JPH07198603A - 光ファイバープローブおよびその透明窓ブロック - Google Patents
光ファイバープローブおよびその透明窓ブロックInfo
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- JPH07198603A JPH07198603A JP6271972A JP27197294A JPH07198603A JP H07198603 A JPH07198603 A JP H07198603A JP 6271972 A JP6271972 A JP 6271972A JP 27197294 A JP27197294 A JP 27197294A JP H07198603 A JPH07198603 A JP H07198603A
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
- G01N21/4738—Diffuse reflection, e.g. also for testing fluids, fibrous materials
- G01N21/474—Details of optical heads therefor, e.g. using optical fibres
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 光ファイバーケーブルと透明窓ブロックの間
にマッチング液を使用する必要がなく、しかも、透明窓
外面を傾斜させたり窓を２ピースにしたりすることなく
プローブ末端面からの反射光が受光側に入らないように
して、安価で信頼性の高い光ファイバープローブを提供
することを目的とする。 【構成】 複数の光ファイバーは、光ファイバーケーブ
ル12の末端部のうち第１部分に末端部を有する第１ファ
イバー組13と、同ケーブル末端部のうち第２部分に末端
部を有する第２ファイバー組17とに分離されており、透
明窓ブロック37は、第１ファイバー組13の末端部に対し
略直交する第１面部41およびこれに対し所定角度をなし
て第２ファイバー組17の末端部に対向する第２面部39を
含む内面部と、これとは反対側に位置し両ファイバー組
13，17の一方から伝播され透明窓ブロック37内を透過し
た光を所定方向に伝播させる外面部38とを有する。
にマッチング液を使用する必要がなく、しかも、透明窓
外面を傾斜させたり窓を２ピースにしたりすることなく
プローブ末端面からの反射光が受光側に入らないように
して、安価で信頼性の高い光ファイバープローブを提供
することを目的とする。 【構成】 複数の光ファイバーは、光ファイバーケーブ
ル12の末端部のうち第１部分に末端部を有する第１ファ
イバー組13と、同ケーブル末端部のうち第２部分に末端
部を有する第２ファイバー組17とに分離されており、透
明窓ブロック37は、第１ファイバー組13の末端部に対し
略直交する第１面部41およびこれに対し所定角度をなし
て第２ファイバー組17の末端部に対向する第２面部39を
含む内面部と、これとは反対側に位置し両ファイバー組
13，17の一方から伝播され透明窓ブロック37内を透過し
た光を所定方向に伝播させる外面部38とを有する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、分析に供する試料に光
を伝播するとともにその試料からの光を受光する光ファ
イバープローブおよびその透明窓ブロックに係り、特に
近赤外領域のスペクトル分析装置に好適な光ファイバー
プローブおよびその透明窓ブロックに関する。
を伝播するとともにその試料からの光を受光する光ファ
イバープローブおよびその透明窓ブロックに係り、特に
近赤外領域のスペクトル分析装置に好適な光ファイバー
プローブおよびその透明窓ブロックに関する。
【０００２】
【従来の技術】物質分析においては、“ＮＩＲ（Near I
nfrared Region）”として知られる近赤外領域の狭い周
波数帯の光を用いて試料に対するその光の反射性や透過
性を測定することが有効である。また、そのような分析
を実行するときには、分析する試料に近赤外領域の光
（以下、ＮＩＲ光ともいう）が照射され、試料に対する
その光の透過量あるいは試料からの反射量が測定・分析
される。
nfrared Region）”として知られる近赤外領域の狭い周
波数帯の光を用いて試料に対するその光の反射性や透過
性を測定することが有効である。また、そのような分析
を実行するときには、分析する試料に近赤外領域の光
（以下、ＮＩＲ光ともいう）が照射され、試料に対する
その光の透過量あるいは試料からの反射量が測定・分析
される。
【０００３】この種の分析装置としては、例えば Phill
ip A. McGee 氏の米国特許第4,969,739号明細書、Issac
J. Landa 氏の米国特許第4,264,205号明細書、および
Donald R. Webster 氏の米国特許第4,040,747号明細書
等に記載されたものがある。かかる分析装置において
は、近赤外線源からの光を試料に伝送し、更に試料によ
り散乱・反射された光を受光して分析装置に伝送するの
に好適な器具として光ファイバープローブが多用されて
いる。また、伝送ファイバーと試料との間に位置するそ
の光ファイバープローブの末端部には透明窓が設けられ
ており、その透明窓は近赤外領域の光を透過させるもの
となっている。この透明窓は、例えばサファイヤや水晶
で形成され、比較的高い屈折率を有している。
ip A. McGee 氏の米国特許第4,969,739号明細書、Issac
J. Landa 氏の米国特許第4,264,205号明細書、および
Donald R. Webster 氏の米国特許第4,040,747号明細書
等に記載されたものがある。かかる分析装置において
は、近赤外線源からの光を試料に伝送し、更に試料によ
り散乱・反射された光を受光して分析装置に伝送するの
に好適な器具として光ファイバープローブが多用されて
いる。また、伝送ファイバーと試料との間に位置するそ
の光ファイバープローブの末端部には透明窓が設けられ
ており、その透明窓は近赤外領域の光を透過させるもの
となっている。この透明窓は、例えばサファイヤや水晶
で形成され、比較的高い屈折率を有している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述した光ファイバー
プローブの透明窓の表面、特に光の屈折率が急変する平
坦な外面部は、鏡のように光を反射し易い。そのため、
光源から透明窓に送られた光が上述のように透明窓の外
面部で反射されてその反射光が試料からの光を受光すべ
き受光ファイバーに入ってしまったり、試料からの光の
強度を検出する分析装置に透明窓の外面部で反射した光
と試料からの光とが混合されて伝送されたりするという
問題がある。
プローブの透明窓の表面、特に光の屈折率が急変する平
坦な外面部は、鏡のように光を反射し易い。そのため、
光源から透明窓に送られた光が上述のように透明窓の外
面部で反射されてその反射光が試料からの光を受光すべ
き受光ファイバーに入ってしまったり、試料からの光の
強度を検出する分析装置に透明窓の外面部で反射した光
と試料からの光とが混合されて伝送されたりするという
問題がある。
【０００５】かかる問題に対し、例えば1992年11月24日
付米国特許第5,166,756号（PhillipA. McGee 氏等）の
明細書では、透明窓ブロックにその軸線に対し傾斜した
外面を形成し、その外面から受光ファイバーへの反射光
をなくするようにした光ファイバープローブが提案され
ており、係属中の米国出願第 07/931,783 号の明細書に
は、不要な反射光が受光ファイバーに入らないように、
透明窓に軸線に対し傾斜した内面部を形成した２ピース
の透明窓ブロックを用いたものが開示されている。
付米国特許第5,166,756号（PhillipA. McGee 氏等）の
明細書では、透明窓ブロックにその軸線に対し傾斜した
外面を形成し、その外面から受光ファイバーへの反射光
をなくするようにした光ファイバープローブが提案され
ており、係属中の米国出願第 07/931,783 号の明細書に
は、不要な反射光が受光ファイバーに入らないように、
透明窓に軸線に対し傾斜した内面部を形成した２ピース
の透明窓ブロックを用いたものが開示されている。
【０００６】しかしながら、このようなものにあって
も、試料に対向する透明窓の外面を傾斜させたり２ピー
スの透明窓ブロックにしたりするため、透明窓ブロック
の加工や組付けが容易でない等の不具合が残る。さら
に、従来の光ファイバープローブにあっては、屈折率等
の調節のために光ファイバーケーブルと透明窓ブロック
との境界部分に所謂マッチング液を使用することは避け
られず、このマッチング液が漏れたり特に高温環境下で
蒸発したりし易いため、メンテナンス上の問題を招くと
いった課題が未解決であった。
も、試料に対向する透明窓の外面を傾斜させたり２ピー
スの透明窓ブロックにしたりするため、透明窓ブロック
の加工や組付けが容易でない等の不具合が残る。さら
に、従来の光ファイバープローブにあっては、屈折率等
の調節のために光ファイバーケーブルと透明窓ブロック
との境界部分に所謂マッチング液を使用することは避け
られず、このマッチング液が漏れたり特に高温環境下で
蒸発したりし易いため、メンテナンス上の問題を招くと
いった課題が未解決であった。
【０００７】そこで本発明は、マッチング液を使用する
必要がなく、しかも、透明窓の外面を傾斜させたり透明
窓を２ピースにしたりすることなくプローブ末端部の境
界面からの反射スペクトルが該プローブの受光ファイバ
ーには構造的に入らないようにした安価で信頼性の高い
光ファイバープローブを提供することを目的とする。
必要がなく、しかも、透明窓の外面を傾斜させたり透明
窓を２ピースにしたりすることなくプローブ末端部の境
界面からの反射スペクトルが該プローブの受光ファイバ
ーには構造的に入らないようにした安価で信頼性の高い
光ファイバープローブを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、請
求項１記載の発明は、複数の光ファイバーの終端部を含
む末端部を有する光ファイバーケーブルと、前記光ファ
イバーケーブルの末端部に近接する内面部を有する透明
窓ブロックと、を備え、前記複数の光ファイバーが、前
記光ファイバーケーブルの末端部における第１の部分に
その末端部を有する第１のファイバー組と、前記光ファ
イバーケーブルの末端部における第２の部分にその末端
部を有する第２のファイバー組とに、分離され、前記透
明窓ブロックが、前記第１のファイバー組の末端部に対
し略直交する平面として形成された第１面部および該第
１面部に対し所定の角度をなすとともに前記第２のファ
イバー組の末端部に対向するよう形成された第２面部を
含む内面部と、前記内面部に対し反対側に位置し前記第
１および第２のファイバー組のうち何れか一方から伝播
され前記透明窓ブロック内を透過した光を所定方向に伝
播させる外面部と、を有することを特徴とするものであ
り、請求項２記載の発明のように、前記第１のファイバ
ー組の末端部が前記第２のファイバー組の末端部により
取り囲まれ、前記透明窓ブロック内面部の第１面部が前
記内面部の第２面部により取り囲まれていることを特徴
とするもの、あるいは更に、請求項３記載の発明のよう
に、請求項２記載の第１および第２のファイバー組のう
ち一方を通して前記透明窓ブロックに光を伝播させる光
伝播手段と、前記第１および第２のファイバー組のうち
他方を通して前記透明窓ブロックからの光を受光する受
光手段と、を備えたものであってもよい。また、請求項
４、５記載のように、請求項１記載の発明において、前
記透明窓ブロック内面部の第１面部および第２面部が前
記光ファイバーケーブルの末端部における第１、第２の
部分の間の境界部によって分離され、前記光ファイバー
ケーブルの末端部における第１、第２の部分の間にはセ
パレータが前記境界部に対し同心的に配置されたことを
特徴とするもの、若しくは、前記第１および第２のファ
イバー組のうち一方を通して前記透明窓ブロックに光を
伝播させる光伝播手段と、前記第１および第２のファイ
バー組のうち他方を通して前記透明窓ブロックからの光
を受光する受光手段と、を備えたことを特徴とするもの
であってもよい。
求項１記載の発明は、複数の光ファイバーの終端部を含
む末端部を有する光ファイバーケーブルと、前記光ファ
イバーケーブルの末端部に近接する内面部を有する透明
窓ブロックと、を備え、前記複数の光ファイバーが、前
記光ファイバーケーブルの末端部における第１の部分に
その末端部を有する第１のファイバー組と、前記光ファ
イバーケーブルの末端部における第２の部分にその末端
部を有する第２のファイバー組とに、分離され、前記透
明窓ブロックが、前記第１のファイバー組の末端部に対
し略直交する平面として形成された第１面部および該第
１面部に対し所定の角度をなすとともに前記第２のファ
イバー組の末端部に対向するよう形成された第２面部を
含む内面部と、前記内面部に対し反対側に位置し前記第
１および第２のファイバー組のうち何れか一方から伝播
され前記透明窓ブロック内を透過した光を所定方向に伝
播させる外面部と、を有することを特徴とするものであ
り、請求項２記載の発明のように、前記第１のファイバ
ー組の末端部が前記第２のファイバー組の末端部により
取り囲まれ、前記透明窓ブロック内面部の第１面部が前
記内面部の第２面部により取り囲まれていることを特徴
とするもの、あるいは更に、請求項３記載の発明のよう
に、請求項２記載の第１および第２のファイバー組のう
ち一方を通して前記透明窓ブロックに光を伝播させる光
伝播手段と、前記第１および第２のファイバー組のうち
他方を通して前記透明窓ブロックからの光を受光する受
光手段と、を備えたものであってもよい。また、請求項
４、５記載のように、請求項１記載の発明において、前
記透明窓ブロック内面部の第１面部および第２面部が前
記光ファイバーケーブルの末端部における第１、第２の
部分の間の境界部によって分離され、前記光ファイバー
ケーブルの末端部における第１、第２の部分の間にはセ
パレータが前記境界部に対し同心的に配置されたことを
特徴とするもの、若しくは、前記第１および第２のファ
イバー組のうち一方を通して前記透明窓ブロックに光を
伝播させる光伝播手段と、前記第１および第２のファイ
バー組のうち他方を通して前記透明窓ブロックからの光
を受光する受光手段と、を備えたことを特徴とするもの
であってもよい。
【０００９】また、請求項６記載の発明は、複数の光フ
ァイバーの終端部を含む末端部を有する光ファイバーケ
ーブルと、前記光ファイバーケーブルの末端部に近接す
る内面部を有する截頭円錐状の透明窓ブロックと、を備
え、前記複数の光ファイバーが、前記光ファイバーケー
ブルの末端部における外周部分にその末端部を有する第
１のファイバー組と、前記光ファイバーケーブルの末端
部における中央部分にその末端部を有する第２のファイ
バー組とに、分離され、前記透明窓ブロックが、前記第
２のファイバー組の光ファイバーの末端部に対向するよ
う配設された中央面部および該中央面部を取り囲み前記
第１のファイバー組の光ファイバーの末端部に対向する
よう配設された円錐周壁面部を含む内面部と、前記内面
部に対し反対側に位置し前記第１および第２のファイバ
ー組のうち何れか一方から伝播され前記透明窓ブロック
内を透過した光を所定方向に伝播させる外面部と、を有
することを特徴とするものであり、好ましくは、請求項
７記載のように、前記透明窓ブロックに、前記複数の光
ファイバーのうち前記第２のファイバー組を通して光が
伝播され、前記第２のファイバー組からの光が前記円錐
周壁面部によって屈折され前記外面部によって前記中央
面部と円錐周壁面部の境界よりも外方に向かって鏡様反
射されるように、前記透明窓ブロックにおける前記円錐
周壁面部と前記外面部とのなす角度が設定されているこ
とを特徴とするもの、請求項８記載のように、前記光フ
ァイバーケーブルの末端部における外周部分と中央部分
との間にセパレータが配設されたことを特徴とするも
の、あるいは、請求項９記載のように、前記第１および
第２のファイバー組のうち一方を通して前記透明窓ブロ
ックに光を伝播させる光伝播手段と、前記第１および第
２のファイバー組のうち他方を通して前記透明窓ブロッ
クからの光を受光する受光手段と、を備えたことを特徴
とするものである。
ァイバーの終端部を含む末端部を有する光ファイバーケ
ーブルと、前記光ファイバーケーブルの末端部に近接す
る内面部を有する截頭円錐状の透明窓ブロックと、を備
え、前記複数の光ファイバーが、前記光ファイバーケー
ブルの末端部における外周部分にその末端部を有する第
１のファイバー組と、前記光ファイバーケーブルの末端
部における中央部分にその末端部を有する第２のファイ
バー組とに、分離され、前記透明窓ブロックが、前記第
２のファイバー組の光ファイバーの末端部に対向するよ
う配設された中央面部および該中央面部を取り囲み前記
第１のファイバー組の光ファイバーの末端部に対向する
よう配設された円錐周壁面部を含む内面部と、前記内面
部に対し反対側に位置し前記第１および第２のファイバ
ー組のうち何れか一方から伝播され前記透明窓ブロック
内を透過した光を所定方向に伝播させる外面部と、を有
することを特徴とするものであり、好ましくは、請求項
７記載のように、前記透明窓ブロックに、前記複数の光
ファイバーのうち前記第２のファイバー組を通して光が
伝播され、前記第２のファイバー組からの光が前記円錐
周壁面部によって屈折され前記外面部によって前記中央
面部と円錐周壁面部の境界よりも外方に向かって鏡様反
射されるように、前記透明窓ブロックにおける前記円錐
周壁面部と前記外面部とのなす角度が設定されているこ
とを特徴とするもの、請求項８記載のように、前記光フ
ァイバーケーブルの末端部における外周部分と中央部分
との間にセパレータが配設されたことを特徴とするも
の、あるいは、請求項９記載のように、前記第１および
第２のファイバー組のうち一方を通して前記透明窓ブロ
ックに光を伝播させる光伝播手段と、前記第１および第
２のファイバー組のうち他方を通して前記透明窓ブロッ
クからの光を受光する受光手段と、を備えたことを特徴
とするものである。
【００１０】さらに、請求項１０記載の発明は、透明な
素材からブロック状に形成された光ファイバープローブ
の透明窓ブロックであって、該ブロックの中心軸線と同
心的に配置された截頭円錐状の内面部と、該ブロックの
中心軸線と直交する外面部と、を有することを特徴とす
るものであり、より好ましくは、請求項１１記載のよう
に、前記内面部と前記外面部との間に、前記ブロックの
中心支軸線回りの回転面を形成する側壁面部を設けたこ
とを特徴とするもの、あるいは、請求項１２記載のよう
に、前記側壁面部が前記回転面としてのテーパー面を形
成したことを特徴とするものである。
素材からブロック状に形成された光ファイバープローブ
の透明窓ブロックであって、該ブロックの中心軸線と同
心的に配置された截頭円錐状の内面部と、該ブロックの
中心軸線と直交する外面部と、を有することを特徴とす
るものであり、より好ましくは、請求項１１記載のよう
に、前記内面部と前記外面部との間に、前記ブロックの
中心支軸線回りの回転面を形成する側壁面部を設けたこ
とを特徴とするもの、あるいは、請求項１２記載のよう
に、前記側壁面部が前記回転面としてのテーパー面を形
成したことを特徴とするものである。
【００１１】なお、前記透明窓ブロックを形成する透明
な素材としては、例えばサファイヤが好ましい。また、
前記プローブに結合された光ファイバーケーブルの複数
の光ファイバーは、透明窓ブロックの内端面で一様に終
結するのがよい。
な素材としては、例えばサファイヤが好ましい。また、
前記プローブに結合された光ファイバーケーブルの複数
の光ファイバーは、透明窓ブロックの内端面で一様に終
結するのがよい。
【００１２】
【作用】請求項１記載の発明では、複数の光ファイバー
が、光ファイバーケーブルの末端部における第１の部分
に末端部を有する第１のファイバー組と、光ファイバー
ケーブルの末端部における第２の部分に末端部を有する
第２のファイバー組とに分離される一方、透明窓ブロッ
クが、第１のファイバー組の末端部に対し略直交する第
１面部および該第１面部に対し所定角度をなすとともに
第２のファイバー組の末端部に対向する第２面部を含む
内面部と、第１および第２のファイバー組のうち何れか
一方から伝播され透明窓ブロック内を透過した光を所定
方向に伝播させる外面部とを有するように形成されてい
る。したがって、第１面部と第２面部のなす前記所定角
度に応じて、光源側の光ファイバーから透明窓ブロック
内に入射する光と外面部を介して透明窓ブロックに入る
光とを、複数の光ファイバーの末端面上で半径方向に所
望の距離だけ相対移動させることができ、光源側からの
光が受光側の光ファイバーに入らないようにすることが
できる。さらに、請求項２記載の発明では、第１のファ
イバー組の末端部と第２のファイバー組の末端部とが内
外に配置され、これらに対向する透明窓ブロック内面部
の第１面部と第２面部も同様に内外に配置されるから、
光ファイバーの結束が容易にできるとともに、透明窓ブ
ロックは第２面部を面取り状にして容易に形成すること
ができ、請求項３、５記載の発明では、第１および第２
のファイバー組のうち一方を通して光を伝播させる光伝
播手段と、他方を通して受光する受光手段とを備えてい
るから、受光光に基づいて光ファイバープローブに対向
する物質を分析することができる。また、請求項４記載
の発明では、透明窓ブロック内面部の第１面部および第
２面部がケーブル末端部の第１、第２の部分の間に位置
する境界部によって分離されるとともに、光ファイバー
ケーブルの末端部における第１、第２の部分の間に前記
境界部に対し同心的にセパレータが配置されるから、上
述の作用がより確実に保証されることになる。
が、光ファイバーケーブルの末端部における第１の部分
に末端部を有する第１のファイバー組と、光ファイバー
ケーブルの末端部における第２の部分に末端部を有する
第２のファイバー組とに分離される一方、透明窓ブロッ
クが、第１のファイバー組の末端部に対し略直交する第
１面部および該第１面部に対し所定角度をなすとともに
第２のファイバー組の末端部に対向する第２面部を含む
内面部と、第１および第２のファイバー組のうち何れか
一方から伝播され透明窓ブロック内を透過した光を所定
方向に伝播させる外面部とを有するように形成されてい
る。したがって、第１面部と第２面部のなす前記所定角
度に応じて、光源側の光ファイバーから透明窓ブロック
内に入射する光と外面部を介して透明窓ブロックに入る
光とを、複数の光ファイバーの末端面上で半径方向に所
望の距離だけ相対移動させることができ、光源側からの
光が受光側の光ファイバーに入らないようにすることが
できる。さらに、請求項２記載の発明では、第１のファ
イバー組の末端部と第２のファイバー組の末端部とが内
外に配置され、これらに対向する透明窓ブロック内面部
の第１面部と第２面部も同様に内外に配置されるから、
光ファイバーの結束が容易にできるとともに、透明窓ブ
ロックは第２面部を面取り状にして容易に形成すること
ができ、請求項３、５記載の発明では、第１および第２
のファイバー組のうち一方を通して光を伝播させる光伝
播手段と、他方を通して受光する受光手段とを備えてい
るから、受光光に基づいて光ファイバープローブに対向
する物質を分析することができる。また、請求項４記載
の発明では、透明窓ブロック内面部の第１面部および第
２面部がケーブル末端部の第１、第２の部分の間に位置
する境界部によって分離されるとともに、光ファイバー
ケーブルの末端部における第１、第２の部分の間に前記
境界部に対し同心的にセパレータが配置されるから、上
述の作用がより確実に保証されることになる。
【００１３】また、請求項６記載の発明では、複数の光
ファイバーが、光ファイバーケーブルの末端部における
外周部分にその末端部を有する第１のファイバー組と、
光ファイバーケーブルの末端部における中央部分にその
末端部を有する第２のファイバー組とに分離される一
方、透明窓ブロックが、第２のファイバー組の光ファイ
バーの末端部に対向する中央面部および該中央面部を取
り囲み第１のファイバー組の光ファイバーの末端部に対
向する円錐周壁面部を含む内面部と、その内面部に対し
反対側に位置し第１および第２のファイバー組のうち何
れか一方から伝播され透明窓ブロック内を透過した光を
所定方向に伝播させる外面部とを有するように形成され
る。したがって、中央面部と円錐周壁面部とのなす角度
に応じて、光源側の光ファイバーから透明窓ブロック内
に入射する光と外面部を介して透明窓ブロックに入る光
とを、複数の光ファイバーの末端面上で半径方向に所望
の距離だけ相対移動させることができ、光源側からの光
が受光側の光ファイバーに入らないようにすることがで
るとともに、円錐周壁面部を面取り状にして透明窓ブロ
ックを容易に形成することができる。さらに、請求項７
記載の発明では、透明窓ブロックに第２のファイバー組
を通して光が伝播され、第２のファイバー組からの光が
円錐周壁面部によって屈折され前記外面部によって前記
中央面部と円錐周壁面部の境界よりも外方に向かって鏡
様反射される。したがって、請求項６記載の作用がより
助長される。請求項８記載の発明では、光ファイバーケ
ーブルの末端部における外周部分と中央部分との間にセ
パレータが配設されるから、上述の作用がより確実に保
証されることになる。また、請求項９記載の発明では、
第１および第２のファイバー組のうち一方を通して光を
伝播させる光伝播手段と、他方を通して受光する受光手
段とを備えているから、受光光に基づいて光ファイバー
プローブに対向する物質を分析することができる。
ファイバーが、光ファイバーケーブルの末端部における
外周部分にその末端部を有する第１のファイバー組と、
光ファイバーケーブルの末端部における中央部分にその
末端部を有する第２のファイバー組とに分離される一
方、透明窓ブロックが、第２のファイバー組の光ファイ
バーの末端部に対向する中央面部および該中央面部を取
り囲み第１のファイバー組の光ファイバーの末端部に対
向する円錐周壁面部を含む内面部と、その内面部に対し
反対側に位置し第１および第２のファイバー組のうち何
れか一方から伝播され透明窓ブロック内を透過した光を
所定方向に伝播させる外面部とを有するように形成され
る。したがって、中央面部と円錐周壁面部とのなす角度
に応じて、光源側の光ファイバーから透明窓ブロック内
に入射する光と外面部を介して透明窓ブロックに入る光
とを、複数の光ファイバーの末端面上で半径方向に所望
の距離だけ相対移動させることができ、光源側からの光
が受光側の光ファイバーに入らないようにすることがで
るとともに、円錐周壁面部を面取り状にして透明窓ブロ
ックを容易に形成することができる。さらに、請求項７
記載の発明では、透明窓ブロックに第２のファイバー組
を通して光が伝播され、第２のファイバー組からの光が
円錐周壁面部によって屈折され前記外面部によって前記
中央面部と円錐周壁面部の境界よりも外方に向かって鏡
様反射される。したがって、請求項６記載の作用がより
助長される。請求項８記載の発明では、光ファイバーケ
ーブルの末端部における外周部分と中央部分との間にセ
パレータが配設されるから、上述の作用がより確実に保
証されることになる。また、請求項９記載の発明では、
第１および第２のファイバー組のうち一方を通して光を
伝播させる光伝播手段と、他方を通して受光する受光手
段とを備えているから、受光光に基づいて光ファイバー
プローブに対向する物質を分析することができる。
【００１４】さらに、請求項１０記載の発明では、透明
窓ブロックが、その中心軸線と同心的に配置された截頭
円錐状の内面部と、該ブロックの中心軸線と直交する外
面部とを有することから、その截頭面と円錐周壁面部と
のなす角度に応じて、光源側から透明窓ブロック内に入
射する光と外面部を介して透明窓ブロックに入る光と
を、截頭面側で半径方向に所望の距離だけ相対移動させ
ることができ、光源側からの光が受光側に到達しないよ
うにすることがでるとともに、円錐周壁面部を面取り状
にして透明窓ブロックを容易に形成することができる。
また、請求項１１記載のように内面部と外面部との間
に、ブロックの中心軸線回りの回転面を形成する側壁面
部を設けると、透明窓ブロックの成形を更に容易化する
ことができ、請求項１２記載のように、側壁面部を回転
面としてのテーパー面とすれば、更に透明窓ブロックの
取付けが容易でシール機能を発揮させることもできると
いった利点がある。
窓ブロックが、その中心軸線と同心的に配置された截頭
円錐状の内面部と、該ブロックの中心軸線と直交する外
面部とを有することから、その截頭面と円錐周壁面部と
のなす角度に応じて、光源側から透明窓ブロック内に入
射する光と外面部を介して透明窓ブロックに入る光と
を、截頭面側で半径方向に所望の距離だけ相対移動させ
ることができ、光源側からの光が受光側に到達しないよ
うにすることがでるとともに、円錐周壁面部を面取り状
にして透明窓ブロックを容易に形成することができる。
また、請求項１１記載のように内面部と外面部との間
に、ブロックの中心軸線回りの回転面を形成する側壁面
部を設けると、透明窓ブロックの成形を更に容易化する
ことができ、請求項１２記載のように、側壁面部を回転
面としてのテーパー面とすれば、更に透明窓ブロックの
取付けが容易でシール機能を発揮させることもできると
いった利点がある。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて具
体的に説明する。図１〜図３は本発明に係る光ファイバ
ープローブおよびその透明窓ブロックの一実施例を示す
図である。まず、その構成を説明する。
体的に説明する。図１〜図３は本発明に係る光ファイバ
ープローブおよびその透明窓ブロックの一実施例を示す
図である。まず、その構成を説明する。
【００１６】図１において、11は、入射光の中から所要
の任意の波長成分の単色光を取り出すことのできる分光
器のうち特に近赤外領域の光を対象とするＮＩＲモノク
ロメータであり、このＮＩＲモノクロメータ11は狭い周
波数帯域の近赤外光を可撓性の光ファイバー13を通して
プローブ15に伝える。このモノクロメータは、例えば米
国特許第4,969,739号明細書に記載された発明装置（こ
の発明は、Phillip A.Mcgee 氏等によって発明され本発
明の譲受人に譲渡されたものである）であってもよい。
その米国特許明細書に記載されたモノクロメータは、高
速に振動して光源からの光をスペクトル成分に散光させ
る振動回折格子を有し、その回折格子を振動させること
で、出口スリット部を通して伝播される近赤外領域の狭
い周波数帯の光を中心波長光として光源からの光を走査
するようになっている。
の任意の波長成分の単色光を取り出すことのできる分光
器のうち特に近赤外領域の光を対象とするＮＩＲモノク
ロメータであり、このＮＩＲモノクロメータ11は狭い周
波数帯域の近赤外光を可撓性の光ファイバー13を通して
プローブ15に伝える。このモノクロメータは、例えば米
国特許第4,969,739号明細書に記載された発明装置（こ
の発明は、Phillip A.Mcgee 氏等によって発明され本発
明の譲受人に譲渡されたものである）であってもよい。
その米国特許明細書に記載されたモノクロメータは、高
速に振動して光源からの光をスペクトル成分に散光させ
る振動回折格子を有し、その回折格子を振動させること
で、出口スリット部を通して伝播される近赤外領域の狭
い周波数帯の光を中心波長光として光源からの光を走査
するようになっている。
【００１７】13は全体として１本のケーブルを形成する
よう束状に集められた複数の光ファイバーである。この
束状の光ファイバー13の入口端は、ＮＩＲモノクロメー
タ11の出口スリット形状に対応して形成され、このモノ
クロメータ11からの近赤外領域の光を受光するようにな
っている。前記振動回折格子を使用する代わりに、狭い
周波数帯の光を、干渉フィルターや傾動式のフィルター
等によって得るようにすることもできる。さらに、複数
の発光ダイオードから別々の狭い周波数帯の光を供給す
ることも考えられる。
よう束状に集められた複数の光ファイバーである。この
束状の光ファイバー13の入口端は、ＮＩＲモノクロメー
タ11の出口スリット形状に対応して形成され、このモノ
クロメータ11からの近赤外領域の光を受光するようにな
っている。前記振動回折格子を使用する代わりに、狭い
周波数帯の光を、干渉フィルターや傾動式のフィルター
等によって得るようにすることもできる。さらに、複数
の発光ダイオードから別々の狭い周波数帯の光を供給す
ることも考えられる。
【００１８】束状の複数の光ファイバー13は束状の複数
の光ファイバー17に結束されて１つの光ファイバーケー
ブル12を構成しており、両ファイバー13、17の終端部は
１本に結束されている。ここで、複数の光ファイバー17
は、これに近接するプローブ15によって受光された光
を、受光素子である複数の光検出器19に伝播させるもの
である。光検出器19は、受光した光を、その光強度に対
応する振幅を有する電気信号に変換することができるも
ので、光強度計測・分析システム21の一部を構成してい
る。計測・分析システム21は、光検出器19からの出力信
号の振幅を計測し、プローブ15の透明窓に対面する試料
（図示していない）によって反射され光検出器19によっ
て受光された光の強さを把握する。このようにして計測
された振幅値は、計測・分析システム21によって試料を
分析するのに使用される。なお、その分析の仕方は、We
bster 氏の米国特許第4,040,747号の明細書に記載され
たものとほぼ同様な分析方法である。
の光ファイバー17に結束されて１つの光ファイバーケー
ブル12を構成しており、両ファイバー13、17の終端部は
１本に結束されている。ここで、複数の光ファイバー17
は、これに近接するプローブ15によって受光された光
を、受光素子である複数の光検出器19に伝播させるもの
である。光検出器19は、受光した光を、その光強度に対
応する振幅を有する電気信号に変換することができるも
ので、光強度計測・分析システム21の一部を構成してい
る。計測・分析システム21は、光検出器19からの出力信
号の振幅を計測し、プローブ15の透明窓に対面する試料
（図示していない）によって反射され光検出器19によっ
て受光された光の強さを把握する。このようにして計測
された振幅値は、計測・分析システム21によって試料を
分析するのに使用される。なお、その分析の仕方は、We
bster 氏の米国特許第4,040,747号の明細書に記載され
たものとほぼ同様な分析方法である。
【００１９】一方、前記プローブ15においては、図２お
よび図３に示すように、光ファイバーケーブル12を構成
する光ファイバー13、17がシース（鞘部材）33内に、更
にそのシース33がプローブハウジング35内にと、順番に
収納されている。プローブハウジング35の末端部には窓
取付部材36が固定されており、この窓取付部材36には透
明なサファイヤ窓ブロック37が取り付けられている。サ
ファイヤ窓ブロック37には、平坦な外面部38と、円錐周
壁面部39および円形中央平面部41を有する截頭（切頭）
円錐状の内面部とが設けられている。光ファイバー13、
17の末端部（図３中では図示を明確にするために実際よ
り太く図示した）は互いに同軸な外方側環状部43と円柱
状中心部45とに分れている。光ファイバーケーブル12の
末端部において、光ファイバー13、17の外方側環状部43
はこれと同軸な円筒状のセパレータ（分割部材）47によ
って内方の円柱状中心部45から分離されている。円柱状
中心部45の末端部は、サファイヤ窓ブロック37の円形中
央平面部41に対向している。また、セパレータ47はサフ
ァイヤ窓ブロック37の内面部における円形中央平面部41
と円錐周壁面部39の間の円形の境界線に対して同心的に
配置されており、外方側環状部43を形成する光ファイバ
ーは、窓取付部材36内で所定の間隙25を隔てて円錐周壁
面部39から分離されている。
よび図３に示すように、光ファイバーケーブル12を構成
する光ファイバー13、17がシース（鞘部材）33内に、更
にそのシース33がプローブハウジング35内にと、順番に
収納されている。プローブハウジング35の末端部には窓
取付部材36が固定されており、この窓取付部材36には透
明なサファイヤ窓ブロック37が取り付けられている。サ
ファイヤ窓ブロック37には、平坦な外面部38と、円錐周
壁面部39および円形中央平面部41を有する截頭（切頭）
円錐状の内面部とが設けられている。光ファイバー13、
17の末端部（図３中では図示を明確にするために実際よ
り太く図示した）は互いに同軸な外方側環状部43と円柱
状中心部45とに分れている。光ファイバーケーブル12の
末端部において、光ファイバー13、17の外方側環状部43
はこれと同軸な円筒状のセパレータ（分割部材）47によ
って内方の円柱状中心部45から分離されている。円柱状
中心部45の末端部は、サファイヤ窓ブロック37の円形中
央平面部41に対向している。また、セパレータ47はサフ
ァイヤ窓ブロック37の内面部における円形中央平面部41
と円錐周壁面部39の間の円形の境界線に対して同心的に
配置されており、外方側環状部43を形成する光ファイバ
ーは、窓取付部材36内で所定の間隙25を隔てて円錐周壁
面部39から分離されている。
【００２０】本実施例において、外面部38と円錐周壁面
部39との間に位置するサファイヤ窓ブロック37の側壁面
部37ａは、テーパー面として形成されて窓取付部材36に
当接しており、換言すれば、窓取付部材36の内周テーパ
面36ａに所定圧力で嵌入されるよう緩やかに錐状に傾斜
した外周面を有し、サファイヤ窓ブロック37と窓取付部
材36の間を気密的にシールするようになっている。ま
た、本発明の好ましい実施例において、外方側環状部43
を形成する光ファイバーは、発光側の光ファイバー13に
よって構成されるとともに、ＮＩＲモノクロメータ11か
らの光を伝播する。また円柱状中心部45を形成する光フ
ァイバーは、受光側の光ファイバー17によって構成され
るとともに、プローブ15で受光された光をそのプローブ
15から光検出器19に伝播させる。光ファイバー13を透過
してその末端面から発光された光は、これら光ファイバ
ー13とサファイヤ窓ブロック37の円錐周壁面部39の間の
間隙25を通って円錐周壁面部39に達し、円錐周壁面部39
に通過するとき外面部38の中心部に向かって屈折する。
したがって、光ファイバー13を通して円錐周壁面部39に
入射する光をサファイヤ窓ブロック37の中心軸線の近傍
に集めることができる。透過光の一部は、外面部38で鏡
のようにして反射され、図２に仮想線51で示すように光
ファイバー13、17側に戻ろうとする。しかし、円錐周壁
面部39による屈折の角度とサファイヤ窓ブロック37の軸
線方向（図２の左右方向）の長さとに対応して、円錐周
壁面部39を通過した後に外面部38で反射される光は、サ
ファイヤ窓ブロック37の内面部のセパレータ47の放射外
方側に達することになる。したがって、受光側の光ファ
イバー17に外面部38からの反射光が受光されることはな
く、外面部38からの反射光、光ファイバー17によって形
成される光ファイバケーブル12の円柱状中心部45から完
全に分離される。このように、外面部38により反射され
る光が光ファイバー17に受光されて光検出器19に達する
ということが確実に防止される。
部39との間に位置するサファイヤ窓ブロック37の側壁面
部37ａは、テーパー面として形成されて窓取付部材36に
当接しており、換言すれば、窓取付部材36の内周テーパ
面36ａに所定圧力で嵌入されるよう緩やかに錐状に傾斜
した外周面を有し、サファイヤ窓ブロック37と窓取付部
材36の間を気密的にシールするようになっている。ま
た、本発明の好ましい実施例において、外方側環状部43
を形成する光ファイバーは、発光側の光ファイバー13に
よって構成されるとともに、ＮＩＲモノクロメータ11か
らの光を伝播する。また円柱状中心部45を形成する光フ
ァイバーは、受光側の光ファイバー17によって構成され
るとともに、プローブ15で受光された光をそのプローブ
15から光検出器19に伝播させる。光ファイバー13を透過
してその末端面から発光された光は、これら光ファイバ
ー13とサファイヤ窓ブロック37の円錐周壁面部39の間の
間隙25を通って円錐周壁面部39に達し、円錐周壁面部39
に通過するとき外面部38の中心部に向かって屈折する。
したがって、光ファイバー13を通して円錐周壁面部39に
入射する光をサファイヤ窓ブロック37の中心軸線の近傍
に集めることができる。透過光の一部は、外面部38で鏡
のようにして反射され、図２に仮想線51で示すように光
ファイバー13、17側に戻ろうとする。しかし、円錐周壁
面部39による屈折の角度とサファイヤ窓ブロック37の軸
線方向（図２の左右方向）の長さとに対応して、円錐周
壁面部39を通過した後に外面部38で反射される光は、サ
ファイヤ窓ブロック37の内面部のセパレータ47の放射外
方側に達することになる。したがって、受光側の光ファ
イバー17に外面部38からの反射光が受光されることはな
く、外面部38からの反射光、光ファイバー17によって形
成される光ファイバケーブル12の円柱状中心部45から完
全に分離される。このように、外面部38により反射され
る光が光ファイバー17に受光されて光検出器19に達する
ということが確実に防止される。
【００２１】さらに好ましい態様としては、サファイヤ
窓ブロック37の中心軸線と円錐周壁面部39のなす角度は
４５度であり、プローブ15の円形中央平面部41から外面
部38までの軸方向長さは約８．７４mm（０．３４４イン
チ）であり、円形中央平面部41の径は直径で約４．５mm
（０．１７７インチ）である。これらの寸法設定とサフ
ァイヤ窓ブロック又はそれと同等の屈折率を有する透明
窓ブロックを採用することにより、光ファイバー13を通
り透明窓ブロックの円錐周壁面部39で屈折された後に外
面部38で鏡様反射される光の全てを、外面部38の中心部
からセパレータ47を超える放射外方域に反射させて、セ
パレータ47より放射外方の内面部に到達させることがで
きる。
窓ブロック37の中心軸線と円錐周壁面部39のなす角度は
４５度であり、プローブ15の円形中央平面部41から外面
部38までの軸方向長さは約８．７４mm（０．３４４イン
チ）であり、円形中央平面部41の径は直径で約４．５mm
（０．１７７インチ）である。これらの寸法設定とサフ
ァイヤ窓ブロック又はそれと同等の屈折率を有する透明
窓ブロックを採用することにより、光ファイバー13を通
り透明窓ブロックの円錐周壁面部39で屈折された後に外
面部38で鏡様反射される光の全てを、外面部38の中心部
からセパレータ47を超える放射外方域に反射させて、セ
パレータ47より放射外方の内面部に到達させることがで
きる。
【００２２】上述のように構成された本発明の光ファイ
バープローブは、透明窓ブロックと束状の光ファイバー
の末端部との間に従来使用されていたような所謂マッチ
ング液、特に屈折率調整用のマッチング液を必要としな
い。すなわち、発光側の光ファイバー13の末端部と受光
側の光ファイバー17の末端部とをケーブル12の末端部で
同軸にかつ内外に分離した状態で結束しているので、そ
のようなマッチング液が必要でなくなったのである。上
述したような光ファイバーの分離配置によって、光ファ
イバー13を通り透明窓ブロックの円錐周壁面部39で屈折
された後に外面部38で鏡様反射される光は、受光側の光
ファイバー17に受光されることがない。このような作用
は、サファイヤ窓ブロック37の円錐周壁面部39と円形中
央平面部41の間の境界線に符合するセパレータ47を使用
することで、更に助長されることになる。このセパレー
タ47は、透明窓ブロックの円錐周壁面部39で屈折され外
面部38で鏡様反射された光が受光側の光ファイバー17に
受光されないことを確実に保証するものである。
バープローブは、透明窓ブロックと束状の光ファイバー
の末端部との間に従来使用されていたような所謂マッチ
ング液、特に屈折率調整用のマッチング液を必要としな
い。すなわち、発光側の光ファイバー13の末端部と受光
側の光ファイバー17の末端部とをケーブル12の末端部で
同軸にかつ内外に分離した状態で結束しているので、そ
のようなマッチング液が必要でなくなったのである。上
述したような光ファイバーの分離配置によって、光ファ
イバー13を通り透明窓ブロックの円錐周壁面部39で屈折
された後に外面部38で鏡様反射される光は、受光側の光
ファイバー17に受光されることがない。このような作用
は、サファイヤ窓ブロック37の円錐周壁面部39と円形中
央平面部41の間の境界線に符合するセパレータ47を使用
することで、更に助長されることになる。このセパレー
タ47は、透明窓ブロックの円錐周壁面部39で屈折され外
面部38で鏡様反射された光が受光側の光ファイバー17に
受光されないことを確実に保証するものである。
【００２３】上述した実施例においては、光源側の光フ
ァイバー13が光ファイバーケーブル12の末端部の外方側
環状部43内に配され、受光側の光ファイバー17が光ファ
イバーケーブル12の末端部の円柱状中心部45内に配置さ
れていたが、この内外の配置を逆にすることもできる。
その場合、光ファイバー13、17の分離配置だけでは外面
部38から反射した光が光ファイバー17に入るのを確実に
防止するという効果は期待できないが、その態様のプロ
ーブにおいても、セパレータ47と同様な円筒状のセパレ
ータを使用して光ファイバー13、17を内外に分離するこ
とで、屈折率調整用のマッチング液を使用することな
く、透明窓ブロックの内面部で反射した光が受光側の光
ファイバー17に到達することが防止される。したがっ
て、屈折率調整用のマッチング液を不要にすることがで
きるという効果は確保されることになる。
ァイバー13が光ファイバーケーブル12の末端部の外方側
環状部43内に配され、受光側の光ファイバー17が光ファ
イバーケーブル12の末端部の円柱状中心部45内に配置さ
れていたが、この内外の配置を逆にすることもできる。
その場合、光ファイバー13、17の分離配置だけでは外面
部38から反射した光が光ファイバー17に入るのを確実に
防止するという効果は期待できないが、その態様のプロ
ーブにおいても、セパレータ47と同様な円筒状のセパレ
ータを使用して光ファイバー13、17を内外に分離するこ
とで、屈折率調整用のマッチング液を使用することな
く、透明窓ブロックの内面部で反射した光が受光側の光
ファイバー17に到達することが防止される。したがっ
て、屈折率調整用のマッチング液を不要にすることがで
きるという効果は確保されることになる。
【００２４】また、上述した実施例においては、透明窓
ブロックであるサファイヤ窓ブロック37の内面部が截頭
円錐状に形成されていたが、他の形状、例えば光ファイ
バー13、17に対し直交する面とこの面に対し所定交差角
をなす面とを有するような形状、例えば角錐等のような
形状であってもよい。なお、上述の説明は、好ましい実
施例についての説明であって、特許請求の範囲に記載し
た本発明の技術思想とその目的を逸脱しない範囲内で各
種の変形態様が考えられるのはいうまでもない。
ブロックであるサファイヤ窓ブロック37の内面部が截頭
円錐状に形成されていたが、他の形状、例えば光ファイ
バー13、17に対し直交する面とこの面に対し所定交差角
をなす面とを有するような形状、例えば角錐等のような
形状であってもよい。なお、上述の説明は、好ましい実
施例についての説明であって、特許請求の範囲に記載し
た本発明の技術思想とその目的を逸脱しない範囲内で各
種の変形態様が考えられるのはいうまでもない。
【００２５】
【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、第１面部
と第２面部のなす角度に応じて、光源側光ファイバーか
ら透明窓ブロック内に入射する光と外面部を介して透明
窓ブロックに入る光とを、光ファイバーケーブルの末端
部で半径方向に所望の距離だけ相対移動させることがで
き、光源側からの光がプローブ末端部の境界面で反射し
て該プローブの受光ファイバー側に入るのを防止するこ
とができる。その結果、光ファイバーケーブルと透明窓
ブロックの間に屈折率調整などのためのマッチング液を
用いる必要、あるいは、透明窓の外面を傾斜させたり透
明窓を２ピースにしたりする必要をなくすことができ、
安価で信頼性の高い光ファイバープローブを提供するこ
とができる。また、請求項２記載の発明によれば、第
１、第２のファイバー組を内外に配置することで、光フ
ァイバーケーブル末端部の結束を容易化できるととも
に、透明窓ブロックの第２面部を面取り状にして透明窓
ブロックの成形加工を容易化することができる。請求項
３記載の発明によれば、第１および第２のファイバー組
のうち一方を通して光を伝播させる光伝播手段と、他方
を通して受光する受光手段とを備えているので、光ファ
イバープローブに対向する物質からの光に基づいてこの
物質を分析することができる。請求項４記載の発明によ
れば、透明窓ブロック内面部の第１、第２面部がケーブ
ル末端部の第１、第２の部分の間に位置する境界部によ
って分離されるとともに、光ファイバーケーブル末端部
における第１、第２の部分の間に境界部に対し同心的に
セパレータが配置されているので、上述の効果をより確
実に保証することができる。請求項５記載の発明によれ
ば、第１、第２のファイバー組のうち一方を通して光を
伝播させる光伝播手段と、他方を通して受光する受光手
段とを備えているので、光ファイバープローブに対向す
る物質からの光に基づいてこの物質を分析することがで
きる。
と第２面部のなす角度に応じて、光源側光ファイバーか
ら透明窓ブロック内に入射する光と外面部を介して透明
窓ブロックに入る光とを、光ファイバーケーブルの末端
部で半径方向に所望の距離だけ相対移動させることがで
き、光源側からの光がプローブ末端部の境界面で反射し
て該プローブの受光ファイバー側に入るのを防止するこ
とができる。その結果、光ファイバーケーブルと透明窓
ブロックの間に屈折率調整などのためのマッチング液を
用いる必要、あるいは、透明窓の外面を傾斜させたり透
明窓を２ピースにしたりする必要をなくすことができ、
安価で信頼性の高い光ファイバープローブを提供するこ
とができる。また、請求項２記載の発明によれば、第
１、第２のファイバー組を内外に配置することで、光フ
ァイバーケーブル末端部の結束を容易化できるととも
に、透明窓ブロックの第２面部を面取り状にして透明窓
ブロックの成形加工を容易化することができる。請求項
３記載の発明によれば、第１および第２のファイバー組
のうち一方を通して光を伝播させる光伝播手段と、他方
を通して受光する受光手段とを備えているので、光ファ
イバープローブに対向する物質からの光に基づいてこの
物質を分析することができる。請求項４記載の発明によ
れば、透明窓ブロック内面部の第１、第２面部がケーブ
ル末端部の第１、第２の部分の間に位置する境界部によ
って分離されるとともに、光ファイバーケーブル末端部
における第１、第２の部分の間に境界部に対し同心的に
セパレータが配置されているので、上述の効果をより確
実に保証することができる。請求項５記載の発明によれ
ば、第１、第２のファイバー組のうち一方を通して光を
伝播させる光伝播手段と、他方を通して受光する受光手
段とを備えているので、光ファイバープローブに対向す
る物質からの光に基づいてこの物質を分析することがで
きる。
【００２６】また、請求項６記載の発明によれば、中央
面部と円錐周壁面部とのなす角度に応じて、光源側の光
ファイバーから透明窓ブロック内に入射する光と外面部
を介して透明窓ブロックに入る光とを、複数の光ファイ
バーの末端面上で半径方向に所望の距離だけ相対移動さ
せることができ、光源側からの光が受光側の光ファイバ
ーに入らないようにすることがでるとともに、円錐周壁
面部を面取り状にして透明窓ブロックを容易に形成する
ことができる。その結果、光ファイバーケーブルと透明
窓ブロックの間に屈折率調整等のためのマッチング液を
用いる必要、あるいは、透明窓の外面を傾斜させたり透
明窓を２ピースにしたりする必要をなくすことができ、
安価で信頼性の高い光ファイバープローブを提供するこ
とができる。また、請求項７記載の発明によれば、透明
窓ブロックに第２のファイバー組を通して光を伝播さ
せ、第２のファイバー組からの光を円錐周壁面部によっ
て屈折し外面部によって中央面部と円錐周壁面部の境界
よりも外方に向かって鏡様反射させるるので、請求項６
記載の発明の効果をより顕著にすることができる。請求
項８記載の発明によれば、光ファイバーケーブルの末端
部における外周部分と中央部分との間にセパレータを配
設しているので、請求項６記載の発明の効果をより確実
に保証することができる。また、請求項９記載の発明に
よれば、第１、第２のファイバー組のうち一方を通して
光を伝播させる光伝播手段と、他方を通して受光する受
光手段とを備えているので、光ファイバープローブに対
向する物質からの光に基づいてこの物質を分析すること
ができる。
面部と円錐周壁面部とのなす角度に応じて、光源側の光
ファイバーから透明窓ブロック内に入射する光と外面部
を介して透明窓ブロックに入る光とを、複数の光ファイ
バーの末端面上で半径方向に所望の距離だけ相対移動さ
せることができ、光源側からの光が受光側の光ファイバ
ーに入らないようにすることがでるとともに、円錐周壁
面部を面取り状にして透明窓ブロックを容易に形成する
ことができる。その結果、光ファイバーケーブルと透明
窓ブロックの間に屈折率調整等のためのマッチング液を
用いる必要、あるいは、透明窓の外面を傾斜させたり透
明窓を２ピースにしたりする必要をなくすことができ、
安価で信頼性の高い光ファイバープローブを提供するこ
とができる。また、請求項７記載の発明によれば、透明
窓ブロックに第２のファイバー組を通して光を伝播さ
せ、第２のファイバー組からの光を円錐周壁面部によっ
て屈折し外面部によって中央面部と円錐周壁面部の境界
よりも外方に向かって鏡様反射させるるので、請求項６
記載の発明の効果をより顕著にすることができる。請求
項８記載の発明によれば、光ファイバーケーブルの末端
部における外周部分と中央部分との間にセパレータを配
設しているので、請求項６記載の発明の効果をより確実
に保証することができる。また、請求項９記載の発明に
よれば、第１、第２のファイバー組のうち一方を通して
光を伝播させる光伝播手段と、他方を通して受光する受
光手段とを備えているので、光ファイバープローブに対
向する物質からの光に基づいてこの物質を分析すること
ができる。
【００２７】さらに、請求項１０記載の発明によれば、
截頭面部と円錐周壁面部とのなす角度に応じて、光源側
である内面側から透明窓ブロック内に入射する光と外面
部を介して透明窓ブロックに入る光とを、截頭面の半径
方向に所望の距離だけ相対移動させることができ、光源
側からの光が受光側に到達しないようにすることがで
る。しかも、円錐周壁面部を面取り状にして成形加工を
容易にした透明窓ブロックを提供することができる。ま
た、請求項１１記載によれば、内面部と外面部との間
に、ブロックの中心支軸線回りの回転面を形成する側壁
面部を設けているので、透明窓ブロックの成形を更に容
易化することができる。請求項１２記載によれば、側壁
面部を回転面としてのテーパー面としているので、透明
窓ブロックの取付けを容易化できるとともに、取付け部
分におけるシール機能をも発揮させることもできる。
截頭面部と円錐周壁面部とのなす角度に応じて、光源側
である内面側から透明窓ブロック内に入射する光と外面
部を介して透明窓ブロックに入る光とを、截頭面の半径
方向に所望の距離だけ相対移動させることができ、光源
側からの光が受光側に到達しないようにすることがで
る。しかも、円錐周壁面部を面取り状にして成形加工を
容易にした透明窓ブロックを提供することができる。ま
た、請求項１１記載によれば、内面部と外面部との間
に、ブロックの中心支軸線回りの回転面を形成する側壁
面部を設けているので、透明窓ブロックの成形を更に容
易化することができる。請求項１２記載によれば、側壁
面部を回転面としてのテーパー面としているので、透明
窓ブロックの取付けを容易化できるとともに、取付け部
分におけるシール機能をも発揮させることもできる。
【図１】本発明に係る光ファイバープローブおよびその
透明窓ブロックの一実施例を用いたスペクトル分析装置
の全体構成図である。
透明窓ブロックの一実施例を用いたスペクトル分析装置
の全体構成図である。
【図２】その光ファイバープローブの部分を拡大して示
す縦断面図である。
す縦断面図である。
【図３】図２の３−３矢視断面を示すその光ファイバー
プローブの横断面図である。
プローブの横断面図である。
11 ＮＩＲモノクロメータ（近赤外領域モノクロメー
タ） 12 光ファイバーケーブル 13 光ファイバー（第１のファイバー組、複数の光フ
ァイバー） 15 プローブ（光ファイバープローブ） 17 光ファイバー（第２のファイバー組、複数の光フ
ァイバー） 19 光検出器 21 光強度計測・分析システム 25 間隙 33 シース（鞘部材） 35 プローブハウジング 36 窓取付部材 36ａ 内周テーパ面 37 サファイヤ窓ブロック（透明窓ブロック） 37ａ 側壁面部 38 外面部 39 円錐周壁面部（第２面部） 41 円形中央平面部（第１面部、中央面部） 43 外方側環状部 45 円柱状中心部 47 セパレータ（分割部材）
タ） 12 光ファイバーケーブル 13 光ファイバー（第１のファイバー組、複数の光フ
ァイバー） 15 プローブ（光ファイバープローブ） 17 光ファイバー（第２のファイバー組、複数の光フ
ァイバー） 19 光検出器 21 光強度計測・分析システム 25 間隙 33 シース（鞘部材） 35 プローブハウジング 36 窓取付部材 36ａ 内周テーパ面 37 サファイヤ窓ブロック（透明窓ブロック） 37ａ 側壁面部 38 外面部 39 円錐周壁面部（第２面部） 41 円形中央平面部（第１面部、中央面部） 43 外方側環状部 45 円柱状中心部 47 セパレータ（分割部材）
Claims (12)
- 【請求項１】複数の光ファイバーの終端部を含む末端部
を有する光ファイバーケーブルと、 前記光ファイバーケーブルの末端部に近接する内面部を
有する透明窓ブロックと、を備え、 前記複数の光ファイバーが、前記光ファイバーケーブル
の末端部における第１の部分にその末端部を有する第１
のファイバー組と、前記光ファイバーケーブルの末端部
における第２の部分にその末端部を有する第２のファイ
バー組とに、分離され、 前記透明窓ブロックが、前記第１のファイバー組の末端
部に対し略直交する平面として形成された第１面部およ
び該第１面部に対し所定の角度をなすとともに前記第２
のファイバー組の末端部に対向するよう形成された第２
面部を含む内面部と、前記内面部に対し反対側に位置し
前記第１および第２のファイバー組のうち何れか一方か
ら伝播され前記透明窓ブロック内を透過した光を所定方
向に伝播させる外面部と、を有することを特徴とする光
ファイバープローブ。 - 【請求項２】前記第１のファイバー組の末端部が前記第
２のファイバー組の末端部により取り囲まれ、 前記透明窓ブロック内面部の第１面部が前記内面部の第
２面部により取り囲まれていることを特徴とする請求項
１記載の光ファイバープローブ。 - 【請求項３】前記第１および第２のファイバー組のうち
一方を通して前記透明窓ブロックに光を伝播させる光伝
播手段と、 前記第１および第２のファイバー組のうち他方を通して
前記透明窓ブロックからの光を受光する受光手段と、を
備えたことを特徴とする請求項２記載の光ファイバープ
ローブ。 - 【請求項４】前記透明窓ブロック内面部の第１面部およ
び第２面部が前記光ファイバーケーブルの末端部におけ
る第１、第２の部分の間の境界部によって分離され、 前記光ファイバーケーブルの末端部における第１、第２
の部分の間にはセパレータが前記境界部に対し同心的に
配置されたことを特徴とする請求項１記載の光ファイバ
ープローブ。 - 【請求項５】前記第１および第２のファイバー組のうち
一方を通して前記透明窓ブロックに光を伝播させる光伝
播手段と、 前記第１および第２のファイバー組のうち他方を通して
前記透明窓ブロックからの光を受光する受光手段と、を
備えたことを特徴とする請求項１記載の光ファイバープ
ローブ。 - 【請求項６】複数の光ファイバーの終端部を含む末端部
を有する光ファイバーケーブルと、 前記光ファイバーケーブルの末端部に近接する内面部を
有する截頭円錐状の透明窓ブロックと、を備え、 前記複数の光ファイバーが、前記光ファイバーケーブル
の末端部における外周部分にその末端部を有する第１の
ファイバー組と、前記光ファイバーケーブルの末端部に
おける中央部分にその末端部を有する第２のファイバー
組とに、分離され、 前記透明窓ブロックが、前記第２のファイバー組の光フ
ァイバーの末端部に対向するよう配設された中央面部お
よび該中央面部を取り囲み前記第１のファイバー組の光
ファイバーの末端部に対向するよう配設された円錐周壁
面部を含む内面部と、前記内面部に対し反対側に位置し
前記第１および第２のファイバー組のうち何れか一方か
ら伝播され前記透明窓ブロック内を透過した光を所定方
向に伝播させる外面部と、を有することを特徴とする光
ファイバープローブ。 - 【請求項７】前記透明窓ブロックに、前記複数の光ファ
イバーのうち前記第２のファイバー組を通して光が伝播
され、 前記第２のファイバー組からの光が前記円錐周壁面部に
よって屈折され前記外面部によって前記中央面部と円錐
周壁面部の境界よりも外方に向かって鏡様反射されるよ
うに、前記透明窓ブロックにおける前記円錐周壁面部と
前記外面部とのなす角度が設定されていることを特徴と
する請求項６記載の光ファイバープローブ。 - 【請求項８】前記光ファイバーケーブルの末端部におけ
る外周部分と中央部分との間にセパレータが配設された
ことを特徴とする請求項６記載の光ファイバープロー
ブ。 - 【請求項９】前記第１および第２のファイバー組のうち
一方を通して前記透明窓ブロックに光を伝播させる光伝
播手段と、 前記第１および第２のファイバー組のうち他方を通して
前記透明窓ブロックからの光を受光する受光手段と、を
備えたことを特徴とする請求項６記載の光ファイバープ
ローブ。 - 【請求項１０】透明な素材からブロック状に形成された
光ファイバープローブの透明窓ブロックであって、 該ブロックの中心軸線と同心的に配置された截頭円錐状
の内面部と、 該ブロックの中心軸線と直交する外面部と、を有するこ
とを特徴とする光ファイバープローブの透明窓ブロッ
ク。 - 【請求項１１】前記内面部と前記外面部との間に、前記
ブロックの中心支軸線回りの回転面を形成する側壁面部
を設けたことを特徴とする請求項１０記載の光ファイバ
ープローブの透明窓ブロック。 - 【請求項１２】前記側壁面部が前記回転面としてのテー
パー面を形成したことを特徴とする請求項１１記載の光
ファイバープローブの透明窓ブロック。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/149949 | 1993-11-10 | ||
| US08/149,949 US5426713A (en) | 1993-11-10 | 1993-11-10 | Fiber optic probe with truncated cone window block for infrared spectral analysis instrument |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07198603A true JPH07198603A (ja) | 1995-08-01 |
| JP3485649B2 JP3485649B2 (ja) | 2004-01-13 |
Family
ID=22532489
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27197294A Expired - Lifetime JP3485649B2 (ja) | 1993-11-10 | 1994-11-07 | 光ファイバープローブおよびその透明窓ブロック |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5426713A (ja) |
| EP (1) | EP0652429B1 (ja) |
| JP (1) | JP3485649B2 (ja) |
| DE (1) | DE69433235T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014517922A (ja) * | 2011-05-24 | 2014-07-24 | ショット アクチエンゲゼルシャフト | 光学的流量センサー用のセンサー構成部品 |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19644616C2 (de) * | 1996-10-21 | 1999-04-15 | Lange Gmbh Dr Bruno | Farbmeßvorrichtung |
| GB9700686D0 (en) * | 1997-01-15 | 1997-03-05 | Perkin Elmer Ltd | Probe for spectroscopic analysis |
| US6137108A (en) * | 1998-06-17 | 2000-10-24 | Foss Nirsystems Incorporated | Instrument and method for spectroscopic analysis by reflectance and transmittance |
| DE19856591C2 (de) * | 1998-12-08 | 2001-03-08 | Basf Ag | Vorrichtung zur spektroskopischen Analyse eines fluiden Mediums mittels abgeschwächter Reflexion |
| DE10201541A1 (de) * | 2002-01-17 | 2003-08-14 | Bayer Ag | Wechselbares Prozessfenster |
| DE102006052209B3 (de) * | 2006-11-01 | 2007-12-27 | Loptek Glasfasertechnik Gmbh & Co. Kg | Prozessfenster für faseroptische Sonden und Messanordnung |
| KR101410626B1 (ko) * | 2013-12-27 | 2014-06-30 | 단국대학교 천안캠퍼스 산학협력단 | 광진단 프로브용 케이스 |
| PL236751B1 (pl) * | 2018-06-18 | 2021-02-08 | Inphotech Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia | Czujnik falowodowy |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1321783A (en) * | 1971-03-11 | 1973-06-27 | Miles Lab | Illumination and light receiving device |
| US3973849A (en) * | 1975-06-16 | 1976-08-10 | International Business Machines Corporation | Self-calibratable spectrum analyzer |
| US4184175A (en) * | 1977-02-09 | 1980-01-15 | The Procter & Gamble Company | Method of and apparatus for optically detecting anomalous subsurface structure in translucent articles |
| US4707134A (en) * | 1984-12-04 | 1987-11-17 | The Dow Chemical Company | Fiber optic probe |
| US4643573A (en) * | 1985-02-21 | 1987-02-17 | The Dow Chemical Company | Method for measuring the relative concentration of larger and smaller particles in suspension |
| DE3650071T2 (de) * | 1985-03-22 | 1995-06-01 | Massachusetts Inst Technology | Katheter für Laserangiochirurgie. |
| US5318024A (en) * | 1985-03-22 | 1994-06-07 | Massachusetts Institute Of Technology | Laser endoscope for spectroscopic imaging |
| US4768879A (en) * | 1986-06-17 | 1988-09-06 | The Dow Chemical Company | Method for measuring the size of objects in a fluid medium |
| US4782226A (en) * | 1987-07-06 | 1988-11-01 | Semi-Gas Systems, Inc. | Optoelectronic chemical reaction detector |
| US4978863A (en) * | 1988-09-06 | 1990-12-18 | The Dow Chemical Company | Method and apparatus for fiber optic backscattered light measurement to determine flow rates of multi-phase streams |
| US5078493A (en) * | 1990-06-29 | 1992-01-07 | Conoco Inc. | Flow cell resistant to corrosive environments for fiber optic spectroscopy |
| US5166756A (en) * | 1990-11-28 | 1992-11-24 | Nir Systems Incorporated | Powder fiber optic probe having angled end in nir optical analyzing instrument |
| US5140169A (en) * | 1991-04-25 | 1992-08-18 | Conoco Inc. | Long path flow cell resistant to corrosive environments for fiber optic spectroscopy |
| US5172182A (en) * | 1991-05-31 | 1992-12-15 | Sting Donald W | Internal reflectance element with very small sample contacting surface |
| US5246109A (en) * | 1992-05-22 | 1993-09-21 | Biomedical Sensors, Ltd. | Package for an active medical device |
-
1993
- 1993-11-10 US US08/149,949 patent/US5426713A/en not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-11-02 DE DE69433235T patent/DE69433235T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1994-11-02 EP EP94117258A patent/EP0652429B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-11-07 JP JP27197294A patent/JP3485649B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| JP2014517922A (ja) * | 2011-05-24 | 2014-07-24 | ショット アクチエンゲゼルシャフト | 光学的流量センサー用のセンサー構成部品 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0652429A3 (en) | 1997-01-22 |
| EP0652429A2 (en) | 1995-05-10 |
| DE69433235D1 (de) | 2003-11-20 |
| US5426713A (en) | 1995-06-20 |
| DE69433235T2 (de) | 2004-07-29 |
| EP0652429B1 (en) | 2003-10-15 |
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