JP2010043985A - Optical fiber inspection apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光ファイバ検査装置に関する。 The present invention relates to an optical fiber inspection apparatus.
光伝送装置としての種々の光ファイバのうち、長さ方向へ伝送する可視光の一部を外周面から放射することで発光する側面発光型の光ファイバは、照明、標識、ディスプレイ等の用途で広く利用されている。特許文献1は、側面発光型の光ファイバにおいて、光伝送可能な光透過性樹脂からなるコア材と、コア材の周囲を被覆するクラッド材であって、光透過性樹脂に光散乱粒子を分散させてなるクラッド材とを備えた構成を記載する。特許文献1には、この光ファイバの製法として、押出成形した中空のクラッド材にコア材の原料を注入して重合させる手法が記載されている。
Of various optical fibers as optical transmission devices, side-emitting optical fibers that emit light by radiating part of visible light transmitted in the length direction from the outer peripheral surface are used for lighting, signs, displays, etc. Widely used.
上記した側面発光型光ファイバは、その製造工程において、コア材への異物や気泡の混入、クラッド材の損傷や異物付着等の欠陥が生じる場合がある。このような欠陥を、作業者の目視により検出しようとしたときには、作業者によって判断基準に差が生じたり誤検出や見落としを生じたりすることが懸念される。 In the above-described side-emitting optical fiber, defects such as contamination of foreign materials and bubbles, damage to the cladding material, and adhesion of foreign materials may occur in the manufacturing process. When such a defect is to be detected by the operator's visual observation, there is a concern that the operator may have a difference in judgment criteria or cause erroneous detection or oversight.
樹脂製光ファイバの欠陥検出に関し、特許文献2は、製造ラインで連続走行する光ファイバの内部欠陥を自動検出するための装置を記載する。この欠陥検出装置は、光ファイバの軸に交差する方向から光を照射する光照射手段と、光照射手段で照射された光ファイバを光照射手段の照射光と交差する方向から撮影し光ファイバの径方向での光強度分布を得る光強度分布取得手段と、光強度分布取得手段からの光強度分布を光ファイバの軸方向に連続して取得し、この光強度分布に基づき内部欠陥を判定する判定手段とを備えている。一実施形態として、光照射器とラインセンサカメラとの組み合わせを3組備え、それら組み合わせを光ファイバの走行方向に一定間隔で、かつ周方向へ120°ずつずらして配置した構成が記載されている。
Regarding detection of defects in a resin optical fiber,
なお特許文献2には、「以上のように外周を漏れなく検査するには少なくとも3方向からの検査が必要であるが、検査装置を配置する方向を増やしても良い。好ましくは3〜4方向であり、もっとも好ましくは3方向である。検査装置の配置方向を増やしすぎると、他の検査系の照明光が外乱光とならないように検査装置を一定の間隔をあけて配置する必要があるため走行路上に多数の検査装置が並ぶこととなり、検査装置が大きくなりすぎてしまうことや、検査部位の重複が大きくなるので別の検査装置との同期を取るために制御が複雑となるので好ましくない。」と記載されている(段落[0018])。
特許文献2に記載される光ファイバ欠陥検出装置のように、光照射器とラインセンサカメラとを、光ファイバを中心としてそれぞれの光軸が互いに交差する位置に配置している場合は、光ファイバの周囲に複数のラインセンサカメラを配置するためには、光ファイバの走行方向へ互いに十分な間隔を空けて配置する必要があり、装置寸法が過大になる。また、光ファイバの走行方向へ間隔を空けて配置した複数のラインセンサカメラに対し、それぞれの撮像動作の制御が複雑になる。さらに、開放環境で光照射器から照射された光を用いて光ファイバの径方向の光強度分布を取得する構成であるから、光ファイバ内部への光の導入効率が低く、高精度の欠陥判定を行うことは困難であると考えられる。
When the light irradiator and the line sensor camera are arranged at positions where the optical axes intersect each other with the optical fiber as the center, as in the optical fiber defect detection device described in
本発明の目的は、光ファイバの欠陥を検出する光ファイバ検査装置において、小形でかつ制御の容易な高精度の光ファイバ検査装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a high-precision optical fiber inspection apparatus that is small and easy to control in an optical fiber inspection apparatus that detects defects in an optical fiber.
上記目的を達成するために、本発明の一態様は、光ファイバに光を導入する光導入部であって、光源と、該光源が発する光を実質的に閉じ込めることができるとともに光ファイバの長さ方向一部分を受容できる遮蔽室とを備え、遮蔽室が、閉じ込めた光を、受容した光ファイバの一部分の全周から光ファイバに導入するように形成される、光導入部と、光を導入した光ファイバの側面画像を取得する画像取得部であって、遮蔽室の外部にある光ファイバの長さ方向他部分の側方に遮蔽室から独立して配置される1つ又は複数のカメラを備え、1つ又は複数のカメラが、遮蔽室で導入された光の一部を放射するファイバの他部分の側面を、予め定めた画角で複数の方向から撮像して、他部分の全周に渡る画像を表わす複数の側面画像を取得する、画像取得部と、1つ又は複数のカメラが取得した複数の側面画像を個々に処理して、各々の側面画像における欠点を検出する画像処理部と、を有する光ファイバ検査装置を提供する。 In order to achieve the above object, one embodiment of the present invention is a light introduction unit that introduces light into an optical fiber, which can substantially confine light emitted from the light source and the light emitted from the light source and the length of the optical fiber. A light introducing portion configured to introduce the confined light into the optical fiber from the entire circumference of a portion of the received optical fiber, and introduce the light. An image acquisition unit for acquiring a side image of the optical fiber, wherein one or a plurality of cameras are arranged independently of the shielding room on the side of the other part in the longitudinal direction of the optical fiber outside the shielding room. One or more cameras image the side of the other part of the fiber that emits part of the light introduced in the shielding room from a plurality of directions at a predetermined angle of view, and the entire circumference of the other part Multiple side images that represent images across An image acquisition unit, and processing one or more of the side view image in which a plurality of cameras are acquired individually, to provide an optical fiber inspection apparatus includes an image processing unit for detecting a defect in each of the side image.
本発明の一態様に係る光ファイバ検査装置によれば、光源の光を閉じ込めることができる遮蔽室内で、光ファイバの一部分の全周から、光を極めて効率的に光ファイバに導入することができる。また、遮蔽室から独立して配置されるカメラが、実際の使用時と同様に側面発光する光ファイバの他部分を撮像して、他部分の側面画像を取得する構成であるから、光導入部の構成とは無関係に、カメラの配置や制御の容易さを優先して、画像取得部を自由に設計できる。したがって、光ファイバ検査装置は、全体寸法を効果的に削減でき、カメラの撮像動作の制御が容易であり、十分な光量により高精度の欠点検出を実行できる。 According to the optical fiber inspection apparatus of one aspect of the present invention, light can be introduced into an optical fiber very efficiently from the entire circumference of a part of the optical fiber in a shielding chamber that can confine light from the light source. . In addition, since the camera arranged independently from the shielding room is configured to capture the other side of the optical fiber that emits side light in the same manner as in actual use and acquire the side image of the other part, the light introduction unit Regardless of the configuration, the image acquisition unit can be freely designed with priority given to the ease of camera placement and control. Therefore, the optical fiber inspection apparatus can effectively reduce the overall dimensions, can easily control the imaging operation of the camera, and can perform highly accurate defect detection with a sufficient amount of light.
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。全図面に渡り、対応する構成要素には共通の参照符号を付す。
図1は、本発明に係る光ファイバ検査装置10の基本構成を示す。光ファイバ検査装置10は、側面発光型光ファイバの欠陥を自動検出するために好適に使用できる。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. Corresponding components are denoted by common reference symbols throughout the drawings.
FIG. 1 shows a basic configuration of an optical
光ファイバ検査装置10は、光ファイバFに光Lを導入する光導入部12と、光Lを導入した光ファイバFの側面画像Iを取得する画像取得部14と、取得した光ファイバFの側面画像Iを処理して側面画像Iにおける欠点Dを検出する画像処理部16とを備える。光導入部12は、光源18と、光源18が発する光Lを実質的に閉じ込めることができるとともに光ファイバFの長さ方向一部分F1を受容できる遮蔽室20とを備える。遮蔽室20は、閉じ込めた光Lを、受容した光ファイバFの一部分F1の全周から光ファイバFに導入するように形成される。画像取得部16は、遮蔽室20の外部にある光ファイバFの長さ方向他部分F2の側方に遮蔽室20から独立して配置される1つ又は複数のカメラ22を備える。1つ又は複数のカメラ22は、遮蔽室20で導入された光Lの一部を放射する光ファイバFの他部分F2の側面を、予め定めた画角Vで複数の方向から撮像して、他部分F2の全周に渡る画像を表わす複数の側面画像Iを取得する。画像処理部16は、1つ又は複数のカメラ22が取得した複数の側面画像Iを個々に処理して、各々の側面画像Iにおける欠点Dを検出する。
The optical
光ファイバ検査装置10の検査対象としての光ファイバFは、図2に示すように、光伝送可能な光透過性樹脂からなるコア材C1と、コア材C1の周囲を被覆する光透過性樹脂からなるクラッド材C2とを備え、例えば既述の特許文献1に記載される側面発光型の構成を有する。側面発光型の光ファイバFは、長さ方向一端面E1からコア材C1に導入された光を、長さ方向他端面E2に向けて伝送する間に、クラッド材C2を通して外周面から意図的に光の一部を漏洩させることで、全長に渡って側面発光(自発光)することができる。この種の光ファイバFは、特許文献1に記載されるように、押出成形した中空のクラッド材C2にコア材C1の原料を注入して重合させることで作製できるが、この製造工程において、コア材C1への異物や気泡の混入、クラッド材C2の損傷や異物付着等の欠陥が生じる場合がある。これらの欠陥は、光ファイバFが側面発光しているときに、発光面内の局所的な欠点(明欠点又は暗欠点)として、人の視覚で観察される場合がある。
As shown in FIG. 2, the optical fiber F as an inspection object of the optical
側面発光型光ファイバFにおいて、発光面に生じる視認可能な欠点は、一般に商品価値を低下させるので、製品としての光ファイバFの出荷前に、そのような欠点を生じる部分を除去することが望まれる。光ファイバ検査装置10は、光ファイバFの所定長さの部分F1に対し、その全周から光Lをコア材C1に導入することで、光ファイバFを実際の使用状態と同様の自発光状態に至らせ、発光中の光ファイバFの側面画像Iをカメラ22で撮像して適宜画像処理することにより、側面画像Iにおける欠点(明欠点又は暗欠点)Dを、人の視覚に代わって自動的に検出するものである。なお、画像処理の手法については後述する。
In the side-emitting optical fiber F, a visible defect that occurs on the light-emitting surface generally lowers the commercial value. Therefore, it is desirable to remove a portion that causes such a defect before shipping the optical fiber F as a product. It is. The optical
ここで、単純化のために、光ファイバFの光伝送特性(つまり発光特性)を、全長Kの光ファイバFの一端面E1から光量αの光Lをコア材C1に導入したときに、他端面E2まで光Lが伝送される間に、光量0.5αの光Lがクラッド材C2の全周から全長Kに渡って一様に放出される(つまり伝送損失50%)ものと仮定する(図2)。そして、長さK/20の部分F1を遮蔽室22に受容して、部分F1の全周から光Lをコア材C1に導入する構成を考察する。この場合、部分F1における漏れ率(伝送損失)が2.5%であるから、光の導入率を漏れ率と同一と見なせば、光量40αの光Lを遮蔽室22内で部分F1に照射することにより、一端面E1から光量αの光Lを導入したときと同様に、遮蔽室22外の部分F2で、光量0.5αの光Lを側面発光できると考えられる。
Here, for simplification, when the light transmission characteristic (that is, the light emission characteristic) of the optical fiber F is introduced into the core material C1 from the one end face E1 of the optical fiber F having the full length K, While the light L is transmitted to the end face E2, it is assumed that the light L having a light quantity of 0.5α is uniformly emitted from the entire circumference of the cladding material C2 over the entire length K (that is, transmission loss of 50%) ( Figure 2). Then, a configuration in which the portion F1 having the length K / 20 is received in the
上記理論に立脚し、前述した構成を有する光ファイバ検査装置10は、光源18の光Lを閉じ込めることができる遮蔽室20内で、光ファイバFの一部分F1の全周から、光Lを極めて効率的に(つまり理論値に近似して)光ファイバFに導入することができる。また、遮蔽室20から独立して配置されるカメラ22が、実際の使用時と同様に側面発光(自発光)する光ファイバFの他部分F2を撮像して、他部分F2の側面画像Iを取得する構成であるから、光導入部12における光Lの影響を考慮することなく、所望位置に所望台数のカメラ22を配置することができる。つまり、光導入部12の構成とは無関係に、カメラ22の配置や制御の容易さを優先して、画像取得部14を自由に設計できる。したがって、光ファイバ検査装置10は、全体寸法を効果的に削減でき、カメラ22の撮像動作の制御が容易であり、十分な光量により高精度の欠点検出を実行できるものである。
Based on the above theory, the optical
光ファイバ検査装置10は、側面発光型光ファイバFのクラッド材C2を通した光の漏れ率の高さを利用して、所定長さの部分F1においてクラッド材C2の外周面全体からコア材C1に光Lを導入するように構成している。このような構成により、光ファイバ検査装置10は、例えば光ファイバ製造ラインにおいて、成形工程の進行に従い長さ方向へ連続して送られる光ファイバFを満遍なく検査することができる。光ファイバ検査装置10を光ファイバ製造ラインに組み込むことで、例えば製造ラインを統合して制御する制御装置(図示せず)が、画像処理部16により検出された光ファイバFの側面画像Iにおける欠点Dの位置情報から、連続送りされる光ファイバFの欠陥の実際位置を特定し、検査工程に後続する切断工程で、光ファイバFの欠陥を有する部分を切断して除去させるように構成することができる。
The optical
ここで、画像取得部14のカメラ22としては、予め定めた画角Vを有するエリアセンサカメラを採用できる。この構成によれば、光ファイバFの送り速度に関わらず、また検査中に送り速度が変動する場合であっても、画角Vに対応した光ファイバFの他部分F2の所定長さ領域の側面静止画像を取得できるから、画像処理部16による欠点Dの検出精度を維持することができる。これに対し、カメラ22がラインセンサカメラからなる場合には、検査中に光ファイバFの送り速度が変動すると、画像処理部16が処理する欠点Dのファイバ送り方向への寸法が画像上で変動するから、例えば閾値との比較による欠点Dの識別を安定して実行することが困難になる。また、カメラ22としてエリアセンサカメラを採用することにより、光ファイバ検査装置10において、予め所定長さに切断された光ファイバFを、光導入部12及び画像取得部14に対し静止配置した状態で、欠陥検査を実行することもできる。この場合、必要に応じてカメラ22を光ファイバFの長さ方向へ移動できるように構成することもできる。
Here, an area sensor camera having a predetermined angle of view V can be employed as the
光ファイバ検査装置10において、画像取得部14が、光ファイバFの他部分F2の外周面全体に渡る画像を表わす複数の側面画像Iを取得するためには、例えば、光ファイバFの他部分F2の周りに、複数台のカメラ22を周方向へ分散して固定的に配置することができる。この場合、複数台のカメラ22は、発光中の光ファイバFの他部分F2の、互いに異なる中心角領域に渡る側面部分を、それぞれの所定の画角Vで互いに異なる複数の方向から撮像して、互いに異なる側面画像Iを取得する。そして、それら側面画像Iの全てを組み合わせたときに、光ファイバFの他部分F2の側面(外周面)の全体を非撮像部分が生じないように表現する合成画像(好ましくはある程度の重畳部分を含むもの)が得られるように、個々のカメラ22を位置決めすればよい。ここで、個々のカメラ22は、光導入部12の遮蔽箱20から独立しているから、それらカメラ22を、光ファイバFの軸線に直交する1つの仮想平面上に集約的に配置することができる。このような配置によれば、連続送りされる光ファイバFに対し、複数のカメラ22が同時に、それぞれに割り当てられた側面画像Iを取得すれば良いので、カメラ22の撮像動作の制御が極めて容易になる。
In the optical
画像取得部14が複数台のカメラ22を有する上記構成に代えて、画像取得部14が、光ファイバFの他部分F2の周りで周方向へ移動可能に配置される1台のカメラ22を備える構成とすることもできる。この場合、1台のカメラ22は、光ファイバFの軸線に直交する1つの仮想平面上で、他部分F2の周りを周方向へ移動しながら、他部分F2の互いに異なる中心角領域に渡る側面部分を順次撮像して、複数の側面画像Iを取得する。そして、それら側面画像Iの全てを組み合わせたときに、光ファイバFの他部分F2の側面(外周面)の全体を非撮像部分が生じないように表現する合成画像(好ましくはある程度の重畳部分を含むもの)が得られるように、カメラ22の撮像タイミングを設定すればよい。
Instead of the above configuration in which the
光ファイバ検査装置10が、長さ方向へ連続して送られる光ファイバFを検査する場合には、上記した複数台のカメラ22を使用する構成と1台のカメラ22を使用する構成とのいずれにおいても、カメラ22は、光ファイバFの長さ方向に見て非撮像部分が生じないように、光ファイバFの送り速度に応じて設定された時間間隔で、複数の側面画像Iを取得することが望ましい。それにより、製造ラインで成形工程の進行に従い連続送りされる光ファイバFの全体を、満遍なく確実に検査することができる。なお、カメラ22の撮像動作の制御は、例えば画像処理部16のCPU(中央処理装置)によって実行することもできるし、画像処理部16とは別に用意されたカメラ制御装置(図示せず)によって実行することもできる。
When the optical
次に、図3〜図7を参照して、本発明の一実施形態による光ファイバ検査装置30の構成を説明する。光ファイバ検査装置30は、上記した光ファイバ検査装置10と同一の基本構成を有するので、対応する構成要素には共通の参照符号を付して、その詳細な説明を省略する。
Next, the configuration of the optical
光ファイバ検査装置30は、基台32と、基台32上に互いに間隔を空けて固定配置される一対の遮蔽室20と、それら遮蔽室20に個別に接続される一対の光源18とを備える(図3、図4)。各遮蔽室20は、内部区間を画定する囲壁34を備え、囲壁34上の互いに対向する位置に、内部空間と外部環境とを連通する一対の開口36、38が互いに同軸状に形成される(図5)。それら開口36、38は、連続送りされる光ファイバFの入口36と出口38として機能する。また、一対の遮蔽室20は、ファイバ送り方向上流側の遮蔽室20の出口38とファイバ送り方向下流側の遮蔽室20の入口36とを、互いに同軸配置で対向させて、基台32上に設置される(図5)。光ファイバFは、それ自体の軸線Faを真直ぐに伸ばした状態で、両遮蔽室20を円滑に貫通して長さ方向へ連続送りされる。
The optical
基台12には、一対の遮蔽室20の外側に、全ての入口36及び出口38に対して同軸に配置されるガイド穴を有する一対のガイドブッシュ40が固定的に設置される。それらガイドブッシュ40は、光ファイバFを、その軸線Faが真直ぐに伸びた状態で連続送り可能に支持する。さらに、一方のガイドブッシュ40の外側には、光ファイバFの外径寸法の変更に応じてガイド径寸法を調整可能なクロスガイドローラ装置42(図6)が設置される。クロスガイドローラ装置42は、連続送りされる光ファイバFを高精度に心出し支持する。
A pair of
各光源18は、メタルハライドランプやハロゲンランプを備え、光導波路(例えば光ファイバ)を内蔵する光供給管44を介して、対応の遮蔽室20に接続される。遮蔽室20の囲壁34には、入口36及び出口38から独立して、光供給管44を接続するための管接続口46が形成される(図5、図6)。この構成により、遮蔽室20の内部空間は、光源18が発生する熱から隔離される。なお、一対の遮蔽室20に対し、共通する1つの光源18を接続することもできる。或いは、光量が不足する場合は、各遮蔽室20に、複数の光供給管44を介して複数の光源18を接続することもできる。
Each
遮蔽室20は、囲壁34により、光源18から供給された光を内部空間に実質的に(つまり入口36及び出口38と光ファイバFとの隙間を介した僅かな漏洩のみを許容して)閉じ込めることができる。ここで、囲壁34の内面には、光源18からの光を内部反射する反射面48が形成される。図7に模式図的に示すように、囲壁34の反射面48は、光源18から供給された光Lを内部反射することで、内部空間に受容した光ファイバFの一部分F1の外面で反射される光Lや部分F1で発光する光Lも再利用しながら、高い効率で部分F1に光Lを導入するように作用する(図7(a))。その結果、遮蔽室20の外部の光ファイバFの他部分F2に、十分な光量の側面発光を安定して生じさせることができ、画像取得部14(カメラ22)及び画像処理部16による一層高精度の欠点検出(欠点の正確な形状認識を含む)を実行することができる。なお反射面48は、例えば、炭素鋼からなる囲壁34の表面に薄膜層(ニッケルめっき、金めっき、多層誘電体膜等)を形成したり、ステンレス製の囲壁34の表面を研磨仕上げしたりすることで形成できる。
The shielding
また、遮蔽室20は、入口36及び出口38の少なくとも一方(図では両方)に、遮蔽室20の外方へ延長されるファイバ案内筒50を備えることができる(図5)。ファイバ案内筒50は、光ファイバFの意図しない心ずれを抑制する補助ガイドとして機能するとともに、遮蔽室20の内部空間からの光Lの漏洩を可及的に防止するように作用する(図7(b))。この構成により、遮蔽室20内の光Lがカメラ22に及ぼす影響を、著しく低減することができる。
Further, the shielding
光ファイバ検査装置30では、一対の遮蔽室20の間に延びる光ファイバFの他部分F2の側方に、4台のカメラ22が、周方向へ等間隔に分散して固定的に配置される(図3、図4、図6)。それらカメラ22は、それぞれのレンズ光軸22aが、光ファイバFの軸線Faに直交する1つの仮想平面上で軸線Faに交差するように延びるとともに、周方向へ隣り合うカメラ22のレンズ光軸22aが、光ファイバFの軸線Faを中心として互いに90°の角度を成して交差するように延びる位置に、基台32上に固定して設置される。個々のカメラ22は、発光中の光ファイバFの他部分F2の、互いに異なる中心角領域に渡る側面部分を、それぞれの所定の画角V(図1)で互いに異なる4方向から撮像して、互いに異なる側面画像Iを取得する。なお、基台32の下方に設置したカメラ22による撮像を可能にするために、基台32の対応位置に貫通穴52が形成されている(図5)。
In the optical
例えば、直径数mm〜数十mmの光ファイバFに対し、中心角90°毎に配置した4台のカメラ22が取得した4つの側面画像Iを組み合わせたときに、光ファイバFの他部分F2の側面(外周面)の全体を非撮像部分が生じないように表現する合成画像(好ましくはある程度の重畳部分を含むもの)が得られるようにするためには、個々のカメラ22は、光ファイバFの直径に近似する数mm〜数十mmの画角Vを有していれば良い。ここで、円筒状の膨出曲面である光ファイバFの側面の二次元画像は、カメラ22からの距離の変化率が小さい径方向中央の領域については比較的高精度の画像を取得できるが、カメラ22からの距離の変化率が大きい径方向両端の領域については画像の輪郭が不明瞭になる傾向がある。したがって、1台のカメラ22が光ファイバFの他部分F2の側面を、径方向全体に渡って(つまり中心角180°に渡って)撮像できるとしても、欠点の正確な形状認識を含む高精度の欠点検出を実現するためには、周方向等間隔配置される3台以上のカメラ22を使用することが望ましい。
For example, when four side images I acquired by four
光ファイバ検査装置30では、画像処理部16又は他のカメラ制御装置(図示せず)が、図示しない速度検出器(例えばエンコーダ)から取得した光ファイバFの送り速度に基づき、光ファイバFの長さ方向に見て非撮像部分が生じないように4台のカメラ22の撮像タイミングを設定して、それらカメラ22に一定の時間間隔で複数の側面画像Iを撮像させる。このとき、光ファイバFの長さ方向への重畳部分が十分大きくなるように側面画像Iを取得することにより、欠点の検出精度を向上させることができる。
In the optical
光ファイバ検査装置30は、光ファイバ製造ラインに組み込まれることにより、成形工程の進行に従い長さ方向へ連続して送られる光ファイバFの全体を、満遍なく確実に検査することができる。そして、例えば製造ラインを統合して制御する制御装置(図示せず)が、画像処理部16により検出された光ファイバFの側面画像Iにおける欠点Dの位置情報から、連続送りされる光ファイバFの欠陥の実際位置を特定し、光ファイバ検査装置30の後段の切断工程(図示せず)に、光ファイバFの欠陥を有する部分を切断して除去させることができる。
By being incorporated in the optical fiber production line, the optical
上記構成を有する光ファイバ検査装置30によれば、前述した光ファイバ検査装置10と同等の、格別な作用効果が奏される。特に光ファイバ検査装置30では、遮蔽室20の内面に、光源18からの光Lを内部反射する反射面48を形成したから、光ファイバFの一部分F1に極めて高い効率で光Lを導入することができる。また、遮蔽室20を、光ファイバFの長さ方向に見て画像取得部14(カメラ22)の両側に配置したから、光ファイバFの他部分F2における側面発光の光量を増加させて、長さ方向全体に一様な光量で側面発光させることができる。その結果、光ファイバ検査装置30によれ、光ファイバFの他部分F2に十分な光量の側面発光を安定して生じさせて、画像取得部14及び画像処理部16による一層高精度の欠点検出(欠点の正確な形状認識を含む)を実行することができる。
According to the optical
上記した光ファイバ検査装置30における、画像処理部16による画像欠点検出手法の一例を、図8の画像例及び図9のフローチャートを参照して以下に説明する。
An example of the image defect detection method by the
まず、カメラ22によって、図8(a)に示すような光ファイバFの他部分F2の側面画像Iを取得したものとする。画像処理部16は、カメラ22から受け取った側面画像Iを、画像メモリ(図示せず)に格納する。画像処理部16は、画像処理の第1段階として、側面画像Iをシェーディング補正して、画像全体の明るさが一様になるように補正する(ステップS1)。次いで、補正後の側面画像Isに対して正規化を施し、画素毎の階調の平均値が256階調で128となる正規化画像Inを得る(ステップS2)。
First, it is assumed that the side image I of the other portion F2 of the optical fiber F as shown in FIG. The
次に画像処理部16は、正規化画像Inを、階調の2つの閾値T1(例えばT1=140)、T2(例えばT2=115)を用いて2値化処理し、T1に基づく第1の2値化画像Ib1と、T2に基づく第2の2値化画像Ib2とを生成する(ステップS3)。次いで、第1の2値化画像Ib1において、白色画素に対するブロブ処理を行い、また第2の2値化画像Ib2において、黒色画素に対するブロブ処理を行う(ステップS4)。図8(b)は、ステップS4のブロブ処理後の第1の2値化画像Ib1を示す。画像中、破線で囲った部分がブロブである。
Next, the
そして画像処理部16は、第1及び第2の2値化画像Ib1、Ib2において、個々のブロブに対し、特定の検査パラメータに関して予め定めた基準値との比較を行い、各ブロブを欠点と見なすか否かを判定する(ステップS5)。ここで、検査パラメータとしては、ブロブの面積(画素数)、長軸寸法(画素数)、短軸寸法(画素数)、長短アスペクト比等を採用できる。一例として、長軸寸法が0.7mm以上の白色ブロブを明欠点と見なし、長軸寸法が0.3mm以上の黒色ブロブを暗欠点と見なすようにする。
Then, the
ステップS5で、第1の2値化画像Ib1において欠点と見なされたブロブは、光ファイバFが側面発光しているときに人の視覚で認識可能な明欠点を意味するものとして扱われ、その位置情報等が画像処理部16によってメモリに記憶される(ステップS6)。また、第2の2値化画像Ib2において欠点と見なされたブロブは、光ファイバFが側面発光しているときに人の視覚で認識可能な暗欠点を意味するものとして扱われ、その位置情報等が画像処理部16によってメモリに記憶される(ステップS6)。このようにして、1つの側面画像Iにおける欠点の検出が終了する。 In step S5, the blob that is regarded as a defect in the first binarized image Ib1 is treated as meaning a bright defect that can be recognized by human eyes when the optical fiber F emits side light. The position information and the like are stored in the memory by the image processing unit 16 (step S6). In addition, the blob that is regarded as a defect in the second binarized image Ib2 is treated as a dark defect that can be recognized visually by humans when the optical fiber F emits side light, and its position information Are stored in the memory by the image processing unit 16 (step S6). In this way, detection of defects in one side image I is completed.
画像処理部16は、上記した欠点検出フローを、4台のカメラ22が取得した全ての側面画像Iに対して実施する。それにより、製造ラインにおいて、光ファイバFの欠陥の位置が自動的に特定される。ここで、光ファイバFにおける欠陥として、例えばコア材C1への気泡の混入は、光ファイバFが側面発光しているときに明欠点として視認され、クラッド材C2への異物の付着は、光ファイバFが側面発光しているときに暗欠点として視認される。光ファイバ検査装置30は、このような欠陥に起因して光ファイバFの発光中に生じる欠点(明欠点又は暗欠点)を、人の視覚に代わって自動的に、かつ前述したように高精度に検出することができる。
The
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、様々な修正を施すことができる。例えば、光源18、遮蔽室20、カメラ22の構造や個数は、要求される検査精度と検査費用との兼ね合いで、適宜選択できる。また、検査対象として、クラッドを有さずコアのみからなる側面発光型光ファイバや、外被(ジャケット)を取り付ける前の通信用の光ファイバ等の、他の光ファイバを検査することもできる。
The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made. For example, the structure and the number of the
10、30 光ファイバ検査装置
12 光導入部
14 画像取得部
16 画像処理部
18 光源
20 遮蔽室
22 カメラ
36 入口
38 出口
48 反射面
50 ファイバ案内筒
DESCRIPTION OF
Claims (7)
光を導入した光ファイバの側面画像を取得する画像取得部であって、前記遮蔽室の外部にある光ファイバの長さ方向他部分の側方に前記遮蔽室から独立して配置される1つ又は複数のカメラを備え、該1つ又は複数のカメラが、前記遮蔽室で導入された前記光の一部を放射する該光ファイバの該他部分の側面を、予め定めた画角で複数の方向から撮像して、該他部分の全周に渡る画像を表わす複数の側面画像を取得する、画像取得部と、
前記1つ又は複数のカメラが取得した前記複数の側面画像を個々に処理して、各々の該側面画像における欠点を検出する画像処理部と、
を有する光ファイバ検査装置。 A light introducing portion for introducing light into an optical fiber, comprising: a light source; and a shielding chamber capable of substantially confining light emitted from the light source and receiving a part of the length of the optical fiber. A light introducing portion formed to introduce the confined light into the optical fiber from the entire circumference of the received portion of the optical fiber;
An image acquisition unit for acquiring a side image of an optical fiber into which light has been introduced, the image acquisition unit being arranged independently of the shielding chamber on the side of the other portion in the longitudinal direction of the optical fiber outside the shielding chamber Or a plurality of cameras, wherein the one or more cameras emit a plurality of side surfaces of the other part of the optical fiber that emits a part of the light introduced in the shielding chamber at a predetermined angle of view. An image acquisition unit that captures images from the direction and acquires a plurality of side images representing an image over the entire circumference of the other part;
An image processing unit that individually processes the plurality of side images acquired by the one or more cameras and detects defects in each of the side images;
An optical fiber inspection apparatus.
前記遮蔽室は、光ファイバの入口と出口とを同軸配置で有するとともに、該入口及び該出口の少なくとも一方に、該遮蔽室の外方へ延長されて前記光の漏洩を防止するファイバ案内筒を有する、請求項1〜5のいずれか1項に記載の光ファイバ検査装置。 The optical fiber inspection device according to any one of claims 1 to 5, wherein an optical fiber continuously sent in a length direction is inspected.
The shielding chamber has an optical fiber inlet and outlet coaxially arranged, and at least one of the inlet and the outlet is provided with a fiber guide tube that extends outward from the shielding chamber to prevent leakage of the light. The optical fiber inspection device according to any one of claims 1 to 5.
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2008
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