JPS6040602B2 - 光集束装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光集東装置に関し、より詳細には特に微弱な発
光体あるいは微少な発光体からの光を効率良く分光系に
導くことができる光集東装置に関する。

従来、発光体、たとえば蜜光物質や化学反応物質からの
光を側光、分光測定する場合には、第１図に示すように
球面鏡１の中心に光源Ｐを置き、凸レンズ２を介して集
光させて分光器３に導いたり、第２図に示すようなだ円
面鏡５のレンズ作用を兼ねて集光させていた。

しかしながらかかる方法では、光源Ｐからの光量を効率
良く分光器３に導くことは到底不可能であり、大量の無
効光４を生じていた。

しかがって光源が微弱あるいは微小な場合には分光器に
よる分光測定が極めて困難になる欠点があった。一方、
第３図に示すように励起用光源Ｑと蟹光物質６と回転だ
円体７の中にとじ込め、励起された蟹光８を凸レンズ２
を介して入射スリット８に取り出す方法が提案された。
この場合には励起用光源Ｑは蟹光物質６を有効に励起す
るが、蟹光波長と励起波長がまじり合って入射スリット
に入る問題点があり、また自発発光である化学発光や生
物発光等の微弱発光には考慮が払われていない欠点があ
った。そこで本発明はかかる現状にかんがみなされたも
のであり、光源からの光をほぼ定量的に外部に導き出す
ことができ、従って特に微弱あるいは微小光源からの光
の集東装置として極めて有効であるなどの特長を有する
ものである。

すなわち本発明の光集東装置は、内面を鏡面にした回転
だ円鏡の一つの焦点を通る再帰性反射鏡，を設け、該焦
点‘こは前記再帰性反射鏡を貫いて導光部材を設けたこ
とを特徴とするものである。

以下、本発明を図面に示した実施例にもとづき説明する
。第４図は本発明の第１実施例を示し、回転だ円面鏡１
１は、内面１２が鏡面になっており、第２焦点Ｆ２を通
り、かつ回転だ円面鏡１ １の長藤Ａに垂直に再帰性反
射鏡１３が設けてある。

また、第２焦点Ｆ２には再帰性反射鏡１３を貫いて導光
部材１４が取付けてある。ここで回転だ円面鏡１１とは
、平面上にえがかれただ門曲線を長藤のまわりに３６０
ｏ回転させて形成された立体を云い、本発明ではこの立
体の内面が鏡面になっている。

また、本発明で用いる再帰性反射鏡１３とは、第５図Ａ
に示すように、反射面１５は直交する鏡面の集合体状を
なしており、第５図Ｂに示すように入射光１６は入射方
向の如何にかかわらず、直交する鏡面で３回反射し１８
０ｏ方向変換して入射方向と同一方向に反射光１７を反
射させることができるものである。

具体的には交通標識、自動車、自転車のテールミラーな
どに用いられるコーナーキューブや微小なガラス玉をバ
インダーでテープ状に接合したスコッチライトなどがこ
れに属し、本発明ではこれらを適宜用いることができる
。

導光部村１４は第２焦点Ｆ２に集光された光を回転だ円
面鏡１１の外に導くためのものであり、ガラス棒、ガラ
ス繊維、内面を鏡面にした管などを用いることができる
。

これら導光部材１４は第１焦点Ｆ，に置かれる光源から
発する光の性質に応じて適宜、選択して使用される。た
とえば導光部材１４として導光繊維と用いたときには第
２焦点Ｆ２に集光された光は導光繊維の界面で全反射を
繰り返しながら取り出され、目的に応じてたとえば分光
器に導かれる。なお、この第１実施例では再帰性反射鏡
１３はその背面側のだ円部１５と共に取りはずすことが
でき、後述するように第１焦点Ｆ，に測定対象の光源を
設置したのち、密閉できるようになっている。

また、だ円体部１５の如何なる形状であっても良く、再
帰性反射鏡１３のみで、外部からの光の侵入を防止する
ことができればだ円体部１５は無くても良い。第６図は
本発明の第２実施例を示し、再帰性反射鏡１３は円錐形
状をなし、長軸Ａに対して上下対称であると同時に、円
錐形の頂点が第２焦点Ｆ２に位置する如く設けられてい
る。

再帰一性反射鏡１３をこのように円錐形状とすることに
よって、導光部材１４への高い入射角をもたらす回転だ
円鏡部分が円錐形状の再帰性反射鏡に置き換えられるの
で第１焦点Ｆ，に置かれた光源から、後述の如く第２焦
点Ｆ２に集光される反射光の導光部材１４への入射角を
一定の範囲内に制御することができ、効果的に外部へ導
びくことができる。

したがって、導光部材１４として、たとえばガラスファ
イバーを用いたときのガラスファイバーの第２焦点Ｆ２
における閉口数、すなわち第２焦点Ｆ２において受け入
れることができ入射角の限界に応じて再帰性反射鏡１３
の円錐形状を適宜選択、決定すれば良いことになる。次
に本発明の光集東装置の機能を第４図にもとづき説明す
る。

まず第１焦点Ｆ，に光源が置かれたとする。

すると、この光源から出て回転だ円面鏡１１の鏡面１２
で反射された光Ｌは第２焦点Ｆ２に集光する。同様に鏡
面１２で反射された光はすべて同様にＦ２に進光する。
一方、光源から出た光のうち、再帰性反射鏡１３に入射
された光は、前述のように再帰性反射鏡１３は反射光を
入射光と同一方向に反射させる性質を有するので第１焦
点Ｆ，の方向に戻され、第１焦点Ｆ，を通りＦ２の背面
側の鏡面で反射されて矢印−のように光源Ｆ２に集光す
る。

このようにして光源正，からの光は回転だ円面鏡の鏡面
で直接反射されて光源Ｆ２に集光するか、或は再帰性反
射鏡１３で反射されて光源Ｆ，にもどり、光源Ｆ，の背
面側の回転だ円面鏡の鏡面で反射されて光源Ｆ２に集光
するかのいずれかの経路をたどり、結局、光源Ｆ，から
の光はほとんど実質的にすべてがＦ２に集光されるよう
になる。

そして前述のように集光された光は導光部材１４によっ
て取り出され、他に導かれるのである。第７図は本発明
の第３実施例を示し、本発明の光集東装置の分光計と粗
合せて使用する状態を示すものである。

すなわち前述の如く、回転だ円面鏡の第１総点Ｆ，に置
かれた光源Ｐからの光は、鏡面１２で反射される光斗，
および再帰性反射鏡１ ３で反射される光−たるを問わ
ず、すべて第２焦点Ｆ２に集光され、導光部材１４によ
って導びかれたのち、凸レンズ１８によって集光されて
分光計１９に入り、ここで分光された測定値は光子計数
装置２０に表示される。なお、第７図において２１は励
起光東を示し、光源Ｐを励起せしめる場合に用いるもの
であり、必要に応じて設けることができる。

また、光源Ｐは第１焦点Ｆ，の背面側に設けた挿入部２
２に取付けて挿入するようになっており、この挿入部２
２の内面側は回転だ円面鏡１１の一部の鏡面を形成する
ようにしても良いし、或は第７図に示すように再帰性反
射鏡とすることもできる。Ｌ久上述べた如く、本発明に
おいては内面を鏡面にした回転だ円面鏡の第２焦点を通
る再帰性反射鏡を設け、かつ第２焦点には再帰性反射鏡
を貫いて導光部材を取付けたことに特徴がある。

この結果、回転だ円面鏡の第１焦点に光源を層研ぎ、こ
の光源から出た光は回転だ円面鏡の鏡面で反射された光
であろうと、或は再帰性反射鏡で反射された光であろう
とも、わずかな反射ロスを除けばほとんどすべてが第２
焦点に集光される。すなわち、本発明の光集東装置では
従釆のように大量の無効光を生ずることがなくなり、１
００％に近い光量効率が達成される。

従って本発明の装置は微弱、あるいは微小光源からの発
散光東を定量的に集光し、外部に導くことができ、特に
微弱あるいは微小光源からの光を分光装置、または測定
装置へ導くための最適の菱贋と云える。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図および第３図は従来の光集東装置の原理
を示し、第１図は球面鏡、第２図はだ円面鏡、第３図は
回転だ円体を用いた場合の説明図、第４図は本発明の第
１実施例を示す概要図、第５図ＡおよびＢは本発明で用
いる再帰性反射鏡の機能を示す原理図、第６図は本発明
の第２実施例を示す概要図、第７図は本発明の第３実施
例を示す概要図である。 １１……回転だ円面鏡、１３…・・・再帰性反射鏡、１
４・・・・・・導光部村、Ｆ．・・・…第１焦点、Ｆ２
・・・・・・第２焦点。 第１図 第３図 第４図 第５図（８） 第５図（Ａ） 第２図 第６図 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 内面を鏡面にした回転だ円面鏡の一つの焦点を通る
   再帰性反射鏡を設け、該焦点には前記再帰性反射鏡を貫
   いて導光部材を取付けたことを特徴とする光集束装置。