JPH0648178B2 - 光軸調整装置及び光軸調整方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、特に滴下液滴径を該液滴からの散乱光によ
り測定検出する場合の入射光及び散乱光を受光する一次
元光センサの相互の配置決めを行なうために使用される
入射光軸及び受光軸の光軸調整装置及び光軸調整方法に
関する。

〈従来の技術〉 特開昭６３−１９５０６号に滴下液滴の大きさを遠隔で
精度良く測定する方法が記載されている。この方法は、
滴下液滴に対して平行光を入射し、所定の散乱角で該液
滴から散乱された反射光と透過屈折光とからなる散乱光
を光学結像系により一次元光センサ上に結像させ、該反
射光と透過屈折光とにより像中に形成される２つの輝点
間の距離と該光学結像系の倍率から該液滴の径を検出す
る方法である。この方法において散乱光を検出する角度
は任意に設定することが出来るが、いずれの大きさの角
度に設定するにせよ、滴下液滴の径を正確に検出する上
で、この角度は正確に設定する必要がある。

従来においては、上記散乱光を検出する角度を正確に設
定するため、滴下液滴径を検出するために必要な装置や
部品類、例えば平行光源，光学結像系、一次元光センサ
等に加えて新たなレーザ発振器等のビーム光源、反射
鏡、基準スケール、螢光灯及びボールレンズ等を使用し
て次の手順で検出する滴下液滴に対する平行光源及び一
次元センサの配置を決めていた。

′．第１図に示す様に、平行光源１０に対してビーム
光源Ａを相互の放射光の光軸が所定の交角θで交わる位
置に設置する。通常、このビーム光源Ａは光学ベンチ等
の安定した台上に設置される。

′．一次元光センサ２０の受光面とビーム光源Ａの光
放射面を対向させて設置し、相互の光軸合せを行なう。
この光軸合せは、一次元光センサ２０とビーム光源Ａの
間に配置される光学系（例えばフィルター等）からのビ
ーム反射光がビーム入射光と合致する場合に完了したも
のと確認される。

′．検出エリアの中心に反射鏡を回転自在に取付け、
垂直に支持する回転軸を配置し、この反射鏡の反射面と
ビーム光源Ａの光放射面を対抗させ、ビーム光源Ａの放
射光軸と反射鏡を支持する回転軸が交わり、かつ、ビー
ム反射光がビーム入射光と合致するように反射鏡を調整
する。次いでビーム光源Ａの光放射を停止する。

′．反射鏡を、左、即ち、平行光源１０側に（π／２
＋θ／２）だけ正確に回転する。（この回転により平行
光源１０の光放射面と一次元光センサ２０の受光面とは
反射鏡の反射面を介して対向するようになる。

′．平行光源１０から放射される光束の中心部の光軸
（以下中心光軸と略す。）と一次元光センサ２０との相
互の光軸合せを前記反射鏡の反射面を介して行なう。こ
の光軸合せは、例えば１mmφ程度の孔をあけた板を、平
行光源１０の中心光軸がこの穴を貫通するように配置
し、この中心光軸状の光ビームの一次元光センサ２０手
前の光学系（例えばフィルタ等）からの反射光が、ビー
ム入射光と合致し、前記開孔板上に反射ビームスポット
が見られなくなるように平行光源１０又は一次元光セン
サ２０を移動することにより行われる。

′．前記反射鏡に代えて一定径、例えば１０μｍφの
開孔を有する基準スケールを配置し、ビーム光源Ａから
光放射し、この開孔を通って一次元光センサ２０で検出
される光ビーム出力が最大となるように基準スケールの
位置を調整する。

′．ビーム光源Ａに代えて螢光灯を使用し、この蛍光
灯で基準スケールを介して一次元光センサ２０を照明
し、前記基準スケールの開孔からの光パターンが一次元
光センサ２０の中央位置で検出されるように一次元光セ
ンサを横方向に移動する。

′．基準スケールに代えてボールレンズを設置し、平
行光源１０でボールレンズを照明し、ボールレンズから
の散乱光を受光する一次元光センサ２０の受光光量が最
大となる様に、ボールレンズ及び一次元光センサの両方
を上下に１０μｍ程度づつ範囲内を移動させ、一次元光
センサ２０で検出される光ビーム出力が最大値を示した
ところで固定する。

〈発明が解決しようとする課題〉 この様に従来においては滴下液滴の散乱光を検出する角
度を正確に設定するためには、ビーム光源、反射鏡、基
準スケール、螢光灯、ボールレンズ等の数多くの光学装
置及び光学部品を使用して平行光源からの入射光及び散
乱光を受光する一次元光センサの相互の配置決めを行な
っていた。

また、この装置決めのための入射光軸及び受光軸の光軸
調整は、既に説明したような複雑な手順を要し、従って
熟練者が１度だけで調整に成功した場合でも２時間近く
かかり、再調整等が必要となる通常の場合には半日仕事
であった。

従って、この発明は数少ない光学装置や光学部品並びに
簡単な手順で素人でも簡単に例えば滴下液滴を検出する
角度を正確に設定することができる入射光軸及び受光軸
の光軸調整装置及び光軸調整方法を提供することを目的
とする。

〈課題を解決するための手段〉 この発明によれば、屈折光の入射光軸及び受光軸の光軸
合せが、反射平面が相等しい２光透過平面によって囲ま
れた二等辺三角形断面を有する三角柱又はその不等角部
分を除いた台柱状反射具と、該反射具をその１光透過平
面と向き合って支持し、かつ、別の外側に露出した光透
過平面に垂直に入射し、前記反射平面で反射する光が通
過する開口を有する衝立板と、該衝立板を垂直に支持す
る衝立軸と、該衝立軸の回転並びに上下及び横移動を行
なって前記衝立板の位置決めを行なう位置決め機構とを
具備している光軸調整装置を使用して、屈折光の屈折地
点にほぼその衝立軸が位置するようにこの光軸調整装置
を配置し、衝立板を回転して入射光が前記反射具の外側
に露出した光透過平面に垂直に入射し、前記反射具の反
射平面で反射した光が衝立板の開口を通過するように配
置し、然る後、衝立板の開口を通過した光と受光器の光
軸合せを行なうことにより達成される。

前記三角柱又は台柱状反射具としては、例えばプリズム
や反射鏡と２枚のガラス板とを接着した三角柱状反射具
やこれ等の反射具から前記方法で光軸合せを行なう際の
屈折光の通路とならない三角柱の不等陵角部分を除いた
台柱状反射具等が挙げられる。

また、この反射具と衝突板との間に、例えばピンホール
又はスリットの開孔部を有する遮光板、灰色フィルタ等
の減光具を介在して光量調整を行なうことが好ましく、
これにより過剰強度の受光によって生じる受光器の破損
等が防止できるとともに、従来方法において行われてい
る基準スケールを用いた調整と同様の効果が得られる。

更に、前記三角柱又は台柱状反射具の外側に露出した光
透過平面がハーフミラーである場合、この表面で入射光
が部分的に反射するので、前記と同様の光量調整が行わ
れる他、従来、入射光軸の調整のために必要とされてい
た反射鏡を使用しなくてもよい。

〈作 用〉 上述したこの発明の構成によれば、光軸調整装置中の衝
立軸がほぼ屈折光の屈折地点に位置し、前記三角柱又は
台柱状反射具の２透過平面の交角が屈折角に相当し、位
置決め機構による衝立軸の回転並びに上下及び横移動に
より簡単に屈折光の入射光軸及び受光軸の光軸合せが行
われる。

〈実施例〉 以下に図面とともに実施例を示し、この発明を更に具体
的に説明する。

第２図Ａ，Ｂは、この発明の光軸調整装置の１例を示す
もので、この光軸調整装置３０は、複数の検出エリアの
滴下液滴径を対応する数の一次元光センサ２０により同
時に測定するための平行光源１０と複数の一次元光セン
サ２０の配置決めをするためのもので、複数のプリズム
１と、プリズム１と同数の開口ａを横方向に所定間隔づ
つ離間して設けた遮光性の衝立板２と、衝立板２を垂直
に支持する衝立軸３と、衝立軸３の回転並びに上下及び
横移動を行なって衝立板２の位置決めを行なう位置決め
機構４とを具備している。このうち、プリズム１はそれ
ぞれ第３図に示すように二等辺三角形断面を有する三角
柱状のものであって、相等しい２つの柱面の一方が衝立
板２の開口ａを覆って衝立板２に支持されており、ま
た、プリズム１と衝立板２との間には減光具５を出し入
れするための平行な隙間が設けられている。

更に、プリズム１の外側柱面にはハーフミラー化処理被
膜が設けられている。

この光軸調整装置３０によって既に説明した滴下液滴検
出装置の平行光源１０と一次元光センサ２０の配置決め
を行なう場合、 ．まず、第４図に示すように検出エリアの中心にほぼ
衝立軸３が位置するように光軸調整装置３０を配置す
る。

．次いで、平行光源１０と第３図に示すように衝立板
２に支持されたプリズム１の１つ、例えば衝立軸３上の
プリズム１との間にピンホールの開けられた遮光板６を
介してプリズム１に中心光軸ビームを照射する。

．然る後、第２図Ａに示すように位置決め機構４によ
り衝立軸３を回転し、衝立軸３の上下動及び横方向の移
動を行なって、プリズム１の外側柱面に垂直に前記中心
光軸ビームを入射させる。遮光板６に反射ビームスポッ
トがほとんど又は全く投影されることがなく、反射ビー
ムが入射ビームと合致した場合に入射光軸調整が完了し
たと判断される。

．最後に、プリズム１と衝立板２との間の隙間に減光
具５を入れてプリズム１中で屈折し、衝立板２の開口ａ
から放射された中心光軸ビームと一次元光センサ２０の
光軸とを一致させる。この要領は、既に説明した従来方
法のと同様である。この段階で、従来方法の′，
′で行われている基準スケールを用いた調整と同様な
調整が行われ、一次元光センサ２０を上下方向に微動調
整することにより得られる最高光量位置が調整された平
行光源１０及び一次元光センサ２０の配置位置となる。

〈発明の効果〉 以上に説明したようにこの発明の光学調整装置を使用す
ることにより、従来必要であったビーム光源、反射鏡、
基準スケール、螢光灯及びボールレンズ等を用いること
なく、しかも光軸調整が簡単な手順で素人でも簡単かつ
正確に数分以内で完了でき、従ってこの発明によれば屈
折光の入射光軸及び受光軸の光軸調整時間の大幅な短縮
が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の光軸調整装置及び光軸調整方法を説明
するための図面、 第２図Ａは、この発明の光軸調整装置を示す斜視図、 第２図は、第２図Ａの光軸調整装置の要部を概略的に示
す図面、 第３図は、この発明の光軸調整方法を説明するための図
面、 第４図は、光軸調整時のこの発明の光軸調整装置を通過
する光の径路を示す第２図Ｂの１部拡大図である。 １……プリズム、２……衝立板、３……衝立軸、４……
位置決め機構、５……減光具、６……遮光板、１０……
平行光源、２０……一次元光センサ、３０……光軸調整
装置、Ａ……ビーム光源、ａ……開口。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】反射平面が相等しい２光透過平面によって
   囲まれた二等辺三角形断面を有する三角柱又はその不等
   角部分を除いた台柱状反射具と、 該反射具をその１光透過平面と向き合って支持し、か
   つ、別の外側に露出した光透過平面に垂直に入射し、前
   記反射平面で反射する光が通過する開口を有する衝立板
   と、該衝立板を垂直に支持する衝立軸と、該衝立軸の回
   転並びに上下及び横移動を行なって前記衝立板の位置決
   めを行なう位置決め機構とを具備していることを特徴と
   する光軸調整装置。
2. 【請求項２】前記三角柱又は台柱状反射具と衝突板との
   間に減光具を介在する請求項１記載の装置。
3. 【請求項３】前記三角柱又は台柱状の反射具の外側に露
   出した光透過平面がハーフミラーである請求項１又は２
   記載の装置。
4. 【請求項４】請求項１ないし３のいずれか１項記載の光
   軸調整装置を使用して、屈折光の屈折地点に前記衝立軸
   がおよそ位置するように該光軸調整装置を配置し、前記
   衝立板を回転して入射光が前記三角柱又は台柱状反射具
   の外側に露出した光透過平面に垂直に入射し、この三角
   柱又は台柱状反射具の反射平面で反射した光が前記衝立
   板の開口を通過するように配置し、然る後、前記衝立板
   の開口を通過した光と受光器の光軸合せを行なうことを
   特徴とする光軸調整方法。