JPH03253807A - 光軸校正方法 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明はレーザ等の光軸を自動的に調整する光軸調整方
法の改良に関する。

（従来の技術） 従来の光軸調整装置は、第３図に示すようにレーザ発生
源等（図示せず）からのレーザ光１を偏向して所定方向
に出力する光軸偏向部２と、この光軸偏向部２で偏向さ
れたレーザ光を出力し、また偏向されたレーザ光の光軸
を測定する光軸測定用センサ部３と、この光軸測定用セ
ンサ部３で測定された光軸に基づいて光軸偏向部２を制
御するコントローラ部４とで構成されている（特願昭６
３−１０６２４６号）。

前記光軸偏向部２は、第１．第２の偏向用ミラー６．７
、これら偏向用ミラー６．７を紙面奥行（Ｘ軸）方向に
回動するＸ軸駆動用モータ８ｘ。

９ｘ％紙面左右（Ｙ軸）方向に回動するＹ軸駆動用モー
タＢＹ、９ｙおよびモータ駆動制御器１０等からなり、
一方、光軸測定用センサ部３は、第１のビームスプリッ
タ１１、この第１のビームスプリッタ１１から反射され
てきたレーザ光をレンズ１２を介して２方向に分岐出力
する第２のビムスプリッタ１３、このビームスプリッタ
１３から反射された一方のレーザ光から光軸位置ずれを
検出する光軸位置ずれ検出器１４、前記第２のビームス
プリッタ１３を透過してきた他方のレーザ光から光軸角
度を検出する光軸角度検出器１５、これら検出器１４．
１５の出力を増幅器１６．１７で増幅した後、デジタル
信号に変換するＡ−Ｄ変換器１８等で構成されている。

ところで、以上のような光軸調整装置においては、第４
図に示すようにレーザ光１の理想光軸をＣ（図示実線）
と考え、例えばレーザ光１が斜め方向（図示点線Ｃａ）
から第１の偏向用ミラー６に入射された場合、以下に述
べる光軸角度調整および平行ずれ（光軸位置ずれ）調整
の順序で光軸調整制御を行う。先ず、光軸角度調整は、
第２の偏向用ミラー７からのレーザ光が第１のビームス
プリッタ１１、レンズ１２、第２のビームスプリッタ１
３を通って光軸角度検出器１５に入射するが、この光軸
角度検出器１５でレーザ光の光軸角度を検出し、この検
出値に基づいてコントローラ部４が駆動用モータ９ｘ、
９ｙを介して第２の偏向用ミラー７を回動することによ
り、第２の偏向用ミラー７からの反射レーザ光がＣａ’
、つまり理想光軸Ｃと平行となる様に調整する。

しかる後、光軸の平行ずれ調整を行う。この調整は、光
軸位置ずれ検出器１４によりＣとＣａ’とからＣａ’の
平行ずれを検出し、これに基づいてコントローラ部４が
駆動用モータ８ｘ、８ｙを介して第１の偏向用ミラー６
を回動し、前記光軸Ｃａ’が理想光軸Ｃに近づくように
調整する。このような調整を繰り返し行い、第２の偏向
用ミラー７から反射されるレーザ光の光軸が理想光軸Ｃ
に最も接近するように制御する。

（発明が解決しようとする課題） しかし、以上のような光軸調整装置を用いて偏向用ミラ
ー６．７を調整するに際し、例えば第５図に示すように
第２の偏向用ミラー７のＸ軸回転方向のモータ駆動距離
（μｍ）を横軸とし、光軸角度検出器１５の位置変化（
ｍｍ）を縦軸とし、例えばＸ軸駆動用モータ９ｘを回転
させて第２の偏向用ミラー７を調整したとき、光軸角度
検出器１５からはＸ軸の位置変化のみが出力され、Ｙ軸
方向の位置変化はＹ軸方向に回転していないので零とな
るはずである。しかし、実際は点線で示すようにＹ軸方
向の位置変化も多少の傾きをもった形も出てくる。第６
図は第５図におけるＹ軸の位置変化を見易くするために
示した拡大図である。

なお、モータ駆動距離が＋４００μｍ以上または４００
μｍ以下になると、光軸角度検出器１５の測定範囲を越
えており意味を有しないので省略している。

このように偏向用ミラー６．７のＸ軸調整時またはＹ軸
調整時にＸ軸位置変化またはＹ軸位置変化だけでなく、
多少ではあるがＹ軸位置変化またはＸ軸位置変化を生じ
、これは回転駆動機構を用いて偏向用ミラー６．７を用
いて回転駆動する限り回転軸の偏芯や摩耗等によって生
じることは避は難く、しかも光軸調整を高精度に行う場
合にはその測定誤差が大きな障害となってくる。

本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、光軸調整の
スピードアップ化を図り得、かつ、偏向ミラーの偏芯ず
れによる検出器の出力誤差を確実に除去しつる光軸校正
方法を提供することを目的とする。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段および作用コ本発明による
光軸校正方法は上記課題を解決するために、Ｘ軸および
Ｙ軸駆動用モータを持つた偏向用ミラーを用いて光信号
を偏向する光軸偏内部と、予め定めた理想光軸に対する
前記光軸偏向部により偏向された光信号の光軸角度およ
び光軸位置ずれを測定する光軸測定用センサ部と、この
光軸測定用センサ部の測定出力から先触角度または光軸
位置ずれがあったとき前記光信号を前記理想光軸に近づ
けるように前記Ｘ軸駆動用モータまたはＹ軸駆動用モー
タを制御するコントローラ部とを備えた自動光軸調整装
置において、前記コントローラ部は、本来の光軸調整制
御以外のときに光軸調整により光信号を理想光軸に近づ
けた状態で前記Ｘ軸駆動用モータまたはＹ軸駆動用モー
タを用いて前記偏向用ミラーを所定の範囲でＸ軸および
Ｙ軸方向に回転させ、そのときのＸ軸駆動用モータおよ
びＹ軸駆動用モータの回転角度位置に応じた前記光軸測
定用センサ部の理想光軸に対する軸ずれ量を順次記憶し
、前記本来の光軸調整制御時に各モータの回転角度位置
に応じた予め記憶されている軸ずれ量を読出して前記光
軸測定用センサ部からの測定出力を校正し、この校正結
果に基づいて前記駆動モータを制御し、本来の光軸調整
制御で避は難い光軸ずれを考慮して偏向用ミラーを適切
に調整し、偏向用ミラーからのレーザ光の光軸を理想光
軸に迅速に一致させるものである。

（実施例） 以下、本発明方法の実施例について図面を参照して説明
する。第１図は本発明方法を適用してなる光軸調整装置
の構成を示す図であって、同図において第２図と同一部
分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。す
なわち、本装置は、特にコントローラ部２０の機能を改
良したもので、具体的には本来の光軸調整制御かそれ以
外の光軸調整制御、つまり本来の光軸調整制御前あるい
は保守点検時等の光軸調整制御かを判断する調整判断手
段２１と、この調整判断手段２１によって本来の光軸調
整制御以外と判断したときに従来と同様な操作を行って
レーザ光１の光軸を理想光軸に近づけた状態で第５図の
如きモータ回転角度位置に応じた理想光軸に対する光軸
測定用センサ部３の出力の光軸ずれを順次メモリ２２に
記憶する光軸ずれ記憶手段２３と、前記調整判断手段２
１において本来の光軸調整制御と判断したとき、従来と
同様な操作を行ってレーザ光］の光軸を理想光軸に近づ
けた状態で前記モータ回転角度位置に応じて前記メモリ
２２に記憶されている光軸ずれを読出し、この光軸ずれ
を用いて光軸測定用センサ部３の測定出力を校正するよ
うに偏向用ミラー６゜７の駆動用モータ８Ｘ、８ｙ、９
ｘ、９ｙを制御し、偏向後のレーザ光１の光軸を理想光
軸に完全に一致するように制御する校正制御手段２４と
によって構成されている。

次に、以上のように構成された装置の動作について第２
図を参照して説明する。先ず、外部からスタート指令お
よび制御信号が人力されると、調整判断手段２１はステ
ップＳｌに示すように制御信号から本来の光軸調整制御
かそれ以外の光軸調整制御かを判断し、本来の光軸調整
制御以外であると判断したときには前述と同様な要領で
光軸角度調整および平行位置ずれ調整を行い、光軸測定
用センサ部３の出力に基づいてコントローラ部２０が第
２の偏向用ミラー７および第１の偏向用ミラー６を調整
しくステップＡＳ２）、第２の偏向用ミラー７からのレ
ーザ光１の光軸を理想光軸に近づけると共にその光軸が
理想光軸に最も近づいたを否かを判断する（ステップＳ
３）。これは理想光軸に対する前回測定値および今回測
定値のそれぞれの偏差等から容易に判断できる。そして
、レーザ光１の光軸が理想光軸に最も近くなったと判断
したとき、Ｙ軸基準またはＸ軸基準として偏向用ミラー
６および７をＸ軸方向またはＹ軸方向に所定の測定範囲
で順次往復回転させ、そのときのモータ９ｘ、８ｘまた
は８ｙ、９ｙの回転角度位置とその回転角度位置に応じ
た理想光軸に対する光軸測定用センサ部３の測定出力の
光軸ずれを求めて順次メモリ２２に記憶する。このとき
光軸ずれが直線的に変化する場合にはその変化を１つの
計算式の形でメモリ２２に記憶させてもよい。偏向用ミ
ラー６または７を往復回転させて所定の測定角度制御終
了か否かを判断し、終了した場合には一連の処理を終了
する。

０ 一方、ステップＳ１において本来の光軸調整制御と判断
したときにはステップＳ２．Ｓ３と同様な処理を行った
後（ステップＳ２’　、Ｓ３’　）、レーザ光１の光軸
が理想光軸に最も接近したときのモータ９ｘ、８ｘまた
は８ｙ、９ｙの回転角度位置に応じた光軸ずれをメモリ
２２から読出し、その光軸ずれ相当分だけモータ９ｘ、
８ｘまたは８ｙ。

９ｙを制御して偏向用ミラー７．６を校正することによ
り、偏向用ミラー７からのレーザ光１の光軸を理想光軸
に一致させる（ステップＳ６）。

従って、以上のような実施例によれば、本来の光軸調整
制御前等に予め光軸調整を行って偏向用ミラー６．７の
偏芯ずれによって生ずる光軸ずれを記憶し、本来の光軸
調整制御時にその偏向用ミラー６．７の偏芯ずれによっ
て生ずる光軸ずれ分を校正するように駆動用モータ８ｘ
、８ｙ、９ｘ。

９ｙを制御するので、レーザ光１の光軸を高精度に理想
光軸に合せることができ、また理想光軸に対する光軸ず
れをある許容範囲をもって定めておけば、光軸調整の繰
り返す回数を少なくしてレー１ ザ光１の光軸を理想光軸に近づけたと判断させることが
できくステップＳ３．Ｓ３’参照）、比較的迅速に光軸
調整制御を実行でき、光軸調整時間を短縮することがで
きる。

なお、上記実施例では駆動用モータ８ｘ、８ｙ、９ｘ、
９ｙについて予め複数の回転角度位置を定めて光軸ずれ
を求め、その間の角度位置は２つの光軸ずれから校正値
を得る方法でもよい。また、上記実施例は主として光軸
角度検出器１５の出力に着目して説明したが、光軸位置
ずれ検出器１４の出力についても前述と同様な要領で光
軸ずれを求めて記憶することは言うまでもない。その他
、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実
施できる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、偏向用ミラーの偏
芯ずれ等に伴う光軸ずれを正確に検出でき、かつ、光軸
測定用センサ部の出力を光軸ずれに基づいて校正するよ
うに前記偏向用ミラーを制御するので、偏向後の光信号
の光軸を短時間で２ 理想光軸に設定できる光軸校正方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を適用してなる光軸調整装置の構成
図、第２図は第１図に示す装置の動作を説明する流れ図
、第３図は従来装置の構成図、第４図は理想光軸と実際
の光信号の光軸とのずれおよびそのずれの調整方法を説
明する図、第５図は偏向用ミラーの偏芯に伴う光軸ずれ
を説明する図、第６図は第４図の一部の拡大図である。 １・・・レーザ光、２・・・光軸偏向部、３・・・光軸
測定用センサ部、６，７・・・偏向用ミラー　８ｘ、８
ｙ。 ９ｘ、９ｙ・・・駆動用モータ、１０・・・モータ駆動
制御器、１．１．１３・・・ビームスプリッタ、１４・
・・光軸位置ずれ検出器、１５・・・光軸角度検出器、
２ｏ・・・コントローラ部、２２・・・メモリ、２３・
・・光軸ずれ記憶手段、２４・・・校正制御手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｘ軸およびＹ軸駆動用モータを持った偏向用ミラーを用
   いて光信号を偏向する光軸偏向部と、予め定めた理想光
   軸に対する前記光軸偏向部により偏向された光信号の光
   軸角度および光軸位置ずれを測定する光軸測定用センサ
   部と、この光軸測定用センサ部の測定出力から光軸角度
   または光軸位置ずれがあったとき前記光信号を前記理想
   光軸に近づけるように前記Ｘ軸駆動用モータまたはＹ軸
   駆動用モータを制御するコントローラ部とを備えた自動
   光軸調整装置において、 前記コントローラ部は、本来の光軸調整制御時以外のと
   きに光軸調整により光信号を理想光軸に近づけた状態で
   前記Ｘ軸駆動用モータまたはＹ軸駆動用モータを用いて
   前記偏向用ミラーを所定の範囲でＸ軸およびＹ軸方向に
   回転させ、そのときのＸ軸駆動用モータおよびＹ軸駆動
   用モータの回転角度位置に応じた前記光軸測定用センサ
   部の理想光軸に対する軸ずれ量を順次記憶し、前記本来
   の光軸調整制御時に各モータの回転角度位置に応じた前
   記予め記憶されている軸ずれ量を読出して前記光軸測定
   用センサ部からの測定出力を校正し、この校正結果に基
   づいて前記駆動用モータを制御することを特徴とする光
   軸校正方法。