JPH0244258Y2 - - Google Patents

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JPH0244258Y2
JPH0244258Y2 JP1983001821U JP182183U JPH0244258Y2 JP H0244258 Y2 JPH0244258 Y2 JP H0244258Y2 JP 1983001821 U JP1983001821 U JP 1983001821U JP 182183 U JP182183 U JP 182183U JP H0244258 Y2 JPH0244258 Y2 JP H0244258Y2
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optical axis
laser beam
reticle
lens
reflecting mirror
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/10Nuclear fusion reactors

Landscapes

  • Mounting And Adjusting Of Optical Elements (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はレーザービーム集光装置に関し、特に
レーザービームを反射鏡と集光レンズから成る光
学系手段により、球状のターゲツト中心に請度よ
く集光させるための光軸および焦点誤差検出手段
を有するレーザービーム集光装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] The present invention relates to a laser beam focusing device, and in particular to an optical axis and The present invention relates to a laser beam focusing device having focus error detection means.

従来この種のレーザービーム集光装置は、例え
ばレーザー該融合システムなどに用いられてお
り、第1図に示すように第1の反射鏡1と、第2
の反射鏡2と、集光レンズ3と、前記反射鏡の角
度調整用の第1の自動ミラージンバル4と、第2
の自動ミラージンバル5と、前記集光レンズ3の
焦点調整用のレンズ駆動装置6と、内部にターゲ
ツト9を設置した真空チヤンバー7と、真空シー
ルドガラス8と、レーザービームを直径0.1〜1.0
mm程度の球状のターゲツト9の中心に正確に集光
させるための光軸及び焦点誤差検出手段10とか
ら構成される。
Conventionally, this type of laser beam focusing device has been used, for example, in a laser fusion system, and as shown in FIG.
a reflecting mirror 2, a condensing lens 3, a first automatic mirror gimbal 4 for adjusting the angle of the reflecting mirror, and a second automatic mirror gimbal 4 for adjusting the angle of the reflecting mirror.
an automatic mirror gimbal 5, a lens driving device 6 for adjusting the focus of the condensing lens 3, a vacuum chamber 7 with a target 9 installed therein, a vacuum shield glass 8, and a laser beam with a diameter of 0.1 to 1.0.
It is comprised of an optical axis and focus error detection means 10 for accurately focusing light on the center of a spherical target 9 of about mm size.

従来の上記光軸及び焦点誤差検出手段は例えば
第2図に示すようにレンズ11とレンズ12とか
ら成る対物レンズと光路切換用の反射鏡13及び
反射鏡14とイメージセンサー15と信号処理回
16と前記自動ミラージンバルに修正信号を与え
る自動ミラージンバル駆動回路17及び18と前
記レンズ駆動装置の駆動回路19とから構成され
る。つまり、前記ターゲツトからの反射光をイメ
ージセンサーに入射せしめ、イメージセンサーの
映像信号を信号処理することにより上記光軸及び
焦点誤差を検出し前記自動ミラージンバル及び前
記レンズ駆動装置を駆動し光軸調整及び焦点調整
するものである。
The conventional optical axis and focus error detection means, for example, as shown in FIG. , automatic mirror gimbal drive circuits 17 and 18 that provide correction signals to the automatic mirror gimbal, and a drive circuit 19 for the lens driving device. That is, the reflected light from the target is made incident on the image sensor, and the image sensor's video signal is processed to detect the optical axis and focus error, and the automatic mirror gimbal and the lens driving device are driven to adjust the optical axis. and focus adjustment.

一般にレーザー光の高出力化により、レーザー
ビームは大口径となるため、前記集光レンズの焦
点距離は1m程度の長焦点となる。ターゲツト位
置でのレーザービームの集光状態を高精度で検出
するためには、横倍率及び縦倍率を大きくする必
要があり、誤差検出手段には長焦点(約10m)の
望遠光学系が必要とされ、スペースの制約上第2
図に示されるごとく光路切換用の反射鏡が不可欠
である。
Generally, as the output of laser light increases, the diameter of the laser beam becomes large, so the focal length of the condensing lens becomes a long focal point of about 1 m. In order to detect the focused state of the laser beam at the target position with high precision, it is necessary to increase the horizontal and vertical magnification, and a telephoto optical system with a long focus (approximately 10 m) is required as the error detection means. Due to space constraints, the second
As shown in the figure, a reflector for switching the optical path is essential.

上記誤差検出手段は本来前記反射鏡1及び2の
角度変動を検出すべきものであるが誤差信号には
検出手段内の反射鏡13及び14の角度変動が付
加されるため、レーザービーム集光装置の正確な
光軸誤差を検出できない。
The error detection means should originally detect the angular fluctuations of the reflecting mirrors 1 and 2, but since the angular fluctuations of the reflecting mirrors 13 and 14 in the detection means are added to the error signal, Unable to detect accurate optical axis error.

また、前記レンズ11とレンズ12が分離して
いるがために、誤差検出手段内の光軸及び焦点調
整が困難であり、結果的にイメージセンサー上に
結像されるパターンには、軸偏心による劣化が生
じ、レーザービーム集光装置の集光レンズ3及び
ターゲツト9のわずかな光軸方向のずれによるタ
ーゲツトからの反射光のビーム拡がり角の微少変
化の検出能力が劣る欠点がある。
In addition, since the lenses 11 and 12 are separated, it is difficult to adjust the optical axis and focus within the error detection means, and as a result, the pattern imaged on the image sensor may be affected by axial eccentricity. There is a drawback that the ability to detect minute changes in the beam divergence angle of reflected light from the target due to slight deviations in the optical axis direction between the condensing lens 3 and the target 9 of the laser beam condenser is poor.

以上説明したように従来の装置では、誤差検出
手段の光学調整が困難であり、誤差検出手段の光
軸変動が生じ得るため、レーザービーム集光装置
の光軸及び焦点誤差を高精度に検出できない欠点
があつた。
As explained above, with conventional devices, it is difficult to optically adjust the error detection means, and the optical axis of the error detection means may fluctuate, making it impossible to detect the optical axis and focus error of the laser beam focusing device with high precision. There were flaws.

本考案の目的は誤差検出手段の光軸及び焦点調
整を容易にし、高精度に光軸及び焦点誤差を検出
し得る光軸及び焦点誤差検出手段を有するレーザ
ービーム集光装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a laser beam focusing device having an optical axis and focus error detection means that can easily adjust the optical axis and focus of the error detection means and detect the optical axis and focus error with high precision. .

本発明による装置の構成は、レーザービームを
球状のターゲツト中心に正確に集光させるための
光軸調整手段及び焦点調整手段と、前記レーザー
ビームのターゲツトからの反射光を受光し、前記
光軸調整手段及び焦点調整手段の変動誤差を検出
し、修正信号を出力する光軸及び焦点誤差検出手
段とを備えるレーザービーム集光装置において、
前記ターゲツトからの反射光を前記光軸及び焦点
誤差検出手段へ導く光学配置として前記反射光を
受けるレンズと、前記レンズの集光位置に配置さ
れた反射鏡と、前記反射鏡で反射された光を前記
光軸及び焦点誤差検出手段へ集光させるリレーレ
ンズと、前記反射鏡に対応して配置され前記反射
鏡の位置に切換えることができるレチクルと、前
記反射鏡及びレチクルの位置をスライドさせるス
ライド機構と、前記レチクルを照射するための光
源とを具備する。
The configuration of the apparatus according to the present invention includes an optical axis adjusting means and a focus adjusting means for accurately converging a laser beam at the center of a spherical target, and receiving reflected light from the target of the laser beam, and adjusting the optical axis. A laser beam focusing device comprising an optical axis and a focus error detection means for detecting a fluctuation error of the means and the focus adjustment means and outputting a correction signal,
An optical arrangement for guiding the reflected light from the target to the optical axis and focus error detection means includes a lens receiving the reflected light, a reflecting mirror disposed at a condensing position of the lens, and light reflected by the reflecting mirror. a relay lens that focuses the light onto the optical axis and the focus error detection means; a reticle that is arranged corresponding to the reflector and can be switched to the position of the reflector; and a slide that slides the positions of the reflector and the reticle. and a light source for illuminating the reticle.

次に図面を参照して本考案を詳細に説明する。 Next, the present invention will be explained in detail with reference to the drawings.

第3図は本考案による一実施例を示す図であ
り、20はリレーレンズ、21はレチクル、22
は反射鏡13とレチクル21を光路に挿入、除去
するためのスライド機構、23はレンズ11によ
るレーザビームの集光点を中心に反射鏡及びレチ
クルを回転させるための回転ステージ、24は白
色光源、25は干渉フイルターである。その他の
構成要素は、第2図の従来例と同じ記号によつて
示すように、その機能が類似するものである。レ
ーザービームのレンズ11による集光位置に反射
鏡13を配置し光路を切換え、リレーレンズ20
により第2図に示す光学系と同様な合成焦点距離
を得るように構成する。反射鏡設置位置にレチク
ル21を置き結像点を形成し、レンズ11とリレ
ーレンズ20の光学調整の基準点を設ける。レチ
クル21は半透明な拡散材質に十字線目盛を描い
たものであり、十字線の交点をレンズ11の光軸
に一致するようにスライド機構22を調整する。
FIG. 3 is a diagram showing an embodiment of the present invention, in which 20 is a relay lens, 21 is a reticle, and 22 is a diagram showing an embodiment of the present invention.
23 is a slide mechanism for inserting and removing the reflecting mirror 13 and reticle 21 from the optical path; 23 is a rotation stage for rotating the reflecting mirror and reticle around the focal point of the laser beam by the lens 11; 24 is a white light source; 25 is an interference filter. The other components are similar in their functions, as indicated by the same symbols as in the conventional example in FIG. A reflecting mirror 13 is placed at the position where the laser beam is focused by the lens 11 to switch the optical path, and the relay lens 20
The optical system is constructed so as to obtain a composite focal length similar to that of the optical system shown in FIG. A reticle 21 is placed at the reflecting mirror installation position to form an imaging point, and a reference point for optical adjustment of the lens 11 and the relay lens 20 is provided. The reticle 21 is made of a translucent diffusing material with a crosshair scale drawn thereon, and the slide mechanism 22 is adjusted so that the intersection of the crosshairs coincides with the optical axis of the lens 11.

この調整はHe−Neレーザー等の可視光をレン
ズ11の光軸上に入射させ、レチクル中心とビー
ム位置が一致するようにレチクルを移動させるこ
とにより調整でき、この位置が反射鏡とレチクル
を切換える際の設置位置となるようにスライド機
構22のストツパー基準を調整し、位置の再現性
を得るようにする。
This adjustment can be made by injecting visible light such as a He-Ne laser onto the optical axis of the lens 11 and moving the reticle so that the center of the reticle and the beam position match, and this position switches between the reflecting mirror and the reticle. The stopper reference of the slide mechanism 22 is adjusted to the actual installation position to obtain position reproducibility.

以上の調整後レーザービーム集光装置の所定の
位置に設置する。レーザービームとの光軸調整
は、レチクルを回転ステージによりレンズ11の
光軸に対し垂直となるようにし、ビームの集光位
置がレチクル中心に一致するように検出手段の位
置調整をすることにより容易に達成される。
After the above adjustment, the laser beam condenser is installed at a predetermined position. Optical axis alignment with the laser beam is facilitated by setting the reticle perpendicular to the optical axis of the lens 11 using a rotating stage and adjusting the position of the detection means so that the beam condensing position coincides with the center of the reticle. will be achieved.

リレーレンズ20の光学調整は回転ステージ2
3によりレチクル21をリレーレンズ20の光軸
と垂直となるようにし、白色光源24によりレチ
クルを照明する。照明光の波長をレーザービーム
の波長に合わせるため干渉フイルター25により
波長選択する。
The optical adjustment of the relay lens 20 is performed using the rotation stage 2.
3, the reticle 21 is made perpendicular to the optical axis of the relay lens 20, and the white light source 24 illuminates the reticle. The wavelength of the illumination light is selected by an interference filter 25 in order to match the wavelength of the laser beam.

イメージセンサー15からの映像信号をTVモ
ニター上に表示し、レチクル像が鮮明でかつレチ
クル中心がイメージセンサー中心に一致するよう
にリレーレンズ20及びイメージセンサー15の
焦点調整及び光軸調整を行う。この状態でレチク
ルから反射鏡に切換えてレーザービームを受光し
イメージセンサーにより検出される集光パターン
が最小となるように反射鏡13とリレーレンズ2
0とイメージセンサー15を同時にレンズ11の
光軸方向に移動させることによりレンズ11の焦
点調整は容易になされる。またこの調整は上記レ
ンズ11の光軸調整時にレチクル面の集光パター
ンが最小となるようにレンズ11を光軸方向に移
動させることによつても焦点調整がなされ得る。
The video signal from the image sensor 15 is displayed on a TV monitor, and the focus and optical axis of the relay lens 20 and the image sensor 15 are adjusted so that the reticle image is clear and the center of the reticle coincides with the center of the image sensor. In this state, the reticle is switched to a reflector to receive the laser beam, and the reflector 13 and relay lens 2
The focus of the lens 11 can be easily adjusted by simultaneously moving the image sensor 15 and the image sensor 15 in the optical axis direction of the lens 11. This adjustment can also be performed by moving the lens 11 in the optical axis direction so that the light condensing pattern on the reticle surface is minimized when adjusting the optical axis of the lens 11.

以上の焦点調整時のレーザービームは、ターゲ
ツト中心に正確に集光させるためのレーザービー
ム集光装置の初期光学調整が完了している状態の
ターゲツトからの反射ビームであり、ほぼ平行な
ビームである。
The laser beam used during the above focus adjustment is a reflected beam from the target after the initial optical adjustment of the laser beam concentrator has been completed to accurately focus the beam on the center of the target, and is a nearly parallel beam. .

また、上記説明の光学配置においては、反射鏡
13に角度変動が生じてもイメージセンサー15
でのビームの集光位置はかわらない。
Furthermore, in the optical arrangement described above, even if the angle of the reflecting mirror 13 changes, the image sensor 15
The focus position of the beam remains unchanged.

以上の説明によつて明なかなように、本考案に
よるレーザービーム集光装置では、レーザービー
ムの光軸及び焦点誤差検出手段の内部に光学調整
手段を具備し、誤差検出手段に使用される光路切
換用の反射鏡の角度変動による検出ビームの光軸
変動が生じないように光学配置することにより、
光学調整を容易にし、高精度に光軸及び焦点誤差
の検出ができる効果がある。
As is clear from the above description, the laser beam focusing device according to the present invention includes optical adjustment means within the optical axis of the laser beam and the focus error detection means, and the optical path used by the error detection means. By optically arranging the optical axis so that the optical axis of the detection beam does not change due to changes in the angle of the switching reflector,
This has the effect of facilitating optical adjustment and detecting optical axis and focus errors with high precision.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は一般的なレーザービーム集光装置の構
成図、第2図は従来の光軸及及び焦点誤差検出手
段の構成図、第3図は本考案の一実施例の構成図
である。 1,2……反射鏡、3……集光レンズ、4,5
……自動ミラージンバル、6……レンズ駆動装
置、7……真空チヤンバー、8……真空シールド
ガラス、9……ターゲツト、10……光軸及び焦
点誤差検出手段、11,12……レンズ、13,
14……反射鏡、15……イメージセンサー、1
6……信号処理回路、17,18……自動ミラー
ジンバル駆動回路、19……駆動回路、20……
リレーレンズ、21……レチクル、22……スラ
イド機構、23……回転ステージ、24……白色
光源、25……干渉フイルター。
FIG. 1 is a block diagram of a general laser beam focusing device, FIG. 2 is a block diagram of a conventional optical axis and focus error detection means, and FIG. 3 is a block diagram of an embodiment of the present invention. 1, 2... Reflector, 3... Condensing lens, 4, 5
... Automatic mirror gimbal, 6 ... Lens drive device, 7 ... Vacuum chamber, 8 ... Vacuum shield glass, 9 ... Target, 10 ... Optical axis and focus error detection means, 11, 12 ... Lens, 13 ,
14...Reflector, 15...Image sensor, 1
6... Signal processing circuit, 17, 18... Automatic mirror gimbal drive circuit, 19... Drive circuit, 20...
Relay lens, 21... Reticle, 22... Slide mechanism, 23... Rotating stage, 24... White light source, 25... Interference filter.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] レーザービームを球状のターゲツト中心に正確
に集光させるための光軸調整手段及び焦点調整手
段と、前記レーザービームのターゲツトからの反
射光を受光し、前記光軸調整手段及び焦点調整手
段の変動誤差を検出し、修正信号を出力する光軸
及び焦点誤差検出手段とを備えるレーザービーム
集光位置において、前記ターゲツトからの反射光
を前記光軸及び焦点誤差検出手段へ導く光学配置
として前記反射光を受けるレンズと、前記レンズ
の集光位置に配置された反射鏡と、前記反射鏡で
反射された光を前記光軸及び焦点誤差検出手段へ
集光させるリレーレンズと、前記反射鏡に対応し
て配置され前記反射鏡の位置に切換えることがで
きるレチクルと、前記反射鏡及びレチクルの位置
をスライドさせるスライド機構と、前記レチクル
を照射するための光源とを具備することを特徴と
するレーザービーム集光装置。
Optical axis adjusting means and focus adjusting means for accurately focusing the laser beam on the center of a spherical target, and receiving the reflected light from the target of the laser beam, and adjusting the fluctuation error of the optical axis adjusting means and the focus adjusting means. At a laser beam focusing position, the reflected light from the target is guided to the optical axis and the focus error detection means at a laser beam focusing position, which is equipped with an optical axis and a focus error detection means for detecting the optical axis and outputting a correction signal. a receiving lens, a reflecting mirror disposed at a focusing position of the lens, a relay lens that focuses the light reflected by the reflecting mirror onto the optical axis and the focus error detection means, and a relay lens corresponding to the reflecting mirror. A laser beam focusing system comprising: a reticle that is arranged and can be switched to the position of the reflecting mirror; a sliding mechanism that slides the positions of the reflecting mirror and the reticle; and a light source for irradiating the reticle. Device.
JP1983001821U 1983-01-11 1983-01-11 Laser beam focusing device Granted JPS59109313U (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1983001821U JPS59109313U (en) 1983-01-11 1983-01-11 Laser beam focusing device

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JP1983001821U JPS59109313U (en) 1983-01-11 1983-01-11 Laser beam focusing device

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Publication Number Publication Date
JPS59109313U JPS59109313U (en) 1984-07-23
JPH0244258Y2 true JPH0244258Y2 (en) 1990-11-26

Family

ID=30133525

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