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JP2500651B2 - Angle detector - Google Patents

Angle detector

Info

Publication number
JP2500651B2
JP2500651B2 JP27770393A JP27770393A JP2500651B2 JP 2500651 B2 JP2500651 B2 JP 2500651B2 JP 27770393 A JP27770393 A JP 27770393A JP 27770393 A JP27770393 A JP 27770393A JP 2500651 B2 JP2500651 B2 JP 2500651B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
angle
angle detecting
light source
laser light
emitted
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP27770393A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH07110225A (en
Inventor
充江 相薗
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.)
NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric 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 Nippon Electric Co Ltd filed Critical Nippon Electric Co Ltd
Priority to JP27770393A priority Critical patent/JP2500651B2/en
Publication of JPH07110225A publication Critical patent/JPH07110225A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2500651B2 publication Critical patent/JP2500651B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、光追尾等に用いられる
角度検出装置に関し、特に、ビーム形状の歪みによる角
度検出誤差を減少し、ビーム角度を精度良く測定できる
角度検出装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an angle detecting device used for optical tracking or the like, and more particularly to an angle detecting device capable of accurately measuring a beam angle by reducing an angle detection error due to distortion of a beam shape.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在、光追尾装置の光軸と追尾しようと
するビームの角度誤差を測定するような場合、レーザ光
源から出射されたビームを4象限角度検出器(QD=Q
uadrant Detecter)に入射させてビー
ム角度を検出する構成の角度検出装置が用いられてい
る。ここで、前記4象限検出器は、図3(a),(b)
に示すように、不感帯110により四分割された1mm
程度のQD素子(例えば、APD=Avalanche
Photodiode)からなるセンサ受光部100
を有し、このセンサ受光面の4象限の各チャンネルが受
けたビーム120の量に応じて電流Ia,Ib,Ic,
Idを出力する構成となっている。このため上記構成か
らなる角度検出装置では、前記レーザ光源から出射され
たビームを前記センサ受光面の大きさに応じた円形に整
形してから4象限検出装置に入射させる必要があった。
2. Description of the Related Art At present, when measuring an angle error between an optical axis of an optical tracking device and a beam to be tracked, a beam emitted from a laser light source is detected by a four-quadrant angle detector (QD = Q).
There is used an angle detection device configured to detect a beam angle by being incident on a quadrant detector). Here, the four-quadrant detector is shown in FIGS.
1mm divided into four by dead zone 110 as shown in
QD element (for example, APD = Avalanche)
Sensor light receiving unit 100 composed of a photo diode)
And the currents Ia, Ib, Ic, according to the amount of the beam 120 received by each channel in the four quadrants of the sensor light receiving surface.
It is configured to output Id. For this reason, in the angle detection device having the above configuration, it is necessary to shape the beam emitted from the laser light source into a circular shape corresponding to the size of the light receiving surface of the sensor and then make the beam enter the four quadrant detection device.

【0003】そこで、従来の角度検出装置では、公開特
許公報昭60−234247号,公表特許公報昭61−
502640号及び公開特許公報平3−17612号で
提案されているように、レーザ光源から出射されたビー
ムをコリメートレンズによって平行光線にし、この平行
光線をプリズムで屈折させ、又は、複数個の球面鏡に反
射させ、あるいは、1/4波長板を通過させて所望の円
形に整形していた。
Therefore, in the conventional angle detecting device, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 60-234247 and Japanese Laid-Open Patent Publication No. 61-
As proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 502640 and Japanese Patent Laid-Open No. 3-17612, a beam emitted from a laser light source is collimated by a collimating lens, and the collimated beam is refracted by a prism, or a plurality of spherical mirrors are formed. The light was reflected or passed through a quarter-wave plate to have a desired circular shape.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記プリズ
ム等によっては、レーザ光源からのビーム形状を正確な
円形に整形することができず、ビームによって形成され
た円の端が歪んでしまったり、欠けてしまったりしてい
た。したがって、従来の角度検出装置では、4象限角度
検出器に正確な円形のビームを入射させることができ
ず、ビーム形状の歪みや欠けによる角度検出誤差が生じ
てしまうという問題があった。
However, depending on the prism or the like, the beam shape from the laser light source cannot be shaped into an accurate circle, and the end of the circle formed by the beam is distorted or chipped. It was exhausted. Therefore, the conventional angle detection device has a problem that an accurate circular beam cannot be made incident on the four-quadrant angle detector, and an angle detection error occurs due to distortion or chipping of the beam shape.

【0005】本発明は、上述した問題点にかんがみてな
されたものであり、ビーム形状をより正確な円形に整形
することによって角度検出誤差を減少し、ビーム角度を
精度良く測定できる角度検出装置の提供を目的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an angle detecting device capable of accurately measuring a beam angle by reducing the angle detection error by shaping the beam shape into a more accurate circle. For the purpose of provision.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の角度検出装置は、レーザ光源から出射され
たビームの角度を測定する角度検出装置において、反射
防止加工を施した板部材と、この板部材上に取り付けて
あり、かつ、前記レーザ光源から出射されるビーム径よ
り小さな径であって、前記レーザ光源から出射されたビ
ームを反射する円形ミラーと、この円形ミラーからのビ
ームを入射し、ビーム角度を検出するビーム角度検出手
段とを備えた構成としてあり、好ましくは、前記ビーム
角度検出手段が、4象限角度検出器である構成、又は、
前記ビーム角度検出手段が、その受光部に電荷結合素子
(CCD)装置を備えた角度検出器である構成としてあ
る。
In order to achieve the above object, an angle detecting device of the present invention is an angle detecting device for measuring an angle of a beam emitted from a laser light source, and a plate member having antireflection processing. A circular mirror mounted on the plate member and having a diameter smaller than that of the beam emitted from the laser light source and reflecting the beam emitted from the laser light source; and a beam from the circular mirror. And a beam angle detecting means for detecting the beam angle, preferably the beam angle detecting means is a four-quadrant angle detector, or
The beam angle detecting means is an angle detector having a charge coupled device (CCD) device in its light receiving portion.

【0007】[0007]

【作用】上記構成からなる本発明の角度検出装置によれ
ば、レーザ光源から出射されたビームは、このビーム径
より小さな径の円形ミラーによって反射され、正確な円
形に整形される。このように正確な同形に反射されたビ
ームはハーフミラーなどによって反射され、4象限角度
検出器等のビーム角度検出手段に入射される。
According to the angle detecting device of the present invention having the above structure, the beam emitted from the laser light source is reflected by the circular mirror having a diameter smaller than this beam diameter and shaped into an accurate circle. The beam thus accurately reflected in the same shape is reflected by a half mirror or the like and is incident on a beam angle detecting means such as a four-quadrant angle detector.

【0008】[0008]

【実施例】以下、本発明の角度検出装置の実施例につい
て、図面を参照しつつ説明する。図1は本実施例に係る
角度検出装置を示すブロック図である。本実施例の角度
検出装置では、ビーム角度検出手段として4象限角度検
出器を用いた構成としてある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the angle detecting device of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an angle detection device according to this embodiment. The angle detection device of the present embodiment is configured to use a 4-quadrant angle detector as the beam angle detection means.

【0009】同図において、1は光コリメータなどのレ
ーザ光源であり、ビーム10を出射する。また、2はコ
リメートレンズ等の光学系部材であり、光コリメータ1
から出射されたビーム10を平行光線にする。3はハー
フミラーであり、光コリメータ1側からのビーム10を
透過するとともに、円形ミラー4側からのビーム11を
反射する。円形ミラー4は、図2に示すように、光コリ
メータ1から出射されたビーム10の径より小径となっ
ており、反射防止加工を施した板部材5上に取り付けて
ある。このような円形ミラー4は、光学系2を介して平
行光線となったビーム10を受け、ハーフミラー3に向
けて反射する。6は4象限角度検出器であり、ハーフミ
ラー3に反射されたビーム11をセンサ受光部に入射
し、4象限の各チャンネルが受けたビームの量に基づい
てビーム角度を検出する。
In the figure, 1 is a laser light source such as an optical collimator, which emits a beam 10. Reference numeral 2 denotes an optical system member such as a collimator lens, and the optical collimator 1
The beam 10 emitted from is converted into parallel rays. A half mirror 3 transmits the beam 10 from the optical collimator 1 side and reflects the beam 11 from the circular mirror 4 side. As shown in FIG. 2, the circular mirror 4 has a diameter smaller than the diameter of the beam 10 emitted from the optical collimator 1, and is mounted on a plate member 5 that has been subjected to antireflection processing. Such a circular mirror 4 receives the beam 10 that has become parallel rays via the optical system 2 and reflects it toward the half mirror 3. Reference numeral 6 denotes a four-quadrant angle detector, which injects the beam 11 reflected by the half mirror 3 into the sensor light-receiving portion and detects the beam angle based on the amount of the beam received by each channel in the four-quadrant.

【0010】このような構成からなる本実施例のビーム
角度検出装置によれば、光コリメータ1から出射された
ビーム10を、該ビーム10より小さな径の円形ミラー
4によって反射させることにより、正確な円形のビーム
11に整形することができる。また、円形ミラー4によ
って反射されなかったビーム10の円周部分は、反射防
止加工を施した板部材5によって吸収されるので、迷光
の発生を防止する。この結果、正確な円形に整形された
ビーム11だけが反射される。
According to the beam angle detecting device of the present embodiment having such a configuration, the beam 10 emitted from the optical collimator 1 is reflected by the circular mirror 4 having a diameter smaller than that of the beam 10, thereby achieving accurate measurement. It can be shaped into a circular beam 11. Further, the circumferential portion of the beam 10 that is not reflected by the circular mirror 4 is absorbed by the plate member 5 that has been subjected to antireflection processing, so that the generation of stray light is prevented. As a result, only the exact circular shaped beam 11 is reflected.

【0011】なお、本発明における角度検出装置は、上
述した実施例に限定されるものではない。例えば、上記
実施例では、4象限角度検出器によってビーム角度を検
出する構成としたが、センサ受光部に電荷結合素子(C
CD=Charge Coupled Device)
を備えた構成の角度検出器に変更してもよい。このよう
な構成とすると、広視野かつ広分解能のビーム角度測定
が行なえる。
The angle detecting device according to the present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, the beam angle is detected by the 4-quadrant angle detector, but the charge coupled device (C
CD = Charge Coupled Device)
You may change to the angle detector of the structure provided with. With such a configuration, a wide field of view and a wide resolution beam angle measurement can be performed.

【0012】[0012]

【発明の効果】以上、説明したように、本発明の角度検
出装置によれば、ビーム形状をより正確な円形に整形す
ることが可能となり、これによって、角度誤差が減少
し、ビーム角度を精度良く測定できる。
As described above, according to the angle detecting device of the present invention, it is possible to shape the beam shape into a more accurate circular shape, which reduces the angular error and reduces the beam angle accuracy. It can be measured well.

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

【図1】本発明の実施例に係る角度検出装置を示すブロ
ック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an angle detection device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本角度検出装置の円形ミラーの受光状態を示す
正面図である。
FIG. 2 is a front view showing a light receiving state of a circular mirror of the present angle detection device.

【図3】同図(a),(b)は、4象限検出器の受光部
を示す正面図である。
3 (a) and 3 (b) are front views showing a light receiving part of a four-quadrant detector.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光コリメータ 2 光学系 3 ハーフミラー 4 円形ミラー 5 板部材 6 4象限検出器 10 ビーム 11 ビーム(整形後) 1 Optical Collimator 2 Optical System 3 Half Mirror 4 Circular Mirror 5 Plate Member 6 4 Quadrant Detector 10 Beam 11 Beam (After Shaping)

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−51862(JP,A) 特開 平2−187933(JP,A) 特開 昭59−24819(JP,A) 特開 昭60−234247(JP,A) 特開 平3−17612(JP,A) 特開 昭61−502640(JP,A) 特開 平3−111703(JP,A) 特開 平5−240605(JP,A) 特開 平5−240610(JP,A) 特開 平2−272304(JP,A) 実開 昭48−26949(JP,U) 実開 昭62−174218(JP,U)Continuation of front page (56) Reference JP 54-51862 (JP, A) JP 2-187933 (JP, A) JP 59-24819 (JP, A) JP 60-234247 (JP , A) JP 3-17612 (JP, A) JP 61-502640 (JP, A) JP 3-111703 (JP, A) JP 5-240605 (JP, A) JP 5-240610 (JP, A) JP-A-2-272304 (JP, A) Actually opened 48-26949 (JP, U) Actually opened 62-174218 (JP, U)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 レーザ光源から出射されたビームの角度
を測定する角度検出装置において、 反射防止加工を施した板部材と、 この板部材上に取り付けてあり、かつ、前記レーザ光源
から出射されるビーム径より小さな径であって、前記レ
ーザ光源から出射されたビームを反射する円形ミラー
と、 この円形ミラーからのビームを入射し、ビーム角度を検
出するビーム角度検出手段とを備えたことを特徴とする
角度検出装置。
1. An angle detecting device for measuring an angle of a beam emitted from a laser light source, comprising: a plate member having antireflection processing; and a plate member mounted on the plate member and emitted from the laser light source. A circular mirror having a diameter smaller than that of the beam and reflecting a beam emitted from the laser light source, and a beam angle detecting means for injecting the beam from the circular mirror and detecting a beam angle are provided. And angle detection device.
【請求項2】 前記ビーム角度検出手段が、4象限角度
検出器である請求項1記載の角度検出装置。
2. The angle detecting device according to claim 1, wherein the beam angle detecting means is a four-quadrant angle detector.
【請求項3】 前記ビーム角度検出手段が、その受光部
に電荷結合素子(CCD)装置を備えた角度検出器であ
る請求項1記載の角度検出装置。
3. The angle detecting device according to claim 1, wherein the beam angle detecting means is an angle detector having a charge coupled device (CCD) device in a light receiving portion thereof.
JP27770393A 1993-10-08 1993-10-08 Angle detector Expired - Lifetime JP2500651B2 (en)

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