JPS605922B2 - 導光ロツド - Google Patents

導光ロツド

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JPS605922B2
JPS605922B2 JP52157542A JP15754277A JPS605922B2 JP S605922 B2 JPS605922 B2 JP S605922B2 JP 52157542 A JP52157542 A JP 52157542A JP 15754277 A JP15754277 A JP 15754277A JP S605922 B2 JPS605922 B2 JP S605922B2
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JP
Japan
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light
rod
light guide
guide rod
mirror
Prior art date
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JP52157542A
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English (en)
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JPS5385442A (en
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エルイン・シツク
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ERUBIN JITSUKU OPUTEIKU EREKUTORONIKU
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ERUBIN JITSUKU OPUTEIKU EREKUTORONIKU
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Publication date
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Publication of JPS605922B2 publication Critical patent/JPS605922B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4204Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
    • G02B6/4206Optical features
    • GPHYSICS
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    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
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    • G02B6/4287Optical modules with tapping or launching means through the surface of the waveguide
    • G02B6/429Optical modules with tapping or launching means through the surface of the waveguide by surface irregularities on the light guide, e.g. by mechanical modification of the surface of the light guide on its exterior

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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は導光ロッドーこ関するものであり、特に、ロ
ッド面の一部位に、ロッドの長さ方向に沿って段付き鏡
装置を有する導光ロッド、それも、鏡装置を形成する個
々の鏡が、その中央部の縦断面で見ると直状であって前
記ロッド軸に対し煩斜しているので、ロッドの半径方向
対向面から個々の鏡につき当る光線乃至光東はそこで対
向面に向かって反射され、また当該対向面にも或る角度
で入射するため再びそこでも反射され、もって全体的に
内部反射を繰返すようにしたロッドに関する。
この種の導光ロッドは、すでにドイツ国公開公報250
8366から知られている。
これに就き若干説明を加えると、ロツ日こ入射する光線
はすべてこれを全体的に内部反射する角度で配された段
付き鏡によって反射させられるようになっており、ロッ
ドの一面に入射した光線は、ロッド内面で1回またはそ
れ以上全体的に内部反射したのちに導光ロッドの端面に
高率良く到達する。この端面には光電コンバータが配置
してあり、受けた光量に対応する電気信号を発生する。
このような導光ロッドは、たとえばレーザ・ビームのよ
うなシャープな光東を、材料表面の欠陥または偏差等を
発見するために当該表面を周期的に走査するいわゆるラ
イン・スキヤナで用いられていて、材料表面から送られ
てきた、乃至は反射または拡散反射させられた光は、円
筒形レンズで集められたのち、導光ロッド面に受けられ
て段付き鏡装置上に集中させられるようになっている。
導光ロッドは断面が円形のものが好ましいが、正方形か
または長方形断面のものでもよい。その他だ円形断面の
ものも考えられる。段付き鏡装置は、導光ロッドの両端
に対称的反射をもたらす一連の屋根のように配列された
個々の鏡から成っている。
この配列は、導光ロッドの両端部に光電コンバータを設
ける場合に選ばれる。これに対し、たとえば導光ロッド
の二方向のうち選択的に一方にしか光を反射しないのこ
ぎり刃配列等もある。この配列は光電コンバータを導光
ロッドの一端にしか設けない場合に有利である。しかし
ながら、このような従来の導光ロッドを用いる場合の問
題点は、個々の鏡で反射した光が、対向面で一回全面的
に反射したのち、段付き鏡装置に全体的に逆反射するこ
とである。そのさし、その段付き鏡上のこの二度目の反
射は、ロッドに沿ってその光を更に伝送できるような最
適角度ではもはや生じない。もう一つの不利点は、比較
的シャープな光東は、ほとんど拡散しないので、光電コ
ンバータが連結してある導光ロッドの端面には、前記光
速が依然比較的シャープなままで到達することである。
ここにおいて、このようなコンバータは、それらの入力
面上の感度にいよいよバラツキがあるので、導光ロッド
に入射する光は、可及的広く拡散してロッドの端面に到
達することが望ましいにも係らず、これが達せられない
のである。そこで、この発明は、段付き鏡装置の不要の
妨害が大部分除去されて、シャープな光東で導光ロッド
につき当る光は、それが導光ロッドの端面に到達する前
に広く乃至大きく拡散されるようになっている前記の種
類の導光ロッドを提供することを目的としている。
この発明によれば、ロッド面の一部位に長さ方向に沿っ
て直線的に延びている線形配列の複数の鏡を含み、個々
の鏡はロッド軸に向きロッド軸に対し傾斜していて、前
記列の反対側のロッド面に入射する光を受容してこれを
再び上記反対側の面へ反射させるようになっている。
また、その入射角は、少くとも前記光の大部分が、全体
的内部反射が起きる角度となっている。個々の鏡は、前
記列の中心を通しての軸方向縦断面で見た場合、直線的
乃至平たんとなっており、かつ前記ロッドの軸に対する
横断面で見て凸状轡曲形となっている。このように、導
光ロッドの内側から見て額斜した凸状円筒形の鏡(複数
)が存在し、前記鏡がそれらの轡曲度に応じて、事実上
平行の入射光東を強力に拡散するので「拡散した光のう
ち、導光ロッドの内壁で全体的に反射させられたのちに
段付き鏡装置で再び反射するのはほんの一部分に過ぎず
「 したがってその後の反射の悪影響が避けられる。
更にもう一つの利点は「導光ロッドの端面に至る迄に光
が大きく拡散させられているので非常に強力にスムーズ
な、すなわち均質な光東となるので、従来のように拡散
されなかった場合に端面から出るあまりに強力に指向さ
せられる光によってもたらされる不利な影響が大部分除
去されることである。個々の鏡は、特に製作の容易な円
形轡曲形のものが好ましい。
小円筒形の鏡の最深位置における閉口率は1:10から
1:1迄の間が有効的であり、好ましくは1:2と1:
6の間である。
最適に拡散させるのに必要な曲率を実現し、同時に比較
的広い鏡面を維持し、したがって所望の光の不整合を受
容することができるようにするためには、二つないし五
つの、そして好ましくは三つの段付き鏡装置を並列に配
置し、各種の進路を相互にすき間なく効果的に配列する
この装置によれば、一つの個々の鏡から相対的に煩斜し
ている次の鏡への入射光線の移行により反射が生じるの
で「隣接する個々の段付き鏡装置が、その装置の個々の
鏡の反復配列周期以下の範囲内で、ロッド軸の方向に相
互にズラす乃至変位させることもできる。
この特に好ましい実施例では、その変位は連続的になっ
ていて、先行する段付き鏡装置に対する一つの段付き鏡
装置の変位乃至ズレが、その段付き鏡装置から次の段付
き鏡装置への変位と同じになっていることが好ましい。
この場合においては、反射進路はその列群の一つだけに
しか生じないが、これが光東の所求の均斉化を更に助け
る。この導光ロッドは、好ましくは透明の合成材で作り
、段付き鏡装置はダイヤモンド・カッタで角度をつけ、
フライス加工して仕上げる。
以下、この発明の一実施例に就き、添付図面に即して説
明する。
さて「第1図および第2図を見ると、ここにはしーザ・
ビーム等、シャープな光線乃至光東14が示されており
、この光東は導光ロッドの軸に対し概ね直角にロッド‘
こ入射している。
光東14は導光ロッドの外面上を第2図矢印fの方向に
連続して周期的に走査運動を行うものとする。光束14
はまた円筒形レンズで集光した光東として導光ロッド1
5上に受けてもよい。これが第1図にまた符号14で仮
想線で示してある。光線または光東14は、導光ロッド
15の内部を経て段付き鏡装置12につき当るが、この
鏡装置12は、光線14がロッド‘こ入射する面の反対
側のロッド面に、ロッド軸に対して直線的かつ平行に3
列に配した複数の個々の鏡13で構成してある。
第2図に示す縦断面で見ると、個々の鏡13は直線的な
形になっており、かつ反対側から導光ロッドーこ入射す
る光が或る角度Qで再びロッドの内部に反射するように
導光ロッド軸に対し或る角度で傾斜している。
これにより、反射して入射側内面に向かう光も当該内面
に或る角度で入射するため、この内面でもまた反射し、
全体的に内部反射を繰返していく。このようにして、導
光ロッド‘こ入射する事実上全部の光が、光電コンバー
タ(図示してない)が配置してあるロッドの長さ方向端
面に導かれる。
但し、一方の端面は、その端面に当る光が反射するよう
に作って、その端面に入射した光が再び対向端面に向か
うようにしても良い。第1図に示すように横断面で見る
と、個々の鏡13は、ロッド軸に向って凸状になってい
る。
曲率半径rが比較的小さいので、轡曲が顕著になってい
る。曲率半径は、3肋の真美真距離に対応させて6側が
代表的なものである。凸状の曲率が大きいので、個々の
鏡13に直角につき当る第1図に示す光は、矢印で示す
ようにあらゆる方向に拡散して送出される。
それにもかかわらず、鏡で反射させられた光はなお確実
に全体的に内部反射する角度8で(第2図)導光ロッド
の内壁の一部に夫々つき当る。大きく拡散させられるた
めに、段付き鏡装置12にもう一度つき当るのは全体的
に反射させられた光のうちのほんの一部分に過ぎない。
第1図および第3図に見られるように、この場合は三列
の段付き鏡装置12a,12b,12cが、導光ロッド
面に沿って互いに並列配置になっている。
このような配置になっているので、個々の鏡の曲率が非
常に大きいにもかかわらず、比較的広い鏡面が得られる
という利点があるが、また、この広い鏡面は、比較的微
弱な入射光東が絞り切られていない場合でも、すなわち
、光軸に対し光の不整合があった場合にも、その光東付
近の段付き鏡が所望の拡散方向に光東を拡散させること
ができる。こうした謂わば拡散の均斉度は鏡の個々の線
形列の数が増えるにつれて増大する。第3図から更に、
隣接する三つの線形列の鏡は、各鏡13の反復距離の1
/3に等しい距離で先行の鏡に対し変位していることが
わかる。この配列は、導光ロッドの端面に到達する光を
一層均斉化するのに役立つ。
導光ロッドの製作には透明合成材、すなわちこの場合に
はプレキシガラス(Piexigass)を使用し、ア
ングル付きダイヤモンドによって所望の形の鏡をフライ
ス加工でロッド面に仕上げる。
このような工具の一例を第2図の16で全く概略的に示
しているが、これは軸17を中心に工具16が回転する
ことによってこの鏡に必要な形状をフライス加工する例
である。この実施例では三つの線形列12a,12b,
12cを説明しているが、これらは好ましい数ではある
が、これに限らず、一列でも効果があり、逆に列の数は
適宜五列程度まで有利に増し得ることが理解されるでろ
う。
ともかくも、斯くして本発明目的を達した導光七ツドが
提供されること、理解されよう。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明導光ロッドの一実施例の軸に対する直角
横断面図、第2図は第1図の導光ロッドの中央縦断面図
、第3図は第1図および第2図の導光ロッドの平面図で
ある。 なお、図において、一1 1は軸、12は段付き鏡装置
、13は個々の鏡、15は導光ロッド、である。 Fね.l Fig.2 Fig.3

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ロツド面に個々の鏡から成る直線状の列を該ロツド
    長さ方向に有し、該個々の鏡は上記ロツドの軸に向き該
    軸に対して傾斜をなし、もつて、上記列の対向側の面に
    入射する光を受けて該対向面へ向け角度を持つて入射さ
    せるべく反射させることにより全体的な内部反射を生起
    させると共に、上記個々の鏡が、上記列を含むロツド縦
    断面においては直線的な形態、上記ロツド横断面におい
    ては凸状彎曲形能となつていることを特徴とする導光ロ
    ツド。 2 個々の鏡が円形状の彎曲となつている特許請求の範
    囲1に記載の導光ロツド。 3 円筒形の鏡の開口率が1:10から1:1迄の間の
    範囲内にある特許請求の範囲2に記載の導光ロツド。 4 円筒形の鏡の開口率が、1:6から1:2迄の間の
    範囲内にある特許請求の範囲2に記載の導光ロツド。 5 多数の鏡の線形列は複数で並列配置になつていて、
    前記の数が2ないし5の範囲内になつている特許請求の
    範囲1、2、3、4のいづれかに記載の導光ロツド。 6 三つの線形列が並列配置になつている特許請求の範
    囲1、2、3、4のいづれかに記載の導光ロツド。 7 段付き鏡列の各々の隣接線形列が、相互にすき間な
    しに配置してある特許請求の範囲5に記載の導光ロツド
    。 8 段付き鏡の個々の線形列が、前記列の個々の鏡の反
    復長さ以下の範囲内で、相互に対し変位している特許請
    求の範囲7に記載の導光ロツド。
JP52157542A 1977-01-03 1977-12-28 導光ロツド Expired JPS605922B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2700027.7 1977-01-03
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Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5385442A JPS5385442A (en) 1978-07-27
JPS605922B2 true JPS605922B2 (ja) 1985-02-14

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ID=5998050

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US (1) US4196962A (ja)
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DE (1) DE2700027C3 (ja)
GB (1) GB1596177A (ja)

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