JP2948773B2 - Ring beam divergence angle continuously variable device - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[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。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to measurement and inspection,
Generates a "ring beam" with a desired and stable divergence angle required in the fields of construction, security and security, medical equipment and display lighting equipment, etc., and continuously changes the divergence angle. The present invention relates to a device capable of continuously changing a ring beam divergence angle.

【０００２】[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。[Problems to be Solved by the Invention]
With respect to a ring beam generating optical element that irradiates a clean and stable slit beam in a direction of 360 degrees, the applicant has developed the basic configuration thereof, and has filed Japanese Patent Application No.
No. 4. Further, the applicant has developed a ring beam divergence angle control optical device for irradiating a ring beam at an arbitrary divergence angle, and has filed an application as Japanese Patent Application No. 1411211 in 1996.

【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。However, in the inventions according to the above-mentioned applications, there was no technical idea of continuously changing the divergence angle of the ring beam. That is, in order to change the divergence angle of the output ring beam, it is necessary to prepare a large number of ring beam generating optical elements in which the inclination angle of the incident end face is changed, or prepare many optical components and change the combination. Needed. Therefore, an object of the present invention is to provide a continuously variable ring beam divergence angle device capable of continuously changing the divergence angle of a ring beam with a simple configuration.

【０００４】[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。To solve this problem, the present invention provides a cylindrical optical guide (Cylindrical Optical Guide,
The following C. O. G. FIG. Note that changing the incident angle of the incident light beam with respect to the incident end face changes the divergence angle of the output ring beam, and the C.I. O. G. FIG. Is incident on the optical axis at an angle to the optical axis of C. O. G. FIG. Was rotated about its optical axis. C. O. G. FIG. Since the incident end face is formed so as to be inclined with respect to the optical axis, the incident light beam is inclined with respect to the optical axis and incident, and when the optical axis is rotated, the incident angle becomes continuous. And the divergence angle of the exit ring beam changes continuously. Therefore, it is possible to provide a ring beam divergence angle continuously variable device (hereinafter, referred to as a variable device) that can continuously change the ring beam divergence angle with a simple configuration.

【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。In the above invention, C.I. O. G. FIG. Is rotated about its optical axis, thereby continuously changing the incident angle and continuously changing the spread angle of the output ring beam. O. G. FIG. While standing still, C.I. O.
G. FIG. If the incident light beam is continuously changed so as to draw a fan around the optical axis with respect to the incident end face of
The incident angle changes continuously, and the divergence angle of the output ring beam changes continuously. Therefore, also in the present invention, it is possible to provide a variable device capable of continuously changing the divergence angle of the ring beam with a simple configuration.

【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。In each of the above inventions, the angle between the incident end face and the optical axis (hereinafter referred to as the tilt angle) is C.P. O. G. FIG.
Assuming that an incident light beam having an incident angle θr is incident on the incident end face and the divergence angle of a ring beam of outgoing light is θout, these inclination angle θf, incident angle θr, and divergence angle of the ring beam The relationship with θout is given by the following equation (1),
It can be expressed by (2). θout = SIN ⁻¹ n (cos θf · cos θr′−sin θf · sin θr ′) (1) sin θr = nsin θr ′ (2) where “n” is C.I. O. G. FIG. The refractive index “θr ′” of C.I. O. G. FIG. Is a refraction angle with respect to the incident light beam. The above equations (1) and (2) represent the C.I. O. G. FIG. Shows that when the value of the incident angle θr is determined, the value of the divergence angle θout of the ring beam is determined accordingly. The value of the incident angle θr is C.I. O. G. FIG. Is incident on the optical axis at an angle with respect to the optical axis, and C.I. O. G. FIG. Can be changed continuously by rotating. Also, C.I. O. G. FIG. While standing still, C.I. O. G. FIG. Even if the incident light beam is made to enter the fan-shaped center of the optical axis with respect to the incident end face, the incident angle changes continuously and the divergence angle of the output ring beam changes continuously. Therefore, the divergence angle θout of the ring beam changes continuously.

【０００７】[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、DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2 (a) and 2 (b). FIG.
O. G. FIG. 1 is a side view of the C.1. O. G. FIG. Numeral 1 is formed by a cylindrical rod or an optical fiber having its incident end face 2 inclined at an inclination angle θf with respect to the optical axis 3 and having a refractive index of n. Then, the incident light beam is inclined and made incident on the optical axis 3, and the incident light beam and C.I. O. G. FIG. When the light is incident at an angle between the normal line of the light incident end face 2 and the light, ie, at an incident angle θr, a refraction angle θr ′ is obtained, and a ring beam having a divergence angle θout is emitted. put it here,

【数１】 ・・・（１）(Equation 1) ... (1)

【数２】 ・・・（２） の関係が成立する。(Equation 2) .. (2) holds.

【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。In the above-described C.I. O. G. FIG. FIG. 2 shows the change of the divergence angle θout when the lens 1 is rotated about its optical axis 3.
A description will be given based on (a) and (b). FIG. 2A shows C.I. of the initial position. O. G. FIG. 1 shows the case of 0 degree, and FIG.
(B) shows C.I. rotated 180 degrees from the initial position in FIG. 2 (a). O. G. FIG. 1 is shown. In FIG. 2A, an incident light beam having an incident angle θr (0) has a refraction angle θr ′ (0) and a C.I. O. G. FIG. 1 and propagates therein while maintaining the angle of θN (O), and is emitted at a divergence angle θout (0). In this case, from the above equation (2), sinθr (0) = nsinθr ′ (0) (3) From the above equation (1), θout (0) = SIN ⁻¹ n (cosθf · cosθr ′ (0) −sin θf · sin θr ′ (0)) (4) Therefore, when the inclination angle θf and the incident angle θr (0) are determined, the ring beam divergence angle θout (0) is determined.

【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。Next, C.I. O. G. FIG. When 1 is rotated by 180 ° about its optical axis 3, the arrangement becomes as shown in FIG.
Here, the incident light beam at the incident angle θr (180) is converted into the refraction angle θr ′.
(180) and C.I. O. G. FIG. 1 and C.I. O. G. FIG. 1 propagates while maintaining the angle of θN (180), and the divergence angle θout (18)
It is emitted at 0). In this case, from the above equation (2), sinθr (180) = nsinθr ′ (180) (5) From the above equation (1), θout (180) = SIN ⁻¹ n (cosθf · cosθr ′ (180) − sin θf · sin θr ′ (180)) (6), and the divergence angle θout (180) of the ring beam is obtained.

【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。FIGS. 2A and 2B and equations (3) to (3).
As is apparent from (6), the incident angle θr (O) <the incident angle θ
r (180) → θN (O)> θN (180), so that the divergence angle θout (O)> the divergence angle θout (180).
Then, from the incident angle θr (O) to the incident angle θr (180), C.I.
O. G. FIG. Since the rotation angle changes continuously by one rotation, the divergence angle θout (O) continuously changes from the divergence angle θout (O) to the divergence angle θout (180). That is, a continuous change in the spread angle of the output ring beam can be obtained.

【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。In the above embodiment, the C.I. O. G. FIG. Although the incident light beam is incident on the incident end face 2 of the light emitting device 1, a method shown in FIGS. 3A and 3B may be used.
FIG. 3A shows a case in which the mirror 4 is used. O. G. FIG. The angle between the first optical axis 3 and the incident light beam can be easily changed, and an arbitrary incident angle can be obtained. FIG. 3B shows a method in which the deflection prism 5 is inserted into the incident light beam. O.
G. FIG. This is effective when it is desired to make the directions of the optical axes 3 coincide.
Note that C.I. O. G. FIG. One rotation method may be manual or electric.

【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。Next, C.I. O. G. FIG. 1 at rest, C.I. O. G. FIG. FIGS. 4 and 5 show an embodiment in which an incident light beam is made to enter into a fan shape around the optical axis 3 with respect to the incident end face 2 of the optical disk 1.
A description will be given based on (a) and (b). FIG. 5 (a)
Medium, incident angles θr (D), θN (D), and divergence angle θout (D) correspond to incident angles θr (0), θN (0), and divergence angle θout (0) in FIG. 2A, respectively. 5 (b), the incident angles θr (U), θN
(U) and the spread angle θout (U) correspond to the incident angles θr (180), θN (180) and the spread angle θout (180) in FIG. 2B, respectively. In this embodiment, as shown in FIG. 4, a mirror 4 is used as a configuration in which an incident light beam is incident in a fan shape around the optical axis 3. If the mirror 4 is moved upward in the drawing while adjusting the angle of incidence of the light beam from the light source by adjusting the tilt of the mirror 4, the incident light beam is radiated in a fan shape around the optical axis 3. As a result, as shown in FIGS. 5A and 5B, it is possible to obtain the same operation and effect as the above embodiment.

【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。Although the present invention can be applied to a wide range of effective applications, an example of application in measurement will be described. In FIG. 6A, the incident light flux is C.I. O. G. FIG. When the light is incident on the normal line of the incident end face 2 at an angle of θr (0), the exit ring beam exits at a divergence angle θout (0) and enters the conical prism 6. The light beams formed into parallel rings by the conical prism 6 are condensed and focused by the lens 7. At a measurement point X slightly deviated therefrom, a small measurement ring is generated and used for measuring and inspecting the inner diameter of a thin pipe or the like. When you want to measure and inspect a thinner pipe at the same measurement point X,
The diameter of the measuring ring must be smaller. Therefore, C.I. O. G. FIG. By appropriately rotating (eg, 180 °) around the optical axis 3, the divergence angle θout (180) of the output ring beam is reduced. Therefore, the diameter of the ring entering the lens 7 is reduced, and the diameter of the measurement ring can be reduced. C.I. O. G. FIG. It is clear from the above description that the diameter of the measuring ring can be arbitrarily changed continuously according to the rotation angle of 1.

【００１４】[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。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the variable device according to the present invention will be described below. In this embodiment, C.I. O. G. FIG. N = 1.45
7, an incident light beam with θr = 35 ° was used at the initial position shown in FIG. 2A using a cylindrical rod with θf = 45 °. At this time, C.I. O. G. FIG. The relationship between the rotation angle δ and the divergence angle θ out of the ring beam was obtained experimentally from the data shown in the following table, and it was confirmed that the relationship with the logical value was obtained.

【表１】 [Table 1]

【００１５】[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。According to the first aspect of the present invention, since the incident end face of the cylindrical light guide is formed to be inclined with respect to the optical axis, the incident light beam is inclined with respect to the optical axis. When the light is made incident and rotated about its optical axis, the incident angle changes continuously, and the divergence angle of the output ring beam changes continuously. Therefore, it is possible to provide a variable device capable of continuously changing the spread angle of the ring beam with a simple configuration.

【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。According to the second aspect of the present invention, if the incident light beam is made to enter in a fan shape around the optical axis with respect to the incident end face of the cylindrical light guide while the cylindrical light guide is kept stationary, the incident angle becomes continuous. And the divergence angle of the output ring beam changes continuously. Therefore, also in the present invention, it is possible to provide a variable device capable of continuously changing the divergence angle of the ring beam with a simple configuration.

【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。Each of the expressions according to the third aspect of the present invention has an inclination angle θf
This indicates that, for the optical waveguide of No. 1, when the value of the incident angle θr is determined, the value of the divergence angle θout of the ring beam is determined accordingly. The value of the incident angle θr changes continuously by causing the incident light beam to enter the columnar optical waveguide at an angle to the optical axis thereof and rotating the optical axis around the optical axis. Even if the cylindrical light guide is kept stationary and the incident light beam enters the incident end face in a fan shape around the optical axis, the incident angle changes continuously and the divergence angle of the output ring beam changes continuously. Change. Therefore, the divergence angle θout of the ring beam changes continuously.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【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、FIG. 1 is a side view of a cylindrical light guide of a continuously variable ring beam divergence angle device;

【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、FIGS. 2A and 2B are side views of a columnar light guide for explaining the operation of the variable device;

【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、FIGS. 3A and 3B are explanatory diagrams for explaining an incident method of an incident light beam constituting the variable device;

【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、FIG. 4 is a side view of a columnar light guide of a ring beam divergence angle continuously variable device according to a modification;

【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、FIGS. 5A and 5B are side views of a columnar light guide for explaining the operation of the variable device;

【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。FIGS. 6A and 6B are explanatory views showing an application example of the continuously variable ring beam divergence angle device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cylindrical light guide 2 Incident end face 3 Optical axis 4 Mirror 5 Deflection prism 6 Conical prism 7 Lens

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【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。1. An optical system according to claim 1, wherein an incident light beam is incident on the columnar optical waveguide having an incident end surface inclined with respect to the optical axis while being inclined with respect to the optical axis. The ring beam divergence angle continuously variable device, characterized by rotating the. 【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。2. A cylindrical light guide having an incident end face inclined with respect to the optical axis, wherein the incident light flux is continuously changed with respect to the incident end face so as to draw a fan about the optical axis. A continuously variable ring beam divergence device characterized by being incident. 【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3. An angle .theta.f between the incident end face of the cylindrical light guide and the optical axis, and an angle .theta.r between the incident light flux and the normal to the incident end face.
3. The continuously variable ring beam divergence angle apparatus according to claim 1, wherein the divergence angle θout of the output ring beam satisfies the following expression. θout = SIN ⁻¹ n (cosθf · cosθr′−sin
θf · sin θr ′) sin θr = nsin θr ′ where n: the refractive index of the cylindrical light guide θf: the angle between the incident end face of the light guide and its optical axis θr: the normal to the incident light flux and the incident end face of the light guide Θr ′: Refraction angle of incident light flux θout: Spread angle of output ring beam