JPH0228846B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はコリメータの調整装置に関する。

コリメータ自体は周知であり、このコリメータ
を調整する通常の調整装置の構成を第１図に示
す。コリメータ１０の鏡筒１の後端に調整板２を
介して光源３を取付ける。鏡筒１に対して光軸方
向に調整可能としたレンズ枠４にコリメートレン
ズ５を取付ける。ベース８に取付けた取付治具６
にコリメータ１０の鏡筒１を取付ける。最も簡単
な調整装置として、ベース８に取付けた方眼目盛
付きのスクリーン７を設ける。

コリメータ１０の光源３から放射される光はコ
リメートレンズ５を通つてスクリーン７上に投射
される。この時の投影像がスクリーン７の中心に
あり、投影像の大きさがレンズ５の有効径と等し
くなるように調整すれば、光源３がコリメートレ
ンズ５の焦点に一致していることになる。このと
き平行光束がレンズ枠に対して傾いて無いことに
なる。

しかし、この方法では像の輪郭を正確に定める
のは困難であり、像の直径の判定とスクリーンの
中心にあることの判定は正確にできない。

投影像の輪郭の測定の精度を上げるためにはコ
リメータ１０とスクリーン７との距離を大きくす
る必要があるが、装置が大型となる欠点がある。

第２図に示す既知のコリメータ調整装置はスク
リーン７に代えて望遠鏡２１を使用する。この装
置によれば、正確に位置決めされたコリメータか
らの平行光束による投影像の大きさが読み取れる
とともに、視野中心からの像のズレ具合によつ
て、光源の焦点位置からのズレを測定できる。

望遠鏡でコリメータ２２の調整を行う場合に、
望遠鏡の倍率を下げてレンズ枠に対する光束の傾
きを測定しようとすれば、傾きの度合の測定は広
い範囲についてできるが精度は悪くなり、逆に望
遠鏡の倍率を上げて傾きの度合を測定すなわち視
野中心からのズレ量を拡大して測定することによ
つて、精度を上げようとすれば測定範囲は狭くな
る。したがつて、望遠鏡の視野内に入るように組
込まれたコリメータ２２以外のコリメータについ
ては、観察できない状態で視野内に入つてくるよ
うな調整を必要とするために、粗調整は困難にな
る。

第３図に示す調整装置はベース８上に光線傾き
測定機３１を取付け、表示装置３２にコリメータ
３３からの光束の出射角が表示される。

この装置は小型で精度も高いが光束の拡がり角
の検出が不可能であるため、総合的調整のために
は他の装置を使用する必要があり、調整終了まで
の所要時間が長くなる。

本発明の目的は、コリメータの光源をコリメー
トレンズの焦点に正確に一致させるための調整を
高精度、迅速に行うコリメータ調整装置を提供す
るにある。

本発明によるコリメータ調整装置の概要は、取
付治具に取付けたコリメータからの出射光を光分
岐素子で２分割し、一方の光束を収束レンズで収
束し、収束光束を顕微鏡で拡大する。分割された
他方の光束はミラーによつて他の経路を通らせ、
光結合素子によつて拡大光束と合成してスクリー
ン上に投影する。スクリーンの目盛と合成像とは
テレビカメラに撮像され、モニターに表示され
る。

この像の位置、形状によつてコリメータの調整
を、すなわち光源をコリメートレンズの焦点に一
致させる調整を行う。

本発明の調整装置では、コリメータからの光束
の一部はレンズ系を通らずにスクリーンに投影さ
れるため、コリメータの粗調整を容易に行うこと
ができる。すなわち、光束の大きさがレンズの口
径と同じ大きさになるように、かつスクリーンの
所定位置（例えば中心）に位置するように、コリ
メートレンズを光軸方向（前後）に移動したりあ
るいは、光源を光軸と直角方向に移動すればよ
い。このときは、まだコリメータとスクリーンと
の距離が充分でないため、感度が低く粗調整であ
る。一方、レンズ系を通つて収束され、更に顕微
鏡で拡大された像によつて、粗調整終了後の微調
整を容易に行うことができる。すなわち、コリメ
ートレンズの焦点に光源があるときには光源の像
の大きさが最小になり、焦点位置からズレたとき
には像の大きさが大きくなつていくので、この光
源の像の大きさが最小になるように、かつ光源の
像がスクリーンの所定位置（例えば中心）に位置
するように、コリメートレンズを光軸方向（前
後）に移動したりあるいは光源を光軸と直角方向
に移動する。このときは、光源の像が拡大されて
いるので感度が高く、従つて所定位置（例えば中
心）からのズレ量も大きく投影されるので、ズレ
量を無くする微調整を容易に行なえる。このよう
に粗調整と微調整の２段階で調整を行うのは、後
者のみでは調整前に光源が光軸から離れていると
スクリーンに投影されない場合があり、スクリー
ンに確実に投影するために前者が必要となる。こ
れによつて、１個のモニターテレビ上に２個の投
影像が同時に得られ、それぞれ粗調整，微調整用
として使用されるため、調整精度は良く、調整時
間は短い。

本発明を例示とした実施例並びに図面について
説明する。

本発明によるコリメータ調整装置の平面図の概
略を第４図ａ，ｂに示す。ベース５７に位置調整
可能に取付けられた取付治具４１に調整機構を内
蔵されたコリメータ６５を取付ける。コリメータ
６５からの出射光はハーフプリズム枠６３に取付
けたハーフプリズム４２に入射して２分割され
る。ベース５７に取付けた直進ステージ６４上に
レンズ枠４６を介して光軸方向に調整可能に取付
けた収束レンズ４５にハーフプリズム４２を通つ
た直進分岐光６６が入射してレンズ４５によつて
収束される。収束された光束は顕微鏡４７で拡大
される。

この時の拡大率は前述のように感度をよくする
ために、例えば投影像がコリメータの口径程度に
拡大される倍率とする。

ハーフプリズム４２で分岐された偏向分岐光６
７はベース５７に取付けたプリズム枠４４に取付
けた直角プリズム４３で偏向される。

ベース５７にミラー枠５１，５３を取付け、そ
れぞれミラー５０，５２を保持する。直角プリズ
ム４３を通つた分岐光６７はミラー５０によつて
更に直角に偏向し、ベース５７に取付けたミラー
枠４９に取付けたハーフミラー４８を通る。

顕微鏡４７によつて拡大された直進光束５９は
ハーフミラー４８によつて反射し、偏向分岐光６
７に合成される。この合成光５８はミラー５２に
入射して偏向し、ベース５７に取付けたスクリー
ン５４に投影される。この投影像をテレビカメラ
５６で撮像され、テレビモニター６０上に像６
１，６２として表示される。このとき光源３がコ
リメートレンズ５の焦点位置から外れた位置（焦
面上にあるが焦点位置ではない）にあるときは、
収束レンズ４５によつて点線で示す光束となり、
スクリーン５４上ではスクリーン５４の中心から
ズレることになる。なお２つの投影像が第４図ａ
のように重なつたときは見にくいので、ミラー４
８，５２の調整によつて、像６１，６２の位置は
第４図ｂのようにモニター６０の面上の任意の位
置とすることができる。これによつて２つの像は
見やすくなり、各像の任意の位置において鏡筒１
を回転したときに各像が動かなければ（スクリー
ン上に投影された像が移動しなければ）、光源３
がコリメートレンズ５の焦点位置にあることにな
る。

このような調整装置による光源とコリメートレ
ンズの調整について第４図ａにより説明する。

コリメータを除く上述の各要素は、光軸上にあ
らかじめ設定配置されている。調整すべきコリメ
ータ６５を取付治具に取付けてからの光源３とコ
リメートレンズ５の粗調整は、以下のようにして
行う。

第１に偏向分岐光６７によるモニター６０上の
像６１を、モニター６０のほぼ中心（スクリーン
５４のほぼ中心でも同じことが言える。）となる
ように、光源３を取付けた調整板２を鏡筒１の後
端で光軸と直角の方向に移動調整する。また像６
１の大きさがコリメータの口径にテレビカメラの
倍率を乗じた大きさになるようにコリメートレン
ズ５を取付けたレンズ枠４を光軸方向に移動調整
する。（図では、わかりやすくするために、上記
乗じた大きさと像６１の大きさをほぼ等倍にして
ある。）このように、調整板２とレンズ枠４の調
整によつて、平行光束をスクリーン５４（モニタ
６０でも同じ）のほぼ中心（ほぼ目盛中心）に投
影するための粗調整を行う。偏向分岐光６７はレ
ンズを通らないため、収束、拡散はなく、また光
束通過距離が比較的長いため、比較的正確な平行
光束を得られるが、この平行光束は光源３が焦面
上にあれば得られるので、光源３が焦点にあると
は限らない。また像６１の大きさを上記の乗じた
大きさに正確に合わせることが難しい。さらに像
がスクリーン５４の中心に一致していることの確
認が難しいことがあげられる。なお、この時は直
進光束６６による像６２もモニター６０上に表示
されている。

次に、微調整を行う。これは前述のように、コ
リメートレンズ５の焦点位置に光源３があるとき
には結像された像の大きさが最小になるので、最
小で鮮明な光源３の像６２がモニター６０の中心
に来るように、光源３を取付けた調整板２、コリ
メートレンズ５を取付けたレンズ枠３を粗調整の
位置からわずかに移動しながら微調整を行う。像
６２は、光源３が拡大されたものなので、スクリ
ーン５４の中心に極めて高い精度で位置させるこ
とができる。これによつて直進する平行光束６６
がレンズ４５によつて最小の焦点を結ぶことが確
認され、光源３がコリメートレンズ５の焦点位置
に位置したことになるので、コリメータ６５の調
整を終了する。

第５図は本発明の第２の実施例を示し、ミラー
５２に入射するまでの構成は第４図と同様であ
る。

ミラー５２で反射された光束はスクリーン５４
の代わりにスクリーンとしてテレビカメラ７０の
撮像面７１に投影される。この像は目盛入のテレ
ビモニター７２に表示される。調整については前
述と同様である。

上述によつて明らかにされた通り、コリメータ
から出射する光束を２分割して別個の光学系を通
つた後に、結像させない光束と結像させた後拡大
した像とを合成してスクリーンに、更に１台のテ
レビモニターに投影することによつて、一方を粗
調整用、他方を微調整用とすることが可能となつ
た。このため、高精度で広い検出範囲を得ること
ができ、前記従来の矛盾した要求を共に満足でき
る。更に、テレビカメラで撮像することによつ
て、直接目視できない赤外線，紫外線用のコリメ
ータの調整も可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は既知のコリメータ調整装
置の説明図、第４図ａ，ｂ、第５図は本発明の第
１，第２の実施例によるコリメータ調整装置の図
である。 １……鏡筒、３……光源、４……レンズ枠、５
……コリメートレンズ、６，４１……取付治具、
７，５４……スクリーン、８，５７……ベース、
１０，２２，３３，６５……コリメータ、２１…
…望遠鏡、４２……ハーフプリズム、４３……直
角プリズム、４５……収束レンズ、４７……顕微
鏡、４８……ハーフミラー、５０，５２……ミラ
ー、５６，７０……テレビカメラ、６０，７２…
…テレビモニター。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 位置決めの調整をすべき光源とコリメートレ
   ンズを収納した鏡筒を取付けるコリメータ取付部
   材と、 コリメータ光軸上にあつてコリメートレンズを
   通過した光束を２分割する光分岐素子と、 該光分岐素子の一方の分岐光束を収束させ前記
   光源を結像するレンズと、 該レンズによつて結像された像を拡大する顕微
   鏡と、 前記光分岐素子の他方の分岐光束をレンズ系を
   通さずに、前記顕微鏡を通つた光束とともに合成
   させる光結合素子と、 前記一方の分岐光束または他方の分岐光束を前
   記光結合素子に向けて偏向する光学系と、 該光結合素子により合成された光束を投影する
   スクリーンと、 を備える上記スクリーン上の上記他方の分岐光束
   像によつて粗調整を行い、上記一方の分岐光束の
   位置と大きさによつて微調整を行うことを特徴と
   するコリメータ調整装置。 ２ 前記スクリーンは、テレビカメラ撮像面であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   コリメータ調整装置。 ３ 前記スクリーンは、投影像を撮像表示するテ
   レビカメラと、モニターテレビとを備えることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載のコリメー
   タ調整装置。