JPH0461333B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、結像光学系およびレーザ光学系の分
野に係わりかつ光束の光軸を位置および／または
方向に関して調整しなければならない光学装置に
関する。

従来の技術 光束の強度分布または位置ないしは方向は、
鏡、方向変換プリズム、レンズ、光学透明平板お
よび光学透明楔、ライン格子、ホログラフ偏向絞
り、音響的マルチ周波数−変調器、音響光学反射
器のような光学素子によつて影響をうける。最終
的には、光源自身も変動することがある。強度分
布または、位置ないしは方向に関する光束の調整
は、鏡支持部材のような機械的調節形式の適切な
調節手段によつてか、またはピエゾ駆動装置のよ
うな電気機械的調節形式の適切な調節手段によつ
てなされる。

光束の調整を監視するために、調整過程中ター
ゲツトデイスク、スクリンもしくは穴絞りなどの
ようなゲージを観察したり、または、たとえばオ
シログラフ上の適切さ光電検出器の信号を読取る
ことが公知である。

発明が解決しようとする問題点 公知の調整補助装置は、多くの場合において正
確でなく、時々、光調整に関して、全く明確でな
い通報をし、また場合によつては、取扱いがむづ
かしい。さらに、たとえば、調整手段が、届きに
くい位置にあつたり、光装置がコンパクトな構造
であるために、調整過程の際同時に得られる調整
の正確な観察または監視を行うことが、しばしば
不可能である。

したがつて本発明の課題は、調整を一層容易か
つ精確に実施できしかも光学調整に対して必要な
ステツプを大きさおよび方向について信号化す
る、光束の光軸の、位置および／または方向に関
しての調整の音響監視方法および装置を提供する
ことである。

問題点を解決するための手段 この課題は本発明によれば特許請求の範囲第１
項および第８項に記載の方法並びに第９項に記載
の装置によつて解決される。

実施例 次に本発明を図示の実施例につき図面を用いて
詳細に説明する。

第１図は、光束の光軸を横断する方向にある前
以つて決められた基準面における光束の、空間位
置に関しての調整を音響的に監視するための装置
の１実施例を示す。

光源および位置補正のための調整手段は図示さ
れていない光束９６は、光束９６の光軸９７を横
断する方向にある基準面９８の真中に位置するよ
うになつている。

光束９６の位置を検出するために光束９６の光
路に設けた半透明の平面鏡９９を用いて部分光束
１００が取出されかつ整合光学部材１０１を用い
て位置検出器を形成する測定面１０３の測定領域
１０２において結像される。整合光学部材１０１
は例えば、部分光束１００の横断面を測定領域１
０２の大きさに整合するための非焦点形伸縮光学
装置である。測定領域１０２は、光束９６の光路
に設けることもできる。

その際位置検出器１０３の測定領域１０２は、
基準面９８の合同面であり、これによつて光束９
６の角度ないし方向変化ではなくて、位置のずれ
のみが測定領域１０２における部分光束９６の相
応の位置ずれとなつて生じるように保証されてい
る。この種の位置ずれは例えば光路に設けられた
鏡またはプリズムを用いて実現される。位置検出
器１０３は、４つの電気的に別個の光電変換器か
ら成る。これら変換器の光入射面が測定領域１０
２の４つの象限を形成し、その際測定領域１０２
の中心点が基準面９８における光束９６の目標位
置に相応する。位置検出器として有利には４象限
ホトダイオードを使用することができる。

増幅器１０４，１０５，１０６および１０７に
おいて増幅れる、位置検出器１０３の４つの象限
に対する４つの出力信号S₁，S₂，S₃およびS₄は、
当該の象限に入射する、部分光束１００のその都
度の成分に対する基準であり、したがつて目標位
置からの方向および量に対する偏差の基準でる。

位置検出器１０３の４つの象限に、４つの発振
器１０８，１０９，１１０および１１１が配属さ
れている。これら発振器は可聴スペクトルの異な
つた周波数の振動を発生する。発振器１０８は例
えば5KHzの非常に高い周波数を有する振動を発
生し、発振器１０９は例えば1KHzの高い周波数
を有する振動を発生し、発振器１１０は例えば
400Hzの中位の周波数を有する振動を発生しかつ
発振器１１１は例えば100Hzの低い周波数を有す
る振動を発生する。

次のステツプにおいてその都度、周波数、振
幅、キーイング周波数またキーイング比のよう
な、４つの振動のパラメータのうちの１つが対応
する出力信号S₁，S₂，S₃およびS₄に依存して変調
されかつこれら４つの変調された振動が異なつた
測定音として聴取されるようになる。この測定音
の音の強さ、断続周波数または中断の持続時間
は、光束９６の検出された位置に依存している。

この実施例において発振器１０８，１０９，１
１０および１１１の４つの振動は後置接続された
振幅変調器１１２，１１３，１１４および１１５
において位置検出器１０３の増幅された出力信号
S₁，S₂，S₃およびS₄に依存して振幅変調されかつ
マルチプレクサ１１７の入力側１１６に供給され
る。マルチプレクサ１１７は４つの振幅変調され
た振動を順次サイクリツクに増幅器１１８を介し
て電気音響変換器、例えばスピーカ１１９に切換
える。その際スピーカは振動を連続する測定音と
して聴取可能とする。振動のサイクリツクな切換
は、マルチプレクサ１１７に相応のクロツクパル
ス列T₀を供給するクロツク発生器１２０によつ
て制御される。

位置検出器１０３の増幅された出力信号S₁，
S₂，S₃およびS₄は同時に正規化段１２１において
正規化される。正規化された出力信号₁，₂，
Ｓ₃および₄を形成するために、AD変換器１２
２においてデジタル化された出力信号S₁，S₂，S₃
およびS₄が一方において正規化段１２１の加算段
１２３において和Σ_Sに加算されかつ他方において
割算段１２４においてこの和Σ_Sによつて割算され
る。

正規化された出力信号₁，₂，₃および₄
は閾値回路１２５に供給される。閾値回路１２５
において減算段１２６，１２７および１２８にお
いて３つの正規化された差信号₁，₂および
_３が第１および第２の正規化されたり出力信号、
第３および第４の正規化された出力信号、第２
および第４の正規化された出力信号から求めら
れかつ前以つて決められた関数にしたがつて変形
される、この実施例においては自乗段１２９，１
３０および１３１において自乗される。これら正
規化されかつ自乗された差信号² ₁，² ₂および
² ₃は比較器１３２，１３３および１３４において
レジスタ１３５に格納された正規化された限界値
Ｄ_gと比較される。限界値_gは、光束９６の、目
標位置からの許容偏差を表わす。差信号₂が前
以つて決められた、正規化された限界値を下回つ
ていれば、相応の比較器１３２，１３３または１
３４はＨレベルを有する信号を送出する。比較器
１３２，１３３および１３４の出力は、ANDゲ
ート１３６によつて論理結合される。このゲート
の出力側には、すべて３つの正規化され、自乗さ
れた差値₂が正規化された限界値_gを下回つて
いるとき、論理Ｈレベルを有する信号が送出され
る。この場合線１３７に対するANDゲート１３
６の出力信号によつてマルチプレクサ１１７のす
べての入力側が出力側に通し接続され、これによ
つてすべて４つの測定音が同時に聴取可能とな
る。

したがつて光束の位置の調整の際４つの測定音
の種々異なつた音の高さが方向について指示しか
つ種々異なつた音の強さが位置偏差の値に関して
指示し、その際光束９６の、その目標位置への対
称調整の際４つすべての測定トーンは同時に同じ
音の強さで聴取されるようになつている。

測定音の発生は、既述の実施例に限定されるも
のではない。

第２図は、光束９６の、前以つて決められた光
軸に関する方向ないし角度の調整を音響的に監視
するための装置の実施例を示す。この装置は第１
図に図示の装置とは、整合光学素子１０１の代わ
りに焦束形光学素子１３８が使用されている。こ
の光学素子１３８によつて部分光束１００は位置
検出器を形成する測定面１０３の測定領域１０２
に、光束の平行移動でなく、方向変化のみが位置
検出器１０３の測定領域１０２における光分布の
位置変化に影響を及ぼすように、集束される。

光束の位置および角度調整を同時に音響的に監
視するために、第１図および第２図の装置は有利
にも１つの装置にまとめることもできる。この場
合増幅器１０４，１０５，１０６および１０７に
おいて増幅された４つの、第１図に図示の位置測
定のために使用される位置検出器１０３の出力信
号Ｓおよび第２図に図示の、角度測定のために使
用される位置検出器１０３の４つの出力信号は切
換スイツチを用いて選択的に振幅変調器１１２，
１１３，１１４および１１５および正規化段１２
１に切換られる。位置または角度測定装置の、切
換スイツチを用いた信号評価回路への切換は、手
動または自動的に時間発生器を用いて順に行なわ
れる。

既述の装置が、所定の測定音ないし連続音にお
いて適当な調整処置を講ずるために、表を有する
調整指示が必要である一方、測定音の発生に代わ
つて所定のデジタル記憶内容を復調器から読出す
ことができ、これら記憶内容を用いて増幅器およ
びスピーカを介して、操作者には人間の言語にお
ける指示として識別される連続音が発生される。

しかし光束の相対位置および／または方向では
なく絶対位置および／または方向に関心がある場
合、正規化段１２１は橋絡されるかまたは設けな
くてもよい。その際閾値回路１２５のレジスタ１
３５に絶対限界値がロードされる。

発明の効果 本発明によれば光束の調整過程を正確にかつ確
実に音響により監視することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、光束の光軸の位置の調整の音響監視
装置に対する実施例のブロツク回路図であり、第
２図は、光束の方向の調整の音響監視装置に対す
る実施例のブロツク回路図である。 ９６……光束、１０１……整合形光学素子、１
０４〜１０７……測定装置、１０８〜１１１，１
１２〜１１５……振動発生器、１１７……マルチ
プレクサ、１２１……正規化段、１２５……閾値
回路、１３８……焦束形光学素子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ａ 光束９６の光路に設けられた測定面１０
   ３を測定領域１０２に分割し、その際該領域１
   ０２の中心角の中心点が前記目標点にあるもの
   とし、 ｂ 前記測定面１０３の個別測定領域１０２に入
   射する、光束９６の光成分を光電測定し、該光
   成分が個別測定領域１０２における光束９６の
   光軸９７の、前記目標点からの位置偏差を表わ
   すようにし、かつ ｃ 前記測定面１０３の個別測定領域１０２に対
   して異なつた振動を発生し、該振動のパラメー
   タをそれぞれ、対応する測定領域１０２におい
   て測定された前記光成分に依存して変化し、か
   つパラメータが変化された振動を個別測定領域
   １０２を特徴付ける測定音として聴取可能とす
   ることを特徴とする光学装置における調整過程
   の音響監視方法。 ２ 振動のパラメータとして周波数、振幅、キー
   イング周波数またはキーイング比、したがつて測
   定音の音の高さ、音の強さ、断続周波数または遮
   断持続時間を測定された光成分に依存して変える
   特許請求の範囲第１項記載の光学装置における調
   整過程の音響監視方法。 ３ 測定面１０３の個別測定領域１０２に対し
   て、異なつた周波数の振動を発生しかつ振動の振
   幅を測定された光成分に依存して変化させ、これ
   により個別測定領域１０２に対して異なつた高さ
   の測定音を発生し、該測定音の強さを検出された
   偏差に依存するようにする特許請求の範囲第２項
   記載の光学装置における調整過程の音響監視方
   法。 ４ 測定面１０３の個別測定領域１０２を特徴付
   ける測定音を順次サイクリツクに聴取する特許請
   求の範囲第１項から第３項までのいづれか１項記
   載の光学装置における調整過程の音響監視方法。 ５ ａ 測定面１０３の隣接する測定領域１０２
   および相対する測定領域１０２の測定された光
   成分を表示する信号（Ｓ）から差信号（Ｄ）を
   形成し、 ｂ 該差信号を、目標値からの許容偏差を表示す
   る前以つて決められた限界値（D_g）と比較し、
   かつ ｃ 該限界値（D_g）の方が差信号（Ｄ）より下
   回つているときに聴取可能とする特許請求の範
   囲第１項から第４項までのいづれか１項記載の
   光学装置における調整過程の音響監視方法。 ６ 限界値（D_g）の方が低い場合個別測定音の
   サイクリツクな順序を中断しかつすべての測定音
   を同時に聴取可能とする特許請求の範囲第５項記
   載の光学装置における調整過程の音響監視方法。 ７ 光束９６の横断面を、光束９６の光路におけ
   る測定面１０３に整合するために、同測定面１０
   ３の前方に整合光学素子１０１を設ける特許請求
   の範囲第１項記載の光学装置における調整過程の
   音響監視方法。 ８ 光学装置における調整過程を音響的に監視す
   るための方法において、 ａ 光束９６を、光路に設けられた測定面１０３
   上に集束し、 ｂ 前記測定面１０３を測定領域１０２に分割
   し、その際該領域１０２の中心角の中心点が前
   記目標軸が前記測定面１０３を貫通する点にあ
   るものとし、 ｃ 前記測定面１０３の個別測定領域１０２に入
   射する、集束された光束９６の光成分を光電測
   定し、該光成分が個別測定領域１０２における
   光束９６の光学軸９７の、前記目標軸からの方
   向偏差値を表わすようにし、かつ ｄ 前記測定板１０３の個別測定領域１０２に対
   して種々異なつた振動を発生し、該振動のパラ
   メータをそれぞれ、対応する測定領域１０２に
   おいて測定された前記光成分に依存して変化
   し、かつパラメータが変化された振動を個別測
   定領域１０２を特徴付ける測定音として聴取可
   能とすることを特徴とする光学装置における調
   整過程の音響監視方法。 ９ ａ 光束９６の光路に光電測定装置１０３な
   いし１０７が設けられており、該測定装置の測
   定面１０３は測定領域１０２に分割されてお
   り、その際測定領域１０２の中心角の中心点が
   前記目標点に位置し、前記測定装置は個別測定
   領域１０２に入射する、光束９６の光成分を信
   号（Ｓ）として測定し、 ｂ 前記測定装置１０３ないし１０７に接続され
   ている振動発生器１０８ないし１１５が設けら
   れており、該発生器は前記測定面１０３の測定
   領域１０２を特徴付ける振動を発生しかつ該振
   動を測定された光成分に依存して変化させ、 ｃ 前記振動発生器１０８ないし１１５に接続さ
   れているマルチプレクサ１１７が設けられてお
   り、該マルチプレクサは前記変化された振動を
   順次サイクリツクに通し接続し、かつ ｄ 前記振動を測定音として聴取するために電気
   音響変換器１１９が設けられていることを特徴
   とする光学装置における調整過程の音響監視装
   置。 １０ 振動発生器１０８ないし１１４は、 ａ 測定面１０３の個別測定領域１０２に対して
   異なつた周波数の振動を発生するための発振器
   １０８，１０９，１１０，１１１と、 ｂ 該発振器１０８，１０９，１１０，１１１お
   よび測定装置１０３ないし１０７に接続されて
   おり、測定された光成分に依存して振動の振幅
   を変化するための振幅変調器１１２，１１３，
   １１４，１１５とを有する特許請求の範囲第９
   項記載の光学装置における調整過程の音響監視
   装置。 １１ 付加的に、測定装置１０３ないし１０７お
   よびマルチプレクサ１１７に接続されている、該
   マルチプレクサ１１７に対する制御信号を発生す
   るための閾値回路１２５が設けられており、該閾
   値回路は、 ａ 測定装置１０３ないし１０７の信号（Ｓ）か
   ら差信号（Ｄ）を形成するための差形成段１２
   ６，１２７，１２８と、 ｂ 限界値（D_g）を前以つて与えるためのレジ
   スタ１３５と、 ｃ 前記差形成段１２６，１２７，１２８および
   レジスタ１３５に接続されていて、前以つて決
   められた限界値の方が前記差信号（Ｄ）を下回
   つている際制御信号を形成するための比較装置
   １３２，１３３，１３４，１３６とを有する特
   許請求の範囲第９項または第１０項記載の光学
   装置における調整過程の音響監視装置。