JPS60202410A - ライトガイド用光源光学系 - Google Patents
ライトガイド用光源光学系Info
- Publication number
- JPS60202410A JPS60202410A JP5910984A JP5910984A JPS60202410A JP S60202410 A JPS60202410 A JP S60202410A JP 5910984 A JP5910984 A JP 5910984A JP 5910984 A JP5910984 A JP 5910984A JP S60202410 A JPS60202410 A JP S60202410A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical system
- light guide
- light
- light source
- reflecting surface
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- 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
-
- G—PHYSICS
- 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
- G02B6/0001—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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
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】
く技術分野〉
本発明は、ライトガイド用光源光学系に関し、より詳し
くは、光ファイバーを用いたライトガイド用光源光学系
の平均化光学系に関する。
くは、光ファイバーを用いたライトガイド用光源光学系
の平均化光学系に関する。
〈従来技術〉
従来、光ファイバーを用いたライトガイド用光源光学系
は、平均化光学系として拡散板を、点光源とライトガイ
ド入射部の間に設置したものが知゛られており、略全構
成を第１図に示す。点光源１０１には明らかに光量むら
があり、ライトガイド入射部１０４で均一な光エネルギ
ーを得ようとすれば、拡散性の強い拡散板１０３を使用
しなければならず、従って、光エネルギーは光ファイバ
ーの開口角内で均一に拡散されると共に、開口角外にも
拡散されてしまい、光エネルギーの伝達効率が非常に悪
く、このため前記点光源は高輝度点灯を強いられ、大電
力投入に共なう発熱、高コスト化という問題があった。
は、平均化光学系として拡散板を、点光源とライトガイ
ド入射部の間に設置したものが知゛られており、略全構
成を第１図に示す。点光源１０１には明らかに光量むら
があり、ライトガイド入射部１０４で均一な光エネルギ
ーを得ようとすれば、拡散性の強い拡散板１０３を使用
しなければならず、従って、光エネルギーは光ファイバ
ーの開口角内で均一に拡散されると共に、開口角外にも
拡散されてしまい、光エネルギーの伝達効率が非常に悪
く、このため前記点光源は高輝度点灯を強いられ、大電
力投入に共なう発熱、高コスト化という問題があった。
〈目 的〉
本発明は、以上の問題を解決するもので、その目的とす
るところは、低電力で光量むらが少なくかつ伝達効率の
良いライトガイド用光源光学系を提供することにある。
るところは、低電力で光量むらが少なくかつ伝達効率の
良いライトガイド用光源光学系を提供することにある。
〈概 要〉
本発明のライトガイド用光源光学系は、点光源と、集光
光学系と、平均化光学系を有し、前記平均化光学系は、
拡散板と円筒状の反射面よりなることを特徴とする。
光学系と、平均化光学系を有し、前記平均化光学系は、
拡散板と円筒状の反射面よりなることを特徴とする。
〈実施例〉
以下、本発明について実施例に基づき詳細に説明する。
実施例１゜
本発明の実施例に使用したライトガイドは１開口角６０
度、直径０．７５ｗ＆のプラスチック光フアイバー６０
０本を線状に２段に並べて固定し、一端を内径２０語の
円筒で収束したものを用い、概略図を第２図に示す。第
６図に本発明の実施例１の略全構成を示す。点光源とし
て、１００ワツトハロゲンランプ３０１、集光光学系と
して直径５０ｇ、焦点距離６０Ｍ１１のダイクロイック
凹面鏡５０２、平均化光学系として拡散板３０３と反射
面を化学研磨により仕上げた内径２０襲のアルミニウム
筒３０４を用い、前記ライトガイド３０５と連結してい
る。
度、直径０．７５ｗ＆のプラスチック光フアイバー６０
０本を線状に２段に並べて固定し、一端を内径２０語の
円筒で収束したものを用い、概略図を第２図に示す。第
６図に本発明の実施例１の略全構成を示す。点光源とし
て、１００ワツトハロゲンランプ３０１、集光光学系と
して直径５０ｇ、焦点距離６０Ｍ１１のダイクロイック
凹面鏡５０２、平均化光学系として拡散板３０３と反射
面を化学研磨により仕上げた内径２０襲のアルミニウム
筒３０４を用い、前記ライトガイド３０５と連結してい
る。
平均化光学系として、前記アルミニウム筒を使用してい
るのは、金や銀に比べ安価で入手し易く加工が容易であ
り、ニッケルやクロムに比べて反射率が高く、反射によ
る光エネルギーの損失が少ないためである。また、平均
化光学系は、円筒状の反射面の直径をり、％ライトガイ
ド入射部の外接円の直径をＬ２とした時、Ｌ、＜Ｌ２な
る関係、の場合はライトガイド入射部の端の部分で光が
伝達されなくなるため、Ｌ、≧Ｌ２なる関係を満たさな
くてはならない。本実施例では、Ｌ、＝Ｌ２であり前記
関係を満たしている。
るのは、金や銀に比べ安価で入手し易く加工が容易であ
り、ニッケルやクロムに比べて反射率が高く、反射によ
る光エネルギーの損失が少ないためである。また、平均
化光学系は、円筒状の反射面の直径をり、％ライトガイ
ド入射部の外接円の直径をＬ２とした時、Ｌ、＜Ｌ２な
る関係、の場合はライトガイド入射部の端の部分で光が
伝達されなくなるため、Ｌ、≧Ｌ２なる関係を満たさな
くてはならない。本実施例では、Ｌ、＝Ｌ２であり前記
関係を満たしている。
以上のライトガイド光源光学系によれば、ライトガイド
の光ファイバーは、アルミニウム筒３０４の反射面によ
り造られた拡散板３０５の虚像を複数個見込むことにな
り、従って各光ファイバーの位置による差が緩和され、
光量むらは光エネルギーの損失を１０％以内にして少な
くすることができた。
の光ファイバーは、アルミニウム筒３０４の反射面によ
り造られた拡散板３０５の虚像を複数個見込むことにな
り、従って各光ファイバーの位置による差が緩和され、
光量むらは光エネルギーの損失を１０％以内にして少な
くすることができた。
第４図に１以上の系におけるアルミニウム筒３０４の長
さと、ライトガイド６５出５出口側の光量むらの関係を
示す。光量むらは、ライトガイド６０５出日側を第３図
のＸ方向に走査し光量測定器で測定した相対光強度分布
において、光強度の最大値をｌ ｔｎＱＸ Ｎ最小値を
” ？ｎｔＲ、平均値をＥ （Ｉｖとすれば、（Ｅ ｔ
ｎａｘ−’Ｋｒｎ１ｎ ） ／ ｌｎ ａｖで表わされ
るアルミニウム筒３０４の長さが０謡の時は、拡散板だ
けを設置した場合の光量むらであり、アルミニウム筒の
長さが長くなれば、反射面により造られる拡散板の虚像
の数が増加し、従って、ライトガイドの光ファイバーは
より多くの虚像を見込むことになり、前記光量むらを減
少できた。また、第４図から明らかなように、光量むら
は許容範囲において、アルミニウム筒の長さを自由に選
択することが可能となった。
さと、ライトガイド６５出５出口側の光量むらの関係を
示す。光量むらは、ライトガイド６０５出日側を第３図
のＸ方向に走査し光量測定器で測定した相対光強度分布
において、光強度の最大値をｌ ｔｎＱＸ Ｎ最小値を
” ？ｎｔＲ、平均値をＥ （Ｉｖとすれば、（Ｅ ｔ
ｎａｘ−’Ｋｒｎ１ｎ ） ／ ｌｎ ａｖで表わされ
るアルミニウム筒３０４の長さが０謡の時は、拡散板だ
けを設置した場合の光量むらであり、アルミニウム筒の
長さが長くなれば、反射面により造られる拡散板の虚像
の数が増加し、従って、ライトガイドの光ファイバーは
より多くの虚像を見込むことになり、前記光量むらを減
少できた。また、第４図から明らかなように、光量むら
は許容範囲において、アルミニウム筒の長さを自由に選
択することが可能となった。
実施例２゜
本発明の実施例２の略全構成を第６図に示す。
実施例１と同様の系において、平均化光学系は拡散板３
０３と、直径２０１１１のアクリル製円柱６０１を用い
、前記ライトガイド３０４と連結している。平均化光学
系として、アクリル製円柱を用いたのは、透明材料の中
で最も光の内部吸収が少なくて透過率がよいためで、通
常使われているＢＫ−７や白板ガラスと比べ、はるかに
光エネルギーの損失が少ないからである。
０３と、直径２０１１１のアクリル製円柱６０１を用い
、前記ライトガイド３０４と連結している。平均化光学
系として、アクリル製円柱を用いたのは、透明材料の中
で最も光の内部吸収が少なくて透過率がよいためで、通
常使われているＢＫ−７や白板ガラスと比べ、はるかに
光エネルギーの損失が少ないからである。
以上のライトガイド光源光学系によれば、ライトガイド
の光ファイバーは、アクリル製円柱、６０１の側面と空
気とにより形成される全反射面で造られた拡散板の虚像
を複数個見込むことになり、従って各光ファイバーの位
置による差が緩和され前記光量むらは、光エネルギーの
損失を１０％以内にして少なくさせることができた。
の光ファイバーは、アクリル製円柱、６０１の側面と空
気とにより形成される全反射面で造られた拡散板の虚像
を複数個見込むことになり、従って各光ファイバーの位
置による差が緩和され前記光量むらは、光エネルギーの
損失を１０％以内にして少なくさせることができた。
第７図に本実施例における了クリル製円柱６０１の長さ
と、ライトガイド３０５出口側の光量むらの関係を示す
。アクリル製円柱は等しい長さのアルミニウム筒と比ベ
オプティカルパスが短かく、従って、等しいオプティカ
ルバスにおいて実施例１と同様な結果が得られた。
と、ライトガイド３０５出口側の光量むらの関係を示す
。アクリル製円柱は等しい長さのアルミニウム筒と比ベ
オプティカルパスが短かく、従って、等しいオプティカ
ルバスにおいて実施例１と同様な結果が得られた。
〈効 果〉
以上述べたように、本発明によれば、光量むらが少なく
、かつ伝達効率のよいライトガイド用光源光学系が実現
でき、従って低電力投入が可能でそのため発熱による熱
処理装置を設置する必要がなく、低コスト化を可能とす
る効果を有する。
、かつ伝達効率のよいライトガイド用光源光学系が実現
でき、従って低電力投入が可能でそのため発熱による熱
処理装置を設置する必要がなく、低コスト化を可能とす
る効果を有する。
第１図は従来のライトガイド光源光学系の略全構成を示
す図、第２図は本発明に使用したライトガイドの概略図
、第３図は本発明の実施例１の略全構成を示す図、第４
図は本発明の実施例１における光量むらを示すグラフ、
第５図は・本発明の実施例１におけるライトガイド出口
側の相対光強度分布、第６図は本発明の実施例２の略全
構成を示す図、第７図は本発明の実施例２における光量
むらを示すグラフである。 １０１・・・点光源 １０２・・・集光光学系 １０３・・・拡散性の強い拡散板 １０４・・・ライトガイド入射部 １０５・・・ライトガイド ２０１・・・ライトガイド収束部 ２０２・・・線状に並べた光ファイバー２０３・・・光
ファイバー ３０１・・・ハロゲンランプ ３０２・・・ダイクロイック凹面鏡 ３０３・・・拡散板 ３０４・・・アルミニウム筒 ３０５・・・本発明に使用したライトガイド５０１・・
・相対光強度の最大値（ＶｔｎａＸ）５０２・・・相対
光強度の平均値（ＫａＶ ）５０３・・・相対光強度の
最少値（”ｍｔｓ）６０１・・・アクリル製円柱 ミま細＝ス 一一−Ｓ
す図、第２図は本発明に使用したライトガイドの概略図
、第３図は本発明の実施例１の略全構成を示す図、第４
図は本発明の実施例１における光量むらを示すグラフ、
第５図は・本発明の実施例１におけるライトガイド出口
側の相対光強度分布、第６図は本発明の実施例２の略全
構成を示す図、第７図は本発明の実施例２における光量
むらを示すグラフである。 １０１・・・点光源 １０２・・・集光光学系 １０３・・・拡散性の強い拡散板 １０４・・・ライトガイド入射部 １０５・・・ライトガイド ２０１・・・ライトガイド収束部 ２０２・・・線状に並べた光ファイバー２０３・・・光
ファイバー ３０１・・・ハロゲンランプ ３０２・・・ダイクロイック凹面鏡 ３０３・・・拡散板 ３０４・・・アルミニウム筒 ３０５・・・本発明に使用したライトガイド５０１・・
・相対光強度の最大値（ＶｔｎａＸ）５０２・・・相対
光強度の平均値（ＫａＶ ）５０３・・・相対光強度の
最少値（”ｍｔｓ）６０１・・・アクリル製円柱 ミま細＝ス 一一−Ｓ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）点光源と、集光光学系と、平均化光学系を有するラ
イトガイド用光源光学系において、前記平均化光学系は
拡散板と、円筒状の反射面を有することを特徴とするラ
イトガイド用光源光学系０２）平均化光学系は、前記円
筒状の反射面の直径をＬｌ 、ライトガイド入射部の外
接円の直径をＬ２とした時、Ｌ、≧Ｌ、なる関係を満た
すことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のライト
ガイド用光源光学系。 ３）平均化光学系において、前記円筒状の反射面は、ア
ルミニウムで形成されていることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載のライトガイド用光源光学系。 ４）平均化光学系において、前記円筒状の反射面は、ア
クリル製円柱の側面と空気とにより形成される全反射面
であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のラ
イトガイド用光源光学系。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5910984A JPS60202410A (ja) | 1984-03-27 | 1984-03-27 | ライトガイド用光源光学系 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5910984A JPS60202410A (ja) | 1984-03-27 | 1984-03-27 | ライトガイド用光源光学系 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60202410A true JPS60202410A (ja) | 1985-10-12 |
Family
ID=13103812
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5910984A Pending JPS60202410A (ja) | 1984-03-27 | 1984-03-27 | ライトガイド用光源光学系 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60202410A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4997259A (en) * | 1988-04-28 | 1991-03-05 | Mitsubishi Rayon Co., Ltd. | Light source system with uniforming device for optical fiber type lightguide |
| JPH0520007U (ja) * | 1991-08-28 | 1993-03-12 | グローリー工業株式会社 | イメージセンサの発光装置 |
-
1984
- 1984-03-27 JP JP5910984A patent/JPS60202410A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4997259A (en) * | 1988-04-28 | 1991-03-05 | Mitsubishi Rayon Co., Ltd. | Light source system with uniforming device for optical fiber type lightguide |
| JPH0520007U (ja) * | 1991-08-28 | 1993-03-12 | グローリー工業株式会社 | イメージセンサの発光装置 |
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