JPS6134513A - 光学装置における調整過程を音響監視するための方法と装置 - 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、光線路に存在する、光束の光軸を横切る基準
面の拡がりにおいて部分光線からなる光束の強度分布に
関して、光束の調整を音響監視するための方法および装
置に関する。

従来技術 光束の強度分布または位置ないしは方向が、鐘、方向変
換プリズム、レンズ、光学透明平板および光学透明楔、
ライン格子、ポログラフ偏向絞り、音響的マルチ周波数
−変調器、音響光学反射器のような光学素子によって影
響をうける。最終的には、光源自身も変動することがあ
る。強度分布または、位置々いしは方向に関する光束の
調整は、鏡支持部材のような機械的調筒形式の適切な調
節手段によってか、またはピエゾ駆動装置のような電気
機械的調節形式の適切な調節手段によってなされる。

光束の調整を制御するために、調整過程中またはターゲ
ットディスク、スクリンもしくは穴絞りなどのようなゲ
ージを観察したり、または、たとえばオシログラフ上の
適切な光電検出器の信号を読取ることが公知である。

発明が解決しようとする問題点 公知の調整補助装置は、多くの場合において正確でなく
、時々、光調整に関して、全く明確でない通報をし、ま
た場合によっては、取扱いがむづかしい。さらに、たと
えば、調整手段が、届きにくい位置にあったり、光装置
がコンパクトな構造であるために、調整過程の際に、得
られる調整の正確な観察または監視を行うことが、しば
しば不可能である。

問題点を解決するための手段 本発明によれば、前述の問題点は、特許請求の範囲痕１
項に記載の、光束の調整を音響監視するための方法と、
特許請求の範囲第１０項に記載の光学装置における調整
過程を音響監視する装置とによって解決される。

実施例 次に、本発明の実施例を図面を用いて詳しく説明する。

図は、光束の光軸を購切る所定の基準面の拡がりにおけ
る強度分布に関して、光束調整を監視するだめの装置の
実施例を示す。光束における強度分布は、たとえば、音
響光学変調器（ＡＯｆｌ／ｌ）のブラッグ角の調整によ
って行なうことができる。

図示の実施例において、たとえばレーザー光線５１は、
音響光学的多チヤネル変調器５２において、光束５４の
ｎ個の発散した部分光線５３に分割され、その部分光線
は、収束レンズ５５によって平行に゛）れる。

音響光学的多チヤネル変調器５２は、各チャネルに対し
て、１個の圧電振動子を用いて、種々の周波数の超音波
を入力結合する、１個のクリスタルブロックから、実質
的になっている。

チャネルの部分光線５３としてクリスタルブロックを出
る、入射光線５１の一部分は、クリスタルブロックの中
で伝播するそれぞれの超音波によって、他の方向に回折
される。最適回折は、入射光線５１が、ブラッグ角と称
される、所定角度で、クリスタルブロックに入射する場
合、得られる。圧電振動子を制御するために必要な各々
のチャネルに対して周波数が異なる高周波信号は、高周
波発振器５６で発生される。高周波発振器５６における
相応する制御信号Ｓｎによって、１つのチャネルの高周
波信号を遮断することによって、そのチャネルの相応す
る部分光線５３は、遮断される。

このような音響光学的変調器の詳細は、たとえば、１９
８３年、ニュージャーシイ州、プレンティスホールイン
ターナショナル社出版ジエイウィルソンおよびジエイエ
フビーフオークス共著「オプトエレクトロニクスーアン
イントロダクション」に記載されている。

光束５４内の強度分布は、各々のチャネルに対して高周
波電圧の周波数および振幅の分布の影響を受ける。その
上光束５４の強度分布は、光線５１に垂直に、かつ超音
波の伝播方向に垂直に延びる軸に関して変調器５２のブ
ラッグ角度を変化することによって、調整される。

光束５４は、たとえば、光束５４の光軸５７を横切る方
向に位置する基準面５８の拡がり（Ｘ、）において、対
称的な強度分布Ｉ＝ｆ（ｘ）を有すべきである。調整過
程中の強度分布を求めるために、光束５４の縁部光線６
３が存在している、いくつかのチャネルないしは、部分
光線５３の強度値Ｉが測定される。一般に、実施例のよ
うに、変調器５２０１番目のチャネルの縁部光線６３の
強度値■１と、ｎ番目のチャネルの縁部光線６３の強度
値Ｉｎのみ測定するだけで十分である。さらに、クロッ
ク発生器５９がクロック列Ｔｏを発生し、そのクロック
列は、クロック入力側６０を介して、環状計数器６１で
計数される。

その際、計数器６１は、データ出力側６２にデジタル制
御信号Ｓｎを発生する。その制御信号は、音響光学的変
調器５２の１番目のチャネルとｎ番目のチャネルの縁部
光線とを、交互に通過させ、その間、他の部分光線は、
遮断する。

縁部光線６３は、光束５４の光線路に存在する、部分透
光性の平面鏡６４で反射され、調整過程中たみえば、変
調器５２におけるブラッグ角の調整を変化することによ
り、縁部光線６３の強度値■１とＩｎを順次に測定する
音響光学的変換器６７の、測定平面６６上に集光レンズ
６５で集束される。測定された強度値■１とＩｎは、増
幅器６８において、増幅され、後置のＡ／Ｄ変換器６９
において、ディジタル化される。測定装置は、もちろん
光束５４の光線路におい□て設けてもよい。

連続的に順次に測定される、２つの縁部光線６３の強度
値１１とＩｎは、レジスタ７１のある部分領域に、１方
の縁部光線の強度値１１がレジスタ７１のもう１方の部
分領域に、他方の縁部光線の強度値Ｉｎが、入力される
ように、電子スイッチ７０によって、レジスタ７１の中
に、記憶される。さらに、電子スイッチ７００制御入力
側７２には、クロック列Ｔ。が印加され、電子スイッチ
７０は、両方の縁部光線６３の通過および遮断と同期し
て切換えられる。

実施例と異なり、強度分布を測定するために、縁部光線
の強度値■だけを使うのに限らない場合、縁部光線の強
度差に相当する２つの隣接する部分光線間の強度差値と
、それぞれの強度差値の和が、形成される。実施例にお
いて、縁部光線の強度値■１とＩｎだけが測定されるの
で、差形成段７３において、強度差値△Ｉ＝Ｉｎ−１１
が形成され、さらに強度値１１とＩｎは、レジスタ７１
から読出される。

これに対して、たいていの場合、絶対強度分布ではなく
、相対強度分布が重要なので、強度差値△Ｉは、正規化
段７４で、正規化される。

さらに、正規化段７４の加算段７５において、合計値Σ
Ｉ　＝　１１＋Ｉｎが形成され、除算段７６において、
正規化された強度差値△Ｉと、合計値ΣＩとの商として
、正規化強度差値△Ｉが形成される。正規化強度差値△
Ｉは、符号と値によって、光束５４の強度分布における
非対称の方向と強さを表わし、ひいては音響光学的変調
器５２のブラッグ角誤差の符号と方向を表わしている。

比較器７７において、正規化強度差値△Ｉが０より太き
いか、０より小さいかの比較により、正規化強度差値△
Ｉの符号を検出し、それぞれ検出された、符号に相応す
る制御信号Ｓ２を発生する。

正規化された強度差値△Ｉは、所定の関数に従って変更
され、実施例においては、自乗段７８において自乗され
、後続の割算段７９において、正規化自乗強度差値（△
Ｉ）′　から、逆数値１／（△ｉ）２が、形成される。

逆数値１／（△Ｉ）２は、図示の実施例において、Ｄ／
Ａ変換器８０において、電圧制御発振器用のアナログ制
御信号Ｓ３に変換される。電圧制御発振器８１　（ＶＣ
Ｏ）は、周波数が、逆数値１／（Δ１）２に比例してい
る周期的な制御信号Ｓ４を発生する。

自乗段７８で得られる、正規化自乗強度差値（△ｉ）２
は、スイッチ８２を介して、閾値回路８４の比較器８３
に供給され、比較器８３にて、レジスタ８５にはいって
いた正規化限界値Ｉｇと比較される。限界値１ｇは、（
△Ｉ）−０への正確な調整の許容偏差を表わす。正規化
自乗強度差値（△Ｉ）が、この限界値Ｉｇを下回れば、
比較器８３は、さらに制御信号Ｓ５を発生する。

たとえば２０００　Ｈｚの高い周波数の振動を発生する
、第１の発振器８６と、たとえば、１５０Ｈｚの低い周
波数の振動を発生する、第２の発振器８７は、制御信号
Ｓ２によって制御される電子切換器８８を経て、さらに
制御信号Ｓ４によってクロック制御される断続器８９を
経て、さらに制御信号Ｓ５によって制御される、もう１
つの電子切換器９０および、増幅器９１を経て、測定音
を発生させるだめの電気音響変換器たとえば、拡声器９
２に接続されている。２つの発振（１４〕 器８６と８７は、クロック発生器９４において発生する
、たとえば４．Ｈ２の低い周波数の制御信号Ｓ６によっ
て、クロック制御される切換器９３を介して、電子切換
器９０の状態に依存して拡声器９２に接続することがで
きる。

調整過程の際、測定される強度差値（△Ｉ）の符号に依
存して、つまり、誤差方向に依存して、発振器８６また
は発振器８７は、切換器８８を用いて、拡声器９２に接
続され、相応する高い測定音または低い測定音が発生さ
れる。この測定音は、断続器８９を用いて、自乗の強度
差ｆ直（６丁）２の値に依存して、断続器周波数が、強
度差値の減少と共に増加するように、断続される。自乗
の強度差値（△Ｉ）２が、所定の限界値Ｉｇを下回われ
ば、電子切換器９０は、破線で示された位置に切り換え
られ、それによって、クロック制御される切換器９３に
よって制御され、低い測定音と、高い測定音が、交互に
聞こえるようになる。

強度差値△Ｉ＝０への正確な調整を必要とする場合、こ
れに反１７て閾値回路８４は、スイッチ８２の操作によ
って作動せず、そのため切換器９０は、図示の位置に留
まる。この場合に、断続器８９の断続周波数は、強度差
値Ｏに近接する場合に、非常に高まり、たいてい連続測
定音が生ずる。その場合、比較器７７は、全く符号を検
知しないような△Ｉ＝Ｏ状態にて、所定の制御信号Ｓ２
を送出し、その信号により、切換器８８は、所定の状態
にとどまるようにされる。

測定音発生方法は、上述の実施例のみに制限されない。

本発明の範囲内において、強度差値を値と方向に従って
それぞれ他の方法で聴取できるようにすることもできる
。たとえば、振幅またはキーイング比、ないしは、振動
のキーイング周波数は、測定される強度差値に依存して
変更され、それにより、測定音の遮断持続期間または遮
断周波数が変化される。

相対強度分布ではなく、絶対強度分布が重要であれば、
正規化段７４は、ただ橋絡されるだけか、全く省略され
る。その場合、閾値回路８４のレジスタ８５において、
絶対限界値が、記憶される。

発明の効果 本発明によれば、光学装置における調整過程の監視が、
簡単かつ正確に実施でき、さらに値や方向に従っての調
整ステップを適正に信号として伝達できる。

【図面の簡単な説明】

図は、部分光線からなる光束における強度分布の音響制
御装置の路線図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光線路に存在する、光束の光軸を横切る基準面の拡
   がりにおいて、部分光線からなる光束の強度分布に関し
   て、光束の調整を音響監視するための方法において、 ａ）調整の際基準面（５８）の拡がり（Ｘ）の方向にお
   いて、少くとも光束（５４）の縁部にある部分光線（５
   ３）の、その都度存在する強度値（Ｉ）を測定し ｂ）基準面（５８）の拡がり（Ｘ）の方向において、２
   つの部分光線（５４）から、強度差値（△Ｉ）の、値と
   符号を求め、かつ加算し ｃ）振動を発生し、振動のパラメーターが、その都度加
   算された強度差値の値と符号に依存して変更され、変更
   された振動が、値や符号によつて異なる測定音として聴
   取されるようにしたことを特徴とする、光束の調整を音
   響監視する方法。 ２、振動のパラメーターとして、周波数や振幅またはキ
   ーイング周波数ないしはキーイング比を、強度差値の値
   や符号に依存して変更し、変更することにより、測定音
   の音の高さや音の強さ、または断続周波数ないしは遮断
   時間を、変える特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３、ａ）それぞれの強度差値（△Ｉ）の符号を求め、ｂ
   ）振動の周波数ないしは、測定音の音の高さを、求めた
   符号に依存して変える、特許請求の範囲第１項または第
   ２項記載の方法。 ４、振動のキーイング周波数ないしは、測定音の断続周
   波数を、強度差値（△Ｉ）のそれぞれの値に依存して変
   える特許請求の範囲第１項から第３項までのいずれかの
   項に記載の方法。 ５、求めた強度差値（△Ｉ）を、所定の関数に従つて変
   更し、振動のパラメータを、変更した強度差値（△Ｉ）
   ＾２に依存して変える特許請求の範囲第１項から第４項
   までのいずれかの項に記載の方法。 ６、求めた強度差値（△Ｉ）を変更し、変更された差値
   の逆数を形成し、振動のパラメータを変更強度差値の逆
   数（１／△Ｉ＾２）に依存して変える、特許請求の範囲
   第１項から第５項までのいずれかの項に記載の方法。 ７、ａ）決定された強度差値（△Ｉ）または、変更強度
   差値（△Ｉ＾２）を、許容強度偏差を表わす、所定の限
   定値（Ｉｇ）と比較し、 ｂ）強度差値（△Ｉ）または変更強度差値（△Ｉ）＾２
   が所定の限界値（Ｉｇ）を下回わるのを測定音として聴
   取可能とした、特許請求の範囲第１項から第６項までの
   いずれかの項に記載の方法。 ８、限界値（Ｉｇ）を下回わる際、強度差値（△Ｉ）の
   符号と値に依存する測定音を遮断する特許請求の範囲第
   ７項記載の方法。 ９、光束の光軸を横切つて光路に存在する基準面の拡が
   りにおいて、強度分布に関する、部分光線からなる光束
   の調整の音響監視の装置において、 ａ）光束の部分光線の強度値（Ｉ）の測定のための光電
   測定装置（６７、６８）と、 ｂ）光電測定装置（６７、６８）に接続されている、強
   度差値（△Ｉ）を求めるための差形成段（７３）と、 ｃ）強度差値（△Ｉ）の符号を求めるための、差形成段
   （７３）に接続された段（７７）と、 ｄ）それぞれの強度差値（△Ｉ）の値と符号に依存して
   、振動を変更するため符号を求め る段（７７）と差形成段（７３）に接続されている、振
   動発生器（８１、８６、８７、８８）と、 ｅ）振動発生器（８１、８６、８７、８８、８９）に接
   続された変更振動を、測定音として、聴取可能にするた
   めの、電気音響変換器とを備えることを特徴とする光学
   装置における調整過程を音響監視する装置。 １０、振動発生器（８１、８６、８７、８８、８９）が
   、それぞれの強度差値（△Ｉ）の符号に依存して、振動
   を変えるための、段（７７）により制御される手段（８
   ６、８７、８８）を有する、特許請求の範囲第９項記載
   の装置。 １１、振動発生器（８１、８６、８７、８８、８９）が
   、それぞれの強度差値（△Ｉ）の値に依存して、振動を
   変えるための、差形成段（７３）に接続される手段（８
   １、８９）を有する特許請求の範囲第９項または、第１
   ０項記載の装置。 １２、ａ）強度差値が、所定の限界値（Ｉｇ）を下回わ
   る場合に制御信号を得るための、差形成段（７３）に接
   続される、閾値回路（８４）と、ｂ）振動発生器（８１
   、８６、８７、８８、８９）が、限界値（Ｉｇ）を下回
   わる場合、第２の振動を発生し、かつ第２の振動を電気
   音響変換器（９２）に供給するため、制御信号によつて
   制御される、付加的手段（９０、９３、９４）を有する
   、特許請求の範囲第９項〜第１１項のいずれかの項に記
   載の装置。 １３、段（７８）に、修正強度差値の逆数値（１／△Ｉ
   ＾２）の形成のための逆数形成段（７９）が後置接続さ
   れている、特許請求の範囲第９項記載の装置。