JPH0579823A - テープ構造多心線中の光フアイバーの配置測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 テープ構造多心線を形成する二次被覆の処理
工程の管理、特に制御を連続的に行えるテープ束線の間
隔および束線と被覆外端との間の測定を高精度で行える
測定装置を提供する。 【構成】 検出プローブ２０中に光源装置３０より光ケ
ーブル２６を介して導入された光をテープ構造多心線１
０の上に集束させる照明系と、テープ構造多心線１０の
表面像を二次元的に求める光像検出系が装備してあり、
光像検出系の出力信号が後続する電子評価装置４０によ
って演算処理され、必要な幾何学量が求まる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、テープ構造多心線中
の光ファイバーの幾何学的な配置を連続的に測定できる
測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバーの機械的強度および伝送特
性は、光ファイバー自体、つまりクラッドの構造、材料
組成の外に、この光ファイバーを被覆する外周構造に依
存する。周知のように、光ファイバーはクラッドの作製
時に、線引き工程で連続体に形成された後、単線毎に外
面にシリコン樹脂あるいはＵＶ（紫外線）硬化樹脂で一
次被覆が施される。この一次被覆によって個々の単線光
ケーブルの可撓性を強め、以後の取扱を容易にする。

【０００３】次いで、この光ケーブルを更に数本束ね
て、同様に樹脂で固めてた多心線構造にする二次被覆が
施される。この多心線構造には種々の形態があるが、図
１に示すように、日本国内ではテープ構造多心線にする
のが普通である。

【０００４】この光ファイバーのテープ構造多心線１０
では、例えば２種の四本から成る光ファイバー１，１′
を平坦に束ね、その外周をシリコン樹脂ないしはＵＶ
（紫外線）硬化樹脂２で被覆する。このような配置で
は、全体のテープ幅Ｌ₀ がそれぞれの光ファイバーの束
線の幅Ｌ_1,Ｌ₁ ′と、束線の間隔ｌ₂ および両端の樹脂
部分の幅ｌ_1,ｌ₁ ′によって定まる。もちろん、上記の
構造以外のテープ構造多心線もある。しかし、この発明
で対象とするテープ構造多心線は、少なくとも２つの平
坦な束線から成るテープ構造多心線に関するものであ
る。

【０００５】二次被覆の処理工程の良否は、上記束線間
の間隔ｌ₂ および両端の樹脂部分の幅ｌ_1,ｌ₁ ′に依存
する。これ等の間隔を長い連続体として成形する場合、
一定に維持する必要がある。特に、テープ構造多心線の
コネクタや結合器を作製するするため端末処理する場
合、この束線間の間隔が正しく作製されている必要があ
る。その理由は、接続部分で光の乱反射等を低減させる
ことができるからである。それ故、間隔ｌ₂ に対する品
質管理は不可欠である。そして、通常束線の間隔ｌ₂ お
よび両端の樹脂部分の幅ｌ_1,ｌ₁ ′は数百ミクロンに設
定されていて、その許容変動幅を数ミクロン、主として
３〜５ミクロンに維持する必要がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この発明の課題は、テ
ープ構造多心線を形成する二次被覆の処理工程の管理、
制御を連続的に行えるため、あるいは静止状態でも、上
に述べた束線の間隔ｌ₂ および両端の樹脂部分の幅ｌ_1,
ｌ₁ ′を正確に、しかも迅速に測定できるテープ構造多
心線中の光ファイバーの配置測定装置を提供することに
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題は、この発明
により、連続的に供給される光ファイバーのテープ構造
多心線１０を挟んで、互いにバネ付勢されて、それぞれ
上記テープ構造多心線１０に接触する検出プローブ２０
と保持板２４とを設け、検出プローブ２０によって得ら
れたテープ構造多心線１０の画像を処理して、光ファイ
バーの幾何学構造に関する情報を評価する測定装置の場
合、上記検出プローブ２０には、光源装置３０より光ケ
ーブル２６を介して導入された光をテープ構造多心線１
０の表面に集束させる照明系と、テープ構造多心線１０
の表面から反射した光を結像レンズ５４を介して受光素
子５０の受光面上に集束させ、テープ構造多心線１０の
表面像を二次元的に求めるための光像検出系とが装備し
てあり、受光素子５０の出力信号を処理して画像信号と
して外部に出力でき、この画像信号から所望の測定量、
主として光ファイバーの束線間の隙間および束線の端と
表面被覆の端の間の間隔を求めて、一時的に記憶した
り、その出力信号を外部に供給できる電子評価装置４０
が前記検出プローブ２０に後続していることによって解
決されている。

【０００８】他の有利な構成は、特許請求の範囲の従属
請求項に記載されている。

【０００９】

【実施例】以下に、実施例を示す図面に基づきこの発明
をより詳しく説明する。

【００１０】図２には、この発明によるテープ構造多心
線１０中の光ファイバーの配置測定装置が模式的に示し
てある。光ファイバーの保持部２４の上を矢印Ｘの方向
に連続的に供給される光ファイバーのテープ構造多心線
１０の上面には、検出プローブ２０が載置されている。
この検出プローブ２０には、光導波体ケーブル２６を介
して、レーザー光源またはハロゲンランプで構成された
光源装置３０が、また電気導線２８を介して電子評価装
置４０が接続している。この電子評価装置４０は演算処
理用のマイクロプロセッサおよび各種記憶器を内蔵して
いて、検出プローブ２０で得られたテープ構造多心線の
画像信号を受け入れ、信号処理して対応する画像の出力
信号を出力し、得られた画像から上に述べた光ファイバ
ーの幾何学配置に関する情報を導き、それ等の情報を記
憶したり、グラフおよび／または印字のために必要な出
力信号を形成する。これ等の入出力処理を行うため、電
子評価装置４０には、更に処理入出力用ＣＲＴ４２，テ
ープ構造多心線の画像用モニターＣＲＴ４３，処理結果
を印字するプリンター４６，指令入力用のキーボード４
４が、所定の信号導線を介してそれぞれ接続している。
なお、これ等の構造機器のいくつか（例えば、プリンタ
ー４６）は、不要であれば、系の中に含めなくてもよ
い。

【００１１】モニターＣＲＴ４３は、実際に測定してい
る部分のテープ構造多心線を常時画面に写し出して関し
するために、通常使用される。

【００１２】キーボード４４は、種々の測定モード、処
理モード、結果の表示等に対する処理を指令するため
に、入力されるもので、そのメニューを処理入出力用Ｃ
ＲＴ４２で見ながら入力するために使用される。一定の
測定を実施している間には、この処理入出力用ＣＲＴ４
２の画面上には、例えば測定結果（例えばタープ束線間
の間隔の値）が場所に対してグラフィク表示ないしはア
ルファーニュメリック表示される。

【００１３】光導波体ケーブル２６は好ましくは可撓性
のある光ファイバーケーブルであって、電気導線２８も
通常の可撓性導線が望ましい。図２では、光導波体ケー
ブル２６と電気導線２８および光源装置３０と電子評価
装置４０をそれぞれ別々に分離して示したが、各々を一
体にして使用する構成でもよい。

【００１４】後で説明するように、検出プローブ２０は
テープ構造多心線１０の上面に密接している。そのた
め、保持部２４と検出プローブ２０との間には、バネ等
の弾力性部材（図示せず）によって常時互いに圧接させ
る力が作用している。

【００１５】更に、検出プローブ２０を所定の位置（二
次元面内での位置）および方向（図示の場合垂直方向）
に設置して、固定するために使用する種々の微動調節装
置が必要であるが、これ等に関しては、説明の都合上省
略する。

【００１６】図３および図４には、この発明によるテー
プ構造多心線１０中の光ファイバーの幾何学配置を測定
する第一実施例の検出プローブ２０の先端部が拡大して
示してある。テープ構造多心線１０の長手方向は、図３
で紙面の上下に向かい、図４で左右に向いている。この
検出プローブ２０は円筒状構造を有し、外周部にテープ
構造多心線１０の上面に向けて光を送る照明光学系が配
設され、中心部にはテープ構造多心線１０の上面から反
射された光を受光して、光ファイバーの幾何学配置を判
定する光像検出系が配設されている。

【００１７】照明光学系は、図２の光導波体ケーブル２
６から導入され、プローブ本体５８の内部の外周に同軸
状に埋め込んだ多数の光ケーブル３２，３２′と、プロ
ーブ本体５８に接続・固定される集光キャップ３４の内
側に配設された集光レンズ３６と、集光キャップ３４の
先端に固定されたスリット板３５とで主として構成され
ている。光導波体ケーブル２６から導入され光は、集光
レンズ３６によって、光線Ｌで示すように、テープ構造
多心線１０の上面に集束する。この場合、スリット板３
５には、テープ構造多心線１０の長手方向に対して短
く、テープ構造多心線１０の幅より僅かに広い開口３８
が設けてある。また、集光レンズ３６の中心には、光像
検出系の一部の部品が挿入できる、軸中心の穴が設けて
ある。更に、光像検出系の組立・点検のため、集光キャ
ップ３４はプローブ本体５８に脱着可能であることが望
ましく、スリット板３５はテープ構造多心線１０に傷を
付けないように、研磨された表面に仕上げる必要があ
る。

【００１８】光像検出系は、それぞれプローブ本体５８
の軸上に配設された、好ましくはＣＣＤ（電荷結合）素
子である受光素子５０、結像レンズ５４、スリット５６
で構成されている。受光素子５０はプローブ本体５８の
中心軸上に受光面を下面にして配設してある。結像レン
ズ５４はプローブ本体５８に脱着可能に装填できる円筒
状の結像レンズ・キャップ５２の中に固定されている。
この固定には、結像レンズ・キャップ５２の内壁に設け
たストッパー５９に対して結像レンズ５４、パッキング
５５、スリット５６を順次挿入して、最後にネジ付ナッ
ト５７を結像レンズ・キャップ５２の内壁に設けたネジ
に嵌めてネジ止めする。受光素子５０の制御導線、およ
び検出信号導線は何れも図３に示してないが、プローブ
本体５８の上端（図３の場合）に設けたコネクター（図
示せず）を経由し、更に図２の電気導線２８に接続され
ている。なお、テープ構造多心線１０の上面をＣＣＤ素
子である受光素子５０の検出面に正確に結像させるた
め、プローブ本体５８と結像レンズ・キャップ５２の間
に軸方向に微調した後、固定できる移動装置（図示せ
ず）を設けると、特に有利である。図２に示した保持部
２４は、図３の場合、図示のように案内用の当板３８と
バネ３７によって構成されている。

【００１９】この発明による第二実施例の検出プローブ
２０を図５に示す。この図面は、第一実施例の図３に対
応する方向から見たものである。光像検出系は図３と同
じであるため、一部のみ暗示的に示してある。第二実施
例の特徴は、プローブ本体５８の外周部に設けた照明光
学系にある。即ち、第一実施例のような集光レンズ３６
を使用しないで、多数の光ファイバー３２，３２′から
出た光Ｌを全て直接テープ構造多心線１０の上面に集光
させる。それには、プローブ本体５８の下端にあるガイ
ド部６０，６０′に、各光ファイバー３２，３２′をそ
れぞれテープ構造多心線１０の上面に幾何学的に指向さ
せるように、予め所定の溝を設け、これ等の溝に光ファ
イバー３２，３２′を固定する。

【００２０】具体例ここに、実際に使用できる具体的な
例の諸元を列記しておく。

【００２１】 ＊照明光学系 使用光源： ハロゲンランプ 光導体： 同軸ファイバースコープ・ケーブル 集光系： 光案内部（図５の６０）使用 ＊光像結像系 結像レンズ： ｘ500 または x1,000 倍のレンズ使用 検出部： 白黒ＣＣＤ，画素数 512 x 512個 階調８ビット＝ 256 ＊電子評価装置 演算部： 16ビットマイコン, 640 KB＋ 20 MB(HD
D) CPU 80286 ＋ V30 ８インチ高解像度モニターデイスプレー ソフトウェヤ： 完全メニュー選択方式 画像二値化レベル設定（マニュアル） エーブルの色パターンによるしきい値呼び出し １ロット単位で隙間幅データをグラフ表示 標準値入力によるＧＯ／ＮＯ，ＧＯ判定画面 設定値メモリー 生データ出力（アスキー形式） 最後に、この発明による測定装置は当業者であれば種々
の変形、ないしは改良を容易に行える。しかし、特許請
求の範囲に指定する構成の測定装置であれば、全てこの
発明の範疇に属するものであることは言うまでもない。

【００２２】

【発明の効果】上に説明したように、この発明による測
定装置により、テープ構造多心線中の光ファイバーの二
次被覆、即ち外周被覆の評価が正確にオンラインで行わ
れる。代表的な例では、毎秒２ m/secで送られているテ
ープ状に束ねた光ファイバーの間の隙間、 30 〜 40 μ
m を精度±３μm で容易に、即座に測定できる。それ
故、実際の工程での品質管理および工程の制御に使用す
ると極めて有効であり、良好な製品、特にコネクタ等の
端末処理で劣化の少ない製品が得られる。また、静止状
態でもこの品質評価が行えるので、種々の製品の状況を
理解するのに便利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】測定すべき光ファイバーのテープ構造多心線の
模式横断面図である。

【図２】この発明による装置の主要構成を示すブロック
図である。

【図３】この発明による第一実施例の検出プローブの主
要部を示す縦断面図である。

【図４】図３の検出プローブの先端部を図の水平方向か
ら見た部分縦断面図である。

【図５】この発明による第二実施例の検出プローブの主
要部を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１，１′ 心線 ２ 外周被覆 １０ 光ファイバーのテープ構造多心線 ２０ 検出プローブ ２４ 保持部 ３０ 光源装置 ３２，３２′ 光導体 ３４ 集光キャップ ３５ スリット板 ３６ 集光レンズ ４０ 電子評価装置 ４２ 入出力処理用ＣＲＴ ４３ モニター用ＣＲＴ ４４ キーボード ４６ プリンタ ５０ 受光素子 ５２ 結像レンズ・キャップ ５４ 結像レンズ ６０，６０′ 案内部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 連続的に供給される光ファイバーのテー
   プ構造多心線１０を挟んで、互いにバネ付勢されて、そ
   れぞれ上記テープ構造多心線１０に接触する検出プロー
   ブ２０と保持板２４とを設け、検出プローブ２０によっ
   て得られたテープ構造多心線１０の画像を処理して、光
   ファイバーの幾何学構造に関する情報を評価する測定装
   置において、 上記検出プローブ２０には、光源装置３０より光ケーブ
   ル２６を介して導入された光をテープ構造多心線１０の
   表面に集束させる照明系と、テープ構造多心線１０の表
   面から反射した光を結像レンズ５４を介して受光素子５
   ０の受光面上に集束させ、テープ構造多心線１０の表面
   像を二次元的に求めるための光像検出系とが装備してあ
   り、 受光素子５０の出力信号を処理して画像信号として外部
   に出力でき、この画像信号から所望の測定量、主として
   光ファイバーの束線間の隙間および束線の端と表面被覆
   の端の間の間隔を求めて、一時的に記憶したり、その出
   力信号を外部に供給できる電子評価装置４０が前記検出
   プローブ２０に後続していることを特徴とする測定装
   置。
2. 【請求項２】 電子評価装置４０には、入出力信号表示
   用ＣＲＴ４２，テープ構造多心線１０の画像用ＣＲＴ４
   ３，処理指令入力用キーボード４４，場合によっては更
   にプリンター４６が付属していることを特徴とする請求
   項１に記載の測定装置。
3. 【請求項３】 前記照明系は集光レンズ３６によって構
   成されていることを特徴とする請求項１または２に記載
   の測定装置。
4. 【請求項４】 前記照明系は照明光を所定個所に集光さ
   るための光ファイバーの案内部６０によって構成されて
   いることを特徴とする請求項１または２に記載の測定装
   置。