JPH06273125A - 光学要素の動的歪の測定装置 - Google Patents
光学要素の動的歪の測定装置Info
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- JPH06273125A JPH06273125A JP5059999A JP5999993A JPH06273125A JP H06273125 A JPH06273125 A JP H06273125A JP 5059999 A JP5059999 A JP 5059999A JP 5999993 A JP5999993 A JP 5999993A JP H06273125 A JPH06273125 A JP H06273125A
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- optical element
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Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は光学要素の動的歪の測定装置に関し、
その提供を目的とする。 【構成】光源１と、光源１からの光を２以上に分けその
一方を被測定光学要素２で反射させて他方と干渉させる
干渉手段３と、被測定光学要素２を往復回動させる動的
歪印加手段４と、被測定光学要素２の基準位置を検知す
る位置検出手段５と、被測定光学要素２が基準位置にあ
るときに光源１が回動周期よりも十分に短いパルス幅の
光パルスを出力するように同期させる同期手段６と、干
渉手段３での干渉像を撮像する撮像手段７とから構成す
る。
その提供を目的とする。 【構成】光源１と、光源１からの光を２以上に分けその
一方を被測定光学要素２で反射させて他方と干渉させる
干渉手段３と、被測定光学要素２を往復回動させる動的
歪印加手段４と、被測定光学要素２の基準位置を検知す
る位置検出手段５と、被測定光学要素２が基準位置にあ
るときに光源１が回動周期よりも十分に短いパルス幅の
光パルスを出力するように同期させる同期手段６と、干
渉手段３での干渉像を撮像する撮像手段７とから構成す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は平面鏡等の光学要素の動
的歪の測定装置に関する。平面鏡や凹面鏡或いは凸面鏡
等の光学要素の静的歪の測定装置として、光干渉計を用
いたものが知られている。この測定装置では、光源から
の光を２以上に分け、その一方を被測定光学要素で反射
させて他方と干渉させ、その干渉像を観察することで、
被測定光学要素の静的歪が測定される。
的歪の測定装置に関する。平面鏡や凹面鏡或いは凸面鏡
等の光学要素の静的歪の測定装置として、光干渉計を用
いたものが知られている。この測定装置では、光源から
の光を２以上に分け、その一方を被測定光学要素で反射
させて他方と干渉させ、その干渉像を観察することで、
被測定光学要素の静的歪が測定される。
【０００２】ところで、近年、衛星を用いたリモートセ
ンシングの分野における赤外線撮像装置等のように、光
学要素の動的歪を把握しておくべきものがある。例えば
上述の赤外線撮像装置では、実用的な一次元赤外線検知
素子アレイを用いて赤外線二次元画像を得るために、平
面鏡を機械的に往復走査しており、このような撮像装置
を製造し或いは試験するために、光学要素の動的歪の測
定装置が要望されている。
ンシングの分野における赤外線撮像装置等のように、光
学要素の動的歪を把握しておくべきものがある。例えば
上述の赤外線撮像装置では、実用的な一次元赤外線検知
素子アレイを用いて赤外線二次元画像を得るために、平
面鏡を機械的に往復走査しており、このような撮像装置
を製造し或いは試験するために、光学要素の動的歪の測
定装置が要望されている。
【０００３】
【従来の技術】図５は光学要素の静的歪の一般的な測定
装置の構成図である。図において、１０１は光源、１０
２は光源１０１からの光を平行光線とするためのレン
ズ、１０３は半透明鏡、１０４は反射鏡、１０５は被測
定平面鏡、１０６は望遠鏡である。反射鏡１０４及び被
測定平面鏡１０５はそれぞれ半透明鏡１０３の反射光路
及び透過光路に対して直角に配置されている。
装置の構成図である。図において、１０１は光源、１０
２は光源１０１からの光を平行光線とするためのレン
ズ、１０３は半透明鏡、１０４は反射鏡、１０５は被測
定平面鏡、１０６は望遠鏡である。反射鏡１０４及び被
測定平面鏡１０５はそれぞれ半透明鏡１０３の反射光路
及び透過光路に対して直角に配置されている。
【０００４】レンズ１０２を通った平行光の一部は、半
透明鏡１０３で反射し、反射鏡１０４で反射し、同じ経
路を逆に通って半透明鏡１０３を介して望遠鏡１０６に
入る。一方、半透明鏡１０３を透過した平行光の一部
は、被測定平面鏡１０５で反射し、同じ経路を逆に通っ
て、半透明鏡１０３で反射し望遠鏡１０６に入る。
透明鏡１０３で反射し、反射鏡１０４で反射し、同じ経
路を逆に通って半透明鏡１０３を介して望遠鏡１０６に
入る。一方、半透明鏡１０３を透過した平行光の一部
は、被測定平面鏡１０５で反射し、同じ経路を逆に通っ
て、半透明鏡１０３で反射し望遠鏡１０６に入る。
【０００５】被測定平面鏡１０５の角度が調節されて半
透明鏡１０３の透過光路に対して垂直になったとき、望
遠鏡１０６に入る両者の光は方向が一致し、干渉を起こ
す。反射鏡１０４又は被測定平面鏡１０５を光路に対し
て前後に移動させると干渉縞が変化するが、被測定平面
鏡１０５の平面度が悪くても同様に干渉縞が乱れるの
で、この現象を利用して、被測定平面鏡１０５の平面度
を測定することができる。
透明鏡１０３の透過光路に対して垂直になったとき、望
遠鏡１０６に入る両者の光は方向が一致し、干渉を起こ
す。反射鏡１０４又は被測定平面鏡１０５を光路に対し
て前後に移動させると干渉縞が変化するが、被測定平面
鏡１０５の平面度が悪くても同様に干渉縞が乱れるの
で、この現象を利用して、被測定平面鏡１０５の平面度
を測定することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】図５の装置を用いた測
定は、被測定平面鏡１０５を静止した状態で行われ、そ
の結果として、静止状態での平面度が測定される。例え
ば動作中の振動鏡において、振動に伴って変位しつつあ
る平面度の瞬間的な様子を観測又は測定する装置は実現
されていない。
定は、被測定平面鏡１０５を静止した状態で行われ、そ
の結果として、静止状態での平面度が測定される。例え
ば動作中の振動鏡において、振動に伴って変位しつつあ
る平面度の瞬間的な様子を観測又は測定する装置は実現
されていない。
【０００７】よって、本発明の目的は、光学要素の動的
歪の測定装置を提供することにある。
歪の測定装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】図１は本発明の光学要素
の動的歪の測定装置の基本構成を示す図である。この装
置は、光源１と、光源１からの光を２以上に分け、その
一方を被測定光学要素２で反射させて他方と干渉させる
干渉手段３と、被測定光学要素２を回転軸の回りに往復
回動させて被測定光学要素２に動的歪を与える動的歪印
加手段４と、干渉手段３で可干渉となる被測定光学要素
２の基準位置を検知する位置検出手段５と、被測定光学
要素２が基準位置にあるときに光源１が被測定光学要素
２の回動周期よりも十分に短いパルス幅を有する光パル
スを出力するように光源１を同期させる同期手段６と、
干渉手段３での干渉像を撮像する撮像手段７とを備えて
いる。
の動的歪の測定装置の基本構成を示す図である。この装
置は、光源１と、光源１からの光を２以上に分け、その
一方を被測定光学要素２で反射させて他方と干渉させる
干渉手段３と、被測定光学要素２を回転軸の回りに往復
回動させて被測定光学要素２に動的歪を与える動的歪印
加手段４と、干渉手段３で可干渉となる被測定光学要素
２の基準位置を検知する位置検出手段５と、被測定光学
要素２が基準位置にあるときに光源１が被測定光学要素
２の回動周期よりも十分に短いパルス幅を有する光パル
スを出力するように光源１を同期させる同期手段６と、
干渉手段３での干渉像を撮像する撮像手段７とを備えて
いる。
【０００９】
【作用】本発明装置においては、被測定光学要素２を回
転軸の回りに往復回動させることで被測定光学要素２に
動的歪を与え、被測定光学要素２が可干渉となる基準位
置で光源１が所定パルス幅の光パルスを出力するように
しているので、被測定光学要素２の動的歪が反映される
干渉像を撮像手段７により撮像することができる。この
ように、本発明装置によると、光学要素の動的歪の観察
又は測定が可能になる。
転軸の回りに往復回動させることで被測定光学要素２に
動的歪を与え、被測定光学要素２が可干渉となる基準位
置で光源１が所定パルス幅の光パルスを出力するように
しているので、被測定光学要素２の動的歪が反映される
干渉像を撮像手段７により撮像することができる。この
ように、本発明装置によると、光学要素の動的歪の観察
又は測定が可能になる。
【００１０】
【実施例】以下本発明の実施例を説明する。図２は本発
明の実施例を示す平面鏡の動的歪の測定装置のブロック
図である。図１の光源１に対応して、外部信号に同期し
て瞬間的に大光量の光パルスを発生し得るＱスイッチレ
ーザ１１が用いられている。Ｑスイッチレーザ１１から
の光はレンズ１２によりコリメートされて平行光ビーム
にされる。
明の実施例を示す平面鏡の動的歪の測定装置のブロック
図である。図１の光源１に対応して、外部信号に同期し
て瞬間的に大光量の光パルスを発生し得るＱスイッチレ
ーザ１１が用いられている。Ｑスイッチレーザ１１から
の光はレンズ１２によりコリメートされて平行光ビーム
にされる。
【００１１】図１の干渉手段３に対応して、Ｑスイッチ
レーザ１１からの光を２つの光路（反射光路及び透過光
路）に分ける半透明鏡１３と、これら２つの光路のうち
の一方の光路（この実施例では反射光路）上に配置され
た反射鏡１４とが用いられている。
レーザ１１からの光を２つの光路（反射光路及び透過光
路）に分ける半透明鏡１３と、これら２つの光路のうち
の一方の光路（この実施例では反射光路）上に配置され
た反射鏡１４とが用いられている。
【００１２】半透明鏡１３の透過光路上に配置された被
測定光学要素は、この実施例では平面鏡１５である。平
面鏡１５は旋回架台１６に搭載され、回転軸１７の回り
に往復回動される。平面鏡１５は例えば直径数十センチ
の円盤状のものであり、この場合、その回動周期は例え
ば数秒に設定される。
測定光学要素は、この実施例では平面鏡１５である。平
面鏡１５は旋回架台１６に搭載され、回転軸１７の回り
に往復回動される。平面鏡１５は例えば直径数十センチ
の円盤状のものであり、この場合、その回動周期は例え
ば数秒に設定される。
【００１３】図１の位置検出手段５に対応して光学的な
位置センサ１８が設けられている。位置センサ１８は平
面鏡１５が可干渉となる基準位置を検知する。平面鏡１
５が可干渉になるのは、半透明鏡１３の透過光路に対し
て平面鏡１５が垂直になるときである。
位置センサ１８が設けられている。位置センサ１８は平
面鏡１５が可干渉となる基準位置を検知する。平面鏡１
５が可干渉になるのは、半透明鏡１３の透過光路に対し
て平面鏡１５が垂直になるときである。
【００１４】図１の同期手段６に対応する同期信号発生
器１９は、位置センサ１８の出力信号を受けて、平面鏡
１５が基準位置にあるときにＱスイッチレーザ１１が光
パルスを出力するようにＱスイッチレーザ１１を制御す
る。
器１９は、位置センサ１８の出力信号を受けて、平面鏡
１５が基準位置にあるときにＱスイッチレーザ１１が光
パルスを出力するようにＱスイッチレーザ１１を制御す
る。
【００１５】図１の撮像手段７に対応してＴＶカメラ２
０及びそのモニタ２１が設けられている。ＴＶカメラ２
０は、半透明鏡１３からの干渉像を所定のタイミングで
撮像する。そのためにＴＶカメラ２０は図示しない光シ
ャッターを備えており、この光シャッターは例えば同期
信号発生器１９からの同期信号によりＱスイッチレーザ
１１と同時に駆動される。ＴＶカメラ２０に光シャッタ
ーを設けずに、半透明鏡１３からの干渉像の撮像を定常
的に行うようにしてもよい。
０及びそのモニタ２１が設けられている。ＴＶカメラ２
０は、半透明鏡１３からの干渉像を所定のタイミングで
撮像する。そのためにＴＶカメラ２０は図示しない光シ
ャッターを備えており、この光シャッターは例えば同期
信号発生器１９からの同期信号によりＱスイッチレーザ
１１と同時に駆動される。ＴＶカメラ２０に光シャッタ
ーを設けずに、半透明鏡１３からの干渉像の撮像を定常
的に行うようにしてもよい。
【００１６】図２の装置を用いた測定手順を説明する。
まず、平面鏡１５の基準位置を設定する。基準位置の設
定に際しては、Ｑスイッチレーザ１１を連続発振モード
とし、Ｑスイッチレーザ１１から一定強度の光が出力さ
れるようにしておく。そして、ＴＶカメラ２０による撮
像像をモニタ２１により観察しながら、その撮像像に干
渉縞が明瞭に表れるように平面鏡１５の位置及び角度の
調整を行う。
まず、平面鏡１５の基準位置を設定する。基準位置の設
定に際しては、Ｑスイッチレーザ１１を連続発振モード
とし、Ｑスイッチレーザ１１から一定強度の光が出力さ
れるようにしておく。そして、ＴＶカメラ２０による撮
像像をモニタ２１により観察しながら、その撮像像に干
渉縞が明瞭に表れるように平面鏡１５の位置及び角度の
調整を行う。
【００１７】次いで、Ｑスイッチレーザ１１をＱスイッ
チ発振モードにし、Ｑスイッチレーザ１１が同期信号発
生器１９からの同期信号に基づいて光パルスを出力する
ようにする。このとき、ＴＶカメラ２０の光シャッター
が開く時間は例えば１／６０秒に設定される。こうする
と、平面鏡１５が基準位置に位置する度にＴＶカメラ２
０により干渉像を撮像することができるので、平面鏡１
５の動的歪を測定することができる。
チ発振モードにし、Ｑスイッチレーザ１１が同期信号発
生器１９からの同期信号に基づいて光パルスを出力する
ようにする。このとき、ＴＶカメラ２０の光シャッター
が開く時間は例えば１／６０秒に設定される。こうする
と、平面鏡１５が基準位置に位置する度にＴＶカメラ２
０により干渉像を撮像することができるので、平面鏡１
５の動的歪を測定することができる。
【００１８】この実施例では、位置センサ１８が平面鏡
１５の基準位置を検知した瞬間にＱスイッチレーザ１１
及び光シャッターを動作させるようにしているが、位置
センサ１８の動的特性による遅延時間が無視し得ない場
合には、位置センサ１８が平面鏡１５の基準位置を検知
してからタイミングを遅らせてＱスイッチレーザ１１及
びＴＶカメラ２０の光シャッターを動作させるようにし
てもよい。
１５の基準位置を検知した瞬間にＱスイッチレーザ１１
及び光シャッターを動作させるようにしているが、位置
センサ１８の動的特性による遅延時間が無視し得ない場
合には、位置センサ１８が平面鏡１５の基準位置を検知
してからタイミングを遅らせてＱスイッチレーザ１１及
びＴＶカメラ２０の光シャッターを動作させるようにし
てもよい。
【００１９】図示された例では、平面鏡１５の往復回動
運動の中央位置が基準位置になるようにしているが、平
面鏡１５の回動方向が変化する近傍の位置を基準位置に
してもよい。この場合、平面鏡１５の回動方向の変化に
より、平面鏡１５には大きな慣性力が作用するので、動
的歪の測定には最適である。
運動の中央位置が基準位置になるようにしているが、平
面鏡１５の回動方向が変化する近傍の位置を基準位置に
してもよい。この場合、平面鏡１５の回動方向の変化に
より、平面鏡１５には大きな慣性力が作用するので、動
的歪の測定には最適である。
【００２０】この実施例によると、電子シャッター付の
ＴＶカメラのフレームタイムが平面鏡の回動周期（振動
周波数）と同じであり、この周期が長い場合モニタ２１
の画面がちらついて見にくくなるので、モニタ２１に画
像記憶回路等を設けてちらつき防止を行ってもよい。
ＴＶカメラのフレームタイムが平面鏡の回動周期（振動
周波数）と同じであり、この周期が長い場合モニタ２１
の画面がちらついて見にくくなるので、モニタ２１に画
像記憶回路等を設けてちらつき防止を行ってもよい。
【００２１】図３は本発明の他の実施例を示す平面鏡の
動的歪の測定装置のブロック図である。この実施例が図
２の実施例と異なる点は、図２の同期信号発生器１９に
代えて２つの同期信号発生器１９Ａ及び１９Ｂを用いて
いる点にある。同期信号発生器１９Ａの出力はＱスイッ
チレーザ１１のみに与えられ、それを遅延させた同期信
号発生器１９Ｂの出力をＴＶカメラ２０の電子シャッタ
ーに与えている。
動的歪の測定装置のブロック図である。この実施例が図
２の実施例と異なる点は、図２の同期信号発生器１９に
代えて２つの同期信号発生器１９Ａ及び１９Ｂを用いて
いる点にある。同期信号発生器１９Ａの出力はＱスイッ
チレーザ１１のみに与えられ、それを遅延させた同期信
号発生器１９Ｂの出力をＴＶカメラ２０の電子シャッタ
ーに与えている。
【００２２】その結果、Ｑスイッチレーザ１１が発光す
る時間とＴＶカメラ２０が露出を与えられる時間の間に
差ができ、実効的なＴＶカメラ２０の露出時間が短縮さ
れ、Ｑスイッチレーザ１１から出力される光パルスのパ
ルス幅が十分に小さくない場合にあっても干渉縞が明瞭
に現れ、測定精度が向上するものである。具体的には次
の通りである。
る時間とＴＶカメラ２０が露出を与えられる時間の間に
差ができ、実効的なＴＶカメラ２０の露出時間が短縮さ
れ、Ｑスイッチレーザ１１から出力される光パルスのパ
ルス幅が十分に小さくない場合にあっても干渉縞が明瞭
に現れ、測定精度が向上するものである。具体的には次
の通りである。
【００２３】図４は図３の装置におけるタイミングチャ
ートである。符号２２は同期信号発生器１９ＡからＱス
イッチレーザ１１に与えられる同期信号パルスの波形、
符号２３は同期信号発生器１９ＢからＴＶカメラ２０の
電子シャッターに与えられる同期信号パルスの波形、符
号２４は平面鏡１５の往復回動運動における走査角の波
形をそれぞれ表している。
ートである。符号２２は同期信号発生器１９ＡからＱス
イッチレーザ１１に与えられる同期信号パルスの波形、
符号２３は同期信号発生器１９ＢからＴＶカメラ２０の
電子シャッターに与えられる同期信号パルスの波形、符
号２４は平面鏡１５の往復回動運動における走査角の波
形をそれぞれ表している。
【００２４】同期信号パルス２２及び２３のパルス幅は
共にＴ1 であり、これらのパルスの一部が時間Ｔ2 （Ｔ
2 ≪Ｔ1 ）だけ重なり合っている。このようなタイミン
グでＱスイッチレーザ１１及びＴＶカメラ２０を動作さ
せると、ＴＶカメラ２０の実効的な露出時間はＴ2 とな
り、これに対応する平面鏡１５の走査角θ2 は同期信号
パルスのパルス幅Ｔ1 に対応する走査角θ1 に対して十
分小さくなるので、例えば電子シャッターの動作特性が
良好でない場合にも、十分な測定精度を得ることができ
るものである。
共にＴ1 であり、これらのパルスの一部が時間Ｔ2 （Ｔ
2 ≪Ｔ1 ）だけ重なり合っている。このようなタイミン
グでＱスイッチレーザ１１及びＴＶカメラ２０を動作さ
せると、ＴＶカメラ２０の実効的な露出時間はＴ2 とな
り、これに対応する平面鏡１５の走査角θ2 は同期信号
パルスのパルス幅Ｔ1 に対応する走査角θ1 に対して十
分小さくなるので、例えば電子シャッターの動作特性が
良好でない場合にも、十分な測定精度を得ることができ
るものである。
【００２５】以上説明した実施例では、被測定光学要素
が平面鏡であるとしたが、凹面鏡或いは凸面鏡さらには
レンズに対しても本発明装置を使用可能である。
が平面鏡であるとしたが、凹面鏡或いは凸面鏡さらには
レンズに対しても本発明装置を使用可能である。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
光学要素の動的歪の測定装置の提供が可能になるという
効果が生じる。
光学要素の動的歪の測定装置の提供が可能になるという
効果が生じる。
【図１】本発明の光学要素の動的歪の測定装置の基本構
成を示す図である。
成を示す図である。
【図２】本発明の実施例を示す平面鏡の動的歪の測定装
置のブロック図である。
置のブロック図である。
【図３】本発明の他の実施例を示す平面鏡の動的歪の測
定装置のブロック図である。
定装置のブロック図である。
【図４】図３の装置におけるタイミングチャートであ
る。
る。
【図５】従来技術の説明図である。
１ 光源 ２ 被測定光学要素 ３ 干渉手段 ４ 動的歪印加手段 ５ 位置検出手段 ６ 同期手段 ７ 撮像手段
Claims (3)
- 【請求項１】 光源(1) と、 該光源(1) からの光を２以上に分け、その一方を被測定
光学要素(2) で反射させて他方と干渉させる干渉手段
(3) と、 上記被測定光学要素(2) を回転軸の回りに往復回動させ
て上記被測定光学要素(2) に動的歪を与える動的歪印加
手段(4) と、 上記干渉手段(3) で可干渉となる上記被測定光学要素
(2) の基準位置を検知する位置検出手段(5) と、 上記被測定光学要素(2) が基準位置にあるときに上記光
源(1) が上記被測定光学要素(2) の回動周期よりも十分
に短いパルス幅を有する光パルスを出力するように上記
光源(1) を同期させる同期手段(6) と、 上記干渉手段(3) での干渉像を撮像する撮像手段(7) と
を備えたことを特徴とする光学要素の動的歪の測定装
置。 - 【請求項２】 上記光源(1) はＱスイッチレーザ(11)で
あり、 上記干渉手段(3) は上記Ｑスイッチレーザ(11)からの光
を２つの光路に分ける半透明鏡(13)と該２つの光路のう
ちの一方の光路上に配置された反射鏡(14)とを含み、 上記被測定光学要素(2) は平面鏡(15)であることを特徴
とする請求項１に記載の光学要素の動的歪の測定装置。 - 【請求項３】 上記撮像手段(7) は上記干渉像の撮像を
所定のタイミングで行うための光シャッターを含み、 上記Ｑスイッチレーザ(11)の発光開始のタイミングに対
して上記光シャッターの開くタイミングを遅延させる手
段をさらに備えたことを特徴とする請求項２に記載の光
学要素の動的歪の測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5059999A JPH06273125A (ja) | 1993-03-19 | 1993-03-19 | 光学要素の動的歪の測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5059999A JPH06273125A (ja) | 1993-03-19 | 1993-03-19 | 光学要素の動的歪の測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06273125A true JPH06273125A (ja) | 1994-09-30 |
Family
ID=13129380
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5059999A Withdrawn JPH06273125A (ja) | 1993-03-19 | 1993-03-19 | 光学要素の動的歪の測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06273125A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006349534A (ja) * | 2005-06-16 | 2006-12-28 | Fujinon Corp | 動体測定用干渉計装置および動体測定用光干渉計測方法 |
-
1993
- 1993-03-19 JP JP5059999A patent/JPH06273125A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006349534A (ja) * | 2005-06-16 | 2006-12-28 | Fujinon Corp | 動体測定用干渉計装置および動体測定用光干渉計測方法 |
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