JP4637954B2 - 複数の平行に延びる光導体を有する帯状体の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数の平行に延びる光導体を有する帯状体を製造するための方法であって、光導体の表面が区域的に処理され、その処理された区域の光導体の光学的減衰が高められるようにする方法に関する。

このような方法は例えば米国特許第5321257号明細書に見ることができる。その帯状体に使用される光導体の表面は例えばエンボス熱処理によって変えることができ、その際例えば３つの光導体を１つの帯状体に合体することができる。光導体の表面処理された区域が光導体の各断面に関して互いに異なる方向づけされている場合には、帯状体の曲がる場合その曲がりに依存して変化する光導体の減衰に基づいて、三次元空間における光導体の湾曲を突き止めることができる。そのため各光導体の表面処理された領域が用いられるが、それはこの領域において曲がりに依存する減衰の変化が特に強く現れるからである。光導体を通して送られる光信号の強度の変化を確定することができ、その変化を光導体の減衰変化に関して評価することができる。

米国特許出願公開第2002/0057859 A1号明細書によれば、光導体がロールを介して任意のプロセスに導かれる方法が述べられている。そのプロセスにおいては光導体の機械的処理のための製造プロセスが対象とされ、あるいはまた例えば、光導体が使用場所に敷設されるプロセスが対象とされる。プロセスを光学的に監視し得るようにするため、光導体を展開する前にセンサ区域が光導体に挿入され、測定光が展開中の光導体中に送り込まれる。光導体のセンサ区域によって反射された光学的反応が、測定光を送り込まれた場所で再び読み出され、品質保証に関与するメッセージについて評価される。

本発明の課題は、複数の平行に延びる光導体を有する帯状体を製造するための方法であって、製造された帯状体の比較的に一様な光学的作用を発生し得るような表面処理を簡単なやり方で実施し得る方法を提供することにある。

この課題は冒頭に述べた方法において、光導体の表面処理において測定過程が実施され、その測定過程には帯状体の空間的経路が少なくとも処理される区域においてあらかじめ与えられ、処理される光導体に帯状体の一端においてそれぞれ同じ強度を持った測定光が入力され、帯状体の他端において出力された測定光が取り出され、その際、出力される測定光の強度に対し強度帯域が定義され、光導体の出力された測定光の強度が強度帯域の外側にある場合には、測定光が強度帯域内に存在するまで処理が継続され、また測定光の強度が強度帯域内に作り出されないときは、処理が中止され帯状体が不適当なものとして排除される。この方法中に測定過程を実施することによって、製造プロセスの間に既に、表面の処理により得られる光導体における減衰の上昇を定量的に検査し得ることが保証される。これによって、製造に不精密なところが生じた場合には、新たな処理ステップによって減衰特性の適切な補正を行うことが可能になる。帯状体の経路が空間的にあらかじめ与えられていることは、減衰の光学的検査においては何にもまして重要であり、それは光導体の減衰特性が光導体の曲がりに依存して強く変化するからである（この目的のため表面はすなわち区域的に処理される）。それに関して、減衰特性の光学的検査の間、空間的経路を動かないように固定することによって再現性のある測定条件が作られる。帯状体が平らな基礎上に固定されると有利であり、その結果光学的検査の間帯状体は曲げなしにおかれる。それに代えて、帯状体が光学的検査の間ロール上を案内されることも可能で、その結果帯状体は検査の間一定の曲率半径で存在する。

本発明による方法においては、したがって帯状体における光導体の表面処理の品質管理は製造と時間的に接して有利に実施することができる。それに関して場合によって起こり得る欠陥は早期に識別することができ、場合によっては補正される。さらに粗悪品の選別が可能であり、その結果この場合には光導体の別の処理のための別のプロセスステップは行われることなく、したがってそれと結び付く製造費を節減することができる。

本発明によれば、測定過程が光導体の表面の処理の間に行われることが予定されている。その際、製造欠陥をその発生の間に突き止め、それに関して早期の可能な時点に有利に補正を行うことが可能である。特にまた、光導体の表面処理の間に隣接する光導体の場合によって起こり得る損傷を確認することが可能であり、それはこの場合ちょうど処理されない光導体の減衰も上昇するであろうからである。欠陥のある構成部分はこの場合分離することができる。

本発明の実施形態によれば、帯状体は処理前に製品特有の長さ、即ち帯状体から得るべき製品に要求される所定の長さに切断される。ここでは光学的検査によって、光導体における場合によってあり得る材料欠陥を識別するため、製品特有の長さを持った帯状体における処理されない光導体の減衰特性を既に確定する可能性が存在する。光導体の続く表面処理においては既に述べたやり方で行うことができる。

本発明の他の実施形態によれば、帯状体は表面処理のためその一端で貯蔵ロールからほどかれ、その際、ロール上にある帯状体の他端は測定光の入力又は出力のため自由に近付くことができる、即ち帯状体の他端に対する測定光の入力又は出力が可能である。このことは例えば、ロール上にある帯状体端がロールの中心にある空間内へ導入され、この空間内にはまた測定光の入力のための光学的送出器ないし測定光の出力のための光学的受量器が収納され、ロール上にある帯状体端に対する測定光の入力又は出力が可能になっていることによって達成される。帯状体の製造にあっては、光導体は貯蔵ロールからはずすことができ、その際帯状体における処理されない光導体は、表面処理によって提供された区域に比べわずかな光学的減衰を有する。それ故、表面処理に基づく減衰特性の変化は、帯状体を製品特有の長さ、即ち帯状体から得るべき製品に要求される所定の長さに切断することが帯状体中に存在する光導体の表面処理後初めて行われる場合にも確定することができる。

上述のうち最後の方法の変形においては、ロール上にある帯状体の光学的検査の測定結果の精度を改善するため、受け取られた測定光の評価の際、ロールからまだほどかれておらずロール上にある帯状体の長さに依存する補正率を考慮するのが有利である。この補正率はロール上にある帯状体の減衰度を考慮することができ、それ故補正率はロール上に巻かれまだ自由に処分できる帯状体の長さに依存する。この補正率に基づいて測定結果が修正され、そのことは測定結果が、まだロール上に存在する帯状体に依存することなく、所定の長さに切断すべき製品特有の構成部分の製造の際互いに直接比較可能であるという利点を持つ。

本発明による方法の特に有利な実施形態によれば、光導体の光学的端面が測定過程の前に加工されることが予定されている。これによって、帯状体の端部における伝送品質を改善することができる。さらに、帯状体に対する測定結果を互いに有利に比較することができ、それは光導体の端部における損失の高さが異なることに基づく測定値のばらつきが減少されるからである。光学的端面の伝送特性の改善はさらに一般に、帯状体が使用のため設けられている場合の利益となる。その際例えば、歩行者保護システムにおいて自動車のバンパーへ組み込まれるような、光学的センサ帯状体を対象とすることができる。

最後に、測定光を受け入れるため、すべての光導体の測定光を同時に写し取るのに十分な大きさのセンサ面を使用するのが有利である。このセンサ面は例えばＣＣＤセンサ又は比較可能な光学的面センサであってよく、そのセンサは好ましくはディジタルカメラの部分として仕上げられるのが有利である。センサ面を使用することによって、光導体から出力される測定光が同時にまたそれとともに直接比較可能に取り出され得ることが保証される。特に、センサ上に発生せしめられる測定画像を適切に評価することによって、測定光の強度分布を描くことができる。

本発明のその他の詳細は以下図面に基づいて説明される。個々の図において同じか又は対応する意味を持った図面要素には同符号が付され、個々の図の間の違いが生じるかぎりにおいてのみ繰返し説明される。

図１によれば帯状体１１は部分的に開けられて示され、帯状体は計画された利用に関して既に長さが切られ、４つの光導体１２を含み、それらは帯状体１１の材料中に埋め込まれている。帯状体は支持体１３中にあり、それによってその経路が確定されている。支持体１３は、帯状体１１がそのために設けられた溝にぴったり合い、それにより曲げられることなくおかれるように形成されている。光導体１２の表面処理はそれぞれ区域１４において図示されないレーザによって行われ、レーザは光導体１２の表面を変え、区域１４における光導体の減衰そのものないし光導体の曲がりの減衰依存度が高められる。その際、帯状体１１の材料はレーザによって貫通され、性質に応じて破壊され、その結果帯状体の損傷が続いて充填剤（図示せず）によって密封されなければならない。

表面処理中（又はその後）に、光源１５、例えば発光ダイオード又はレーザダイオード、を用いて、屈折光学系１６を介して測定光が光導体１２に入力され、帯状体の対向する端部から出力する光がＣＣＤカメラ１７を用いて読み出される。測定光はその際それぞれ光導体の伝送を改善するため研磨された端面１８（出力側のもののみが認められる）を通り抜ける。図示の端面１８とＣＣＤカメラ１７との間にはさらにフィルタ（図示せず）を設けることができ、このフィルタは測定光を望ましくない光成分（例えば周囲光）から分離する。

図２は、帯状体１１から出力された光の図１によるＣＣＤカメラ１７によって撮影された画像の評価を図解式に示すものである（場所の変数ｘに対する光の強度の分布）。光導体１２により伝送される光の光強度を特徴づける４つの強度最大値１９が認められる。これらの最大値は、特定の使用例に対し定義された強度帯域ｂにあり、その結果、強度最大値１９が帯域ｂによって定義される強度範囲の外側にあるとき初めて光導体１２の表面処理によって生ずる減衰特性の修正が必要になる。図２による表示は、図１に従うＣＣＤカメラ１７によって発生された画像がソフトウェア技術で評価されるとき得られる。

図３においては、帯状体１１の半製品が貯蔵ロール２０上に巻き付けられている。帯状体のロール上にある端部２１aはロールシリンダ上にはのっておらず、ロールのシリンダ状の内部空間２２に導入されている。ここには光源１５も取り付けられ、その結果貯蔵ロール２０の角度位置に依存せず光導体（図示せず）への光の入力を行うことができる。

本方法を実施するため、帯状体１１は自由端２１bによって貯蔵ロール２０からほどかれ、製造ロール２３上に導かれる。レーザ２４を用いて光導体は例えば区域１４（図３に例が示される）において処理される。処理方法の経過は、光源１５を用いて測定光が帯状体１１内へ供給され、製造ロール上に固定式に設けられたＣＣＤカメラ１７を用いて帯状体１１から出力された光が捕えられることによって同時に検査される。要求される減衰特性が存在し製品特有の、即ち帯状体によって得るべき製品に要求される帯状体長さが得られた場合、製造された帯状体部分は適当な装置２５を用いてその長さに切断することができる。

帯状体が処理前に所定の長さに切られる本発明による方法の実施例を実行するための構成図である。 図１によるＣＣＤカメラにより撮像された測定光の強度分布図の一例である。 帯状体がロールからほどかれる本発明による方法の別の実施例を実行するための構成図である。

１１ 帯状体
１２ 光導体
１３ 支持体
１４ 区域
１５ 光源
１６ 屈折光学系
１７ ＣＣＤカメラ
１８ 帯状体の端面
１９ 強度最大値
２０ 貯蔵ロール
２１a 帯状体の端部
２１b 帯状体の自由端
２２ 内部空間
２３ 製造ロール
２４ レーザ
２５ 装置
ｂ 強度帯域

Claims (6)

1. 複数の平行に延びる光導体（１２）を有する帯状体（１１）の製造方法であって、
   前記光導体（１２）を区域的に表面処理して、当該表面処理が施された区域（１４）における前記光導体（１２）の光学的減衰を高めるようにする工程と、
   前記光導体（１２）に前記表面処理を施す工程内で、当該工程と時間的に並行して実行される光学的測定過程と
   を含んでおり、
   前記表面処理を行う工程における、当該表面処理に伴う前記帯状体（１１）の移動される空間的経路および／または静止状態も含めた空間的位置を、少なくとも前記表面処理される区域（１４）については、あらかじめ定めておき、
   前記光学的測定過程では、
   前記表面処理が施される一つ一つの前記光導体（１２）の一端に、それぞれ同じ強度を持った測定光を入力し、
   前記表面処理が施される一つ一つの前記光導体（１２）の他端にて、前記入力され前記光導体（１２）を通って当該他端に到った測定光を取り出し、
   当該取り出した測定光の強度に対して、前記帯状体の有している光導体に係る望ましい強度の帯域である強度帯域（ｂ）を定義し、
   当該取り出した測定光の強度が前記強度帯域（ｂ）の外側にある場合には、当該取り出した測定光が前記強度帯域（ｂ）内に存在するようになるまで、前記表面処理を継続し、当該取り出した測定光の強度を前記強度帯域（ｂ）内に存在させるようにすることができなかった場合には、前記表面処理を中止して、当該帯状体（１１）を、光学的に不適当なものと評価して排除する
   ことを特徴とする、複数の平行に延びる光導体を有する帯状体の製造方法。
2. 前記帯状体（１１）が前記表面処理を行う前に前記帯状体から得るべき製品に要求される所定の長さに切断されることを特徴とする、請求項１記載の複数の平行に延びる光導体を有する帯状体の製造方法。
3. 前記帯状体（１１）の巻かれた貯蔵ロール（２０）から前記帯状体（１１）が前記表面処理のため一端でもってほどかれ、その際前記貯蔵ロール上にある前記帯状体の他端から前記測定光の入力又は出力が可能であることを特徴とする、請求項１記載の複数の平行に延びる光導体を有する帯状体の製造方法。
4. 前記貯蔵ロール（２０）からほどかれた前記帯状体（１１）に前記表面処理が行われる際、前記貯蔵ロール上に存在する未処理の前記帯状体の減衰度を考慮するため、前記帯状体から取り出された前記測定光の評価において、前記貯蔵ロール上に存在する帯状体の長さに依存する補正率に基づく修正が加えられることを特徴とする、請求項３記載の複数の平行に延びる光導体を有する帯状体の製造方法。
5. 前記光導体（１２）の前記測定光の入力又は出力に用いられる光学的端面が、前記測定過程を実行する前に前記光学的端面の光伝送特性を改善するため加工されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１つに記載の複数の平行に延びる光導体を有する帯状体の製造方法。
6. 前記光導体（１２）から前記測定光を取り出すために、すべての光導体の測定光を同時に写し取るのに十分な大きさのセンサ面が使用されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１つに記載の複数の平行に延びる光導体を有する帯状体の製造方法。

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