JPS59113407A - 表面に光の焦点を形成するための装置 - Google Patents
表面に光の焦点を形成するための装置Info
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- JPS59113407A JPS59113407A JP58230452A JP23045283A JPS59113407A JP S59113407 A JPS59113407 A JP S59113407A JP 58230452 A JP58230452 A JP 58230452A JP 23045283 A JP23045283 A JP 23045283A JP S59113407 A JPS59113407 A JP S59113407A
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- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は所与の表面に光の焦点を形成するための装置に
係る。
係る。
光学素子からの光を所与の表面で焦点合わせることがし
ばしば必要でおる。例えば、非接触型光学プローブまた
は計器、及びビデオディスク用読取器にこのような動作
が必要である。従来の手段として、光がいつ焦点表面に
到達するかを決定する手段、及び焦点からずれた時に信
号を発生し、焦点を形成或いは復元するためにはどの方
向に光学素子及び表面を相対移動すべきかを表示するだ
めの手段がある。前記信号はサーボ制御系に加えられ、
前記サーボ制御系は光学素子の一部を移動させることに
よシ所望の焦点形成を行う。前記光学素子は例えば従来
型の顕微鏡対物レンズであシ得、この対物レンズは良好
な光学品質を有するべく大きい質量な有し得るため、サ
ーボ制御系の応答速度が制限されるという不利点がある
。
ばしば必要でおる。例えば、非接触型光学プローブまた
は計器、及びビデオディスク用読取器にこのような動作
が必要である。従来の手段として、光がいつ焦点表面に
到達するかを決定する手段、及び焦点からずれた時に信
号を発生し、焦点を形成或いは復元するためにはどの方
向に光学素子及び表面を相対移動すべきかを表示するだ
めの手段がある。前記信号はサーボ制御系に加えられ、
前記サーボ制御系は光学素子の一部を移動させることに
よシ所望の焦点形成を行う。前記光学素子は例えば従来
型の顕微鏡対物レンズであシ得、この対物レンズは良好
な光学品質を有するべく大きい質量な有し得るため、サ
ーボ制御系の応答速度が制限されるという不利点がある
。
本発明は、焦点形成用光学手段が可動部分を何ら含まな
いような装置を提供するものであシ、従ってサーボ制御
系の応答速度は改良され得る。更に、光焦点形成手段の
製造費用は廉価であシ、−力先学的品質は大多数の目的
に完全に適合し得る。
いような装置を提供するものであシ、従ってサーボ制御
系の応答速度は改良され得る。更に、光焦点形成手段の
製造費用は廉価であシ、−力先学的品質は大多数の目的
に完全に適合し得る。
本発明に従うと、所与の表面に光の焦点を形成するだめ
の装置は、所与の色収差を有する光焦点形成手段と、使
用時に前記焦点形成手段を介して前記所与の表両に光を
供給する可変波長光源と、使用時に前記光源から供給さ
れ前記所与の表面から反射された光を受取るための焦点
検出手段と、前記光源の波長及び前記焦点検出手段に応
答して、前記光源からの光の焦点を前記所与の表面上に
維持すべく前記光の波長を変化させるための制御表示手
段とを含む。
の装置は、所与の色収差を有する光焦点形成手段と、使
用時に前記焦点形成手段を介して前記所与の表両に光を
供給する可変波長光源と、使用時に前記光源から供給さ
れ前記所与の表面から反射された光を受取るための焦点
検出手段と、前記光源の波長及び前記焦点検出手段に応
答して、前記光源からの光の焦点を前記所与の表面上に
維持すべく前記光の波長を変化させるための制御表示手
段とを含む。
場合によっては前記装置は、所与の光波長の場合、所与
の表面から光焦点形成手段の距離を変化させることＫよ
シ前記所与の表面に焦点が維持されるように構成され得
る。
の表面から光焦点形成手段の距離を変化させることＫよ
シ前記所与の表面に焦点が維持されるように構成され得
る。
好ましくは光焦点形成手段はゾーンプレートである。光
源からの光の波長は、白色光から所望の周波帯を選択す
る干渉フィルタくさびによシ変化させられ得る。或いは
光源からの光の波長は、白色光から所望の周波帯を選択
するモノクロメータにより変化させられ得る。別の具体
例に於いて、光源からの大の波長は半導体レーザの温度
を変化させることによシ変化させられる。
源からの光の波長は、白色光から所望の周波帯を選択す
る干渉フィルタくさびによシ変化させられ得る。或いは
光源からの光の波長は、白色光から所望の周波帯を選択
するモノクロメータにより変化させられ得る。別の具体
例に於いて、光源からの大の波長は半導体レーザの温度
を変化させることによシ変化させられる。
場合によっては光は光フアイバ光導波路を介して前記光
源から前記光焦点形成手段に送られる。
源から前記光焦点形成手段に送られる。
本発明を添付図面を参照して例示的に以下、詳細に説明
する。
する。
光の焦点を形成しようとする表面を符号１０で示す（第
１図）。前記表面は例えばビデオディスクの表面であシ
得る。可変波長光源は１２で略示される。白色光はラン
プ１４によシ発生される。
１図）。前記表面は例えばビデオディスクの表面であシ
得る。可変波長光源は１２で略示される。白色光はラン
プ１４によシ発生される。
狭い周波帯の波長の光はモノクロメータ１６によシ選択
される。図中、モノクロメータはプリズムから構成され
る。波長は、矢印１８で略示されるモノクロメータ調整
手段により変化させられる。
される。図中、モノクロメータはプリズムから構成され
る。波長は、矢印１８で略示されるモノクロメータ調整
手段により変化させられる。
選択された波長の光はアノ９−チャ２０を通って光源か
ら離れ、本具体例の場合１本の光フアイバ光導波路２２
を介して伝送される。光は端末２４で導波路を離れ、ビ
ームスプリッタキューブ２６に移る。キューブ内部の部
分反射表面２８に於いて、光は本具体例ではゾーンプレ
ートである光焦点形成手段３０に送られる。ゾーンプレ
ートは表面１０で光を収束させ、光の収束する面積は光
の焦点形成度に従い小さくなる。表面ｌＯから反射され
た光はゾーンプレートを通って戻シ、反射光の一部は部
分反射表面２８、シリンドリカルレンズ３２及び平面鏡
３４を通って四分円形光電池３６に達する。シリンドリ
カルミラーと四分円形光電池とのアセンブリ自体は焦点
形成の良好さを検出するための、従来手段である。四分
円形光電池は４個の出力を有し、前記出力の相対強さは
、ゾーンプレート３０から表面１０に供給された光が表
面上の焦点３８、表面よフ上方４０或いは表面より下方
４２のいずれに到達するかを示すために使用され得る。
ら離れ、本具体例の場合１本の光フアイバ光導波路２２
を介して伝送される。光は端末２４で導波路を離れ、ビ
ームスプリッタキューブ２６に移る。キューブ内部の部
分反射表面２８に於いて、光は本具体例ではゾーンプレ
ートである光焦点形成手段３０に送られる。ゾーンプレ
ートは表面１０で光を収束させ、光の収束する面積は光
の焦点形成度に従い小さくなる。表面ｌＯから反射され
た光はゾーンプレートを通って戻シ、反射光の一部は部
分反射表面２８、シリンドリカルレンズ３２及び平面鏡
３４を通って四分円形光電池３６に達する。シリンドリ
カルミラーと四分円形光電池とのアセンブリ自体は焦点
形成の良好さを検出するための、従来手段である。四分
円形光電池は４個の出力を有し、前記出力の相対強さは
、ゾーンプレート３０から表面１０に供給された光が表
面上の焦点３８、表面よフ上方４０或いは表面より下方
４２のいずれに到達するかを示すために使用され得る。
３６からの出力はｖ−ｙ４４を通って増幅表示手段４６
に送られ、前記手段に於いて表面ｌＯの光の焦点形成度
が表示され得る。
に送られ、前記手段に於いて表面ｌＯの光の焦点形成度
が表示され得る。
ゾーンプレー）３０は顕著な色収差を有し、緑色光を焦
点、即ち位置３８に、赤色光を４０及び青色光を４２に
送る。従ってモノクロメータの調整（従って選択された
光の色）を示す信号４８は制御表示手段５０内で焦点検
出手段３６．４６からの信号５２と結合され得、ゾーン
プレート３０と表面１０との間の距離を表示し得る。モ
ノクロメータプリズムは、焦点検出手段が正確な焦点を
示すまで、即ちゾーンプレートからの光が実質的に点３
８で収束するような選択波長（色）が得られる迄回転さ
せられ得る。初期目盛定めにより、モノクロメータ調整
手段にはゾーンプレートを表面との距離を示す単位、即
ちマイクロメータが使用される。なおゾーンプレート自
体はデータである。焦点合わせのみが必要な場合、制御
手段５０は、３８で光の焦点が形成されるように出力波
長が変化する方向に、調整手段１８を介してモノクロメ
ータプリズムを回転駆動すべく構成され得る。
点、即ち位置３８に、赤色光を４０及び青色光を４２に
送る。従ってモノクロメータの調整（従って選択された
光の色）を示す信号４８は制御表示手段５０内で焦点検
出手段３６．４６からの信号５２と結合され得、ゾーン
プレート３０と表面１０との間の距離を表示し得る。モ
ノクロメータプリズムは、焦点検出手段が正確な焦点を
示すまで、即ちゾーンプレートからの光が実質的に点３
８で収束するような選択波長（色）が得られる迄回転さ
せられ得る。初期目盛定めにより、モノクロメータ調整
手段にはゾーンプレートを表面との距離を示す単位、即
ちマイクロメータが使用される。なおゾーンプレート自
体はデータである。焦点合わせのみが必要な場合、制御
手段５０は、３８で光の焦点が形成されるように出力波
長が変化する方向に、調整手段１８を介してモノクロメ
ータプリズムを回転駆動すべく構成され得る。
上記記載から明らかなように、本発明は、光焦点形成手
段即ちゾーンプレート３０が表面１０に ・′対して
相対移動する必要がないという利点を有する。従って、
システム中で認められ得る遅れはモノクロメータ１２ま
たは他の所望の光波長を選択するための手段の調整に関
連し得る遅れのみである。
段即ちゾーンプレート３０が表面１０に ・′対して
相対移動する必要がないという利点を有する。従って、
システム中で認められ得る遅れはモノクロメータ１２ま
たは他の所望の光波長を選択するための手段の調整に関
連し得る遅れのみである。
本発明の適用例によると、焦点を維持するためにはデー
タであるゾーンプレート３０と表面１０との間の距離を
変化させることが好ましい。この時モノクロメータ１６
は調整手段１８により光の焦点が３８に形成される基準
距離に配置され得、一定の信号４８が制御表示手段５０
に供給され得る。距離が基準距離から変化するなら、焦
点検出手段は表面が位置４０９１１１に移動したか位置
４２側に移動したかに基づいて（極性、大きさまたは他
の要素）信号５２を供給し得る。２個の信号４８及び５
２は制御表示手段５０中で結合され、ｆｆｔｌＪ御信号
５４を発生する。前記信号は、軽量キャリッジに支持さ
れたゾーンプレー）３０を、表面１０と光焦点３８とを
再び一致させるような方向に駆動すべくサーボモータ５
６を駆動する。
タであるゾーンプレート３０と表面１０との間の距離を
変化させることが好ましい。この時モノクロメータ１６
は調整手段１８により光の焦点が３８に形成される基準
距離に配置され得、一定の信号４８が制御表示手段５０
に供給され得る。距離が基準距離から変化するなら、焦
点検出手段は表面が位置４０９１１１に移動したか位置
４２側に移動したかに基づいて（極性、大きさまたは他
の要素）信号５２を供給し得る。２個の信号４８及び５
２は制御表示手段５０中で結合され、ｆｆｔｌＪ御信号
５４を発生する。前記信号は、軽量キャリッジに支持さ
れたゾーンプレー）３０を、表面１０と光焦点３８とを
再び一致させるような方向に駆動すべくサーボモータ５
６を駆動する。
ゾーンプレートとその支持部材（キャリッジ５８）と１
ｄｌｔたは２グラムのオーダの質量を有するように形成
され得る。前記ゾーンプレートは好ましくは１００グラ
ムの質量を有し得る上記記載の従来型顕微鏡対物レンズ
のような焦点形成手段に匹敵する。質量が少ないためサ
ーボ応答時間が短縮する。
ｄｌｔたは２グラムのオーダの質量を有するように形成
され得る。前記ゾーンプレートは好ましくは１００グラ
ムの質量を有し得る上記記載の従来型顕微鏡対物レンズ
のような焦点形成手段に匹敵する。質量が少ないためサ
ーボ応答時間が短縮する。
上記具体例中、モノクロメータは回転プリズム型である
。モノクロメータは或いは第２図の符号６０で略示する
ような干渉フィルタくさびであり、白色光から所望の狭
い周波帯を選択する。
。モノクロメータは或いは第２図の符号６０で略示する
ような干渉フィルタくさびであり、白色光から所望の狭
い周波帯を選択する。
別の具体例に於いてモノクロメータは第３図の符号６２
で略示するような半導体ダイオード型のレーザであシ、
発振された光の波長はダイオードの温度に依存する。こ
の場合、装置は予め決定し得る一定の値に温度を維持す
べく、サーモスタット式に制御される炉６４のような手
段を含む。
で略示するような半導体ダイオード型のレーザであシ、
発振された光の波長はダイオードの温度に依存する。こ
の場合、装置は予め決定し得る一定の値に温度を維持す
べく、サーモスタット式に制御される炉６４のような手
段を含む。
本発明は更に内視鏡に適用され得る。ゾーンプレートは
体腔挿入用内視鏡の遠端（即ち接眼レンズと反対の端部
）でし／ズシステムの少なくとも一部を形成すべく構成
される。内視鏡の入射光の波長が変化するとゾーンプレ
ートは内視鏡の端部から異なる距離に焦点を形成する。
体腔挿入用内視鏡の遠端（即ち接眼レンズと反対の端部
）でし／ズシステムの少なくとも一部を形成すべく構成
される。内視鏡の入射光の波長が変化するとゾーンプレ
ートは内視鏡の端部から異なる距離に焦点を形成する。
その結果、移動部分を介さずモノクロメータによる遠隔
制御によりズームレンズシステムの効果が得られる。こ
のような容易さは、被試験物体から接眼レンズに光を送
るためにコヒーレントな光７アイノ々を使用する内視鏡
の場合特に有利である。
制御によりズームレンズシステムの効果が得られる。こ
のような容易さは、被試験物体から接眼レンズに光を送
るためにコヒーレントな光７アイノ々を使用する内視鏡
の場合特に有利である。
第１図は所与の表面で光の焦点を形成するための装置の
概略説明図、第２図は別の可変色光源を有する具体例を
示す第１図と同様の概略説明図、及び第３図は更に別の
可変色光源を有する具体例を示す概略説明図である。 １０・・・表 面、 １２・・・可変波長光源、１４・
・・ランプ、１６・・・モノクロメータ、加・・・アノ
ｑ−チャ、四・・・光ファイバ、２６・・・ビームスプ
リッタ、（９）・・・光焦点形成手段、３２・・・シリ
ンドリカルレンズ、３４・・・平面鏡、３６・・・光電
池、必・・・’） ｈｓ４６・・・増幅表示手段、
５０・・・制御表示手段、５６・・・サーボモータ、５
８・・・キャリッジ、６０・・・干渉フィルタ、６２・
・・半導体ダイオード、６４・・・炉。 代理人弁理士今 村 元
概略説明図、第２図は別の可変色光源を有する具体例を
示す第１図と同様の概略説明図、及び第３図は更に別の
可変色光源を有する具体例を示す概略説明図である。 １０・・・表 面、 １２・・・可変波長光源、１４・
・・ランプ、１６・・・モノクロメータ、加・・・アノ
ｑ−チャ、四・・・光ファイバ、２６・・・ビームスプ
リッタ、（９）・・・光焦点形成手段、３２・・・シリ
ンドリカルレンズ、３４・・・平面鏡、３６・・・光電
池、必・・・’） ｈｓ４６・・・増幅表示手段、
５０・・・制御表示手段、５６・・・サーボモータ、５
８・・・キャリッジ、６０・・・干渉フィルタ、６２・
・・半導体ダイオード、６４・・・炉。 代理人弁理士今 村 元
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１） 所与の表面に光の焦点を形成するだめの装置
でらシ、前記装置は、所定の色収差を有する光焦点形成
手段と、使用時に前記焦点形成手段を介して前記所与の
表面に光を供給する可変波長光源と、使用時−前記所与
の表面から反射された前記光源からの光を受取るだめの
焦点検出手段と、前記光源の波長と前記焦点検出手段と
に応答して、前記光源からの光の焦点を前記所与の表面
上に維持すべく前記光の波長を変化させるための制御表
示手段とを有することを特徴とする光焦点形成装置０（
２）所与の光波長の場合、前記所与の表面から前記光焦
点形成手段の距離を変化させることによシ前記所与の表
面上に焦点が維持されるように構成されることを特徴と
する特許請求の範囲第１項に記載の装置。 （３）前記光焦点形成手段はゾーンプレートであること
を特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項に記載
の装置。 （４）前記光源からの光の波長は、白色光から所望の周
波帯を選択する干渉フィルタくさびによシ変化させられ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第３項の
いずれかに記載の装置。 （５）前記光源からの光の波長は、白色光から所望の周
波帯を選択するモノクロメータによシ変化させられるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第３項のいず
れかに記載の装置。 （６）前記光源からの光の波長は、光源である半導体レ
ーザの温度を変化させることによシ変化させられること
を特徴とする特許請求の範匝第１項乃至第３項のいずれ
かに記載の装置＠ （力先は光フアイバ光導波路を介して前記光源から前記
光焦点形成手段に送られることを特徴とする特許請求の
範囲第１項乃至第６項のいずれかに記載の装置。 （８）内視鏡に組合わせて使用され、光が前記内視鏡を
通って前記内視鏡の遠端から可変距離に焦点を形成すべ
く構成されることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃
至第７項のいずれかに記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB8234910 | 1982-12-07 | ||
| GB8234910 | 1982-12-07 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59113407A true JPS59113407A (ja) | 1984-06-30 |
| JPH0650365B2 JPH0650365B2 (ja) | 1994-06-29 |
Family
ID=10534806
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58230452A Expired - Lifetime JPH0650365B2 (ja) | 1982-12-07 | 1983-12-06 | 所与の表面上に光を集束させる装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
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