JPH042940A - 円柱ガラスの屈折率分布測定装置 - 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、円柱ガラスの屈折率分布測定装置に関する。

さらに詳しくは、軸方向には均一で径方向には変化する
屈折率分布特性を有し、光フアイバ用プリフォーム、ロ
ッドレンズ等に使用される円柱ガラスについて、水平設
置式で径方向の屈折率分布を測定する円柱ガラスの屈折
率分布測定装置の改良に関する。

「従来の技術］ 従来、円柱ガラスの屈折率分布測定手段としては、例え
ば特開昭６３−９５３３６号公報、同６３−９５’３３
７号公報に記載のように、円柱ガラスの中心軸に対し直
交方向から光を入射し、円柱ガラスからの出射光の出射
角を測定して屈折率分布を測定することが知られている
。

このような従来の技術的背景の下に、本出願人は、簡素
な構造で高精度に測定可能な円柱ガラスの屈折率分布測
定手段を特願平１−９７０５６号として提案している。

この本出願人の先提案に係る円柱ガラスの屈折率分布測
定装置は、円柱ガラスの中心軸に対し直交方向から光を
入射させる入射光学系と、円柱ガラスからの出射光を受
光して撮像した受光像を電気信号に変換する撮像部と、
撮像部を入射光学系の光軸に沿って移動する移動部と、
撮像部の移動部による移動量を検出する移動センサと、
撮像部、移動センサの電気信号により前記出射光の出射
角を演算する機能および移動部を駆動制御して撮像部の
撮像状態を可変する機能を有する制御部とを備え、撮像
部に撮像される受光像の座標値上で面積及び強度が最も
大きくなるように撮像部を移動させることを可能にし、
この移動量をも算入して前記出射光の出射角を演算する
ものである。

［発明が解決しようとする課題］ 前述の本出願人の先提案に係る円柱ガラスの屈折率分布
測定装置では、長尺である等の理由により円柱ガラスを
その中心軸を水平に設置して測定する場合、円柱ガラス
がその重量等により撓変形等して中心軸が上下方向へ変
移することから、入射光学系の光軸を水平に配置せず垂
直に配置して中心軸の変移を光軸方向へ吸収させ装置各
部の位置合せを容易にすることが想到されるが、円柱ガ
ラスと撮像部との距離が出射光の出射角の演算基準とな
るため、この距離が中心軸の変移にかかわらず一定して
いることが要求される。

本発明は、このような要求を考慮してなされたもので、
中心軸を水平に設置した円柱ガラスの中心軸の変移によ
る円柱ガラス、撮像部の間の距離、詳しくは円柱ガラス
の中心軸と撮像部の結像位置との距離を一定に補正する
自動位置決め手段を備えた円柱ガラスの屈折率分布測定
装置を提供することを課題とする。

［課題を解決するための手段］ 前述の課題を解決するため、本発明に係る円柱ガラスの
屈折率分布測定装置は、円柱ガラスの中心軸に対し直交
方向から光を入射させる入射光学系と、円柱ガラスから
の出射光を受光して撮像した受光像を電気信号に変換す
る撮像部と、撮像部を入射光学系の光軸に沿って移動す
る移動部と、撮像部の移動部による移動量を検出する移
動センサと、撮像部、移動センサの電気信号により前記
出射光の出射角を演算する機能および移動部を駆動制御
して撮像部の撮像状態を可変する機能を有する制御部と
を備えた円柱ガラスの屈折率分布測定装置において、円
柱ガラスをその中心軸を水平に設置するとともに円柱ガ
ラスに光を投光する投光部とこの投光による円柱ガラス
からの反射光を受光する受光素子を有する受光部とを設
け、受光部と前記制御部とを連係し制御部には受光部の
受光状態を解析して円柱ガラスの中心軸位置を求め、か
つ円柱ガラスと撮像部との距離を一定にするよう前記移
動部を動作させる自動位置決め手段を具備したことを特
徴とする手段を採用する。

［作　用］ 前述の手段によると、投光部から投光され円柱ガラスか
ら反射した反射光を受光部で受光して、受光の強弱又は
その分布を受光素子で検出して制御部に伝達し、制御部
で受光の強弱又はその分布から円柱ガラスの中心軸位置
及び基準点からの変移量を解析しその変移量と同量を移
動部により撮像部を移動させると、円柱ガラス、撮像部
の間の距離が一定になるように補正されることになるた
め、中心軸を水平に設置した円柱ガラスの中心軸の変移
による円柱ガラス、撮像部の間の距離を一定に補正する
手段を備えた円柱ガラスの屈折率分布測定装置を提供す
るという課題が解決される。

［実施例］ 以下、本発明に係る円柱ガラスの屈折率分布測定装置の
実施例を図面に基いて説明する。

第１図〜第３図は、本発明に係る円柱ガラスの屈折率分
布測定装置の第１実施例を示すものである。

この実施例では、反射を利用してＬ字形の光学ラインを
形成し装置の上下側巾を削減したものを示しである。

この実施例は、支持アーム１、セル２によって円柱ガラ
スＰの中心軸Ｘを水平に支持している。

これ等支持アーム１．セル２は、パルスモータ等の移動
手段によって円柱ガラスＰを支持して水平方向へ移動可
能であり、互いに垂直方向への変移は生じないようにな
っている。

セル２は、円柱ガラスＰを貫通させる枠体２ａと、枠体
２ａ、円柱ガラスＰの間を閉塞するバッキング２ｂと、
枠体２ａの上下に夫々設けられた石英ガラス等の透光窓
２Ｃとからなる。このセル２の枠体２ａ。

バッキング２ｂ、透光窓２Ｃに囲繞される間隙内には、
円柱ガラスＰの表面での急激な屈折率変化を防止するた
めのマツチングオイル３が充填される。

セル２の上部には、円柱ガラスＰに光を入射する入射光
学系４が設置されている。この入射光学系４は、光を発
光するＨｅ−Ｎｅレーザ発振器等の光源４ａと、光を円
柱ガラスＰの中心軸Ｘに収束するレンズ４ｂとからなる
。

セル２の下部には、入射光学系４の光軸Ｙ上に４５度の
角度で設置され円柱ガラスＰからの出射光を水平方向へ
反射する全反射ミラー５と、全反射ミラー５に対して水
平方向へ若干離間した位置で対面設置され全反射ミラー
５で反射された出射光を受光する撮像部６とが設けられ
ている。従って、入射光学系４の光軸Ｙは、全反射ミラ
ー５を介して９０度反射することになる。なお、この撮
像部６は、円柱ガラスＰからの出射光を受光して撮像し
た受光像を電気信号に変換するもので、受光像を投影す
るスクリーンとこれを撮像するＴＶカメラとを組合せた
ものや受光像を投影する受光素子を有するもの等が用い
られる。

撮像部６は、移動部７によって入射光学系４の光軸Ｙ上
を全反射ミラー５に近接、離間する移動が可能となって
いる。この移動部７は、パルスモータ等の駆動部７ａと
、撮像部６を搭載し駆動部７ａによって水平方向へ移動
する移動テーブル７ｂとからなる。また、この移動部７
または撮像部６には、その移動量を検出する移動センサ
（図示せず）が付設されている。さらに、これ等撮像部
６、移動センサは、制御部８に電気的に連係している。

制御部８は、撮像部６の電気信号のデータを蓄積するフ
レームメモリ（図示せず）と、フレームメモリのデータ
の直線近似等や移動センサが検出した移動量から出射光
の出射角を演算し、フレームメモリのデータによって移
動部７に駆動信号を指示する中央処理装置８′　とを備
えている。

さらに、前記移動部７の移動テーブル７ｂの側方には、
レーザダイオード等の投光部９が取付けられている。こ
の投光部９は垂直方向へ投光方向が設定されており、セ
ル２の側方に設置されたハーフミラ−１０で円柱ガラス
Ｐに反射投光された光の反射光がハーフミラ−１０を通
過してハーフミラ−１０の側方に設置された受光部１１
に受光されるようになっている。この受光部１１は、受
光素子を有しており、受光の強弱または強弱の分布を検
出できるようになっている。また、この受光部１１は電
気的に制御部８に連係しており、制御部８は中央処理装
置８′で受光の強弱または強弱の分布から円柱ガラスＰ
の中心軸位置及び該位置と基準点位置Ｘとのズレである
変移量を解析できるようになっている。

このような実施例によると、円柱ガラスＰをその中心軸
Ｘを水平に設置した場合の中心軸Ｘの変移がない状態で
の中心軸Ｘ１全反射ミラー５の距離がａで全反射ミラー
５、撮像部６の距離がｂで中心軸Ｘ１撮像部６の距離が
ａ＋ｂとすると、中心軸Ｘの変移量がαならば前記ａは
ａ−αに変化し中心軸Ｘ１撮像部６の距離がａ−α十す
に短くなり、投光部９から投光された光の円柱ガラスＰ
からの反射光の受光部１１での受光状態は弱いものにな
るから、制御部８の中央処理装置８゛によりその弱度合
から円柱ガラスＰの変移量αを解析して入射光学系４の
出射光に対する駆動制御と同様の制御を指示し、移動部
７を駆動して撮像部６をα量移動すると、前記すがｂ＋
αに変化し中心軸Ｘ１撮像部６の距離がａ−α＋ｂ＋α
−ａ＋ｂと適正なものに補正されることになる。

なお、このように中心軸Ｘ１撮像部６の距離がａ−α＋
ｂ十α＝ａ＋ｂで補正されていれば、撮像部６に撮像さ
れる受光像の座標値上で面積及び強度が最も大きくなる
ように撮像部６を移動させこの移動量をも算入して前記
出射光の出射角を演算する屈折率分布の測定を正確に行
なえることになる。

第４図は、本発明に係る円柱ガラスの屈折率分布測定装
置の第２実施例を示すものである。

この実施例では、第１実施例の投光部９、ハーフミラ−
１０、受光部１１をセル２に一体的に組付けである。

このような実施例によると、装置構成をコンパクト化す
ることができる利点がある。また、無用の光等の混入が
防止されるため、受光部での受光精度が向上する利点が
ある。

［発明の効果］ 以上のように本発明に係る円柱ガラスの屈折率分布測定
装置は、円柱ガラスをその中心軸を水平に設置して測定
する場合に、円柱ガラス、撮像部の距離を投光部よりの
投光を利用して簡単に適正なものに補正することができ
る効果がある。また、この効果により、出射光の出射角
、屈折率分布の演算が正確になる効果を生ずる。

さらに、投光部に対応する受光部を設け、本来の屈折率
分布測定とは別系統の光学的検出手段により円柱ガラス
の変移を検出するため、既存品を簡単に改造実施するこ
とができると共に変移検出の精度が良好となる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る円柱ガラスの屈折率分布測定装置
の第１実施例を示す正面断面図、第２図は第１図の要部
縦断面図、第３図は第１図の制御ブロック図、第４図は
本発明に係る円柱ガラスの屈折率分布測定装置の第２実
施例を示す要部の正面断面図である。 ４・・・入射光学系 ７・・・移動部 ９・・・投光部 Ｐ・・・円柱ガラス ６・・・撮像部 ８・・・制御部 １１・・・受光部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　円柱ガラスの中心軸に対し直交方向から光を入射させ
   る入射光学系と、円柱ガラスからの出射光を受光して撮
   像した受光像を電気信号に変換する撮像部と、撮像部を
   入射光学系の光軸に沿って移動する移動部と、撮像部の
   移動部による移動量を検出する移動センサと、撮像部、
   移動センサの電気信号により前記出射光の出射角を演算
   する機能および移動部を駆動制御して撮像部の撮像状態
   を可変する機能を有する制御部とを備えた円柱ガラスの
   屈折率分布測定装置において、円柱ガラスをその中心軸
   を水平に設置するとともに円柱ガラスに光を投光する投
   光部とこの投光による円柱ガラスからの反射光を受光す
   る受光素子を有する受光部とを設け、受光部と前記制御
   部とを連係し制御部には受光部の受光状態を解析して円
   柱ガラスの中心軸位置を求め、かつ円柱ガラスと撮像部
   との距離を一定にするよう前記移動部を動作させる自動
   位置決め手段を具備したことを特徴とする円柱ガラスの
   屈折率分布測定装置。