JPS60113122A - 光ビ−ム強度分布測定器 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はビデオディスクプレーヤや光情報・データファ
イル装置等の光学装置の光ビームの調整・検査を行なう
装置に関するものである。

従来例の構成上その問題点 近年、光を用いた情報の記録・再生および伝達技術の開
発が盛んに行なわれている。これらに用いる光学装置を
開発する上で、光が通過する各点においてどのような強
度を持つかを知ることは重要である。従来の光強度分布
の測定は第１図に示す方法がよく用いられていた。第１
図において、１は光ビーム、２はピンホール３をもつじ
やへり板、４は光量測定手段である。光の進行方向に２
軸をとり、Ｚ軸に直交する平面内に互いに直交するＸ軸
、ｙ軸をとる。ピンホール３をｘ、ｙ方向に移動させ、
そのときのピンホール通過光量を測定すれば光軸２に直
角な平面内の点（ｘ、ｙ）における光強度Ｉ　（−ｘ　
、　ｙ　）をめることができる。。

しかしこの方法で、より正確な測定を行なうためにはス
キャニングを細かくし、ピンホールを小さくしなければ
ならない。スキャニングを細かくすれば測定に時間がか
かり、ピンホールを小さくすれば検出光量か減少し、測
定精度が劣化するという欠点を有する。

発明の目的 本発明の目的は光ビームの光強度分布を正確がつ迅速に
測定する光ビーム強度分布側定器を提供することである
。

発明の構成 本発明の光ビーム強度分布測定器は、ナイフェツジを用
いて一方向に積分された光強度分布をめる構成部と、こ
の積分された光強度分布から各点の光強度分布をめる構
成部とからなる。一方向に積分された光強度分布をめる
構成部においては、光ビームに対して直交する平面内の
ある方向にナイフェツジを移動させ、ナイフェツジによ
るしゃ断光量を変化させることによりナイフェツジ位置
に対応するナイフェツジ後方到達総光量をめ、この到達
総光量をナイフェツジ位置に関して微分し、ナイフェツ
ジ移動方向と直角な方向に積分された光強度分布をめて
いる。また前記構成部においては、ナイフェツジの移動
方向を変えて前記の一方向積分光強度を多数束める。各
点の光強度分布をめる構成部においては、前記多数の方
向についてめた積分光強度からフーリエ変換を用いてめ
る。

実施例の説明 本発明における一実施例の光ビーム強度分布測定器の構
成を第２図に示す。図において、１は光ビーム、４は光
量測定手段である。６は光強度分布の測定面であり、光
ビームの進行方向２に直交する。６はナイフェツジであ
り、測定面５内に配置され、配置ＩではＸ軸方向に移動
して刃先ａにより光ビーム１を切断する。ここでＸ、Ｙ
はナイフェツジの移動方向およびその直角方向に設けた
座標系である。このとき光ビーム１の進行方向に対して
ナイフェツジ６の後方に配置された光量測定手段４に到
達する総光量はナイフェツジ位置に関］７て第３図に示
すような特性になる。Ａ部はナイフェツジ６が光ビーム
１を切らない状態であり、光は全くさえぎられていない
。Ｂ部は切断状態であり、光の一部がさえぎられている
。Ｃは切断完了状態であり光は完全にしゃ断されている
。この総光量をナイフェツジ位置Ｘで微分したものを第
４図に示す。通常第３図状態Ｂの中央付近が最大となる
つり鏡型となる。ここでナイフェツジ位置Ｘで微分する
ことの意味について説明する。測定面５内の光強度は通
常定性的に第６図のように中央が強く、中心から離れる
につれて弱くなる分布となる。このとき総光量のＸ微分
は第５図の斜面で示した体積ＶをｄＸで除したものであ
るから、点（ｘ、ｙ）における光強度をＩ（Ｘ、Ｙ）と
すれば総光量のＸ微分は となり、Ｙ方向に積分した光強度となる。このようにナ
イフェツジを用いて測定される光強度は光強度の積分子
Ｉ（Ｘ、Ｙ）ｄＹであり、その点の強度分布Ｉ（Ｘ、Ｙ
）ではない。そのため積分から点の強度分布をめる操作
が必要となる。そこで次に積分が知れているときこれか
ら点の強度分布をめる方法について説明する。まず第２
図の状態■として示すようにナイフェツジの移動方向を
変えて、すなわちθを変えて種々の方向からの上記線積
分子Ｉ（Ｘ、Ｙ）ｄＹをめる。これはナイフェツジの位
置Ｘとナイフェツジの移動方向θの関数となる。これを
第６図にｑ　（ｘ＋θ）として示す。

つ捷り光ビームの各点の強度Ｉ（Ｘ、Ｙ）をＸを一定と
してＡからＢｊでθ方向に積分したものがｑ（ｘＩθ）
である。式で表わせばｑ　（Ｘ、θ）−ここで空間のあ
る方向に固定された直交座標を（ｘ　＋　ｙ　）、強度
分布Ｉ（ｘ、ｙ）のフーリエ変換をＦ（ωｃｏｓθ、ω
５ｉｎ（７）、ω、０はフーリエ変換領域における極座
標とすれば数段階の計算を経て、となる。

すなわち強度分布Ｉ（Ｘ、Ｙ）のフーリエ変換Ｆ（（Ｉ
ＪＣＯ５θ、ωｓｉｎθ）はナイフェツジで測定される
ところの積分強度ｑ　（ｘ＋θ）のフーリエ変換となる
。

それゆえ強度分布ｆ（ｘ、、ｙ）はＦ　（ｔｎｃＯｓθ
、　ωｓｉｎθ）を逆フーリエ変換してめることができ 以下余白 （ｉ（ξＸ＋ηｙ））ｄξｄη である。ただしξ、ηはフーリエ変換領域の直交座標で
ある。以上ナイフェツジ法とフーリエ変換を用いて各点
の光強度分布をめる方法を第７図に示し、要約して以下
に述べる。

ナイフェツジを移動させて　（■）、ナイフェツジ通過
総光量変化を測定しく■）、次にこれを微分して（■）
ｙ方向に積分された光強度分布をめる（■）。次にナイ
フェツジの移動方向θを順次変えて上記の■〜■を同様
に行なう。次にこれら測定データをフーリエ変換しく■
）、さらに逆フーリエ変換して（■）、光強度分布が捷
る（■）。

ナイフェツジの移動方向を変える方法として第２図に示
すように光軸２を中心としてナイフェツジを回転させる
ことによりナイフェツジ移動方向を変えても良いし、第
８図に示すように円板７に穴Ｈ１，Ｈ２・　・を設けて
そのエツジａ、ａ’、ａ”・・・・・・・・・に傾きを
与え、円板を回転させて光ビーム１を切っても良いし、
第９図のように移動板８にＨｌ。

Ｈ・・・・の穴を設はエツジａ　、　ａ’、　ａ″、ａ
″・　−・に傾きを与えて、一定方向に送っても良い。

発明の詳細 な説明したように本発明の光ビーム強度分布測定器は、
ナイフェツジとツーり変換により、高精度に迅速に光ビ
ームの強度分布をめることができる。またフーリエ変換
にＦＦＴ　（高速フーリエ変換）を用いれば測定時間は
更に短縮される。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の光ビーム強度分布測定装置の原理図、第
２図は本発明における一実施例の光ビーム強度分布ｉ１
＋１１定装置の原理図、第３図はナイフェツジ位置に対
する光量測定手段到達総光量を示す特性図、第４図は第
３図総光量をナイフェツジ位置で微分した形状を示す特
性図、第６図は光強度分布特性図、第６図は点強度分布
と、線積分強度分布の関係図、第７図は点強度分布をめ
るためのアルゴリズムを示すフローチャート、第８図お
よび第９図はナイフェツジの配置を示す図である。 １・・・・・光ビーム、４・・・・・・光量測定手段、
６・・・・・・ナイフェツジ。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第　
１　図 第２図 ナイフェツジ値１Ｘ 第　４　口 ナイフェツジイ直イ防Ｘ 第　５　Ｍ べ と 第６図 扼　７１え 第８図　α　α 弗　′ｌ　ω

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ナイフェツジを光ビームに対して直交する平面内で移動
   させることにより遮断光量を変化させ、ナイフェツジ移
   動位置に対応するナイフェツジ後方到達光量をめ、この
   到達光量をナイフェツジ移動位置で微分し、以上の操作
   をナイフェツジの移動方向を変えて行なって各々の移動
   方向に対する到達光量微分をめ、この到達光量微分をフ
   ーリエ変換することにより光ビーム直交平面内各点の光
   強度をめる光ビーム強度分布測定器。