら（ステップ１１１）、その範囲についての
コア２の偏心量、および光ファイバ母材１の長径ａと短
径ｂとの差が蓄積される。
【００２６】上記により得られた撮影像の中心座標やコ
ア２の偏心量、および光ファイバ母材１の長径ａと短径
ｂとの差は、メモリィ５３から呼び出されてディスプレ
イ５５で表示したり、プリンタ５８で印刷される。
ア２の偏心量、および光ファイバ母材１の長径ａと短径
ｂとの差は、メモリィ５３から呼び出されてディスプレ
イ５５で表示したり、プリンタ５８で印刷される。
【００２７】上記実施例の検査装置で、クラッドの屈折
率ｎ＝１．４５８、設計外形２Ｄ＝５０ｍｍ、コアの設
計外形２ｄ＝４ｍｍ、全長＝１０００ｍｍの光ファイバ
母材１を検査した。実際の測定にあたっては、装置に取
り付けられた光ファイバ母材１を回転駆動装置１４で２
２．５°ずつ回転させて停止し、１周で１７点、停止状
態の時にビデオカメラ１１による撮影をし、光ファイバ
母材１の中心位置とコアの中心位置との差の測定値をデ
ィスプレイ５５で観察する一方で、その測定値をプリン
タ５８で記録した。
率ｎ＝１．４５８、設計外形２Ｄ＝５０ｍｍ、コアの設
計外形２ｄ＝４ｍｍ、全長＝１０００ｍｍの光ファイバ
母材１を検査した。実際の測定にあたっては、装置に取
り付けられた光ファイバ母材１を回転駆動装置１４で２
２．５°ずつ回転させて停止し、１周で１７点、停止状
態の時にビデオカメラ１１による撮影をし、光ファイバ
母材１の中心位置とコアの中心位置との差の測定値をデ
ィスプレイ５５で観察する一方で、その測定値をプリン
タ５８で記録した。
【００２８】図８には実施例の検査装置で１周、１７点
を撮影したときの光ファイバ母材１の中心位置とコア２
の中心位置との差の測定値を屈折率ｎで割った値（外径
に対する％）を〇で示してある。次いでこの値を演算回
路５６で近似し、そのときの値の軌跡を図８に実線で併
せて示してある。これより偏心量（％）を求めると０．
６５％となり、この値は別に測定した実測値と一致し
た。
を撮影したときの光ファイバ母材１の中心位置とコア２
の中心位置との差の測定値を屈折率ｎで割った値（外径
に対する％）を〇で示してある。次いでこの値を演算回
路５６で近似し、そのときの値の軌跡を図８に実線で併
せて示してある。これより偏心量（％）を求めると０．
６５％となり、この値は別に測定した実測値と一致し
た。
【００２９】図９には、図８に示した光ファイバ母材１
の中心位置とコア２の中心位置との差の測定値と、偏心
量ｗ1 ＝０．６５Sin θとの差△をプロットしてある。
この差△を正弦曲線に近似した軌跡を、図８に併せて示
してある。この軌跡は（ａ−ｂ）Sin ２θに合致し、ａ
−ｂをもとめると0.3 ％となり、この値は別に測定した
実測値と一致した。
の中心位置とコア２の中心位置との差の測定値と、偏心
量ｗ1 ＝０．６５Sin θとの差△をプロットしてある。
この差△を正弦曲線に近似した軌跡を、図８に併せて示
してある。この軌跡は（ａ−ｂ）Sin ２θに合致し、ａ
−ｂをもとめると0.3 ％となり、この値は別に測定した
実測値と一致した。
【００３０】図１０には本発明の検査装置に利用される
光学系の別な実施例の側面図が示されている。この光学
系は、図１に示した検査装置の走査テーブル３０の上に
配置されるもので、被検物である光ファイバ母材１（固
定テーブル２０に支持されている）を中心に、光源（レ
ーザ−６０）側に 1/2半波長板６１、偏光子６２、およ
びレンズ６３、ビデオカメラ１１側にスリット６４、１
波長板６５、検光子６６が配置されている。光ファイバ
母材１のコア２とクラッド３はドーパントの量が異なる
ため、熱膨張係数が異なり、両者の境界に残留応力が存
在する。そのため図９に示す光学系によりビデオカメラ
１１でコア２とクラッド３を明瞭に撮影することができ
る。この光学系を本発明の検査装置に利用することによ
りコア２の偏心量を検査することができる。
光学系の別な実施例の側面図が示されている。この光学
系は、図１に示した検査装置の走査テーブル３０の上に
配置されるもので、被検物である光ファイバ母材１（固
定テーブル２０に支持されている）を中心に、光源（レ
ーザ−６０）側に 1/2半波長板６１、偏光子６２、およ
びレンズ６３、ビデオカメラ１１側にスリット６４、１
波長板６５、検光子６６が配置されている。光ファイバ
母材１のコア２とクラッド３はドーパントの量が異なる
ため、熱膨張係数が異なり、両者の境界に残留応力が存
在する。そのため図９に示す光学系によりビデオカメラ
１１でコア２とクラッド３を明瞭に撮影することができ
る。この光学系を本発明の検査装置に利用することによ
りコア２の偏心量を検査することができる。
【００３１】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように本発明の検
査装置および検査方法によれば、光ファイバ母材を回転
させて観察することにより、コアの偏心量と光ファイバ
母材の楕円の程度を正確に測定することができるように
なった。コアの偏心を測定するのに光ファイバ母材を２
方向から観察する必要がなくなったため、複雑な装置を
必要としなくなり、測定作業も簡単になった。さらに光
ファイバ母材が楕円形をしている場合にも液浸する必要
がないため、装置と測定操作が簡単になった。又従来の
ように測定後にマッチングオイルを洗浄するという作業
が不要になった。
査装置および検査方法によれば、光ファイバ母材を回転
させて観察することにより、コアの偏心量と光ファイバ
母材の楕円の程度を正確に測定することができるように
なった。コアの偏心を測定するのに光ファイバ母材を２
方向から観察する必要がなくなったため、複雑な装置を
必要としなくなり、測定作業も簡単になった。さらに光
ファイバ母材が楕円形をしている場合にも液浸する必要
がないため、装置と測定操作が簡単になった。又従来の
ように測定後にマッチングオイルを洗浄するという作業
が不要になった。
【００３２】
【図１】本発明を適用する検査装置の一実施例を示す斜
視図。
視図。
【図２】本発明の検査装置に付加される信号処理回路の
実施例のブロック図。
実施例のブロック図。
【図３】本発明を適用する検査装置の動作手順を示すフ
ローチャート図。
ローチャート図。
【図４】本発明を適用する検査方法の原理を説明する
図。
図。
【図５】本発明を適用する検査方法の原理を説明する
図。
図。
【図６】本発明を適用する検査方法の原理を説明する
図。
図。
【図７】本発明を適用する検査方法の原理を説明する
図。
図。
【図８】本発明の検査装置で測定した光ファイバ母材の
中心位置とコアの中心位置との差の測定値、およびその
値を近似した軌跡である正弦曲線を示す図。
中心位置とコアの中心位置との差の測定値、およびその
値を近似した軌跡である正弦曲線を示す図。
【図９】本発明の検査装置で測定した光ファイバ母材の
中心位置とコアの中心位置との差の測定値と、前記正弦
曲線との差、およびその差を正弦曲線に近似した軌跡を
示す図。
中心位置とコアの中心位置との差の測定値と、前記正弦
曲線との差、およびその差を正弦曲線に近似した軌跡を
示す図。
【図１０】本発明を適用する検査装置の別な実施例の要
部を示す側面図。
部を示す側面図。
１は光ファイバ母材、１０は光源、１１はビデオカメ
ラ、１２は光学系、１４は回転駆動装置、１５は走査駆
動装置、１７は信号処理回路、２０は固定テーブル、２
１はチャック、２２はホルダ、２４・２５はギア、２６
はパルスモータ、３０は走査テーブル、３２はアパーチ
ャー遮光板、３３はコンデンサレンズ、３５は撮像レン
ズ、３６・３７は偏光板、４１・４２はガイド棒、４４
はボールナット、４５はねじ棒、４６・４８はギア、４
７はモータ、５１・５２は電源供給回路、５３はメモリ
ィ、５４はインタフェース回路、５５はディスプレイ、
５６は演算回路、５８はプリンタ、６０はレーザー、６
１は 1/2半波長板、６２は偏光子、６３はレンズ、６４
はスリット、６５は１波長板、６６は検光子。
ラ、１２は光学系、１４は回転駆動装置、１５は走査駆
動装置、１７は信号処理回路、２０は固定テーブル、２
１はチャック、２２はホルダ、２４・２５はギア、２６
はパルスモータ、３０は走査テーブル、３２はアパーチ
ャー遮光板、３３はコンデンサレンズ、３５は撮像レン
ズ、３６・３７は偏光板、４１・４２はガイド棒、４４
はボールナット、４５はねじ棒、４６・４８はギア、４
７はモータ、５１・５２は電源供給回路、５３はメモリ
ィ、５４はインタフェース回路、５５はディスプレイ、
５６は演算回路、５８はプリンタ、６０はレーザー、６
１は 1/2半波長板、６２は偏光子、６３はレンズ、６４
はスリット、６５は１波長板、６６は検光子。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01M 11/00 - 11/02 G01B 11/00 実用ファイル（ＰＡＴＯＬＩＳ) 特許ファイル（ＰＡＴＯＬＩＳ)
Claims (6)
- 【請求項１】 コアとクラッドからなる略丸棒状の光フ
ァイバ母材を、その丸棒中心で駆動装置により回転させ
ながら検査する装置であって、光源とビデオカメラの中
間に配置され、該光源からの光を光路中に横切って置か
れた光ファイバ母材に投影する光学系、およびビデオカ
メラで撮像された光ファイバ母材の像の座標を、 連続曲線ｗ＝ｎＵSin θ＋（ｎ−１）(ａ−ｂ）Sin(２
θ＋α） （式中のｎは光ファイバ母材の屈折率、Ｕは像の振幅、
θは光ファイバ母材の回転角、ａは光ファイバ母材の楕
円の長径、ｂは同じく短径、αはコアの偏心の方向と楕
円の軸の方向とのずれを位相差） に変換する演算回路を
有することを特徴とする光ファイバ母材の検査装置。 - 【請求項２】 光ファイバ母材の略丸棒状の長手方向に
沿って前記光学系の光路が走査する装置が配設されてい
ることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ母材の
検査装置。 - 【請求項３】 前記光学系中の光ファイバ母材の前後に
偏光板が配置され、これらの偏光板を透過した光学像を
コアの像としてビデオカメラで撮像することを特徴とす
る請求項１または請求項２に記載の光ファイバ母材の検
査装置。 - 【請求項４】 コアとクラッドからなる丸棒状の光ファ
イバ母材を検査する方法であって、光ファイバ母材をそ
の丸棒中心で回転させながら側面から光を透過させて投
影し、１回転あたり回転角θの各位置で複数の像を撮像
して得た光ファイバ母材の中心座標とコアの中心座標と
の差を連続曲線で現し、その連続曲線の成分曲線である
２π周期の正弦曲線の振幅値からコアの偏心量を演算す
ることを特徴とする光ファイバ母材の検査方法。 - 【請求項５】 請求項４に記載の連続曲線の成分曲線で
あるπ周期の正弦曲線の振幅値から光ファイバ母材の長
径と短径の差を測定することを特徴とする光ファイバ母
材の検査方法。 - 【請求項６】 請求項４または請求項５に記載の光ファ
イバ母材の検査方法であって、光ファイバ母材の長手方
向に沿って移動させながらその側面から光を透過させて
投影した像により光ファイバ母材の長手方向に渡り前記
検査をすることを特徴とする光ファイバ母材の検査方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5210156A JP3053509B2 (ja) | 1992-08-27 | 1993-08-25 | 光ファイバ母材の検査装置および検査方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4-228737 | 1992-08-27 | ||
| JP22873792 | 1992-08-27 | ||
| JP5210156A JP3053509B2 (ja) | 1992-08-27 | 1993-08-25 | 光ファイバ母材の検査装置および検査方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06123672A JPH06123672A (ja) | 1994-05-06 |
| JP3053509B2 true JP3053509B2 (ja) | 2000-06-19 |
Family
ID=26517889
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5210156A Expired - Fee Related JP3053509B2 (ja) | 1992-08-27 | 1993-08-25 | 光ファイバ母材の検査装置および検査方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3053509B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101788276A (zh) * | 2010-03-18 | 2010-07-28 | 长飞光纤光缆有限公司 | 一种测量光纤预制棒芯包同心度偏差方位的方法 |
| CN103542806A (zh) * | 2013-11-10 | 2014-01-29 | 江苏亨通光电股份有限公司 | 一种芯棒的测试方法及装置 |
| CN109596074A (zh) * | 2018-12-25 | 2019-04-09 | 芜湖哈特机器人产业技术研究院有限公司 | 轴承同轴度检测系统 |
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|---|---|---|---|---|
| JP4233098B2 (ja) * | 2005-05-31 | 2009-03-04 | 信越化学工業株式会社 | 光ファイバ用母材の構造測定方法と測定装置 |
| JP5503100B2 (ja) * | 2007-06-06 | 2014-05-28 | 古河電気工業株式会社 | 円柱透明体中のコア形状測定装置及びコア形状測定方法 |
| CN110068278A (zh) * | 2019-04-22 | 2019-07-30 | 南京理工大学 | 基于fpga的非接触式光纤预制棒尺寸实时测量系统及方法 |
| WO2022254986A1 (ja) * | 2021-06-04 | 2022-12-08 | 住友電気工業株式会社 | 光ファイバの製造方法、光ファイバ、光ファイバリボンの製造方法、光ファイバリボン、光ファイバの製造装置、及び、光ファイバリボンの製造装置 |
| CN117346664B (zh) * | 2023-12-04 | 2024-03-15 | 南京烽火星空通信发展有限公司 | 一种基于旋转测棒数据的光棒弓曲度计算方法 |
-
1993
- 1993-08-25 JP JP5210156A patent/JP3053509B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101788276A (zh) * | 2010-03-18 | 2010-07-28 | 长飞光纤光缆有限公司 | 一种测量光纤预制棒芯包同心度偏差方位的方法 |
| CN103542806A (zh) * | 2013-11-10 | 2014-01-29 | 江苏亨通光电股份有限公司 | 一种芯棒的测试方法及装置 |
| CN103542806B (zh) * | 2013-11-10 | 2016-03-16 | 江苏亨通光电股份有限公司 | 一种芯棒的测试方法及装置 |
| CN109596074A (zh) * | 2018-12-25 | 2019-04-09 | 芜湖哈特机器人产业技术研究院有限公司 | 轴承同轴度检测系统 |
| CN109596074B (zh) * | 2018-12-25 | 2020-12-15 | 芜湖哈特机器人产业技术研究院有限公司 | 轴承同轴度检测系统 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06123672A (ja) | 1994-05-06 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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