CN107966767B - 光束分配器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能降低成本的光束分配器。包括光束入射口(31)和多个光束射出口(41)，包括：圆筒构件(2)，其能旋转；多个反射镜(23)，其至少为两个，在圆筒构件(2)的周面设于在轴向和周向错开的位置；旋转机构(12)，其使多个反射镜旋转；固定机构(13)，其固定反射镜的周向的移动；反射镜位置检测机构(43)；光吸收器(11)；及控制部(81)，控制部控制旋转机构，以使圆筒构件的旋转位置旋转移动到由反射镜使激光束向所选择的光束射出口反射的位置、和使激光束在反射镜之间穿过而由光吸收器吸收的位置、或利用一个反射镜反射激光束并由光吸收器吸收的位置，且，控制部控制固定机构，从而固定反射镜的旋转移动。

Description

光束分配器
技术领域
本发明涉及一种光束分配器。
背景技术
以往，公知有一种将一个激光束以选择多个光纤中的一个光纤的方式切换地进行传输的光束分配器(参照专利文献1)。专利文献1所述的光束分配器构成为：根据所切换的多个光纤的数量而在激光束的切换部位分别设有一个反射镜和电动机，并利用电动机调整反射镜的倾斜角度，从而以选择多个光纤中的一个光纤的方式进行切换。
专利文献1：日本特开平11-113925号公报
发明内容
发明要解决的问题
在专利文献1所述的光束分配器中，需要根据所切换的多个光纤的数量分别设置一个反射镜和电动机。因此，在所切换的多个光纤的数量增加时，反射镜和电动机的使用数量增加。若电动机的使用数量增加，则成本增大，因此，期望一种可降低成本的光束分配器。
本发明的目的在于提供一种可降低成本的光束分配器。
用于解决问题的方案
(1)本发明提供一种光束分配器，该光束分配器(例如，后述的光束分配器1)包括至少一个光束入射口(例如，后述的光束入射口31)和至少两个的多个光束射出口(例如，后述的光束射出口41)，其中，该光束分配器包括：圆筒构件(例如，后述的圆筒旋转体2、2A、第1圆筒旋转体5、第2圆筒旋转体6)，其能够以中心轴线为旋转轴线(例如，后述的旋转轴线J)旋转；多个反射镜(例如，后述的切换反射镜23、53、63)，其为与所述光束射出口的数量相同个数即至少两个，在所述圆筒构件的周面配置于在轴向和周向上错开的位置；旋转机构(例如，后述的旋转驱动电动机12、14、15)，其通过使所述圆筒构件以所述旋转轴线为中心旋转，从而使所述多个反射镜以所述旋转轴线为中心旋转；固定机构(例如，后述的制动机构13)，其通过固定所述圆筒构件的周向上的移动，从而固定所述反射镜在所述圆筒构件的周向上的移动；反射镜位置检测机构(例如，后述的反射镜位置检测传感器43)，其检测所述反射镜的位置；光吸收器(例如，后述的吸收器11)；以及控制部(例如，后述的控制部81)，其控制所述旋转机构以使所述反射镜旋转移动，并且，控制所述固定机构以固定所述反射镜，所述控制部控制所述旋转机构，以使所述圆筒构件的旋转位置旋转移动到利用所述反射镜使经由所述光束入射口与所述圆筒构件的旋转轴线平行地入射的入射激光束朝向所选择的所述光束射出口反射的位置、以及使所述入射激光束在所述反射镜之间穿过从而利用所述光吸收器吸收的位置或利用一个所述反射镜反射所述入射激光束并利用所述光吸收器吸收的位置，并且，所述控制部控制所述固定机构，从而在所述反射镜被旋转移动到的位置固定所述反射镜的旋转移动。
(2)在(1)所述的光束分配器中，优选的是，构成所述多个反射镜的构件根据所述反射镜的个数、所述多个反射镜的重量或所述圆筒构件相对于旋转轴线的重量平衡而以所述多个反射镜以及/或所述圆筒构件的重量平衡相对于旋转轴线均匀的方式配置。
(3)在(1)或(2)所述的光束分配器中，优选的是，所述旋转机构具有伺服电动机和检测所述伺服电动机的旋转位置的位置检测器。
(4)在(1)～(3)中任一项所述的光束分配器中，优选的是，该光束分配器包括多个旋转体单元(例如，后述的第1旋转体单元50、第2旋转体单元60)，该旋转体单元包括所述圆筒构件和使所述圆筒构件旋转的所述旋转机构，多个所述旋转体单元沿着激光束的通路排列配置，在激光束的通路上，通过将利用所述旋转机构旋转的所述反射镜多级组合并移动到使激光束反射的位置和不使激光束反射的位置，从而选择性地切换射出激光束的所述光束射出口。
(5)在(1)～(4)中任一项所述的光束分配器中，优选的是，该光束分配器包括覆盖所述圆筒构件和激光束的通路的遮蔽构件(例如，后述的壳体10)。
(6)在(1)～(5)中任一项所述的光束分配器中，优选的是，所述反射镜位置检测机构为利用所述反射镜反射发光部所发出的光并利用光接收部进行接收从而检测所述反射镜的位置的光传感器、或检测透过了设于所述反射镜的狭缝的光从而检测所述反射镜的位置的光传感器。
(7)在(1)～(6)中任一项所述的光束分配器中，优选的是，该光束分配器包括存储部(例如，后述的存储部82)，该存储部将所述圆筒构件的旋转角度作为数值数据的参数进行存储，所述控制部具有以下的功能：根据由所述反射镜位置检测机构检测到的用于检测所述反射镜的位置的信号，对存储于所述存储部的所述圆筒构件的旋转角度的参数正向或负向进行微调，从而校正所述反射镜的位置。
(8)在(1)～(7)中任一项所述的光束分配器中，优选的是，所述控制部按照以下的方式进行控制：在利用所述旋转机构使所述圆筒构件旋转而将所述反射镜移动到朝向所述光束射出口反射位置之后，在所述固定机构中施加制动，然后，射出激光束，在所述固定机构中解除制动之后，利用所述旋转机构使所述反射镜移动到下一位置。
发明的效果
采用本发明，能够提供一种可降低成本的光束分配器。
附图说明
图1是表示第1实施方式的光束分配器的结构的图。
图2是表示第1实施方式的光束分配器的圆筒旋转体的立体图。
图3是沿着旋转轴线方向观察第1实施方式的光束分配器的圆筒旋转体得到的图。
图4是表示第1实施方式的光束分配器的结构的图。
图5是表示第2实施方式的光束分配器的圆筒旋转体的图，是沿着旋转轴线方向观察圆筒旋转体得到的图。
图6是表示第3实施方式的光束分配器的结构的图。
图7是表示第4实施方式的光束分配器的结构的图。
图8A是沿着旋转轴线方向观察第4实施方式的光束分配器的第1圆筒旋转体得到的图。
图8B是沿着旋转轴线方向观察第4实施方式的光束分配器的第2圆筒旋转体得到的图。
附图标记说明
1、1B、1C、光束分配器；2、2A、圆筒旋转体(圆筒构件)；5、第1圆筒旋转体(圆筒构件)；6、第2圆筒旋转体(圆筒构件)；10、壳体(遮蔽构件)；11、11A、吸收器(光吸收器)；12、旋转驱动电动机(旋转机构)；13、制动机构(固定机构)；14、第1旋转驱动电动机(旋转机构)；15、第2旋转驱动电动机(旋转机构)；23、切换反射镜(反射镜)；31、光束入射口；41、光束射出口；43、反射镜位置检测传感器(反射镜位置检测机构)；50、第1旋转体单元；53、第1切换反射镜(反射镜)；60、第2旋转体单元；63、第2切换反射镜(反射镜)；81、控制部；82、存储部；J、旋转轴线。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式。另外，在第2实施方式以后的说明中，对与第1实施方式通用的结构标注相同的附图标记，并省略其说明。
[第1实施方式]
图1是表示第1实施方式的光束分配器1的结构的图。图2是表示第1实施方式的光束分配器1的圆筒旋转体2的立体图。图3是沿着旋转轴线J方向观察第1实施方式的光束分配器1的圆筒旋转体2得到的图。图4是表示第1实施方式的光束分配器1的结构的图。
第1实施方式的光束分配器1为用于将自激光装置(未图示)射出并经由入射侧光纤101入射的激光束(激光)选择性地切换到多个射出侧光纤102中的任一者的装置。利用光束分配器1选择性地切换后的激光束在射出侧光纤102中传输并用于激光加工中的焊接、切断等。
如图1所示，光束分配器1包括：具有六个切换反射镜23(反射镜)的圆筒旋转体(圆筒构件)2、一个光束入射口31、一个光入射用透镜32、一个入射侧反射镜33、六个光束射出口41、六个光射出用透镜42、六个反射镜位置检测传感器43(反射镜位置检测机构)(参照图4)、吸收器11(光吸收器)、旋转驱动电动机12(旋转机构)、制动机构13(固定机构)、壳体10以及控制装置8(参照图4)。
壳体10形成为自图1中的左侧向右侧延伸的箱状，在壳体10的内部至少容纳有圆筒旋转体2、一个光入射用透镜32、入射侧反射镜33、六个光射出用透镜42以及六个反射镜位置检测传感器43(参照图4)。壳体10覆盖圆筒旋转体2和自光束入射口31到光束射出口41的激光束的通路，从而具有遮蔽激光束的散射光的遮蔽构件的功能。在壳体10设有多个用于安装光束分配器1所具备的各构件(一个光束入射口31、六个光束射出口41、吸收器11、旋转驱动电动机12)的安装开口(未图示)。
一个光束入射口31安装于壳体10的正面板110的长度方向上的左侧的端部侧(一端侧)。自激光射出装置(未图示)射出的激光束经由入射侧光纤101入射到光束入射口31。
一个光入射用透镜32配置于比一个光束入射口31靠壳体10的内部侧的位置。自一个光束入射口31入射的激光束透过一个光入射用透镜32。一个光入射用透镜32为对自一个光束入射口31入射的激光束的光进行整形的透镜。
一个入射侧反射镜33将自光束入射口31入射的激光束(入射激光束)与后述的圆筒旋转体2的旋转轴线J平行地进行传输。在本实施方式中，一个入射侧反射镜33配置于比光束入射口31和光入射用透镜32靠壳体10的内部侧的位置，例如，以使激光束的行进方向相对于进入角度正交的方式进行反射。入射侧反射镜33具有倾斜面，例如以相对于自光束入射口31入射的激光束的行进方向倾斜45°的角度配置。
六个光束射出口41在壳体10的正面板110上自光束入射口31的右侧的一旁朝向壳体10的正面板110的右侧的端部侧(另一端侧)排列配置。
在本实施方式中，一个入射侧反射镜33和六个光束射出口41在壳体10的正面板110上自左侧(一端侧)朝向右侧(另一端侧)按照光束入射口31、光束射出口41a、41b、41c、41d、41e、41f的顺序排列配置。另外，对于光束射出口41a、41b、41c、41d、41e、41f，在不需要进行区别的情况下，简称为“光束射出口41”。
在六个光束射出口41分别连接有射出侧光纤102，在根据后述的圆筒旋转体2的切换反射镜23的旋转角度被选择到的情况下，分别自六个光束射出口41选择性地射出激光束。
六个光射出用透镜42配置于比六个光束射出口41靠壳体10的内部侧的位置。被圆筒旋转体2的切换反射镜23反射的激光束分别透过六个光射出用透镜42。六个光射出用透镜42分别为对被圆筒旋转体2的切换反射镜23反射的激光束的光进行整形的透镜。
如图1和图2所示，圆筒旋转体2具有旋转体主体21和六个倾斜突出部22。旋转体主体21以壳体10的长度方向与旋转轴线J所延伸的方向成为相同方向的方式形成为沿规定方向延伸的圆筒状。圆筒旋转体2能够以中心轴线为旋转轴线J旋转。旋转体主体21在能够以旋转轴线J为中心旋转的状态下在长度方向上的两端侧被保持构件24保持。
在旋转体主体21的一端(图1中的左侧的端部)连接有制动机构13。制动机构13被后述的控制部81控制，而以使圆筒旋转体2在周向上不进行旋转移动的方式将利用旋转驱动电动机12进行移动的圆筒旋转体2固定在规定的位置。制动机构13通过固定圆筒旋转体2的周向上的移动，而固定六个切换反射镜23的周向上的移动。
在旋转体主体21的另一端(图1中的右侧的端部)连接有旋转驱动电动机12。旋转驱动电动机12由伺服电动机构成，内置有位置检测器121。旋转驱动电动机12根据由位置检测器121检测到的位置信息被后述的控制部81控制，驱动圆筒旋转体2使其绕旋转轴线J旋转。旋转驱动电动机12通过使圆筒旋转体2以旋转轴线J为中心旋转，从而使六个切换反射镜23以旋转轴线J为中心旋转。另外，位置检测器121既可以内置于旋转驱动电动机12，也可以不是内置于旋转驱动电动机12而是与旋转驱动电动机12连接。
六个倾斜突出部22自旋转体主体21的周面向旋转体主体21的径向突出地形成。六个倾斜突出部22在旋转体主体21的长度方向上分开配置。在本实施方式中，六个倾斜突出部22自旋转轴线J方向上的左侧朝向右侧按照倾斜突出部22a、22b、22c、22d、22e、22f的顺序排列配置。另外，对于倾斜突出部22a、22b、22c、22d、22e、22f而言，在不需要进行区别的情况下，简称为“倾斜突出部22”。
六个倾斜突出部22分别与六个光束射出口41各自所配置的位置相对应地在旋转体主体21的周面上配置于在轴向和周向上错开的位置。倾斜突出部22的倾斜面以随着自光束入射口31侧(图1中的左侧)朝向光束射出口41侧(图1中的右侧)而自旋转体主体21的旋转轴线J分开的方式倾斜。
如图3所示，在沿着旋转轴线J方向观察的情况下，六个倾斜突出部22a、22b、22c、22d、22e、22f在周向上均匀地配置。六个倾斜突出部22a、22b、22c、22d、22e、22f(构成切换反射镜23a、23b、23c、23d、23e、23f的构件)的重量平衡以相对于旋转轴线J均匀的方式配置。
如图1～图3所示，倾斜突出部22的倾斜面构成切换反射镜23。六个切换反射镜23在旋转体主体21的周面上与六个光束射出口41的数量相同地设有六个。六个切换反射镜23分别由随着自光束入射口31朝向光束射出口41而以自旋转体主体21的旋转轴线J分开的方式倾斜的面构成。在本实施方式中，六个切换反射镜23自旋转轴线J方向上的左侧朝向右侧按照切换反射镜23a、23b、23c、23d、23e、23f的顺序排列配置。另外，对于切换反射镜23a、23b、23c、23d、23e、23f，在不需要进行区别的情况下，简称为“切换反射镜23”。通过圆筒旋转体2以旋转轴线J为中心旋转，而使六个切换反射镜23分别以维持了相对于旋转轴线J的倾斜角度的状态沿周向移动。
设于倾斜突出部22的倾斜面的切换反射镜23以使沿着圆筒旋转体2的旋转轴线J平行地入射的激光束朝向相对应的光束射出口41反射的角度倾斜配置。例如，如图1所示，切换反射镜23相对于旋转轴线J以α角度倾斜配置。另外，在本实施方式中，切换反射镜23的倾斜角度α例如设定为45度，但并不限定于此，倾斜角度α可以根据光束射出口41所配置的位置、朝向等适当设定。
如图4所示，六个反射镜位置检测传感器43分别与切换反射镜23相对应地配置。在本实施方式中，如图4所示，六个反射镜位置检测传感器43分别配置于与相对应的切换反射镜23相面对的位置。
六个反射镜位置检测传感器43检测切换反射镜23位于规定的反射位置的情况。反射镜位置检测传感器43具有发光部(未图示)和光接收部(未图示)，向切换反射镜23照射发光部所发出的光，在利用光接收部正常地接收到了切换反射镜23的反射光的情况下，检测到切换反射镜23位于规定的反射位置。另外，反射镜位置检测传感器并不限定于此。例如，还可以构成为在切换反射镜23设置狭缝，在利用光接收部正常地接收到了透过狭缝的光的情况下，检测到切换反射镜23位于规定的反射位置。
吸收器11以吸收激光束的面朝向壳体10的内部侧的方式安装于壳体10的内表面中的与光束入射口31相反的一侧的另一端侧的内侧面。吸收器11配置于被入射侧反射镜33反射的激光束沿着圆筒旋转体2的长度方向平行地被传输并在相邻的切换反射镜23之间穿过而到达的位置。吸收器11吸收在相邻的切换反射镜23之间穿过的激光束。
如图4所示，控制装置8具有控制部81和存储部82。
控制部81控制旋转驱动电动机12，以驱动圆筒旋转体2使其旋转，从而使切换反射镜23旋转移动到规定的反射位置。具体而言，控制部81根据存储于存储部82的与切换反射镜23的位置相对应的圆筒旋转体2的旋转角度的信息，控制旋转驱动电动机12，以使圆筒旋转体2的旋转位置旋转移动到利用切换反射镜23使经由光束入射口31与圆筒旋转体2的旋转轴线J平行地入射的激光束朝向所选择的光束射出口41反射的位置、和使经由光束入射口31与圆筒旋转体2的旋转轴线J平行地入射的激光束的光在切换反射镜23之间穿过从而利用吸收器11吸收的位置。
控制部81控制制动机构13，从而在切换反射镜23被旋转移动到的位置固定切换反射镜23的旋转移动。
控制部81按照以下的方式进行控制：在通过利用旋转驱动电动机12使圆筒旋转体2旋转从而使切换反射镜23移动到朝向光束射出口41反射的位置之后，在制动机构13中施加制动，然后，射出激光束，在制动机构13中解除制动之后，利用旋转驱动电动机12使切换反射镜23移动到下一位置。
控制部81在接收到利用反射镜位置检测传感器43检测到的用于检测切换反射镜23的位置的位置检测信号的情况下，控制旋转驱动电动机12。控制部81具有以下这样的功能：接收利用反射镜位置检测传感器43检测到的用于检测切换反射镜23的位置的信号，对存储于存储部82的圆筒旋转体2的旋转角度的参数正向或负向进行微调，从而校正切换反射镜23的位置。
存储部82存储执行光束分配器1的各动作的控制程序、规定的参数等。存储部82例如将与使激光束朝向所选择的光束射出口41反射的切换反射镜23的位置相对应的圆筒旋转体2的旋转角度作为数值数据的参数进行存储。
说明以上这样构成的光束分配器1的操作。
首先，在使用光束分配器1之前，将切换反射镜23的位置初始化并进行校正。具体而言，控制部81控制旋转驱动电动机12，以使圆筒旋转体2旋转移动，从而使切换反射镜23朝向所选择的光束射出口41反射激光束。而且，控制部81接收利用反射镜位置检测传感器43检测到的用于检测切换反射镜23的位置的信号，并对存储于存储部82的圆筒旋转体2的旋转角度的参数正向或负向进行微调，从而校正切换反射镜23的位置。
接着，使光束分配器1进行操作。在本实施方式中，能够自六个光束射出口41中选择任意的一个光束射出口41并向一个光束射出口41传输激光束。另外，在自最初选择的光束射出口41射出有激光束的状态下，在想要切换到与最初选择的光束射出口41不同的其他任意的光束射出口41的情况下，能够选择其他任意的一个光束射出口41进行切换。
以下说明该情况下的光束分配器1的动作。
首先，从未自光束入射口31入射激光束的状态开始自六个光束射出口41中选择射出激光束的光束射出口41。然后，控制部81控制旋转驱动电动机12，以使圆筒旋转体2的旋转位置旋转移动到利用切换反射镜23使经由光束入射口31与圆筒旋转体2的旋转轴线J平行地入射的激光束朝向最初选择的光束射出口41反射的位置，从而使射出激光束的光束射出口41成为最初选择的光束射出口41。在此，控制部81根据由反射镜位置检测传感器43检测到的信息以使圆筒旋转体2在规定的反射位置停止的方式进行控制。由此，将相对应的切换反射镜23移动到使与圆筒旋转体2的旋转轴线J平行地被传输的激光束朝向所选择的光束射出口41反射的位置。
接着，控制部81控制制动机构13，从而固定圆筒旋转体2的旋转位置。由此，圆筒旋转体2以与所选择的光束射出口41相对应的切换反射镜23位于反射位置的状态在周向上被固定。
接着，使激光束经由光束入射口31入射到光束分配器1。由此，入射到光束分配器1的激光束被入射侧反射镜33反射，并沿着圆筒旋转体2的旋转轴线J被传输。然后，沿着圆筒旋转体2的旋转轴线J被传输的激光束被与最初选择的光束射出口41相对应的切换反射镜23反射，而朝向最初所选择的光束射出口41被传输。由此，传输到所选择的光束射出口41的激光束经由光束射出口41被传输到射出侧光纤102。
接着，存在有想要在不停止自光束入射口31入射激光束的状态下选择与最初选择的光束射出口41不同的另一光束射出口41并使激光束射出的情况。该情况下，控制部81控制旋转驱动电动机12，从而在解除了制动机构13之后，使圆筒旋转体2的旋转位置旋转移动到利用切换反射镜23使经由光束入射口31与圆筒旋转体2的旋转轴线J平行地入射的激光束朝向下一选择的光束射出口41反射的位置。由此，与圆筒旋转体2的旋转轴线J平行地被传输的激光束被与下一选择的光束射出口41相对应的切换反射镜23反射，并朝向下一选择的光束射出口41被传输。然后，传输到下一选择的光束射出口41的激光束经由射出侧光纤102被传输到光束分配器1的外部。
之后的激光束的切换的动作与上述的激光束的切换动作相同，因此省略说明。
在此，在未自任一光束射出口41射出激光束的情况下，控制部81控制旋转驱动电动机12，以使圆筒旋转体2的旋转位置旋转移动到使经由光束入射口31与圆筒旋转体2的旋转轴线J平行地入射的激光束在相邻的切换反射镜23之间穿过从而利用吸收器11吸收的位置。由此，不用停止自光束入射口31入射激光束，就能够暂时切断激光束的射出。另外，在使圆筒旋转体2旋转时，即使激光束自相邻的切换反射镜23之间穿过，由于能够利用吸收器11吸收激光束的光，因此，能够抑制激光束散射，能够确保安全性。
根据具备以上的结构的第1实施方式的光束分配器1，起到以下的效果。
在本实施方式中，将光束分配器1构成为具有光束入射口31和六个光束射出口41，光束分配器1包括：圆筒旋转体2，其能够旋转；六个切换反射镜23，其在圆筒旋转体2的周面配置于在轴向和周向上错开的位置；旋转驱动电动机12，其使六个切换反射镜23以旋转轴线J为中心旋转；制动机构13，其固定切换反射镜23在筒旋转体2的周向上的移动；反射镜位置检测传感器43，其检测切换反射镜23的位置；吸收器11；以及控制部81，控制部81控制旋转驱动电动机12，以使圆筒旋转体2的旋转位置旋转移动到利用切换反射镜23使激光束朝向所选择的光束射出口41反射的位置、和使激光束在相邻的切换反射镜23之间穿过从而利用光吸收器11吸收的位置，并且，控制部81控制制动机构13，从而在切换反射镜23被旋转移动到的位置固定切换反射镜23的旋转移动。
由此，仅通过控制圆筒旋转体2的旋转角度，就能够从六个光束射出口41中选择一个光束射出口41并朝向所选择的光纤传输激光束。另外，由于利用制动机构13能够稳定地固定圆筒旋转体2，因此，能够提高切换反射镜23的反射位置的定位、反射角度的精度。另外，由于能够在停止向旋转驱动电动机12供给电力的状态下固定圆筒旋转体2，因此，通过停止向旋转驱动电动机12供给电力，能够节约旋转驱动电动机12维持使圆筒旋转体2停止的状态时所需要的电力。另外，通过控制圆筒旋转体2的旋转，以使激光束在相邻的切换反射镜23之间穿过并被吸收器11吸收，即使持续入射激光束的状态，也能够设为使激光束不会自任一光束射出口41射出的切断状态。另外，由于包括吸收器11，因此，在持续入射激光束的状态下，能够利用吸收器11吸收在相邻的切换反射镜23之间穿过的激光束，能够抑制激光束的散射。
另外，在本实施方式中，构成为以重量平衡相对于旋转轴线J均匀的方式配置六个切换反射镜23。由此，能够降低圆筒旋转体2的旋转不均、振动，能够使圆筒旋转体2稳定地旋转。因而，能够提高切换反射镜23的反射位置的定位、反射角度的精度。
另外，在本实施方式中，将旋转驱动电动机12构成为具有伺服电动机和检测伺服电动机的旋转位置的位置检测器121。由此，能够根据利用位置检测器121检测到的位置信息控制伺服电动机，因此，切换反射镜23的定位的分辨率提高。另外，将圆筒旋转体2的旋转角度参数化，而能够根据由反射镜位置检测传感器43检测到的信息容易地对切换反射镜23的旋转角度进行微调。
另外，在本实施方式中，将壳体10构成为具备覆盖圆筒旋转体2和激光束的通路的遮蔽构件的功能。由此，在不使激光束停止的状态下，能够利用壳体10将在切换射出激光束的光束射出口41的情况下由切换反射镜23产生的散射光切断。由此，能够向光束射出口41传输无散射光的高品质的激光束。
另外，在本实施方式中，包括反射镜位置检测传感器43。由此，能够容易地检测切换反射镜23是否位于可朝向所选择的光束射出口41反射激光束的反射位置。
另外，在本实施方式中，包括将圆筒旋转体2的旋转角度作为数值数据的参数进行存储的存储部82，控制部81具有以下的功能：根据由切换反射镜23的反射镜位置检测传感器43检测到的用于检测切换反射镜23的位置的信号，对存储于存储部82的圆筒旋转体2的旋转角度的参数正向或负向进行微调，从而校正切换反射镜23的位置。由此，能够在使用光束分配器1之前使切换反射镜23的位置初始化。
另外，在本实施方式中，控制部81构成为按照以下方式进行控制：在利用旋转驱动电动机12使圆筒旋转体2旋转而使切换反射镜23移动到朝向光束射出口41反射的位置之后，利用制动机构13施加制动，然后，射出激光束，并且，在解除制动机构13的制动之后，利用旋转驱动电动机12使切换反射镜23移动到下一位置。由此，即使存在振动等，也能够降低切换反射镜23的运动，能够降低激光束的摇晃。因而，能够提高激光束的输出的稳定性。
[第2实施方式]
图5是表示第2实施方式的光束分配器的圆筒旋转体2A的图，是沿着旋转轴线J方向观察圆筒旋转体2A得到的图。
如图5所示，与第1实施方式相比，在第2实施方式中除了圆筒旋转体2A的六个切换反射镜23的结构不同以外，为与第1实施方式相同的结构。
如图5所示，第2实施方式的圆筒旋转体2A具有旋转体主体21A和六个倾斜突出部22。代替图1的第1实施方式的倾斜突出部22a、22b、22c、22d、22e、22f，六个倾斜突出部22自图1中的旋转轴线J方向上的左侧朝向右侧按照倾斜突出部22g、22h、22i、22j、22k、22l的顺序排列配置。六个倾斜突出部22g、22h、22i、22j、22k、22l的倾斜面构成六个切换反射镜23g、23h、23i、23j、23k、23l。
在第2实施方式中，在沿着旋转轴线J方向观察的情况下，如图5所示，六个倾斜突出部22g、22h、22i、22j、22k、22l以一部分重叠的状态按照该顺序在周向上排列配置。倾斜突出部22g和倾斜突出部22l在周向上分开配置，在倾斜突出部22g与倾斜突出部22l之间不存在倾斜突出部22。
六个倾斜突出部22g、22h、22i、22j、22k、22l(构成切换反射镜23g、23h、23i、23j、23k、23l的构件)根据切换反射镜23的个数和重量以及/或圆筒旋转体2A相对于旋转轴线J的重量平衡，以切换反射镜23的个数和重量以及/或圆筒旋转体2A的重量平衡相对于旋转轴线J均匀的方式配置。
在第2实施方式中，将六个切换反射镜23根据切换反射镜23的个数、六个切换反射镜23的重量或圆筒旋转体2相对于旋转轴线J的重量平衡、以六个切换反射镜23以及圆筒旋转体2A的重量平衡相对于旋转轴线J均匀的方式配置。由此，在六个倾斜突出部22的重量不同的情况、圆筒旋转体2A的重量平衡相对于旋转轴线J不均匀的情况下，通过调整倾斜突出部22的配置、进行圆筒旋转体2A的减薄、在圆筒旋转体2A上追加配重等，能够使重量平衡相对于旋转轴线J均匀。由此，在第2实施方式中，与第1实施方式相同，能够降低圆筒旋转体2A的旋转不均、振动，因此，能够使切换反射镜23稳定地移动到规定位置，能够使切换反射镜23的倾斜角度的精度提高。
[第3实施方式]
图6是表示第3实施方式的光束分配器1B的结构的图。
如图6所示，第3实施方式的光束分配器1B主要在以下方面与第1实施方式的光束分配器1不同：第1实施方式的光束分配器1的光吸收器11配置于吸收在切换反射镜23之间穿过的光的位置；相对于第1实施方式借助入射侧反射镜33与旋转轴线J平行地反射激光束，第3实施方式利用光吸收器11A吸收由圆筒旋转体2的长度方向上的右侧(另一端侧)的终端的切换反射镜23m反射的光；不借助入射侧反射镜33而与旋转轴线J平行地入射激光束并利用切换反射镜23m将所入射的激光束以锐角反射。在第3实施方式的说明中，对与第1实施方式相同的结构省略说明。
在第3实施方式的光束分配器1B中，除了第1实施方式的光束分配器1的六个切换反射镜23以外，在圆筒旋转体2的长度方向上的右侧(另一端侧)的终端还包括有切换反射镜23m。切换反射镜23m至少配置于圆筒旋转体2的周向上的未配置比切换反射镜23m靠左侧的多个切换反射镜23的间隙。也就是说，在沿着旋转轴线J方向观察的情况下，切换反射镜23m至少配置于不与比切换反射镜23m靠左侧的多个切换反射镜23重叠的位置。另外，切换反射镜23m还可以在圆筒旋转体2的周向上的整个区域形成。另外，相对于第1实施方式的光束分配器1的切换反射镜23以将所入射的激光束以90度反射的倾斜角度形成，第3实施方式的光束分配器1B的七个切换反射镜23以将所入射的激光束以锐角反射的倾斜角度形成。
在以上的第3实施方式的光束分配器1B中，通过调整圆筒旋转体2的旋转位置，能够旋转移动到利用切换反射镜23使所入射的激光束朝向所选择的光束射出口41反射的位置和利用切换反射镜23中的一个切换反射镜23m使所入射的激光束反射并利用吸收器11A吸收的位置。
根据包括以上结构的第3实施方式的光束分配器1B，除第1实施方式的效果以外，还起到以下的效果。
在本实施方式中，与第1实施方式相比，能够将光吸收器11A与旋转驱动电动机12分开配置，使切换反射镜23的设计的自由度增加，而能够构成外形紧凑的光束分配器。
[第4实施方式]
图7是表示第4实施方式的光束分配器1C的结构的图。图8A是沿着旋转轴线J方向观察第4实施方式的光束分配器1C的第1圆筒旋转体5得到的图。图8B是沿着旋转轴线J方向观察第4实施方式的光束分配器1C的第2圆筒旋转体6得到的图。
如图7所示，第4实施方式的光束分配器1C主要在以下方面与第1实施方式的光束分配器1不同：相对于第1实施方式的光束分配器1包括圆筒旋转体2，第4实施方式的光束分配器1C包括在旋转轴线J方向上排列配置的第1圆筒旋转体5和第2圆筒旋转体6。在第4实施方式的说明中，对与第1实施方式相同的结构省略说明。
第4实施方式的光束分配器1C包括第1旋转体单元50和第2旋转体单元60。第1旋转体单元50和第2旋转体单元60沿着激光束的通路排列配置。第1旋转体单元50配置于壳体10的左侧(一侧)，第2旋转体单元60配置于壳体10的右侧(另一侧)。第1旋转体单元50的旋转轴线J和第2旋转体单元60的旋转轴线J为同轴。激光束与第1旋转体单元50的旋转轴线J和第2旋转体单元60的旋转轴线J平行地被传输。
第1旋转体单元50具有第1圆筒旋转体5(圆筒构件)和第1旋转驱动电动机14(旋转机构)。
第1圆筒旋转体5具有第1旋转体主体51和三个第1倾斜突出部52。第1旋转体主体51沿旋转轴线J方向延伸，并且，能够以旋转轴线J为中心旋转。
三个第1倾斜突出部52自第1旋转体主体51的周面突出地形成。如图7所示，三个第1倾斜突出部52自旋转轴线J方向上的左侧朝向右侧按照第1倾斜突出部52a、52b、52c的顺序排列配置。如图8A所示，在沿着旋转轴线J方向观察的情况下，三个第1倾斜突出部52在周向上分开并均匀地配置。第1倾斜突出部52a、52b、52c的倾斜面构成三个第1切换反射镜53a、53b、53c。
第1旋转驱动电动机14与第1圆筒旋转体5的左侧连接。第1旋转驱动电动机14由伺服电动机构成，内置有位置检测器141。利用控制部(未图示)能够控制第1旋转驱动电动机14的驱动。
第2旋转体单元60具有第2圆筒旋转体6(圆筒构件)和第2旋转驱动电动机15(旋转机构)。
第2圆筒旋转体6具有第2旋转体主体61和三个第2倾斜突出部62。第2旋转体主体61沿旋转轴线J方向延伸，并且，能够以旋转轴线J为中心旋转。
三个第2倾斜突出部62自第2旋转体主体61的周面突出地形成。如图7所示，三个第2倾斜突出部62自旋转轴线J方向上的左侧朝向右侧按照第2倾斜突出部62d、62e、62f的顺序排列配置。如图8B所示，在沿着旋转轴线J方向观察的情况下，三个第2倾斜突出部62在周向上分开并均匀地配置。第2倾斜突出部62d、62e、62f的倾斜面构成三个第2切换反射镜63d、63e、63f。
第2旋转驱动电动机15与第2圆筒旋转体6的右侧连接。第2旋转驱动电动机15由伺服电动机构成，内置有位置检测器151。利用控制部(未图示)能够控制第2旋转驱动电动机15的驱动。
在包括以上这样构成的第1旋转体单元50和第2旋转体单元60的光束分配器1C中，通过将第1旋转体单元50和第2旋转体单元60相互组合，能够利用控制部(未图示)一并地进行控制。控制部(未图示)通过将三个第1切换反射镜53以及三个第2切换反射镜63多级组合并移动到使激光束反射的位置和不使激光束反射的位置，从而选择性地切换射出激光束的光束射出口41。
根据包括以上结构的第4实施方式的光束分配器1C，除了第1实施方式的效果以外，还起到以下的效果。
在本实施方式中，构成为以下方式：将第1旋转体单元50和第2旋转体单元60沿着激光束的通路排列配置，在激光束的通路上，将利用第1旋转驱动电动机14进行旋转的第1切换反射镜53和利用第2旋转驱动电动机15进行旋转的第2切换反射镜63多级组合并移动到使激光束反射的位置和不使激光束反射的位置，从而选择性地切换射出激光束的光束射出口41。
由此，在第1旋转体单元50和第2旋转体单元60中，能够分别单独地驱动第1圆筒旋转体5和第2圆筒旋转体6使其旋转并进行控制。因此，在切换激光束时，能够以其他的切换反射镜53、63不在激光束的光路上穿过的方式配置第1圆筒旋转体5和第2圆筒旋转体6。因而，在切换激光束时，不用在停止自光束入射口31入射激光束的状态下使激光束反射到其他的切换反射镜53、63，就能够切换到其他的光束射出口41。
另外，本发明并不限定于上述的各实施方式，在能够达成本发明的目的的范围内进行的变形、改良也包含在本发明中。
在上述的第1实施方式中，将光束射出口41、与其相对应的切换反射镜23构成为各六个，但并不限定于此，光束射出口41、与其相对应的切换反射镜23还可以由两个～五个、或七个以上构成。

Claims (8)

1.一种光束分配器，其包括至少一个光束入射口和至少两个的多个光束射出口，其中，
该光束分配器包括：
圆筒构件，其能够以中心轴线为旋转轴线旋转；
多个反射镜，其为与所述光束射出口的数量相同个数即至少两个，在所述圆筒构件的周面配置于在轴向和周向上错开的位置，
旋转机构，其通过使所述圆筒构件以所述旋转轴线为中心旋转，从而使所述多个反射镜以所述旋转轴线为中心旋转；
固定机构，其通过固定所述圆筒构件的周向上的移动，从而固定所述反射镜在所述圆筒构件的周向上的移动；
反射镜位置检测机构，其检测所述反射镜的位置；
光吸收器；以及
控制部，其控制所述旋转机构以使所述反射镜旋转移动，并且，控制所述固定机构以固定所述反射镜，
所述控制部控制所述旋转机构，以使所述圆筒构件的旋转位置旋转移动到利用所述反射镜使经由所述光束入射口与所述圆筒构件的旋转轴线平行地入射的入射激光束朝向所选择的所述光束射出口反射的位置、以及使所述入射激光束在相邻的所述反射镜之间穿过从而利用所述光吸收器吸收的位置或利用一个所述反射镜反射所述入射激光束并利用所述光吸收器吸收的位置，并且，所述控制部控制所述固定机构，从而在所述反射镜被旋转移动到的位置固定所述反射镜的旋转移动。
2.根据权利要求1所述的光束分配器，其中，
构成所述多个反射镜的构件根据所述反射镜的个数、所述多个反射镜的重量或所述圆筒构件相对于旋转轴线的重量平衡而以所述多个反射镜以及/或所述圆筒构件的重量平衡相对于旋转轴线均匀的方式配置。
3.根据权利要求1或2所述的光束分配器，其中，
所述旋转机构构成为具有伺服电动机和检测所述伺服电动机的旋转位置的位置检测器。
4.根据权利要求1或2所述的光束分配器，其中，
该光束分配器包括多个旋转体单元，该旋转体单元包括所述圆筒构件和使所述圆筒构件旋转的所述旋转机构，
多个所述旋转体单元沿着激光束的通路排列配置，在激光束的通路上，通过将利用所述旋转机构旋转的所述反射镜多级组合并移动到使激光束反射的位置和不使激光束反射的位置，从而选择性地切换射出激光束的所述光束射出口。
5.根据权利要求1或2所述的光束分配器，其中，
该光束分配器包括覆盖所述圆筒构件和激光束的通路的遮蔽构件。
6.根据权利要求1或2所述的光束分配器，其中，
所述反射镜位置检测机构为利用所述反射镜反射发光部所发出的光并利用光接收部进行接收从而检测所述反射镜的位置的光传感器、或检测透过了设于所述反射镜的狭缝的光从而检测所述反射镜的位置的光传感器。
7.根据权利要求1或2所述的光束分配器，其中，
该光束分配器包括存储部，该存储部将所述圆筒构件的旋转角度作为数值数据的参数进行存储，
所述控制部具有以下的功能：根据由所述反射镜位置检测机构检测到的用于检测所述反射镜的位置的信号，对存储于所述存储部的所述圆筒构件的旋转角度的参数正向或负向进行微调，从而校正所述反射镜的位置。
8.根据权利要求1或2所述的光束分配器，其中，
所述控制部按照以下方式进行控制：在利用所述旋转机构使所述圆筒构件旋转而将所述反射镜移动到朝向所述光束射出口反射的位置之后，在所述固定机构中施加制动，然后，射出激光束，在所述固定机构中解除制动之后，利用所述旋转机构使所述反射镜移动到下一位置。
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