JP5939389B2

JP5939389B2 - 光検出器

Info

Publication number: JP5939389B2
Application number: JP2012132006A
Authority: JP
Inventors: 亮二平岡
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2012-06-11
Filing date: 2012-06-11
Publication date: 2016-06-22
Anticipated expiration: 2032-06-11
Also published as: JP2013257168A

Description

本発明は、光学部品の光学特性測定用の光検出器に関する。

光学部品の光学特性を測定する場合、被測定光学部品の出射光を正確に光検出器に入射させる必要がある。例えば、光ファイバ内蔵形のプローブ等の被測定光学部品の透過特性を測定する場合、光ファイバを透過してきた光量はすべて光検出器に入射されなければならない。そのため、光ファイバのスポットは、例えばフォトダイオードを使用した光検出器の視野に確実に入っていることが必要である。

図３に、光ファイバ内蔵形のプローブの形状の概要を示す。光ファイバ中心位置の偏心量がゼロの場合を（ａ）に、偏心量がＳの場合を（ｂ）に示す。図３に示すごとく、プローブ３０および３１は、それぞれフレーム３２、３３、およびコネクタ３４、３５、および光ファイバ３６、３７、および光学部品３０ａ、３１ａから構成される。光ファイバ３６、３７の外径、および光学部品３０ａ、３１ａの外径は同一であるが、フレーム３２、３３の外径３２ａ、３３ａは、内蔵する構造部品（図示）の種類により異なり、光ファイバ３６、３７の中心軸ｄは外径３２ａ、３３ａの中心軸ｃから偏心する。外径３２ａ、３３ａの中心軸ｃから光ファイバ３６、３７の中心軸ｄの偏心量がゼロの場合を（ａ）に、偏心量がＳの場合を（ｂ）に示す。なお、内蔵する構造部品の大きさに対応して偏心量Ｓの寸法は数種類の値をとる。

図４に、従来の光検出器の概要を示す。光検出器４１は、プローブ３１の発する光を検出する検出器４２ａを備えた検出器部４２と、プローブ３１を取り付ける接続コネクタ４６と、接続コネクタ４６および検出器部４２を固定するボディ４３から構成される。なお、測定対象物のプローブ３１は、本来光検出器４１の構成には含まれないが、図４においては取付状態の説明のために表記している。

組立調整の手順を説明する。まず、プローブ３１を固定した接続コネクタ４６を、ネジ４４およびワッシャ４７を用いてボディ４３に仮止めした後、接続コネクタ４６をボディ４３の面４３ｂに沿って移動させ、光ファイバ３７および光学部品３１ａを透過した光が最大になる位置を検出器４２ａによって検出し、その位置で接続コネクタ４６をネジ４４で固定する。なお、接続コネクタ４６の穴４６ｂは、接続コネクタ４６の移動量に見合った十分に大きい穴である。

前記組立調整は、光ファイバ３７の中心軸ｄと検出器４２ａの中心軸ｅを合致させることである。なお、検出器４２ａは、光ファイバ３７から出射される全光量を捕捉できるサイズであって、出射スポット径に対して適当なものが用いられる。そうすることで、光ファイバ３７を透過してきた全光量を検出器４２ａに取り込むことができる。なお、各種のプローブは、偏心量Ｓが異なる値を持つ。したがって、それに対応した接続コネクタが準備されており、偏心量に対応した接続コネクタが用いられる。

図５に、従来の他の光検出器の概要を示す。光検出器６１は、プローブ３１の発する光を検出する検出器６２ａと、検出器６２ａを備えた検出器部６２と、プローブ３１を固定する接続コネクタ６６と、接続コネクタ６６と検出器部６２を固定するボディ６３から構成される。なお、測定対象物のプローブ３１は、本来光検出器６１の構成には含まれないが、図５においては取付状態の説明のために表記している。

組立調整の手順を説明する。まず、プローブ３１を固定した接続コネクタ６６を、嵌め合い部６７で位置決めしてボディ６３に固定する。前記位置決めは、プローブ３１の外径の中心軸ｃと検出器６２ａの中心軸ｅを合致させるものである。光検出器６１においては、検出器６２ａを十分大きくすることによって、プローブ３１が固定される回転方向位置に拘わらず光ファイバ３７および光学部品３１ａを透過してきた全光量を検出器に取り込むことができる。したがって、光検出器６１においては、数種類の測定対象物がある場合、そのうち偏心量Ｓが最大であるプローブに対応した大きさの検出器が選定される。

他の測定方法として、特許文献１には、高分子材料からなるブロック内に、内部が球面状の中空とされて光を拡散的に反射する積分球を使用した分光測光装置が開示されている。この測光装置では、中空球面状のブロック、即ち、積分球ブロックには光入射ポートと光検出ポートがあり、光入射ポートに被試験光を入射し、積分球の内面で均一に拡散反射して、光検出ポートから出射される光を検出することが行われる。この測光装置は積分球を用いるためコストが高く、また、積分球を用いる測定では光検出ポートから出射する光量は入射光に比べ大きく減衰するため、入射光の強度が高くなければならない。

特開平５−１１８９１１号公報

図４に示す従来の光検出器においては、検出器４２ａの出力を監視しながらプローブの位置調整および固定を行うという複雑な工程があり、作業者の負担が大きいため、容易な作業で対応できる光検出器を提供することが課題である。

図５に示す従来の光検出器は、検出器として、例えばフォトダイオードを使用する場合、受光面積の大きいものが必要となり、光検出器が高価になるという欠点があるため、光検出器を光ファイバから出射される全光量を捕捉可能なできるだけ小さなものにすることが課題である。

本発明は、測定対象物の発する光を検出する検出器と、前記検出器を固定する構造体と、前記測定対象物を取り付ける接続コネクタからなる光検出器において、前記検出器の受光面に平行に前記接続コネクタを移動できるとともに任意の位置にこの接続コネクタを前記構造体側に固定できる移動機構および固定機構からなる調整機構部を備えているとともに、前記調整機構部が、前記検出器と共通の中心軸を有する抜き穴を設けたアダプタを備えているものである。

光ファイバの出力を監視しながらプローブの位置調整を行うという複雑な調整手順が不要なため、作業が容易になる。

光ファイバの中心軸ｄと検出器の中心軸ｅを合わせる調整のため、光ファイバのスポットを補足できる大きさの小型で安価な検出器を用いることができる。

本発明に係る光検出器にプローブ３１を取り付けた状態の概要を示す。本発明に係るプローブ３１の組立状態の概要を示す。（ａ）に断面図、（ｂ）に右側面図を示す。光ファイバ内蔵プローブの形状の概要を示す。光ファイバ中心位置の偏芯量がゼロの場合を（ａ）に、偏芯量がＳの場合を（ｂ）に示す。従来の光検出器の概要を示す。従来の他の光検出器の概要を示す。

図１は、本発明に係る光検出器１にプローブ３１を取り付けた状態の概要を示したものである。また図２は、本発明に係るプローブ３１の組立状態の概要を示したものであり、（ａ）に断面図、（ｂ）に右側面図を示す。

図１に示す通り、光検出器１は、プローブ３１の発する光を検出する検出器部２と、調整機構部１０と、検出器部２および調整機構部１０を固定するボディ３から構成される。また、調整機構部１０は、プローブ３１を取り付ける接続コネクタ６と、接続コネクタ６を固定するアダプタ４およびロックナット７から構成される。検出器部２は、例えばフォトダイオードで構成された検出器２ａを備える。なお、測定対象物のプローブ３１は、本来光検出器１の構成には含まれないが、図１においては取付状態の説明のために表記している。

図２に従って組立調整の手順を説明する。まず、図２（ａ）に示すとおり、プローブ３１を固定した接続コネクタ６を、ロックナット７によってアダプタ４に仮止めする。次に、接続コネクタ６をアダプタ４の面４ｃに沿って移動させ、図２（ｂ）のとおりアダプタ４の図示右側から目視で、穴４ｂと光学部品３１ａの先端外径３１ｂを同心状に位置合わせを行う。この時、穴４ｂの中心を通る十字のケガキ線９を使って位置合わせをしてもよい。なお、図１および図２に示すとおり、穴４ｂと嵌め合い外径４ｄは共通の中心軸ｆを有し、検出器２ａと嵌め合い穴３ｄは共通の中心軸ｅを有しているため、嵌め合い外径４ｄと嵌め合い穴３ｄを嵌め合わせた時、中心軸ｆとｅは一致する。

次に、この位置を保持しつつ、接続コネクタ６をロックナット７で締め付けてアダプタ４に固定する。前記位置調整は、光ファイバ３７の中心軸ｄを穴４ｂの中心軸ｆを介して検出器２ａの中心軸ｅに合致させることである。この状態で、嵌め合い外径４ｄと嵌め合い穴３ｄを嵌め合わせて調整機構部１０をボディ３に固定することにより、光検出器１の組立調整は完了する。なお、検出器２ａは、光ファイバ３７から出射される全光量を捕捉できるサイズであってできるだけ小さなものが望ましい。そうすることで、光ファイバ３７を透過してきた全光量を検出器２ａに取り込むことができるとともに、コストを低くおさえることができる。

なお、各種のプローブは、偏心量Ｓが異なる値を持つ。したがって、それに対応した接続コネクタが準備されており、偏心量に対応した接続コネクタを用いるだけで、種々のプローブに容易に対応することが可能である。

なお、図１から図５において、同一符号で表示されているものは、同一物を表し、同じ機能を有するものである。

１、４１、６１光検出器
２、４２、６２検出器部
２ａ、４２ａ、６２ａ検出器
３、４３、６３ボディ
３ｄ嵌め合い穴
４アダプタ
４ｂ、４６ｂ穴
４ｃ、４３ｂ面
４ｄ嵌め合い外径
６、４６、６６接続コネクタ
７ロックナット
９ケガキ線
１０調整機構部
３０、３１プローブ
３０ａ、３１ａ光学部品
３１ｂ先端外径
３２、３３フレーム
３２ａ、３３ａ外径
３４、３５コネクタ
３６、３７光ファイバ
４４、６４ネジ
４７ワッシャ
６７嵌め合い部
ｃ、ｄ、ｅ、ｆ中心軸
Ｓ偏心量

Claims

測定対象物の発する光を検出する検出器と、前記検出器を固定する構造体と、前記測定対象物を取り付ける接続コネクタからなる光検出器において、前記検出器の受光面に平行に前記接続コネクタを移動できるとともに任意の位置にこの接続コネクタを前記構造体側に固定できる移動機構および固定機構からなる調整機構部を備えているとともに、前記調整機構部が、前記検出器と共通の中心軸を有する抜き穴を設けたアダプタを備えていることを特徴とする光検出器。