JPS5965707A - 光位置及び角度検出装置 - Google Patents
光位置及び角度検出装置Info
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- JPS5965707A JPS5965707A JP17656582A JP17656582A JPS5965707A JP S5965707 A JPS5965707 A JP S5965707A JP 17656582 A JP17656582 A JP 17656582A JP 17656582 A JP17656582 A JP 17656582A JP S5965707 A JPS5965707 A JP S5965707A
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- Pending
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 19
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 16
- 230000008878 coupling Effects 0.000 abstract 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 abstract 3
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 235000014121 butter Nutrition 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
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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
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (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】
レーザ光等の平行光線束の基準光軸に対する空間情報に
は第１図に示すように基準光軸１に対する面２上でのビ
ーム位置３及びビーム角度４成分とがある。入射ビーム
５の面２上での位置成分は面２上のスポット位置を何ら
かの手段により読み取れば求めることができるが、従来
この手段として４象限検知器や電荷結合素子（ＣＯＤ）
等の光電変換素子が用いられてきた。
は第１図に示すように基準光軸１に対する面２上でのビ
ーム位置３及びビーム角度４成分とがある。入射ビーム
５の面２上での位置成分は面２上のスポット位置を何ら
かの手段により読み取れば求めることができるが、従来
この手段として４象限検知器や電荷結合素子（ＣＯＤ）
等の光電変換素子が用いられてきた。
しかし、面２上に前述の素子を配設した場合、素子受光
面の大きさに制限があるため、それより径の大きいビー
ムに対しては計測不能である。このため第２図に示すよ
うに面６の像＝ｉ ＩＪシレー学系７によって適当な倍
率で面８に像転送させ、面８上に前述の素子９を配設し
その出力によって面６上のビーム位置成分を検出するの
が一般的である。この場合、４象限検知器ではビームエ
ネルギ中心位置、電荷結合素子（２次元）ではビームエ
ネルギ中心及びパター／中心（輪郭中心）双方の計測が
可能である。
面の大きさに制限があるため、それより径の大きいビー
ムに対しては計測不能である。このため第２図に示すよ
うに面６の像＝ｉ ＩＪシレー学系７によって適当な倍
率で面８に像転送させ、面８上に前述の素子９を配設し
その出力によって面６上のビーム位置成分を検出するの
が一般的である。この場合、４象限検知器ではビームエ
ネルギ中心位置、電荷結合素子（２次元）ではビームエ
ネルギ中心及びパター／中心（輪郭中心）双方の計測が
可能である。
一方、入射ビームの角度成分は第３図に示すようにし／
ズ光学系１０によって集光されたビーム焦点面１１上に
光点位置検出素子（ＰＳＤ）あるいは電荷結合素子１２
を配設し、そこでのビームスポット位置を読み取って求
めることができる。
ズ光学系１０によって集光されたビーム焦点面１１上に
光点位置検出素子（ＰＳＤ）あるいは電荷結合素子１２
を配設し、そこでのビームスポット位置を読み取って求
めることができる。
さて、ビームの位置及び角度成分の双方を計測する場合
、従来は第４図、第５図に示すように入射ビームをビー
ムスプリッタ１３によって位置成分検出用ビーム１４と
角度成分検出用ビーム１５とに分割し、各々のリレー光
学系１６に通して位置または角度各検出器１７．１８に
ビームを導き、位置成分、角度成分をそれぞれ独立に計
測してきた。したがってその構成が複雑になると云う問
題があった。
、従来は第４図、第５図に示すように入射ビームをビー
ムスプリッタ１３によって位置成分検出用ビーム１４と
角度成分検出用ビーム１５とに分割し、各々のリレー光
学系１６に通して位置または角度各検出器１７．１８に
ビームを導き、位置成分、角度成分をそれぞれ独立に計
測してきた。したがってその構成が複雑になると云う問
題があった。
本発明は従来の上記問題点を解決した簡単な構成で位置
□及び角度検出を可能とする検出装置を提供するもので
ある。
□及び角度検出を可能とする検出装置を提供するもので
ある。
位置及び角度検出を２次元電荷結合素子で行う場合、ビ
ーム中心をビームパターン（輪郭）中心とみなす場合に
限定すれば位置検出に必要な情報はビームの輪郭近傍の
みである。従って位置検出に不要なビームの中心部分を
除外し、その部分にリレー光学系を通してビーム集光点
を導けば単一の２次元電荷結合素子で、位置及び角度成
分を同時に計測することが可能となる。本発明はこれを
利用した検出装置である。
ーム中心をビームパターン（輪郭）中心とみなす場合に
限定すれば位置検出に必要な情報はビームの輪郭近傍の
みである。従って位置検出に不要なビームの中心部分を
除外し、その部分にリレー光学系を通してビーム集光点
を導けば単一の２次元電荷結合素子で、位置及び角度成
分を同時に計測することが可能となる。本発明はこれを
利用した検出装置である。
次に本発明の実施例について第６図を参照して説明する
。
。
入射ビーム１９は先ず第１の集光し／ズ２０で集光され
、中心部に穴のあいたミラー２１に導かれる。ミラー２
１で反射したビームは中心部の抜けたドーナツ形のパタ
ーンとなり、２次元電荷結合素子受光面２２に入射する
。ここで集光レンズ２０は被計測面２３像を２次元電荷
結合素子２２へ像転送している。一方、ミラー２１の中
心部を通過したビームはリレーレンズ２４及びリレー光
字糸２５を経由して再びミラー２１の中心部を通過し、
ミラー２１反射光と同様、２次元電荷結合素子受光面２
２に入射する。但し、ミラー２１透過ビームの集光点が
２次元電荷結合素子２２上に導かれるようリレーレンズ
２４及びリレー光学系２５が調整されている。
、中心部に穴のあいたミラー２１に導かれる。ミラー２
１で反射したビームは中心部の抜けたドーナツ形のパタ
ーンとなり、２次元電荷結合素子受光面２２に入射する
。ここで集光レンズ２０は被計測面２３像を２次元電荷
結合素子２２へ像転送している。一方、ミラー２１の中
心部を通過したビームはリレーレンズ２４及びリレー光
字糸２５を経由して再びミラー２１の中心部を通過し、
ミラー２１反射光と同様、２次元電荷結合素子受光面２
２に入射する。但し、ミラー２１透過ビームの集光点が
２次元電荷結合素子２２上に導かれるようリレーレンズ
２４及びリレー光学系２５が調整されている。
さて、２次元電荷結合素子受光面２２を平面的に拡大し
てみると、２６に示すようにミラー２１によるドーナツ
状の反射光２７の中心部にミラー２１透過光の集光点２
８があられれている。すなわち、反射光２７の輪郭の中
心位置が入射ビーム１９の被計測面２３上の位置変位、
透過光２８のスホット位置が入射ビーム１９０角度変位
をあられすがら、２次元電荷結合素子２２の各フォトエ
レメ／ト出力の信号処理により、入射ビーム１９の位置
及び角度成分を単一の２次元電荷結合素子で同時に出力
することが可能となる。
てみると、２６に示すようにミラー２１によるドーナツ
状の反射光２７の中心部にミラー２１透過光の集光点２
８があられれている。すなわち、反射光２７の輪郭の中
心位置が入射ビーム１９の被計測面２３上の位置変位、
透過光２８のスホット位置が入射ビーム１９０角度変位
をあられすがら、２次元電荷結合素子２２の各フォトエ
レメ／ト出力の信号処理により、入射ビーム１９の位置
及び角度成分を単一の２次元電荷結合素子で同時に出力
することが可能となる。
以上説明したように本発明は単一の電荷結合素子によっ
てビーム位置及び角度成分を同時に計測しようとするも
のであり位置、角度それぞれ独立の計測素子及び信号処
理装置を不要とするところに特徴をもつものである。
てビーム位置及び角度成分を同時に計測しようとするも
のであり位置、角度それぞれ独立の計測素子及び信号処
理装置を不要とするところに特徴をもつものである。
第１図はレーザ光等の平行光線束の基準光軸に対する空
間情報を示した斜視図、第２図はビーム位置成分計測系
の原理図、第３図はビーム角度成分計測系の原理図、第
４図と第５図はビームの位置及び角度の双方を計測する
場合の従来方式の例を示す図、第６図は単一の２次元電
荷結合素子によるビームの位置及び角度計側の本発明例
の図である。 なお図において、１・・・・・・基準光軸、２・・・・
・・被計測面、３・・・・・・ビーム位置成分、４・・
・・・・ビーム角度成分、５・・・・・・入射ビーム、
６・・・・・・被計測面、７・・・・・・リレー光学系
、８・・・・・・像転送面、９・・・・・・ビーム位置
検出素子、ＩＯ・・・・・・し／ズ光学系、１１・・・
・・・ビーム焦点面、１２・・・・・・ビーム角度検出
素子、１３・・・・・・ビームスフリツタ、１４・・・
・・・位置成分検出ビーム、１５・・・・・・角度成分
検出ビーム、１６・・・・・・リレー光学系、１７・・
・・・・ビーム位置検出素子、１８・・・・・・ビーム
角度検出素子、１９・・・・・・入射ビーム、２０・・
・・・・集光レンズ、２１・・・・・・穴らきミラー、
２２・・・・・・２次元電荷結合素子受光面、２３・・
・・・・被計測面、２４・・・・・・リレーレンズ、２
５・・・・・・リレー光学系、２６・・・・・・２次元
電荷結合素子受光面の平面的拡大、２７・・・・・・反
射光バター／（位置成分）、２８・・・・・・透過光パ
ターン（角度成分）である。 名 ２口 ６３ 図 ス ４ 珊 につ 篤 ５ 図 ろ ６ ス
間情報を示した斜視図、第２図はビーム位置成分計測系
の原理図、第３図はビーム角度成分計測系の原理図、第
４図と第５図はビームの位置及び角度の双方を計測する
場合の従来方式の例を示す図、第６図は単一の２次元電
荷結合素子によるビームの位置及び角度計側の本発明例
の図である。 なお図において、１・・・・・・基準光軸、２・・・・
・・被計測面、３・・・・・・ビーム位置成分、４・・
・・・・ビーム角度成分、５・・・・・・入射ビーム、
６・・・・・・被計測面、７・・・・・・リレー光学系
、８・・・・・・像転送面、９・・・・・・ビーム位置
検出素子、ＩＯ・・・・・・し／ズ光学系、１１・・・
・・・ビーム焦点面、１２・・・・・・ビーム角度検出
素子、１３・・・・・・ビームスフリツタ、１４・・・
・・・位置成分検出ビーム、１５・・・・・・角度成分
検出ビーム、１６・・・・・・リレー光学系、１７・・
・・・・ビーム位置検出素子、１８・・・・・・ビーム
角度検出素子、１９・・・・・・入射ビーム、２０・・
・・・・集光レンズ、２１・・・・・・穴らきミラー、
２２・・・・・・２次元電荷結合素子受光面、２３・・
・・・・被計測面、２４・・・・・・リレーレンズ、２
５・・・・・・リレー光学系、２６・・・・・・２次元
電荷結合素子受光面の平面的拡大、２７・・・・・・反
射光バター／（位置成分）、２８・・・・・・透過光パ
ターン（角度成分）である。 名 ２口 ６３ 図 ス ４ 珊 につ 篤 ５ 図 ろ ６ ス
Claims (1)
- レーザ光等の平行光線束の基準光軸に対する位置及び角
度を検出する光位置及び角度検出装置において、前記平
行光線を受け、開口部を有するミラーと、このミラーか
らの反射光を受光する２次元電荷結合素子と、前記ミラ
ーの開口部を通過した前記平行光線を再び前記ミラーの
開口部を遍して前記２次元電荷結合素子に導くリレー光
学系とを備え、前記２次元電荷素子に投光される像の輪
郭の中心位置から位置変位を、前記リレー光学系を経て
投光される光のスポット位置から前記平行光線束の角度
を検出すること？特徴とする光位置及び角度検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17656582A JPS5965707A (ja) | 1982-10-07 | 1982-10-07 | 光位置及び角度検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17656582A JPS5965707A (ja) | 1982-10-07 | 1982-10-07 | 光位置及び角度検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5965707A true JPS5965707A (ja) | 1984-04-14 |
Family
ID=16015787
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17656582A Pending JPS5965707A (ja) | 1982-10-07 | 1982-10-07 | 光位置及び角度検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5965707A (ja) |
-
1982
- 1982-10-07 JP JP17656582A patent/JPS5965707A/ja active Pending
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