JPH04363612A - 被覆厚測定方法及び装置並びにそれを用いた光ファイバの製造方法 - Google Patents
被覆厚測定方法及び装置並びにそれを用いた光ファイバの製造方法Info
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- JPH04363612A JPH04363612A JP3176958A JP17695891A JPH04363612A JP H04363612 A JPH04363612 A JP H04363612A JP 3176958 A JP3176958 A JP 3176958A JP 17695891 A JP17695891 A JP 17695891A JP H04363612 A JPH04363612 A JP H04363612A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C25/00—Surface treatment of fibres or filaments made from glass, minerals or slags
- C03C25/10—Coating
- C03C25/12—General methods of coating; Devices therefor
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Surface Treatment Of Glass Fibres Or Filaments (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバ等の円柱状
被検体の被覆厚を光学的手段で測定する方法及び装置並
びにそれを用いた光ファイバの製造方法に関する。
被検体の被覆厚を光学的手段で測定する方法及び装置並
びにそれを用いた光ファイバの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】石英系ガラス光ファイバでは、引張り応
力を付加した状態で放置しておくと、長時間後に破断す
ることがある。これは疲労と称される。この疲労を防ぐ
方法として、石英系ガラス光ファイバの表面エネルギー
を常に大きい状態に保つことにより、傷の成長を阻げる
方法がある。
力を付加した状態で放置しておくと、長時間後に破断す
ることがある。これは疲労と称される。この疲労を防ぐ
方法として、石英系ガラス光ファイバの表面エネルギー
を常に大きい状態に保つことにより、傷の成長を阻げる
方法がある。
【０００３】具体的には、図１４に例示するように、ド
ープドシリカからなるコア０１とシリカからなるクラッ
ド０２とを有する光ファイバ０３の外周に、水分の透過
しにくいパイロリチックカーボン（Ｐｙｒｏｌｙｔｉｃ
Ｃａｒｂｏｎ： 熱分解炭素とも称される）膜０４（
以下、単にカーボン膜と呼ぶ）を、ＣＶＤ法により被覆
して光ファイバ表面への水分の付着を防ぐようにしてい
る。なお、カーボン膜０４のように、基板（この場合は
光ファイバ０３）に密着し、且つ気体が透過し難い膜を
ハーメチック膜という。
ープドシリカからなるコア０１とシリカからなるクラッ
ド０２とを有する光ファイバ０３の外周に、水分の透過
しにくいパイロリチックカーボン（Ｐｙｒｏｌｙｔｉｃ
Ｃａｒｂｏｎ： 熱分解炭素とも称される）膜０４（
以下、単にカーボン膜と呼ぶ）を、ＣＶＤ法により被覆
して光ファイバ表面への水分の付着を防ぐようにしてい
る。なお、カーボン膜０４のように、基板（この場合は
光ファイバ０３）に密着し、且つ気体が透過し難い膜を
ハーメチック膜という。
【０００４】かかる方法により被覆された光ファイバは
、カーボン膜０４が水分を透過し難いという好ましい性
質を持っている。そして、この性質は膜厚により大きく
変わることが知られている。しかし、Ｈ２ や水分の不
透過性を重要視してカーボン膜０４を厚くすると、製造
時、反応管に付着する副生成物が多くなり、これと裸フ
ァイバとが接触するため、初期強度が低下し、長時間製
造を続けられなくなる。
、カーボン膜０４が水分を透過し難いという好ましい性
質を持っている。そして、この性質は膜厚により大きく
変わることが知られている。しかし、Ｈ２ や水分の不
透過性を重要視してカーボン膜０４を厚くすると、製造
時、反応管に付着する副生成物が多くなり、これと裸フ
ァイバとが接触するため、初期強度が低下し、長時間製
造を続けられなくなる。
【０００５】従って、水分を透過せず且つ副生成物によ
る弊害を無くすようなカーボン膜厚としては、一定の膜
厚範囲が考えられ、製造時に、適切な厚みとなるように
制御する必要がある。そのためには、まず、カーボン膜
厚を測定する必要がある。カーボン膜０４の実用上好ま
しいと考えられる２００〜１０００Å程度の被覆厚を測
定するためには、従来ＦＥ−ＳＥＭ、ＡＥＳという複雑
な手法が必要とされており、光ファイバの製造中に簡単
に厚さを測定できる手段が望まれていた。
る弊害を無くすようなカーボン膜厚としては、一定の膜
厚範囲が考えられ、製造時に、適切な厚みとなるように
制御する必要がある。そのためには、まず、カーボン膜
厚を測定する必要がある。カーボン膜０４の実用上好ま
しいと考えられる２００〜１０００Å程度の被覆厚を測
定するためには、従来ＦＥ−ＳＥＭ、ＡＥＳという複雑
な手法が必要とされており、光ファイバの製造中に簡単
に厚さを測定できる手段が望まれていた。
【０００６】ところで、０．１μｍ以下のカーボン膜厚
を非破壊で測定する手段として、カーボン膜厚が電気抵
抗値と関係があることから、電気抵抗値を測定し、この
測定値からカーボン膜厚を求める方法を考えた。このカ
ーボン膜厚測定方法は、図１５（Ａ）に例示するように
、パイロリチックカーボン被覆を施した光ファイバ０１
１の抵抗値を例えばリン青銅等の金属製ガイド０１２及
び０１３を接点として電気抵抗値を測定する。但し、ガ
イド０１４は接点でなく、単なるガイドである。あるい
は、図１５（Ｂ）に例示するように、光ファイバ０１１
が通るダイス０１６及び０１７中に例えば水銀等の液体
金属０１５を入れて接点として、電気抵抗値を測定する
。
を非破壊で測定する手段として、カーボン膜厚が電気抵
抗値と関係があることから、電気抵抗値を測定し、この
測定値からカーボン膜厚を求める方法を考えた。このカ
ーボン膜厚測定方法は、図１５（Ａ）に例示するように
、パイロリチックカーボン被覆を施した光ファイバ０１
１の抵抗値を例えばリン青銅等の金属製ガイド０１２及
び０１３を接点として電気抵抗値を測定する。但し、ガ
イド０１４は接点でなく、単なるガイドである。あるい
は、図１５（Ｂ）に例示するように、光ファイバ０１１
が通るダイス０１６及び０１７中に例えば水銀等の液体
金属０１５を入れて接点として、電気抵抗値を測定する
。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】電気抵抗を利用した被
覆厚測定にあっては、光ファイバ０１１に接点として金
属製ガイド０１２，０１３あるいは液体金属０１５を接
触させるので、接点との接触により光ファイバ０１１の
機械強度が劣化する可能性があり、非接触の被覆厚測定
が望まれている。
覆厚測定にあっては、光ファイバ０１１に接点として金
属製ガイド０１２，０１３あるいは液体金属０１５を接
触させるので、接点との接触により光ファイバ０１１の
機械強度が劣化する可能性があり、非接触の被覆厚測定
が望まれている。
【０００８】そこで本発明は、光ファイバなど被検体の
劣化を防止するため、光学的手段を用いることにより、
被覆厚を非接触で測定することができる方法及び装置を
提供することを目的とする。
劣化を防止するため、光学的手段を用いることにより、
被覆厚を非接触で測定することができる方法及び装置を
提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明に係る第１の被覆厚測定方法は、被覆が施された円柱
状被検体に対して測定光を照射し、該円柱状被検体内を
透過する透過光の強度を測定することにより被検体の被
覆厚をもとめることを特徴とし、また、第２の被覆厚測
定方法は、第１の被覆厚測定方法において、測定光の強
度を観測する観測系に備えた選別光学系により被検体を
透過しない背景光と被検体内を透過する透過光とを選別
して該透過光の強度を測定することを特徴とし、また、
第３の被覆厚測定方法は、第２の被覆厚測定方法におい
て、選別光学系が被検体の像を撮像素子上に結像する光
学系であり画像処理により背景光と透過光とを選別して
透過光の強度を測定することを特徴とし、また、第４の
被覆厚測定方法は、第２の被覆厚測定方法において、選
別光学系が、被検体の後方にあって背景光を集光する第
１の結像レンズと、該第１の結像レンズの後方にあって
該第１の結像レンズにより集光された背景光を遮蔽する
遮蔽部材と、該遮蔽部材の後方にあって上記第１の結像
レンズを通過した後必要に応じて設けられる第２の結像
レンズにより集光される透過光を受光する光検出器とを
有することを特徴とし、また、第５の被覆厚測定方法は
、第４の被覆厚測定方法において、第１の結像レンズの
後方に遮蔽部材に代えて受光素子を配置して常に背景光
の光強度を測定することにより、被検体に照射される測
定光の光強度の変動等による透過光強度の変動を補正す
ることを特徴とし、また、第６の被覆厚測定方法は、第
４の被覆厚測定方法において、第１の結像レンズの後方
に遮蔽部材に代えて設置したミラーにより背景光の光路
を折り曲げると共にその光路上に配置した観測系により
該背景光の光強度を観測して常に背景光の光強度を測定
することにより、被検体に照射される測定光の光強度の
変動等による透過光強度の変動を補正することを特徴と
し、また、第７の被覆厚測定方法は、第１の被覆厚測定
方法において、別途設けた位置検出手段により測定用光
学系と被検体との相対位置関係を検知することを特徴と
し、また、第８の被覆厚測定方法は、第７の被覆厚測定
方法において、検知された測定用光学系と被検体との相
対位置情報に基づいて測定された被覆厚の値を補正する
ことを特徴とし、また、第９の被覆厚測定方法は、第８
の被覆厚測定方法において、検知された測定用光学系と
被検体との相対位置情報に基づいて測定用光学系と被検
体との相対位置関係を調整することを特徴とする。
明に係る第１の被覆厚測定方法は、被覆が施された円柱
状被検体に対して測定光を照射し、該円柱状被検体内を
透過する透過光の強度を測定することにより被検体の被
覆厚をもとめることを特徴とし、また、第２の被覆厚測
定方法は、第１の被覆厚測定方法において、測定光の強
度を観測する観測系に備えた選別光学系により被検体を
透過しない背景光と被検体内を透過する透過光とを選別
して該透過光の強度を測定することを特徴とし、また、
第３の被覆厚測定方法は、第２の被覆厚測定方法におい
て、選別光学系が被検体の像を撮像素子上に結像する光
学系であり画像処理により背景光と透過光とを選別して
透過光の強度を測定することを特徴とし、また、第４の
被覆厚測定方法は、第２の被覆厚測定方法において、選
別光学系が、被検体の後方にあって背景光を集光する第
１の結像レンズと、該第１の結像レンズの後方にあって
該第１の結像レンズにより集光された背景光を遮蔽する
遮蔽部材と、該遮蔽部材の後方にあって上記第１の結像
レンズを通過した後必要に応じて設けられる第２の結像
レンズにより集光される透過光を受光する光検出器とを
有することを特徴とし、また、第５の被覆厚測定方法は
、第４の被覆厚測定方法において、第１の結像レンズの
後方に遮蔽部材に代えて受光素子を配置して常に背景光
の光強度を測定することにより、被検体に照射される測
定光の光強度の変動等による透過光強度の変動を補正す
ることを特徴とし、また、第６の被覆厚測定方法は、第
４の被覆厚測定方法において、第１の結像レンズの後方
に遮蔽部材に代えて設置したミラーにより背景光の光路
を折り曲げると共にその光路上に配置した観測系により
該背景光の光強度を観測して常に背景光の光強度を測定
することにより、被検体に照射される測定光の光強度の
変動等による透過光強度の変動を補正することを特徴と
し、また、第７の被覆厚測定方法は、第１の被覆厚測定
方法において、別途設けた位置検出手段により測定用光
学系と被検体との相対位置関係を検知することを特徴と
し、また、第８の被覆厚測定方法は、第７の被覆厚測定
方法において、検知された測定用光学系と被検体との相
対位置情報に基づいて測定された被覆厚の値を補正する
ことを特徴とし、また、第９の被覆厚測定方法は、第８
の被覆厚測定方法において、検知された測定用光学系と
被検体との相対位置情報に基づいて測定用光学系と被検
体との相対位置関係を調整することを特徴とする。
【００１０】一方、本発明に係る第１の被覆厚測定装置
は、被覆が施された円柱状被検体に対して測定光を照射
する測定光照射手段と、該円柱状被検体内を透過する透
過光を光検出器上に集光して該透過光の強度を観測する
透過光観測手段とを有することを特徴とし、また、第２
の被覆厚測定装置は、第１の被覆厚測定装置において、
透過光観測手段が、被検体を透過しない背景光と被検体
内を透過する透過光とを選別して透過光の強度を測定す
る選別光学系を備えることを特徴とし、また、第３の被
覆厚測定装置は、第２の被覆厚測定装置において、選別
光学系が、被検体の像を撮像素子上に結像すると共に画
像処理により背景光と透過光とを選別して透過光の強度
を測定する光学系であることを特徴とし、また、第４の
被覆厚測定装置は、第２の被覆厚測定装置において、選
別光学系が、被検体の後方にあって背景光を集光する第
１の結像レンズと、該第１の結像レンズの後方にあって
該第１の結像レンズにより集光された背景光を遮蔽する
遮蔽部材と、該遮蔽部材の後方にあって上記第１の結像
レンズを通過した後必要に応じて設けられる第２の結像
レンズにより集光される透過光を受光する光検出器とを
有することを特徴とし、また、第５の被覆厚測定装置は
、第４の被覆厚測定装置において、第１の結像レンズに
より集光された背景光を遮蔽すると共にその光強度を測
定する受光素子を遮蔽部材に代えて設け、且つ該受光素
子により測定した背景光の強度の変動に応じて被検体に
照射される測定光の光強度の変動等による透過光の光強
度の変動を補正する光強度補正手段を備えたことを特徴
とし、また、第６の被覆厚測定装置は、第４の被覆厚測
定装置において、第１の結像レンズにより集光された背
景光光路を折り曲げるミラーを遮蔽部材に代えて設ける
と共に該ミラーで反射された背景光の光路上に該背景光
の光強度を観測する光強度観測手段を配置し、且つ該光
強度観測手段により測定した背景光の強度の変動に応じ
て被検体に照射される測定光の光強度の変動等による透
過光の光強度の変動を補正する光強度補正手段を備えた
ことを特徴とし、また、第７の被覆厚測定装置は、第１
の被覆厚測定装置において、測定用光学系と被検体との
相対位置関係を検知する位置検出手段を備えたことを特
徴とし、また、第８の被覆厚測定装置は、第７の被覆厚
測定装置において、位置検出手段により検知された測定
用光学系と被検体との相対位置情報に基づいて測定され
た被覆厚の値を補正する被覆厚補正手段を備えたことを
特徴とし、また、第９の被覆厚測定装置は、第７の被覆
厚測定装置において、位置検出手段により検知された測
定用光学系と被検体との相対位置情報に基づいて測定用
光学系と被検体との相対位置関係を調整する位置調整手
段を備えたことを特徴とし、また、第１０の被覆厚測定
装置は、第２被覆厚測定装置において、選別光学系が、
測定光の光軸を含み被検体の長手方向に直交する面内で
該光軸から傾いた方向に設けられて背景光は受光しない
が透過光を受光する光検出器を有することを特徴とする
。
は、被覆が施された円柱状被検体に対して測定光を照射
する測定光照射手段と、該円柱状被検体内を透過する透
過光を光検出器上に集光して該透過光の強度を観測する
透過光観測手段とを有することを特徴とし、また、第２
の被覆厚測定装置は、第１の被覆厚測定装置において、
透過光観測手段が、被検体を透過しない背景光と被検体
内を透過する透過光とを選別して透過光の強度を測定す
る選別光学系を備えることを特徴とし、また、第３の被
覆厚測定装置は、第２の被覆厚測定装置において、選別
光学系が、被検体の像を撮像素子上に結像すると共に画
像処理により背景光と透過光とを選別して透過光の強度
を測定する光学系であることを特徴とし、また、第４の
被覆厚測定装置は、第２の被覆厚測定装置において、選
別光学系が、被検体の後方にあって背景光を集光する第
１の結像レンズと、該第１の結像レンズの後方にあって
該第１の結像レンズにより集光された背景光を遮蔽する
遮蔽部材と、該遮蔽部材の後方にあって上記第１の結像
レンズを通過した後必要に応じて設けられる第２の結像
レンズにより集光される透過光を受光する光検出器とを
有することを特徴とし、また、第５の被覆厚測定装置は
、第４の被覆厚測定装置において、第１の結像レンズに
より集光された背景光を遮蔽すると共にその光強度を測
定する受光素子を遮蔽部材に代えて設け、且つ該受光素
子により測定した背景光の強度の変動に応じて被検体に
照射される測定光の光強度の変動等による透過光の光強
度の変動を補正する光強度補正手段を備えたことを特徴
とし、また、第６の被覆厚測定装置は、第４の被覆厚測
定装置において、第１の結像レンズにより集光された背
景光光路を折り曲げるミラーを遮蔽部材に代えて設ける
と共に該ミラーで反射された背景光の光路上に該背景光
の光強度を観測する光強度観測手段を配置し、且つ該光
強度観測手段により測定した背景光の強度の変動に応じ
て被検体に照射される測定光の光強度の変動等による透
過光の光強度の変動を補正する光強度補正手段を備えた
ことを特徴とし、また、第７の被覆厚測定装置は、第１
の被覆厚測定装置において、測定用光学系と被検体との
相対位置関係を検知する位置検出手段を備えたことを特
徴とし、また、第８の被覆厚測定装置は、第７の被覆厚
測定装置において、位置検出手段により検知された測定
用光学系と被検体との相対位置情報に基づいて測定され
た被覆厚の値を補正する被覆厚補正手段を備えたことを
特徴とし、また、第９の被覆厚測定装置は、第７の被覆
厚測定装置において、位置検出手段により検知された測
定用光学系と被検体との相対位置情報に基づいて測定用
光学系と被検体との相対位置関係を調整する位置調整手
段を備えたことを特徴とし、また、第１０の被覆厚測定
装置は、第２被覆厚測定装置において、選別光学系が、
測定光の光軸を含み被検体の長手方向に直交する面内で
該光軸から傾いた方向に設けられて背景光は受光しない
が透過光を受光する光検出器を有することを特徴とする
。
【００１１】さらに、本発明に係る光ファイバの製造方
法は、線引きされる光ファイバに被覆を施す光ファイバ
の製造方法において、第１〜９の何れかの被覆厚測定方
法又は第１〜第１０の何れかの被覆厚測定装置によりイ
ンラインで被覆厚の測定を行い、その測定値をもとに被
覆原材料の供給量を制御して該被覆厚を適正に保つこと
を特徴とする。
法は、線引きされる光ファイバに被覆を施す光ファイバ
の製造方法において、第１〜９の何れかの被覆厚測定方
法又は第１〜第１０の何れかの被覆厚測定装置によりイ
ンラインで被覆厚の測定を行い、その測定値をもとに被
覆原材料の供給量を制御して該被覆厚を適正に保つこと
を特徴とする。
【００１２】
【作用】光源からの平行光束のうち、一部分は被検体に
入射して屈折透過するが、他の部分は被検体に入射しな
い。被検体に入射しない平行光束は第１の結像レンズに
より集光されて遮蔽部材に導入され、第２の結像レンズ
及び光検出器への導入が阻止される。被検体を屈折透過
した光束は第１及び第２の結像レンズを介して集光され
、光強度信号として光検出器に取込まれる。この光強度
信号は、石英ガラスファイバが被覆厚の検出に用いる光
の波長においてファイバの寸法に対応する光路長では損
失を有さないことに起因して、被覆厚と対応する関係を
有する。従って、予め他の手段例えば電気抵抗測定法な
どにより求めた被覆厚と光検出器で受光される光強度信
号との校正曲線を求めておけば、光強度信号から被覆厚
が求まる。結果的に光学的に非接触に被覆厚を測定する
ことができる。なお、被検体の本体が石英ガラスファイ
バ以外で損失がある場合でも、損失を含めた校正曲線を
用意することにより、光強度信号から被覆厚が求まる。
入射して屈折透過するが、他の部分は被検体に入射しな
い。被検体に入射しない平行光束は第１の結像レンズに
より集光されて遮蔽部材に導入され、第２の結像レンズ
及び光検出器への導入が阻止される。被検体を屈折透過
した光束は第１及び第２の結像レンズを介して集光され
、光強度信号として光検出器に取込まれる。この光強度
信号は、石英ガラスファイバが被覆厚の検出に用いる光
の波長においてファイバの寸法に対応する光路長では損
失を有さないことに起因して、被覆厚と対応する関係を
有する。従って、予め他の手段例えば電気抵抗測定法な
どにより求めた被覆厚と光検出器で受光される光強度信
号との校正曲線を求めておけば、光強度信号から被覆厚
が求まる。結果的に光学的に非接触に被覆厚を測定する
ことができる。なお、被検体の本体が石英ガラスファイ
バ以外で損失がある場合でも、損失を含めた校正曲線を
用意することにより、光強度信号から被覆厚が求まる。
【００１３】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
【００１４】図１は本発明の第１の実施例の装置構成を
示し、１は例えばＬＥＤなどの光源、２はコリメータレ
ンズであり、これらにより、測定光としての平行光束３
を出射する平行光束光源１２を構成してある。４は円柱
状被検体であり、この例では、外周にパイロリチックカ
ーボン膜（以下、カーボン膜と呼ぶ）を被覆したカーボ
ンコート石英ガラスファイバである。従って、平行光束
光源１２はカーボンコート石英ガラスファイバ４に対し
て完全不透過でも、また完全透過でもない波長の光を出
すものとしてある。そして、平行光束光源１２と、平行
光束３の軸方向が直交する方向に向いたカーボンコート
石英ガラスファイバ４と、第１の結像レンズ６と、適宜
な遮蔽板８と、第２の結像レンズ１０と、光検出器１１
とをこの順で１つの光軸上に配置してある。
示し、１は例えばＬＥＤなどの光源、２はコリメータレ
ンズであり、これらにより、測定光としての平行光束３
を出射する平行光束光源１２を構成してある。４は円柱
状被検体であり、この例では、外周にパイロリチックカ
ーボン膜（以下、カーボン膜と呼ぶ）を被覆したカーボ
ンコート石英ガラスファイバである。従って、平行光束
光源１２はカーボンコート石英ガラスファイバ４に対し
て完全不透過でも、また完全透過でもない波長の光を出
すものとしてある。そして、平行光束光源１２と、平行
光束３の軸方向が直交する方向に向いたカーボンコート
石英ガラスファイバ４と、第１の結像レンズ６と、適宜
な遮蔽板８と、第２の結像レンズ１０と、光検出器１１
とをこの順で１つの光軸上に配置してある。
【００１５】第１の結像レンズ６はカーボンコート石英
ガラスファイバ４より、第１の結像レンズ６の焦点距離
だけ離れた位置におかれている。また、遮蔽板８は第１
の結像レンズ６より、第１の結像レンズ６の焦点距離だ
け離れた位置におかれている。更に、光検出器１１は第
２の結像レンズ１０より、第２の結像レンズ１０の焦点
距離だけ離れた位置におかれている。但し、第１の結像
レンズ６と遮蔽板８の距離は第１の結像レンズ６の焦点
距離に厳密に一致する必要はなく、実用上許容される誤
差の範囲で一致していれば良い。また、第２の結像レン
ズ１０と光検出器１１の距離も同様であり、実用上許容
される誤差の範囲で第２の結像レンズ１０の焦点距離に
一致していれば良い。更に、円柱状被検体の位置も実用
上許容される範囲で第１の結像レンズの焦点にあれば良
い。
ガラスファイバ４より、第１の結像レンズ６の焦点距離
だけ離れた位置におかれている。また、遮蔽板８は第１
の結像レンズ６より、第１の結像レンズ６の焦点距離だ
け離れた位置におかれている。更に、光検出器１１は第
２の結像レンズ１０より、第２の結像レンズ１０の焦点
距離だけ離れた位置におかれている。但し、第１の結像
レンズ６と遮蔽板８の距離は第１の結像レンズ６の焦点
距離に厳密に一致する必要はなく、実用上許容される誤
差の範囲で一致していれば良い。また、第２の結像レン
ズ１０と光検出器１１の距離も同様であり、実用上許容
される誤差の範囲で第２の結像レンズ１０の焦点距離に
一致していれば良い。更に、円柱状被検体の位置も実用
上許容される範囲で第１の結像レンズの焦点にあれば良
い。
【００１６】従って、平行光束３のうちカーボンコート
石英ガラスファイバ４に入射して屈折透過した光束であ
る屈折透過光５は第１の結像レンズ６により平行光９に
変換されて第２の結像レンズ１０に導入されるが、カー
ボンコート石英ガラスファイバ４を透過しない光束であ
る背景光は第１の結像レンズ６を通過後、集束光７とな
り集光点に置かれた遮蔽板８により遮蔽される。第２の
結像レンズ１０は第１の結像レンズ６からの平行光９を
光検出器１１に集光する。上述の光学系において、遮蔽
板８の大きさを、集束光７を遮蔽するのに必要且つ十分
な大きさに設定することにより、カーボンコート石英ガ
ラスファイバ４からの屈折透過光５の殆どを、それ以外
の光束と分離した光検出器１１に導くことが可能となる
。なお、平行光束光源１２、第１の結像レンズ６、遮蔽
板８、第２の結像レンズ１０及び光検出器１１の測定系
は筐体１３内に設置されており、筐体１３の平行光束３
の出射部には出射窓１４が、また、平行光束３及び屈折
透過光５の入射部には入射窓１５が設けられている。
石英ガラスファイバ４に入射して屈折透過した光束であ
る屈折透過光５は第１の結像レンズ６により平行光９に
変換されて第２の結像レンズ１０に導入されるが、カー
ボンコート石英ガラスファイバ４を透過しない光束であ
る背景光は第１の結像レンズ６を通過後、集束光７とな
り集光点に置かれた遮蔽板８により遮蔽される。第２の
結像レンズ１０は第１の結像レンズ６からの平行光９を
光検出器１１に集光する。上述の光学系において、遮蔽
板８の大きさを、集束光７を遮蔽するのに必要且つ十分
な大きさに設定することにより、カーボンコート石英ガ
ラスファイバ４からの屈折透過光５の殆どを、それ以外
の光束と分離した光検出器１１に導くことが可能となる
。なお、平行光束光源１２、第１の結像レンズ６、遮蔽
板８、第２の結像レンズ１０及び光検出器１１の測定系
は筐体１３内に設置されており、筐体１３の平行光束３
の出射部には出射窓１４が、また、平行光束３及び屈折
透過光５の入射部には入射窓１５が設けられている。
【００１７】すなわち、本実施例装置を用いると、カー
ボンコート石英ガラスファイバ４に照射した測定光であ
る平行光束３のうち該カーボンコート石英ガラスファイ
バ４に入射して屈折透過した屈折透過光５のみを背景光
と分離して光検出器１１に導くことができる。ところで
、カーボンの透過率は、分光器を用いて調査したところ
、可視から近赤外領域において、厚み３５０Åの場合概
略５０％であった。一方、石英ガラスファイバ本体は、
この波長領域において、ファイバの寸法（標準外径１２
５μｍ）に対応する光路長では殆ど損失を有していない
。従って、光検出器１１の受光光量はカーボン膜の厚み
と一義的な関係を有しており、予め電気抵抗法等により
求めまるカーボン膜厚と本実施例装置における光検出器
１１の受光光量との校正曲線を求めておくことにより、
カーボン膜厚が求まる。
ボンコート石英ガラスファイバ４に照射した測定光であ
る平行光束３のうち該カーボンコート石英ガラスファイ
バ４に入射して屈折透過した屈折透過光５のみを背景光
と分離して光検出器１１に導くことができる。ところで
、カーボンの透過率は、分光器を用いて調査したところ
、可視から近赤外領域において、厚み３５０Åの場合概
略５０％であった。一方、石英ガラスファイバ本体は、
この波長領域において、ファイバの寸法（標準外径１２
５μｍ）に対応する光路長では殆ど損失を有していない
。従って、光検出器１１の受光光量はカーボン膜の厚み
と一義的な関係を有しており、予め電気抵抗法等により
求めまるカーボン膜厚と本実施例装置における光検出器
１１の受光光量との校正曲線を求めておくことにより、
カーボン膜厚が求まる。
【００１８】具体例として、電気抵抗法により測定され
た１６０Å、２７０Å、３４０Å、４３０Å、６２０Å
、７２０Åの被覆厚を有する各カーボンコート石英ガラ
スファイバ（外径１２５μｍ）について、本実施例に係
る実験系を用いて光検出器１１の受光光量を調べた。 なお、光源１として波長０．７３μｍのＬＥＤ、第１の
結像レンズ６としてＦ＝１．２でｆ＝５０ｍｍのカメラ
レンズ、第２の結像レンズ１０として直径５０ｍｍ、焦
点距離１００ｍｍの単レンズ、光検出器１１として受光
面積５．８ｍｍ角のシリコンフォトダイオードを用いた
。また、迷光の影響を除くため、光検出器１１の前面に
波長０．７３μｍの光を透過する干渉フィルタを配置し
た。 更に、光源１には交流変調をかけ、光検出器１１側では
バンドパスフィルタを通して信号の狭帯域受信を行った
。上述の実験によりカーボン膜厚と光検出器１１の受光
光量の関係を求めると、図２の如くなった。但し、図２
中で、矢印の幅（上下の長さ）は、カーボンコート石英
ガラスファイバ４を測定中心よりファイバの長手方向に
直交する方向に±０．５ｍｍの範囲で移動したときの光
検出器１１の出力変動を示す。
た１６０Å、２７０Å、３４０Å、４３０Å、６２０Å
、７２０Åの被覆厚を有する各カーボンコート石英ガラ
スファイバ（外径１２５μｍ）について、本実施例に係
る実験系を用いて光検出器１１の受光光量を調べた。 なお、光源１として波長０．７３μｍのＬＥＤ、第１の
結像レンズ６としてＦ＝１．２でｆ＝５０ｍｍのカメラ
レンズ、第２の結像レンズ１０として直径５０ｍｍ、焦
点距離１００ｍｍの単レンズ、光検出器１１として受光
面積５．８ｍｍ角のシリコンフォトダイオードを用いた
。また、迷光の影響を除くため、光検出器１１の前面に
波長０．７３μｍの光を透過する干渉フィルタを配置し
た。 更に、光源１には交流変調をかけ、光検出器１１側では
バンドパスフィルタを通して信号の狭帯域受信を行った
。上述の実験によりカーボン膜厚と光検出器１１の受光
光量の関係を求めると、図２の如くなった。但し、図２
中で、矢印の幅（上下の長さ）は、カーボンコート石英
ガラスファイバ４を測定中心よりファイバの長手方向に
直交する方向に±０．５ｍｍの範囲で移動したときの光
検出器１１の出力変動を示す。
【００１９】図２の校正曲線を用いることにより、カー
ボンコート石英ガラスファイバ４の側面屈折透過光強度
からカーボン膜厚を測定することができる。また、図２
から判るように、カーボンコート石英ガラスファイバ４
のファイバの長手方向に直交する面内の微小変位に対し
て、光検出器１１の受光光量は殆ど変化せず、出力特性
が安定している。これは、通常はカーボンコート石英ガ
ラスファイバ４の径に対して第１の結像レンズ６が十分
に大きいため、カーボンコート石英ガラスファイバ４の
微小変位に対して平行光９の状況が殆ど変化しないから
である。
ボンコート石英ガラスファイバ４の側面屈折透過光強度
からカーボン膜厚を測定することができる。また、図２
から判るように、カーボンコート石英ガラスファイバ４
のファイバの長手方向に直交する面内の微小変位に対し
て、光検出器１１の受光光量は殆ど変化せず、出力特性
が安定している。これは、通常はカーボンコート石英ガ
ラスファイバ４の径に対して第１の結像レンズ６が十分
に大きいため、カーボンコート石英ガラスファイバ４の
微小変位に対して平行光９の状況が殆ど変化しないから
である。
【００２０】上述した第１の実施例では測定光として平
行光束３を用いたが、この測定光は必ずしも平行光束と
する必要はない。すなわち、測定光は収束光あるいは発
散光でも、第１の結像レンズ６で集光できるものであれ
ばよく、その集光点に光検出器８を設置すればよい。ま
た、この場合、測定光のうち被検体４へ入射して屈折透
過した光は背景光より発散するので、第１の結像レンズ
６通過後、少なくとも背景光の集光位置より手前で集光
することはない。したがって、第１の結像レンズ６を通
過した屈折透過光を第１の実施例と同様に第２の結像レ
ンズ１０で光検出器１１へ集光することができる。なお
、第１の結像レンズ６通過後の屈折透過光が集束光とな
る場合には、第２の結像レンズ１０を用いなくても背景
光の集光位置より後方へ集光することになるので、この
場合には第２の結像レンズ１０は必ずしも設ける必要は
ない。
行光束３を用いたが、この測定光は必ずしも平行光束と
する必要はない。すなわち、測定光は収束光あるいは発
散光でも、第１の結像レンズ６で集光できるものであれ
ばよく、その集光点に光検出器８を設置すればよい。ま
た、この場合、測定光のうち被検体４へ入射して屈折透
過した光は背景光より発散するので、第１の結像レンズ
６通過後、少なくとも背景光の集光位置より手前で集光
することはない。したがって、第１の結像レンズ６を通
過した屈折透過光を第１の実施例と同様に第２の結像レ
ンズ１０で光検出器１１へ集光することができる。なお
、第１の結像レンズ６通過後の屈折透過光が集束光とな
る場合には、第２の結像レンズ１０を用いなくても背景
光の集光位置より後方へ集光することになるので、この
場合には第２の結像レンズ１０は必ずしも設ける必要は
ない。
【００２１】図３には第２の実施例に係る被覆厚測定装
置を示す。本実施例は、図１の遮蔽板８の代りに光検出
器１６を設置したものであり、他の構成は図１と同様で
あるので重複する説明は省略する。光検出器１６は、遮
蔽板８と同様に第１の結像レンズ６により集光される集
束光７を遮蔽すると共にその光の強度を測定するもので
あり、遮蔽板８と同様に、集束光７を遮蔽するのに最低
限必要且つ十分な大きさを有するものとすれば、カーボ
ンコート石英ガラスファイバ４からの屈折透過光５の殆
どを、それ以外の光束と分離して光検出器１１に導くこ
とができる。
置を示す。本実施例は、図１の遮蔽板８の代りに光検出
器１６を設置したものであり、他の構成は図１と同様で
あるので重複する説明は省略する。光検出器１６は、遮
蔽板８と同様に第１の結像レンズ６により集光される集
束光７を遮蔽すると共にその光の強度を測定するもので
あり、遮蔽板８と同様に、集束光７を遮蔽するのに最低
限必要且つ十分な大きさを有するものとすれば、カーボ
ンコート石英ガラスファイバ４からの屈折透過光５の殆
どを、それ以外の光束と分離して光検出器１１に導くこ
とができる。
【００２２】本実施例では、光検出器１６で検知した集
束光７の光強度により、被検体４に照射される測定光の
光強度の変動等による透過光の光強度の変動を補正する
ものであり、図示しない光強度補正手段を有するもので
ある。すなわち、本実施例では、光源１の出力パワーの
変動や出射窓１４のくもりによる平行光束３の光強度の
変動や屈折透過光５の入射窓１５のくもりに基づく変動
に起因する光検出器１１に検知される光強度の変動を補
正することができる。
束光７の光強度により、被検体４に照射される測定光の
光強度の変動等による透過光の光強度の変動を補正する
ものであり、図示しない光強度補正手段を有するもので
ある。すなわち、本実施例では、光源１の出力パワーの
変動や出射窓１４のくもりによる平行光束３の光強度の
変動や屈折透過光５の入射窓１５のくもりに基づく変動
に起因する光検出器１１に検知される光強度の変動を補
正することができる。
【００２３】図４には第３の実施例に係る被覆厚測定装
置を示す。本実施例は、図３の光検出器１６の代りに、
集束光７の光路を折り曲げるミラー１７と、ミラー１７
の反射光を集光するための第３の結像レンズ１８と、第
３の結像レンズ１８により集光された集束光を受光して
その光強度を測定する光検知器１９とを備えたものであ
る。本実施例はこれらの光学系で集束光７の光強度を検
知し、これにより上記第２の実施例と同様に、被検体４
に照射される測定光の光強度の変動等による透過光の光
強度の変動を補正するものであり、図示しない光強度補
正手段を有するものである。
置を示す。本実施例は、図３の光検出器１６の代りに、
集束光７の光路を折り曲げるミラー１７と、ミラー１７
の反射光を集光するための第３の結像レンズ１８と、第
３の結像レンズ１８により集光された集束光を受光して
その光強度を測定する光検知器１９とを備えたものであ
る。本実施例はこれらの光学系で集束光７の光強度を検
知し、これにより上記第２の実施例と同様に、被検体４
に照射される測定光の光強度の変動等による透過光の光
強度の変動を補正するものであり、図示しない光強度補
正手段を有するものである。
【００２４】図５には第４の実施例に係る被覆厚測定装
置を示す。本実施例は、図１における第１の結像レンズ
６、遮蔽板８、第２の結像レンズ１０及び光検出器１１
の結像光学系に対する被検体４の相対位置関係を測定す
る位置検出手段を設けたものである。なお、図１と同一
部材には同一符号を付して重複する説明は省略する。
置を示す。本実施例は、図１における第１の結像レンズ
６、遮蔽板８、第２の結像レンズ１０及び光検出器１１
の結像光学系に対する被検体４の相対位置関係を測定す
る位置検出手段を設けたものである。なお、図１と同一
部材には同一符号を付して重複する説明は省略する。
【００２５】本実施例の位置検出手段は、測定光である
平行光束３の被検体４による散乱光を２方向から観察し
、三角測量の原理により被検体４の位置ずれを測定する
ものであり、平行光束３の側方から被検体４に対向して
配置した第１及び第２の被検体位置検出用結像レンズ２
０Ａ，２０Ｂ、及びこれら結像レンズ２０Ａ，２０Ｂで
それぞれ集光される集束光の集光点に配置される第１及
び第２のＰＳＤ素子（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｅｎｓｉｔ
ｉｖｅ Ｄｅｖｉｃｅ）２１Ａ，２１Ｂを備えたもので
あり、これら結像レンズ２０Ａ，２０Ｂ及びＰＳＤ素子
２１Ａ，２１Ｂは被検体４の軸に直交する面内に配置さ
れている。ここで、ＰＳＤ素子２１Ａ，２１Ｂは、光入
射面側の両端にそれぞれ位置信号電極を有すると共に底
面側を基準電極とする半導体からなり、光入射面に入射
した入射光により発生してその入射位置と上記各位置信
号電極までの距離に反比例した大きさに分かれた光電流
を各位置検出電極から出力する位置検出用半導体装置で
あり、素子の光入射面のどの位置に光パターンの重心が
あるかを検知するものである。
平行光束３の被検体４による散乱光を２方向から観察し
、三角測量の原理により被検体４の位置ずれを測定する
ものであり、平行光束３の側方から被検体４に対向して
配置した第１及び第２の被検体位置検出用結像レンズ２
０Ａ，２０Ｂ、及びこれら結像レンズ２０Ａ，２０Ｂで
それぞれ集光される集束光の集光点に配置される第１及
び第２のＰＳＤ素子（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｅｎｓｉｔ
ｉｖｅ Ｄｅｖｉｃｅ）２１Ａ，２１Ｂを備えたもので
あり、これら結像レンズ２０Ａ，２０Ｂ及びＰＳＤ素子
２１Ａ，２１Ｂは被検体４の軸に直交する面内に配置さ
れている。ここで、ＰＳＤ素子２１Ａ，２１Ｂは、光入
射面側の両端にそれぞれ位置信号電極を有すると共に底
面側を基準電極とする半導体からなり、光入射面に入射
した入射光により発生してその入射位置と上記各位置信
号電極までの距離に反比例した大きさに分かれた光電流
を各位置検出電極から出力する位置検出用半導体装置で
あり、素子の光入射面のどの位置に光パターンの重心が
あるかを検知するものである。
【００２６】本実施例における被検体４の相対位置検出
の原理を図６に示す。同図に示すように、第１及び第２
の位置検出用結像レンズ２０Ａ，２０Ｂの中心Ｐ，Ｑ間
の距離が一定（Ｌ）であれば被検体４の位置は角度θ，
φで決定される。そして、被検体４が４′の位置に変動
したときには角度θ，φが、θ＋△θ，φ＋△φに変化
し、第１及び第２のＰＳＤ素子２１Ａ，２１Ｂ上の検出
位置がＲ→Ｒ′，Ｓ→Ｓ′と変化する。ここで、ＰＳＤ
素子２１Ａ，２１Ｂからの出力から距離ＲＲ′，ＳＳ′
を知ることができ、また、距離ＰＲ，ＱＳも既知とすれ
ば、次記数１より△θ，△φを求めることができ、これ
により被検体４′の位置ずれを検知することができる。
の原理を図６に示す。同図に示すように、第１及び第２
の位置検出用結像レンズ２０Ａ，２０Ｂの中心Ｐ，Ｑ間
の距離が一定（Ｌ）であれば被検体４の位置は角度θ，
φで決定される。そして、被検体４が４′の位置に変動
したときには角度θ，φが、θ＋△θ，φ＋△φに変化
し、第１及び第２のＰＳＤ素子２１Ａ，２１Ｂ上の検出
位置がＲ→Ｒ′，Ｓ→Ｓ′と変化する。ここで、ＰＳＤ
素子２１Ａ，２１Ｂからの出力から距離ＲＲ′，ＳＳ′
を知ることができ、また、距離ＰＲ，ＱＳも既知とすれ
ば、次記数１より△θ，△φを求めることができ、これ
により被検体４′の位置ずれを検知することができる。
【００２７】
【数１】
【００２８】被検体４の微小変位に対して平行光９の状
況は殆ど変化しないことは上記第１の実施例で説明した
が、カーボン膜厚をさらに精密に測定するためには、被
検体４の位置ずれによる影響を考慮しなければならない
。すなわち、例えば、被検体４の位置ずれがある一定値
より大きくなった場合には測定した被覆厚の信頼性がな
いと判断し、その情報をカットするという処理が考えら
れる。また、被検体４の位置ずれに対応して検出した被
覆厚のデータを補正したり、被検体４の位置ずれに応じ
て測定系と被検体４との相対位置を変動することも考え
られる。
況は殆ど変化しないことは上記第１の実施例で説明した
が、カーボン膜厚をさらに精密に測定するためには、被
検体４の位置ずれによる影響を考慮しなければならない
。すなわち、例えば、被検体４の位置ずれがある一定値
より大きくなった場合には測定した被覆厚の信頼性がな
いと判断し、その情報をカットするという処理が考えら
れる。また、被検体４の位置ずれに対応して検出した被
覆厚のデータを補正したり、被検体４の位置ずれに応じ
て測定系と被検体４との相対位置を変動することも考え
られる。
【００２９】被検体４である光ファイバの位置がずれた
場合の光検出器１１へ到達する光量の変化を図７に示す
。すなわち、被検体４の位置ずれの測定値に応じて光検
出器１１で検出した光強度を例えば図７に基づいて補正
すれば、補正された正確な被覆厚を求めることができる
。
場合の光検出器１１へ到達する光量の変化を図７に示す
。すなわち、被検体４の位置ずれの測定値に応じて光検
出器１１で検出した光強度を例えば図７に基づいて補正
すれば、補正された正確な被覆厚を求めることができる
。
【００３０】図８には第５の実施例に係る被覆厚測定装
置を示す。本実施例は、第４の実施例と同様に被検体４
の位置ずれを検出し、これに基づいて測定用光学系を移
動して正確な被覆厚を測定しようとするものである。な
お、図５と同一部材には同一符号を付して重複する説明
は省略する。
置を示す。本実施例は、第４の実施例と同様に被検体４
の位置ずれを検出し、これに基づいて測定用光学系を移
動して正確な被覆厚を測定しようとするものである。な
お、図５と同一部材には同一符号を付して重複する説明
は省略する。
【００３１】本実施例では、第１の結像レンズ６、遮蔽
板８、第２の結像レンズ１０及び光検出器１１の結像光
学系を二軸自動ステージ２２上に載置している。一方、
第１及び第２のＰＳＤ素子２１Ａ，２１Ｂの検出値はＡ
／Ｄ変換器２３でＡ／Ｄ変換された後、ＣＰＵ２４て処
理されている。そして、これより得られる被検体４の位
置ずれ情報はステージコントローラ２５に送られ、この
ステージコントローラ２５により二軸自動ステージ２２
を制御して相対位置補正を行うようになっている。本実
施例では、このように被検体４の位置ずれに応じて測定
用光学系を移動して位置ずれを補正することができるの
で、常に正確な被覆厚を測定することができる。
板８、第２の結像レンズ１０及び光検出器１１の結像光
学系を二軸自動ステージ２２上に載置している。一方、
第１及び第２のＰＳＤ素子２１Ａ，２１Ｂの検出値はＡ
／Ｄ変換器２３でＡ／Ｄ変換された後、ＣＰＵ２４て処
理されている。そして、これより得られる被検体４の位
置ずれ情報はステージコントローラ２５に送られ、この
ステージコントローラ２５により二軸自動ステージ２２
を制御して相対位置補正を行うようになっている。本実
施例では、このように被検体４の位置ずれに応じて測定
用光学系を移動して位置ずれを補正することができるの
で、常に正確な被覆厚を測定することができる。
【００３２】図９には第６の実施例に係る被覆厚測定装
置を示す。本実施例は測定用光学系と共に第１及び第２
の位置検出用結像レンズ２０Ａ，２０Ｂ及びＰＳＤ素子
２１Ａ，２１Ｂを二軸自動ステージ２６上に載置したも
のであり、作用・効果は図８に示す第５の実施例と同様
である。なお、図８と同一部材には同一符号を付して重
複する説明は省略する。
置を示す。本実施例は測定用光学系と共に第１及び第２
の位置検出用結像レンズ２０Ａ，２０Ｂ及びＰＳＤ素子
２１Ａ，２１Ｂを二軸自動ステージ２６上に載置したも
のであり、作用・効果は図８に示す第５の実施例と同様
である。なお、図８と同一部材には同一符号を付して重
複する説明は省略する。
【００３３】第４〜第６の実施例では位置検出手段にＰ
ＳＤ素子２１Ａ，２１Ｂを用いて三角測量の原理を用い
たが、勿論これに限定するものではない。また、これら
の実施例では位置検出をするのに測定光の被検体４での
散乱光を用いたが、別途位置検出用の半導体レーザ等の
光源を用いてもよい。なお、これら実施例の位置検出手
段は図３及び図４の装置に設けても同様な作用・効果が
得られることは言うまでもない。
ＳＤ素子２１Ａ，２１Ｂを用いて三角測量の原理を用い
たが、勿論これに限定するものではない。また、これら
の実施例では位置検出をするのに測定光の被検体４での
散乱光を用いたが、別途位置検出用の半導体レーザ等の
光源を用いてもよい。なお、これら実施例の位置検出手
段は図３及び図４の装置に設けても同様な作用・効果が
得られることは言うまでもない。
【００３４】図１０には第７の実施例に係る被覆厚測定
装置を示す。本実施例は被検体４へ照射した測定光であ
る平行光束３のうち、背景光と屈折透過光とを選別手段
を今までの実施例と変えたものである。なお、図３と同
一部材には同一符号を付して重複する説明は省略する。
装置を示す。本実施例は被検体４へ照射した測定光であ
る平行光束３のうち、背景光と屈折透過光とを選別手段
を今までの実施例と変えたものである。なお、図３と同
一部材には同一符号を付して重複する説明は省略する。
【００３５】本実施例は、平行光束３の光軸に対して両
側に傾いた位置から屈折透過光を受光する結像レンズ２
７Ａ，２７Ｂを設け、これら結像レンズ２７Ａ，２７Ｂ
で集光される屈折透過光の集束点に光検出器２８Ａ，２
８Ｂを設けたものである。本実施例では光検出器２８Ａ
，２８Ｂで検知した光強度の和から上述した実施例と同
様に被検体４の被覆厚を測定するものであり、基本的作
用・効果は第２の実施例と同様である。なお、図１０に
はコリメータレンズ２と一例として、１組のレンズ２ａ
，２ｂとピンホール２ｃとからなるものを図示してある
。
側に傾いた位置から屈折透過光を受光する結像レンズ２
７Ａ，２７Ｂを設け、これら結像レンズ２７Ａ，２７Ｂ
で集光される屈折透過光の集束点に光検出器２８Ａ，２
８Ｂを設けたものである。本実施例では光検出器２８Ａ
，２８Ｂで検知した光強度の和から上述した実施例と同
様に被検体４の被覆厚を測定するものであり、基本的作
用・効果は第２の実施例と同様である。なお、図１０に
はコリメータレンズ２と一例として、１組のレンズ２ａ
，２ｂとピンホール２ｃとからなるものを図示してある
。
【００３６】本実施例では、２つの結像レンズ２７Ａ，
２７Ｂにより屈折透過光を受けるので、上述した実施例
と比較した場合受光開口角（ＮＡ）が大きくとれるとい
う利点がある。すなわち、例えば図３に示す実施例では
、１つの結像レンズ６で屈折透過光を受光しているので
、十分な開口角は得られず、また、受光した屈折透過光
である平行光９の中に光検出器８があるので、屈折透過
光の一部が遮られるという欠点があったが、本実施例は
、かかる欠点を排除したからである。したがって、これ
により、Ｓ／Ｎ比が上がり検出精度が向上するという効
果が得られる。なお、本実施例に、図５、図８、図９に
示すような被検体４の位置検出手段を設けて同様に制御
すれば、同様な効果を得ることができる。
２７Ｂにより屈折透過光を受けるので、上述した実施例
と比較した場合受光開口角（ＮＡ）が大きくとれるとい
う利点がある。すなわち、例えば図３に示す実施例では
、１つの結像レンズ６で屈折透過光を受光しているので
、十分な開口角は得られず、また、受光した屈折透過光
である平行光９の中に光検出器８があるので、屈折透過
光の一部が遮られるという欠点があったが、本実施例は
、かかる欠点を排除したからである。したがって、これ
により、Ｓ／Ｎ比が上がり検出精度が向上するという効
果が得られる。なお、本実施例に、図５、図８、図９に
示すような被検体４の位置検出手段を設けて同様に制御
すれば、同様な効果を得ることができる。
【００３７】図１１には第８の実施例に係る被覆厚測定
装置を示す。本実施例は、背景光と屈折透過光との選別
光学系として、撮像素子を有するカメラ２９と、被検体
４をカメラ２９の撮像素子上に結像する結像レンズ３０
を備えるものである。なお、他は図１と同様であるので
、同一部材に同一符号を付して重複する説明は省略する
。
装置を示す。本実施例は、背景光と屈折透過光との選別
光学系として、撮像素子を有するカメラ２９と、被検体
４をカメラ２９の撮像素子上に結像する結像レンズ３０
を備えるものである。なお、他は図１と同様であるので
、同一部材に同一符号を付して重複する説明は省略する
。
【００３８】本実施例では、背景光と屈折透過光との選
別を画像処理により行うものであり、その方法を図１２
を参照しながら説明する。カメラ２９には被検体４が図
１２（Ａ）のように映り、これを光強度に変換すると図
１２（Ｂ）のようになる。したがって、被検体４に対応
する領域Ａのみの光強度を積算すれば屈折透過光７の光
強度となる。この光強度から被覆厚を求めるのは上述し
た実施例と同様である。また、背景光の光強度を基準値
とすれば、光源１の出力の変動，出射窓１４，入射窓１
５のくもりなどによる誤差を補正することができる。な
お、本実施例においても、図５、図８、図９に示すよう
な被検体４の位置検出手段を設けて同様に処理すれば、
同様な効果を得ることができる。
別を画像処理により行うものであり、その方法を図１２
を参照しながら説明する。カメラ２９には被検体４が図
１２（Ａ）のように映り、これを光強度に変換すると図
１２（Ｂ）のようになる。したがって、被検体４に対応
する領域Ａのみの光強度を積算すれば屈折透過光７の光
強度となる。この光強度から被覆厚を求めるのは上述し
た実施例と同様である。また、背景光の光強度を基準値
とすれば、光源１の出力の変動，出射窓１４，入射窓１
５のくもりなどによる誤差を補正することができる。な
お、本実施例においても、図５、図８、図９に示すよう
な被検体４の位置検出手段を設けて同様に処理すれば、
同様な効果を得ることができる。
【００３９】次に、本発明の被覆厚測定方法又は装置に
よる被覆厚の測定を光ファイバの製造方法に応用した例
を説明する。図１３は光ファイバの製造ラインの一例を
示し、図中、３１はプリフォーム、３２は線引炉、３３
はハーメチックコート装置、３４は樹脂コート装置、３
５は樹脂硬化炉、３６は巻取機であり、ハーメチックコ
ート装置３３と樹脂コート装置３４との間に本発明に係
る被覆厚測定装置３７が設けられている。
よる被覆厚の測定を光ファイバの製造方法に応用した例
を説明する。図１３は光ファイバの製造ラインの一例を
示し、図中、３１はプリフォーム、３２は線引炉、３３
はハーメチックコート装置、３４は樹脂コート装置、３
５は樹脂硬化炉、３６は巻取機であり、ハーメチックコ
ート装置３３と樹脂コート装置３４との間に本発明に係
る被覆厚測定装置３７が設けられている。
【００４０】図示するラインでは、プリフォーム３１を
線引炉３２で加熱溶融して線引きされる光ファイバは、
ハーメチックコート装置３３、樹脂コート装置３４及び
樹脂硬化炉３５で連続的にハーメチックコート及び樹脂
コートが施された後、巻取機３６に巻取られるが、この
際、ハーメチックコートの被覆厚を被覆厚測定装置３７
によりインラインで測定し、その測定値に基づいて被覆
厚測定装置３７の原料ガスの供給量をフィードバック制
御している。すなわち、被覆厚が所定値よりうすい場合
には原料ガスの供給量を増大し、逆に被覆厚が厚い場合
には供給量を減少するようにする。これにより、常に均
一厚のハーメチックコートが得られ、光ファイバの質の
向上を図ることができる。
線引炉３２で加熱溶融して線引きされる光ファイバは、
ハーメチックコート装置３３、樹脂コート装置３４及び
樹脂硬化炉３５で連続的にハーメチックコート及び樹脂
コートが施された後、巻取機３６に巻取られるが、この
際、ハーメチックコートの被覆厚を被覆厚測定装置３７
によりインラインで測定し、その測定値に基づいて被覆
厚測定装置３７の原料ガスの供給量をフィードバック制
御している。すなわち、被覆厚が所定値よりうすい場合
には原料ガスの供給量を増大し、逆に被覆厚が厚い場合
には供給量を減少するようにする。これにより、常に均
一厚のハーメチックコートが得られ、光ファイバの質の
向上を図ることができる。
【００４１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
被検体に測定光を照射して屈折透過による光強度を得る
ことにより、被検体の被覆厚を非接触に測定することが
できる。また、背景光と屈折透過光とを選別する光学系
を設ければ不要光が測定値に影響を与えることがなく、
さらに、背景光の光強度を基準として屈折透過光の光強
度を測定すれば、光源の出力の変動等の影響を補正する
ことができる。さらに、被検体の位置検出手段を設けれ
ば、被検体の位置ずれの影響を補正できるので、より高
精度の測定が可能となる。また、本発明によれば製造時
、オンラインで被検体の被覆厚測定が可能となるため、
得られた測定結果を直ちに被覆条件にフィードバックし
、例えば原料供給量を調整する等して製造を続けてゆく
ことにより、適正な被覆を施すことができる。
被検体に測定光を照射して屈折透過による光強度を得る
ことにより、被検体の被覆厚を非接触に測定することが
できる。また、背景光と屈折透過光とを選別する光学系
を設ければ不要光が測定値に影響を与えることがなく、
さらに、背景光の光強度を基準として屈折透過光の光強
度を測定すれば、光源の出力の変動等の影響を補正する
ことができる。さらに、被検体の位置検出手段を設けれ
ば、被検体の位置ずれの影響を補正できるので、より高
精度の測定が可能となる。また、本発明によれば製造時
、オンラインで被検体の被覆厚測定が可能となるため、
得られた測定結果を直ちに被覆条件にフィードバックし
、例えば原料供給量を調整する等して製造を続けてゆく
ことにより、適正な被覆を施すことができる。
【図１】第１の実施例を示す説明図である。
【図２】光検出器の受光光量とカーボン膜厚との特性線
図である。
図である。
【図３】第２の実施例を示す説明図である。
【図４】第３の実施例を示す説明図である。
【図５】第４の実施例を示す説明図である。
【図６】第４の実施例の被検体の相対位置検出の原理図
である。
である。
【図７】被検体の位置ずれと光検出器の受光光量との関
係図である。
係図である。
【図８】第５の実施例を示す説明図である。
【図９】第６の実施例を示す説明図である。
【図１０】第７の実施例を示す説明図である。
【図１１】第８の実施例を示す説明図である。
【図１２】第８の実施例の画像処理方法を示す説明図で
ある。
ある。
【図１３】一実施例に係る光ファイバの製造方法を示す
概略図である。
概略図である。
【図１４】カーボンコート石英ガラスファイバの断面図
である。
である。
【図１５】従来技術の説明図である。
１ 光源
２ コリメータレンズ
３ 平行光束
４ 円柱状被検体（カーボンコート石英ガラスファイ
バ） ５ 屈折透過光 ６ 第１の結像レンズ ７ 集束光 ８ 遮蔽部材（遮蔽板） ９ 平行光 １０ 第２の結像レンズ １１ 光検出器 １４ 出射窓 １５ 入射窓 １６ 光検出器 １７ ミラー １９ 光検出器 ２０Ａ，２０Ｂ 位置検出用結像レンズ２１Ａ，２１
Ｂ ＰＳＤ素子 ２２，２６ 二軸自動ステージ ２３ Ａ／Ｄ変換器 ２４ ＣＰＵ ２５ ステージコントローラ ２７Ａ，２７Ｂ 結像レンズ ２８Ａ，２８Ｂ 光検出器 ２９ カメラ ３０ 結像レンズ
バ） ５ 屈折透過光 ６ 第１の結像レンズ ７ 集束光 ８ 遮蔽部材（遮蔽板） ９ 平行光 １０ 第２の結像レンズ １１ 光検出器 １４ 出射窓 １５ 入射窓 １６ 光検出器 １７ ミラー １９ 光検出器 ２０Ａ，２０Ｂ 位置検出用結像レンズ２１Ａ，２１
Ｂ ＰＳＤ素子 ２２，２６ 二軸自動ステージ ２３ Ａ／Ｄ変換器 ２４ ＣＰＵ ２５ ステージコントローラ ２７Ａ，２７Ｂ 結像レンズ ２８Ａ，２８Ｂ 光検出器 ２９ カメラ ３０ 結像レンズ
Claims (20)
- 【請求項１】 被覆が施された円柱状被検体に対して
測定光を照射し、該円柱状被検体内を透過する透過光の
強度を測定することにより被検体の被覆厚をもとめるこ
とを特徴とする被覆厚測定方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の被覆厚測定方法におい
て、測定光の強度を観測する観測系に備えた選別光学系
により被検体を透過しない背景光と被検体内を透過する
透過光とを選別して該透過光の強度を測定することを特
徴とする被覆厚測定方法。 - 【請求項３】 請求項２記載の被覆厚測定方法におい
て、選別光学系が被検体の像を撮像素子上に結像する光
学系であり画像処理により背景光と透過光とを選別して
透過光の強度を測定することを特徴とする被覆厚測定方
法。 - 【請求項４】 請求項２記載の被覆厚測定方法におい
て、選別光学系が、被検体の後方にあって背景光を集光
する第１の結像レンズと、該第１の結像レンズの後方に
あって該第１の結像レンズにより集光された背景光を遮
蔽する遮蔽部材と、該遮蔽部材の後方にあって上記第１
の結像レンズを通過した後必要に応じて設けられる第２
の結像レンズにより集光される透過光を受光する光検出
器とを有することを特徴とする被覆厚測定方法。 - 【請求項５】 請求項４記載の被覆厚測定方法におい
て、第１の結像レンズの後方に遮蔽部材に代えて受光素
子を配置して常に背景光の光強度を測定することにより
、被検体に照射される測定光の光強度の変動等による透
過光強度の変動を補正することを特徴とする被覆厚測定
方法。 - 【請求項６】 請求項４記載の被覆厚測定方法におい
て、第１の結像レンズの後方に遮蔽部材に代えて設置し
たミラーにより背景光の光路を折り曲げると共にその光
路上に配置した観測系により該背景光の光強度を観測し
て常に背景光の光強度を測定することにより、被検体に
照射される測定光の光強度の変動等による透過光強度の
変動を補正することを特徴とする被覆厚測定方法。 - 【請求項７】 請求項１記載の被覆厚測定方法におい
て、別途設けた位置検出手段により測定用光学系と被検
体との相対位置関係を検知することを特徴とする被覆厚
測定方法。 - 【請求項８】 請求項７記載の被覆厚測定方法におい
て、検知された測定用光学系と被検体との相対位置情報
に基づいて測定された被覆厚の値を補正することを特徴
とする被覆厚測定方法。 - 【請求項９】 請求項８記載の被覆厚測定方法におい
て、検知された測定用光学系と被検体との相対位置情報
に基づいて測定用光学系と被検体との相対位置関係を調
整することを特徴とする被覆厚測定方法。 - 【請求項１０】 被覆が施された円柱状被検体に対し
て測定光を照射する測定光照射手段と、該円柱状被検体
内を透過する透過光を光検出器上に集光して該透過光の
強度を観測する透過光観測手段とを有することを特徴と
する被覆厚測定装置。 - 【請求項１１】 請求項１０記載の被覆厚測定装置に
おいて、透過光観測手段が、被検体を透過しない背景光
と被検体内を透過する透過光とを選別して透過光の強度
を測定する選別光学系を備えることを特徴とする被覆厚
測定装置。 - 【請求項１２】 請求項１１記載の被覆厚測定装置に
おいて、選別光学系が、被検体の像を撮像素子上に結像
すると共に画像処理により背景光と透過光とを選別して
透過光の強度を測定する光学系であることを特徴とする
被覆厚測定装置。 - 【請求項１３】 請求項１１記載の被覆厚測定装置に
おいて、選別光学系が、被検体の後方にあって背景光を
集光する第１の結像レンズと、該第１の結像レンズの後
方にあって該第１の結像レンズにより集光された背景光
を遮蔽する遮蔽部材と、該遮蔽部材の後方にあって上記
第１の結像レンズを通過した後必要に応じて設けられる
第２の結像レンズにより集光される透過光を受光する光
検出器とを有することを特徴とする被覆厚測定装置。 - 【請求項１４】 請求項１３記載の被覆厚測定装置に
おいて、第１の結像レンズにより集光された背景光を遮
蔽すると共にその光強度を測定する受光素子を遮蔽部材
に代えて設け、且つ該受光素子により測定した背景光の
強度の変動に応じて被検体に照射される測定光の光強度
の変動等による透過光の光強度の変動を補正する光強度
補正手段を備えたことを特徴とする被覆厚測定装置。 - 【請求項１５】 請求項１３記載の被覆厚測定装置に
おいて、第１の結像レンズにより集光された背景光光路
を折り曲げるミラーを遮蔽部材に代えて設けると共に該
ミラーで反射された背景光の光路上に該背景光の光強度
を観測する光強度観測手段を配置し、且つ該光強度観測
手段により測定した背景光の強度の変動に応じて被検体
に照射される測定光の光強度の変動等による透過光の光
強度の変動を補正する光強度補正手段を備えたことを特
徴とする被覆厚測定装置。 - 【請求項１６】 請求項１０記載の被覆厚測定装置に
おいて、測定用光学系と被検体との相対位置関係を検知
する位置検出手段を備えたことを特徴とする被覆厚測定
装置。 - 【請求項１７】 請求項１６記載の被覆厚測定装置に
おいて、位置検出手段により検知された測定用光学系と
被検体との相対位置情報に基づいて測定された被覆厚の
値を補正する被覆厚補正手段を備えたことを特徴とする
被覆厚測定装置。 - 【請求項１８】 請求項１６記載の被覆厚測定装置に
おいて、位置検出手段により検知された測定用光学系と
被検体との相対位置情報に基づいて測定用光学系と被検
体との相対位置関係を調整する位置調整手段を備えたこ
とを特徴とする被覆厚測定装置。 - 【請求項１９】 請求項１１記載の被覆厚測定装置に
おいて、選別光学系が、測定光の光軸を含み被検体の長
手方向に直交する面内で該光軸から傾いた方向に設けら
れて背景光は受光しないが透過光を受光する光検出器を
有することを特徴とする被覆厚測定装置。 - 【請求項２０】 線引きされる光ファイバに被覆を施
す光ファイバの製造方法において、請求項１〜９の何れ
かに記載の被覆厚測定方法又は請求項１０〜１９の何れ
かに記載の被覆厚測定装置によりインラインで被覆厚の
測定を行い、その測定値をもとに被覆原材料の供給量を
制御して該被覆厚を適正に保つことを特徴とする光ファ
イバの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3176958A JPH04363612A (ja) | 1990-07-19 | 1991-07-17 | 被覆厚測定方法及び装置並びにそれを用いた光ファイバの製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2-189529 | 1990-07-19 | ||
| JP18952990 | 1990-07-19 | ||
| JP3176958A JPH04363612A (ja) | 1990-07-19 | 1991-07-17 | 被覆厚測定方法及び装置並びにそれを用いた光ファイバの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04363612A true JPH04363612A (ja) | 1992-12-16 |
Family
ID=26497675
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3176958A Withdrawn JPH04363612A (ja) | 1990-07-19 | 1991-07-17 | 被覆厚測定方法及び装置並びにそれを用いた光ファイバの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04363612A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6055058A (en) * | 1994-11-17 | 2000-04-25 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson | Method and device for determining the thickness and concentricity of a layer applied to a cylindrical body |
| CN113118043A (zh) * | 2021-03-10 | 2021-07-16 | 周志富 | 一种点火线圈铁芯的表面涂层厚度检测装置 |
-
1991
- 1991-07-17 JP JP3176958A patent/JPH04363612A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6055058A (en) * | 1994-11-17 | 2000-04-25 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson | Method and device for determining the thickness and concentricity of a layer applied to a cylindrical body |
| CN113118043A (zh) * | 2021-03-10 | 2021-07-16 | 周志富 | 一种点火线圈铁芯的表面涂层厚度检测装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19981008 |