JPH01277206A - 光ファイバ式ライトガイド用受光体及び同受光体を含む光源光学系 - Google Patents
光ファイバ式ライトガイド用受光体及び同受光体を含む光源光学系Info
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- JPH01277206A JPH01277206A JP63106779A JP10677988A JPH01277206A JP H01277206 A JPH01277206 A JP H01277206A JP 63106779 A JP63106779 A JP 63106779A JP 10677988 A JP10677988 A JP 10677988A JP H01277206 A JPH01277206 A JP H01277206A
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- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/04—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings formed by bundles of fibres
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- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
- G02B6/0005—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being of the fibre type
- G02B6/0006—Coupling light into the fibre
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- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4298—Coupling light guides with opto-electronic elements coupling with non-coherent light sources and/or radiation detectors, e.g. lamps, incandescent bulbs, scintillation chambers
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
１産業上の利用分野］
本発明は光ファイバを用いたライトガイドにより光源か
らの光を導く光学系に関し、特にかかるライトガイドの
一端に設けられる受光体の改良と、かかる光学系の光源
の配置の改良に関する。
らの光を導く光学系に関し、特にかかるライトガイドの
一端に設けられる受光体の改良と、かかる光学系の光源
の配置の改良に関する。
［従来の技術］
光出射面が直線状であるラインポイントライトガイドや
光出射面が円形であるサークルポイントライトガイドに
おいては多数の光ファイバが用いられており、光源から
の光をｊｇきその出射面にて光を発するようになってい
る。
光出射面が円形であるサークルポイントライトガイドに
おいては多数の光ファイバが用いられており、光源から
の光をｊｇきその出射面にて光を発するようになってい
る。
第１６図はかかる従来の光学系を俣式的に示す断面図で
あり、点光源としてのランプ１１から発する光を反射鏡
１２で集光し、熱線吸収ガラスあるいは赤外線カットフ
ィルタ１３によりライトガイド１５を構成する光ファイ
バ１８に有害な赤外線を除去した後、直接ライトガイド
１５に入射させている。
あり、点光源としてのランプ１１から発する光を反射鏡
１２で集光し、熱線吸収ガラスあるいは赤外線カットフ
ィルタ１３によりライトガイド１５を構成する光ファイ
バ１８に有害な赤外線を除去した後、直接ライトガイド
１５に入射させている。
しかし近年、一般照明用途ばかりでなく、ファクトリー
オートメーシ１ン（ＦＡ）のインラインの検査システム
や、光学事務機器の光源に前述のライトガイドが利用さ
れる様になり、そのライトガイドからの出射光量、出射
角度の均一性が問われる様になってきている。このため
ライトガイドの光ファイバ用光源光学系に拡散板１６や
円筒もしくは円柱導光体１７等の平均化、あるいは均一
化手段１４を設置し、光源系からライトガイド１５に入
射する光量を均一化する各種方式が考案されている。
オートメーシ１ン（ＦＡ）のインラインの検査システム
や、光学事務機器の光源に前述のライトガイドが利用さ
れる様になり、そのライトガイドからの出射光量、出射
角度の均一性が問われる様になってきている。このため
ライトガイドの光ファイバ用光源光学系に拡散板１６や
円筒もしくは円柱導光体１７等の平均化、あるいは均一
化手段１４を設置し、光源系からライトガイド１５に入
射する光量を均一化する各種方式が考案されている。
［発明が解決しようとする課題］
かかる従来の手法、すなわち光ファイバを用いたライト
ガイドの光学系の平均化手段に拡散板を用いる手法は、
拡散板の拡散率を上げる程、光ファイバライトガイドの
出射光量、出射角度の均一性は向上するが、拡散により
ライトガイドに入射する光量自体が減少するため、照明
効果が極端に劣化する問題、克がある。
ガイドの光学系の平均化手段に拡散板を用いる手法は、
拡散板の拡散率を上げる程、光ファイバライトガイドの
出射光量、出射角度の均一性は向上するが、拡散により
ライトガイドに入射する光量自体が減少するため、照明
効果が極端に劣化する問題、克がある。
また円筒又は円柱導光体を用いる手法は前記照明効率は
劣化しないがライトガイドの出射光量の均一化、平均化
の効果が少ないという問題、ヴがあった。
劣化しないがライトガイドの出射光量の均一化、平均化
の効果が少ないという問題、ヴがあった。
従って、本発明は平均化を什う手段を用いてもライトガ
イドに入射する光量が減少せず、かつ平均化が均一に行
われる光学系を提供することを目的とする。
イドに入射する光量が減少せず、かつ平均化が均一に行
われる光学系を提供することを目的とする。
［課題を解決するだめの手段１
本発明は、上記従来の光学系の欠点を克服し、上記目的
を達成するために行われたものであり、平均化手段とし
てライトガイドに接続される円筒又は円柱状の第１の光
伝送部と、これに接続される第２の光伝送部からなる光
ファイバ式ライトガイド用受光体を用いるもので、上記
第２の光伝送部としては、その入射面と出射面の間に伸
長する複数の光ファイバが入射面と出射面における位置
関係がランダムとなるように配されている。
を達成するために行われたものであり、平均化手段とし
てライトガイドに接続される円筒又は円柱状の第１の光
伝送部と、これに接続される第２の光伝送部からなる光
ファイバ式ライトガイド用受光体を用いるもので、上記
第２の光伝送部としては、その入射面と出射面の間に伸
長する複数の光ファイバが入射面と出射面における位置
関係がランダムとなるように配されている。
すなわち、本発明によれば多数の光ファイバからなるラ
イトガイドを用いて所定の光源からの光線を伝送する光
学系に用いる受光体であって一端が前記ライトガイドの
一端に接続される円筒又は円柱状の第１の光伝送部を有
する光ファイバ式ライトガイド用受光体において、前記
第１の光伝送部の他端に一端が接続され他端が前記所定
の光源からの光線を受光するために用いられるよう開放
してある第２の光伝送部を有し、この第２の光伝送部が
その入射面から出射面まで伸長する多数の光ファイバを
有し、かつ前記第２の光伝送部内の光ファイバが入射面
と出射面における位置関係がランダムとなっていること
を特徴とする光ファイバ式ライトガイド用受光体が提供
される。
イトガイドを用いて所定の光源からの光線を伝送する光
学系に用いる受光体であって一端が前記ライトガイドの
一端に接続される円筒又は円柱状の第１の光伝送部を有
する光ファイバ式ライトガイド用受光体において、前記
第１の光伝送部の他端に一端が接続され他端が前記所定
の光源からの光線を受光するために用いられるよう開放
してある第２の光伝送部を有し、この第２の光伝送部が
その入射面から出射面まで伸長する多数の光ファイバを
有し、かつ前記第２の光伝送部内の光ファイバが入射面
と出射面における位置関係がランダムとなっていること
を特徴とする光ファイバ式ライトガイド用受光体が提供
される。
［作用］
上記第２の光伝送部の一端は開放端であり、光源からの
光を受光するように配される。光源からの光がこの開放
端、すなわち第２の光伝送部の入射面に与えられると、
入射した光は複数の光ファイバを介して出射面に伝送さ
れる。ここで第２の光伝送部内の複数の光ファイバは入
射面と出射面で位置関係がランダムとなっているので、
入射面における光の強度のばらつきがランダム化され出
射面の全域に明暗が均等に割り振られる。このままでは
光量分布が均一ではないが、第１の光伝送部に入射する
ことにより均一化され、均一化した光がこの第１の光伝
送部の出射面に接続されたライトガイドに与えられる。
光を受光するように配される。光源からの光がこの開放
端、すなわち第２の光伝送部の入射面に与えられると、
入射した光は複数の光ファイバを介して出射面に伝送さ
れる。ここで第２の光伝送部内の複数の光ファイバは入
射面と出射面で位置関係がランダムとなっているので、
入射面における光の強度のばらつきがランダム化され出
射面の全域に明暗が均等に割り振られる。このままでは
光量分布が均一ではないが、第１の光伝送部に入射する
ことにより均一化され、均一化した光がこの第１の光伝
送部の出射面に接続されたライトガイドに与えられる。
従ってライトガイドには位置的に均一化された強度の光
が入射するので、その出射口で均一の光線を得ることが
できる。
が入射するので、その出射口で均一の光線を得ることが
できる。
Ｌ実施例Ｊ
以下本発明の実施例について図面を参照して説明する。
第１図は本発明の光ファイバ式ライトガイド用受光体の
用いられている光学系を示す斜視図である。光１ｆｆｌ
Ｏとしては１００Ｗのハロゲンランプ１１をダイクロイ
ック蒸着反射面を内側に有する反射鏡１２内に配したも
のが用いられている。この反射鏡１２とハロゲンランプ
１１は反射鏡１２の前面端部１２Ａから光軸に沿って前
方へ４０ｍｍ離れた位置に集光するように配されており
、以下この位置を集光位置２４という。
用いられている光学系を示す斜視図である。光１ｆｆｌ
Ｏとしては１００Ｗのハロゲンランプ１１をダイクロイ
ック蒸着反射面を内側に有する反射鏡１２内に配したも
のが用いられている。この反射鏡１２とハロゲンランプ
１１は反射鏡１２の前面端部１２Ａから光軸に沿って前
方へ４０ｍｍ離れた位置に集光するように配されており
、以下この位置を集光位置２４という。
本発明の光ファイバ式ライトガイド用受光体は互いに接
続された第１の光伝送部３１と第２の光伝送部６１より
なっており、第２の光伝送部６１の入射面６１−■が上
記集光位置２４に配されるように設置されている。第１
の光伝送部３１は従来がら知られている円柱状又は円筒
状の光伝送媒体であり、本実施例ではアクリル１ｇ脂製
の直径１５ＩＩＩｆｆｌ、長８１５０ＩＩＩＩｆｉの円
柱導光体を用いた。ｐｌＳ２の光伝送部６１は直径０．
５ｍ１ｌ、ｉさ１ｍのプラスチック光ファイバ６１＾を
６００本用いて金属製口金ＢＩＢと６１Ｃで両端を固定
したものである。この第２の光伝送部６１の製造方法に
ついて更に詳しく述べる。
続された第１の光伝送部３１と第２の光伝送部６１より
なっており、第２の光伝送部６１の入射面６１−■が上
記集光位置２４に配されるように設置されている。第１
の光伝送部３１は従来がら知られている円柱状又は円筒
状の光伝送媒体であり、本実施例ではアクリル１ｇ脂製
の直径１５ＩＩＩｆｆｌ、長８１５０ＩＩＩＩｆｉの円
柱導光体を用いた。ｐｌＳ２の光伝送部６１は直径０．
５ｍ１ｌ、ｉさ１ｍのプラスチック光ファイバ６１＾を
６００本用いて金属製口金ＢＩＢと６１Ｃで両端を固定
したものである。この第２の光伝送部６１の製造方法に
ついて更に詳しく述べる。
先ず上記６００本の光ファイバ６１＾を、その一端が口
金６１Ｂからやや突出した状態となるよう口金６１８に
挿入する０次に、この６００本の光ファイバ６１＾の口
金６１Ｂ内−二おける位置と無関係に光ファイバ６１へ
の他端が他の口金６１Ｃから突出した状態となるよう°
口金６１Ｃに挿入する０次にこの２つの口金６１Ｂ。
金６１Ｂからやや突出した状態となるよう口金６１８に
挿入する０次に、この６００本の光ファイバ６１＾の口
金６１Ｂ内−二おける位置と無関係に光ファイバ６１へ
の他端が他の口金６１Ｃから突出した状態となるよう°
口金６１Ｃに挿入する０次にこの２つの口金６１Ｂ。
６１Ｃで両端が固定された光ファイバ６１＾の束を口金
６１８、６１Ｃと共に熱処理のため電気炉に入れる。こ
こで１３０℃で約１０分間の熱処理を行うと、光ファイ
バ６１＾が各々半径外方向に膨張しつつ変形するため、
各口金６１Ｂ、 ６１Ｃ中の光ファイバ６１八は断面が
円形から六角形となり、極めて密となり口金６１Ｂ。
６１８、６１Ｃと共に熱処理のため電気炉に入れる。こ
こで１３０℃で約１０分間の熱処理を行うと、光ファイ
バ６１＾が各々半径外方向に膨張しつつ変形するため、
各口金６１Ｂ、 ６１Ｃ中の光ファイバ６１八は断面が
円形から六角形となり、極めて密となり口金６１Ｂ。
６１Ｃから抜けにくくなる。その後、口金６１Ｂ、６１
Ｃから外方へはみ出している光ファイバ６１＾を切断し
、研摩を行って平坦な入射面６１−■と出射面６１−Ｏ
を作るのである。これで一応第２の光伝送部旧は完成す
るが、上記熱処理後、各光７アイパ６１＾を一旦ロ金６
１Ｂ、 ６１Ｃから引き抜いて、その両端付近にエポキ
シ系の接着剤を塗布した後、再び口金６１Ｂ、６１Ｃ内
に挿入し固着することが好ましい。
Ｃから外方へはみ出している光ファイバ６１＾を切断し
、研摩を行って平坦な入射面６１−■と出射面６１−Ｏ
を作るのである。これで一応第２の光伝送部旧は完成す
るが、上記熱処理後、各光７アイパ６１＾を一旦ロ金６
１Ｂ、 ６１Ｃから引き抜いて、その両端付近にエポキ
シ系の接着剤を塗布した後、再び口金６１Ｂ、６１Ｃ内
に挿入し固着することが好ましい。
第１図の実施例では第２の光伝送部６１が直線状に伸長
した状態として描かれているが、これは上述のように多
数の光ファイバ６１＾を束ねたものであるから、全体は
柔らかく曲げることができる。
した状態として描かれているが、これは上述のように多
数の光ファイバ６１＾を束ねたものであるから、全体は
柔らかく曲げることができる。
このようにしてできた第２の光伝送部６１は直径が１５
＋ａａ、長さ１閣弱の７レキシブルなファイバ束となっ
ている。この１２の光伝送部６１は通常のファイバ束と
異なり、各光ファイバの入射面と出射面における位置関
係が対応せず、ランダムとなっている。
＋ａａ、長さ１閣弱の７レキシブルなファイバ束となっ
ている。この１２の光伝送部６１は通常のファイバ束と
異なり、各光ファイバの入射面と出射面における位置関
係が対応せず、ランダムとなっている。
この第２の光伝送部゛６１の出射面６１−０には前述の
第１の光伝送部３１の一端が密着して接続される。
第１の光伝送部３１の一端が密着して接続される。
両者を′Ｍｊ着させるため図示しない円筒状ホルダーが
使用される。なおこの円筒状ホルダーは口金６１Ｃの外
周と第１の光伝送部３１の一端付近の外周に接して締め
つけるものであり、口金６１Ｃの外径と第１の光伝送部
３１の外径に各々あうよう円筒内部に段差が設けである
。又、第１の光伝送部３１は他端にてライ）〃イド５０
の入射面にｖ！ｊ着されているが、これも同様の図示し
ないホルダーが用いられる。
使用される。なおこの円筒状ホルダーは口金６１Ｃの外
周と第１の光伝送部３１の一端付近の外周に接して締め
つけるものであり、口金６１Ｃの外径と第１の光伝送部
３１の外径に各々あうよう円筒内部に段差が設けである
。又、第１の光伝送部３１は他端にてライ）〃イド５０
の入射面にｖ！ｊ着されているが、これも同様の図示し
ないホルダーが用いられる。
図示の実施例のように、第１の光伝送部３１とライトガ
イド５０の外径が同一（本実施例では共に１５１）の場
合には、ホルダーは内部に段差のないものが用いられる
が、第１の光伝送部３１の径より小さい径のライトガイ
ドを用いるときは、これに応じた段差のあるホルダーを
用いる。
イド５０の外径が同一（本実施例では共に１５１）の場
合には、ホルダーは内部に段差のないものが用いられる
が、第１の光伝送部３１の径より小さい径のライトガイ
ドを用いるときは、これに応じた段差のあるホルダーを
用いる。
次に本発明の光ファイバ式ライトガイド用受光体がどの
程度入射光の強度分布のばらつきを吸収して均一化する
能力があるかを説明する。
程度入射光の強度分布のばらつきを吸収して均一化する
能力があるかを説明する。
第２図は平均化手段を泪いない場合、第４図は従来の単
なる円筒状乎・均化手段のみを用いた場合、第６図は本
発明の受光体を平均化手段として用いた場合の各々の均
一化の程度を測定するだめの配置を示す図である。なお
光源としては第１図の光［１０と同じものを用いた。こ
の光源１０の集光位置２４の中心に直径０．５１％！に
さ１−の測定用プラスチック光ファイバ（以下測定用フ
ァイバという）２３の一端を置きその時の測定用７アイ
パ２３の出射光２５の光量を１とし測定用７フイバ２３
を光源１０の光軸及び測定用ファイバ２３の中心軸の垂
直方向にＸ＝−７１１１＋＋＋〜＋７１（Ｙ ＝ Ｏ）
、Ｙ＝−７ＩＩ鶴〜＋７１（Ｘ ＝ Ｏ）移動した場合
の出射光量分布を測定した。
なる円筒状乎・均化手段のみを用いた場合、第６図は本
発明の受光体を平均化手段として用いた場合の各々の均
一化の程度を測定するだめの配置を示す図である。なお
光源としては第１図の光［１０と同じものを用いた。こ
の光源１０の集光位置２４の中心に直径０．５１％！に
さ１−の測定用プラスチック光ファイバ（以下測定用フ
ァイバという）２３の一端を置きその時の測定用７アイ
パ２３の出射光２５の光量を１とし測定用７フイバ２３
を光源１０の光軸及び測定用ファイバ２３の中心軸の垂
直方向にＸ＝−７１１１＋＋＋〜＋７１（Ｙ ＝ Ｏ）
、Ｙ＝−７ＩＩ鶴〜＋７１（Ｘ ＝ Ｏ）移動した場合
の出射光量分布を測定した。
この測定結果を第３図に示す、これに対して第４図に示
すが如く平均化手段として第１図の第１の光伝送部３１
と同じ直径１５１１長さ１５０１６ｍのアクリル製円柱
導光体３１の一端を光ｆｉ系の集光位置２４に設置し、
他端に測定用ファイバ２３を近接させ、前述と同様に出
射光量分布を測定した。この測定結果を第５図に示す。
すが如く平均化手段として第１図の第１の光伝送部３１
と同じ直径１５１１長さ１５０１６ｍのアクリル製円柱
導光体３１の一端を光ｆｉ系の集光位置２４に設置し、
他端に測定用ファイバ２３を近接させ、前述と同様に出
射光量分布を測定した。この測定結果を第５図に示す。
さらに平均化手段として第１図に示す本発明の受光体の
第２の光伝送部６１の入射面を第６図に示すように配置
し、第１の光伝送部３１の出射面に測定用光ファイバ２
３を近接させ、出射光１分布を測定した。その結果を第
７図に示す。
第２の光伝送部６１の入射面を第６図に示すように配置
し、第１の光伝送部３１の出射面に測定用光ファイバ２
３を近接させ、出射光１分布を測定した。その結果を第
７図に示す。
第３図、第５図、第７図の相互比較から明らかなように
、本発明の受光体を用いると、出射面の全域にわたって
ほぼ均一な強度分布となる。この強度分布を数量化する
と次のようになる。測定用光７アイパ２３から出射する
光量の最大値、及び最小値を各々 ＰＭＡＸ 、 ＰＭＩＮ としく（Ｐｒａｘ
ＰＭＩＮ ）／（ＰＭＡｘ＋ ＰＭＩＮ ） ）Ｘ
１００を出射光量ムラと定義すると、第２．４．６図
に示す各光学系における出射光量ムラは下表の様になる
。
、本発明の受光体を用いると、出射面の全域にわたって
ほぼ均一な強度分布となる。この強度分布を数量化する
と次のようになる。測定用光７アイパ２３から出射する
光量の最大値、及び最小値を各々 ＰＭＡＸ 、 ＰＭＩＮ としく（Ｐｒａｘ
ＰＭＩＮ ）／（ＰＭＡｘ＋ ＰＭＩＮ ） ）Ｘ
１００を出射光量ムラと定義すると、第２．４．６図
に示す各光学系における出射光量ムラは下表の様になる
。
以上の結果から本発明による第１１図及び第６図の光学
系は平均化手段を持たない第２図の光学系に比べると出
射光量のムラが約ｌ／３１、円柱導光体のみの平均化手
段を持つ第４図の光学系に比べると約１／、と少なくな
っており、着しい改善効果があることがわかる。
系は平均化手段を持たない第２図の光学系に比べると出
射光量のムラが約ｌ／３１、円柱導光体のみの平均化手
段を持つ第４図の光学系に比べると約１／、と少なくな
っており、着しい改善効果があることがわかる。
第８図は第６図における測定用ファイバ２３から出射す
る光２５の出射角度光量分布をその入射端位置を（Ｘ＝
ＯＹ＝Ｏ） （Ｘ＝＋７ｍｍ Ｙ＝Ｏ）（Ｙ＝＋７
ｍ＋＊ Ｘ＝Ｏ）の３点として測定した結果を示す図
である。第８図から分るように第１の光伝送部３１のど
の位置においても出射角度分布は等しくなっていること
がわかる。第１図の実施例の平均化手段を構成する第１
及び第２の光伝送部３１．６１の直径は、用いるライン
ライト、サークルライト等のライトガイド５０の入射端
の直径と同じか、もしくは大きくすれば良く、直径を変
えても均一性はそこなわれない。
る光２５の出射角度光量分布をその入射端位置を（Ｘ＝
ＯＹ＝Ｏ） （Ｘ＝＋７ｍｍ Ｙ＝Ｏ）（Ｙ＝＋７
ｍ＋＊ Ｘ＝Ｏ）の３点として測定した結果を示す図
である。第８図から分るように第１の光伝送部３１のど
の位置においても出射角度分布は等しくなっていること
がわかる。第１図の実施例の平均化手段を構成する第１
及び第２の光伝送部３１．６１の直径は、用いるライン
ライト、サークルライト等のライトガイド５０の入射端
の直径と同じか、もしくは大きくすれば良く、直径を変
えても均一性はそこなわれない。
第９図は第１図の第１の光伝送部３１、すなわち円柱状
導光体の直径ｄと長さしの比を変えたときの出射光量の
ムラの変化を示すグラフである。このグラフかられかる
ようにＬ／ｄが２より大きいとき、出射光量のムラが約
９％以下となり、実用上問題がない、一方、Ｌ／ｄを極
端に小さくするとムラが急激に増加し、第１の光伝送部
３１を用いずに第２の光伝送部６１のみを用いるとムラ
はほぼ１００％となってしまう、これは第２の光伝送部
６１の出射面６１−０では明るいところと暗いところが
はっきりしており、それ自身のみでは平均化手段たりえ
ないことを示している。しかし、第１図に示すように第
１の光伝送部３１と組み合わせると、十分な平均化手段
として動作するのである。
導光体の直径ｄと長さしの比を変えたときの出射光量の
ムラの変化を示すグラフである。このグラフかられかる
ようにＬ／ｄが２より大きいとき、出射光量のムラが約
９％以下となり、実用上問題がない、一方、Ｌ／ｄを極
端に小さくするとムラが急激に増加し、第１の光伝送部
３１を用いずに第２の光伝送部６１のみを用いるとムラ
はほぼ１００％となってしまう、これは第２の光伝送部
６１の出射面６１−０では明るいところと暗いところが
はっきりしており、それ自身のみでは平均化手段たりえ
ないことを示している。しかし、第１図に示すように第
１の光伝送部３１と組み合わせると、十分な平均化手段
として動作するのである。
第１０図は上記受光体を含む本発明の光源光学系の実施
例を示す図である。この光源光学系は＃ＩＪ１図と同様
な平均化手段としての受光体、すなわち第１の光伝送部
３１と第２の光伝送部６１を有している。この実施例が
栖１図と異なるところは光源１０がその集光位置２４を
中心として回動自在に取り付けられていることである。
例を示す図である。この光源光学系は＃ＩＪ１図と同様
な平均化手段としての受光体、すなわち第１の光伝送部
３１と第２の光伝送部６１を有している。この実施例が
栖１図と異なるところは光源１０がその集光位置２４を
中心として回動自在に取り付けられていることである。
その結果図中点線で示すように第２の光伝送部６１の入
射面、すなわち集光位置２４から見て９０” の範囲で
回動自在であり、この角度範囲の任意の位置に固定する
ことができる。かかる回動自在な取り付けのための構成
を第１１図に示す、光［１０はＬ金臭５２に取り付けら
れており、このＬ金具はレール５４上をスライドする構
成となっているので、集光位置２４が第２の光伝送部６
１の入射面６１−■に一致する位置でボルト５５にて固
定する。このレール５４はボルト５６により図示しない
シャーシに対して回動自在に取り付けられている。この
ボルト５６は第２の光伝送部６１の入射面６１− Ｉの
直下に位置しているので、レール５４をシャーシに対し
て回動すれば、光源１０がその集光位置２４を中心に回
動することとなる。なお第１１図中、５８はＬ金！４：
５２に取り付けられた他のし金具５９にて固定されてい
る熱線吸収ガラスであり、光源１０からの光線は光源１
０の街道の有無に拘わらずこの熱線吸収ガラス５８を介
して＠２の光伝送部６１の入射面６１−■に入射するこ
ととなる。なおこの熱線吸収ガラス又は赤外線カットフ
ィルタは他の実施例においても必要に応じて設けられる
ものである。
射面、すなわち集光位置２４から見て９０” の範囲で
回動自在であり、この角度範囲の任意の位置に固定する
ことができる。かかる回動自在な取り付けのための構成
を第１１図に示す、光［１０はＬ金臭５２に取り付けら
れており、このＬ金具はレール５４上をスライドする構
成となっているので、集光位置２４が第２の光伝送部６
１の入射面６１−■に一致する位置でボルト５５にて固
定する。このレール５４はボルト５６により図示しない
シャーシに対して回動自在に取り付けられている。この
ボルト５６は第２の光伝送部６１の入射面６１− Ｉの
直下に位置しているので、レール５４をシャーシに対し
て回動すれば、光源１０がその集光位置２４を中心に回
動することとなる。なお第１１図中、５８はＬ金！４：
５２に取り付けられた他のし金具５９にて固定されてい
る熱線吸収ガラスであり、光源１０からの光線は光源１
０の街道の有無に拘わらずこの熱線吸収ガラス５８を介
して＠２の光伝送部６１の入射面６１−■に入射するこ
ととなる。なおこの熱線吸収ガラス又は赤外線カットフ
ィルタは他の実施例においても必要に応じて設けられる
ものである。
第１２図は入射面６１−■に垂直な軸に対する光源１０
の光軸角度を０．２０°、２５°、３０° と変えた場
合の測定用ファイバ２３の平均化手段出射光量ムラと（
Ｘ＝ＯＹ＝Ｏ） （Ｘ＝＋７ｍｍ Ｙ＝Ｏ） （
Ｙ＝＋７１１１！１ Ｘ＝０）の各位置における相対
出射角度分布を示す図である。この図から分るように、
本発明の光源光学系を用いると角度を変えることにより
均一な相対出射光量分布を保ったまま、出射角度分布を
変えることが出来る１本実施例では角度の可変範囲は９
０°としているが、この範囲は第１と第２の光伝送部３
１．６１さらに使用するラインライト、サークルライト
等のライトガイド５０の内設も開口数（ＮＡ）が小さい
ものを用いて−ＮＡ−１０°〜ＮＡ＋１０°程度に限定
するのが好ましい。
の光軸角度を０．２０°、２５°、３０° と変えた場
合の測定用ファイバ２３の平均化手段出射光量ムラと（
Ｘ＝ＯＹ＝Ｏ） （Ｘ＝＋７ｍｍ Ｙ＝Ｏ） （
Ｙ＝＋７１１１！１ Ｘ＝０）の各位置における相対
出射角度分布を示す図である。この図から分るように、
本発明の光源光学系を用いると角度を変えることにより
均一な相対出射光量分布を保ったまま、出射角度分布を
変えることが出来る１本実施例では角度の可変範囲は９
０°としているが、この範囲は第１と第２の光伝送部３
１．６１さらに使用するラインライト、サークルライト
等のライトガイド５０の内設も開口数（ＮＡ）が小さい
ものを用いて−ＮＡ−１０°〜ＮＡ＋１０°程度に限定
するのが好ましい。
第１３図は本発明の光源光学系の他の実施例を示す図で
ある。この実施例は第１図の実施例と同様な平均化手段
を有しているが、１１図の実施例と同様の光源が２個用
いられている。この２個の光源１０Ａ、ＩＯＢは入射面
６１−■から見て開き角４０”の角度で集光位置２４を
一致させて設置してある。測定用ファイバ２３からの出
射光量は第１図の実施例と比較してほぼ２倍になる。従
って第１図と同一出射光量を必要とする場合、光源１０
のハロゲンランプ１１の印加電圧を下げて使用できるこ
とからランプ１１の長寿命化を図ることができる。
ある。この実施例は第１図の実施例と同様な平均化手段
を有しているが、１１図の実施例と同様の光源が２個用
いられている。この２個の光源１０Ａ、ＩＯＢは入射面
６１−■から見て開き角４０”の角度で集光位置２４を
一致させて設置してある。測定用ファイバ２３からの出
射光量は第１図の実施例と比較してほぼ２倍になる。従
って第１図と同一出射光量を必要とする場合、光源１０
のハロゲンランプ１１の印加電圧を下げて使用できるこ
とからランプ１１の長寿命化を図ることができる。
第１４図は本発明の受光体を含む光源光学系をＦＡのイ
ンライン検査システムにおけるライン状光源に応用した
状況を示す図である。ライトガイド５０は出射部５０Ｂ
が直径０．５１の光ファイバ（三菱レイヨン（株）製エ
スカ５Ｋ２０を使用）を３５０ｍｍの長さで３段重ねし
たちのであり、図示しない入射部は全光ファイバを２分
岐してそれぞれ円形に束ねている。したがって第１図の
ような光源光学系を２つ用いている。なお第１の光伝送
部３１としては直径２４ａｕａ％長さ１５０ＩＩＩＩ１
１のアクリル製円柱を、＃２の光伝送部６１としては上
記エスカ５Ｋ２０をＩＩＩの長さで直径が２４ｍａ＋ど
なるようにランダムに束ねたものを用いた。
ンライン検査システムにおけるライン状光源に応用した
状況を示す図である。ライトガイド５０は出射部５０Ｂ
が直径０．５１の光ファイバ（三菱レイヨン（株）製エ
スカ５Ｋ２０を使用）を３５０ｍｍの長さで３段重ねし
たちのであり、図示しない入射部は全光ファイバを２分
岐してそれぞれ円形に束ねている。したがって第１図の
ような光源光学系を２つ用いている。なお第１の光伝送
部３１としては直径２４ａｕａ％長さ１５０ＩＩＩＩ１
１のアクリル製円柱を、＃２の光伝送部６１としては上
記エスカ５Ｋ２０をＩＩＩの長さで直径が２４ｍａ＋ど
なるようにランダムに束ねたものを用いた。
第１４図では紙等の検査対象物７０にライトがイド５０
の出射部５０Ｂから出射された光を検査対象物７０に当
で、その反射光をＣＣＤカメう７２にて検出する構成と
なっている。ＣＣＤカメラ７２は一犬元配列のＣＣＤを
有するもので、その出力信号は信号分析磯７４に送られ
て処理される。検査対象物７０は矢印に示すように一定
速度で移動するようになっており、そこに含まれうるよ
うな各種の欠陥を検出することができるよ゛うになって
いる。
の出射部５０Ｂから出射された光を検査対象物７０に当
で、その反射光をＣＣＤカメう７２にて検出する構成と
なっている。ＣＣＤカメラ７２は一犬元配列のＣＣＤを
有するもので、その出力信号は信号分析磯７４に送られ
て処理される。検査対象物７０は矢印に示すように一定
速度で移動するようになっており、そこに含まれうるよ
うな各種の欠陥を検出することができるよ゛うになって
いる。
ＩｊＳｌｓ図は第１４図のライトガイド５０の出射面５
０Ｂからの光量のばらつきを測定した結果を示すグラフ
である。この測定を行うためには、反射率が均一な領域
を有する検査対象物、例えば白紙、を固定しておき、こ
れにライトガイド５０からの光を照射しっつＣＣＤカメ
う７２で受光する。測定の結果、ＣＣＤカメラ７２の出
力値のばらつきは測定範囲全体で±５．３％と良好な値
となった。
０Ｂからの光量のばらつきを測定した結果を示すグラフ
である。この測定を行うためには、反射率が均一な領域
を有する検査対象物、例えば白紙、を固定しておき、こ
れにライトガイド５０からの光を照射しっつＣＣＤカメ
う７２で受光する。測定の結果、ＣＣＤカメラ７２の出
力値のばらつきは測定範囲全体で±５．３％と良好な値
となった。
［効果］
以上詳細に説明したところから明らかなように、本発明
の光ファイバ式ライト〃イド用受光体を用いると、光源
からの光を高い効率でかつ平均的な出射光量分布を得つ
つライトガイドに伝送することが可能となる。
の光ファイバ式ライト〃イド用受光体を用いると、光源
からの光を高い効率でかつ平均的な出射光量分布を得つ
つライトガイドに伝送することが可能となる。
又、本発明の光源光学系の光源の受光体に対する角度を
調節すれば、出射角度分布を任意に変えることができる
。更に本発明の光源光学系において２又はこれ以上の光
源を用いれば、一つの光源の印加電圧を低くおさえるこ
とが可能となり、ランプの長寿命化が図られる。
調節すれば、出射角度分布を任意に変えることができる
。更に本発明の光源光学系において２又はこれ以上の光
源を用いれば、一つの光源の印加電圧を低くおさえるこ
とが可能となり、ランプの長寿命化が図られる。
第１図は本発明の光ファイバ式ライトガイド用受光体の
実施例を示す図、第２図、第４図、第６図は本発明の受
光体の平均化の程度を従来例等と比較測定するための配
置図、第３図、第５図、第７図は上記よｑ定結果を示す
グラフ、第８図は第１図及び第６図における相対出射角
度光量分布を示すグラフ、第９図は第１図及び第６図の
第１の光伝送部の氏さと径の比と出射光量ムラの関係を
示すグラフ、１４１０図は本発明の光源光学系の１実施
例を示す図、第１１図は第１０図の実施例の光源の回動
のだめの構成を示す図、第１２図は第１０図の実施例に
おいて光源を回動した場合の相対出射光量分布及び出射
光量ムラを示すグラフ、第１３図は本発明の光源光学系
の他の実施例を示す図、第１４図は本発明の受光体を含
む光源光学系を用いた光学検査システムを示す図、第１
５図は第１４図の光学検査システムにおけるライン状出
射部の出射光量のばらつきを示すグラフ、第１６図は従
来の光ファイバ式ライトガイドの光源光学系を示す図で
ある。 １０１１０＾、ＩＯＢ・・・光源 １１・・・ランプ
１２・・・反射鏡 ２３・・・測定用光ファイバ２４
・・・集光位置 ３１・・・第１の光伝送部５０・・
・ライトガイド ５４・・・レール５６・・・ボルト
６１・・・ＰＪ２の光伝送部６１＾・・・光ファイバ
６１Ｂ、６１Ｃ・・・口金６１−■・・・入射面
６１−０・・・出射面光 明 者 市
村 清布施正樹 澁 谷 幸 生 特許畠願人 三菱レイヨン株式会社 代 理 人 弁理士 二 瓶 正 敬第２図 第３図 第４図 第５図 −７−ｘＯ−−−−ｍ−Ｙい。、′ 第６図 第７図 第１２図 第１３図 １０Ｂ 第１４図 ｔ 手続補正書（自制 昭和 ６３年 １０月 ２１日
実施例を示す図、第２図、第４図、第６図は本発明の受
光体の平均化の程度を従来例等と比較測定するための配
置図、第３図、第５図、第７図は上記よｑ定結果を示す
グラフ、第８図は第１図及び第６図における相対出射角
度光量分布を示すグラフ、第９図は第１図及び第６図の
第１の光伝送部の氏さと径の比と出射光量ムラの関係を
示すグラフ、１４１０図は本発明の光源光学系の１実施
例を示す図、第１１図は第１０図の実施例の光源の回動
のだめの構成を示す図、第１２図は第１０図の実施例に
おいて光源を回動した場合の相対出射光量分布及び出射
光量ムラを示すグラフ、第１３図は本発明の光源光学系
の他の実施例を示す図、第１４図は本発明の受光体を含
む光源光学系を用いた光学検査システムを示す図、第１
５図は第１４図の光学検査システムにおけるライン状出
射部の出射光量のばらつきを示すグラフ、第１６図は従
来の光ファイバ式ライトガイドの光源光学系を示す図で
ある。 １０１１０＾、ＩＯＢ・・・光源 １１・・・ランプ
１２・・・反射鏡 ２３・・・測定用光ファイバ２４
・・・集光位置 ３１・・・第１の光伝送部５０・・
・ライトガイド ５４・・・レール５６・・・ボルト
６１・・・ＰＪ２の光伝送部６１＾・・・光ファイバ
６１Ｂ、６１Ｃ・・・口金６１−■・・・入射面
６１−０・・・出射面光 明 者 市
村 清布施正樹 澁 谷 幸 生 特許畠願人 三菱レイヨン株式会社 代 理 人 弁理士 二 瓶 正 敬第２図 第３図 第４図 第５図 −７−ｘＯ−−−−ｍ−Ｙい。、′ 第６図 第７図 第１２図 第１３図 １０Ｂ 第１４図 ｔ 手続補正書（自制 昭和 ６３年 １０月 ２１日
Claims (3)
- （１）多数の光ファイバからなるライトガイドを用いて
所定の光源からの光線を伝送する光学系に用いる受光体
であって一端が前記ライトガイドの一端に接続される円
筒又は円柱状の第１の光伝送部を有する光ファイバ式ラ
イトガイド用受光体において、前記第１の光伝送部の他
端に一端が接続され他端が前記所定の光源からの光線を
受光するために用いられるよう開放してある第２の光伝
送部を有し、この第２の光伝送部がその入射面から出射
面まで伸長する多数の光ファイバを有し、かつ前記第２
の光伝送部内の光ファイバが入射面と出射面における位
置関係がランダムとなっていることを特徴とする光ファ
イバ式ライトガイド用受光体。 - （２）請求項１記載の光ファイバ式ライトガイド用受光
体と前記所定の光源を有する光源光学系であって、前記
所定の光源の集光位置が前記第２の光伝送部の入射面内
に位置しつつ前記所定の光源の前記受光体に対する角度
を自在に変化せしめる手段を有する光源光学系。 - （３）請求項１記載の光ファイバ式ライトガイド用受光
体と前記所定の光源を有する光源光学系であって、前記
所定の光源として複数の光源をそれぞれの集光位置が前
記第２の光伝送部の入射面内に位置するよう配した光源
光学系。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63106779A JPH0617927B2 (ja) | 1988-04-28 | 1988-04-28 | 光ファイバ式ライトガイド用受光体及び同受光体を含む光源光学系 |
| US07/340,310 US4997259A (en) | 1988-04-28 | 1989-04-19 | Light source system with uniforming device for optical fiber type lightguide |
| DE68914319T DE68914319T2 (de) | 1988-04-28 | 1989-04-27 | Verbessertes Lichtquellen-System mit Einrichtung zum Erzielen einer gleichmässigen Lichtverteilung. |
| CA000597962A CA1313077C (en) | 1988-04-28 | 1989-04-27 | Light source system with uniforming device for optical fiber type lightguide |
| EP89304197A EP0339991B1 (en) | 1988-04-28 | 1989-04-27 | Improved light source system with device to provide uniform light |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63106779A JPH0617927B2 (ja) | 1988-04-28 | 1988-04-28 | 光ファイバ式ライトガイド用受光体及び同受光体を含む光源光学系 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01277206A true JPH01277206A (ja) | 1989-11-07 |
| JPH0617927B2 JPH0617927B2 (ja) | 1994-03-09 |
Family
ID=14442393
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63106779A Expired - Lifetime JPH0617927B2 (ja) | 1988-04-28 | 1988-04-28 | 光ファイバ式ライトガイド用受光体及び同受光体を含む光源光学系 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4997259A (ja) |
| EP (1) | EP0339991B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0617927B2 (ja) |
| CA (1) | CA1313077C (ja) |
| DE (1) | DE68914319T2 (ja) |
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| US5089713A (en) * | 1989-10-10 | 1992-02-18 | Unisys Corporation | Document-imaging illumination arrangements with intensity with adjustment |
| GB2244816A (en) * | 1990-04-10 | 1991-12-11 | Microphax Limited | Illumination apparatus for a microfiche reader |
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1988
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-
1989
- 1989-04-19 US US07/340,310 patent/US4997259A/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-04-27 DE DE68914319T patent/DE68914319T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1989-04-27 EP EP89304197A patent/EP0339991B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-04-27 CA CA000597962A patent/CA1313077C/en not_active Expired - Fee Related
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