JP3816226B2 - Optical fiber preform inspection equipment - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光ファイバ母材の長さや外径等の寸法を測定してこれを検査する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバ母材は、コア部およびクラッド部を有する紡糸前の透明ガラス体であるが、つぎの紡糸工程等に備えて、その長さや外径等を測定するようにしている。測定項目としては、母材寸法として外径、全長、有効長、上部ダミー長などがあり、そのほかに、曲がり状態、重量、気泡の混入状態などがある。
【０００３】
従来では、これらの検査項目は、作業者が光ファイバ母材を横にしてそれぞれ測定器具を用いて測定していた。たとえば、全長、有効長、上部ダミー長などはメジャーをあてて測定し、外径はノギスにより測定する、というようにしていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のように、各測定項目をそれぞれの測定器具で測定するのでは非能率的であるばかりでなく、だいいち、光ファイバ母材が割れる危険もある。すなわち、光ファイバ母材は割れ易いガラスでできていて、重量もあり、これを横にしたり縦にしたり扱うこと自体、割れる危険があるし、そのため扱いは容易でなく、能率も下がる。
【０００５】
この発明は、上記に鑑み、各測定項目を一括に能率良く検査することができ、しかも光ファイバ母材が割れたりする危険も少ない、光ファイバ母材の検査装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、この発明による光ファイバ母材の検査装置においては、光ファイバ母材の上端を掴む把持具と、該把持具を秤量装置を介して吊り下げて支えかつ鉛直な回転軸の周りに回転させる回転支持装置と、把持具により把持された光ファイバ母材の開放された下端より光を入射させる光源と、光ファイバ母材の側面からの画像をとらえる撮像装置と、該撮像装置によって撮像された画像信号が送られてその画像を表示する画像モニター装置と、光ファイバの外径を測定する外径測定器と、上記撮像装置および外径測定器を吊り下げられた光ファイバ母材に沿って上下に移動させる移動装置とが備えられることが特徴となっている。
【０００７】
外形測定器を吊り下げられた光ファイバ母材に沿って上下に移動させるため、各部の外径を測定でき、またこの光ファイバ母材は回転させられるため、その回転に伴う測定外径の振れにより光ファイバ母材の曲がりも測定できる。秤量装置を介して光ファイバを吊り下げるのでその重量を測定できる。吊り下げられた光ファイバ母材の一端（下端）より光を入射し、長さ方向各位置の側面からもれてくる光を撮像装置および画像モニター装置でとらえるので、ダミー棒との接続部やクラッド部に生じた泡などを検出できる。そのため、上部ダミー長の測定もできる。外径測定によりコア・クラッド外径比が求められるので、コア・クラッド外径比に基づいて有効部を判定でき、有効長が測定できる。このように、光ファイバ母材を上から吊り下げることにより、すべての測定項目について一括に測定でき、しかも光ファイバ母材を終始縦にしたままこれを行うので、扱いが容易で、しかも割れる危険も少ない。
【０００８】
【発明の実施の形態】
つぎに、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。図１に示す光ファイバ母材の検査装置においては、光ファイバ母材１０の上端がチャック２３によって把持されることにより、鉛直方向に吊り下げられる。この光ファイバ母材１０は、基本的には、中央のコア部１１とその周囲に形成されたクラッド部１２（これらはいずれも透明ガラス化されている）とからなるが、製造上の便宜のためにその両端にガラス棒のダミー棒１３、１４が接合されている。そこで、チャック２３は具体的には上部ダミー棒１３を把持していることになる。
【０００９】
このチャック２３はロードセル（重さを計る秤量装置）２２を介して回転支持器２１に保持されており、回転支持器２１によってロードセル２２ともども鉛直方向の回転軸の周りに回転させられる。光ファイバ母材１０の下端は、上端で把持されて吊り下げられる結果、開放状態となっており、そのため、開放された下端（具体的には下部ダミー棒１４の下端）より光を入射することが可能となっており、その光入射のための光源２４が配置されている。この光源２４はたとえばサーチライトやハロゲンランプ等からなる。
【００１０】
この光ファイバ母材１０は、側面においてレーザ外径測定器４０の投光器４１と受光器４２とで挟まれるようになっているとともに、その側面の画像がＴＶカメラ４３で撮像されるようになっている。これらのレーザ外径測定器４０（投光器４１、受光器４２）およびＴＶカメラ４３は、移動装置３０の移動フレーム３４に搭載されて、光ファイバ母材１０に沿ってその長さ方向（鉛直方向）に移動させられるようになっている。
【００１１】
この移動装置３０では、鉛直方向に配置されたポールネジ３２をモータ３１で回転させるようにしており、ポールネジ３２が回転すると、それに螺合させられたナット部３３がポールネジ３２の長さ方向に移動する。これによって、移動フレーム３４を鉛直方向に移動する。そのため、この移動フレーム３４の移動に伴い、レーザ外径測定器４０の測定位置およびＴＶカメラ４３による撮像位置が光ファイバ母材１０の長さ方向に移動していくことになって、その長さ方向各部の外径測定と側面像の撮像が行われることになる。
【００１２】
レーザ外径測定器４０では、投光器４１から平行なレーザビームを光ファイバ母材１０に向けて照射し、光ファイバ母材１０を挟んで対向配置された受光器４２に入射させる。光ファイバ母材１０によってその一部が遮られたレーザビームが受光器４２に入射することになるので、１次元ＣＣＤイメージセンサなどで受光することによって、遮られて影となった部分の長さより外径を求め、影のエッジ位置より曲がりを求める。
【００１３】
この外径測定信号およびエッジ位置信号はコンピュータ５０に取り込まれる。このコンピュータ５０にはＴＶカメラ４３からの画像信号も送られて、この画像（光ファイバ母材１０の側面像）がその画像モニター装置５１に表示される。さらに、ロードセル２２の検出信号つまり検出した重量を表す信号もこのコンピュータ５０に入力される。コンピュータ５０は、回転支持器２１および移動装置３０に指令を与えて、光ファイバ母材１０の回転、および移動フレーム３４の移動つまりレーザ外径測定器４０およびＴＶカメラ４３の測定位置をコントロールする。さらに移動装置３０のモータ３１（具体的にはポールネジ３２）の回転がコンピュータ５０によってカウントされ、移動フレーム３４の位置（上下方向の）が検出される。
【００１４】
そこで、光ファイバ母材１０を検査しようとするとき、まず光ファイバ母材１０をチャック２３で把持させる。すると、その重量がロードセル２２によって測定されてその測定信号がコンピュータ５０に取り込まれる。
【００１５】
つぎに、回転支持器２１に指令を与えて光ファイバ母材１０を任意の速度で回転させながら、移動装置３０に指令を与えて移動フレーム３４を最下端の位置から最上端の位置まで徐々に上昇させる。こうして、回転中の光ファイバ母材１０に対して、その最下端から上方に向けて移動しながら、外径測定および側方からの画像の撮像を行う。
【００１６】
このとき光ファイバ母材１０にはその下端から光源２４の光が入射させられているので、ＴＶカメラ４３で撮像した側面からの画像を観察することにより、光ファイバ母材１０の上下端、上部、下部ダミー棒１３、１４と本体部との接合部を識別できる。移動フレーム３４つまりＴＶカメラ４３の位置はコンピュータ５０に入力されているため、それら光ファイバ母材１０の上下端およびダミー棒１３、１４との接続部の位置がコンピュータ５０に取り込まれる。これにより、全長（上下端の間の長さ）、上部ダミー棒１３の長さが測定できたことになる。
【００１７】
さらに、下端からコア部１１に入射しコア部１１を伝搬する光はクラッド部１２に漏れてくるので、クラッド部１２などに生じた気泡は、ＴＶカメラ４３で撮像した側面からの画像で観察できる。これにより気泡の個数や大きさなどを測定できる。この気泡の位置については、移動フレーム３４の鉛直方向位置および回転支持器２１の回転位置から、光ファイバ母材１０の長さ方向および円周方向の両方の位置を知ることができ、これらの気泡の位置がコンピュータ５０に取り込まれて記録される。なお、このＴＶカメラ４３での撮像の際には、この被検査光ファイバ母材１０のみならず検査装置の全体を適当なカバーで覆うなどして暗くし、観察し易い画像が撮像できるようにすることが望ましい。
【００１８】
外径測定器４０が光ファイバ母材１０を下端から上方に向けて走査していくため、その長さ方向の各位置での光ファイバ母材１０の外径（クラッド部１２の外径）が測定されることになる。上下端では十分にガラス微粒子の堆積を行えないため堆積量が少なく、テーパ状になっていてクラッド部１２は細くなっていて、その細くなった部分では有効に光ファイバを紡糸できずこの部分は有効部とならないが、クラッド部１２が所定の太さ以上となっている部分を外径測定器４０で測定することにより、どこからどこまでが有効部であるか（有効長）の測定ができる。
【００１９】
そして、有効部における外径（クラッド部１２の）の最大値、最小値、平均値や、外径変動の情報などが取得できる。さらに光ファイバ母材１０は回転させられているため、外径測定器４０によってとらえられたエッジの位置が振れることとなり、光ファイバ母材１０の長さ方向のどの位置でどれほどの振れ量であるかにより、曲がりを検出することができる。
【００２０】
なお、上記は一つの実施形態に関するものであって、この発明がこれらの記述に限定される趣旨ではないことはもちろんである。具体的な構成などは種々に変更可能である。たとえば、外径測定器４０およびＴＶカメラ４３を上下に移動させる機構は、上記のようなネジ・ナット機構以外の機構を用いることができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の光ファイバ母材の検査装置によれば、外径、全長、有効長、上部ダミー長、曲がり、重量、気泡の混入状態などのすべての検査項目を一括で測定でき、しかも光ファイバ母材を鉛直方向に立てたままセットするため、扱いが容易で割れる危険性もなく、検査能率が高まる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態を示す模式的なブロック図。
【符号の説明】
１０ 光ファイバ母材
１１ コア部
１２ クラッド部
１３ 上部ダミー棒
１４ 下部ダミー棒
２１ 回転支持器
２２ ロードセル
２３ チャック
２４ 光源
３０ 移動装置
３１ モータ
３２ ポールネジ
３３ ナット部
３４ 移動フレーム
４０ レーザ外径測定器
４１ 投光器
４２ 受光器
４３ ＴＶカメラ
５０ コンピュータ
５１ 画像モニター装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an apparatus for measuring and measuring dimensions such as the length and outer diameter of an optical fiber preform.
[0002]
[Prior art]
The optical fiber preform is a transparent glass body before spinning having a core portion and a cladding portion, and its length, outer diameter, etc. are measured in preparation for the next spinning step and the like. The measurement items include the outer diameter, the total length, the effective length, the upper dummy length, and the like as the base material dimensions. In addition, there are a bent state, a weight, a mixed state of bubbles, and the like.
[0003]
Conventionally, these inspection items have been measured by a worker using a measuring instrument with the optical fiber preform lying sideways. For example, the total length, effective length, upper dummy length, etc. were measured with a measure, and the outer diameter was measured with calipers.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, as in the past, measuring each measurement item with each measuring instrument is not only inefficient, but there is also a risk of breaking the optical fiber preform. In other words, the optical fiber preform is made of glass that is easily broken, and has a weight, and handling it horizontally or vertically itself has a risk of cracking. Therefore, the handling is not easy and the efficiency is lowered.
[0005]
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above, an object of the present invention is to provide an optical fiber preform inspection apparatus that can efficiently inspect each measurement item in a batch and that is less likely to break the optical fiber preform. .
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the optical fiber preform inspection apparatus according to the present invention, a gripping tool for gripping the upper end of the optical fiber preform, and supporting the suspension by hanging the gripping tool via a weighing device. A rotation support device that rotates about an axis, a light source that makes light incident from an open lower end of an optical fiber preform gripped by a gripper, an imaging device that captures an image from a side surface of the optical fiber preform, An image monitor device that receives an image signal picked up by the image pickup device and displays the image, an outer diameter measuring device that measures the outer diameter of the optical fiber, and light that is suspended from the image pickup device and the outer diameter measuring device And a moving device that moves up and down along the fiber preform.
[0007]
Since the outer shape measuring instrument is moved up and down along the suspended optical fiber preform, the outer diameter of each part can be measured, and since this optical fiber preform is rotated, the fluctuation of the measured outer diameter associated with the rotation can be measured. Can also bend the optical fiber preform. Since the optical fiber is suspended through the weighing device, its weight can be measured. Light enters from one end (lower end) of the suspended optical fiber preform, and light leaking from the side surface at each position in the length direction is captured by the imaging device and the image monitor device. Bubbles generated in the cladding can be detected. Therefore, the upper dummy length can also be measured. Since the core / cladding outer diameter ratio is obtained by measuring the outer diameter, the effective portion can be determined based on the core / cladding outer diameter ratio, and the effective length can be measured. In this way, by hanging the optical fiber preform from above, all measurement items can be measured at once, and since this is done with the optical fiber preform kept vertical from beginning to end, handling is easy and there is a risk of cracking. There are few.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the optical fiber preform inspection apparatus shown in FIG. 1, the upper end of the optical fiber preform 10 is held by the chuck 23 and is suspended in the vertical direction. The optical fiber preform 10 basically includes a central core portion 11 and a clad portion 12 formed around the core portion 11 (both of which are made of transparent glass). For this purpose, glass rod dummy bars 13 and 14 are joined to both ends thereof. Therefore, the chuck 23 specifically holds the upper dummy bar 13.
[0009]
The chuck 23 is held by a rotation support device 21 via a load cell (weighing device for weighing), and the rotation support device 21 rotates the load cell 22 around a vertical rotation axis. The lower end of the optical fiber preform 10 is in an open state as a result of being gripped and suspended by the upper end, and therefore light is incident from the opened lower end (specifically, the lower end of the lower dummy bar 14). The light source 24 for the light incidence is arranged. The light source 24 is composed of, for example, a searchlight or a halogen lamp.
[0010]
The optical fiber preform 10 is sandwiched between the light projector 41 and the light receiver 42 of the laser outer diameter measuring device 40 on the side surface, and an image of the side surface is captured by the TV camera 43. Yes. The laser outer diameter measuring device 40 (light projector 41, light receiver 42) and the TV camera 43 are mounted on the moving frame 34 of the moving device 30, and the length direction (vertical direction) along the optical fiber preform 10. Can be moved to.
[0011]
In this moving device 30, a pole screw 32 arranged in the vertical direction is rotated by a motor 31, and when the pole screw 32 rotates, a nut portion 33 screwed together moves in the length direction of the pole screw 32. . Thereby, the moving frame 34 is moved in the vertical direction. Therefore, as the moving frame 34 moves, the measurement position of the laser outer diameter measuring instrument 40 and the imaging position by the TV camera 43 move in the length direction of the optical fiber preform 10, and the length Measurement of the outer diameter of each direction part and imaging of a side image are performed.
[0012]
In the laser outer diameter measuring device 40, a parallel laser beam is irradiated from the projector 41 toward the optical fiber preform 10, and is incident on a light receiver 42 disposed opposite to the optical fiber preform 10. Since the laser beam partially blocked by the optical fiber preform 10 is incident on the light receiver 42, the light beam is received by a one-dimensional CCD image sensor or the like, and the length of the shadowed portion is detected. The outer diameter is obtained, and the bend is obtained from the edge position of the shadow.
[0013]
The outer diameter measurement signal and the edge position signal are taken into the computer 50. An image signal from the TV camera 43 is also sent to the computer 50, and this image (side view image of the optical fiber preform 10) is displayed on the image monitor device 51. Further, a detection signal of the load cell 22, that is, a signal indicating the detected weight is also input to the computer 50. The computer 50 gives commands to the rotation support device 21 and the moving device 30 to control the rotation of the optical fiber preform 10 and the movement of the moving frame 34, that is, the measurement positions of the laser outer diameter measuring device 40 and the TV camera 43. Further, the rotation of the motor 31 (specifically, the pole screw 32) of the moving device 30 is counted by the computer 50, and the position (vertical direction) of the moving frame 34 is detected.
[0014]
Therefore, when the optical fiber preform 10 is to be inspected, the optical fiber preform 10 is first gripped by the chuck 23. Then, the weight is measured by the load cell 22 and the measurement signal is taken into the computer 50.
[0015]
Next, a command is given to the rotation support 21 to rotate the optical fiber preform 10 at an arbitrary speed, and a command is given to the moving device 30 to gradually move the moving frame 34 from the lowermost position to the uppermost position. Raise. Thus, the outer diameter is measured and the image is taken from the side while moving upward from the lowermost end of the rotating optical fiber preform 10.
[0016]
At this time, since the light from the light source 24 is incident on the optical fiber preform 10 from the lower end thereof, the upper and lower ends and the upper end of the optical fiber preform 10 are observed by observing an image taken from the side surface captured by the TV camera 43. The joint part between the lower dummy bars 13 and 14 and the main body part can be identified. Since the position of the moving frame 34, that is, the TV camera 43 is input to the computer 50, the positions of the upper and lower ends of the optical fiber preform 10 and the connection portions with the dummy bars 13 and 14 are taken into the computer 50. Thereby, the total length (the length between the upper and lower ends) and the length of the upper dummy bar 13 can be measured.
[0017]
Furthermore, since light entering the core portion 11 from the lower end and propagating through the core portion 11 leaks to the cladding portion 12, bubbles generated in the cladding portion 12 and the like can be observed with an image taken from the side imaged by the TV camera 43. . Thereby, the number and size of bubbles can be measured. With respect to the position of the bubbles, the position in the length direction and the circumferential direction of the optical fiber preform 10 can be known from the vertical position of the moving frame 34 and the rotation position of the rotation support 21. Are captured and recorded in the computer 50. When the image is taken by the TV camera 43, not only the optical fiber preform 10 to be inspected but also the entire inspection apparatus is covered with an appropriate cover so that it is darkened so that an image easy to observe can be taken. It is desirable to do.
[0018]
Since the outer diameter measuring device 40 scans the optical fiber preform 10 upward from the lower end, the outer diameter of the optical fiber preform 10 at each position in the length direction (the outer diameter of the cladding portion 12) is Will be measured. Since the glass particles cannot be deposited sufficiently at the upper and lower ends, the amount of deposition is small, the taper is formed and the clad portion 12 is thin, and the thinned portion cannot effectively spin the optical fiber. Although it does not become an effective part, by measuring the part where the clad part 12 is not less than a predetermined thickness with the outer diameter measuring instrument 40, it is possible to measure from where to where is the effective part (effective length).
[0019]
Then, the maximum value, minimum value, average value, and information on fluctuations in the outer diameter of the effective portion can be acquired. Further, since the optical fiber preform 10 is rotated, the position of the edge captured by the outer diameter measuring instrument 40 is shaken, and how much the shake is at any position in the length direction of the optical fiber preform 10. Therefore, it is possible to detect a bend.
[0020]
In addition, the above is related to one embodiment, and it is needless to say that the present invention is not limited to these descriptions. The specific configuration can be variously changed. For example, as the mechanism for moving the outer diameter measuring instrument 40 and the TV camera 43 up and down, a mechanism other than the screw / nut mechanism as described above can be used.
[0021]
【The invention's effect】
As described above, according to the optical fiber preform inspection apparatus of the present invention, all the inspection items such as the outer diameter, the total length, the effective length, the upper dummy length, the bend, the weight, and the mixed state of bubbles are measured at once. In addition, since the optical fiber preform is set while standing in the vertical direction, handling is easy and there is no risk of cracking, and inspection efficiency is increased.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic block diagram showing an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Optical fiber base material 11 Core part 12 Cladding part 13 Upper dummy stick 14 Lower dummy stick 21 Rotation supporter 22 Load cell 23 Chuck 24 Light source 30 Moving device 31 Motor 32 Pole screw 33 Nut part 34 Moving frame 40 Laser outer diameter measuring instrument 41 Projector 42 Photoreceiver 43 TV Camera 50 Computer 51 Image Monitor Device

Claims (1)

光ファイバ母材の上端を掴む把持具と、該把持具を秤量装置を介して吊り下げて支えかつ鉛直な回転軸の周りに回転させる回転支持装置と、把持具により把持された光ファイバ母材の開放された下端より光を入射させる光源と、光ファイバ母材の側面からの画像をとらえる撮像装置と、該撮像装置によって撮像された画像信号が送られてその画像を表示する画像モニター装置と、光ファイバの外径を測定する外径測定器と、上記撮像装置および外径測定器を吊り下げられた光ファイバ母材に沿って上下に移動させる移動装置とを備えることを特徴とする光ファイバ母材の検査装置。A gripping tool that grips the upper end of the optical fiber preform, a rotation support device that suspends and supports the gripping tool via a weighing device, and rotates around a vertical rotation axis, and an optical fiber preform that is gripped by the gripping tool A light source that allows light to enter from an open lower end of the optical fiber, an imaging device that captures an image from the side surface of the optical fiber preform, and an image monitor device that receives the image signal captured by the imaging device and displays the image And an outer diameter measuring device for measuring the outer diameter of the optical fiber, and a moving device for moving the imaging device and the outer diameter measuring device up and down along a suspended optical fiber preform. Fiber preform inspection equipment.
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