JPH0593888A - オフ・セツト鏡の光軸を決めるための方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】高分解能光学系にも適応できるように、オフア
クシス鏡の、特に鏡面の中心の光軸貫通部に孔があいて
いて通常の方法では軸合わせの困難な鏡や幾何学的に複
雑な表面構造の鏡においても、極めて正確なアラインメ
ント方法を提供する。 【構成】光源（レーザダイオード）２０から出た単色光
をハーフミラー２４で反射させ、円心円の多重環から成
るＲｏｎｃｈｉ格子１４を通してオフセット鏡１２に照
射する。鏡１２による格子１４の反射像と元の格子１４
とが干渉してモアレ縞を生じるように鏡１２と格子１４
の距離を設定しておく。つぎに観測軸１６に対して鏡１
２の位置と配向を調節して、トランスファ２８と観測素
子１８（ＣＣＤとビデオモニタ等）で観測するモアレ縞
が軸対称になり、さらに縞の数が最少または零になるよ
うに調節する。この動作原理に、鏡１２の配向と位置の
自動調節機構を組み合わせると便利な装置となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の分野】この発明は光学系に関しかつより特定的
には鏡の光軸を整列させるための方法および装置に関す
る。この発明はさらにオフアクシス非球面または非円状
対称鏡の光学的アライメントに関する。

【０００２】

【関連技術】イメージスキャナまたはセンサ、イメージ
デュプリケーション、またはイメージデジタル化システ
ムなどの様々な進歩した光学的応用において高品質反射
鏡が用いられる。高分解能光学系において、鏡は、所望
の高分解能または高いイメージレジストレーションを提
供するために高品質光学表面を処理しなければならずか
つ大変正確に整列されなければならない。それゆえ、大
変正確に規定された焦点パターンを有しかつ所与の光学
系内で高精度アライメントが可能である鏡を製造する方
法を提供することが必要である。アライメントプロセス
はシステムアライメントを含むかもしれないが、後の使
用のための取付け構造内での鏡の初期アライメントをも
含む。

【０００３】平坦な、円状の、または円状に対称的な鏡
が用いられるとき、鏡の焦点の機械的測定を単に用いる
ことによって鏡を整列させることがしばしば簡易であ
る。そのような鏡のサイズおよび円状の曲率は測定が容
易であり、かつこれから焦点または軸もまた容易に決定
される。光ビームはまた鏡表面から反射され得て、かつ
反射光の共通交点がどこであるのかを知るためまたは予
め定められたパターンをトレースするために観察され得
る。もう１つの方法は、コリメートされた光ビームまた
はその表面からの像を反射する一方で鏡を回転し、かつ
反射された像が静止するまで回転の鏡軸を調節すること
である。大変高精度のアライメント要件を達成するため
に、入射および反射光ビームおよび像を用いてミスアラ
イメントを検出するために様々な干渉技術がまた使われ
得る。しかしながら、非球面または放射線状形状または
より複雑なジオメトリおよびオフセット鏡を扱うときに
は、伝統的な干渉の方法は良好に動作しない。

【０００４】円形の中央部分が存在しない鏡に対して
は、鏡の物理的構造が焦点軸の大変正確な決定を妨げる
かまたはこの軸を位置づけることを大変困難にする。こ
の配置において、そこから光のビームまたは像を容易に
反射するべき中央部分はない。アライメントの１つの方
法は、もし整列が完全ならば、帯状のエラーが中央光軸
について同心または対称的であると仮定することであ
る。干渉写真が鏡ゾーンを検出またはそこに合焦するた
めに用いられ、それはそれから光軸を確立するために用
いられる。同様に、ロンキー（Ronchi）テストが鏡ゾー
ンを通過するパターンを見いだすために用いられ得る。
いくつかのテストが鏡表面のいくつかの部分を観測する
ために行なわれかつそれから単一、複合、光軸を確立す
るためにまとめられ得る。しかしながら、これらの方法
は、２０％だけ誤差にあるとみいだされた。

【０００５】不運なことに、オフセット鏡および複雑な
表面形状を有する鏡は高度に進んだ光学システムのため
に必要とされる。それゆえ、必要とされることは、その
ような鏡の高度に正確なアライメントを提供するための
方法および装置である。同時に、様々な鏡構成に対する
ミラーアライメントの大変正確な測定を与える新しいミ
ラーアライメント技術が必要とされる。どんなアライメ
ント技術に対してもまた最小の支出および複雑さで使用
可能であることが所望である。

【０００６】

【発明の概要】当技術における現在の鏡整列技術の限界
に鑑みて、この発明の１つの目的はオフアクシス鏡を整
列するための新しい技術を提供することである。

【０００７】この発明のもう１つの目的はオフアクシス
または幾何学的に複雑な鏡を整列する高度に正確な方法
を提供することである。

【０００８】鏡整列が最小限の複雑さを伴うことがこの
発明の利点である。この発明の別の利点は何らかの整列
手続の自動化に対してそれ自体が寄与することである。

【０００９】格子の反射された像を作る、整列されるべ
き鏡上に後から円状の（circular）位相格子が照射され
る、オフ−アクシス鏡を整列するための方法および装置
において、これらおよび他の意図、目的および利点が実
現される。円状格子は鏡によって発生させられる反射さ
れた像と整列され、近似（approximate ）鏡光学軸であ
る観測軸に沿って観測されるとき、干渉パターンにおい
て作りだす。発生されたまたは観測された干渉パターン
は、モアレ線の存在のために観測され、かつ鏡は、モア
レ線の数が観測された縞パターンにおいて最小となるか
またはそこから消え去るまで観測軸についてトランスレ
ートまたは回転される。この点において、観測軸は記録
またはマークされ得る鏡の光軸と整列させられる。

【００１０】この発明のさらなる実施例において、縞パ
ターンは、カメラなどの像処理要素に対して、ナル（nu
ll）レンズアセンブリなどの１つまたはそれ以上のレン
ズを用いて、転送される。像はデジタル化され、テスト
下の鏡に接続された位置トランスレータに結合されたプ
ロセスコントローラに転送され得る。プロセスコントロ
ーラは観測された縞を解析しかつ所望の最小の数のモア
レ線が存在するまで鏡を移動する。プロセスコントロー
ラは鏡に対する移動可能取付装置に対する位置トランス
レーションコマンドを与えるようにプリプログラムされ
得る。縞情報はまた後の再呼出または解析のために記録
または格納され得る。

【００１１】本発明の新規の特徴は、全体を通して同じ
要素に同じ番号が付されている添付の図面を参照して、
添付の説明からより良く理解されるであろう。

【００１２】

【本件発明の詳しい説明】この発明はオフアクシス鏡を
大変正確かつ効率的に整列するための方法および装置を
提供する。この発明は、円状ロンキー格子の像を鏡表面
上に投影しかつその格子像を元の格子上に反射すること
によってこの整列を達成する。ロンキー格子は反射され
た像およびモアレ線が観測される結果としてのもあれ干
渉パターンと一致するように観測軸に沿って調節され
る。鏡は観測軸について移動および回転され、観測パタ
ーンにおけるモアレ線を最小にしかつ観測軸に沿う鏡に
対する光軸を確立する。

【００１３】この発明の整列技術のために用いられる装
置は図１において概略形式で示される。図１において、
光学的整列系１０が、オフ−セット鏡１２に対する中央
光学的整列軸を決めるために示される。鏡１２は当業者
に対して周知である様々なオフ−セット鏡設計のうちの
１つを含み得て、かつ図１に示されているものは明瞭さ
の目的のために提示されており、かつ発明の技術に対す
る限定ではない。

【００１４】観測要素１８および鏡１２の間に観測軸１
６に沿って円状ロンキー格子１４が位置づけられる。観
測要素は装置１０の初期整列のために補助されない人の
目を含み得る。たとえば、２つの重なる円形格子を観察
するとき、補助されない目は典型的には円状モアレ縞を
ある距離において検出し得る。しかしながら、高度に正
確な整列のためには、観測要素は微細なモアレ縞を観測
するためのレンズ系を少なくとも含み、かつ一般的には
電荷結合装置型カメラまたはビデオシステムなどの電気
光学的装置を含むであろう。この後者の型の装置は鏡１
２でカタログされ得る鏡特性の改良された記録および観
測の両方を可能にする。

【００１５】円状格子１４および反射器２４の正確なサ
イズは、当業者には周知であるように、鏡焦点経路に沿
うそれらの配置および作られる鏡像の寸法に依存する。

【００１６】それに限定されないが、たとえば、ダイオ
ードレーザなどの光源２０が光反射器または反射要素２
４上へのおよび鏡１２上への照射ビーム２２の投影のた
めに用いられる。反射器２４は、オプチカルフラット、
プリズムまたは他の複合反射装置などのいくつかの周知
の要素の１つを含み得る。光源２０は典型的には、スペ
クトル的に純粋かつコヒーレントな光を与えるように選
択されて、強い中心合焦光源を提供しかつ散乱を減じ
る。この理由のために、この応用に対してはレーザ型光
源が好ましいが、他の高度にコリメートされた光学源も
またこの発明の利点を達成するのに適切であろう。

【００１７】光源２０はまた、鏡１２の応用に依存し
て、予め選択された周波数においてまたは所望の周波数
範囲において動作するように選ばれる。当業者は、光周
波数が、鏡の光学的特性またはそれの意図される応用お
よび所望の精度、測定される距離または角度に基づくこ
とを容易に理解するであろう。同時に、整列系１０にお
いて、たとえば反射器２４上などで用いられる任意の反
射性または部分的反射性コーティングは光源２０の周波
数での動作を向上するように選ばれる。

【００１８】格子１４は用いられている光の周波数に対
する円状ロンキー位相格子として構成される。光波長６
８０ｎｍでの動作に対する典型的な格子は約０．３３３
ｍｍ格子周期である。円状格子１４は、反射器２４と鏡
１２との間で鏡１２の一般的光学焦点経路において観測
軸１６を渡って位置づけられる。円状格子１４は観測軸
に対して実質的に直交して位置づけられ、それは鏡１２
の光軸の近似を表わす。

【００１９】この発明を実現するために様々な円状格子
が用いられ得るが、大変高度に正確な整列のためにはい
くつかが他のものよりもより役立つかもしれない。様々
な型の円状格子が当技術において用いられており、かつ
多くがこの発明の利点を達成することにおいて役立つ。
しかしながら、深エッチ型のロンキー格子は高対照、高
感度、縞発生要素を提供することがみいだされてきた。
黒および白型のロンキー格子は良好であるが減じられた
対照応答を提供し、かつ位相型ロンキー格子は典型的に
は劣対照応答像を提供する。それゆえ、深エッチ円状ロ
ンキー格子が好ましい。

【００２０】入力光ビーム２２は反射器２４から反射
し、かつ円状格子１４を介して通過し、かつ鏡１２の表
面を打ち、そこでそれは格子１４の像を形成する。この
像は光ビーム２６として鏡１２の光軸に沿って反射し出
され、そこでそれは観測要素１８によって観測される。

【００２１】円状格子１４は、それが格子の合焦された
像２６と同じ位置に入るか、または像と干渉するまで、
近似された光軸１６に沿って調節される。この干渉は図
２（ａ）ないし（ｃ）に示されるように１つまたはそれ
以上の型のモアレ縞パターンを発生する。図２（ａ）な
いし（ｃ）に示される縞パターンは観測および写真記録
で典型的な実施例を用いて得られる。図は、３インチ円
状アパチャまたは非反射性中央体部分および約２０イン
チの近似焦点距離を有する６インチ直径鏡からその像が
反射され、０．３３ｍｍ期間円状格子の干渉の測定を表
わす。約６８０ｎｍの光波長が用いられた。

【００２２】この発明の技術の感度は観測軸からのオフ
・アクシス鏡の変位の方向および大きさに従って変わる
であろう。すなわち、その変位が鏡軸線に沿って起こる
かどうか、または観測軸に対して水平または直角かであ
る。鏡表面の形状の外形または変形もまたある程度感度
に影響するであろう。当業者はこれらのファクタが所与
の応用において整列にいかに影響するかを容易に理解す
るであろう。

【００２３】図２（ａ）に示される縞パターンを得るた
めには、返された格子像および格子は、系の正確さ内で
完全に整列され、かつ円状格子のみが観測される。もし
鏡１２が少ない量だけ、０．１９ミリラジアンのオーダ
で選ばれた観測軸１６から水平方向にミスアライメント
されれば、そのとき図２（ｂ）のパターンが観測され、
それはモアレ干渉の３つの線を示す。鏡１２がさらに、
約０．３８ミリラジアンオフ−アクシスまで軸１６から
ミスアライメントされるにつれて、モアレ縞パターンは
今図２（ｃ）に見られるように８線を呈する。整列誤り
に対する高い程度の正確さおよびプレゼンテーションの
鮮明度の両方が得られることが容易に理解される。

【００２４】一旦鏡が観測軸と整列されると、円状格子
および反射された像は整列され、図２（ａ）の縞パター
ンをもたらす。一旦この状態が達成されると、鏡の光軸
が知られ、かつマークされ得るか、またはそうでなけれ
ば鏡に装着された物理的要素または鏡を支持する取付け
要素の使用を介して示される。所望であれば、１つまた
はそれ以上のトランスファまたはナルレンズ２８がま
た、像を向上するかまたは観測経路を長くするために観
測要素１８と反射器２４との間に観測軸１６に沿って挿
入され得る。

【００２５】上記技術が大きく当技術を進歩させる一方
で、多くのオフセット鏡はそれらの全体表面を単一の像
として観測することに対してなじみやすくはない。すな
わち、多くのオフ−セット鏡は大変大きく、かつ記載の
技術は過度に大きな観測装置または大変長い観測経路長
を、全体表面像２６を取込むために必要とするであろ
う。より大きな鏡を適用するために、この発明の技術は
鏡のより小さな部分または象限、および整列情報を与え
るためにまとめられた結果に向けられ得る。この方策の
例示は図３の装置および図４（ａ）ないし（ｃ）および
図５の縞において提供される。

【００２６】図３において、整列系３０は、ビューイン
グ要素３８に向けられる観測軸３６に沿って位置づけら
れる反射器４０および円状格子３４を用いて大きな鏡３
２をテストおよび整列するように構成される。前記のご
とく、１つまたはそれ以上のレンズまたはナルレンズ装
置４２が、観測される像を向上させるかまたはコリメイ
トするために用いられ得る。この実施例において、円状
格子３４および反射器４０は全体鏡表面上に光を投影し
かつ全体の戻された像を受けるために大きい。円状格子
３４および反射器４０の正確な寸法は、上述のように、
当業者には知られるであろうように、鏡焦点経路に沿う
それらの配置に依存する。

【００２７】光源２０は円状格子３４の後上に光ビーム
２２を投影し，それは鏡３２に進んでかつ鏡３２上で格
子の像として反射され、それは像ビーム４６として反射
される。この応用において、観測素子３８は円状格子３
４で反射された像４６の干渉によって作られる縞パター
ンの一部分を観測するのみである。結果は図２のそれら
に類似でありかつ図４（ａ）ないし（ｅ）に示される。
これらの図に示される縞パターンは、反射された像およ
び発生された縞パターンのより小さな部分を観測するこ
とを例外として、図２に対して用いられる典型的な実施
例を用いて得られた。

【００２８】図４（ａ）および（ｄ）は鏡３２が観測軸
３６と整列させられたときに対する縞パターンを示し、
かつモアレ線は見えない。図４（ｂ）に示される縞パタ
ーンを得るために、鏡３２は観測軸３６から水平方向に
約０．３２ミリラジアン変位され、かつ図４（ｃ）の縞
に対しては、その変位は約０．６４ミリラジアンに増加
された。この特定の応用において、大変滑らかでかつ対
称的な鏡表面を用いて、整列装置３０はこの水平変位に
対してあまり感応的ではない。１組のモアレ線のみが図
４（ｃ）において見られる。

【００２９】しかしながら、鏡３２が図４（ｅ）に対す
るように約０．１９ミリラジアンの変位において垂直に
動かされ、かつその変位が図４（ｆ）に対するように約
０．３８ミリラジアンまで増加させられれば、その変化
はより観測可能である。この方向において、鏡３２に対
する表面角度の変化は大幅により顕著であり、かつ整列
装置３０はこのためにより感応的である。図４（ｅ）に
おいて、少なくとも３つのモアレ線が見られかつ図４
（ｆ）において、線の数は６に増加する。

【００３０】図４（ａ）ないし（ｆ）のパターンに対し
て、円状ロンキー格子および反射された像の一部のみが
観測されている。それゆえ、格子パターンは円状よりむ
しろ放物面状で現われる。放物面格子パターンの離心率
は、テストされている鏡３２の大きさおよび観測されて
いる像の大きさに依存する。これらのパターンは測定可
能であり、かつ鏡３２光軸の位置を決めかつその軸を所
望の観測またはテスト軸と整列させるために情報が組合
される。

【００３１】この部分の技術は図５に示されるように実
現される。図５において、一連の少なくとも４つのロン
キーテストパターンが観測されかつ図４に対してなされ
たように記録されるが、実時間測定もまた写真記録なし
に用いられ得る。各連続する格子または縞パターンは典
型的には隣接のパターンから９０度または１クアドラン
ト以下移される。すなわち、円弧の９０度またはそれ以
下だけ離されたいくつかの異なる位置へ、それに対して
それが平行である、近似鏡光軸について観測軸が放射状
に変位される。より低いこの分離およびより多い数のサ
ンプルが用いられれば、鏡３２光軸の決定に対してより
正確である。

【００３２】これらのサンプルにおける各放射面縞の中
心は物理的測定によって近づけられ得る。サンプルは、
固定軸について放射状に位置づけられるとき、互いから
のそれらのそれぞれの角度変位に従って互いに対して位
置づけられ得る。サンプル縞を互いに関して位置づけか
つ中央軸位置を出すことによって、全体のマッピングお
よび鏡３２に対する対応の光軸が得られる。

【００３３】上述の説明が本発明の利点を開示する一方
で、整列プロセスの部分を自動化または電子的に制御す
ることによってさらなる改良がなされ得る。図６は整列
プロセスに対するコンピュータまたは電子制御の適用を
示す。

【００３４】図６において、電子的に制御されるかまた
は制御可能な整列装置５０が示され、そこにおいて鏡１
２は再び図示されない光源を用いてテストおよび調節さ
れ、反射器２４に関してかつ円状格子１４を介して入力
ビーム２２を与える。格子の像２６は鏡１２によって反
射されかつ結像装置５２によって観測される。装置５２
は、電荷結合装置型カメラなどの、しかしそれらに限定
はされないが、電子結像装置またはシステムである。電
子信号として、結像装置５２は観測された縞パターンの
デジタル化されたものを表現するデジタル信号出力を与
える。この情報はデータバス、ケーブル、またはコネク
タを介してプロセスコントローラ５４に転送される。

【００３５】カメラは典型的には可動アクチュエータま
たは位置トランスレーション要素６０上に取付けられ、
それは順に支持要素６２上に取付けられる。トラスレー
タ６０は、入力制御信号を用いて動作され得るステップ
モータまたはソレノイドなどの多くの周知のエレクトロ
メカニカル装置の１つであり得る。トランスレータ６０
は適切なところで装置５０の他の部分に関して結像装置
６０の位置を調節する。支持６２は整列装置５０構成要
素に対する相対的に固定された参照フレームであり、か
つオプチカルベンチまたは特定的に整列された支持レー
ルアセンブリなどの装置であり得る。当業者はこの型の
装置に対してなじみがある。レンズアセンブリ２８は必
要に応じて相対的位置における微調節のために位置トラ
ンスレータ６４上に取付けられる。

【００３６】円状格子１４は位置トランスレータ６６に
固定され、鏡１２は水平位置トランスレータ６８上に取
付けられる。トランスレータ６８は一般的に、支持要素
７２に沿って移動する１つまたはそれ以上の垂直トラン
スレータ７４を有する垂直支持要素７２を有する垂直位
置トランスレータアセンブリ７０のための可動支持プラ
ットフォームとして働く。鏡１２は、整列のために鏡１
２の異なる部分を個々に移動するために個々に移動可能
なアクチュエータまたは回転要素をさらに用いることが
できる取付けポスト７６などの要素によってトランスレ
ータ７４に固定される。この発明の動作を達成するため
に有益であると見いだされる装置をこれらのトランスレ
ーション構成要素が示すこと、およびこの発明を作るこ
とにおいて有益である他の、しばしばより複雑な、アク
チュエータおよびマルチプル・アクシス・オブ・フリー
ダム取付システムがあるということを当業者は容易に理
解するであろう。パワーまたはパルス幅調節可能、また
はデジタルコマンドを含む、制御信号の適応を介して容
易に制御可能である、位置トランスレーション装置が用
いられることが必要なのみである。

【００３７】位置トランスレーションドライバまたはア
クチュエータの各々が典型的には、信号バスに沿って位
置訂正信号またはコマンドを受けるように接続される。
たとえば、抵抗性またはエレクトロメカニカルセンサな
どの、様々なコンポーネントからプロセスコントローラ
に対して何らかの位置情報を与える２方向データチャン
ネルをこのバスはまた表わし得る。位置トランスレータ
６０、６４、６６、６８および７０はそれぞれコマンド
信号線８０、８４、８６、８８および９０を介してプロ
セッサ５４に接続されて示される。

【００３８】プロセスコントローラはコマンド信号を発
行することによってモータまたは類似のアクチュエータ
上に制御を及ぼすための多くの周知の装置の１つを表わ
す。信号は用いられるトランスレータまたはアクチュエ
ータの型に依存してアナログまたはデジタル制御信号で
あり得る。典型的なプロセスコントローラ５４は、受取
られたイメージデータに応答しかつ最小の数のモアレ線
を作るように鏡の位置に対する調節を行なう予め定めら
れた制御プログラムをストアするための内部メモリを有
するデジタルコンピュータを含む。プロセスコントロー
ラはイメージデータをストアするためのまたは受取られ
た像に存在するモアレ線の数を決めるためのテンプレー
トおよび周知の像選択クリテリアをコンパイルするため
の付加的メモリまたは記憶エレメント５８を用い得る。
同時に、プロセスコントローラ５４の選択または制御動
作を補助するため、またはその動作のためのプログラム
を選択または実現するために入力線９２を介してヒュー
マンオペレータ信号が受取られ得る。

【００３９】周知のオプチカル整列のテスト鏡構造は円
状格子、レンズおよび結像装置の初期位置を確定するた
めに一般的に用いられる。一旦装置の初期構造が有効と
されると、知られていない整列のオフ・セット鏡が取付
ポスト７６上に取付けられかつ結像装置５２の観測軸に
対して整列させられ得る。処理の間に、像がコントロー
ラ５４と同様にビデオスクリーン５６に与えられ得る。
デジタル化されたイメージデータがモアレ線の存在を決
めるために用いられ、かつプロセスコントローラ５４が
鏡を再整列させてかつそれに従ってモアレ線の数を最小
にするようにアクチュエータ６８および７０に対してト
ランスレーションコマンドを発行する。鏡はまた取付ポ
スト７６と直列に取付けられる適切なトランスレータま
たはアクチュエータを用いて観測軸１６に関して傾けら
れ得る。この型のシステムは、それがいくつかの放物面
測定のために中央軸および交点を大変迅速に計算できる
ので、大きな鏡に対して高度に効率的である。

【００４０】様々な鏡ジオメトリでの大変正確な鏡整列
に対して準備しかつ実現することが大変効率的でありか
つ経済的である、オフ・セット鏡を整列するための新規
の技術が説明された。

【００４１】好ましい実施例の上記の説明は例示および
説明の目的のためになされた。開示された正確な形式に
対してこの発明を排他的にすることまたは限定すること
は意図されておらず、かつ多くの修正および変更が上記
教示の下に可能である。この発明の原理およびその実務
的な応用を最良に説明し、それによって当業者がこの発
明を様々な実施例および試みられる特定の使用に対して
適切である様々な修正を加えてこの発明を当業者が最良
に利用することができるように、実施例は選択かつ説明
された。この発明の範囲は請求項およびそれらの均等物
によって規定されることが意図される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に従って構成されかつ動作するオフア
クシス鏡を整列するための装置の概観を示す図である。

【図２】深エッチ型格子を用いる図１の装置に対する典
型的な縞パターンを示す図である。

【図３】整列軸を作るための大きなオフアクシス鏡に対
する４象限走査の応用を示す図である。

【図４】図３の装置に対する典型的な縞パターンを示す
図である。

【図５】図４（ａ）のそれらのような一連の像に基づく
コンパイルされた光軸パターンを示す図である。

【図６】この発明の方法を行なうための自動システムを
示す図である。

【符号の説明】

１０ 光整列系 １２ オフ・セット鏡 １４ 円状ロンキー格子 １６ 観測軸 １８ 観測素子 ２０ 光源 ２２ 照射ビーム ２４ 反射器 ２６ 合焦像 ２８ １つまたはそれ以上のトランスファまたはナルレ
ンズ

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 オフ・セット鏡の光軸を決めるための方
   法であって、 それに対して光軸が決められるべき前記鏡の反射性表面
   上に予め選択された円状ロンキー格子の像を投影するス
   テップと、 前記格子の反射された像を観測軸に沿って検出するステ
   ップと、 前記反射された像および前記格子の間で干渉のモアレ縞
   パターンを発生するように前記反射された像と共通の焦
   点面において前記円状ロンキー格子を位置づけるステッ
   プと、 前記モアレ縞におけるモアレ線を最小にするように前記
   観測軸に対して前記鏡の物理的配向を調節するステップ
   とを含み、それによって前記観測軸が前記所望の鏡光軸
   と整列されるようになる、方法。
2. 【請求項２】 格子像を投影しかつ前記格子を位置づけ
   る前記ステップは、 前記観測軸に対して横にかつ実質的にそれについて中心
   付けられて円状ロンキー格子を位置づけるステップと、 前記鏡に向かって投影される光のビームで前記鏡から離
   れて向く側から前記円状格子を照射するステップと、 干渉パターンが前記反射された像とともに確立されるま
   で前記観測軸に沿って前記円状ロンキー格子の横位置を
   調節するステップとを含む、請求項１に記載の方法。
3. 【請求項３】 前記調節ステップは前記観測軸に対して
   ある角度で前記鏡を変位することをさらに含む、請求項
   ２に記載の方法。
4. 【請求項４】 前記照射するステップは、 光学的光源として予め選択された周波数で動作するレー
   ザダイオードを設けるステップと、 前記円状格子に対して前記光を反射するように位置づけ
   られた前記レーザダイオード光に対して反射性でかつ前
   記鏡からの反射光に実質上透過性である少なくとも１つ
   の光学表面を有する光反射エレメントを前記観測軸に対
   して横に位置づけるステップとを含む、請求項２に記載
   の方法。
5. 【請求項５】 前記縞パターンを発生するのに先立って
   前記鏡光軸の予め選択された近似と前記観測軸を整列す
   るステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
6. 【請求項６】 前記調節ステップは、前記観測軸に対し
   てある角度で前記鏡を変位することをさらに含む、請求
   項１に記載の方法。
7. 【請求項７】 前記調節するステップは、縞パターンに
   対して別個の観測軸に沿って前記円状の格子の少なくと
   も２つの部分を観測することと、 最小の数のモアレ線を得るように前記観測軸の各々と横
   に前記鏡を変位させることと、 各パターンにおける各縞に対して幾何学的中心に基づい
   て各縞パターンに対する光軸位置を投影することとを含
   む、請求項１に記載の方法。
8. 【請求項８】 調節するステップは、像をカメラに転送
   するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
9. 【請求項９】 電荷結合装置型のカメラにおいて前記観
   測された縞をデジタル化するステップと、 前記デジタル化された縞を電子的に走査するステップ
   と、 前記走査ステップにおいて検出されているモアレ線に応
   答して前記観測軸に対する前記鏡の相対的位置を調節す
   るステップとをさらに含む、請求項８に記載の方法。
10. 【請求項１０】 オフ・セット鏡の光軸を整列するため
    の方法であって、 予め選択された鏡観測軸に沿って円状ロンキー格子を設
    けるステップと、 １つの側から前記格子を照射しかつ前記格子の像を前記
    鏡上に投影するステップと、 前記反射された像と前記格子との間で干渉のモアレ縞パ
    ターンを発生するように反射された像と共通の焦点面に
    おいて前記円状のロンキー格子を位置づけるステップ
    と、 予め選択されたレベルよりも下で前記縞内のモアレ線が
    最小となるまで前記観測軸に関して前記鏡の物理的配向
    を調節するステップとを含む、方法。
11. 【請求項１１】 オフ・セット鏡の光軸を決めるための
    装置であって、 それに沿って前記鏡反射性表面が観測され得る予め定め
    られた観測軸に沿って位置づけられた予め選択された周
    期性の円状ロンキー格子と、 前記反射された像と前記格子との間で干渉のモアレ縞パ
    ターンを発生するように前記鏡の反射性表面上へおよび
    前記円状格子上へ前記円状格子の像を投影するための投
    影手段と、 前記モアレ縞内のモアレ線を最小にするように前記観測
    軸に関して前記鏡の物理的配向を調節するためのトラン
    スレーション手段とを含み、それによって前記観測軸が
    前記所望の鏡光軸と整列するようになる、装置。
12. 【請求項１２】 前記投影手段は、前記鏡に向かって投
    影された光のビームで前記鏡から離れて向く側から前記
    円状格子を照射するための照射手段を含む、請求項１１
    に記載の装置。
13. 【請求項１３】 前記投影手段は、 光学的光源として予め選択された周波数で動作するレー
    ザダイオードと、 前記円状格子に抗して前記光を反射するように位置づけ
    られる前記レーザダイオード光に反射性でかつ前記鏡か
    らの反射光に対して実質的に透過性である少なくとも１
    つの光学表面を有する前記観測軸に対して横に位置づけ
    られる光反射要素とを含む、請求項１２に記載の装置。
14. 【請求項１４】 前記トランスレーション手段は、前記
    観測軸に関してある角度で前記鏡を回転するための変位
    手段をさらに含む、請求項１１に記載の装置。
15. 【請求項１５】 前記トランスレーション手段は、 前記縞およびその中のモアレ線を検出するための電子結
    像手段と、 前記検出された縞および線に応答して前記変位手段を調
    節するための制御手段とをさらに含む、請求項１４に記
    載の装置。
16. 【請求項１６】 前記トランスレーション手段は、前記
    縞およびその中のモアレ線を検出するための電子結像手
    段をさらに含む、請求項１１に記載の装置。
17. 【請求項１７】 前記電子結像手段は、予め定められた
    離れて配置された間隔での縞パターンに対して別個の観
    測軸に沿って前記円状格子の少なくとも２の別個の部分
    を観測するように合焦される、請求項１６に記載の装
    置。
18. 【請求項１８】 前記少なくとも２つの位置において観
    測される各組の縞に対し中央軸位置を計算しかつそれの
    平均を与えるための構造手段をさらに含む、請求項１７
    に記載の装置。
19. 【請求項１９】 前記電子結像手段は電荷結合装置型カ
    メラを含む、請求項１６に記載の装置。