JPH0277009A - 光軸調製装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、光ビームを利用した検査装置や測定装置にお
いてその光ビームの光軸を調整するのに用いて好適の光
軸調整装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来、この種の装置としては第１９図（ブロック図）に
示すようなものがある。第１９図に示すように、図示し
ない光源から射出された光ビームＬは、光学系５１を通
過した後、所定の対象物等における所定の位置に照射さ
れるようになっている。そして、このような光ビームＬ
の光軸の位置を調整すべく、調整の対象である光ビーム
Ｌの光軸上には、ビームスプリッタ５２が配設され、光
ビームＬの一部が光ビームＬａとして９０度反射されて
受光素子５３へ導かれるようになっている。

従来、受光素子５３としては、例えば、第２０図に示す
ような２分割型のものや、第２１図に示すような４分割
型のものが用いられている。

２分割型の受光素子５３の場合、ビームスプリッタ５２
により一部反射分割された光ビームＬａが入射すると、
予め基準位置に設定されたｙ軸（実際の光ビームＬの上
下方向）について分割された受光素子５３の２つの部分
５３ａ、５３ｂから、光ビームＬａにより起電された電
流■。□ｌ　ｌｌＩ２がそれぞれ検出される。そして、
これらの電流Ｉ。１゜■。２から光ビームＬの左右方向
（ｙ軸に直交するＸ軸方向）のずれを検出でき、自動も
しくは手動により電流Ｉ。、と工。２とが等しくなるよ
うに光ビームＬの光軸を調整することで、光ビームＬの
光軸の１次元位置（左右方向位置）が調整される。

また、４分割型の受光素子５３の場合、光ビームＬａが
入射すると、予め基準位置に設定されたＸ軸、ｙ軸につ
いて分割された受光素子５３の４つの部分５３ｃ、５３
ｄ、５３ｅ、５３ｆから。

光ビームＬａにより起電された電流工よｔ　Ｉ２＃　Ｌ
＃工、がそれぞれ検出される。そして、これらの電流工
、〜工、について加算処理や差分処理を施すことにより
、光ビームＬのｘ、ｙ方向のずれを検出でき、自動もし
くは手動により電流■□〜工、がすべで等しくなるまで
、光ビームＬの光軸を繰返し調整することで、光ビーム
Ｌの光軸の２次元位置が調整される。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述のような従来の光軸調整装置では、
光ビームＬの光軸の位置制御を行なえる範囲が、ビーム
スプリッタ５２により分割された光ビームＬａが受光素
子５３の分割軸（ｘ＋ｙ軸）上に存在する場合のみで極
めて狭く、任意の位置に光ビームＬの光軸を調整するこ
とができない。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされた
もので、光ビームの位置ずれを精度良く検出し、光ビー
ムの光軸を任意の位置に自動的に調整できるようにした
光軸調整方法および装置を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために１本発明の第１番目の光軸調
整装置（請求項１）は、光軸調整対象の光ビーム自体も
しくはその一部を受ける光電変換体をそなえ、この光電
変換体を、その端部からの距離に応じた抵抗分布を有す
る抵抗層、もしくは、上記端部からの距離に応じた光感
度分布を有する受光素子により構成し、上記光電変換体
からの出力電流値に基づき上記光ビームの入射位置を算
出する演算手段と、演算された入射位置に基づき上記光
ビームの光軸を同光軸直交方向の位置について調整する
調整手段とをそなえたことを特徴としている。

また、本発明の第２番目の光軸調整方法（請求項２）は
、光軸調整対象の光ビーム自体もしくはその一部を受け
る光電変換体をそなえ、この光電変換体を、その端部か
らの距離に比例した抵抗分布を有する第１抵抗層もしく
は上記端部からの距離に比例した光感度分布を有する第
１受光素子と、上記端部からの距離の２乗に比例した抵
抗分布を有する第２抵抗層もしくは上記端部からの距離
の２乗に比例した光感度分布を有する第２受光素子とに
より構成し、上記光電変換体からの出力電流値に基づき
上記光ビームの入射位置および分散を算出する演算手段
と、演算された入射位置に基づき上記光ビームの光軸を
同光軸直交方向の位置について調整するとともに演算さ
れた分散に基づき上記光ビームの光軸を同光軸方向の位
置について調整する調整手段とをそなえたことを特徴と
している。

［作　　　用コ 上述した本発明の第１の光軸調整装置では、光軸調整対
象の光ビームが光電変換体へ入射すると、この光電変換
体における光ビームの入射位置に応じた信号強度の出力
電流値が、抵抗層もしくは受光素子の光電変換により得
られる。そして、光電変換体からの出力電流値に基づき
、演算手段において、光ビームが、光電変換体上のどの
位置に入射したかが算出される。得られた入射位置から
光ビームの光軸について同光軸に直交する方向の任意位
置が検知され、これに基づいて調整手段により光ビーム
の光軸の光軸直交方向位置が任意に調整・制御される。

また、上述した本発明の第２の光軸調整装置では、光軸
調整対象の光ビームが光電変換体へ入射すると、この光
電変換体において、第］、抵抗層もしくは第１受光素子
の光電変換により、光電変換体の端部から光ビームの入
射位置までの距離の平均値に応じた信号強度の出力電流
値が得られるとともに、第２抵抗層もしくは第２受光素
子の光電変換により、光電変換体の端部がら光ビームの
入射位置までの距離の２乗平均値に応じた信号強度の出
力電流値が得られる。そして、光電変換体がらの出力電
流値に基づき、演算手段において、統計学上の簡単な計
算式により、光ビームの光電変換体上における入射位置
および分散が算出される。

ここで、光ビームが収束性を有するものである場合には
、光ビームの光軸方向位置に応じて、光電変換体上での
分散が変化することになるので、分散を得ることにより
光ビームの光軸方向位置が検知される。得られた入射位
置および分散から光ビームの光軸について光軸直交方向
および光軸方向の任意位置がそれぞれ検知され、これら
に基づいて調整手段により上記光ビームの光軸の光軸直
交方向および光軸方向の位置が任意に調整・制御される
。

［発明の実施例］ まず、本発明による光軸調整装置の動作原理を藺草に説
明する。

端部からの距離Ｘに応じた抵抗分布を有する抵抗層、も
しくは、距離Ｘに応じた光感度分布を有する受光素子に
て構成された光電変換体へ、光軸調整対象である光ビー
ムの一部または全部を入射させることにより、光ビーム
が入射した光電変換体上の位置に応じて、光電変換体か
ら所定の信号強度の出力電流値が得られる。例えば、光
電変換体が、端部からの距離Ｘの２乗ｘ２に比例した抵
抗分布を有する抵抗層、もしくは、ｘ２に比例した光感
度分布を有する受光素子により構成されている場合、光
電変換体上の位置Ｘ（端部からの位＠）に、強度−様で
幅の狭いスリット状の光が入射したとすると、光電変換
体からの出力電流値は、ｘ２に比例したものとなる。ま
た、上記スリット状の光の入射位置がΔＸだけ変動する
と、光電変換体からの出力電流値も、（Δｘ）”＋２ｘ
・ΔＸに比例した値だけ変動する。

このような出力電流値を得ることにより、光電変換体上
における光ビームの入射位置が検知され、その入射位置
に基づき光ビームの光軸の光軸直交方向位置が得られ、
得られた位置に基づき光ビームの光軸位置が調整される
。また、光電変換体を２つ直交するように配置して、各
光電変換体に光軸調整対象の光ビームを導くことで、前
述と同様にして、光ビームの光軸位置をこの先軸（ｚ）
に直交する２軸方向ＸｒＹについて２次元的に調整する
ことができる。

また、光ビームＬが第４図（ａ）に示すように完全に平
行なものである場合、光ビームＬの光軸方向２の変位Δ
２に対して、光ビームＬの断面の大きさ（分散）は、第
４図（ｂ）、（Ｑ）に示すように全く変化しない。この
ような光学系では一般に光軸方向２の位置調整を必要と
しない。一方、光ビームＬが第５図（ａ）に示すように
平行でないものまたは収束性を有するものである場合、
光ビームＬの光軸方向２の変位Δ２に対して、光ビーム
Ｌの断面の大きさ（分散）は、第５図（ｂ）、（Ｑ）に
示すように変化する。このような光学系では光軸方向２
の位置調整をも調整する必要が生じる。

このような場合に対応すべく、本発明の装置（請求項２
）では、光ビームを光電変換体に入射させることで、第
１抵抗層もしくは第１受光素子から光ビームの入射位ｌ
ｘの平均値ｒに応じた信号強度の出力電流値が得られ、
第２抵抗層もしくは第２受光素子から光ビームの入射位
置ｘの２乗平均値ｘ２に応じた信号強度の出力電流値が
得られる。

このようにして、光ビームの平均位置ｉと２乗平均位置
ｘ２とが得られれば、統計学的に、ｘ２−ｘ２として分
散σ２が演算・検出されることになる。

そして、この分散σ２の大きさに基づき光ビームの光軸
位置がその光軸方向について調整される。

以下１図面により、本発明の光軸調整装置の具体的な実
施例を説明する。

第１〜３図は本発明の一実施例としての光軸調整装置を
示すもので、第１ｍ＜ａ＞はその全体構成図、第１図（
ｂ）はその光電変換体としてのＤＩＰセンサ（Ｄ　：　
ｄｅｖｉａｔｉｏｎ（分散）、　　Ｉ　：１ｎｔｅｎｓ
ｉｔｙ（強度）ｔ　Ｐ　：　ｐｏｓｉｔｉｏｎ（位置）
〕の平面図、第１図（ｃ）は上記ＤＩＰセンサの側面図
、第２図は上記Ｉ０Ｐセンサに入射される光ビームの強
度分布の一例を示すグラフ、第３図（ａ）、（ｂ）はい
ずれも上記ＤＩＰセンサにより得られる出力電流値と上
記ＤＩＰセンサ上の位置との関係を示すグラフである。

第１図（ａ）において、１はレーザ光源で、このレーザ
光源１から射出された光ビームＬは、光学系２を通過し
駆動部３により光学系２を駆動調整することで、所定の
対象物（第６〜８図の符号９参照）等における所定の位
置に照射されるようになっている。このような光ビーム
Ｌの光軸の位置を光軸直交方向Ｘについて調整すべく、
調整の対象である光ビームＬの光軸上には、ビームスプ
リッタ４が配設され、光ビームＬの一部が光ビームＬａ
として９０度反射されて光電変換体としてのＤＩＰセン
サ５へ導かれるようになっている。

そして、６はビームスプリッタ４およびＤＩＰセンサ５
から構成される検出部、７はＤＩＰセンサ５からの出力
電流値１１９　ｘｚ＋　１３に基づき光ビームＬａの入
射位置ｉおよび分散σ２を算出する演算部、８はこの演
算部７により演算された光ビームＬａの入射位置Ｘに基
づき光ビームＬの光軸を光軸直交方向の位ｌｘについて
調整するとともに演算部５により演算された光ビームＬ
ａの分散σ２に基づき光ビームＬの光軸を光軸方向の位
置２について調整すべく駆動部３へ制御指令を送出する
制御部（調整手段）である。

また、本実施例のＤＩＰセンサ５は、第１図（ｂ）、（
Ｃ）に示すように、２層５−１．ｉ層５−２およびｎ層
５−３からなるフォトダイオードとして構成され、光ビ
ームＬａを受けるとその強度に応じ光電変換による所定
の電流を出力するものである。そして、２層５−１は、
ｙ＝（ｗ／Ｑ）・Ｘなる１次直線と、ｙ＝（ｗ／Ｑ”）
・ｘ”なる放物線とにより３つの光電変換面５ａ、５ｂ
、５ｃに分離絶縁されており、各光電変換面５ａ、５ｂ
。

５ｃからそれぞれ電流値ｉｉ、”ａｔ　ｉ３が検出され
るようになっている。ここで、光電変換面５ａと５ｂと
が、ＤＩＰセンサ５の左端部からの距離Ｘに比例した抵
抗分布を有する第１抵抗層もしくは同距離Ｘに比例した
光感度分布を有する第１受光素子に対応する部分であり
、光電変換面５ｂが、ＤＩＰセンサ５の左端部からの距
離Ｘの２乗ｘ２に比例した抵抗分布を有する第２抵抗層
もしくは同距離Ｘの２乗ｘ２に比例した光感度分布を有
する第２受光素子に対応する部分である。

なお、第１図（ｂ）において、２層５−１の第１図（ｂ
）中の左下隅を原点として右方向にＸ軸、上方向にｙ軸
をとっている。また、第１図（ｂ）中のΩ、Ｗは、それ
ぞれＤＩＰセンサ５の外形寸法、つまり長さ１幅を示し
ている。

本発明の一実施例による光軸調整装置は上述のごとく構
成されているので、光軸調整対象の光ビームＬの一部が
、ビームスプリッタ４により反射されて光ビームＬａと
して入射される。このとき、光ビームＬの光軸がその先
軸直交方向Ｘについて移動すると、これと全く対応して
、反射・されてＤＩＰセンサ５に入射される光ビームＬ
ａもＤＩＰセンサ５上に沿うＸ方向について移動する。

ＤＩＰセンサ５および演算部７においては、次のように
して、光ビームＬａの強度（光エネルギ）■、平均位置
（入射位置）マ２分散σ２が検出され、さらには光ビー
ムＬのＸ方向位置およびＺ方向位置が検知される。

今、第２図に示すような１次元ガウス分布形の強度分布
ρ（Ｘ）をもった光ビームＬａが、ＤＩＰセンサ５に入
射したとする。ここで、上記ガウス分布の平均位置を７
、分散をσ２．最大強度をＩ　ｍａｘ、総強度（第２図
に斜線で示す部分の面積）をＩｔとする。なお、第１図
（ｂ）のＸ方向には、光強度分布は一定であるとする。

このとき、位置ｘと、検出電流値１１と１２との和との
間には第３図（ａ）に示すような関係があるとともに、
位ｌｘと検出電流値ｉ、との間には第３図（ｂ）に示す
ような関係がある。そこで、ＤＩＰセンサ５であるフォ
トダイオードの光電変換効率をＫとし、簡単のため、ａ
ｍ＝ｗ／Ｑｔ　ａｚ＝Ｗ／　Ｑ２とすると、検出電流値
ｉ工９１２９１３は、ｉｎ＝に一／：ρ（ｘ）・ａ２ｘ
”ｄｘ　　　　　　＝−（１）ｉｚ＝　Ｋ−ｆ：ρ　（
ｘ）・（ａｚｘ−ａ２　ｘ”）ｄｘ　　＝４２）ｉａ＝
　Ｋ−ｆ：ｐ　（ｘ）・ａ、（Ｑ　−ｘ）ｄｘ　　　＝
４３）となり、これらの（１）〜（３）式より、ｉ□＋
ｉ２＋１３＝Ｋ・几ρ（ｘ）・ａ、・ｕｄｘ＝　Ｋ−ｗ
曇ｆ：ｐ　（ｘ）ｄｘ ＝に−ｗ・Ｉｔ　　　　　・・・（４）ｉｔ＋ｉｚ＝に
一／：ρ（ｘ）・ａｌｘｄｘ　　　−・（ｓ）が得られ
る。ここで、（４）弐つまりｉ　、　＋　ｉ　、　＋　
ｉ　。

によって、光ビームＬａの強度Ｉｔに関する量が検出さ
れ、（５）式つまりｉ□＋１２によって、光ビームＬａ
の強度によって重み付けされた座ｌｘの平均値に関する
量が検出され、（１）弐っまりｊ□によって、光ビーム
Ｌａの強度によって重み付けされた座標Ｘの２乗平均値
が検出されることになる。

従って、（４）、（５）式より。

が得られ、この（ｉｘ＋ｉ、）／（ｊ、、＋ｉ２＋ｉ３
）によって、ＤＩＰセンサ５の端部と光ビームＬａの位
置との距離Ｘの平均値Ｙに比例する１次出力がとり出さ
れる。さらに、（４）、（１）式より、ｉｌ　　　　１
　　　ｆ：ｘ”ｐ（ｘ）ｄｘｉ１＋　ｉ、＋　ｉ、　　
　　Ｑ”　　　　ｆ：ｐ　（ｘ）ｄｘ＝□　　　　　　
　・・・（７） が得られ、このｉｔ／（Ｌ＋ｉ、＋ｉ□）によって、Ｄ
ＩＰセンサ５の端部と光ビームＬａの位置との距Ｗｔｘ
の２乗平均値ｘ２に比例する２次出力がとり出される。

以上の結果から１本実施例では、（４）式により光ビー
ムＬａの総強度Ｉｔが、 Ｉｔ＝（ｉ工＋ｉ、＋ｉｓ）／（Ｋ−ｗ）　　・・・（
８）として検出され、（６）式により光ビームＬａの平
均位置ｉが、 ｘ＝Ｑ・（ｉ！＋ｌｚ）／（ｉ１＋ｉ、＋ｉｚ）・・・
（９）として検出され、さらに、（６）　、　（７）式
に基づき。

下式（１０）により分散σ８が得られる。

２　　　　２　　　　　ｍ σ　　＝　Ｘ　　″″　Ｘ ・・・（１０） ＤＩＰセンサ５により検出された電流値ｘｔｔ１２＋　
１３に基づき、演算部７において、上述した（８）〜（
ｌＯ）式による演算が行なわれ、ＤＩＰセンサ５に入射
する光ビームＬａの平均位置マおよび分散σ２が算出さ
れる。そして、算出された光ビームＬａの平均値［１ｘ
から、光ビームＬのＸ方向の光軸位置が求められ、これ
に基づき制御部８から駆動部３へ制御指令を出力するこ
とで、任意のＸ方向位置に光ビームＬの光軸を調整する
ことができる。

また、同様に、光ビームＬが第５図（ａ）〜（Ｃ）によ
り示したような収束性を有するものであれば。

光ビームＬａの分散σ２から、光ビームＬの２方向の光
軸位置が求められ、これに基づき制御部８から駆動部３
へ制御指令を出力することで、任意の２方向位置に光ビ
ームＬの光軸を調整することができる。

例えば、第６図（ａ）に示すように、試料等の対象物９
上に光ビームＬの焦点を合わす必要がある場合に、何ら
かのの原因で光ビームＬの光軸が第６図（ｂ）に点線で
示すようにずれると、焦点がずれ対象物９上の光ビーム
Ｌはぼけてしまう。再び対象物９上で焦点を結ばせるた
めには、光学系を移動させるか対象物９を移動させるか
する必要があるが、その移動量を、上述したＤＩＰセン
サ５により得られる光ビームＬａの分散σ２から求める
ことができる。具体的には、第７図に実線で示すように
、光ビームＬが対象物９上に焦点を結んだ時に、ビーム
スプリッタ４により反射された光ビームＬａによりＤＩ
Ｐセンサ５上に焦点が結ばれるように、ビームスプリッ
タ４およびＤＩＰセンサ５を配置しておく。これにより
、第７図に点線で示すように、光ビームＬがその光軸方
向にずれると、ＤＩＰセンサ５上での光ビームＬａの焦
点がぼけて、ＤＩＰセンサ５により検出される分散σ２
が大きくなる。従って、制御部８および駆動部３により
この分散σ２が小さくなる方向に光学系２を駆動し、光
ビームＬの光軸をその光軸方向２へ移動・調整すれば、
光ビームＬは再び対象物９上で焦点を結ぶことになる。

また、光ビームＬの焦点を合わせるだけであれば、第８
図に示すように、対象物９を配置する所定位置に、この
対象物９を配置する前にＤＩＰセンサ５を配置して。

前述のような焦点合わせ動作（光ビームＬの光軸の光軸
方向位置調整）を行なった後、対象物９を所定位置に配
置してもよい。

なお、前述した例では、光ビームＬの光軸直交方向又と
光軸方向２とについて位置調整する場合について説明し
ているが、Ｘ、Ｚと直交する光軸直交方向ｙについても
同様に位置調整できる６例えば、光軸直交方向Ｘ＋　ｙ
についての光ピームレの２次元的位置を同時に調整する
際には、第９図に示すように、光ビームＬの光軸上に２
つのビームスプリッタ４ａ、４ｂを配置し、ビームスプ
リッタ４ａにより光ビームＬの一部を光ビームＬａとし
てＸ方向に反射するとともに、ビームスプリッタ４ｂに
より光ビームＬの一部を光ビームＬｂとしてＸ方向に反
射し、それぞれＤＩＰセンサ５，５へ導く。これにより
各ＤＩＰセンサ５゜５において光ビームＬのｘ、Ｘ方向
位置が検知され、前述と同様に演算部７および制御部８
により光ビームＬの光軸位置が調整される。

また、第１０図に示すように、光ビームＬの光軸上にビ
ームスプリッタ４ａを配置して光ビームＬの一部を光ビ
ームＬａとしてＸ方向に反射してＤＩＰセンサ５へ導く
とともに、光ビームＬａの光軸上にビームスプリッタ４
ｂを配置して光ビームＬａの一部を光ビームＬｂとして
Ｘ方向に反射してＤＩＰセンサ５へ導くようにしても、
第９図の場合と同様に、光ビームＬの光軸位置をＸｖＶ
について２次元的に調整できる。

さらに、第１１図に示すようにＤＩＰセンサを構成する
ことで、１つのＤＩＰセンサで光ビームＬの光軸のＸｖ
Ｖ位置を２次元的に検知できるとともに２位置をも分散
として検知できる。第１１図に示すように、ＤＩＰセン
サ５０は、第１図（ｂ）、（ｃ）に示したＤＩＰセンサ
と同様に構成されたフォトダイオードをｎ個そなえ、Ｘ
方向へ５−１〜５−ｎまで平面状に配置して構成されて
いる。なお、各フォトダイオード５−１〜５−ｎの幅Δ
Ｗは、光ビームＬのＸ方向移動幅に比べて十分小さくな
っている。このような構成により、各フォトダイオード
５−１〜５−ｎにより検出される電流値ｌｉｔ　ｉｉｔ
　１３をもとに、各フォトダイオード５−１〜５−ｎに
おける光ビームＬの総強度Ｉｔ、入射位置ｉおよび分散
σ２が（８）〜（１０）式により求められる。そして、
総強度Ｉｔの最も大きなフォトダイオード６−１〜５−
ｎのＸ方向位置を、ＤＩＰセンサ５０における光ビーム
Ｌａの入射位置、つまり、光ビームＬの光軸のＸ方向位
置として検出する。このように２次元的に構成されたＤ
ＩＰセンサを用いることで、光ビームの光軸上に配置す
るビームスプリッタは１個ですむ。

なお、光ビームＬの光軸をｘ、Ｘ方向についてのみ位置
調整する際には、ＤＩＰセンサ５のＰつまり位置に関す
る情報が得られればよく、分散σ２に関する情報（前述
した２次出力）は不要となる。また、以上の説明におい
て、ビームスプリッタを用いる際には、ビームスプリッ
タの配置状態を１８０°回転して、光ビームＬを照射さ
れる対原物９からの反射光をサンプリングしてＤＩＰセ
ンサ５へ入射し、光ビームＬの光軸位置を調整するよう
にしてもよい。さらに５上述したＤＴＰセンサ（光電変
換体）５では、光ビームの入射位置Ｘに比例した出力電
流値とｘ２に比例した出力電流値とを得て、入射位置（
平均位置）マと分散σ２とを検知できるようになってい
るが、光軸方向Ｚの位置調整が不要である場合には、分
散σ２を検知する必要はないので、ＤＩＰセンサからは
、光ビームの入射位置に応じた何らかの出力電流値（例
えば、Ｘ、Ｘ”、Ｘｊ、・・・等に比例した値）が得ら
れるように構成すれば、光ビームＬの光軸位置を検知し
てその位置調整を行なうことができる。

このように、木実流側の光軸調整装置によれば、ＤＩＰ
センサ５を用いることで、複雑な信号処理を施すことな
く、光ビームＬの光軸のＸ＋　ｙ＋Ｚ方向位置を容易に
且つ精度良く検知でき、また、ＤＩＰセンサ５上の全面
において位置検出を行なえるので、光ビームＬの光軸位
置の制御可能範囲が従来装置に比べて大幅に拡大され、
光ビームＬの光軸位置を任意の位置に自動的に調整でき
るのであるつ ところで、上記実施例で使用されるＤＩＰセンサ５は、
第１図（ｂ）、（Ｃ）に示すようなフォトダイオードに
よるものとしているが、本発明の光軸調整装置における
光電変換体としては、第１図（ｂ）、（Ｃ）に示すＤＩ
Ｐセンサ５以外にも、様々なものを用いることができる
。以下に１本発明の方法を実施するために用いることの
できる光電変換体（Ｄ　Ｉ　Ｐセンサ）の例を項目■〜
■に挙げて説明する。

史夏↓−叉腹災 第１２図（ａ）、（ｂ）はＤＩＰセンサの第１変形例を
示すもので、第１２図（ａ）はその側面図、第１２図（
ｂ）はその平面図である。

第１変形例のＤＩＰセンサ５Ａでは、第１２図（ａ）、
（ｂ）に示すように、光ビームを受けるＰ型半導体から
成る第１抵抗層１１と、この第１抵抗層１１に空乏Ｈ１
３を介して接続されたＮ型半導体から成る第２抵抗層１
２とがそなえられ、第１抵抗層１１は全面一様な抵抗値
（抵抗線密度ｒｏ）を有するように形成されている。ま
た、電極１４゜１５が間隔Ωをあけそれぞれ第１抵抗層
１１の両端部に取り付けられるとともに、第２抵抗層１
２の両端にも、電極１６．１７がそれぞれ電極１４゜１
５に対向するように取り付けられている。なお、ここで
は、電極１４．１６の位置を原点とし、これらの’ｉｌ
ｌ極１４，１６から電極１５．１７へ向かう方向へＸ軸
をとる。さらに、第２抵抗層１２は、その端部における
電極１６の位置からの距離に依存する抵抗分布を有する
ように形成されており、ｒ＝（ｒ０／Ｑ）・ｘ　　・・
・（１１）なる抵抗線密度ｒをもっている。

なお、ＤＩＰセンサ５Ａにおいて光電流が生じた場合、
電極１４，１５，１６，１７を流れる電流値が、それぞ
れ１１゜＃　１ｚｏｔ　Ｊ□＋　Ｊｚとして検出される
ようになっている。また、第１２図（ａ）。

（ｂ）中のＱ、、ｗ、ｈは、それぞれＤＩＰセンサ５Ａ
の外形寸法、つまり長さ７幅、高さを示す。

このようなりＩＰセンサ５Ａでは、第１抵抗層１１に入
射する光ビームの強度Ｉ、平均位置マおよび分散σ２は
次のようにして得られる。

今、第２図と同様の強度分布ρ（、）をもった光ビーム
が、第１２図（ａ）に矢印Ａで示すように入射したとす
ると、光ビームのうちの［ｘ、ｘ＋ｄｘ１間のビーム素
は、光電変換によりｄｉの正孔とｄｊの電子とを生成す
る。即ち、 ｄｊ−＝Ｋ・ρ（ｘ）ｄｘ＝　−ｄｊ　　　−（１２）
ここで、Ｋは光電変換効率である。

そして、正孔ｄｉは、第１抵抗Ｍｊ１１に沿って移動し
、電子ｄｊ（＝−ｄｉ）は、空乏層１３がら第２抵抗層
１２へ到達しこの第２抵抗層１２に沿って移動する。第
１抵抗層１１は全面一様な抵抗線密度ｒ０をもっている
ため、正孔ｄｉは、０がらＸまでの全抵抗と、ＸからＱ
までの全抵抗とに反比例分配され、各々、ｄｉ工。Ｔ　
ｄｉ、、として電極１４゜１５から取り出される。従っ
て、 ｄｉ＝ｄｉ□。十ｄｉ２゜　　　　　　　　　　　・・
・（１３）ｒｏ′Ｑ　　　　　　　　　　　　Ｑ となる。

また、電極１４．１５からそれぞれ取り出される電流値
１１゜、１２゜は、 ｉ工。＝／ｄｌｔａ　　　　・・・（１６）ｉ２０＝　
ｆ　ｄｉ、。　　　・・・（１７）であり、実際に測定
されるのは、これらの電流値１８゜ｙ　ｚｔ。である。

１よ。は、（１７）　、　（１５）　、　（１２）式よ
り、ｉ、。＝　ｆ　ｄｉ２゜＝（１／　Ｆ）ｆ　ｘｄｉ
＝（Ｋ／Ｑ）・ｆ：ｘ・ρ（ｘ）ｄｘ　・・・（１８）
となり、光ビームの強度によって重み付けされた座標Ｘ
の平均値が、電流値１２゜により検出されることになる
。

しかし、電流値ｉａｏは光ビームの強度にも依存してい
る。そこで、全電流値（ｉｉ。＋１２゜）を（１６）　
。

（１７）、（１４）、（１５）、（１２）式を用いて求
めると、ｉ、。＋１２゜＝ｆ（ｄｉｌ。＋ｄｉ、。）＝
／ｄｉ＝に一／、’ｐ（ｘ）ｄｘ＝Ｋ・Ｉｔ　・−・（
１９）となり、光ビームの総強度Ｉｔに関する量が得ら
れ、さらに（１８）、（１９）式より、ｉ２．　　　　
ｘ □＝□　　　　　・・・（２０） ■□。＋１２゜　　Ｑ が得られる。結局、１２６　／　（１１゜＋１２゜）に
よって、電極１４の位置（光電変換体の端部）と光ビー
ムの位置との距離Ｘの平均値ｉに比例する１次出力がと
り出され、（１１゜＋１２゜）によって、光ビームの強
度情報としてＫ・Ｉｔを求めることができる。

次に、第２抵抗層１２は（１１）式に示すような抵抗線
密度ｒを、もっているので、電子ｄｊは、０からＸまで
の全抵抗Ｒ１（Ｘ）と、ＸからＱまでの全抵抗Ｒ，（ｘ
）とに反比例配分され、各々、ｄｊ工ｅｄｊｚとして電
極１６．１７から取り出される。従って、Ｒ，（ｘ）＝
　ｆ：ｒｄｘ　＝　ｒｏ・ｘ”／（２Ｑ　）　−（２１
）Ｒ２（ｘ）　＝　−’ｙ：’　ｄ　ｘ ＝ｒ、（Ｑ”　　ｘ”）／　（２Ｑ　）　　・・１２２
）となり、全抵抗Ｒについては、 Ｒ１＝　ｆ：ｒｄｘ　＝　ｐ、＠　Ｑ　／　２　　　　
・・・（２３）となるから、 ｄｊ＝ｄｊ工＋ｄｊｚ　　　　　　　　　　　・・・（
２４）となる。

また、電極１６．１７からそれぞれ取り出される電流値
Ｊｘ＋　Ｊｚは。

Ｊ　ｚ　＝　／　ｄ　ｊ　ｓ　　　　・・・（２７）Ｊ
　ｘ　＝　／　ｄ　Ｊ　ｚ　　　　・・・（２８）であ
り、実際に測定されるのは、これらの電流値ｊ１ｐ　ｊ
ｘである−　Ｊｚは、（２ｇ）　、　（２６）　、　（
２２）式より、ｊ、：／ｄｊｚ＝（１／　Ｑ”）−／ｘ
”ｄｊ＝　　（Ｋ／　Ｑ”）・ｆ：ｘ”ｐ　（ｘ）ｄｘ
　　−（２９）となり、光ビームの強度によって重み付
けされた座標Ｘの２乗平均値が、電流値ｊ２により検出
されることになる。

しかし、電流値ｊ２は光ビームの強度にも依存している
。そこで、全電流値（ｊｚ”、ｈ）を（２７）　、　（
２８）　。

（２５）　、　（２６）　、　（２２）式を用いて求め
ると、Ｊ１＋Ｊｚ＝／（ｄＪｘ＋ｄＪｚン＝＝／ｄ、ｉ
＝　−Ｋ−ｆ：ｐ　（ｘ）ｄｘ　＝　−Ｋ・Ｉ　ｔ−（
３０）となり、光ビームの強度に関する量が得られ、さ
らに（２９）　、　（３０）式より、 ｊ１＋　ｊｚ　　　Ｑ” が得られる。結局−Ｊ　ｚ　／　（Ｊ　ｘ　＋　Ｊ　２
　）によって、電極１６の位置（光電変換体の端部）と
光ビームの位置との距離Ｘの２乗平均値ｘ２に比例する
２次出力ｘ”／Ｑ”をとり出すことができる。

従って、光ビームの分散（拡がり）σ２は（２０）　。

によって求めることができる。

以上の結果から、このＤＩＰセンサ５Ａを演算部６に接
続することで、検出電流値１１゜ｔｌｚ。、ｊ４゜ｊ２
から、（１９）（もしくは（３０））、（２０）、（・
３２）式に基づいて、それぞれ、光ビームの平均値１ｉ
１ｘ、ｙおよび分散σ２を得ることができ、第１２図に
示すＤＩＰセンサ５Ａによっても上記２実施例と同様の
作用効果が得られる。

なお、距離に比例した抵抗線密度をもつ第２抵抗層１２
は、不純物のドーピング量の変化によって実現させるこ
とができるほか、距離に反比例した膜厚を第２抵抗層１
２にもたせることによっても実現できる（抵抗線密度ｃ
ｃｌ／膜厚α距離）。

皇簗蛮変星勇 第１３図はＤＩＰセンサの第２変形例を示す斜視図であ
り、第２変形例のＤＩＰセンサ５Ｂでは、第７図に示す
ように、第１変形例とほぼ同様の構成において、光ビー
ムを受けるＰ型半導体から成る第１抵抗層１１ａと、こ
の第１抵抗層１１ａに空乏層１３を介して接続されたＮ
型半導体から成る第２抵抗層１２ａとがそなえられ、第
２抵抗層１２ａはバイアス電極１８に接続される。また
。

第１抵抗層１１ａは、複数の帯状（たんざく状）抵抗層
部分１１ｂ、ｌｌｃに分割されている。

そして、帯状抵抗層部分１１ｂ、ｌｌｃは交互に配置さ
れ、奇数番目（所定番目毎）に位置する帯状抵抗層部分
１１ｂは、全面一様な抵抗値を有するように形成される
とともに、偶数番目（上記所定番目毎以外）に位置する
帯状抵抗層部分ｌｉｅは、Ｘ軸方向に線形増加する（１
１）式と同様の抵抗線密度ｒを有するように形成されて
いる。

また、各帯状抵抗層部分１１ｂの両端部には、電極１４
ａ、１５ａが取り付けられるとともに、各帯状抵抗層部
分１１ｃの両端部には、電極１６ａ、１７ａが取り付け
られており、これらの電極１４ａ、１５ａ、１６ａ、１
７ａから検出される電流値１０゜ｔ　ｘｚ。、ｊ□＋　
Ｊｚより、上記の第１変形例（Ｄ　Ｉ　Ｐセンサ５Ａ）
と同様にして、１次出力および２次出力が得られて、光
ビームの平均位［１７および分散σ２の検出が行なわれ
る。従って、このＤＩＰセンサ５Ｂを演算部７に接続す
ることで、このＤＩＰセンサ５Ｂによっても上記実施例
と同様の作用効果が得られる。

皇員ｙ叉ｉ匹 第１４．１５図はＤＩＰセンサの第３変形例を示すもの
で、第１４図はその側面図、第１５図（ａ）、（ｂ）は
それぞれ第１および第２の遮光マスクの形状を示す平面
図である。

第３変形例のＤＩＰセンサ５Ｃでは、第１４図に示すよ
うに、透光性を有する光電変換体としての３組のフォト
ダイオード１９−１〜１９−３がそなえられており、各
フォトダイオード１９−１〜１９−３は、２層１９ａ、
ｉ層１９ｂおよび１層１９ｃから構成され、光ビームを
受りるとその強度に応じ光電変換による所定の電流を出
力するものである。そして、各フォトダイオード１９−
１〜１９−３の上下面には、透明導電膜２０が貼付され
、同透明導電膜２０を介して各フォトダイオード１９−
１〜１９−３からの検出電流値工。。

Ｉ、、Ｉ、が得られるようになっている。さらに。

上下面に透明導電膜２０を貼付された各フォトダイオー
ド１９−１〜１９−３は、ガラス基板２１上に載置され
ている。

そして、フォトダイオード１９−２の光ビーム入力側表
面は、透光性を有する絶縁保護膜２３を介して、第１５
図（ａ）に示す形状をもつ第１の遮光マスク２２ａによ
って蔽われるとともに、フォトダイオード１９−３の光
ビーム入力端表面は、透光性を有する絶縁保護膜２３を
介して、第１５図（ｂ）に示す形状をもつ第２の遮光マ
スク２２ｂによって蔽われている。

つまり、第１の遮光マスク２２ａによる遮光部とフォト
ダイオード１９−２の受光部との境界線は、ｙ＝（ｗ／
Ω）・Ｘなる１次直線となり、フォトダイオード１９−
２は、遮光マスク２２ａにより、位置Ｘにおいて同Ｘに
比例した幅（ｗ／Ｑ）・Ｘだけ露出されるようになって
いる。同様に、第２の遮光マスク２２ｂによる遮光部と
フォトダイオード１９−３の受光部との境界線は、ｙ＝
（ｗ／Ｑ２）・ｘ２なる放物線となり、フォトダイオー
ド１９−３は、遮光マスク２２ｂにより、距離Ｘにおい
て同Ｘの２乗に比例した幅（ｗ／Ｑ”）・ｘ２だけ露出
されるようになっている。なお、ｘ−ｙ座標系は、第１
図（ｂ）に示すものと同様である。

上述のように遮光マスク２２ａ、２２ｂにより上面を蔽
われたフォトダイオード１９−２．１９−３と、フォト
ダイオード１９−１とは、上がら１９−１．１９−２．
１９−３の順で透光性のある接着層２４を介して積み重
ねられている。

このようなりＩＰセンサ５Ｃでは、第２図に示したもの
と同じ強度分布ρ（Ｘ）をもった光ビームが、第１４図
に矢印Ａで示すように入射した場合、第１図（ｂ）、（
Ｃ）に示したＤＩＰセンサ５と同様にして、光ビームの
平均位置ｘｐｙおよび分散σ２が得られる。つまり、こ
のＤＩＰセンサ５Ｃでも、位置Ｘと検出電流値Ｉｔ（＝
１ｚ＋ｌ＊）との間には第３図（ａ）に示すような関係
があるとともに１位置ｘと検出電流値ｘｚ（＝ｘ１）と
の間には第３図（ｂ）に示すような関係がある。

従って、受光面が一切蔽われていないフォトダイオード
１９−１により検出される電流値工。は、Ｉｏ＝Ｋｏ・
／ρ（ｘ）ｄｘ＝に、Ｉｔ　　・・−（３３）となり、
この電流値工。から光ビームの強度Ｉｔに関する量が得
られる。また、遮光マスク２２ａに蔽われたフォトダイ
オード１９−２により検出される電流値１１は、 Ｉ、＝に１・ａｌ・／Ｌｘ・ρ（ｘ）ｄｘ　　　−（３
４）となって、光ビームの強度によって重み付けされた
座標ｘ（ｙ）の平均値が、電流値１１により検出される
ことになる。同様に、遮光マスク２２ｂに蔽われたフォ
トダイオード１９−３により検出される電流値工２は、 １、＝に、・ａ２・ｆ：ｘ”ｐ（ｘ）ｄｘ　　　−（３
５）となって、光ビームの強度によって重み付けされた
座標Ｘの２乗平均値が、電流値■２により検出されるこ
とになる。ここで、　Ｋｏ、　Ｋ１．　Ｋ２はそれぞれ
フォトダイオード１９−１〜１９−３の光電変換効率で
ある。

従って、（３３）　、　（３４）より、ｒ１／ｒ、＝（
Ｋ、／に、）−ａｌ−ｘ　　　・（３６）が得られ、こ
のＩ□／工。によって、フォトダイオード１９−２の端
部と光ビームの位置との距離Ｘの平均値ｉに比例する１
次出力がとり出される。

また、（３３）　、　（３５）より。

Ｉ２／ＩＱ＝（Ｋｌ／ＫＯ）−ａｌ−Ｘ”　　−−−（
３７）が得られ、このＬ／Ｉ。によって、フォトダイオ
ード１９−３の端部と光ビームの位置との距離Ｘの２乗
平均値ｘ″に比例する２次出方がとり出される。

なお、実際には、光ビームがフォトダイオード１９−１
−１９−３を順次透過するに従い、その光量は徐々に吸
収されて減衰するため、上記（３４）〜（３７）式によ
る演算にあたってはその減衰率を予め求めて考慮する必
要があるが、ここでは、簡単のため光ビームの減衰は生
じないものとして、説゛明している。

以上の結果から、ＤＩＰセンサ５ｃでは、（３３）式に
より光ビームの強度Ｉｔが、　（３６）式により光ビー
ムの平均位置Ｙが得られ、さらに、（３６）　、　（３
７）式に基づき、下式（３８）により分散σ２が得られ
る。

従って、このＤＩＰセンサ５ｃを演算部７に接続するこ
とで、このＤＩＰセンサ５ｃによっても上記実施例と同
様の作用効果が得られる。

土１１髪展■ 第１６図（ａ）、（ｂ）はＤＩＰセンサの第４変形例を
示すもので、第１６図（ａ）はその平面図、第１６図（
ｂ）はその側面図である。

第４変形例のＤＩＰセンサ５Ｄでは、第１６図（ａ）、
（ｂ）に示すように、光電変換体としてのフォトダイオ
ード２７がガラス基板３０上に載置されてそなえられ、
フォトダイオード２７の光ビーム入力側表面は、第１５
図（ａ）に示すものと同形状の第１の遮光マスク２８と
、第１５図（ｂ）に示すものと同形状の第２の遮光マス
ク２９とにより蔽われている。これらの遮光マスク２８
．２９はいずれも液晶シャッタとして構成されている。

つまり、遮光マスク２８．２９がいずれもオフ（開放）
状態である場合には、フォトダイオード２７には光入力
が全く遮光されないまま入射して、フォトダイオード２
７から（３３）式に対応する電流値工。が検出される。

また、遮光マスク２８が駆動電圧の印加によりオン（閉
鎖）状態となると。

（３４）式に対応する電流値工、が検出され、さらに、
遮光マスク２９が駆動電圧の印加によりオン状態となる
と、　（３５）式に対応する電流値Ｉ２が検出されるこ
とになる。これにより、所定のタイミングで、遮光マス
ク２８．２９両方オフ、遮光マスク２８のみオン、遮光
マスク２９オンの操作を駆動電圧の印加制御により繰り
返し行ない、時間分解して電流値■。、■□＋Ｌを検出
し組み合わせることによって、（３３）式により光ビー
ムの強度Ｉｔが、（３６）式により光ビームの平均位置
マ（ア）が、（３８）式により分散σ２が得られる。

従って、このＤＩＰセンサ５Ｄを演算部７に接続するこ
とで、このＤＩＰセンサ５Ｄによっても上記実施例と同
様の作用効果が得られる。

なお、シャッタとして液晶以外に、ＰＬＺＴ（ジルコン
酸チタン酸鉛ランタン）、ＫＤＰ（リン酸二水素カリウ
ム）などの電気光学結晶を用いてもよい。また、第２の
遮光マスク２９の形状を第１５図（ｂ）に示すものと同
形状としているが、この第２の遮光マスク２９を、第１
６図（ａ）における１次直線と２次曲線とで囲まれた部
分だけとしてもよく、この場合、（３８）式に対応する
電流値Ｉ２を検出する際には、第１の遮光マスク２８お
よび第２の遮光マスク２９を両方ともオン（閉鎖）状態
とすればよい。

）匿五鷹月朋− 第１７．１８図はＤＩＰセンサの第５変形例を示すもの
で、第１７図はその側面図、第１８図（ａ）、（ｂ）は
それぞれ１次特性ＮＤフィルタおよび２次特性ＮＤフィ
ルタの光透過率の性質を示すグラフである。

第５変形例のＤＩＰセンサ５Ｅでは、第１７図に示すよ
うに、光電変換体として３組のフォトマル３５〜３７が
そなえられ、それぞれ長さαを有している。ここで、フ
ォトマルとは、光電子増倍管のことで、光を受けると電
子をねずみ算的に増加させて光強度に応じた出力を得る
もので、特に微弱光の光電変換に用いられる。

そして、フ第１−マル３６の光ビーム入力側表面は、１
次特性ＮＤフィルタ３８により蔽われるとともに、フォ
トマル３７の光ビーム入力側表面は、２次特性ＮＤフィ
ルタ３９により蔽われている。

ここで、１次特性ＮＤフィルタ３８は、第１８図（ａ）
に示すように、フォトマル３６の端部からの距離Ｘに比
例した透過率ｂ１・Ｘを有する一方、２次特性ＮＤフィ
ルタ３９は、第１８図（ｂ）に示すように、フォトマル
３７の端部からの距１１ｉｉｘの２乗に比例した透過率
すよ・ｘ２を有している。なお、ＮＤフィルタとは、Ｎ
ｅｕｔｒａｌ　Ｄｅｎｓｉｔｙ　Ｆｉｌｔｅｒのことで
、波長（色）によらない、即ち、分光透過率がフラット
なものである。また、入射してくる光ビームは、ハーフ
ミラ−４０，４１によりそれぞれフォトマル３５〜３７
の受光面に直交して入射するように分割される。

このＤＩＰセンサ５Ｅでは、Ｘ方向に第２図と同様の光
強度分布ρ（ｘ）をもつ光ビームが入射すると、フィル
タをもたず光ビームを直接入射されるフォトマル３５に
より得られる出力Ｖ。は。

ｖ０＝に−ｆｏρ（ｘ）ｄｘ ＝に−Ｉｔ　　　　　　　　・・・（３９）となり、こ
の（３９）式により光ビームの総強度Ｉｔに関する量が
得られる。また、１次特性ＮＤフィルタ３８により蔽わ
れたフォトマル３６により得られる出力ｖＬは、 ｖよ＝に−ｆ：ρ（ｘ）・ｂｌ・ｘｄｘ　　・・・（４
ｏ）となって、光ビームの強度によって重み付けされた
座標Ｘの平均値が、出力ｖ１により得られることになる
。同様に、２次特性ＮＤフィルタ３９により蔽われたフ
ォトマル３７により得られる出力ｖ２は、 ｖ２＝に−ｆ：ρ（ｘ）・ｂ２・ｘ２ｄＸ　・・・（４
１）となって、光ビームの強度によって重み付けされた
座標Ｘの２乗平均値が、出力ｖ２により得られることに
なる。ここで、Ｋは光電変換効率である。

従って、（３９）　、　（４０）式より、Ｖ、／Ｖ、＝
　ｂｉ−Ｘ　　　　　　　　・・−（４２）が得られ、
このＶ工／Ｖ、によって、フォトマル３６の端部と光ビ
ームの位置との距離Ｘの平均値マに比例する１次出力が
とり出される。

また、（３９）　、　（４１）式より、ｖ□／ｖ０＝２
ｂ２・ｘ２　　　　　　・・・（４３）が得られ、この
Ｖ　２　／　ｖ　ｏによって、フォトマル３７の端部と
光ビームの位置との距離Ｘの２乗平均値マに比例する２
次出力がとり出される。ここで、　（４３）式の右辺に
２が乗算されているのは、ハーフミラ−４０，４１によ
って光量が２分割されるからである。

以上の結果から、（３９）式により光ビームの総強度Ｉ
ｔが、（４２）式により光ビームの平均位置ｘ（ｙ）が
得られ、（４２）　、　（４３）式に基づき、下式（４
４）により分散σ２が得られる。

従って、このＤＩＰセンサ５Ｅを演算部７に接続するこ
とで、このＤＩＰセンサ５Ｅによっても上記実施例と同
様の作用効果が得られる。

以上、ＤＩＰセンサの変形例について説明したが、第１
図（ａ）に示すＤＩＰセンサ５に代えて、いずれのセン
サ５Ａ〜５Ｅを用いても１本発明の装置を実現すること
ができ、上述の通り上記実施例と同様の効果が得られる
。

［発明の効果コ 以上詳述したように、本発明の第１番目の光軸調整装置
によれば、端部からの光ビームの入射位置に応じた出力
電流値を得られる光電変換体を用いることで、複雑な信
号処理を施すことなく、光ビームの光軸位置を容易に且
つ精度良く検知できるほか、光電変換体上の全面におい
て位置検出を行なえるので、光軸位置の制御可能範囲を
大幅にでき、光ビームの光軸位置を光軸直交方向につい
て任意に自動調整できる効果がある。

また１本発明の第２番目の光軸調整装置によれば、第１
番目の装置と同様の効果が得られるほか、光電変換体に
より、端部からの光ビームの入射位置に比例した出力電
流値と同人対位置の２乗に比例した出力電流値とが得ら
れ、これらの出力電流値から光電変換体に入射する光ビ
ームの分散を得ることができるので、光ビームの光軸位
置を光軸直交方向のみならず光軸方向についても任意に
自動調整できるのである。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は本発明の一実施例としての光軸調整装置を
示すもので、第１図（ａ）はその全体構成図、第１図（
ｂ）はその光電変換体としてのＤＩＰセンサの平面図、
第１図（ｃ）は上記ＤＩＰセンサの側面図、第２図は上
記ＤＩＰセンサに入射される光入力の強度分布の一例を
示すグラフ、第３図（ａ）、（ｂ）はいずれも上記ＤＩ
Ｐセンサにより得られる出力電流値と光電変換体上の位
置との関係を示すグラフ、第４図（ａ）は平行な光ビー
ムを示す側面図、第４図（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ第４
図（ａ）のＮ　ｂ　、　Ｎ　ｃ位置における断面図、第
５図（ａ）は収束性を有する光ビームを示す側面図、第
５図（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ第５図（ａ）のＶｂ、Ｖ
ｃ位置における断面図、第６〜８図はいずれも光ビーム
の光軸方向調整手段を説明するための側面図、第９〜１
１図は本実施例による２次元位置Ｘｐ３’検知手段、を
説明するための図であり、第１２図（ａ）。 （ｂ）はＤＩＰセンサの第１変形例を示すもので、第１
２図（ａ）はその側面図、第１２図（ｂ）はその平面図
であり、第１３図はＤＩＰセンサの第２変形例を示す斜
視図であり、第１４．１５図はＤＩＰセンサの第３変形
例を示すもので、第１４図はその側面図、第１５図（ａ
）、（ｂ）はそれぞれ第１および第２の遮光マスクの形
状を示す平面図、第１６図（ａ）、（ｂ）はＤＩＰセン
サの第４変形例を示すもので、第１６図（ａ）はぞの平
面図、第１６図（ｂ）はその側面図であり、第１７．１
８図はＤＩＰセンサの第５変形例を示すもの、で、第１
７図はその側面図、第１８図（ａ）、（ｂ）はそれぞれ
１次特性ＮＤフィルタおよび２次特性ＮＤフィルタの光
透過率の性質を示すグラフであり、第１９〜２１図は従
来の光軸調整装置を示すもので、第１９図はその全体構
成図、第２０．２１図はその受光素子の例を示す平面図
である。 図において、１−レーザ光源、Ｓ”−・・光学系、３−
駆動部、４，４ａ、４ｂ−ビームスプリッタ。 ５．５Ａ〜５Ｅ、５Ｏ−ＤＩＰセンサ（光電変換体）、
６−検出部、７−演算部（演算手段）、８−制御部（調
整手段）、１１，１ｌａ−第１抵抗層、１　ｌ　ｂ、１
１　ｃ−帯状抵抗層部分、１２，１２ａ−第２抵抗層、
１３・・−空乏層、１９−１〜１９−３＝フオトダイオ
ード（光電変換体）、２２ａ−第１の遮光マスク、２２
　ｂ−・−第２の遮光マスク、２７−フォトダイオード
（光電変換体）、２８−・第１の遮光マスク（液晶シャ
ッタ）、２９−第２の遮光マスク（液晶シャッタ）、３
５〜３７・・−フォトマル（光電変換体）、３８−１次
特性ＮＤフィルタ、３９−２次特性ＮＤフィルタ、Ｌ、
Ｌａ、Ｌｂ−光ビーム。 特許出願人　株式会社　神戸製鋼所

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）光ビームの光軸を調整すべく上記光ビーム自体も
   しくは同光ビームの一部を受ける光電変換体をそなえ、
   この光電変換体が、同光電変換体の端部からの距離に応
   じた抵抗分布を有する抵抗層、もしくは、上記光電変換
   体の端部からの距離に応じた光感度分布を有する受光素
   子により構成され、上記光電変換体からの出力電流値に
   基づき上記光ビームの入射位置を算出する演算手段と、
   同演算手段により演算された上記光ビームの入射位置に
   基づき上記光ビームの光軸を同光軸直交方向の位置につ
   いて調整する調整手段とがそなえられたことを特徴とす
   る光軸調整装置。
2. （２）光ビームの光軸を調整すべく上記光ビーム自体も
   しくは同光ビームの一部を受ける光電変換体をそなえ、
   この光電変換体が、同光電変換体の端部からの距離に比
   例した抵抗分布を有する第１抵抗層もしくは上記光電変
   換体の端部からの距離に比例した光感度分布を有する第
   １受光素子と、上記光電変換体の端部からの距離の２乗
   に比例した抵抗分布を有する第２抵抗層もしくは上記光
   電変換体の端部からの距離の２乗に比例した光感度分布
   を有する第２受光素子とにより構成され、上記光電変換
   体からの出力電流値に基づき上記光ビームの入射位置お
   よび分散を算出する演算手段と、同演算手段により演算
   された上記光ビームの入射位置に基づき上記光ビームの
   光軸を同光軸直交方向の位置について調整するとともに
   上記演算手段により演算された上記光ビームの分散に基
   づき上記光ビームの光軸を同光軸方向の位置について調
   整する調整手段とがそなえられたことを特徴とする光軸
   調整装置。