JPH03162606A - 透明管の幾何学的特微付け方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、透明管を幾何学的に特徴付ける方法および
装置に関し、特に、ンリカ等で作られ、光ファイバのプ
リフォームを製造するために使用されるガラス管の幾何
学的特徴付けに用いて好適な透明管の幾何学的特徴付け
方法および装置に関する。

「従来の技術および発明が解決しようとする課題」 透明管の内径および外径を測定することを可能にする技
術は既にある。その技術は、透明管の外径が第１の測定
装置によって測定され、透明管の厚さが第１の測定装置
とは異なる第２の測定装置によって測定される技術であ
り、そして、透明管の厚さに関する知識は、その内径を
決定すること２引焔Ｉ．−ナス ところが、上述した２つの測定装置を用いる既知の扶術
は高価な技術である。

また、透明管の内径および外経を測定することを可能に
するもう１つの技術がある。この技術は、ｐ　Ｍ文臥の
Ｐ　Ｉ　０　１に記載されているように、ヨーク　テク
ノロノー会社から販売されている装置によって堤供され
ている。このもう１つの扶術によれば、透明管の内経お
よび外径は、屈折率の−１１１定によって決定され、透
明管は、屈折率を測定するためのｉＡｔ体の中に置かれ
る必汝がある。

ところが、」一連したもう１つの既知の技術は、上記装
置の前に流す必要がある製危された透明管の幾何学的特
徴を「連続的にＪ　ｉｌｔｌ＋定することに関しては全
く不ノ内当である。

，この発明の目的は、上述した第１の既知の技術よりも
安価に実行でき、製遣中の透明管の幾何学的特徴付けを
「連続的に」測定することか充分可能な透明管の幾何学
的特徴付け方法および装置を提（１’することによって
上述した欠点を解決することにある。

「課題を解決するための手段および作用」さらに詳しく
言えば、この発明の目的は、請求項１記賊の発明によれ
ば、大気中に置かれ、少なくとち１つの光線に対して透
明であり、内壁および外壁がほぼ１１筒扶および同軸状
である透明管を、１１１記光線の投９・１ビームによっ
て前記透明管の軸に対して垂直の切断面と平行にスキャ
ンし、前記透明管の軸を通過した１本以外は２本ペアで
作用すると共に、前記透明管によっては屈祈させられな
いビームを検出し、前記２つのペアのどちらかの２本の
ビームの間の距離を前記２つのペアに対して測定し、前
記距離に基づいて前記切断面における前記透明管の内径
および外径を測定して前記透明管を幾何学的に特徴付け
る方法を堤供することにある。

もちろん、この発明の背景からはずれずに、透明管の内
径および外径だけでなく、この透明管の内半径および外
半径を測定することは可能である。

その技術は、実際、Ｌ．Ｓ．ワトキンスによって書かれ
た論文（１９７９年７月１日発行のジャーナル　アプラ
イド　オブティクス　１８巻１３号２２１４頁から２２
２２頁まで参照）によって既に存７Ｅすることが知られ
ている。その技術は、屈折率と、屈折率の勾配を有した
光ファイバのプリフォームの勾配の特徴との関係を測定
することを可能にする技術である。

ところが、この既知の技術は、この発明の方法とは完全
に異なる。実際、この既知の技術によれば、測定は、屈
折率の勾配を有した光ファイバのプリフォームに対して
実行され、透明管に対しては実行されない。そして、光
ビームの屈折角が測定される。これに対して、この発明
においては、屈折しない光ビームが用いられている。

さらに、この既知の技術は、屈折率を測定するための流
体の使用を要求する。これに対して、この発明において
は、透明管は、大気中に置かれる。

このことは、例えば、ガラス管製造炉の出口において直
接に測定することを可能にしている。

また、請求項２記載の発明によれば、請求項ｌ記載の発
明において、前記切断面の内側の前記透明管を幾何学的
に特徴付けるために、前記透明管の軸に沿って互いに一
定の間隔離れた多数の前記切断面における前記内径およ
び前記外径が測定される。

さらに、請求項３記載の発明によれば、請求項ｌ記載の
発明において、前記透明管は、その軸の回りに回転させ
られ、前記切断面の内側に位置している前記透明管の外
壁の多数のポイントにおいて前記切断面における前記透
明管の外径が測定される。

このことは、透明管の外壁が「円筒状」であることを点
検することを可能にする。言い換えれば、もし透明管が
一定の楕円形あるいは円形でない形であるならば、予め
定められた限界を越えることはないことを確保すること
を可能にする。

加えて、請求項４記載の発明によれば、請求項ｌ記載の
発明において、前記透明管は、その軸の回りに回転させ
られ、前記切断面の内側に位置している前記透明管の多
数のポイントにおいて前記切断面の内側の前記透明管の
前記内径と前記外径とのＩｆｎにたぶん存在するであろ
うｌｊ＋隔が測定され、前記最小間隔に対応する前記ポ
イントを含む前記透明管の直径面が前記放射ビームに平
行な参！Ｉｔ４．而に垂直に収るような方向に０１ｉ記
透明青が向けられ、前記透明管の前記内壁とは正反対の
前記直径面の２つのポイントのそれぞれにス１して、少
ｔＳ＜とも１度大気と内壁との界面において反ｑ．ｔす
る屈折しない前記ビームの１つの前記参ｐｒ｛面におけ
る距離がｆｌｔ＋＋定され、こうして得られた前記２つ
の距離に基づいて前記内壁の軸と前記外壁の軸との間に
たぶん存在するであろう変化が測定される。

このことは、前記透明管の内壁の軸と外壁の輔との間の
「一致」を証明することを司能にする。：（い換えれば
、上述した２つの軸の間に？−ｊ　＜’ＩＥするであろ
う間隔が予め決められた１つの値よりも狭いことを確保
することを司能にする。

また、請求項５記戟の発明は、請求項！ないし珀求項４
記載の発明において、前記透明管の１１１１記外壁と接
すると共に、少なくとも１１交大気と内墜との界面にお
いて反射する屈折しない他のビームの中のビームを、前
記屈祈しないビームと同様に用いることを可能にする。

さらに、請求項６記載の発明は、梢求項ｌないし珀求Ｊ
１１５記賊の発明において、前記透明管は、光ファイバ
のプリフォームを製造するためのガラス管であり、前記
内壁は、＋１ｉｉ記光ファイバのコアを形１戊するため
のガラス質コーティングと共ニコートされる｛，のであ
る。そして、前記内壁への前記力゛ラス質コーティング
の形成の前後にこの允明の方法に一致して前記透明管が
幾何学的に特徴付けられることを可能にする。

また、３１’ｌ求項７記載の発明は、少なくとも１つの
光線にχ・１して清明であり、内壁および外明がほぼＩ
ｌ＋節状および同輔状である透明管を幾何学的に特徴付
ける透明管の幾何学的特徴付け装♂ｔにおいて、前記光
線を投射する投射手段と、大気中に置かれた前記透明管
を、前記投射手段から没射された段射ビームによって前
記透明管の軸に対して垂直の切断面と平行にスキャンす
るスキャン手段と、前記透門管の軸を通過した１本以外
は２本ペアで作用すると共に、前記透明管によっては屈
折させられないビームを検出する光検出手段と、前記２
つのペアのどちらか２本のビームの間の距離を前記２つ
のペアに対して測定し、前記距離に基づいて前記切断面
における前記透明管の内径および外径を測定する測定手
段とを具備することを特徴とする。

さらに、請求項８記載の発明によれば、請求項７記載の
発明において、前記スキャン手段および前記光検出手段
に関して前記透明管を適切に置き換える移動手段を具備
する。

加えて、請求項９記載の発明によれば、請求項７または
請求項８記載の発明において、前記透明管をその軸の回
りに回転させる回転手段を具備する。

最後に、請求項１０記載の発明は、請求項７ないし９記
載の発明において、前記スキャン手段は、第１の焦点が
前記透明管の軸上にあると共に、光軸が前記透明管の前
記軸に対して垂直である第１の収束レンズと、該第１の
収束レンズの第２の焦点に置かれると共に、前記投射手
段から投射される前記光線を反射するフラットミラーと
、前記第１の収束レンズと同一の焦点距離を持つと共に
、前記透明管の軸に関して前記第１の収束レンズと対称
に置かれ、その光軸が前記第ｌの収束レンズと一致し、
第１の焦点が前記透明管の軸上の前記第１の収束レンズ
の前記第２の焦点と同一の点にある第２の収束レンズと
を具備し、前記光検出手段は、前記第２の収束レンズの
第２の焦点に置かれ、光をほぼ１点に巣中して検出する
光検出器を具備する。

「実施例」 以下、図面を参照してこの発明の一実施例について説明
する。第１図はこの発明による装置の詳細な具体例を示
す概略図である。この装置は、例えば、シリカを用いて
製造された透明管２を幾何学的に特徴付けするために用
いられるものであり、図示せぬ基台の上に置かれている
。透明管２の内壁および外壁は、ほぼ円筒状および同軸
状である。

第１図の装置には、第１の収束レンズ４と第ｌの収束レ
ンズ４と同一の第２の収束レンズ６が設けられている。

このことは、２つの単一の収束レンズ４および６が同一
の焦点距離ｆを持っていることに関係にする。収束レン
ズ４および６の光軸は一致していると共に、透明管２の
輔に対して垂直である。加えて、収束レンズ４および６
は共に透明管２の軸に関して対称であり、透明管２の軸
上に共通の黒点を持っている。

また、装置には、フラットミラー８が設けられており、
図示せぬ回転手段によって透明管２の軸に平行な回転軸
の回りに回転させられる。この回転輔はフラ，トミラー
８の反Ｑ．ｔする平らな表面上にある。尚、フラットミ
ラー８は、収束レンズ４の第２の焦？，天か上記反射す
る平らな表面」二およびフラットミラー８の回転軸上に
あるように設けられている。

さらに、装置には、レーザ等の光源１０が設けられてお
り、この先源１０から放射されたビームの直径を拡大す
るコリメータｌ２を介してフラットミラー８に先ビーム
を放射する。

また、装置には、光をほぼ１点に果申して検出し、例え
ば、約２ミリラジアンの小さな開口角を持っている受光
フォトダイオード等の光検出器ｌ４と、光検出２ｄｌ４
から出力された電気信号を取得する取得手段ｌ６と、こ
のようにして得られた悄報を処理する処理手段１８と、
処理手段ｌ８によって得られた桔里を表示する表示手段
１９とが設けられている。光検出器１　４の受光面は、
フラットミラー８の（固定された）像上の収束レンズ６
の第２の黒点上に置かれている。

これにより、フラットミラー８は、透明管２の輔を通過
してその表而に焦点を結ぶと共に、２つの収束レンズ４
および６に対して共通の光軸に対して垂直む光ビームに
よって透明管２をスキャンすることを可能にする。透明
管２をスキャンする先ビームは、透明管２がスキャンさ
れた時に透明管２に対して平行に移動する。

取得手段１６は、透明管２の走査画像を記憶する、例え
ば、参考文献　ＤＳＦ　　１６Ｆに記載されているよう
に、ケイスレイ会社から販売されているタイプの、例え
ば、アクィジョンカードから構成されている。また、処
理手段ｌ８は、後述するように、アクイジョンカードに
記憶された情報によって透明管２の内径および外径を測
定するジャスミンタイプのコンピュータ等のコンピュー
タから構成されている。

純粋に実施例としておよび決して制限されないものとし
て、７０ｍｍ以下の外径を持つシリカの透明管２を特徴
付けるために、以下に示す構成が使用されている。即ち
、透明管２の面において約７０ｍｍの走査範囲を有する
直径数マイクロメータの光ビームのスポノトを形成する
ビームによってスキャンされる透明管２を持つこと可能
にするコヒーレン１−なＨｅ−Ｎｅレーザと、収束レン
ズ４に関しては、焦点距１１１ｔｆ＝１００ｍｍを有し
てレーザの焦点を合わせることの優良性を維持すること
を可能にするほとんど収差がないレンズ群とである。こ
のレーザは、６３３ｍｍの波長および０．８ｍｍの直径
を有するビームを放射する。透明管２の面におけるスポ
ットの大きさは、２０マイクロメータ（フォーカススボ
ノトの直径）で固定される。そのスポットの大きさは、
収束レンズ４を通過した光ビーム２０が約４ｒｎｍの直
径を有すルコト、従って、レーザから投射されたビーム
の直径を５倍にするコリメータｌ２を用いる必要性を要
求する。

光検出器ｌ４は、透明管２を通過した屈折しない光ビー
ムの光（そして、もちろん、透明管２の上および下を通
過すると共に、上記屈折しないビームと同様、光検出器
ｌ４の上にレンズ６によって焦点を結ぶ光ビームの光〉
を単に受光するだけである。光ビームは、大気と透明管
２の内壁との界面において反射され、光検出器１４によ
っては「見る」ことができない光検出器ｌ４の開口角よ
り大きな角度の内側に透明管２のシリカの厚さによって
屈折させられる。

透明管２をスキャンしている間に、５本の光ビームだけ
が透明管２によって屈折させられないあるいは反射させ
られない。これらの５本の光ビームは、第２Ａ図に示さ
れている。即ち、これらは、透明管２の軸を通過する光
ビームＦ。と、５回反ｑ．ｔ　Ｌた後（大気とシリカと
の内側のジオブタにおいて３回反１．１し、大気とシリ
カとの外側のジオブタにおいて２回反射する）、再び透
明管２から出射する光ビームｔ？，と、３回反射した後
（大気とシリカとの円側のジオブタにおいて２回反ｑ４
し、大気とシリカとの外側のジオプタにおいて１回反Ｑ
・１する）、再び透明管２から出ｑ，■する光ビームＦ
，と、大気とシリカとの内側のジオプタにおいて１回反
射した後、ＦＪび透明管２から出射する光ビーム１つと
、透明管２の外壁に対して接する光ビームＦ，とである
。

ここで、「大気とシリカとの内側のあるいは外側のジオ
ブタ」とは、透明管２の内壁あるいは外壁と大気との間
の界面を意味すると理解されている。

先ビームＦ１ないしＦ４のうちの２本は、透明管２の内
半径ｒ（あるいは内径２ｒ）および這明管２の外半径Ｒ
（あるいは外径２Ｒ）を測定するのに用いられる。例え
ば、単に外半径Ｒに関連させる光ピームＦ４と、後述す
るように、光ビームＦ，，Ｆ，およびＦ３の内の１つと
である。

第２１１図は、透明管２をボトムからトップまでスキャ
ンしている間に時問ｔに従って光検出器ｌ４から出力さ
れる信号の強度！のバリエーンヨンを示している。そし
て、第２Ｂ図からり下のことかわかる。即ち、曲線Ｂｔ
）の半分だけが第２１３図に示されており、この半分は
、光ビームＦ。によって−・端が制眼され、透明管２の
上側を通過してスキャンされる最後の光ピームＦ，，に
よって他端が制眼された走査部分にス・１応している。

’ｌｌｆｓ２Ａ図は、走杏が制限され、透明管２の下側
を通過する他の）しピームＦ．を示している。このよう
に、走査は光ビームＦ．とＦ。とによって制眼され、光
ビームＦ，．に戻ることを件って光ビームＦ１とＦ。

との間を動く。

第２　ｒ３図を参ｐαすれば、第２Ｂ図には、左から右
へ、光ビームＦ。に対応した強度のピーク！。と、光ビ
ームＦ，に対応した非常に低い強度のピークｌ１と、光
ビームＦ，に対応し、先のピーク！，よりわずかに高い
強度のビークＩ，と、光ビームＦ３に文・１応し、ビー
クｌ１および１，より高いがピークＩ。よりはわずかに
低い強度のピーク！３と、その強度がほぼビークＩ。に
等しく、その立ち上がり」４が光ビームＦ４に対応する
と共に、光ビームＦ４からＦ．まで移動する光ビームに
関連したストローブｌ６とが示されている。

次に、透四管２の内径２ｒおよび外径２Ｒを測定する方
法を以下に説明する。

ある平面、ここでは、透明管２の軸と２つの収束レンズ
（第４図参照）に共通する光軸Ｘを含む参照面と呼ばれ
るある平面を考えると、２つの光ビームＦ．とＦ。との
間を走査している間に、ｉが１から４まで変化する２つ
の光ビームＦ．タイプの光ビームが、実際に得られると
いうことがわかる。

これらの２つの光ビームの１つが参照面（第２Ａ図参照
）の一端に位置し、これらの２つの光ビームの他の１つ
（図示略）が参照面の他端に位置する。

拮果として、屈折しない光ビームは、光ビームＦ．以外
は２本ペアで作用する。

これらのペアのうちの２つにス・１する測定がこれらの
２つのペアのどちらかの２本の光ビームの間の距離につ
いてなされるのは、透明管２の外径２Ｒおよび内径『を
計算するためである。

例えば、２つの光ビームＦ３タイプの光ビーム（大気と
シリカとの内側のジオプタにおいて１回反射）と２つの
先ビームＦ４タイプの光ビーム（透明管２の外壁に対し
て接している）とが使用される。

限界の光ビームＦ．とＦｎとの間の透明管２を走査して
いる間は、光検出器ｌ４は、時間ｔに従ってアナログ信
号（電圧で）を出力する。この信号の有効部分は、走査
の開始時間（，と終了時間１．と、２つの光ビームＦ．
タイプの光ビームに対応するピークｐ，とｐｔと、その
「前面が」２の光ピームＦ４タイプの光ビームに対応す
るストローブＣ１とＣ，とを示す第３Ａ図に示されてい
る。ドットは信号Ｕの有効でない部分に対応している。

この信号の空間的な解像度Ｒｓは、スキャンされた長さ
とスポット径との比によって与えられる。

即ち、２０マイクロメータのスポット径で６０ｍｍのス
キャン距離の場合、次式に示すようになる。

Ｒｓ−６０／（２０・１０−３） ＝３０００解像「度」 そして、信号Ｕは、ｌ２ビ，トの縦座標および横座標の
解像度を有するジャスミンコンピュータ（横座標４０９
６ポイントで、それぞれの横座標にχ・１して４０９６
の可能なレベル）の中に備えられているＤ　Ｓ　Ｈ　　
１　６　Ｆのアクイジョンカードに記憶される。従って
、横座標におけるメモリの解像度は、レーザの固有の解
像度を不利にしない。

これにより、ディジタル信号を用いることができる。０
１位は、任意である。即ち、０と４０９６との問の亙い
にディスクリートな描座標は、０と４０９６との間のデ
ィスクリートなレベルを持っている。

コンピュータは、最初の２つの横座標Ｘ，およびＸ，に
関しては、Ｏからの増加により増加することによって、
他の２つの横座標Ｘ，および×４に関しては、４０９６
からの増加により減少することによって、測定されたト
リがのしきい値Ｓと一致した４つの崩座標ｘ１、Ｘ，、
ｘ３、ｘ４を測定し、記憶する。

このことは、しきい値Ｓ並びに積座標ＸＩＳＸ１、ｘ３
およびｘ４を示している第３Ｂ図および第３Ｃ図に概略
的に示されている。

透明管２の外径２Ｒは横座標Ｘ３Ｘ１の差に比例し、透
明管２の内径は横座標ｘ　．　−　ｘ　．の差から計算
される。これらの差は記憶される。

撮作（走査および記ｔｆ！．）は、数回、極めて正確を
きすためには８回行われる。

第１に、横座標のスケールをミリメータに変換するため
に、比例定数は、（透明管２の特徴付けの前に第１図の
装置に載置された）既知の外径を有する通明管２あるい
は既知の直径を有する完全な円筒に基づいて測定される
。そして、この比例定数は、コンピュータに記憶される
。

記憶され、ミリメータに変換された差を基礎として、コ
ンピュータは、実行された８回の測定に対して、以下《
こ示す式に基づいて透明管２の外径２Ｒおよび内径２ｒ
を計算する。そして、コンビュ−夕は、得られた８つの
「２Ｒ」の値の中央値あるいは平均と、得られた８つの
「２ｒ」の値の平均とを計算し、その結果を表示する。

第４図ないし第６図を参照すると、これらの図は、屈折
しない光ピームＦ１からＦ４までのどれかの間の距離お
よび参照面が示されている。これらの距離は、それぞれ
光ビームＦ，からＦ４までに対してレファレンスｙ，か
らｙ４までが与えられている。

第４図をさらに詳細に参照すると、光ビームＦ３とＦ４
とが示され、内径および外径を測定する上述した方法が
用いられていることがわかる。そして、外径２Ｒ（横座
標ｘ　ｓ−Ｘ　．に比例する）は２・ｙ４に等しく、２
・ｙ３（横座標ｘ　．−ｘ　，に比例する）は、第４図
に示された角度＋３１、角度ｉ。およびａ，を用いて測
定されうろことが明らかにわかる。

即ち、 ａ３”’１３１　　　ｉ３ｔ ｙ　３＝　ｎ　゜ｒ　゜ｃｏｓ（ａ　ｓ）エ言ア　ＩＩ
Ｉ　１　ｒ一岳十一Ｊ＋６《推ｆ仝七ｈス？＝ｙｓ−ｎ
−”［１　　−　　１／２（入ｒｅｓｉｎ（Ｙ　　ｓ／
Ｒ　）Ａｒｃｓｉｎ（ｙ　ｓ／（ｎ　Ｒ　））ｌ″］一
１ここで、ｎは透明管２を構成している物質（今の例と
してシリカ）の屈折率を示す。

２つの光ビームＦ，タイプの光ビームを用いる代わりに
、２つの光ビームＦ，タイプの光ビーム（第５図参照）
を用いることは可能である。第５図に示す角度ｉ■、ｉ
ｏおよびａ，に基づいて以下に示すことが表すことがで
きる。

即ち、 ？．＝　　π　／４　−　ｉ　■／２　＋　ｉ　雪，Ｙ
＊＝ｎ●ｒ　＃ｓｉｎ（ａ　ｍ） そして、以下に示すことが推論される。

ｒ　一ｙ　１ｎ−’｛ｓｉｎｌπ／４　−　１　／２Ａ
ｒｃｓｉｎ（ｙ　＊／Ｒ）＋　Ａｒｃｓｉｎ（ｙｔ／（
ｎ　Ｒ　））ｌ］また、２つの光ビームＦ．タイプの光
ビームを用いる代わりに、２つの光ビームＦ１タイプの
光ビーム（第６図参照）を用いることも可能である。

第６図に示す角度＋１１ｓｌｌｔおよびａｔに基づいて
以下に示すことが表すことができる。

即ち、 ａ　　ｒ＝　Ｗ　／６　　　　１　　＋＋／３　　＋　
　！　　Ｉｔｙｌ＝ｎ　”　ｒ　”Ｓ！ｎ（ａ　　＋）
そして、以下に示すことが推論される。

ｒ　＝　ｙ＋・ｎ　１・［ｓｉｎｌｙｒ　／６　　１　
／３＾ｒｅｓｉｎ（ｙ　＋／Ｒ　）＋Ａｒｃｓｉｎ（ｙ
Ｊ（ｎ　Ｒ　））ｌ］そして、透明管２が薄ければ薄い
ほど、縦座標ｙ３は外半径Ｒに対して接近して描かれ、
縦座標ｙ３と信号１．（第３図参照）とを分離すること
が難しくなり、内半径ｒを測定することが難しくなるこ
とがわかる。以上述べたように、薄い透明管２の特徴付
けについては光ビームＦ１タイプの光ビーム、即ち、２
・ｙ１あるいは光ビームＦ１タイプの光ビーム、即ち、
２・ｙ，を用いることがＴＴ利である。

外径２Ｒおよび内径ｒの測定は、透明管２のいくつかの
面において達戊されるであろう。この達成のために、透
明管２を支持しながら透明管２に並進運動をさせるレー
ス（第７図参照）などの透川管移動手段２２によって透
明管２の軸に平行な２つのレンズ４と６との間で透明管
２に並進運動をさせることは可能である。

変形例としては、通明管２が固定され、光源１０と、コ
リメータｌ２と、フラットミラー８と、収束レンズ４お
よび６と、光検出’ＡＮ　ｌ　４とから構戊されるｉｌ
ｌｌ１定ユニノトＥ（第１図参ｐ４ｊ　）が通明管２の
輔に対して平行に並進運動をするようにしてもよい。

ハ１リ定ユニノトＥの移動は、１つの切断面の測定が完
了した後、直ちに次の切断面の測定を実行するために、
測定ユニノトＥをｌピノチあるいはｌステノプだけ並進
運動させるようにモータｒｎに命令を与える処理手段ｌ
８によって制御されるモータｍによって制御される。

後述するように、２つの収束レンズ４および６の間にお
いて透０月管２をその軸の回りに回転させる必要がある
。この達成のために、２つのクランピングジョ−２４（
第８図参照）は、透明管２を保持するように用いられ、
透明管回転手段２６によって透明管２の軸の回りに回転
運動によって駆動される。

この発明によれば、透明管２の内半径（あるいは内径）
および外半径（あるいは外径）の両方が許容できる値で
あり、その検査が透明管２のどの横断面に１．Ｉ　Ｌて
も達戊されることを確実にするために、透明管２の内半
径（あるいは内径）および外半径（あるいは外径）を検
査することが可能である。

ある場合、各々の透明管２のどの横断面に対しても、透
明管が完全に「円筒状」であることを確保することが、
また、必要である。そのことは、値Ｒがそれが固定され
た狭い間隔内において変動することを確保することであ
る。

また、透明管の内径および外径が正真正銘の「同軸状」
であることを点検することは必要である。

そのことは、透明管の外壁の軸と透明管２の内壁の軸と
の間の間隔が予め決められた小さな値よりも小さいこと
を点検することである。

このことは、光ファイバのプリフォームの製造のために
用いられるシリカの透明管に対しておよバ忠−ｙ　−　
ノ．＆　Ｍ　−１　−Ｆ　Ｍ　Ｘ？　ｄ　Ｍ　４　Ｍ　
Ｉ−　ｆＲ　ｌ　％　ｌ”−　４−１　！　１／ラスコ
ーティングがなされた内壁に関しては確かにあてはまる
。粗末な光ファイバを示す粗末な幾何学的な特徴を有し
た透明管のようなガラスコーティングをする前後の透明
管を幾何学的に特徴付けることは重要である。

この特徴付けを行うために、実際にはシリカの透明管は
機械加工されているが、まず第一に、外壁が正確に円筒
状であるということを確保することが必要である。対応
する検査が透明管の一端であるいはことによるとその両
端でなされれば十分である。さらに、ンリカの透明管等
を製遣する方法に関して、もし外壁が十分に円筒状であ
るならば、同じことが内壁に関して応用されることは確
かである。

そして、ある点検が透明管の内壁および外壁の同軸性を
確保するためになされる。透明管の一端であるいはこと
によるとその両端での点検を実行すれば十分である。

最後に、もし先の２つの点検（円筒状の外壁お１−　　
ｗｅ　ｓＩ１　　／ｌ−ｌ　ｒ＃　　番山　ｋｋ　　）
Ａｔ　ｊＬ　　ｒ毒　１４ｑ　　日　１１　倉七　ｎ１
　え　七　ナー　÷　　スならば、外半径Ｒ１内半経ｒ
および差Ｒ−ｒは、幾つかのＪＭ明管の横断而において
、例えば、６０Ｑｍｍの長さの透明管に対していずれも
１０ｍｍとして点検される。

もし上述した点検の１つが粗末な結果をあたえるならば
、その幾何学的な欠陥を◆（正するために、透明管を機
械加工することが必蒙である。

同じ点検が内壁のガラスコーティングの後になされ、そ
れから、また、なされたガラスコーティングの厚さの点
検がなされる。この後者の点検は、シリカの透明管の長
さに沿って互いに規則疋しく離れた幾つかの透明管の横
断而において実行される。

この透明管の製造方法は、もしなにか透川管を楕円形に
することがあったへらば、この楕円形化は、内聖および
外壁の両方に全く同じに起こるような方法をもたらす。

これにより、透明管の外壁における楕円形化の測定の実
行とオフセノト（内壁と外壁のそれぞれの軸の間の間隔
）の測定の実行を内壁を用いてすることを可能にする。

外壁が円筒状であることを確保するために、透明管はそ
の軸の回りにステップバイステップで回転させられ、各
ステップにおいて、値２・ｙ４が測定される。もしこう
して測定されたすべての値２・ｙ４が予め設定された狭
い間隔内に含まれるならば、外壁は円筒状であるとみな
される。

オフセノトのｉｌｔｌ１定は、１つのオフセットの場合
（八）、１つの楕円形の場合（Ｂ）および１つのオフセ
ｙトと関連された１つの楕円形の場合（Ｃ）において、
この透明管の１つの完了した回転にス・！シて透明管の
外半径Ｒおよび厚さＲ−ｒがどのように変化するかを示
す第９図および第１０図によって説明されている。

第９図を再び参照すると、オフセットの測定を実行する
ために、透明管は、その軸の回りにステップバイステノ
プで回転させられ、各ステップにおいて、外半径Ｒ、内
半径ｒおよび厚さＲ−ｒが測定される。こうして得られ
た厚さＲ−ｒの最小値が決定され、透明管は、この最小
値に対応した直径面（第９図参照）がレンズの光軸Ｘに
垂直となるように配置する。そして、この位置において
、透明管の上側に関する光ビームＦ３に対応する値ｙ，
および（大気と内壁との界面において１回反射する）光
ビームＦ，に対応するが透明管の下側に関する（第９図
参照）光ビームＦ゜３に対応する値Ｙ’３は共に測定さ
れる。

オフセットｅに注目すると、式を以下に示すことができ
る。

ｒ＋ｅ＝ｙ３・ｎ　−　＋・ｌｃｏｓ（　ｉ　ｓ＋　　
＋　＊＊）１ｒ　　ｅ　”　Ｙ　　３”　ｎ　−”　（
Ｃｏｇ（１　’ｓ＋　　！　’ｉｔ）１角度１３１、ｉ
ｓｔ、Ｉ’３＋およびｉ゜，，は、第９図に示され、余
弦は、計算されることができる（第４図参照）。上述し
た２つの等式をリンクバイリンクに加算することによっ
て、透明管の内径が得られ、それらをリンクバイリンク
に減算することによって、２倍のオフセットｅが得られ
る。

「発明の効果」 以上説明したように、この発明によれば、従来ニ比ヘて
安価に実行できるという効果がある。

また、製造中の透明管の幾何学的特徴付けの「連続的な
」測定が充分可能であるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第ｌ図はこの発明による装置の詳細な具体例を示す概略
図、第２Ａ図はこの発明において用いられる様々な屈折
しない光ビームを概略的に示す図、第２Ｂ図は屈折しな
い光ビームに応じて第１図に示す装置の光検出器から出
力される信号を概略的、部分的に示す図、第３Ａ図は２
つの屈折しない光ビームだけを考慮した場合の第ｌ図に
示す装置の光検出器から出力される信号の一部を示す図
、第３Ｂ図および第３Ｃ図はそれぞれこの発明による１
つの方法を概略的に説明するための図、第４図は透明管
の外壁に接する光ビームと大気と内壁との界面において
１度反射する光ビームとの２つの屈折しない光ビームの
パスの長さを概略的に示す図、第５図は大気と内壁との
界面において２度反射し、大気と外壁との界面において
１度反射する屈折しない光ビームを概略的に示す図、第
６図は大気と内壁との界面において３度反射し、大気と
外壁との界面において２度反射する屈折しない光ビーム
を概略的に示す図、第７図は第１図の装置に用いられる
透明管移動手段を概略的に示す図、第８図は第１図の装
置に用いられる透明管回転手段を概路的に示す図、第９
図は透明管の内壁の軸と外聖の軸との間に存在するどん
な間隔をも測定するのに用いることができる２つの屈折
しない光ビームを概略的に示す図、第１０図は透明管が
多分示すであろう田形でない形状および軸間の上記間隔
を概路的に示す図である。 ２・・透明管、４．６・・収束レンズ、８・・フラット
ミラー　１０・・光２６Ａ、１　２・フリメー夕、ｌ４
・・光検出２３、ｌ６・・取得手段、ｌ８・・処理手段
、ｌ９・・表示手段、２０・・光ビーム、２２・・透明
管移動手段、２４・・クラピングジョ・　２６・・透明
管回転手段。 出頼人　エタ　フランセ Ｏコ ０つ ０つ

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）大気中に置かれ、少なくとも１つの光線に対して
   透明であり、内壁および外壁がほぼ円筒状および同軸状
   である透明管を、前記光線の投射ビームによって前記透
   明管の軸に対して垂直の切断面と平行にスキャンし、 前記透明管の軸を通過した１本以外は２本ペアで作用す
   ると共に、前記透明管によっては屈折させられないビー
   ムを検出し、 前記２つのペアのどちらかの２本のビームの間の距離を
   前記２つのペアに対して測定し、前記距離に基づいて前
   記切断面における前記透明管の内径および外径を測定し
   て前記透明管を幾何学的に特徴付けることを特徴とする
   透明管の幾何学的特徴付け方法。
2. （２）前記透明管の軸に沿って互いに一定の間隔離れた
   多数の前記切断面における前記内径および前記外径を測
   定することを特徴とする請求項１記載の透明管の幾何学
   的特徴付け方法。
3. （３）前記透明管をその軸の回りに回転させつつ、前記
   切断面の内側に位置している前記透明管の外壁の多数の
   ポイントにおいて前記切断面における前記透明管の前記
   外径を測定することを特徴とする請求項１記載の透明管
   の幾何学的特徴付け方法。
4. （４）前記透明管をその軸の回りに回転させつつ、前記
   切断面の内側に位置している前記透明管の多数のポイン
   トにおいて前記切断面における前記透明管の前記内径と
   前記外径との間にたぶん存在するであろう間隔を測定し
   、 前記最小間隔に対応する前記ポイントを含む前記透明管
   の直径面が前記放射ビームに平行な参照面に垂直になる
   ような方向に前記透明管を向け、前記透明管の前記内壁
   とは正反対の前記直径面の２つのポイントのそれぞれに
   対して、少なくとも１度大気と内壁との界面において反
   射する屈折しない前記ビームの前記参照面における距離
   を測定し、 こうして得られた前記２つの距離に基づいて前記内壁の
   軸と前記外壁の軸との間にたぶん存在するであろう変化
   を測定することを特徴とする請求項１記載の透明管の幾
   何学的特徴付け方法。
5. （５）前記透明管の前記外壁と接すると共に、少なくと
   も１度大気と内壁との界面において反射する屈折しない
   他のビームの中のビームを、前記屈折しないビームと同
   様に用いることを特徴とする請求項１ないし請求項４記
   載の透明管の幾何学的特徴付け方法。
6. （６）前記透明管は、光ファイバのプリフォームを製造
   するためのガラス管であり、前記内壁は、前記光ファイ
   バのコアを形成するためのガラスコーティングと共にコ
   ートされるものであり、前記透明管は、前記内壁への前
   記ガラスコーティングの形成の前後に幾何学的に特徴付
   けられることを特徴とする請求項１ないし請求項５記載
   の透明管の幾何学的特徴付け方法。
7. （７）少なくとも１つの光線に対して透明であり、内壁
   および外壁がほぼ円筒状および同軸状である透明管を幾
   何学的に特徴付ける透明管の幾何学的特徴付け装置にお
   いて、 前記光線を投射する投射手段と、 大気中に置かれた前記透明管を、前記投射手段から投射
   された投射ビームによって前記透明管の軸に対して垂直
   の切断面と平行にスキャンするスキャン手段と、 前記透明管の軸を通過した１本以外は２本ペアで作用す
   ると共に、前記透明管によっては屈折させられないビー
   ムを検出する光検出手段と、前記２つのペアのどちらか
   ２本のビームの間の距離を前記２つのペアに対して測定
   し、前記距離に基づいて前記切断面における前記透明管
   の内径および外径を測定する測定手段と を具備することを特徴とする透明管の幾何学的特徴付け
   装置。
8. （８）前記スキャン手段および前記光検出手段に関して
   前記透明管を適切に置き換える移動手段を具備すること
   を特徴とする請求項７記載の透明管の幾何学的特徴付け
   装置。
9. （９）前記透明管をその軸の回りに回転させる回転手段
   を具備することを特徴とする請求項７または８記載の透
   明管の幾何学的特徴付け装置。
10. （１０）前記スキャン手段は、 第１の焦点が前記透明管の軸上にあると共に、光軸が前
    記透明管の前記軸に対して垂直である第１の収束レンズ
    と、 該第１の収束レンズの第２の焦点に置かれると共に、前
    記投射手段から投射される前記光線を反射するフラット
    ミラーと、 前記第１の収束レンズと同一の焦点距離を持つと共に、
    前記透明管の軸に関して前記第１の収束レンズと対称に
    置かれ、その光軸が前記第１の収束レンズと一致し、第
    １の焦点が前記透明管の軸上の前記第１の収束レンズの
    前記第２の焦点と同一の点にある第２の収束レンズとを
    具備し、前記光検出手段は、 前記第２の収束レンズの第２の焦点に置かれ、光をほぼ
    １点に集中して検出する光検出器を具備する ことを特徴とする請求項７ないし９記載の透明管の幾何
    学的特徴付け装置。