JP2001042109A - ビームスプリッタ - Google Patents
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- G02B27/10—Beam splitting or combining systems
- G02B27/106—Beam splitting or combining systems for splitting or combining a plurality of identical beams or images, e.g. image replication
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- G02B27/10—Beam splitting or combining systems
- G02B27/14—Beam splitting or combining systems operating by reflection only
- G02B27/143—Beam splitting or combining systems operating by reflection only using macroscopically faceted or segmented reflective surfaces
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- Optical Head (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 一次光束を分光光束に分光することができ、
しかも部分光束に原点移動を生じないビームスプリッタ
を得る。 【解決手段】 光束を個別の分光光束に分光するため、
１個の光源１から生じてコリメートした一次光束Ｐの光
路上に配置した反射面６を設け、これら反射面６を一次
光束の伝播方向に対して４５°の角度で傾斜させ、入射
する一次光束Ｐに対して直交する分光光束Ｒを分光する
ようにしたビームスプリッタにおいて、少なくとも２個
の反射面６を設け、これらの反射面をコリメータ２から
等距離に位置するよう一次光束Ｐ上に配置し、一次光束
Ｐの一部Ｍに対して光透過部分９を設け、この光透過部
分はコリメータ２の光軸に関して対称的に配置する。
しかも部分光束に原点移動を生じないビームスプリッタ
を得る。 【解決手段】 光束を個別の分光光束に分光するため、
１個の光源１から生じてコリメートした一次光束Ｐの光
路上に配置した反射面６を設け、これら反射面６を一次
光束の伝播方向に対して４５°の角度で傾斜させ、入射
する一次光束Ｐに対して直交する分光光束Ｒを分光する
ようにしたビームスプリッタにおいて、少なくとも２個
の反射面６を設け、これらの反射面をコリメータ２から
等距離に位置するよう一次光束Ｐ上に配置し、一次光束
Ｐの一部Ｍに対して光透過部分９を設け、この光透過部
分はコリメータ２の光軸に関して対称的に配置する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光束を個別の分光
光束に分光するため、１個の光源から生じてコリメート
した一次光束の光路上に配置した反射面を設け、これら
反射面を前記一次光束の伝播方向に対して４５°の角度
で傾斜させ、入射する一次光束に対して直交する分光光
束を分光するようにしたビームスプリッタに関するもの
である。更に、本発明はこのようなビームスプリッタを
有する光ビーム発生装置に関するものである。
光束に分光するため、１個の光源から生じてコリメート
した一次光束の光路上に配置した反射面を設け、これら
反射面を前記一次光束の伝播方向に対して４５°の角度
で傾斜させ、入射する一次光束に対して直交する分光光
束を分光するようにしたビームスプリッタに関するもの
である。更に、本発明はこのようなビームスプリッタを
有する光ビーム発生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】建設業界では、構造部分、組立体、設置
部分等を精度高く位置決め及び測定するのを視覚的に制
御する従来長年知られてきた機械的装置に代わって、光
の強度の強いコリメートした光束に基づく光学装置にが
使用されるようになってきた。半導体業界が可視スペク
トル、通常は赤色光を発光する多数のレーザダイオード
を多数提供できるようになって以来、建設業界では多数
の測定装置が知られるようになってきており、これまで
優勢であった機械的視覚装置及び方法にとって代わり、
更に新たな測定の可能性も示されるようになってきてい
る。例えば、少なくとも１個のコリメートしたレーザ光
束を発生する光ビーム発生装置が次第に受け入れられる
ようになってきており、このレーザ光束は約２０ｍの遠
方領域で最大１０ｍｍの直径、及び１０ｍの水平伝播に
対して約１ｍｍの変位を示す。レーザ光束の水平方向の
位置決めは、重力の影響を受ける構造又は制御系によっ
て自動的に生ずるのが一般的である。
部分等を精度高く位置決め及び測定するのを視覚的に制
御する従来長年知られてきた機械的装置に代わって、光
の強度の強いコリメートした光束に基づく光学装置にが
使用されるようになってきた。半導体業界が可視スペク
トル、通常は赤色光を発光する多数のレーザダイオード
を多数提供できるようになって以来、建設業界では多数
の測定装置が知られるようになってきており、これまで
優勢であった機械的視覚装置及び方法にとって代わり、
更に新たな測定の可能性も示されるようになってきてい
る。例えば、少なくとも１個のコリメートしたレーザ光
束を発生する光ビーム発生装置が次第に受け入れられる
ようになってきており、このレーザ光束は約２０ｍの遠
方領域で最大１０ｍｍの直径、及び１０ｍの水平伝播に
対して約１ｍｍの変位を示す。レーザ光束の水平方向の
位置決めは、重力の影響を受ける構造又は制御系によっ
て自動的に生ずるのが一般的である。
【０００３】水平方向の位置決め及び水準測量ととも
に、建設業務には鉛直を出したり、精確な直角を画定す
る必要性が頻繁にある。このため、例えば、米国特許第
５，１４４，４８７号には、水平面上で互いに直交する
３個のレーザ光束を発生するレーザビーム発生装置が記
載されている。更に、この装置は２個の垂直方向のビー
ムを発生する。水平方向及び垂直方向のレーザ光束を発
生するため、装置の内部に反射鏡を設け、レーザダイオ
ードから発生する一次光束を所要の方向に転向するよう
にしている。水平方向及び垂直方向の全体で５個の光束
を発生するための転向反射鏡は一次光束の光路上で互い
に空間的に距離をとって配置する。これにより、発生す
るレーザ光束により構築される三次元座標軸系に原点移
動を生じ、これは垂直方向光束及び水平方向光束はそれ
ぞれ異なる虚像的発生源を有するからである。これまで
は、このようなレーザビーム発生装置の製造業者は、こ
のような原点移動のため、設計上約２０ｍｍの円形寸法
を予め考慮に入れておくことによって対処していた。こ
のようなレーザビーム発生装置による測定の際には、原
点移動を考慮しなければならない。このことは使用者に
とっては無視できない誤差の根源となることを意味す
る。一次光束から部分光束を発生するための反射鏡配置
は正確に位置決めしなければならず、組み付け作業を困
難にする。更に、単独の反射鏡の既知の配置は振動に対
して比較的影響を受け易く、このことは建築現場での作
業には不利である。
に、建設業務には鉛直を出したり、精確な直角を画定す
る必要性が頻繁にある。このため、例えば、米国特許第
５，１４４，４８７号には、水平面上で互いに直交する
３個のレーザ光束を発生するレーザビーム発生装置が記
載されている。更に、この装置は２個の垂直方向のビー
ムを発生する。水平方向及び垂直方向のレーザ光束を発
生するため、装置の内部に反射鏡を設け、レーザダイオ
ードから発生する一次光束を所要の方向に転向するよう
にしている。水平方向及び垂直方向の全体で５個の光束
を発生するための転向反射鏡は一次光束の光路上で互い
に空間的に距離をとって配置する。これにより、発生す
るレーザ光束により構築される三次元座標軸系に原点移
動を生じ、これは垂直方向光束及び水平方向光束はそれ
ぞれ異なる虚像的発生源を有するからである。これまで
は、このようなレーザビーム発生装置の製造業者は、こ
のような原点移動のため、設計上約２０ｍｍの円形寸法
を予め考慮に入れておくことによって対処していた。こ
のようなレーザビーム発生装置による測定の際には、原
点移動を考慮しなければならない。このことは使用者に
とっては無視できない誤差の根源となることを意味す
る。一次光束から部分光束を発生するための反射鏡配置
は正確に位置決めしなければならず、組み付け作業を困
難にする。更に、単独の反射鏡の既知の配置は振動に対
して比較的影響を受け易く、このことは建築現場での作
業には不利である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、一次光束を分光光束に分光することができ、しかも
部分光束に原点移動を生じないビームスプリッタを得る
にある。更に、例えば、光学ビーム発生装置、特に、レ
ーザビーム発生装置における組み付けが簡単であり、堅
牢に組み立てることができ、従って、建築現場での適格
性が保証されるビームスプリッタを得るにある。
は、一次光束を分光光束に分光することができ、しかも
部分光束に原点移動を生じないビームスプリッタを得る
にある。更に、例えば、光学ビーム発生装置、特に、レ
ーザビーム発生装置における組み付けが簡単であり、堅
牢に組み立てることができ、従って、建築現場での適格
性が保証されるビームスプリッタを得るにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明は、光束を個別の分光光束に分光するため、
１個の光源から生じてコリメートした一次光束の光路上
に配置した反射面を設け、これら反射面を前記一次光束
の伝播方向に対して４５°の角度で傾斜させ、入射する
一次光束に対して直交する分光光束を分光するようにし
たビームスプリッタにおいて、少なくとも２個の反射面
を設け、これらの反射面をコリメータから等距離に位置
するよう前記一次光束上に配置し、一次光束の一部に対
して光透過部分を設け、この光透過部分はコリメータの
光軸に関して対称的に配置したことを特徴とする。
め、本発明は、光束を個別の分光光束に分光するため、
１個の光源から生じてコリメートした一次光束の光路上
に配置した反射面を設け、これら反射面を前記一次光束
の伝播方向に対して４５°の角度で傾斜させ、入射する
一次光束に対して直交する分光光束を分光するようにし
たビームスプリッタにおいて、少なくとも２個の反射面
を設け、これらの反射面をコリメータから等距離に位置
するよう前記一次光束上に配置し、一次光束の一部に対
して光透過部分を設け、この光透過部分はコリメータの
光軸に関して対称的に配置したことを特徴とする。
【０００６】本発明の好適な実施例によれば、一次光束
の光路上に反射面を配置することによって、極めて簡単
に３個の互いに直交する分光光束を発生することができ
る。反射面によって生ずる分光光束は例えば、互いに直
交するｙ軸及びｚ軸を構成する。一次光束の干渉されず
に通過する部分はｘ軸を構成する。このような技術によ
って生ずる分光光束よりなるデカルト座標軸系は共通の
虚像的発生源を有し、この虚像的発生源は一次光束の反
射面に対する「入射ポイント」を経て分光光束を延長し
て生ずる交点である。一次光束の干渉されずに透過する
部分はこの交点を通過する。この交点の位置は反射面の
コリメータからの距離に対応する。これにより、原点移
動は確実に回避することができる。コリメータから等距
離にして反射面を互いに９０°の角度をなすよう配置し
たことによって、光学素子のためのコンパクトかつ堅牢
な構造とし、例えば、光学ビーム発生装置における組み
付けを簡単にし、また振動を受け易いビームスプリッタ
の弱点を軽減することができるようになる。
の光路上に反射面を配置することによって、極めて簡単
に３個の互いに直交する分光光束を発生することができ
る。反射面によって生ずる分光光束は例えば、互いに直
交するｙ軸及びｚ軸を構成する。一次光束の干渉されず
に通過する部分はｘ軸を構成する。このような技術によ
って生ずる分光光束よりなるデカルト座標軸系は共通の
虚像的発生源を有し、この虚像的発生源は一次光束の反
射面に対する「入射ポイント」を経て分光光束を延長し
て生ずる交点である。一次光束の干渉されずに透過する
部分はこの交点を通過する。この交点の位置は反射面の
コリメータからの距離に対応する。これにより、原点移
動は確実に回避することができる。コリメータから等距
離にして反射面を互いに９０°の角度をなすよう配置し
たことによって、光学素子のためのコンパクトかつ堅牢
な構造とし、例えば、光学ビーム発生装置における組み
付けを簡単にし、また振動を受け易いビームスプリッタ
の弱点を軽減することができるようになる。
【０００７】反射鏡の好ましくない反射を回避し、また
厳密に規定された分光光束を得るようにするためには、
分光装置を設け、この分光装置によって、コリメートさ
れた一次光束を、一次個別光束に対して互いに平行な分
光光束に分光するようにすると好適である。
厳密に規定された分光光束を得るようにするためには、
分光装置を設け、この分光装置によって、コリメートさ
れた一次光束を、一次個別光束に対して互いに平行な分
光光束に分光するようにすると好適である。
【０００８】本発明の好適な実施例においては、前記分
光装置を前記光源と前記反射面との間に配置した有孔ブ
ラインド等によって構成し、有孔ブラインドに設ける貫
通開孔の数を反射面の数よりも１だけ多い数だけ設け
る。これにより、反射面によって生ずる分光光束の外
に、デカルト座標軸系の１個の軸を構成するよう一次光
束の一部が転向することなく通過する。有孔ブラインド
により一次光束の一部は正確に規定された直径を維持さ
れる。
光装置を前記光源と前記反射面との間に配置した有孔ブ
ラインド等によって構成し、有孔ブラインドに設ける貫
通開孔の数を反射面の数よりも１だけ多い数だけ設け
る。これにより、反射面によって生ずる分光光束の外
に、デカルト座標軸系の１個の軸を構成するよう一次光
束の一部が転向することなく通過する。有孔ブラインド
により一次光束の一部は正確に規定された直径を維持さ
れる。
【０００９】構造を極めて簡単にする実施例において
は、分光装置を光吸収性領域によって構成し、この領域
によって反射面を区切り、好適には、この領域を蒸着に
よって形成する。この実施例によれば、入射する光束が
反射面の転向位置で直接又は間接的に空間的に互いに離
間した一次分光光束に分光される。
は、分光装置を光吸収性領域によって構成し、この領域
によって反射面を区切り、好適には、この領域を蒸着に
よって形成する。この実施例によれば、入射する光束が
反射面の転向位置で直接又は間接的に空間的に互いに離
間した一次分光光束に分光される。
【００１０】本発明の他の好適な実施例においては、４
個の反射面を設け、これらの反射面を順次９０°の角度
をなして好適には、方陣を形成するように配列し、すべ
ての反射面をコリメータから等距離になるよう一次光束
上に配置し、一次光束の中間部分が反射面によって包囲
される中間領域を干渉されることなくほぼ通過するよう
にする。一次光束から反射面によって生じた４個の分光
光束は、入射する一次光束に対して直交する平面上に展
開される。これにより、同一起源の分光光束は虚像的発
生源から互いに逆方向に進行する。従って、「正」及び
「負」の座標軸をなす。このビームスプリッタはほとん
ど妨げられることなしに、通過する一次光束の中間部分
を生じ、この中間部分も虚像的発生源から出射したよう
に見なすことができ、この中間部分は仮想デカルト座標
軸系の第３軸の「正」の部分に存在する。
個の反射面を設け、これらの反射面を順次９０°の角度
をなして好適には、方陣を形成するように配列し、すべ
ての反射面をコリメータから等距離になるよう一次光束
上に配置し、一次光束の中間部分が反射面によって包囲
される中間領域を干渉されることなくほぼ通過するよう
にする。一次光束から反射面によって生じた４個の分光
光束は、入射する一次光束に対して直交する平面上に展
開される。これにより、同一起源の分光光束は虚像的発
生源から互いに逆方向に進行する。従って、「正」及び
「負」の座標軸をなす。このビームスプリッタはほとん
ど妨げられることなしに、通過する一次光束の中間部分
を生じ、この中間部分も虚像的発生源から出射したよう
に見なすことができ、この中間部分は仮想デカルト座標
軸系の第３軸の「正」の部分に存在する。
【００１１】組み立てのし易さ及び振動に対する不感性
を得るには、前記反射面を、一次光束の光路上に配置し
た好適には、一体構成の角錐台形状の光学素子の側面を
少なくとも部分的に鏡面仕上げして構成し、この光学素
子の頂面及び底面を互いに平行にかつ一次光束の伝播方
向に直交させ、一次光束の中間部分をほぼ干渉なく通過
させることができるようにする。例えば、光学素子全体
を１個のガラス体により構成する。角錐台形状のガラス
体の４個の側面は例えば、アルミニウムで被覆すること
によって部分的に鏡面仕上げする。原則的には反射面で
全面的に反射するような鏡面仕上げは必須ではない。ガ
ラス体は一次光束の波長に対して吸収しない性質にし、
一次光束の中間部分が減衰することなくガラス体を透過
できるようにする。
を得るには、前記反射面を、一次光束の光路上に配置し
た好適には、一体構成の角錐台形状の光学素子の側面を
少なくとも部分的に鏡面仕上げして構成し、この光学素
子の頂面及び底面を互いに平行にかつ一次光束の伝播方
向に直交させ、一次光束の中間部分をほぼ干渉なく通過
させることができるようにする。例えば、光学素子全体
を１個のガラス体により構成する。角錐台形状のガラス
体の４個の側面は例えば、アルミニウムで被覆すること
によって部分的に鏡面仕上げする。原則的には反射面で
全面的に反射するような鏡面仕上げは必須ではない。ガ
ラス体は一次光束の波長に対して吸収しない性質にし、
一次光束の中間部分が減衰することなくガラス体を透過
できるようにする。
【００１２】本発明の他の実施例においては、前記角錐
台形状の光学素子に、一次光束の伝播方向に延在する貫
通孔を設け、この貫通孔を前記頂面及び底面に貫通させ
る。一次光束の中間部分のために１個の貫通開孔を設け
てあるため、光学的本体は光吸収性の高い又は完全に非
透光性を示す材料によって構成することもできる。
台形状の光学素子に、一次光束の伝播方向に延在する貫
通孔を設け、この貫通孔を前記頂面及び底面に貫通させ
る。一次光束の中間部分のために１個の貫通開孔を設け
てあるため、光学的本体は光吸収性の高い又は完全に非
透光性を示す材料によって構成することもできる。
【００１３】例えば光学的光ビーム発生装置におけるビ
ームスプリッタの用途のためには、生ずる分光光束の到
達範囲は重要である。即ち、装置は例えば、建築現場で
見られるように、位置決め用に使用できるためには大き
な距離にわたって存在しなければならないためである。
このためには、一次光束を少なくとも１個のレーザダイ
オードから発生させ、好適には、非球面レンズとした対
物レンズによってコリメートし、一次光束の光路上にお
ける反射面及び場合によっては切替え可能な分光装置の
前方に前記対物レンズを配置し、一次光束は必要なビー
ム直径を有するものとすると好適である。本発明による
ビームスプリッタの特に好適な用途として、建築現場で
使用することができる光ビーム発生装置特にレーザビー
ム発生装置に適用すると好適である。
ームスプリッタの用途のためには、生ずる分光光束の到
達範囲は重要である。即ち、装置は例えば、建築現場で
見られるように、位置決め用に使用できるためには大き
な距離にわたって存在しなければならないためである。
このためには、一次光束を少なくとも１個のレーザダイ
オードから発生させ、好適には、非球面レンズとした対
物レンズによってコリメートし、一次光束の光路上にお
ける反射面及び場合によっては切替え可能な分光装置の
前方に前記対物レンズを配置し、一次光束は必要なビー
ム直径を有するものとすると好適である。本発明による
ビームスプリッタの特に好適な用途として、建築現場で
使用することができる光ビーム発生装置特にレーザビー
ム発生装置に適用すると好適である。
【００１４】
【発明の実施の形態】次に、図面につき本発明の好適な
実施の形態を説明する。
実施の形態を説明する。
【００１５】基本構造は米国特許第５，１４４，４８７
号に記載されており、本発明を理解する上では重要では
ない光ビーム発生装置における光学的装置を図１に示
す。光源１例えば、レーザダイオードから発生した一次
光束Ｐはコリメータ２に達して平行な光束に変換され、
所望の広がりを有する。コリメータ２は、例えば、非球
面レンズを有するコリメータ対物レンズ又は円筒レンズ
群の配列によって構成することができる。コリメートさ
れた一次光束Ｐは離散化装置３例えば、光束を通過させ
る貫通開孔４を有する有孔ブラインドに達する。貫通開
孔４の直径は、例えば、約１．５ｍｍ〜約３ｍｍの範囲
の大きさとする。有孔ブラインド３を経て一次光束Ｐは
それぞれ平行な互いにはっきりと区切られた個別の一次
個別光束Ｓに分光される。一次個別光束Ｓは、最終的に
一次光束Ｐの光路に配置したビームスプリッタ５に達す
る。
号に記載されており、本発明を理解する上では重要では
ない光ビーム発生装置における光学的装置を図１に示
す。光源１例えば、レーザダイオードから発生した一次
光束Ｐはコリメータ２に達して平行な光束に変換され、
所望の広がりを有する。コリメータ２は、例えば、非球
面レンズを有するコリメータ対物レンズ又は円筒レンズ
群の配列によって構成することができる。コリメートさ
れた一次光束Ｐは離散化装置３例えば、光束を通過させ
る貫通開孔４を有する有孔ブラインドに達する。貫通開
孔４の直径は、例えば、約１．５ｍｍ〜約３ｍｍの範囲
の大きさとする。有孔ブラインド３を経て一次光束Ｐは
それぞれ平行な互いにはっきりと区切られた個別の一次
個別光束Ｓに分光される。一次個別光束Ｓは、最終的に
一次光束Ｐの光路に配置したビームスプリッタ５に達す
る。
【００１６】ビームスプリッタ５は複数個の反射面６に
より構成し、これら反射面６は一次光束Ｐの伝播方向に
対して４５°の角度で傾斜させて配置し、コリメータ２
から等距離に設ける。図１及び図２から明らかなよう
に、反射面６は截頭角錐体の形式であり、順次互いに９
０°の角度をなす側面８を有する光学素子７に設ける。
好適には、側面８は正方形をなすように配置する。反射
面６は、図示の実施例では側面８の全体にわたり延在さ
せ、また鏡のように磨くことによって、又はアルミニウ
ムの被覆によって形成する。一次光束Ｐの光路上におけ
るビームスプリッタ５の配置は、有孔ズラインド３を経
る離散化後に各一次個別光束Ｓがそれぞれ４個の反射面
６上に別個に入射するように選択する。反射面６の４５
°の傾きによって入射した一次個別光束Ｓは９０°転向
し、ビーム発生装置のハウジングから分光光束Ｒとして
出射する。ビームスプリッタ５の４個の反射面６は４個
の分光光束Ｒを発生し、互いに平行なただし向きが互い
に逆の伝播方向対をなして出射する。分光光束Ｒは一次
光束Ｐの伝播方向に直交する平面上に存在する。
より構成し、これら反射面６は一次光束Ｐの伝播方向に
対して４５°の角度で傾斜させて配置し、コリメータ２
から等距離に設ける。図１及び図２から明らかなよう
に、反射面６は截頭角錐体の形式であり、順次互いに９
０°の角度をなす側面８を有する光学素子７に設ける。
好適には、側面８は正方形をなすように配置する。反射
面６は、図示の実施例では側面８の全体にわたり延在さ
せ、また鏡のように磨くことによって、又はアルミニウ
ムの被覆によって形成する。一次光束Ｐの光路上におけ
るビームスプリッタ５の配置は、有孔ズラインド３を経
る離散化後に各一次個別光束Ｓがそれぞれ４個の反射面
６上に別個に入射するように選択する。反射面６の４５
°の傾きによって入射した一次個別光束Ｓは９０°転向
し、ビーム発生装置のハウジングから分光光束Ｒとして
出射する。ビームスプリッタ５の４個の反射面６は４個
の分光光束Ｒを発生し、互いに平行なただし向きが互い
に逆の伝播方向対をなして出射する。分光光束Ｒは一次
光束Ｐの伝播方向に直交する平面上に存在する。
【００１７】截頭角錐形状の光学素子７は入射する一次
光束Ｐの波長に対する吸収が極めて少ないガラスにより
形成し、平坦で互いに平行な頂面９及び底面１０を有す
るものとする。互いに平行な平坦頂面９及び平坦底面１
０は一次光束Ｐの伝播方向に対して直交する。これによ
り、一次光束Ｐの中間部分Ｍは、傾斜した反射面６によ
って包囲される光学素子７の中間領域を妨げられること
なしにほとんどが通過する。この光学素子はほぼ円錐台
形状の基材から形成することもできる。このとき反射面
は例えば、円錐台の側面にカット面として鏡面仕上げす
る。
光束Ｐの波長に対する吸収が極めて少ないガラスにより
形成し、平坦で互いに平行な頂面９及び底面１０を有す
るものとする。互いに平行な平坦頂面９及び平坦底面１
０は一次光束Ｐの伝播方向に対して直交する。これによ
り、一次光束Ｐの中間部分Ｍは、傾斜した反射面６によ
って包囲される光学素子７の中間領域を妨げられること
なしにほとんどが通過する。この光学素子はほぼ円錐台
形状の基材から形成することもできる。このとき反射面
は例えば、円錐台の側面にカット面として鏡面仕上げす
る。
【００１８】ビームスプリッタ５に関連して延在する分
光光束Ｒ、Ｍはデカルト座標軸系を構成する。反射面６
によって生ずる分光光束Ｒは、互いに直交する２個の座
標軸の正負の部分を表す。妨げられることなく透過する
一次光束Ｐの中間部分Ｍは第３の直交軸を構成する。す
べての反射面６は光源１から等距離に配置したため、入
射する一次個別光束Ｓの反射は同一平面上で生ずる。こ
れにより、反射した分光光束Ｒは光学素子７の中心を同
一の虚像的発生源とする。この虚像的発生源には一次光
束Ｐの中間部分Ｍが干渉を受けることなく通過する。従
って、ビームスプリッタ５から出射する５個のすべての
分光光束Ｒ，Ｍは取付を１対の虚像的発生源を有し、ま
たデカルト座標軸系を構成し、このデカルト座標軸系の
原点は移動しない。
光光束Ｒ、Ｍはデカルト座標軸系を構成する。反射面６
によって生ずる分光光束Ｒは、互いに直交する２個の座
標軸の正負の部分を表す。妨げられることなく透過する
一次光束Ｐの中間部分Ｍは第３の直交軸を構成する。す
べての反射面６は光源１から等距離に配置したため、入
射する一次個別光束Ｓの反射は同一平面上で生ずる。こ
れにより、反射した分光光束Ｒは光学素子７の中心を同
一の虚像的発生源とする。この虚像的発生源には一次光
束Ｐの中間部分Ｍが干渉を受けることなく通過する。従
って、ビームスプリッタ５から出射する５個のすべての
分光光束Ｒ，Ｍは取付を１対の虚像的発生源を有し、ま
たデカルト座標軸系を構成し、このデカルト座標軸系の
原点は移動しない。
【００１９】図３に軸線方向断面及び図４に平面図で示
した本発明による第２の実施例のビームスプリッタ２５
を示す。ビームスプリッタ２５は、やはり角錐台形状の
光学素子２７により構成し、好適には、方陣をなすよう
配置した４個の側面２８を有する。これらの側面２８は
光学素子の軸線に対して４５°の角度をなし、互いに９
０°の頂角γをなす。光学素子２７は個別のセグメント
を組み合わせて構成するか又は単一体から構成すること
ができる。反射面２６は側面２８を部分的に鏡面仕上げ
することによって形成し、側面２８の一部の領域にのみ
存在させる。残りの大部分には非透光性の被覆２３を設
け、この被覆２３はビームスプリッタ２５に入射するコ
リメートした一次光束を分光し、また空間的に区切る作
用をする。このように構成したビームスプリッタ２５に
よれば、別個の分光装置例えば、有孔ブラインドは不要
になる。一次光束の分光及び空間的広がりの制限は個々
の反射面２６での反射位置によって生ずる。側面２８又
は非透光性領域２３で区切られる反射面２６によって包
囲される光学素子２７の中間領域には貫通孔２９を設
け、この貫通孔２９は一次光束の中間部分を干渉なく通
過させる。貫通孔２９の直径は、例えば、約１．５ｍｍ
〜約３ｍｍの範囲の大きさとする。非透光性の被覆２３
によって包囲される反射面は貫通孔とほぼ同一の大きさ
とする。光学素子２７は吸収性の高い又は完全に非透光
性を示す材料によって構成することができる。
した本発明による第２の実施例のビームスプリッタ２５
を示す。ビームスプリッタ２５は、やはり角錐台形状の
光学素子２７により構成し、好適には、方陣をなすよう
配置した４個の側面２８を有する。これらの側面２８は
光学素子の軸線に対して４５°の角度をなし、互いに９
０°の頂角γをなす。光学素子２７は個別のセグメント
を組み合わせて構成するか又は単一体から構成すること
ができる。反射面２６は側面２８を部分的に鏡面仕上げ
することによって形成し、側面２８の一部の領域にのみ
存在させる。残りの大部分には非透光性の被覆２３を設
け、この被覆２３はビームスプリッタ２５に入射するコ
リメートした一次光束を分光し、また空間的に区切る作
用をする。このように構成したビームスプリッタ２５に
よれば、別個の分光装置例えば、有孔ブラインドは不要
になる。一次光束の分光及び空間的広がりの制限は個々
の反射面２６での反射位置によって生ずる。側面２８又
は非透光性領域２３で区切られる反射面２６によって包
囲される光学素子２７の中間領域には貫通孔２９を設
け、この貫通孔２９は一次光束の中間部分を干渉なく通
過させる。貫通孔２９の直径は、例えば、約１．５ｍｍ
〜約３ｍｍの範囲の大きさとする。非透光性の被覆２３
によって包囲される反射面は貫通孔とほぼ同一の大きさ
とする。光学素子２７は吸収性の高い又は完全に非透光
性を示す材料によって構成することができる。
【００２０】上述したところは反射面を有するビームス
プリッタの実施例を説明した。デカルト座標軸系を形成
するためには上述のように３個の分光光束で十分であ
る。このため、ビームスプリッタには入射するコリメー
トした一次光束に対して４５°傾斜する単に２個の反射
面を設けるだけでよいことを理解されたい。反射面はコ
リメータから等距離に配置しかつ一次光束の光路上に配
置し、一次光束の一部が干渉されることなく通過できる
ようにする。このようにして生じた分光光束は互いに９
０°の角度をなし、また共通の虚像的発生源を有する。
プリッタの実施例を説明した。デカルト座標軸系を形成
するためには上述のように３個の分光光束で十分であ
る。このため、ビームスプリッタには入射するコリメー
トした一次光束に対して４５°傾斜する単に２個の反射
面を設けるだけでよいことを理解されたい。反射面はコ
リメータから等距離に配置しかつ一次光束の光路上に配
置し、一次光束の一部が干渉されることなく通過できる
ようにする。このようにして生じた分光光束は互いに９
０°の角度をなし、また共通の虚像的発生源を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明によるビームスプリッタの光ビーム発
生装置の光学的装置の説明図である。
生装置の光学的装置の説明図である。
【図２】 図１のビームスプリッタの平面図である。
【図３】 本発明によるビームスプリッタの第２の実施
例の軸線方向断面図である。
例の軸線方向断面図である。
【図４】 図３のビームスプリッタの平面図である。
１ 光源 ２ コリメータ ３ 有孔ブラインド ４ 貫通開孔 5,25 ビームスプリッタ 6,26 反射面 7,27 光学素子 8,28 側面 ９ 頂面 10 底面 23 被覆
フロントページの続き (72)発明者 アーヴィン ビュンテル スイス国 9453 アイヒベルク ヘルツリ スベルクシュトラーセ 49
Claims (9)
- 【請求項１】 光束を個別の分光光束に分光するため、
１個の光源（１）から生じてコリメートした一次光束
（Ｐ）の光路上に配置した反射面（６；２６）を設け、
これら反射面（６；２６）を前記一次光束の伝播方向に
対して４５°の角度で傾斜させ、入射する一次光束
（Ｐ）に対して直交する分光光束（Ｒ）を分光するよう
にしたビームスプリッタにおいて、少なくとも２個の反
射面（６；２６）を設け、これらの反射面をコリメータ
（２）から等距離に位置するよう前記一次光束（Ｐ）上
に配置し、一次光束（Ｐ）の一部（Ｍ）に対して光透過
部分（９，１０；２９）を設け、この光透過部分はコリ
メータ（２）の光軸に関して対称的に配置したことを特
徴とするビームスプリッタ。 - 【請求項２】 分光装置（３；２３）を設け、この分光
装置によって、コリメートされた一次光束（Ｐ）を、一
次個別光束（Ｓ）に対して互いに平行な分光光束（Ｍ）
に分光するようにした請求項１記載のビームスプリッ
タ。 - 【請求項３】 前記分光装置を前記光源（１）と前記反
射面（６）との間に配置した有孔ブラインド（３）等に
よって構成し、有孔ブラインドに設ける貫通開孔（４）
の数を反射面（６）の数よりも１だけ多い数だけ設けた
請求項２記載のビームスプリッタ。 - 【請求項４】 分光装置を光吸収性領域（２３）によっ
て構成し、この領域によって反射面（２６）を区切り、
好適には、この領域を蒸着によって形成した請求項２記
載のビームスプリッタ。 - 【請求項５】 ４個の反射面（６；２６）を設け、これ
らの反射面を順次９０°の角度をなして好適には、方陣
を形成するように配列し、すべての反射面をコリメータ
（２）から等距離になるよう一次光束（Ｐ）上に配置
し、一次光束の中間部分（Ｍ）が反射面（６；２６）に
よって包囲される中間領域を干渉されることなくほぼ通
過するようにした請求項１乃至４のうちのいずれか一項
に記載のビームスプリッタ。 - 【請求項６】 前記反射面（６）を、一次光束（Ｐ）の
光路上に配置した好適には、一体構成の角錐台形状の光
学素子（７）の側面（８）を少なくとも部分的に鏡面仕
上げして構成し、この光学素子の頂面及び底面（９，１
０）を互いに平行にかつ一次光束（Ｐ）の伝播方向に直
交させ、一次光束（Ｐ）の中間部分（Ｍ）をほぼ干渉な
く通過させることができるようにした請求項５記載のビ
ームスプリッタ。 - 【請求項７】 前記角錐台形状の光学素子（２７）に、
一次光束（Ｐ）の伝播方向に延在する貫通孔（２９）を
設け、この貫通孔を前記頂面及び底面に貫通させた請求
項６記載のビームスプリッタ。 - 【請求項８】 一次光束（Ｐ）を少なくとも１個のレー
ザダイオード（１）から発生させ、好適には、非球面レ
ンズとした対物レンズ（２）によってコリメートし、一
次光束（Ｐ）の光路上における反射面（６；２６）及び
場合によっては切替え可能な分光装置（３；２３）の前
方に前記対物レンズを配置した請求項１乃至７のうちの
いずれか一項に記載のビームスプリッタ。 - 【請求項９】 請求項１乃至８のうちのいずれか一項に
記載のビームスプリッタを設けたことを特徴とする光ビ
ーム発生装置特にレーザビーム発生装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19929436A DE19929436A1 (de) | 1999-06-26 | 1999-06-26 | Strahlteiler zur Aufspaltung eines Lichtstrahlenbündels in Teilstrahlenbündel |
| DE19929436:4 | 1999-06-26 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001042109A true JP2001042109A (ja) | 2001-02-16 |
Family
ID=7912732
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000190422A Pending JP2001042109A (ja) | 1999-06-26 | 2000-06-26 | ビームスプリッタ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6282028B1 (ja) |
| EP (1) | EP1067422A3 (ja) |
| JP (1) | JP2001042109A (ja) |
| DE (1) | DE19929436A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102692716A (zh) * | 2012-03-21 | 2012-09-26 | 上海理工大学 | 制造多束光效果的光学元件 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US6542304B2 (en) * | 1999-05-17 | 2003-04-01 | Toolz, Ltd. | Laser beam device with apertured reflective element |
| DE10112024C2 (de) * | 2001-03-09 | 2003-03-06 | Jenoptik Laser Optik Sys Gmbh | Anordnung und Verfahren zum Erzeugen mehrerer zueinander definiert ausgerichteter optischer Achsen |
| EP1288700B1 (en) * | 2001-08-30 | 2006-07-12 | Instrumentarium Corporation | A geometrical beam splitter and a sensor for multi-element detectors |
| DE10344472A1 (de) * | 2003-09-25 | 2005-05-04 | Hilti Ag | Optischer Strahlteiler |
| US7006298B2 (en) * | 2004-04-05 | 2006-02-28 | Trimble Navigation Limited | Optical system providing four beams from a single source |
| US7440192B2 (en) | 2004-04-05 | 2008-10-21 | Trimble Navigation Limited | Optical system providing several beams from a single source |
| DE102004039746B3 (de) | 2004-08-17 | 2006-04-13 | Robert Bosch Gmbh | Optische Markierungsvorrichtung |
| US7372642B2 (en) * | 2006-02-13 | 2008-05-13 | 3M Innovative Properties Company | Three-channel camera systems with non-collinear apertures |
| EP1984785B1 (en) | 2006-02-13 | 2014-05-07 | 3M Innovative Properties Company | Monocular three-dimensional imaging |
| US7819591B2 (en) | 2006-02-13 | 2010-10-26 | 3M Innovative Properties Company | Monocular three-dimensional imaging |
| US7646550B2 (en) * | 2006-02-13 | 2010-01-12 | 3M Innovative Properties Company | Three-channel camera systems with collinear apertures |
| CN100561296C (zh) * | 2006-12-19 | 2009-11-18 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | 激光互注入组束耦合器 |
| DE102009001889A1 (de) * | 2009-03-26 | 2010-09-30 | Robert Bosch Gmbh | Lasermarkierung mit Koordinatensystem |
| DE102010063924A1 (de) * | 2010-12-22 | 2012-06-28 | Hilti Aktiengesellschaft | Optisches System zur Strahlformung eines Laserstrahls sowie Lasersystem mit einem solchen optischen System |
| US9052497B2 (en) | 2011-03-10 | 2015-06-09 | King Abdulaziz City For Science And Technology | Computing imaging data using intensity correlation interferometry |
| US9099214B2 (en) * | 2011-04-19 | 2015-08-04 | King Abdulaziz City For Science And Technology | Controlling microparticles through a light field having controllable intensity and periodicity of maxima thereof |
| CN103852070B (zh) | 2012-12-06 | 2016-08-24 | 常州华达科捷光电仪器有限公司 | 一种视窗模块、一种视窗以及具有该视窗的激光投线仪 |
| US10139638B1 (en) | 2013-03-15 | 2018-11-27 | Wavefront Research, Inc. | Common aperture optical system and selective imaging method |
| US9303990B2 (en) | 2014-04-11 | 2016-04-05 | Black & Decker Inc. | Laser line generating device |
| CN104104013A (zh) * | 2014-08-07 | 2014-10-15 | 西安精英光电技术有限公司 | 一种分体式半导体激光二极管能量合束装置 |
| US10598490B2 (en) | 2017-05-03 | 2020-03-24 | Stanley Black & Decker Inc. | Laser level |
| CN114706211B (zh) * | 2022-04-19 | 2023-07-07 | 江苏亮点光电科技有限公司 | 一种基于楔形镜对的光束传输方向调节装置 |
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| EP0014220B1 (de) * | 1979-02-02 | 1982-05-26 | Rollei-Werke Franke & Heidecke GmbH + Co KG | Diaprojektor mit einer Bedienungseinrichtung |
| US4563058A (en) * | 1984-06-28 | 1986-01-07 | International Business Machines Corporation | Optical signal recorder employing a transducer having an adjustable dichroic mirror |
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1999
- 1999-06-26 DE DE19929436A patent/DE19929436A1/de not_active Ceased
-
2000
- 2000-05-08 EP EP00810393A patent/EP1067422A3/de not_active Withdrawn
- 2000-06-21 US US09/598,535 patent/US6282028B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-06-26 JP JP2000190422A patent/JP2001042109A/ja active Pending
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| EP1067422A2 (de) | 2001-01-10 |
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