JP2001527651A - 光ファイバの表面傷を検出するための方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 光ファイバが、光ファイバの傷のオンライン検出に使用するのに適した検出地点を急速に通過するときに、光ファイバの表面からの光の漏れにより生じた閃光を検出する検出器。検出器は複数の観察装置を備えており、その観察装置の各々は、球状ミラー(608)、複数のレンズおよび検出器(616)からなる。各々の球状ミラー(608)は、傷に関して試験すべき光ファイバ(618)からこのミラーの曲率半径の距離に配置されている。各々の観察装置の第一のレンズ(610)は、ミラーの反対側の、光ファイバ(618)からこのレンズの焦点距離に配置されている。各々の観察装置の第二のレンズは、第一のレンズ(610)の反対に配置されている。検出器(616)は、第一のレンズの反対に、第二のレンズ(612)からこの第二のレンズ(612)の焦点距離に配置されている。追加のレンズを、各々の観察装置の第一のレンズ(610)と第二のレンズ(612)との間に配置してもよい。多数の観察装置を配置することにより、検出装置の死角が減少または除去される。上述した手法の全てを用いて、光ファイバを急速に移動して検出器を通過するときに傷を検出してもよい。傷が実時間で識別され、記録されて、品質管理を改良し、加工データを作成する。

Description

【発明の詳細な説明】 光ファイバの表面傷を検出するための方法および装置 発明の分野 本発明は、広く、光ファイバの製造における品質管理および光ファイバの傷の 早期検出に関するものである。本発明は、より詳しくは、光ファイバの表面にそ の製造中に付着する粒子により生じる傷のような、傷および表面欠陥を検出する 光検出装置および方法に関するものである。 発明の背景 光ファイバをブランクから線引きする最中に、様々な欠陥が生じるかもしれな い。これらの欠陥には、ファイバの孔、ファイバ内の混在物または粒子、ファイ バの表面上の粒子、および表面磨耗がある。ファイバ上に表面磨耗および粒子が 存在すると、そのファイバが製造の後半の段階で破損することがある。したがっ て、できるかぎり最高の製造歩留りを達成する観点から、光ファイバの製造中に おける品質管理が重要である。この目的のために、光ファイバの品質を試験する 様々な技術が知られている。例えば、ファイバの張力スクリーニングを、製造が 完了した後のあるときにオフラインで行ってもよい。欠陥または傷により、ファ イバが破損してしまう。現在ある技術のどれも、光ファイバが線引きまたは製造 されるときに、表面粒子のオンラインでの実時間検出には焦点をあてていない。 発明の概要 光ファイバが線引きされるときにその光ファイバ上の粒子を検出する能力が、 工程改良ツールとして、そして、光ファイバ製造工程の後半に生じる粒子誘発破 損の数を減少させるのに必要な情報を提供することとして有益である。例として 、傷の数が大幅に増加したことを実時間で検出することは、炉の耐火物が劣化し ており、その炉を交換すべきであることを示唆しているかもしれない。 本発明は、光ファイバプレフォームおよびコーティング前のクラッドを含む線 引きされたファイバが優れた導波路を形成することを識別するものである。光は 、それ自体で、コーティングされる前のファイバの全断面を実質的に透過する。 そ の光の大部分は、孔、表面磨耗、または粒子のような欠陥により、前記ファイバ の長手方向に沿って散乱してなくならない限り、そのファイバの全長に亘り導か れる。線引き工程の最中に、光ファイバには、強い白色光の優れた光源である線 引き炉内の光が満たされる。そのファイバが線引きされるときに、線引き炉から 発せられた光がその炉に沿って導かれ、欠陥の結果として散乱してなくなる。フ ァイバが、線引きされているときに移動している速度のために、散乱光は、欠陥 が検出器を急速に通過するときに短い閃光としてその検出器により観察される。 本発明が焦点をあてている他の必要性の中に、光ファイバが線引きされている ときに、そのファイバ中の欠陥のために光が散乱することにより生じる閃光を検 出できる検出器が必要とされていることがある。本発明はまた、光ファイバの表 面上に粒子が存在することにより生じる閃光を識別するように、光ファイバが線 引きされる通常の速度で効果的に作動できる検出器を提供する。そのような粒子 は、ここでは、ガラス上粒子(particles on glass)またはＰＯＧと称される。 本発明のある態様は、好ましくは、楕円形ミラーの一方の焦点に配置される高 速大面積検出器を備える。検出を行うべき光ファイバは、このミラーの他方の焦 点に配置される。このミラーの配置により、前記ファイバから散乱する光の180 度がその検出器上に反射されることとなる。検出部材は、好ましくは、迷光を遮 るように遮蔽されており、そして、不活性ガスがパージされて、それら部材の光 学表面が清潔に維持される。 本発明の別の態様によれば、楕円形ミラーを使用する。前記ファイバが、この ミラーの一方の焦点に配置され、好ましくは１ｃｍの直径を有する蛍光棒部材が 他方の焦点に配置される。この棒部材は、好ましくは、端部が研磨されており、 前記ファイバに対して平行に配列されている。この棒部材の一方の端部が好まし くは鏡面仕上げされており、一方で、高速シリコン検出器が他方の端部に取り付 けられている。この棒部材には、可視光、好ましくは、黄色光を吸収し、スペク トルの可視部または近赤外部において蛍光を発する蛍光染料がドーピングされて いる。前記ファイバからの光がこの棒部材に当たったときに、蛍光が生じる。こ の光の約半分が、棒部材から蛍光を生じ、失われる。この光の一方の四分の一が 棒部材の内部で案内され、前記ミラー仕上げ表面で反射し、そして前記検出器に 戻るように案内され、一方で、この光の残りの四分の一は、この検出器に直接案 内される。蛍光は、非常に速く10ナノ秒台で発生し、そのため、非常に速い閃光 でさえも、容易に検出できる。また、この棒部材は１ｃｍの直径を有しているの で、前記ファイバから散乱した光の全てがこの棒部材に当たり、この系はファイ バの動きに対して敏感には反応しない。さらに、この棒部材の長さを増加させる ことにより、閃光が観察される期間が増加することが理解されよう。さらに、こ の棒部材を、例えば、粒子と孔とを見分けられるように選択的にマスキングして もよい。 本発明の別の態様は、好ましくは、観察部を二ヶ所有する(two-view)系を備え ている。各々の観察部は、小面積で高速の高感度シリコン検出器、二つのレンズ 、および球状ミラーを備えている。このレンズ系により、観察部をファイバの動 きに対してそれほど敏感に反応しないようにする。本発明の好ましい実施の形態 において、この系が2.5ｍｍのファイバの動きを許容できるレンズが用いられる 。 これらのレンズはファイバの一方の側に配置され、球状ミラーはこのファイバ の他方の側であってこのファイバからこのミラーの曲率半径だけ離れた所に配置 される。このファイバからの全ての入射光は、このように検出器に戻るように反 射される。90度間隔が離れた二つの観察部を使用することにより、ＰＯＧからの 閃光を収集する可能性が増大する。また、検出器間の信号差を急速に分析する適 切な信号処理支援装置を加えた場合、これらの信号差を用いて、粒子の種類およ び孔の存在を識別できると考えられている。この系は、好ましくは、箱内に収容 されて迷光が遮られており、この系に不活性ガスがパージされる。このハウジン グは、好ましくは、調節可能なＸおよびＹ軸搭載台上に取り付けられて、前記検 出器を前記ファイバに関して適切に配置する。パージガスの供給源を提供して、 検出器の光学表面を汚染物のない状態に維持する。 本発明の別の態様は、好ましくは、観察部を三ヶ所有する（three-view）系を 備えている。各々の観察部は、小面積で高速の高感度シリコン検出器、三つのレ ンズ、および球状ミラーを備えている。これらのレンズはファイバの一方の側に 配置され、球状ミラーはこのファイバの他方の側であってこのファイバからこの ミラーの曲率半径だけ離れた所に配置される。このファイバからの全ての入射光 は、このように検出器に戻るように反射される。120度間隔が離れた三つの観察 部を使用することにより、ファイバが、閃光が検出されずに存在し得る死角がな くなる。これらの三つの観察部と三つのレンズを使用することにより、本発明の この態様による検出器は、各部品の選択と形状が適切であれば、光ファイバの製 造中に用いられる典型的な線引き速度のような高速で閃光を検出することができ る。さらに、様々な手法が詳細に説明されているけれども、用途および費用のよ うな考慮すべき事項により決定される数の観察部を備えた多数観察部系を用いて もよいことが認識されよう。他の様々な光学配置および検出器を適切に用いても よい。 本発明のより完全な理解、並びに本発明のさらなる特徴および利点が、以下の 詳細な説明および添付した図面から明らかになる。 図面の簡単な説明 図１は、本発明による光ファイバ線引き方法および装置を示している。 図２Ａは、本発明による検出器および楕円形ミラーを備えた閃光検出装置の上 面図を示している。 図２Ｂは、図２Ａの閃光検出装置の側面図を示している。 図３は、本発明による蛍光棒部材および楕円形ミラーを用いた閃光検出装置の 側面図を示している。 図４は、本発明による観察部を二ヶ所有する閃光検出装置の上面図を示してい る。 図５は、図４に示した観察部を二ヶ所有する閃光検出装置の一部の側面図であ る。 図６は、本発明による観察部を三ヶ所有する閃光検出装置である。 図７は、本発明による閃光検出方法を示している。 詳細な説明 図１は、本発明による光ファイバの傷検出を用いた光ファイバ線引き方法およ び装置10を示している。この装置10において、光ファイバ１が、好ましくはこの ファイバを約1900-2000℃の温度まで加熱する線引き炉から線引きされる。この 温度は、このファイバが白熱し、白色光で実質的に満たされるように十分に熱い 。ファイバ１が線引き炉11を出るときに、このファイバは、好ましくは、図２Ａ − ７の議論とともに以下に説明される原理にしたがって構成される傷検出器12を通 過するけれども、他の光学検出の配置およびハウジングを、以下の教示および請 求の範囲に一致するように適切に改良してもよいことが理解されよう。この傷検 出器12は、好ましくは、線引き炉11の直ぐ後に配置されている。その理由は、工 程のこの地点で、実質的に全ての表面磨耗が、線引き炉11の高熱により除去され るからである。しかしながら、傷検出器12は、図１に示したような直径検査器13 または冷却管15の後に位置する地点ＡまたはＢのような地点に配置されていても よく、あるいは、所望であれば、直径検査器13と組み合わされて、二重機能の単 一ハウジングを形成してもよい。 次に、ファイバ１は、既知の様式でファイバ１の直径を検査する直径検査器13 内を通過する。この直径検査器13は、ふさわしく、米国特許第5,309,221号に記 載されているような干渉直径測定（interference diameter measurement:"IDM" ）装置であってもよい。この特許は、本出願人の譲受者に譲渡されており、ここ にその全てを引用される。次いで、ファイバ１は、直径検査器13から出て、冷却 管15、一次コーター17、第一コーティングの固化器19、二次コーター21、第二コ ーティングの固化器23および牽引器25を通過する。この牽引器25は、所望の加工 速度でファイバ１を線引きする適切な力を提供する。存在する線引き装置のある ものの詳細が、米国特許第5,443,610号に記載されている。この特許は、本出願 人の譲受者に譲渡されており、ここにその全てを引用する。 上述した構成部材に加えて、この装置10は、傷検出器11の光学表面をパージす るガスを提供して、そのような表面が汚染されるのを防ぐパージガスの供給源14 も備えている。この装置10は、データ収集装置20、チャート記録器30および警報 装置40も備えている。このデータ収集装置20は、好ましくは、傷検出器12が発生 させた信号を増幅し、変換し、処理する高速デジタル信号処理回路を備えている 。適切にプログラムされた制御装置、メモリ、表示装置、キーボード、およびプ リンタを備えたＰＣ、ワークステーションまたはミニコンピュータを、ふさわし く、備えていてもよい。このデータ収集装置20を傷検出器12、直径検査器12およ び牽引器25に接続することにより、前記ＩＤＭを用いて、例えば、米国特許第5, 185,636号に記載されたような既知の様式で孔を検出できるので、ＰＯＧのよう な他の 傷から孔を識別することができる。この特許は、本出願人の譲受者に譲渡されて おり、ここにその全てを引用する。データ収集装置20は、ファイバ１の線引き速 度をモニタし、検査することができる。チャート記録器30を用いて、光ファイバ １に沿って様々な傷の位置のログを保持することができる。警報装置40を用いて 、実時間傷検出に応答して、製造工程制御担当者または制御処理装置に適切な警 報を提供してもよい。 図２Ａは、本発明のある態様による閃光検出装置100の上面図を示している。 この装置100は、図１の傷検出器12として適切に用いられる。検出装置100は、楕 円形ミラー102および検出器104を備えている。この検出器104は、ミラー102の一 方の焦点に配置されている。光ファイバ106が、検出器104とミラー102の間であ って、ミラー102の他方の焦点に導入される。図２Ａに見られるように、光ファ イバ106がこの図面の奥に移動している。光は、ファイバ106から出ずにファイバ 106を通って普通に伝導される。しかしながら、ファイバ106の表面のでこぼこま たは他の傷により、光112がその表面から漏れてしまう。そのようなでこぼこは 、ほとんどの場合、ファイバ106の表面に付着した、ガラス上粒子、またはＰＯ Ｇである。光112は、ＰＯＧでファイバ106から漏れる。その光112の約180度が、 ミラー102に当たり、反射して検出器104に向けられる。 図２Ｂは、ファイバ106が炉114から検出装置100中に供給されている、検出装 置100の側面図を示しており、ミラー102、検出器104、およびファイバ106の追加 の図を提供している。図２Ｂはまた、検出装置100が、周囲光が侵入しないよう に適切に収納されている、外囲器またはハウジング116も示している。バッフル1 18および120が、ファイバ106がハウジング116に侵入する地点と、そこから出る 地点で、周囲光をさらに遮蔽する。さらに、ＸおよびＹ軸移動台130を適切に用 いて、ファイバ106に関してミラー102の位置を手動または自動で調節してもよい 。 検出装置100は、好ましくは、ファイバ106の線引きの最中に用いられる。ファ イバ106は、炉114が図１に示した線引き炉11のような線引き炉である場合、その 炉から線引きされるときに検出装置100中に供給することができる。この炉114は 、ファイバ106が白熱状態でそこから線引きされるプレフォームを加熱する。こ の加熱により、強い白色光がファイバ106内に伝導される。 ファイバ106および検出器104が楕円形ミラー102の対向する焦点にあるので、 本発明の図示した態様による検出装置100は、このファイバ106の動きに敏感であ る。ファイバ106が動くと、ミラー102の焦点からこのファイバ106が外れ、それ によって、ミラー102がファイバ106から漏れた光の焦点を検出器104に正確に合 わせられなくなってしまう。 図３は、本発明の別の態様による検出装置200を示している。この装置200も、 図１の傷検出器として適切に用いられる。この検出装置200は、楕円形ミラー202 を備えている。ファイバ204がミラー202の第一の焦点に配置されており、一方で 、好ましくは直径が１ｃｍである蛍光棒部材208が、ミラー202の第二の焦点に配 置されている。検出器212がこの棒部材208の第一の端部214に配置されており、 一方で、ミラー216が棒部材208の第二の端部218に配置されている。この棒部材2 08は、ふさわしく、蛍光染料がドーピングされたアクリルまたはガラス材料のも のであって差し支えない。この染料は、好ましくは、白熱プレフォームにより放 出されるような可視光を吸収し、スペクトルの可視領域または近赤外線領域にお いて蛍光を発する。 ファイバ204の一方の端部に導入された光は、でこぼこ220に遭遇するまでこの ファイバ204の長手方向に沿って伝達される。次いで、散乱光222がファイバ204 から放出され、ミラー202により集められる。次いで、散乱光222の大部分が棒部 材208に焦点を合わせられ、この棒部材が蛍光224を発生させる。この蛍光224の 約半分は、棒部材208から漏れ、失われてしまう。この蛍光224の約四分の一が、 棒部材208を下方に案内され、ミラー216で反射して、棒部材208を上方に戻り、 検出器214に案内される。蛍光224の残りの四分の一が棒部材208の上方に検出器2 14へと案内される。棒部材208の体積のために、検出装置200は、ファイバ204の 動きに対して比較的敏感ではない。光222の焦点がわずかにずれても、この光222 は棒部材208のどこかに当たる。次いで、棒部材208が、検出器212による検出の ための蛍光224を発生させる。 棒部材208の長さを増大させることにより、閃光の観察時間が増加する。また 、この棒部材は、選択的散乱を異なって拾うように選択的にマスキングされてい てもよい。例えば、マスク209により、棒部材208の上側三分の一を、所定の角度 か ら入射する光より遮ってもよい。図示していない追加のマスクを用いてもよいこ とが理解されよう。閃光が上側三分の一を通過したときに測定された信号を、閃 光が棒部材208の底部を通過したときに測定した信号と比較することにより、孔 を表面粒子と区別できるはずであり、異なる種類の粒子を、それら粒子により選 択的散乱が生じるのであれば、区別できるであろう。 検出装置200は、周囲光が光を通さない外囲器226に侵入しないようにするため にファイバ204がこの光を通さない外囲器226に入る地点と、そこから出る地点に 、バッフル228および230を備えた外囲器226内に適切に収納されていてもよい。 パージガスおよび調節可能な台を上述したように用いてもよい。 図４は、本発明の別の態様による観察部を二ヶ所有する検出装置300の上面図 を示している。検出装置300は、図１の傷検出器12として適切に用いられる。こ の検出装置300は、第一と第二の観察装置302と304を備えている。現在好ましい 光学アセンブリを以下に記載するけれども、どのような他の適切な光学アセンブ リを用いて、ファイバ314の側壁から放出される光を集めて案内し、その光を第 一の検出器312に向けてもよいことが理解されよう。 第一の観察装置302は、第一の球状ミラー306、第一と第二のレンズ308と310、 および第一の検出器312を備えている。ミラー306は、ファイバ314から、このミ ラーの曲率半径と等しい距離に配置されている。第二のレンズ310は、ミラー306 と一列に、ファイバ314に対してミラー306の反対側であって、ファイバ314から 、レンズ310の焦点距離と等しい距離に配置されている。第一のレンズ308は、ミ ラー306およびレンズ310と一列に、レンズ310に対してファイバ314の反対側に配 置されている。第一の検出器312は、ミラー306およびレンズ308と310と一列に、 レンズ308の焦点距離と等しいレンズ308からの距離に、レンズ308に対してファ イバ314の反対側にある。レンズ308と310は、好ましくは、レンズマウントに取 り付けられている。このレンズマウントは、好ましくは、検出器312を収納する ハウジング326中に直接はまるように適合されている。この配列により、検出器3 12が、検出装置300に侵入したかもしれない周囲光から遮られる。 第二の観察装置304は、第二の球状ミラー316、第三と第四のレンズ318と320、 および第二の検出器322を備えている。この第二の観察装置304は、第一の観察装 置302に対して90度、すなわち垂直に向けられ、この第一の観察装置302と同一平 面に配置されている。ミラー316は、ファイバ314から、このミラーの曲率半径と 等しい距離に配置されている。第四のレンズ320は、ミラー316と一列に、ファイ バ314に対してミラー316の反対側であって、ファイバ314から、レンズ320の焦点 距離と等しい距離に配置されている。第三のレンズ318は、ミラー316およびレン ズ320と一列に、レンズ320に対してファイバ314の反対側に配置されている。第 二の検出器322は、ミラー316およびレンズ318と320と一列に、レンズ318の焦点 距離と等しいレンズ318からの距離に、レンズ318に対してファイバ314の反対側 にある。レンズ318と320は、好ましくは、レンズマウント324に取り付けられて おり、このレンズマウント324は、好ましくは、検出器322を収納するハウジング 328中に直接はまるように適合されている。この配列は、検出器322を周囲光から 遮るように機能する。 検出装置300は、好ましくは、ファイバ314用の適切な出入口地点を有し、バッ フルがその出入口地点を遮っている、光を通さない外囲器内に収納される。検出 装置300の光を通さない外囲器は、図示されていないが、図２Ｂおよび３の実施 の形態に関して上述したような外囲器と同様であってもよい。観察装置302と304 を同一平面に有することが現在好ましいけれども、それらの装置を、互いに移動 させるように配列し、次いで、それらの出力を処理して、選択的散乱に関して分 析し、孔を検出し、異なる種類の粒子を識別してもよいことが理解されよう。 より一般的に、ファイバ314が通過すると同時に、二つの観察部および多数の 観察部を有する装置が多数の信号を提供してもよいことが理解されよう。適切な 分析に関して、そのような信号の差を分析して、さらに価値のある情報を得られ ることが分かる。例えば、ＰＯＧから孔を識別したり、ある種類のＰＯＧを別の ものから識別したりできるのが分かる。 図５は、検出装置300の観察装置302の側面図を示している。上述したように、 この観察装置302は、ミラー306、第一と第二のレンズ308と310、および第一の検 出器312を備えており、それらの部材は、ファイバ314と交差する直線上に配列さ れている。 図６は、観察部を三ヶ所有する検出装置600の上面図である。この検出装置600 は、図１の傷検出器12として適切に用いられる。この検出装置600は、観察装置6 02、604および606を備えている。観察装置602、604および606の各々が、ファイ バ314から等距離に配置されていることが現在好ましい。観察装置602は、球状ミ ラー608、第一と第二と第三のレンズ610と612と614、および第一の検出器616を 備えている。オリエル社(Oriel Corp.)からの部品番号44351の、焦点距離ｆ＝25 ｍｍである凹面鏡をミラー608として適切に用いてもよい。第一と第二と第三の レンズ610と612と614の適切な選択肢は、それぞれ、部品番号KBX046AR.14の、ｆ ＝25.4ｍｍの両凸レンズ、部品番号KBX142AR.14の、ｆ＝50.2ｍｍの両凸レンズ 、および部品番号KPX010AR.14の、ｆ＝6.4ｍｍの平凸レンズであり、それら全て がニューポート社からのものである。第一の検出器616の適切な選択肢は、ソー ラブス(Thorlabs)からの部品番号PDA50の検出器／増幅器パッケージである。ミ ラー608は、ファイバ618からこのミラーの曲率半径だけ離れて配置されている。 第三のレンズ614は、ファイバ618に対してミラー608の反対側に、レンズ614の焦 点距離だけファイバ618から離れて、ミラー608およびファイバ618の直線上に配 置されている。レンズ612は、レンズ614に対してファイバ618の反対側に、ミラ ー608、ファイバ618およびレンズ614の直線上に配置されている。レンズ610は、 レンズ612に対してレンズ614の反対側に、ミラー608、ファイバ618およびレンズ 614と612の直線上に配置されている。レンズ610および612は、好ましくは、17.8 ｍｍ離れている。検出器616は、レンズ610に対してレンズ612の反対側に、レン ズ610の焦点距離だけレンズ610から離れて、ミラー608、ファイバ618並びにレン ズ614、612および610の直線上に配置されている。レンズ610、612および614は、 好ましくは検出器616用のハウジング648中に直接はまるように適用されたレンズ マウント640内に適切に取り付けられている。この配列により、検出装置600に侵 入したかもしれない周囲光から検出器616を遮るように機能する。 観察装置604は、観察装置602と同一平面において、この観察装置602から60度 でファイバ618と交差する直線上に配列されている。観察装置604は、第二の球状 ミラー620、第四と第五と第六のレンズ622と624と626、および第二の検出器628 を備えている。ミラー620は、ファイバ618からこのミラーの曲率半径だけ離れて 配置されている。第六のレンズ626は、ファイバ618に対してミラー620の反対側 に、レ ンズ626の焦点距離だけファイバ618から離れて、ミラー620およびファイバ618の 直線上に配置されている。レンズ624は、レンズ626に対してファイバ618の反対 側に、ミラー620、ファイバ618およびレンズ626の直線上に配置されている。レ ンズ622は、レンズ626に対してレンズ624の反対側に、ミラー620、ファイバ618 およびレンズ626と624の直線上に配置されている。検出器628は、レンズ624に対 してレンズ622の反対側に、レンズ622の焦点距離だけレンズ622から離れて、ミ ラー608、ファイバ618並びにレンズ626、624および622の直線上に配置されてい る。レンズ622、626および624は、好ましくは検出器628用のハウジング646中に 直接はめられるように適用されたレンズマウント642内に適切に取り付けられる 。この配列は、検出装置600に侵入したかもしれない周囲光から検出器628を遮る ように機能する。 観察装置606は、観察装置620および604と同一平面において、観察装置604から 反対方向に、観察装置602から60度でファイバ618と交差する直線上に配列されて いる。観察装置606は、球状ミラー628、観察装置602および604の対応する部材と 同様に配置され、取り付けられ、収容された第七と第八と第九のレンズ630と632 と634、および第三の検出器636を備えている。第一の観察装置602の説明におい て適している上述した部品も、第二の観察装置604および第三の観察装置606にお ける対応する部品に関して、適切に用いられる。 検出器装置600は、好ましくは、ファイバ618用の適切な出入口地点を備え、こ れらの出入口地点をバッフルが遮断している、光を通さない外囲器内に収納され る。検出装置600の光を通さない外囲器は、図示されていないが、図２Ｂおよび ３の実施の形態に関して上述したものと同様であってよい。 観察部を三ヶ所有する装置600により、図３の観察部を二ヶ所有する検出装置3 00が被っている死角がなくなる。さらに、上述したような部材を適切な選択する ことにより、観察部を三ヶ所有する装置を、閃光が視野内にある時間を最大限に し、それによって、典型的な線引き速度のような高速での閃光検出を容易にする ように構成できる。 図７は、本発明の教示による閃光検出方法700を示す流れ図である。工程702で 、線引き炉11内の光が充填される図１のファイバ１のような光ファイバ中に光が 導入される。工程704で、そのファイバが検出器中に導入され、急速に引っぱら れて その検出器中を通り過ぎる。この検出器は、好ましくは、ミラー、レンズ、また は他の光学素子、並びにファイバが所定の地点を急速に通過しているときに光を 検出する検出回路を備えている。このファイバは、検出器を通って動き続け、全 ファイバが検出器中を通過することができ、ファイバの長手方向に沿ったいずれ の地点で漏れる光も検出され、前記製造工程中の実時間検査に非常に適した工程 となる。上述したように、検出器要素は、好ましくは、実質的に光りを通さない 外囲器内に収容されている。工程706で、ファイバから漏れた光が、その検出器 内の所望の地点に向けられる。工程708で、その所望の地点に向けられた光が検 出され、その光を示す電気信号が発生される。最後に、工程710において、この 電気信号が処理され、分析されて、ファイバの傷を検出する。図１のデータ収集 装置20のようなデータ処理および分析装置を用いて、前記信号を分析し、ある種 類の傷を別のものから区別してもよい。検出された傷の記録は、メモリ中に記憶 され、図１の記録器30のようなチャート記録器に印刷されるか、または表示装置 上に表示されてもよい。 本発明を現在好ましい実施の形態の状況において開示したけれども、上述した 説明および以下の請求の範囲にしたがうように、当業者が様々に実行してもよい ことが理解されよう。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 レディング，ブルース ダブリュ アメリカ合衆国 ノースカロライナ州 28405 ウィルミントン ウェンドーヴァ ー レイン 423 【要約の続き】 間で識別され、記録されて、品質管理を改良し、加工デ ータを作成する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．光ファイバにおけるガラス傷または磨耗の粒子の結果として該光ファイバの 側壁を通して放出された光を検出する光ファイバ傷検出装置であって、 前記光ファイバに隣接し、コーティング装置の前に位置する検出器であって 、前記放出された光を検出するように機能する検出器、および 前記ガラス傷の粒子を認識する処理回路を備えることを特徴とする傷検出装 置。 ２．前記放出された光を採集し、該光を前記検出器に向ける光学アセンブリを備 えることを特徴とする請求の範囲第１項記載の傷検出装置。 ３．前記光学アセンブリが、二つの焦点を有する楕円形ミラーを備えていること を特徴とする請求の範囲第２項記載の傷検出装置。 ４．前記ファイバが、前記楕円形ミラーの一方の焦点を通って急速に線引きされ ることを特徴とする請求の範囲第３項記載の傷検出装置。 ５．前記検出器が、前記楕円形ミラーの他方の焦点に位置していることを特徴と する請求の範囲第４項記載の傷検出装置。 ６．前記ミラーおよび検出器が、実質的に光を通さない外囲器内に収容されてい ることを特徴とする請求の範囲第５項記載の傷検出装置。 ７．前記光ファイバを前記検出器に通過させるための前記光を通さない外囲器内 の出入口孔および前記検出装置中への迷光の侵入を最小にする該孔の周りのバ ッフルを備えていることを特徴とする請求の範囲第６項記載の傷検出装置。 ８．光ファイバ中の傷から生じる、該光ファイバの側壁を通して放出される光を 検出する光ファイバ傷検出装置であって、 前記光ファイバの周りに向けられた複数の観察装置、および 該複数の観察装置を通して前記光ファイバを急速に線引きする機構を備え、 前記観察装置が、 前記光ファイバから放出された光を採集し、方向付ける光学アセンブリと、 該光学アセンブリにより方向付けられた光を受けるように位置し、コーティ ング装置の前に配置された検出器とを有することを特徴とする傷検出装置。 ９．前記光学アセンブリの内の少なくとも一つが、 曲率半径を有し、前記光ファイバから該曲率半径だけ離れて配置された球状 ミラー、 第一の焦点距離を有し、前記ファイバに対して前記ミラーの反対側に、該フ ァイバから該第一の焦点距離だけ離れて、該ミラーおよび該ファイバの直線上 に配置された第一のレンズ、および 第二の焦点距離を有し、前記第一のレンズに対して前記ファイバの反対側に 、該第一のレンズ、該ファイバおよび前記ミラーの直線上に配置された第二の レンズを備えていることを特徴とする請求の範囲第８項記載の傷検出装置。 10．前記観察装置の数が二つであることを特徴とする請求の範囲第８項記載の傷 検出装置。 11．前記観察装置が、互いに90度の向きで互いに同一平面に配置されていること を特徴とする請求の範囲第10項記載の傷検出装置。 12．前記観察装置の数が三つであることを特徴とする請求の範囲第８項記載の傷 検出装置。 13．前記観察装置が、互いに60度の向きで互いに同一平面に配置されていること を特徴とする請求の範囲第12項記載の傷検出装置。 14．各々の観察装置が、前記第一のレンズと前記第二のレンズとの間に第三のレ ンズを備えていることを特徴とする請求の範囲第９項記載の傷検出装置。 15．前記複数の観察装置の内の少なくとも二つの出力の間の差を表す差信号を発 生させる差回路を備えていることを特徴とする請求の範囲第８項記載の傷検出 装置。 16．前記複数の観察装置および前記ファイバを収容する光を通さない外囲器であ って、該ファイバの出入口用の孔を有する外囲器、および 該光を通さない外囲器中の孔を覆って、該外囲器中に迷光が侵入するのを妨 げるバッフルを備えていることを特徴とする請求の範囲第８項記載の傷検出装 置。 17．光ファイバの側壁から光を漏らす光ファイバの傷を検出する方法であって、 該ファイバ中に光を導入し、 該ファイバを検出器アセンブリ中に導入し、 該検出器アセンブリを用いて、前記ファイバの側壁から漏れる光を検出し、 その検出された光に基づいて前記傷の性質をオンラインで決定する各工程を 含むことを特徴とする方法。 18．光ファイバの線引き工程中に孔以外のガラス傷の粒子を検出する装置であっ て、 線引き炉に続いて、コーティング装置の前に配置され、放出された光を検出 するように配列された光検出器、および 検出された光を分析し、孔以外の光ファイバの傷を認識するデータ収集装置 を備えていることを特徴とする装置。 19．放出された光を採集し、該光を前記検出器に向ける光学アセンブリを備えて いることを特徴とする請求の範囲第18項記載の装置。 20．前記データ収集装置に接続された光ファイバ孔検出器を備えていることを特 徴とする請求の範囲第18項記載の装置。 21．警報装置を備え、前記データ収集装置が、所定の数のガラス傷の粒子検出さ れた場合に該警報装置を作動させることを特徴とする請求の範囲第18項記載の 装置。