JPS632086B2 - - Google Patents

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JPS632086B2
JPS632086B2 JP10797981A JP10797981A JPS632086B2 JP S632086 B2 JPS632086 B2 JP S632086B2 JP 10797981 A JP10797981 A JP 10797981A JP 10797981 A JP10797981 A JP 10797981A JP S632086 B2 JPS632086 B2 JP S632086B2
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JP
Japan
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linear light
light
plane
linear
point
Prior art date
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Application number
JP10797981A
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English (en)
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JPS5824807A (ja
Inventor
Hayao Akaha
Tsuneo Nakamura
Koji Numata
Toshio Sugyama
Osamu Hagiwara
Noboru Ninomya
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hoya Corp
Original Assignee
Hoya Corp
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Publication date
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Priority to JP10797981A priority Critical patent/JPS5824807A/ja
Publication of JPS5824807A publication Critical patent/JPS5824807A/ja
Publication of JPS632086B2 publication Critical patent/JPS632086B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/26Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Mounting And Adjusting Of Optical Elements (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光学的な軸の整列方法(アラインメ
ント方法)に関し、更に詳しくは、本質的には三
次元的な拡がりを持つた線対称物体、又は完全に
は線対称でない物体それ自体を用いて、その認め
られる軸又は想定される軸を整列せしめる方法に
関する。
〔従来の技術〕
整列せしめる上記物体の軸を直線状光体として
表すように工夫して、その直線状光体(例えばス
リツト像)の整列を行うことは有利である。そこ
で、直線状光体の整列において、2本の直線が一
つの平面内に包含された場合、この2直線は二次
元的な整列状態にあり、更に2直線が同一平面内
に平行に並んだ時、その2直線は完全整列状態に
なる。
従来、直線状光体を例えば一つの垂直面内(第
1図のXZ面内)に整列せしめるには、陸地測量
におけるトランシツトのように、望遠鏡、顕微鏡
等を用いて直線状光体を接眼視野内に結像し、人
が視覚により基準とする視野内の指標と直線状光
体の像とを直接比較して整列を行つている。省力
化の為、又は精度を高める為に望遠鏡又は顕微鏡
の系に電子技術が導入されている場合もある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、上述の如く、従来の整列方法
は、電子技術が導入されていても、結局は人が視
覚により基準とする視野内の指標と直線状光体と
を直接比較することによる光学的な軸の整列方法
でしかなかつた。
かかる現状に鑑み、本発明の目的は、直線状光
体の二次元的整列において、整列基準平面からの
偏倚方向と偏倚量を2個の信号の大小、又は正・
負号付きの(差)信号で捉え、客観的かつ定量的
に把握することにより、整列度の測定精度の向上
及び整列操作の精度向上と自動化を測ることにあ
る。
〔問題点を解決するための手段〕
上記目的を達成する本発明は、直線状光体を整
列基準平面(直角座標XYZの例えばXZ面)に整
列せしめる整列法において、該直線状光体の基点
Aを通るX軸上の結像手段を越えた結像位置に当
たるA′点において該XZ面と直交するYZ面に回転
体又は直線移動体を設け、該回転体は、A′点を
通るZ軸上のA′点から任意距離r離れた位置に
回転軸を有し、かつ、該半径rの円周上の相離れ
た2点に各点を通る直径に対して夫々同じ角度を
もつて互いに交叉する関係にある1対の直線状受
光窓を少なくとも1対以上設けてあり、該直線移
動体は、A′点を通るY軸又はZ軸に沿つて直線
移動し、かつ、該XZ面に対して同じ角度をもつ
て互いに交叉する関係にある1対をなす直線状受
光窓の少なくとも1対以上が、各移動軸に沿つて
並べて設けてあり、該直線状光体を示す光像が、
該回転又は直線移動する対を為す該直線状受光窓
に交叉投射され、該投射光の該受光窓受光量が定
量的信号に変換され、該対をなす定量的信号の大
きさを等しくするように該直線状光体を基点Aに
おいて調整することによつて、該直線状光体の整
列を行うことを特徴とする光学的な軸の整列方法
に関するものである。
又、本発明は、直線状受光窓が、受光素子その
もの、又は受光素子に投射又は造像する窓である
特許請求の範囲第1項記載の方法、更には、直線
状光体が、単数又は複数の線状光源、照射された
スリツト又は線状光像である特許請求の範囲第1
項記載の方法をも包含するものである。
〔実施例〕
以下に、本発明を実施例によつて詳細に説明す
る。
第1図は、本発明の二次元的整列方法を実施す
る為の光学系の1例を示す図である。第1図Aに
示す光学系は、光軸X上に基点Aを有する直線状
光体1をXZ面に整列せしめる為のものである。
光体は第1図Bに見られるようなスリツトであ
り、光源2により照射されている。直線状光体1
は例えば、光軸X上の点Aを起点として回動して
整列基準平面(XZ面)に整列せしめられる。3,
4はX軸を光軸とするレンズであり、5は受光素
子である。6はレンズ3によるスリツト1の結像
点に置かれた軸7を回転軸とする回転円板であ
る。軸7は、光軸XとXZ面を形成するような関
係位置に設けられる。従つて、回転円板6はXZ
面に直交する平面(YZ面)を有している。
円板6には第1図Cに示すように、例えば同一
円周上に中心を持つ1対のスリツト61,62が
設けてある。このスリツト61,62はそれらの
中心を通る半径の線r1,r2と夫々絶対値の等しい
逆方向の角度+α、−αをなして交叉する互いに
独立のスリツトである。そしてスリツト1の光体
は丁度スリツト61,62の描く輪帯領域内に結
像するような関係位置に設けられている。
更にスリツト61,62は、レンズ4によつて
受光素子5の上に結像するようになつている。
次に、第1図の光学系を用いるスリツト1の整
列法について説明する。第2図は、スリツト1が
XZ面に整列された状態の回転円板6上のスリツ
ト1の結像1′とスリツト61,62との関係を
示した図である。スリツト1の基点Aは円板6上
にA′点として結像され、このA′点の位置は不変
である。スリツト1APの結像A′P′中心線が軸7
を通る半径線の上に重なつた時に、スリツト1の
XZ面への整列が完成するから、この時円板6の
回転によつて、スリツト1の結像A′P′と交わる
スリツト61,62は、第2図のA,Bで示たよ
うな、夫々+α度、−α度で交叉した状態になる。
即ち、スリツト61,62に投入されるスリツト
1の結像A′P′からの光量は相等しくなり、受光
素子5に入る光量は両者相等しく、第2図Cに示
す如く同一の高さの信号a,b(例えば出力電流)
を生じる。
若し、スリツト1がXZ面に整列されていない
時は、第3図A,Bに示す如く、スリツト1の
XZ面とのズレ角度をβ度とすると、結像A′P′の
スリツト61,62となす角度は、夫々(α+
β)、(α−β)となり、スリツト61,62に投
入されるスリツト1の結像A′P′からの光量は、
異なつたものとなり、従つて、受光素子5に入る
光量は、第3図Cの如き異なつた量の信号(出力
電流)a′,b′を生じる。即ち、これら信号a′,
b′の何れが大きいかによつてスリツト1の偏倚方
向が分り、かつ、その絶対値の差によつて角度偏
倚の大きさが分る。
勿論スリツト1の結像A′P′が、第4図に示す
ようにXZ面に対して第3図A,Bの場合とは反
対側に例えば角度γだけズレることもあり、この
場合は、信号a″,b″の高さは同然第3図Cと逆転
する。
第5図は、光電素子5からの出力a,bを例え
ば差動増幅器に入れることによつて、出力a,b
の差を電圧或いは電流の形で得たものを縦軸にと
つたものである。第5図には、第2図、第3図、
第4図の場合に該当するa−b=0、a′−b′、
a″−b″を示した。このような差出力を信号として
自動制御系に組み込むことは有利である。
以上は、本発明の実施態様の一つを示したもの
であるが、本発明は勿論これに限定されるもので
なく、多くの変形を含み得るものである。例えば
第6図に示すように、スリツト61,62は1本
でなく複数本からなつていても良く、これにより
精度を上げることができる。又、第6図Bに示す
ように、回転円板の代わりにXZ面に直交する垂
直平面(YZ面)上にスリツト対61,62を横
に並べて設けて水平(Y方向)にスライドしても
良く、第6図Cに示すようにスリツトの対61,
62を縦(YZ面)に並べて設けて上下(Z方向)
にスライドしても良い。又、Y方向でもZ方向で
もない方向に直線状にスライドしても良い。更
に、第6図Dに示すようにスリツト1の結像を長
くして静置された板(YZ面)のスリツトの対6
1,62の両方向に交叉させても良い。
スリツト1は、線状光源でも良く、照明された
スリツトでも良く、又線状光像でも良い。、又、
スリツト1を単数でなく、XZ面と直交するXY
面における複数の平行線、或いは1点に収斂する
放射線上の線として表しても良い。
スリツト1、スリツト61,62は夫々幅を持
たして良いことは勿論である。
又、第1図に示したような透過光学系の他に反
射光学系、又は透過・反射の混合光学系を用いる
こともできる。
以上はXZ面を整列基準面とする二次元的整列
法についてて示したものであるが、第1図Aの
YZ面を基準面とする整列も全く同様の方法で実
施できる。このXZ面、YZ面の両整列で完全な整
列が完成される。プリズム、反射鏡等の使用によ
り、直線状光体のXZ面、YZ面の光像を、同一の
平面上における2対の受光窓(2対4組の受光
窓)に結像せしめることも可能である。本発明に
おいて整列基準面と直交する関係にある平面と
は、直線状光体からの光を直角に受ける平面のこ
とであり、、光の方向が変われば、この平面の向
きも当然変わつてくるものである。
なお、受光窓は直接受光素子を以て当てること
も勿論可能であるし、窓からの透過光を受光素子
に当て、又は結像させても良い。
受光素子から取り出す信号の形式はどのような
ものでも良い。
〔発明の効果〕
本発明の直線状光体の二次元的整列法は、整列
基準平面からの偏倚方向と偏倚量を2個の信号の
大小、又は正・負号付きの(差)信号で捉え、客
観的かつ定量的に把握するようになつているの
で、整列度の測定精度の向上、及び整列操作の精
度向上と自動化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図Aは、本発明の二次元的整列方法を実施
する為の光学系の1例を示す側面図、第1図B
は、直線状光体の1例を示す正面図、第1図C
は、直線状受光窓の1例を示す正面図である。第
2図A,Bは、整列時の直線状光体と直線状受光
窓との関係の例を示す図、Cはその時現れる信号
の例を示す。第3図A,Bは、非整列時の直線状
光体と直線状受光窓との関係の例を示す図、Cは
その時現れる信号の例を示す。第4図A,B,C
は、第3図A,Bとは異なる非整列時の関係及び
信号の例を示す。第5図は、光電素子からの信号
の差によつて、第2図、第3図、第4図の場合を
示した図である。第6図A,B,C,Dは、直線
状受光窓の他の例を示した正面図である。 図において、1……スリツト(直線状光体)、
1′……スリツト結像、2……光源、3,4……
レンズ、5……受光素子、6……回転板、61,
62……スリツト(受光窓)、7……回転軸、
XYZ……XZ面を整列基準平面とする三次元座
標、XZ面……整列基準平面、X……光学系の光
軸、α……設定された受光窓スリツトが整列基準
平面となす角度、β,γ……直線状光体が整列基
準平面からズレている角度、a,b:a′,b′:
a″,b″……出力信号。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 直線状光体を整列基準平面(直角座標XYZ
    の例えばXZ面)に整列せしめる整列法において、
    該直線状光体の基点Aを通るX軸上の結像手段を
    越えた結像位置に当たるA′点において該XZ面と
    直交するYZ面に回転体又は直線移動体を設け、
    該回転体は、A′点を通るZ軸上のA′点から任意
    距離r離れた位置に回転軸を有し、かつ、該半径
    rの円周上の相離れた2点に各点を通る直径に対
    して夫々同じ角度をもつて互いに交叉する関係に
    ある1対の直線状受光窓を少なくとも1対以上設
    けてあり、該直線移動体は、A′点を通るY軸又
    はZ軸に沿つて直線移動し、かつ、該XZ面に対
    して同じ角度をもつて互いに交叉する関係にある
    1対をなす直線状受光窓の少なくとも1対以上
    が、各移動軸に沿つて並べて設けてあり、該直線
    状光体を示す光像が、該回転又は直線移動する対
    を為す該直線状受光窓に交叉投射され、該投射光
    の該受光窓受光量が定量的信号に変換され、該対
    をなす定量的信号の大きさを等しくするように該
    直線状光体を基点Aにおいて調整することによつ
    て、該直線状光体の整列を行うことを特徴とする
    光学的な軸の整列方法。 2 直線状受光窓が、受光素子そのもの、又は受
    光素子に投射又は造像する窓である特許請求の範
    囲第1項記載の方法。 3 直線状光体が、単数又は複数の線状光源、照
    射されたスリツト又は線状光像である特許請求の
    範囲第1項記載の方法。
JP10797981A 1981-07-10 1981-07-10 光学的な軸の整列法 Granted JPS5824807A (ja)

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JPS6287354A (ja) * 1985-10-15 1987-04-21 Sanyo Electric Co Ltd インクジエツトプリンタの温度制御装置
AU2013400152B2 (en) * 2013-09-11 2017-06-15 Halliburton Energy Services, Inc. Method and apparatus for aligning components of integrated optical sensors

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