JPH10239598A - リングビーム拡がり角連続可変装置 - Google Patents
リングビーム拡がり角連続可変装置Info
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- JPH10239598A JPH10239598A JP5428897A JP5428897A JPH10239598A JP H10239598 A JPH10239598 A JP H10239598A JP 5428897 A JP5428897 A JP 5428897A JP 5428897 A JP5428897 A JP 5428897A JP H10239598 A JPH10239598 A JP H10239598A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単な構成でリングビームの拡がり角を連続
的に変化させることができるリングビーム拡がり角連続
可変装置を提供すること。 【解決手段】 円柱状光導体（Ｃ．Ｏ．Ｇ．）１はその
入射端面２が光軸３に対して傾斜角θfで傾斜して成形
され、屈折率がｎの円柱状ロッドまたは光ファイバーに
より作られている。そして光軸３に対して入射光束を傾
けて入射させて、その入射光束とＣ．Ｏ．Ｇ．１の入射
端面２の法線とのなす角、即ち入射角θｒで入射させる
と屈折角θｒ´となり、拡がり角θoutのリングビーム
が出射される。 光軸３を中心に回転させると、入射角
θｒが連続的に変化し、出射リングビームの拡がり角θ
outが連続的に変化する。よって、簡単な構成でリング
ビームの拡がり角を連続的に変化させることができるリ
ングビーム拡がり角連続可変装置を提供できる。
的に変化させることができるリングビーム拡がり角連続
可変装置を提供すること。 【解決手段】 円柱状光導体（Ｃ．Ｏ．Ｇ．）１はその
入射端面２が光軸３に対して傾斜角θfで傾斜して成形
され、屈折率がｎの円柱状ロッドまたは光ファイバーに
より作られている。そして光軸３に対して入射光束を傾
けて入射させて、その入射光束とＣ．Ｏ．Ｇ．１の入射
端面２の法線とのなす角、即ち入射角θｒで入射させる
と屈折角θｒ´となり、拡がり角θoutのリングビーム
が出射される。 光軸３を中心に回転させると、入射角
θｒが連続的に変化し、出射リングビームの拡がり角θ
outが連続的に変化する。よって、簡単な構成でリング
ビームの拡がり角を連続的に変化させることができるリ
ングビーム拡がり角連続可変装置を提供できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は計測・検査、土木・
建築、保安・防犯、医療機およびディスプレー照明装置
等の分野で要望されている、きれいで安定した任意の拡
がり角を持つ「リングビーム」を生成し、その拡がり角
を連続的に変化させることが出来るリングビーム拡がり
角連続可変装置に関するものである。
建築、保安・防犯、医療機およびディスプレー照明装置
等の分野で要望されている、きれいで安定した任意の拡
がり角を持つ「リングビーム」を生成し、その拡がり角
を連続的に変化させることが出来るリングビーム拡がり
角連続可変装置に関するものである。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】各分野で要望の高い、
きれいで安定したスリットビームを３６０度の方向に照
射するリングビーム生成光学素子に関しては、出願人は
その基本的構成を開発し、平成７年特許願第１６７１２
４号に開示した。さらに、出願人はリングビームを任意
の拡がり角で照射する環状光線拡がり角制御光学装置を
開発し、平成８年特許願第１４１２１１号として出願し
ている。
きれいで安定したスリットビームを３６０度の方向に照
射するリングビーム生成光学素子に関しては、出願人は
その基本的構成を開発し、平成７年特許願第１６７１２
４号に開示した。さらに、出願人はリングビームを任意
の拡がり角で照射する環状光線拡がり角制御光学装置を
開発し、平成８年特許願第１４１２１１号として出願し
ている。
【０００３】しかし、上記各出願に係る発明ではリング
ビームの拡がり角を連続的に変化させるという技術的思
想はなかった。即ち、出射リングビームの拡がり角を変
えるには、入射端面の傾斜角を変えたリングビーム生成
光学素子を多数個用意する必要があったり、また多くの
光学部品を用意して、その組み合わせを変える必要があ
った。そこで、本願発明は、簡単な構成でリングビーム
の拡がり角を連続的に変化させることができるリングビ
ーム拡がり角連続可変装置を提供することを目的とす
る。
ビームの拡がり角を連続的に変化させるという技術的思
想はなかった。即ち、出射リングビームの拡がり角を変
えるには、入射端面の傾斜角を変えたリングビーム生成
光学素子を多数個用意する必要があったり、また多くの
光学部品を用意して、その組み合わせを変える必要があ
った。そこで、本願発明は、簡単な構成でリングビーム
の拡がり角を連続的に変化させることができるリングビ
ーム拡がり角連続可変装置を提供することを目的とす
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
本発明は円柱状光導体（Cylindrical Optical Guide，
以下Ｃ．Ｏ．Ｇ．という）の入射端面に対する入射光束
の入射角を変えると出射リングビームの拡がり角が変わ
ることに着目し、入射端面が光軸に対して傾斜状に形成
されたＣ．Ｏ．Ｇ．の光軸に対して入射光束を傾けて入
射させ、このＣ．Ｏ．Ｇ．をその光軸を中心に回転させ
るようにした。Ｃ．Ｏ．Ｇ．はその入射端面が光軸に対
して傾斜状に形成されているから、その光軸に対して入
射光束を傾けて入射させるとともに、その光軸を中心に
回転させると、入射角が連続的に変化し、出射リングビ
ームの拡がり角が連続的に変化する。よって簡単な構成
でリングビームの拡がり角を連続的に変化させることが
できるリングビーム拡がり角連続可変装置（以下、可変
装置という）を提供できる。
本発明は円柱状光導体（Cylindrical Optical Guide，
以下Ｃ．Ｏ．Ｇ．という）の入射端面に対する入射光束
の入射角を変えると出射リングビームの拡がり角が変わ
ることに着目し、入射端面が光軸に対して傾斜状に形成
されたＣ．Ｏ．Ｇ．の光軸に対して入射光束を傾けて入
射させ、このＣ．Ｏ．Ｇ．をその光軸を中心に回転させ
るようにした。Ｃ．Ｏ．Ｇ．はその入射端面が光軸に対
して傾斜状に形成されているから、その光軸に対して入
射光束を傾けて入射させるとともに、その光軸を中心に
回転させると、入射角が連続的に変化し、出射リングビ
ームの拡がり角が連続的に変化する。よって簡単な構成
でリングビームの拡がり角を連続的に変化させることが
できるリングビーム拡がり角連続可変装置（以下、可変
装置という）を提供できる。
【０００５】上記発明ではＣ．Ｏ．Ｇ．をその光軸を中
心に回転させることにより、入射角を連続的に変化さ
せ、出射リングビームの拡がり角を連続的に変化させて
いたが、Ｃ．Ｏ．Ｇ．を静止させたままで、Ｃ．Ｏ．
Ｇ．の入射端面に対して光軸を中心に入射光束が扇を描
くように連続的に変化させて入射させるようにすれば、
入射角が連続的に変化し、出射リングビームの拡がり角
が連続的に変化する。よって、この発明においても簡単
な構成でリングビームの拡がり角を連続的に変化させる
ことができる可変装置を提供できる。
心に回転させることにより、入射角を連続的に変化さ
せ、出射リングビームの拡がり角を連続的に変化させて
いたが、Ｃ．Ｏ．Ｇ．を静止させたままで、Ｃ．Ｏ．
Ｇ．の入射端面に対して光軸を中心に入射光束が扇を描
くように連続的に変化させて入射させるようにすれば、
入射角が連続的に変化し、出射リングビームの拡がり角
が連続的に変化する。よって、この発明においても簡単
な構成でリングビームの拡がり角を連続的に変化させる
ことができる可変装置を提供できる。
【０００６】上記各発明において、入射端面がその光軸
となす角（以下、傾斜角という）がθfのＣ．Ｏ．Ｇ．
を想定し、その入射端面に対し入射角θｒの入射光束を
入射して、出射光のリングビームの拡がり角がθoutで
あるとすると、これらの傾斜角θfと入射角θｒとリン
グビームの拡がり角θoutとの関係は、次式（１），
（２）で表すことができる。 θout＝ＳＩＮ-1ｎ（ｃｏｓθf・ｃｏｓθｒ´−ｓｉｎθf・ｓｉｎθｒ´） ・・・（１） ｓｉｎθｒ＝ｎｓｉｎθｒ´ ・・・（２） ここで「ｎ」はＣ．Ｏ．Ｇ．の屈折率、「θｒ´」は
Ｃ．Ｏ．Ｇ．の入射光束に対する屈折角である。上記
（１）及び（２）式は傾斜角θfのＣ．Ｏ．Ｇ．におい
て、入射角θｒの値が定まったときに、それに応じてリ
ングビームの拡がり角θoutの値が定まることを示して
いる。この入射角θｒの値は、Ｃ．Ｏ．Ｇ．の光軸に対
して入射光束を傾けて入射させるとともに、その光軸を
中心にＣ．Ｏ．Ｇ．を回転させることにより連続的に変
化させることができる。またＣ．Ｏ．Ｇ．を静止させた
ままで、Ｃ．Ｏ．Ｇ．の入射端面に対して光軸を中心に
入射光束を扇状に入射させても、入射角が連続的に変化
し出射リングビームの拡がり角が連続的に変化する。よ
ってリングビームの拡がり角θoutが連続的に変化する
ことになる。
となす角（以下、傾斜角という）がθfのＣ．Ｏ．Ｇ．
を想定し、その入射端面に対し入射角θｒの入射光束を
入射して、出射光のリングビームの拡がり角がθoutで
あるとすると、これらの傾斜角θfと入射角θｒとリン
グビームの拡がり角θoutとの関係は、次式（１），
（２）で表すことができる。 θout＝ＳＩＮ-1ｎ（ｃｏｓθf・ｃｏｓθｒ´−ｓｉｎθf・ｓｉｎθｒ´） ・・・（１） ｓｉｎθｒ＝ｎｓｉｎθｒ´ ・・・（２） ここで「ｎ」はＣ．Ｏ．Ｇ．の屈折率、「θｒ´」は
Ｃ．Ｏ．Ｇ．の入射光束に対する屈折角である。上記
（１）及び（２）式は傾斜角θfのＣ．Ｏ．Ｇ．におい
て、入射角θｒの値が定まったときに、それに応じてリ
ングビームの拡がり角θoutの値が定まることを示して
いる。この入射角θｒの値は、Ｃ．Ｏ．Ｇ．の光軸に対
して入射光束を傾けて入射させるとともに、その光軸を
中心にＣ．Ｏ．Ｇ．を回転させることにより連続的に変
化させることができる。またＣ．Ｏ．Ｇ．を静止させた
ままで、Ｃ．Ｏ．Ｇ．の入射端面に対して光軸を中心に
入射光束を扇状に入射させても、入射角が連続的に変化
し出射リングビームの拡がり角が連続的に変化する。よ
ってリングビームの拡がり角θoutが連続的に変化する
ことになる。
【０００７】
【発明の実施の形態】上記発明の実施形態を図１及び図
２（ａ）及び（ｂ）に基づいて説明する。図１はＣ．
Ｏ．Ｇ．１の側面図であり、該Ｃ．Ｏ．Ｇ．１はその入
射端面２が光軸３に対して傾斜角θfで傾斜して成形さ
れ、屈折率がｎの円柱状ロッドまたは光ファイバーによ
り作られている。そして光軸３に対して入射光束を傾け
て入射させて、その入射光束とＣ．Ｏ．Ｇ．１の入射端
面２の法線とのなす角、即ち入射角θｒで入射させる
と、屈折角θｒ´となり、拡がり角θoutのリングビー
ムが出射される。ここにおいて、
２（ａ）及び（ｂ）に基づいて説明する。図１はＣ．
Ｏ．Ｇ．１の側面図であり、該Ｃ．Ｏ．Ｇ．１はその入
射端面２が光軸３に対して傾斜角θfで傾斜して成形さ
れ、屈折率がｎの円柱状ロッドまたは光ファイバーによ
り作られている。そして光軸３に対して入射光束を傾け
て入射させて、その入射光束とＣ．Ｏ．Ｇ．１の入射端
面２の法線とのなす角、即ち入射角θｒで入射させる
と、屈折角θｒ´となり、拡がり角θoutのリングビー
ムが出射される。ここにおいて、
【数１】 ・・・（１）
【数２】 ・・・（２） の関係が成立する。
【０００８】上記構成のＣ．Ｏ．Ｇ．１をその光軸３を
中心に回転させた場合の拡がり角θoutの変化を図２
（ａ）及び（ｂ）に基づいて説明する。図２（ａ）は初
期位置のＣ．Ｏ．Ｇ．１、即ち０度の場合を示し、図２
（ｂ）は、図２（ａ）の初期位置から１８０度回転した
Ｃ．Ｏ．Ｇ．１を示している。この図２（ａ）におい
て、入射角θｒ(0)の入射光束は、屈折角θｒ´(0)で
Ｃ．Ｏ．Ｇ．１に入り、その内部ではθN(O)の角度を保
って伝搬し、拡がり角θout(0)で出射される。この場
合、上記（２）式より ｓｉｎθｒ(0)＝ｎｓｉｎθｒ´(0) ・・・（３） また、上記（１）式より θout(0)＝ＳＩＮ-1ｎ（ｃｏｓθf・ｃｏｓθｒ´(0) −ｓｉｎθf・ｓｉｎθｒ´(0)）・・・（４） であるから、傾斜角θfと入射角θｒ(0)が決まると、リ
ングビーム拡がり角θout(0)が決まってくる。
中心に回転させた場合の拡がり角θoutの変化を図２
（ａ）及び（ｂ）に基づいて説明する。図２（ａ）は初
期位置のＣ．Ｏ．Ｇ．１、即ち０度の場合を示し、図２
（ｂ）は、図２（ａ）の初期位置から１８０度回転した
Ｃ．Ｏ．Ｇ．１を示している。この図２（ａ）におい
て、入射角θｒ(0)の入射光束は、屈折角θｒ´(0)で
Ｃ．Ｏ．Ｇ．１に入り、その内部ではθN(O)の角度を保
って伝搬し、拡がり角θout(0)で出射される。この場
合、上記（２）式より ｓｉｎθｒ(0)＝ｎｓｉｎθｒ´(0) ・・・（３） また、上記（１）式より θout(0)＝ＳＩＮ-1ｎ（ｃｏｓθf・ｃｏｓθｒ´(0) −ｓｉｎθf・ｓｉｎθｒ´(0)）・・・（４） であるから、傾斜角θfと入射角θｒ(0)が決まると、リ
ングビーム拡がり角θout(0)が決まってくる。
【０００９】次に、Ｃ．Ｏ．Ｇ．１をその光軸３回りに
１８０°回転させると図２（ｂ）のような配置になる。
ここでは入射角θｒ(180)の入射光束は、屈折角θｒ´
(180)でＣ．Ｏ．Ｇ．１に入り、Ｃ．Ｏ．Ｇ．１の内部
ではθN(180)の角度を保って伝搬し、拡がり角θout(18
0)で出射される。この場合、上記（２）式より ｓｉｎθｒ(180)＝ｎｓｉｎθｒ´(180) ・・・（５） また上記（１）式より θout(180)＝ＳＩＮ-1ｎ（ｃｏｓθf・ｃｏｓθｒ´(180) −ｓｉｎθf・ｓｉｎθｒ´(180)）・・・（６）、 となり、リングビームの拡がり角θout(180)が得られ
る。
１８０°回転させると図２（ｂ）のような配置になる。
ここでは入射角θｒ(180)の入射光束は、屈折角θｒ´
(180)でＣ．Ｏ．Ｇ．１に入り、Ｃ．Ｏ．Ｇ．１の内部
ではθN(180)の角度を保って伝搬し、拡がり角θout(18
0)で出射される。この場合、上記（２）式より ｓｉｎθｒ(180)＝ｎｓｉｎθｒ´(180) ・・・（５） また上記（１）式より θout(180)＝ＳＩＮ-1ｎ（ｃｏｓθf・ｃｏｓθｒ´(180) −ｓｉｎθf・ｓｉｎθｒ´(180)）・・・（６）、 となり、リングビームの拡がり角θout(180)が得られ
る。
【００１０】図２（ａ）及び図２（ｂ）と、式（３）〜
（６）から明らかなように、入射角θｒ(O) ＜入射角θ
ｒ(180) → θN(O) ＞θN(180) となり、従って、拡
がり角θout(O) ＞拡がり角θout(180)のようになる。
そして入射角θｒ(O) から入射角θｒ(180)へはＣ．
Ｏ．Ｇ．１の回転により連続的に変化するので、それに
応じて拡がり角θout(O) から拡がり角θout(180)へと
連続的に変わることになる。即ち出射リングビームの連
続的な拡がり角の変化を得ることができる。
（６）から明らかなように、入射角θｒ(O) ＜入射角θ
ｒ(180) → θN(O) ＞θN(180) となり、従って、拡
がり角θout(O) ＞拡がり角θout(180)のようになる。
そして入射角θｒ(O) から入射角θｒ(180)へはＣ．
Ｏ．Ｇ．１の回転により連続的に変化するので、それに
応じて拡がり角θout(O) から拡がり角θout(180)へと
連続的に変わることになる。即ち出射リングビームの連
続的な拡がり角の変化を得ることができる。
【００１１】上記実施形態では、光源から直接的に前記
Ｃ．Ｏ．Ｇ．１の入射端面２に入射光束を入れていた
が、図３（ａ）及び（ｂ）に示すような方法でもよい。
図３（ａ）はミラー４を利用した場合で、ミラー４の傾
きを変えることにより、Ｃ．Ｏ．Ｇ．１の光軸３と入射
光束のなす角度を容易に変えることができ、ひいては任
意の入射角を得ることが出来る。図３（ｂ）は入射光束
中に偏角プリズム５を挿入する方法で、光源とＣ．Ｏ．
Ｇ．１の光軸３の方向を一致させたい時に有効である。
なお、Ｃ．Ｏ．Ｇ．１の回転方法は手動でも、電動でも
よい。
Ｃ．Ｏ．Ｇ．１の入射端面２に入射光束を入れていた
が、図３（ａ）及び（ｂ）に示すような方法でもよい。
図３（ａ）はミラー４を利用した場合で、ミラー４の傾
きを変えることにより、Ｃ．Ｏ．Ｇ．１の光軸３と入射
光束のなす角度を容易に変えることができ、ひいては任
意の入射角を得ることが出来る。図３（ｂ）は入射光束
中に偏角プリズム５を挿入する方法で、光源とＣ．Ｏ．
Ｇ．１の光軸３の方向を一致させたい時に有効である。
なお、Ｃ．Ｏ．Ｇ．１の回転方法は手動でも、電動でも
よい。
【００１２】次に、Ｃ．Ｏ．Ｇ．１を静止させたまま
で、Ｃ．Ｏ．Ｇ．１の入射端面２に対して光軸３を中心
に入射光束を扇状に入射させる実施形態を図４〜図５
（ａ）及び（ｂ）に基づいて説明する。なお図５（ａ）
中、入射角θｒ(D)，θN(D)，拡がり角θout(D)はそれ
ぞれ図２（ａ）中の入射角θｒ(0)，θN(0)，拡がり角
θout(0)に相当し、図５（ｂ）中、入射角θｒ(U)，θN
(U)，拡がり角θout(U)はそれぞれ図２（ｂ）中の入射
角θｒ(180)，θN(180)，拡がり角θout(180)に相当す
る。この実施形態では図４に示すように、光軸３を中心
に入射光束を扇状に入射させる構成としてミラー４を用
いている。このミラー４の傾きを調整することにより光
源からの光束の入射角を調整しつつ、ミラー４を図面
上、上方に移動させれば、光軸３を中心に入射光束が扇
状に照射される。その結果、図５（ａ）及び（ｂ）に示
したように、上記実施形態と同様な作用効果を得ること
ができる。
で、Ｃ．Ｏ．Ｇ．１の入射端面２に対して光軸３を中心
に入射光束を扇状に入射させる実施形態を図４〜図５
（ａ）及び（ｂ）に基づいて説明する。なお図５（ａ）
中、入射角θｒ(D)，θN(D)，拡がり角θout(D)はそれ
ぞれ図２（ａ）中の入射角θｒ(0)，θN(0)，拡がり角
θout(0)に相当し、図５（ｂ）中、入射角θｒ(U)，θN
(U)，拡がり角θout(U)はそれぞれ図２（ｂ）中の入射
角θｒ(180)，θN(180)，拡がり角θout(180)に相当す
る。この実施形態では図４に示すように、光軸３を中心
に入射光束を扇状に入射させる構成としてミラー４を用
いている。このミラー４の傾きを調整することにより光
源からの光束の入射角を調整しつつ、ミラー４を図面
上、上方に移動させれば、光軸３を中心に入射光束が扇
状に照射される。その結果、図５（ａ）及び（ｂ）に示
したように、上記実施形態と同様な作用効果を得ること
ができる。
【００１３】本発明は広い範囲での効果的な応用が考え
られるが、その中の測定における応用例について説明す
る。図６（ａ）において、入射光束はＣ．Ｏ．Ｇ．１の
入射端面２の法線にθｒ(0)傾いて入射すると、出射リ
ングビームは拡がり角θout(0)で出射し、円錐プリズム
６に入る。円錐プリズム６で平行なリングにされた光束
は、レンズ７により集光され焦点を結ぶ。それよりわず
かずれた測定点Ｘでは小さい測定リングを生成し、細い
パイプ等の内径測定・検査等に利用される。同じ測定点
Ｘで、もっと細いパイプ等を測定・検査したい時には、
測定リングの径をより小さいものにしなければならな
い。そのために、Ｃ．Ｏ．Ｇ．１を光軸３の周りに適宜
回転（例えば１８０°）させることにより、出射リング
ビームの拡がり角θout(180)が小さくなる。従って、レ
ンズ７に入るリングの径が小さくなり、測定リング径を
小さく出来ることになる。また、Ｃ．Ｏ．Ｇ．１の回転
角度に応じて測定リングの径を任意に連続的に変えられ
ることも今までの説明により明白である。
られるが、その中の測定における応用例について説明す
る。図６（ａ）において、入射光束はＣ．Ｏ．Ｇ．１の
入射端面２の法線にθｒ(0)傾いて入射すると、出射リ
ングビームは拡がり角θout(0)で出射し、円錐プリズム
６に入る。円錐プリズム６で平行なリングにされた光束
は、レンズ７により集光され焦点を結ぶ。それよりわず
かずれた測定点Ｘでは小さい測定リングを生成し、細い
パイプ等の内径測定・検査等に利用される。同じ測定点
Ｘで、もっと細いパイプ等を測定・検査したい時には、
測定リングの径をより小さいものにしなければならな
い。そのために、Ｃ．Ｏ．Ｇ．１を光軸３の周りに適宜
回転（例えば１８０°）させることにより、出射リング
ビームの拡がり角θout(180)が小さくなる。従って、レ
ンズ７に入るリングの径が小さくなり、測定リング径を
小さく出来ることになる。また、Ｃ．Ｏ．Ｇ．１の回転
角度に応じて測定リングの径を任意に連続的に変えられ
ることも今までの説明により明白である。
【００１４】
【実施例】以下に本発明に係る可変装置の実施例を説明
する。この実施例ではＣ．Ｏ．Ｇ．としてｎ＝１．４５
７，θf＝４５°の円柱状ロッドを用い、図２（ａ）に
示した初期位置でθｒ＝３５°の入射光束とした。この
時、Ｃ．Ｏ．Ｇ．の回転角δとリングビームの拡がり角
θ outの関係は下表のようなデーターを実験により入手
し、論理値と合致することが確かめられた。
する。この実施例ではＣ．Ｏ．Ｇ．としてｎ＝１．４５
７，θf＝４５°の円柱状ロッドを用い、図２（ａ）に
示した初期位置でθｒ＝３５°の入射光束とした。この
時、Ｃ．Ｏ．Ｇ．の回転角δとリングビームの拡がり角
θ outの関係は下表のようなデーターを実験により入手
し、論理値と合致することが確かめられた。
【表１】
【００１５】
【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、円柱状
光導体はその入射端面が光軸に対して傾斜状に形成され
ているから、その光軸に対して入射光束を傾けて入射さ
せるとともに、その光軸を中心に回転させると、入射角
が連続的に変化し、出射リングビームの拡がり角が連続
的に変化する。よって、簡単な構成でリングビームの拡
がり角を連続的に変化させることができる可変装置を提
供できる。
光導体はその入射端面が光軸に対して傾斜状に形成され
ているから、その光軸に対して入射光束を傾けて入射さ
せるとともに、その光軸を中心に回転させると、入射角
が連続的に変化し、出射リングビームの拡がり角が連続
的に変化する。よって、簡単な構成でリングビームの拡
がり角を連続的に変化させることができる可変装置を提
供できる。
【００１６】請求項２に記載の発明では円柱状光導体を
静止させたままで、同導体の入射端面に対して光軸を中
心に入射光束を扇状に入射させるようにすれば、入射角
が連続的に変化し、出射リングビームの拡がり角が連続
的に変化する。よって、この発明においても簡単な構成
でリングビームの拡がり角を連続的に変化させることが
できる可変装置を提供できる。
静止させたままで、同導体の入射端面に対して光軸を中
心に入射光束を扇状に入射させるようにすれば、入射角
が連続的に変化し、出射リングビームの拡がり角が連続
的に変化する。よって、この発明においても簡単な構成
でリングビームの拡がり角を連続的に変化させることが
できる可変装置を提供できる。
【００１７】請求項３に記載の発明の各式は傾斜角θf
の光導体では、入射角θｒの値が定まったときに、それ
に応じてリングビームの拡がり角θoutの値が定まるこ
とを示している。この入射角θｒの値は、円柱状光導体
をの光軸に対して入射光束を傾けて入射させるととも
に、その光軸を中心に回転させることにより連続的に変
化する。また円柱状光導体を静止させたままで、その入
射端面に対して光軸を中心に入射光束を扇状に入射させ
ても、入射角が連続的に変化し出射リングビームの拡が
り角が連続的に変化する。よってリングビームの拡がり
角θoutが連続的に変化することになる。
の光導体では、入射角θｒの値が定まったときに、それ
に応じてリングビームの拡がり角θoutの値が定まるこ
とを示している。この入射角θｒの値は、円柱状光導体
をの光軸に対して入射光束を傾けて入射させるととも
に、その光軸を中心に回転させることにより連続的に変
化する。また円柱状光導体を静止させたままで、その入
射端面に対して光軸を中心に入射光束を扇状に入射させ
ても、入射角が連続的に変化し出射リングビームの拡が
り角が連続的に変化する。よってリングビームの拡がり
角θoutが連続的に変化することになる。
【図１】 リングビーム拡がり角連続可変装置の円柱状
光導体の側面図、
光導体の側面図、
【図２】 （ａ）及び（ｂ）は同可変装置の作用を説明
するための円柱状光導体の側面図、
するための円柱状光導体の側面図、
【図３】 （ａ）及び（ｂ）は同可変装置を構成する入
射光束の入射方法を説明する説明図、
射光束の入射方法を説明する説明図、
【図４】 変形例に係るリングビーム拡がり角連続可変
装置の円柱状光導体の側面図、
装置の円柱状光導体の側面図、
【図５】 （ａ）及び（ｂ）は同可変装置の作用を説明
するための円柱状光導体の側面図、
するための円柱状光導体の側面図、
【図６】 （ａ）及び（ｂ）はリングビーム拡がり角連
続可変装置の応用例を示す説明図である。
続可変装置の応用例を示す説明図である。
１ 円柱状光導体 ２ 入射端面 ３ 光軸 ４ ミラー ５ 偏角プリズム ６ 円錐プリズム ７ レンズ
Claims (3)
- 【請求項１】入射端面が光軸に対して傾斜状に形成され
た円柱状光導体に、その光軸に対して入射光束を傾けて
入射させるとともに、その光軸を中心に円柱状光導体を
回転させることを特徴とするリングビーム拡がり角連続
可変装置。 - 【請求項２】入射端面が光軸に対して傾斜状に形成され
た円柱状光導体に、その入射端面に対して光軸を中心に
入射光束が扇を描くように連続的に変化させて入射させ
ることを特徴とするリングビーム拡がり角連続可変装
置。 - 【請求項３】前記円柱状光導体の入射端面が光軸となす
角θfと、入射光束が前記入射端面の法線となす角θｒ
と、出射リングビームの拡がり角θoutとが、以下の式
を満足させる関係にあることを特徴とする請求項１また
は請求項２に記載のリングビーム拡がり角連続可変装
置。 θout＝ＳＩＮ-1ｎ（ｃｏｓθf・ｃｏｓθｒ´−ｓｉｎ
θf・ｓｉｎθｒ´） ｓｉｎθｒ＝ｎｓｉｎθｒ´ ここで ｎ ：円柱状光導体の屈折率 θf ：同光導体の入射端面とその光軸とのなす角 θｒ ：入射光束と同光導体の入射端面の法線とのなす
角 θｒ´：入射光束の屈折角 θout ：出射リングビームの拡がり角
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5428897A JP2948773B2 (ja) | 1997-02-24 | 1997-02-24 | リングビーム拡がり角連続可変装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5428897A JP2948773B2 (ja) | 1997-02-24 | 1997-02-24 | リングビーム拡がり角連続可変装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10239598A true JPH10239598A (ja) | 1998-09-11 |
| JP2948773B2 JP2948773B2 (ja) | 1999-09-13 |
Family
ID=12966389
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5428897A Expired - Lifetime JP2948773B2 (ja) | 1997-02-24 | 1997-02-24 | リングビーム拡がり角連続可変装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2948773B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7151788B2 (en) | 2001-12-28 | 2006-12-19 | Fujitsu Limited | Laser processing device |
-
1997
- 1997-02-24 JP JP5428897A patent/JP2948773B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7151788B2 (en) | 2001-12-28 | 2006-12-19 | Fujitsu Limited | Laser processing device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2948773B2 (ja) | 1999-09-13 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
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