JPH02254414A - 平行光源装置 - Google Patents
平行光源装置Info
- Publication number
- JPH02254414A JPH02254414A JP1077572A JP7757289A JPH02254414A JP H02254414 A JPH02254414 A JP H02254414A JP 1077572 A JP1077572 A JP 1077572A JP 7757289 A JP7757289 A JP 7757289A JP H02254414 A JPH02254414 A JP H02254414A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- parallel
- collimator lens
- light
- semiconductor laser
- beams
- Prior art date
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- Pending
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- Semiconductor Lasers (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
本発明は平行光源装置に関し、特に所望のパターンを有
する高精度の平行光線を投光でき、三次元形状認識用光
源等に好適に適用できる平行光源装置に関するものであ
る。
する高精度の平行光線を投光でき、三次元形状認識用光
源等に好適に適用できる平行光源装置に関するものであ
る。
従来の技術
対象物体の三次元形状を認識するための装置として、本
出願人は先に、第３図に示すように、基準面１１とその
上に載置される対象物体１２に対して所定の傾斜角度θ
で所定のパターンの平行光線を投光する手段１３と、゛
基準面上の平行光線のパターンを認識する画像認識手段
１４とを備えたものを提案している（特願昭６３−１５
３２０１号参照）。
出願人は先に、第３図に示すように、基準面１１とその
上に載置される対象物体１２に対して所定の傾斜角度θ
で所定のパターンの平行光線を投光する手段１３と、゛
基準面上の平行光線のパターンを認識する画像認識手段
１４とを備えたものを提案している（特願昭６３−１５
３２０１号参照）。
この三次元形状認識装置では、対象物体１２を載置する
前と対象物体１２をｓ３！置した後の基準面１１上の平
行光線のパターンを画像認識手段１４にて認識し、その
パターンの変化を酊単な演算式で演算することによって
、対象物体１２の基準面１１上での位置及び高さを認識
でき、三次元形状を節易な装置にて高速で認識すること
ができる。
前と対象物体１２をｓ３！置した後の基準面１１上の平
行光線のパターンを画像認識手段１４にて認識し、その
パターンの変化を酊単な演算式で演算することによって
、対象物体１２の基準面１１上での位置及び高さを認識
でき、三次元形状を節易な装置にて高速で認識すること
ができる。
この三次元形状認識装置における認識精度は、基準面に
対する平行光線の投光角度の精度やパターンの認識精度
等によっても規定されるが、基本的にまず平行光線の平
行度とそのパターンの精度によって大きく規定されるこ
とになる。
対する平行光線の投光角度の精度やパターンの認識精度
等によっても規定されるが、基本的にまず平行光線の平
行度とそのパターンの精度によって大きく規定されるこ
とになる。
しかし、従来、このような認識領域に対応するような広
い領域に対して高精度の平行光線を、高い精度の所望の
パターンで投光する装置は無かった。
い領域に対して高精度の平行光線を、高い精度の所望の
パターンで投光する装置は無かった。
発明が解決しようとする課題
ところで、高精度の平行光線を得るには点光源を用いる
必要があり、そのために通常は、第４図に示すように光
源２１の前方にピンホール２３を形成したマスク２２を
配置して点光源を得、このピンホール２３から出た光線
をコリメータレンズ２４にて平行光線とする方法が考え
られる。しかし、点光源、即ちピンホール２３から出射
される光量を所定以上の光量とするには、非常に高い輝
度の光源２１が必要となり、装置が大型化するという問
題があり、また光源２１から出た光の内ピンホール２３
を通る極く一部の光を利用するだけであるので光効率が
極めて悪く、かなり広い領域においてパターンを明瞭に
認識できるようにするのは困難であるという問題がある
。
必要があり、そのために通常は、第４図に示すように光
源２１の前方にピンホール２３を形成したマスク２２を
配置して点光源を得、このピンホール２３から出た光線
をコリメータレンズ２４にて平行光線とする方法が考え
られる。しかし、点光源、即ちピンホール２３から出射
される光量を所定以上の光量とするには、非常に高い輝
度の光源２１が必要となり、装置が大型化するという問
題があり、また光源２１から出た光の内ピンホール２３
を通る極く一部の光を利用するだけであるので光効率が
極めて悪く、かなり広い領域においてパターンを明瞭に
認識できるようにするのは困難であるという問題がある
。
本発明は上記従来の問題点に鑑み、認識領域に対応する
ような広い領域に対して高精度の平行光線を所望の高精
度のパターンで投光することができる小型の平行光源装
置の提供を目的とする。
ような広い領域に対して高精度の平行光線を所望の高精
度のパターンで投光することができる小型の平行光源装
置の提供を目的とする。
課題を解決するための手段
本発明は上記目的を達成するために、半導体レーザと、
この半導体レーザから光軸方向に適当距離前方に配置さ
れたレーザ光を平行光にするコリメータレンズと、この
コリメータレンズの前方に配置された電気光学素子から
なるシャッタ手段とを備えたことを特徴とする。
この半導体レーザから光軸方向に適当距離前方に配置さ
れたレーザ光を平行光にするコリメータレンズと、この
コリメータレンズの前方に配置された電気光学素子から
なるシャッタ手段とを備えたことを特徴とする。
又、半導体レーザとコリメータレンズの間に、半導体レ
ーザから出射された光束の断面形状を楕円から円形に変
換するプリズムペアを配置してもよい。
ーザから出射された光束の断面形状を楕円から円形に変
換するプリズムペアを配置してもよい。
作 用
本発明によると、半導体レーザを用いているので、小型
で高輝度の点光源が得られ、この半導体レーザから所定
の拡がり角で出射されたレーザ光が所定の面積に広がる
適当な位置でコリメータレンズにて平行光線とすること
によって、高精度に平行でかつ十分な光量を有する平行
光線を必要な広さの面積に対して投光することができる
。さらに、この平行光線をパターン制御精度の高い電気
光学素子から成るシャッタ手段を介して投光することに
よって高いパターン精度で任意のパターンの投光を行う
ことができる。又、主として半導体レーザとコリメータ
レンズと電気光学素子のシャッタ手段から成るので、全
体としてコンパクトな構成となる。
で高輝度の点光源が得られ、この半導体レーザから所定
の拡がり角で出射されたレーザ光が所定の面積に広がる
適当な位置でコリメータレンズにて平行光線とすること
によって、高精度に平行でかつ十分な光量を有する平行
光線を必要な広さの面積に対して投光することができる
。さらに、この平行光線をパターン制御精度の高い電気
光学素子から成るシャッタ手段を介して投光することに
よって高いパターン精度で任意のパターンの投光を行う
ことができる。又、主として半導体レーザとコリメータ
レンズと電気光学素子のシャッタ手段から成るので、全
体としてコンパクトな構成となる。
又、半導体レーザとコリメータレンズの間にプリズムペ
アを配置して半導体レーザからのレーザ光の断面形状を
楕円形から円形に変えることにより、光の利用効率が向
上し、より強い光強度の投光が可能となる。
アを配置して半導体レーザからのレーザ光の断面形状を
楕円形から円形に変えることにより、光の利用効率が向
上し、より強い光強度の投光が可能となる。
実施例
以下、本発明の一実施例を第１図に基づいて説明する。
第１図において、１は半導体レーザであり、数μｍの発
光点から断面形状が楕円形の所定の拡がり角のレーザ光
線を出射する。２は半導体レーザ１から出射されたレー
ザ光線の断面形状を楕円形から円形に変換させるプリズ
ムペアである。３はコリメータレンズで、所定の大きさ
の領域に広がったレーザ光線を平行光に変換させる。４
は、液晶テレビ等において用いられている液晶パネル等
の電気光学素子から成るシャッタ手段であり、平行光の
透過・不透過を微小領域の画素毎に選択可能に構成され
、平行光を任意のパターンにして投光する。
光点から断面形状が楕円形の所定の拡がり角のレーザ光
線を出射する。２は半導体レーザ１から出射されたレー
ザ光線の断面形状を楕円形から円形に変換させるプリズ
ムペアである。３はコリメータレンズで、所定の大きさ
の領域に広がったレーザ光線を平行光に変換させる。４
は、液晶テレビ等において用いられている液晶パネル等
の電気光学素子から成るシャッタ手段であり、平行光の
透過・不透過を微小領域の画素毎に選択可能に構成され
、平行光を任意のパターンにして投光する。
以上の構成において、８０ｍＷの出力の半導体レーザ１
を用い、プリズムペア２及びコリメータレンズ３にて直
径路２５ｍｍの断面形状円形の平行光を形成し、シャッ
タ手段４にてスリット光に変換して投光したところ、鮮
明なスリット光の像が形成された。
を用い、プリズムペア２及びコリメータレンズ３にて直
径路２５ｍｍの断面形状円形の平行光を形成し、シャッ
タ手段４にてスリット光に変換して投光したところ、鮮
明なスリット光の像が形成された。
上記実施例では、プリズムペア２を用いて半導体レーザ
ｌから出射されたレーザ光線の断面形状を円形に変換す
ることによってレーザ光線の利用効率を高めた例を示し
たが、半導体レーザ１の光出力に余裕がある場合には、
第２図に示す第２実施例のように、プリズムペア２を省
略した構成とすることができる。
ｌから出射されたレーザ光線の断面形状を円形に変換す
ることによってレーザ光線の利用効率を高めた例を示し
たが、半導体レーザ１の光出力に余裕がある場合には、
第２図に示す第２実施例のように、プリズムペア２を省
略した構成とすることができる。
この第２実施例のようにプリズムペア２を省略すると、
それだけ装置を小型化できるとともに、安価に構成する
ことができる。
それだけ装置を小型化できるとともに、安価に構成する
ことができる。
尚、以上の実施例では半導体レーザ１とコリメータレン
ズ３とシャッタ手段４と、必要に応じてプリズムペア２
だけから成る構成を例示したが、それらの要素間に必要
に応じてその他の適宜光学要素を介在させてもよい。例
えば、光軸方向の長さを短くして広い面積の平行光を得
たい場合には、半導体レーザｌから出たレーザ光線を第
１のコリメータレンズで一旦平行光線にした後、第２の
コリメークレンズにて大きな角度で発散させ、大きく広
がったレーザ光を第３のコリメータレンズで平行光に変
換してもよい。
ズ３とシャッタ手段４と、必要に応じてプリズムペア２
だけから成る構成を例示したが、それらの要素間に必要
に応じてその他の適宜光学要素を介在させてもよい。例
えば、光軸方向の長さを短くして広い面積の平行光を得
たい場合には、半導体レーザｌから出たレーザ光線を第
１のコリメータレンズで一旦平行光線にした後、第２の
コリメークレンズにて大きな角度で発散させ、大きく広
がったレーザ光を第３のコリメータレンズで平行光に変
換してもよい。
発明の効果
本発明の平行光源装置によれば、以上の説明から明らか
なように、小型で高輝度の点光源の半導体レーザから所
定の拡がり角で出射されたレーザ光が所定の面積に広が
る適当な位置でコリメータレンズにて平行光線とするこ
とによって、高精度に平行でかつ十分な光量を有する平
行光線を必要な広さの面積に対して投光することができ
、またパターン制御精度の高い電気光学素子から成るシ
ャッタ手段を介して投光することによって高いパターン
精度で任意のパターンの投光を行うことができ、更に主
として半導体レーザとコリメークレンズと電気光学素子
のシャッタ手段から成るので、全体としてコンパクトに
構成でき、従って小型の装置にて広い領域に対して高精
度の平行光線を所望の高精度のパターンで投光すること
ができるという効果を発揮する。
なように、小型で高輝度の点光源の半導体レーザから所
定の拡がり角で出射されたレーザ光が所定の面積に広が
る適当な位置でコリメータレンズにて平行光線とするこ
とによって、高精度に平行でかつ十分な光量を有する平
行光線を必要な広さの面積に対して投光することができ
、またパターン制御精度の高い電気光学素子から成るシ
ャッタ手段を介して投光することによって高いパターン
精度で任意のパターンの投光を行うことができ、更に主
として半導体レーザとコリメークレンズと電気光学素子
のシャッタ手段から成るので、全体としてコンパクトに
構成でき、従って小型の装置にて広い領域に対して高精
度の平行光線を所望の高精度のパターンで投光すること
ができるという効果を発揮する。
又、半導体レーザとコリメータレンズの間にプリズムペ
アを配置して半導体レーザからのレーザ光の断面形状を
楕円形から円形に変えることにより、光の利用効率が向
上し、より強い光強度の投光が可能となるという効果を
発揮する。
アを配置して半導体レーザからのレーザ光の断面形状を
楕円形から円形に変えることにより、光の利用効率が向
上し、より強い光強度の投光が可能となるという効果を
発揮する。
第１図は本発明の第１実施例の平行光源装置の概略構成
図、第２図は本発明の第２実施例の平行光源装置の概略
構成図、第３図は本発明の平行光源装置を適用した三次
元形状認識装置の概略構成図、第４図は従来の平行光源
装置の概略構成図である。 １・・・・・・半導体レーザ、２・・・・・・プリズム
ペア、３・・・・・・コリメークレンズ、４・・・・・
・ジャック手段。 代理μ鴎弁理士 粟野重孝 はか１名 第１図 １− 手４砕レーず゛ 第２図
図、第２図は本発明の第２実施例の平行光源装置の概略
構成図、第３図は本発明の平行光源装置を適用した三次
元形状認識装置の概略構成図、第４図は従来の平行光源
装置の概略構成図である。 １・・・・・・半導体レーザ、２・・・・・・プリズム
ペア、３・・・・・・コリメークレンズ、４・・・・・
・ジャック手段。 代理μ鴎弁理士 粟野重孝 はか１名 第１図 １− 手４砕レーず゛ 第２図
Claims (2)
- （１）半導体レーザと、この半導体レーザから光軸方向
に適当距離前方に配置されたレーザ光を平行光にするコ
リメータレンズと、このコリメータレンズの前方に配置
された電気光学素子からなるシャッタ手段とを備えたこ
とを特徴とする平行光源装置。 - （２）半導体レーザとコリメータレンズの間に、半導体
レーザから出射された光束の断面形状を楕円から円形に
変換するプリズムペアを配置したことを特徴とする請求
項１記載の平行光源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1077572A JPH02254414A (ja) | 1989-03-28 | 1989-03-28 | 平行光源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1077572A JPH02254414A (ja) | 1989-03-28 | 1989-03-28 | 平行光源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02254414A true JPH02254414A (ja) | 1990-10-15 |
Family
ID=13637723
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1077572A Pending JPH02254414A (ja) | 1989-03-28 | 1989-03-28 | 平行光源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02254414A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015230274A (ja) * | 2014-06-06 | 2015-12-21 | 株式会社リコー | 検査装置 |
-
1989
- 1989-03-28 JP JP1077572A patent/JPH02254414A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015230274A (ja) * | 2014-06-06 | 2015-12-21 | 株式会社リコー | 検査装置 |
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