JPH04318506A - Optical axis adjustment device - Google Patents

Optical axis adjustment device

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Publication number
JPH04318506A
JPH04318506A JP8527491A JP8527491A JPH04318506A JP H04318506 A JPH04318506 A JP H04318506A JP 8527491 A JP8527491 A JP 8527491A JP 8527491 A JP8527491 A JP 8527491A JP H04318506 A JPH04318506 A JP H04318506A
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JP
Japan
Prior art keywords
light
optical axis
mirror
reflecting mirror
operation control
Prior art date
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Application number
JP8527491A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akio Tanaka
昭夫 田中
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Abstract

PURPOSE:To provide the optical axis adjustment device which speedily adjust an optical axis, can align the optical axis with high resolution, and can increase the output of laser light and stably output it. CONSTITUTION:The optical axis adjustment device which adjusts the deviation of the optical axis of light outputted by a light source is equipped with a 1st reflecting mirror 12 which totally reflects or half-transmits and reflect the light from the light source, a slanting device 13 which receives an external operation control signal and slants the 1st reflecting mirror 12 in a desired direction, a polygonal conic mirror 14 which receives the light from the 1st reflecting mirror 12 nearby at the vertex of the conic body, plural photoelectric converters 15 which are arranged opposite the surfaces of the polygonal conic mirror 14 and convert reflected light from the mirror 14 into electric signals, and an operation control means 17 which controls the slanting device by outputting the operation control signal so as to hold the photodetection outputs from those photoelectric converters 14 in constant mutual relation.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、直列多段配置のレーザ
発振器を用いて順次レーザ光を増殖出力する大出力レー
ザ装置及び各種の光学測定装置,光学測量機械等に利用
する光軸調整装置に係わり、特に光の光軸を自在に調整
可能とした光軸調整装置に関する。
[Industrial Application Field] The present invention relates to a high-output laser device that sequentially multiplies and outputs laser light using laser oscillators arranged in multiple stages in series, and an optical axis adjustment device used in various optical measuring devices, optical surveying machines, etc. In particular, the present invention relates to an optical axis adjustment device that can freely adjust the optical axis of light.

【0002】0002

【従来の技術】従来、複数のレーザ発振器を直列に多段
接続すると共に各レーザ発振器ごとに放電回路を設け、
各放電回路を順次駆動しながら初段のレーザ発振器から
出力されたレーザ光を各レーザ発振器で段階的に増幅し
て大出力のレーザー光を生成するレーザ装置がある。こ
のようなレーザ装置では、最終段のレーザ発振器から出
力するレーザ光のパワーアップを図るために、適切な位
置に種々の光学部品を配置し、各レーザ発振器の出力光
の光軸を一致させる必要がある。
[Prior Art] Conventionally, a plurality of laser oscillators are connected in series in multiple stages, and a discharge circuit is provided for each laser oscillator.
There is a laser device that generates high-output laser light by sequentially driving each discharge circuit and amplifying laser light output from a first-stage laser oscillator step by step with each laser oscillator. In such a laser device, in order to increase the power of the laser light output from the final stage laser oscillator, it is necessary to arrange various optical components at appropriate positions and align the optical axes of the output light from each laser oscillator. There is.

【0003】以上のようなレーザ装置の光軸調整は、作
業員が直接手作業によって行う場合と、位置検出素子を
用いて自動的に行う場合がある。
The optical axis adjustment of the laser device as described above may be performed manually by a worker or automatically using a position detection element.

【0004】前者の作業員による操作は、相当な熟練を
有する者が過去の経験および勘を生かしつつ各光学部品
の位置をずらしながら光軸合せを行う方法である。
The former operation by a worker is a method in which a highly skilled worker uses past experience and intuition to align the optical axis while shifting the position of each optical component.

【0005】一方、後者の自動光軸調整は、図4に示す
ようにシリコンフォトダイオード等で構成された半導体
位置検出素子(以下、「PSD」と呼ぶ)1を用いたも
の、あるいは図5に示すように四分割検出素子2を用い
たものがある。
On the other hand, the latter type of automatic optical axis adjustment uses a semiconductor position detection device (hereinafter referred to as "PSD") 1 composed of a silicon photodiode or the like as shown in FIG. As shown, there is one using a four-division detection element 2.

【0006】PSD1は、n型基板3上にp型シリコン
層4が形成され、かつ、バイアス電圧5の正極性側がn
型基板3側に接続され、負極性側が電流検出素子6a,
6bを介して電極7a,7bに接続してなる構成である
PSD 1 has p-type silicon layer 4 formed on n-type substrate 3, and the positive polarity side of bias voltage 5 is n-type.
It is connected to the mold substrate 3 side, and the negative polarity side is the current detection element 6a,
This configuration is connected to electrodes 7a and 7b via 6b.

【0007】このようなPSD1において、スポット光
8がp型シリコン層4に入射すると、光電効果によって
p型シリコン層4とn型基板3とが短絡状態となる。こ
のとき、p型シリコン層4では一様な抵抗率を持ってい
るとすれば、各電極7a,7bから取り出される電流I
1,I2はスポット光入射点9から各電極7a,7bま
での距離X1,X2の比に逆比例することから、I1/
I2=X2/X1            …(1)な
る式から,スポット光8の入射位置を求めることができ
る。また、図4はX軸方向のみの位置検出であるが、Y
軸方向にも同様に電極を設ければ、スポット光8の二次
元的な位置を検出できる。
In such a PSD 1, when the spot light 8 is incident on the p-type silicon layer 4, the p-type silicon layer 4 and the n-type substrate 3 are short-circuited due to the photoelectric effect. At this time, assuming that the p-type silicon layer 4 has a uniform resistivity, the current I taken out from each electrode 7a, 7b
Since 1 and I2 are inversely proportional to the ratio of the distances X1 and X2 from the spot light incident point 9 to each electrode 7a and 7b, I1/
I2=X2/X1 (1) The incident position of the spot light 8 can be determined from the equation (1). Also, although FIG. 4 shows position detection only in the X-axis direction,
If electrodes are similarly provided in the axial direction, the two-dimensional position of the spot light 8 can be detected.

【0008】また、図5に示す四分割検出素子2は、4
つのフォトダイオード10a〜10dで構成され、X,
Y軸方向の位置は各フォトダイオード10a〜10dか
ら出力される電流の和および差の演算を行うことにより
求めることができる。因みに、X軸方向の位置は、
Further, the four-division detection element 2 shown in FIG.
It is composed of photodiodes 10a to 10d,
The position in the Y-axis direction can be determined by calculating the sum and difference of the currents output from each of the photodiodes 10a to 10d. Incidentally, the position in the X-axis direction is

【0
009】
0
009]

【数1】[Math 1]

【0010】なる式に比例し、Y軸方向の位置は、The position in the Y-axis direction is proportional to the formula:

【0
011】
0
011]

【数2】[Math 2]

【0012】に比例することに着目し、スポット光8の
位置を求める。
The position of the spot light 8 is determined by paying attention to the fact that it is proportional to .

【0013】そして、以上のようにして位置検出素子を
用いてスポット光8の位置を求めたならば、元の位置か
らのずれ量を計算しそのずれ量を零とするための光軸制
御を行う。
[0013] Once the position of the spot light 8 has been determined using the position detection element as described above, the amount of deviation from the original position is calculated and the optical axis is controlled to make the amount of deviation zero. conduct.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような作業員の手操作による光軸調整は、調整作業者
の熟練度に応じて光軸の一致精度にバラツキが生じると
共に調整作業に多大の労力と時間を必要とする。また、
光軸調整後、温度や振動等の要因により度々光軸がずれ
るが、適宜な時間を見計らって手作業により再調整を行
う必要があるため即応性にかける問題がある。
[Problems to be Solved by the Invention] However, when the optical axis is manually adjusted by an operator as described above, the alignment accuracy of the optical axis varies depending on the skill level of the adjustment operator, and the adjustment work requires a great deal of effort. It requires effort and time. Also,
After the optical axis is adjusted, the optical axis often shifts due to factors such as temperature and vibration, but it is necessary to readjust the optical axis manually at an appropriate time, which poses a problem in terms of responsiveness.

【0015】また、上述した光軸調整装置は、四分割検
出素子の各光電面間に不感動部分があるためにスポット
光8のビーム径を大きくせざるを得ず、それだけ分光感
度が低下する。また、この感度低下の原因を解消するた
めに電気的増幅率を上げると、外乱(電気的ノイズ、温
度等)の影響を受けるために光軸合せの精度を上げるこ
とができない。さらに、半導体素子を用いているので分
光感度が温度の依存性を大きく受ける。従って、これら
位置検出素子は例えばレーザ光軸調整の如き微細な位置
調整の用途には不向きなものである。
Furthermore, in the above-mentioned optical axis adjusting device, since there is a non-sensing portion between each photocathode of the four-part detection element, the beam diameter of the spot light 8 has to be increased, and the spectral sensitivity decreases accordingly. . Furthermore, if the electrical amplification factor is increased in order to eliminate the cause of this decrease in sensitivity, the accuracy of optical axis alignment cannot be increased because of the influence of disturbances (electrical noise, temperature, etc.). Furthermore, since a semiconductor element is used, the spectral sensitivity is largely dependent on temperature. Therefore, these position detection elements are not suitable for use in fine position adjustment such as laser optical axis adjustment.

【0016】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたもので、光軸の調整を迅速、自動的に行うことがで
き、かつ、充分に高い分解能で光軸合せを行うことによ
り出力光の増大および安定な出力光を得ることのできる
光軸調整装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and it is possible to quickly and automatically adjust the optical axis, and to adjust the output light by adjusting the optical axis with sufficiently high resolution. An object of the present invention is to provide an optical axis adjustment device that can increase the amount of light and obtain stable output light.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、光源から出力された光の光軸ずれを調整す
る光軸調整装置において、前記光源からの光を全反射ま
たは半透過反射する第1の反射ミラーと、外部からの動
作制御信号を受けて前記第1の反射ミラーを所望とする
方向に傾ける傾動装置と、多角錘形状をなし前記第1の
反射ミラーからの光を頂点近傍で受光する第2の反射ミ
ラーと、この第2の反射ミラーの複数面にそれぞれ対向
配置され該第2の反射ミラーからの入射光を電気信号に
変換する複数の光電変換器と、これら各光電変換器の受
光出力の相互関係を一定に保つように前記動作制御信号
を出力して前記傾動装置を制御する動作制御手段とを具
備した構成とした。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention provides an optical axis adjusting device for adjusting the optical axis deviation of light output from a light source, in which the light from the light source is totally reflected or semi-transmitted. a first reflecting mirror that reflects light; a tilting device that receives an external operation control signal and tilts the first reflecting mirror in a desired direction; a second reflecting mirror that receives light near the apex; a plurality of photoelectric converters that are arranged facing each other on a plurality of surfaces of the second reflecting mirror and convert incident light from the second reflecting mirror into electrical signals; The present invention is configured to include an operation control means for controlling the tilting device by outputting the operation control signal so as to keep the mutual relationship between the light reception outputs of the respective photoelectric converters constant.

【0018】[0018]

【作用】本発明によれば、初期調整された状態において
は、第1の反射ミラーからの光は、第2の反射ミラーの
頂部にあり、そこからの反射光は角数の数に分割され、
それぞれの分割反射光は光電変換器で検出される。これ
らの光電変換器の受光出力は釣り合いのとれた状態で傾
動装置の位置を保っている。第1の反射ミラーからの光
がずれると第2の反射ミラーの特定の面への入射光が強
まる。この結果、当該面と対向関係にある光電変換器の
受光出力が増加する。各光電変換器の出力のバランスが
変化することに伴って傾動装置に動作制御信号が送出さ
れ、この動作制御信号に基づいて傾動装置は反射ミラー
を光軸一致方向に傾け、光軸合せを行う。
[Operation] According to the present invention, in the initial adjusted state, the light from the first reflecting mirror is at the top of the second reflecting mirror, and the reflected light from there is divided into a number of angles. ,
Each split reflected light is detected by a photoelectric converter. The received light outputs of these photoelectric converters maintain the position of the tilting device in a balanced manner. When the light from the first reflecting mirror shifts, the light incident on a specific surface of the second reflecting mirror becomes stronger. As a result, the light receiving output of the photoelectric converter facing the surface increases. As the output balance of each photoelectric converter changes, an operation control signal is sent to the tilting device, and based on this operation control signal, the tilting device tilts the reflecting mirror in the direction of optical axis alignment, aligning the optical axis. .

【0019】[0019]

【実施例】以下、本発明装置の一実施例について図1を
参照して説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the apparatus of the present invention will be described below with reference to FIG.

【0020】本実施例は、レーザ発振器その他の光源(
図示せず)から入射するスポット光11を第1の反射ミ
ラー12で受ける。この第1の反射ミラー12は、前後
左右方向等、つまり任意の方向に傾きを可変するための
傾動装置13a,13bが設けられている。この傾動装
置13a,13bは、例えばサーボモータ、パルスモー
タやインチウオーマ等の電気−変位変換機能を持ったも
のが使用される。この第1の反射ミラー12で反射され
た光の進行方向に第2の反射ミラー(以下、「多角錘ミ
ラー」と呼ぶ)14が配置されている。この多角錘ミラ
ー14は、例えば4枚のミラー14a〜14dで構成さ
れた多角錐反射ミラーであって、第1の反射ミラー12
からのスポット光11が角度を変えて反射する様になっ
ている。多角錘ミラー14の4枚のミラー14a〜14
dの各々には、PSD等で構成された光を電気信号に変
えるための光電変換器15a〜15dが、対応するミラ
ーからの反射光を受光するように対向配置されている。
This embodiment uses a laser oscillator and other light sources (
A first reflecting mirror 12 receives a spot light 11 incident from a source (not shown). The first reflecting mirror 12 is provided with tilting devices 13a and 13b for varying the tilt in the front, back, left, and right directions, that is, in any direction. As the tilting devices 13a and 13b, a device having an electric-displacement conversion function, such as a servo motor, a pulse motor, or an inch warmer, is used. A second reflective mirror (hereinafter referred to as a "polygonal pyramid mirror") 14 is arranged in the traveling direction of the light reflected by the first reflective mirror 12. This polygonal pyramidal mirror 14 is a polygonal pyramidal reflecting mirror composed of, for example, four mirrors 14a to 14d, and the first reflecting mirror 12
Spot light 11 from the mirror is reflected at different angles. Four mirrors 14a to 14 of the polygonal pyramid mirror 14
In each of the mirrors d, photoelectric converters 15a to 15d configured by a PSD or the like for converting light into an electric signal are arranged facing each other so as to receive reflected light from the corresponding mirror.

【0021】なお、各光電変換器15a〜15dは、前
記各ミラー14a〜14dの所要とする反射部位からの
反射光を受光するのに必要な大きさのものが必要である
が、例えば各ミラー14a〜14dと光電変換器15a
〜15dとの間に、集光レンズをそれぞれ配置すれば受
光面積を小さくできる。
Note that each of the photoelectric converters 15a to 15d needs to have a size necessary to receive the reflected light from the required reflection portion of each of the mirrors 14a to 14d. 14a to 14d and photoelectric converter 15a
The light receiving area can be reduced by placing a condenser lens between 15d and 15d.

【0022】例えば、光電変換器15cは、図2に示す
如くミラー14cから反射して出来る空間部分16(斜
線部分)に相当する光が入射したときに充分に検出感度
を保持できる広さを有していればよいが、集光レンズを
設ければ空間部分16を必要とするだけ絞って小さな面
積とすれば、受光検出器15cの受光面を小さくするこ
とができる。
For example, the photoelectric converter 15c has a width that can maintain sufficient detection sensitivity when light corresponding to a space 16 (hatched area) formed by reflection from the mirror 14c enters, as shown in FIG. However, if a condensing lens is provided, the space portion 16 can be narrowed down to a necessary amount to make the area small, and the light receiving surface of the light receiving detector 15c can be made small.

【0023】各光電変換器15a〜15dの出力信号は
制御装置17に入力される。この制御装置17は、光電
変換器15a〜15dの受光出力に応じて傾動装置13
a,13bに動作制御信号を供給する。例えば,光電変
換器15aからの受光出力が増加したときには傾動装置
13aを正転方向、つまりスポット光11が多角錘ミラ
ー14の頂上側に向かうように反射ミラー12を傾ける
動作制御信号を傾動装置13aに供給し、逆に光電変換
器16bからの受光出力が増加したときには傾動装置1
3aを逆転方向に相応して反射ミラー12を傾ける動作
制御信号を傾動装置13aに供給する。
Output signals from each of the photoelectric converters 15a to 15d are input to a control device 17. This control device 17 controls the tilting device 13 according to the received light output of the photoelectric converters 15a to 15d.
An operation control signal is supplied to a and 13b. For example, when the received light output from the photoelectric converter 15a increases, the tilting device 13a sends an operation control signal to tilt the reflecting mirror 12 so that the tilting device 13a rotates in the normal direction, that is, the spot light 11 goes toward the top side of the polygonal cone mirror 14. On the other hand, when the received light output from the photoelectric converter 16b increases, the tilting device 1
An operation control signal for tilting the reflecting mirror 12 in accordance with the reverse direction of the mirror 3a is supplied to the tilting device 13a.

【0024】次に、以上のように構成された本実施例の
動作について説明する。
Next, the operation of this embodiment configured as above will be explained.

【0025】初期調整された状態においては、反射ミラ
ー12で反射された光束のスポット光11が多角錐ミラ
ー14頂部の斜線Sで示す領域に照射され、各ミラー1
4a〜14dでそれぞれ所定量の光を受ける。各ミラー
14a〜14dでの受光量に応じた受光出力がそれぞれ
対応する光電変換器15から出力される。制御装置17
は、各光電変換器15a〜15dからの入力信号の相対
関係を保つように、即ちこの位置(光軸調整されている
位置)を保つように演算され傾動装置13を制御する。
In the initial adjusted state, the spot light 11 of the luminous flux reflected by the reflecting mirror 12 is irradiated onto the area indicated by the diagonal line S at the top of the polygonal pyramidal mirror 14, and each mirror 1
4a to 14d each receive a predetermined amount of light. A light reception output corresponding to the amount of light received by each of the mirrors 14a to 14d is output from the corresponding photoelectric converter 15, respectively. Control device 17
is calculated to control the tilting device 13 so as to maintain the relative relationship of the input signals from each of the photoelectric converters 15a to 15d, that is, to maintain this position (the position where the optical axis is adjusted).

【0026】何らかの原因により光源からのスポット光
が図示破線の如きスポット光11′aに変化すると、こ
のスポット光11′aによる反射ミラー12の反射光1
1′bは多角錐ミラー14のミラー14c側に入射し(
図のSはS′に移動し)、このミラー14cで反射する
。このとき、光電変換器15cは、ミラー14cから反
射されたスポット光11′cを検出するが、この値は先
のスポット光11の光量に比べ増大する。又,同様に1
4a,14b,14dのそれぞれの光量は減少又は無く
なる。従って,それぞれの光電変換器15a〜15dか
らの受光出力は、それまでの値から変化し制御装置17
に送出される。
When the spot light from the light source changes to a spot light 11'a as shown by the broken line in the figure for some reason, the reflected light 1 of the reflecting mirror 12 by this spot light 11'a
1'b is incident on the mirror 14c side of the polygonal pyramidal mirror 14 (
(S in the figure moves to S') and is reflected by this mirror 14c. At this time, the photoelectric converter 15c detects the spot light 11'c reflected from the mirror 14c, but this value increases compared to the amount of the spot light 11 before. Also, similarly 1
The amount of light of each of 4a, 14b, and 14d decreases or disappears. Therefore, the received light output from each of the photoelectric converters 15a to 15d changes from the previous value, and the control device 17
will be sent to.

【0027】制御装置17は、この様な受光出力を受信
して演算処理を行った後、動作制御信号を出力して傾動
装置13bを図示する正転方向、つまり反射ミラー12
を図示手前側を下げるように傾ける。これによって、反
射ミラー12からの反射スポット11′bによる光跡S
′部が移行して前記S部に入射する。この場合には1次
元的な制御であるが、傾動装置13に何を使用するか例
えばロボットに相当する多関節のものを使用すれば2次
元的に可変制御できる。
After receiving such light reception output and performing arithmetic processing, the control device 17 outputs an operation control signal to rotate the tilting device 13b in the normal rotation direction, that is, the reflecting mirror 12.
Tilt it so that the side toward you as shown is lowered. As a result, the light trace S caused by the reflection spot 11'b from the reflection mirror 12
' part moves and enters the S part. In this case, the control is one-dimensional, but variable control can be achieved two-dimensionally if the tilting device 13 is, for example, a multi-jointed device equivalent to a robot.

【0028】この様に本実施例によれば、スポット光1
1を多角錘ミラー14の頂点に当てて各方向の光軸ズレ
を拡大して光電変換器15a〜15dに入射し、これら
光電変換器15a〜15dの受光出力を制御装置17で
監視して、受光出力の相対関係が変化して光軸ずれが検
知されると傾動装置13を介して反射ミラー12を所望
とする方向に可変し、反射ミラー12からの反射スポッ
ト光12を移動させて最初の位置に入射するようにした
ので、従来のような人間の手作業と異なり熟練者を必要
としないばかりか、光軸合せにバラツキがなくなり、種
々の要因で光軸ずれが生じても迅速に光軸合せを行うこ
とができる。また、スポット光11を多角錐ミラー14
を用いて反射し光電変換器15a〜15dに入射し、各
検出器の出力比が一定になる様に制御させるので、従来
のように分光感度に対する温度の依存性がなく、外乱等
の発生原因も除去できる。各検出器間の受光出力の関連
性は和でも差でも比率でも要するに初期状態と同じ形に
なるものならなんでもよい。また、光軸が移動したとき
多角錐ミラー14を用いて大きな角度で反射させ、ひい
ては光電変換器15a〜15dに大きな振れ幅でスポッ
ト光12を入射するので、信号レベルの大きさに拘らず
制御動作を適確に実行でき、それにより極めて大きなフ
ォワードゲインを得ることができ、それだけ安定で精度
のよい光軸ずれを制御できる。
As described above, according to this embodiment, the spot light 1
1 is applied to the vertex of the polygonal cone mirror 14 to magnify the optical axis deviation in each direction and enter the photoelectric converters 15a to 15d, and the control device 17 monitors the received light output of these photoelectric converters 15a to 15d. When the relative relationship between the received light outputs changes and an optical axis shift is detected, the reflecting mirror 12 is changed to a desired direction via the tilting device 13, and the reflected spot light 12 from the reflecting mirror 12 is moved to the first position. Unlike conventional manual work, this method eliminates the need for skilled workers, and also eliminates variations in optical axis alignment, allowing for quick adjustment of the optical axis even if optical axis misalignment occurs due to various factors. Axis alignment can be performed. In addition, the spot light 11 is transferred to a polygonal pyramidal mirror 14.
Since the output ratio of each detector is controlled to be constant, there is no dependence of temperature on spectral sensitivity as in the conventional case, and the cause of disturbance etc. is eliminated. can also be removed. The relationship between the light reception outputs of the respective detectors may be a sum, a difference, or a ratio, as long as it has the same form as the initial state. In addition, when the optical axis moves, the polygonal pyramidal mirror 14 is used to reflect the spot light 12 at a large angle, and the spot light 12 is incident on the photoelectric converters 15a to 15d with a large amplitude, so it can be controlled regardless of the signal level. The operation can be executed accurately, thereby obtaining an extremely large forward gain, and the optical axis deviation can be controlled more stably and precisely.

【0029】なお、上記実施例においては、傾動装置1
3を用いて反射ミラー12を所望とする方向に傾けるこ
とにより光軸合せを行ったが、例えば多角錐ミラー14
を二次元的に平面移動させて光軸合せを行ってもよい。 また、多角錐ミラー14として四角錐形状の反射ミラー
を用いたが、三角錐形状のもの、あるいはそれ以外の同
一効果を上げ得る多面体形状の反射ミラーでもよい。
Note that in the above embodiment, the tilting device 1
Optical axis alignment was performed by tilting the reflecting mirror 12 in a desired direction using a polygonal pyramidal mirror 14.
Optical axes may be aligned by moving two-dimensionally in a plane. Furthermore, although a quadrangular pyramid-shaped reflection mirror is used as the polygonal pyramidal mirror 14, it may be a triangular pyramid-shaped reflection mirror or another polyhedral-shaped reflection mirror that can achieve the same effect.

【0030】次に、本発明の他の実施例について図3を
参照して説明する。
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0031】この実施例は、光源の平行ズレと角度ズレ
が複合して生じた場合の光軸調整を示すものである。
This embodiment shows optical axis adjustment when a combination of parallel and angular displacement of the light source occurs.

【0032】本実施例は、不図示の光源からのスポット
光11が反射ミラー12に入射される。反射ミラー12
は、水平方向に調整可能のミラー移動装置21a,21
bを内蔵している。この反射ミラー12の反射光の光路
上に、上記一実施例と同様に多角錘ミラー14が配置さ
れる。この多角錘ミラー14の各面には光電変換器が配
置されていて、この受光出力が制御装置へ送出され、こ
の制御装置の動作制御信号によってミラー移動装置21
a,21bを制御するように構成されている。また、反
射ミラー12と多角錘ミラー14との間の光路上には、
半透過ミラー22が配置されている。この半透過ミラー
22は、傾動装置23a,23bによって角度調整可能
になっている。この半透過ミラー22で反射した光の光
路上に、さらにもう一つの多角錘ミラー24が配置され
ている。この、多角錐ミラー24の周囲には、各面に対
応して光電変換器がそれぞれ配置されていて、これら光
電変換器の受光出力が制御装置に送出され、この制御装
置の動作制御信号によって傾動装置23a,23bを制
御するように構成されている。
In this embodiment, a spot light 11 from a light source (not shown) is incident on a reflecting mirror 12. Reflection mirror 12
are horizontally adjustable mirror moving devices 21a, 21.
It has a built-in b. On the optical path of the reflected light from this reflecting mirror 12, a polygonal cone mirror 14 is arranged, as in the above embodiment. A photoelectric converter is disposed on each surface of this polygonal pyramid mirror 14, and the received light output is sent to a control device, and the mirror moving device 21 is controlled by an operation control signal from this control device.
a, 21b. In addition, on the optical path between the reflection mirror 12 and the polygonal pyramid mirror 14,
A semi-transparent mirror 22 is arranged. The angle of the semi-transparent mirror 22 can be adjusted by tilting devices 23a and 23b. Another polygonal cone mirror 24 is arranged on the optical path of the light reflected by the semi-transparent mirror 22. Around this polygonal pyramidal mirror 24, photoelectric converters are arranged corresponding to each surface, and the light reception outputs of these photoelectric converters are sent to a control device, and the tilting is performed according to the operation control signal of this control device. It is configured to control devices 23a, 23b.

【0033】なお、多角錐ミラー24の直前には半透過
ミラーが省略されている。
Note that a semi-transparent mirror is omitted immediately in front of the polygonal pyramidal mirror 24.

【0034】以上のように構成された本実施例では、実
線の通りに通過した光が破線の様に平行ズレおよび角度
ズレの複合ズレを生じた場合(図では誇張)、このズレ
が多角錐ミラー14およびその周囲の光電変換器で検出
され、そのズレ量がミラー移動装置21a,21bによ
って水平方向の調整が行なわれる。この結果、反射ミラ
ー12が図中二点鎖線で示す位置12′へ移動する。こ
れによって、入射スポット光11は,一点鎖線で示す位
置に補正されて半透過ミラー22に入射する。なお、多
角錐ミラー14と半透過ミラー22との間の距離は他の
光が屈折される距離に比して短いため無視する。
In this embodiment configured as described above, when the light passing along the solid line causes a compound shift of parallel shift and angular shift as shown by the broken line (exaggerated in the figure), this shift is caused by a polygonal pyramid. The amount of deviation is detected by the mirror 14 and photoelectric converters around it, and horizontal adjustment is performed by mirror moving devices 21a and 21b. As a result, the reflecting mirror 12 moves to a position 12' indicated by a two-dot chain line in the figure. As a result, the incident spot light 11 is corrected to the position shown by the dashed line and enters the semi-transmissive mirror 22. Note that the distance between the polygonal pyramidal mirror 14 and the semi-transparent mirror 22 is ignored because it is shorter than the distance over which other light is refracted.

【0035】この状態では依然として角度ズレが残って
いるため、半透過ミラー22で反射した光は、一点鎖線
で示すように多角錐ミラー24から光軸がずれたものと
なる。この角度ズレは、半透過ミラー22で反射したも
う一方の多角錐ミラー24に入射したスポット光を利用
して検出され、この角度ズレに応じて傾動装置23a,
23bが制御されて角度θ分が調整される。この結果、
半透過ミラー22を反射する反射光は元の通りの実線位
置に補正される。
In this state, since the angle still remains, the optical axis of the light reflected by the semi-transmissive mirror 22 is shifted from the polygonal pyramidal mirror 24, as shown by the dashed line. This angular shift is detected using the spot light reflected by the semi-transmissive mirror 22 and incident on the other polygonal pyramidal mirror 24, and the tilting device 23a,
23b is controlled to adjust the angle θ. As a result,
The reflected light reflected by the semi-transparent mirror 22 is corrected to the original position of the solid line.

【0036】この様に本実施例によれば、前記一実施例
で示す光軸調整装置を2セット組み合わせて、光軸ずれ
を各セットごとに順次補償するようにしたので、平行ズ
レおよび角度ズレが復合した光軸ズレであっても容易か
つ正確に調整することができる。
As described above, according to this embodiment, two sets of the optical axis adjustment devices shown in the above embodiment are combined, and optical axis deviations are compensated for each set in turn, so that parallel deviations and angular deviations are compensated for. Even if the optical axis is misaligned, it can be easily and accurately adjusted.

【0037】なお、多角錐ミラー24の代わりに半透過
反射ミラーを用いその反射光方向にレーザ発振器を配置
すれば、直列多段配置のレーザ装置を実現できる。
Note that if a transflective mirror is used instead of the polygonal pyramidal mirror 24 and a laser oscillator is arranged in the direction of the reflected light, a laser device having multiple stages in series can be realized.

【0038】[0038]

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、ス
ポット光を多角錘形状をなす第2の反射ミラーの頂点に
当て、光の光軸ズレを拡大してからそのずれ量を光電変
換器で検出し、光軸がずれたとき全反射または半透過反
射ミラーを所望とする方向に傾けるようにしたので、光
軸の調整を迅速、自動的に行うことができ、かつ、充分
に高い分解能で光軸合せを行うことができ、よってレー
ザ光の出力増大および安定出力を可能にする光軸調整装
置を提供できる。
As described in detail above, according to the present invention, a spot light is applied to the vertex of the second reflecting mirror having a polygonal cone shape, the optical axis deviation of the light is magnified, and then the amount of deviation is measured by photoelectric conversion. Since the converter detects the deviation of the optical axis and tilts the total reflection or semi-transmission reflection mirror in the desired direction, the optical axis can be adjusted quickly and automatically. It is possible to provide an optical axis adjustment device that can perform optical axis alignment with high resolution and thus enables increased and stable output of laser light.

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

【図1】本発明の一実施例に係る光軸調整装置の構成図
FIG. 1 is a configuration diagram of an optical axis adjustment device according to an embodiment of the present invention.

【図2】光電変換器の受光面とスポット光の大きさとの
関係を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the light receiving surface of a photoelectric converter and the size of a spot light.

【図3】本発明の他の実施例に係る光軸調整装置の構成
図。
FIG. 3 is a configuration diagram of an optical axis adjustment device according to another embodiment of the present invention.

【図4】PSDを用いた従来の光軸調整装置の構成図。FIG. 4 is a configuration diagram of a conventional optical axis adjustment device using a PSD.

【図5】四分割検出素子を用いた従来の光軸調整装置の
構成図。
FIG. 5 is a configuration diagram of a conventional optical axis adjustment device using a four-part detection element.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

12…反射ミラー、13…傾動装置、14…多角錘ミラ
ー、15…光電変換器、17…制御装置。
12...Reflection mirror, 13...Tilt device, 14...Polygonal pyramid mirror, 15...Photoelectric converter, 17...Control device.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  光源から出力された光の光軸ずれを調
整する光軸調整装置において、前記光源からの光を全反
射または半透過反射する第1の反射ミラーと、外部から
の動作制御信号を受けて前記第1の反射ミラーを所望と
する方向に傾ける傾動装置と、多角錘形状をなし前記第
1の反射ミラーからの光を錘体の頂点近傍で受光する第
2の反射ミラーと、この第2の反射ミラーの複数面にそ
れぞれ対向配置され該第2の反射ミラーからの反射光を
電気信号に変換する複数の光電変換器と、これら各光電
変換器の受光出力の相互関係を一定に保つように前記動
作制御信号を出力して前記傾動装置を制御する動作制御
手段とを具備したことを特徴とする光軸調整装置。
1. An optical axis adjustment device for adjusting optical axis deviation of light output from a light source, comprising: a first reflecting mirror that totally or semi-transparently reflects the light from the light source; and an operation control signal from the outside. a tilting device that tilts the first reflective mirror in a desired direction in response to the received light; a second reflective mirror that is shaped like a polygonal pyramid and receives light from the first reflective mirror near the apex of the pyramid; A plurality of photoelectric converters are arranged facing each other on a plurality of surfaces of the second reflecting mirror and convert the reflected light from the second reflecting mirror into electrical signals, and the mutual relationship between the light receiving outputs of these photoelectric converters is constant. an optical axis adjustment device comprising: operation control means for controlling the tilting device by outputting the operation control signal so as to maintain the tilting device.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011216552A (en) * 2010-03-31 2011-10-27 Japan Synchrotron Radiation Research Inst Automatic optimization system of multistage amplification laser system with each step formed in module

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