(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバ母材に、側方から、該光ファイバ母材長手方向がシートの幅方向となるように幅広に形成されたシート状光を入射させる光源と、
前記光ファイバ母材内部において前記シート状光が欠陥によって散乱されて生じる散乱光を、前記光ファイバ母材の側方で検出し、前記シート状光の光軸と検出視野の中心軸とが交差する角度θが９０゜となる位置、および前記光ファイバ母材の屈折率ｎに対してθ≦ｓｉｎ−１（１／ｎ）となる位置に配置されるカメラと、
前記光ファイバ母材と、前記光源および前記カメラとを、該光ファイバ母材の中心軸を中心として相対的に回転させる回転機構と
を有することを特徴とする光ファイバ母材の欠陥検出装置。
【請求項２】
光ファイバ母材と、光源またはカメラとを、該光ファイバ母材長手方向に相対的に移動させる移動機構を有することを特徴とする請求項１記載の光ファイバ母材の欠陥検出装置。
【請求項３】
光ファイバ母材と光源の間に、発散光を略平行光に変えるレンズ部が設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の光ファイバ母材の欠陥検出装置。
【請求項４】
光ファイバ母材に、側方から、該光ファイバ母材長手方向がシートの幅方向となるように幅広に形成されたシート状光を入射する光源と、
前記光ファイバ母材内部において前記シート状光が欠陥によって散乱されて生じる散乱光を、前記光ファイバ母材の側方で検出するカメラと、
前記光ファイバ母材と、前記光源および前記カメラとを、該光ファイバ母材の中心軸を中心として相対的に回転させる回転機構とを有する光ファイバ母材の欠陥検出装置を用い、
シート状光の光軸と光ファイバ母材の中心軸が直交するように、光源から前記シート状光を光ファイバ母材に照射し、シート状光によって光ファイバ母材内部に散乱光を生じさせ、
前記回転機構を連続してまたは所定回転角度ずつ駆動させながら、前記散乱光をカメラによって検出する光ファイバ母材の欠陥検出方法であって、
カメラの検出視野の中心軸と前記シート状光の光軸とが交差する角度θを９０゜とし、カメラの焦点位置を固定した状態で、散乱光のうち該カメラの不感帯とならない位置にくるものを検出し、
かつ散乱光のうち前記カメラの不感帯となる位置にくるものは、前記角度θを前記光ファイバ母材の屈折率ｎに対してθ≦ｓｉｎ−１（１／ｎ）に変えた状態で検出することを特徴とする光ファイバ母材の欠陥検出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバ母材の欠陥検出装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバ母材中に異物や気泡など（以下単に、欠陥、と称する）が存在すると、後に線引きして光ファイバを製造する際、断線などの原因となることが知られている。
このため通常、線引き前に、光ファイバ母材の欠陥検出装置を用いて、光ファイバ母材内部の欠陥の個数、位置、大きさなどを検出し（以下単に、欠陥（または散乱光）を検出する、と称する）、線引きできるかどうか判別している。
【０００３】
従来の光ファイバ母材の欠陥検出装置の一例を図６（ａ）に示し、後述する自然光の照射断面の形状を図６（ｂ）に示す。
図６（ａ）に示すように、従来の光ファイバ母材１の欠陥検出装置は、光ファイバ母材１の頭頂部側に配置された例えば白色電球などの光源１２と、光ファイバ母材１の側方に配置された、例えば光ファイバ母材１長手方向に移動しながら光ファイバ母材１内部の散乱光４を検出できる、ＣＣＤカメラなどの検出器５とを有している。
尚、符号８は、光源１２から発した照射断面が円形の光（以下単に自然光１３と称する）を発散光から略平行光にした上で光ファイバ母材１内部に導くレンズ部である。
【０００４】
この装置では、光源１２からレンズ部８を介して光ファイバ母材１内部に自然光１３を照射し、この自然光１３を光ファイバ母材１内部の欠陥で散乱させて散乱光４（例えば輝部）を生じさせる。
そしてこの散乱光４を検出器５で撮像することにより、光ファイバ母材１内部の欠陥を検出する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしこのような従来の光ファイバ母材１の欠陥検出装置は、検出器５の検出視野の中心軸Ｍｃの方向にある欠陥を全てまとめて検出してしまうため、検出されたそれぞれの欠陥について、前記検出器５の検出視野の中心軸Ｍｃの方向での位置を把握できなかった。すなわち、これら欠陥の位置を３次元的に特定することができないという欠点があった。
【０００６】
また上記従来の光ファイバ母材１の欠陥検出装置においては、光ファイバ母材１の頭頂部から自然光１３を入射させるが、多くの場合この光ファイバ母材１の頭頂部の形状は一様な曲面ではないため、前記自然光１３は光ファイバ母材１の頭頂部表面での複雑な屈折の影響を受け、入射位置によって光の強度が大きく異なってしまう。
【０００７】
従って、欠陥を示す散乱光４の輝度が大きくバラつき、散乱光４の輝度が検出器５の検出強度限界に満たないほど弱いものは検出器５において検出できず、光ファイバ母材１内部の欠陥を見落とす危険性が大きい、という欠点があった。
【０００８】
本発明は前記課題を解決するためになされたもので、その目的は、検出されたそれぞれの欠陥について３次元的に位置を把握でき、かつ欠陥の見落としをより少なくすることができる光ファイバ母材の欠陥検出装置および方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本願特許請求項１記載の発明の光ファイバ母材の欠陥検出装置は、光ファイバ母材に、側方から、該光ファイバ母材長手方向がシートの幅方向となるように幅広に形成されたシート状光を入射させる光源と、前記光ファイバ母材内部において前記シート状光が欠陥によって散乱されて生じる散乱光を、前記光ファイバ母材の側方で検出し、前記シート状光の光軸と検出視野の中心軸とが交差する角度θが９０゜となる位置、および前記光ファイバ母材の屈折率ｎに対してθ≦ｓｉｎ−１（１／ｎ）となる位置に配置されるカメラと、前記光ファイバ母材と、前記光源および前記カメラとを、該光ファイバ母材の中心軸を中心として相対的に回転させる回転機構とを有することを特徴とする。
【００１０】
本願請求項２記載の発明の光ファイバ母材の欠陥検出装置は、本願請求項１記載のものであって、光ファイバ母材と、光源またはカメラとを、該光ファイバ母材長手方向に相対的に移動させる移動機構を有することを特徴とする。
【００１１】
本願特許請求項３記載の発明の光ファイバ母材の欠陥検出装置は、本願請求項１または２記載のものであって、光ファイバ母材と光源の間に、発散光を略平行光に変えるレンズ部が設けられていることを特徴とする。
【００１２】
本願請求項４記載の発明の光ファイバ母材の欠陥検出方法は、光ファイバ母材に、側方から、該光ファイバ母材長手方向がシートの幅方向となるように幅広に形成されたシート状光を入射する光源と、前記光ファイバ母材内部において前記シート状光が欠陥によって散乱されて生じる散乱光を、前記光ファイバ母材の側方で検出するカメラと、前記光ファイバ母材と、前記光源および前記カメラとを、該光ファイバ母材の中心軸を中心として相対的に回転させる回転機構とを有する光ファイバ母材の欠陥検出装置を用い、シート状光の光軸と光ファイバ母材の中心軸が直交するように、光源から前記シート状光を光ファイバ母材に照射し、シート状光によって光ファイバ母材内部に散乱光を生じさせ、前記回転機構を連続してまたは所定回転角度ずつ駆動させながら、前記散乱光をカメラによって検出する光ファイバ母材の欠陥検出方法であって、カメラの検出視野の中心軸と前記シート状光の光軸とが交差する角度θを９０゜とし、カメラの焦点位置を固定した状態で、散乱光のうち該カメラの不感帯とならない位置にくるものを検出し、かつ散乱光のうち前記カメラの不感帯となる位置にくるものは、前記角度θを前記光ファイバ母材の屈折率ｎに対してθ≦ｓｉｎ−１（１／ｎ）に変えた状態で検出することを特徴とする。
【００１３】
上記本願特許請求項１記載の発明の光ファイバ母材の欠陥検出装置について説明する。
この光ファイバ母材の欠陥検出装置では、光ファイバ母材の側方に、それぞれ光源と、例えばＣＣＤカメラなどの検出器が配置されている。
この光源は、光ファイバ母材長手方向に幅広に形成されたシート状光を、光ファイバ母材に照射するものである。
このシート状光が光ファイバ母材内部の欠陥によって散乱されると、散乱光を生じる。
この散乱光を、光ファイバ母材の側方であって、前記シート状光の光軸と検出視野の中心軸とが交差する角度θが９０゜となる位置、および前記光ファイバ母材の屈折率ｎに対してθ≦ｓｉｎ−１（１／ｎ）となる位置に配置された検出器によって検出する。
【００１４】
このように光ファイバ母材の側面部は頭頂部に比べて表面の凸凹が少なく略一定曲率の湾曲面であることに着目し、検出光を光ファイバ母材の側面部から入射させ、しかも検出光としては自然光ではなくシート状光を用いているので、検出光を、光の強度を一定に保ったまま光ファイバ母材内部に送り込むことができる。
従って、欠陥を示す散乱光の輝度をより均一にすることができるため、欠陥の見落としをより少なくすることができる。
【００１５】
また光ファイバ母材の形状が長手方向で一様になっていることを利用し、検出光として、単なるスポット光ではなく光ファイバ母材長手方向に幅広のシート状光を使用しているので、光ファイバ母材長手方向のある程度の長さ分の欠陥を、１回の光照射によってまとめて検出することができる。
【００１６】
ここで光ファイバ母材に対するシート状光の照射方位は、回転機構を使用して、前記光源および前記検出器と、前記光ファイバ母材とを、該光ファイバ母材中心軸を中心に回転させることにより、変えることができる。
従って、例えば光ファイバ母材の回転角度等、シート状光の照射方位を示すデータと、この各照射方位に対応した検出器の２次元データから、３次元的に欠陥の位置を特定することができる。
【００１７】
このように本願特許請求項１記載の発明の光ファイバ母材の欠陥検出装置では、欠陥の位置を３次元的に特定し、欠陥の見落としをより少なくすることができる。
【００１８】
上記本願特許請求項２記載の発明の光ファイバ母材の欠陥検出装置では、移動機構によって光ファイバ母材と、光源または検出器とを、該光ファイバ母材長手方向に相対的に移動できる。
【００１９】
従って光源や検出器が光ファイバ母材の長手方向全体を一度にカバーできないような場合であっても、移動機構で光ファイバ母材と、光源および検出器とを適宜相対移動させることにより、光ファイバ母材全体の欠陥検出を行うことができる。
【００２０】
尚、本願特許請求項２の発明において、光源または検出器、という意味は、光源または検出器のいずれか一方、光源と検出器の両方それぞれ、光源と検出器の両方一緒、のどれであってもよい、という意味である。
【００２１】
上記本願特許請求項３記載の発明の光ファイバ母材の欠陥検出装置では、光ファイバ母材と光源との間に、光源から発したシート状光を発散光から略平行光に変えるレンズ部が設けられている。
図７に示すように、この略平行光は、発散光に比べて光の進行方向に対する単位体積当たりの光の強度劣化が小さい。
従って上記レンズ部によってシート状光を発散光から略平行光に変えることにより、より均一な強度の検出光で光ファイバ母材の欠陥の検出を行うことができる。
【００２２】
上記本願特許請求項４記載の発明について説明する。
光源を、該光源から照射されるシート状光の光軸と光ファイバ母材の中心軸とが直交するように、配置すると、シート状光が光ファイバ母材の屈折の影響を受けず、光ファイバ母材内部を真っ直ぐに進行し、光ファイバ母材の中心軸やその近傍の欠陥を検出することができるようになる。
【００２３】
そして検出器の検出視野の中心軸とシート状光の光軸とが交差する角度θが、９０°程度になるように光源と検出器とを配置すると、検出器においてはシート状光の光面を真横から見ることになるので、焦点位置を変えずに欠陥検出を行うことができる。
【００２４】
このように角度θおよび検出器の焦点位置を固定した状態で、散乱光を検出した場合、焦点面における光ファイバ母材両側部近傍は光の全反射効果によって不感帯になってしまい、欠陥を検出することはできない。
【００２５】
このような条件であっても、光ファイバ母材における欠陥の形成位置がこの不感帯にないことが予め（例えば経験的に）分かっている場合や、光ファイバ母材中心付近などの特定位置の欠陥を探す場合などは問題ないが、上記不感帯に位置する欠陥をも含めて欠陥検出を行う場合には不都合を生じる。
【００２６】
従って本願特許請求項４記載の発明の光ファイバ母材の欠陥検出方法では、角度θを９０゜とし、検出器の焦点位置を固定した状態で、散乱光のうち前記検出器の不感帯にならない位置にくるものを検出し、散乱光のうち前記検出器の不感帯となる位置にくるものは角度θを前記光ファイバ母材の屈折率ｎに対してθ≦ｓｉｎ−１（１／ｎ）に変えた状態で検出する。
ここでこの光ファイバ母材の欠陥検出方法は、前記回転機構を連続してまたは所定回転角度ずつ駆動させながら、欠陥検出を行うものである。
従って両方の角度θにおける欠陥検出の結果から光ファイバ母材全体について欠陥の数や位置などを把握することができる。
【００２７】
具体的には、例えば散乱光のうち検出器の不感帯にならない位置にくるものを検出する際には、角度θを９０°にできるだけ近づける。
そしてこのように角度θを９０°にした検出器の不感帯となる位置にくるものを検出する際には、光ファイバ母材の屈折率ｎに対して角度θ≦ｓｉｎ-1（１／ｎ）を満たした状態で、検出する。
通常、角度θ≦ｓｉｎ-1（１／ｎ）という位置関係で欠陥を検出するにはそれぞれの欠陥を示す散乱光に合わせて検出器の焦点位置を変える必要があるが、上記不感帯がそれほど広い領域ではないことから、角度θ≦ｓｉｎ-1（１／ｎ）の検出器も、角度θが９０°の検出器と同様に焦点位置を一箇所に合わせたままで欠陥検出を行うことができるという利点がある。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って詳細に説明する。
（実施形態例１）
図１（ａ），（ｂ）に、本発明の実施の形態の一例となる光ファイバ母材１の欠陥検出装置（測定系）を示す。また図１（ｃ）にシート状光３の断面形状を示す。ここでサンプルとなる光ファイバ母材１は、直径６ｃｍ、高さ（長手方向長さ）６０ｃｍのものである。
【００２９】
図１（ａ），（ｂ）において、符号２は例えば半導体レーザなどの光源であり、検出光として光ファイバ母材１の長手方向に幅広であってかつ発散性のシート状光３（厚さ１ｍｍ。照射断面の形状については図１（ｃ）を参照）を発するものである。
この光源２は、該光源２から照射されるシート状光３の光軸（中心軸）と光ファイバ母材１の長手方向中心軸Ｏとが直交するように配置が調整されている。
したがってシート状光３は、光ファイバ母材１表面に対し垂直に入射するので、光ファイバ母材１表面の屈折の影響を受けることなく光ファイバ母材１内部を真っ直ぐ通過することができる。
【００３０】
尚、符号８は上記光源２から出た発散性のシート状光３を、厚さ１ｍｍ、幅１００ｍｍの略平行光に変えるレンズ部である。
【００３１】
図１（ａ）において、符号５ａ，５ｂは、シート状光３が欠陥に当たった際の散乱によって生じた散乱光４（ここでは輝部）を検出する、例えばＣＣＤカメラなどの検出器である（図１（ｂ）においては簡単のため図示省略）。
両検出器５ａ，５ｂは、それぞれ、光ファイバ母材１の長手方向中心軸Ｏから３００ｍｍ離れた位置に配置されている。
【００３２】
これら検出器５ａ，５ｂのうち、一方の検出器５ａは、その検出視野の中心軸Ｍａと前記シート状光３の光軸とが交差する角度θａがθａ＝９０°となるように、配置され、かつこの光軸の位置に焦点が合わせられており、光ファイバ母材１内部の欠陥を、図１（ａ）に示す不感帯Ｘ１，Ｘ２に位置しない範囲内で、検出することができる。
【００３３】
またもう一方の検出器５ｂは、その検出視野の中心軸Ｍｂと前記シート状光３の光軸とが交差する角度θｂが光ファイバ母材１の屈折率ｎに対してθｂ≦ｓｉｎ-1（１／ｎ）を満たすように、この例では角度θｂ＝４３°で配置され、かつこのシート状光３のうち前記検出器５ａの不感帯Ｘ１，Ｘ２のうち一方Ｘ１に位置する部分に焦点が合わせられていて、その部分に位置する散乱光４を補助的に検出することができる。
【００３４】
この不感帯Ｘ１の幅は０．９ｃｍであり、検出器５ｂの検出視野の中心軸Ｍｂの方向に換算すると、０．６ｃｍである。これに対し検出器５ｂの検出視野の中心軸Ｍｂの方向の焦点範囲は０．８ｃｍである。そのため検出器５ｂでは、焦点位置を変えることなく、前記不感帯全体を十分検出視野内に収めることができる。
【００３５】
図１（ｂ）において、符号６は、光ファイバ母材１をその頭頂部で固定し、かつこの光ファイバ母材１を長手方向中心軸Ｏを中心に所定回転速度で回転させる回転駆動部（本発明では回転機構に該当する）である（図１（ａ）においては簡単のため図示省略）。
【００３６】
図１（ａ），（ｂ）において、符号７ａ，７ｂ，７ｃは、スライド駆動部（本発明では移動機構に該当する）である。このスライド駆動部７ａ，７ｂ，７ｃにはそれぞれ検出器５ａ，５ｂ、光源２が取り付けられており、これら検出器５ａ，５ｂ、光源２を光ファイバ母材１長手方向に移動させ、所望の位置で固定できるようになっている（図１（ｂ）において、スライド駆動部７ａ，７ｂは簡単のため図示省略）。
【００３７】
また図２は、光ファイバ母材１の欠陥検出装置の操作・記録系を示す説明図である。
符号９は、光ファイバ母材１の欠陥検出装置を操作するキーボードなどの端末入力器、符号１０はパーソナルコンピュータ本体などのＣＰＵ装置、符号１１はハードディスク等の記憶媒体、符号１４はモニターである。
【００３８】
この端末入力器９を操作することにより、ＣＰＵ装置１０を介して装置各部を操作する仕組みになっている。またＣＰＵ装置１０には検出器５ａ，５ｂからそれぞれ画像データとシート状光の照射方位を示す光ファイバ母材１の回転角データとがそれぞれ送られる。
このうち画像データは画像処理され、各散乱光４の２次元位置から２次元データが出力され、前記光ファイバ母材１の回転角データと組み合わせられ、３次元座標系（測定系および光ファイバ母材１の配置に依存しない絶対座標系）の位置データに座標変換される。
【００３９】
そしてこの位置データは記憶媒体１１に送られ、散乱光４の大きさデータとともに記憶媒体１１内に保管される。
尚、これらのデータは、作業者が見易いように、表作成ソフトによってそれぞれの散乱光４の個数、位置、大きさが一目で分かるように整理され、モニター１４上で確認できるようになっている。
【００４０】
この光ファイバ母材１の欠陥検出装置による欠陥検出を行った実例を以下に示す。
図３は、この実例の装置操作のフローチャートである。
まず図３の▲１▼において光源２と検出器５ａ，５ｂとを光ファイバ母材１頭頂部付近の散乱光４を検出できる位置に固定し、その上で、図３の▲２▼において光源２からシート状光３を発光させ、シート状光３が光ファイバ母材１内部に、母材表面で屈折せずに真っ直ぐに入射していることを確認した。
その状態でシート状光３によって光ファイバ母材１内部の欠陥により生じた散乱光４の画像を、検出器５ａ，５ｂによって取り込んだ。
【００４１】
次に図３の▲３▼において、上述の画像をＣＰＵ装置１０により画像処理し、各散乱光４の位置のデータ、大きさのデータを記憶媒体１１に記録した。
【００４２】
ここで前述した通り、図１（ａ）において、検出器５ａで検出可能な領域の散乱光４は、検出器５ａで検出し、検出器５ａの不感帯Ｘ１に位置する散乱光４は、検出器５ｂで検出した。
そして、それぞれの検出器５ａ，５ｂで得られた画像データ、および各検出器５ａ，５ｂの配置、光ファイバ母材１の回転角度から、各散乱光４の３次元位置データを計算し、記憶媒体１１に記録した。
【００４３】
そして上記図３の▲２▼，▲３▼の作業が終了したら、図３の▲４▼に示すように、光ファイバ母材１を回転駆動部６により所定角度（例えば２°程度）ずつ回転させ、そのそれぞれの回転位置で再び上記▲２▼，▲３▼の作業を行い、光ファイバ母材１が１周回転するまで（この場合１８０回）続けた。
尚、検出器５ａによる欠陥検出は、光ファイバ母材１を半周回転させた時点で終了してしまうので、残り半周の欠陥検出は記録しなくともよい。
【００４４】
ここまで終了したら、図３の▲５▼で示すように、スライド駆動部７ａ，７ｂ，７ｃによって、光ファイバ母材１の長手方向に検出器５ａ，５ｂ、光源２を７ｃｍ（検出器５ａ，５ｂの１画像における光ファイバ母材１長手方向の長さ）だけ下側に移動させ、その上で、上記図３の▲２▼，▲３▼，▲４▼の作業を再び行った。
【００４５】
そして図３の▲２▼，▲３▼，▲４▼，▲５▼の作業を光ファイバ母材１下端まで行い、図３の▲６▼に示すように、欠陥検出作業が全部終了した。
【００４６】
この後、同じ光ファイバ母材１について、従来の欠陥検出装置でも欠陥検出を行い、表１において、本実施形態例１の欠陥検出装置の結果と比較した。
【００４７】
【表１】
0003869101.tif 000002
【００４８】
表１において、従来の欠陥検出装置（図６のもの）によると、検出された光ファイバ母材１内部の欠陥の個数は２個しか発見できず、各欠陥の位置もよく分からなかった。
しかし、本発明の欠陥検出装置（図１（ａ），（ｂ）のもの）によると、従来装置で見つかった欠陥はもちろん見つかり、従来装置では見つけられなかった欠陥も新たに３個発見された。しかもそれらの欠陥は線引き工程の成否に大きく係わる部分に位置していることもわかった。
【００４９】
以上のように、本実施形態例１の光ファイバ母材１の欠陥検出装置によれば、従来装置によって発見できなかった欠陥を発見することができ、かつ各欠陥の位置をも確認することができたので、光ファイバ母材１を線引きなどの後工程に利用できるかどうかの判定をより正確に行うことができるようになった。
【００５０】
（実施形態例２）
第二の実施形態例となる光ファイバ母材１の欠陥検出装置として、図４のものを示す。
この装置は図１（ａ），（ｂ）のものとほぼ同じであるが、検出器５ａを、光源２とは無関係に、光ファイバ母材１の長手方向中心軸Ｏを中心に回転させることができるようになっている。
従って検出器５ａを回転移動させることによって光源２となす角度θａを所望の角度に調節することができるので、検出器５ａを複数設けなくとも光ファイバ母材１全体の欠陥を検出することができる。
【００５１】
またこの例では示さないが、検出器５ａだけでなく光源２も独立して光ファイバ母材１の長手方向中心軸Ｏを中心に回転させる機構を設ければ、光ファイバ母材１を回転させる代わりに、これら光源２と検出器５ａとを共に回転させることにより、相対的に光ファイバ母材１を回転させたことになるので、光ファイバ母材１の回転機構を設ける必要がない。
【００５２】
尚、本実施形態例１では図３に示すフローチャートに従って光ファイバ母材１の欠陥検出を行ったが、本発明の光ファイバ母材１の欠陥検出装置および方法は、この方法で使用される装置およびこの方法だけに限定されるものではない。
例えば本実施形態例では、図３の▲２▼，▲３▼，▲４▼において、所定角度ごと光ファイバ母材１を回転させ、そのそれぞれの角度で欠陥検出を行う例を示したが、光ファイバ母材１を連続して回転させながら連続的にまたは所定角度ごとに検出器５ａ，５ｂにより画像取り込みを行って散乱光４のデータを得る方法をとることもできる。
【００５３】
また本実施形態例１，２の装置には光源２と検出器５ａ，５ｂの移動機構が設けられているが、これらの移動機構は本願特許請求項１記載の発明に必須のものではない。
例えばシート状光３の幅が光ファイバ母材１の長手方向長さよりも長い場合などには、光源２の移動機構は不要になる。
同様に、例えば検出器５ａ，５ｂを光ファイバ母材１から遠ざけた上で焦点を該光ファイバ母材１に合わせることにより光ファイバ母材１全体を写し出す場合など、検出器５ａ，５ｂの検出視野内に光ファイバ母材１の長手方向全体を収めることができる場合などには、検出器５ａ，５ｂの移動機構は不要になる。
【００５４】
そして本実施形態例１，２では、レンズ部８を用いて、光源２から照射されたシート状光３を発散光から略平行光の検出光に変える例を示したが、このレンズ部８は本願特許請求項１、２記載の発明の装置に必須のものではなく、例えば光ファイバ母材１奥側の散乱光４が十分強いものになるならば、レンズ部８を用いずに発散光のシート状光３をそのまま検出光としてもよい。
【００５５】
さらに本実施形態例１，２では、角度θを調整するために、検出器５ａ，５ｂを複数使用したり、検出を光ファイバ母材１の周りで回転移動出来るようにしたが、本願特許請求項４記載の発明において角度θを所定の角度に調整するための装置構成は上記装置構成に限定されず、例えば角度θが所定の角度になるようにビームスプリッタなどにより光源２から発したシート状光３を導き、光ファイバ母材１内部に入射させる装置構成としてもよい。
【００５６】
また本実施形態例１，２では、光ファイバ母材１表面での光の全反射で生じる検出器５ａ（θａ＝略９０°）の不感帯について、角度θ（θａまたはθｂ）を調整した状態で欠陥検出を行うことにより、欠陥を検出できるようにしたが、光の全反射による悪影響をなくす方法および装置構成は実施形態例１，２の方法および装置構成以外であってもよい。
【００５７】
例えば図５に示すように、光ファイバ母材１を、該光ファイバ母材１表面と同じ屈折率を有し、かつ直方体の容器１６内に満たされたマッチングオイル１５内に浸漬すると、容器１６の各側面部側から見れば、光ファイバ母材１とマッチングオイル１５との間の屈折率差がないため、光ファイバ母材１表面における光の全反射がなくなる。
従って図５に示すように、容器１６の一側面部側からシート状光３の照射を行い、これに隣接する他の側面部側から検出器５ａによって欠陥を検出すれば、角度θａが略９０°のままでも光ファイバ母材１全体の欠陥を検出することができる。
【００５８】
加えて本実施形態例１，２では、シート状光３の光源２として半導体レーザを使用したが、本発明で使用されるシート状光３は実質的にシート状になって一方向側に進む光であればよいので、光源２として例えば自然光の光源１２とスリットとを組み合わせて使用し、光源１２から出た自然光１３をスリット状の開口部に通過させることによってシート状光３を作り出してもよい。
【００５９】
ここで本実施形態例１，２におけるシート状光３は、断面がスリット状になった光（図１（ａ）〜（ｃ）参照）であるが、本発明のシート状レーザ光３は、定常的にシート状光となっている必要はない。
すなわち、検出器５ａ，５ｂの露光時間（例えば１／３０秒）内でシート状レーザ光３と同様の役割を果たせばよく、例えばスポット光をポリゴンミラーで反射させ、一平面上で連続的に往復移動させたものであってもよい。
【００６０】
また欠陥を示す散乱光４は輝部であっても暗部であってもよいので、検出器５ａ，５ｂはこれに合わせたものを使用すればよい。
上記実施形態例において、レーザ以外の外乱光を検出器が検出すると、検出精度が低下することがある。例えば、蛍光灯の光が、光ファイバ母材の表面に映り込んでしまうような場合や、母材から出たレーザがどこかで反射して映り込んでしまうような場合である。その時は装置全体を暗幕等で覆うかまたは、適当な光学フィルタを検出器の前に配置すれば良い。光学フィルタとしては、レーザの波長のみを通過させるバンドパスフィルタや、反射成分を抑える偏光フィルタ等を用いる。偏光フィルタを用いる場合、光源と母材の間に１枚配置し、かつ検出器の前に１枚配置すれば、より効果的に外乱光を除去できる。蛍光灯は基本的に可視光の波長のみなので、使用するレーザの波長によっては単なるローパスフィルタや、ハイパスフィルタでも効果がある。さらに、複数のフィルタを用いると効果がさらに増す場合もあるので、フィルタの配置と種類と使用枚数はこの例に限定されるものではない。
【００６１】
【発明の効果】
本願特許請求項１記載の発明の光ファイバ母材の欠陥検出装置によれば、シート状光の照射方位を示すデータと検出器から得られる２次元データから、各欠陥の位置を３次元的に検出することができる。
また欠陥を示す各散乱光の輝度がより均一に保たれるため、欠陥をより正確に検出できる。
本願特許請求項２記載の発明の光ファイバ母材の欠陥検出装置によれば、移動機構で光ファイバ母材と、光源および検出器とを適宜相対移動させることにより、光源や検出器が光ファイバ母材の長手方向全体を一度にカバーできないものであっても、光ファイバ母材全体の欠陥検出を行うことができる。
本願特許請求項３記載の発明の光ファイバ母材の欠陥検出装置によれば、レンズ部によってシート状光を発散光から略平行光に変えることにより、より均一な強度の検出光で光ファイバ母材の欠陥の検出を行うことができる。
本願特許請求項４記載の発明の光ファイバ母材の欠陥検出方法によれば、角度θを９０゜とし、検出器の焦点位置を固定した状態で、散乱光のうち前記検出器の不感帯にならない位置にくるものを検出し、散乱光のうち前記検出器の不感帯となる位置にくるものは角度θを前記光ファイバ母材の屈折率ｎに対してθ≦ｓｉｎ−１（１／ｎ）に変えた状態で検出することにより、これら両方の欠陥検出の結果から光ファイバ母材全体について欠陥の数や位置などを把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態の一例となる光ファイバ母材の欠陥検出装置（測定系）を示す説明図であって、（ａ）は上面図であり、（ｂ）は側面図であり、（ｃ）はシート状光の照射断面の形状を示す正面断面図である。
【図２】  本発明の実施形態の一例となる光ファイバ母材の欠陥検出装置の操作・記録系を示す説明図。
【図３】  本発明の実施形態の一例となる光ファイバ母材の欠陥検出装置の操作手順の一例を示すフローチャート。
【図４】  本発明の実施形態の他の例となる光ファイバ母材の欠陥検出装置（測定系）を示す上面図。
【図５】  本発明の実施形態のその他の例となる光ファイバ母材の欠陥検出装置（測定系）を示す上面図。
【図６】  従来の光ファイバ母材の欠陥検出装置の一例を示す説明図であり、（ａ）は欠陥検出装置の側面図であり、（ｂ）は自然光の照射断面の形状を示す正面断面図である。
【図７】  発散光と略平行光とで、光の進行方向に対する単位体積当たりの光強度の変化を比較したグラフ。
【符号の説明】
１  光ファイバ母材
２  光源
３  シート状光
４  散乱光
５，５ａ，５ｂ  検出器
６  回転駆動部（回転機構）
７ａ，７ｂ，７ｃ  スライド駆動部（移動機構）
８  レンズ部
９  端末入力器
１０  ＣＰＵ装置
１１  記憶媒体
１２  光源
１３  自然光
１４  モニター
１５  マッチングオイル
１６  容器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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