JPS6140531A - 配列検査方法 - 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 未発明はイメージファイバの配列検査方法に関する。更
に詳しくいえば、イメージファイバを構成する画一ファ
イバにより局所的に形成される六方最裕充填部分の発生
状況を検査し、該イメージファイバの適否を判断するた
めに有効なイメージファイバの配列検査方法に関する。

従来の技術 石英系光ファイバを多数本溶融一体化したイメージファ
イバは、従来の多成分ファイバを積層したイメージファ
イバと比較して、低損失であり、且つ耐熱性に優れてい
るなどといった各種利点を有することから、製鉄所の高
炉内あるいは火力発電所のボイラー内等の監視システム
において実用化されている。

ところで、石英系イメージファイバは、良く知られてい
るように、画素となる光ファイバを多数本整列させた後
石英管に挿入し、加熱一体化後所定の径に線引きするこ
とにより作製される。ここで、画素ファイバを整列させ
る方法としては、例えば水槽中で超音波を適用する方法
がある。

しかしながら、イメージファイバに収容される画素数は
、通常数万本に達するため、超音波振動による整列を行
っても、全体に亘って六方最密充填状態を達成すること
は著しく困難である。一般に、数百〜数千画素からなる
六方最密充填部分（ブロック）がいくつも生じ、また夫
々のブロック内における画素ファイバの配列方向は各ブ
ロック毎に異っているため、ブロック間の境界部分にお
いて、画素の整列性が保証されない部分が生じる。例え
ば、第３図に示した例では、上部と下部に別々の最密充
填領域（ブロック）１と２とが形成されており、これら
領域間の境界３部分においては画素の整列性が満たされ
ていない。

これらの境界部分は、一般的にはファイバ素線を束ねた
際に最密充填を満足せず、充填率が低くなっている部分
に対応しており、またこの部分を界としてファイバがブ
ロックとして東ねられた状態で比較的動き易くなってい
るために、イメージファイバ両端の画素ファイバの対応
乱れの要因となっていた。

ところで、溶融一体化し、線引きされて作製されるイメ
ージファイバ内に、上記のようなブロックが多数包含さ
れる場合、このようなイメージファイバでは正確な画像
伝送を達成することができず、イメージファイバを応用
した前述の如き監視システムも正しい、精度の良い情報
を得ることが困難になる。

従って、作製されたイメージファイバ内のブロック部分
の発生状況を予め検査して被検イメージファイバの適否
を判断することは、これらを応用する各種機器の高い信
頼性、得られる情報の正確さを保証する上で極めて重要
であると思われる。

従来、このようなイメージファイバ断面内の各ブロック
の境界線、換言すれば六方最密充填が達成されている各
領域を識別し、被検イメージファイバの適否を判断する
方法としては、イメージファイバの端面像を拡大して観
測し、夫々の画素ファイバの配列方向をトレースするこ
とからなる方法が知られているにすぎなかった。

しかしながら、このような方法は煩雑で手間がかかり、
またある程度の熟練を要するために、充分に正確なブロ
ック部分の形成状況が把握できず、検査方法としては依
然として改良の余地が残されている。

発明が解決しようとする問題点 上で詳細に述べたように、イメージファイバにはその製
造方法上の限界から、多数の局所的六方最密充填部分く
ブロック）が形成され、それらの各境界領域において、
充填率の低い部分に対応し、イメージファイバ両端の画
素ファイバの対応乱れの要因となる、画素の整列性が保
証されない境界部分が生じる。このようなブロックを多
数含むイメージファイバは各種監視システムに組込まれ
た際に、忠実な画像伝送を達成し得ないので、監視シス
テムとしては信頼性の低い、不十分なものとなる。

従って、イメージファイバの形成後、前記の如きブロッ
ク部分の形成状況を予め検査して、その適否を判定して
おくことは、該イメージファイバを監視システム等に応
用する上で極めて重要である。

しかるに、従来の検査方法としては、上記のような、端
面像を拡大して観測し、各画素ファイバの並びの方向を
トレースする方法しか知られてふらず、この方法もイメ
ージファイバ内のブロックの形成状況を検査するための
完全な方法とはいえなかった。

そこで、本発明の目的はイメージファイバの端面におい
て、該イメージファイバ内のブロック形、成状況に関す
る情報を、簡単かつ高精度でもたらしてくれる新規なイ
メージファイバの配列検査方法を提供することにある。

問題点を解決するための手段 本発明者等はイメージファイバ内のブロック形成状況の
検査方法に関る上記の如き現状に鑑みて、新規な簡単か
つ高精度の検査方法を開発すべく種々検討、研究した結
果、前記目的達成のために、入射端面上に格子縞の像を
結像させ、これとイメージファイバの画素ファイバの配
列の周期性とによって出射端に形成されるモワレ縞を利
用することが極めて有効であることを見出し、これに基
き本発明を完成した。

即ち、本発明のイメージファイバの配列検査方法は、被
検イメージファイバの入射端面に、該イメージファイバ
の画素列の間隔にほぼ等しい周期を有する格子の像を結
像させ、該イメージファイバの画素ファイバの配列の周
期性と前記の格子縞とによって生じるモワレ縞を該イメ
ージファイバの出射端において観測し、該画素ファイバ
の配列方向に応じて異る該モワレ縞の周期並びに方向を
判定して、該イメージファイバ断面内の画素ファイバの
配列方向が互に異る各最密充填領域を識別することを特
徴とする。

前記格子としては一般的には第４図に示すような矩形格
子を用いることができる。

また、前記被検イメージファイバの出射端面上に観察さ
れるモワレ縞を適当な手段、例えば光学カメラで写真撮
影し、写真からモワレ縞の周期並びに方向を決定し、被
検イメージファイバ断面内の各最密充填領域を識別する
ことができ、これは本発明の方法の好ましい一態様を構
成する。

罫月 一般に、モワレ縞は従来から物体の微小な回転、変移、
長さ、角度、屈折率勾配などを拡大して把握する技術と
して光計測分野では良く知られている・　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　、１
第４図に示すように、格子定数（Ｗ）の等しい、即ち等
しい周期２Ｗを有する２枚の矩形格子４．５を微小角θ
だけ傾けて重ねると、いわゆるモワレ縞が観測され、こ
のモワレ縞の縞間隔をＷとすると、これは簡単な幾何学
的関係から次式（１）のように表すことができる。

Ｗ＝ｗ／２ｓｉｎ（θ／２）　　　　（１）ここで、矩
形格子４が格子線に垂直な方向にＷだけ変移するとモワ
レ縞はＷだけ移動する。即ち、変位量が１／２ｓｉｎ（
θ／２）に拡大されて観測されることになる。

ところで、第４図から以下のような２つの事実を理解す
ることができる。

■　モワレ縞の間隔は上記式（１）に示す如く、２つの
周期格子のなす角度に依存する。即ち、格子４を固定し
たときに格子５を回転させると、モワレ縞の間隔は変化
する。

■　モワレ縞の方向は、２つの格子４．５のなす角度の
２分線に対して垂直である。即ち、格子４を固定した際
に格子５を回転させるとモワレ縞の生起方向は異る。

既に述べたように、マルチ法で形成されたイメージファ
イバは一定の領域において六方最密充填構造を有してお
り、一つの整列方向に着目すると不連続的な矩形格子で
あると見做すことができる。

従って、イメージファイバの画素列の間隔にほぼ等しい
矩形格子像を被検イメージファイバの入射端面に結像し
た場合に、モワレ縞が該イメージファイバの出射端面で
観測されることになる。

ところで、被検イメージファイバの入射端面内において
は、夫々のブロックにおいてファイバの配列方向が異る
ために、被検イメージファイバの出射端側において観測
されるモワレ縞は各々のブロック毎に、その方向、周期
が異ることとなる。

従って、イメージファイバ出射端面においてモワレパタ
ーンを観測することにより、ブロックを容易に識別する
ことが可能となる。

本発明の配列検査方法は、イメージファイバ作製の際、
石英ジャケット管に画素を構成する多数の光ファイバを
収納する時点で応用することも可能であり、例えば一定
期間超音波処理に付して画素ファイバを整列させた後、
本発明の方法を適用してモワレ縞を観察し、更に必要な
らばこのような操作を数回もしくはそれ以上繰り返して
最適の充填状態を達成した後、溶融一体化して線引きす
ることにより、良好な性能のイメージファイバを形成す
ることが可能となる。

実施例 以下、添付図面を参照しつつ記載する実施例によって本
発明の方法を更に具体的に説明する。しかしながら、本
発明はこれら実施例によって何等制限されるものではな
い。

実施例１ 第１図に本発明の方法を実施するための測定系を模式的
に示した。格子としてはピッチ４０本／ｍｍの透過型矩
形格子１０を使用し、被検イメージファイバとしては画
素数３万、単長２ｍのイメージファイバＩＩを使用した
。光源１２により、レンズ（系）１３を介して被検イメ
ージファイバ１１の端面上に形成される透過型矩形格子
１Ｄの像のピッチを、イメージファイバの画素列の間隔
に等しい値、約８μｍ１となるように調整した。こうし
て被検イメージファイバ１２の出射端側で該ファイバに
よって伝送される像をカメラ１４で撮影した。その結果
を第２図に示したが、これは撮影断面の部分図である。

この結果から、領域１５と領域１６とでは、境界線１７
を界としてモワレ縞のピッチ、方向が異っており、画素
ファイバの配列方向が異る独立したブロックを形成して
いることが判る。

従って、本発明の方法に従えば、被検イメージファイバ
出射端面上にモワレ縞が形成され、これを観察すること
により、換言すればモワレ縞のピッチ、方向を観察する
ことにより、簡単かつ信頼性よくブロックの形成状況を
識別し得ることは明らかである。

発明の効果 以上詳しく述べたように、本発明のイメージフアイμの
配列検査方法によれば、被測定イメージファイバ入射端
面上に、該イメージファイバの画素列の間隔にほぼ等し
い矩形格子の像を結像し、そのモワレ像を該イメージフ
ァイバの出射端面上で観察することにより、イメージフ
ァイバ内の最密充填が達成されている各領域（ブロック
）およびその境界線を容易に識別することが可能となる
。

このような本発明の方法によれば、従来のイメージファ
イバの端面像を拡大して観測し、夫々の画素ファイバの
並びの方向をトレースすることからなる方法と比較して
、白黒の濃淡模様（モワレ縞）の違いから各領域の識別
が可能であり、更に該モワレ縞の縞間隔がファイバの画
素列の間隔よりも大きいので識別が容易であるという利
点があり、ひいては識別、検査の精度も改善されること
になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を実施するための測定系を模式的
に示した図であり、 第２図は発明の方法において観測されたイメージファイ
バ出射端面像の一部を示す図であり、第３図は石英系イ
メージファイバの端面を拡大して模式的に示した図であ
り、 第４図は本発明において利用したモワレ縞の形成状況を
説明するための図である。 （主な参照番号） ■、２　夫々配列方向が異る最密充填領域、３　領域１
と２との境界線、　４．５　格子、１０　　透過型矩形
格子、 １１　　被検イメージファイバ、１２光源、１３　　レ
ンズ、　１４　　カメラ、 １５．１６・ブロック、 ■？　　ブロック１５と１６との境界線特許出願人　　
住友電気工業株式会社 代　理　人　　弁理士　　新居　正彦 １５，１６・・プロ、ツク １７　　・・・坑芥緻 １．２・−！１丸填＃Ｌ塊 ３・・・境界機

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）被検イメージファイバの入射端面上に、該イメー
   ジファイバの画素列の間隔にほぼ等しい周期を有する格
   子の像を結像させ、該イメージファイバの画素ファイバ
   の配列の周期性と前記格子縞とによって生じるモワレ縞
   を該イメージファイバの出射端において観測し、該画素
   ファイバの配列方向に応じて異る該モワレ縞の周期並び
   に方向を判定して、該イメージファイバ断面内の画素フ
   ァイバの配列方向が互に異る各最密充填領域を識別する
   ことを特徴とするイメージファイバの配列検査方法。
2. （２）前記イメージファイバ出射端面上に形成されるモ
   ワレ縞を撮影し、写真からモワレ縞の周期並びに方向を
   識別し、イメージファイバ断面内の画素ファイバの配列
   方向を異にする最密充填領域を判別することを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の配列検査方法。
3. （３）前記格子が矩形格子であることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項または第２項記載の配列検査方法。