JPS63208019A - 二次元光束調整装置 - 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 この発明は、プリズムの入射角と偏角との関係を利用す
ることによって光束の２次元的な進行方向を微調整する
二次元光束調整装置に関するものである。

従】欽ｌ【権 プリズムに単色光線を入射させた場合、この入射光線と
出射光線とのなす角を偏角、あるいはふれ角と呼ぶが、
この偏角は入射角と出射角とが等しいときに最小値をと
り、この付近の領域では入射角の変化に対する偏角の変
化率が低くなる。

例えば第５図に示したように、頂角δのプリズムに対し
て光線が垂直に入射するよう設定し、このプリズムを図
中時計回り、反時計回りに回動させた場合、プリズムの
回動角度を０．（符号は時計回りを士、反時計回りを−
としている）、対応する偏角を０２とすると、その関係
は第６図に示す通りである。なお、第６図中実線はδ＝
１０°の場合、破線はδ＝５°の場合をそれぞれ示して
いる。

この図からも理解できるように、頂角を小さくとれば偏
角の変化率も低くなり、特に第６図中矢印で示した最小
偏角付近では変化率が極めて低くなる。すなわち、この
性質を利用すれば、光線のプリズムに対する入射角度を
比較的大きなレベルで調整することによって、この光線
の角度を微小なレベルで変化させることができることと
なる。

この性質を利用した従来の２次元光束調整装置の一例を
第７図〜第９図に示す。

図示されるように、この２次元光束調整装置は２つの三
角プリズム１．２を有しており、これらのプリズムをそ
れぞれ図中のｙ、ｚに平行な回動軸Ｑ１、Ｑ２回りに回
動させることによって出射光の角度を２欣元的に微調整
するものである。

なお、第８図及び第９図は、第７図に示したプリズムに
よる光線の屈折具合を示した図であり、第８図はプリズ
ムの中央を通るｘ−ｙ平面と平行な面で切断した断面図
、第９図はプリズムの中央を通るｘ−ｚ平面と平行な面
で切断した断面図である。

このような構成とされた２次元光束調整装置においては
、三角プリズム１を軸Ｑ□回りに回動させることによっ
て出射光束の方向を図中ｘ−ｚ平而と面行な平面に沿っ
て変化させることができ。

三角プリズム２を軸０７回りに回動させることによって
出射光束の方向を図中ｘ−ｙ平面と平行な平面に沿って
変化させることができる。

登用」鍾ｕしりにユ上ｔａｈ旧乱悪 しかしながら、上述したような従来の２次元光束調整装
置においては、調整時、零調整時のいずれの状態であっ
ても入射光束と出射光束との間に角度差があるため、出
射光との関係で光源装置あるいは調整装置自身の位置設
定が廻しいという問題点があった。

また、入射光束と出射光束との断面形状も変化し、波長
ｑ＋ｔｔ域の広い光、例えば白色光を入射させた際には
色収差も顕著となるため、用途によっては使用できない
場合がある。

又皿久旦煎 この発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、
零調整時における入射光束の進行方向と出射光の進行方
向とを一致させることができ、しかも光束の形状の変化
や色収差の影響がない２次元光束調整装置を提供するこ
とを目的とする。

問題、Ｍを解決　るための手段 この発明は上記の目的を達成させるため、第１゜第２プ
リズムを、零調整時には一方の入射端面が他方の出射端
面と平行になるように、かつそれぞれの入射端面と出射
端面とを延長した際の仮想交線が前記第１、第２回動軸
のいずれに対しても非平行となるように配置したことを
特徴としたものである。

止爪 この発明は上記のような構成としたため、第１、第２プ
リズムを第１、第２回動軸回りに回動調整することによ
って光束の出射角度を２次元的に微調整することができ
る。

実施例 以下この発明を図面に基づいて説明する。第１図〜第４
図はこの発明の一実施例を示したものである。

この発明に係る２次元光束調整装置は、第１図に示した
ように、光束の進行方向に沿って順次設けられた第１、
第２プリズム１１．１２を備えている。

これらのプリズム１１．１２は、それぞれ互いに非平行
な入射端面１１ａ、１２ａと出射端面１１ｂ、１２ｂと
を有する６面体であり、入射角度の変化に対する偏角の
変化率が低い領域で可変角光束を入射させるよう配置さ
れている。

ここで説明のため、図中に光束の進行方向Ｘと、このＸ
と直交する方向ｙと、これらｘ、ｙの双方に直交する方
向２とからなる座標を設定し、上記のプリズム１１．１
２の配置を詳述する。

まず、第１プリズム１１はｙ方向と平行な第１回動軸Ｑ
３回りに回動調整可能とされており、第２プリズム１２
は２方向と平行な第２回動軸Ｑ４回りに回動調整可能と
されている。しかも、零調整時にはプリズム１１の入射
端面１１ａがプリズム１２の出射端面１２ｂと平行にな
り、プリズム１１の出射端面１１ｂがプリズム１２の入
射端面１２．ａと平行になるよう配置されている。

そして、その零調整時には、第１プリズム１１の入射端
面１１ａと第２プリズム１２の出射端面１２ｂとは。

ｙ　−ｚ平面を２軸回りに傾けた面と平行となり、プリ
ズム１１の出射端面１１ｂとプリズム１２の入射端面１
２ａとは、ｙ−ｚ平面をｙ軸回りに傾けた面と平行とな
る。

このような構成とされているため、第１プリズム１１の
入射端面１１ａと出射端面１１ｂとを延長した際の仮想
交線は、第１、第２回動軸Ｑ１、Ｑ４のいずれに対して
も非平行となり、第２プリズム１２における仮想交線も
同様にいずれの回動軸Ｑ３．ｐ４に対しても非平行とな
る。

なお、偏角の変化率が最も低い領域は、第６図に矢印で
示した最小偏角付近の領域であるが、調整に供する領域
をこの最小偏角を含む両側に設定すると、入射角を何れ
の方向に変化させても偏角は増大する方向にしか変化せ
ず、調整の方向性が一方的となってしまう。そのため、
この最小偏角付近から多少ズした領域を使用することが
望ましい。

第２図及び第３図は、上記零調整時における光線の屈折
具合を示した図であり、第２図はプリズムの中央を通る
ｘ−ｙ平面と平行な面で切断した断面図、第７３図はプ
リズムの中央を通るｘ　−ｚ平面と平行な面で切断した
断面図である。この図からも理解できるように、零調整
時においては入射光線と出射光線とは平行となり、ｙ軸
方向及び２軸方向へ多少シフトする。

上述したような２次元光束調整装置においては、第１図
中のＸ方向に進む光束の出射角度を、主としてｘ　−ｚ
平面と平行な平面に沿って変化させたいときには、第１
プリズム１１を第１回動軸Ｑ３回りに回動調整し、主と
してｘ−ｙ平面と平行な平面に沿って変化させたいとき
には、第２プリズム１２を第２回動軸１１４回りに回動
調整する。

これらのプリズムは、前述したように入射角度の変化に
よる偏角の変化率が小さい領域で光束を入射させるよう
に配置されているため、回動調整による角度と比較して
偏角、すなわち光束の出射角度の変化は微小であり、光
束の微小な調整を正確に、しかも容易に行うことができ
る。

また、このように対称形状の２つのプリズムを使用した
場合には、一方のプリズムによる色収差や光束の形状変
化は他方のプリズムで補正されるため、透過する光束に
はほとんどこれらの影響がない。

なお、上記プリズム１１．１２は、１個づつのガラス部
品として製作することも可能であるが、それぞれ対称形
状であるため別個の部品として製作しなければならず、
また、形状が複雑であるため１個づつ製作しなければな
らないため、加工にやや困難性がある。

この問題は、第４図に示したような部材Ａ、　Ｂをそれ
ぞれ２個づつ接合して製造することによって解決できる
。

すなわち、対称形状の各プリズム１１．１２は、いずれ
も２種の部材Ａ、Ｂをそれぞれ方向を変えて接合するこ
とによって構成されている。そして、この場合に必要な
２種の部材Ａ、Ｂは、それぞれ三角プリズムの頂角付近
を切断したような単純な形状であるため、棒状のガラス
材で数個分を同時に加工した後に切断することによって
製作でき、プリズム１１．１２をこれらの部材Ａ、Ｂか
ら構成することによって加工時における作業性を格段に
向上させることができる。

便來 以上説明してきたように、この発明に係る２次元光束調
整装巴は、零調整時において入射光束と出射光束とが平
行となるため光源装置あるいは調整装置自身の位首設定
が容易であり、また、光束の断面形状もほとんど変化せ
ず、色収差も補正されるため、これらの影響を与えずに
出射方向だけを正確に、容易に微調整することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る２次元光束調整装置の一実施例
を示すプリズムの配置構成図、第２図及び第３図はそれ
ぞれ第１図に示したプリズムによる光線の屈折状態を示
す説明図、第４図は第１図に示したプリズムの製法の一
例を示す斜視図、第５図はプリズムの断面図、第６図は
入射角度と偏角との関係を示すグラフ、第７図は従来の
２次元光束調整装置を示す第１図と同様な配置構成図、
第８図及び第９図はそれぞれ第７図に示したプリズムに
よる光線の屈折状態を示す説明図である。 １１・・・第１プリズム １２・・・第２プリズム １１ａ、　１２ａ・・・入射端面 １１ｂ、１２ｂ・・・出射端面 Ｑ、・・・第１回動軸 Ｑ４・・・第２回動軸

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 互いに非平行な入射端面と出射端面とを有して第１回動
   軸回りに回動自在に設けられた第１プリズムと、互いに
   非平行な入射端面と出射端面とを有して第１回動軸と垂
   直な第２回動軸回りに回動自在に設けられた第２プリズ
   ムとが、光束の進行方向に沿うように、かつ入射角度の
   変化に対する偏角の変化率が低い領域で光束を入射させ
   るよう配置された二次元光束調整装置において、 前記第１、第２プリズムを、零調整時には一方の入射端
   面が他方の出射端面と平行になるように、かつそれぞれ
   の入射端面と出射端面とを延長した際の仮想交線が前記
   第１、第２回動軸のいずれに対しても非平行となるよう
   に配置したことを特徴とする二次元光束調整装置。