TWI516757B - 光學式測定裝置 - Google Patents

Description

光學式測定裝置

本發明係有關於一種使用光纖來對測定對象物投射檢測光，該光纖接收其反射光來測定測定對象物的特性的光學式測定裝置。

在光學式測定裝置中，光纖係將在振盪器中所被振盪的檢測光導光至測定對象物。光纖係朝向該測定對象物來投射(照射)檢測光。檢測光係反射在測定對象物。光纖係接收該反射光而導光至檢測器。藉由檢測器，測定反射光的頻譜或吸收度等。根據反射光的頻譜或吸收度等，光學式測定裝置係可測定(分析)測定對象物的特性(濃度或化學種等)。

測定對象物係按照所希望的目的而被配置成各種態樣。在一般的光學式測定裝置中，係在測定對象物被固定配置在預定位置的狀態下，來測定其特性。對被固定的光纖來移動測定對象物會造成測定精度降低的可能性較高之故。因此在一般的光學式測定裝置中，係對固定配置的測定對象物，使光纖朝2次元方向或3次元方向移動。

在日本特開2000-158174號公報中揭示一種使用傳送雷射光的光纖電纜，來進行3次元加工的雷射加工裝置。在日本特開平10-058131號公報中揭示一種被安裝在光纖前端的聚光透鏡機構繞光軸旋轉的光束加熱裝置。在日本特開平07-294704號公報中揭示一種在光纖形成反射防止膜的光纖連接器反射防止膜的形成裝置。

本發明之目的在提供一種當使用光纖來測定以沿著圓周上的方式所配置的測定對象物的特性時，藉由抑制在光纖發生扭歪，可以較高精度來測定測定對象物的特性的光學式測定裝置。

根據本發明之第1態樣的光學式測定裝置係使用光纖來測定以沿著圓周上的方式所配置的測定對象物的特性的光學式測定裝置。該光學式測定裝置係包括：固定體、旋轉體、及上述光纖。

上述旋轉體係可一面以上述固定體為中心以第1角速度進行公轉，一面以第2角速度進行自轉。上述光纖係藉由上述旋轉體予以保持，對上述測定對象物投射檢測光，並且接受來自上述測定對象物的反射光。接著，上述第1角速度及上述第2角速度係大小相同、且方向相反。

根據本發明之第2態樣的光學式測定裝置係在根據上述第1態樣的光學式測定裝置中，上述固定體係具有外形為圓形狀的第1圓形部。上述旋轉體係具有外形為圓形狀的第2圓形部。上述第1圓形部與上述第2圓形部係形成為相同直徑。接著，該光學式測定裝置係另外包括包圍上述第1圓形部的外周面及上述第2圓形部的外周面的環狀的皮帶構件。

根據本發明之第3態樣的光學式測定裝置係在根據上述第1態樣的光學式測定裝置中，上述固定體係具有形成為齒輪狀的第1齒輪部。上述旋轉體係具有形成為與上述第1齒輪部為相同直徑的齒輪狀的第2齒輪部。接著，該光學式測定裝置係另外包括被配置在上述第1齒輪部及上述第2齒輪部之間的齒輪。

根據本發明之第4態樣的光學式測定裝置係在根據上述第1態樣的光學式測定裝置中，構成為在每次上述旋轉體以上述固定體為中心公轉預定角度時，上述旋轉體的公轉方向係成為相反方向。

藉由本發明，可得一種當使用光纖來測定以沿著圓周上的方式所配置的測定對象物的特性時，藉由抑制在光纖發生扭歪，可以較高精度來測定測定對象物的特性的光學式測定裝置。

本發明的上述內容及其他目的、特徵、態樣及優點係可由以下與所附圖示相關連所被理解的本發明相關詳細說明明顯得知。

關於根據本發明之各實施形態中的光學式測定裝置，以下參照圖示加以說明。在以下說明中，提及個數及數量等時，除了特別記載的情形，本發明的範圍並不一定限定於該個數及數量等。在以下說明中，對相同零件及相當零件係標註相同的元件符號，且有不再反覆重複說明的情形。只要沒有特別限制，將下列所示之各實施形態所示構成適當組合使用係由最初即予以預定。

[實施形態1] (光學式測定裝置1A的構成)

參照第1圖～第5圖，說明本實施形態中的光學式測定裝置1A的構成。

參照第1圖及第2圖，光學式測定裝置1A係包括：旋轉驅動裝置10、齒輪12、32、附齒皮帶構件20、支持軸31(旋轉軸)、光纖40、皮帶構件60(參照第2圖)、滑輪54(固定體)、滑輪74(旋轉體)、振盪器15、及檢測器16。

齒輪12係藉由旋轉軸11予以支持。齒輪12係透過旋轉軸11而由旋轉驅動裝置10接受旋轉動力。齒輪12係可朝向箭號AR12方向及其相反方向連同旋轉軸11一起進行旋轉。

附齒皮帶構件20係構成為環狀，在內周面21形成有凹凸。該凹凸係與齒輪12之形成為齒輪狀的外周面13的形狀、及齒輪32之形成為齒輪狀的外周面33的形狀相對應。附齒皮帶構件20係以包圍外周面13、33的方式被捲繞在外周面13、33。附齒皮帶構件20係由齒輪12接受動力，可朝箭號AR20方向及其相反方向進行旋轉。

參照第3圖及第4圖，支持軸31係藉由預定的框架(未圖示)予以固定支持。滑輪54係被固定安裝在支持軸31之長邊方向(第4圖紙面上下方向)中的預定的高度位置。滑輪54係具有外形為圓形狀的圓形部54a(第1圓形部)。齒輪32係在滑輪54的上方被配置在與滑輪54為同軸上。

在齒輪32與支持軸31之間設有軸承50。藉由軸承50，齒輪32係以可繞支持軸31旋轉的方式予以支持。齒輪32係由附齒皮帶構件20接受動力，可朝箭號AR32a方向及其相反方向(第1圖中的AR32b方向)進行旋轉。當齒輪32旋轉時，支持軸31及滑輪54並不旋轉。

光纖40的一端(第4圖紙面上方側)係與振盪器15(參照第1圖)及檢測器16(參照第1圖)相連接。光纖40的另一端側(第4圖紙面下方側)係在與支持軸31分離的位置將齒輪32的一部分貫穿。在齒輪32與光纖40之間設有軸承70。

藉由軸承70，光纖40係以可旋轉的方式被支持在齒輪32。藉由軸承70，光纖40係可相對齒輪32朝箭號AR40方向(參照第1圖)及其相反方向進行旋轉(自轉)。

在位於齒輪32的下面側的光纖40的前端側，在與光纖40為同軸上將滑輪74安裝在光纖40。滑輪74與光纖40係可一體進行旋轉(自轉)。此外，滑輪74與光纖40係由於齒輪32繞支持軸31旋轉，而可繞支持軸31一體地進行旋轉(公轉)。

如第4圖所示，滑輪74係位於與滑輪54為大致相同的高度。滑輪74係具有外形為圓形狀的圓形部74a(第2圓形部)。滑輪54的圓形部54a及滑輪74的圓形部74a係直徑構成為相同。皮帶構件60係以包圍圓形部54a的外周面及圓形部74a的外周面的方式被捲繞在該等。

參照第5圖，在光纖40的前端部42，係以露出複數個投光用光纖91及受光用光纖92的方式而設。光學式測定裝置1A中的光纖40係以正六角形狀配列12條投光用光纖91，以填埋其內側的方式配置有7條受光用光纖92。在光學式測定裝置1A中，投光用光纖91及受光用光纖92係以點對稱作配列。

參照第1圖及第4圖，對於如以上所構成的光學式測定裝置1A，在齒輪32的下方配置測定對象單元100。在測定對象單元100的表面係以沿著圓周上的方式配置複數個測定對象物101。各測定對象物101係以與進行旋轉(公轉)的光纖40(的前端部42)相對向的方式作配置。

(光學式測定裝置1A的動作)

參照第6圖～第9圖，說明光學式測定裝置1A的動作。

參照第6圖，在第1旋轉狀態下，齒輪12朝向箭號AR12方向旋轉。附齒皮帶構件20朝箭號AR20方向旋轉。齒輪32朝箭號AR32a方向旋轉。此時，齒輪32係設為朝箭號AR32a方向，在時間T的期間旋轉角度θ(例如90°)。

伴隨著齒輪32的旋轉，滑輪74係以滑輪54為中心而公轉角度θ。滑輪74係以第1角速度R1(=角度θ/時間T)朝箭號AR32a方向公轉。此時，即使齒輪32旋轉，滑輪54並不旋轉。

伴隨著滑輪74朝箭號AR32a方向公轉，滑輪74係欲朝箭號AR74b方向(箭號AR74a方向的相反方向)進行旋轉(自轉)。換言之，滑輪74在旋轉方向中的絕對相位會改變。

皮帶構件60係被捲繞在固定配置的滑輪54。滑輪74在旋轉方向中的絕對相位欲作改變，相對於此，皮帶構件60係以使滑輪74(的外周面)朝箭號AR60方向旋轉的方式發揮作用。結果，滑輪74係隨著滑輪74朝箭號AR32a方向公轉，而朝箭號AR74a方向以第2角速度R2旋轉(自轉)。第1角速度R1及第2角速度R2係方向相反。

在光學式測定裝置1A中，圓形部54a及圓形部74a係直徑構成為相同，因此第1角速度R1及第2角速度R2係大小(速度分配)相同。當齒輪32朝箭號AR32a方向在時間T的期間旋轉角度θ時，滑輪74係相對齒輪32朝箭號AR74a方向在時間T的期間旋轉角度(-θ)。皮帶構件60係對滑輪74，以相抵滑輪74在旋轉方向中的絕對相位變化的方式發揮作用。

如第7圖中的第2旋轉狀態所示，基準位置M(為方便說明而加以標註)的位置並未由第6圖中的第1旋轉狀態改變。換言之，基準位置M在旋轉方向中的絕對相位係在齒輪32旋轉角度θ的前後未作改變，恒為位於紙面最為右側。

即使齒輪32旋轉，滑輪74中的絕對相位亦不會改變，因此光纖40並不會有進行旋轉(自轉)的情形。若藉由光學式測定裝置1A，抑制在光纖40發生扭歪。

在第7圖中的第2旋轉狀態下，假設齒輪32更加旋轉角度θ(90°)。光纖40係繞支持軸31朝箭號AR32a所示方向更加公轉角度θ。

如第8圖中的第3旋轉狀態所示，基準位置M的位置並未由第7圖中的第2旋轉狀態改變。基準位置M在旋轉方向中的絕對相位係恒為位於紙面最為右側。在齒輪32旋轉角度θ的前後，在光纖40並宋發生扭歪。

同樣地，在第8圖中的第3旋轉狀態中，假設齒輪32更加旋轉角度θ(90°)。光纖40係繞支持軸31以箭號AR32a所示方向更加公轉角度θ。

如第9圖中的第4旋轉狀態所示，基準位置M的位置並未由第8圖中的第3旋轉狀改變。基準位置M在旋轉方向中的絕對相位係恒為位於紙面最為右側。在齒輪32旋轉角度θ的前後，在光纖40並未發生扭歪。

藉由光學式測定裝置1A，即使光纖40繞支持軸31公轉複數次，亦不會有在光纖40發生扭歪的情形。

由於在光纖40不會發生扭歪，因此防止對在投光用光纖91內導光的檢測光48a(參照第4圖)及在受光用光纖92內導光的反射光48b造成影響。在振盪器15中所生成之根據所希望的設定條件的檢測光48a係在維持該設定條件的狀態下，藉由投光用光纖91予以導光，而被投射在測定對象物101(參照第4圖)。來自測定對象物101的反射光48b係藉由受光用光纖92予以受光，在維持表示測定對象物101之特性的頻譜等(光平衡)的狀態下被導光至檢測器16(參照第1圖)。

藉由光學式測定裝置1A，當使用光纖40來測定以沿著圓周上的方式所配置的測定對象物的特性時，由於不會有在光纖40發生扭歪的情形，因此檢測光48a及反射光48b的(頻譜等)特性不會改變。藉由光學式測定裝置1A，可以更高精度來測定測定對象物的特性(測光資料)。藉由光學式測定裝置1A，由於不會在光纖40發生扭歪，因此亦可達成光纖40的長壽命化。

其中，在光學式測定裝置1A中，亦可使齒輪12及齒輪32構成為滑輪狀，而且附齒皮帶構件20亦可構成為不具有凹凸的橡膠皮帶狀。亦可使滑輪54及滑輪74構成為齒輪狀，而且使皮帶構件60構成為附齒皮帶狀。

[實施形態1的其他構成]

在上述實施形態1中，係根據接受來自旋轉驅動裝置10的旋轉動力，光纖40(滑輪74)繞支持軸31(滑輪54)朝向箭號AR32a方向公轉複數次的態樣來加以說明。

參照第1圖，光纖40(滑輪74)亦可以在每次以支持軸31(滑輪54)為中心公轉1次時，其旋轉方向成為相反方向的方式構成。換言之，光纖40朝箭號AR32a方向公轉1次後，光纖40係使其旋轉方向反轉而朝箭號AR32b方向公轉1次。光纖40亦可構成為反覆複數次該旋轉及反轉動作。

關於光纖40構成為反覆複數次上述之旋轉動作及反轉動作的情形，光纖40的旋轉角度並非侷限於360°。在光纖40朝例如箭號AR32a方向旋轉180°後，光纖40係使其旋轉方向反轉，再次朝箭號AR32b方向旋轉180°。光纖40亦可構成為反覆複數次如上所示之旋轉動作及反轉動作。

關於旋轉角度，亦非侷限於180°，可為120°，亦可為90°，可採用任意角度。關於旋轉角度，以與測定對象單元100表面中的複數測定對象物101的配置位置相對應的方式來決定即可。此外，亦可以在複數測定對象物101之中僅測定一部分的測定對象物101的方式來決定上述之旋轉角度。例如，在測定對象單元100上在圓周上排列載置10個測定對象物101時，亦可以僅對10個之中相鄰接的3個測定對象物進行測定的方式來決定上述旋轉角度，亦可以僅對分離的3個測定對象物間歇性進行測定的方式來決定上述旋轉角度。

關於實施旋轉動作及反轉動作的次數，對1個測定對象單元100實施1次(朝單一方向)的旋轉動作(360°、180°、120°等)，測定對象單元100被替換成其他測定對象單元100之後，亦可構成為對該其他測定對象單元100實施1次(朝向與上述單一方向相反的方向)的反轉動作(-360°、-180°、-120°等)。亦可按照測定方法，對1個測定對象單元100，決定旋轉動作及反轉動作的實施次數。

[實施形態1的另外其他構成]

在上述實施形態1中，係根據光纖40的投光用光纖91及受光用光纖92被配列成點對稱的態樣來加以說明。投光用光纖91及受光用光纖92亦可配列成非點對稱。

例如第10圖所示之光纖40A般，亦可使11條投光用光纖91與8條受光用光纖92配列成線對稱。在光纖40A中，投光用光纖91在正六角形的頂點上配列6條，在其內側以直線狀配列3條，在其直線狀的兩側配列2條。受光用光纖92係在正六角形的邊部上配列6條，在其內側配列2條。

如光纖40A般，使投光用光纖91及受光用光纖92配列成線對稱時，由於光纖40A未進行旋轉(未產生扭歪)，而可以更高精度來測定測定對象物的特性(測光資料)。此與下述的光纖40B～40D亦同。其中，即使在投光用光纖91及受光用光纖92被配列成非對稱的情形下，亦由於光纖40A未進行旋轉(未產生扭歪)，而可以更高精度來測定測定對象物的特性(測光資料)。

如第11圖所示之光纖40B般，亦可使8條投光用光纖91、及11條受光用光纖92配列成線對稱。在光纖40B中，3條受光用光纖92被配列成直線狀，與其鄰接以直線狀配列有4條投光用光纖91，與其鄰接以直線狀配列有5條受光用光纖92。接著，包夾該5條受光用光纖92，投光用光纖91及受光用光纖92構成為左右對稱。

如第12圖所示之光纖40C般，亦可將8條投光用光纖91與8條受光用光纖92配列成線對稱。在光纖40C中，投光用光纖91及受光用光纖92係在四角形狀內被配列成鋸齒狀。

如第13圖所示之光纖40D般，亦可將8條投光用光纖91與8條受光用光纖92配列成線對稱。在光纖40D中，4條配列成直線狀的投光用光纖91、及4條配列成直線狀的受光用光纖92係以在4角形狀內交替排列的方式作配列。

如光纖40A～40D般，即使在投光用光纖91及受光用光纖92配列成線對稱的情形下，亦由於光纖未進行旋轉(未產生扭歪)，而可以更高精度來測定測定對象物的特性(測光資料)。即使在投光用光纖91及受光用光纖92配列成非對稱的情形下，亦由於光纖未進行旋轉(未產生扭歪)，而可以更高精度來測定測定對象物的特性(測光資料)。

[實施形態2] (光學式測定裝置1B的構成)

參照第14圖及第15圖，說明本實施形態中的光學式測定裝置1B。在此，針對與上述實施形態1中的光學式測定裝置1A的不同之處加以說明。

光學式測定裝置1B係包括齒輪55(固定體)、齒輪75(旋轉體)、及齒輪61，來取代上述實施形態1之光學式測定裝置1A中的滑輪54、滑輪74、及皮帶構件60。

齒輪55係被固定安裝在支持軸31之長邊方向(第15圖紙面上下方向)中的預定高度位置。齒輪55係具有形成為齒輪狀的齒輪部55a(第1齒輪部)。齒輪32係在齒輪55的上方與齒輪55配置在同軸上。當齒輪32旋轉時，齒輪55並不旋轉。

在位於齒輪32的下面側的光纖40的前端側係在與光纖40為同軸上將齒輪75安裝在光纖40。齒輪75與光纖40係形成為可一體旋轉(自轉)。此外，齒輪75與光纖40係由於齒輪32繞支持軸31旋轉，因此可繞支持軸31一體旋轉(公轉)。

齒輪75係位於與齒輪55為大致相同的高度。齒輪75係具有外形為齒輪狀的齒輪部75a(第2齒輪部)。齒輪55的齒輪部55a及齒輪75的齒輪部75a係直徑構成為相同。

齒輪61係與齒輪部55a的外周面及齒輪部75a的外周面的形狀相對應，在齒輪部55a及齒輪部75a之間藉由該等而以可旋轉的方式予以保持。

(光學式測定裝置1B的動作)

參照第14圖，齒輪12朝箭號AR12方向旋轉。附齒皮帶構件20係朝箭號AR20方向旋轉。齒輪32係朝箭號AR32a方向旋轉。

伴隨著齒輪32的旋轉，齒輪75係以齒輪55為中心朝箭號AR32a方向公轉角度θ(第1角速度R1)。此時，即使齒輪32旋轉，齒輪55並不旋轉。

假設隨著齒輪75朝箭號AR32a方向公轉，齒輪75係欲朝箭號AR75b方向進行旋轉(自轉)。換言之，齒輪75在旋轉方向中的絕對相位欲作改變。

齒輪61係以在齒輪55及齒輪75之間可藉由該等進行旋轉的方式予以保持。齒輪75在旋轉方向中的絕對相位欲作改變，相對於此，齒輪61係一面朝箭號AR61方向自轉，一面朝箭號AR32a方向公轉。齒輪61係以在與齒輪75的接觸面中使齒輪75朝箭號AR75a方向旋轉的方式發揮作用。結果，齒輪75係伴隨著齒輪75朝箭號AR32a方向公轉，而朝箭號AR75a方向以第2角速度R2進行旋轉(自轉)。第1角速度R1及第2角速度R2係方向呈相反。

在光學式測定裝置1B中，由於齒輪部55a及齒輪部75a係直徑構成為相同，因此第1角速度R1及第2角速度R2係大小(速度分配)成為相同。齒輪32朝箭號AR32a方向在時間T的期間旋轉角度θ時，齒輪75係相對齒輪32朝箭號AR75a方向在時間T的期間旋轉角度(-θ)。齒輪61係對齒輪75，以相抵齒輪75在旋轉方向中的絕對相位變化的方式發揮作用。

即使齒輪32旋轉，齒輪75中的絕對相位亦不會改變，因此光纖40並不會旋轉(自轉)。藉由光學式測定裝置1B，亦可抑制在光纖40發生扭歪。結果，可得與上述實施形態1中的光學式測定裝置1A相同的效果。

與上述實施形態1的其他構成同樣地，亦可構成為在光纖40朝箭號AR32a方向公轉1次後，光纖40係使其旋轉方向反轉而朝箭號AR32b方向公轉1次，而反覆該等動作。與上述實施形態1的另外其他構成同樣地，光纖40亦可使投光用光纖91與受光用光纖92配列成線對稱。

[實施形態2的其他構成]

參照第16圖及第17圖，說明實施形態2的其他構成中的光學式測定裝置1C。在此，針對與上述實施形態1中的光學式測定裝置1A的不同之處加以說明。

光學式測定裝置1C係包括連結構件12A、及圓盤構件32A，來取代上述實施形態1的光學式測定裝置1A中的齒輪12、齒輪32、及皮帶構件20。圓盤構件32A係構成為與齒輪32大致相同。圓盤構件32A的外周面33亦可未構成為齒輪狀。其中，為方便圖示，關於旋轉驅動裝置10及旋轉軸11，係僅圖示在第17圖，在第16圖中係以模式顯示連結構件12A(僅有下端部側)。

在光學式測定裝置1C中，旋轉驅動裝置10被配置在圓盤構件32A的上方(參照第17圖)。從旋轉驅動裝置10被垂設的旋轉軸11係被配置在與支持軸31為同軸上。在旋轉軸11的下部安裝連結構件12A。連結構件12A係透過旋轉軸11而由旋轉驅動裝置10接受旋轉動力。連結構件12A係可朝箭號AR12A方向及其相反方向連同旋轉軸11一起進行旋轉。

連結構件12A的下端係構成為環狀，與圓盤構件32A的上面相連結。圓盤構件32A係由連結構件12A接受動力，可朝箭號AR32Aa方向及其相反方向進行旋轉。

如光學式測定裝置1C般，即使為在支持光纖40的圓盤構件32A被直接傳達來自旋轉驅動裝置10的動力的構成(未透過皮帶構件60等來傳達動力的構成)，亦可得與上述實施形態1中的光學式測定裝置1A相同的作用效果。即使光纖40繞支持軸31公轉複數次，亦不會有在光纖40發生扭歪的情形。此外，藉由光學式測定裝置1C，亦可達成平面方向的省空間化。

[實施形態2的另外其他構成]

參照第18圖及第19圖，說明實施形態2的另外其他構成中的光學式測定裝置1D。在此，針對與上述實施形態1中的光學式測定裝置1A的不同之處加以說明。

光學式測定裝置1D係包括齒輪12B、及齒輪32B，來取代上述實施形態1之光學式測定裝置1A中的齒輪12、齒輪32、及皮帶構件20。形成在齒輪12B的外周面13的齒輪部12Ba係與形成在齒輪32B的外周面33的齒輪部32Ba相對應。齒輪12B及齒輪32B係以齒輪部12Ba及齒輪部32Ba相互咬合的方式作配置。

齒輪12B係透過旋轉軸11而由旋轉驅動裝置10接受旋轉動力。齒輪12B係可朝箭號AR12B方向及其相反方向連同旋轉軸11一起旋轉。齒輪32B係由齒輪12B接受動力，可朝箭號AR32Ba方向及其相反方向旋轉藉由光學式測定裝置1D，與上述實施形態1中的光學式測定裝置1A同樣地，即使光纖40繞支持軸31公轉複數次，亦不會在光纖40發生扭歪。藉由光學式測定裝置1D，亦可達成平面方向的省空間化。

[實施形態3]

參照第20圖，說明本實施形態中的光學式測定裝置1E。在此，針對與上述實施形態1中的光學式測定裝置1A的不同之處加以說明。

在光學式測定裝置1E中，滑輪74朝向光纖40的前端部42側(以接近測定對象單元100的方式)延伸。滑輪74的內部係形成為中空，在滑輪74的下端側設有偏光元件80。偏光元件80係由透鏡部81、框體82、及偏光濾光片83(偏光稜鏡)所構成。

由光纖40的投光用光纖91所被投射的檢測光48a係通過透鏡部81，並且在偏光濾光片83中被偏光成特定的波長。檢測光48a係在偏光的狀態下被投射在測定對象物101。來自測定對象物101的反射光48b係再次通過偏光元件80而藉由受光用光纖92被導光至檢測器16(參照第1圖)。

如光學式測定裝置1E般，與滑輪74一體設置偏光元件80，藉此除了不會在光纖40發生扭歪之外，光纖40與偏光元件80在旋轉方向中的相對位置關係亦不會改變。藉由光學式測定裝置1E，即使為使用偏光元件80的情形，亦可以更高精度來測定測定對象物的特性(測光資料)。

[實施形態3的其他構成]

參照第21圖，說明實施形態3之其他構成中的光學式測定裝置1F。在此，針對與上述實施形態1中的光學式測定裝置1A的不同之處加以說明。

在光學式測定裝置1F中，滑輪74朝向光纖40的前端部42側(以接近測定對象單元100的方式)延伸。滑輪74的內部被形成為中空，在滑輪74的下端側設有聚光透鏡85。

由光纖40的投光用光纖91所被投射的檢測光48a係通過聚光透鏡85，並且在被聚光的狀態下被投射在測定對象物101。來自測定對象物101的反射光48b係再次通過聚光透鏡85而藉由受光用光纖92被導光至檢測器16(參照第1圖)。

如光學式測定裝置1F般，藉由與滑輪74一體設置聚光透鏡85，除了不會在光纖40發生扭歪之外，光纖40與聚光透鏡85在旋轉方向中的相對位置關係亦不會改變。藉由光學式測定裝置1F，即使在使用聚光透鏡85的情形下，亦可以更高精度來測定測定對象物的特性(測光資料)。

[實施形態3的另外其他構成]

參照第22圖，說明實施形態3之另外其他構成中的光學式測定裝置1G。在此，針對與上述實施形態1中的光學式測定裝置1A的不同之處加以說明。

在光學式測定裝置1G中，光纖40的下端部40a被構成為中空徑大，在下端部40a的內部配設有投光用光纖91及受光用光纖92。投光用光纖91及受光用光纖92係分別由被設在下端部40a的開口部79露出。投光用光纖91及受光用光纖92係延伸至測定對象物101的近旁。

由光纖40的投光用光纖91所被投射的檢測光48a係通過下端部40a的內部，並且由測定對象物101的近旁被投射在測定對象物101。來自測定對象物101的反射光48b係再次通過下端部40a而藉由受光用光纖92被導光至檢測器16(參照第1圖)。

如光學式測定裝置1G般，即使為使光纖40延伸至測定對象物101的近旁的構成，亦不會在光纖40發生扭歪。藉由光學式測定裝置1G，即使在使投光用光纖91及受光用光纖92近接配置於測定對象物101的情形下，亦可以更高精度來測定測定對象物的特性(測光資料)。

已詳加說明本發明，惟其僅為例示，並非加以限定，應可清楚理解發明的範圍係藉由所附的申請專利範圍予以解釋。

1A～1G．．．光學式測定裝置

10．．．旋轉驅動裝置

11．．．旋轉軸

12、12B、32、32B、55、61、75．．．齒輪

12A．．．連結構件

12Ba、32Ba、55a、75a．．．齒輪部

13、33．．．外周面

15．．．振盪器

16．．．檢測器

20．．．附齒皮帶構件

21．．．內周面

31．．．支持軸

32A．．．圓盤構件

40、40A～40D．．．光纖

40a．．．下端部

42．．．前端部

48a．．．檢測光

48b．．．反射光

50、70．．．軸承

54、74．．．滑輪

54a、74a．．．圓形部

60．．．皮帶構件

79．．．開口部

80．．．偏光元件

81．．．透鏡部

82．．．框體

83．．．偏光濾光片

85．．．聚光透鏡

91．．．投光用光纖

92．．．受光用光纖

100．．．測定對象單元

101．．．測定對象物

R1．．．第1角速度

R2．．．第2角速度

M．．．基準位置

θ．．．角度

第1圖係顯示實施形態1(及實施形態1的其他構成)中的光學式測定裝置的第1立體圖。

第2圖係顯示實施形態1中的光學式測定裝置的第2立體圖。

第3圖係顯示實施形態1中的光學式測定裝置的俯視圖。

第4圖係關於第3圖中的IV-IV線的箭視剖面圖。

第5圖係顯示實施形態1中的光學式測定裝置之光纖的前端部的底視圖。

第6圖係顯示實施形態1中的光學式測定裝置之第1旋轉狀態的俯視圖。

第7圖係顯示實施形態1中的光學式測定裝置之第2旋轉狀態的俯視圖。

第8圖係顯示實施形態1中的光學式測定裝置之第3旋轉狀態的俯視圖。

第9圖係顯示實施形態1中的光學式測定裝置之第4旋轉狀態的俯視圖。

第10圖係顯示實施形態1的另外其他構成中的光纖的第1例的底視圖。

第11圖係顯示實施形態1的另外其他構成中的光纖的第2例的底視圖。

第12圖係顯示實施形態1的另外其他構成中的光纖的第3例的底視圖。

第13圖係顯示實施形態1的另外其他構成中的光纖的第4例的底視圖。

第14圖係顯示實施形態2中的光學式測定裝置的俯視圖。

第15圖係關於第14圖中的XV-XV線的箭視剖面圖。

第16圖係顯示實施形態2的其他構成中的光學式測定裝置的俯視圖。

第17圖係關於第16圖中的XVII-XVII線的箭視剖面圖。

第18圖係顯示實施形態2的另外其他構成中的光學式測定裝置的俯視圖。

第19圖係關於第18圖中的XIX-XIX線的箭視剖面圖。

第20圖係顯示實施形態3中的光學式測定裝置的剖面圖。

第21圖係顯示實施形態3的其他形態中的光學式測定裝置的剖面圖。

第22圖係顯示實施形態3的另外其他形態中的光學式測定裝置的剖面圖。

1A．．．光學式測定裝置

10．．．旋轉驅動裝置

11．．．旋轉軸

12、32．．．齒輪

13、33．．．外周面

20．．．附齒皮帶構件

21．．．內周面

31．．．支持軸

40．．．光纖

42．．．前端部

54、74．．．滑輪

54a、74a．．．圓形部

60．．．皮帶構件

Claims (4)

1. 一種光學式測定裝置，使用光纖來測定以沿著圓周上的方式所配置的測定對象物的特性，其特徵在於包括：固定體(54、55)；旋轉體(74、75)，其係可一面以前述固定體(54、55)為中心以第1角速度進行公轉，一面以第2角速度進行自轉；及前述光纖(40)，其係藉由前述旋轉體予以保持，對前述測定對象物投射檢測光，並且接受來自前述測定對象物的反射光，前述第1角速度及前述第2角速度係大小相同、且方向相反；前述光纖從上下方向貫穿與前述固定體同軸配置且從旋轉驅動裝置(10)傳遞動力的齒輪(32、32B)或圓盤構件(32A)；前述光纖相對於前述光纖所貫穿的前述齒輪(32、32B)或前述圓盤構件(32A)為自由旋轉。
2. 如申請專利範圍第1項之光學式測定裝置，其中，前述固定體(54)係具有外形為圓形狀的第1圓形部(54a)，前述旋轉體(74)係具有外形為圓形狀的第2圓形部(74a)，前述第1圓形部(54a)與前述第2圓形部(74a)係 相同直徑，另外包括包圍前述第1圓形部(54a)的外周面及前述第2圓形部(74a)的外周面的環狀的皮帶構件(60)。
3. 如申請專利範圍第1項之光學式測定裝置，其中，前述固定體(55)係具有形成為齒輪狀的第1齒輪部(55a)，前述旋轉體(75)係具有形成為與前述第1齒輪部(55a)為相同直徑的齒輪狀的第2齒輪部(75a)，另外包括被配置在前述第1齒輪部(55a)及前述第2齒輪部(75a)之間的齒輪(61)。
4. 如申請專利範圍第1項之光學式測定裝置，其中，在每次前述旋轉體(74、75)以前述固定體(54、55)為中心公轉預定角度時，前述旋轉體(74、75)的公轉方向係成為相反方向。