JP2895021B2 - 光源変化監視方法および装置 - Google Patents
光源変化監視方法および装置Info
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/28—Investigating the spectrum
- G01J3/42—Absorption spectrometry; Double beam spectrometry; Flicker spectrometry; Reflection spectrometry
- G01J3/427—Dual wavelengths spectrometry
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/28—Investigating the spectrum
- G01J3/2823—Imaging spectrometer
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
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- G02B27/46—Systems using spatial filters
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光源の変化を監視
する方法および装置に関するもので、具体的には、影像
光学系の色収差による空間濾過を利用した、光源の局部
的な変化を監視する方法および装置に関する。
する方法および装置に関するもので、具体的には、影像
光学系の色収差による空間濾過を利用した、光源の局部
的な変化を監視する方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一定の大きさを持つ光源の時間的、空間
的な変化を監視することは、産業全般で多く経験するこ
とである。例をとれば、光源の移動を追跡しなければな
らない時、写真機分野で光源までの焦点を自動的に制御
しなければならない時、または熔接中、金属の熔融部位
内の変化等を実時間（例えばパルスごと）で監視する時
などにおいて、光源の変化を監視することは非常に重要
なことである。
的な変化を監視することは、産業全般で多く経験するこ
とである。例をとれば、光源の移動を追跡しなければな
らない時、写真機分野で光源までの焦点を自動的に制御
しなければならない時、または熔接中、金属の熔融部位
内の変化等を実時間（例えばパルスごと）で監視する時
などにおいて、光源の変化を監視することは非常に重要
なことである。
【０００３】光源の時間的、空間的な変化を感知し測定
するための技術として、従来、単一素子検出器（ｓｉｎ
ｇｌｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｄｅｔｅｃｔｏｒ）や二次元
配列検出器（ａｒｒａｙ ｄｅｔｅｃｔｏｒ）を利用し
た技術が提案されている。このような従来の技術とし
て、影像光学系の色収差を利用して自動焦点調節を意図
した事例（米国特許第４９９２８５９号）、移動標的追
跡をモニタリングする事例（米国特許第５４４４２３６
号）がある。これら従来技術では、光検出手段として二
次元配列検出器を使っている。
するための技術として、従来、単一素子検出器（ｓｉｎ
ｇｌｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｄｅｔｅｃｔｏｒ）や二次元
配列検出器（ａｒｒａｙ ｄｅｔｅｃｔｏｒ）を利用し
た技術が提案されている。このような従来の技術とし
て、影像光学系の色収差を利用して自動焦点調節を意図
した事例（米国特許第４９９２８５９号）、移動標的追
跡をモニタリングする事例（米国特許第５４４４２３６
号）がある。これら従来技術では、光検出手段として二
次元配列検出器を使っている。
【０００４】異なる従来技術として、熔接部位のモニタ
リングのため色信号を使った事例（米国特許第５１５５
３２９号）もあるが、この事例では光学系の収差自体は
利用していない。
リングのため色信号を使った事例（米国特許第５１５５
３２９号）もあるが、この事例では光学系の収差自体は
利用していない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】光源変化を監視する場
合において、二次元配列検出器は、光源の変化をモニタ
リングするのには有利ではあるが、レーザー熔接のよう
にレーザーを伝送するための手段として光ファイバーを
使用する時には、光ファイバーでの二次元配列の影像伝
送が事実上不可能であると言う問題点がある。
合において、二次元配列検出器は、光源の変化をモニタ
リングするのには有利ではあるが、レーザー熔接のよう
にレーザーを伝送するための手段として光ファイバーを
使用する時には、光ファイバーでの二次元配列の影像伝
送が事実上不可能であると言う問題点がある。
【０００６】他面、光検出手段としての単一素子検出器
は、光源の移動等を追跡するのは可能であるが、従来の
技術では、単一素子検出器を使用して光源内部の局部的
な変化等を測定することができなかった。本発明は、前
記した従来技術の問題点を解決しようとするものであっ
て、単一素子検出器を使用して光源の局部的な変化を正
確で迅速に監視できるようにする方法および装置を提供
することを課題とする。
は、光源の移動等を追跡するのは可能であるが、従来の
技術では、単一素子検出器を使用して光源内部の局部的
な変化等を測定することができなかった。本発明は、前
記した従来技術の問題点を解決しようとするものであっ
て、単一素子検出器を使用して光源の局部的な変化を正
確で迅速に監視できるようにする方法および装置を提供
することを課題とする。
【０００７】具体的には、本発明は、光源の強さ分布が
局部的な変化を見せる時にこれを監視することができる
し、光源の移動や光源の強さの減衰等を分析できるよう
にして、この分析により、光源の強さ、大きさ、位置等
を調節できるようにする方法および装置を提供すること
を課題とする。本発明はまた、空間的に濾過された多重
波長を持つ光の検出信号等を処理して光源の強さを調節
するか、光源の大きさを測定するか、または光源の位置
を整列する方法および装置を提供することを課題とす
る。
局部的な変化を見せる時にこれを監視することができる
し、光源の移動や光源の強さの減衰等を分析できるよう
にして、この分析により、光源の強さ、大きさ、位置等
を調節できるようにする方法および装置を提供すること
を課題とする。本発明はまた、空間的に濾過された多重
波長を持つ光の検出信号等を処理して光源の強さを調節
するか、光源の大きさを測定するか、または光源の位置
を整列する方法および装置を提供することを課題とす
る。
【０００８】本発明は、特に、光源の監視において影像
を測定する検出器として、従来の配列検出器ではない単
一素子検出器を使用して、光源の変化をもっと速く容易
に監視する方法および装置を提供することを課題とす
る。
を測定する検出器として、従来の配列検出器ではない単
一素子検出器を使用して、光源の変化をもっと速く容易
に監視する方法および装置を提供することを課題とす
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記した本発明の課題を
達成するための手段として、本発明は、単一素子検出器
が持つ限界を克服するために、光源から発する複合波長
の光を、色収差を持つ影像光学系で開口に捕集し結像さ
せて開口を通過させ、開口を通過する光の有効半径の大
きさを影像光学系の色収差により変化させるようにした
のであり、このような変化を利用する空間濾過法を通じ
て、単一素子検出器を使用しても光源の局部的な変化を
測定できるようにしたのである。
達成するための手段として、本発明は、単一素子検出器
が持つ限界を克服するために、光源から発する複合波長
の光を、色収差を持つ影像光学系で開口に捕集し結像さ
せて開口を通過させ、開口を通過する光の有効半径の大
きさを影像光学系の色収差により変化させるようにした
のであり、このような変化を利用する空間濾過法を通じ
て、単一素子検出器を使用しても光源の局部的な変化を
測定できるようにしたのである。
【００１０】本発明は、このように、光源の局部的な強
さ分布の変化を感知するために、光源からの光を結像さ
せる影像光学系の色収差を利用し開口を空間濾過させる
ことで、光源強さ分布の局部的な変化を測定するように
したのである。したがって、本発明にかかる光源変化監
視方法は、前記課題を解決するために、光源が発した光
を色収差を持つ影像光学系によって開口に補集し結像さ
せる段階、結像した光をして開口を透過させる段階、透
過した光を所定波長で波長別に分光する段階、波長別の
分光を単一素子検出器に照射する段階、波長別の分光か
ら得られる積分信号を周期的に反復測定する段階、およ
び、測定した積分信号を処理して前記光源に生じた変化
を判定する段階、を含む。
さ分布の変化を感知するために、光源からの光を結像さ
せる影像光学系の色収差を利用し開口を空間濾過させる
ことで、光源強さ分布の局部的な変化を測定するように
したのである。したがって、本発明にかかる光源変化監
視方法は、前記課題を解決するために、光源が発した光
を色収差を持つ影像光学系によって開口に補集し結像さ
せる段階、結像した光をして開口を透過させる段階、透
過した光を所定波長で波長別に分光する段階、波長別の
分光を単一素子検出器に照射する段階、波長別の分光か
ら得られる積分信号を周期的に反復測定する段階、およ
び、測定した積分信号を処理して前記光源に生じた変化
を判定する段階、を含む。
【００１１】本発明の光源変化監視方法は、光源の強さ
分布に空間濾過法を適用して、光源内の強さ分布の局部
的な変化を判定する方法である。本発明の光源変化監視
方法においては、影像光学系の色収差を大きくすること
で、開口を透過して積分信号に寄与する波長別光源の有
効大きさを変化させ、この有効大きさ変化を空間濾過時
の空間フィルターとして用いて波長別光源の強さ分布を
空間濾過することができる。
分布に空間濾過法を適用して、光源内の強さ分布の局部
的な変化を判定する方法である。本発明の光源変化監視
方法においては、影像光学系の色収差を大きくすること
で、開口を透過して積分信号に寄与する波長別光源の有
効大きさを変化させ、この有効大きさ変化を空間濾過時
の空間フィルターとして用いて波長別光源の強さ分布を
空間濾過することができる。
【００１２】本発明の光源変化監視方法においては、光
源内の各要素の位置別空間フィルターの濾過特性が光源
の各要素の位置から発する光の影像光学系と開口を通過
する透過率になり、波長別に空間フィルターの濾過特性
を変化させて光源の波長別有効大きさを変化させる光源
変化監視方法は、光源の各要素から発して影像光学系と
開口を通った光の波長別の透過率分布で決定することが
できる。
源内の各要素の位置別空間フィルターの濾過特性が光源
の各要素の位置から発する光の影像光学系と開口を通過
する透過率になり、波長別に空間フィルターの濾過特性
を変化させて光源の波長別有効大きさを変化させる光源
変化監視方法は、光源の各要素から発して影像光学系と
開口を通った光の波長別の透過率分布で決定することが
できる。
【００１３】本発明の光源変化監視方法においては、光
源の分光分析のために、光源の焦点位置を制御する波長
かこの制御波長に対し色収差が殆どない波長からなる主
波長と、主波長に比べて相当に大きな色収差を持ち前記
主波長よりも短い波長と、主波長に比べて相当に大きな
色収差を持ち前記主波長よりも長い波長との、互いに異
なる３個の波長を選択することができる。
源の分光分析のために、光源の焦点位置を制御する波長
かこの制御波長に対し色収差が殆どない波長からなる主
波長と、主波長に比べて相当に大きな色収差を持ち前記
主波長よりも短い波長と、主波長に比べて相当に大きな
色収差を持ち前記主波長よりも長い波長との、互いに異
なる３個の波長を選択することができる。
【００１４】本発明の光源変化監視方法においては、波
長別の分光信号を処理して信号間の比を求め、この比に
基づき、光源の大きさ変化を判定することができる。本
発明の光源変化監視方法においては、波長別の光の分光
信号を処理して信号間の比を求め、この比に基づき、光
源の焦点移動または光軸からの離脱を判定することがで
きる。
長別の分光信号を処理して信号間の比を求め、この比に
基づき、光源の大きさ変化を判定することができる。本
発明の光源変化監視方法においては、波長別の光の分光
信号を処理して信号間の比を求め、この比に基づき、光
源の焦点移動または光軸からの離脱を判定することがで
きる。
【００１５】本発明の光源変化監視方法においては、各
周期の初期での分光信号比に基づき、光源内の局部的な
変化を周期的に判定することができる。本発明の光源変
化監視方法においては、各周期の初期に測定した分光信
号と、周期より短い時間遅延の後に測定した分光信号と
の比を算出して、この比に基づき、光源の瞬間的で局部
的な変化を判定することができる。
周期の初期での分光信号比に基づき、光源内の局部的な
変化を周期的に判定することができる。本発明の光源変
化監視方法においては、各周期の初期に測定した分光信
号と、周期より短い時間遅延の後に測定した分光信号と
の比を算出して、この比に基づき、光源の瞬間的で局部
的な変化を判定することができる。
【００１６】本発明にかかる光源変化監視装置は、前記
課題を解決するために、光を制限的に透過させる開口
と、光源が発する光を前記開口に捕集し結像させる、大
きな色収差を持つ影像光学系と、前記開口に結像し開口
を透過した光を波長別に分光する分光手段と、前記分光
を個々に検出して各分光ごとに積分信号を得させる複数
の単一素子検出器と、各単一素子検出器の出力をデジタ
ル化するインターフェースを有し、各単一素子検出器の
出力を一定周期で測定して、毎周期都度、始作点および
前記周期より短い一定時間遅延後の測定点での波長別の
分光信号を処理して前記光源に生じた変化を判定する信
号処理器と、をそれぞれ備えている。
課題を解決するために、光を制限的に透過させる開口
と、光源が発する光を前記開口に捕集し結像させる、大
きな色収差を持つ影像光学系と、前記開口に結像し開口
を透過した光を波長別に分光する分光手段と、前記分光
を個々に検出して各分光ごとに積分信号を得させる複数
の単一素子検出器と、各単一素子検出器の出力をデジタ
ル化するインターフェースを有し、各単一素子検出器の
出力を一定周期で測定して、毎周期都度、始作点および
前記周期より短い一定時間遅延後の測定点での波長別の
分光信号を処理して前記光源に生じた変化を判定する信
号処理器と、をそれぞれ備えている。
【００１７】本発明の光源変化監視装置においては、前
記分光手段は、前記開口を通過した光を視準する視準光
学系と、入射した光を所定の波長帯域別にそれぞれ透
過、反射させ分離する色分離フィルターと、色分離フィ
ルターで分離された光の中から所定波長の光のみを透過
させる帯域フィルターと、帯域フィルターを透過した光
を単一素子検出器に集める集光レンズで構成されている
ことができる。
記分光手段は、前記開口を通過した光を視準する視準光
学系と、入射した光を所定の波長帯域別にそれぞれ透
過、反射させ分離する色分離フィルターと、色分離フィ
ルターで分離された光の中から所定波長の光のみを透過
させる帯域フィルターと、帯域フィルターを透過した光
を単一素子検出器に集める集光レンズで構成されている
ことができる。
【００１８】本発明の光源変化監視装置においては、前
記開口は光ファイバーの端面からなることができる。本
発明の光源変化監視装置においては、前記影像光学系は
一つ以上の高屈折光学レンズで構成されていることがで
きる。
記開口は光ファイバーの端面からなることができる。本
発明の光源変化監視装置においては、前記影像光学系は
一つ以上の高屈折光学レンズで構成されていることがで
きる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下では、図面を参照しながら、
好ましい実施の形態を説明する。図１は、本発明にかか
る光源変化監視方法・装置の基本的な概念図である。光
源（１）が発した光は、影像光学系（２）で捕集され
る。影像光学系（２）が捕集した光は、影像光学系
（２）によって開口（３）に結像される。
好ましい実施の形態を説明する。図１は、本発明にかか
る光源変化監視方法・装置の基本的な概念図である。光
源（１）が発した光は、影像光学系（２）で捕集され
る。影像光学系（２）が捕集した光は、影像光学系
（２）によって開口（３）に結像される。
【００２０】光源（１）は、自発光源であるか、また
は、例をとればレーザーの照射によって形成する熔接熔
融部のような誘導した光源である。影像光学系（２）
は、大きな色収差を持ち、一つ以上の光学レンズで構成
されている。開口（３）に対する唯一の要求条件は、開
口（３）を通過した光の全部が損失なしに検出器（４）
に照射することができることである。そこで、このよう
な条件を満足させることができるのであれば、開口
（３）は、単純な物理的な穴であってもよいし、後述す
る単一素子検出器（４）自体であることもできるし、レ
ーザー加工時に光を伝送するために使う光ファイバーの
入射端面であることもできる。単一素子検出器（４）の
光受入口自体が開口（３）を構成する場合は、この受入
口（光源）と光検知部の間に、後述する分光手段（図示
省略）を設けておく必要がある。この場合、検知部は波
長別に複数個設けられる。
は、例をとればレーザーの照射によって形成する熔接熔
融部のような誘導した光源である。影像光学系（２）
は、大きな色収差を持ち、一つ以上の光学レンズで構成
されている。開口（３）に対する唯一の要求条件は、開
口（３）を通過した光の全部が損失なしに検出器（４）
に照射することができることである。そこで、このよう
な条件を満足させることができるのであれば、開口
（３）は、単純な物理的な穴であってもよいし、後述す
る単一素子検出器（４）自体であることもできるし、レ
ーザー加工時に光を伝送するために使う光ファイバーの
入射端面であることもできる。単一素子検出器（４）の
光受入口自体が開口（３）を構成する場合は、この受入
口（光源）と光検知部の間に、後述する分光手段（図示
省略）を設けておく必要がある。この場合、検知部は波
長別に複数個設けられる。
【００２１】本発明において、光源（１）から発し、影
像光学系（２）で捕集され、開口（３）に結像した光
は、光源の局部的な変化に対する情報を得るため、開口
（３）で空間濾過した後、検出器（４）に照射され、積
分される。すなわち、単一素子積分検出器（４）は積分
検出器である。ただし、開口（３）で空間濾過した光
は、検出器（４）に照射される前に分光される必要があ
るので、開口（３）を透過したあと直接に、または光フ
ァイバー等を介して間接に、分光手段（図示省略）に導
かれて分光され、得られた個々の分光は、直接に、また
は光ファイバー等を介して間接に、検出器（４）に照射
される。
像光学系（２）で捕集され、開口（３）に結像した光
は、光源の局部的な変化に対する情報を得るため、開口
（３）で空間濾過した後、検出器（４）に照射され、積
分される。すなわち、単一素子積分検出器（４）は積分
検出器である。ただし、開口（３）で空間濾過した光
は、検出器（４）に照射される前に分光される必要があ
るので、開口（３）を透過したあと直接に、または光フ
ァイバー等を介して間接に、分光手段（図示省略）に導
かれて分光され、得られた個々の分光は、直接に、また
は光ファイバー等を介して間接に、検出器（４）に照射
される。
【００２２】検出器（４）で積分して得られる光源の最
大有効半径は、分光波長によって違うことになる。ここ
で、有効半径は、光源の各要素からの光の透過率に光源
の強さを掛け算した解答が零でない実質的な量になる光
源の半径を言う。換言すれば、光源（１）の各要素から
発した光の分光の、検出器（４）で検出積分できる最終
透過率は、光源要素の位置と波長によって違うことにな
る。従って、検出器（４）で波長別に積分する時は、各
光源要素について、分布状態が波長別には変わらない光
源の強さ様子に、波長別に変わる透過率を掛け算した解
答の量が信号に加えられるようになる。そのため、最終
的には検出器（４）で出力する波長別の積分信号は、波
長によっては変わらない光源の強さ様子に波長別に差異
がある透過率を掛け算して積分した信号になる。これを
利用して光源の強さ変化を検出することができる。
大有効半径は、分光波長によって違うことになる。ここ
で、有効半径は、光源の各要素からの光の透過率に光源
の強さを掛け算した解答が零でない実質的な量になる光
源の半径を言う。換言すれば、光源（１）の各要素から
発した光の分光の、検出器（４）で検出積分できる最終
透過率は、光源要素の位置と波長によって違うことにな
る。従って、検出器（４）で波長別に積分する時は、各
光源要素について、分布状態が波長別には変わらない光
源の強さ様子に、波長別に変わる透過率を掛け算した解
答の量が信号に加えられるようになる。そのため、最終
的には検出器（４）で出力する波長別の積分信号は、波
長によっては変わらない光源の強さ様子に波長別に差異
がある透過率を掛け算して積分した信号になる。これを
利用して光源の強さ変化を検出することができる。
【００２３】図２には、２個の互いに異なる波長Ｗa 、
Ｗb に対する透過率曲線（ａ、ｂ）が図示されている。
これらの波長Ｗa 、Ｗb はたとえば、光源の焦点位置を
制御する波長かこの制御波長に対し色収差が殆どない波
長からなる主波長に比べて相当に大きな色収差を持ち前
記主波長よりも短い波長と、主波長に比べて相当に大き
な色収差を持ち前記主波長よりも長い波長である。図２
にはまた、光源強さ分布の曲線（ｃ、ｄ）も図示されて
いて、この例では、光源強さ分布が狭い範囲の分布曲線
ｃから広い範囲の分布曲線ｄに変わっている。
Ｗb に対する透過率曲線（ａ、ｂ）が図示されている。
これらの波長Ｗa 、Ｗb はたとえば、光源の焦点位置を
制御する波長かこの制御波長に対し色収差が殆どない波
長からなる主波長に比べて相当に大きな色収差を持ち前
記主波長よりも短い波長と、主波長に比べて相当に大き
な色収差を持ち前記主波長よりも長い波長である。図２
にはまた、光源強さ分布の曲線（ｃ、ｄ）も図示されて
いて、この例では、光源強さ分布が狭い範囲の分布曲線
ｃから広い範囲の分布曲線ｄに変わっている。
【００２４】図２において点線で示す曲線ｂは波長Ｗb
の透過率曲線であり、狭い透過率範囲しか有していな
い。そのため、この波長Ｗb では、光源の強さ分布が狭
い範囲の分布曲線ｃから広い範囲の分布曲線ｄに変わっ
ても透過率と光線の強さ分布によって求められる有効半
径には変化がない。したがって、波長Ｗb の信号は光源
強さの変化による差異だけをあらわす。他方、光線の透
過率が点線曲線ａで図示された波長Ｗa では、透過率範
囲が広いので、光線の強さが狭い分布曲線ｃから広い分
布曲線ｄに変化すれば、それに伴い、光源強さ分布が広
くなった分（曲線ｄの広さから曲線ｃの広さを減算した
分）だけ、波長Ｗa の有効半径に変化が起こってくる
（この例では大きくなる）ので、波長Ｗa では光源強さ
の変化だけでなく光源大きさの変化（光源分布の広さの
変化）に対する差異を同時に見せてくれる。
の透過率曲線であり、狭い透過率範囲しか有していな
い。そのため、この波長Ｗb では、光源の強さ分布が狭
い範囲の分布曲線ｃから広い範囲の分布曲線ｄに変わっ
ても透過率と光線の強さ分布によって求められる有効半
径には変化がない。したがって、波長Ｗb の信号は光源
強さの変化による差異だけをあらわす。他方、光線の透
過率が点線曲線ａで図示された波長Ｗa では、透過率範
囲が広いので、光線の強さが狭い分布曲線ｃから広い分
布曲線ｄに変化すれば、それに伴い、光源強さ分布が広
くなった分（曲線ｄの広さから曲線ｃの広さを減算した
分）だけ、波長Ｗa の有効半径に変化が起こってくる
（この例では大きくなる）ので、波長Ｗa では光源強さ
の変化だけでなく光源大きさの変化（光源分布の広さの
変化）に対する差異を同時に見せてくれる。
【００２５】そこで、波長Ｗa を利用すれば光源の大き
さ変化を知ることができるが、この場合において、波長
Ｗa の積分信号と波長Ｗb の積分信号の比を求めるよう
にする。この比は光源強さの変化による要素を相殺す
る。そのため、この比に基づけば、光源の大きさ変化を
正確に検出することができるようになる。前述したこと
から分かるように、本発明では、積分信号比から光源の
大きさ変化を判定するようにすれば、光源強さの変化の
影響を受けないので、外部環境変化によって光源の強さ
が変化しても、結果的には外部環境の変化による影響は
受けなくなるのである。付け加えれば、本発明によれ
ば、信号の比を測定する方法以外の多様な種類の濾過技
法を使って、光源の強さ分布の局部的な変化を測定する
ことができる。
さ変化を知ることができるが、この場合において、波長
Ｗa の積分信号と波長Ｗb の積分信号の比を求めるよう
にする。この比は光源強さの変化による要素を相殺す
る。そのため、この比に基づけば、光源の大きさ変化を
正確に検出することができるようになる。前述したこと
から分かるように、本発明では、積分信号比から光源の
大きさ変化を判定するようにすれば、光源強さの変化の
影響を受けないので、外部環境変化によって光源の強さ
が変化しても、結果的には外部環境の変化による影響は
受けなくなるのである。付け加えれば、本発明によれ
ば、信号の比を測定する方法以外の多様な種類の濾過技
法を使って、光源の強さ分布の局部的な変化を測定する
ことができる。
【００２６】一方、本発明によれば、透過率曲線ａまた
は透過率曲線ｂに変化を与える外部環境変化を感知して
環境変化要因を一定に制御することもできるし、例をと
れば、光源が影像光学系の焦点から光軸方向にちょっと
位置を変動する場合は、透過率曲線が違ってくるから、
これを利用して光源の焦点位置を制御することも可能で
ある。
は透過率曲線ｂに変化を与える外部環境変化を感知して
環境変化要因を一定に制御することもできるし、例をと
れば、光源が影像光学系の焦点から光軸方向にちょっと
位置を変動する場合は、透過率曲線が違ってくるから、
これを利用して光源の焦点位置を制御することも可能で
ある。
【００２７】
【実施例】以下に、添付図面を参照して、本発明による
一つの実施例を説明する。図３には、本発明による光源
監視装置の一つの実施例が、概略的に図示されている。
光源（９）が発した光は、影像光学系（１０）により捕
集される。影像光学系（１０）は二つの光学レンズ（１
１ａ、１１ｂ）で構成されている。この場合、光学レン
ズ（１１ａ、１１ｂ）は、複合波長を持つ光の色収差を
大きくすることができながら口面収差が小さい高屈折レ
ンズで構成することが望ましい。レンズの口面収差が大
きくなったら口面収差による影像がぼけてしまって、色
収差による波長別区分能力が低下するためである。そこ
で、影像光学系（１０）を構成する光学レンズの口面収
差は減少するようにするのである。本実施例では、２個
の高屈折平凸レンズ（１１ａ、１１ｂ）で影像光学系
（１０）を構成した。なお、使用状況によって影像光学
系（１０）を構成するレンズの数や種類等を適宜に調整
することは言うまでもない。
一つの実施例を説明する。図３には、本発明による光源
監視装置の一つの実施例が、概略的に図示されている。
光源（９）が発した光は、影像光学系（１０）により捕
集される。影像光学系（１０）は二つの光学レンズ（１
１ａ、１１ｂ）で構成されている。この場合、光学レン
ズ（１１ａ、１１ｂ）は、複合波長を持つ光の色収差を
大きくすることができながら口面収差が小さい高屈折レ
ンズで構成することが望ましい。レンズの口面収差が大
きくなったら口面収差による影像がぼけてしまって、色
収差による波長別区分能力が低下するためである。そこ
で、影像光学系（１０）を構成する光学レンズの口面収
差は減少するようにするのである。本実施例では、２個
の高屈折平凸レンズ（１１ａ、１１ｂ）で影像光学系
（１０）を構成した。なお、使用状況によって影像光学
系（１０）を構成するレンズの数や種類等を適宜に調整
することは言うまでもない。
【００２８】光源（９）から発して影像光学系（１０）
により捕集された光は、光ファイバーの入射端面に結像
して光ファイバー（１２）を通じて伝送される。本実施
例では、このように、光ファイバー（１２）の入射端面
で開口（３）を構成した。この開口（３）は制限された
口径を有する。その大きさは特に使用場面で変わり、特
に限定する訳ではないが、０．２〜２．０ｍｍ程度であ
る。
により捕集された光は、光ファイバーの入射端面に結像
して光ファイバー（１２）を通じて伝送される。本実施
例では、このように、光ファイバー（１２）の入射端面
で開口（３）を構成した。この開口（３）は制限された
口径を有する。その大きさは特に使用場面で変わり、特
に限定する訳ではないが、０．２〜２．０ｍｍ程度であ
る。
【００２９】光ファイバー（１２）の出射端面には、光
ファイバー（１２）により伝送した光を視準するための
視準レンズ（１３）が具備されている。光ファイバー
（１２）を通じて伝送された光は、視準レンズ（１３）
を通過して平行光になる。視準レンズ（１３）の後につ
づいて、光を波長別に分離させるための色分離フィルタ
ー（１４、１５）を順順設置している。
ファイバー（１２）により伝送した光を視準するための
視準レンズ（１３）が具備されている。光ファイバー
（１２）を通じて伝送された光は、視準レンズ（１３）
を通過して平行光になる。視準レンズ（１３）の後につ
づいて、光を波長別に分離させるための色分離フィルタ
ー（１４、１５）を順順設置している。
【００３０】本実施例では、光源の分光学的分析をする
ため、各々異なる３個の波長Ｗ1 、Ｗ2 、Ｗ3 （Ｗ1 ＜
Ｗ2 ＜Ｗ3 ）を設定して、これら波長Ｗ1 、Ｗ2 、Ｗ3
で検出器信号を測定した。ここで、波長Ｗ2 は、例をと
ったら、光源焦点制御のために必要な波長であるか、こ
れと色収差がほとんどない範囲の波長である。すなわ
ち、波長Ｗ2 は主波長である。波長Ｗ2 より小さな波長
Ｗ1 と波長Ｗ2 より大きな波長Ｗ3 は、影像光学系（１
０）で相当な色収差を誘発できるように、波長Ｗ 2 に比
べて波長Ｗ2 との波長差異が大きく開くように設定した
波長である。
ため、各々異なる３個の波長Ｗ1 、Ｗ2 、Ｗ3 （Ｗ1 ＜
Ｗ2 ＜Ｗ3 ）を設定して、これら波長Ｗ1 、Ｗ2 、Ｗ3
で検出器信号を測定した。ここで、波長Ｗ2 は、例をと
ったら、光源焦点制御のために必要な波長であるか、こ
れと色収差がほとんどない範囲の波長である。すなわ
ち、波長Ｗ2 は主波長である。波長Ｗ2 より小さな波長
Ｗ1 と波長Ｗ2 より大きな波長Ｗ3 は、影像光学系（１
０）で相当な色収差を誘発できるように、波長Ｗ 2 に比
べて波長Ｗ2 との波長差異が大きく開くように設定した
波長である。
【００３１】本実施例では、前記したような、波長
Ｗ1 、波長Ｗ2 および波長Ｗ3 の３個の波長に対する分
光学的分析を行うことになるので、光の分光のための手
段は、第１色分離フィルター（１４）および第２色分離
フィルター（１５）によって構成される。なお、色分離
フィルターの個数および配列手順は、分析する波長の数
によって適宜に調整することは言うまでもない。
Ｗ1 、波長Ｗ2 および波長Ｗ3 の３個の波長に対する分
光学的分析を行うことになるので、光の分光のための手
段は、第１色分離フィルター（１４）および第２色分離
フィルター（１５）によって構成される。なお、色分離
フィルターの個数および配列手順は、分析する波長の数
によって適宜に調整することは言うまでもない。
【００３２】視準レンズ（１３）によって平行光になっ
た光は、第１色分離フィルター（１４）に入射するので
あるが、ここで、第１色分離フィルター（１４）は、光
を波長別に、すなわち波長Ｗ1 とＷ2 およびＷ3 の二つ
に分離し、波長Ｗ1 の分光は透過するが、波長Ｗ2 と波
長Ｗ3 の分光は反射させて第２色分離フィルター（１
５）に向かわせる。第２色分離フィルター（１５）は、
第１色分離フィルター（１４）が反射した波長Ｗ2 、Ｗ
3 の分光のうち、波長Ｗ2 の分光は透過するが、波長Ｗ
3 の分光は再び反射されて、ここでも色分離が行われる
のである。
た光は、第１色分離フィルター（１４）に入射するので
あるが、ここで、第１色分離フィルター（１４）は、光
を波長別に、すなわち波長Ｗ1 とＷ2 およびＷ3 の二つ
に分離し、波長Ｗ1 の分光は透過するが、波長Ｗ2 と波
長Ｗ3 の分光は反射させて第２色分離フィルター（１
５）に向かわせる。第２色分離フィルター（１５）は、
第１色分離フィルター（１４）が反射した波長Ｗ2 、Ｗ
3 の分光のうち、波長Ｗ2 の分光は透過するが、波長Ｗ
3 の分光は再び反射されて、ここでも色分離が行われる
のである。
【００３３】第１色分離フィルター（１４）および第２
色分離フィルター（１５）を通って３個に分離された光
は、各々、各フィルター（１４、１５）に続いて設置さ
れた帯域フィルター（１６、１７、１８）に入射する。
帯域フィルター（１６、１７、１８）は、分光分析のた
め設定した各々の波長だけを透過させるように狭い帯域
幅を持つものであって、本実施例では、波長Ｗ1 、波長
Ｗ2 および波長Ｗ3 だけを各々透過させる帯域フィルタ
ーである。帯域フィルター（１６）は第１色分離フィル
ター（１４）を透過した分光から波長Ｗ1 部分だけを透
過させるし、帯域フィルター（１７）は第２色分離フィ
ルター（１５）で反射された分光から波長Ｗ3 部分だけ
を透過させるし、帯域フィルター（１８）は第２色分離
フィルター（１５）を透過した分光から波長Ｗ2 部分だ
けを透過させる。
色分離フィルター（１５）を通って３個に分離された光
は、各々、各フィルター（１４、１５）に続いて設置さ
れた帯域フィルター（１６、１７、１８）に入射する。
帯域フィルター（１６、１７、１８）は、分光分析のた
め設定した各々の波長だけを透過させるように狭い帯域
幅を持つものであって、本実施例では、波長Ｗ1 、波長
Ｗ2 および波長Ｗ3 だけを各々透過させる帯域フィルタ
ーである。帯域フィルター（１６）は第１色分離フィル
ター（１４）を透過した分光から波長Ｗ1 部分だけを透
過させるし、帯域フィルター（１７）は第２色分離フィ
ルター（１５）で反射された分光から波長Ｗ3 部分だけ
を透過させるし、帯域フィルター（１８）は第２色分離
フィルター（１５）を透過した分光から波長Ｗ2 部分だ
けを透過させる。
【００３４】各帯域フィルター（１６、１７、１８）に
続いて、各々で透過させた特定帯域の分光を集光するた
めの集光レンズ（１９、２０、２１）が具備されてい
る。集光レンズ（１９、２０、２１）によって集光した
波長Ｗ1 、波長Ｗ2 および波長Ｗ3 の光は、各々に対応
する三つの単一素子検出器（２２、２３、２４）で捕集
される。検出器（２２、２３、２４）では、捕集した波
長Ｗ1 、波長Ｗ2 および波長Ｗ3 に対応する検出信号を
積分信号として発生し、これらの検出信号は、これらを
デジタル化させるインターフェイス（２５）を具備した
信号処理器（２６）に入力されて信号処理される。
続いて、各々で透過させた特定帯域の分光を集光するた
めの集光レンズ（１９、２０、２１）が具備されてい
る。集光レンズ（１９、２０、２１）によって集光した
波長Ｗ1 、波長Ｗ2 および波長Ｗ3 の光は、各々に対応
する三つの単一素子検出器（２２、２３、２４）で捕集
される。検出器（２２、２３、２４）では、捕集した波
長Ｗ1 、波長Ｗ2 および波長Ｗ3 に対応する検出信号を
積分信号として発生し、これらの検出信号は、これらを
デジタル化させるインターフェイス（２５）を具備した
信号処理器（２６）に入力されて信号処理される。
【００３５】次に、本発明による作用効果を詳しく見る
ことにする。前記の実施例で使用した各構成要素の明細
は、次の通りである。光源（９）は口径約１ｍｍの円形
自発光源であり、影像光学系（１０）は焦点距離が２５
ｍｍで口径（ｃｌｅａｒ ａｐｅｒｔｕｒｅ）が８ｍｍ
のＳＦ６レンズである。光ファイバー（１２）は１ｍｍ
コア径の光ファイバーであり、影像光学系（１０）によ
り１対１の倍率像が結像できるようにした。前もって設
定した３個の波長は、波長Ｗ1 が０．５３２μｍ、波長
Ｗ2 が０．９５μｍ、波長Ｗ3が１．５μｍである。
ことにする。前記の実施例で使用した各構成要素の明細
は、次の通りである。光源（９）は口径約１ｍｍの円形
自発光源であり、影像光学系（１０）は焦点距離が２５
ｍｍで口径（ｃｌｅａｒ ａｐｅｒｔｕｒｅ）が８ｍｍ
のＳＦ６レンズである。光ファイバー（１２）は１ｍｍ
コア径の光ファイバーであり、影像光学系（１０）によ
り１対１の倍率像が結像できるようにした。前もって設
定した３個の波長は、波長Ｗ1 が０．５３２μｍ、波長
Ｗ2 が０．９５μｍ、波長Ｗ3が１．５μｍである。
【００３６】本実施例では、開口を通過する波長別透過
率および有効半径特性は光学設計プログラムを利用して
分析した。図４、５および６は光源像の位置と光源の焦
点移動による波長別透過率の関係を示す三次元グラフ図
であり、これらの図において、ｘ軸は光源が影像光学系
の焦点から偏位した距離を示し、＋方向は光源が影像光
学系の焦点から外部に偏位した方向、−方向は光源が影
像光学系の焦点から内部に偏位した方向を意味する。ｙ
軸は光の有効半径を表し、ｚ軸は透過率を表す。図４は
波長Ｗ1 （０．５３２μｍ）に関するもの、図５は波長
Ｗ2 （０．９５μｍ）に関するもの、図６は波長Ｗ
3 （１．５μｍ）に関するものである。図４、５、６そ
れぞれを根拠づける具体的な数値は下記の表１、表２、
表３に記載されている。
率および有効半径特性は光学設計プログラムを利用して
分析した。図４、５および６は光源像の位置と光源の焦
点移動による波長別透過率の関係を示す三次元グラフ図
であり、これらの図において、ｘ軸は光源が影像光学系
の焦点から偏位した距離を示し、＋方向は光源が影像光
学系の焦点から外部に偏位した方向、−方向は光源が影
像光学系の焦点から内部に偏位した方向を意味する。ｙ
軸は光の有効半径を表し、ｚ軸は透過率を表す。図４は
波長Ｗ1 （０．５３２μｍ）に関するもの、図５は波長
Ｗ2 （０．９５μｍ）に関するもの、図６は波長Ｗ
3 （１．５μｍ）に関するものである。図４、５、６そ
れぞれを根拠づける具体的な数値は下記の表１、表２、
表３に記載されている。
【００３７】
【表１】
【００３８】
【表２】
【００３９】
【表３】
【００４０】図４、図５に見る通り、波長Ｗ1 （０．５
３２μｍ）の信号と波長Ｗ2 （０．９５μｍ）の信号の
間では、光源が影像光学系の焦点から外部に遠くなる場
合（＋方向の場合）に有効半径において大きな差異があ
り、反面、図５、図６に示すように、波長Ｗ2 （０．９
５μｍ）の信号と波長Ｗ3 （１．５μｍ）の信号の間で
は光源が影像光学系の焦点から内部方向（−方向）に移
動する場合に有効半径において大きい差異を見せる。そ
こで、波長Ｗ1 の積分信号と波長Ｗ2 の積分信号の比を
測定すれば、光源が影像光学系の焦点から外部に遠くな
る時の変化を判定し監視することができるし、波長Ｗ3
の積分信号と波長Ｗ2 の積分信号の比を利用したら、光
源が影像光学系の焦点から内部に移動することによる有
効半径の変化を判定し監視することができる。このよう
にすれば、本発明の光源変化監視方法で得た情報は光源
の焦点調節に利用することができる。
３２μｍ）の信号と波長Ｗ2 （０．９５μｍ）の信号の
間では、光源が影像光学系の焦点から外部に遠くなる場
合（＋方向の場合）に有効半径において大きな差異があ
り、反面、図５、図６に示すように、波長Ｗ2 （０．９
５μｍ）の信号と波長Ｗ3 （１．５μｍ）の信号の間で
は光源が影像光学系の焦点から内部方向（−方向）に移
動する場合に有効半径において大きい差異を見せる。そ
こで、波長Ｗ1 の積分信号と波長Ｗ2 の積分信号の比を
測定すれば、光源が影像光学系の焦点から外部に遠くな
る時の変化を判定し監視することができるし、波長Ｗ3
の積分信号と波長Ｗ2 の積分信号の比を利用したら、光
源が影像光学系の焦点から内部に移動することによる有
効半径の変化を判定し監視することができる。このよう
にすれば、本発明の光源変化監視方法で得た情報は光源
の焦点調節に利用することができる。
【００４１】前記の内容は、信号測定時、光源の強さ分
布には変化がないと仮定したものであるが、次に、光源
の強さ分布において局部的な変化がある場合に注目して
見ることにする。光源強さの変化が波長Ｗ2 の有効半径
の外で発生する場合には、波長Ｗ2 の検出信号には変化
がない。光源の強さが変化する場合であっても、その変
化が波長Ｗ2 の有効半径の外で発生する場合には、光源
強さの変化が波長Ｗ2 の信号測定にどんな影響も与えな
いからである。
布には変化がないと仮定したものであるが、次に、光源
の強さ分布において局部的な変化がある場合に注目して
見ることにする。光源強さの変化が波長Ｗ2 の有効半径
の外で発生する場合には、波長Ｗ2 の検出信号には変化
がない。光源の強さが変化する場合であっても、その変
化が波長Ｗ2 の有効半径の外で発生する場合には、光源
強さの変化が波長Ｗ2 の信号測定にどんな影響も与えな
いからである。
【００４２】しかし、光源の位置によっては、波長Ｗ1
と波長Ｗ3 の有効半径が波長Ｗ2 の有効半径よりも大き
な場合があり、この場合には、光源強さの変化がたとえ
波長Ｗ2 の有効半径の外で発生しても、波長Ｗ1 および
波長Ｗ3 に影響を与えることになるので、波長Ｗ1 およ
び波長Ｗ3 の測定信号が光源信号の変化に連動して変わ
る。したがって、この場合には、本発明によれば、波長
Ｗ1 と波長Ｗ2 の信号比および波長Ｗ3 と波長Ｗ2 の信
号比に基づき、波長Ｗ2 の有効半径の外で発生する光源
強さの増減および変化でも判定し監視することができる
ようになる。
と波長Ｗ3 の有効半径が波長Ｗ2 の有効半径よりも大き
な場合があり、この場合には、光源強さの変化がたとえ
波長Ｗ2 の有効半径の外で発生しても、波長Ｗ1 および
波長Ｗ3 に影響を与えることになるので、波長Ｗ1 およ
び波長Ｗ3 の測定信号が光源信号の変化に連動して変わ
る。したがって、この場合には、本発明によれば、波長
Ｗ1 と波長Ｗ2 の信号比および波長Ｗ3 と波長Ｗ2 の信
号比に基づき、波長Ｗ2 の有効半径の外で発生する光源
強さの増減および変化でも判定し監視することができる
ようになる。
【００４３】最後に、光源が空間的に移動する場合に注
目して見る。波長Ｗ2 の信号は、有効半径が小さいか
ら、光源が影像光学系の軸に対して直角の方向（垂直方
向）に移動する場合は即刻、有効半径の外に外れてしま
う。そのため、波長Ｗ2 の信号はこの方向の変化には敏
感である。これに対し、波長Ｗ 1 と波長Ｗ3 の各信号
は、有効半径が大きいから、光源のこのような垂直移動
によってはほとんど変化しない。そこで、波長Ｗ1 と波
長Ｗ2 の信号比および波長Ｗ3 と波長Ｗ2 の信号比を利
用すれば、本発明により、環境変化による信号変質も相
殺できた上で、光源の垂直移動の追跡が出来る。
目して見る。波長Ｗ2 の信号は、有効半径が小さいか
ら、光源が影像光学系の軸に対して直角の方向（垂直方
向）に移動する場合は即刻、有効半径の外に外れてしま
う。そのため、波長Ｗ2 の信号はこの方向の変化には敏
感である。これに対し、波長Ｗ 1 と波長Ｗ3 の各信号
は、有効半径が大きいから、光源のこのような垂直移動
によってはほとんど変化しない。そこで、波長Ｗ1 と波
長Ｗ2 の信号比および波長Ｗ3 と波長Ｗ2 の信号比を利
用すれば、本発明により、環境変化による信号変質も相
殺できた上で、光源の垂直移動の追跡が出来る。
【００４４】なお、本発明では、光源の局部的な変化を
測定するための分光信号処理において、検出器信号の変
化による効果を相殺するために信号比Ｘ／Ｙを利用する
ようにすることもできる。ここで、Ｘは波長Ｗ1 または
波長Ｗ3 の信号であるし、Ｙは波長Ｗ2 の信号である。
反復的な工程で続けて測定する場合は、時間による変化
も重要だから、反復過程の初期に信号比Ｘ／Ｙを測定し
て光源の初期変化を先に測定し、その後に反復周期に比
べて短い時間遅延の後に波長Ｗ1 または波長Ｗ 3 の信号
Ｘ’および波長Ｗ2 の信号Ｙ’を測定して変化量の比
（Ｘ−Ｘ’）／（Ｙ−Ｙ’）を導出することで、周辺環
境変化等による光源の瞬間的で局部的な変化を確実に判
定し監視することができるようになる。
測定するための分光信号処理において、検出器信号の変
化による効果を相殺するために信号比Ｘ／Ｙを利用する
ようにすることもできる。ここで、Ｘは波長Ｗ1 または
波長Ｗ3 の信号であるし、Ｙは波長Ｗ2 の信号である。
反復的な工程で続けて測定する場合は、時間による変化
も重要だから、反復過程の初期に信号比Ｘ／Ｙを測定し
て光源の初期変化を先に測定し、その後に反復周期に比
べて短い時間遅延の後に波長Ｗ1 または波長Ｗ 3 の信号
Ｘ’および波長Ｗ2 の信号Ｙ’を測定して変化量の比
（Ｘ−Ｘ’）／（Ｙ−Ｙ’）を導出することで、周辺環
境変化等による光源の瞬間的で局部的な変化を確実に判
定し監視することができるようになる。
【００４５】以上では、特許請求の範囲に記載されてい
るとおりの、光源の局部的な変化を監視するための方法
と装置、そして、その一つの実施例に関してだけ説明し
たのであるが、本発明は、これに限定するばかりでな
く、当業者なら本発明の技術的な思想を脱しない範囲内
で多様な応用と変形が可能である。
るとおりの、光源の局部的な変化を監視するための方法
と装置、そして、その一つの実施例に関してだけ説明し
たのであるが、本発明は、これに限定するばかりでな
く、当業者なら本発明の技術的な思想を脱しない範囲内
で多様な応用と変形が可能である。
【００４６】
【発明の効果】本発明にかかる光源監視方法および装置
によれば、以上に見た通り、光源が発する光を影像光学
系による色収差を経て開口により空間濾過するので、光
源の局部的な変化を単一素子検出器を使用してでも正確
迅速に判定することができる。本発明によればまた、透
過率に変化を与える外部環境変化を感知して環境変化要
因を一定的に制御することができるが、具体的には、光
源の焦点位置に変化がある場合または光源強さが減衰す
る場合に、これを監視、制御することができるし、光源
に瞬間的で局部的な変化がある場合にも、反復的な周期
で監視することが可能なのである。
によれば、以上に見た通り、光源が発する光を影像光学
系による色収差を経て開口により空間濾過するので、光
源の局部的な変化を単一素子検出器を使用してでも正確
迅速に判定することができる。本発明によればまた、透
過率に変化を与える外部環境変化を感知して環境変化要
因を一定的に制御することができるが、具体的には、光
源の焦点位置に変化がある場合または光源強さが減衰す
る場合に、これを監視、制御することができるし、光源
に瞬間的で局部的な変化がある場合にも、反復的な周期
で監視することが可能なのである。
【図１】 本発明にかかる光源監視装置の概念図
【図２】 波長別の透過率曲線により光源強さの分布変
化を感知する原理を説明する説明図
化を感知する原理を説明する説明図
【図３】 本発明にかかる光源変化監視装置の一実施例
の概略説明図
の概略説明図
【図４】 波長０．５３２μｍでの光源位置による透過
率の三次元分布図
率の三次元分布図
【図５】 波長０．９５μｍでの光源位置による透過率
の三次元分布図
の三次元分布図
【図６】 波長１．５μｍでの光源位置による透過率の
三次元分布図
三次元分布図
１ 光源 ２ 影像光学系 ３ 開口 ４ 単一素子検出器
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01J 1/42 G01J 1/02 G01P 13/00
Claims (13)
- 【請求項１】光源が発した光を色収差を持つ影像光学系
によって開口に補集し結像させる段階、 結像した光をして開口を透過させる段階、 透過した光を所定波長で波長別に分光する段階、 波長別の分光を単一素子検出器に照射する段階、 波長別の分光から得られる積分信号を周期的に反復測定
する段階、および、 測定した積分信号を処理して前記光源に生じた変化を判
定する段階、を含む、光源変化監視方法。 - 【請求項２】光源の強さ分布に空間濾過法を適用して、
光源内の強さ分布の局部的な変化を判定する、請求項１
に記載の光源変化監視方法。 - 【請求項３】影像光学系の色収差を大きくすることで、
開口を透過して積分信号に寄与する波長別光源の有効大
きさを変化させ、この有効大きさ変化を空間濾過時の空
間フィルターとして用いて波長別光源の強さ分布を空間
濾過する、請求項２に記載の光源変化監視方法。 - 【請求項４】光源内の各要素の位置別空間フィルターの
濾過特性が光源の各要素の位置から発する光の影像光学
系と開口を通過する透過率になり、波長別に空間フィル
ターの濾過特性を変化させて光源の波長別有効大きさを
変化させる光源変化監視方法は、光源の各要素から発し
て影像光学系と開口を通った光の波長別の透過率分布で
決定する、請求項３に記載の光源変化監視方法。 - 【請求項５】光源の分光分析のために、光源の焦点位置
を制御する波長かこの制御波長に対し色収差が殆どない
波長からなる主波長と、主波長に比べて相当に大きな色
収差を持ち前記主波長よりも短い波長と、主波長に比べ
て相当に大きな色収差を持ち前記主波長よりも長い波長
との、互いに異なる３個の波長を選択する、請求項１に
記載の光源変化監視方法。 - 【請求項６】波長別の分光信号を処理して信号間の比を
求め、この比に基づき、光源の大きさ変化を判定する、
請求項１に記載の光源変化監視方法。 - 【請求項７】波長別の光の分光信号を処理して信号間の
比を求め、この比に基づき、光源の焦点移動または光軸
からの離脱を判定する、請求項１に記載の光源変化監視
方法。 - 【請求項８】各周期の初期での分光信号比に基づき、光
源内の局部的な変化を周期的に判定する、請求項１から
４までのいずれかに記載の光源変化監視方法。 - 【請求項９】各周期の初期に測定した分光信号と、周期
より短い時間遅延の後に測定した分光信号との比を算出
して、この比に基づき、光源の瞬間的で局部的な変化を
判定する、請求項１から４までのいずれかに記載の光源
変化監視方法。 - 【請求項１０】光を制限的に透過させる開口と、 光源が発する光を前記開口に捕集し結像させる、大きな
色収差を持つ影像光学系と、 前記開口に結像し開口を透過した光を波長別に分光する
分光手段と、 前記分光を個々に検出して各分光ごとに積分信号を得さ
せる複数の単一素子検出器と、 各単一素子検出器の出力をデジタル化するインターフェ
ースを有し、各単一素子検出器の出力を一定周期で測定
して、毎周期都度、始作点および前記周期より短い一定
時間遅延後の測定点での波長別の分光信号を処理して前
記光源に生じた変化を判定する信号処理器と、をそれぞ
れ備えた光源変化監視装置。 - 【請求項１１】前記分光手段は、前記開口を通過した光
を視準する視準光学系と、入射した光を所定の波長帯域
別にそれぞれ透過、反射させ分離する色分離フィルター
と、色分離フィルターで分離された光の中から所定波長
の光のみを透過させる帯域フィルターと、帯域フィルタ
ーを透過した光を単一素子検出器に集める集光レンズで
構成されている、請求項１０に記載の光源変化監視装
置。 - 【請求項１２】前記開口は光ファイバーの端面からな
る、請求項１０または１１に記載の光源変化監視装置。 - 【請求項１３】前記影像光学系は一つ以上の高屈折光学
レンズで構成されている、請求項１０から１２までのい
ずれかに記載の光源変化監視装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019960056971A KR100193276B1 (ko) | 1996-11-23 | 1996-11-23 | 영상광학계의 색수차와 공간여과 측정방법을 이용한 광원의 감시방법 및 장치 |
| KR1996-56971 | 1996-11-23 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10160567A JPH10160567A (ja) | 1998-06-19 |
| JP2895021B2 true JP2895021B2 (ja) | 1999-05-24 |
Family
ID=19483359
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9113210A Expired - Fee Related JP2895021B2 (ja) | 1996-11-23 | 1997-04-30 | 光源変化監視方法および装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2895021B2 (ja) |
| KR (1) | KR100193276B1 (ja) |
-
1996
- 1996-11-23 KR KR1019960056971A patent/KR100193276B1/ko not_active IP Right Cessation
-
1997
- 1997-04-30 JP JP9113210A patent/JP2895021B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR100193276B1 (ko) | 1999-06-15 |
| KR19980038113A (ko) | 1998-08-05 |
| JPH10160567A (ja) | 1998-06-19 |
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