アライメント装置および光学装置
【課題】 簡単で低コストな構成でありながら、主鏡と副鏡の位置合わせを行うことができるアライメント装置を提供する。
【解決手段】 光軸ＡＸ上に形成された開口１０ａを有する主鏡１０と、主鏡１０の光軸ＡＸ上に対向配置された副鏡２０とを有する光学系において、主鏡１０と副鏡２０の位置合わせをするためのアライメント装置であって、光の反射機能を備えた光学部材３０と、主鏡１０の開口１０ａから光軸ＡＸに平行な平行光束の状態で入射し、副鏡２０の反射面２１および主鏡１０の反射面１１を順に経て、光学部材３０で反射して折り返され、主鏡１０の反射面１１および副鏡２０の反射面２１を順に経て、主鏡１０の開口１０ａから射出したアライメント光に基づいて、主鏡１０と副鏡２０との位置ずれを検出する検出系４０とを有する。
【解決手段】 光軸ＡＸ上に形成された開口１０ａを有する主鏡１０と、主鏡１０の光軸ＡＸ上に対向配置された副鏡２０とを有する光学系において、主鏡１０と副鏡２０の位置合わせをするためのアライメント装置であって、光の反射機能を備えた光学部材３０と、主鏡１０の開口１０ａから光軸ＡＸに平行な平行光束の状態で入射し、副鏡２０の反射面２１および主鏡１０の反射面１１を順に経て、光学部材３０で反射して折り返され、主鏡１０の反射面１１および副鏡２０の反射面２１を順に経て、主鏡１０の開口１０ａから射出したアライメント光に基づいて、主鏡１０と副鏡２０との位置ずれを検出する検出系４０とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アライメント装置に関し、特にレーザ照射装置、レーザ測距装置等のレーザ光学装置に備えられる主鏡と副鏡とのアライメント（位置合わせ）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種のレーザ光学装置として、例えば特開２００２−１２１７２４号公報に記載されているように、上空に向けてレーザ光を送出する送光光学系と、送光光学系から送出したレーザ光の散乱レーザ光を受光する受光光学系とを備えたレーザレーダ装置が知られている。また、レーザレーダ装置のように大口径反射光学系が採用されたレーザ光学装置において、カセグレン光学系の主鏡と副鏡との位置合わせに利用可能なアライメント光学系が開示されている。
【特許文献１】米国特許出願公開第２００６／０２７９８３８Ａ１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、特許文献１には、副鏡の周辺部に密着するように敷設されたヌル光学系としての円環状の球面鏡を用いるアライメント光学系が提案されている。しかしながら、この構成では、互いに密着した球面鏡および副鏡の製作が困難であるという不都合がある。また、ヌル球面鏡の面積分だけ光束の中心遮蔽量が増えるという不都合がある。
【０００４】
また、特許文献１には、主鏡と同程度の大口径で且つ大きな中央貫通部を有する穴あき平面鏡を用いるアライメント光学系が提案されている。しかしながら、この構成では、大口径の穴あき平面鏡の面積分だけ送光光量および受光光量が損なわれるという不都合がある。また、大口径の穴あき平面鏡を所望の精度で製作および設置することが困難であり、大きなコストがかかるという不都合がある。
【０００５】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、簡単で低コストな構成でありながら、主鏡と副鏡の位置合わせを行うことができるアライメント装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような目的を達成するため、本発明を例示する第一の態様に従えば、光軸に沿って対向するように配置された主鏡と副鏡とを有する光学系において、前記主鏡と前記副鏡とを位置合わせするためのアライメント装置であって、光の反射機能を備えた光学部材と、前記光軸に平行な平行光束を前記副鏡に入射し、前記副鏡の反射面および前記主鏡の反射面を順に経て、前記光学部材で反射して折り返され、前記主鏡の反射面および前記副鏡の反射面を順に経たアライメント光に基づいて、前記主鏡と前記副鏡との位置ずれを検出する検出系とを有することを特徴とするアライメント装置が提供される。
【０００７】
また、本発明を例示する第二の態様に従えば、光軸に沿って対向するように配置された主鏡と副鏡とを有する光学系と、第一の態様のアライメント装置とを備えていることを特徴とする光学装置が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
以上説明したように、本発明によれば、簡単で低コストな構成でありながら、主鏡と副鏡の位置合わせを行うことができるアライメント装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。図１は、本実施形態に係るアライメント装置の構成を概略的に示す図である。本実施形態に係るアライメント装置は、例えばレーザレーダ装置のようなレーザ光学装置など、光軸上に形成された開口を有する主鏡と、前記主鏡の光軸上に対向配置された副鏡とを有する送光および受光可能な光学系において、主鏡と副鏡の位置合わせをするためのアライメント装置であり、図１に示すように、主鏡１０と、副鏡２０と、光学部材３０と、検出系４０と、姿勢制御機構５０とを有する。
【００１０】
主鏡１０は、光軸ＡＸ上に形成された開口１０ａと、表側（副鏡２０側）に形成された凹面状の反射面１１とを有する凹面鏡である。副鏡２０は、主鏡１０の光軸ＡＸ上に対向配置され、表側（主鏡１０側）形成された凸面状の反射面２１を有する凸面反射鏡である。すなわち、主鏡１０と副鏡２０とは、いわゆるカセグレン光学系を構成している。
【００１１】
光学部材３０は、該部材に入射した光に対して反射機能および透過機能を備える。
【００１２】
本実施形態に係るアライメント装置は光学部材３０を透過した光が通過可能である窓部６０ａが形成された筺体６０に収納されており、光学部材３０は前記窓部６０ａに配置されている。この構成によれば、筺体６０の気密性を向上させることができ、筺体６０内に収納された光学系や不図示の電気部品等を、風雨や結露等の外部因子から守ることができる。
【００１３】
また、光学部材３０は、副鏡２０を固定保持する。この構成により、副鏡２０を保持するトラス等が不要となり、部品点数を減らして簡単な装置構成が可能となり、またコスト抑制にも貢献できる。
【００１４】
主鏡１０、副鏡２０および光学部材３０の面形状は、主鏡１０の開口１０ａから入射したアライメント光が、副鏡２０の反射面２１および主鏡１０の反射面１１を順に経て、光学部材３０に至る入射光路と、光学部材３０で反射して折り返されたアライメント光が、主鏡１０の反射面１１および副鏡２０の反射面２１を順に経て、主鏡１０の開口１０ａに至る射出光路とが一致するように設定されている。
【００１５】
検出系４０は、光軸ＡＸ上に設けられ、主鏡１０の開口１０ａから射出したアライメント光を分割するビームスプリッタ４１と、ビームスプリッタ４１により分割されたアライメント光を所定面上に集光する集光光学系４２と、前記所定面に検出面が位置決めされ、該検出面上のアライメント光の集光位置を検出する、例えば二次元ＣＣＤのような光検出器４３と、光検出器４３により検出されたアライメント光の集光位置と予め設定された基準位置とを対比して、主鏡１０と副鏡２０との位置ずれ（例えば、光軸ＡＸと直交する方向のシフトや、光軸ＡＸに対する傾き（チルト）など）を算出し、算出結果から集光位置と基準位置との差が「ゼロ」となるようなアライメント調整信号を生成するデータ処理装置４４とを有する。
【００１６】
姿勢制御機構５０は、上記検出系４０による検出結果に基づいて、主鏡１０と副鏡２０との光軸が合致するように、具体的には、データ処理装置４４により出力されたアライメント調整信号に基づき、少なくとも主鏡１０と副鏡２０のどちらか一方の位置や姿勢を制御する（なお、図１では、制御対象が主鏡１０である例を挙げている）。
【００１７】
アライメント装置は、さらに、光源Ｌと、ダイクロイックミラーＭとを有する。光源Ｌは、例えば円環状の断面を有するアライメント光を供給する。ダイクロイックミラーＭは、光軸ＡＸ上において光源Ｌとビームスプリッタ４１との間に設けられており、アライメント光を透過し、また主鏡１０と副鏡２０とからなるカセグレン光学系の使用光を反射する。
【００１８】
本実施形態におけるレーザレーダ装置の使用状態では、図２に示すように、送光する場合、レーザ光源（不図示）から供給されたレーザ光は、ダイクロイックミラーＭで反射され、ビームスプリッタ４１を透過して、カセグレン光学系（主鏡１０，副鏡２０）へ導かれる。カセグレン光学系（主鏡１０，副鏡２０）へ導かれたレーザ光は、主鏡１０の開口１０ａから入射して、副鏡２０の反射面２１および主鏡１０の反射面１１を順に経て、光学部材３０を透過した後、例えば、光軸ＡＸに平行光束の状態で、目標方向の上空に向けて送光される）。
【００１９】
また、受光する場合、レーザ光の照射を受けた目標物からの散乱レーザ光は、光学部材３０を透過し、主鏡１０の反射面１１および副鏡２０の反射面２１を順に経て、主鏡１０の開口１０ａを通過し、ビームスプリッタ４１を透過し、ダイクロイックミラーＭで反射された後、受光部（不図示）で受光される。受光部では、例えば受光した散乱レーザ光の強度および戻り時間等を検出して、被測定対象の状態を検出する。
【００２０】
本実施形態のアライメント装置では、図３に示すように、光源Ｌから射出されたアライメント光は、ダイクロイックミラーＭおよびビームスプリッタ４１を順に透過し、主鏡１０の開口１０ａから光軸ＡＸに平行な平行光束の状態で入射し、副鏡２０の反射面２１および主鏡１０の反射面１１を順に経て、光学部材３０で反射して折り返され、主鏡１０の反射面１１および副鏡２０の反射面２１を順に経て、主鏡１０の開口１０ａから射出した後、ビームスプリッタ４１に入射する。ビームスプリッタ４１で反射されたアライメント光は、集光光学系４２を介して光検出器４３の検出面に集光され、光検出器４３は該検出面上のアライメント光の集光位置を検出し、検出結果をデータ処理装置４４に出力する。データ処理装置４４は、光検出器４３により検出されたアライメント光の集光位置と予め設定された基準位置とを対比して、主鏡１０と副鏡２０との位置ずれを算出し、この算出結果に基づきアライメント調整信号を生成する。
【００２１】
例えば、レーザレーダ装置において、主鏡１０と副鏡２０とが光軸ＡＸに沿って正確に位置合わせされた状態では、副鏡２０から射出され（主鏡１０の開口１０ａを介して）前記ビームスプリッタ４１へ戻ったアライメント光は、ビームスプリッタ４１から（主鏡１０の開口１０ａを介して）副鏡２０に入射したアライメント光と同様に、光軸ＡＸに対して平行光束の状態にある。したがって、アライメント光は、集光光学系４２により光検出器４３の検出面上において、光軸ＡＸと交わる所定の基準位置（例えば検出面の中心位置）に小さなスポット光を形成する。このとき、光検出器４３により検出されたアライメント光の集光位置（スポット光の位置）と基準位置とが一致しているため、データ処理装置４４は、スポット光の集光位置と基準位置との差が「ゼロ」である旨のアライメント調整信号を生成し、姿勢制御機構５０に出力する。
【００２２】
一方、主鏡１０と副鏡２０とが相対的に位置ずれした状態では、アライメント光は、光検出器４３の検出面上において、所定の基準位置から外れた位置にスポット光を形成する。このとき、光検出器４３はアライメント光の集光位置（スポット光の位置情報）を検出し、データ処理装置４４は、光検出器４３の検出結果に基づいてアライメント光と所定の基準位置との位置ずれ、すなわち主鏡１０と副鏡２０との位置ずれを算出し、アライメント光の集光位置と基準位置との差が「ゼロ」となるようなアライメント調整信号を生成し、姿勢制御機構５０に出力する。
【００２３】
姿勢制御機構５０では、データ処理装置４４から出力されたアライメント調整信号に基づき、少なくとも主鏡１０と副鏡２０のどちらか一方（図１では主鏡１０）の位置や姿勢を制御して、主鏡１０と副鏡２０との位置合わせができ、ひいてはレーダ精度の確保に貢献することができるようになっている。
【００２４】
なお、本実施形態におけるレーザレーダ装置では、例えば、副鏡２０を光軸ＡＸに沿って移動させることにより、有限距離の目標物に対するフォーカシングを行うことがある。その際には、アライメント装置において、集光光学系４２も光検出器４３の検出面上に形成されるスポット光が十分に小さくなるように、自らの光軸に沿って移動させてフォーカシングを行えば、主鏡１０と副鏡２０との位置合わせができる。
【００２５】
また、本実施形態においては、主鏡１０と副鏡２０との位置合わせ（アライメント）を、検出系４０の検出結果に基づいて動作する姿勢制御装置５０を介して自動で行っているが、手動で行ってもよい。
【００２６】
こうして、本実施形態に係るアライメント装置では、簡単で低コストな構成でありながら、光量損失を抑えつつ、主鏡１０と副鏡２０との位置合わせを行うことができる。以下、記実施形態の具体的な数値実施例である、第１実施例について説明する。
【００２７】
（第１実施例）
次の表１に、レーザレーダ装置の無限遠目標物に対する使用状態におけるカセグレン光学系（図２参照）の諸元の値を掲げる。表１において、面番号はレーザレーダ装置の使用光（波長1064nm）が入射する面の順序を、ｒは各面の曲率半径（単位：ｍｍ，非球面の場合には頂点曲率半径）を、ｄは各面の軸上間隔すなわち次の面までの面間隔（単位：ｍｍ）を、κは各面の非球面形状を規定する円錐係数（コーニック定数）をそれぞれ示している。なお、曲率半径ｒにおいて、光源側に向かって凸面の曲率半径を正とし、光源側に向かって凹面の曲率半径を負とし、「0.0000」は平面を示す。表１における表記は、以降の表４，表７および表１０においても同様である。
【００２８】
非球面は、光軸に垂直な方向の高さをｙとし、非球面の頂点における接平面から高さｙにおける非球面上の位置までの光軸に沿った距離（サグ量）をｚとし、頂点曲率半径をｒとし、円錐係数をκとしたとき、以下の式（ａ）で表される。後述の表においても、レンズ面が非球面である場合には、面番号に＊印を付している。
【００２９】
ｚ＝（ｙ2／ｒ）／［１＋｛１−（κ＋１）・ｙ2／ｒ2｝1/2］ …（ａ）
【００３０】
なお、第１実施例のカセグレン光学系では、入射瞳径が４０ｍｍであり、使用光の中心遮蔽の径が１０ｍｍであり、ビーム拡大倍率が８倍である。
【００３１】
（表１）
面番号 ｒ ｄ κ
１ 125.0000 -437.50(d1) -1 （副鏡２０の反射面２１）
２ 1000.0000 452.50(d2) -1 （主鏡１０の反射面１１）
３ 0.0000 15.00 0 （光学部材３０の入射面３０ａ）
４ 0.0000 ∞(d3) 0 （光学部材３０の射出面３０ｂ）
【００３２】
次の表２に、無限遠目標物に対する使用状態におけるカセグレン光学系の位置合わせに適用されるアライメント装置のアライメント光学系（図３参照）の諸元の値を掲げる。表２において、面番号はアライメント光が入射する面の順序を、ｒは各面の曲率半径（単位：ｍｍ，非球面の場合には頂点曲率半径）を、ｄは各面の軸上間隔すなわち次の面までの面間隔（単位：ｍｍ）を、κは各面の非球面形状を規定する円錐係数（コーニック定数）を、ｎは各面と次の面までの媒質のアライメント光に対する屈折率をそれぞれ示している。
【００３３】
なお、曲率半径ｒにおいて、光源側に向かって凸面の曲率半径を正とし、光源側に向かって凹面の曲率半径を負とし、「0.0000」は平面を示す。但し、集光光学系４２において、曲率半径ｒは、光の入射側に向かって凸面の曲率半径を負とし、光の入射側に向かって凹面の曲率半径を正としている。また、面間隔ｄは、反射される度に、その符号を変えるものとする。
【００３４】
なお、第１実施例のアライメント光学系では、入射瞳径が４０ｍｍであり、アライメント光の中心遮蔽の径が１０ｍｍであり、アライメント光の波長が６３２．８ｎｍである。表２における表記は、以降の表５，表８および表１１においても同様である。
【００３５】
（表２）
面番号 ｒ ｄ κ
１ 125.0000 -437.50(d1) -1 （副鏡２０の反射面２１）
２ 1000.0000 452.50(d2) -1 （主鏡１０の反射面１１）
３ 0.0000 -452.50(d4) 0 （光学部材３０の入射面３０ａ）
４ 1000.0000 437.50(d5) -1 （主鏡１０の反射面１１）
５ 125.0000 -537.50(d6) -1 （副鏡２０の反射面２１）
６ 0.0000 -50.00(d7) 0 （ビームスプリッタ４１）
７ -59.8164 -10.00 0 1.457021（集光光学系４２）
８ 272.6586 -100.00(d8) 0
【００３６】
次の表３に、無限遠の目標物に対するカセグレン光学系およびアライメント光学系における面間隔の値と、有限距離（３００ｍ）の目標物に対するカセグレン光学系およびアライメント光学系における面間隔の値とを掲げる。
【００３７】
なお、表３において、面間隔ｄ１は、表１および表２に示すように、副鏡２０の反射面２１から主鏡１０の反射面１１までの光軸ＡＸに沿った距離である。面間隔ｄ２は、表１および表２に示すように、主鏡１０の反射面１１から光学部材３０の入射面３０ａまでの光軸ＡＸに沿った距離である。面間隔ｄ３は、表１に示すように、光学部材３０の射出面３０ｂから無限遠目標物までの距離である。面間隔ｄ４は、表２に示すように、光学部材３０の入射面３０ａから主鏡１０の反射面１１までの光軸ＡＸに沿った距離である。面間隔ｄ５は、表２に示すように、主鏡１０の反射面１１から副鏡２０の反射面２１までの光軸ＡＸに沿った距離である。面間隔ｄ６は、表２に示すように、副鏡２０の反射面２１からビームスプリッタ４１までの光軸ＡＸに沿った距離である。面間隔ｄ７は、表２に示すように、ビームスプリッタ４１から集光光学系４２の入射面までの該集光光学系４２の光軸に沿った距離である。面間隔ｄ８は、表２に示すように、集光光学系４２の射出面から光検出器４３の検出面までの該集光光学系４２の光軸に沿った距離である。
【００３８】
（表３）
面間隔 無限遠の目標物 有限距離の目標物
d1 -437.50 -438.36
d2 452.50 453.36
d3 ∞ 300000.00
d4 -452.50 -453.36
d5 437.50 438.36
d6 -537.50 -538.36
d7 -50.00 -55.05
d8 -100.00 -94.95
【００３９】
表３より、第１実施例に係るレーザレーダ装置のカセグレン光学系では、主鏡１０を光軸ＡＸに沿って０．８６ｍｍだけ図１中左側へ移動させることにより、無限遠の目標物から３００ｍ先の有限距離の目標物に対するフォーカシングを行うことができる。このとき、第１実施例のアライメント光学系では、集光光学系４２を自らの光軸に沿って５．０５ｍｍだけ図１中下側へ移動させてフォーカシングを行えば、主鏡１０と副鏡２０とのアライメント調整（位置合わせ）が可能となる。
【００４０】
（第２実施例）
以下、第２実施例について説明する。第２実施例のアライメント装置は、第１実施例と基本構成は同じである。しかしながら、第１実施例のアライメント装置とは、副鏡２０が（光学部材３０とは一体でなく）副鏡保持用スパイダー２２によって筺体６０に可動可能に取り付けられている点と、これに伴い姿勢制御機構５０により（主鏡１０ではなく）副鏡２０の位置や姿勢が制御される点とが異なることに着目して、第２実施例のアライメント装置の構成および動作を説明する。なお、第１実施例の同様の機能を有するものについては、同じ番号を付し、その説明を省略することもある。
【００４１】
図４に示すように、第２実施例のアライメント装置は、例えばレーザレーダ装置のようなレーザ光学装置など、主鏡１０の光軸ＡＸ上に対向配置された副鏡２０とを有する送光および受光可能な光学系において、主鏡１０と副鏡２０の位置合わせをするためのものである。
【００４２】
主鏡１０は、光軸ＡＸ上に形成された開口１０ａと、表側（副鏡２０側）に形成された凹面状の反射面１１とを有する凹面鏡である。副鏡２０は、主鏡１０の光軸ＡＸ上に対向配置され、表側（主鏡１０側）形成された凸面状の反射面２１を有する凸面反射鏡である。すなわち、主鏡１０と副鏡２０とは、いわゆるカセグレン光学系を構成している。
【００４３】
光学部材３０は、該部材に入射した光に対して反射機能および透過機能を備える。
【００４４】
アライメント装置は、光学部材３０を透過した光が通過可能である窓部６０ａが形成された筺体６０に収納されており、該窓部６０ａには光学部材３０が配置されている。
【００４５】
なお、副鏡２０は、後述の姿勢制御機構５０を介して位置や姿勢の調整ができるように、副鏡保持用スパイダー２２により筐体６０に取り付けられている。
【００４６】
主鏡１０、副鏡２０および光学部材３０の面形状は、主鏡１０の開口１０ａから入射したアライメント光が、副鏡２０の反射面２１および主鏡１０の反射面１１を順に経て、光学部材３０に至る入射光路と、光学部材３０で反射して折り返されたアライメント光が、主鏡１０の反射面１１および副鏡２０の反射面２１を順に経て、主鏡１０の開口１０ａに至る射出光路とが一致するように設定されている。
【００４７】
したがって、第２実施例におけるレーザレーダ装置の使用状態では、図５に示すように、送光する場合、レーザ光源（不図示）から供給されたレーザ光は、ダイクロイックミラーＭで反射され、ビームスプリッタ４１を透過して、カセグレン光学系（主鏡１０，副鏡２０）へ導かれる。カセグレン光学系（主鏡１０，副鏡２０）へ導かれたレーザ光は、主鏡１０の開口１０ａから入射して、副鏡２０の反射面２１および主鏡１０の反射面１１を順に経て、光学部材３０を透過した後、例えば、光軸ＡＸに平行光束の状態で、目標方向の上空に向けて送光される。
【００４８】
また、受光する場合、レーザ光の照射を受けた目標物からの散乱レーザ光は、光学部材３０を透過し、主鏡１０の反射面１１および副鏡２０の反射面２１を順に経て、主鏡１０の開口１０ａを通過し、ビームスプリッタ４１を透過し、ダイクロイックミラーＭで反射された後、受光部（不図示）で受光される。受光部では、受光した散乱レーザ光の強度および戻り時間等を検出して、被測定対象の状態を検出する。
【００４９】
第１実施例と同様に、第２実施例におけるアライメント装置では、図６にも示すように、光源Ｌから射出されたアライメント光は、ダイクロイックミラーＭおよびビームスプリッタ４１を順に透過し、主鏡１０の開口１０ａから光軸ＡＸに平行な平行光束の状態で入射し、副鏡２０の反射面２１および主鏡１０の反射面１１を順に経て、光学部材３０で反射して折り返され、主鏡１０の反射面１１および副鏡２０の反射面２１を順に経て、主鏡１０の開口１０ａから射出した後、ビームスプリッタ４１に入射する。ビームスプリッタ４１で反射されたアライメント光は、集光光学系４２を介して光検出器４３の検出面に集光され、光検出器４３は該検出面上のアライメント光の集光位置を検出し、検出結果をデータ処理装置４４に出力する。データ処理装置４４は、光検出器４３により検出されたアライメント光の集光位置と予め設定された基準位置とを対比して、主鏡１０と副鏡２０との位置ずれを算出し、この算出結果に基づきアライメント光の集光位置と基準位置との差が「ゼロ」となるようなアライメント調整信号を生成し、姿勢制御機構５０に出力する。姿勢制御機構５０は、データ処理装置４４から出力されたアライメント調整信号に基づき、副鏡２０の位置や姿勢を制御する。
【００５０】
このように、第２実施例におけるアライメント装置でも、簡単で低コストな構成でありながら、光量損失を抑えつつ、主鏡１０と副鏡２０の位置合わせを行うことができる。
【００５１】
次の表４に、第２実施例におけるレーザレーダ装置の無限遠目標物に対する使用状態におけるカセグレン光学系（図５参照）の諸元の値を掲げる。なお、第２実施例のカセグレン光学系では、入射瞳径が４０ｍｍであり、使用光の中心遮蔽の径が１０ｍｍであり、ビーム拡大倍率が８倍である。
【００５２】
（表４）
面番号 ｒ ｄ κ
１ 125.0000 -437.50(d1) -1 （副鏡２０の反射面２１）
２ 1000.0000 497.50 -1 （主鏡１０の反射面１１）
３ 0.0000 15.00 0 （光学部材３０の入射面３０ａ）
４ 0.0000 ∞(d3) 0 （光学部材３０の射出面３０ｂ）
【００５３】
次の表５に、無限遠目標物に対する使用状態におけるカセグレン光学系の位置合わせに適用されるアライメント装置のアライメント光学系（図６参照）の諸元の値を掲げる。なお、第２実施例のアライメント光学系では、入射瞳径が４０ｍｍであり、アライメント光の中心遮蔽の径が１０ｍｍであり、アライメント光の波長が６３２．８ｎｍである。
【００５４】
（表５）
面番号 ｒ ｄ κ
１ 125.0000 -437.50(d1) -1 （副鏡２０の反射面２１）
２ 1000.0000 497.50 -1 （主鏡１０の反射面１１）
３ 0.0000 -497.50 0 （光学部材３０の入射面）
４ 1000.0000 437.50(d5) -1 （主鏡１０の反射面１１）
５ 125.0000 -537.50(d6) -1 （副鏡２０の反射面２１）
６ 0.0000 -50.00(d7) 0 （ビームスプリッタ４１）
７ -59.8164 -10.00 0 1.457021（集光光学系４２）
８ 272.6586 -100.00(d8) 0
【００５５】
次の表６に、無限遠の目標物に対するカセグレン光学系およびアライメント光学系における面間隔の値と、有限距離（３００ｍ）の目標物に対するカセグレン光学系およびアライメント光学系における面間隔の値とを掲げる。
【００５６】
なお、表６において、面間隔ｄ１は、表４および表５に示すように、副鏡２０の反射面２１から主鏡１０の反射面１１までの光軸ＡＸに沿った距離である。面間隔ｄ３は、表４に示すように、光学部材３０の射出面３０ｂから無限遠目標物までの距離である。面間隔ｄ５は、表５に示すように、主鏡１０の反射面１１から副鏡２０の反射面２１までの光軸ＡＸに沿った距離である。面間隔ｄ６は、表５に示すように、副鏡２０の反射面２１からビームスプリッタ４１までの光軸ＡＸに沿った距離である。面間隔ｄ７は、表５に示すように、ビームスプリッタ４１から集光光学系４２の入射面までの該集光光学系４２の光軸に沿った距離である。面間隔ｄ８は、表５に示すように、集光光学系４２の射出面から光検出器４３の検出面までの該集光光学系４２の光軸に沿った距離である。
【００５７】
（表６）
面間隔 無限遠の目標物 有限距離の目標物
d1 -437.50 -438.36
d3 ∞ 300000.00
d5 437.50 438.36
d6 -537.50 -538.36
d7 -50.00 -55.05
d8 -100.00 -94.95
【００５８】
表６より、第２実施例に係るレーザレーダ装置のカセグレン光学系では、副鏡２０を光軸ＡＸに沿って０．８６ｍｍだけ図４中右側へ移動させることにより、無限遠の目標物から３００ｍ先の有限距離の目標物に対するフォーカシングを行うことができる。このとき、第２実施例のアライメント光学系では、集光光学系４２を自らの光軸に沿って５．０５ｍｍだけ図４中下側へ移動させてフォーカシングを行えば、主鏡１０と副鏡２０とのアライメント調整（位置合わせ）が可能となる。
【００５９】
以上、第２実施例におけるアライメント装置の場合、フォーカシング調整やシフトチルト調整をコンパクトな副鏡２０単独で行うことができ、姿勢制御機構５０を構成する可動部品の重量を大幅に減らすことができる。
【００６０】
（第３実施例）
以下、第３実施例について説明する。第３実施例のアライメント装置は、第１実施例と基本構成は同じである。しかしながら、第１実施例のアライメント装置とは、副鏡２０を固定保持する光学部材３０の口径が小さい点が異なることに着目して、第３実施例のアライメント装置の構成および動作を説明する。なお、第１実施例の同様の機能を有するものについては、同じ番号を付してその説明を省略することもある。
【００６１】
図７に示すように、第３実施例のアライメント装置は、例えばレーザレーダ装置のようなレーザ光学装置において、主鏡１０の光軸ＡＸ上に対向配置された副鏡２０とを有する送光および受光可能な光学系において、主鏡１０と副鏡２０の位置合わせをするためのものである。
【００６２】
主鏡１０は、光軸ＡＸ上に形成された開口１０ａと、表側（副鏡２０側）に形成された凹面状の反射面１１とを有する凹面鏡である。副鏡２０は、主鏡１０の光軸ＡＸ上に対向配置され、表側（主鏡１０側）形成された凸面状の反射面２１を有する凸面反射鏡である。すなわち、主鏡１０と副鏡２０とは、いわゆるカセグレン光学系を構成している。
【００６３】
光学部材３０は、該部材に入射した光を反射する機能を備えた、小型の平面鏡である。
【００６４】
アライメント装置は、主鏡１０の反射面１１から射出された光が通過可能である窓部６０ａが形成された筺体６０に収納されている。
【００６５】
なお、副鏡２０は、後述の姿勢制御機構５０により位置や姿勢の調整ができるように、副鏡保持用スパイダー２２により筐体６０に取り付けられている。
【００６６】
主鏡１０、副鏡２０および光学部材３０の面形状は、主鏡１０の開口１０ａから入射したアライメント光が、副鏡２０の反射面２１および主鏡１０の反射面１１を順に経て、光学部材３０に至る入射光路と、光学部材３０で反射して折り返されたアライメント光が、主鏡１０の反射面１１および副鏡２０の反射面２１を順に経て、主鏡１０の開口１０ａに至る射出光路とが一致するように設定されている。
【００６７】
したがって、第３実施例におけるレーザレーダ装置の使用状態では、図８に示すように、送光する場合、レーザ光源（不図示）から供給されたレーザ光は、ダイクロイックミラーＭで反射され、ビームスプリッタ４１を透過して、カセグレン光学系（主鏡１０，副鏡２０）へ導かれる。カセグレン光学系（主鏡１０，副鏡２０）へ導かれたレーザ光は、主鏡１０の開口１０ａから入射して、副鏡２０の反射面２１および主鏡１０の反射面１１を順に経て、例えば、光軸ＡＸに平行光束の状態で、目標方向の上空に向けて送光される。
【００６８】
また、受光する場合、レーザ光の照射を受けた目標物からの散乱レーザ光は、主鏡１０の反射面１１および副鏡２０の反射面２１を順に経て、主鏡１０の開口１０ａを通過し、ビームスプリッタ４１を透過し、ダイクロイックミラーＭで反射された後、受光部（不図示）で受光される。受光部では、受光した散乱レーザ光の強度および戻り時間等を検出して、被測定対象の状態を検出する。
【００６９】
第１実施例と同様に、第３実施例におけるアライメント装置によれば、図９にも示すように、光源Ｌから射出されたアライメント光は、ダイクロイックミラーＭおよびビームスプリッタ４１を順に透過し、主鏡１０の開口１０ａから光軸ＡＸに平行な平行光束の状態で入射し、副鏡２０の反射面２１および主鏡１０の反射面１１を順に経て、光学部材３０で反射して折り返され、主鏡１０の反射面１１および副鏡２０の反射面２１を順に経て、主鏡１０の開口１０ａから射出した後、ビームスプリッタ４１に入射する。ビームスプリッタ４１で反射されたアライメント光は、集光光学系４２を介して光検出器４３の検出面に集光され、光検出器４３は該検出面上のアライメント光の集光位置を検出し、検出結果をデータ処理装置４４に出力する。データ処理装置４４は、光検出器４３により検出されたアライメント光の集光位置と予め設定された基準位置とを対比して、主鏡１０と副鏡２０との位置ずれを算出し、この算出結果に基づきアライメント光の集光位置と基準位置との差が「ゼロ」となるようなアライメント調整信号を生成し、姿勢制御機構５０に出力する。姿勢制御機構５０は、データ処理装置４４から出力されたアライメント調整信号に基づき、副鏡２０の位置や姿勢を制御する。
【００７０】
このように、第３実施例におけるアライメント装置でも、簡単で低コストな構成でありながら、主鏡１０と副鏡２０の位置合わせを行うことができる。
【００７１】
次の表７に、レーザレーダ装置の無限遠目標物に対する使用状態におけるカセグレン光学系（図８参照）の諸元の値を掲げる。なお、第３実施例のカセグレン光学系では、入射瞳径が４０ｍｍであり、使用光の中心遮蔽の径が２０ｍｍであり、ビーム拡大倍率が８倍である。
【００７２】
（表７）
面番号 ｒ ｄ κ
１ 125.0000 -437.50(d1) -1 （副鏡２０の反射面２１）
２ 1000.0000 ∞(d3) -1 （主鏡１０の反射面２０）
【００７３】
次の表８に、無限遠目標物に対する使用状態におけるカセグレン光学系の位置合わせに適用されるアライメント装置のアライメント光学系（図９参照）の諸元の値を掲げる。なお、第３実施例のアライメント光学系では、入射瞳径が１６ｍｍであり、アライメント光の中心遮蔽の径が８．７５ｍｍであり、アライメント光の波長が６３２．８ｎｍである。
【００７４】
（表８）
面番号 ｒ ｄ κ
１ 125.0000 -437.50(d1) -1 （副鏡２０の反射面２１）
２ 1000.0000 452.50(d2) -1 （主鏡１０の反射面１１）
３ 0.0000 -452.50(d4) 0 （光学部材３０の入射面３０ａ）
４ 1000.0000 437.50(d5) -1 （主鏡１０の反射面１１）
５ 125.0000 -537.50(d6) -1 （副鏡２０の反射面２１）
６ 0.0000 -50.00(d7) 0 （ビームスプリッタ４１）
７ -58.4057 -10.00 0 1.457021（集光光学系４２）
８ -270.4231 -100.00(d8) 0
【００７５】
次の表９に、第３実施例における無限遠の目標物に対するカセグレン光学系およびアライメント光学系における面間隔の値と、有限距離（３００ｍ）の目標物に対するカセグレン光学系およびアライメント光学系における面間隔の値とを掲げる。
【００７６】
なお、表９において、面間隔ｄ１は、表７および表８に示すように、副鏡２０の反射面２１から主鏡１０の反射面１１までの光軸ＡＸに沿った距離である。面間隔ｄ２は、表８に示すように、主鏡１０の反射面１１から光学部材３０の入射面３０ａまでの光軸ＡＸに沿った距離である。面間隔ｄ３は、表７に示すように、光学部材３０の射出面３０ｂから無限遠目標物までの距離である。面間隔ｄ４は、表８に示すように、光学部材３０の入射面３０ａから主鏡１０の反射面１１までの光軸ＡＸに沿った距離である。面間隔ｄ５は、表８に示すように、主鏡１０の反射面１１から副鏡２０の反射面２１までの光軸ＡＸに沿った距離である。面間隔ｄ６は、表８に示すように、副鏡２０の反射面２１からビームスプリッタ４１までの光軸ＡＸに沿った距離である。面間隔ｄ７は、表８に示すように、ビームスプリッタ４１から集光光学系４２の入射面までの該集光光学系４２の光軸に沿った距離である。面間隔ｄ８は、表８に示すように、集光光学系４２の射出面から光検出器４３の検出面までの該集光光学系４２に沿った距離である。
【００７７】
（表９）
面間隔 無限遠の目標物 有限距離の目標物
d1 -437.50 -438.36
d2 452.50 453.36
d3 ∞ 300000.00
d4 -452.50 -453.36
d5 437.50 438.36
d6 -537.50 -538.36
d7 -50.00 -56.27
d8 -100.00 -93.73
【００７８】
表９より、第３実施例に係るレーザレーダ装置のカセグレン光学系では、副鏡２０を光軸ＡＸに沿って０．８６ｍｍだけ図７中右側へ移動させることにより、無限遠の目標物から３００ｍ先の有限距離の目標物に対するフォーカシングを行うことができる。このとき、第３実施例のアライメント光学系では、集光光学系４２を自らの光軸に沿って６．２７ｍｍだけ図７中下側へ移動させてフォーカシングを行えば、主鏡１０と副鏡２０とのアライメント調整（位置合わせ）が可能となる。
【００７９】
以上、第３実施例におけるアライメント装置の場合、光学部材３０が小型で単純な平面鏡であり、非常に低コストで製作することができる。また、（光学部材３０である）平面鏡は、副鏡２０と同様に大きな部品ではないため、接合も容易であり、副鏡２０と一体に固定保持しても重量的な負担は大きくなく、アライメント調整、チルト調整、フォーカシング調整のための駆動も容易に行うことができる。
【００８０】
（第４実施例）
以下、第４実施例について説明する。第４実施例のアライメント装置は、第１実施例と基本構成は同じである。しかしながら、第１実施例のアライメント装置とは異なり、主鏡１０を凹面鏡とし、副鏡を凹面鏡とした、いわゆるグレゴリー光学系に適用している。なお、第４実施例のアライメント装置の構成および動作を説明する際に、第１実施例の同様の機能を有するものについては、同じ番号を付し、その説明を省略することもある。
【００８１】
図１０および図１１に示すように、第４実施例のアライメント装置は、例えばレーザレーダ装置のようなレーザ光学装置において、主鏡１１０の光軸ＡＸ上に対向配置された副鏡１２０とを有する送光および受光可能な光学系において、主鏡１１０と副鏡１２０の位置合わせをするためのものである。
【００８２】
主鏡１１０は、光軸ＡＸ上に形成された開口１１０ａと、表側（副鏡１２０側）に形成された凹面状の反射面１１１とを有する凹面鏡である。副鏡１２０は、主鏡１１０の光軸ＡＸ上に対向配置され、表側（主鏡１１０側）形成された凹面状の反射面１２１を有する凹面反射鏡である。すなわち、主鏡１１０と副鏡１２０とは、いわゆるグレゴリー光学系を構成している。
【００８３】
光学部材３０は、該部材に入射した光に対して反射機能および透過機能を備える。
【００８４】
主鏡１１０、副鏡１２０および光学部材３０の面形状は、主鏡１１０の開口１１０ａから入射したアライメント光が、副鏡１２０の反射面１２１および主鏡１１０の反射面１１１を順に経て、光学部材３０に至る入射光路と、光学部材３０で反射して折り返されたアライメント光が、主鏡１１０の反射面１１１および副鏡１２０の反射面１２１を順に経て、主鏡１１０の開口１１０ａに至る射出光路とが一致するように設定されている。
【００８５】
したがって、第４実施例におけるレーザレーダ装置の使用状態では、図１０に示すように、送光する場合、レーザ光源（不図示）から供給されたレーザ光は、ダイクロイックミラーＭで反射され、ビームスプリッタ４１を透過して、グレゴリー光学系（主鏡１１０，副鏡１２０）へ導かれる。グレゴリー光学系（主鏡１１０，副鏡１２０）へ導かれたレーザ光は、主鏡１１０の開口１１０ａから入射して、副鏡１２０の反射面１２１および主鏡１１０の反射面１１１を順に経て、光学部材３０を透過した後、例えば、光軸ＡＸに平行光束の状態で、目標方向の上空に向けて送光される。
【００８６】
また、受光する場合、レーザ光の照射を受けた目標物からの散乱レーザ光は、光学部材３０を透過し、主鏡１１０の反射面１１１および副鏡１２０の反射面１２１を順に経て、主鏡１１０の開口１１０ａを通過し、ビームスプリッタ４１を透過し、ダイクロイックミラーＭで反射された後、受光部（不図示）で受光される。受光部では、受光した散乱レーザ光の強度および戻り時間等を検出して、被測定対象の状態を検出する。
【００８７】
第１実施例と同様に、第４実施例におけるアライメント装置によれば、図１１に示すように、光源Ｌから射出されたアライメント光は、ダイクロイックミラーＭおよびビームスプリッタ４１を順に透過し、主鏡１１０の開口１１０ａから光軸ＡＸに平行な平行光束の状態で入射し、副鏡１２０の反射面１２１および主鏡１１０の反射面１１１を順に経て、光学部材３０で反射して折り返され、主鏡１１０の反射面１１１および副鏡１２０の反射面１２１を順に経て、主鏡１１０の開口１１０ａから射出した後、ビームスプリッタ４１に入射する。ビームスプリッタ４１で反射されたアライメント光は、集光光学系４２を介して光検出器４３の検出面に集光され、光検出器４３は該検出面上のアライメント光の集光位置を検出し、検出結果をデータ処理装置４４に出力する。データ処理装置４４は、光検出器４３により検出されたアライメント光の集光位置と予め設定された基準位置とを対比して、主鏡１１０と副鏡１２０との位置ずれを算出し、この算出結果に基づきアライメント光の集光位置と基準位置との差が「ゼロ」となるようなアライメント調整信号を生成し、姿勢制御機構５０に出力する。姿勢制御機構５０は、データ処理装置４４から出力されたアライメント調整信号に基づき、副鏡１２０の位置や姿勢を制御する。
【００８８】
このように、第４実施例におけるアライメント装置でも、簡単で低コストな構成でありながら、光量損失を抑えつつ、主鏡１１０と副鏡１２０の位置合わせを行うことができる。
【００８９】
次の表１０に、レーザレーダ装置の無限遠目標物に対する使用状態におけるグレゴリー光学系（図１０参照）の諸元の値を掲げる。なお、第４実施例のグレゴリー光学系では、入射瞳径が４０ｍｍであり、使用光の中心遮蔽の径が１０ｍｍであり、ビーム拡大倍率が８倍である。
【００９０】
（表１０）
面番号 ｒ ｄ κ
１ -125.0000 -562.50(d11) -1 （副鏡１２０の反射面１２１）
２ 1000.0000 577.50(d12) -1 （主鏡１１０の反射面１１１）
３ 0.0000 15.00 0 （光学部材３０の入射面３０ａ）
４ 0.0000 ∞(d13) 0 （光学部材３０の射出面３０ｂ）
【００９１】
次の表１１に、無限遠目標物に対する使用状態におけるグレゴリー光学系の位置合わせに適用されるアライメント装置のアライメント光学系（図１１参照）の諸元の値を掲げる。なお、第４実施例のアライメント光学系では、入射瞳径が４０ｍｍであり、アライメント光の中心遮蔽の径が１０ｍｍであり、アライメント光の波長が６３２．８ｎｍである。
【００９２】
（表１１）
面番号 ｒ ｄ κ
１ 125.0000 -562.50(d11) -1 （副鏡１２０の反射面１２１）
２ 1000.0000 577.50(d12) -1 （主鏡１１０の反射面１１１）
３ 0.0000 -577.50(d14) 0 （光学部材３０の入射面３０ａ）
４ 1000.0000 562.50(d15) -1 （主鏡１１０の反射面１１１）
５ 125.0000 -662.50(d16) -1 （副鏡１２０の反射面１２１）
６ 0.0000 -50.00(d17) 0 （ビームスプリッタ４１）
７ -59.8164 -10.00 0 1.457021（集光光学系４２）
８ 272.6586 -100.00(d18) 0
【００９３】
次の表１２に、無限遠の目標物に対するグレゴリー光学系およびアライメント光学系における面間隔の値と、有限距離（３００ｍ）の目標物に対するグレゴリー光学系およびアライメント光学系における面間隔の値とを掲げる。
【００９４】
なお、表１２において、面間隔ｄ１１は、表１０および表１１に示すように、副鏡１２０の反射面１２１から主鏡１１０の反射面１１１までの光軸ＡＸに沿った距離である。面間隔ｄ１２は、表１０および表１１に示すように、主鏡１１０の反射面１１１から光学部材３０の入射面３０ａまでの光軸ＡＸに沿った距離である。面間隔ｄ１３は、表１０に示すように、光学部材３０の射出面３０ｂから無限遠目標物までの距離である。面間隔ｄ１４は、表１１に示すように、光学部材３０の入射面３０ａから主鏡１１０の反射面１１１までの光軸ＡＸに沿った距離である。面間隔ｄ１５は、表１１に示すように、主鏡１１０の反射面１１１から副鏡１２０の反射面１２１までの光軸ＡＸに沿った距離である。面間隔ｄ１６は、表１１に示すように、副鏡１２０の反射面１２１からビームスプリッタ４１までの光軸ＡＸに沿った距離である。面間隔ｄ１７は、表１１に示すように、ビームスプリッタ４１から集光光学系４２の入射面までの該集光光学系４２の光軸に沿った距離である。面間隔ｄ１８は、表１１に示すように、集光光学系４２の射出面から光検出器４３の検出面までの該集光光学系４２の光軸に沿った距離である。
【００９５】
（表１２）
面間隔 無限遠の目標物 有限距離の目標物
d9 -562.50 -563.36
d10 577.50 578.36
d11 ∞ 300000.00
d12 -577.50 -578.36
d13 562.50 563.36
d14 -662.50 -663.36
d15 -50.00 -55.03
d16 -100.00 -94.97
【００９６】
表１２より、第４実施例に係るレーザレーダ装置のグレゴリー光学系では、副鏡２０を光軸ＡＸに沿って０．８６ｍｍだけ図１０中右側へ移動させることにより、無限遠の目標物から３００ｍ先の有限距離の目標物に対するフォーカシングを行うことができる。このとき、第４実施例のアライメント光学系では、集光光学系４２を自らの光軸に沿って５．０３ｍｍだけ図１１中下側へ移動させてフォーカシングを行えば、主鏡１０と副鏡２０とのアライメント調整（位置合わせ）が可能となる。
【００９７】
なお、本発明を分かりやすくするために、実施形態の構成要件を付して説明したが、本発明がこれに限定されるものではないことは言うまでもない。
【００９８】
上記の説明では、レーザレーダ装置のようなレーザ光学系のカセグレン光学系およびグレゴリー光学系中の主鏡と副鏡とを位置合わせするためのアライメント装置について、本発明を適用している。しかしながら、これに限定されることなく、光軸に沿って対向配置された主鏡と副鏡とを有する光学系において、主鏡と副鏡とを位置合わせするためのアライメント装置に対して、本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】第１実施例に係るアライメント装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】第１実施例のアライメント装置が適用されるレーザレーダ装置の使用状態を示す図である。
【図３】第１実施例のアライメント装置が適用される状態を示す図である。
【図４】第２実施例に係るアライメント装置の構成を概略的に示す図である。
【図５】第２実施例のアライメント装置が適用されるレーザレーダ装置の使用状態を示す図である。
【図６】第２実施例のアライメント装置が適用される状態を示す図である。
【図７】第３実施例に係るアライメント装置の構成を概略的に示す図である。
【図８】第３実施例のアライメント装置が適用されるレーザレーダ装置の使用状態を示す図である。
【図９】第３実施例のアライメント装置が適用される状態を示す図である。
【図１０】第４実施例のアライメント装置が適用されるレーザレーダ装置の使用状態を示す図である。
【図１１】第４実施例のアライメント装置が適用される状態を示す図である。
【符号の説明】
【０１００】
１０，１１０ 主鏡
１０ａ，１１０ａ 開口
１１，１１１ 主鏡の反射面
２０，１２０ 副鏡
２１，１２１ 副鏡の反射面
３０ 光学部材
４０ 検出系
５０ 姿勢制御機構
６０ 筐体 ６０ａ 窓部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アライメント装置に関し、特にレーザ照射装置、レーザ測距装置等のレーザ光学装置に備えられる主鏡と副鏡とのアライメント（位置合わせ）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種のレーザ光学装置として、例えば特開２００２−１２１７２４号公報に記載されているように、上空に向けてレーザ光を送出する送光光学系と、送光光学系から送出したレーザ光の散乱レーザ光を受光する受光光学系とを備えたレーザレーダ装置が知られている。また、レーザレーダ装置のように大口径反射光学系が採用されたレーザ光学装置において、カセグレン光学系の主鏡と副鏡との位置合わせに利用可能なアライメント光学系が開示されている。
【特許文献１】米国特許出願公開第２００６／０２７９８３８Ａ１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、特許文献１には、副鏡の周辺部に密着するように敷設されたヌル光学系としての円環状の球面鏡を用いるアライメント光学系が提案されている。しかしながら、この構成では、互いに密着した球面鏡および副鏡の製作が困難であるという不都合がある。また、ヌル球面鏡の面積分だけ光束の中心遮蔽量が増えるという不都合がある。
【０００４】
また、特許文献１には、主鏡と同程度の大口径で且つ大きな中央貫通部を有する穴あき平面鏡を用いるアライメント光学系が提案されている。しかしながら、この構成では、大口径の穴あき平面鏡の面積分だけ送光光量および受光光量が損なわれるという不都合がある。また、大口径の穴あき平面鏡を所望の精度で製作および設置することが困難であり、大きなコストがかかるという不都合がある。
【０００５】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、簡単で低コストな構成でありながら、主鏡と副鏡の位置合わせを行うことができるアライメント装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような目的を達成するため、本発明を例示する第一の態様に従えば、光軸に沿って対向するように配置された主鏡と副鏡とを有する光学系において、前記主鏡と前記副鏡とを位置合わせするためのアライメント装置であって、光の反射機能を備えた光学部材と、前記光軸に平行な平行光束を前記副鏡に入射し、前記副鏡の反射面および前記主鏡の反射面を順に経て、前記光学部材で反射して折り返され、前記主鏡の反射面および前記副鏡の反射面を順に経たアライメント光に基づいて、前記主鏡と前記副鏡との位置ずれを検出する検出系とを有することを特徴とするアライメント装置が提供される。
【０００７】
また、本発明を例示する第二の態様に従えば、光軸に沿って対向するように配置された主鏡と副鏡とを有する光学系と、第一の態様のアライメント装置とを備えていることを特徴とする光学装置が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
以上説明したように、本発明によれば、簡単で低コストな構成でありながら、主鏡と副鏡の位置合わせを行うことができるアライメント装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。図１は、本実施形態に係るアライメント装置の構成を概略的に示す図である。本実施形態に係るアライメント装置は、例えばレーザレーダ装置のようなレーザ光学装置など、光軸上に形成された開口を有する主鏡と、前記主鏡の光軸上に対向配置された副鏡とを有する送光および受光可能な光学系において、主鏡と副鏡の位置合わせをするためのアライメント装置であり、図１に示すように、主鏡１０と、副鏡２０と、光学部材３０と、検出系４０と、姿勢制御機構５０とを有する。
【００１０】
主鏡１０は、光軸ＡＸ上に形成された開口１０ａと、表側（副鏡２０側）に形成された凹面状の反射面１１とを有する凹面鏡である。副鏡２０は、主鏡１０の光軸ＡＸ上に対向配置され、表側（主鏡１０側）形成された凸面状の反射面２１を有する凸面反射鏡である。すなわち、主鏡１０と副鏡２０とは、いわゆるカセグレン光学系を構成している。
【００１１】
光学部材３０は、該部材に入射した光に対して反射機能および透過機能を備える。
【００１２】
本実施形態に係るアライメント装置は光学部材３０を透過した光が通過可能である窓部６０ａが形成された筺体６０に収納されており、光学部材３０は前記窓部６０ａに配置されている。この構成によれば、筺体６０の気密性を向上させることができ、筺体６０内に収納された光学系や不図示の電気部品等を、風雨や結露等の外部因子から守ることができる。
【００１３】
また、光学部材３０は、副鏡２０を固定保持する。この構成により、副鏡２０を保持するトラス等が不要となり、部品点数を減らして簡単な装置構成が可能となり、またコスト抑制にも貢献できる。
【００１４】
主鏡１０、副鏡２０および光学部材３０の面形状は、主鏡１０の開口１０ａから入射したアライメント光が、副鏡２０の反射面２１および主鏡１０の反射面１１を順に経て、光学部材３０に至る入射光路と、光学部材３０で反射して折り返されたアライメント光が、主鏡１０の反射面１１および副鏡２０の反射面２１を順に経て、主鏡１０の開口１０ａに至る射出光路とが一致するように設定されている。
【００１５】
検出系４０は、光軸ＡＸ上に設けられ、主鏡１０の開口１０ａから射出したアライメント光を分割するビームスプリッタ４１と、ビームスプリッタ４１により分割されたアライメント光を所定面上に集光する集光光学系４２と、前記所定面に検出面が位置決めされ、該検出面上のアライメント光の集光位置を検出する、例えば二次元ＣＣＤのような光検出器４３と、光検出器４３により検出されたアライメント光の集光位置と予め設定された基準位置とを対比して、主鏡１０と副鏡２０との位置ずれ（例えば、光軸ＡＸと直交する方向のシフトや、光軸ＡＸに対する傾き（チルト）など）を算出し、算出結果から集光位置と基準位置との差が「ゼロ」となるようなアライメント調整信号を生成するデータ処理装置４４とを有する。
【００１６】
姿勢制御機構５０は、上記検出系４０による検出結果に基づいて、主鏡１０と副鏡２０との光軸が合致するように、具体的には、データ処理装置４４により出力されたアライメント調整信号に基づき、少なくとも主鏡１０と副鏡２０のどちらか一方の位置や姿勢を制御する（なお、図１では、制御対象が主鏡１０である例を挙げている）。
【００１７】
アライメント装置は、さらに、光源Ｌと、ダイクロイックミラーＭとを有する。光源Ｌは、例えば円環状の断面を有するアライメント光を供給する。ダイクロイックミラーＭは、光軸ＡＸ上において光源Ｌとビームスプリッタ４１との間に設けられており、アライメント光を透過し、また主鏡１０と副鏡２０とからなるカセグレン光学系の使用光を反射する。
【００１８】
本実施形態におけるレーザレーダ装置の使用状態では、図２に示すように、送光する場合、レーザ光源（不図示）から供給されたレーザ光は、ダイクロイックミラーＭで反射され、ビームスプリッタ４１を透過して、カセグレン光学系（主鏡１０，副鏡２０）へ導かれる。カセグレン光学系（主鏡１０，副鏡２０）へ導かれたレーザ光は、主鏡１０の開口１０ａから入射して、副鏡２０の反射面２１および主鏡１０の反射面１１を順に経て、光学部材３０を透過した後、例えば、光軸ＡＸに平行光束の状態で、目標方向の上空に向けて送光される）。
【００１９】
また、受光する場合、レーザ光の照射を受けた目標物からの散乱レーザ光は、光学部材３０を透過し、主鏡１０の反射面１１および副鏡２０の反射面２１を順に経て、主鏡１０の開口１０ａを通過し、ビームスプリッタ４１を透過し、ダイクロイックミラーＭで反射された後、受光部（不図示）で受光される。受光部では、例えば受光した散乱レーザ光の強度および戻り時間等を検出して、被測定対象の状態を検出する。
【００２０】
本実施形態のアライメント装置では、図３に示すように、光源Ｌから射出されたアライメント光は、ダイクロイックミラーＭおよびビームスプリッタ４１を順に透過し、主鏡１０の開口１０ａから光軸ＡＸに平行な平行光束の状態で入射し、副鏡２０の反射面２１および主鏡１０の反射面１１を順に経て、光学部材３０で反射して折り返され、主鏡１０の反射面１１および副鏡２０の反射面２１を順に経て、主鏡１０の開口１０ａから射出した後、ビームスプリッタ４１に入射する。ビームスプリッタ４１で反射されたアライメント光は、集光光学系４２を介して光検出器４３の検出面に集光され、光検出器４３は該検出面上のアライメント光の集光位置を検出し、検出結果をデータ処理装置４４に出力する。データ処理装置４４は、光検出器４３により検出されたアライメント光の集光位置と予め設定された基準位置とを対比して、主鏡１０と副鏡２０との位置ずれを算出し、この算出結果に基づきアライメント調整信号を生成する。
【００２１】
例えば、レーザレーダ装置において、主鏡１０と副鏡２０とが光軸ＡＸに沿って正確に位置合わせされた状態では、副鏡２０から射出され（主鏡１０の開口１０ａを介して）前記ビームスプリッタ４１へ戻ったアライメント光は、ビームスプリッタ４１から（主鏡１０の開口１０ａを介して）副鏡２０に入射したアライメント光と同様に、光軸ＡＸに対して平行光束の状態にある。したがって、アライメント光は、集光光学系４２により光検出器４３の検出面上において、光軸ＡＸと交わる所定の基準位置（例えば検出面の中心位置）に小さなスポット光を形成する。このとき、光検出器４３により検出されたアライメント光の集光位置（スポット光の位置）と基準位置とが一致しているため、データ処理装置４４は、スポット光の集光位置と基準位置との差が「ゼロ」である旨のアライメント調整信号を生成し、姿勢制御機構５０に出力する。
【００２２】
一方、主鏡１０と副鏡２０とが相対的に位置ずれした状態では、アライメント光は、光検出器４３の検出面上において、所定の基準位置から外れた位置にスポット光を形成する。このとき、光検出器４３はアライメント光の集光位置（スポット光の位置情報）を検出し、データ処理装置４４は、光検出器４３の検出結果に基づいてアライメント光と所定の基準位置との位置ずれ、すなわち主鏡１０と副鏡２０との位置ずれを算出し、アライメント光の集光位置と基準位置との差が「ゼロ」となるようなアライメント調整信号を生成し、姿勢制御機構５０に出力する。
【００２３】
姿勢制御機構５０では、データ処理装置４４から出力されたアライメント調整信号に基づき、少なくとも主鏡１０と副鏡２０のどちらか一方（図１では主鏡１０）の位置や姿勢を制御して、主鏡１０と副鏡２０との位置合わせができ、ひいてはレーダ精度の確保に貢献することができるようになっている。
【００２４】
なお、本実施形態におけるレーザレーダ装置では、例えば、副鏡２０を光軸ＡＸに沿って移動させることにより、有限距離の目標物に対するフォーカシングを行うことがある。その際には、アライメント装置において、集光光学系４２も光検出器４３の検出面上に形成されるスポット光が十分に小さくなるように、自らの光軸に沿って移動させてフォーカシングを行えば、主鏡１０と副鏡２０との位置合わせができる。
【００２５】
また、本実施形態においては、主鏡１０と副鏡２０との位置合わせ（アライメント）を、検出系４０の検出結果に基づいて動作する姿勢制御装置５０を介して自動で行っているが、手動で行ってもよい。
【００２６】
こうして、本実施形態に係るアライメント装置では、簡単で低コストな構成でありながら、光量損失を抑えつつ、主鏡１０と副鏡２０との位置合わせを行うことができる。以下、記実施形態の具体的な数値実施例である、第１実施例について説明する。
【００２７】
（第１実施例）
次の表１に、レーザレーダ装置の無限遠目標物に対する使用状態におけるカセグレン光学系（図２参照）の諸元の値を掲げる。表１において、面番号はレーザレーダ装置の使用光（波長1064nm）が入射する面の順序を、ｒは各面の曲率半径（単位：ｍｍ，非球面の場合には頂点曲率半径）を、ｄは各面の軸上間隔すなわち次の面までの面間隔（単位：ｍｍ）を、κは各面の非球面形状を規定する円錐係数（コーニック定数）をそれぞれ示している。なお、曲率半径ｒにおいて、光源側に向かって凸面の曲率半径を正とし、光源側に向かって凹面の曲率半径を負とし、「0.0000」は平面を示す。表１における表記は、以降の表４，表７および表１０においても同様である。
【００２８】
非球面は、光軸に垂直な方向の高さをｙとし、非球面の頂点における接平面から高さｙにおける非球面上の位置までの光軸に沿った距離（サグ量）をｚとし、頂点曲率半径をｒとし、円錐係数をκとしたとき、以下の式（ａ）で表される。後述の表においても、レンズ面が非球面である場合には、面番号に＊印を付している。
【００２９】
ｚ＝（ｙ2／ｒ）／［１＋｛１−（κ＋１）・ｙ2／ｒ2｝1/2］ …（ａ）
【００３０】
なお、第１実施例のカセグレン光学系では、入射瞳径が４０ｍｍであり、使用光の中心遮蔽の径が１０ｍｍであり、ビーム拡大倍率が８倍である。
【００３１】
（表１）
面番号 ｒ ｄ κ
１ 125.0000 -437.50(d1) -1 （副鏡２０の反射面２１）
２ 1000.0000 452.50(d2) -1 （主鏡１０の反射面１１）
３ 0.0000 15.00 0 （光学部材３０の入射面３０ａ）
４ 0.0000 ∞(d3) 0 （光学部材３０の射出面３０ｂ）
【００３２】
次の表２に、無限遠目標物に対する使用状態におけるカセグレン光学系の位置合わせに適用されるアライメント装置のアライメント光学系（図３参照）の諸元の値を掲げる。表２において、面番号はアライメント光が入射する面の順序を、ｒは各面の曲率半径（単位：ｍｍ，非球面の場合には頂点曲率半径）を、ｄは各面の軸上間隔すなわち次の面までの面間隔（単位：ｍｍ）を、κは各面の非球面形状を規定する円錐係数（コーニック定数）を、ｎは各面と次の面までの媒質のアライメント光に対する屈折率をそれぞれ示している。
【００３３】
なお、曲率半径ｒにおいて、光源側に向かって凸面の曲率半径を正とし、光源側に向かって凹面の曲率半径を負とし、「0.0000」は平面を示す。但し、集光光学系４２において、曲率半径ｒは、光の入射側に向かって凸面の曲率半径を負とし、光の入射側に向かって凹面の曲率半径を正としている。また、面間隔ｄは、反射される度に、その符号を変えるものとする。
【００３４】
なお、第１実施例のアライメント光学系では、入射瞳径が４０ｍｍであり、アライメント光の中心遮蔽の径が１０ｍｍであり、アライメント光の波長が６３２．８ｎｍである。表２における表記は、以降の表５，表８および表１１においても同様である。
【００３５】
（表２）
面番号 ｒ ｄ κ
１ 125.0000 -437.50(d1) -1 （副鏡２０の反射面２１）
２ 1000.0000 452.50(d2) -1 （主鏡１０の反射面１１）
３ 0.0000 -452.50(d4) 0 （光学部材３０の入射面３０ａ）
４ 1000.0000 437.50(d5) -1 （主鏡１０の反射面１１）
５ 125.0000 -537.50(d6) -1 （副鏡２０の反射面２１）
６ 0.0000 -50.00(d7) 0 （ビームスプリッタ４１）
７ -59.8164 -10.00 0 1.457021（集光光学系４２）
８ 272.6586 -100.00(d8) 0
【００３６】
次の表３に、無限遠の目標物に対するカセグレン光学系およびアライメント光学系における面間隔の値と、有限距離（３００ｍ）の目標物に対するカセグレン光学系およびアライメント光学系における面間隔の値とを掲げる。
【００３７】
なお、表３において、面間隔ｄ１は、表１および表２に示すように、副鏡２０の反射面２１から主鏡１０の反射面１１までの光軸ＡＸに沿った距離である。面間隔ｄ２は、表１および表２に示すように、主鏡１０の反射面１１から光学部材３０の入射面３０ａまでの光軸ＡＸに沿った距離である。面間隔ｄ３は、表１に示すように、光学部材３０の射出面３０ｂから無限遠目標物までの距離である。面間隔ｄ４は、表２に示すように、光学部材３０の入射面３０ａから主鏡１０の反射面１１までの光軸ＡＸに沿った距離である。面間隔ｄ５は、表２に示すように、主鏡１０の反射面１１から副鏡２０の反射面２１までの光軸ＡＸに沿った距離である。面間隔ｄ６は、表２に示すように、副鏡２０の反射面２１からビームスプリッタ４１までの光軸ＡＸに沿った距離である。面間隔ｄ７は、表２に示すように、ビームスプリッタ４１から集光光学系４２の入射面までの該集光光学系４２の光軸に沿った距離である。面間隔ｄ８は、表２に示すように、集光光学系４２の射出面から光検出器４３の検出面までの該集光光学系４２の光軸に沿った距離である。
【００３８】
（表３）
面間隔 無限遠の目標物 有限距離の目標物
d1 -437.50 -438.36
d2 452.50 453.36
d3 ∞ 300000.00
d4 -452.50 -453.36
d5 437.50 438.36
d6 -537.50 -538.36
d7 -50.00 -55.05
d8 -100.00 -94.95
【００３９】
表３より、第１実施例に係るレーザレーダ装置のカセグレン光学系では、主鏡１０を光軸ＡＸに沿って０．８６ｍｍだけ図１中左側へ移動させることにより、無限遠の目標物から３００ｍ先の有限距離の目標物に対するフォーカシングを行うことができる。このとき、第１実施例のアライメント光学系では、集光光学系４２を自らの光軸に沿って５．０５ｍｍだけ図１中下側へ移動させてフォーカシングを行えば、主鏡１０と副鏡２０とのアライメント調整（位置合わせ）が可能となる。
【００４０】
（第２実施例）
以下、第２実施例について説明する。第２実施例のアライメント装置は、第１実施例と基本構成は同じである。しかしながら、第１実施例のアライメント装置とは、副鏡２０が（光学部材３０とは一体でなく）副鏡保持用スパイダー２２によって筺体６０に可動可能に取り付けられている点と、これに伴い姿勢制御機構５０により（主鏡１０ではなく）副鏡２０の位置や姿勢が制御される点とが異なることに着目して、第２実施例のアライメント装置の構成および動作を説明する。なお、第１実施例の同様の機能を有するものについては、同じ番号を付し、その説明を省略することもある。
【００４１】
図４に示すように、第２実施例のアライメント装置は、例えばレーザレーダ装置のようなレーザ光学装置など、主鏡１０の光軸ＡＸ上に対向配置された副鏡２０とを有する送光および受光可能な光学系において、主鏡１０と副鏡２０の位置合わせをするためのものである。
【００４２】
主鏡１０は、光軸ＡＸ上に形成された開口１０ａと、表側（副鏡２０側）に形成された凹面状の反射面１１とを有する凹面鏡である。副鏡２０は、主鏡１０の光軸ＡＸ上に対向配置され、表側（主鏡１０側）形成された凸面状の反射面２１を有する凸面反射鏡である。すなわち、主鏡１０と副鏡２０とは、いわゆるカセグレン光学系を構成している。
【００４３】
光学部材３０は、該部材に入射した光に対して反射機能および透過機能を備える。
【００４４】
アライメント装置は、光学部材３０を透過した光が通過可能である窓部６０ａが形成された筺体６０に収納されており、該窓部６０ａには光学部材３０が配置されている。
【００４５】
なお、副鏡２０は、後述の姿勢制御機構５０を介して位置や姿勢の調整ができるように、副鏡保持用スパイダー２２により筐体６０に取り付けられている。
【００４６】
主鏡１０、副鏡２０および光学部材３０の面形状は、主鏡１０の開口１０ａから入射したアライメント光が、副鏡２０の反射面２１および主鏡１０の反射面１１を順に経て、光学部材３０に至る入射光路と、光学部材３０で反射して折り返されたアライメント光が、主鏡１０の反射面１１および副鏡２０の反射面２１を順に経て、主鏡１０の開口１０ａに至る射出光路とが一致するように設定されている。
【００４７】
したがって、第２実施例におけるレーザレーダ装置の使用状態では、図５に示すように、送光する場合、レーザ光源（不図示）から供給されたレーザ光は、ダイクロイックミラーＭで反射され、ビームスプリッタ４１を透過して、カセグレン光学系（主鏡１０，副鏡２０）へ導かれる。カセグレン光学系（主鏡１０，副鏡２０）へ導かれたレーザ光は、主鏡１０の開口１０ａから入射して、副鏡２０の反射面２１および主鏡１０の反射面１１を順に経て、光学部材３０を透過した後、例えば、光軸ＡＸに平行光束の状態で、目標方向の上空に向けて送光される。
【００４８】
また、受光する場合、レーザ光の照射を受けた目標物からの散乱レーザ光は、光学部材３０を透過し、主鏡１０の反射面１１および副鏡２０の反射面２１を順に経て、主鏡１０の開口１０ａを通過し、ビームスプリッタ４１を透過し、ダイクロイックミラーＭで反射された後、受光部（不図示）で受光される。受光部では、受光した散乱レーザ光の強度および戻り時間等を検出して、被測定対象の状態を検出する。
【００４９】
第１実施例と同様に、第２実施例におけるアライメント装置では、図６にも示すように、光源Ｌから射出されたアライメント光は、ダイクロイックミラーＭおよびビームスプリッタ４１を順に透過し、主鏡１０の開口１０ａから光軸ＡＸに平行な平行光束の状態で入射し、副鏡２０の反射面２１および主鏡１０の反射面１１を順に経て、光学部材３０で反射して折り返され、主鏡１０の反射面１１および副鏡２０の反射面２１を順に経て、主鏡１０の開口１０ａから射出した後、ビームスプリッタ４１に入射する。ビームスプリッタ４１で反射されたアライメント光は、集光光学系４２を介して光検出器４３の検出面に集光され、光検出器４３は該検出面上のアライメント光の集光位置を検出し、検出結果をデータ処理装置４４に出力する。データ処理装置４４は、光検出器４３により検出されたアライメント光の集光位置と予め設定された基準位置とを対比して、主鏡１０と副鏡２０との位置ずれを算出し、この算出結果に基づきアライメント光の集光位置と基準位置との差が「ゼロ」となるようなアライメント調整信号を生成し、姿勢制御機構５０に出力する。姿勢制御機構５０は、データ処理装置４４から出力されたアライメント調整信号に基づき、副鏡２０の位置や姿勢を制御する。
【００５０】
このように、第２実施例におけるアライメント装置でも、簡単で低コストな構成でありながら、光量損失を抑えつつ、主鏡１０と副鏡２０の位置合わせを行うことができる。
【００５１】
次の表４に、第２実施例におけるレーザレーダ装置の無限遠目標物に対する使用状態におけるカセグレン光学系（図５参照）の諸元の値を掲げる。なお、第２実施例のカセグレン光学系では、入射瞳径が４０ｍｍであり、使用光の中心遮蔽の径が１０ｍｍであり、ビーム拡大倍率が８倍である。
【００５２】
（表４）
面番号 ｒ ｄ κ
１ 125.0000 -437.50(d1) -1 （副鏡２０の反射面２１）
２ 1000.0000 497.50 -1 （主鏡１０の反射面１１）
３ 0.0000 15.00 0 （光学部材３０の入射面３０ａ）
４ 0.0000 ∞(d3) 0 （光学部材３０の射出面３０ｂ）
【００５３】
次の表５に、無限遠目標物に対する使用状態におけるカセグレン光学系の位置合わせに適用されるアライメント装置のアライメント光学系（図６参照）の諸元の値を掲げる。なお、第２実施例のアライメント光学系では、入射瞳径が４０ｍｍであり、アライメント光の中心遮蔽の径が１０ｍｍであり、アライメント光の波長が６３２．８ｎｍである。
【００５４】
（表５）
面番号 ｒ ｄ κ
１ 125.0000 -437.50(d1) -1 （副鏡２０の反射面２１）
２ 1000.0000 497.50 -1 （主鏡１０の反射面１１）
３ 0.0000 -497.50 0 （光学部材３０の入射面）
４ 1000.0000 437.50(d5) -1 （主鏡１０の反射面１１）
５ 125.0000 -537.50(d6) -1 （副鏡２０の反射面２１）
６ 0.0000 -50.00(d7) 0 （ビームスプリッタ４１）
７ -59.8164 -10.00 0 1.457021（集光光学系４２）
８ 272.6586 -100.00(d8) 0
【００５５】
次の表６に、無限遠の目標物に対するカセグレン光学系およびアライメント光学系における面間隔の値と、有限距離（３００ｍ）の目標物に対するカセグレン光学系およびアライメント光学系における面間隔の値とを掲げる。
【００５６】
なお、表６において、面間隔ｄ１は、表４および表５に示すように、副鏡２０の反射面２１から主鏡１０の反射面１１までの光軸ＡＸに沿った距離である。面間隔ｄ３は、表４に示すように、光学部材３０の射出面３０ｂから無限遠目標物までの距離である。面間隔ｄ５は、表５に示すように、主鏡１０の反射面１１から副鏡２０の反射面２１までの光軸ＡＸに沿った距離である。面間隔ｄ６は、表５に示すように、副鏡２０の反射面２１からビームスプリッタ４１までの光軸ＡＸに沿った距離である。面間隔ｄ７は、表５に示すように、ビームスプリッタ４１から集光光学系４２の入射面までの該集光光学系４２の光軸に沿った距離である。面間隔ｄ８は、表５に示すように、集光光学系４２の射出面から光検出器４３の検出面までの該集光光学系４２の光軸に沿った距離である。
【００５７】
（表６）
面間隔 無限遠の目標物 有限距離の目標物
d1 -437.50 -438.36
d3 ∞ 300000.00
d5 437.50 438.36
d6 -537.50 -538.36
d7 -50.00 -55.05
d8 -100.00 -94.95
【００５８】
表６より、第２実施例に係るレーザレーダ装置のカセグレン光学系では、副鏡２０を光軸ＡＸに沿って０．８６ｍｍだけ図４中右側へ移動させることにより、無限遠の目標物から３００ｍ先の有限距離の目標物に対するフォーカシングを行うことができる。このとき、第２実施例のアライメント光学系では、集光光学系４２を自らの光軸に沿って５．０５ｍｍだけ図４中下側へ移動させてフォーカシングを行えば、主鏡１０と副鏡２０とのアライメント調整（位置合わせ）が可能となる。
【００５９】
以上、第２実施例におけるアライメント装置の場合、フォーカシング調整やシフトチルト調整をコンパクトな副鏡２０単独で行うことができ、姿勢制御機構５０を構成する可動部品の重量を大幅に減らすことができる。
【００６０】
（第３実施例）
以下、第３実施例について説明する。第３実施例のアライメント装置は、第１実施例と基本構成は同じである。しかしながら、第１実施例のアライメント装置とは、副鏡２０を固定保持する光学部材３０の口径が小さい点が異なることに着目して、第３実施例のアライメント装置の構成および動作を説明する。なお、第１実施例の同様の機能を有するものについては、同じ番号を付してその説明を省略することもある。
【００６１】
図７に示すように、第３実施例のアライメント装置は、例えばレーザレーダ装置のようなレーザ光学装置において、主鏡１０の光軸ＡＸ上に対向配置された副鏡２０とを有する送光および受光可能な光学系において、主鏡１０と副鏡２０の位置合わせをするためのものである。
【００６２】
主鏡１０は、光軸ＡＸ上に形成された開口１０ａと、表側（副鏡２０側）に形成された凹面状の反射面１１とを有する凹面鏡である。副鏡２０は、主鏡１０の光軸ＡＸ上に対向配置され、表側（主鏡１０側）形成された凸面状の反射面２１を有する凸面反射鏡である。すなわち、主鏡１０と副鏡２０とは、いわゆるカセグレン光学系を構成している。
【００６３】
光学部材３０は、該部材に入射した光を反射する機能を備えた、小型の平面鏡である。
【００６４】
アライメント装置は、主鏡１０の反射面１１から射出された光が通過可能である窓部６０ａが形成された筺体６０に収納されている。
【００６５】
なお、副鏡２０は、後述の姿勢制御機構５０により位置や姿勢の調整ができるように、副鏡保持用スパイダー２２により筐体６０に取り付けられている。
【００６６】
主鏡１０、副鏡２０および光学部材３０の面形状は、主鏡１０の開口１０ａから入射したアライメント光が、副鏡２０の反射面２１および主鏡１０の反射面１１を順に経て、光学部材３０に至る入射光路と、光学部材３０で反射して折り返されたアライメント光が、主鏡１０の反射面１１および副鏡２０の反射面２１を順に経て、主鏡１０の開口１０ａに至る射出光路とが一致するように設定されている。
【００６７】
したがって、第３実施例におけるレーザレーダ装置の使用状態では、図８に示すように、送光する場合、レーザ光源（不図示）から供給されたレーザ光は、ダイクロイックミラーＭで反射され、ビームスプリッタ４１を透過して、カセグレン光学系（主鏡１０，副鏡２０）へ導かれる。カセグレン光学系（主鏡１０，副鏡２０）へ導かれたレーザ光は、主鏡１０の開口１０ａから入射して、副鏡２０の反射面２１および主鏡１０の反射面１１を順に経て、例えば、光軸ＡＸに平行光束の状態で、目標方向の上空に向けて送光される。
【００６８】
また、受光する場合、レーザ光の照射を受けた目標物からの散乱レーザ光は、主鏡１０の反射面１１および副鏡２０の反射面２１を順に経て、主鏡１０の開口１０ａを通過し、ビームスプリッタ４１を透過し、ダイクロイックミラーＭで反射された後、受光部（不図示）で受光される。受光部では、受光した散乱レーザ光の強度および戻り時間等を検出して、被測定対象の状態を検出する。
【００６９】
第１実施例と同様に、第３実施例におけるアライメント装置によれば、図９にも示すように、光源Ｌから射出されたアライメント光は、ダイクロイックミラーＭおよびビームスプリッタ４１を順に透過し、主鏡１０の開口１０ａから光軸ＡＸに平行な平行光束の状態で入射し、副鏡２０の反射面２１および主鏡１０の反射面１１を順に経て、光学部材３０で反射して折り返され、主鏡１０の反射面１１および副鏡２０の反射面２１を順に経て、主鏡１０の開口１０ａから射出した後、ビームスプリッタ４１に入射する。ビームスプリッタ４１で反射されたアライメント光は、集光光学系４２を介して光検出器４３の検出面に集光され、光検出器４３は該検出面上のアライメント光の集光位置を検出し、検出結果をデータ処理装置４４に出力する。データ処理装置４４は、光検出器４３により検出されたアライメント光の集光位置と予め設定された基準位置とを対比して、主鏡１０と副鏡２０との位置ずれを算出し、この算出結果に基づきアライメント光の集光位置と基準位置との差が「ゼロ」となるようなアライメント調整信号を生成し、姿勢制御機構５０に出力する。姿勢制御機構５０は、データ処理装置４４から出力されたアライメント調整信号に基づき、副鏡２０の位置や姿勢を制御する。
【００７０】
このように、第３実施例におけるアライメント装置でも、簡単で低コストな構成でありながら、主鏡１０と副鏡２０の位置合わせを行うことができる。
【００７１】
次の表７に、レーザレーダ装置の無限遠目標物に対する使用状態におけるカセグレン光学系（図８参照）の諸元の値を掲げる。なお、第３実施例のカセグレン光学系では、入射瞳径が４０ｍｍであり、使用光の中心遮蔽の径が２０ｍｍであり、ビーム拡大倍率が８倍である。
【００７２】
（表７）
面番号 ｒ ｄ κ
１ 125.0000 -437.50(d1) -1 （副鏡２０の反射面２１）
２ 1000.0000 ∞(d3) -1 （主鏡１０の反射面２０）
【００７３】
次の表８に、無限遠目標物に対する使用状態におけるカセグレン光学系の位置合わせに適用されるアライメント装置のアライメント光学系（図９参照）の諸元の値を掲げる。なお、第３実施例のアライメント光学系では、入射瞳径が１６ｍｍであり、アライメント光の中心遮蔽の径が８．７５ｍｍであり、アライメント光の波長が６３２．８ｎｍである。
【００７４】
（表８）
面番号 ｒ ｄ κ
１ 125.0000 -437.50(d1) -1 （副鏡２０の反射面２１）
２ 1000.0000 452.50(d2) -1 （主鏡１０の反射面１１）
３ 0.0000 -452.50(d4) 0 （光学部材３０の入射面３０ａ）
４ 1000.0000 437.50(d5) -1 （主鏡１０の反射面１１）
５ 125.0000 -537.50(d6) -1 （副鏡２０の反射面２１）
６ 0.0000 -50.00(d7) 0 （ビームスプリッタ４１）
７ -58.4057 -10.00 0 1.457021（集光光学系４２）
８ -270.4231 -100.00(d8) 0
【００７５】
次の表９に、第３実施例における無限遠の目標物に対するカセグレン光学系およびアライメント光学系における面間隔の値と、有限距離（３００ｍ）の目標物に対するカセグレン光学系およびアライメント光学系における面間隔の値とを掲げる。
【００７６】
なお、表９において、面間隔ｄ１は、表７および表８に示すように、副鏡２０の反射面２１から主鏡１０の反射面１１までの光軸ＡＸに沿った距離である。面間隔ｄ２は、表８に示すように、主鏡１０の反射面１１から光学部材３０の入射面３０ａまでの光軸ＡＸに沿った距離である。面間隔ｄ３は、表７に示すように、光学部材３０の射出面３０ｂから無限遠目標物までの距離である。面間隔ｄ４は、表８に示すように、光学部材３０の入射面３０ａから主鏡１０の反射面１１までの光軸ＡＸに沿った距離である。面間隔ｄ５は、表８に示すように、主鏡１０の反射面１１から副鏡２０の反射面２１までの光軸ＡＸに沿った距離である。面間隔ｄ６は、表８に示すように、副鏡２０の反射面２１からビームスプリッタ４１までの光軸ＡＸに沿った距離である。面間隔ｄ７は、表８に示すように、ビームスプリッタ４１から集光光学系４２の入射面までの該集光光学系４２の光軸に沿った距離である。面間隔ｄ８は、表８に示すように、集光光学系４２の射出面から光検出器４３の検出面までの該集光光学系４２に沿った距離である。
【００７７】
（表９）
面間隔 無限遠の目標物 有限距離の目標物
d1 -437.50 -438.36
d2 452.50 453.36
d3 ∞ 300000.00
d4 -452.50 -453.36
d5 437.50 438.36
d6 -537.50 -538.36
d7 -50.00 -56.27
d8 -100.00 -93.73
【００７８】
表９より、第３実施例に係るレーザレーダ装置のカセグレン光学系では、副鏡２０を光軸ＡＸに沿って０．８６ｍｍだけ図７中右側へ移動させることにより、無限遠の目標物から３００ｍ先の有限距離の目標物に対するフォーカシングを行うことができる。このとき、第３実施例のアライメント光学系では、集光光学系４２を自らの光軸に沿って６．２７ｍｍだけ図７中下側へ移動させてフォーカシングを行えば、主鏡１０と副鏡２０とのアライメント調整（位置合わせ）が可能となる。
【００７９】
以上、第３実施例におけるアライメント装置の場合、光学部材３０が小型で単純な平面鏡であり、非常に低コストで製作することができる。また、（光学部材３０である）平面鏡は、副鏡２０と同様に大きな部品ではないため、接合も容易であり、副鏡２０と一体に固定保持しても重量的な負担は大きくなく、アライメント調整、チルト調整、フォーカシング調整のための駆動も容易に行うことができる。
【００８０】
（第４実施例）
以下、第４実施例について説明する。第４実施例のアライメント装置は、第１実施例と基本構成は同じである。しかしながら、第１実施例のアライメント装置とは異なり、主鏡１０を凹面鏡とし、副鏡を凹面鏡とした、いわゆるグレゴリー光学系に適用している。なお、第４実施例のアライメント装置の構成および動作を説明する際に、第１実施例の同様の機能を有するものについては、同じ番号を付し、その説明を省略することもある。
【００８１】
図１０および図１１に示すように、第４実施例のアライメント装置は、例えばレーザレーダ装置のようなレーザ光学装置において、主鏡１１０の光軸ＡＸ上に対向配置された副鏡１２０とを有する送光および受光可能な光学系において、主鏡１１０と副鏡１２０の位置合わせをするためのものである。
【００８２】
主鏡１１０は、光軸ＡＸ上に形成された開口１１０ａと、表側（副鏡１２０側）に形成された凹面状の反射面１１１とを有する凹面鏡である。副鏡１２０は、主鏡１１０の光軸ＡＸ上に対向配置され、表側（主鏡１１０側）形成された凹面状の反射面１２１を有する凹面反射鏡である。すなわち、主鏡１１０と副鏡１２０とは、いわゆるグレゴリー光学系を構成している。
【００８３】
光学部材３０は、該部材に入射した光に対して反射機能および透過機能を備える。
【００８４】
主鏡１１０、副鏡１２０および光学部材３０の面形状は、主鏡１１０の開口１１０ａから入射したアライメント光が、副鏡１２０の反射面１２１および主鏡１１０の反射面１１１を順に経て、光学部材３０に至る入射光路と、光学部材３０で反射して折り返されたアライメント光が、主鏡１１０の反射面１１１および副鏡１２０の反射面１２１を順に経て、主鏡１１０の開口１１０ａに至る射出光路とが一致するように設定されている。
【００８５】
したがって、第４実施例におけるレーザレーダ装置の使用状態では、図１０に示すように、送光する場合、レーザ光源（不図示）から供給されたレーザ光は、ダイクロイックミラーＭで反射され、ビームスプリッタ４１を透過して、グレゴリー光学系（主鏡１１０，副鏡１２０）へ導かれる。グレゴリー光学系（主鏡１１０，副鏡１２０）へ導かれたレーザ光は、主鏡１１０の開口１１０ａから入射して、副鏡１２０の反射面１２１および主鏡１１０の反射面１１１を順に経て、光学部材３０を透過した後、例えば、光軸ＡＸに平行光束の状態で、目標方向の上空に向けて送光される。
【００８６】
また、受光する場合、レーザ光の照射を受けた目標物からの散乱レーザ光は、光学部材３０を透過し、主鏡１１０の反射面１１１および副鏡１２０の反射面１２１を順に経て、主鏡１１０の開口１１０ａを通過し、ビームスプリッタ４１を透過し、ダイクロイックミラーＭで反射された後、受光部（不図示）で受光される。受光部では、受光した散乱レーザ光の強度および戻り時間等を検出して、被測定対象の状態を検出する。
【００８７】
第１実施例と同様に、第４実施例におけるアライメント装置によれば、図１１に示すように、光源Ｌから射出されたアライメント光は、ダイクロイックミラーＭおよびビームスプリッタ４１を順に透過し、主鏡１１０の開口１１０ａから光軸ＡＸに平行な平行光束の状態で入射し、副鏡１２０の反射面１２１および主鏡１１０の反射面１１１を順に経て、光学部材３０で反射して折り返され、主鏡１１０の反射面１１１および副鏡１２０の反射面１２１を順に経て、主鏡１１０の開口１１０ａから射出した後、ビームスプリッタ４１に入射する。ビームスプリッタ４１で反射されたアライメント光は、集光光学系４２を介して光検出器４３の検出面に集光され、光検出器４３は該検出面上のアライメント光の集光位置を検出し、検出結果をデータ処理装置４４に出力する。データ処理装置４４は、光検出器４３により検出されたアライメント光の集光位置と予め設定された基準位置とを対比して、主鏡１１０と副鏡１２０との位置ずれを算出し、この算出結果に基づきアライメント光の集光位置と基準位置との差が「ゼロ」となるようなアライメント調整信号を生成し、姿勢制御機構５０に出力する。姿勢制御機構５０は、データ処理装置４４から出力されたアライメント調整信号に基づき、副鏡１２０の位置や姿勢を制御する。
【００８８】
このように、第４実施例におけるアライメント装置でも、簡単で低コストな構成でありながら、光量損失を抑えつつ、主鏡１１０と副鏡１２０の位置合わせを行うことができる。
【００８９】
次の表１０に、レーザレーダ装置の無限遠目標物に対する使用状態におけるグレゴリー光学系（図１０参照）の諸元の値を掲げる。なお、第４実施例のグレゴリー光学系では、入射瞳径が４０ｍｍであり、使用光の中心遮蔽の径が１０ｍｍであり、ビーム拡大倍率が８倍である。
【００９０】
（表１０）
面番号 ｒ ｄ κ
１ -125.0000 -562.50(d11) -1 （副鏡１２０の反射面１２１）
２ 1000.0000 577.50(d12) -1 （主鏡１１０の反射面１１１）
３ 0.0000 15.00 0 （光学部材３０の入射面３０ａ）
４ 0.0000 ∞(d13) 0 （光学部材３０の射出面３０ｂ）
【００９１】
次の表１１に、無限遠目標物に対する使用状態におけるグレゴリー光学系の位置合わせに適用されるアライメント装置のアライメント光学系（図１１参照）の諸元の値を掲げる。なお、第４実施例のアライメント光学系では、入射瞳径が４０ｍｍであり、アライメント光の中心遮蔽の径が１０ｍｍであり、アライメント光の波長が６３２．８ｎｍである。
【００９２】
（表１１）
面番号 ｒ ｄ κ
１ 125.0000 -562.50(d11) -1 （副鏡１２０の反射面１２１）
２ 1000.0000 577.50(d12) -1 （主鏡１１０の反射面１１１）
３ 0.0000 -577.50(d14) 0 （光学部材３０の入射面３０ａ）
４ 1000.0000 562.50(d15) -1 （主鏡１１０の反射面１１１）
５ 125.0000 -662.50(d16) -1 （副鏡１２０の反射面１２１）
６ 0.0000 -50.00(d17) 0 （ビームスプリッタ４１）
７ -59.8164 -10.00 0 1.457021（集光光学系４２）
８ 272.6586 -100.00(d18) 0
【００９３】
次の表１２に、無限遠の目標物に対するグレゴリー光学系およびアライメント光学系における面間隔の値と、有限距離（３００ｍ）の目標物に対するグレゴリー光学系およびアライメント光学系における面間隔の値とを掲げる。
【００９４】
なお、表１２において、面間隔ｄ１１は、表１０および表１１に示すように、副鏡１２０の反射面１２１から主鏡１１０の反射面１１１までの光軸ＡＸに沿った距離である。面間隔ｄ１２は、表１０および表１１に示すように、主鏡１１０の反射面１１１から光学部材３０の入射面３０ａまでの光軸ＡＸに沿った距離である。面間隔ｄ１３は、表１０に示すように、光学部材３０の射出面３０ｂから無限遠目標物までの距離である。面間隔ｄ１４は、表１１に示すように、光学部材３０の入射面３０ａから主鏡１１０の反射面１１１までの光軸ＡＸに沿った距離である。面間隔ｄ１５は、表１１に示すように、主鏡１１０の反射面１１１から副鏡１２０の反射面１２１までの光軸ＡＸに沿った距離である。面間隔ｄ１６は、表１１に示すように、副鏡１２０の反射面１２１からビームスプリッタ４１までの光軸ＡＸに沿った距離である。面間隔ｄ１７は、表１１に示すように、ビームスプリッタ４１から集光光学系４２の入射面までの該集光光学系４２の光軸に沿った距離である。面間隔ｄ１８は、表１１に示すように、集光光学系４２の射出面から光検出器４３の検出面までの該集光光学系４２の光軸に沿った距離である。
【００９５】
（表１２）
面間隔 無限遠の目標物 有限距離の目標物
d9 -562.50 -563.36
d10 577.50 578.36
d11 ∞ 300000.00
d12 -577.50 -578.36
d13 562.50 563.36
d14 -662.50 -663.36
d15 -50.00 -55.03
d16 -100.00 -94.97
【００９６】
表１２より、第４実施例に係るレーザレーダ装置のグレゴリー光学系では、副鏡２０を光軸ＡＸに沿って０．８６ｍｍだけ図１０中右側へ移動させることにより、無限遠の目標物から３００ｍ先の有限距離の目標物に対するフォーカシングを行うことができる。このとき、第４実施例のアライメント光学系では、集光光学系４２を自らの光軸に沿って５．０３ｍｍだけ図１１中下側へ移動させてフォーカシングを行えば、主鏡１０と副鏡２０とのアライメント調整（位置合わせ）が可能となる。
【００９７】
なお、本発明を分かりやすくするために、実施形態の構成要件を付して説明したが、本発明がこれに限定されるものではないことは言うまでもない。
【００９８】
上記の説明では、レーザレーダ装置のようなレーザ光学系のカセグレン光学系およびグレゴリー光学系中の主鏡と副鏡とを位置合わせするためのアライメント装置について、本発明を適用している。しかしながら、これに限定されることなく、光軸に沿って対向配置された主鏡と副鏡とを有する光学系において、主鏡と副鏡とを位置合わせするためのアライメント装置に対して、本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】第１実施例に係るアライメント装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】第１実施例のアライメント装置が適用されるレーザレーダ装置の使用状態を示す図である。
【図３】第１実施例のアライメント装置が適用される状態を示す図である。
【図４】第２実施例に係るアライメント装置の構成を概略的に示す図である。
【図５】第２実施例のアライメント装置が適用されるレーザレーダ装置の使用状態を示す図である。
【図６】第２実施例のアライメント装置が適用される状態を示す図である。
【図７】第３実施例に係るアライメント装置の構成を概略的に示す図である。
【図８】第３実施例のアライメント装置が適用されるレーザレーダ装置の使用状態を示す図である。
【図９】第３実施例のアライメント装置が適用される状態を示す図である。
【図１０】第４実施例のアライメント装置が適用されるレーザレーダ装置の使用状態を示す図である。
【図１１】第４実施例のアライメント装置が適用される状態を示す図である。
【符号の説明】
【０１００】
１０，１１０ 主鏡
１０ａ，１１０ａ 開口
１１，１１１ 主鏡の反射面
２０，１２０ 副鏡
２１，１２１ 副鏡の反射面
３０ 光学部材
４０ 検出系
５０ 姿勢制御機構
６０ 筐体 ６０ａ 窓部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光軸上に沿って対向するように配置された主鏡と副鏡とを有する光学系において、前記主鏡と前記副鏡とを位置合わせするためのアライメント装置であって、
光の反射機能を備えた光学部材と、
前記光軸に平行な平行光束を前記副鏡に入射し、前記副鏡の反射面および前記主鏡の反射面を順に経て、前記光学部材で反射して折り返され、前記主鏡の反射面および前記副鏡の反射面を順に経たアライメント光に基づいて、前記主鏡と前記副鏡との位置ずれを検出する検出系とを有することを特徴とするアライメント装置。
【請求項２】
前記主鏡、前記副鏡および前記光学部材の面形状は、
前記アライメント光が、前記副鏡の反射面および前記主鏡の反射面を順に経て、平行光束として前記光学部材に至る入射光路と、
前記光学部材で反射して折り返された前記アライメント光が、前記主鏡の反射面および前記副鏡の反射面を順に経る射出光路とが一致するように設定されていることを特徴とする請求項１に記載のアライメント装置。
【請求項３】
前記副鏡は、前記光学部材に固定保持されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のアライメント装置。
【請求項４】
前記光学部材は、光の透過機能を備え、
前記アライメント装置は、前記光学部材を透過した光が通過可能である窓部が形成された筺体に収納されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のアライメント装置。
【請求項５】
前記窓部には、前記光学部材が配置されていることを特徴とする請求項４に記載のアライメント装置。
【請求項６】
前記検出系は、
前記アライメント光を分割するビームスプリッタと、
前記ビームスプリッタにより分割された前記アライメント光を所定面上に集光する集光光学系と、
前記所定面に検出面が位置決めされ、前記検出面上の前記アライメント光の集光位置を検出する光検出手段と、
前記光検出手段により検出された前記アライメント光の前記集光位置と、予め設定された基準位置とを対比して、前記主鏡と前記副鏡の位置ずれを算出するデータ処理手段とを有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のアライメント装置。
【請求項７】
前記検出系による検出結果に基づいて、前記主鏡と前記副鏡との光軸が合致するように、少なくとも前記主鏡と前記副鏡のどちらか一方の位置や姿勢を制御する姿勢制御手段を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のアライメント装置。
【請求項８】
前記主鏡は凹面鏡であり、前記副鏡は凸面鏡であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のアライメント装置。
【請求項９】
前記主鏡は凹面鏡であり、前記副鏡は凹面鏡であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のアライメント装置。
【請求項１０】
光軸に沿って対向するように配置された主鏡と副鏡とを有する光学系と、請求項１〜９のいずれか一項に記載のアライメント装置とを有することを特徴とする光学装置。
【請求項１】
光軸上に沿って対向するように配置された主鏡と副鏡とを有する光学系において、前記主鏡と前記副鏡とを位置合わせするためのアライメント装置であって、
光の反射機能を備えた光学部材と、
前記光軸に平行な平行光束を前記副鏡に入射し、前記副鏡の反射面および前記主鏡の反射面を順に経て、前記光学部材で反射して折り返され、前記主鏡の反射面および前記副鏡の反射面を順に経たアライメント光に基づいて、前記主鏡と前記副鏡との位置ずれを検出する検出系とを有することを特徴とするアライメント装置。
【請求項２】
前記主鏡、前記副鏡および前記光学部材の面形状は、
前記アライメント光が、前記副鏡の反射面および前記主鏡の反射面を順に経て、平行光束として前記光学部材に至る入射光路と、
前記光学部材で反射して折り返された前記アライメント光が、前記主鏡の反射面および前記副鏡の反射面を順に経る射出光路とが一致するように設定されていることを特徴とする請求項１に記載のアライメント装置。
【請求項３】
前記副鏡は、前記光学部材に固定保持されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のアライメント装置。
【請求項４】
前記光学部材は、光の透過機能を備え、
前記アライメント装置は、前記光学部材を透過した光が通過可能である窓部が形成された筺体に収納されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のアライメント装置。
【請求項５】
前記窓部には、前記光学部材が配置されていることを特徴とする請求項４に記載のアライメント装置。
【請求項６】
前記検出系は、
前記アライメント光を分割するビームスプリッタと、
前記ビームスプリッタにより分割された前記アライメント光を所定面上に集光する集光光学系と、
前記所定面に検出面が位置決めされ、前記検出面上の前記アライメント光の集光位置を検出する光検出手段と、
前記光検出手段により検出された前記アライメント光の前記集光位置と、予め設定された基準位置とを対比して、前記主鏡と前記副鏡の位置ずれを算出するデータ処理手段とを有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のアライメント装置。
【請求項７】
前記検出系による検出結果に基づいて、前記主鏡と前記副鏡との光軸が合致するように、少なくとも前記主鏡と前記副鏡のどちらか一方の位置や姿勢を制御する姿勢制御手段を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のアライメント装置。
【請求項８】
前記主鏡は凹面鏡であり、前記副鏡は凸面鏡であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のアライメント装置。
【請求項９】
前記主鏡は凹面鏡であり、前記副鏡は凹面鏡であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のアライメント装置。
【請求項１０】
光軸に沿って対向するように配置された主鏡と副鏡とを有する光学系と、請求項１〜９のいずれか一項に記載のアライメント装置とを有することを特徴とする光学装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１０−１５００２（Ｐ２０１０−１５００２Ａ）
【公開日】平成２２年１月２１日（２０１０．１．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１７５３１９（Ｐ２００８−１７５３１９）
【出願日】平成２０年７月４日（２００８．７．４）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月２１日（２０１０．１．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月４日（２００８．７．４）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
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