JPH0682394A - 被覆欠陥検出装置および方法 - Google Patents
被覆欠陥検出装置および方法Info
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- JPH0682394A JPH0682394A JP5046026A JP4602693A JPH0682394A JP H0682394 A JPH0682394 A JP H0682394A JP 5046026 A JP5046026 A JP 5046026A JP 4602693 A JP4602693 A JP 4602693A JP H0682394 A JPH0682394 A JP H0682394A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ガラスファイバなどの被覆ファイバ内の被覆
層に含まれる欠陥を容易に検出する。 【構成】 欠陥検出システムは、許容品質の被覆層を通
して照射される場合の前方パスおよび光強度を示す予想
前方散乱パターンを生成するように被覆ストランドに光
を照射するレーザ源と、前方散乱パターン付近の強度レ
ベルにおいて、欠陥が被覆層内に存在することの指示と
しての光の増加を監視するフォトダイオードとからな
る。
層に含まれる欠陥を容易に検出する。 【構成】 欠陥検出システムは、許容品質の被覆層を通
して照射される場合の前方パスおよび光強度を示す予想
前方散乱パターンを生成するように被覆ストランドに光
を照射するレーザ源と、前方散乱パターン付近の強度レ
ベルにおいて、欠陥が被覆層内に存在することの指示と
しての光の増加を監視するフォトダイオードとからな
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、パターン外被覆欠陥検
出システムに関する。
出システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】ガラスファイバが、光通信システムの一
部として従わなければならない比較的厳しい動作上の制
約のため、ファイバ製造プロセスは正確に監視され制御
されなければならない。さらに、光ファイバの多くの動
作特性は、線引きプロセス中にファイバに塗布される保
護被覆に欠陥が存在する場合には、劣化する可能性があ
る。従って、監視は、ガラスストランドの線引きプロセ
スにのみ向けられるのではなく、被覆塗布プロセスにも
向けられるべきである。
部として従わなければならない比較的厳しい動作上の制
約のため、ファイバ製造プロセスは正確に監視され制御
されなければならない。さらに、光ファイバの多くの動
作特性は、線引きプロセス中にファイバに塗布される保
護被覆に欠陥が存在する場合には、劣化する可能性があ
る。従って、監視は、ガラスストランドの線引きプロセ
スにのみ向けられるのではなく、被覆塗布プロセスにも
向けられるべきである。
【０００３】しかし、緩変化パラメータを測定するため
に現在使用されている特定の装置は、線引き速度におい
ては短時間である欠陥を識別する信号を、正確に識別
し、それに応答することはできない。このような欠陥
は、走査方式を使用する現在利用可能なさまざまな被覆
モニタによる検出から漏れることが非常に多い。現在の
装置では一般に検出不可能な短時間信号のうちには、被
覆直径を変化させる粒子、および、頻繁に表面上に噴出
する捕捉された気泡または塗布器ダイを通して引き込ま
れた高粘土粒子の包含によって引き起こされる欠陥を示
すものがある。これらの各欠陥は、後のプロセスで光導
波路生産量の損失を引き起こすことがある欠陥の種類の
例である。
に現在使用されている特定の装置は、線引き速度におい
ては短時間である欠陥を識別する信号を、正確に識別
し、それに応答することはできない。このような欠陥
は、走査方式を使用する現在利用可能なさまざまな被覆
モニタによる検出から漏れることが非常に多い。現在の
装置では一般に検出不可能な短時間信号のうちには、被
覆直径を変化させる粒子、および、頻繁に表面上に噴出
する捕捉された気泡または塗布器ダイを通して引き込ま
れた高粘土粒子の包含によって引き起こされる欠陥を示
すものがある。これらの各欠陥は、後のプロセスで光導
波路生産量の損失を引き起こすことがある欠陥の種類の
例である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】現在の技術の上記のよ
うな問題点に鑑みて、必要であり、従来技術によっては
与えられていないものは、光ファイバに塗布される被覆
層に存在する欠陥を正確に検出することができる信頼性
のあるシステムである。さらに、所望される被覆欠陥検
出システムは、検査の結果として被覆ファイバの品質を
劣化させないような非破壊検査技術を利用すべきであ
る。さらに、所望される被覆欠陥検査システムは、短時
間の欠陥を信頼性高く検出し、光ファイバの製造に使用
される従来のオンラインプロセス系列内に組み込まれる
のに適合したものでなければならない。
うな問題点に鑑みて、必要であり、従来技術によっては
与えられていないものは、光ファイバに塗布される被覆
層に存在する欠陥を正確に検出することができる信頼性
のあるシステムである。さらに、所望される被覆欠陥検
出システムは、検査の結果として被覆ファイバの品質を
劣化させないような非破壊検査技術を利用すべきであ
る。さらに、所望される被覆欠陥検査システムは、短時
間の欠陥を信頼性高く検出し、光ファイバの製造に使用
される従来のオンラインプロセス系列内に組み込まれる
のに適合したものでなければならない。
【０００５】
【課題を解決するための手段】従来技術における前記の
問題点は、本発明によるパターン外被覆欠陥検出システ
ムによって克服される。本発明のシステムは、許容品質
の被覆層を通して照射される場合の前方パスおよび光強
度を示す予想前方散乱パターンを生成するように被覆ス
トランドに光を照射する手段と、前方散乱パターン付近
の強度レベルにおいて、欠陥が被覆層内に存在すること
の指示としての光の増加を監視する手段とからなる。
問題点は、本発明によるパターン外被覆欠陥検出システ
ムによって克服される。本発明のシステムは、許容品質
の被覆層を通して照射される場合の前方パスおよび光強
度を示す予想前方散乱パターンを生成するように被覆ス
トランドに光を照射する手段と、前方散乱パターン付近
の強度レベルにおいて、欠陥が被覆層内に存在すること
の指示としての光の増加を監視する手段とからなる。
【０００６】
【実施例】以下、図面を参照しながら本発明を更に詳細
に説明する。
に説明する。
【０００７】本発明の連続的な、パターン外(out-of-pa
ttern)被覆欠陥検出装置の光学的および機械的構成の具
体的な２例を図１および図２に示す。一般的に、検出装
置１０は被覆ファイバに少なくとも１本の光線を当てる
ために、直交する照明機構を有する。更に詳細には、本
発明は、照明されている被覆ファイバの特定部分に存在
する被覆欠陥を検出するために、パターン外(out-of-pa
ttern)検査技術を使用する。本発明の好ましい実施例は
ガラス光ファイバに塗布された被覆を検査することであ
るが、その他の非ガラス系ストランド材料の被覆層を本
発明により検査することもできる。
ttern)被覆欠陥検出装置の光学的および機械的構成の具
体的な２例を図１および図２に示す。一般的に、検出装
置１０は被覆ファイバに少なくとも１本の光線を当てる
ために、直交する照明機構を有する。更に詳細には、本
発明は、照明されている被覆ファイバの特定部分に存在
する被覆欠陥を検出するために、パターン外(out-of-pa
ttern)検査技術を使用する。本発明の好ましい実施例は
ガラス光ファイバに塗布された被覆を検査することであ
るが、その他の非ガラス系ストランド材料の被覆層を本
発明により検査することもできる。
【０００８】本明細書で使用される、“パターン外検
査”という用語は、適正に被覆されたファイバを通して
光が照射されたときに発生する前方散乱パターンの真横
に、何らかのタイプの光検出手段が正確に配置されてい
るような技術を意味する。被覆欠陥を突き止めるため
に、パターン外技法により、受光量の増大について、予
想される前方散乱パターンの真横の光の強度を連続的に
モニターする。このような光強度の増大は欠陥の存在を
示す。この欠陥は、正規の前方散乱パターンから逸脱し
て散乱され、光検出器によりモニターされている領域内
に入る、被覆ファイバを通して照明される光の一部分に
発生する。
査”という用語は、適正に被覆されたファイバを通して
光が照射されたときに発生する前方散乱パターンの真横
に、何らかのタイプの光検出手段が正確に配置されてい
るような技術を意味する。被覆欠陥を突き止めるため
に、パターン外技法により、受光量の増大について、予
想される前方散乱パターンの真横の光の強度を連続的に
モニターする。このような光強度の増大は欠陥の存在を
示す。この欠陥は、正規の前方散乱パターンから逸脱し
て散乱され、光検出器によりモニターされている領域内
に入る、被覆ファイバを通して照明される光の一部分に
発生する。
【０００９】本発明のパターン外被覆欠陥検出技法を行
うための２種類の特別な光学−機械的集成装置または実
施例を開示する。第１の実施例は、平成５年１月２７日
付けの特許出願（出願人：ＡＴ＆Ｔ、整理番号：９２０
２０７）の明細書に記載された光学−機械的集成装置に
比較的類似した単一レーザ形態のもであり、光検出器の
物理的位置の点で相違する。この第１の実施例を図１に
示す。第２の実施例は図２に示されるように、複数個の
レーザ構成を使用する。第２の実施例については以下の
記載で詳細に説明する。
うための２種類の特別な光学−機械的集成装置または実
施例を開示する。第１の実施例は、平成５年１月２７日
付けの特許出願（出願人：ＡＴ＆Ｔ、整理番号：９２０
２０７）の明細書に記載された光学−機械的集成装置に
比較的類似した単一レーザ形態のもであり、光検出器の
物理的位置の点で相違する。この第１の実施例を図１に
示す。第２の実施例は図２に示されるように、複数個の
レーザ構成を使用する。第２の実施例については以下の
記載で詳細に説明する。
【００１０】図１に示されるように、ヘリウム・ネオン
レーザ１２からビーム１４が発射される。このビームは
ミラー１６によりビームエクスパンダー１８内に向けら
れる。好ましい実施例では、その後、ビーム１４はビー
ムスプリッター２０（好ましくは、５０／５０キューブ
タイプのもの）により分割される。そして、２本の別々
の光通路２２，２４に沿って配向される。
レーザ１２からビーム１４が発射される。このビームは
ミラー１６によりビームエクスパンダー１８内に向けら
れる。好ましい実施例では、その後、ビーム１４はビー
ムスプリッター２０（好ましくは、５０／５０キューブ
タイプのもの）により分割される。そして、２本の別々
の光通路２２，２４に沿って配向される。
【００１１】３個の調整可能なミラー２６，２８および
３０を使用することにより、光通路２２および２４に沿
って進行する分割ビームは、被覆層３１を有するファイ
バ３２に直交するように当射される。更に、ファイバ通
過開口３８は底板３４の切欠き部として示されている。
この切欠き部を通してファイバ３２は、ファイバ加工通
路に沿って前進するにつれて、底板３４に対して垂直な
方向に通過する。ファイバ通過開口３８は、図１に示さ
れるように、底板３４内に２個の内向きの角部４０，４
２を形成する。
３０を使用することにより、光通路２２および２４に沿
って進行する分割ビームは、被覆層３１を有するファイ
バ３２に直交するように当射される。更に、ファイバ通
過開口３８は底板３４の切欠き部として示されている。
この切欠き部を通してファイバ３２は、ファイバ加工通
路に沿って前進するにつれて、底板３４に対して垂直な
方向に通過する。ファイバ通過開口３８は、図１に示さ
れるように、底板３４内に２個の内向きの角部４０，４
２を形成する。
【００１２】予想前方散乱パターンの真横に光検出器を
適正に配置させるために、一連の光検出器４４，４５，
４６および４７を底板３４のそれぞれの内向角部４０お
よび４２内に固定させた。好ましい実施例では、使用さ
れる特定の光検出器は、優れた周波数応答性と感度を有
し、比較的安価な、セントロニクス(Centronics)社製の
ＢＰＸ６５フォトダイオードである。
適正に配置させるために、一連の光検出器４４，４５，
４６および４７を底板３４のそれぞれの内向角部４０お
よび４２内に固定させた。好ましい実施例では、使用さ
れる特定の光検出器は、優れた周波数応答性と感度を有
し、比較的安価な、セントロニクス(Centronics)社製の
ＢＰＸ６５フォトダイオードである。
【００１３】この特定の検出器は１ｍｍ平方の活性領域
を有し、ＴＯ−１８タイプの２ピンヘッダーに取付られ
る。レーザを底板上に有し、被覆ファイバが適所に配置
されている場合、前方散乱光パターンは各フォトダイオ
ード４４，４５，４６および４７の直ぐ隣に形成されな
ければならない。しかし、僅かに心ずれされている場
合、ミラーを調整することにより、フォトダイオード４
４，４５，４６および４７の活性領域の隣にパターンを
配置させることができる。
を有し、ＴＯ−１８タイプの２ピンヘッダーに取付られ
る。レーザを底板上に有し、被覆ファイバが適所に配置
されている場合、前方散乱光パターンは各フォトダイオ
ード４４，４５，４６および４７の直ぐ隣に形成されな
ければならない。しかし、僅かに心ずれされている場
合、ミラーを調整することにより、フォトダイオード４
４，４５，４６および４７の活性領域の隣にパターンを
配置させることができる。
【００１４】本発明のビームエクスパンダー１８は別に
組み立てることができる。６．３５ｍｍと４０．０ｍｍ
のそれぞれ異なる焦点距離を有する２個の平円筒状レン
ズをシリコンゴム系接着剤でエクスパンダー装置のレー
ルに接着する。レンズを平面側同士が向き合うように取
付け、始めから４６．３５ｍｍの間隔に離す。この特定
の間隔により、ほぼ再平行化された６．３倍の一方向ビ
ーム拡大率が得られる。ビームエクスパンダー１８の好
ましい形状により、モジュールを実装した後に僅かな間
隔調整を行うことができ、ビームを平行化させることが
できる。ビームエクスパンダー１８は底板上の、第１の
レンズ１６とスプリッターキュウブ２０との間に配置さ
れる。
組み立てることができる。６．３５ｍｍと４０．０ｍｍ
のそれぞれ異なる焦点距離を有する２個の平円筒状レン
ズをシリコンゴム系接着剤でエクスパンダー装置のレー
ルに接着する。レンズを平面側同士が向き合うように取
付け、始めから４６．３５ｍｍの間隔に離す。この特定
の間隔により、ほぼ再平行化された６．３倍の一方向ビ
ーム拡大率が得られる。ビームエクスパンダー１８の好
ましい形状により、モジュールを実装した後に僅かな間
隔調整を行うことができ、ビームを平行化させることが
できる。ビームエクスパンダー１８は底板上の、第１の
レンズ１６とスプリッターキュウブ２０との間に配置さ
れる。
【００１５】前記の実施例は線引き塔底板上に配置され
ている。ここで、ファイバ通路は底板３４と水平および
平行である。前記の実施例の物理的配列では、ファイバ
３２は被覆欠陥検出装置１０の厚さを通して、３面ファ
イバ通過開口３８内を移動される。この開口内で、ファ
イバは直交レーザビーム２２および２４と衝突する。運
悪く、このような被覆欠陥検出装置１０の位置は、塔の
底板から垂直に突き出る光学ヘッドの長さがオペレータ
の作業エリアに残る。これにより、偶発的な衝突により
光軸がずれることがある。
ている。ここで、ファイバ通路は底板３４と水平および
平行である。前記の実施例の物理的配列では、ファイバ
３２は被覆欠陥検出装置１０の厚さを通して、３面ファ
イバ通過開口３８内を移動される。この開口内で、ファ
イバは直交レーザビーム２２および２４と衝突する。運
悪く、このような被覆欠陥検出装置１０の位置は、塔の
底板から垂直に突き出る光学ヘッドの長さがオペレータ
の作業エリアに残る。これにより、偶発的な衝突により
光軸がずれることがある。
【００１６】本発明の被覆欠陥検出装置の別の実施例を
図２に示す。図２の実施例では、図１の実施例と異な
り、被覆欠陥検出装置１０をファイバの加工処理通路に
沿った別の地点に物理的に配置させることができる。な
ぜなら、図２の装置は図１の装置に比べて遥かに小型だ
からである。
図２に示す。図２の実施例では、図１の実施例と異な
り、被覆欠陥検出装置１０をファイバの加工処理通路に
沿った別の地点に物理的に配置させることができる。な
ぜなら、図２の装置は図１の装置に比べて遥かに小型だ
からである。
【００１７】本発明の被覆欠陥検出装置の別の実施例の
光学−機械的デザインを図２に示す。この特定の集成装
置では、光線５４および５６を発生させるために、２個
の別々の固相レーザ５０および５２をそれぞれ使用す
る。好ましい実施例で使用されるレーザはメレス・グリ
オ・モデル(Melles Griot Model)０６ＤＢＬ１０２／Ｐ
各レーザ５０および５２の出力は６７０ｎｍで約３ｍＷ
である。２個の平凸円筒状レンズ５８および６０を各ビ
ーム５４および５６内に配置させ、併合ビームを水平方
向に拡張し、そして、それを幅６ｍｍに再平行化させ
る。
光学−機械的デザインを図２に示す。この特定の集成装
置では、光線５４および５６を発生させるために、２個
の別々の固相レーザ５０および５２をそれぞれ使用す
る。好ましい実施例で使用されるレーザはメレス・グリ
オ・モデル(Melles Griot Model)０６ＤＢＬ１０２／Ｐ
各レーザ５０および５２の出力は６７０ｎｍで約３ｍＷ
である。２個の平凸円筒状レンズ５８および６０を各ビ
ーム５４および５６内に配置させ、併合ビームを水平方
向に拡張し、そして、それを幅６ｍｍに再平行化させ
る。
【００１８】各ビームについて２個、合計４個のミラー
６２，６４，６６および６８を使用し、光線５４および
５６をファイバ３２に向ける。特に、光線５４はミラー
６２および６８によりファイバ３２に向けられ、ミラー
６４および６６を使用し光線５６をファイバに向ける。
これらのミラーの機械的な配置は、光線がファイバに衝
突する位置に配置された場合、光線をファイバおよび相
互の両方に対して概ね直交関係にする。
６２，６４，６６および６８を使用し、光線５４および
５６をファイバ３２に向ける。特に、光線５４はミラー
６２および６８によりファイバ３２に向けられ、ミラー
６４および６６を使用し光線５６をファイバに向ける。
これらのミラーの機械的な配置は、光線がファイバに衝
突する位置に配置された場合、光線をファイバおよび相
互の両方に対して概ね直交関係にする。
【００１９】前記のように、本発明の光学欠陥検出技術
は欠陥により発生されるパターン外散乱光をモニターす
ることに基づく。本発明の第２の実施例の好ましい集成
装置ではフォトダイオードが５個使用されている。第１
の実施例について説明したように、好ましい特定のダイ
オードは、優れた周波数応答性と感度を有し、比較的安
価な、セントロニクス社により製造販売されているモデ
ルＢＰＸ６５である。
は欠陥により発生されるパターン外散乱光をモニターす
ることに基づく。本発明の第２の実施例の好ましい集成
装置ではフォトダイオードが５個使用されている。第１
の実施例について説明したように、好ましい特定のダイ
オードは、優れた周波数応答性と感度を有し、比較的安
価な、セントロニクス社により製造販売されているモデ
ルＢＰＸ６５である。
【００２０】被覆欠陥により発生されるパターン外散乱
光を検出するために、図２の装置では４個のフォトダイ
オード、すなわち、素子４４，４５，４６および４７が
使用されている。両方の実施例で使用されているフォト
ダイオードは同一物である。従って、本明細書では、両
方の実施例の説明の全体を通してフォトダイオードを特
定するために同じ参照符号を使用している。
光を検出するために、図２の装置では４個のフォトダイ
オード、すなわち、素子４４，４５，４６および４７が
使用されている。両方の実施例で使用されているフォト
ダイオードは同一物である。従って、本明細書では、両
方の実施例の説明の全体を通してフォトダイオードを特
定するために同じ参照符号を使用している。
【００２１】特に、フォトダイオード４４および４５は
光線５４の予想前方散乱パターンの直ぐ隣に正確に整列
される。一方、フォトダイオード４６および４７は光線
５６の予想前方散乱パターンの脇に整列される。図３に
示されるように、円筒状被覆層３１により光が散乱され
た時に発生される各軸からのパターンをモニターするこ
とにより、レーザ照射被覆ファイバの存在を検出するた
めに、５番目のフォトダイオードが使用されている。
光線５４の予想前方散乱パターンの直ぐ隣に正確に整列
される。一方、フォトダイオード４６および４７は光線
５６の予想前方散乱パターンの脇に整列される。図３に
示されるように、円筒状被覆層３１により光が散乱され
た時に発生される各軸からのパターンをモニターするこ
とにより、レーザ照射被覆ファイバの存在を検出するた
めに、５番目のフォトダイオードが使用されている。
【００２２】被覆欠陥検出装置の各実施例を実行するた
めに使用すべき電子回路を図４および図５に示す。図４
は本発明の被覆欠陥検出装置を動作させるのに使用され
る全回路を示す。一方、図５は、各光軸について、図４
の全回路に組み込まれる入力増幅回路の詳細図である。
めに使用すべき電子回路を図４および図５に示す。図４
は本発明の被覆欠陥検出装置を動作させるのに使用され
る全回路を示す。一方、図５は、各光軸について、図４
の全回路に組み込まれる入力増幅回路の詳細図である。
【００２３】前記に説明し、また、図４に示されるよう
に、本発明の各実施例は４個のフォトダイオードを組み
込んでおり、これらのフォトダイオードの対が各散乱光
軸内に配置される。電子的に同等な入力増幅器ステージ
８０（回路の詳細な内容については図５を参照）が各光
軸について設けられる。各入力増幅器ステージ８０の出
力８２はコンパレータ８４により処理される。コンパレ
ータ８４は、その入力信号として、出力信号８２および
基準電圧８６を有する。更に、コンパレータ８４は特定
の光軸について欠陥信号チャネル８８を発生する。
に、本発明の各実施例は４個のフォトダイオードを組み
込んでおり、これらのフォトダイオードの対が各散乱光
軸内に配置される。電子的に同等な入力増幅器ステージ
８０（回路の詳細な内容については図５を参照）が各光
軸について設けられる。各入力増幅器ステージ８０の出
力８２はコンパレータ８４により処理される。コンパレ
ータ８４は、その入力信号として、出力信号８２および
基準電圧８６を有する。更に、コンパレータ８４は特定
の光軸について欠陥信号チャネル８８を発生する。
【００２４】図４に示されるように、基準電圧は較正中
に調節され、装置感度を安定させる。前記のように、基
準電圧８６および信号電圧８２は別々の電圧コンパレー
タ８４に別個に入力される。コンパレータ８４からの出
力８８はワンショットマルチバイブレータ９６に入力さ
れる。このワンショットマルチバイブレータ９６はトリ
ガパルスをコントロールコンピュータ９８のために十分
な時間長さにまで延ばし、データを捕捉する。この延長
出力１００はまた、オペレータ情報用にＬＥＤ１０２も
照明する。図のような、また、図４に示した電子的に同
等な回路を使用し、発生された各光軸を処理する。
に調節され、装置感度を安定させる。前記のように、基
準電圧８６および信号電圧８２は別々の電圧コンパレー
タ８４に別個に入力される。コンパレータ８４からの出
力８８はワンショットマルチバイブレータ９６に入力さ
れる。このワンショットマルチバイブレータ９６はトリ
ガパルスをコントロールコンピュータ９８のために十分
な時間長さにまで延ばし、データを捕捉する。この延長
出力１００はまた、オペレータ情報用にＬＥＤ１０２も
照明する。図のような、また、図４に示した電子的に同
等な回路を使用し、発生された各光軸を処理する。
【００２５】入力増幅器８０、複合単軸欠陥信号チャネ
ルおよび一つの軸の出力ステージなどの回路説明は図５
を参照することにより一層容易に理解できる。図５に示
されているように、フォトダイオード４４のアノードは
演算増幅器（オペアンプ）１０４の反転入力に接続され
ている。抵抗器１０６を経由する抵抗フィードバック
は、伝達抵抗増幅器または電流−電圧変換器として増幅
器１０４を形成する。同じ電気的形態がオペアンプ１０
８を有するダイオード４５の周囲で使用される。抵抗器
１１０を経由する抵抗フィードバックは伝達抵抗増幅器
または電流−電圧変換器を形成する。
ルおよび一つの軸の出力ステージなどの回路説明は図５
を参照することにより一層容易に理解できる。図５に示
されているように、フォトダイオード４４のアノードは
演算増幅器（オペアンプ）１０４の反転入力に接続され
ている。抵抗器１０６を経由する抵抗フィードバック
は、伝達抵抗増幅器または電流−電圧変換器として増幅
器１０４を形成する。同じ電気的形態がオペアンプ１０
８を有するダイオード４５の周囲で使用される。抵抗器
１１０を経由する抵抗フィードバックは伝達抵抗増幅器
または電流−電圧変換器を形成する。
【００２６】入力オペアンプ１０４および１０８からの
２個の電圧出力１１２および１１４はそれぞれ、増幅器
１１６の反転入力に総和される。フィードバックループ
内のコンデンサ１１８はこの回路機能をローパスフィル
タに変化させ、その結果、抵抗器１２０は利得を一定に
保持する。この回路からの出力電圧を使用し、ベース電
圧レベルが欠陥信号チャネルに進入することを除去す
る。
２個の電圧出力１１２および１１４はそれぞれ、増幅器
１１６の反転入力に総和される。フィードバックループ
内のコンデンサ１１８はこの回路機能をローパスフィル
タに変化させ、その結果、抵抗器１２０は利得を一定に
保持する。この回路からの出力電圧を使用し、ベース電
圧レベルが欠陥信号チャネルに進入することを除去す
る。
【００２７】オペアンプ１０４および１０８からの電圧
出力１１２および１１４は、増幅器１２４の反転入力に
おいて増幅器１１６からの濾波反転信号１２２に沿っ
て、再び総和される。増幅器１２４の利得は入力抵抗器
１２６，１２８および１３０とフィードバック抵抗器１
３２によりセットされる。この利得値は２７ｄｂであ
る。増幅器１２４のフィードバックにおける小さなコン
デンサ１３４は回路の安定性を高める。
出力１１２および１１４は、増幅器１２４の反転入力に
おいて増幅器１１６からの濾波反転信号１２２に沿っ
て、再び総和される。増幅器１２４の利得は入力抵抗器
１２６，１２８および１３０とフィードバック抵抗器１
３２によりセットされる。この利得値は２７ｄｂであ
る。増幅器１２４のフィードバックにおける小さなコン
デンサ１３４は回路の安定性を高める。
【００２８】増幅器１２４に総和される直接結合信号は
増幅器１２４からの出力を発生する。この出力は微分器
の出力に類似している。すなわち、入力電圧変化（勾
配）について比較的高い利得を示し、安定なレベルにつ
いて低い利得を示す。従って、増幅器フィードバック１
２４からの出力信号１３６は、接地レベル（ゼロボル
ト）付近の正または負の活動信号スイングである。
増幅器１２４からの出力を発生する。この出力は微分器
の出力に類似している。すなわち、入力電圧変化（勾
配）について比較的高い利得を示し、安定なレベルにつ
いて低い利得を示す。従って、増幅器フィードバック１
２４からの出力信号１３６は、接地レベル（ゼロボル
ト）付近の正または負の活動信号スイングである。
【００３０】増幅器１２４からの出力信号１３６は全波
整流器（図示されていない）により更に処理される。全
波整流器の出力は、フォトダイオードの強度変化、従っ
て、欠陥の程度に直接関連する大きさを有する単極信号
である。この比例関係は整流器の出力を、図４のコンパ
レータ８４で行われるように、安定化された単極基準電
圧と比較することを可能にする。
整流器（図示されていない）により更に処理される。全
波整流器の出力は、フォトダイオードの強度変化、従っ
て、欠陥の程度に直接関連する大きさを有する単極信号
である。この比例関係は整流器の出力を、図４のコンパ
レータ８４で行われるように、安定化された単極基準電
圧と比較することを可能にする。
【００３１】別の独立した信号チャネルをファイバの存
在するフォトダイオード７８に使用する。ファイバの存
在する検出器回路は図６に詳細に図示されている。ファ
イバの存在する回路機能は、被覆ファイバ３２が検査領
域に存在する場合に該ファイバを検出し、そして、ファ
イバが十分なレーザビームパワーで照射されているか決
定することである。
在するフォトダイオード７８に使用する。ファイバの存
在する検出器回路は図６に詳細に図示されている。ファ
イバの存在する回路機能は、被覆ファイバ３２が検査領
域に存在する場合に該ファイバを検出し、そして、ファ
イバが十分なレーザビームパワーで照射されているか決
定することである。
【００３２】フォトダイオード１３８のアノードにおけ
る信号は伝達抵抗形成オペアンプ１４０に入力される。
フォトダイオード１３８は正常散乱光パターン内に存在
するので、この回路の利得は前記の入力よりも低い。ま
た、ダイオード１３８の位置は、被覆欠陥は全く別とし
て、パラメトリック変化により散乱光パワーの変動に対
してダイオードを敏感にする。
る信号は伝達抵抗形成オペアンプ１４０に入力される。
フォトダイオード１３８は正常散乱光パターン内に存在
するので、この回路の利得は前記の入力よりも低い。ま
た、ダイオード１３８の位置は、被覆欠陥は全く別とし
て、パラメトリック変化により散乱光パワーの変動に対
してダイオードを敏感にする。
【００３３】従って、オペアンプ１４０の出力は、図６
に示されるように、オペアンプ１４２およびその付属電
気部品により、増幅の次のステージで大幅に濾波され
る。この回路の応答時間は１０〜１２秒間である。濾波
出力１４６は差動電圧コンパレータ１４８で固定基準電
圧レベルに対して比較される。コンパレータ１４８の出
力を使用し、オペレータ情報のために図４のＬＥＤ１０
２を照明し、そして、同様に図４に示されるように、コ
ンピュータ９８にデータとして提供される。
に示されるように、オペアンプ１４２およびその付属電
気部品により、増幅の次のステージで大幅に濾波され
る。この回路の応答時間は１０〜１２秒間である。濾波
出力１４６は差動電圧コンパレータ１４８で固定基準電
圧レベルに対して比較される。コンパレータ１４８の出
力を使用し、オペレータ情報のために図４のＬＥＤ１０
２を照明し、そして、同様に図４に示されるように、コ
ンピュータ９８にデータとして提供される。
【００３４】前記のように、光通信系で使用されるガラ
スファイバは線引き法により製造される。ガラスファイ
バの線引き中に、被覆層が塗布され、ファイバに追加的
な強度を付与するか、または、ファイバの動作を阻害す
る様々な環境素因からの保護手段を形成する。
スファイバは線引き法により製造される。ガラスファイ
バの線引き中に、被覆層が塗布され、ファイバに追加的
な強度を付与するか、または、ファイバの動作を阻害す
る様々な環境素因からの保護手段を形成する。
【００３５】一般的に、線引き法は連続的に実施される
一連のオンライン処理を含む。本発明は、未知の被覆欠
陥を有するファイバを通信ケーブル内に実装することを
避けるために、被覆欠陥を検出するための、オンライン
処理で取り込むことのできる、検出システムを提供す
る。本発明の瞬間検出システムは被覆層の塗布後で、フ
ァイバの巻き取り前の位置に取り付けられる。ファイバ
３２が本発明のシステム内を通過するにつれて、前記の
第１の実施例の光線ビーム２２および２４または前記の
別の実施例の光線ビーム５４および５６はその全外径を
横切って被覆ファイバ３２の一部分を照明する。光線が
被覆層３１および／またはファイバ３２を通過するにつ
れて、図２に示された前方散乱パターンが各光源の反対
側に発生される。
一連のオンライン処理を含む。本発明は、未知の被覆欠
陥を有するファイバを通信ケーブル内に実装することを
避けるために、被覆欠陥を検出するための、オンライン
処理で取り込むことのできる、検出システムを提供す
る。本発明の瞬間検出システムは被覆層の塗布後で、フ
ァイバの巻き取り前の位置に取り付けられる。ファイバ
３２が本発明のシステム内を通過するにつれて、前記の
第１の実施例の光線ビーム２２および２４または前記の
別の実施例の光線ビーム５４および５６はその全外径を
横切って被覆ファイバ３２の一部分を照明する。光線が
被覆層３１および／またはファイバ３２を通過するにつ
れて、図２に示された前方散乱パターンが各光源の反対
側に発生される。
【００３６】適正に被覆されたファイバ３２内を光が通
過する際に発生されると予想される前方散乱パターンの
真横に一連のフォトダイオード４４，４５，４６および
４７を配置する。しかし、各種の欠陥は、予想前方散乱
パターンの外側に散乱される光線部分にも生じる。本発
明は予想前方散乱パターンに隣接する領域の光強度レベ
ルを連続的にモニターする。モニター領域内の光強度が
増大する場合、モニターコンピュータ９８またはＬＥＤ
ディスプレー１０２が被覆層内に欠陥の存在を同定する
ように、検査結果を表示する。
過する際に発生されると予想される前方散乱パターンの
真横に一連のフォトダイオード４４，４５，４６および
４７を配置する。しかし、各種の欠陥は、予想前方散乱
パターンの外側に散乱される光線部分にも生じる。本発
明は予想前方散乱パターンに隣接する領域の光強度レベ
ルを連続的にモニターする。モニター領域内の光強度が
増大する場合、モニターコンピュータ９８またはＬＥＤ
ディスプレー１０２が被覆層内に欠陥の存在を同定する
ように、検査結果を表示する。
【００３７】前記のように、本発明で使用するパターン
外検出技術の核心は、欠陥の存在を指示するために、予
想前方散乱パターンの真横に正確に配置された光検出器
により、光強度の増大を認識することに依拠する。この
明細書に記載された特定の回路に限定されることなく、
被覆欠陥を検出するために前方散乱パターンの脇で光強
度を測定するための別の電子的な測定装置を使用するこ
ともできる。
外検出技術の核心は、欠陥の存在を指示するために、予
想前方散乱パターンの真横に正確に配置された光検出器
により、光強度の増大を認識することに依拠する。この
明細書に記載された特定の回路に限定されることなく、
被覆欠陥を検出するために前方散乱パターンの脇で光強
度を測定するための別の電子的な測定装置を使用するこ
ともできる。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ガラスファイバなどの被覆ファイバ内の被覆層に含まれ
る欠陥を容易に検出することができる。
ガラスファイバなどの被覆ファイバ内の被覆層に含まれ
る欠陥を容易に検出することができる。
【図１】本発明のパターン外被覆欠陥検出システムの一
実施例の光学−機械的レイアウトを示す模式的上面図で
ある。
実施例の光学−機械的レイアウトを示す模式的上面図で
ある。
【図２】本発明のパターン外被覆欠陥検出システムの別
の実施例の光学−機械的レイアウトを示す模式的上面図
である。
の実施例の光学−機械的レイアウトを示す模式的上面図
である。
【図３】被覆ファイバの断面を通過する反射光の光ビー
ム光跡を示す模式図である。
ム光跡を示す模式図である。
【図４】本発明の操作を行うために使用される全回路の
ブロック図である。
ブロック図である。
【図５】本発明で使用される入力増幅器および補償回路
の回路図である。
の回路図である。
【図６】本発明で使用されるファイバ存在検出回路の回
路図である。
路図である。
１０ 被覆欠陥検出装置 １２ ヘリウムネオンレーザ １４ ビーム １６ ミラー １８ ビームエクスパンダー ２０ ビームスプリッター ２２，２４ 光通路 ２６，２８，３０ ミラー ３１ 被覆層 ３２ ファイバ ３４ 底板 ３８ ファイバ通過口 ４０，４２ 内向角部 ４４，４５，４６，４７ 光検出器 ５０，５２ 固相レーザ ５４，５６ 光線 ５８，６０ 平凸円筒状レンズ ６２，６４，６６，６８ ミラー ７８，１３８ フォトダイオード ８０ 入力増幅器ステージ ８２，８８ 出力 ８４ コンパレータ ８６ 基準電圧 ９６ ワンショットマルチバイブレータ ９８ コントロールコンピュータ １００ 延長出力 １０２ ＬＥＤ １０４，１０８，１４０，１４２ 演算増幅器（オペア
ンプ） １１０，１２０ 抵抗器 １１２，１１４ 電圧出力 １１６，１２４ 増幅器 １１８，１３４ コンデンサ １２２ 濾波反転信号 １２６，１２８，１３０ 入力抵抗器 １３２ フィードバック抵抗器 １３６ 出力信号 １４６ 濾波出力 １４８ 差動電圧コンパレータ
ンプ） １１０，１２０ 抵抗器 １１２，１１４ 電圧出力 １１６，１２４ 増幅器 １１８，１３４ コンデンサ １２２ 濾波反転信号 １２６，１２８，１３０ 入力抵抗器 １３２ フィードバック抵抗器 １３６ 出力信号 １４６ 濾波出力 １４８ 差動電圧コンパレータ
フロントページの続き (72)発明者 ラルフ イー．フラジー，ジュニア アメリカ合衆国 08723 ニュージャージ ー ブリックタウン、ビナクル ロード 179 (72)発明者 チャールズ リドリー ラブレース アメリカ合衆国 30291 ジョージア ユ ニオン シティ、パーク ストリート 6374 (72)発明者 デヴィッド ハリー スミスゴール アメリカ合衆国 08520 ニュージャージ ー イースト ウインザー、オーク クリ ーク ロード 185
Claims (10)
- 【請求項１】 許容品質の被覆層を通して照射される場
合の前方パスおよび光強度を示す予想前方散乱パターン
を生成するように被覆ストランドに光を照射する手段
と、 期待される前方散乱パターン付近の強度レベルにおい
て、欠陥が被覆層内に存在することの指示としての光の
増加を監視する手段とからなることを特徴とする被覆層
内の欠陥を検出する装置。 - 【請求項２】 照射手段がさらに、レーザ源から放出さ
れる単一の光ビームから少なくとも２つのほぼ等価な光
ビームを生成するビームスプリッタ手段からなることを
特徴とする請求項１の装置。 - 【請求項３】 監視手段が、期待される前方散乱パター
ンに隣接して位置する少なくとも２つの光検出器からな
ることを特徴とする請求項１の装置。 - 【請求項４】 被覆ストランドが、少なくとも２つの直
角に配置された光ビームによって照射されることを特徴
とする請求項１の装置。 - 【請求項５】 被覆ストランドを照射する光が、被覆ス
トランドの外径より大きいビーム幅を有することを特徴
とする請求項１の装置。 - 【請求項６】 許容品質の被覆層を通して照射される場
合の前方パスおよび光強度を示す予想前方散乱パターン
を生成するように被覆ストランドに光を照射するステッ
プと、 期待される前方散乱パターン付近の強度レベルにおい
て、欠陥が被覆層内に存在することの指示としての光の
増加を監視するステップとからなることを特徴とする被
覆層内の欠陥を検出する方法。 - 【請求項７】 被覆ストランドが、少なくとも２つの直
角に配置された光ビームによって照射されることを特徴
とする請求項６の方法。 - 【請求項８】 被覆ストランドを照射する光が、被覆ス
トランドの外径より大きいビーム幅を有することを特徴
とする請求項６の方法。 - 【請求項９】 前方散乱パターンの光強度が、期待され
る前方散乱パターンに隣接して位置する少なくとも２つ
のフォトダイオードによって監視されることを特徴とす
る請求項６の方法。 - 【請求項１０】 強度レベル監視は、比較的短時間の欠
陥がオンラインプロセス方式の一部として正確に検出さ
れるのに十分なほど短い応答時間を有することを特徴と
する請求項６の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US83517292A | 1992-02-13 | 1992-02-13 | |
| US835172 | 1992-02-13 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0682394A true JPH0682394A (ja) | 1994-03-22 |
| JPH07119712B2 JPH07119712B2 (ja) | 1995-12-20 |
Family
ID=25268805
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5046026A Expired - Lifetime JPH07119712B2 (ja) | 1992-02-13 | 1993-02-12 | 被覆欠陥検出装置および方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0556987A1 (ja) |
| JP (1) | JPH07119712B2 (ja) |
| KR (1) | KR930018270A (ja) |
| CN (1) | CN1076028A (ja) |
| CA (1) | CA2088081A1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JP2007225323A (ja) * | 2006-02-21 | 2007-09-06 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 基板割れ検出装置および基板処理装置 |
| JP2007225324A (ja) * | 2006-02-21 | 2007-09-06 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 基板割れ検出装置および基板処理装置 |
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| CN103292747B (zh) * | 2013-05-20 | 2016-03-02 | 北京大学 | 一种测量FinFET器件侧墙表面粗糙度的方法及装置 |
| CN110376203A (zh) * | 2019-06-26 | 2019-10-25 | 阳程科技股份有限公司 | 玻璃纤维丝检测机台及其检测方法 |
| CN116908211A (zh) * | 2023-09-06 | 2023-10-20 | 山东华光新材料技术有限公司 | 一种光纤预制棒制造用缺陷检测装置 |
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- 1993-02-04 EP EP93300844A patent/EP0556987A1/en not_active Withdrawn
- 1993-02-12 JP JP5046026A patent/JPH07119712B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1993-02-12 CN CN93101802A patent/CN1076028A/zh active Pending
- 1993-02-13 KR KR1019930001996A patent/KR930018270A/ko not_active Withdrawn
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07119712B2 (ja) | 1995-12-20 |
| CA2088081A1 (en) | 1993-08-14 |
| KR930018270A (ko) | 1993-09-21 |
| EP0556987A1 (en) | 1993-08-25 |
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