JPH11237333A - Light image measuring device - Google Patents
Light image measuring deviceInfo
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- JPH11237333A JPH11237333A JP14403898A JP14403898A JPH11237333A JP H11237333 A JPH11237333 A JP H11237333A JP 14403898 A JP14403898 A JP 14403898A JP 14403898 A JP14403898 A JP 14403898A JP H11237333 A JPH11237333 A JP H11237333A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、例えばX線源の
代りにレーザ等の光ビームを測定物に照射し、その物体
の2次元、ないし3次元の画像を構成する光画像計測装
置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical image measuring apparatus for irradiating a measurement object with a light beam such as a laser beam instead of an X-ray source to form a two-dimensional or three-dimensional image of the object.
【0002】[0002]
【従来の技術】レーザ等からの鋭い光ビームを測定物に
照射し、この物体を透過した光を電気信号に変換し、こ
の信号を計算機を用いて、光断層画像を計測する、所謂
光CT(computed tomography) と称する光画像計測装置
が開発されている。この装置においては、その物体を透
過直進してきた光ビームの投影データを確実に取り込む
ことが要求される。2. Description of the Related Art A so-called optical CT, which irradiates a sharp light beam from a laser or the like onto a measurement object, converts light transmitted through the object into an electric signal, and measures the optical tomographic image using a computer, is used. An optical image measurement device called (computed tomography) has been developed. In this apparatus, it is required to reliably capture projection data of a light beam that has passed straight through the object.
【0003】図24は、投影データを取り込むための概
略構成を示すものである。投影データを取り込むために
基本的に要求される計測動作は、並進−回転方式であ
る。この方式は、同図(a)に示すように、光源からの
光ビームを適当な間隔で測定物体に照射し、測定物体を
透過した光を光検出器で検出する並進動作と、同図
(b)に示すように、測定物体に対して光ビームを所定
角度づつ回転して順次透過光を計測する回転動作を組合
わせたものである。この方式は本来X線CTにおいて利
用されている方式である。X線の場合には、X線源を測
定物体に対して並行に多数配列し、X線検出器も同様な
配列を行う方法、あるいは、測定物体を囲んでX線源と
検出器を円形状に多数個配置し、プログラムに従ってそ
れらを順次組合せて測定するなどの構成により、この並
進−回転動作を実現している。FIG. 24 shows a schematic configuration for taking in projection data. The measurement operation basically required to capture the projection data is a translation-rotation method. In this method, as shown in FIG. 1A, a light beam from a light source is applied to a measurement object at appropriate intervals, and light transmitted through the measurement object is detected by a photodetector. As shown in b), a combination of a rotation operation of rotating the light beam by a predetermined angle with respect to the measurement object and sequentially measuring the transmitted light is provided. This method is a method originally used in X-ray CT. In the case of X-rays, a method of arranging a large number of X-ray sources in parallel with the measurement object and performing the same arrangement for the X-ray detector, or forming a circular X-ray source and detector around the measurement object The translation-rotation operation is realized by a configuration in which a large number are arranged and measured sequentially by combining them in accordance with a program.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで、光ビームの
場合には上述したような構成により、並進−回転動作を
行うことが困難である。すなわち、光CT画像を得るこ
とを目的とする例えば生体ないしその一部の測定物体
は、極めて強い光散乱拡散媒質である。それは丁度濃霧
や厚い雲に光ビームを照射した場合、その反射光は四方
八方に広がり、真直ぐ透過して行く状態を見ることがで
きないばかりか、その透過光も同様に広く拡散して、視
界全体にぼんやりと広がり、透過光を見定めることがで
きないことと似ている。こうした状況にある測定物体に
対して、図24(a)に示すように、単一の光源及び光
検出器を移動し、この光源からの光ビームを次々に並行
して直進させ、この光ビームを光検出器により検出する
とともに、図24(b)に示すように、光源及び光検出
器を測定物体に対して所定角度回転させた状態で並進さ
せ、並進−回転動作を行うことは難しい。However, in the case of a light beam, it is difficult to perform a translation-rotation operation due to the above-described configuration. That is, for example, a living body or a part of a measurement object thereof for obtaining an optical CT image is an extremely strong light scattering diffusion medium. That is, when a light beam is applied to a dense fog or thick cloud, the reflected light spreads in all directions, and not only can you see the state of being transmitted straight, but also the transmitted light is similarly widely diffused, and the entire field of view It is similar to the fact that it spreads out dimly and that the transmitted light cannot be determined. As shown in FIG. 24A, a single light source and a photodetector are moved with respect to the measurement object in such a situation, and light beams from this light source are made to travel straight and one after another. It is difficult to perform the translation-rotation operation by detecting the light source and the light detector while rotating the light source and the light detector with respect to the measurement object by a predetermined angle as shown in FIG.
【0005】すなわち、光CTの場合、上記X線源の場
合のように生体中を殆んど直進し、検出器に入る場合と
は現象が全く異っており、X線源と検出器を並列に多数
個並べて並進−回転動作を行う方法を適用することは不
可能である。その理由を詳しく述べると次の通りであ
る。That is, in the case of optical CT, the phenomenon is almost completely different from that in the case of the above-mentioned X-ray source which almost goes straight through the living body and enters the detector. It is impossible to apply a method of performing translation-rotation operation by arranging a large number in parallel. The reason is described below in detail.
【0006】(1) それぞれの入射光ビームは測定物
体内部で進行中に四方八方に広がるため、各光検出器は
自分と組合される光源からの極めて微弱な直進光成分を
検出する場合、光源が多ければ多い程それらの散乱光が
すべて加算されて雑音光となり、到底信号対雑音比の良
好な高感度検出を実現することはできない。(1) Since each incident light beam spreads in all directions while traveling inside the object to be measured, each photodetector detects an extremely weak linear light component from a light source combined with the light detector. As the number of scattered lights increases, all of those scattered lights are added to generate noise light, and high sensitivity detection with a good signal-to-noise ratio cannot be realized.
【0007】(2) 現在の光エレクトロニクス技術で
は、多数個の光源を同時に動作させることは、性能の均
一化、寿命、価格などの点で極めて難しい。特に、高価
なレーザを多数同時に使用することは実用上不可能に近
い。また、光検出器についても同様であり、特にX線の
場合には単純に検出器を並列使用すれば良いかも知れな
いが、前述のように四方八方から押寄せてくる散乱光の
雑音成分を排除して、極微弱な直進光成分のみを選択、
検出するための装置、システムを組合せて使用する場
合、こうした並列動作は設計、製作、調整、保守、運転
などの諸点からみて、実用化は勿論、研究開発に多大の
コストを要し、実用上価値は少ない。(2) With the current optoelectronic technology, it is extremely difficult to operate a large number of light sources at the same time in terms of uniform performance, life, and price. In particular, it is practically impossible to use many expensive lasers simultaneously. The same applies to the photodetector. In particular, in the case of X-rays, it may be sufficient to simply use the detectors in parallel, but as described above, the noise components of the scattered light rushing from all directions are reduced. Exclude and select only the weakest straight light component,
When using devices and systems for detection in combination, such parallel operation requires a great deal of cost for research and development as well as practical use in terms of design, manufacture, adjustment, maintenance, operation, etc. Less value.
【0008】上述の主要な2つの理由から、現在までに
光CT装置においてX線の事例に従って複数個の光源と
光検出器を使用して、透過直進光を高感度で受光し、測
定物体を動かすことなく並進−回転動作を行った開発、
実験の報告は皆無といえる。すなわち、従来世界各国で
開発や実験が行われたものは、単数の光源と単数の光検
出器は固定し、測定物体の方を移動して、出来るだけ高
感度で所要の透過直進光成分を検出し、画像を再構成す
る方法が中心である。このため、測定物体を並進−回転
動作を行うための試料台に固定し、360°乃至所要の
角度回転し、かつ並進動作を加えるという最も単純な操
作が行われているに過ぎない現状である。For the above two main reasons, a plurality of light sources and photodetectors have been used in an optical CT apparatus in accordance with the case of X-rays so far to receive transmitted straight light with high sensitivity, and an object to be measured has been obtained. Development that performed translation-rotation motion without moving,
There can be no reports of experiments. In other words, in the case of development and experiments that have been performed in various countries around the world, a single light source and a single photodetector are fixed, and the measurement object is moved to obtain the required transmitted straight light component with the highest possible sensitivity. The focus is on detecting and reconstructing the image. For this reason, at present, only the simplest operation of fixing the measurement object to the sample stage for performing the translation-rotation operation, rotating it by 360 ° or a required angle, and adding the translation operation is performed. .
【0009】上記(1)(2)に記載した課題を考慮す
ると、複数個の光源と光検出器を組合せて所要の動作を
極めて精度良く、しかも、高感度で行うことは殆んど実
用性を有していないと考えられる。また、その代案とし
て、測定物体自身を並進−回転動作の可能な試料台に固
定して、並進と回転動作を行うことは測定対象が生きて
いる生体やその一部の場合には、非実用的である。In view of the problems described in (1) and (2) above, it is almost practical to perform a required operation with extremely high accuracy and high sensitivity by combining a plurality of light sources and photodetectors. Is not considered to have. As an alternative, fixing the measurement object itself to a sample stage capable of translation-rotation and performing translation and rotation is impractical for a living body or a part of a living body to be measured. It is a target.
【0010】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、その目的とするところは、光源と光検
出器、及び測定物体を全て空間的に固定した状態で並進
−回転動作を実現し、計測の精度、データの安定化を図
り、高感度の計測が可能な光画像計測装置を提供しよう
とするものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to perform a translation-rotation operation in a state where a light source, a photodetector, and a measurement object are all spatially fixed. It is an object of the present invention to provide an optical image measurement device capable of realizing, stabilizing measurement accuracy and data, and performing highly sensitive measurement.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明の課題を解決する
ための手段を列挙すると次のようになる。Means for solving the problems of the present invention are as follows.
【0012】(1) 基本的には光源と光検出器はそれ
ぞれ単数個使用し、それらに付属する高性能な装置やサ
ブシステムはすべて空間的に固定する(但し、本発明の
発展として、複数個の同一波長の光源又は異なる波長の
光源と複数個の光検出器の使用及びそれとと等価的に同
じ構成は十分可能である)。(1) Basically, one light source and one photodetector are used, and all high-performance devices and subsystems attached to them are fixed spatially (however, as a development of the present invention, a plurality of The use of a plurality of light sources of the same wavelength or light sources of different wavelengths and a plurality of photodetectors and equivalently the same configuration is sufficiently possible).
【0013】(2) 測定試料はすべて所要の空間的位
置に配置し、固定して安定化を図り、移動、回転などの
操作は行わない。(2) All the measurement samples are arranged at required spatial positions and fixed to stabilize, and operations such as movement and rotation are not performed.
【0014】(3) この上記2つの条件を考慮して、
光源からの光ビームを光学的に進行方向を変え、所要の
並進および回転動作を実現する。このため、反射鏡やパ
ラボラ反射鏡等の光学手段を機械的且つ精密に駆動して
光ビームを測定物体に対して走査させる。この機械的運
動はすべてコンピュータによりデジタル的に精密に制御
する。(3) In consideration of the above two conditions,
The traveling direction of the light beam from the light source is changed optically to realize the required translation and rotation operations. Therefore, optical means such as a reflecting mirror and a parabolic reflecting mirror are mechanically and precisely driven to scan the light beam with respect to the measurement object. All of this mechanical movement is digitally and precisely controlled by a computer.
【0015】すなわち、本発明の光画像計測装置は、半
分の放物面を有し、焦点に対して点対称に配置され、且
つ、光軸方向に移動可能とされた第1、第2のパラボラ
反射鏡と、光ビームを発生する光源と、前記光源から発
生された光ビームを前記光軸に平行して前記第1のパラ
ボラ反射鏡に導く第1の光学手段と、前記第1のパラボ
ラ反射鏡に反射され、前記光軸上の焦点を中心に配置さ
れた測定物体を透過し、前記第2のパラボラ反射鏡によ
り反射され、前記光軸に平行に導出された光ビームを受
ける第2の光学手段と、前記第2の光学手段からの光ビ
ームを検出する検出手段と、前記光ビームを測定物体に
対して並進入射させるため、前記第1、第2のパラボラ
反射鏡の焦点が光軸に沿うように、第1、第2のパラボ
ラ反射鏡を移動させる第1の駆動手段とを有している。That is, the optical image measuring apparatus of the present invention has a half paraboloid, is arranged point-symmetrically with respect to the focal point, and is movable in the optical axis direction. A parabolic reflector, a light source for generating a light beam, first optical means for guiding the light beam generated from the light source to the first parabolic reflector in parallel with the optical axis, and the first parabolic mirror. A second light beam reflected by the reflecting mirror, transmitted through the measurement object disposed about the focal point on the optical axis, reflected by the second parabolic reflecting mirror, and received in parallel with the optical axis; Optical means, a detecting means for detecting a light beam from the second optical means, and a focal point of the first and second parabolic reflecting mirrors for causing the light beam to be translated and incident on a measurement object. Move the first and second parabolic reflectors along the axis. And a first driving means that.
【0016】さらに、本発明の光画像計測装置は、半分
の放物面を有し、焦点に対して点対称に配置され、且つ
光軸方向に移動可能とされた第1、第2のパラボラ反射
鏡と、光ビームを発生する光源と、前記光源から発生さ
れた光ビームを受ける第1の光学手段と、前記第1の光
学手段からの光ビームを第1の光ビームと第2の光ビー
ムに分け、前記第1の光ビームを前記第1のパラボラ反
射鏡に光軸に平行に導く第1の半透明鏡と、前記第1の
パラボラ反射鏡に反射され、前記光軸上に配置された測
定物体を透過し、前記第2のパラボラ反射鏡により反射
され、前記光軸に平行に導出された前記第1の光ビーム
を受ける第2の光学手段と、前記第1の半透明鏡からの
第2の光ビームの周波数をシフトする周波数シフト手段
と、前記周波数シフト手段により周波数がシフトされた
前記第2の光ビームと前記第2の光学手段からの前記第
1の光ビームとを合成し、ビート信号を含む光ビームを
生成する第2の半透明鏡と、前記第2の半透明鏡からの
光ビームをヘテロダイン検出する検出手段と、前記光ビ
ームを測定物体に対して並進入射させるため、前記第
1、第2のパラボラ反射鏡の焦点が光軸に沿うように、
第1、第2のパラボラ反射鏡を移動させる第1の駆動手
段とを有している。Further, the optical image measuring apparatus of the present invention has first and second parabolas having a half paraboloid, arranged symmetrically with respect to the focal point, and movable in the optical axis direction. A reflecting mirror, a light source for generating a light beam, first optical means for receiving the light beam generated from the light source, and a light beam from the first optical means for converting the light beam into a first light beam and a second light beam. A first semi-transparent mirror that divides the first light beam into beams in parallel with the optical axis to the first parabolic reflector, and is reflected by the first parabolic reflector and is disposed on the optical axis. Second optical means for transmitting the first light beam transmitted through the measured object, reflected by the second parabolic reflector, and guided parallel to the optical axis; and the first translucent mirror. Frequency shift means for shifting the frequency of the second light beam from A second translucent mirror that combines the second light beam whose frequency has been shifted by the scanning means and the first light beam from the second optical means to generate a light beam including a beat signal; Detecting means for heterodyne-detecting the light beam from the second translucent mirror, and the first and second parabolic reflecting mirrors are focused on the optical axis so that the light beam is translated and incident on the measurement object. So that
First driving means for moving the first and second parabolic reflecting mirrors.
【0017】また、本発明の光画像計測装置は、半分の
放物面を有し、焦点に対して点対称に配置され、且つ光
軸方向に移動可能とされた第1、第2のパラボラ反射鏡
と、光ビームを発生する光源と、前記光源からの光ビー
ムを一次元方向に拡大し、前記第1のパラボラ反射鏡に
導入するビーム拡大手段と、前記第1のパラボラ反射鏡
に反射され、前記光軸上に配置された測定物体を透過
し、前記第2のパラボラ反射鏡により反射され、前記光
軸に平行且つ一次元方向に拡大された光ビームを検出す
る検出手段と、前記光ビームを測定物体に対して並進入
射させるため、前記第1、第2のパラボラ反射鏡の焦点
が光軸に沿うように、第1、第2のパラボラ反射鏡を移
動させる第1の駆動手段とを有している。Further, the optical image measuring apparatus of the present invention has first and second parabolas having a half paraboloid, arranged symmetrically with respect to the focal point, and movable in the optical axis direction. A reflecting mirror, a light source that generates a light beam, a beam expanding unit that expands the light beam from the light source in a one-dimensional direction and introduces the light beam into the first parabolic reflecting mirror, and reflects the light onto the first parabolic reflecting mirror. Detection means for detecting a light beam transmitted through a measurement object arranged on the optical axis, reflected by the second parabolic reflector, and expanded in a one-dimensional direction parallel to the optical axis; First driving means for moving the first and second parabolic reflecting mirrors so that the focal points of the first and second parabolic reflecting mirrors are along the optical axis in order to cause the light beam to enter the object to be translated. And
【0018】さらに、本発明の光画像計測装置は、半分
の放物面を有し、焦点に対して点対称に配置され、且つ
光軸方向に移動可能とされた第1、第2のパラボラ反射
鏡と、光ビームを発生する光源と、前記光源からの光ビ
ームを第1の光ビームと第2の光ビームに分ける第1の
半透明鏡と、前記第1の半透明鏡からの前記第1の光ビ
ームを一次元方向に拡大し、前記第1のパラボラ反射鏡
に導入する第1のビーム拡大手段と、前記第1のパラボ
ラ反射鏡に反射され、前記光軸上に配置された測定物体
を透過し、前記第2のパラボラ反射鏡により反射され、
前記光軸に平行且つ一次元方向に拡大された前記第1の
光ビームを受ける光学手段と、前記第1の半透明鏡から
の前記第2の光ビームの周波数をシフトする周波数シフ
ト手段と、前記周波数シフト手段により周波数がシフト
された前記第2の光ビームを一次元方向に拡大する第2
のビーム拡大手段と、前記第2のビーム拡大手段により
拡大された第2の光ビームと前記光学手段からの前記第
1の光ビームとを合成し、ビート信号を含む光ビームを
生成する第2の半透明鏡と、前記第2の半透明鏡からの
光ビームをヘテロダイン検出する検出手段と、前記光ビ
ームを測定物体に対して並進入射させるため、前記第
1、第2のパラボラ反射鏡の焦点が光軸に沿うように、
第1、第2のパラボラ反射鏡を移動させる第1の駆動手
段とを有している。Further, the optical image measuring apparatus of the present invention has first and second parabolas having a half paraboloid, arranged point-symmetrically with respect to the focal point, and movable in the optical axis direction. A reflecting mirror, a light source that generates a light beam, a first translucent mirror that divides the light beam from the light source into a first light beam and a second light beam, and the light source from the first translucent mirror. A first beam expanding means for expanding the first light beam in a one-dimensional direction and introducing the first light beam into the first parabolic reflector; and a first beam expanding means which is reflected by the first parabolic reflector and arranged on the optical axis. Transmitted through the measurement object, reflected by the second parabolic reflector,
Optical means for receiving the first light beam parallel to the optical axis and expanded in a one-dimensional direction; frequency shifting means for shifting the frequency of the second light beam from the first translucent mirror; A second light beam for expanding the second light beam whose frequency has been shifted by the frequency shift means in a one-dimensional direction;
And a second light beam generating means for combining the second light beam expanded by the second beam expanding means and the first light beam from the optical means to generate a light beam including a beat signal. A translucent mirror, detection means for heterodyne-detecting the light beam from the second translucent mirror, and the first and second parabolic reflecting mirrors for causing the light beam to translate and enter the measurement object. So that the focus is along the optical axis,
First driving means for moving the first and second parabolic reflecting mirrors.
【0019】[0019]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0020】先ず、本発明の原理について説明する。本
発明の基本的な構成は、パラボラ反射鏡からなってい
る。測定物体が3次元であることを考慮すると、一般に
放物筒面反射鏡と呼ばれるパラボラ筒面が好適である。First, the principle of the present invention will be described. The basic configuration of the present invention comprises a parabolic reflector. Considering that the measurement object is three-dimensional, a parabolic cylindrical surface generally called a parabolic cylindrical reflecting mirror is preferable.
【0021】[パラボラ反射鏡の特性]図2に、簡単の
ため、一次元のパラボラ反射鏡Pを示す。[Characteristics of Parabolic Reflector] FIG. 2 shows a one-dimensional parabolic reflector P for simplicity.
【0022】このパラボラ反射鏡Pの焦点をFとする。
面Pの光軸(中心線)AA’に平行に入射した光線は全
てパラボラ反射鏡Pで反射された後、焦点Fに集り、そ
の点を通過して再び広がって行く。The focal point of the parabolic reflecting mirror P is F.
All the rays incident parallel to the optical axis (center line) AA ′ of the surface P are reflected by the parabolic reflector P, then gather at the focal point F, pass through that point and spread again.
【0023】焦点距離をf、座標を図3に示すように
(r、θ)(r:動径、θ:傾角)と定義すると、設計
式は次式で現わされる。If the focal length is defined as f and the coordinates are defined as (r, θ) (r: moving radius, θ: tilt angle) as shown in FIG. 3, the design equation is expressed by the following equation.
【0024】r=2f/(1+cosθ) (θ=0では、r=f) したがって、2次元のパラボラ筒面を構成するには、こ
のパラボラの形状を、図4に示すように、上下方向に伸
ばせばよい。R = 2f / (1 + cos θ) (If θ = 0, r = f) Therefore, in order to construct a two-dimensional parabolic cylinder surface, the shape of this parabola must be changed vertically as shown in FIG. Just stretch it.
【0025】このパラボラ反射鏡の製作において、最も
重要な点は内側の鏡面の精度であり、通常の光学反射鏡
の場合と同様、λ/8〜λ/16程度の精度が望まし
い。また、反射率も使用波長λに対して可能な限り10
0%に近いことが要求される。In the manufacture of this parabolic reflector, the most important point is the accuracy of the inner mirror surface, and it is desirable that the accuracy be on the order of λ / 8 to λ / 16, as in the case of a normal optical reflector. Also, the reflectivity should be 10
It is required to be close to 0%.
【0026】[並進動作(T動作)の実現]図5に示す
ように、半筒状のパラボラ反射鏡(以下、単にパラボラ
反射鏡と略記する)の光軸AA’に対する上半部(下半
部でもよい)を考える。[Realization of Translation Operation (T Operation)] As shown in FIG. 5, an upper half (lower half) of a semi-cylindrical parabolic reflecting mirror (hereinafter simply referred to as a parabolic reflecting mirror) with respect to an optical axis AA '. Department).
【0027】入射光ビームは右方から光軸AA’に平行
に入射するものとする。パラボラ反射鏡P0 が光軸上の
x0 に位置している場合、入射光ビームは反射後、焦点
F0を通る。It is assumed that the incident light beam is incident parallel to the optical axis AA 'from the right. When the parabolic reflector P 0 is located at x 0 on the optical axis, the incident light beam passes through the focal point F 0 after reflection.
【0028】次に、パラボラ反射鏡がP1 のように光軸
上のx1 の位置(x0 →x1 )に、デジタル的に精密に
制御して移動したとすると、焦点は光軸AA’上でF1
に移る。したがって、入射光ビームはP1 による反射
後、焦点F1 を通過する。Next, assuming that the parabolic reflecting mirror has moved to the position of x 1 (x 0 → x 1 ) on the optical axis by digitally precisely controlling it like P 1 , the focus is on the optical axis AA. F 1 on '
Move on to Therefore, the incident light beam after reflection by P 1, passes through the focal point F 1.
【0029】同様にして、パラボラ反射鏡をP2 に移動
させれば、その位置は光軸AA’上でx2 に動き、焦点
はF2 に移る。このため、入射光ビームはパラボラ反射
鏡P2 による反射後、焦点F2 に向かって進む。Similarly, if the parabolic reflecting mirror is moved to P 2 , its position moves to x 2 on the optical axis AA ′, and the focal point moves to F 2 . Therefore, the incident light beam after reflection by the parabolic reflector P 2, proceeds toward the focal point F 2.
【0030】以上のように、パラボラ反射鏡P0 を光軸
AA’上で予じめ定めた距離だけ精密に制御して移動さ
せると、焦点F0 はその距離だけ順次移動する。そのた
め、入射光ビームは全てパラボラ反射鏡で反射された後
各焦点に進む。この操作をコンピュータ制御により、十
分精密に、デジタル的に行えば、所期の並進動作が実現
できることとなる。As described above, when the parabolic reflecting mirror P 0 is precisely controlled and moved on the optical axis AA ′ by a predetermined distance, the focal point F 0 moves sequentially by that distance. Therefore, all the incident light beams travel to each focal point after being reflected by the parabolic reflector. If this operation is performed digitally and sufficiently accurately by computer control, the desired translation operation can be realized.
【0031】図6は並進動作におけるパラボラ反射鏡と
測定物体の関係を示している。FIG. 6 shows the relationship between the parabolic reflector and the object to be measured in the translation operation.
【0032】パラボラ反射鏡の水平移動範囲Δxは、物
体の形状、大きさによって予じめ決定する。なお、この
物体を通過後の光ビームの検出は、検出方法により構
成、規模が異なるので、後述する実施例において説明す
る。The horizontal movement range Δx of the parabolic reflector is determined in advance depending on the shape and size of the object. The configuration and scale of the detection of the light beam after passing through the object differ depending on the detection method, and will be described in an embodiment described later.
【0033】[回転動作(R動作)の実現]次に、光ビ
ームの回転動作について説明する。[Realization of Rotation Operation (R Operation)] Next, the rotation operation of the light beam will be described.
【0034】図7は、パラボラ反射鏡の光軸に対する上
半部(下半部でもよい)を示している。FIG. 7 shows the upper half (or lower half) of the parabolic reflector with respect to the optical axis.
【0035】入射光ビームB1 、B2 、B3 は光軸A
A’に対して全て平行であるが、光軸AA’からの高さ
yがそれぞれ異なっているとする。入射光ビームB1 、
B2 、B3 はパラボラ反射鏡Pで反射された後、全て焦
点Fに集って、通過して行く。しかし、焦点Fへの入射
方向はすべて異なる角度を有している。すなわち、光軸
AA’に対して、入射光ビームB1 は角度θ1 、入射光
ビームB2 はθ2 、入射光ビームB3 はθ3 の傾きで焦
点Fを通過する。The incident light beams B 1 , B 2 , B 3 correspond to the optical axis A
It is assumed that they are all parallel to A ′, but have different heights y from the optical axis AA ′. Incident light beam B 1 ,
After B 2 and B 3 are reflected by the parabolic reflector P, they all gather at the focal point F and pass through. However, the directions of incidence on the focal point F all have different angles. That is, with respect to the optical axis AA ′, the incident light beam B 1 passes through the focal point F at an angle θ 1 , the incident light beam B 2 at θ 2 , and the incident light beam B 3 at an inclination of θ 3 .
【0036】したがって、入射光ビームの光軸AA’か
らの距離yを精密に制御すれば、角度θをそれに応じて
精密に制御できることになる。Therefore, if the distance y of the incident light beam from the optical axis AA 'is precisely controlled, the angle θ can be precisely controlled accordingly.
【0037】図8は、入射光ビームの光軸AA’からの
距離y、すなわち角度θを精密に制御する例を示してい
る。この例は、入射光ビームの光源の位置は固定したま
ま、2枚の反射鏡M1 、M2 を利用して精密に制御する
方法であり、他にも種々の方法が考えられる。FIG. 8 shows an example in which the distance y of the incident light beam from the optical axis AA ', that is, the angle θ is precisely controlled. This example is a method in which the position of the light source of the incident light beam is fixed and precise control is performed using the two reflecting mirrors M 1 and M 2 , and various other methods are conceivable.
【0038】図8に示すように、予じめ回転動作の角度
範囲Δθを定めておけば、その値に対応して、反射鏡M
2 の水平移動範囲Δyは一義的に定まる。As shown in FIG. 8, if the angle range Δθ of the rotating operation is determined in advance, the reflecting mirror M
The horizontal movement range Δy of 2 is uniquely determined.
【0039】したがって、θの毎変化角度(刻み)δθ
を予め定め、コンピュータにより、M2 の移動距離をデ
ジタル的に精密に制御すればよい。かくして、例えば前
記並進動作を行う前に、所定の角度θになるように、入
射光ビームの入射方向yを決定すれば回転動作は設定さ
れたことになる。Therefore, every change angle (step) δθ of θ
May be determined in advance, and the moving distance of M 2 may be precisely controlled digitally by a computer. Thus, for example, if the incident direction y of the incident light beam is determined so as to have a predetermined angle θ before performing the translation operation, the rotation operation is set.
【0040】[並進動作−回転動作(T−R動作)の繰
り返し実施]前述したように、光CT画像を実現するた
めには、並進動作と回転動作を交互に繰り返して行うこ
とが原則的に必要である。なお、測定物体は全く所定の
位置に固定されて設置されているものとする。[Repeated Implementation of Translation-Rotation (TR) Operation] As described above, in order to realize an optical CT image, translation and rotation are alternately repeated in principle. is necessary. It is assumed that the measurement object is fixedly installed at a predetermined position.
【0041】その実施方法は前述の並進動作と回転動作
を組み合せて行えばよいのであるが、参考のために改め
て実施方法を以下に述べておく。The method of implementation may be performed by combining the above-described translation operation and rotation operation. The method of implementation will be described again for reference.
【0042】(1) 先ず、並進動作を行うために光ビ
ームの傾き、具体的にはパラボラ反射鏡の光軸AA’に
対する焦点Fへの入射光の角度、例えばθ1 を決める。(1) First, in order to perform the translation operation, the inclination of the light beam, specifically, the angle of the incident light on the focal point F with respect to the optical axis AA 'of the parabolic reflecting mirror, for example, θ 1 is determined.
【0043】これは回転動作のための移動反射鏡M2 の
位置y1 を決定して固定すればよい。すなわち、 (a) θ1 の決定→y1 の決定→M2 の制御・設定 (2) θ1 (y1 )を設定して、並進動作を実施す
る。並進動作におけるパラボラ反射鏡の水平移動範囲Δ
xと、その間のxの移動間隔(刻み)δxを決め、全て
の制御をデジタル的に精密に行う。This can be achieved by determining and fixing the position y 1 of the movable reflecting mirror M 2 for the rotating operation. That is, (a) determination of θ 1 → determination of y 1 → control / setting of M 2 (2) A translation operation is performed by setting θ 1 (y 1 ). Horizontal movement range of parabolic reflector in translation
x and the movement interval (step) δx of x therebetween are determined, and all controls are performed digitally and precisely.
【0044】(b) Δx、δxの決定→並進動作(デ
ジタル的に精密制御) (3) 上記並進動作が終了し、投影データの取り込み
が終了した状態において、次に所定のθ2 (y2 )に移
るための回転動作を実施する。(B) Determination of Δx, δx → Translation operation (digitally precise control) (3) In the state where the above-mentioned translation operation has been completed and the capture of projection data has been completed, a predetermined θ 2 (y 2 ) Is performed.
【0045】回転動作の場合もθの動作範囲Δθと、そ
の間のθの変化間隔(刻み)δθ、すなわちΔyとδy
を予じめ決めておく。その制御は全てデジタル的に精密
に行うものとする。Also in the case of the rotation operation, the operation range Δθ of θ and the change interval (step) δθ of θ between them, that is, Δy and δy
Is determined in advance. All of the control is performed digitally and precisely.
【0046】(c) Δθ、δθを予じめ決定→θ
1 (y1 )→θ2 (y2 )へ移す回転動作(デジタル的
に精密制御) (d) 以上(a)から出発して、(b)、(c)の動
作を行い、再び(a)と同様の操作をくり返して、所定
のδx、δθの間隔で並進動作と回転動作を行い、予じ
め定めたΔx、Δθの全範囲において投影データの取り
込みを行えばよい。(C) Determination of Δθ and δθ in advance → θ
1 (y 1 ) → Rotation operation to move from θ 2 (y 2 ) (digitally precise control) (d) Starting from (a), the operations of (b) and (c) are performed and (a) is performed again. ) May be repeated to perform the translational operation and the rotational operation at predetermined intervals of δx and δθ, and capture the projection data in the entire range of Δx and Δθ determined in advance.
【0047】(実施例)次に、具体的な実施例について
説明する。(Examples) Next, specific examples will be described.
【0048】図1は、本発明の第1の実施例を示すもの
であり、角度90°の並進−回転動作の内並進動作の基
本的構成を示している。この実施例では、光検出を直接
検出法によって行う場合について述べる。FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention, and shows a basic configuration of an inner translation operation of a translation-rotation operation at an angle of 90 °. In this embodiment, a case where light detection is performed by a direct detection method will be described.
【0049】第1、第2のパラボラ反射鏡11、12は
パラボラ筒面を半分に分割した構造である。第1、第2
のパラボラ反射鏡11、12は光軸AA’上の焦点F0
に対して点対称な位置P0 、P0 ’に配置されている。
これら第1、第2のパラボラ反射鏡11、12は、例え
ばリニアモータを用いた駆動装置14により、光軸A
A’に沿って同一方向にデジタル的に精密に移動可能と
されている。したがって、第1、第2のパラボラ反射鏡
11、12の移動に伴い焦点も光軸AA’上を移動す
る。測定物体13は光軸AA’上で、焦点の通過する範
囲内に配置される。The first and second parabolic reflecting mirrors 11 and 12 have a structure in which the parabolic cylinder surface is divided into half. 1st, 2nd
Parabolic reflectors 11 and 12 have a focal point F 0 on the optical axis AA ′.
Are disposed at positions P 0 and P 0 ′ that are point-symmetric with respect to.
These first and second parabolic reflecting mirrors 11 and 12 are driven by a driving device 14 using, for example, a linear motor to form an optical axis A.
It can be precisely moved digitally in the same direction along A '. Therefore, the focal point also moves on the optical axis AA 'with the movement of the first and second parabolic reflecting mirrors 11, 12. The measuring object 13 is arranged on the optical axis AA ′ within a range where the focal point passes.
【0050】光源10は、例えばレーザ光の発生装置で
あり、この光源10から発生された鋭い光ビームは固定
鏡M1 と可動鏡M2 (後の回転動作に使用のため)を経
て、先ず、第1のパラボラ反射鏡11に入射する。この
第1のパラボラ反射鏡11で反射された光は焦点F0 を
通過する。この焦点F0 を通過した透過直進光成分は第
2のパラボラ反射鏡12により反射され、再び光軸A
A’に平行な光路を進み、可動鏡M2 ’に入射される。
この可動鏡M2 ’で反射された光は固定鏡M1 ’を経
て、選別光学システム15に入射される。この選別光学
システム15は、光散乱の強い測定物体を透過した光の
中から透過直進光成分を高感度に選別する光学系であ
り、この選別光学システム15により選別された透過直
進光は光検出器16に入射され検出される。この光検出
器16の出力信号は、例えばコンピュータにより構成さ
れた画像処理装置17に供給される。制御装置18は、
前記駆動装置14、選別光学システム15、光検出器1
6、画像処理装置17に接続され、これらの動作を制御
する。The light source 10 is, for example, a laser light generator. A sharp light beam generated from the light source 10 passes through a fixed mirror M 1 and a movable mirror M 2 (for use in a later rotating operation), and Are incident on the first parabolic reflecting mirror 11. Light reflected by the first parabolic reflector 11 passes through the focal point F 0. The transmitted straight light component that has passed through the focal point F 0 is reflected by the second parabolic reflecting mirror 12, and is again reflected on the optical axis A.
The light travels along an optical path parallel to A ′ and is incident on a movable mirror M 2 ′.
The light reflected by the movable mirror M 2 ′ passes through the fixed mirror M 1 ′ and enters the sorting optical system 15. The sorting optical system 15 is an optical system that selects a transmitted straight light component with high sensitivity from light transmitted through a measurement object having strong light scattering, and the transmitted straight traveling light sorted by the sorting optical system 15 is subjected to light detection. Incident on the detector 16 and detected. The output signal of the photodetector 16 is supplied to an image processing device 17 constituted by a computer, for example. The control device 18
The driving device 14, the sorting optical system 15, the photodetector 1
6. It is connected to the image processing device 17 and controls these operations.
【0051】尚、上記構成では前記固定鏡M1 と可動鏡
M2 、及び可動鏡M2 ’と固定鏡M1 ’を用いたが、こ
れに限定されるものではなく、光源からの光を受け第1
のパラボラ反射鏡11に対して光軸に平行に光を入射す
ることができ、且つ、第2のパラボラ反射鏡12からの
光軸に平行な光を受け、後段の選別光学システムに導く
ことができる光学手段であればよい。したがって、例え
ば光ファイバ等を使用することも可能である。In the above configuration, the fixed mirror M 1 and the movable mirror M 2 and the movable mirror M 2 ′ and the fixed mirror M 1 ′ are used. However, the present invention is not limited to this. Receiving first
Light can be incident on the parabolic reflector 11 in parallel with the optical axis, and can receive light parallel to the optical axis from the second parabolic reflector 12 and can be guided to the subsequent sorting optical system. Any optical means can be used. Therefore, for example, an optical fiber or the like can be used.
【0052】[並進動作]並進動作は、次のようにして
実行される。先ず、駆動装置14により、第1のパラボ
ラ反射鏡11の位置をP0 →P1 へ移動間隔(刻み)δ
x1 移動するとともに、第2のパラボラ反射鏡12の位
置をP0 ’→P1 ’へ同一移動間隔δx1移動させる。
この位置P1 にある第1のパラボラ反射鏡11から焦点
F1 を通過した光は位置P1 ’にある第2のパラボラ反
射鏡12により反射された後、光軸AA’に平行で、か
つ前記焦点F0 を通過した光と同一の光路を経て選別光
学システム15、光検出器16に順次入射される。[Translation Operation] The translation operation is performed as follows. First, the drive unit 14 moves the position of the first parabolic reflecting mirror 11 from P 0 to P 1 by a moving interval (step) δ.
with x 1 moves, it causes the position of the second parabolic reflector 12 P 0 is the same movement moving distance .delta.x 1 to '→ P 1'.
'After being reflected by the second parabolic reflector 12 in the optical axis AA' The light passing through the focal point F 1 from the first parabolic reflector 11 at the position P 1 is located P 1 parallel to, and The light passes through the same optical path as the light passing through the focal point F 0 and sequentially enters the selection optical system 15 and the photodetector 16.
【0053】以下同様に、第1、第2のパラボラ反射鏡
11、12の位置をP1 →P2 、P1 ’→P2 ’と光軸
AA’上の同一方向へ所定の同一距離δx2 移動させれ
ば、この位置P2 とP2 ’における第1、第2のパラボ
ラ反射鏡11、12の共通の焦点F2 を通過してP2 ’
で反射した光は前述したと光路と全く同一の光路を通っ
て選別光学システム15、光検出器16に順次に入射さ
れる。Similarly, the positions of the first and second parabolic reflecting mirrors 11 and 12 are set at the same distance δx in the same direction on the optical axis AA ′ as P 1 → P 2 and P 1 ′ → P 2 ′. if it caused to 2 moves, the position P 2 and P 2 'first in, through the common focus F 2 of the second parabolic reflector 11, 12 P 2'
As described above, the light reflected by the optical path is incident on the sorting optical system 15 and the photodetector 16 sequentially through the same optical path as the optical path.
【0054】すなわち、図1のような構成とすることに
より、測定物体13、光源10及び光検出器16を全く
移動することなく並進動作を実行することができる。That is, with the configuration shown in FIG. 1, the translation operation can be performed without moving the measurement object 13, the light source 10, and the photodetector 16 at all.
【0055】前記光検出器16は、例えばフォトダイオ
ードや光電子増倍管等の周知の光電変換器により構成さ
れる。また、前記選別光学システム15は、この実施例
のように、直接検出法を用いる場合、次のような機能を
備えているものとする。The photodetector 16 is composed of a well-known photoelectric converter such as a photodiode or a photomultiplier. When the direct detection method is used as in this embodiment, the sorting optical system 15 has the following functions.
【0056】(a)光源として連続光ビームを使用する
場合(空間的選別法にもとづくシステム) 例えば、空間高指向性受光法、透過偏光成分検出法など
がある。空間高指向性受光法は、レンズ、コリメータ、
アパーチャ、光ファイバーなどを単独、またはその組合
せにより、空間的コリメーションを行う方法である。こ
の方法は原理的にはコリメートされた信号光成分の集光
系による回折像に対応したピンホールにより、0次の回
折パターンのみを検出する構成に基づいている。透過偏
光成分検出法は、入射光ビームと透過直進光成分の偏光
方向の相関にもとづき、透過直進光成分を検出する方法
である。(A) When a continuous light beam is used as a light source (system based on a spatial selection method) For example, there are a spatially highly directional light receiving method, a transmitted polarization component detection method, and the like. Spatial high directivity light receiving method, lens, collimator,
This is a method of performing spatial collimation using an aperture, an optical fiber, or the like alone or in combination. This method is based on a configuration in which only a 0th-order diffraction pattern is detected by a pinhole corresponding to a diffraction image of a collimated signal light component by a light condensing system. The transmitted polarized light component detection method is a method of detecting a transmitted straight light component based on the correlation between the polarization directions of an incident light beam and a transmitted straight light component.
【0057】(b)光源としてパルス光ビーム使用の場
合(時間的選別法にもとづくシステム) 例えば、光散乱の顕著な測定物体を透過した光パルスは
パルス時間幅が広がるが、その中のパルスの先頭部分
は、物体中を最も短時間、すなわちほとんど直進して来
た成分と考えられる。そこで、その先頭部分を速やかに
切り出して検出するため、超高速の時間ゲート(光カー
・シャッターなどの超高速光スイッチ)を備えた時間的
選別システムを適用して、その先頭部分のみを選別して
取り出す方法である。(B) In the case of using a pulsed light beam as a light source (a system based on a temporal selection method) For example, a light pulse transmitted through a measurement object with remarkable light scattering has a wider pulse time width. The head portion is considered to be the component that has traveled straight through the object in the shortest time, that is, almost straight. Therefore, in order to quickly cut out and detect the top part, a temporal sorting system equipped with an ultra-high-speed time gate (ultra-high-speed optical switch such as an optical car shutter) is applied, and only the top part is selected. It is a method of taking out.
【0058】なお、以上の他にも同様な機能を有する選
別光学システムを適用することも可能である。It is to be noted that a sorting optical system having a similar function can be applied in addition to the above.
【0059】[90°回転動作]次に、図9を参照し
て、図1に示す2枚のパラボラ反射鏡の組合せによる回
転動作について説明する。ただし、本構成では角度は9
0°以下の範囲でのみ動作可能となる。また、図9にお
いて、図1と同一部分には同一符号を付し、説明は省略
する。[90 ° Rotation Operation] Next, with reference to FIG. 9, the rotation operation by the combination of the two parabolic reflectors shown in FIG. 1 will be described. However, in this configuration, the angle is 9
Operation is possible only in the range of 0 ° or less. In FIG. 9, the same parts as those in FIG.
【0060】この場合、第1、第2のパラボラ反射鏡1
1、12は、共通の焦点Fに対して点対称的に配置され
ているが移動の必要はない。In this case, the first and second parabolic reflecting mirrors 1
1 and 12 are arranged point-symmetrically with respect to a common focal point F, but need not be moved.
【0061】本回転動作においては、光軸AA’に平行
に光源10から出力される光ビームの、光軸AA’から
の距離yを精密に制御することにより、可動鏡M2 及び
M2’の移動距離範囲Δyに対し走査角度範囲Δθを実
現できる。したがって、所定の角度変化(刻み)δθに
続く、並進動作の後、次の角度へ移すには可動鏡M2、
M2 ’の移動距離δyを精密に制御すればよい。この可
動鏡M2 、M2 ’は、例えばリニアモータにより構成さ
れた駆動装置14a、14bによって例えば同一距離精
密に移動される。これら駆動装置14a、14bは、前
記制御装置18により制御される。In this rotation operation, the distance y of the light beam output from the light source 10 parallel to the optical axis AA 'from the optical axis AA' is precisely controlled, so that the movable mirrors M 2 and M 2 ' Scanning angle range Δθ can be realized with respect to the moving distance range Δy. Therefore, after the predetermined angle change (step) δθ, after the translation operation, the movable mirror M 2 ,
The movement distance δy of M 2 ′ may be precisely controlled. The movable mirrors M 2 , M 2 ′ are moved precisely by, for example, the same distance by driving devices 14 a, 14 b constituted by, for example, linear motors. The driving devices 14a and 14b are controlled by the control device 18.
【0062】この場合も、前述したように固定鏡M1 と
可動鏡M2 、及び可動鏡M2 ’と固定鏡M1 ’を例えば
光ファイバで構成する場合は、駆動装置14a、14b
により、例えば光ファイバの第1、第2のパラボラ反射
鏡11、12と対向する端部を駆動すればよい。Also in this case, as described above, when the fixed mirror M 1 and the movable mirror M 2 , and the movable mirror M 2 ′ and the fixed mirror M 1 ′ are formed of, for example, optical fibers, the driving devices 14 a and 14 b
Thus, for example, the ends of the optical fibers facing the first and second parabolic reflecting mirrors 11 and 12 may be driven.
【0063】かくして、光源10から出力された光ビー
ムは固定鏡M1 、可動鏡M2 、第1のパラボラ反射鏡1
1で反射され、焦点Fを通った光は、次に第2のパラボ
ラ反射鏡12で反射され、光軸AA’と平行な光路をと
る。この第2のパラボラ反射鏡12で反射された光は、
可動鏡M2 と同期して移動される可動鏡M2 ’、固定鏡
M1 ’を介して選別光学システム15に導かれる。その
後の光検出器16への導光、光信号検出は図1の説明の
通りである。Thus, the light beam output from the light source 10 is divided into the fixed mirror M 1 , the movable mirror M 2 , and the first parabolic reflector 1
The light reflected at 1 and passing through the focal point F is then reflected at the second parabolic reflector 12 and takes an optical path parallel to the optical axis AA '. The light reflected by the second parabolic reflector 12 is
The movable mirror M 2 ′, which is moved in synchronization with the movable mirror M 2 , is guided to the sorting optical system 15 via the fixed mirror M 1 ′. The subsequent light guide to the photodetector 16 and the detection of the optical signal are as described in FIG.
【0064】但し、図9に示す回転動作は、物体の大き
さにもよるが、角度範囲Δθは90°以下になる。この
Δθを出来るだけ広げるには、測定物体の寸法や半パラ
ボラ反射鏡2枚の寸法、配置などを考慮した設計、操作
を行うことが必要である。However, in the rotation operation shown in FIG. 9, the angle range Δθ is 90 ° or less, depending on the size of the object. In order to increase Δθ as much as possible, it is necessary to design and operate in consideration of the dimensions of the measurement object and the dimensions and arrangement of the two semi-parabolic reflectors.
【0065】上記のように、光ビームを並進−回転動作
させて測定物体13を透過した直進光を検出し、画像処
理装置17によって、画像処理することにより、光CT
画像を得ることができる。As described above, the light beam is translated / rotated to detect the straight light transmitted through the measuring object 13 and image-processed by the image processing device 17 to obtain the light CT.
Images can be obtained.
【0066】[角度180°の並進−回転動作]次に、
図10を参照して、角度180°に亘る回転動作を行う
方法について説明する。この回転動作は基本的には、図
9に示す構成の組合せによる。光検出システムの構成は
図1と同様であるため省略する。[Translation-rotation operation at an angle of 180 °]
With reference to FIG. 10, a method for performing a rotation operation over an angle of 180 ° will be described. This rotation operation is basically based on a combination of the configurations shown in FIG. The configuration of the light detection system is the same as that of FIG.
【0067】図10(a)は図9と同じ構成であり、先
づ、測定物体13の左上部の90°(Δθ<90°)の
回転動作と図1と同様の並進動作を行う。FIG. 10 (a) has the same configuration as that of FIG. 9. First, a rotation operation of 90 ° (Δθ <90 °) at the upper left of the measurement object 13 and a translation operation similar to FIG. 1 are performed.
【0068】図10(b)は次の90°動作、すなわ
ち、測定物体13の左下部90°の回転動作と並進動作
を行う場合を示している。この動作を図10(a)に続
いて行うと、合計で180°(Δθ<180°)の回転
動作を行うこととなる。FIG. 10B shows a case where the next 90 ° operation, that is, the rotation operation and the translation operation of the measurement object 13 at the lower left 90 ° are performed. If this operation is performed subsequently to FIG. 10A, a total rotation operation of 180 ° (Δθ <180 °) will be performed.
【0069】この並進−回転動作の主要点は、図1及び
図9の場合と同様に、測定物体と光源及び光検出器は全
く移動することなく行うことである。このため、図10
(a)に示す第1、第2のパラボラ反射鏡11、12と
は、別に図10(b)に示す第3、第4のパラボラ反射
鏡21、22を、第1、第2のパラボラ反射鏡11、1
2と焦点Fを共有する位置に点対称に配置する。第3、
第4のパラボラ反射鏡21、22は、第1、第2のパラ
ボラ反射鏡11、12をこの位置に移動して使用するこ
とも可能であるが、この例では別に設け、後述するよう
に、第1乃至第4のパラボラ反射鏡11、12、21、
22を光軸AA’と直交方向(紙面に対して垂直方向)
に移動可能とし、第1乃至第4のパラボラ反射鏡11、
12、21、22を光ビームの光路内に挿入したり、退
避できるようにしている。The main point of this translation-rotation operation is that the object to be measured, the light source and the photodetector do not move at all, as in the case of FIGS. Therefore, FIG.
In addition to the first and second parabolic reflecting mirrors 11 and 12 shown in FIG. 10A, third and fourth parabolic reflecting mirrors 21 and 22 shown in FIG. Mirror 11, 1
It is arranged point-symmetrically at a position sharing the focal point F with 2. Third,
The fourth parabolic reflecting mirrors 21 and 22 can be used by moving the first and second parabolic reflecting mirrors 11 and 12 to this position. However, in this example, they are separately provided and, as described later, First to fourth parabolic reflecting mirrors 11, 12, 21,
22 is a direction perpendicular to the optical axis AA ′ (perpendicular to the paper surface)
And the first to fourth parabolic reflecting mirrors 11,
12, 21 and 22 can be inserted into and retracted from the optical path of the light beam.
【0070】さらに、この例では、可動鏡M2 と可動鏡
M2 ’を光軸AA’を越えて移動可能としている。すな
わち、図10(a)に示すように、測定物体13の左上
部90°の範囲の並進−回転動作を終了したのち、第
1、第2のパラボラ反射鏡11、12を光ビームの光路
内から退避させ、第3、第4のパラボラ反射鏡21、2
2を光ビームの光路内に挿入するとともに、可動鏡M2
と可動鏡M2 ’をそれぞれ光軸AA’を越えて反対側に
移動させる。こうすることにより、図10(b)に示す
構成となる。この状態で、測定物体13の左下部90°
の範囲の並進−回転動作を行うことができる。各所定の
θにおける並進動作は図1の場合と同様である。Further, in this example, the movable mirror M 2 and the movable mirror M 2 ′ can be moved beyond the optical axis AA ′. That is, as shown in FIG. 10A, after the translation-rotation operation in the upper left 90 ° range of the measurement object 13 is completed, the first and second parabolic reflecting mirrors 11 and 12 are moved in the optical path of the light beam. And the third and fourth parabolic reflecting mirrors 21 and 2
2 into the optical path of the light beam and the movable mirror M 2
And the movable mirror M 2 ′ are moved to the opposite sides beyond the optical axis AA ′. By doing so, the configuration shown in FIG. In this state, the lower left 90 ° of the measurement object 13
In the range of (1) to (4). The translation operation at each predetermined θ is the same as in FIG.
【0071】図11は、第1乃至第4のパラボラ反射鏡
11、12、21、22の配置構成を示している。図1
0(a)(b)においては、180°近い範囲の回転動
作を行うには、前述したように、一組のパラボラ反射鏡
の位置を入れ代えればよい。その方法は種々考えられる
が、図11は機械的制御が容易で、交換に時間を要しな
い具体例を示している。FIG. 11 shows an arrangement of the first to fourth parabolic reflecting mirrors 11, 12, 21, and 22. FIG.
At 0 (a) and (b), in order to perform a rotation operation in a range close to 180 °, as described above, the positions of a pair of parabolic reflectors may be replaced. Although various methods are conceivable, FIG. 11 shows a specific example in which mechanical control is easy and replacement does not require time.
【0072】図11では、同一構造の第1乃至第4のパ
ラボラ反射鏡11、12、21、22を配置している。
図11(a)は、その中の第1、第2のパラボラ反射鏡
11、12を光ビームLBの光路内に挿入し、図11
(b)は、第3、第4のパラボラ反射鏡21、22を光
ビームLBの光路内に挿入した状態を示している。この
ように、第1乃至第4のパラボラ反射鏡11〜22の位
置を機械的に精密に制御して、所定の位置に固定すれば
よい。第1乃至第4のパラボラ反射鏡11〜22の光軸
AA’と直交(上下)方向の移動も、例えばリニアモー
タ用いた駆動装置23を使用することにより、デジタル
的に精密に制御できる。この駆動装置23、24は前記
制御装置18により動作制御される。In FIG. 11, first to fourth parabolic reflecting mirrors 11, 12, 21, and 22 having the same structure are arranged.
FIG. 11A shows that the first and second parabolic reflecting mirrors 11 and 12 therein are inserted into the optical path of the light beam LB.
(B) shows a state where the third and fourth parabolic reflecting mirrors 21 and 22 are inserted into the optical path of the light beam LB. In this way, the positions of the first to fourth parabolic reflecting mirrors 11 to 22 may be precisely controlled mechanically and fixed at predetermined positions. The movement of the first to fourth parabolic reflecting mirrors 11 to 22 in the direction perpendicular (vertical) to the optical axis AA ′ can also be digitally and precisely controlled by using, for example, a driving device 23 using a linear motor. The operation of the driving devices 23 and 24 is controlled by the control device 18.
【0073】[角度360°の回転−並進動作]角度3
60°にわたる回転−並進動作を行うには、図1、図
9、図10に示す動作を測定物体13の右側の180°
の範囲についても実施すればよい。[Rotation-translation operation at an angle of 360 °] Angle 3
To perform the rotation-translation operation over 60 °, the operation shown in FIGS.
May be carried out for the range as well.
【0074】図12(a)は、図10(a)に示す各構
成要素の配置を左右対称的に入れ代え、図10(b)に
おいて、入射光ビームを検出光側から入れたような構成
であり、図12(b)は図10(b)に示す各構成要素
の配置を左右対称的に入れ代え、図10(a)におい
て、入射光ビームを検出光側から入れたような構成とな
っている。すなわち、固定鏡M1 と可動鏡M2 は駆動装
置25により光軸AA’に沿って移動可能とされ、固定
鏡M1 ’と可動鏡M2 ’は駆動装置26により光軸A
A’に沿って、固定鏡M1 と可動鏡M2 とは反対方向に
移動可能とされている。これら駆動装置25、26も、
例えばリニアモータにより構成され、前記制御装置18
により制御される。FIG. 12 (a) shows a configuration in which the arrangement of the components shown in FIG. 10 (a) is replaced symmetrically, and in FIG. 10 (b), the incident light beam enters from the detection light side. FIG. 12B shows a configuration in which the arrangement of each component shown in FIG. 10B is replaced symmetrically, and in FIG. 10A, the incident light beam is input from the detection light side. Has become. That is, the fixed mirror M 1 and the movable mirror M 2 can be moved along the optical axis AA ′ by the driving device 25, and the fixed mirror M 1 ′ and the movable mirror M 2 ′ are moved by the driving device 26 to the optical axis AA.
Along A ′, the fixed mirror M 1 and the movable mirror M 2 are movable in opposite directions. These driving devices 25 and 26 also
For example, the controller 18 includes a linear motor.
Is controlled by
【0075】図12(a)に示す構成の場合、測定物体
13の右上方90°の角度範囲を並進−回転動作し、図
12(b)に示す構成の場合、測定物体13の右下方9
0°の角度範囲を並進−回転動作する。In the case of the configuration shown in FIG. 12 (a), the translation-rotation operation is performed in an angle range of 90 ° to the upper right of the measurement object 13, and in the case of the configuration shown in FIG.
It translates and rotates through an angle range of 0 °.
【0076】上記図1、図9、図10、図12に示す動
作を組合せて、360°の並進−回転動作を行うことが
できる。したがって、この全体の動作を考慮して、制御
装置18の動作プログラムを作成すればよい。By combining the operations shown in FIGS. 1, 9, 10, and 12, a translation-rotation operation of 360 ° can be performed. Therefore, an operation program for the control device 18 may be created in consideration of the entire operation.
【0077】上記第1の実施例によれば、第1乃至第4
のパラボラ反射鏡と、光路を変更するための固定鏡
M1 、M1 ’、可動鏡M2 、M2 ’などの光学系のみ
を、精密なコンピュータ制御の下に機械的に移動してい
る。したがって、測定物体13と光源10及び検出シス
テムは全く移動することなく、並進−回転動作を行うこ
とが可能である。According to the first embodiment, first to fourth
Only the parabolic reflector and the optical systems such as fixed mirrors M 1 and M 1 ′ and movable mirrors M 2 and M 2 ′ for changing the optical path are mechanically moved under precise computer control. . Therefore, it is possible to perform the translation-rotation operation without moving the measurement object 13, the light source 10, and the detection system at all.
【0078】なお、図12(a)(b)においては、固
定鏡M1 、M1 ’、可動鏡M2 、M2 ’を移動している
が、これら鏡を予じめ図10(a)(b)、図12
(a)(b)に示す位置に用意しておき、動作に応じて
図10(a)(b)と図12(a)(b)に示すよう
に、機械的に制御して光路内に順次挿入してもよい。In FIGS. 12 (a) and 12 (b), fixed mirrors M 1 and M 1 ′ and movable mirrors M 2 and M 2 ′ are moved. ) (B), FIG.
(A) Prepared at the positions shown in (b), and mechanically controlled and placed in the optical path according to the operation as shown in FIGS. 10 (a) and (b) and FIGS. 12 (a) and (b). They may be inserted sequentially.
【0079】図13は、360°の並進−回転動作を行
うための、第1乃至第4のパラボラ反射鏡11、12、
21、22の切換え動作を示している。これら4枚のパ
ラボラ反射鏡は全て共通の焦点Fを共有するように配置
されている。図13において、太線で示す1組のパラボ
ラ反射鏡は光路内に位置し、細線で示す1組のパラボラ
反射鏡はその際、例えば図11に示すように、光路外に
移動され、測定に支障を来すことないように配置されて
いる。なお、図中の矢印は、図1に示すような並進動作
を行うためのパラボラ反射鏡の移動方向を示すものであ
る。FIG. 13 shows first to fourth parabolic reflecting mirrors 11 and 12 for performing a 360 ° translation-rotation operation.
21 and 22 show the switching operation. These four parabolic reflectors are all arranged to share a common focal point F. In FIG. 13, one set of parabolic reflectors indicated by a thick line is located in the optical path, and one set of parabolic reflectors indicated by a thin line is moved out of the optical path, for example, as shown in FIG. Are arranged so that they do not come. The arrow in the figure indicates the moving direction of the parabolic reflector for performing the translation operation as shown in FIG.
【0080】次に、本発明の第2の実施例について説明
する。上記第1の実施例は、直接検出法を用いた場合に
ついて説明したが、第2の実施例は、光へテロダイン検
出法を用いる場合の構成を示すものでる。光へテロダイ
ン検出法にもとづく光CT装置については、本願出願の
発明者らによる特開平2−150747号公報(特願昭
63−304691号)等に記載されている技術であ
る。したがって、以下の実施例において、光へテロダイ
ン検出法の動作については説明を省略する。Next, a second embodiment of the present invention will be described. The first embodiment has described the case where the direct detection method is used, but the second embodiment shows a configuration in the case where the optical heterodyne detection method is used. An optical CT apparatus based on an optical heterodyne detection method is a technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-150747 (Japanese Patent Application No. 63-304691) by the inventors of the present application. Therefore, in the following embodiments, description of the operation of the optical heterodyne detection method is omitted.
【0081】[角度90°の並進−回転動作]光へテロ
ダイン検出法を用いた角度90°の並進−回転動作につ
いて説明する。この動作は図1の動作と基本的に同様で
あり、それに光へテロダイン検出法を組合せたものであ
る。[Translation-Rotation Operation at an Angle of 90 °] A translation-rotation operation at an angle of 90 ° using the optical heterodyne detection method will be described. This operation is basically the same as the operation in FIG. 1, and is a combination of the operation and the optical heterodyne detection method.
【0082】先ず、図14を参照して、並進動作につい
て説明する。First, the translation operation will be described with reference to FIG.
【0083】光へテロダイン検出法を用いる場合、常に
局発光ビームの導入が必要である。このため、半透明鏡
(ビームスプリッタ)を用いて光源10からの光ビーム
を分けて使用する構成としている。When the optical heterodyne detection method is used, it is necessary to always introduce a local light beam. For this reason, the light beam from the light source 10 is divided and used by using a translucent mirror (beam splitter).
【0084】すなわち、光源10から出力され、固定鏡
M11で反射された光ビームLBは、Δyの範囲を移動可
能とされた可動の半透明鏡M12に入射される。この半透
明鏡M12により反射された光ビームは第1のパラボラ反
射鏡11、測定物体13、第2のパラボラ反射鏡12を
順次介して可動鏡M13に導かれる。また、前記半透明鏡
M12を透過した光ビームは、周波数シフタ31に導入さ
れる。この周波数シフタ31により前記光ビームLBか
ら所定の周波数シフトした局発光ビームLLBが出力さ
れる。この局発光ビームLLBは固定鏡M14により反射
され、前記可動鏡M13により反射された光ビームととも
に固定された半透明鏡M15に導かれて合成され、波面整
合される。この半透明鏡M15により合成された光ビーム
は、光検出器32に導かれて光電変換され、ビート信号
(中間周波信号)を発生する。この光検出器32の出力
信号はIF受信器33に供給され、中間周波信号が検波
される。この検波出力信号は例えばコンピュータからな
る画像処理装置34に供給される。この画像処理装置3
4により生成されたCT画像情報は記憶装置35に記憶
されるとともに、表示装置36に供給され表示される。[0084] That is, output from the light source 10, the light beam LB reflected by the fixed mirror M 11 is incident on the half mirror M 12 movable which can be moved a range of [Delta] y. The light beam reflected by the semitransparent mirror M 12 is guided to the first parabolic reflector 11, the measurement object 13, the movable mirror M 13 successively through the second parabolic reflector 12. Further, the light beam transmitted through the semi-transparent mirror M 12 is introduced to the frequency shifter 31. This frequency shifter 31 outputs a local light beam LLB shifted by a predetermined frequency from the light beam LB. The local light beam LLB is reflected by the fixed mirror M 14, is guided to the half mirror M 15, which is fixed with the light beam reflected by the movable mirror M 13 is synthesized and WFM. The light beam combined by the half mirror M 15 is guided to the photodetector 32 is photoelectrically converted to generate a beat signal (intermediate frequency signal). The output signal of the photodetector 32 is supplied to the IF receiver 33, and the intermediate frequency signal is detected. This detection output signal is supplied to an image processing device 34 composed of, for example, a computer. This image processing device 3
4 is stored in the storage device 35 and supplied to the display device 36 for display.
【0085】図14において、第1、第2のパラボラ反
射鏡11、12の駆動装置、及びその制御装置は第1の
実施例と同一であるため、省略している。このような構
成により、第1、第2のパラボラ反射鏡11、12を光
軸AA’に沿って移動し、その際のビート信号を検出す
ることにより、並進動作が実行される。In FIG. 14, the driving devices of the first and second parabolic reflecting mirrors 11 and 12 and the control device thereof are the same as those of the first embodiment, and therefore are omitted. With such a configuration, the translation operation is performed by moving the first and second parabolic reflecting mirrors 11 and 12 along the optical axis AA ′ and detecting a beat signal at that time.
【0086】尚、原理的には光へテロダイン検出法を実
用可能とする安定度があれば、光源から発生された光ビ
ームから所定の周波数シフトをもつ別の光源で発生され
た光ビームを局発光ビームとして用いてもよい。In principle, if there is a stability that makes the optical heterodyne detection method practicable, a light beam generated by another light source having a predetermined frequency shift from the light beam generated from the light source is locally transmitted. It may be used as an emission beam.
【0087】図15は、90°回転動作を示している。
この動作も基本的には図9と同様である。この場合、半
透明鏡M12と可動鏡M13は、予じめ決められた移動範囲
Δy(Δθにより決まる)を、所定の移動距離δyずつ
連動して移動される。この移動距離δyの値は回転角度
の変化δθにより決定される。FIG. 15 shows a 90 ° rotation operation.
This operation is basically the same as in FIG. In this case, the semi-transparent mirror M 12 and the movable mirror M 13 is a pre Ji fit-determined movement range [Delta] y (determined by [Delta] [theta]), is moved in conjunction by a predetermined moving distance .delta.y. The value of the moving distance δy is determined by the change δθ of the rotation angle.
【0088】[角度180°の並進−回転動作]図16
は、角度180°の並進−回転動作を示しており、図1
5と同一部分には同一符号を付す。この場合も図10に
示す構成と同様に、第1乃至第4のパラボラ反射鏡1
1、12、21、22を選択的に光ビームの光路内に挿
入するとともに、図16(a)に示すように、半透明鏡
M12と可動鏡M13を光軸AA’を越えて移動可能とす
る。[Translation-Rotation Operation at an Angle of 180 °] FIG.
1 shows a translation-rotation operation at an angle of 180 °, and FIG.
The same parts as in FIG. In this case as well, similarly to the configuration shown in FIG.
Selectively is inserted in the optical path of the light beam 1,12,21,22, as shown in FIG. 16 (a), a semi-transparent mirror M 12 and the movable mirror M 13 beyond the optical axis AA 'movement Make it possible.
【0089】すなわち、図16(b)に示すように、第
3、第4のパラボラ反射鏡21、22を光ビームの光路
内に挿入するとともに、半透明鏡M12と可動鏡M13を光
軸AA’を越えて移動する。光源10からの光ビームは
固定鏡M11により反射され、半透明鏡M12に導かれる。
半透明鏡M12により反射された光ビームは、第4のパラ
ボラ反射鏡22に導かれる。第4のパラボラ反射鏡22
により反射され、焦点Fを通過した光ビームは第3のパ
ラボラ反射鏡21により反射され、可動鏡M13を介して
半透明鏡M15に導かれる。また、前記半透明鏡M12を透
過した光ビームは周波数シフタ31、固定鏡M14を介し
て半透明鏡M15に導かれ、前記可動鏡M13からの光ビー
ムと合成される。[0089] That is, as shown in FIG. 16 (b), third, fourth is inserted into the optical beam in the optical path of the parabolic reflector 21, the light semi-transmitting mirror M 12 and the movable mirror M 13 It moves beyond the axis AA '. The light beam from the light source 10 is reflected by the fixed mirror M 11, it is guided to the half mirror M 12.
The light beam reflected by the semitransparent mirror M 12 is led to the fourth parabolic reflector 22. Fourth parabolic reflector 22
Is reflected by the light beam passing through the focal point F is reflected by the third parabolic reflector 21, it is guided via the movable mirror M 13 translucent mirror M 15. Further, the light beam transmitted through the semi-transparent mirror M 12 is directed to frequency shifter 31, through the fixed mirror M 14 semitransparent mirror M 15, is combined with the light beam from said movable mirror M 13.
【0090】上記構成によれば、測定物体13、光源1
0と光検出器は全く固定したまま、さらに、局発光ビー
ムLLBも光路を移動することなく、第1乃至第4のパ
ラボラ反射鏡と半透明鏡M12と可動鏡M13をコンピュー
タ制御により精密に移動することにより、角度180°
の並進−回転動作を行うことができる。According to the above configuration, the measuring object 13 and the light source 1
0 and remains totally fixed photodetector further local light beam LLB also refined by computer control without the first through fourth parabolic reflector and the semi-transparent mirror M 12 and the movable mirror M 13 to move the optical path By moving to the angle of 180 °
Can be performed.
【0091】[角度360°の並進−回転動作]図17
は、残りの角度180°の並進−回転動作を示してお
り、この動作も図12とほぼ同様である。この例では、
局発光の光路も変更する必要があるため、周波数シフタ
も移動される。[Translation-Rotation Operation at an Angle of 360 °] FIG.
Shows the translation-rotation operation of the remaining angle of 180 °, and this operation is almost the same as that of FIG. In this example,
Since the optical path of the local light needs to be changed, the frequency shifter is also moved.
【0092】すなわち、図17(a)に示すように、固
定鏡M11と半透明鏡M12は光軸AA’に沿って移動され
るとともに、周波数シフタ31も移動される。また、可
動鏡M13は光軸AA’に沿って固定鏡M11と半透明鏡M
12とは逆方向に移動される。このため、光源10からの
光ビームは固定鏡M11により反射され、半透明鏡M12に
導かれる。半透明鏡M12により反射された光ビームは、
第3のパラボラ反射鏡21に導かれる。第3のパラボラ
反射鏡21により反射され、焦点Fを通過した光ビーム
は第4のパラボラ反射鏡22により反射され、可動鏡M
13を介して固定鏡M14に導かれる。また、前記半透明鏡
M12を透過した局発光ビームは周波数シフタ31を介し
て半透明鏡M15に導かれ、前記固定鏡M14からの光ビー
ムと合成される。[0092] That is, as shown in FIG. 17 (a), the fixed mirror M 11 and the semi-transparent mirror M 12 together with is moved along the optical axis AA ', the frequency shifter 31 is also moved. The movable mirror M 13 is a fixed mirror M 11 along the optical axis AA 'half mirror M
Moved in the opposite direction to 12 . Therefore, the light beam from the light source 10 is reflected by the fixed mirror M 11, it is guided to the half mirror M 12. The light beam reflected by the semitransparent mirror M 12 is
The light is guided to the third parabolic reflecting mirror 21. The light beam reflected by the third parabolic reflector 21 and having passed through the focal point F is reflected by the fourth parabolic reflector 22 and is movable M
The light is guided to the fixed mirror M 14 via the line 13 . Further, the transmitted local light beam semitransparent mirror M 12 is guided to the half mirror M 15 through the frequency shifter 31, is combined with the light beam from the fixed mirror M 14.
【0093】図17(b)では、第3、第4のパラボラ
反射鏡21、22に代えて第1、第2のパラボラ反射鏡
11、12が光ビームの光路内に挿入されるとともに、
半透明鏡M12と可動鏡M13が光軸AA’を越えて移動さ
れる。このため、光源10からの光ビームは固定鏡M11
により反射され、半透明鏡M12に導かれる。半透明鏡M
12により反射された光ビームは、第2のパラボラ反射鏡
12に導かれる。第2のパラボラ反射鏡12により反射
され、焦点Fを通過した光ビームは第1のパラボラ反射
鏡11により反射され、可動鏡M13を介して固定鏡M14
に導かれる。また、前記半透明鏡M12を透過した局発光
ビームは周波数シフタ31を介して半透明鏡M15に導か
れ、前記固定鏡M14からの光ビームと合成される。In FIG. 17B, first and second parabolic reflecting mirrors 11 and 12 are inserted in the optical path of the light beam instead of the third and fourth parabolic reflecting mirrors 21 and 22, and
Semitransparent mirror M 12 and the movable mirror M 13 is moved past the optical axis AA '. Therefore, the light beam from the light source 10 fixed mirror M 11
It is reflected by and guided to the semi-transparent mirror M 12. Translucent mirror M
The light beam reflected by 12 is guided to the second parabolic reflector 12. Is reflected by the second parabolic reflector 12, the light beam passing through the focal point F is reflected by the first parabolic reflector 11, fixed mirror M 14 via a movable mirror M 13
It is led to. Further, the transmitted local light beam semitransparent mirror M 12 is guided to the half mirror M 15 through the frequency shifter 31, is combined with the light beam from the fixed mirror M 14.
【0094】図17(a)(b)に示す構成において、
第1乃至第4のパラボラ反射鏡11、12、21、22
を光軸に沿って移動させたり、半透明鏡M12及び可動鏡
M13を光軸と直交方向に移動させることにより、並進−
回転動作が実現される。In the configuration shown in FIGS. 17A and 17B,
First to fourth parabolic reflecting mirrors 11, 12, 21, 22
The or move along the optical axis, by moving the semi-transparent mirror M 12 and the movable mirror M 13 in the direction perpendicular to the optical axis, translation -
A rotation operation is realized.
【0095】上記図16(a)(b)と図17(a)
(b)の全体で角度360°の並進−回転動作が実現さ
れる。FIGS. 16 (a) and (b) and FIG. 17 (a)
A translation-rotation operation at an angle of 360 ° is realized as a whole in (b).
【0096】なお、光へテロダイン検出法においては、
使用目的により、信号光と局発光ビームの両方の全体の
光路長(光源からの)を等しくすることが要求される場
合もある。その時には、精密に両者が等しくなるように
全光学系を配置する必要がある。In the photoheterodyne detection method,
Depending on the purpose of use, it may be required that the entire optical path length (from the light source) of both the signal light and the local light beam be equal. At that time, it is necessary to arrange all the optical systems so that both are precisely equal.
【0097】次に、この発明の第3の実施例について説
明する。第1の実施例では光の検出方法として直接検出
法を用いる場合について説明し、第2の実施例では光へ
テロダイン検出法を用いる場合について説明した。Next, a third embodiment of the present invention will be described. The first embodiment has described the case where the direct detection method is used as the light detection method, and the second embodiment has described the case where the light heterodyne detection method is used.
【0098】これらの動作においては、光源からの光ビ
ームは単一の鋭いビームを前提としている。したがっ
て、光検出器も同様に単一の高感度検出器の使用を考え
ていた。そのため、光源より出た光ビームは、回転動作
を行うために、光軸AA’に対して平行を保ちながら光
軸と直交方向に移動するという、光ビーム走査が必要と
なる。In these operations, it is assumed that the light beam from the light source is a single sharp beam. Therefore, the photodetector also considered using a single high-sensitivity detector. Therefore, in order to perform a rotation operation, the light beam emitted from the light source needs to be scanned in a manner such that the light beam moves in a direction orthogonal to the optical axis while keeping parallel to the optical axis AA ′.
【0099】第3の実施例は、この点を改善し、併せて
光検出(計測)時間を短縮するために、例えば光源から
出た光ビームの幅を広げて一次元の平行ビームに変換
し、光検出器として光検出器素子を一次元に並べた一次
元光検出器アレイを用いることとする。したがって、光
ビームは薄い短冊状となる。一次元光検出器アレイは例
えば周知の半導体素子により構成されている。In the third embodiment, in order to improve this point and shorten the light detection (measurement) time, for example, the width of the light beam emitted from the light source is expanded to convert it into a one-dimensional parallel beam. A one-dimensional photodetector array in which photodetector elements are arranged one-dimensionally is used as a photodetector. Therefore, the light beam has a thin strip shape. The one-dimensional photodetector array is composed of, for example, a known semiconductor element.
【0100】図18は、第3の実施例を示しており、図
1と同一部分には同一符号を付している。光源10から
の光ビームは、先づ、ビーム拡大器41により、例えば
紙面の水平方向にのみ拡大された平行ビームとされる。
このビーム拡大器41は、例えばレンズ又は反射鏡、ア
パアチャ、空間フィルタなどの組合せにより構成されて
いる。このビーム拡大器41は、入射光ビームの水平方
向の幅を、使用するパラボラ反射鏡で反射された場合、
所定の角度Δθの範囲をカバーすることが可能なように
空間的に拡大、変換する。FIG. 18 shows a third embodiment, and the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. First, the light beam from the light source 10 is converted into a parallel beam by the beam expander 41, for example, expanded only in the horizontal direction of the drawing.
The beam expander 41 is configured by a combination of, for example, a lens or a reflecting mirror, an aperture, and a spatial filter. This beam expander 41 adjusts the horizontal width of the incident light beam when reflected by the parabolic reflector used.
Spatial expansion and conversion are performed so that the range of the predetermined angle Δθ can be covered.
【0101】このような平行ビームが第1のパラボラ反
射鏡11に入射すると、ビーム全体はその焦点Fに集束
した後、再び拡がり、第2のパラボラ反射鏡12により
反射されて、再び光軸AA’に平行で、水平方向に広が
った光ビームとなる。すなわち、図中に矢印で示したΔ
θの全範囲が一度にこの水平ビームの入射によりカバー
されることになる。第2のパラボラ反射鏡12により反
射された光ビームは、選別光学システム42を介して、
一次元の光検出アレイ43に導かれ検出される。When such a parallel beam is incident on the first parabolic reflector 11, the entire beam converges on its focal point F and then expands again, is reflected by the second parabolic reflector 12, and is again reflected on the optical axis AA. It becomes a light beam that is parallel to 'and spread in the horizontal direction. That is, Δ shown by an arrow in FIG.
The entire range of θ will be covered at once by the incidence of this horizontal beam. The light beam reflected by the second parabolic reflector 12 passes through the sorting optical system 42
The light is guided to and detected by the one-dimensional light detection array 43.
【0102】次に、第1、第2のパラボラ反射鏡11、
12を、前述したように、機械的に精密に連動させ、光
軸AA’に沿って破線で示す位置に順次移動させる。し
たがって、一次元の光検出器アレイ43は全く固定した
ままで、Δθの角度内で所定の角度変化(刻み)δθ毎
の光強度を各素子が同時に受光する。そこで、この光検
出器アレイ43の1素子に注目すると、この素子はδ
θ、第1、第2のパラボラ反射鏡11、12が移動距離
δxずつ順次移動すると、その並進運動によって順次得
られる光強度を検出することとなる。Next, the first and second parabolic reflecting mirrors 11,
12 are mechanically and precisely linked as described above, and are sequentially moved to positions indicated by broken lines along the optical axis AA '. Therefore, while the one-dimensional photodetector array 43 remains completely fixed, each element simultaneously receives light intensity for each predetermined angle change (step) δθ within the angle of Δθ. Therefore, focusing on one element of the photodetector array 43, this element is δ
When the θ, the first and second parabolic reflecting mirrors 11 and 12 sequentially move by the moving distance δx, the light intensity sequentially obtained by the translational motion is detected.
【0103】すなわち、図18から明らかなように、光
検出器アレイ43の各素子は、Δθを素子数で割ったδ
θに対応する間隔で、それぞれの回転角に対応する並進
動作における一連の光強度を順次検出できることにな
る。このことは、例えば図9に示したような可動鏡M2
とM2 ’のΔyの範囲における移動が省略可能なことを
意味する。したがって、可動鏡を光軸と直交方向に移動
させるための装置を省略できるため、装置構成を簡単化
できるとともに、並進−回転動作を同時に実行できるた
め、計測時間を短縮できる利点を有している。That is, as is apparent from FIG. 18, each element of the photodetector array 43 has δ obtained by dividing Δθ by the number of elements.
At an interval corresponding to θ, a series of light intensities in a translation operation corresponding to each rotation angle can be sequentially detected. This means, for example, that the movable mirror M 2 shown in FIG.
And M 2 ′ can be omitted in the range of Δy. Therefore, an apparatus for moving the movable mirror in the direction orthogonal to the optical axis can be omitted, so that the apparatus configuration can be simplified and the translation-rotation operation can be performed simultaneously, so that there is an advantage that the measurement time can be reduced. .
【0104】図18に示した直接検出法による構成にお
いて重要な点は、光検出器アレイ43の各素子がそれぞ
れ完全に独立して動作できる必要があることである。す
なわち、背景雑音光の混入を防止し、クロストークを可
能な限りの排除する必要がある。そのために選別光学シ
ステム42は、図1において述べたような、単一の光検
出器の場合に要求される透過直進光を高感度に選別する
選別光学システムをアレイの素子数だけ並設しているこ
とが必要である。An important point in the configuration using the direct detection method shown in FIG. 18 is that each element of the photodetector array 43 must be able to operate completely independently. That is, it is necessary to prevent background noise light from being mixed and to eliminate crosstalk as much as possible. For this purpose, the sorting optical system 42 is provided with a sorting optical system for sorting the transmitted straight light with high sensitivity required in the case of a single photodetector as described in FIG. It is necessary to be.
【0105】なお、図18に示す構成を基本として、3
60°の並進−回転動作へ拡張することは、第1、第2
の実施例と同様であるため、具体的な説明は省略する。
この場合、ビーム拡大器41により拡大された光ビーム
を第1乃至第4のパラボラ11、12、21、22に導
いたり、第1乃至第4のパラボラ11、12、21、2
2により反射された光ビームを選別光学システム42に
導くため、例えば図10に示すように、4枚の反射鏡M
1 、M1 ’、M2 、M2 ’を設け、これら反射光を所要
の並進−回転動作に応じて光路内に挿入する。It should be noted that, based on the configuration shown in FIG.
Extending to a 60-degree translation-rotation operation is the first, second
Since this embodiment is the same as the embodiment described above, a specific description is omitted.
In this case, the light beam expanded by the beam expander 41 is guided to the first to fourth parabolas 11, 12, 21, 22 or the first to fourth parabolas 11, 12, 21, 21, 2
In order to guide the light beam reflected by the light source 2 to the sorting optical system 42, for example, as shown in FIG.
1 , M 1 ′, M 2 , M 2 ′ are provided, and these reflected lights are inserted into the optical path according to a required translation-rotation operation.
【0106】例えば180°の並進−回転動作では、図
10(b)に示すように、第1、第2のパラボラ反射鏡
11、12に代えて第3、第4のパラボラ反射鏡21、
22を光路内に挿入し、ビーム拡大器41からの光ビー
ムを2枚の反射鏡M1 、M2を用いて第4のパラボラ反
射鏡22に導く。第4のパラボラ反射鏡22に反射さ
れ、測定物体を透過した光ビームは、第3のパラボラ反
射鏡21に順次導かれる。この第3のパラボラ反射鏡2
1により反射された光ビームは2枚の反射鏡M2’、M
1 ’を介して選別光学システム42に導かれる。For example, in the translation-rotation operation of 180 °, as shown in FIG. 10B, the first and second parabolic reflecting mirrors 11 and 12 are replaced with third and fourth parabolic reflecting mirrors 21 and
22 is inserted into the optical path, and the light beam from the beam expander 41 is guided to the fourth parabolic reflecting mirror 22 by using two reflecting mirrors M 1 and M 2 . The light beam reflected by the fourth parabolic reflector 22 and transmitted through the measurement object is sequentially guided to the third parabolic reflector 21. This third parabolic reflector 2
The light beam reflected by 1 is divided into two reflecting mirrors M 2 ′ and M 2
It is guided to the sorting optical system 42 via 1 '.
【0107】また、360°の並進−回転動作では、図
10に示すように、第1乃至第4のパラボラ反射鏡1
1、12、21、22及び反射鏡M1 、M1 ’、M2 、
M2 ’を配置し、ビーム拡大器41からの光ビームを選
別光学システム42に導入すればよい。In the 360 ° translation-rotation operation, as shown in FIG. 10, the first to fourth parabolic reflecting mirrors 1 are used.
1 , 12, 21, 22 and reflecting mirrors M 1 , M 1 ′, M 2 ,
M 2 ′ may be arranged and the light beam from the beam expander 41 may be introduced into the sorting optical system 42.
【0108】次に、本発明の第4の実施例について説明
する。この実施例は、光検出器アレイを用いて光へテロ
ダイン検出法を行う例である。Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, an optical heterodyne detection method is performed using a photodetector array.
【0109】光へテロダイン検出法においては、局発光
ビームを十分制御して検出動作を行うようにすれば、直
接検出法の場合のように背景雑音光の混入やクロストー
クなどは原理的に避けることができる。したがって、こ
の場合には第3の実施例のように、特別に工夫した選別
光学システムを併用する必要はないが、常に各素子がそ
のような障害がなく高性能で動作できるように注意を払
うことは要求される。In the optical heterodyne detection method, if the local light beam is sufficiently controlled to perform the detection operation, mixing of background noise and crosstalk as in the case of the direct detection method are avoided in principle. be able to. Therefore, in this case, it is not necessary to use a specially designed sorting optical system as in the third embodiment, but care must be taken so that each element can always operate at high performance without such obstacles. It is required.
【0110】図19は、本発明の第4の実施例を示すも
のであり、図18及び図14と同一部分には同一符号を
付す。この実施例において基本的に要求される構成は、
拡大された平行ビームの局発光である。このビームの拡
大幅は信号光ビームの拡大幅と同一か、それより若干大
きくし、光検出器アレイの使用幅全体を両者がカバーで
きる大きさにする必要がある。また、測定物体に入る信
号光ビームと局発光ビームが拡大されて平行ビームとな
った場合のビーム幅内の強度の均一性についても、両者
を特に十分制御して保持することが必要である。FIG. 19 shows a fourth embodiment of the present invention, and the same parts as those in FIGS. 18 and 14 are denoted by the same reference numerals. The configuration basically required in this embodiment is:
This is the local light of the expanded parallel beam. The expanded width of this beam should be the same as or slightly larger than the expanded width of the signal light beam, so that both can cover the entire used width of the photodetector array. In addition, when the signal light beam and the local light beam that enter the measurement object are expanded into parallel beams, it is necessary to maintain the intensity uniformity within the beam width with sufficient control.
【0111】すなわち、光源10からの光ビームLBは
ビームスプリッタとしての半透明鏡M21に入射される。
この半透明鏡M21を透過した光ビームは前記ビーム拡大
器41によりビーム幅が拡大され、第1のパラボラ反射
鏡11に導かれる。この第1のパラボラ反射鏡11によ
り反射された光ビームは焦点Fを通って第2のパラボラ
反射鏡12に導かれる。この第2のパラボラ反射鏡12
により反射された光ビームは再度広がり、固定鏡M22に
導かれる。一方、前記半透明鏡M21により反射された光
ビームは周波数シフタ31を介して局発光ビームLLB
とされ、この局発光ビームは固定鏡M23により反射さ
れ、ビーム拡大器41aに導かれる。このビーム拡大器
41aにより前記信号光ビームと同一幅に拡大された局
発光ビームは、前記固定鏡M22からの信号光ビームとと
もに半透明鏡M24に導かれ合成され、波面整合される。
この合成された光ビームは光検出器アレイ43に導かれ
光電変換される。[0111] That is, the light beam LB from the light source 10 is incident on the semi-transparent mirror M 21 as a beam splitter.
The beam width of the light beam transmitted through the translucent mirror M 21 is expanded by the beam expander 41 and guided to the first parabolic reflecting mirror 11. The light beam reflected by the first parabolic reflector 11 is guided to the second parabolic reflector 12 through the focal point F. This second parabolic reflector 12
Light beam spreads again reflected by and guided to the fixed mirror M 22. On the other hand, the light beam reflected by the translucent mirror M 21 is transmitted through the frequency shifter 31 to the local light beam LLB.
Is a, the local light beam is reflected by the fixed mirror M 23, it is guided to a beam expander 41a. The beam expander 41a by the signal light beam and the enlarged local light beam to the same width, the with signal light beam from the fixed mirror M 22 is guided to the half mirror M 24 is synthesized and WFM.
The combined light beam is guided to the photodetector array 43 and is subjected to photoelectric conversion.
【0112】尚、並進−回転動作については、第2の実
施例と基本的に同様であり、図16、図17に示すよう
に、第1乃至第4のパラボラ11、12、21、22及
び反射鏡M11、M12、M13、M14を配置し、ビーム拡大
器41、41aからの光ビームを半透明鏡M24に導入す
ればよい。The translation-rotation operation is basically the same as that of the second embodiment. As shown in FIGS. 16 and 17, first to fourth parabolas 11, 12, 21, 22 and The reflecting mirrors M 11 , M 12 , M 13 and M 14 may be arranged, and the light beams from the beam expanders 41 and 41 a may be introduced into the translucent mirror M 24 .
【0113】上記第4の実施例によっても、第3の実施
例と同様に、可動鏡を光軸と直交方向に移動させるため
の装置を省略できるため、装置構成を簡単化できる。し
かも、並進−回転動作を同時に実行できるため、計測時
間を短縮できる。According to the fourth embodiment, as in the third embodiment, a device for moving the movable mirror in the direction orthogonal to the optical axis can be omitted, so that the configuration of the device can be simplified. In addition, since the translation and rotation operations can be performed simultaneously, the measurement time can be reduced.
【0114】尚、第3、第4の実施例では、ビーム拡大
器により光源からのビームを拡大したが、これに限ら
ず、例えば、同一波長、同一出力の光ビームを発生する
複数の光源を用意し、これら光源により一次元方向に広
がった光ビームを生成することも可能である。In the third and fourth embodiments, the beam from the light source is expanded by the beam expander. However, the present invention is not limited to this. For example, a plurality of light sources for generating light beams having the same wavelength and the same output may be used. It is also possible to generate a light beam that is spread in one dimension by these light sources.
【0115】次に、この発明の第5の実施例について説
明する。上記第1乃至第4の実施例において、光ビーム
により測定物体を並進−回転動作する際、被測定物体自
身の大きさにより光ビームの一部がマスクされ、測定物
体の若干の投影データが抜けてしまう。すなわち、投影
データに影となる部分が残ってしまう。第5の実施例
は、これを解決するものである。Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. In the first to fourth embodiments, when the measurement object is translated and rotated by the light beam, a part of the light beam is masked by the size of the measured object itself, and some projection data of the measured object is lost. Would. That is, a shadow portion remains in the projection data. The fifth embodiment solves this.
【0116】図20は、第5の実施例の原理を示してい
る。この実施例において、パラボラ反射鏡Pの傾角θは
90°以上(θ>90°)となっており、パラボラ反射
鏡Pの終端の位置(図の上部)は、焦点Fよりも図示右
側に位置している。角度の決定法については後述する。
測定物体13はパラボラ反射鏡Pの焦点Fの周囲に配置
されているものとする。具体的には、測定物体13の重
心が焦点Fに位置するように配置されている。FIG. 20 shows the principle of the fifth embodiment. In this embodiment, the inclination angle θ of the parabolic reflecting mirror P is 90 ° or more (θ> 90 °), and the terminal position (upper part in the figure) of the parabolic reflecting mirror P is located on the right side of the focus F in the drawing. doing. The method for determining the angle will be described later.
It is assumed that the measurement object 13 is arranged around the focal point F of the parabolic reflector P. Specifically, it is arranged so that the center of gravity of the measurement object 13 is located at the focal point F.
【0117】この場合、光軸AA’からの距離ym で入
射した光ビームBm は測定物体13に接してパラボラ反
射鏡Pに到達することになる。このため、光軸AA’か
ら距離ym の範囲の光ビームは測定物体に妨げられてy
m に対応する傾角θm 以下(θ<θm )の範囲は回転動
作が行われず、影の部分として残ってしまう。つまり、
入射光ビームはパラボラ反射鏡Pに到達する以前に測定
物体13を通過することになるから、本発明の回転動作
には相当しないことになる。[0117] In this case, the light beam B m incident at distance y m from the optical axis AA 'will reach the parabolic reflector P in contact with the measurement object 13. Therefore, the light beam in the range of the distance y m from the optical axis AA 'is prevented in the measurement object y
In the range of the inclination angle θ m or less (θ <θ m ) corresponding to m , the rotation operation is not performed and the rotation remains as a shadow portion. That is,
Since the incident light beam passes through the measuring object 13 before reaching the parabolic reflector P, it does not correspond to the rotating operation of the present invention.
【0118】そこで、θ=90°となるような入射光ビ
ームBpまでを反射するような形状のパラボラ反射鏡を
用いたとすると、回転動作の可能な傾角の範囲はΔθ=
90°−θm <90°となる。Therefore, if a parabolic reflector having a shape that reflects the incident light beam Bp such that θ = 90 ° is used, the tilt angle range in which the rotating operation can be performed is Δθ = 90 °.
90 ° −θ m <90 °.
【0119】ところで、CT画像をコンピュータを用い
て再構成する場合、少なくとも0°〜180°の角度範
囲の投影データが必要である。しかし、後述するよう
に、1組みのパラボラ反射鏡を焦点に対して点対称とな
るように配置した構成で、この180°の角度範囲をカ
バーすることはその形状から不可能であるから、図11
を用いて説明したように、例えば2組みのパラボラ反射
鏡を1組みずつ上下して光路内に順次挿入することによ
り、0°〜180°の角度範囲、さらに、180°〜3
60°の角度範囲をカバーすることができる。When a CT image is reconstructed using a computer, projection data in an angle range of at least 0 ° to 180 ° is required. However, as will be described later, a configuration in which a set of parabolic reflecting mirrors is arranged so as to be point-symmetric with respect to the focal point, and it is impossible to cover this 180 ° angle range due to its shape, 11
As described above, for example, two sets of parabolic reflecting mirrors are moved up and down one set at a time, and sequentially inserted into the optical path, so that the angle range is 0 ° to 180 °, and further, 180 ° to 3 °.
An angle range of 60 ° can be covered.
【0120】あるいは、焦点を共有して点対称に配置さ
れた1組みのパラボラ反射鏡を焦点を中心として例えば
90°ずつ回転させる構成が考えられる。その場合、例
えば初めに0°〜90°(Δθ=90°)の角度範囲で
回転動作を行った後、共有する焦点を中心に一組のパラ
ボラ反射鏡を90°回転し、新たに90°〜180°の
角度範囲の回転動作を行う。さらに、一組のパラボラ反
射鏡を90°ずつ順次回転することにより、180°〜
360°の角度範囲をカバーすることができる。このよ
うに構成することにより、並進−回転動作の全ステップ
数を最小にすることができる。したがって、図20にお
いて、Δθ=90°になるような形状のパラボラ反射鏡
を採用することが最も望ましい。この形状を実現するに
は、図20に示すように、Δθ=θM −θm =90°と
なるような傾角θM に対応する光軸AA’からの距離y
M で入射する光ビームBM 迄を反射することのできる最
大傾角 θM =θm +90° の形状のパラボラ反射鏡を用いればよい。Alternatively, a configuration is considered in which a set of parabolic reflecting mirrors arranged in a point-symmetric manner with a common focal point is rotated, for example, by 90 ° around the focal point. In this case, for example, after a rotation operation is first performed in an angle range of 0 ° to 90 ° (Δθ = 90 °), a set of parabolic reflectors is rotated 90 ° around a shared focal point, and a new 90 ° rotation is performed. A rotation operation in an angle range of up to 180 ° is performed. Further, by sequentially rotating a set of parabolic reflectors by 90 °, 180 °
An angle range of 360 ° can be covered. With this configuration, the total number of steps of the translation-rotation operation can be minimized. Therefore, in FIG. 20, it is most desirable to employ a parabolic reflector having a shape such that Δθ = 90 °. In order to realize this shape, as shown in FIG. 20, a distance y from the optical axis AA ′ corresponding to the inclination angle θ M such that Δθ = θ M −θ m = 90 ° is obtained.
A parabolic reflector having a maximum inclination angle θ M = θ m + 90 ° that can reflect the light beam B M incident at M may be used.
【0121】上式でθm はym の値から定められるもの
であり、ym は測定物体の最大半径と考えればよい。し
たがって、θM の値もこのym から決定されることにな
る。また、このように、Δθ=90°となるように回転
動作を設定しておけば、上述したような0°〜360°
の範囲にわたる回転動作において、回転動作が行われな
い影の部分を排除することができる。このことが前述し
たパラボラ反射鏡の最大傾角θを90°以上、すなわ
ち、θ>90°とする基本的理由である。In the above equation, θ m is determined from the value of y m , and y m may be considered as the maximum radius of the measurement object. Therefore, the value of θ M is also determined from this y m . In addition, if the rotation operation is set so that Δθ = 90 °, 0 ° to 360 ° as described above is set.
In the rotation operation over the range, the shadow portion where the rotation operation is not performed can be excluded. This is the basic reason for setting the maximum inclination angle θ of the parabolic reflector to 90 ° or more, that is, θ> 90 °.
【0122】尚、以上のような構成とすれば、図20に
おいて、パラボラ反射鏡Pのθm 以下の部分(θ<
θm )は、並進−回転動作には関係しない。このため、
この部分を取り除き、θがθm 〜θM の角度範囲を有す
るパラボラ反射鏡を製作し、使用してもよい。With the above configuration, the portion of the parabolic reflector P below θ m (θ <
θ m ) is not related to the translation-rotation operation. For this reason,
By removing this portion, a parabolic reflecting mirror having θ in the angle range of θ m to θ M may be manufactured and used.
【0123】図21は、パラボラ反射鏡Pの焦点距離f
に対する形状を相対的に示している。光軸AA’に沿っ
たx軸方向とそれに垂直なy軸方向の変化は、焦点距離
f以内、すなわちx<fではyの値の方がxよりも大き
くなっているが、xの値が大きくなると次第にxとyの
値は大差が無くなり、やがてx>yとなる。ここで、回
転動作の角度範囲はΔθ=90°とすることにして、図
21に示すパラボラ反射鏡Pのy軸方向の長さが最小と
なるための光ビームの最小入射角θm を検討すると45
°となる。したがって、最大傾角θM は θM =90°+45°=135° となり、この場合、Δθは45°〜135°の角度範囲
で回転操作を行うようにパラボラ反射鏡Pを設計、製作
すればよい。しかし、最大傾角を上記のように設定した
場合、パラボラ反射鏡全体の寸法は、図21からも明ら
かなように大きめとなる。このため、製作上の制限や重
量等の制限から必ずしもこの角度範囲を選択する必要は
なく、測定物体の最大半径に基づいてθm を定め、それ
から必要なθM を決めて設計、製作してもよい。したが
って、θM =135°は設計上の一つの目安と考えられ
る程度であり、これに限定されるものではない。FIG. 21 shows the focal length f of the parabolic reflecting mirror P.
Is relatively shown. The change in the x-axis direction along the optical axis AA 'and the y-axis direction perpendicular thereto is within the focal length f, that is, when x <f, the value of y is larger than x, but the value of x is As the value becomes larger, the value of x and y gradually disappears, and eventually x> y. Here, assuming that the angle range of the rotational operation is Δθ = 90 °, the minimum incident angle θ m of the light beam for minimizing the length of the parabolic reflecting mirror P in the y-axis direction shown in FIG. 21 is studied. Then 45
°. Accordingly, the maximum inclination angle θ M is θ M = 90 ° + 45 ° = 135 °, and in this case, Δθ may be designed and manufactured so that the rotation operation is performed in the angle range of 45 ° to 135 °. . However, when the maximum tilt angle is set as described above, the overall size of the parabolic reflector becomes large as is clear from FIG. Therefore, it is not always necessary to select the angular range limiting restrictions and weight and the like in manufacturing, defines a theta m based on the maximum radius of the measurement object, and then design decide the required theta M, and manufactured Is also good. Therefore, θ M = 135 ° is a degree considered as one guide in design, and is not limited to this.
【0124】第5の実施例において、角度範囲0°〜9
0°、90°〜180°、180°〜270°、270
°〜360°における回転動作は、上記第1の実施例に
おいて図10乃至図12を用いて説明し、第2の実施例
において図15乃至図17を用いて説明したと同様であ
るため説明は省略する。したがって、第5の実施例で
は、第1、第2の実施例に含まれていない動作について
説明する。In the fifth embodiment, the angle range from 0 ° to 9
0 °, 90 ° -180 °, 180 ° -270 °, 270
The rotation operation at an angle of from 360 ° to 360 ° is the same as that described with reference to FIGS. 10 to 12 in the first embodiment and that described with reference to FIGS. 15 to 17 in the second embodiment. Omitted. Therefore, in the fifth embodiment, operations not included in the first and second embodiments will be described.
【0125】図22に示す回転動作を行うための構成
は、パラボラ反射鏡の形状を除き、図9に示す構成と同
様であり、図22において光検出システムは省略してい
る。The structure for performing the rotation operation shown in FIG. 22 is the same as the structure shown in FIG. 9 except for the shape of the parabolic reflector, and the light detection system is omitted in FIG.
【0126】図22において、先ず、測定物体13の左
上部の90°(Δθ=θM −θm =90°)の回転動作
と図1と同様の並進動作を行う。In FIG. 22, first, a rotation operation of 90 ° (Δθ = θ M −θ m = 90 °) at the upper left of the measurement object 13 and a translation operation similar to FIG. 1 are performed.
【0127】図23は、次の90°動作、すなわち、測
定物体13の左下部90°の回転動作と並進動作を行う
場合を示している。この動作を図22に続いて行うと、
合計で180°(Δθ=90°×2=180°)の回転
動作を行うこととなる。FIG. 23 shows a case where the next 90 ° operation, that is, the rotation operation and the translation operation of the lower left 90 ° of the measuring object 13 are performed. Performing this operation following FIG.
In total, a rotation operation of 180 ° (Δθ = 90 ° × 2 = 180 °) is performed.
【0128】この並進−回転動作の主要点は、図1及び
図9の場合と同様に、測定物体と光源及び光検出器は全
く移動することなく行うことである。このため、例えば
図22に示す第1、第2のパラボラ反射鏡11、12と
は、別に図23に示す第3、第4のパラボラ反射鏡2
1、22を、第1、第2のパラボラ反射鏡11、12と
焦点Fを共有する位置に点対称に、且つ、互いの光軸A
A’が直交するように配置する。それには第1乃至第4
の実施例のように、第1乃至第4のパラボラ反射鏡1
1、12、21、22を光軸AA’と直交方向(紙面に
対して垂直方向)に移動可能とし、図22の配置に基づ
いて90°の並進−回転動作が終了した後、図23の配
置となるようにパラボラ反射鏡11、12を測定物体の
上下方向にわたる光路内から退避させ、その代わりにパ
ラボラ反射鏡21、22をその光路内に挿入できるよう
に、上下方向に精密に制御して機械的に移動し、固定で
きるようにする。The main point of this translation / rotation operation is that the object to be measured, the light source and the photodetector do not move at all, as in the case of FIGS. For this reason, for example, the third and fourth parabolic reflectors 2 shown in FIG. 23 are different from the first and second parabolic reflectors 11 and 12 shown in FIG.
The first and second parabolic reflecting mirrors 11 and 12 are point-symmetrically positioned at a position sharing the focal point F with the first and second parabolic reflecting mirrors 11 and 12, and the optical axes A of the first and second parabolic reflecting mirrors 11 and 12 are mutually opposite.
A ′ is arranged so as to be orthogonal. First to fourth
As in the embodiment, the first to fourth parabolic reflecting mirrors 1
23, after the translation-rotation operation of 90 ° is completed based on the arrangement of FIG. 22, the optical axes 1, 12, 21, and 22 can be moved in the direction orthogonal to the optical axis AA ′ (the direction perpendicular to the paper surface). The parabolic reflectors 11 and 12 are retracted from the optical path extending in the vertical direction of the measurement object so as to be arranged, and instead, the parabolic reflectors 21 and 22 are precisely controlled in the vertical direction so that they can be inserted into the optical path. Move mechanically and fix it.
【0129】あるいは、第1、第2のパラボラ反射鏡1
1、12をその共有する焦点Fを中心として90°回転
し、第3、第4のパラボラ反射鏡21、22の位置に配
置することにより、図22、図23において、互いの光
軸AA’が直交するような構成とする。この時、可動鏡
M2 、M2 ’もパラボラ反射鏡とともに回転される。Alternatively, the first and second parabolic reflecting mirrors 1
By rotating the mirrors 1 and 12 by 90 ° about the common focal point F and arranging them at the positions of the third and fourth parabolic reflecting mirrors 21 and 22, the optical axes AA ′ of each other in FIGS. Are orthogonal to each other. At this time, the movable mirrors M 2 and M 2 ′ are also rotated together with the parabolic reflector.
【0130】図22と図23において、可動鏡M2 、M
2 ’の移動方向はそれぞれ光軸AA’と直交する方向と
なっているため、互いに直交している。また、図22、
図23において、光源10と光検出器は同一位置に固定
されているため、図23において、固定鏡M1 とM1 ’
は不要となる。このため、これら固定鏡M1 とM1 ’は
回転することにより、簡単に光路内から外れるような構
成となっている。このような構成とすることにより、図
22において、影となっている角度θm 以下の範囲のデ
ータを、図23において、回転動作することにより得る
ことができる。In FIGS. 22 and 23, the movable mirrors M 2 and M
Since the moving directions of 2 ′ are orthogonal to the optical axis AA ′, they are orthogonal to each other. Also, FIG.
In FIG. 23, since the light source 10 and the photodetector are fixed at the same position, the fixed mirrors M 1 and M 1 ′ in FIG.
Becomes unnecessary. For this reason, these fixed mirrors M 1 and M 1 ′ are configured so as to easily come out of the optical path by rotating. With such a configuration, in FIG. 22, the data of the angle theta m the range that is a shadow, can be 23, obtained by rotating operation.
【0131】[角度360°の回転−並進動作]さら
に、角度360°にわたる並進−回転操作を測定物体に
対して行うことが要求される場合、例えば図22におい
て、パラボラ反射鏡12を入射光ビーム側に配置し、パ
ラボラ反射鏡11を検出システム側に配置することによ
り、図23において、影となっている角度θm の範囲を
含む測定物体の右下部の90°、すなわち180°〜2
70°の並進−回転動作を実現できる。この後、図23
において、入射光ビームと信号光ビームの方向を入れ換
えれば測定物体の右上部の90°、すなわち270°〜
360°の並進−回転動作を行うことができる。[Rotation-Translation Operation at an Angle of 360 °] Further, when it is required to perform a translation-rotation operation over an angle of 360 ° on a measurement object, for example, in FIG. 23, and the parabolic reflector 11 is arranged on the detection system side, so that in FIG. 23, 90 ° at the lower right of the measurement object including the range of the angle θ m which is shadowed, that is,
A translation-rotation operation of 70 ° can be realized. After this, FIG.
In the above, if the directions of the incident light beam and the signal light beam are switched, 90 ° at the upper right part of the measurement object, that is, 270 °
A 360 ° translation-rotation operation can be performed.
【0132】但し、これらの固定鏡や可動鏡は使用個数
を最小限に留めるために、それぞれの角度範囲の測定位
置に順次移動し、且つ精密に制御できるように移動レー
ル及び回転機構を備えた架台を設計、製作し、その動作
をコンピュータによりプログラム通りに制御して移動、
配置するようにすればよい。However, these fixed mirrors and movable mirrors are provided with a moving rail and a rotating mechanism so that they can be sequentially moved to the measurement positions in the respective angle ranges and can be precisely controlled in order to minimize the number of used mirrors. The gantry is designed and manufactured, and its operation is controlled according to a program by a computer and moved.
What is necessary is just to arrange.
【0133】上記第5の実施例によれば、測定物体を全
く動かすことなく固定したままで、図22と図23に示
す2種類のパラボラ反射鏡の配置を変え、さらに、光源
10と検出システムを固定して固定鏡と可動鏡をそれぞ
れの4つの90°の回転範囲に対応して配置することに
より、測定物体13に対して角度360°の回転−並進
動作を行うことができる。According to the fifth embodiment, the arrangement of the two types of parabolic reflectors shown in FIGS. 22 and 23 is changed while the object to be measured is fixed without moving at all, and the light source 10 and the detection system are further changed. Is fixed, and the fixed mirror and the movable mirror are arranged corresponding to the respective four 90 ° rotation ranges, so that a rotation-translation operation at an angle of 360 ° with respect to the measurement object 13 can be performed.
【0134】しかも、パラボラ反射鏡の最大傾角θを9
0°以上に設定しているため、測定物体13に対して、
影ができる部分がないため、測定物体13の全方向から
欠損なく投影データを得ることができる。In addition, the maximum inclination angle θ of the parabolic reflector is 9
Since the angle is set to 0 ° or more, with respect to the measurement object 13,
Since there is no shadowed portion, projection data can be obtained from all directions of the measurement object 13 without loss.
【0135】また、パラボラ反射鏡において、回転−並
進動作に関係しないθ<θmの範囲を除去することによ
り、パラボラ反射鏡を小型、軽量化することができる。In the parabolic reflector, the size of the parabolic reflector can be reduced in size and weight by eliminating the range of θ <θm which is not related to the rotation-translation operation.
【0136】尚、第5の実施例は直接検出法について説
明したが、これに限定されるものではなく、第2の実施
例のように、光ヘテロダイン検出法を適用することも可
能である。光ヘテロダイン検出法に係わる構成及び動作
は、第2の実施例と同様であるため説明は省略する。Although the fifth embodiment has described the direct detection method, the present invention is not limited to this. The optical heterodyne detection method can be applied as in the second embodiment. The configuration and operation related to the optical heterodyne detection method are the same as those in the second embodiment, and thus description thereof is omitted.
【0137】さらに、第5の実施例では、入射ビーム径
の小さな場合について説明したが、上記第3の実施例の
ように、例えば光源から出た光ビームの幅を広げて一次
元の平行ビーム、すなわち薄い短冊状の光ビームに変換
し、光検出器として光検出素子を一次元に並べた一次元
光検出器アレイを用いた直接検出法や、上記第4の実施
例のように、第3の実施例に光ヘテロダイン検出法を用
いた場合の構成を適用することも可能である。Further, in the fifth embodiment, the case where the incident beam diameter is small has been described. However, as in the third embodiment, for example, the width of the light beam emitted from the light source is increased and the one-dimensional parallel beam is increased. In other words, a direct detection method using a one-dimensional photodetector array in which light beams are converted into a thin strip-shaped light beam and photodetectors are arranged one-dimensionally as photodetectors, or as described in the fourth embodiment, It is also possible to apply the configuration in the case of using the optical heterodyne detection method to the third embodiment.
【0138】また、第5の実施例において、レーザ光源
は単一波長に限定されるものではなく、複数の波長、さ
らには、発振波長を可変することが可能なレーザを用い
ることも可能である。この場合、1台のレーザ発振器で
は不十分な場合、複数個のレーザ発振器を用い、それを
配置、固定して固定鏡と可動鏡乃至はそれに代わり得る
光ファイバ等を適宜配置し、所要の信号光ビームをパラ
ボラ反射鏡を介して測定物体に導入、測定物体を透過し
パラボラ反射鏡により反射された光ビームを光検出器に
導けるようにすればよい。Further, in the fifth embodiment, the laser light source is not limited to a single wavelength, but a laser capable of changing a plurality of wavelengths, and further, an oscillation wavelength can be used. . In this case, if one laser oscillator is not enough, use a plurality of laser oscillators, arrange and fix them, and appropriately arrange a fixed mirror and a movable mirror or an optical fiber or the like that can replace them, and The light beam may be introduced into the measurement object through the parabolic reflector, and the light beam transmitted through the measurement object and reflected by the parabolic reflector may be guided to the photodetector.
【0139】さらに、複数波長の光ビームによる並進−
回転動作の時間を短縮するために、波長毎に順次この動
作を行う変わりに、1本の信号光ビーム内に複数波長を
含めるとか、異なる波長の光ビームの光路をプログラム
に従って制御することにより、これらを同時に並進−回
転動作することも可能である。Further, translation by light beams of a plurality of wavelengths
In order to shorten the time of the rotation operation, instead of performing this operation sequentially for each wavelength, by including a plurality of wavelengths in one signal light beam, or by controlling the optical paths of light beams of different wavelengths according to a program, These can be simultaneously translated and rotated.
【0140】その他、この発明の要旨を変えない範囲に
おいて、種々変形実施可能なことは勿論である。Of course, various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
【0141】[0141]
【発明の効果】以上、詳述したようにこの発明によれ
ば、焦点に対して点対称の位置に配置された一対のパラ
ボラ反射鏡を光軸に沿って移動させるとともに、光軸と
平行な光ビームを光軸と直交方向に移動させたり、ビー
ム幅を拡大してパラボラ反射鏡に導入している。したが
って、光源、測定物体、及び光検出システムを固定した
状態で、光ビームを測定物体に対して、並進−回転動作
させることができ、安定で、高精度の計測が可能な光画
像計測装置を提供できる。As described above in detail, according to the present invention, a pair of parabolic reflectors disposed at point-symmetric positions with respect to the focal point are moved along the optical axis, The light beam is moved in a direction perpendicular to the optical axis, or the beam width is expanded and introduced into a parabolic reflector. Accordingly, an optical image measurement device capable of performing a translation-rotation operation of a light beam with respect to a measurement object with the light source, the measurement object, and the light detection system fixed, and capable of performing stable, high-precision measurement. Can be provided.
【図1】本発明の第1の実施例を示すものであり、並進
動作を示す構成図。FIG. 1, showing a first embodiment of the present invention, is a configuration diagram showing a translation operation.
【図2】パラボラ反射鏡の特性を説明するために示す
図。FIG. 2 is a view for explaining characteristics of a parabolic reflector;
【図3】パラボラ反射鏡の特性を説明するために示す
図。FIG. 3 is a diagram illustrating characteristics of a parabolic reflector;
【図4】筒状のパラボラ反射鏡を示す斜視図。FIG. 4 is a perspective view showing a cylindrical parabolic reflecting mirror.
【図5】本発明の並進動作を説明するために示す図。FIG. 5 is a view for explaining a translation operation of the present invention.
【図6】本発明の並進動作を説明するために示す図。FIG. 6 is a diagram illustrating a translation operation of the present invention.
【図7】本発明の回転動作を説明するために示す図。FIG. 7 is a view for explaining a rotation operation of the present invention.
【図8】本発明の回転動作を具体的に示す図。FIG. 8 is a diagram specifically showing a rotation operation of the present invention.
【図9】本発明の第1の実施例を示すものであり、回転
動作を示す構成図。FIG. 9 shows the first embodiment of the present invention, and is a configuration diagram showing a rotation operation.
【図10】本発明の第1の実施例を示すものであり、角
度180°の並進−回転動作を示す構成図。FIG. 10 shows the first embodiment of the present invention, and is a configuration diagram showing a translation-rotation operation at an angle of 180 °.
【図11】パラボラ反射鏡の駆動例を示す斜視図。FIG. 11 is a perspective view showing a driving example of a parabolic reflecting mirror.
【図12】本発明の第1の実施例を示すものであり、角
度360°の並進−回転動作を示す構成図。FIG. 12 shows the first embodiment of the present invention, and is a configuration diagram showing a translation-rotation operation at an angle of 360 °.
【図13】パラボラ反射鏡の駆動例を示す図。FIG. 13 is a diagram showing a driving example of a parabolic reflecting mirror.
【図14】本発明の第2の実施例を示すものであり、並
進動作を示す構成図。FIG. 14 shows the second embodiment of the present invention, and is a configuration diagram showing a translation operation.
【図15】本発明の第2の実施例を示すものであり、回
転動作を示す構成図。FIG. 15 shows a second embodiment of the present invention, and is a configuration diagram showing a rotation operation.
【図16】本発明の第2の実施例を示すものであり、角
度180°の並進−回転動作を示す構成図。FIG. 16 shows the second embodiment of the present invention, and is a configuration diagram showing a translation-rotation operation at an angle of 180 °.
【図17】本発明の第2の実施例を示すものであり、角
度360°の並進−回転動作を示す構成図。FIG. 17 shows a second embodiment of the present invention, and is a configuration diagram showing a translation-rotation operation at an angle of 360 °.
【図18】本発明の第3の実施例を示すものであり、並
進−回転動作を示す構成図。FIG. 18 is a view showing a third embodiment of the present invention, and is a configuration diagram showing a translation-rotation operation.
【図19】本発明の第4の実施例を示すものであり、並
進−回転動作を示す構成図。FIG. 19 is a view showing a fourth embodiment of the present invention, and is a configuration diagram showing a translation-rotation operation.
【図20】本発明の第5の実施例を示すものであり、パ
ラボラ反射鏡の変形例を説明する構成図。FIG. 20 shows a fifth embodiment of the present invention, and is a configuration diagram illustrating a modification of the parabolic reflector.
【図21】本発明の第5の実施例を示すものであり、パ
ラボラ反射鏡の角度を説明するために示す図。FIG. 21 shows the fifth embodiment of the present invention, and is a view for explaining the angle of the parabolic reflector.
【図22】本発明の第5の実施例を示すものであり、回
転動作を示す構成図。FIG. 22 shows a fifth embodiment of the present invention, and is a configuration diagram showing a rotation operation.
【図23】本発明の第5の実施例を示すものであり、回
転動作を示す構成図。FIG. 23 shows a fifth embodiment of the present invention, and is a configuration diagram showing a rotation operation.
【図24】一般的な並進−回転動作を示す図。FIG. 24 is a diagram showing a general translation-rotation operation.
10…光源、 11、12、21、22…第1乃至第4のパラボラ反射
鏡、 13…測定物体、 14、14a、14b、23、24、25、26…駆動
装置、 15、42…選別光学システム、 16、32…光検出器、 17、34…画像処理装置、 18…制御装置、 31…周波数シフタ、 33…IF受信器、 41、41a…ビーム拡大器、 43…光検出器アレイ、 F…焦点、 M1 、M1 ’、M11、M14、M22、M23…固定鏡、 M2 、M2 ’、M13…可動鏡、 M12、M15、M21、M24…半透明鏡、 LB…光ビーム、 LLB…局発光ビーム。Reference Signs List 10: light source 11, 12, 21, 22: first to fourth parabolic reflecting mirrors, 13: measuring object, 14, 14a, 14b, 23, 24, 25, 26: driving device, 15, 42: sorting optics System 16, 32 ... Photodetector 17, 34 ... Image processing device, 18 ... Control device, 31 ... Frequency shifter, 33 ... IF receiver, 41, 41a ... Beam expander, 43 ... Photodetector array, F ... focus, M 1, M 1 ', M 11, M 14, M 22, M 23 ... fixed mirror, M 2, M 2', M 13 ... movable mirror, M 12, M 15, M 21, M 24 ... Translucent mirror, LB: Light beam, LLB: Local light beam.
Claims (18)
称に配置され、且つ、光軸方向に移動可能とされた第
1、第2のパラボラ反射鏡と、 光ビームを発生する光源と、 前記光源から発生された光ビームを前記光軸に平行して
前記第1のパラボラ反射鏡に導く第1の光学手段と、 前記第1のパラボラ反射鏡に反射され、前記光軸上の焦
点を中心に配置された測定物体を透過し、前記第2のパ
ラボラ反射鏡により反射され、前記光軸に平行に導出さ
れた光ビームを受ける第2の光学手段と、 前記第2の光学手段からの光ビームを検出する検出手段
と、 前記光ビームを測定物体に対して並進入射させるため、
前記第1、第2のパラボラ反射鏡の焦点が光軸に沿うよ
うに、第1、第2のパラボラ反射鏡を移動させる第1の
駆動手段とを具備することを特徴とする光画像計測装
置。1. A first and a second parabolic reflecting mirror having a half paraboloid, arranged point-symmetrically with respect to a focal point, and movable in an optical axis direction, and generating a light beam. A light source that guides a light beam generated from the light source to the first parabolic reflector in parallel with the optical axis; and a light source that is reflected by the first parabolic reflector and receives the optical axis. Second optical means for transmitting a light beam transmitted through a measurement object disposed about the upper focal point, reflected by the second parabolic reflector, and guided in parallel with the optical axis; Detecting means for detecting a light beam from the optical means; and
An optical image measuring apparatus, comprising: first driving means for moving the first and second parabolic reflectors so that the focal points of the first and second parabolic reflectors are along the optical axis. .
転させるため、前記第1、第2の光学手段を前記光軸と
直交方向に駆動する第2の駆動手段をさらに具備するこ
とを特徴とする請求項1記載の光画像計測装置。2. The apparatus according to claim 1, further comprising a second driving unit that drives the first and second optical units in a direction orthogonal to the optical axis to rotate the light beam with respect to the measurement object. The optical image measurement device according to claim 1.
に、第1、第2のパラボラ反射鏡と焦点を共有し、且つ
この焦点に対して点対称に配置された第3、第4のパラ
ボラ反射鏡と、 前記光ビームを測定物体に対して並進入射させるため、
前記第3、第4のパラボラ反射鏡の焦点が光軸に沿うよ
うに、第3、第4のパラボラ反射鏡を移動させる第3の
駆動手段とをさらに具備することを特徴とする請求項1
記載の光画像計測装置。3. A third and a third parabolic reflector near the first and second parabolic reflectors, which share a focal point with the first and second parabolic reflectors and are arranged point-symmetrically with respect to the focal point. And a parabolic reflector 4 for translating the light beam onto the measurement object,
3. The apparatus according to claim 1, further comprising: third driving means for moving the third and fourth parabolic reflectors such that the focal points of the third and fourth parabolic reflectors are along the optical axis.
The optical image measurement device as described in the above.
の光学手段を、前記光軸と直交方向で、且つ光軸を越え
て移動させることを特徴とする請求項2記載の光画像計
測装置。4. The method according to claim 1, wherein the second driving means is configured to control the first and second driving means.
The optical image measuring apparatus according to claim 2, wherein the optical unit is moved in a direction orthogonal to the optical axis and beyond the optical axis.
記第3、第4のパラボラ反射鏡を交互に前記光ビームの
光路内に挿入させる第4の駆動手段をさらに具備するこ
とを特徴とする請求項3記載の光画像計測装置。5. The apparatus according to claim 1, further comprising: fourth driving means for alternately inserting the first and second parabolic reflecting mirrors and the third and fourth parabolic reflecting mirrors into the optical path of the light beam. The optical image measurement device according to claim 3, wherein:
前記第3のパラボラ反射鏡と対向する位置に移動させ、
前記第2の光学手段を前記光軸に沿って前記第4のパラ
ボラ反射鏡と対向する位置に移動させる第5の駆動手段
をさらに具備することを特徴とする請求項1記載の光画
像計測装置。6. The first optical means is moved along the optical axis to a position facing the third parabolic reflector,
The optical image measurement device according to claim 1, further comprising: a fifth driving unit that moves the second optical unit to a position facing the fourth parabolic reflector along the optical axis. .
称に配置され、且つ光軸方向に移動可能とされた第1、
第2のパラボラ反射鏡と、 光ビームを発生する光源と、 前記光源から発生された光ビームを受ける第1の光学手
段と、 前記第1の光学手段からの光ビームを第1の光ビームと
第2の光ビームに分け、前記第1の光ビームを前記第1
のパラボラ反射鏡に光軸に平行に導く第1の半透明鏡
と、 前記第1のパラボラ反射鏡に反射され、前記光軸上に配
置された測定物体を透過し、前記第2のパラボラ反射鏡
により反射され、前記光軸に平行に導出された前記第1
の光ビームを受ける第2の光学手段と、 前記第1の半透明鏡からの第2の光ビームの周波数をシ
フトする周波数シフト手段と、 前記周波数シフト手段により周波数がシフトされた前記
第2の光ビームと前記第2の光学手段からの前記第1の
光ビームとを合成し、ビート信号を含む光ビームを生成
する第2の半透明鏡と、 前記第2の半透明鏡からの光ビームをヘテロダイン検出
する検出手段と、 前記光ビームを測定物体に対して並進入射させるため、
前記第1、第2のパラボラ反射鏡の焦点が光軸に沿うよ
うに、第1、第2のパラボラ反射鏡を移動させる第1の
駆動手段とを具備することを特徴とする光画像計測装
置。7. A first, half-parabolic surface, arranged point-symmetrically with respect to the focal point, and movable in the optical axis direction.
A second parabolic reflector, a light source for generating a light beam, first optical means for receiving the light beam generated from the light source, and a light beam from the first optical means as a first light beam. Dividing the first light beam into the first light beam;
A first translucent mirror that guides the parabolic reflector parallel to the optical axis, and a second parabolic reflection, which is reflected by the first parabolic reflector and transmits a measurement object arranged on the optical axis. The first reflected by a mirror and guided parallel to the optical axis
A second optical means for receiving the light beam of the second light beam; a frequency shift means for shifting a frequency of the second light beam from the first translucent mirror; and a second frequency light frequency shifted by the frequency shift means. A second translucent mirror that combines a light beam and the first light beam from the second optical means to generate a light beam including a beat signal; and a light beam from the second translucent mirror. Detection means for heterodyne detection of, for causing the light beam to translate incident on the measurement object,
An optical image measuring apparatus, comprising: first driving means for moving the first and second parabolic reflectors so that the focal points of the first and second parabolic reflectors are along the optical axis. .
転させるため、前記第1の半透明鏡と前記第2の光学手
段を前記光軸と直交方向に駆動する第2の駆動手段をさ
らに具備することを特徴とする請求項7記載の光画像計
測装置。8. A second driving means for driving the first translucent mirror and the second optical means in a direction orthogonal to the optical axis to rotate the light beam with respect to the measurement object. The optical image measurement device according to claim 7, comprising:
に、第1、第2のパラボラ反射鏡と焦点を共有し、且つ
この焦点に対して点対称に配置された第3、第4のパラ
ボラ反射鏡と、 前記光ビームを測定物体に対して並進入射させるため、
前記第3、第4のパラボラ反射鏡の焦点が光軸に沿うよ
うに、第3、第4のパラボラ反射鏡を移動させる第3の
駆動手段とをさらに具備することを特徴とする請求項7
記載の光画像計測装置。9. Near the first and second parabolic reflectors, the third and third parabolic reflectors share a focal point with the first and second parabolic reflectors and are arranged point-symmetrically with respect to the focal point. And a parabolic reflector 4 for translating the light beam onto the measurement object,
8. The apparatus according to claim 7, further comprising: third driving means for moving the third and fourth parabolic reflecting mirrors such that the focal points of the third and fourth parabolic reflecting mirrors are along the optical axis.
The optical image measurement device as described in the above.
透明鏡と前記第2の光学手段を、前記光軸と直交方向
で、且つ光軸を越えて移動させることを特徴とする請求
項8記載の光画像計測装置。10. The apparatus according to claim 1, wherein the second driving means moves the first translucent mirror and the second optical means in a direction orthogonal to the optical axis and beyond the optical axis. The optical image measurement device according to claim 8.
前記第3、第4のパラボラ反射鏡を交互に前記光ビーム
の光路内に挿入させる第4の駆動手段をさらに具備する
ことを特徴とする請求項9記載の光画像計測装置。11. The first and second parabolic reflectors,
10. The optical image measurement device according to claim 9, further comprising a fourth driving unit for alternately inserting the third and fourth parabolic reflecting mirrors into the optical path of the light beam.
を前記光軸に沿って前記第3のパラボラ反射鏡と対向す
る位置に移動させ、前記第2の光学手段と第2の半透明
鏡を前記光軸に沿って前記第4のパラボラ反射鏡と対向
する位置に移動させる第5の駆動手段をさらに具備する
ことを特徴とする請求項7記載の光画像計測装置。12. The first optical means and the first translucent mirror are moved along the optical axis to a position facing the third parabolic reflector, and the second optical means and the second translucent mirror are moved. The optical image measurement device according to claim 7, further comprising a fifth driving unit that moves the translucent mirror along the optical axis to a position facing the fourth parabolic reflecting mirror.
対称に配置され、且つ光軸方向に移動可能とされた第
1、第2のパラボラ反射鏡と、 光ビームを発生する光源と、 前記光源からの光ビームを一次元方向に拡大し、前記第
1のパラボラ反射鏡に導入するビーム拡大手段と、 前記第1のパラボラ反射鏡に反射され、前記光軸上に配
置された測定物体を透過し、前記第2のパラボラ反射鏡
により反射され、前記光軸に平行且つ一次元方向に拡大
された光ビームを検出する検出手段と、 前記光ビームを測定物体に対して並進入射させるため、
前記第1、第2のパラボラ反射鏡の焦点が光軸に沿うよ
うに、第1、第2のパラボラ反射鏡を移動させる第1の
駆動手段とを具備することを特徴とする光画像計測装
置。13. A first and a second parabolic reflector having a half paraboloid, arranged point-symmetrically with respect to a focal point, and movable in an optical axis direction, and generating a light beam. A light source; a beam expanding unit that expands a light beam from the light source in a one-dimensional direction and introduces the light beam into the first parabolic reflecting mirror; and a beam expanding unit that is reflected by the first parabolic reflecting mirror and disposed on the optical axis. Detecting means for detecting a light beam transmitted through the measured object, reflected by the second parabolic reflector, and expanded in a one-dimensional direction parallel to the optical axis; and translating the light beam with respect to the measured object. To make it incident,
An optical image measuring apparatus, comprising: first driving means for moving the first and second parabolic reflectors so that the focal points of the first and second parabolic reflectors are along the optical axis. .
対称に配置され、且つ光軸方向に移動可能とされた第
1、第2のパラボラ反射鏡と、 光ビームを発生する光源と、 前記光源からの光ビームを第1の光ビームと第2の光ビ
ームに分ける第1の半透明鏡と、 前記第1の半透明鏡からの前記第1の光ビームを一次元
方向に拡大し、前記第1のパラボラ反射鏡に導入する第
1のビーム拡大手段と、 前記第1のパラボラ反射鏡に反射され、前記光軸上に配
置された測定物体を透過し、前記第2のパラボラ反射鏡
により反射され、前記光軸に平行且つ一次元方向に拡大
された前記第1の光ビームを受ける光学手段と、 前記第1の半透明鏡からの前記第2の光ビームの周波数
をシフトする周波数シフト手段と、 前記周波数シフト手段により周波数がシフトされた前記
第2の光ビームを一次元方向に拡大する第2のビーム拡
大手段と、 前記第2のビーム拡大手段により拡大された第2の光ビ
ームと前記光学手段からの前記第1の光ビームとを合成
し、ビート信号を含む光ビームを生成する第2の半透明
鏡と、 前記第2の半透明鏡からの光ビームをヘテロダイン検出
する検出手段と、 前記光ビームを測定物体に対して並進入射させるため、
前記第1、第2のパラボラ反射鏡の焦点が光軸に沿うよ
うに、第1、第2のパラボラ反射鏡を移動させる第1の
駆動手段とを具備することを特徴とする光画像計測装
置。14. A first and a second parabolic reflecting mirror having a half paraboloid, arranged point-symmetrically with respect to a focal point, and movable in an optical axis direction, and generating a light beam. A light source; a first translucent mirror for dividing a light beam from the light source into a first light beam and a second light beam; and a one-dimensional direction of the first light beam from the first translucent mirror. A first beam expanding means for expanding the light into the first parabolic reflector; and reflecting the first parabolic reflector, transmitting a measurement object disposed on the optical axis, and Optical means for receiving the first light beam reflected by the parabolic reflecting mirror and expanded in a one-dimensional direction parallel to the optical axis; and a frequency of the second light beam from the first translucent mirror Frequency shifting means for shifting the frequency, Second beam expanding means for expanding the shifted second light beam in a one-dimensional direction; and a second light beam expanded by the second beam expanding means and the first light beam from the optical means. A second translucent mirror that combines a light beam and generates a light beam including a beat signal; detection means for heterodyne detecting the light beam from the second translucent mirror; and applying the light beam to a measurement object. For translational incidence,
An optical image measuring apparatus, comprising: first driving means for moving the first and second parabolic reflectors so that the focal points of the first and second parabolic reflectors are along the optical axis. .
最大傾角は90°以上に設定されていることを特徴とす
る請求項3、11のいずれかに記載の光画像計測装置。15. The optical image measurement device according to claim 3, wherein a maximum inclination angle of each of the first to fourth parabolic reflecting mirrors is set to 90 ° or more.
大傾角は90°以上に設定されていることを特徴とする
請求項13、14のいずれかに記載の光画像計測装置。16. The optical image measurement device according to claim 13, wherein a maximum inclination angle of each of the first and second parabolic reflecting mirrors is set to 90 ° or more.
共有焦点を中心として90°毎に回転する装置をさらに
具備することを特徴とする請求項1、7、16のいずれ
かに記載の光画像計測装置。17. The first and second parabolic reflectors,
17. The optical image measurement device according to claim 1, further comprising a device that rotates by 90 [deg.] About a common focus.
は、光軸から前記測定物体の最大半径に対応する傾角の
範囲が除去されていることを特徴とする請求項15、1
6、17のいずれかに記載の光画像計測装置。18. The apparatus according to claim 15, wherein the first to fourth parabolic reflecting mirrors have a range of an inclination angle corresponding to a maximum radius of the measurement object removed from an optical axis.
The optical image measurement device according to any one of claims 6 and 17.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14403898A JP2949107B2 (en) | 1997-12-16 | 1998-05-26 | Optical image measurement device |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9-346417 | 1997-12-16 | ||
JP34641797 | 1997-12-16 | ||
JP14403898A JP2949107B2 (en) | 1997-12-16 | 1998-05-26 | Optical image measurement device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11237333A true JPH11237333A (en) | 1999-08-31 |
JP2949107B2 JP2949107B2 (en) | 1999-09-13 |
Family
ID=26475587
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14403898A Expired - Lifetime JP2949107B2 (en) | 1997-12-16 | 1998-05-26 | Optical image measurement device |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2949107B2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021001997A (en) * | 2019-06-24 | 2021-01-07 | ビアメカニクス株式会社 | Laser reflection device |
CN118670302A (en) * | 2024-08-23 | 2024-09-20 | 华夏天信传感科技(大连)有限公司 | Toric curvature detection method and device |
-
1998
- 1998-05-26 JP JP14403898A patent/JP2949107B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2021001997A (en) * | 2019-06-24 | 2021-01-07 | ビアメカニクス株式会社 | Laser reflection device |
CN118670302A (en) * | 2024-08-23 | 2024-09-20 | 华夏天信传感科技(大连)有限公司 | Toric curvature detection method and device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2949107B2 (en) | 1999-09-13 |
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