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JP2001091891A - Irradiation position control method and device for wedge prism - Google Patents

Irradiation position control method and device for wedge prism

Info

Publication number
JP2001091891A
JP2001091891A JP27019499A JP27019499A JP2001091891A JP 2001091891 A JP2001091891 A JP 2001091891A JP 27019499 A JP27019499 A JP 27019499A JP 27019499 A JP27019499 A JP 27019499A JP 2001091891 A JP2001091891 A JP 2001091891A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pair
wedge
wedge prisms
angle
irradiation position
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP27019499A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3600763B2 (en
Inventor
Hiroshi Takagi
博 高木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Precision Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Precision Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Precision Co Ltd filed Critical Mitsubishi Precision Co Ltd
Priority to JP27019499A priority Critical patent/JP3600763B2/en
Publication of JP2001091891A publication Critical patent/JP2001091891A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an irradiation position control method for wedge prisms which are capable of surely bringing the irradiation position of the light deflected by the wedge prisms to the center of a photodetector by taking the characteristics of the wedge prisms into consideration. SOLUTION: A stage (S4) for rotating a pair of the wedge prisms 1 and 2 while maintaining a differential angle Δψ of a pair of the wedge prisms 1 and 2 constant and a stage (S5) of changing the differential angle Δψ are incorporated into the irradiation position control method for the wedge prisms. When a pair of the wedge prisms 1 and 2 are rotated while the differential angle Δψis maintained constant, the irradiation position Q draws a circular locus and therefore the angle of the plane polar coordinates of the irradiation position Q and the center O of the photodetector 7 may be aligned. The distance from the center O of the photodetector 7 to the irradiation position Q may be made smaller by changing the differential angle.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、一対のウェッジプ
リズムの回転角度を操作して、偏向された光の照射位置
を制御するウェッジプリズムの照射位置制御方法および
装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wedge prism irradiation position control method and apparatus for controlling the irradiation position of deflected light by controlling the rotation angle of a pair of wedge prisms.

【0002】[0002]

【従来の技術】光学システムの中でビームの操作用途に
用いられるウェッジプリズムが知られている。図11
は、ウェッジプリズム1を示すものである。図中(a)
はウェッジプリズム1の平面図を示し、図中(b)はウ
ェッジプリズム1の主断面(稜線Sに対して垂直な断
面)を示す。このウェッジプリズム1は、頂角(ウェッ
ジ角)wの小さな薄いプリズムレンズで、ウェッジプリ
ズム1の第1面にビームが垂直に入射するとビームを偏
角δで偏向する。
2. Description of the Related Art Wedge prisms for use in beam manipulation in optical systems are known. FIG.
Indicates a wedge prism 1. (A) in the figure
Shows a plan view of the wedge prism 1, and (b) shows a main cross section (a cross section perpendicular to the ridge line S) of the wedge prism 1. The wedge prism 1 is a thin prism lens having a small apex angle (wedge angle) w, and deflects the beam at a declination δ when the beam is vertically incident on the first surface of the wedge prism 1.

【0003】図12は、2枚のウェッジプリズム1,2
を組み合わせた場合のビームの偏向を示したものであ
る。2枚のウェッジプリズム1,2を近接配置して、中
心軸の回りに2枚のウェッジプリズム1,2を別々に回
転させた場合、所定の尖った円錐体の内部の任意の方向
にビームが偏向し、円錐体の底面となる平面3上の任意
の位置を照射することができる。
FIG. 12 shows two wedge prisms 1 and 2.
2 shows the beam deflection in the case of combining. When the two wedge prisms 1 and 2 are arranged close to each other and the two wedge prisms 1 and 2 are separately rotated around the central axis, a beam is emitted in an arbitrary direction inside a predetermined sharp cone. It deflects and can illuminate any position on the plane 3 which is the bottom surface of the cone.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ここで、照射位置Qに
受光器を配置し、受光器が移動した場合であっても、受
光器の中心に照射位置Qをもっていくように制御する
と、ウェッジプリズム1,2の回転角から移動した受光
器の変位を知ることができる。
Here, when a light receiver is arranged at the irradiation position Q and the light irradiation position is controlled so that the irradiation position Q is located at the center of the light receiver even when the light receiver moves, a wedge prism is provided. The displacement of the light receiver that has moved can be known from the rotation angles 1 and 2.

【0005】そこで、本発明は、ウェッジプリズムの特
性を考慮して、ウェッジプリズムによって偏向された光
の照射位置を、目標(受光器の中心)に確実にもってい
くことができるウェッジプリズムの照射位置制御方法お
よび装置を提供することを目的とする。
Therefore, the present invention considers the characteristics of a wedge prism, and allows the irradiation position of the light deflected by the wedge prism to be reliably brought to a target (the center of the light receiver). It is an object to provide a control method and device.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】以下、本発明について説
明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図
面の参照番号を括弧書きにて付記するが、それにより本
発明が図示の形態に限定されるものでない。
Hereinafter, the present invention will be described. In addition, in order to facilitate understanding of the present invention, reference numerals in the accompanying drawings are added in parentheses, but the present invention is not limited to the illustrated embodiment.

【0007】上記課題を解決するために、本発明者は、
一対のウェッジプリズム(1,2)の差角(相対角)を
一定に保ったまま回転すると、照射位置はウェッジプリ
ズム(1,2)の中心線の延長線と目標が配置される平
面との交点(P)を中心にした円状の軌跡を描くこと、
および一対のウェッジプリズム(1,2)を反対方向に
等しい角度回転させて差角を変化すると、照射位置は前
記交点(P)を通る略直線状の軌跡を描くことに着目
し、照射位置(Q)と目標(O)とを比較して、照射位
置(Q)が目標(O)に一致するように、照射位置
(Q)を平面極座標のr,ψ方向に移動した。すなわ
ち、請求項1の発明は、一対のウェッジプリズム(1,
2)の回転角度を操作して、この一対のウェッジプリズ
ム(1,2)によって偏向された光の照射位置(Q)を
制御するウェッジプリズムの照射位置制御方法であっ
て、前記一対のウェッジプリズム(1,2)の差角(Δ
ψ)を一定に保ったまま前記一対のウェッジプリズム
(1,2)を回転する工程と、前記差角(Δψ)を変化
する工程と、を備えることを特徴とするウェッジプリズ
ムの照射位置制御方法により、上述した課題を解決し
た。
To solve the above problems, the present inventor has
When the rotation is performed while the difference angle (relative angle) between the pair of wedge prisms (1, 2) is kept constant, the irradiation position is defined by the extension of the center line of the wedge prism (1, 2) and the plane on which the target is arranged. Drawing a circular locus about the intersection (P),
When the difference angle is changed by rotating the pair of wedge prisms (1, 2) by the same angle in the opposite direction, the irradiation position focuses on drawing a substantially linear trajectory passing through the intersection (P). Q) was compared with the target (O), and the irradiation position (Q) was moved in the plane polar coordinate r, ψ directions so that the irradiation position (Q) coincided with the target (O). That is, the invention of claim 1 provides a pair of wedge prisms (1,
2) An irradiation position control method of a wedge prism for controlling an irradiation position (Q) of light deflected by the pair of wedge prisms by operating a rotation angle of the pair of wedge prisms. The difference angle of (1, 2) (Δ
a method of controlling the irradiation position of the wedge prism, comprising: a step of rotating the pair of wedge prisms (1, 2) while maintaining the constant ψ); and a step of changing the difference angle (Δψ). Has solved the above-mentioned problem.

【0008】この発明によれば、ウェッジプリズム
(1,2)の差角(Δψ)を一定に保ったまま回転する
と、照射位置(Q)は上記交点(P)を中心とした円状
の軌跡を描くので、照射位置(Q)および目標(O)の
平面極座標の角度ψを一致することができる。次に、差
角(Δψ)を変化することで、目標(O)と照射位置
(Q)との間の距離を小さくすることができる。したが
って、目標(O)に照射位置(Q)をもっていくことが
できる。
According to the present invention, when the wedge prisms (1, 2) are rotated with the difference angle (Δψ) kept constant, the irradiation position (Q) becomes a circular locus about the intersection (P). , The angle ψ of the plane polar coordinates of the irradiation position (Q) and the target (O) can be matched. Next, the distance between the target (O) and the irradiation position (Q) can be reduced by changing the difference angle (Δψ). Therefore, the irradiation position (Q) can be brought to the target (O).

【0009】また、上記課題を解決するために、請求項
2の発明は、受光器(7)で検出した第一の位置ベクト
ル(v1)と、ウェッジプリズム(1,2)の回転角か
ら算出した第二の位置ベクトル(v0)とに応じて、受
光器(7)の中心(O)に照射位置(Q)をもっていく
ようにウェッジプリズム(1,2)の回転角を決定し
た。具体的には、一対のウェッジプリズム(1,2)の
回転角度を操作して、この一対のウェッジプリズム
(1,2)によって偏向された光の受光器(7)上の照
射位置を制御するウェッジプリズムの照射位置制御方法
であって、前記受光器(7)の中心(O)を始点とし、
前記照射位置(Q)を終点とする第一の位置ベクトル
(v1)を検出する検出工程(S3)と、前記一対のウ
ェッジプリズム(1,2)の中心線を延長した線と前記
受光器(7)との交点(P)を始点とし、前記照射位置
(Q)を終点とする第二の位置ベクトル(v0)を前記
一対のウェッジプリズム(1,2)の回転角から算出す
る算出工程(S2)と、前記第一の位置ベクトル(v
1)および前記第二の位置ベクトル(v0)に応じて、
前記受光器(7)の中心(O)に前記照射位置(Q)が
くるように前記一対のウェッジプリズム(1,2)の回
転角度を決定する角度決定工程(S4,S5)とを備え
ることを特徴とする。ここで、受光器(7)には、2軸
光電センサ等のフォトセンサ、CCDカメラ等の撮影素
子を用いることができる。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 2 calculates the first position vector (v1) detected by the light receiver (7) and the rotation angle of the wedge prism (1, 2). According to the second position vector (v0), the rotation angle of the wedge prism (1, 2) is determined so that the irradiation position (Q) is located at the center (O) of the light receiver (7). Specifically, the rotation position of the pair of wedge prisms (1, 2) is operated to control the irradiation position of the light deflected by the pair of wedge prisms (1, 2) on the light receiver (7). An irradiation position control method for a wedge prism, wherein a center (O) of the light receiver (7) is a starting point,
A detecting step (S3) of detecting a first position vector (v1) having the irradiation position (Q) as an end point; a line extending a center line of the pair of wedge prisms (1, 2); 7) calculating the second position vector (v0) starting from the intersection (P) with the irradiation position (Q) and ending from the rotation angle of the pair of wedge prisms (1, 2) ( S2) and the first position vector (v
1) and according to the second position vector (v0),
An angle determining step (S4, S5) for determining a rotation angle of the pair of wedge prisms (1, 2) such that the irradiation position (Q) is located at the center (O) of the light receiver (7). It is characterized by. Here, a photosensor such as a two-axis photoelectric sensor or an imaging element such as a CCD camera can be used as the light receiver (7).

【0010】請求項3の発明は、請求項2の発明におい
て、前記ウェッジプリズムの角度決定工程(S4,S
5)は、前記第一の位置ベクトル(v1)の方向と前記
第二の位置ベクトル(v0)の方向とが一致するよう
に、差角(Δψ)を一定に保った前記一対のウェッジプ
リズム(1,2)の回転角度を決定する方向角決定工程
(S4)と、前記第一の位置ベクトル(v1)の絶対値
が小さくなるように、前記一対のウェッジプリズム
(1,2)の差角(Δψ)を決定する差角決定工程(S
5)と、を備えることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect, the wedge prism angle determining step (S4, S4
5) the pair of wedge prisms (っ た) having a constant difference angle (() so that the direction of the first position vector (v1) matches the direction of the second position vector (v0). A direction angle determining step (S4) for determining the rotation angle of (1, 2), and a difference angle between the pair of wedge prisms (1, 2) such that the absolute value of the first position vector (v1) is reduced. (Δψ) difference angle determination step (S
5).

【0011】この発明によれば、方向角決定工程(S
4)で、第一の位置ベクトル(v0)と第二の位置ベク
トル(v1)との方向(平面極座標での角度ψ)を一致
させるウェッジプリズムの回転角度を決定する。そし
て、差角決定工程(S4)で第一の位置ベクトル(v
0)の絶対値を小さくするウェッジプリズム(1,2)
の差角(Δψ)を決定する。したがって、照射位置
(Q)を受光器(7)の中心(O)にもっていくことが
できる。
According to the present invention, the direction angle determining step (S
In 4), the rotation angle of the wedge prism that matches the direction (the angle で in plane polar coordinates) between the first position vector (v0) and the second position vector (v1) is determined. Then, in the difference angle determination step (S4), the first position vector (v
Wedge prism (1, 2) for reducing absolute value of 0)
Is determined (Δψ). Therefore, the irradiation position (Q) can be brought to the center (O) of the light receiver (7).

【0012】請求項4の発明は、請求項2または3に記
載のウェッジプリズムの照射位置制御方法において、前
記算出工程は、一対のウェッジプリズム(1,2)それ
ぞれの偏角δ1,δ2、角度検出手段(12a,12
b)により取得された前記一対のウェッジプリズム
(1,2)それぞれの回転角ψ1,ψ2、およびウェッ
ジプリズム(1,2)から前記受光器(7)までの距離
Lを入力し、下記の計算式を用いて前記第二の位置ベク
トルの終点の座標(X,Y)を算出することを特徴とす
る。
According to a fourth aspect of the present invention, in the wedge prism irradiation position control method according to the second or third aspect, the calculating step includes the step of determining the declination δ1, δ2 and the angle of each of the pair of wedge prisms (1, 2). Detecting means (12a, 12
The rotation angles ψ1, ψ2 of each of the pair of wedge prisms (1, 2) obtained by b) and the distance L from the wedge prism (1, 2) to the light receiver (7) are input, and the following calculation is performed. The coordinates (X, Y) of the end point of the second position vector are calculated using an equation.

【0013】 X=(δ1cosψ1+δ2cosψ2)×L Y=(δ1sinψ1+δ2sinψ2)×L 一般に、ウェッジプリズム(1,2)を組み合わせた場
合の照射位置(Q)を厳密に算出するのには困難が伴
う。ウェッジプリズム(1)により偏向された光は、ウ
ェッジプリズム(2)に入射する際、主断面内にないビ
ーム(スキュウビーム)として入射し、このスキュウビ
ームの屈折はかなり複雑であるからである。本発明者
は、ウェッジプリズム(1,2)が頂角の小さなプリズ
ムで、偏角δ1,δ2が微少であること、また、組み合
わされるウェッジプリズム(1,2)は近接して配置さ
れていることから、照射位置(Q)を上述の簡単な計算
式を用いて算出した。
X = (δ1cosψ1 + δ2cosψ2) × L Y = (δ1sinψ1 + δ2sinψ2) × L Generally, it is difficult to calculate the irradiation position (Q) strictly when the wedge prisms (1, 2) are combined. When the light deflected by the wedge prism (1) is incident on the wedge prism (2), it is incident as a beam (skew beam) that is not in the main section, and the refraction of the skew beam is considerably complicated. is there. The present inventor has found that the wedge prisms (1, 2) are prisms having a small apex angle, the declinations δ1, δ2 are minute, and the wedge prisms (1, 2) to be combined are arranged close to each other. For this reason, the irradiation position (Q) was calculated using the above simple calculation formula.

【0014】請求項5の発明は、一対のウェッジプリズ
ム(1,2)の回転角度を操作して、この一対のウェッ
ジプリズム(1,2)によって偏向された光の受光器
(7)上の照射位置(Q)を制御するウェッジプリズム
の照射位置制御装置であって、前記受光器(7)の中心
(O)を始点とし、前記照射位置(Q)を終点とする第
一の位置ベクトル(v1)を検出する検出手段と、前記
一対のウェッジプリズム(1,2)の中心線を延長した
線と受光器(7)との交点(P)を始点とし、前記照射
位置(Q)を終点とする第二の位置ベクトル(v0)を
算出する演算手段と、第一の位置ベクトル(v1)およ
び第二の位置ベクトル(v0)に応じて、前記受光器
(7)の中心(O)に前記照射位置(Q)がくるように
前記一対のウェッジプリズムの回転角度を決定する回転
角度決定手段とを備えることを特徴とするウェッジプリ
ズムの照射位置制御装置により、上述した課題を解決し
た。
According to a fifth aspect of the present invention, the rotation angle of the pair of wedge prisms (1, 2) is manipulated so that the light deflected by the pair of wedge prisms (1, 2) on the light receiver (7). An irradiation position control device for a wedge prism for controlling an irradiation position (Q), wherein a first position vector (A) having a center (O) of the light receiver (7) as a start point and an irradiation point (Q) as an end point. v1) a detection means, an intersection (P) between a line extending the center line of the pair of wedge prisms (1, 2) and the light receiver (7) as a starting point, and the irradiation position (Q) as an end point. Calculating means for calculating a second position vector (v0), and a center (O) of the light receiver (7) according to the first position vector (v1) and the second position vector (v0). The pair of wedges is positioned so that the irradiation position (Q) comes. The irradiation position control device of the wedge prisms, characterized in that it comprises a rotational angle determining means for determining a rotation angle of the prism, and solve the problems described above.

【0015】この発明によれば、検出した第一の位置ベ
クトル(v1)およびウェッジプリズム(1,2)の回
転角から算出した第二の位置ベクトル(v0)に応じ
て、受光器(7)の中心に照射位置をもっていくように
ウェッジプリズム(1,2)の回転角を決定するので、
ウェッジプリズム(1,2)の回転角を操作して照射位
置(Q)を受光器(7)の中心(O)にもっていくこと
ができる。
According to the present invention, the photodetector (7) is provided in accordance with the detected first position vector (v1) and the second position vector (v0) calculated from the rotation angle of the wedge prism (1, 2). The rotation angle of the wedge prism (1, 2) is determined so as to bring the irradiation position to the center of
The irradiation position (Q) can be brought to the center (O) of the light receiver (7) by operating the rotation angle of the wedge prisms (1, 2).

【0016】請求項6の発明は、請求項5に記載のウェ
ッジプリズムの照射位置制御方法において、前記回転角
度決定手段は、前記第一の位置ベクトル(v1)の方向
と前記第二の位置ベクトル(v0)の方向とが一致する
ように、差角(Δψ)を一定に保った前記一対のウェッ
ジプリズム(1,2)の回転角度を決定する方向角決定
手段と、第一の位置ベクトル(v1)の絶対値が小さく
なるように前記一対のウェッジプリズム(1,2)の差
角(Δψ)を決定する差角決定手段を備えることを特徴
とする。
According to a sixth aspect of the present invention, in the method for controlling the irradiation position of the wedge prism according to the fifth aspect, the rotation angle determining means includes a direction of the first position vector (v1) and a direction of the second position vector. A direction angle determining means for determining the rotation angle of the pair of wedge prisms (1, 2) while keeping the difference angle (Δψ) constant so that the direction of (v0) coincides with the first position vector ( and a difference angle determining means for determining a difference angle (Δψ) between the pair of wedge prisms (1, 2) such that the absolute value of v1) is reduced.

【0017】この発明によれば、方向角決定手段で第一
の位置ベクトル(v1)と第二の位置ベクトル(v1)
との方向(平面極座標での回転角ψ)を一致させるウェ
ッジプリズム(1,2)の回転角度を決定する。そし
て、差角決定手段で第一の位置ベクトル(v1)の絶対
値を小さくするウェッジプリズム(1,2)の差角(Δ
ψ)を決定する。したがって、照射位置(Q)を受光器
(7)の中心(O)にもっていくウェッジプリズム
(1,2)の回転角を決定することができる。
According to the present invention, the first position vector (v1) and the second position vector (v1) are determined by the direction angle determining means.
(The rotation angle 平面 in the plane polar coordinates) is determined to determine the rotation angle of the wedge prism (1, 2). Then, the difference angle (Δ) of the wedge prisms (1, 2) for reducing the absolute value of the first position vector (v1) by the difference angle determining means.
ψ) is determined. Therefore, the rotation angle of the wedge prism (1, 2) that brings the irradiation position (Q) to the center (O) of the light receiver (7) can be determined.

【0018】請求項7の発明は、請求項5または6に記
載のウェッジプリズムの制御装置において、前記演算手
段は、一対のウェッジプリズム(1,2)それぞれの偏
角δ1,δ2、角度検出手段(12a,12b)により
取得された前記一対のウェッジプリズム(1,2)それ
ぞれの回転角ψ1,ψ2、およびウェッジプリズム
(1,2)から前記受光器(7)までの距離Lを入力
し、下記の計算式を用いて前記第二の位置ベクトルの終
点の座標(X0,Y0)を算出することを特徴とする。
According to a seventh aspect of the present invention, in the wedge prism control device according to the fifth or sixth aspect, the arithmetic means includes: a pair of wedge prisms (1, 2); The rotation angles ψ1, 取得 2 of the pair of wedge prisms (1, 2) acquired by (12a, 12b) and the distance L from the wedge prism (1, 2) to the light receiver (7) are input, The coordinates (X0, Y0) of the end point of the second position vector are calculated using the following formula.

【0019】 X0=(δ1cosψ1+δ2cosψ2)×L Y0=(δ1sinψ1+δ2sinψ2)×L ウェッジプリズムが頂角の小さなプリズムで、偏角δ
1,δ2…が微少であること、また、組み合わされるウ
ェッジプリズムは近接して配置されていることから、照
射位置を上述の簡単な計算式を用いて算出することがで
きる。
X0 = (δ1cosψ1 + δ2cosψ2) × L Y0 = (δ1sinψ1 + δ2sinψ2) × L The wedge prism is a prism having a small apex angle and a declination δ
Are very small, and the wedge prisms to be combined are arranged close to each other, so that the irradiation position can be calculated using the above-mentioned simple formula.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の第1の実施形態
におけるウェッジプリズムの照射位置制御装置を組み込
んだシステム構成図を示すものである。このシステム
は、レーザー光を発光するレーザー照準機5と、このレ
ーザー光を偏向するプリズムユニット6と、偏向したレ
ーザー光が照射される受光器7と、照射位置が受光器7
の中心にくるようにプリズムユニット6を操作する照射
位置制御装置8(ソフトウェアサーボ)と、受光器7の
変位をウェッジプリズム1,2の回転角から演算するパ
ーソナルコンピュータ等の計算機9とで構成されてい
る。レーザー照準機5から発光されたレーザー光は、プ
リズムユニット6で偏向されて受光器7の中心を照射す
る。照射位置制御装置8は、偏向したレーザー光が自動
的に受光器7の中心を照射するようにウェッジプリズム
1,2の回転角度を操作している。また、測距儀等の距
離測定手段15は、プリズムユニット6から受光器7ま
での距離Lを測定する。なお、本実施形態では、複数の
受光器7の変位(X0,Y0),(X0′,Y0′),
(X0″,Y0″)を計測するために、切り替え手段1
0を設け、対象となる受光器7を切り替えている。
FIG. 1 shows a system configuration diagram in which a wedge prism irradiation position control device according to a first embodiment of the present invention is incorporated. The system includes a laser sighting device 5 that emits laser light, a prism unit 6 that deflects the laser light, a light receiver 7 that is irradiated with the deflected laser light, and a light receiver 7 that emits light.
An irradiation position control device 8 (software servo) for operating the prism unit 6 so as to be located at the center of the light source, and a computer 9 such as a personal computer for calculating the displacement of the light receiver 7 from the rotation angles of the wedge prisms 1 and 2. ing. The laser light emitted from the laser sighting device 5 is deflected by the prism unit 6 and irradiates the center of the light receiver 7. The irradiation position control device 8 controls the rotation angles of the wedge prisms 1 and 2 so that the deflected laser light automatically irradiates the center of the light receiver 7. Further, a distance measuring means 15 such as a range finder measures the distance L from the prism unit 6 to the light receiver 7. In the present embodiment, the displacements (X0, Y0), (X0 ', Y0'),
Switching means 1 for measuring (X0 ″, Y0 ″)
0 is provided, and the target light receiver 7 is switched.

【0021】図2は、プリズムユニット6を示すもので
ある。このプリズムユニット6は、レーザー照準機から
発光されるレーザー光を任意の方向に偏向するもので、
円筒状のケース14と、このケース14内に回転自在に
設けられる一対のウェッジプリズム1,2と、このウェ
ッジプリズム1,2それぞれを個別に回転させる駆動部
としてのモータ11a,11bと、ウェッジプリズム
1,2の回転角をデジタル式に検出する角度検出手段と
してのエンコーダ12a,12bとを備える。モータ1
1a,11bとエンコーダ12a,12bとは一体にな
っている。塵等が付着するのを防止するために、ウェッ
ジプリズム1,2は保護ガラス13で覆われている。
FIG. 2 shows the prism unit 6. This prism unit 6 deflects a laser beam emitted from a laser sighting machine in an arbitrary direction.
A cylindrical case 14, a pair of wedge prisms 1 and 2 rotatably provided in the case 14, motors 11a and 11b as driving units for individually rotating the wedge prisms 1 and 2, and a wedge prism Encoders 12a and 12b are provided as angle detecting means for digitally detecting the rotation angles 1 and 2. Motor 1
1a, 11b and the encoders 12a, 12b are integrated. The wedge prisms 1 and 2 are covered with a protective glass 13 to prevent dust and the like from adhering.

【0022】図3は、組み合わせたウェッジプリズム
1,2の主断面を示すものである。ウェッジプリズム
1,2は、頂角(ウェッジ角)wの小さな薄い略円筒状
のプリズムレンズである。ウェッジプリズム1のみでレ
ーザ光を偏向する場合、ウェッジプリズム1の第1面に
レーザ光が垂直に入射するとして、ウェッジプリズム1
の偏角δとウェッジ角wの関係は以下の一般式で表され
る。
FIG. 3 shows a main section of the combined wedge prisms 1 and 2. The wedge prisms 1 and 2 are thin, substantially cylindrical prism lenses having a small apex angle (wedge angle) w. When the laser light is deflected only by the wedge prism 1, it is assumed that the laser light is vertically incident on the first surface of the wedge prism 1.
Is represented by the following general formula.

【0023】[0023]

【式1】 (Equation 1)

【0024】wが微少であるとすると δ≒(n−1)w ここで、nは屈折率である。Assuming that w is small, δ−1 (n−1) w where n is the refractive index.

【0025】組み合わせた2つのウェッジプリズム1,
2は同じ材質で、しかも同じウェッジ頂角wを有する。
一対のウェッジプリズム1,2は中心線の回りをそれぞ
れ独立に回転し、レーザー光はこの中心線上から入射す
る。2つのウェッジプリズム1,2を傾斜面7が平行に
なるように近接配置すると、ウェッジプリズム1,2を
通過したレーザ光は、平行なガラスを通過するのと同様
に直進する。一方、ウェッジプリズム1,2の中心線の
回りに別々に回転することによって、所定の尖った円錐
体内部の任意の方向にレーザー光を偏向することができ
る。
The two combined wedge prisms 1,
2 are of the same material and have the same wedge apex angle w.
The pair of wedge prisms 1 and 2 independently rotate around the center line, and the laser beam enters from the center line. When the two wedge prisms 1 and 2 are disposed close to each other so that the inclined surfaces 7 are parallel, the laser beam that has passed through the wedge prisms 1 and 2 travels straight in the same way as passing through parallel glass. On the other hand, by separately rotating around the center lines of the wedge prisms 1 and 2, the laser light can be deflected in an arbitrary direction inside a predetermined sharp cone.

【0026】図4は、ウェッジプリズム1,2によるレ
ーザ光の屈折を座標系で示したものである。ここで、入
射レーザ光の光路上、すなわちウェッジプリズム1,2
の中心線上にZ軸をとり、ウェッジプリズム1,2の中
心線に直交する平面にXY平面をとっている。また、X
Y平面においては、水平方向にX軸をとり、垂直方向に
Y軸をとっている。この図に示すように、ウェッジプリ
ズム1,2の中心線上にレーザ光を入射すると、ウェッ
ジプリズム1がレーザ光を偏向し、ウェッジプリズム2
がさらにレーザ光を偏向する。ここで、ウェッジプリズ
ム1の偏角をδ1,偏光方向をψ1、ウェッジプリズム
2の偏角をδ2、偏向方向をψ2とする。ウェッジプリ
ズム1,2の偏光方向ψ1,ψ2は、偏向方向がXZ平
面上に位置する場合を0度とし、この位置からの角度を
ψ1,ψ2で表している。この偏向方向ψ1,ψ2は、
ウェッジプリズム1,2それぞれの回転角ψ1,ψ2か
ら取得される。各ウェッジプリズム1,2の一番厚いと
ころと一番薄いところを結んだ線が水平となる場合(X
Z平面に位置する場合)を0度とし、この位置からの角
度がψ1,ψ2で表される。
FIG. 4 shows the refraction of laser light by the wedge prisms 1 and 2 in a coordinate system. Here, on the optical path of the incident laser light, that is, the wedge prisms 1 and 2
Are taken on the Z axis, and the XY plane is taken on a plane orthogonal to the center lines of the wedge prisms 1 and 2. Also, X
In the Y plane, the X axis is taken in the horizontal direction and the Y axis is taken in the vertical direction. As shown in this figure, when laser light is incident on the center line of the wedge prisms 1 and 2, the wedge prism 1 deflects the laser light and the wedge prism 2
Further deflects the laser light. Here, the declination of the wedge prism 1 is δ1, the polarization direction is ψ1, the declination of the wedge prism 2 is δ2, and the deflection direction is ψ2. The polarization directions ψ1 and ψ2 of the wedge prisms 1 and 2 are 0 degrees when the deflection direction is located on the XZ plane, and the angles from this position are represented by ψ1 and ψ2. The deflection directions ψ1 and ψ2 are
It is obtained from the rotation angles ψ1 and ψ2 of the wedge prisms 1 and 2, respectively. When the line connecting the thickest part and the thinnest part of each wedge prism 1 and 2 is horizontal (X
Is set to 0 degrees, and angles from this position are represented by ψ1 and ψ2.

【0027】ウェッジプリズム1,2それぞれの偏角δ
1,δ2、エンコーダにより取得されたウェッジプリズ
ム1,2それぞれの回転角ψ1,ψ2、角度測定手段か
ら測定された距離Lは、照射位置制御装置8に入力さ
れ、組み合わせた場合の合成変位(X0,Y0)は照射
位置制御装置8で算出される。ここで、ウェッジ頂角w
が微少であることから、計算を簡単にするためにδ1,
δ2ともに微少とし、しかも、ウェッジプリズム1とウ
ェッジプリズム2は接近しているものとする。そして、
ウェッジプリズム1のみの場合の偏向ベクトル(偏角δ
1,偏向方向ψ1)、およびウェッジプリズム2のみの
場合の偏向ベクトル(偏角δ2,偏向方向ψ2)をXY
座標系でベクトル表示し、両者のベクトルを合算して、
合成変位(X0,Y0)、合成偏角δTおよび合成偏向
方向ψTを算出する。なお、異なる偏角のウェッジプリ
ズム1,2を使用する場合は、照射位置制御装置8のメ
モリに複数の偏角が記憶される。
Declination angle δ of each of wedge prisms 1 and 2
1, δ2, the rotation angles ψ1, ψ2 of each of the wedge prisms 1 and 2 obtained by the encoder, and the distance L measured by the angle measuring means are input to the irradiation position control device 8, and the combined displacement (X0 , Y0) are calculated by the irradiation position control device 8. Where wedge apex w
Is small, so that δ1,
It is assumed that both δ2 are minute and wedge prism 1 and wedge prism 2 are close to each other. And
Deflection vector (declination δ when only wedge prism 1 is used)
1, deflection direction ψ1), and the deflection vector (deflection angle δ2, deflection direction ψ2) in the case of only wedge prism 2 as XY.
Display the vector in the coordinate system, add the two vectors together,
The resultant displacement (X0, Y0), the resultant deflection angle δT, and the resultant deflection direction ΔT are calculated. When the wedge prisms 1 and 2 having different declinations are used, a plurality of declinations are stored in the memory of the irradiation position control device 8.

【0028】図5(a)はウェッジプリズム1による偏
向ベクトルを示したもので、図4(b)はウェッジプリ
ズム2による偏向ベクトルを示したものである。この図
(a)からウェッジプリズム1に関して以下の計算式が
成立する。
FIG. 5A shows a deflection vector by the wedge prism 1 and FIG. 4B shows a deflection vector by the wedge prism 2. From this figure (a), the following formula is established for the wedge prism 1.

【0029】[0029]

【式2】 (Equation 2)

【0030】また、ウェッジプリズム2に関しても同様
に以下の計算式が成立する。
Similarly, the following calculation formula holds for the wedge prism 2 as well.

【0031】[0031]

【式3】 (Equation 3)

【0032】式2および式3からウェッジプリズム1と
ウェッジプリズム2を合算した場合の偏向ベクトルのX
方向の合成成分δTXは、以下の式4で表される。
From equations 2 and 3, X of the deflection vector when wedge prism 1 and wedge prism 2 are summed up
The combined component δTX in the direction is represented by the following Expression 4.

【0033】[0033]

【式4】 同様に、Y方向の合成成分δTYは、以下の式5で表さ
れる。
(Equation 4) Similarly, the composite component δTY in the Y direction is represented by the following Expression 5.

【0034】[0034]

【式5】 (Equation 5)

【0035】プリズムユニットから距離Lの位置におけ
るXY平面上でのビーム照射位置(X0,Y0)は、X
0=L×δTX、Y0=L×δTYによって算出され
る。
The beam irradiation position (X0, Y0) on the XY plane at a distance L from the prism unit is X
0 = L × δTX, Y0 = L × δTY.

【0036】また、合成偏角δT、合成偏向方向ψTは
以下の式6で表される。
The combined deflection angle δT and the combined deflection direction ΔT are represented by the following equation (6).

【0037】[0037]

【式6】 (Equation 6)

【0038】ここで、ウェッジプリズム2個の差角Δψ
をΔψ=ψ1−ψ2とすると、δTは以下の式7で表さ
れる。
Here, the difference angle Δψ between the two wedge prisms
Is Δψ = ψ1-ψ2, δT is expressed by the following equation 7.

【0039】[0039]

【式7】 Equation 7

【0040】式7から合成偏角δTは差角のみの関数で
あることがわかる。また、これらの計算式を用いること
で、2個のウェッジプリズムそれぞれの回転角から、組
み合わせた場合の合成変位(X0,Y0)、合成偏角δ
Tおよび合成偏向方向ψTを簡単に算出することができ
る。
From Equation 7, it can be seen that the combined argument δT is a function of only the difference angle. Further, by using these formulas, the combined displacement (X0, Y0) and the combined declination δ when combined from the rotation angles of the two wedge prisms.
T and the combined deflection direction ΔT can be easily calculated.

【0041】照射位置制御装置8は、上述のように、プ
リズムユニット6で偏向したレーザー光が自動的に受光
器7の中心にくるようにウェッジプリズム1,2の回転
角度を操作している。
The irradiation position control device 8 controls the rotation angles of the wedge prisms 1 and 2 so that the laser beam deflected by the prism unit 6 automatically comes to the center of the light receiver 7 as described above.

【0042】照射位置制御装置8(ソフトウェアサー
ボ)のアルゴリズムについて説明する。このソフトウェ
アサーボは、レーザー光が受光器7の中心を照射するよ
うに受光器7の出力値をフィードバックし、ウェッジプ
リズム1,2の回転角度を操作している。
The algorithm of the irradiation position control device 8 (software servo) will be described. This software servo feeds back the output value of the light receiver 7 so that the laser beam irradiates the center of the light receiver 7 and controls the rotation angle of the wedge prisms 1 and 2.

【0043】図6は、アルゴリズムのフローチャートを
示したものである。まず、受光器7からの入力レベルが
e1以上であるか否かを判断する(ステップS1)。受
光器7が中心から+X,−X,+Y,−Yの4方向に延
びる4つの光電センサを組み合わせた2軸光電センサの
場合、レーザー光が中心にあれば出力値が0に近くな
る。受光器7からの入力レベル<e1の場合は、レーザ
ー光が受光器7の中心にあるとして、ウェッジプリズム
1,2の回転角を操作しない。受光器7からの入力レベ
ル≧e1の場合は、レーザー光が受光器7の中心にない
として、中心にくるように以下のようにウェッジプリズ
ム1,2の回転角を操作する。
FIG. 6 shows a flowchart of the algorithm. First, it is determined whether or not the input level from the light receiver 7 is equal to or higher than e1 (step S1). In the case of a two-axis photoelectric sensor in which the photodetector 7 is a combination of four photoelectric sensors extending in four directions of + X, -X, + Y, and -Y from the center, the output value is close to 0 when the laser beam is at the center. If the input level from the light receiver 7 <e <b> 1, it is determined that the laser beam is at the center of the light receiver 7 and the rotation angles of the wedge prisms 1 and 2 are not operated. When the input level from the light receiver 7 ≧ e1, it is determined that the laser beam is not at the center of the light receiver 7, and the rotation angles of the wedge prisms 1 and 2 are operated as described below so as to be at the center.

【0044】図7および図8に示すように、まず、受光
器7の中心Oを始点とし、照射位置Qを終点とする第一
の位置ベクトルとしてのv1ベクトルを検出する。すな
わち、中心Oを原点とした受光器座標系で、受光器の出
力値から変位(X1,Y1)を検出する(ステップS
2)。そして、計算式θ1=tan-1(Y1/X1)か
らv1ベクトルの方向θ1を算出する。次に、一対のウ
ェッジプリズムの中心線を延長した線と受光器との交点
Pを始点とし、照射位置Qを終点とする第二の位置ベク
トルとしてのv0ベクトルを一対のウェッジプリズム
1,2の回転角から算出する(ステップS3)。プリズ
ム座標系のv0ベクトルのX方向成分、Y方向成分それ
ぞれをX0,Y0は、上述の式5から、X0=δTX×
L,Y0=δTY×Lと算出される。そして、v0ベク
トルの方向ψTを上述の式6から算出する。ここで、プ
リズム座標系は、プリズムユニット6からプリズム中心
線を延長して受光器7上の平面と交差する交点Pを原点
とした座標系をいい、受光器座標系は受光器7の中心O
を原点とした座標系をいう。
As shown in FIGS. 7 and 8, first, a v1 vector is detected as a first position vector starting from the center O of the light receiver 7 and ending at the irradiation position Q. That is, the displacement (X1, Y1) is detected from the output value of the light receiver in the light receiver coordinate system having the center O as the origin (step S).
2). Then, the direction θ1 of the v1 vector is calculated from the calculation formula θ1 = tan −1 (Y1 / X1). Next, a v0 vector as a second position vector having a point of intersection P between the line extending the center line of the pair of wedge prisms and the light receiver as a start point and an irradiation position Q as an end point is used as a pair of wedge prisms 1 and 2. It is calculated from the rotation angle (step S3). X0 and Y0 respectively represent the X-direction component and the Y-direction component of the v0 vector of the prism coordinate system.
L, Y0 = δTY × L is calculated. Then, the direction ΔT of the v0 vector is calculated from Expression 6 described above. Here, the prism coordinate system refers to a coordinate system having an origin at an intersection P intersecting a plane on the light receiver 7 by extending the prism center line from the prism unit 6, and the light receiver coordinate system is a center O of the light receiver 7.
Means a coordinate system with the origin as.

【0045】レーザー光が受光器7の中心Oを照射する
ためには、v1ベクトルが0となればよい。受光器7の
精度が高く、座標X1,Y1が高精度に得られると、こ
のX1,Y1に基づいて、受光器7の中心Oに照射位置
がくるようにウェッジプリズム1,2の回転角度を決定
すればよいが、一般に受光器7の精度はそれほど高くな
いので、以下のような段階的に受光器7の中心Oに照射
位置Qを近づける処理が必要になる。近づけ方として
は、v0ベクトルとv1ベクトルの平面極座標での変位
(r,ψ)を比較し、まず方向ψを一致して、次にv1
ベクトルの絶対値|r|を0とする方法が採られる。
In order for the laser beam to irradiate the center O of the light receiver 7, the v1 vector only needs to be 0. When the accuracy of the light receiver 7 is high and the coordinates X1 and Y1 are obtained with high accuracy, the rotation angles of the wedge prisms 1 and 2 are adjusted based on the X1 and Y1 so that the irradiation position is located at the center O of the light receiver 7. Although the accuracy may be determined, generally, the accuracy of the light receiver 7 is not so high. Therefore, the following process for bringing the irradiation position Q closer to the center O of the light receiver 7 is required. As a method of approaching, the displacements (r, ψ) in the plane polar coordinates of the v0 vector and the v1 vector are compared, and the directions ψ are first matched, and then v1
A method of setting the absolute value | r | of the vector to 0 is adopted.

【0046】まず、v0ベクトルの方向ψTとv1ベク
トルの方向θ1を比較し、一致する方向に差角Δψを一
定に保ったままウェッジプリズム2枚を同時に回し、ψ
Tを変える(ステップS4)。図9に示すように、2つ
のウェッジプリズム1,2の差角Δψを一定に保ったま
ま2枚のウェッジプリズム1,2を同時に回すと、照射
位置Qは、v0ベクトルの絶対値を一定にしたまま、原
点Pを中心とした円状の軌跡を描く。ψTとθ1との象
限、および角度が等しくなるまで(図中2点鎖線の位置
から実線の位置まで)2枚のウェッジプリズム1,2を
同時に回すと、平面極座標での角度ψが一致し、v1ベ
クトルとv0ベクトルとが重なる。ここで、ウェッジプ
リズム1,2の1回の回転量は振動しないように、差の
例えば1/2とされる。
First, the direction ψT of the v0 vector is compared with the direction θ1 of the v1 vector, and the two wedge prisms are simultaneously turned in the same direction while keeping the difference angle Δ 一致 constant.
T is changed (step S4). As shown in FIG. 9, when the two wedge prisms 1 and 2 are simultaneously turned while the difference angle Δψ between the two wedge prisms 1 and 2 is kept constant, the irradiation position Q keeps the absolute value of the v0 vector constant. Draw a circular trajectory centered on the origin point P. When the two wedge prisms 1 and 2 are simultaneously turned until the quadrant of T and θ1 and the angle become equal (from the position indicated by the two-dot chain line to the position indicated by the solid line in the figure), the angle ψ in the plane polar coordinates coincides, The v1 vector and the v0 vector overlap. Here, the amount of one rotation of the wedge prisms 1 and 2 is set to, for example, の of the difference so as not to vibrate.

【0047】次に、|v1|と|v0|を比較し、ψT
を一定に保ったまま、|v1|が0となるように差角Δ
ψを変化する。図10に示すように、2枚のウェッジプ
リズムを相反する方向へ同じ量回転すると、照射位置Q
は交点Pを通る略直線状の軌跡を描き、v0ベクトルは
ψTを略一定に保ったまま絶対値を変化する。この図に
示すように、2枚のウェッジプリズムの差角Δψを|v
1|が0となるように変化させると、v0ベクトルの絶
対値が図中2点鎖線の位置から実線の位置まで変化し、
照射位置Qが受光器の中心Oに移動する。|v1|と|
v0|を比較することによって、|v1|が0となるよ
うに、差角Δψを大きくするのか、小さくするのかを知
ることができる。ここで、|v1|=√(X12+Y
2),|v0|=L√(δTX2+δTY2)で表され
る。なお、差角Δψの1回の変化量は、振動しないよう
に差の例えば1/2とされる。
Next, | v1 | is compared with | v0 |
With the angle kept constant, the difference angle Δ is set so that | v1 |
ψ changes. As shown in FIG. 10, when the two wedge prisms are rotated by the same amount in opposite directions, the irradiation position Q
Draws a substantially linear trajectory passing through the intersection P, and the v0 vector changes its absolute value while keeping ΔT substantially constant. As shown in this figure, the difference angle Δψ between two wedge prisms is | v
When 1 | is changed to 0, the absolute value of the v0 vector changes from the position indicated by the two-dot chain line to the position indicated by the solid line in FIG.
The irradiation position Q moves to the center O of the light receiver. | V1 | and |
By comparing v0 |, it is possible to know whether to increase or decrease the difference angle Δψ so that | v1 | Here, | v1 | = √ (X1 2 + Y
1 2 ), | v0 | = L√ (δTX 2 + δTY 2 ). The amount of change of the difference angle Δψ at one time is set to, for example, の of the difference so as not to vibrate.

【0048】次に、ステップS5での差角Δψの変化量
が例えば10″以下であるか否かを判断する(ステップ
S6)。10″以下であれば、レーザー光が受光器7の
中心Oを照射しているとして、スタートに戻る。10″
以下でなければ、ステップ2〜ステップ5を繰り返し、
再びv1ベクトルが0になるようにウェッジプリズム
1,2の回転角度を操作する。
Next, it is determined whether or not the amount of change in the difference angle Δψ in step S5 is, for example, 10 ″ or less (step S6). And returns to the start. 10 "
If not, repeat steps 2 to 5,
The rotation angles of the wedge prisms 1 and 2 are again operated so that the v1 vector becomes 0 again.

【0049】このように、ウェッジプリズムの回転角度
を操作することで、照射位置Qを受光器7の中心Oにも
っていくことができる。また、このときのプリズム座標
系での照射位置9の変位(X0,Y0)を、計算機9を
用いてX0=δTX×L,Y0=δTY×Lから算出す
れば受光器7の中心Oの変位を知ることができる。
As described above, the irradiation position Q can be brought to the center O of the light receiver 7 by manipulating the rotation angle of the wedge prism. If the displacement (X0, Y0) of the irradiation position 9 in the prism coordinate system at this time is calculated from X0 = δTX × L and Y0 = δTY × L using the computer 9, the displacement of the center O of the light receiver 7 is obtained. You can know.

【0050】なお、上記実施形態では、受光器として2
軸光電センサを用いる場合について説明したが、受光器
としてCCDカメラ等の撮影素子を用いてもよい。この
場合は、ペンシルライトのような点光源から発光される
光をプリズムユニット6で屈折し、目標の視覚情報をC
CDカメラでパターン認識し、この認識値から上記第一
の位置ベクトルを検出する。
In the above embodiment, two light receivers are used.
Although the case where the axial photoelectric sensor is used has been described, an imaging element such as a CCD camera may be used as the light receiver. In this case, light emitted from a point light source such as a pencil light is refracted by the prism unit 6 and the visual information of the target is converted to C light.
The pattern is recognized by the CD camera, and the first position vector is detected from the recognized value.

【0051】[0051]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ウェッジプリズムの照射位置制御方法が一対のウェッジ
プリズムの差角を一定に保ったまま前記一対のウェッジ
プリズムを回転する工程と、前記差角を変化する工程
と、を備える。まず、一対のウェッジプリズムの差角を
一定に保ったまま一対のウェッジプリズムを回転する
と、照射位置はウェッジプリズムの中心線の延長線と目
標が配置される平面との交点を中心にした円状の軌跡を
描くので、照射位置および目標の平面極座標の角度を一
致することができる。次に、差角を変化することで、目
標からの照射位置までの距離を小さくすることができ
る。したがって、目標に照射位置をもっていくことがで
きる。
As described above, according to the present invention,
The method of controlling the irradiation position of the wedge prism includes a step of rotating the pair of wedge prisms while keeping a difference angle between the pair of wedge prisms constant, and a step of changing the difference angle. First, when the pair of wedge prisms is rotated while the difference angle between the pair of wedge prisms is kept constant, the irradiation position is a circular shape centered on the intersection of the extension of the center line of the wedge prism and the plane where the target is placed. Therefore, the irradiation position and the angle of the target plane polar coordinate can be matched. Next, by changing the difference angle, the distance from the target to the irradiation position can be reduced. Therefore, the irradiation position can be set at the target.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施形態におけるウェッジプリ
ズムの照射位置制御装置を組み込んだシステム構成図。
FIG. 1 is a system configuration diagram incorporating a wedge prism irradiation position control device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】プリズムユニットを示す断面図。FIG. 2 is a sectional view showing a prism unit.

【図3】組み合わせたウェッジプリズムを示す断面図。FIG. 3 is a sectional view showing a combined wedge prism.

【図4】ビームの偏向をXYZ座標系で示す図。FIG. 4 is a diagram showing deflection of a beam in an XYZ coordinate system.

【図5】偏向ベクトルを示す図(図中(a)はプリズム
1を示し、図中(b)はプリズム2を示す。)
FIG. 5 is a view showing a deflection vector ((a) in the figure shows a prism 1, and (b) in the figure shows a prism 2).

【図6】ソフトウェアサーボのアルゴリズムを示すフロ
ーチャート。
FIG. 6 is a flowchart showing an algorithm of software servo.

【図7】受光器上でのレーザー光の照射位置を示す図。FIG. 7 is a diagram showing an irradiation position of a laser beam on a light receiver.

【図8】プリズム座標系と受光器座標系を示す図。FIG. 8 is a diagram showing a prism coordinate system and a light receiver coordinate system.

【図9】プリズム座標系と受光器座標系を示す図。FIG. 9 is a diagram showing a prism coordinate system and a light receiver coordinate system.

【図10】プリズム座標系と受光器座標系を示す図。FIG. 10 is a diagram showing a prism coordinate system and a light receiver coordinate system.

【図11】ウェッジプリズムを示す図(図中(a)は平
面図、図中(b)は主断面図)。
FIGS. 11A and 11B are views showing a wedge prism (FIG. 11A is a plan view, and FIG. 11B is a main cross-sectional view).

【図12】組み合わせたウェッジプリズムの偏向を示す
斜視図。
FIG. 12 is a perspective view showing deflection of a combined wedge prism.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,2 ウェッジプリズム 7 受光器 12a,12b エンコーダ(角度検出手段) Δψ 差角 O 受光器の中心 P 交点 Q 照射位置 v1 第一の位置ベクトル v0 第二の位置ベクトル S3 検出工程 S4 方向角決定工程(角度決定工程) S5 差角決定工程(角度決定工程) 1, 2 Wedge prism 7 Light receiver 12a, 12b Encoder (angle detection means) Δψ Difference angle O Center of light receiver P Intersection Q Irradiation position v1 First position vector v0 Second position vector S3 Detection step S4 Direction angle determination step (Angle determination step) S5 Difference angle determination step (angle determination step)

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一対のウェッジプリズムの回転角度を操
作して、この一対のウェッジプリズムによって偏向され
た光の照射位置を制御するウェッジプリズムの照射位置
制御方法であって、 前記一対のウェッジプリズムの差角を一定に保ったまま
前記一対のウェッジプリズムを回転する工程と、前記差
角を変化する工程と、を備えることを特徴とするウェッ
ジプリズムの照射位置制御方法。
1. A wedge prism irradiation position control method for controlling a rotation position of a pair of wedge prisms to control an irradiation position of light deflected by the pair of wedge prisms. An irradiation position control method for a wedge prism, comprising: a step of rotating the pair of wedge prisms while keeping the difference angle constant; and a step of changing the difference angle.
【請求項2】 一対のウェッジプリズムの回転角度を操
作して、この一対のウェッジプリズムによって偏向され
た光の受光器上の照射位置を制御するウェッジプリズム
の照射位置制御方法であって、 前記受光器の中心を始点とし、前記照射位置を終点とす
る第一の位置ベクトルを検出する検出工程と、前記一対
のウェッジプリズムの中心線を延長した線と前記受光器
との交点を始点とし、前記照射位置を終点とする第二の
位置ベクトルを前記一対のウェッジプリズムの回転角か
ら算出する算出工程と、前記第一の位置ベクトルおよび
前記第二の位置ベクトルに応じて、前記受光器の中心に
前記照射位置がくるように前記一対のウェッジプリズム
の回転角度を決定する角度決定工程とを備えることを特
徴とするウェッジプリズムの照射位置制御方法。
2. A wedge prism irradiation position control method for controlling an irradiation position of a light deflected by the pair of wedge prisms on a light receiver by operating a rotation angle of the pair of wedge prisms. With the center of the device as a starting point, a detection step of detecting a first position vector having the irradiation position as an end point, and an intersection of the line extending the center line of the pair of wedge prisms and the light receiver as a starting point, A calculation step of calculating a second position vector having an irradiation position as an end point from the rotation angles of the pair of wedge prisms, and according to the first position vector and the second position vector, the center of the light receiver. Determining an angle of rotation of the pair of wedge prisms so that the irradiation positions come. Law.
【請求項3】 前記角度決定工程は、前記第一の位置ベ
クトルの方向と前記第二の位置ベクトルの方向とが一致
するように、差角を一定に保った前記一対のウェッジプ
リズムの回転角度を決定する方向角決定工程と、前記第
一の位置ベクトルの絶対値が小さくなるように、前記一
対のウェッジプリズムの前記差角を決定する差角決定工
程と、を備えることを特徴とする請求項2に記載のウェ
ッジプリズムの照射位置制御方法。
3. The rotation angle of the pair of wedge prisms having a constant difference angle so that the direction of the first position vector coincides with the direction of the second position vector. And a difference angle determining step of determining the difference angle between the pair of wedge prisms so that the absolute value of the first position vector is reduced. Item 3. An irradiation position control method for a wedge prism according to Item 2.
【請求項4】 前記算出工程は、前記一対のウェッジプ
リズムそれぞれの偏角δ1,δ2、角度検出手段により
取得された前記一対のウェッジプリズムそれぞれの回転
角ψ1,ψ2、および前記一対のウェッジプリズムから
前記受光器までの距離Lを入力し、下記の計算式を用い
て前記第二の位置ベクトルの終点の座標(X0,Y0)
を算出することを特徴とする請求項2または3に記載の
ウェッジプリズムの照射位置制御方法。 X0=(δ1cosψ1+δ2cosψ2)×L Y0=(δ1sinψ1+δ2sinψ2)×L
4. The calculating step includes calculating the declination angles δ1, δ2 of each of the pair of wedge prisms, the rotation angles ψ1, ψ2 of each of the pair of wedge prisms obtained by the angle detecting means, and the pair of wedge prisms. The distance L to the light receiver is input, and the coordinates (X0, Y0) of the end point of the second position vector are calculated using the following formula.
The irradiation position control method for a wedge prism according to claim 2 or 3, wherein is calculated. X0 = (δ1cosψ1 + δ2cosψ2) × L Y0 = (δ1sinψ1 + δ2sinψ2) × L
【請求項5】 一対のウェッジプリズムの回転角度を操
作して、この一対のウェッジプリズムによって偏向され
た光の受光器上の照射位置を制御するウェッジプリズム
の照射位置制御装置であって、 前記受光器の中心を始点とし、前記照射位置を終点とす
る第一の位置ベクトルを検出する検出手段と、前記一対
のウェッジプリズムの中心線を延長した線と受光器との
交点を始点とし、前記照射位置を終点とする第二の位置
ベクトルを算出する演算手段と、前記第一の位置ベクト
ルおよび前記第二の位置ベクトルに応じて、前記受光器
の中心に前記照射位置がくるように前記一対のウェッジ
プリズムの回転角度を決定する回転角度決定手段とを備
えることを特徴とするウェッジプリズムの照射位置制御
装置。
5. An irradiation position control device for a wedge prism for controlling an irradiation position of a light deflected by the pair of wedge prisms on a light receiver by manipulating a rotation angle of the pair of wedge prisms. A detection unit for detecting a first position vector having the center of the light source as a starting point and the irradiation position as an end point, and an intersection of a line extending a center line of the pair of wedge prisms and a light receiver as a starting point, the irradiation being performed. Calculating means for calculating a second position vector having a position as an end point, and the pair of the first position vector and the second position vector so that the irradiation position comes to the center of the light receiver in accordance with the second position vector. A rotation angle determining means for determining a rotation angle of the wedge prism.
【請求項6】 前記回転角度決定手段は、前記第一の位
置ベクトルの方向と前記第二の位置ベクトルの方向とが
一致するように、差角を一定に保った前記一対のウェッ
ジプリズムの回転角度を決定する方向角決定手段と、前
記第一の位置ベクトルの絶対値が小さくなるように、前
記一対のウェッジプリズムの前記差角を決定する差角決
定手段を備えることを特徴とする請求項5に記載のウェ
ッジプリズムの照射位置制御装置。
6. The rotation angle determining means is configured to rotate the pair of wedge prisms while maintaining a constant difference angle such that a direction of the first position vector coincides with a direction of the second position vector. A directional angle determining means for determining an angle, and a difference angle determining means for determining the difference angle between the pair of wedge prisms so that an absolute value of the first position vector is reduced. 6. The irradiation position control device for a wedge prism according to 5.
【請求項7】 前記演算手段は、前記一対のウェッジプ
リズムそれぞれの偏角δ1,δ2、角度検出手段により
取得された前記一対のウェッジプリズムそれぞれの回転
角ψ1,ψ2、および前記一対のウェッジプリズムから
前記受光器までの距離Lを入力し、下記の計算式を用い
て前記第二の位置ベクトルの終点の座標(X0,Y0)
を算出することを特徴とする請求項5または6に記載の
ウェッジプリズムの制御装置。 X0=(δ1cosψ1+δ2cosψ2)×L Y0=(δ1sinψ1+δ2sinψ2)×L
7. The calculating means calculates a declination angle δ1, δ2 of each of the pair of wedge prisms, a rotation angle ψ1, ψ2 of each of the pair of wedge prisms obtained by an angle detecting means, and the pair of wedge prisms. The distance L to the light receiver is input, and the coordinates (X0, Y0) of the end point of the second position vector are calculated using the following formula.
The wedge prism control device according to claim 5 or 6, wherein is calculated. X0 = (δ1cosψ1 + δ2cosψ2) × L Y0 = (δ1sinψ1 + δ2sinψ2) × L
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006003184A (en) * 2004-06-17 2006-01-05 Niigata Prefecture Surface normal measurement method and apparatus
JP2008256997A (en) * 2007-04-06 2008-10-23 Airec Engineering Corp Angle setting method of light beam
CN102218605A (en) * 2011-05-18 2011-10-19 苏州德龙激光有限公司 Laser rotary-cut drilling device
JP2016085214A (en) * 2014-10-27 2016-05-19 ジック アーゲー Photoelectric sensor
JP2020056997A (en) * 2018-09-30 2020-04-09 エスゼット ディージェイアイ テクノロジー カンパニー リミテッドSz Dji Technology Co.,Ltd Optical scanning device and optical expansion or optical compression device
WO2021251245A1 (en) * 2020-06-12 2021-12-16 京セラ株式会社 Adjustment mechanism and imaging device
US12196855B2 (en) 2018-09-30 2025-01-14 SZ DJI Technology Co., Ltd. Distance detection device

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006003184A (en) * 2004-06-17 2006-01-05 Niigata Prefecture Surface normal measurement method and apparatus
JP2008256997A (en) * 2007-04-06 2008-10-23 Airec Engineering Corp Angle setting method of light beam
CN102218605A (en) * 2011-05-18 2011-10-19 苏州德龙激光有限公司 Laser rotary-cut drilling device
JP2016085214A (en) * 2014-10-27 2016-05-19 ジック アーゲー Photoelectric sensor
JP2020056997A (en) * 2018-09-30 2020-04-09 エスゼット ディージェイアイ テクノロジー カンパニー リミテッドSz Dji Technology Co.,Ltd Optical scanning device and optical expansion or optical compression device
US12196855B2 (en) 2018-09-30 2025-01-14 SZ DJI Technology Co., Ltd. Distance detection device
WO2021251245A1 (en) * 2020-06-12 2021-12-16 京セラ株式会社 Adjustment mechanism and imaging device
JP2021196485A (en) * 2020-06-12 2021-12-27 京セラ株式会社 Adjustment mechanism and imaging apparatus
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