JPH01156690A - 反射情報計測装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、同一の光ファイバーで射出光と入射光の双方
向の光を伝達することができる反射情報計測装置に関す
る。

従来の技術 従来の反射情報計測装置において、同一の光ファイバー
で射出光と入射光の双方向の光を伝達することができる
ものとしては、すでに特開昭６１−３０７２７号公報や
特開昭６１−１８２５３８号公報などが知られている。

これらの反射情報計測装置では、第５図に示すようにハ
ーフミラ−を用いることによって、光ファイバーへの入
射光と光ファイバーからの射出光を分割するようにして
いる。すなわち、光源（１）で発生した参照光はハーフ
ミラ−（２）によって光ファイバー（３）へ導かれ、レ
ンズ（５）を介して被測定物（６）へ照射される。被測
定物（６）で反射した反射光は、再びレンズ（５）、主
ファ。

イハ−（３）を介してハーフミラ−（２）へ至り、ハー
フミラ−（２）によって光検出器（７）に入射する。

発明が解決しようとする問題点 ところで、上記のような反射情報計測装置にあっては、
・・−７ミラーが正確に４５°に保持されていないと、
光源で発生した参照光は正しく光ファイバーへ伝達され
ず、伝達の効率はノ・−７ミラーでの損失と相俟って低
下してしまう。また、光源から光ファイバーまで、ある
いは、光ファイバーから光検出器までの光路長が長いも
のでは、光の拡散を防止するために、集光レンズを設け
ること等が必要となってコスト的にもスペース的にも不
利であった。

まだ、ハーフミラ−を用いることなく光源の参照光を光
ファイバーへ伝達し、光ファイバーからの光を光検出器
へ伝達するものとしては、米国特許第４６９４１６０号
が知られている。

米国特許第４６９４１６０号明細書には、光源の参照光
と被測定物からの反射光を同一のバンドルファイバーで
伝達するファイバーと、そのファイバーへ光源の参照光
を伝達し、ファイバーから射出される被測定物からの反
射光を測定器へ伝達するだめの１つに束ねられたバンド
ルファイバーが、所定の間隔を置いて対置されている装
置が示されている。しかしながら、この明細書には、各
ファイバー同士の構成の関係や配置の仕方についての開
示はなく、ファイバー間の伝達の効率は不明確である。

本発明は、上述のような問題点を解決するようになされ
たものであって、単純簡単な構成で、かつ、伝達による
損失ができる限り小さい反射情報計測装置を提供するこ
とにある。

問題点を解決するだめの手段 上記目的を達成するために、本考案による光源から光フ
ァイバーを通じて参照光を被測定物に向けて照射し被測
定物で反射された参照光の反射光を光ファイバーを通じ
て測光する反射情報計測装置にあっては第１のコア径を
持ち第１の開口数を有し光源の参照光を射出側端面から
射出する射出側ファイバーと、一方の端面が射出側ファ
イバーの射出側端面と平行に所定の距離を隔てて対置さ
れ射出側ファイバーの射出側端面から射出される光源の
参照光をほぼ全て入射するように第２のコア径が決めら
れ光源の参照光と被測定物からの反射光の双方向の光を
同一のファイバーで伝達する第２の開口数を有する主フ
ァイバーと、第３のコア径を持ちその入射側端面が射出
側ファイバーのまわりに射出側端面と同一の平面にある
ように配置され主ファイバーから第２の開口数で射出さ
れる被測定物からの反射光を射出側ファイバー及び入射
側ファイバーの端面がつくる平面内にほぼ全て入射する
ように第３のコア径が決められ主ファイバーから射出さ
れた被測定物の反射光を測定手段へ伝達する複数に分岐
された入射側ファイバーと、を有したことを特徴とする
。

作　　用 上記構成によって、射出側ファイバーの射出側端面より
射出された光源の参暇光は、効率良く主ファイバーへ伝
達され、また、主ファイバーを通じて戻ってきて主ファ
イバーの端面より射出された被測定物からの反射光は、
損失を最少限にとどめて入射側ファイバーの入射側端面
へ伝達される。

実施例 次に本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明にかかる反射情報計測装置を示す概略図
である。図において光源ＬＳで発生した参照光は、チョ
ッパｃｐによって断続されて射出側ファイバーＦＢｏに
導かれる。接続部ＪＴで、射出側ファイバーＦＢｏの射
出側端面から射出された光は後述の方法で主フアイバ−
ＦＢに導かれ、測定ヘッド部ＭＨでレンズＬを通して被
測定物ＴＧに照射される。被測定物Ｔ　Ｇで反射された
光は、照射された参照光と同じ面積同じ立体角を持って
、再びレンズＬ、主ファイバーＦＢを通って接続部ＪＴ
に入る。このように、照射された参照光と被測定物から
の反射光とにおいて、照射角と測定角、照射面積と測定
面積が一致口でいるものは、測定上好ましい。本実施例
では異なる２つの波長域の光を測定するために、接続部
ＪＴにおいて反射光は２組の入射側ファイバーＦＢｉｘ
とＦＢｉ２に分岐され、それぞれ異なる透過波長域をも
つフィルターＦｌとＦ２を通って光検出器Ｓｌと５２に
入射し、電気信号に変換される。光源ＬＳで発生される
参照光はチョッパＣＰによって断続されているので、反
射光の光検出器Ｓｌ、５２からの出力は交流であり、出
力信号は直流カットコンデンサーを介して増幅器Ａｔ　
、Ａ２で増幅される。

次に第２図乃至第４図を参照して、接続部ＪＴの構造を
説明する。

第２図は接続部ＪＴの第１実施例であり、射出側ファイ
バーＦＢｏ、主ファイバーＦＢ、　　入射側ファイバー
ＦＢｉはそれぞれ同一の素材で作られていて、射出側フ
ァイバーＦＢｏと主フアイバ−ＦＢの開口数を同じにし
ている。この第１の実施例では第２図のように、主フア
イバ−ＦＢの端面と平行に所定の距離を隔てて、射出側
ファイバーＦＢ。

の射出側端面を対置し、そのまわシで、射出側ファイバ
ーＦＢｏの射出側端面と同一平面内にあるように、入射
側ファイバーＦＢｉの入射側端面を配置している。

また、主フアイバ−ＦＢのコア径は、射出側ファイバー
ＦＢｏの射出側端面よシ、射出側ファイバーＦ　Ｂ　ｏ
の開口数に従って拡がって射出される光源の参照光をほ
ぼ全て入射するように、射出側ファイバーＦＢｏのコア
径より大きくされている。同様に、主フアイバ−ＦＢの
端面より、その開口数に従って拡がって射出される被測
定物からの反射光が、はぼ全て射出佃１ファイバーＦＢ
ｏの射出側端面と入射（ａｌｌファイバーＦＢｉの入射
側端面がつくる平面内に入射するように、入射側ファイ
バーＦＢｉのコア径が射出（ｌｊｌファイバーＦＢｏの
コア径をもとにして決められている。

このような構成によって、射出側ファイバーＦＢ。

の射出側端面より光源の参照光は、射出側ファイバーＦ
Ｂｏの開口数に従って拡がって射出されるが、この光を
入射する主フアイバ−ＦＢのコア径は、射出側ファイバ
ーＦＢｏのコア径より大きく設定されているので、参照
光は効率よく伝達される。

一方、被測定物からの反射光も、主フアイバ−ＦＢの端
面より、その開口数に従って拡がって射出されるが、入
射側ファイバーＦＢｉは、射出側ファイバーＦｌｌｏの
まわシに、上述のように、主フアイバ−ＦＢの開口数に
よって決められるあるコア径を持って射出側ファイバー
ＦＢｏのまわりに配されているので、被測定物からの反
射光は入射側ファイバーＦＢｉへ入射する。尚、実際に
は、第２図にあるような入射側ファイバーＦＢｉの配置
では、光の伝達効率が悪く、また、主フアイバ−ＦＢの
光量分布にも影響されるので、第４図に図示するように
、入射側ファイバーＦＢｉを射出側ファイバーＦＢＧの
まわりに複数本配置して、入射側ファイバーが偏らない
ように選んで２組に束ねるのが望ましい。

第３図は接続部ＪＴの第２実施例であり、図示した通り
、射出側ファイバーＦＢｏ、主ファイバーＦＢ、入射側
ファイバーＦＢｉの配置は第１実施例と同様である。こ
の第２実施例では、射出側ファイバーＦＢｏ　と主フア
イバ−ＦＢのコア径をほぼ同一とし、射出側ファイバー
ＦＢｏのコアの屈折率と同じ圧接率を持つマツチンググ
リスＭＧを射出側ファイバーＦＢＯと主フアイバ−ＦＢ
の間に充填し、主フアイバ−ＦＢを射出側ファイバーＦ
Ｂｏを違Ｉう素材で作ることによシ、主フアイバ−ＦＢ
の開口数を射出側ファイバーＦＢｏの開口数より大きく
している。入射側ファイバーＦＢｉのコア径の決め方は
、第１実施例と同様である。

このような構成によって、射出側ファイバーＦＢｏの射
出側端面から射出される光源の参照光は、マツチンググ
リスＭＧのため、はとんど拡がることなく主フアイバ−
ＦＢに入射するので伝達の効率は良い。

一方、被測定物からの反射光は、主フアイバ−１”　Ｂ
の開口数が射出側ファイバーＦＢｏの開口数より大きい
ため、端面から拡がって射出され、主フアイバ−ＦＢの
開口数によるあるコア径を持って射出側ファイバーＦＢ
ｏのまわりに配された、入射側ファイバーＦＢｉへ入射
する。

第１実施例に示す構成を用いることの利点は、射出側フ
ァイバーＦＢｏ、主ファイバーＦＢ、　　入射側ファイ
バーＦＢｉを全て同一の素材で作ることができるのでコ
スト的に有利なことである。また第２実施例に示す構成
を用いることの利点は、主フアイバ−ＦＢと同じコア径
の射出側ファイバーＦＢＯを使用することができるので
、光源の参照光をより有効に主ファイバーへ伝達するこ
とができることである。

また、本発明にかかる反射情報計測装置において、射出
側ファイバーＦ　Ｂ　ｏ及び主フアイバ−ＦＢは、必ず
しも一本である必要はなく、複数本の光ファイバーを束
ねたものでもよい。この場合、主フアイバ−ＦＢ及び射
出側ファイバーＦＢｏのコア径というのは、複数本の光
ファイバーが作る円の直径であると考えればよい。入射
側ファイバーＦＢｉも２組にのみ限定されるものではな
く、必要な波長の数に応じて、複数組に分岐することが
できる。

発明の効果 以上、詳述したことからも明らかなように、本ｅ発明に
よれば、射出側ファイバーの射出側端面から射出される
光源の参照光は、はぼ全て主ファイバーの端面へ入射す
るので、伝達の効率は高く、また、逆に主ファイバーの
端面から射出される被測定物からの反射光は、射出側フ
ァイバーの射出側端面と入射側ファイバーの入射側端面
がつくる平面内にほぼ全て入射するので、伝達による損
失は最小限にとどめることができる。

まだ、ハーフミラ−を使うものに比べて、本願の発明に
よる構成は単純簡単でコスト面からもスペース面からも
有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる反射情報計測装置の概略図、第
２図は本発明の第１実施例を示す接続部の断面図、第３
図は本発明の第２実施例を示す接続部の断面図、第４図
は第１実施例、第２実施例の有効な利用形態を示す図、
第５図は従来の反射情報計測装置の概略図。 ＦＢ・・・主フアイバ−、ＦＢｏ・・・射出側ファイバ
ーＦＢｉ　・・・入射側ファイバー。 出願人　ミノルタカメラ株式会社 第７図 県２図　　　１Ｊ１３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光源から光ファイバーを通じて参照光を被測定物に
   向けて照射し被測定物で反射された参照光の反射光を光
   ファイバーを通じて測光する反射情報計測装置において
   、第１のコア径を持ち第１の開口数を有し光源の参照光
   を射出側端面から射出する射出側ファイバーと、 一方の端面が射出側ファイバーの射出側端面と平行に所
   定の距離を隔てて対置され射出側ファイバーの射出側端
   面から射出される光源の参照光をほぼすべて入射するよ
   うに第２のコア径が決められ光源の参照光と被測定物か
   らの反射光の双方向の光を同一のファイバーで伝達する
   第２の開口数を有する主ファイバーと、 第３のコア径を持ちその入射側端面が射出側ファイバー
   のまわりに射出側端面と同一の平面にあるように配置さ
   れ主ファイバーから第２の開口数で射出される被測定物
   からの反射光を射出側ファイバー及び入射側ファイバー
   の端面がつくる平面内にほぼ全て入射するように第３の
   コア径が決められ主ファイバーから射出された被測定物
   の反射光を測定手段へ伝達する複数に分岐された入射側
   ファイバーと、 を有したことを特徴とする反射情報計測装置。 ２、射出側ファイバーが有する第１の開口数と主ファイ
   バーが有する第２の開口数を同一とし、主ファイバーが
   持つ第２のコア径を射出側ファイバーが持つ第１のコア
   径より大きくし、射出側ファイバーが持つ第１のコア径
   の射出側端面と入射側ファイバーが持つ第３のコア径の
   入射側端面とが作る平面の最大長さを主ファイバーが持
   つ第２のコア径より大きくしたことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の反射情報計測装置。 ６、射出側ファイバーが持つ第１のコア径と主ファイバ
   ーが持つ第２のコア径をほぼ同一にし、主ファイバーが
   有する第２の開口数を射出側ファイバーが有する第１の
   開口数より大きくしたことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の反射情報計測装置。