JP3122697B2 - 偏光面検出器 - Google Patents
偏光面検出器Info
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- JP3122697B2 JP3122697B2 JP05039936A JP3993693A JP3122697B2 JP 3122697 B2 JP3122697 B2 JP 3122697B2 JP 05039936 A JP05039936 A JP 05039936A JP 3993693 A JP3993693 A JP 3993693A JP 3122697 B2 JP3122697 B2 JP 3122697B2
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- Japan
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- light beam
- polarizing plate
- polarization plane
- incident light
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- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、入射光束の偏光面を検
出する偏光面検出器に関するものである。
出する偏光面検出器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】レーザビーム光のように直線偏光された
入射光束の偏光面を検出する偏光面検出器として、光検
出器へ入射光束を導く光路中に偏光板を配置し、該偏光
板を透過する透過光の強度を光検出器で検出することに
より、入射光束の偏光面を算出するものが知られてい
る。このような偏光面検出器の従来例として、特開平４
−５８１２０号公報に記載のように、偏光板を回転する
モータと該偏光板の回転角度を検出する角度センサとを
設け、偏光板を異なる複数の回転角度に設定した場合に
おける光検出器のそれぞれの出力を演算することによ
り、入射光束の偏光面を算出するものが提案されてい
る。また、他の従来例として、特開昭６４−８８２２０
号公報に記載のように、互いに偏光方向が異なる複数偏
光面からなる多分割偏光板と、該偏光板の各偏光面を透
過した光束の強度を検出する光検出器群とを設け、これ
ら光検出器群からの出力を演算することにより、入射光
束の偏光面を算出するものが提案されている。
入射光束の偏光面を検出する偏光面検出器として、光検
出器へ入射光束を導く光路中に偏光板を配置し、該偏光
板を透過する透過光の強度を光検出器で検出することに
より、入射光束の偏光面を算出するものが知られてい
る。このような偏光面検出器の従来例として、特開平４
−５８１２０号公報に記載のように、偏光板を回転する
モータと該偏光板の回転角度を検出する角度センサとを
設け、偏光板を異なる複数の回転角度に設定した場合に
おける光検出器のそれぞれの出力を演算することによ
り、入射光束の偏光面を算出するものが提案されてい
る。また、他の従来例として、特開昭６４−８８２２０
号公報に記載のように、互いに偏光方向が異なる複数偏
光面からなる多分割偏光板と、該偏光板の各偏光面を透
過した光束の強度を検出する光検出器群とを設け、これ
ら光検出器群からの出力を演算することにより、入射光
束の偏光面を算出するものが提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した従
来例のうち前者の偏光面検出器は、偏光角度が単一方向
の偏光板を用い、該偏光板の異なる設定角度におけるそ
れぞれの透過光の強度から偏光面を検出するため、偏光
板を回転駆動するためのモータが必要となり、装置の小
型化が困難になるという問題があった。また、偏光板を
回転させながらそれぞれの設定角度における透過光の強
度を検出するため、各設定角度における検出に時間的な
遅れが必ず発生し、同時に多方向の偏光面を検出するこ
とができないという問題もあった。
来例のうち前者の偏光面検出器は、偏光角度が単一方向
の偏光板を用い、該偏光板の異なる設定角度におけるそ
れぞれの透過光の強度から偏光面を検出するため、偏光
板を回転駆動するためのモータが必要となり、装置の小
型化が困難になるという問題があった。また、偏光板を
回転させながらそれぞれの設定角度における透過光の強
度を検出するため、各設定角度における検出に時間的な
遅れが必ず発生し、同時に多方向の偏光面を検出するこ
とができないという問題もあった。
【０００４】一方、上記した従来例のうち後者の偏光面
検出器は、多分割偏光板の異なる複数偏光面を透過する
光の強度を単純に比較することにより、入射光束の任意
断面の偏光面を算出するため、入射光束の断面上に光の
強度分布がある場合は、原理的に各偏光面に対する光束
の透過率を測定することができず、偏光面の算出に際し
て入射光束断面の強度分布の影響を受けるという問題が
あった。
検出器は、多分割偏光板の異なる複数偏光面を透過する
光の強度を単純に比較することにより、入射光束の任意
断面の偏光面を算出するため、入射光束の断面上に光の
強度分布がある場合は、原理的に各偏光面に対する光束
の透過率を測定することができず、偏光面の算出に際し
て入射光束断面の強度分布の影響を受けるという問題が
あった。
【０００５】本発明は、上記した従来技術における課題
を解決するためになされたもので、その目的は、偏光板
の回転駆動機構を省略して装置の小型化が図れ、併せ
て、入射光束断面の強度分布に影響を受けることなく偏
光面を高精度に算出できる偏光面検出器を提供すること
にある。
を解決するためになされたもので、その目的は、偏光板
の回転駆動機構を省略して装置の小型化が図れ、併せ
て、入射光束断面の強度分布に影響を受けることなく偏
光面を高精度に算出できる偏光面検出器を提供すること
にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、入射光束の偏光面を検出する偏光面検出
器において、前記入射光束を所定の強度比をもって異な
る２方向に分割する分離器と、この２分割された光束の
うちの一方の光束の光路に配置され、互いに偏光角度の
異なる微小偏光板群からなる多分割偏光板と、この多分
割偏光板を透過する一方の光束の強度を各微小偏光板ご
とに検出する第１の光検出器と、前記２分割された光束
のうちの他方の光束の強度を前記多分割偏光板を透過し
ないで各微小偏光板に対応する微小部分ごとに検出する
第２の光検出器とを備え、前記第１の光検出器からの出
力と前記第２の光検出器からの出力とを対応する微小部
分ごとに比較して各微小偏光板に対する入射光束の透過
率を求めるようにした。
に、本発明は、入射光束の偏光面を検出する偏光面検出
器において、前記入射光束を所定の強度比をもって異な
る２方向に分割する分離器と、この２分割された光束の
うちの一方の光束の光路に配置され、互いに偏光角度の
異なる微小偏光板群からなる多分割偏光板と、この多分
割偏光板を透過する一方の光束の強度を各微小偏光板ご
とに検出する第１の光検出器と、前記２分割された光束
のうちの他方の光束の強度を前記多分割偏光板を透過し
ないで各微小偏光板に対応する微小部分ごとに検出する
第２の光検出器とを備え、前記第１の光検出器からの出
力と前記第２の光検出器からの出力とを対応する微小部
分ごとに比較して各微小偏光板に対する入射光束の透過
率を求めるようにした。
【０００７】
【作用】上記手段のように、入射光束を分離器によって
所定の強度比をもって異なる２方向に分割し、そのうち
一方の分割光束を多分割偏光板を介して第１の光検出器
へ導き、他方の分割光束を多分割偏光板を介さずに第２
の光検出器へ導くと、多分割偏光板の任意の微小偏光板
を透過して第１の光検出器から検出される強度と、該微
小偏光板に対応する任意の微小部分で第２の光検出器か
ら検出される強度とに基づいて、多分割偏光板の任意の
微小偏光板を透過する光束の透過率を求めることができ
る。このような演算を多分割偏光板の全ての微小偏光板
に対して実施することにより、各微小偏光板群に対する
入射光束の透過率分布が求められ、この透過率分布に基
づいて統計学的な近似計算を行うことにより、入射光束
の偏光面を算出することができる。
所定の強度比をもって異なる２方向に分割し、そのうち
一方の分割光束を多分割偏光板を介して第１の光検出器
へ導き、他方の分割光束を多分割偏光板を介さずに第２
の光検出器へ導くと、多分割偏光板の任意の微小偏光板
を透過して第１の光検出器から検出される強度と、該微
小偏光板に対応する任意の微小部分で第２の光検出器か
ら検出される強度とに基づいて、多分割偏光板の任意の
微小偏光板を透過する光束の透過率を求めることができ
る。このような演算を多分割偏光板の全ての微小偏光板
に対して実施することにより、各微小偏光板群に対する
入射光束の透過率分布が求められ、この透過率分布に基
づいて統計学的な近似計算を行うことにより、入射光束
の偏光面を算出することができる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の実施例を図１および図２を参
照して説明する。ここで、図１は本発明の一実施例に係
る偏光面検出器の全体構成を示す説明図、図２は該偏光
面検出器に備えられる偏光板アレイの説明図である。
照して説明する。ここで、図１は本発明の一実施例に係
る偏光面検出器の全体構成を示す説明図、図２は該偏光
面検出器に備えられる偏光板アレイの説明図である。
【０００９】図１に示す偏光面検出器は、直線偏光され
た入射光束を平行光束として導く受信光学系１と、該受
信光学系１を透過した平行光束を所定の強度比をもって
反射光束と透過光束とに分割するビームスプリッタ４
と、該透過光束の光路中に配置された偏光板アレイ５と
第１のマイクロレンズアレイ６および第１の撮像素子７
と、前記反射光束の光路中に配置された第２のマイクロ
レンズアレイ８および第２の撮像素子９と、これら第１
および第２の撮像素子４，９から出力される電気信号が
入力される第１および第２のカメラコントローラ１０，
１１と、これら第１および第２のカメラコントローラ１
０，１１から出力される電気信号をデジタル情報に変換
する第１および第２のアナログデジタル変換器１２，１
３と、これら第１および第２のアナログデジタル変換器
１２，１３から出力されるデジタル信号に基づいて入射
光束の偏光面を算出する演算処理部１４と、この演算処
理部１４で算出された結果を表示する表示部１５と、前
記第１および第２のカメラコントローラ１０，１１から
出力される電気信号を磁気テープなどに実時間で記録す
る記録装置１６とを備えている。
た入射光束を平行光束として導く受信光学系１と、該受
信光学系１を透過した平行光束を所定の強度比をもって
反射光束と透過光束とに分割するビームスプリッタ４
と、該透過光束の光路中に配置された偏光板アレイ５と
第１のマイクロレンズアレイ６および第１の撮像素子７
と、前記反射光束の光路中に配置された第２のマイクロ
レンズアレイ８および第２の撮像素子９と、これら第１
および第２の撮像素子４，９から出力される電気信号が
入力される第１および第２のカメラコントローラ１０，
１１と、これら第１および第２のカメラコントローラ１
０，１１から出力される電気信号をデジタル情報に変換
する第１および第２のアナログデジタル変換器１２，１
３と、これら第１および第２のアナログデジタル変換器
１２，１３から出力されるデジタル信号に基づいて入射
光束の偏光面を算出する演算処理部１４と、この演算処
理部１４で算出された結果を表示する表示部１５と、前
記第１および第２のカメラコントローラ１０，１１から
出力される電気信号を磁気テープなどに実時間で記録す
る記録装置１６とを備えている。
【００１０】前記受信光学系１は凸レンズ２と凹レンズ
３とで構成され、入射光束を集光しこれを平行光束とし
てビームスプリッタ４に入射する。このビームスプリッ
タ４では、入射した平行光束を所定の強度比をもって透
過光束と反射光束とに分割し、該透過光束は偏光板アレ
イ５を透過した後、第１のマイクロレンズアレイ６によ
り撮像素子７に結像される。図２に示すように、前記偏
光板アレイ５はｎ個の微小偏光板１７群からなり、これ
らの微小偏光板１７群は互いに偏光角度が微小角度ずつ
異なる方向に設定されている。また、前記第１のマイク
ロレンズアレイ６は、前記偏光板アレイ５を透過した光
を各微小偏光板１７ごとに第１の撮像素子７に結像し、
該第１の撮像素子７は各微小偏光板１７を透過した光を
電気信号に変換する。一方、前記ビームスプリッタ４で
分割された反射光束は、前記偏光板アレイ５の各微小偏
光板１７に対応するように、第２のマイクロレンズアレ
イ８によってｎ個の微小光束に分割集光されて第２の撮
像素子９に結像され、該第２の撮像素子９は各微小光束
群を電気信号に変換する。
３とで構成され、入射光束を集光しこれを平行光束とし
てビームスプリッタ４に入射する。このビームスプリッ
タ４では、入射した平行光束を所定の強度比をもって透
過光束と反射光束とに分割し、該透過光束は偏光板アレ
イ５を透過した後、第１のマイクロレンズアレイ６によ
り撮像素子７に結像される。図２に示すように、前記偏
光板アレイ５はｎ個の微小偏光板１７群からなり、これ
らの微小偏光板１７群は互いに偏光角度が微小角度ずつ
異なる方向に設定されている。また、前記第１のマイク
ロレンズアレイ６は、前記偏光板アレイ５を透過した光
を各微小偏光板１７ごとに第１の撮像素子７に結像し、
該第１の撮像素子７は各微小偏光板１７を透過した光を
電気信号に変換する。一方、前記ビームスプリッタ４で
分割された反射光束は、前記偏光板アレイ５の各微小偏
光板１７に対応するように、第２のマイクロレンズアレ
イ８によってｎ個の微小光束に分割集光されて第２の撮
像素子９に結像され、該第２の撮像素子９は各微小光束
群を電気信号に変換する。
【００１１】前記演算処理部１４では、まず、第１およ
び第２の撮像素子７，９の微小部分ごとに信号強度を計
算し、両者の入射光束の強度を微小部分ごとに比較する
ことにより、各微小偏光板１７のもつ偏光角度に対する
入射光束の透過率を算出する。すなわち、ビームスプリ
ッタ４に強度Ｓで入射した平行光束のうち、偏光板アレ
イ５の設置された光路Ａへ強度Ｓ・ａの透過光束が導か
れ、偏光板アレイ５の設置されていない光路Ｂへ強度Ｓ
・ｂの反射光束が導かれた場合、これらの光束の断面に
は強度分布が存在する。いま、光束断面を微小部分に分
割したときのｋ番目の微小部分の強度比率を光束全体を
１としてｆ（ｋ）で表すと、光路Ｂのｋ番目の微小部分
に入射して第２の撮像素子９に集光する光束の強度ＩB
（ｋ）は、 ＩB（ｋ）＝Ｓ・ｂ・ｆ（ｋ） （１） で表される。また、光路Ａのｋ番目の微小部分に入射し
て第１の撮像素子７に集光する光束の強度ＩA（ｋ）
は、ｋ番目の微小偏光板１７に対する光束の透過率をＰ
（ｋ）として、 ＩA（ｋ）＝Ｓ・ａ・ｆ（ｋ）・Ｐ（ｋ） （２） で表される。（２）式に（１）式を代入すると、 Ｐ（ｋ）＝（ｂ・ＩA（ｋ））／（ａ・ＩB（ｋ）） （３） となり、この（３）式において、光束の強度ＩA（ｋ）
とＩB（ｋ）は第１および第２の撮像素子７，９により
検出され、強度比ａとｂも既知であるため、これらの値
を用いてｋ番目の微小偏光板１７に対する光束の透過率
Ｐ（ｋ）が求められる。演算処理部１４では、このよう
な演算を偏光角度が互いに異なるｎ個の微小偏光板１７
の全てに対して実施することにより、各偏光角度に対す
る入射光束の透過率分布を求め、この透過率分布に基づ
き統計学的な近似計算を行うことにより入射光束の偏光
面を算出し、その結果を表示部１５に出力する。
び第２の撮像素子７，９の微小部分ごとに信号強度を計
算し、両者の入射光束の強度を微小部分ごとに比較する
ことにより、各微小偏光板１７のもつ偏光角度に対する
入射光束の透過率を算出する。すなわち、ビームスプリ
ッタ４に強度Ｓで入射した平行光束のうち、偏光板アレ
イ５の設置された光路Ａへ強度Ｓ・ａの透過光束が導か
れ、偏光板アレイ５の設置されていない光路Ｂへ強度Ｓ
・ｂの反射光束が導かれた場合、これらの光束の断面に
は強度分布が存在する。いま、光束断面を微小部分に分
割したときのｋ番目の微小部分の強度比率を光束全体を
１としてｆ（ｋ）で表すと、光路Ｂのｋ番目の微小部分
に入射して第２の撮像素子９に集光する光束の強度ＩB
（ｋ）は、 ＩB（ｋ）＝Ｓ・ｂ・ｆ（ｋ） （１） で表される。また、光路Ａのｋ番目の微小部分に入射し
て第１の撮像素子７に集光する光束の強度ＩA（ｋ）
は、ｋ番目の微小偏光板１７に対する光束の透過率をＰ
（ｋ）として、 ＩA（ｋ）＝Ｓ・ａ・ｆ（ｋ）・Ｐ（ｋ） （２） で表される。（２）式に（１）式を代入すると、 Ｐ（ｋ）＝（ｂ・ＩA（ｋ））／（ａ・ＩB（ｋ）） （３） となり、この（３）式において、光束の強度ＩA（ｋ）
とＩB（ｋ）は第１および第２の撮像素子７，９により
検出され、強度比ａとｂも既知であるため、これらの値
を用いてｋ番目の微小偏光板１７に対する光束の透過率
Ｐ（ｋ）が求められる。演算処理部１４では、このよう
な演算を偏光角度が互いに異なるｎ個の微小偏光板１７
の全てに対して実施することにより、各偏光角度に対す
る入射光束の透過率分布を求め、この透過率分布に基づ
き統計学的な近似計算を行うことにより入射光束の偏光
面を算出し、その結果を表示部１５に出力する。
【００１２】このように構成された実施例によれば、偏
光板を回転する複雑な駆動機構を用いることなく入射光
束の偏光面を求めることができるため、装置の小型化が
図れる。また、入射光束断面の強度分布に不均一性が存
在した場合にも、その影響を受けることなく高精度に偏
光面を測定することができる。
光板を回転する複雑な駆動機構を用いることなく入射光
束の偏光面を求めることができるため、装置の小型化が
図れる。また、入射光束断面の強度分布に不均一性が存
在した場合にも、その影響を受けることなく高精度に偏
光面を測定することができる。
【００１３】なお、上記実施例では、入射光束の光路中
に１つのビームスプリッタ４を設置したものについて説
明したが、例えば偏光面を短時間に９０度偏光した入射
光束の光路中に該ビームスプリッタ４を複数個設置し、
各ビームスプリッタによって分割された反射光束と透過
光束の一方を偏光板アレイ５に導き、他方を第２のマイ
クロレンズアレイ８に導くようにしてもよい。その場
合、簡単な構成にて異なる複数の偏光角度に対する多次
元の情報を同時に連続的に記録、再生することができる
ため、入射光束の偏光面を算出する目的だけでなく、入
射光束の発信源での偏光角度別の強度比が既知である場
合には、偏光角度別の伝搬媒体の透過特性を分析するこ
とも可能である。
に１つのビームスプリッタ４を設置したものについて説
明したが、例えば偏光面を短時間に９０度偏光した入射
光束の光路中に該ビームスプリッタ４を複数個設置し、
各ビームスプリッタによって分割された反射光束と透過
光束の一方を偏光板アレイ５に導き、他方を第２のマイ
クロレンズアレイ８に導くようにしてもよい。その場
合、簡単な構成にて異なる複数の偏光角度に対する多次
元の情報を同時に連続的に記録、再生することができる
ため、入射光束の偏光面を算出する目的だけでなく、入
射光束の発信源での偏光角度別の強度比が既知である場
合には、偏光角度別の伝搬媒体の透過特性を分析するこ
とも可能である。
【００１４】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の偏光面検出
器によれば、偏光板の駆動機構を用いることなく短時間
で偏光面を検出することができ、装置の小型・簡略化が
図れ、また、入射光束断面の強度分布の影響を受けるこ
となく高精度に偏光面を検出することができる。
器によれば、偏光板の駆動機構を用いることなく短時間
で偏光面を検出することができ、装置の小型・簡略化が
図れ、また、入射光束断面の強度分布の影響を受けるこ
となく高精度に偏光面を検出することができる。
【図１】本発明の一実施例に係る偏光面検出器の全体構
成を示す説明図である。
成を示す説明図である。
【図２】図１の偏光面検出器に備えられる偏光板アレイ
の説明図である。
の説明図である。
１ 受信光学系 ２ 凸レンズ ３ 凹レンズ ４ ビームスプリッタ（分離器） ５ 偏光板アレイ（多分割偏光板） ６ 第１のマイクロレンズアレイ ７ 第１の撮像素子（第１の光検出器） ８ 第２のマイクロレンズアレイ ９ 第２の撮像素子（第２の光検出器） １０ 第１のカメラコントローラ １１ 第２のカメラコントローラ １２ 第１のアナログデジタル変換器 １３ 第２のアナログデジタル変換器 １４ 演算処理部 １５ 表示部 １６ 記録装置 １７ 微小偏光板
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−79446（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−88220（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−196930（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−85229（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−130433（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−42429（ＪＰ，Ａ) 実開 平５−50330（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−128138（ＪＰ，Ｕ) 特表 昭63−500056（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01J 4/00 - 4/04 G01N 21/19 - 21/23
Claims (3)
- 【請求項１】 入射光束の偏光面を検出する偏光面検出
器において、前記入射光束を所定の強度比をもって異な
る２方向に分割する分離器と、この２分割された光束の
うちの一方の光束の光路に配置され、互いに偏光角度の
異なる微小偏光板群からなる多分割偏光板と、この多分
割偏光板を透過する一方の光束の強度を各微小偏光板ご
とに検出する第１の光検出器と、前記２分割された光束
のうちの他方の光束の強度を前記多分割偏光板を透過し
ないで各微小偏光板に対応する微小部分ごとに検出する
第２の光検出器とを備えたことを特徴とする偏光面検出
器。 - 【請求項２】 請求項１の記載において、前記第１の光
検出器からの出力と前記第２の光検出器からの出力とを
対応する微小部分ごとに比較する比較手段と、この比較
結果に基づいて各微小偏光板に対する入射光束の透過率
を求める演算手段とを備えたことを特徴とする偏光面検
出器。 - 【請求項３】 請求項１または２の記載において、前記
第１および第２の光検出器からの出力を実時間で記録す
る記録装置を備えたことを特徴とする偏光面検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05039936A JP3122697B2 (ja) | 1993-03-01 | 1993-03-01 | 偏光面検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05039936A JP3122697B2 (ja) | 1993-03-01 | 1993-03-01 | 偏光面検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06249714A JPH06249714A (ja) | 1994-09-09 |
| JP3122697B2 true JP3122697B2 (ja) | 2001-01-09 |
Family
ID=12566837
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05039936A Expired - Fee Related JP3122697B2 (ja) | 1993-03-01 | 1993-03-01 | 偏光面検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3122697B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2376293A (en) * | 2001-06-04 | 2002-12-11 | Bookham Technology Plc | Determining polarisation dependent power loss in an optical device |
| JP5858327B2 (ja) * | 2011-07-29 | 2016-02-10 | 株式会社リコー | 撮像装置及びこれを備えた物体検出装置並びに偏光フィルタ |
-
1993
- 1993-03-01 JP JP05039936A patent/JP3122697B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06249714A (ja) | 1994-09-09 |
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