JPH022504A - 光アラインメント検出装置 - Google Patents
光アラインメント検出装置Info
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- JPH022504A JPH022504A JP63328109A JP32810988A JPH022504A JP H022504 A JPH022504 A JP H022504A JP 63328109 A JP63328109 A JP 63328109A JP 32810988 A JP32810988 A JP 32810988A JP H022504 A JPH022504 A JP H022504A
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- prism
- biprism
- prisms
- photodetectors
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Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 16
- 210000001747 pupil Anatomy 0.000 claims description 9
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 8
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 8
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000001429 visible spectrum Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/26—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
- G01B11/27—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes for testing the alignment of axes
- G01B11/272—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes for testing the alignment of axes using photoelectric detection means
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
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- Mounting And Adjusting Of Optical Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は光アラインメント検出装置に関する。このよう
な装置が使用できる分野は衛星通信である。一つの人工
衛星には、第２の人工衛星か地上局が捕捉する光ビーム
を発生するレーザー・トランスポンダーを備えることも
できるが、この光源は地上に設置してもよい。なお、本
明細書の目的では、「光」は可視光に限定されず、可視
スペクトルの両側にある電磁放射線も含むものである。
な装置が使用できる分野は衛星通信である。一つの人工
衛星には、第２の人工衛星か地上局が捕捉する光ビーム
を発生するレーザー・トランスポンダーを備えることも
できるが、この光源は地上に設置してもよい。なお、本
明細書の目的では、「光」は可視光に限定されず、可視
スペクトルの両側にある電磁放射線も含むものである。
［従来技術の説明］
多くの場合、発生した光ビームを受光装置の光軸に正確
にアラインメント（Ｉｌ！合）させることは極めて重要
である。既に、光ビームを捕捉する検出システムと連動
するテレスコープからなる光アラインメント検出器装置
を使用することは知られているが、このものは特別なフ
ィールド・アパーチュア内に設ｆｉする。この場合、検
出器は捕捉ビームのミスアラインメント度を示す出力信
号を発生するが、これら信号は光ビーム発生衛星の姿勢
又は検出装置の姿勢を変更して、ビーム・アライメント
を正確にすることを確実にするために使用できる。この
目的に使用する検出装置は機械的走査装置ｎと共に、大
面ｈ７結合充電装置、ＣＣＤ検出器、大面ｆｉ１象限儀
ＰＩＮダイオードや小面ｖｉＰＩＮ又はＡＰＤ検出器を
備えているが、これらすべての公知装置は比較的複雑で
、嵩高である。
にアラインメント（Ｉｌ！合）させることは極めて重要
である。既に、光ビームを捕捉する検出システムと連動
するテレスコープからなる光アラインメント検出器装置
を使用することは知られているが、このものは特別なフ
ィールド・アパーチュア内に設ｆｉする。この場合、検
出器は捕捉ビームのミスアラインメント度を示す出力信
号を発生するが、これら信号は光ビーム発生衛星の姿勢
又は検出装置の姿勢を変更して、ビーム・アライメント
を正確にすることを確実にするために使用できる。この
目的に使用する検出装置は機械的走査装置ｎと共に、大
面ｈ７結合充電装置、ＣＣＤ検出器、大面ｆｉ１象限儀
ＰＩＮダイオードや小面ｖｉＰＩＮ又はＡＰＤ検出器を
備えているが、これらすべての公知装置は比較的複雑で
、嵩高である。
［従来技術の課題を解決する手段及び作用］本発明の目
的は、面積が中程度の固定式検出器を使用した状態で、
比較的大きな角度不確定範囲をカバーできる光ビーム検
出装置を提供することにある。
的は、面積が中程度の固定式検出器を使用した状態で、
比較的大きな角度不確定範囲をカバーできる光ビーム検
出装置を提供することにある。
すなわち、本発明は入射光ビームを合焦する手段、基部
を該合焦手段の方に向けて設けたフレネル複プリズムで
あって、該合焦手段の光軸と該ビームをアラインメント
させたときに、該ビームが該基部に実質的に直交して入
射し、かつ該複プリズムに近接して焦点を結ぶようにし
たフレネル複プリズム、及び該複プリズムを介して伝達
された光を受光するように、該複プリズムのりッジを含
む而の両側に設けた一対の光検出器からなることを特徴
とする光アラインメント検出装置を提供するものである
。
を該合焦手段の方に向けて設けたフレネル複プリズムで
あって、該合焦手段の光軸と該ビームをアラインメント
させたときに、該ビームが該基部に実質的に直交して入
射し、かつ該複プリズムに近接して焦点を結ぶようにし
たフレネル複プリズム、及び該複プリズムを介して伝達
された光を受光するように、該複プリズムのりッジを含
む而の両側に設けた一対の光検出器からなることを特徴
とする光アラインメント検出装置を提供するものである
。
好適には、前記第１？１ｊ１２プリズムの下方に第２複
プリズムを設け、第２複プリズムのりッジをｍｌ？ｆｆ
プリズムのりッジに対して直交させて設けると共に、第
２複プリズムを反転させ、非アラインメント入力ビーム
により、１〜４つの変位入射ひとみ像を形成するように
する。また、上記２つの複プリズムの後方において光軸
内に視野レンズを設けて、各入射ひとみ像をその焦点面
内に位置させる共に、さらに４つの光検出器を設けて、
それぞれが該視野レンズによって合焦された４つの入射
ひとみ像の一つをカバーするようにする。
プリズムを設け、第２複プリズムのりッジをｍｌ？ｆｆ
プリズムのりッジに対して直交させて設けると共に、第
２複プリズムを反転させ、非アラインメント入力ビーム
により、１〜４つの変位入射ひとみ像を形成するように
する。また、上記２つの複プリズムの後方において光軸
内に視野レンズを設けて、各入射ひとみ像をその焦点面
内に位置させる共に、さらに４つの光検出器を設けて、
それぞれが該視野レンズによって合焦された４つの入射
ひとみ像の一つをカバーするようにする。
本発明により構成した光アラインメント検出装置の実施
態様の理解を容易にするために、以下、例示のみを目的
として、添付の第１図について本発明を説明することに
する。
態様の理解を容易にするために、以下、例示のみを目的
として、添付の第１図について本発明を説明することに
する。
第１図について説明すると、収束入力ビーム１０を単式
テレスコープ１１から発生する。この光は適当なレーザ
ーから発生してもよい。既述したように、この装置は主
に衛星通信に適用するようになっている。ただし、これ
に限らず、各種の用途が潜在的に考えられる。衛星通信
の場合、テレスコープは開口数がｒ／１６の領域になけ
ればならない。
テレスコープ１１から発生する。この光は適当なレーザ
ーから発生してもよい。既述したように、この装置は主
に衛星通信に適用するようになっている。ただし、これ
に限らず、各種の用途が潜在的に考えられる。衛星通信
の場合、テレスコープは開口数がｒ／１６の領域になけ
ればならない。
人力ビーム１０はフレネル複プリズム１２の平坦部にほ
ぼ直角に入射し、この複プリズムのりッジに近接して焦
点を結ぶ。
ぼ直角に入射し、この複プリズムのりッジに近接して焦
点を結ぶ。
このプリズム１２の下方に第２フレネル複プリズム１４
を設け、反転させて、これのりッジ１５をテレスコープ
の焦点面に近接させるが、プリズム１２のリッジに対し
ては直交させる。両段プリズム１２．１４を通過した後
、光は視野レンズ１６によって再び合焦する。これら２
つのプリズムがなければ、このレンズは光軸上にテレス
コープ入射ひとみの縮小像を形成する。
を設け、反転させて、これのりッジ１５をテレスコープ
の焦点面に近接させるが、プリズム１２のリッジに対し
ては直交させる。両段プリズム１２．１４を通過した後
、光は視野レンズ１６によって再び合焦する。これら２
つのプリズムがなければ、このレンズは光軸上にテレス
コープ入射ひとみの縮小像を形成する。
なお、テレスコープを光源に直接アラインメントする場
合４こは、ビームＩＯの焦点を２つのプリズムのりッジ
の交差点に位置させる必要がある。一方、このアライン
メント軸からの光ビームの偏向は、光が視野レンズＩ６
の焦点面内の４つの変位入射ひとみ像の一つ以上として
現れることを意味する。−組４つの光検出器１７．１８
．１９及び２０を設けて、各光検出器の一つがこれら変
位入射ひとみの一つをカバーするようにする。
合４こは、ビームＩＯの焦点を２つのプリズムのりッジ
の交差点に位置させる必要がある。一方、このアライン
メント軸からの光ビームの偏向は、光が視野レンズＩ６
の焦点面内の４つの変位入射ひとみ像の一つ以上として
現れることを意味する。−組４つの光検出器１７．１８
．１９及び２０を設けて、各光検出器の一つがこれら変
位入射ひとみの一つをカバーするようにする。
最小の錯乱円あるいはエアリ−・ディスク（ΔｉｒＹ
ｄｉｓｃ）がプリズム・リッジのいずれかか又は両者
の間で分割されるように入射してくる光ビームをアライ
ンメントさせると、光検出器間の光の伝達がほぼ比例的
になる。従って、装置における充電流対ミスアラインメ
ントの勾配が非常に高くなる。
ｄｉｓｃ）がプリズム・リッジのいずれかか又は両者
の間で分割されるように入射してくる光ビームをアライ
ンメントさせると、光検出器間の光の伝達がほぼ比例的
になる。従って、装置における充電流対ミスアラインメ
ントの勾配が非常に高くなる。
この高い勾配は検出器増幅器のｆｎ気ノイズの所定レベ
ルに等しいノイズ角度を最小限にできる利点がある。
ルに等しいノイズ角度を最小限にできる利点がある。
４つの光検出器の出力は増幅されて、比較器回路網に送
られ、これら４つの光検出器全体の光強度分布を比較し
て、分布差をエラー信号に変換する。従って、必要なら
ば、伝達光ビームがテレスコープの光軸に直接そって伝
達されるまで、テレスコープのアラインメントを調節で
きる。
られ、これら４つの光検出器全体の光強度分布を比較し
て、分布差をエラー信号に変換する。従って、必要なら
ば、伝達光ビームがテレスコープの光軸に直接そって伝
達されるまで、テレスコープのアラインメントを調節で
きる。
以上の説明は人工衛星について関しているが、光ビーム
の位置を決定するその他の多くの用途に応用可能である
。考えられる角偏向が円弧面が既知である円弧に制限さ
れている場合には、下方のフレネル複プリズム及び４つ
の光検出器のうち２つは必要ない。
の位置を決定するその他の多くの用途に応用可能である
。考えられる角偏向が円弧面が既知である円弧に制限さ
れている場合には、下方のフレネル複プリズム及び４つ
の光検出器のうち２つは必要ない。
第１図は本発明による光アラインメント装置を一つの実
施態様を示す図である。 図中、１２、Ｉ／Ｉはフレネル複プリズム、１３．１５
はプリズムのりッジ、１６は視野レンズ、そして１７．
１８．１９．２０は光検出器である。 特許出願人：ザ マーコウニ カンパニー手 続 補 正 １Ｊ （方式） ％式％ 発明の名称 光アラインメント検出装置 補正をする者 事件との関係 特許出願人 名称サ マーコウニ カンパニー リミテッド 代 理 人 平成 １年 ３月 １３日 平成 １年 ３ 月２８日 （発進口）補正の対象 正式図面（内容に変更なし）
施態様を示す図である。 図中、１２、Ｉ／Ｉはフレネル複プリズム、１３．１５
はプリズムのりッジ、１６は視野レンズ、そして１７．
１８．１９．２０は光検出器である。 特許出願人：ザ マーコウニ カンパニー手 続 補 正 １Ｊ （方式） ％式％ 発明の名称 光アラインメント検出装置 補正をする者 事件との関係 特許出願人 名称サ マーコウニ カンパニー リミテッド 代 理 人 平成 １年 ３月 １３日 平成 １年 ３ 月２８日 （発進口）補正の対象 正式図面（内容に変更なし）
Claims (4)
- （１）入射光ビームを合焦する手段、基部を該合焦手段
の方に向けて設けたフレネル複プリズムであって、該合
焦手段の光軸と該ビームをアラインメントさせたときに
、該ビームが該基部に実質的に直交して入射し、かつ該
複プリズムに近接して焦点を結ぶようにしたフレネル複
プリズム、及び該複プリズムを介して伝達された光を受
光するように、該複プリズムのリッジを含む面の両側に
設けた一対の光検出器からなる光アラインメント検出装
置。 - （２）前記第１複プリズムの下方に第２複プリズムを設
け、第２プリズムのリッジを第１複プリズムのリッジに
対して直交させて設けると共に、第２複プリズムを反転
させ、非アラインメント入力ビームにより、１〜４つの
変位入射ひとみ像を形成するようにした、請求項第１項
記載の装置。 - （３）上記２つの複プリズムの後方において光軸内に視
野レンズを設けて、各入射ひとみ像をその焦点面内に位
置させ、そしてさらに４つの光検出器を設けて、それぞ
れが該視野レンズによって合焦された４つの入射ひとみ
像の一つをカバーするようにした請求項第２項記載の装
置。 - （４）入射光ビームを合焦させる手段が単式テレスコー
プからなる請求項第１〜３項のいずれか１項記載の装置
。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB8800368 | 1988-01-08 | ||
| GB888800368A GB8800368D0 (en) | 1988-01-08 | 1988-01-08 | Light alignment detection device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH022504A true JPH022504A (ja) | 1990-01-08 |
Family
ID=10629657
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63328109A Pending JPH022504A (ja) | 1988-01-08 | 1988-12-27 | 光アラインメント検出装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4904086A (ja) |
| EP (1) | EP0324241A3 (ja) |
| JP (1) | JPH022504A (ja) |
| GB (2) | GB8800368D0 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH683372A5 (de) * | 1991-11-25 | 1994-02-28 | Ammann Lasertechnik | Kanalbaulasergerät. |
| DE4442400A1 (de) * | 1994-11-30 | 1996-06-05 | Imm Inst Mikrotech | Sensor zur Bestimmung der Lage im Raum |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3133200A (en) * | 1960-02-23 | 1964-05-12 | Barnes Eng Co | Photosensitive image displacement detecting system |
| US3966329A (en) * | 1974-09-24 | 1976-06-29 | Ampex Corporation | Precision optical beam divider and position detector |
| JPS6044649B2 (ja) * | 1977-05-20 | 1985-10-04 | 旭光学工業株式会社 | 一眼レフレツクスカメラの焦点検出装置 |
| GB2082342B (en) * | 1980-08-14 | 1984-01-04 | Standard Telephones Cables Ltd | Optical fibre connector manufacture |
-
1988
- 1988-01-08 GB GB888800368A patent/GB8800368D0/en active Pending
- 1988-12-07 GB GB8828562A patent/GB2214292B/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-12-09 EP EP88311671A patent/EP0324241A3/en not_active Withdrawn
- 1988-12-27 JP JP63328109A patent/JPH022504A/ja active Pending
-
1989
- 1989-01-05 US US07/293,933 patent/US4904086A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB8828562D0 (en) | 1989-01-11 |
| GB8800368D0 (en) | 1988-08-24 |
| US4904086A (en) | 1990-02-27 |
| EP0324241A3 (en) | 1990-02-07 |
| GB2214292A (en) | 1989-08-31 |
| EP0324241A2 (en) | 1989-07-19 |
| GB2214292B (en) | 1991-09-25 |
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