DE102018005097B4

DE102018005097B4 - Faserauswahlvorrichtung und laservorrichtung

Info

Publication number: DE102018005097B4
Application number: DE102018005097.2A
Authority: DE
Inventors: Munekazu Matsuda; Hiroshi Takigawa
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2017-08-31
Filing date: 2018-06-27
Publication date: 2023-12-21
Anticipated expiration: 2038-06-28
Also published as: JP2019045611A; DE102018005097A1; CN109420842B; CN109420842A; JP6603278B2; US20190064441A1; US10527798B2

Abstract

Faserauswahlvorrichtung (1), die umfasst:ein optisches Kollimatorsystem (31), das einen von einer optischen Eingangsfaser (3) emittierten Laserstrahl (L) in paralleles Licht umwandelt;wenigstens ein optisches Fokussiersystem (41), das den Laserstrahl (L) auf eine optische Ausgangsfaser (4) fokussiert;wenigstens ein erstes reflektierendes Element (6), das so vorgesehen ist, dass es dem optischen Fokussiersystem (41) entspricht, und eine reflektierende Oberfläche (6a) umfasst, die den Laserstrahl (L) von dem optischen Kollimatorsystem (31) zu dem optischen Fokussiersystem (41) reflektieren kann; undeinen Drehmotor (5), der so vorgesehen ist, dass er dem ersten reflektierenden Element (6) entspricht, und eine Drehbewegung des ersten reflektierenden Elements (6) zwischen einer ersten Position, in der der Laserstrahl (L) von der reflektierenden Oberfläche (6a) zu dem optischen Fokussiersystem (41) reflektiert wird, und einer zweiten Position veranlasst, in der der Laserstrahl (L) nicht blockiert wird,wobei die Faserauswahlvorrichtung (1) eine Übertragungsrichtung des von dem optischen Kollimatorsystem (31) einfallenden Laserstrahls (L) durch Veranlassen einer Drehbewegung des ersten reflektierenden Elements (6) zwischen der ersten Position und der zweiten Position mittels des Drehmotors (5) selektiv auf eine Richtung umschaltet, in der er auf das optische Fokussiersystem (41) auftrifft, undwobei die reflektierende Oberfläche (6a) des ersten reflektierenden Elements (6) eine zur Drehachse einer Welle (51, 61), an der das erste reflektierenden Element (6) befestigt ist, rechtwinklige Ebene und so angeordnet ist, dass sie einer Richtung des Drehmotors (5) zugewandt ist, der eine Drehung der Welle (51, 61) veranlasst, an der das erste reflektierende Element (6) befestigt ist,wobei der Drehmotor (5) eine erste Welle (51) aufweist,wobei das erste reflektierende Element (6) an einer zweiten Welle (61) montiert ist, die sich von der ersten Welle (51) unterscheidet, undwobei die zweite Welle (61) so konfiguriert ist, dass sie über einen Übertragungsmechanismus (62) mit der ersten Welle (51) verbunden ist, der eine Drehbewegung überträgt, und sich zusammen mit der Drehung der ersten Welle (51) dreht.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Bereich der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Faserauswahlvorrichtung, die eine selektive Abstrahlung von von einer Laservorrichtung emittiertem und über eine optische Eingangsfaser übertragenem Laserlicht aus einer von mehreren optischen Ausgangsfasern veranlasst; und eine mit einer derartigen Faserauswahlvorrichtung ausgestattete Laservorrichtung. Eine Vorrichtung, die auf diese Weise zwischen optischen Wegen eines Laserstrahls umschaltet, wird auch als Strahlenwegschaltvorrichtung, Laserstrahlverteiler oder Laserstrahlverzweigungsvorrichtung bezeichnet. Da hier jedoch auf eine Vorrichtung abgezielt wird, die ein Auftreffen eines aus dem Inneren eines emittierenden Endes der optischen Eingangsfaser emittierten Laserstrahls auf das Innere des Einfallsendes der optischen Ausgangsfaser veranlasst, die unter mehreren optischen Ausgangsfasern ausgewählt wurde, wird sie als Faserauswahlvorrichtung bezeichnet. Zudem wird hier auf eine Vorrichtung abgezielt, durch die das Umschalten aus einem Zustand, in dem der Laserstrahl von einer ausgewählten optischen Ausgangsfaser emittiert wird, auf eine Abstrahlung eines Laserstrahls durch eine anschließend ausgewählte optische Ausgangsfaser mit hoher Geschwindigkeit ausgeführt werden kann.
Verwandte Technik
Eine Laservorrichtung wie eine Festkörperlaservorrichtung oder eine Faserlaservorrichtung, bei der ein Laserstrahl von einer Laserdiode die Erregerlichtquelle bildet, oder eine Direkt-Diodenlaservorrichtung, bei der ein Laserstrahl von der Laserdiode unverändert als Laserlichtquelle dient, ist häufig so konfiguriert, dass der von der Laservorrichtung emittierte Laserstrahl in der optischen Faser übertragen und beispielsweise bis zu einem Bearbeitungskopf geleitet wird. Abhängig von der Anwendung ist jedoch der Anteil der Zeit (des Betriebs) gering, in der durch Emittieren eines Laserstrahls aus einem Bearbeitungskopf eine Laserbearbeitung ausgeführt wird, und es ist erforderlich, durch Umschalten zwischen Laserstrahlen von einer Laservorrichtung mehrere Bearbeitungsköpfe zu nutzen. Bei der Durchführung eines Laserschweißens durch die Anbringung eines Bearbeitungskopfs an einem Roboterarm ist beispielsweise die Zeit, in der der Bearbeitungskopf durch Betätigen des Roboterarms bis zu einer vorgegebenen Position für das anschließende Laserschweißen bewegt wird, im Vergleich zu der Zeit, in der von dem Bearbeitungskopf ein Laserstrahl zum Laserschweißen emittiert wird, länger. Da in diesem Fall eine Konfiguration verwendet wird, bei der während des Bewegens des Bearbeitungskopfs ein Laserschweißen durch Emittieren eines Laserstrahls durch einen anderen Bearbeitungskopf ausgeführt werden kann, wird eine Faserauswahlvorrichtung erforderlich, die auswählen kann, auf welche der mehreren, mit den mehreren Bearbeitungsköpfen verbundenen optischen Fasern der Laserstrahl von der einen Laservorrichtung auftreffen soll. Diese Notwendigkeit ergibt sich nicht nur, weil die Laservorrichtung kostenintensiv ist, sondern auch durch eine Konfiguration, durch die eine vorgegebene Laserbearbeitung zur effizienten Nutzung des begrenzten Raums in der Fertigungsstätte mit einer Laservorrichtung ausgeführt werden kann, die so klein wie möglich ist.
Unter Berücksichtigung der vorstehend genannten Anwendung werden die folgenden Voraussetzungen von einer Faserauswahlvorrichtung gefordert.

- Geringer Verlust an Laserleistung und hohe Kopplungseffizienz (= von der ausgewählten Faser abgegebene Laserleistung : der Faserauswahlvorrichtung zugeführte Laserleistung);
- Umschalten der ausgewählten optischen Faser mit hoher Geschwindigkeit;
- Aufgrund häufiger Installation im Inneren einer Laservorrichtung, Verursachung der geringstmöglichen Zunahme der Größe der Laservorrichtung selbst bei einer Installation im Inneren einer Laservorrichtung;
- Leicht auszuführende Einstellarbeit wie Einstellung der optischen Achse des optischen Systems im Inneren der Faserauswahlvorrichtung, wobei dies zum Erzielen einer hohen Kopplungseffizienz zwingend erforderlich ist;
- Ermöglicht bei einem Ausfall eines Teils der Komponenten, die die Faserauswahlvorrichtung bilden, das leichte Ausführen von Wartungsarbeiten wie einem Austausch mit geringem Zeitaufwand; etc.

Eine derartige Faserauswahlvorrichtung wird auch als Strahlenverteiler oder dergleichen bezeichnet. Die Faserauswahlvorrichtung ist allgemein eine Struktur, die ein reflektierendes Element umfasst, das an jeder Welle mehrerer Drehmotoren befestigt ist und das reflektierende Element umschaltet, das zum Verändern der Übertragungsrichtung des Laserstrahls einen gerichteten Laserstrahl mittels der Drehung des Drehmotors reflektiert. Zur Erhöhung der Kopplungseffizienz des Laserstrahls ist jedoch eine präzise Fokussierung des Laserstrahls auf das feine Innere der ausgewählten optischen Faser entscheidend, und daher sind eine hochpräzise Einstellung des Winkels der Welle des Drehmotors, an der das reflektierende Element befestigt ist, und eine hochpräzise Einstellung der Fokuslage und des Winkels der optischen Achse des optischen Fokussiersystems erforderlich. Herkömmliche Faserauswahlvorrichtungen sind jedoch keine Struktur, die eine derartige Einstellung aus einer Richtung ausführen kann, und es ist erforderlich, für die Faserauswahlvorrichtung einen großen Freiraum im Inneren der Laservorrichtung sicherzustellen, was die Sicherstellung eines Freiraums für die.Einstellung umfasst. Zudem sind herkömmliche Faserauswahlvorrichtungen keine Strukturen, bei denen ein teilweiser Austausch von Komponenten, eine Neueinstellung nach dem Austausch von Komponenten, etc. leicht sind, und sie sind Strukturen, die auf den Wechsel der gesamten Faserauswahlvorrichtung ausgelegt sind.
Eine herkömmliche Technologie, durch die sowohl ein derartiges Auftreffen des Laserstrahls auf dem Inneren der extrem kleinen optischen Ausgangsfaser, dass ein möglichst geringer Verlust entsteht, als auch ein Umschalten zwischen den Laserstrahl emittierenden optischen Ausgangsfasern mit einer hohen Geschwindigkeit kompatibel erreicht werden können, ist auf eine Technologie beschränkt, bei der das reflektierende Element, das eine reflektierende Oberfläche umfasst, die rechtwinklig zu der Welle ist, an der Welle eines Drehmotors befestigt ist, und bei der zwischen der Herstellung eines Zustands, in dem der Laserstrahl reflektiert wird, und Herstellung eines Zustands umgeschaltet wird, der mittels einer Drehung der Welle einen Durchgang ohne eine Reflexion ermöglicht. Die Gründe dafür, dass die reflektierende Oberfläche des reflektierenden Elements rechtwinklig zu der Welle gehalten wird, sind, dass selbst dann, wenn die Drehung des Drehmotors bei dem vorgegebenen Winkel nicht vollständig beendet wird, die Richtung der optischen Achse des von der reflektierenden Oberfläche reflektierten Laserstrahls unverändert stabil bleibt. Wird davon ausgegangen, dass die reflektierende Oberfläche des reflektierenden Elements nicht rechtwinklig zu der Welle ist, ist aufgrund des Umstands, dass die Richtung der optischen Achse des von der reflektierenden Oberfläche reflektierten Laserstrahls nicht festgelegt ist, bis die Drehung des Drehmotors vollständig bei dem vorgegebenen Winkel beendet ist, die Position, auf die der Laserstrahl durch das optische Fokussiersystem fokussiert wird, ebenfalls nicht stabil, und es ist nicht möglich, zu veranlassen, dass der Laserstrahl ohne Verlust auf dem Inneren der optischen Ausgangsfaser auftrifft, und es ist nicht möglich, den optischen Weg des Laserstrahls mit hoher Geschwindigkeit umzuschalten.
Herkömmlicherweise sind Faserauswahlvorrichtungen, bei denen das mit einer zu dieser Welle rechtwinkligen reflektierenden Oberfläche ausgestattete reflektierende Element an der Welle eines Drehmotors befestigt ist und mittels einer Drehung der Welle zwischen reflektierenden Elementen, die den Laserstrahl reflektieren, umgeschaltet wird, in den Patentschriften 1 bis 3 offenbart.
Patentschrift 1 offenbart eine Laserbearbeitungsvorrichtung, die von einem Laseroszillator, einer Strahlenwegschaltvorrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie einen durch den Laseroszillator in Schwingungen versetzten Laserstrahl periodisch über eine festgelegte Zeitspanne auf mehrere optische Wege umschaltet, einem Beförderungs-/Anordnungselement für jeden optischen Weg, das ein Werkstück befördert/anordnet, und einer Steuereinheit gebildet wird, die auf der Grundlage des Schaltzustands der Strahlenwegschaltvorrichtung eine arithmetische Steuerung des Laseroszillators und jedes Beförderungs-/Anordnungselements ausführt. Darüber hinaus sind in Patentschrift 1 ein reflektierendes Element, das an einer Drehwelle befestigt und so konfiguriert ist, dass es entsprechend dem Drehwinkel zwischen einem Reflektieren und einem Übertragen eines Laserstrahls umgestellt werden kann; ein Drehmotor, der die Drehwelle antreibt, an der das reflektierende Element befestigt ist; und eine Strahlenwegschaltvorrichtung offenbart, die aus einem Winkelsensor für den Drehwinkel des reflektierenden Elements zur Erfassung des Umschaltzustands des optischen Wegs besteht. In Patentschrift 1 ist jedoch nur eine Struktur offenbart, bei der die reflektierende Oberfläche des reflektierenden Elements einer der Anordnungsrichtung des Drehmotors entgegengesetzten Richtung zugewandt ist, und es ist keine Struktur offenbart, bei der die reflektierende Oberfläche, die den Laserstrahl reflektiert, der Seite des Drehmotors zugewandt ist, wie bei der später beschriebenen vorliegenden Erfindung.
Patentschrift 2 offenbart eine Laserstrahlverteilungsvorrichtung, die ein Gehäuse, das eine Einfallöffnung, an der ein Laserstrahl auftrifft, eine Ausgangsöffnung, an der ein.Laserstrahl durch Hindurchtreten austritt, und einen Verteileranschluß aufweist, an dem der Laserstrahl verteilt und emittiert wird; einen drehbaren Spiegel mit einem reflektierenden Oberflächenbereich und einem in dem Gehäuse vorgesehenen Durchgangsbohrungsbereich; eine Spiegelantriebssteuereinheit und einen Detektor umfasst, der eine Pulstaktung des Laserstrahls erfasst und ein Signal erzeugt. Der Spiegel ist so in dem Gehäuse angeordnet, dass veranlasst wird, dass ein Laserstrahl den Verteileranschluss erreicht, wenn der Laserstrahl den reflektierenden Oberflächenbereich bestrahlt, und dass veranlasst wird, dass er die Ausgangsöffnung erreicht, wenn er auf den Durchgangsbohrungsbereich abgestrahlt wird. Die Antriebssteuereinheit führt eine derartige Steuerung aus, dass sie zwischen dem reflektierenden Oberflächenbereich und dem Durchgangsbohrungsbereich auswählt und eine Positionierung auf der Achse des Laserstrahls ausführt, indem sie den Spiegel auf der Grundlage des Signals von dem Detektor veranlasst, sich zu drehen, wodurch Laserimpulse auf die Ausgangsöffnung und den Verteileranschluss verteilt werden. Darüber hinaus ist in Patentschrift 2 eine Laserstrahlverteilungsvorrichtung offenbart, bei der sich der Spiegel nach Maßgabe der Antriebssteuereinheit dreht, wodurch mehrere Laserstrahlverteilervorrichtungen in Reihe geschaltet werden, die Laserimpulse auf die Ausgangsöffnung und den Verteileranschluss verteilen und den von stromauf des Verteileranschlusses jeder Stufe zugeführten Laserstrahl wunschgemäß verteilen. Patentschrift 2 zeigt jedoch nur eine Struktur auf, bei der die reflektierende Oberfläche eines ebenen Spiegels der der Anordnungsrichtung der Spiegelantriebssteuereinheit (des Drehmotors) entgegengesetzten Richtung zugewandt ist, und eine Struktur, bei der die reflektierende Oberfläche, die einen Laserstrahl reflektiert, wie bei der später beschriebenen vorliegenden Erfindung zur Verzweigung des Laserstrahls der Seite des Drehmotors zugewandt ist, ist nicht darin offenbart.
Zudem sind in Patentschrift 3 eine Laserstrahlverzweigungsvorrichtung zum nicht simultanen Verzweigen eines Laserstrahls für eine Laserbearbeitung auf einen ersten und zweiten verzweigten Lichtweg und eine unter Verwendung dieser Laserstrahlverzweigungsvorrichtung hergestellte Laservorrichtung offenbart. Diese Laserstrahlverzweigungsvorrichtung umfasst: ein rotierendes Verzweigungselement, das einstückig ein Drehzentrum, ein Reflektierelement, das auf der radial äußeren Seite des Drehzentrums vorgesehen ist und den gesamten oder einen Großteil eines Laserstrahls an einer vorgegebenen Strahleneinfallposition zur Seite eines ersten abzweigenden optischen Wegs reflektiert, und ein Übertragungselement aufweist, das in der Umfangsrichtung mit dem Reflektierelement fluchtend auf der radial äußeren Seite des Drehzentrums vorgesehen ist und den gesamten oder einen Großteil eines Laserstrahls an der Strahleneinfallposition zur Seite eines zweiten abzweigenden optischen Wegs überträgt; einen Drehmechanismus mit einer Drehwelle, die mit dem Drehzentrum des rotierenden Verzweigungselements verbunden ist und über die rotierende Welle eine Drehung des rotierenden Verzweigungselements veranlasst; und eine Steuereinheit, die den Drehwinkel des rotierenden Verzweigungselements über den Drehmechanismus so steuert, dass das Reflektierelement bei einer Abzweigung des Laserstrahls zur Seite des ersten abzweigenden optischen Wegs auf die Strahleneinfallposition abgestimmt ist und dass das Übertragungselement bei einer Abzweigung des Laserstrahls zur Seite des zweiten abzweigenden optischen Wegs auf die Strahleneinfallposition abgestimmt ist. In Patentschrift 3 ist jedoch ebenfalls nur eine Struktur offenbart, bei der die reflektierende Oberfläche des Reflektierelements des rotierenden Verzweigungselements der der Richtung des Drehmotors entgegengesetzten Richtung zugewandt ist, und daher ist schließlich keine Struktur darin offenbart, bei der die reflektierende Oberfläche, die einen Laserstrahl zur Verzweigung des Laserstrahls reflektiert, der Seite des Drehmotors zugewandt ist, wie bei der später beschriebenen vorliegenden Erfindung.
Anders ausgedrückt stimmen die in den Patentschriften 1 bis 3 beschriebenen Laserstrahlverzweigungsvorrichtungen bis auf lediglich geringfügige Unterschiede hinsichtlich der Positionsbeziehung zwischen dem Drehmotor und dem reflektierenden Element im Wesentlichen überein. In Bezug auf die herkömmliche Technologie, die kein kollimierendes optisches System oder optisches Fokussiersystem zur Anwendung auf eine Faserauswahlvorrichtung anspricht, zeigt die vorstehend genannte herkömmliche Technologie bei Hinzufügen eines optischen Kollimatorsystems und eines optischen Fokussiersystem die in 47 gezeigte Struktur auf.
Bei der in 47 gezeigten Faserauswahlvorrichtung 100 ist die optische Eingangsfaser 103 über ein Verbindungselement 102 an einer Seite einer rechteckigen Verkleidung 101 montiert. Zudem sind an einer weiteren Seite der Verkleidung 101, die an die Seite anschließt, an der diese optische Eingangsfaser 103 montiert ist, jeweils über Verbindungselemente 104 mehrere optische Ausgangsfasern 105 montiert.
Der von der optischen Eingangsfaser 103 emittierte Laserstrahl L wird von dem optischen Kollimatorsystem 106 in paralleles Licht umgeformt. Innerhalb der Verkleidung 101 sind die mehreren reflektierenden Elemente 107 auf dem optischen Weg des Laserstrahls L angeordnet, der den Weg über das optische Kollimatorsystem 106 genommen hat. Das reflektierende Element 107 ist senkrecht zu der Welle 109 des Drehmotors 108 befestigt, die sich von außerhalb der Verkleidung 101 nach innen erstreckt. Das reflektierende Element 107, das mit der Drehung der Welle 109 des Drehmotors 108 mitläuft, führt eine Drehbewegung zwischen einer ersten Position, in der der Laserstrahl L reflektiert wird (der Position, in der sich das reflektierende Element 107 auf der gemäß 47 rechten Seite befindet) und einer zweiten Position aus, in der der Laserstrahl L nicht blockiert wird (der Position, in der sich das reflektierende Element 107 auf der gemäß 47 linken Seite befindet). Jeder Drehmotor 108 ist auf einer der optischen Ausgangsfaser 105 gegenüberliegenden Seite an der Außenseite der Verkleidung 101 angeordnet. Jedes reflektierende Element 107 ist, wenn es sich in der ersten, den Laserstrahl L reflektierenden Position befindet, so angeordnet, dass es die Übertragungsrichtung des Laserstrahls L in Bezug auf die Einfallrichtung in einem rechten Winkel verändert.
Eine derartige Faserauswahlvorrichtung 1 veranlasst durch Veranlassen einer Bewegung jedes reflektierenden Elements 107 in die erste Position oder die zweite Position durch Drehen der Welle 109 jedes Drehmotors 108 zum Veranlassen eines Einfallens des Laserstrahls L aus der optischen Eingangsfaser 103 entsprechend dem in der ersten Position befindlichen reflektierenden Element 107 ein Auftreffen auf die Einfallsendfläche einer ausgewählten optischen Ausgangsfaser 105 über das diesem reflektierenden Element 107 entsprechende optische Fokussiersystem 110.
Die US 2013 / 0 051 409 A1 beschreibt ein Faserlasersystem zum Bearbeiten von Materialien, das ein System von miteinander verbundenen Betriebskomponenten zum Kombinieren und optionalen Verteilen von Strahlen von mehreren Strahlemittern umfasst. Insbesondere stellt die vorliegende Erfindung ein System zum Kombinieren und Verteilen von Faserlaserstrahlen mit unterschiedlichen Wellenlängen und ein Verfahren zum Betreiben des Systems davon bereit. Mehrere Strahlkombinierer können optional mit einem Strahlverteilungssystem verbunden werden.
Die US 5 948 291 A beschreibt eine Laserstrahlverteilungsvorrichtung, um vorzugsweise Laserenergie auf Werkstücke zu richten. Die Vorrichtung umfasst einen Laserstrahl und eine Reihe von Strahlreflektorelementen, die entlang eines Strahlengangs angeordnet sind, von denen mindestens eines beweglich ist und mindestens einen auswählbaren durchlässigen Abschnitt und mindestens einen auswählbaren reflektierenden Abschnitt aufweist.
Die JP 2002- 289 013 A beschreibt eine Beleuchtungsvorrichtung vom Projektortyp zur Verwendung in einem Fahrzeug umfassend eine Lichtquelle, eine reflektierende Oberfläche, die Licht von der Lichtquelle nach vorne reflektiert, eine Projektionslinse, die Licht von der Lichtquelle und/oder reflektierenden Oberfläche fokussiert und eine Blende, die einen Abschnitt eines Lichtwegs absperrt, der in dem Lichtweg von der Lichtquelle zur Projektionslinse angeordnet ist.

Patentschrift 1: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Veröffentlichung Nr. JP H09-239580 A
Patentschrift 2: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Veröffentlichung Nr. JP 2000-180741 A
Patentschrift 3: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Veröffentlichung Nr. JP 2014-65047 A

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Wie vorstehend erwähnt, ist es zur Realisierung einer hohen Kopplungseffizienz durch eine Konfiguration, bei der der aus dem Inneren des emittierenden Endes der optischen Eingangsfaser emittierte Laserstrahl auf das Innere des Einfallsendes der optischen Ausgangsfaser auftrifft und der Anteil der Laserleistung, der an dem Einfallsende nicht auf das Innere auftreffen kann, so gering wie möglich wird, erforderlich, mit sehr hoher Präzision Einstellungen wie die Einstellung des Winkels der optischen Achse und der Fokuslage des optischen Kollimatorsystems, die Einstellung des Winkels der optischen Achse der reflektierenden Oberfläche des reflektierenden Elements und die Einstellung des Winkels der optischen Achse und der Fokuslage des optischen Fokussiersystems vorzunehmen. Die herkömmliche Faserauswahlvorrichtung ist jedoch eine Struktur, die zur Einstellung des Winkels der optischen Achse der reflektierenden Oberfläche des reflektierenden Elements zumindest die Ausführung der Winkeleinstellung der Welle des Drehmotors und die Einstellung der Fokuslage und die Einstellung des Winkels der optischen Achse des optischen Fokussiersystems aus entgegengesetzten Richtungen erfordert. Aus diesem Grund besteht bei der herkömmlichen Faserauswahlvorrichtung das Problem, dass eine Einstellung schwierig umzusetzen ist, wenn sie in einer Laservorrichtung installiert ist.
Da zudem hinsichtlich der optischen Ausgangsfaser häufig der Fall eintritt, dass ein Austausch durch eine Trennung an dem Verbindungselement erfolgt, ist das optische Fokussiersystem auf der nahegelegenen Seite der Faserauswahlvorrichtung angeordnet. Da das optische Fokussiersystem in diesem Fall auf der Vorderseite der Laservorrichtung oder der aus dem Blickwinkel der Wartungsseite nahegelegenen Seite angeordnet ist, können eine Einstellung der Fokuslage und eine Einstellung des Winkels der optischen Achse des optischen Fokussiersystems leicht ausgeführt werden. Die Einstellung des Winkels der optischen Achse der reflektierenden Oberfläche des reflektierenden Elements mittels einer Winkeleinstellung, etc. der Welle des Drehmotors kann jedoch nicht von der Vorder- oder Wartungsseite der Laservorrichtung ausgeführt werden und muss daher von der der Vorder- oder Wartungsseite gegenüberliegenden Seite der Laservorrichtung ausgeführt werden. In diesem Fall ist es nicht nur schwierig, die Einstellung in kurzer Zeit leicht auszuführen, sondern es besteht auch dahingehend ein Problem, dass es erforderlich ist, die Laservorrichtung für die Einstellung zu bewegen oder vorab einen umfangreichen Freiraum um die Laservorrichtung sicherzustellen.
Darüber hinaus ist es bei der herkömmlichen Faserauswahlvorrichtung nicht nur nicht leicht, im Falle eins Ausfalls des Drehmotors einen Austausch vorzunehmen, sondern es ist im Falle eines Austauschs des Drehmotors und/oder der optischen Komponenten erforderlich, eine erneute Einstellung dieses Abschnitts vorzunehmen. Aus diesem Grund besteht dahingehend ein Problem, dass die Einstellung Zeitaufwand erfordert und die Laservorrichtung während dieser Zeit nicht genutzt werden kann. Dadurch wird häufig die gesamte Faserauswahlvorrichtung ersetzt, wenn ein Teil der Faserauswahlvorrichtung oder dergleichen ausfällt, und daher besteht dahingehend ein Problem, dass die Betriebskosten der Laservorrichtung steigen.
Zudem wird gewünscht, dass die Laservorrichtung so kleinformatig wie möglich ist. Zur Unterdrückung der Größenzunahme der Laservorrichtung aufgrund der Installation einer Faserauswahlvorrichtung auf ein Minimum ist es wünschenswert, die Größe der Faserauswahlvorrichtung selbst so gering wie möglich zu halten sowie den im Inneren der Laservorrichtung sicherzustellenden, zur Einstellung der Faserauswahlvorrichtung erforderlichen Freiraum ebenfalls so klein wie möglich zu gestalten.
Zusammenfassend besteht gegenüber der herkömmlichen Bedarf an der folgenden derartigen Faserauswahlvorrichtung.

- Die optische Ausgangsfaser ist mit hoher Geschwindigkeit umschaltbar;
- es wird eine hohe Kopplungseffizienz erzielt;
- die Einstellung des Winkels der optischen Achse der reflektierenden Oberfläche des reflektierenden Elements und die Einstellung der Fokuslage und/oder die Einstellung des Winkels der optischen Achse des optischen Fokussiersystems sind gleichzeitig in kurzer Zeit leicht einstellbar;
- bei einer Beschädigung des Drehmotors oder der optischen Komponenten aus beliebigem Grund ist es in kurzer Zeit leicht möglich, nur den beschädigten Abschnitt zu ersetzen;
- die Neueinstellung zur Einstellung der Fokuslage und zur Einstellung des Winkels der optischen Achse kann nach dem Austausch eines beschädigten Abschnitts in kurzer Zeit leicht ausgeführt werden;
- eine Neueinstellung nach dem Auswechseln ist, soweit möglich, nicht erforderlich;
- die Größe ist geringer als die einer herkömmlichen Faserauswahlvorrichtung.

Nachdem die Laservorrichtung mit einer Faserauswahlvorrichtung ausgestattet wird, bestehen gegenüber einer herkömmlichen zudem die folgenden Anforderungen an eine derartige Laservorrichtung.

- Die bei der Faserauswahlvorrichtung erforderliche Einstellung und der Wechsel grundlegender Bestanteile der Faserauswahlvorrichtung können von der Vorder- oder Wartungsseite der Laservorrichtung in kurzer Zeit leicht durchgeführt werden;
- die Neueinstellung nach dem Austausch grundlegender Bestandteile kann in kurzer Zeit leicht ausgeführt werden;
- wünschenswerter Weise ist eine Neueinstellung nach dem Austausch grundlegender Bestandteile nicht erforderlich;
- sie zeichnet sich durch ihre Wartungseigenschaften aus, und die Betriebskosten ist begrenzt;
- die Größenzunahme aufgrund des Einbaus einer Faserauswahlvorrichtung wird auf ein Minimum begrenzt.

Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der vorstehenden Situation entwickelt, und es ist eine ihrer Aufgaben, eine Faserauswahlvorrichtung bereitzustellen, die nicht nur die optischen Ausgangsfasern mit hoher Geschwindigkeit umschaltet und durch die eine hohe Kopplungseffizienz erzielt wird, sondern die auch in kurzer Zeit leicht eingestellt werden kann, was die gleichzeitige Einstellbarkeit der Einstellung des Winkels der optischen Achse der reflektierenden Oberfläche des reflektierenden Elements und der Einstellung der Fokuslage und der Einstellung des Winkels der optischen Achse des optischen Fokussiersystems einschließt, und die ein leichtes Ersetzen des Drehmotors, der optischen Komponenten, etc. in kurzer Zeit sowie eine Verringerung der Größe gegenüber der herkömmlichen ermöglicht.
Zudem wird durch die vorliegende Erfindung eine Laservorrichtung bereitgestellt, bei der die erforderliche Einstellung der Faserauswahlvorrichtung und der Austausch grundlegender Bestandteile der Faserauswahlvorrichtung in kurzer Zeit leicht von der Vorder- oder einer Wartungsseite der Vorrichtung durchgeführt werden können, eine Neueinstellung nach einem Austausch in kurzer Zeit leicht durchgeführt werden kann und die überlegene Wartungseigenschaften aufweist und dadurch zur Senkung der Betriebskosten geeignet ist und die zur Begrenzung einer Größenzunahme aufgrund des Einbaus der Faserauswahlvorrichtung auf ein Minimum geeignet ist.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch die Faserauswahlvorrichtung mit den in Anspruch 1 offenbarten Merkmalen gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Eine Faserauswahlvorrichtung (beispielsweise die später beschriebene Faserauswahlvorrichtung 1) gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst: ein optisches Kollimatorsystem (beispielsweise das später beschriebene optische Kollimatorsystem 31), das einen von einer optischen Eingangsfaser (beispielsweise der später beschriebenen optischen Eingangsfaser 3) emittierten Laserstrahl (beispielsweise den später beschriebenen Laserstrahl L) in paralleles Licht umwandelt; mehrere optische Fokussiersysteme (beispielsweise das später beschriebene optische Fokussiersystem 41), die den Laserstrahl auf eine optische Ausgangsfaser (beispielsweise die später beschriebene optische Ausgangsfaser 4) fokussieren; mehrere erste reflektierende Elemente (beispielsweise das später beschriebene erste reflektierende Element 6), die so vorgesehen sind, dass sie den mehreren optischen Fokussiersystemen entsprechen, und eine reflektierende Oberfläche (beispielsweise die später beschriebene reflektierende Oberfläche 6a) umfassen, die den Laserstrahl von dem optischen Kollimatorsystem zu dem optischen Fokussiersystem reflektieren kann; und einen Drehmotor (beispielsweise den später beschriebenen Drehmotor 5), der so vorgesehen ist, dass er mehreren der ersten reflektierenden Elemente entspricht, und eine Drehbewegung des ersten reflektierenden Elements zwischen einer ersten Position, an der der Laserstrahl von der reflektierenden Oberfläche zu dem optischen Fokussiersystem reflektiert wird, und einer zweiten Position veranlasst, in der der Laserstrahl nicht blockiert wird, wobei die Faserauswahlvorrichtung durch Veranlassen einer Drehbewegung jedes der mehreren der ersten reflektierenden Elemente zwischen der ersten Position und der zweiten Position mittels des Drehmotors eine Übertragungsrichtung des von dem optischen Kollimatorsystem einfallenden Laserstrahls selektiv auf eine Richtung umschaltet, in der er auf eines der mehreren der optischen Fokussiersystems auftrifft; und wobei die reflektierende Oberfläche des ersten reflektierenden Elements eine zu der Drehachse einer Welle (beispielsweise der Welle 51, der zweiten Welle 61, die später beschrieben sind), an der das erste reflektierende Element befestigt ist, rechtwinklige Ebene und so angeordnet ist, dass sie einer Richtung des Drehmotors zugewandt ist, der eine Drehung der Welle veranlasst, an der das erste reflektierende Element befestigt ist.
Bei der Faserauswahlvorrichtung gemäß dem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist der Drehmotor eine erste Welle (beispielsweise die später beschriebene Welle 51) auf, mehrere der ersten reflektierenden Elemente sind jeweils an einer zweiten Welle (beispielsweise der später beschriebenen zweiten Welle 61) montiert, die sich von der ersten Welle unterscheidet, und die zweite Welle ist so konfiguriert, dass sie über einen Übertragungsmechanismus (beispielsweise den später beschriebenen Übertragungsmechanismus 62), der eine Drehbewegung überträgt, mit der ersten Welle verbunden ist und sich zusammen mit Drehung der ersten Welle dreht.
Bei der Faserauswahlvorrichtung kann zumindest ein Teil des Übertragungsmechanismus von einem Harz mit einer Selbstschmiereigenschaft gebildet werden.
Bei der Faserauswahlvorrichtung können eine optische Achse des optischen Fokussiersystems und die Drehachse der ersten Welle des Drehmotors, der eine Drehbewegung des dem optischen Fokussiersystem entsprechenden ersten reflektierenden Elements veranlasst, parallel angeordnet sein.
Bei der Faserauswahlvorrichtung kann die Drehachse der ersten Welle zumindest eines der Drehmotoren so angeordnet sein, dass sie von jeweiligen optischen Achsen von zweien der optischen Fokussiersysteme, die nebeneinander liegen, gleich weit entfernt ist.
Die Faserauswahlvorrichtung kann ferner umfassen: Lager (beispielsweise die später beschriebenen Lager 641, 642), die jeweils beide Enden der zweiten Welle drehbar halten; und einen Druckmechanismus (beispielsweise den später beschriebenen Druckmechanismus 65), der die zweite Welle gegen eines der Lager drückt.
Bei der Faserauswahlvorrichtung kann der Druckmechanismus von einem elastischen Element (beispielsweise dem später beschriebenen elastischen Element 651) oder einem elektromagnetischen Stellglied (beispielsweise der zweiten Welle 61, der Magnetspule 652, die später beschrieben sind) gebildet werden.
Die Faserauswahlvorrichtung kann ferner umfassen: einen ersten Winkeleinstellmechanismus (beispielsweise den später beschriebenen ersten Winkeleinstellmechanismus 50, 80), der einen Winkel der optischen Achse einstellt, der einen Klappenwinkel der reflektierenden Oberfläche des ersten reflektierenden Elements umfasst, wobei der erste Winkeleinstellmechanismus so konfiguriert sein kann, dass er zumindest entweder einen Austausch des Drehmotors oder eine Einstellung des ersten Winkeleinstellmechanismus von einer Vorderseite der Faserauswahlvorrichtung ermöglicht, wenn eine Oberfläche der Faserauswahlvorrichtung, die im Falle einer Betrachtung der Faserauswahlvorrichtung von dem optischen Fokussiersystem aus einer dem ersten reflektierenden Element zugewandten Richtung sichtbar ist, als Vorderseite der Faserauswahlvorrichtung definiert wird.
Bei der Faserauswahlvorrichtung kann eine optische Fokussiersystemeinheit (beispielsweise die später beschriebene optische Fokussiersystemeinheit U1) so konfiguriert sein, dass sie zumindest eines der ersten reflektierenden Elemente, den Drehmotor, der eine Drehbewegung des ersten reflektierenden Elements veranlasst, und das dem ersten reflektierenden Element entsprechende optische Fokussiersystem umfasst, und die optische Fokussiersystemeinheit kann so vorgesehen sein, dass sie von einer Vorderseite der Faserauswahlvorrichtung austauschbar ist, wenn eine Oberfläche der Faserauswahlvorrichtung, die im Falle einer Betrachtung der Faserauswahlvorrichtung von dem optischen Fokussiersystem aus einer dem ersten reflektierenden Element zugewandten Richtung sichtbar ist, als Vorderseite der Faserauswahlvorrichtung definiert wird.
Bei der Faserauswahlvorrichtung kann bei mindestens einem der ersten reflektierenden Elemente ein Schwerpunkt dieses ersten reflektierenden Elements in der ersten Position oberhalb des Schwerpunkts dieses ersten reflektierenden Elements bei in der zweiten Position befindlichem erstem reflektierenden Element liegen.
Die Faserauswahlvorrichtung kann ferner umfassen: Anschläge (beispielsweise die später beschriebenen Anschläge 601, 602), die einen Drehwinkelbereich des ersten reflektierenden Elements begrenzen; und ein elastisches Element (beispielsweise die später beschriebene Spiralfeder 603), das eine andere Kraft als der Drehmotor erzeugt, die eine Drehbewegung des ersten reflektierenden Elements veranlasst, wobei das erste reflektierende Element so konfiguriert sein kann, dass es sich, wenn der Drehmotor keine Kraft erzeugt, die eine Drehbewegung des ersten reflektierenden Elements veranlasst, durch das elastische Element drehend bis zu einem Ende des Drehbewegungsbereichs bewegt, und dass sich das erste reflektierende Element in die zweite Position bewegt.
Die Faserauswahlvorrichtung kann ferner umfassen: ein zweites reflektierendes Element (beispielsweise das später beschriebene zweite reflektierende Element 7) mit einer reflektierenden Oberfläche (beispielsweise der später beschriebenen reflektierenden Oberfläche 7a), das den Laserstrahl von dem optischen Kollimatorsystem zu dem ersten reflektierenden Element reflektiert, wobei das zweite reflektierende Element so angeordnet sein kann, dass eine optische Achse eines Laserstrahls von dem optischen Kollimatorsystem zu dem zweiten reflektierenden Element und eine optische Achse eines Laserstrahls von dem ersten reflektierenden Element zu dem optischen Fokussiersystem parallel sind und eine Übertragungsrichtung des Laserstrahls von dem optischen Kollimatorsystem zu dem zweiten reflektierenden Element in Bezug auf die Übertragungsrichtung des Laserstrahls von dem ersten reflektierenden Element zu dem optischen Fokussiersystem eine entgegengesetzte Richtung ist.
Die Faserauswahlvorrichtung kann ferner umfassen: einen zweiten Winkeleinstellmechanismus, der einen Winkel der optischen Achse einstellt, der einen Klappenwinkel der reflektierenden Oberfläche des zweiten reflektierenden Elements umfasst, wobei der zweite Winkeleinstellmechanismus so vorgesehen sein kann, dass er von einer Vorderseite der Faserauswahlvorrichtung einstellbar ist, wenn eine Oberfläche der Faserauswahlvorrichtung, die im Falle einer Betrachtung der Faserauswahlvorrichtung von dem optischen Fokussiersystem aus einer dem ersten reflektierenden Element zugewandten Richtung sichtbar ist, als Vorderseite der Faserauswahlvorrichtung definiert wird.
Bei der Faserauswahlvorrichtung kann eine optische Kollimatorsystemeinheit (beispielsweise die später beschriebene optische Kollimatorsystemeinheit U2) so konfiguriert sein, dass sie zumindest das zweite reflektierende Element und das optische Kollimatorsystem umfasst, und die optische Kollimatorsystemeinheit kann so vorgesehen sein, dass sie von einer Vorderseite der Faserauswahlvorrichtung austauschbar ist, wenn eine Oberfläche der Faserauswahlvorrichtung, die im Falle einer Betrachtung der Faserauswahlvorrichtung von dem optischen Fokussiersystem aus einer dem ersten reflektierenden Element zugewandten Richtung sichtbar ist, als Vorderseite der Faserauswahlvorrichtung definiert wird.
Eine Laservorrichtung (beispielsweise die später beschriebene Laservorrichtung 10) gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst: die zuvor beschriebene Faserauswahlvorrichtung im Inneren eines Gehäuses (beispielsweise des später beschriebenen Gehäuses 14), wobei die Laservorrichtung einen von einem Laseroszillator (beispielsweise dem später beschriebenen Laseroszillator 11) abgegebenen Laserstrahl (beispielsweise den später beschriebenen Laserstrahl L) über eine optische Eingangsfaser in die Faserauswahlvorrichtung eingibt und den von der Faserauswahlvorrichtung abgegebenen Laserstrahl selektiv aus mehreren optischen Ausgangsfasern emittiert, wobei das Gehäuse ein öffenbares Stirnseitenpanel (beispielsweise das später beschriebene vordere Panel 15) aufweist und die Faserauswahlvorrichtung so installiert ist, dass der Drehmotor weiter vorne als das erste reflektierende Element der Faserauswahlvorrichtung angeordnet ist, wenn das Stirnseitenpanel geöffnet wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Faserauswahlvorrichtung bereitzustellen, die nicht nur die optischen Ausgangsfasern mit hoher Geschwindigkeit umschaltet und bei der eine hohe Kopplungseffizienz erzielt wird, sondern die auch in kurzer Zeit leicht eingestellt werden kann, was eine gleichzeitige Einstellbarkeit hinsichtlich der Einstellung des Winkels der optischen Achse der reflektierenden Oberfläche des reflektierenden Elements und der Einstellung der Fokuslage.und der Einstellung des Winkels der optischen Achse des optischen Fokussiersystems umfasst, und die einen Austausch des Drehmotors, der optischen Komponenten, etc. in kurzer Zeit leicht ermöglicht und zur Verringerung der Größe gegenüber der herkömmlichen geeignet ist.
Zudem ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, eine Laservorrichtung bereitzustellen, bei der die an der Faserauswahlvorrichtung erforderliche Einstellung und der Austausch grundlegender Bestandteile der Faserauswahlvorrichtung in kurzer Zeit leicht von der Vorder- oder einer Wartungsseite der Vorrichtung durchgeführt werden können, eine Neueinstellung nach einem Austausch in kurzer Zeit leicht durchgeführt werden kann, und die hinsichtlich der Wartungseigenschaften überlegen und dadurch zur Senkung Betriebskosten geeignet ist, und die zur Begrenzung einer Größenzunahme aufgrund des Einbaus der Faserauswahlvorrichtung auf ein Minimum geeignet ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine Draufsicht, die eine Faserauswahlvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist eine Vorderansicht, die die Faserauswahlvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
3 ist eine perspektivische Ansicht, die die Faserauswahlvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
4 ist eine perspektivische Ansicht, bei der die Faserauswahlvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aus einer anderen Richtung betrachtet wird;
5 ist eine perspektivische Ansicht, die eine bei der Faserauswahlvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendete Verkleidung zeigt;
6 ist eine Draufsicht, die eine Faserauswahlvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
7 ist eine Vorderansicht, die die Faserauswahlvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
8 ist eine perspektivische Ansicht, die die Faserauswahlvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
9 ist eine perspektivische Ansicht, bei der die Faserauswahlvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aus einer anderen Richtung betrachtet wird;
10 ist eine perspektivische Ansicht, die eine bei der Faserauswahlvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendete Verkleidung zeigt;
11 ist eine perspektivische Ansicht, die eine bei der Faserauswahlvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendete optische Fokussiersystemeinheit zeigt;
12 ist eine perspektivische Ansicht, die eine bei der Faserauswahlvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendete optische Kollimatorsystemeinheit zeigt;
13 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel des Ergreifens einer Sicherheitsmaßnahme bei der bei der Faserauswahlvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendeten optischen Fokussiersystemeinheit zeigt;
14 ist eine Draufsicht, die eine Faserauswahlvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
15 ist eine perspektivische Ansicht, die die Faserauswahlvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
16 ist eine perspektivische Ansicht, die eine bei der Faserauswahlvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendete Verkleidung zeigt;
17 ist eine perspektivische Ansicht, die eine bei der Faserauswahlvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendete optische Fokussiersystemeinheit zeigt;
18 ist eine Draufsicht, die eine Faserauswahlvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
19 ist eine Vorderansicht, die die Faserauswahlvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
20 ist eine perspektivische Ansicht, die die Faserauswahlvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
21 ist eine perspektivische Ansicht, bei der die Faserauswahlvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aus einer anderen Richtung betrachtet wird;
22 ist eine perspektivische Ansicht, die eine bei der Faserauswahlvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendete Verkleidung zeigt;
23 ist eine perspektivische Ansicht, die eine bei der Faserauswahlvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendete optische Fokussiersystemeinheit zeigt;
24 ist eine Draufsicht, die eine Faserauswahlvorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
25 ist eine Vorderansicht, die die Faserauswahlvorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
26 ist eine perspektivische Ansicht, die die Faserauswahlvorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
27 ist eine perspektivische Ansicht, bei der die Faserauswahlvorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aus einer anderen Richtung betrachtet wird;
28 ist eine perspektivische Ansicht, die eine bei der Faserauswahlvorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendete Verkleidung zeigt;
29 ist eine perspektivische Ansicht, die eine bei der Faserauswahlvorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendete optische Fokussiersystemeinheit zeigt;
30 ist eine perspektivische Ansicht, die ein reflektierendes Element mit einem unter Verwendung eines elastischen Elements gefertigten Druckmechanismus zeigt;
31 ist eine perspektivische Ansicht, die ein reflektierendes Element mit einem unter Verwendung eines elektromagnetischen Stellglieds gefertigten Druckmechanismus zeigt;
32 ist eine perspektivische Ansicht, die ein mit einem Einstellmechanismus für Fokuslage und Winkel der optischen Achse ausgestattetes optisches Kollimatorsystem zeigt;
33 ist eine Vorderansicht, die ein mit einem Einstellmechanismus für Fokuslage und Winkel der optischen Achse ausgestattetes optisches Kollimatorsystem zeigt;
34 ist eine Längsschnittansicht, die ein mit einem Einstellmechanismus für Fokuslage und Winkel der optischen Achse ausgestattetes optisches Kollimatorsystem zeigt;
35 ist eine Schnittansicht, die ein mit einem Einstellmechanismus für Fokuslage und Winkel der optischen Achse ausgestattetes optisches Kollimatorsystem zeigt;
36 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Winkeleinstellmechanismus für den Drehwinkel der Welle eines Drehmotors und seine zugehörigen Komponenten zeigt;
37 ist eine Vorderansicht, die einen Winkeleinstellmechanismus für den Drehwinkel der Welle eines Drehmotors und seine zugehörigen Komponenten zeigt;
38 ist eineLängsschnittansicht, die einen Winkeleinstellmechanismus für den Drehwinkel der Welle eines Drehmotors und seine zugehörigen Komponenten zeigt;
39 ist eine Schnittansicht, die einen Winkeleinstellmechanismus für den Drehwinkel der Welle eines Drehmotors und seine zugehörigen Komponenten zeigt;
40 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Mechanismus zur Einstellung des Winkels der optischen Achse der reflektierenden Oberfläche eines an einer zweiten Welle befestigten reflektierenden Elements und seine zugehörigen Komponenten zeigt;
41 ist eine Vorderansicht, die einen Mechanismus zur Einstellung des Winkels der optischen Achse der reflektierenden Oberfläche eines an einer zweiten Welle befestigten reflektierenden Elements und seine zugehörigen Komponenten zeigt;
42 ist eine Längsschnittansicht, die einen Mechanismus zur Einstellung des Winkels der optischen Achse der reflektierenden Oberfläche eines an einer zweiten Welle befestigten reflektierenden Elements und seine zugehörigen Komponenten zeigt;
43 ist eine Schnittansicht, die einen Mechanismus zur Einstellung des Winkels der optischen Achse der reflektierenden Oberfläche eines an einer zweiten Welle befestigten reflektierenden Elements und seine zugehörigen Komponenten zeigt;
44 ist ein Blockdiagramm, das einen Überblick über die Konfiguration einer Laservorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
45 ist eine Ansicht, die ein Beispiel der Installation einer Faserauswahlvorrichtung in der Laservorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
46 ist eine Ansicht, die ein weiteres Beispiel der Installation einer Faserauswahlvorrichtung in der Laservorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; und
47 ist eine Draufsicht, die eine herkömmliche Faserauswahlvorrichtung zeigt.

GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Nachstehend werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsformen einer Faserauswahlvorrichtung und einer Laservorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert. In den jeweiligen nachstehend gezeigten Zeichnungen bezeichnen die gleichen Bezugszeichen übereinstimmende Elemente. Zudem sind Komponenten, denen in unterschiedlichen Zeichnungen die gleichen Bezugszeichen zugeordnet sind, als Komponenten mit der gleichen Funktion zu verstehen. Es ist darauf hinzuweisen, dass in diesen Zeichnungen die Maßstäbe zum leichteren Verständnis verändert sind. Zudem ist die in den Zeichnungen gezeigte Form ein Beispiel für die Realisierung der vorliegenden Erfindung, und die vorliegende Erfindung darf nicht auf die dargestellte Form beschränkt werden.
(Erste Ausführungsform der Faserauswahlvorrichtung)
1 ist eine Draufsicht einer Faserauswahlvorrichtung 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und 2 ist eine Vorderansicht der Faserauswahlvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2 zeigt einen Zustand, in dem die Faserauswahlvorrichtung von einer Seite eines optischen Fokussiersystems aus betrachtet wird. Zudem ist 3 eine perspektivische Ansicht, die die Faserauswahlvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; 4 ist eine perspektivische Ansicht, bei der die Faserauswahlvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aus einer anderen Richtung betrachtet wird; und 5 ist eine perspektivische Ansicht, die eine bei der Faserauswahlvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendete Verkleidung zeigt.
Es ist darauf hinzuweisen, dass in jeder der nachstehend im Zusammenhang mit den jeweiligen Ausführungsformen gezeigten Zeichnungen die Richtung der X-Achse eine (auch als seitliche Richtung bezeichnete) Längsrichtung der Faserauswahlvorrichtung 1 angibt. Zudem zeigt die Richtung X1 in der Richtung der X-Achse die rechte Richtung der Faserauswahlvorrichtung 1 an, und die Richtung X2 zeigt die linke Richtung der Faserauswahlvorrichtung 1 an. Die Richtung der Y-Achse gibt die Richtung der Faserauswahlvorrichtung 1 von vorne nach hinten an. Zudem zeigt die Richtung Y1 in der Richtung der Y-Achse die vordere Richtung der Faserauswahlvorrichtung 1 an, und die Richtung Y2 zeigt die hintere Richtung der Faserauswahlvorrichtung 1 an. Die Richtung der Z-Achse zeigt die vertikale Richtung der Faserauswahlvorrichtung 1 an. Zudem zeigt die Richtung Z1 in der Richtung der Z-Achse die Aufwärtsrichtung der Faserauswahlvorrichtung 1 an, und die Richtung Z2 zeigt die Abwärtsrichtung der Faserauswahlvorrichtung 1 an.
Die Faserauswahlvorrichtung 1 umfasst eine Verkleidung 2, die eine in der seitlichen Länge im Wesentlichen rechteckige Parallelepipedform aufweist. Die Verkleidung 2 weist eine Einfallöffnung 21, auf die ein Laserstrahl L auftrifft, und mehrere Austrittsöffnungen 22 auf, aus denen der Laserstrahl L emittiert wird. Die eine Einfallöffnung 21 und die mehreren Austrittsöffnungen 22 sind auf einer Linie entlang der Längsrichtung der Verkleidung 2 (der Richtung der X-Achse) einer Stirnseitenplatte 2aangeordnet, die auf der gleichen Ebene wie die Verkleidung 2 liegt. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind beispielhaft zwei der Austrittsöffnungen 22 dargestellt; die Austrittsöffnungen 22 gemäß der vorliegenden Erfindung sind jedoch nicht auf zwei beschränkt. Die Anzahl an Austrittsöffnungen 22 entspricht der verbundenen Anzahl an später beschriebenen optischen Ausgangsfasern 4 zur selektiven Emission des Laserstrahls L. Daher können drei oder mehr der Austrittsöffnungen 22 in der Verkleidung 2 vorgesehen sein.
Es ist darauf hinzuweisen, dass die obere Platte der Verkleidung 2 in 1 verborgen ist, so dass das Innere der Verkleidung 2 der Faserauswahlvorrichtung 2 sichtbar wird. Zudem zeigt 1 den Laserstrahl L als feine Linie. Ein von außerhalb nicht sichtbarer Laserstrahl und reflektiertes Licht, das von dem reflektierenden Element reflektiert wurde, das den Laserstrahl in dem dargestellten Zustand nicht reflektiert, sind durch gestrichelte Linien dargestellt. Zudem ist in 3 die Verkleidung 2 mit Ausnahme der Stirnseitenplatte 2a und der Bodenplatte 2b der Verkleidung 2 vollständig verborgen, so dass das Innere der Verkleidung sichtbar ist.
Die optische Eingangsfaser 3 ist über ein optisches Kollimatorsystem 31 mit der Einfallöffnung 21 verbunden. Genauer ist ein zylindrischer Objektivtubus 32 mit der Einfallöffnung 21 verbunden, und das optische Kollimatorsystem 31 ist in diesem Objektivtubus 32 angeordnet. Die optische Eingangsfaser 3 ist über ein Verbindungselement 33 mit dem Objektivtubus 32 verbunden. Daher wird der aus der emittierenden Endfläche der optischen Eingangsfaser 3 emittierte Laserstrahl L von dem optischen Kollimatorsystem 31 in paralleles Licht umgewandelt und fällt über die Einfallöffnung 21 in die Verkleidung 2 ein.
Die optischen Ausgangsfasern 4 sind über jedes der optischen Fokussiersysteme 41 mit den jeweiligen Austrittsöffnungen 22 verbunden. Genauer ist jeder der zylindrischen Objektivtuben 42 mit einer jeweiligen Austrittsöffnung 22 verbunden, und die optischen Fokussiersysteme 41 sind jeweils in diesem Objektivtubus 42 angeordnet. Die jeweiligen optischen Ausgangsfasern 4. sind über das Verbindungselement 43 mit dem Objektivtubus 42 verbunden. Daher wird der Laserstrahl L durch eines der optischen Fokussiersysteme 41 auf die Einfallsendfläche der entsprechenden optischen Ausgangsfaser 4 fokussiert und über diese optische Ausgangsfaser 4 aus der Verkleidung 2 abgestrahlt.
An der Außenfläche der Verkleidung 2 sind zwei den jeweiligen Austrittsöffnungen 22 entsprechende Drehmotoren 5 so montiert, dass sie tiefer (Richtung Z2) als die eine Einfallöffnung 21 und die beiden Austrittsöffnungen 22 austauschbar sind, die auf einer Linie angeordnet sind. Genauer sind in der Stirnseitenplatte 2a der Verkleidung 2 jeweils zwei in V-Form eingebuchtete Motormontageausnehmungen 23 unterhalb der Mitte zwischen der Einfallöffnung 21 und ihrer angrenzendenAustrittsöffnung 22 und unterhalb der Mitte der beiden Austrittsöffnungen 22 ausgebildet. Die jeweiligen Motormontageausnehmungen 23 sind so eingebuchtet, dass sie einander in Bezug auf die Stirnseitenplatte 2a in einem Winkel von 45° schräg schneiden, und weisen eine rechtwinklige Unterseite auf. Wie in 5 gezeigt, ist eine Motormontagefläche 23a auf der Oberfläche angeordnet, die die V-Form der jeweiligen Motormontageausnehmungen 23 auf einer Seite in der Richtung X1 der Verkleidung 2 schneidet. In jeder der Motormontageflächen 23a ist eine rechteckige Motormontageöffnung 23b ausgebildet. Die jeweiligen Drehmotoren 5 werden von der Vorderseite (Richtung Y1) der Verkleidung 2 an der Motormontagefläche 23a der Motormontageausnehmung 23 montiert.
Die Welle 51 jedes Drehmotors 5 erstreckt sich von der Motormontageöffnung 23b in das Innere der Verkleidung 2. Die Welle 51 ist die Welle des Drehmotors 5. Die Welle 51 jedes Drehmotors 5 ist in Bezug auf die Stirnseitenplatte 2a der Verkleidung 2 in einem Winkel von 45° geneigt. Die ersten reflektierenden Elemente 6 sind jeweils am vorderen Ende jeder Welle 51 befestigt. Ein erstes reflektierendes Element 6 weist eine reflektierende Oberfläche 6a auf, die aus einer flachen Oberfläche auf einer Oberfläche besteht. Die ersten reflektierenden Elemente 6 sind so montiert, dass die jeweiligen reflektierenden Oberflächen 6a rechtwinklig zur Axialrichtung der Wellen 51 sind. Aus diesem Grund ist die reflektierende Oberfläche 6a der jeweiligen ersten reflektierenden Elemente 6 in Bezug auf die Stirnseitenplatte 2a der Verkleidung 2 um 45° geneigt, wie in 1 gezeigt.
Es ist darauf hinzuweisen, dass „rechtwinklig zur reflektierenden Oberfläche“ nicht notwendigerweise die Bedeutung hat, dass die reflektierende Oberfläche in Bezug auf die Axialrichtung der Welle streng rechtwinklig montiert ist, und bedeutet, dass sie so montiert ist, dass sie hinsichtlich der Konstruktion rechtwinklig ist. Daher schließt „rechtwinklig zur reflektierenden Oberfläche“ auch eine Verkleidung ein, die aufgrund einer Abweichung der Präzision der Komponenten und der Präzision der Montage nicht vollkommen rechtwinklig ist, d.h. eine im Wesentlichen rechtwinklige Verkleidung. Aus diesem Grund repräsentieren die spezifischen Winkel (45°, rechte Winkel) in der vorliegenden Offenbarung aus dem gleichen Grund wie vorstehend beschrieben nicht notwendigerweise den Winkel im strengen Sinne.
Die Drehmotoren 5 umfassen jeweils Winkelsensoren 52. Eine (nicht dargestellte) Steuereinheit der Faserauswahlvorrichtung 1 steuert den Drehwinkel der Welle 51 des Drehmotors 5 durch Empfangen eines von dem Winkelsensor 52 ausgegebenen Signals. Entsprechend der Drehung dieser Welle 51 wird das erste reflektierende Element 6 im Bereich vorgegebener Winkel drehend bewegt. Genauer wird das erste reflektierende Element 6 mit der Drehung der Welle 51 des Drehmotors 5 drehend zwischen einer ersten Position, in der der Laserstrahl L von der reflektierenden Oberfläche 6a blockiert und reflektiert wird, und einer zweiten Position bewegt, an der der Laserstrahl L nicht blockiert wird. Das erste reflektierende Element 6 auf der gemäß 1 rechten Seite zeigt einen drehend in die erste Position bewegten Zustand, und das erste reflektierende Element 6 auf der gemäß 1 linken Seite zeigt einen drehend in die zweite Position bewegten Zustand. Die reflektierende Oberfläche 6a des ersten reflektierenden Elements 6 ist so angeordnet, dass sie die optische Achse des mit der entsprechenden Austrittsöffnung 22 verbundenen optischen Fokussiersystems 41 in einem Winkel von 45° schräg schneidet, wenn sie drehend in die erste Position bewegt wird.
Es ist darauf hinzuweisen, dass die Steuereinheit der Faserauswahlvorrichtung 1, die den Drehmotor 5, etc. steuert, im Inneren der Faserauswahlvorrichtung 1 oder außerhalb der Faserauswahlvorrichtung 1 installiert sein kann. Zudem kann eine später beschriebene Steuereinheit 13 der Laservorrichtung 10 die Funktionen der Steuereinheit der Faserauswahlvorrichtung 1 erfüllen.
Die jeweiligen reflektierenden Oberflächen 6a jedes der ersten reflektierenden Elemente 6 sind so angeordnet, dass sie der Richtung der jeweiligen Drehmotoren 5 zugewandt sind, die eine Drehung der Welle 51 veranlassen, an der das erste reflektierende Element 6 befestigt ist. Anders ausgedrückt sind die jeweiligen Drehmotoren 5 mit einer Ebene, die die reflektierende Oberfläche 6a des ersten reflektierenden Elements 6 umfasst, als Grenze auf der gleichen Seite wie der Seite angeordnet, auf der der Laserstrahl L reflektiert wird. Bei dieser Konfiguration sind die jeweiligen Drehmotoren 5 ähnlich wie der Objektivtubus 32, der das optische Kollimatorsystem 31 umfasst, und die jeweiligen Objektivtuben 42, die jeweils ein optisches Fokussiersystem 41 umfassen, auf einer Seite der Vorderseite der Verkleidung 2 (der der Richtung Y1 zugewandten Seite) angeordnet.
Im Inneren der Verkleidung 2 ist in der Nähe der Einfallöffnung 21 ein zweites reflektierendes Element 7 installiert. Das im Zusammenhang mit der vorliegenden Ausführungsform gezeigte zweite reflektierende Element 7 ist an der Bodenplatte 2b befestigt, wie in 3 gezeigt. Das zweite reflektierende Element 7 weist eine reflektierende Oberfläche 7a auf, die in einer flachen Oberfläche auf einer Seite besteht. Die reflektierende Oberfläche 7a des zweiten reflektierenden Elements 7 ist in Bezug auf die Stirnseitenplatte 2a der Verkleidung 2 in einem Winkel von 45° schräg geneigt, wie in 1 gezeigt. Daher wechselt der einfallende gerichtete Laserstrahl L durch das Passieren der Einfallöffnung 21 die Übertragungsrichtung durch die reflektierende Oberfläche 7a des zweiten reflektierenden Elements 7 in einem rechten Winkel und wird in der Verkleidung 2 in der Richtung X1 übertragen.
Die reflektierende Oberfläche 6a der jeweiligen ersten reflektierenden Elemente 6 wird bei einer Drehbewegung des ersten reflektierenden Elements 6 zum Verbleib in der ersten Position, in der der Laserstrahl L reflektiert wird, so angeordnet, dass sie den Strahlengang des Laserstrahls L, der in der Richtung X1 in dem Gehäuse 2 übertragen wird, in einem Winkel von 45° schneidet. Daher wird die Übertragungsrichtung des von dem zweiten reflektierenden Element 7 reflektierten Laserstrahls L durch die reflektierende Oberfläche 6a eines ersten reflektierenden Elements 6, das so ausgewählt wird, dass es die erste Position einnimmt, (gemäß 1 des ersten reflektierenden Elements 6 auf der rechten Seite) in einem rechten Winkel geändert, und er wird auf die diesem ersten reflektierenden Element 6 entsprechende Austrittsöffnung 22 gerichtet. Der von dem ersten reflektierenden Element 6 reflektierte Laserstrahl L wird durch das optische Fokussiersystem 41 in dem mit der Austrittsöffnung 22 verbundenen Objektivtubus 42 fokussiert und trifft auf die Einfallsendfläche der optischen Ausgangsfaser 4 auf. Anders ausgedrückt schaltet diese Faserauswahlvorrichtung 1 durch drehendes Bewegen jedes der ersten reflektierenden Elemente 6 zwischen der ersten Position und der zweiten Position mittels einer Drehung der Welle 51 des Drehmotors 5 die Übertragungsrichtung des von der Einfallöffnung 21 einfallenden Laserstrahls L auf eine Richtung zu einer unter den mit jeder der jeweiligen Austrittsöffnungen 22 verbundenen optischen Ausgangsfasern 4 um und emittiert den Laserstrahl selektiv aus mehreren der optischen Ausgangsfasern 4.
Auf die vorstehend beschriebene Weise ist es bei der im Zusammenhang mit der vorliegenden Ausführungsform gezeigten Faserauswahlvorrichtung 1 möglich, den Objektivtubus 42, der das optische Fokussiersystem 41 umfasst, und den Drehmotor 5 in Bezug auf das erste reflektierende Element 6 auf der gleichen Seite der Verkleidung 2 (der Seite der Stirnseitenplatte 2a) anzuordnen. Daher wird ein Ausführen der Einstellung des Winkels der optischen Achse und der Einstellung der Fokuslage der jeweiligen optischen Fokussiersysteme 41, der Einstellung des Winkels der optischen Achse, der den Klappenwinkel der reflektierenden Oberfläche 6a der jeweiligen ersten reflektierenden Elemente 6 über den Drehmotor 5 umfasst, des Austauschs der jeweiligen Drehmotoren 5, etc. von der Seite der Vorderseite der Faserauswahlvorrichtung 1 ermöglicht. Aus diesem Grund es ist möglich, die für die Einstellung erforderliche Zeit beispielsweise durch Ermöglichen einer gleichzeitigen Einstellung dieser zu verkürzen sowie den für die Einstellung sicherzustellenden Freiraum zu verkleinern. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Mechanismen für die Einstellung der Fokuslage und die Einstellung des Winkels der optischen Achse hier nicht dargestellt sind. Die spezifischen Konfigurationen dieses Mechanismus zur Einstellung der Fokuslage und des Mechanismus zur Einstellung des Winkels der optischen Achse (des ersten Winkeleinstellmechanismus) werden später beschriebenen.
Zudem ist, wie sich aus der Betrachtung des in der ersten Position befindlichen ersten reflektierenden Elements 6 auf der gemäß 3 linken Seite erschließt, die reflektierende Oberfläche 6a des ersten reflektierenden Elements 6 zum Ermöglichen eines Reflektierens des Laserstrahls L an einer in gewissem Ausmaß von der Welle 51 entfernten Position angeordnet; daher gelangt dieses erste reflektierende Element 6 in einen Zustand, in dem es in der Richtung Z1 aufrecht steht, wenn es sich in der ersten Position befindet. Aus diesem Grund muss die Verkleidung 2 der Faserauswahlvorrichtung 1 entlang der Richtungder Z-Achse eine bestimmte Höhe aufweisen. Bei der im Zusammenhang mit der vorliegenden Ausführungsform gezeigten Faserauswahlvorrichtung 1 wird jedoch selbst bei einer Anordnung mehrerer der Objektivtuben 42 und mehrerer der Drehmotoren 5 auf der in Bezug auf das erste reflektierende Element 6 gleichen Seite die Höhe der Faserauswahlvorrichtung 1 nur geringfügig erhöht. Aus diesem Grund ist es möglich, die Größe (einschließlich des Volumens) der Faserauswahlvorrichtung 1 auf eine geringe zu begrenzen, da die Grundfläche erheblich verringert werden kann. Bei einem vertikalen Querschnitt der Welle 51 des Drehmotors 5 von 40 mm² und einem Strahldurchmesser des Laserstrahls L von ø 20 mm reicht im Vergleich zu der in 47 gezeigten Struktur einer herkömmlichen Faserauswahlvorrichtung 100 beispielsweise eine einfache Erhöhung der Höhe in der Richtung der Z-Achse der Verkleidung 2 der Faserauswahlvorrichtung 1 in der Größenordnung von 10 bis 15 mm aus.
Werden andererseits mehrere der Objektivtuben 42 und mehrere der Drehmotoren 5 auf der in Bezug auf das erste reflektierende Element 6 gleichen Seite angeordnet, ist es möglich, die Größe (einschließlich des Volumens) der Faserauswahlvorrichtung 1 erheblich zu verringern und sie kompakt zu gestalten, da die Installationsfläche der Faserauswahlvorrichtung 1 erheblich verringert werden kann. Die die vorliegende Ausführungsform darstellenden Zeichnungen zeigen den Abstand jedes Objektivtubus zur Erleichterung des Verständnisses relativ breit; dieser Abstand kann jedoch weiter begrenzt werden.
Das zweite reflektierende Element 7 ist so angeordnet, dass die optische Achse des aus dem optischen Kollimatorsystem 31 auf dem zweiten reflektierenden Element 7 auftreffenden Laserstrahls L und die optische Achse des von der reflektierenden Oberfläche 6a des ersten reflektierenden Elements 6 zu dem optischen Fokussiersystem 41 reflektierten Laserstrahls L parallel sind und die Übertragungsrichtung (die Richtung Y2) des aus dem optischen Kollimatorsystem 31 auf dem zweiten reflektierenden Element 7 auftreffenden Laserstrahls L die der Übertragungsrichtung (der Richtung Y1) des von der reflektierenden Oberfläche 6a des ersten reflektierenden Elements 6 zu dem optischen Fokussiersystem 41 reflektierten Laserstrahl L entgegengesetzte Richtung wird. Bei dieser Konfiguration ist der Objektivtubus, der das optische Kollimatorsystem 31 umfasst, ähnlich wie der Objektivtubus 42, der das optische Fokussiersystem 41 umfasst, und der Drehmotor 5, ebenfalls auf der Seite der Stirnseitenplatte 2a der Verkleidung 2 angeordnet, wie in den 1 bis 5 gezeigt. Daher die können Einstellung des Winkels der optischen Achse und die Einstellung der Fokuslage des optischen Kollimatorsystems 31 ebenfalls von der Seite der Vorderseite der Faserauswahlvorrichtung 1 ausgeführt werden.
Es ist darauf hinzuweisen, dass „parallel zur optischen Achse“ nicht notwendigerweise bedeutet, dass die optischen Achsen streng parallel angeordnet sind, sondern bedeutet, dass sie so angeordnet sind, dass sie hinsichtlich der Konstruktion parallel sind. Daher schließt „parallel zur optischen Achse“ einen Fall ein, in dem aufgrund von Abweichungen hinsichtlich der Präzision der Komponenten und hinsichtlich der Präzision der Montage keine vollkommene Parallelität vorliegt, d.h. einen Fall, in dem im Wesentlichen eine Parallelität vorliegt.
(Zweite Ausführungsform der Faserauswahlvorrichtung)
6 ist eine Draufsicht einer Faserauswahlvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 7 ist eine Vorderansicht der Faserauswahlvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 8 ist eine perspektivische Ansicht, die die Faserauswahlvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 9 ist eine perspektivische Ansicht, bei der die Faserauswahlvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aus einer anderen Richtung betrachtet wird. 10 ist eine perspektivische Ansicht, die die bei der Faserauswahlvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendete Verkleidung zeigt. Die obere Platte der Verkleidung 2 ist verborgen, so dass in 6 das Innere der Verkleidung 2 der Faserauswahlvorrichtung 1 sichtbar ist. Zudem ist der Laserstrahl L in 6 durch eine feine Linie dargestellt. Ein von außen nicht sichtbarer Laserstrahl und von der reflektierenden Oberfläche 6a des ersten reflektierenden Elements 6, das in dem dargestellten Zustand den Laserstrahl L nicht reflektiert, reflektiertes Licht sind durch gestrichelte Linien dargestellt. Zudem ist in 8 die Verkleidung 2 mit Ausnahme der Stirnseitenplatte 2a und der Bodenplatte 2b der Verkleidung 2 verborgen, so dass das Innere sichtbar ist.
Der Punkt, in dem sich der als zweite Ausführungsform gezeigte Fasertrenner 1 am weitestgehenden von der als erste Ausführungsform gezeigten Faserauswahlvorrichtung 1 unterscheidet, ist der Punkt, dass die Verkleidung 2 keine in V-Form eingebuchteten Motormöntageausnehmungen 23 aufweist. Wie in den 8 und 10 gezeigt, ist die Stirnseitenplatte 2a der Verkleidung 2 bei der vorliegenden Ausführungsform eine flache Oberfläche, und es sind zwei rechteckige Motormontageöffnungen 24 an Stellen ausgebildet, an denen der Drehmotor 5 angeordnet werden soll. Das Motormontageelement 53 ist so vorgesehen, dass es dem Drehmotor 5 entspricht, und von dem Drehmotor 5 und dem Motormontageelement 53 wird eine Motoreinheit gebildet. Der Drehmotor 5 ist derart an dem Motormontageelement 53 montiert, dass er so geneigt ist, dass die Welle 51 des Drehmotors 5 die Stirnseitenplatte 2a der Verkleidung 2 in einem von Winkel von 45° schneidet.
Die jeweiligen Drehmotoren 5 sind von der Vorderseite der Verkleidung 2 (der Seite der Richtung Y1) als Motorfunktionseinheit austauschbar an den jeweiligen Motormontageöffnungen 24 montiert. Anders ausgedrückt liegt die die Montagefläche des Drehmotors 5 auf der gleichen Ebene wie die Stirnseitenplatte 2a der Verkleidung 2 und auf der gleichen Ebene wie die Montagefläche der jeweiligen Objektivtuben 32, 42. Dadurch ist, wie in 10 gezeigt, die Form der Verkleidung 2 im Vergleich zu der in 5 gezeigten Verkleidung 2 sehr einfach, wodurch eine Senkung der Fertigungskosten möglich ist.
11 ist eine perspektivische Ansicht, die die bei der Faserauswahlvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendete optische Fokussiersystemeinheit zeigt. Die optische Fokussiersystemeinheit U1 ist so konfiguriert, dass sie eine Einheit, die von dem Drehmotor 5, an dessen Welle 51 das erste reflektierende Element 6 montiert ist, und dem Motormontageelement 53 gebildet wird; und den Objektivtubus 42 aufweist, der das optische Fokussiersystem 41 umfasst. Diese sind an der Vorderseite einer gemeinsamen Einheitsbasisplatte 8 (der der Richtung Y1 zugewandten Seite) montiert. Die Welle 51 des Drehmotors 5 verläuft durch die Einheitsbasisplatte 8 und ragt aus der Rückseite (der der Richtung Y2 zugewandten Seite) der Einheitsbasisplatte 8. Das erste reflektierende Element 6 ist auf der Rückseite der Einheitsbasisplatte 8 angeordnet. Diese optische Fokussiersystemeinheit U1 ist von der Seite der Vorderseite austauschbar an der Verkleidung 2 montiert. Das erste reflektierende Element 6 wird in Bezug auf die Motormontageöffnung 24 von der Seite der Vorderseite der Verkleidung 2 eingesetzt und an einer vorgegebenen Position innerhalb der Verkleidung 2 angeordnet.
Die Ergebnisse der Verwendung einer derartigen optischen Fokussiersystemeinheit U1 sind wie folgt. Die optische Fokussiersystemeinheit U1 ist in eine nicht dargestellte Standardfaserauswahlvorrichtung oder dergleichen eingebaut und ermöglicht vorab eine Einstellung des Winkels der optischen Achse, der den Klappenwinkel der reflektierenden Oberfläche 6a des ersten reflektierenden Elements 6 umfasst, eine Einstellung der Fokuslage und eine Einstellung des Winkels der optischen Achse der optischen Fokussiersystemeinheit 41 pro Funktionseinheit. Dann kann bei eingestellter optischer Fokussiersystemeinheit U1 im Falle einer Beschädigung oder eines Ausfalls einer Komponente unter den mehreren optischen Fokussiersystemeinheiten U1 der Faserauswahlvorrichtung 1 diese Einheit U1 an Ort und Stelle durch eine optischen Ersatzfokussiersystemeinheit U1 ersetzt werden, bei der die Einstellung vorab vorgenommen wurde. Die Faserauswahlvorrichtung 1 wird dadurch ohne Einstellung oder mit einer minimalen Einstellung rasch ersetzbar. Daher kann durch die Verwendung einer derartigen optischen Fokussiersystemeinheit U1 der Zeitaufwand für die Wartungsarbeiten zum Austausch, der die Einstellarbeit einschließt, drastisch verkürzt werden. Da es zudem nicht erforderlich ist, die gesamte Faserauswahlvorrichtung 1 zu ersetzen, können die Betriebskosten, die die Wartungskosten einschließen, drastisch gesenkt werden.
12 ist eine perspektivische Ansicht, die die bei der Faserauswahlvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendete optische Kollimatorsystemeinheit zeigt. Die optische Kollimatorsystemeinheit U2 ist so konfiguriert, dass sie einen Objektivtubus 32, der das optische Kollimatorsystem 31 umfasst, und das zweite reflektierende Element 7 aufweist. Dieser Objektivtubus 32 und das zweite reflektierende Element 7 sind an einer gemeinsamen Einheitsbasisplatte 9 montiert. Der Objektivtubus 32 ist an der Vorderseite der Einheitsbasisplatte 9 (der der Richtung Y1 zugewandten Seite) montiert. Die Einheitsbasisplatte 9 weist eine Durchgangsbohrung 9a zum Ermöglichen eines Auftreffens des Laserstrahls von dem optischen Kollimatorsystem 31 in dem Objektivtubus 32 auf die reflektierende Oberfläche 7a des zweiten reflektierenden Elements 7 auf. Das zweite reflektierende Element 7 ist durch eine Haltekomponente 91 für das zweite reflektierende Element an der Rückseite (der der Richtung Y2 zugewandten Seite) der Einheitsbasisplatte 9 montiert.
Wie in den 8 und 10 gezeigt, ist eine mit der Einfallöffnung 21 verbundene Montageöffnung 25 für das zweite reflektierende Element in der Stirnseitenplatte 2a der Verkleidung 2 ausgebildet. Diese optische Kollimatorsystemeinheit U2 ist ebenfalls von der Seite der Vorderseite austauschbar an der Verkleidung 2 montiert.
Die Haltekomponente 91 für das zweite reflektierende Element der optischen Kollimatorsystemeinheit U2 kann einen nicht dargestellten Winkeleinstellmechanismus (einen zweiten Winkeleinstellmechanismus) zum Einstellen des Winkels des zweiten reflektierenden Elements 7 in Bezug auf die Einheitsbasisplatte 9 aufweisen. Es wird dadurch möglich, eine Einstellung des Winkels der optischen Achse, die den Klappenwinkel der reflektierenden Oberfläche 7a des zweiten reflektierenden Elements 7 umfasst, von der Seite der Vorderseite der Faserauswahlvorrichtung 1 auszuführen. Wird auch eine Einstellung des Winkels der optischen Achse der reflektierenden Oberfläche 7a des zweiten reflektierenden Elements 7 von der Seite der Vorderseite der Faserauswahlvorrichtung 1 möglich, tritt der Fall ein, dass sämtliche Einstellungen und Wartungsarbeiten von der Seite der Vorderseite der Faserauswahlvorrichtung 1 durchgeführt werden können. Dieser Winkeleinstellmechanismus wird später beschrieben.
Der Nutzen der Austauschbarkeit dieser optischen Kollimatorsystemeinheit U2 als Funktionseinheit ist ähnlich wie der Nutzen der Austauschbarkeit der optischen Fokussiersystemeiizheit U1 als Funktionseinheit. Diese Faserauswahlvorrichtung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform erfordert jedoch, wie selbst aus einem Vergleich von 1 mit 6 hervorgeht, im Vergleich zu der Faserauswahlvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform eine Verlängerung der Länge der Welle 51 des Drehmotors 5. Aus diesem Grund wird die Welle 51 des Drehmotors 5 den Erfordernissen entsprechend verlängert. Zum Verhindern eines Wackelns der verlängerten Welle 51 kann ein (nicht dargestelltes) Lager in der Nähe des vorderen Endes der Welle 51 vorgesehen sein.
Es ist darauf hinzuweisen, dass bei den Faserauswahlvorrichtungen 1 sowohl gemäß der ersten Ausführungsform als auch gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung für den Fall eines Verbleibs sämtlicher der ersten reflektierenden Elemente 6 in der zweiten Position, in der der Laserstrahl L nicht blockiert wird, auch im Hinblick auf die Sicherheit eine Absorption des gerade, ohne Behinderung durch das erste reflektierende Element 6 übertragenen Laserstrahls L durch einen Absorber erforderlich ist. In den jeweiligen Zeichnungen, die das Innere der Verkleidung 2 zeigen, wird zur Vereinfachung der Zeichnung jedoch auf die Darstellung des Absorbers verzichtet.
Zudem kann an dem ersten reflektierenden Element 6 eine weitere Sicherheitsmaßnahme ergriffen werden. Es kann beispielsweise so konfiguriert sein, dass die Position des Schwerpunkts des ersten reflektierenden Elements 6 bei einem Verbleib des ersten reflektierenden Elements 6 in der ersten Position oberhalb (Richtung Z1) der Position des Schwerpunkts des ersten reflektierenden Elements 6 bei einem Verbleib des ersten reflektierenden Elements 6 in der zweiten Position liegt. Dadurch ist bei einem Notfall wie einem Ausfallen des Drehmotors 5 eine Drehbewegung des ersten reflektierenden Elements 6 in die zweite Position, in der der Laserstrahl L nicht blockiert wird, durch sein eigenes Gewicht möglich. Daher es ist möglich, eine Situation zu verhindern, in der der von dem ersten reflektierenden Element 6 reflektierte Laserstrahl L auf eine nicht bestimmungsgemäße optische Ausgangsfaser 4 auftrifft und eine nicht bestimmungsgemäße Stelle bestrahlt.
Wie bei der Faserauswahlvorrichtung 1 gemäß der ersten und der zweiten Ausführungsform ist bei einer Anordnung des Drehmotors 5 auf einer Seite unterhalb (Richtung Z2) des optischen Fokussiersystems 41 das Ergebnis einer vorstehend beschriebenen Drehbewegung des ersten reflektierenden Elements 6 durch sein eigenes Gewicht erheblicher. Dies liegt daran, dass es in diesem Fall leicht ist, eine Situation herbeizuführen, in der sich das erste reflektierende Element 6 durch sein eigenes Gewicht drehend in die zweite Position bewegt, da die Ebene, die die jeweiligenWellen 51 umfasst, an denen das erste reflektierende Element 6 befestigt ist, tiefer als die Ebene zu liegen kommt, die die optischen Achse der jeweiligen optischen Fokussiersysteme 41 umfasst. Die Position des Schwerpunkts des ersten reflektierenden Elements 6 ist durch Montieren von Gewichten an dem ersten reflektierenden Element 6 einstellbar. Daher kann das erste reflektierende Element 6 zur Begünstigung der Drehbewegung des ersten reflektierenden Elements 6 mittels seines eigenen derartigen Gewichts den Erfordernissen entsprechend durch Gewichte ergänzt werden.
Zudem kann eine weitere Sicherheitsmaßnahme an der Welle (der Welle 51 oder einer später beschriebenen zweiten Welle 61) vorgenommen werden, an der das erste reflektierende Element 6 befestigt ist. 13 zeigt ein Beispiel, bei dem Anschläge 601, 602, die den Drehwinkelbereich des ersten reflektierenden Elements 6 begrenzen, und eine Spiralfeder 603 an der Welle (der ersten Welle) der optischen Fokussiersystemeinheit U1 der Faserauswahlvorrichtung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform vorgesehen sind. Die Spiralfeder 603 ist ein Beispiel eines elastischen Elements, das eine Vorspannkraft in der Drehrichtung erzeugt, die nicht die des Drehmotors 5 ist.
Der Anschlag 601 stößt gegen das erste reflektierende Element 6, wenn sich das erste reflektierende Element 6 drehend aus der zweiten Position in die erste Position bewegt, und sorgt so dafür, dass das erste reflektierende Element 6 in der ersten Position angehalten wird. Zudem stößt der Anschlag 602 gegen das erste reflektierende Element 6, wenn sich das erste reflektierende Element 6 drehend aus der ersten Position in die zweite Position bewegt, und sorgt so dafür, dass das erste reflektierende Element 6 in der zweiten Position angehalten wird. Daher kann sich das erste reflektierende Element 6 durch die Anschläge 601, 602 eingestellt nur drehend zwischen der ersten Position und der zweiten Position bewegen.
Die Spiralfeder 603 ist um die Welle 51 gewickelt. Ein Ende der Spiralfeder 603 ist an einem Federbefestigungselement 604 befestigt, und das andere Ende ist an dem ersten reflektierenden Element 6 befestigt. Die Welle 51 verläuft so durch das Federbefestigungselement 604, dass sie drehbar ist. Die Spiralfeder 603 wird in einem Zustand montiert, in dem sie vorab in einem bestimmten Ausmaß aufgewickelt ist. Wird das Drehmoment des Drehmotors 5 nicht aufgebracht, wird das erste reflektierende Element 6 in einen Zustand gebracht, in dem es durch die Kraft der Spiralfeder 603, die danach strebt, zurückzukehren, gegen den Anschlag 602 gedrückt wird, und kommt in der zweiten Position zu liegen.
Daher kann bei einer Sicherheitsmaßnahme, die derartige Anschläge 601, 602 und die als elastisches Element dienende Spiralfeder 603 einschließt, im Falle eines Notfalls wie eines Ausfalls des Drehmotors 5, ähnlich wie vorstehend ausgeführt, das erste reflektierende Element 6 durch die elastische Rückholkraft der Spiralfeder 603 automatisch drehend in die zweite Position bewegt werden, in der der Laserstrahl L nicht blockiert wird. Aus diesem Grund es ist möglich, eine Situation zu verhindern, in der der von dem ersten reflektierenden Element 6 reflektierte Laserstrahl L auf einer nicht bestimmungsgemäßen optischen Ausgangsfaser 4 auftrifft und auf eine nicht bestimmungsgemäße Stelle abgestrahlt wird. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Anschläge 603, 602 und das Federbefestigungselement 604 von einem an dem Motormontageelement 53 befestigten Arm 600 gehalten werden. Der Anschlag 601 muss nicht notwendigerweise vorgesehen sein, es ist jedoch wünschenswert, ihn zur Vorwegnahme einer höheren Sicherheit vorzusehen.
Ferner kann das erste reflektierende Element 6 durch eine vorstehend erwähnte Konfiguration ergänzt werden, durch die es durch sein eigenes Gewicht drehend bewegt wird. Zudem kann das erste reflektierende Element 6 durch den Einbau von Anschlägen 901, 902 und einer Spiralfeder 903 drehend bis in die zweite Position bewegt werden, ohne von einer Konfiguration abzuhängen, durch die es durch sein eigenes Gewicht drehend bewegt wird; daher es ist möglich, den Drehmotor 5 oberhalb (Richtung Z1) des optischen Fokussiersystems 41 anzuordnen. Dadurch wird ein Austausch des Drehmotors 5 leichter.
(Dritte Ausführungsform der Faserauswahlvorrichtung)
14 ist eine Draufsicht, die eine Faserauswahlvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Die obere Platte der Verkleidung 2 ist in 14 verborgen, so dass das Innere der Verkleidung 2 der Faserauswahlvorrichtung 1 sichtbar ist. Zudem ist der Laserstrahl L in 14 durch eine feine Linie dargestellt. Ein von außen nicht sichtbarer Laserstrahl L oder das von der reflektierenden Oberfläche 6a des ersten reflektierenden Elements 6, die den Laserstrahl L in dem dargestellten Zustand nicht reflektiert, reflektierte Licht sind durch eine gestrichelte Linie dargestellt. Zudem ist 15 eine perspektivische Ansicht, die die Faserauswahlvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Zudem ist in 15 die Verkleidung 2 mit Ausnahme der Stirnseitenplatte 2a und der Bodenplatte 2b der Verkleidung 2 verborgen, so dass das Innere sichtbar ist. Zudem ist 16 eine perspektivische Ansicht, die eine bei der Faserauswahlvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendete Verkleidung zeigt. 17 ist eine perspektivische Ansicht, die eine bei der Faserauswahlvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendete optische Fokussiersystemeinheit zeigt. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Vorderansicht dieser Faserauswahlvorrichtung 1 gemäß der dritten Ausführungsform und die perspektivische Ansicht aus einem Blickwinkel von schräg unterhalb der Stirnseitenplatte 2a der Verkleidung 2 den 7 und 9 zu der zweiten Ausführungsform entsprechen und daher auf sie verzichtet wird.
Der Punkt, in dem sich die Faserauswahlvorrichtung 1 gemäß der dritten Ausführungsform von der Faserauswahlvorrichtung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform unterscheidet, ist, dass sich die Drehwelle, an der das erste reflektierende Element 6 befestigt ist, von der Welle 51 der Drehwelle 5 unterscheidet. Anders ausgedrückt ist das erste reflektierende Element 6 an einer zweiten Welle 61 befestigt, die eine von der Welle (der ersten Welle) 51 des Drehmotors 5 getrennte Drehwelle ist. Die zweite Welle 61 ist über einen Übertragungsmechanismus 62, der die Drehbewegung überträgt, mit der Welle 51 gekoppelt. Die zweite Welle 61 kann dadurch zur Veranlassung einer Drehbewegung des :ersten reflektierenden Elements 6 zusammen mit der Drehung der Welle 51 des Drehmotors 5 gedreht werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird der Übertragungsmechanismus 62 von einem an der Welle 51 montierten ersten Stirnrad 621 und einem an der zweiten Welle 61 montierten zweiten Stirnrad 622 gebildet, wie in 17 gezeigt. Die spezifische Konfiguration des Übertragungsmechanismus 62 ist nicht jedoch auf Stirnräder beschränkt und kann beispielsweise Riemenscheiben und eine Kette, einen Riemen, etc. umfassen.
Im Falle einer direkten Befestigung des ersten reflektierenden Elements 6 an der Welle 51 des Drehmotors 5 müssen zum Erhalt einer Konfiguration, bei der der Objektivtubus 42 und der Drehmotor 5 einander an der Stirnseitenplatte 2a der Verkleidung 2 nicht behindern, die optische Achse des optischen Fokussiersystems 41 und die Welle 51 des Drehmotors 5 weiter als herkömmlicherweise in der Größenordnung von 10 bis 15 mm beabstandet sein. Aus diesem Grund nimmt die Größe des ersten reflektierenden Elements 6 proportional zu. Die im Zusammenhang mit der vorliegenden Ausführungsform gezeigte zweite Welle 61 muss in Bezug auf die optische Achse des optischen Fokussiersystems 41 jedoch nicht weiter als herkömmlicherweise beabstandet sein. Das erste reflektierende Element 6 kann ähnlich wie herkömmlicherweise eine geringe Größe aufweisen, wodurch das Trägheitsmoment verringert werden kann. Die zum Umschalten des ersten reflektierenden Elements 6 in die erste Position oder die zweite Position erforderliche Zeit kann dadurch verkürzt werden, und ein rascheres Umschalten wird möglich. Da zudem die Größe des ersten reflektierenden Elements 6 geringer wird, werden die Tiefenabmessungen D der Verkleidung 2 der Faserauswahlvorrichtung 1 geringer, wie in den 14 bis 16 gezeigt. Aus diesem Grund verringert sich die Größe der Faserauswahlvorrichtung 1 weiter.
Wie in 17 gezeigt, weist die Einheitsbasisplatte 8 der optischen Fokussiersystemeinheit U1 der Faserauswahlvorrichtung 1 gemäß der dritten Ausführungsform eine zweite Wellenlagerhaltekomponente 81 auf. Die zweite Wellenlagerhaltekomponente 81 ist auf der Hinterseite der Einheitsbasisplatte 8 angeordnet. Die zweite Welle 61 wird durch diese zweite Wellenlagerhaltekomponente 81 drehbar an der Einheitsbasisplatte 8 gehalten. Zudem weist die Einheitsbasisplatte 8 eine Durchgangsbohrung 8a zum Ermöglichen eines Auftreffens des von der reflektierenden Oberfläche 6a des ersten reflektierenden Elements 6 reflektierten Laserstrahls auf dem optischen Fokussiersystem 41 des Objektivtubus 42 und eine Durchgangsbohrung 8b zum Einsetzen der Welle 51 des Drehmotors 5 mit dem Stirnrad 621 auf.
Die zweite Wellenlagerhaltekomponente 81 kann einen nicht dargestellten Winkeleinstellmechanismus (einen ersten Winkeleinstellmechanismus) zum Einstellen des Winkels der zweiten Welle 61 in Bezug auf die Einheitsbasisplatte 8 aufweisen. Es wird dadurch möglich, eine Einstellung des Winkels der optischen Achse auszuführen, der den Klappenwinkel der reflektierenden Oberfläche 6a des ersten reflektierenden Elements 6 einschließt. Dieser Winkeleinstellmechanismus wird später beschrieben.
Bei dieser optischen Fokussiersystemeinheit U1 kann die Installation des Drehmotors 5 einfach in einem Einrücken des Stirnrads 621 in das Stirnrad 622 bestehen und erfordert keine hoch präzise Einstellung des Winkels der Welle 51. Aus diesem Grund wird der Nutzen erzielt, dass selbst dann nicht die Notwendigkeit einer Neueinstellung der optischen Achse der reflektierenden Oberfläche 6a des ersten reflektierenden Elements 6 besteht, wenn die Einheit des Drehmotors 5 ausgetauscht wird. Zudem ist der Nutzen, dass die optische Fokussiersystemeinheit U1 als Funktionseinheit austauschbar ist, ähnlich wie im Falle der zweiten Ausführungsform.
Die Stirnseitenplatte 2a der im Zusammenhang mit der vorliegenden Ausführungsform gezeigten Verkleidung 2 weist ein umgekehrt L-förmiges Öffnungselement 211 zur Montage einer optischen Kollimatorsystemeinheit U2 und zwei kurbelförmige Öffnungselemente 221 zur Montage von zwei optischen Fokussiersystemeinheiten U1 auf. Die jeweiligen Einheiten U1, U2 sind von der Seite der Vorderseite austauschbar an der Stirnseitenplatte 2a dieser Verkleidung 2 montiert. Das Öffnungselement 211 dient den Zwecken einer Einfallöffnung für den Laserstrahl und einer Montageöffnung für das zweite reflektierende Element. Das Öffnungselement 221 dient den Zwecken einer Austrittsöffnung für den Laserstrahl und einer Motormontageöffnung.
(Vierte Ausführungsform der Faserauswahlvorrichtung)
18 ist eine Draufsicht einer Faserauswahlvorrichtung 1 gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 19 ist eine Vorderansicht der Faserauswahlvorrichtung 1 gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die obere Platte der Verkleidung 2 ist in 18 verborgen, so dass das Innere der Verkleidung 2 der Faserauswahlvorrichtung 1 sichtbar ist. Zudem ist der Laserstrahl L in 18 durch eine feine Linie dargestellt. Eine von außen nicht sichtbarer Laserstrahl L oder das von der reflektierenden Oberfläche 6a des ersten reflektierenden Elements 6, die den Laserstrahl L in dem dargestellten Zustand nicht reflektiert, reflektierte Licht ist durch eine gestrichelte Linie dargestellt. Zudem sind die 20 und 21 perspektivische Ansichten der Faserauswahlvorrichtung 1 gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 20 ist eine perspektivische Ansicht, bei der die Faserauswahlvorrichtung 1 von der Seite der Hinterseite von schräg oben betrachtet wird. In 20 ist die Verkleidung 2 mit Ausnahme der Stirnseitenplatte 2a und der Bodenplatte 2b der Verkleidung 2 verborgen, so dass das Innere sichtbar ist. 21 ist eine perspektivische Ansicht aus dem Blickwinkel von einer Seite der Stirnseitenplatte 2a der Verkleidung 2 von schräg unten. Darüber hinaus ist 22 eine perspektivische Ansicht, bei der nur die Verkleidung 2 der Faserauswahlvorrichtung 1 gemäß der vierten Ausführungsform von der Seite der Stirnseitenplatte 2a von schräg oben betrachtet wird. 23 ist eine perspektivische Ansicht der optischen Fokussiersystemeinheit U1 der Faserauswahlvorrichtung 1 gemäß der vierten Ausführungsform.
Der Punkt, in dem sich die Faserauswahlvorrichtung 1 gemäß der vierten Ausführungsform von der Faserauswahlvorrichtung 1 gemäß der dritten Ausführungsform unterscheidet, ist der Umstand der Verwendung von Kegelrädern 623, 624 für den Übertragungsmechanismus 62 zur Veranlassung einer Drehung der zweiten Welle 61, an der das erste reflektierende Element 6 befestigt ist. Genauer ist das erste Kegelrad 623 am vorderen Ende der Welle 51 des Drehmotors 5 montiert.
Andererseits ist die zweite Wellenlagerhaltekomponente 81 nach unten (Richtung Z2) verlängert und weist eine parallel zu der zweiten Welle 61 angeordnete dritte Welle 63 auf. Die dritte Welle 63 weist ein zweites Kegelrad 624, das in das erste Kegelrad 623 eingreift, und ein drittes Stirnrad 625 auf, das in das an der zweiten Welle 61 montierte zweite Stirnrad 622 eingreift. Die Beziehung zwischen der Welle 51 des Drehmotors 5 und der zweiten Welle 61, an der das erste reflektierende Element 6 befestigt ist, verändert sich dadurch von einer parallelen Beziehung, wie bei der dritten Ausführungsform, zu einer Beziehung, in der sie sich bei der Betrachtung von oberhalb der Faserauswahlvorrichtung 1 in einem von Winkel von 45° schräg schneiden, wie in 18 gezeigt. Dadurch ist die Welle 51 des Drehmotors 5 parallel zur optischen Achse des optischen Fokussiersystems 41 angeordnet. Wenn die optische Achse des optischen Fokussiersystems 41 und die Welle 51 des Drehmotors 5 parallel werden, wird das Ergebnis erzielt, dass der Austausch des Drehmotors 5 leichter wird und die Zeit für die Wartung verkürzt werden kann, da die Montagefläche des Drehmotors 5, wie aus 19 oder 21 ersichtlich, parallel zur Stirnseitenplatte 2a der Verkleidung 2 wird.
Es ist darauf hinzuweisen, dass „optische Achse und Welle sind parallel“ nicht notwendigerweise die Tatsache bedeutet, dass die optische Achse und die Welle streng parallel angeordnet sind, sondern dass sie hinsichtlich der Konstruktion parallel angeordnet sind. Daher schließt „optische Achse und Welle sind parallel“ auch einen Fall ein, in dem sie aufgrund von Abweichungen hinsichtlich der Präzision der Komponenten, eines Montagefehlers, etc. nicht vollkommen parallel sind, d.h. einen Fall, in dem sie im Wesentlichen parallel sind.
Wie im Zusammenhang mit der vorliegenden Ausführungsform gezeigt, wenn auch nicht dargestellt, kann für den Übertragungsmechanismus, der veranlasst, dass die Welle 51 des Drehmotors 5 und die zweite Welle 61 des ersten reflektierenden Elements 6 einander schräg schneiden, anstelle der vorstehenden Kegelräder 623, 624 ein Universalgelenk oder dergleichen verwendet werden.
Die Stirnseitenplatte 24a der im Zusammenhang mit der vorliegenden Ausführungsform gezeigten Verkleidung 2 weist ein rechteckiges Öffnungselement 212 zur Montage einer optischen Kollimatorsystemeinheit U2 und zwei rechteckige Öffnungselemente 222 zur Montage von zwei optischen Fokussiersystemeinheiten U1 auf, wie in 22 gezeigt. Die jeweiligen Einheiten U1, U2 sind von der Seite der Vorderseite austauschbar an der Stirnseitenplatte 2a dieser Verkleidung 2 montiert. Das Öffnungselement 212 dient den Zwecken einer Einfallöffnung für den Laserstrahl und einer Montageöffnung für das zweite reflektierende Element. Das Öffnungselement 222 dient dem Zweck einer Austrittsöffnung für den Laserstrahl. Unten sind die beiden Öffnungselemente 222 mit den jeweiligen Motormontageöffnungen 24 verbunden.
(Fünfte Ausführungsform der Faserauswahlvorrichtung)
24 ist eine Draufsicht einer Faserauswahlvorrichtung 1 gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 25 ist eine Vorderansicht der Faserauswahlvorrichtung 1 gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die obere Platte der Verkleidung 2 ist in 24 verborgen, so dass das Innere der Verkleidung 2 der Faserauswahlvorrichtung 1 sichtbar ist. Zudem ist in 24 der Laserstrahl L durch eine feine Linie dargestellt. Ein von außen nicht sichtbarer Laserstrahl L und das von der reflektierenden Oberfläche 6a des ersten reflektierenden Elements 6, die den Laserstrahl L in dem dargestellten Zustand nicht reflektiert, reflektierte Licht sind durch eine gestrichelte Linie dargestellt. Zudem sind die 26 und 27 perspektivische Ansichten der Faserauswahlvorrichtung 1 gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
26 ist eine perspektivische Ansicht, bei der die Faserauswahlvorrichtung 1 von der Seite der Hinterseite von schräg oben betrachtet wird. In 26 ist die Verkleidung 2 mit Ausnahme der Stirnseitenplatte 2a und der Bodenplatte 2b der Verkleidung 2 verborgen, so dass das Innere sichtbar ist.
27 ist eine perspektivische Ansicht, bei der die Faserauswahlvorrichtung 1 von einer Seite der Stirnseitenplatte 2a der Verkleidung 2 von schräg unten betrachtet wird. Zudem ist 28 eine perspektivische Ansicht, bei der nur die Verkleidung 2 der Faserauswahlvorrichtung 1 gemäß der fünften Ausführungsform von der Seite der Stirnseitenplatte 2a von schräg oben betrachtet wird. 29 ist eine perspektivische Ansicht einer optischen Fokussiersystemseinheit U1, die für einen Austausch als Funktionseinheit der Faserauswahlvorrichtung 1 gemäß der fünften Ausführungsform geeignet ist.
Der Punkt, in dem sich die Faserauswahlvorrichtung 1 gemäß der fünften Ausführungsform von der Faserauswahlvorrichtung 1 gemäß der vierten Ausführungsform unterscheidet, ist der Umstand, dass die Welle 51 mindestens eines Drehmotors 5 so angeordnet ist, dass sie von den jeweiligen optischen Achsen der auf die beiden optischen Ausgangsfasern 4 neben diesem Drehmotor 5 auftreffenden Laserstrahlen L gleich weit entfernt ist. Anders ausgedrückt sind, wie aus 25 ersichtlich, bei einer Betrachtung der Faserauswahlvorrichtung 1 von der Seite der Vorderseite die jeweiligen Drehmotoren 5 so zwischen den benachbarten Objektivtuben 32 und 42 und zwei benachbarten Objektivtuben 42 angeordnet, dass sie so nahe wie möglich bei den Objektivtuben 32, 42 liegen. Der in 25 auf der linken Seite gezeigte Drehmotor 5 ist von den benachbarten Objektivtuben 32 und 42 jeweils gleich weit entfernt angeordnet, und der Drehmotor 5 auf der rechten Seite ist von den beiden Objektivtuben 42 jeweils gleich weit entfernt angeordnet.
Da die zur Axialrichtung der Welle 51 des Drehmotors 5 rechtwinklige Querschnittsform und die zur optischen Achse des optischen Fokussiersystems 41 rechtwinklige Querschnittsform jeweils im Grunde annähernd kreisförmig sind, ist es, wie auch aus 25 hervorgeht, mittels der vorstehend genannten Konfiguration möglich, den Abstand zwischen einer Ebene, die die Wellen 51 der mehreren Drehmotoren 5 umfasst, und einer Ebene zu verkürzen, die die optischen Achsen des optischen Kollimatorsystems 31 und der mehreren optischen Fokussiersysteme 41 umfasst. Daher wird, wie in den 25 bis 28 gezeigt, die Höhe H der Faserauswahlvorrichtung 1 verkürzt, und ferner kann die Größe der Faserauswahlvorrichtung 1 verringert werden.
Es ist darauf hinzuweisen, dass „gleich weit entfernt“ nicht notwendigerweise bedeutet, dass die Abstände vollständig übereinstimmen, sondern dass hinsichtlich der Konstruktion eine Anordnung in gleichen Abständen vorgesehen ist. Daher schließt „gleich weit entfernt“ auch einen Fall ein, in dem die Abstände aufgrund von Abweichungen hinsichtlich der Präzision von Komponenten, Montagefehlern, etc. nicht vollkommen gleich sind, d.h. den Fall einer im Wesentlichen gleich weiten Entfernung ein.
Die im Zusammenhang mit der vorliegenden Ausführungsform gezeigte Stirnseitenplatte 2a der Verkleidung 2 weist ein Öffnungselement 211 zur Montage einer optischen Kollimatorsystemeinheit U2 und zwei Öffnungselemente 221 zur Montage von zwei optischen Fokussiersystemeinheiten U1 auf, wie in 28 gezeigt. Das Öffnungselement 211 ist in einer im Wesentlichen dreieckigen Form ausgebildet. Das Öffnungselement 221 ist entlang der Richtung der Z-Achse erheblich schrägeingekerbt. Die jeweiligen Einheiten U1, U2 werden von der Seite der Vorderseite austauschbar an der Stirnseitenplatte 2a dieser Verkleidung 2 montiert. Das Öffnungselement 211 dient den Zwecken einer Einfallöffnung für den Laserstrahl und einer Montageöffnung für das zweite reflektierende Element. Das Öffnungselement 221 dient den Zwecken einer Austrittsöffnung für den Laserstrahl und einer Motormontageöffnung.
Bei den jeweiligen Faserauswahlvorrichtungen 1 gemäß der vierten und der fünften Ausführungsform, die die zweite Welle 61 umfassen, kann, wie in dem 30 und 31 gezeigt, ein Druckmechanismus 65 zur Reduzierung der Unbestimmtheit (des Nachlaufs) der zweiten Welle 61 vorgesehen sein. Genauer weist der Druckmechanismus 65 an beiden Enden der zweiten Welle 61 jeweils Lager 641, 642 auf. Obwohl dies in den 30 und 31 nicht im Einzelnen dargestellt ist, werden die Lager 641, 642 durch die zweite Wellenlagerhaltekomponente 81, etc. an vorgegebenen Positionen gehalten. Der Druckmechanismus 65 ist so konfiguriert, dass er die zweite Welle 61 gegen eines der Lager 641 oder 642 drückt. Da die Unbestimmtheit (der Nachlauf) der Position in der Axialrichtung der zweiten Welle 61 dadurch reduziert werden kann, wird die Präzision der Steuerung der Position (der Fokuslage) verbessert, auf die der von dem an der zweiten Welle 61 befestigten ersten reflektierenden Element 6 reflektierte Laserstrahl L durch das optische Fokussiersystem 41 fokussiert wird. Dadurch trifft der Laserstrahl L zuverlässig auf das Innere der Einfallsendfläche der optischen Ausgangsfaser 4 auf, wodurch das Ergebnis erzielt wird, dass die Kopplungseffizienz der Faserauswahlvorrichtung 1 verbessert wird.
Der in 30 gezeigte Druckmechanismus 65 wird von einem elastischen Element 651 wie einer Spiralfeder gebildet, die am äußeren Umfang der zweiten Welle 61 montiert ist. Das elastische Element 651 drückt die zweite Welle 61 zwischen dem einen Lager 641 und dem an der zweiten Welle 61 befestigten zweiten Stirnrad 622 über das zweite Stirnrad 622 in die Richtung des anderen Lagers 642. Zudem weist der in 31 gezeigte Druckmechanismus 65 eine Magnetspule 652 auf. In diesem Fall wird die zweite Welle 61 magnetisiert, und von der am äußeren Umfang der zweiten Welle 61 montierten Magnetspule 652 wird ein elektromagnetisches Stellglied gebildet. Die Magnetspule 652 ist, obwohl dies nicht dargestellt;ist, durch ein Halteelement öder dergleichen an einer vorgegebenen Position innerhalb der Verkleidung 2 befestigt. Wenn die Magnetspule 652 mit Strom versorgt wird, wird die zweite Welle 61 durch die Magnetkraft beispielsweise in die Richtung des Lagers 642 gedrückt.
Ist der Druckmechanismus 65 ein elastisches Element 651 wie eine Spiralfeder, ist es möglich, das vorstehend ausgeführte Ergebnis zu geringen Kosten zu realisieren. Ist der Druckmechanismus 65 andererseits ein elektromagnetisches Stellglied, ist es möglich, die zweite Welle 61 nur dann gegen eines der Lager 641 oder 642 zu drücken, wenn dies erforderlich ist. Aus diesem Grund ist es auch möglich, den Druckmechanismus 65 so zu steuern, dass bei einer Drehung der zweiten Welle 61 kein Druck auf das Lager 641 oder 642 ausgeübt wird. Der von einem elektromagnetischen Stellglied gebildete Druckmechanismus 65 kann aufgrund des Ausbleibens einer mit der Druckbeaufschlagung einhergehenden Zunahme des Reibungswiderstands an den Lagern 641, 642 eine Drehbewegung des ersten reflektierenden Elements 6 mit hoher Geschwindigkeit ermöglichen, und dadurch lässt die Drehzahl der zweiten Welle 61 nicht nach. Daher ist der von einem elektromagnetischen Stellglied gebildete Druckmechanismus 65 für ein Umschalten zwischen den den Laserstrahl L emittierenden optischen Ausgangsfasern 4 mit einer höheren Geschwindigkeit geeignet.
Zumindest an einem Abschnitt, an dem Reibung erzeugt wird, wie an dem Übertragungsmechanismus 62 und den Lagern 641, 642, kann Harz mit einer Selbstschmiereigenschaft eingesetzt werden. Selbst wenn kein Schmieröl verwendet wird, bei dem die Gefahr der Entstehung von Ölnebel besteht, kann die Reinheit der Umgebungsluft aufrechterhalten werden, da das Verhindern oder Reduzieren eines Festfressens der Zahnräder und einer Reibung der Zahnräder sowie einer Reibung und Abnutzung der Lager möglich ist. Aus diesem Grund es ist möglich, eine Verunreinigung der optischen Komponenten durch Ölnebel zu verhindern, die in dem gleichen Freiraum wie das optische Kollimatorsystem 31, das optische Fokussiersystem 41 und das erste reflektierende Element 6, etc. verwendet werden. Hinsichtlich des Harzes mit der Selbstschmiereigenschaft bestehen keine besonderen Einschränkungen; es besteht jedoch die Möglichkeit, Harze wie technische Kunststoffe wie Polyacetal und technische Superkunststoffe wie Polychlortrifluorethylen (Trifluorethylenchlorid) zu verwenden.
(Einstellmechanismen für Fokuslage und Winkel der optischen Achse)
Hier werden anhand spezifischer Beispiele der Einstellmechanismus für die Fokuslage und den Winkel der optischen Achse des optischen Kollimatorsystems 31 und des optischen Fokussiersystems 41 erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass hier ein Beispiel des Einstellmechanismus des optischen Kollimatorsystems 31 beschrieben wird, da die Einstellmechanismen für die Fokuslage und den Winkel der optischen Achse des optischen Kollimatorsystems 31 und des optischen Fokussiersystems 41 die gleiche Struktur aufweisen können. Die 32 bis 35 zeigen Beispiele eines Einstellmechanismus des optischen Kollimatorsystems 31. 32 ist eine perspektivische Ansicht, die das optische Kollimatorsystem einschließlich des Einstellmechanismus für die Fokuslage und den Winkel der optischen Achse zeigt. 33 ist eine Vorderansicht, die das optische Kollimatorsystem mit dem Einstellmechanismus für die Fokuslage und den Winkel der optischen Achse zeigt. 34 ist eine Längsschnittansicht, die das optische Kollimatorsystem einschließlich des Einstellmechanismus für die Fokuslage und den Winkel der optischen Achse zeigt. 35 ist eine Schnittansicht, die das optische Kollimatorsystem einschließlich des Einstellmechanismus für die Fokuslage und den Winkel der optischen Achse zeigt.
Wie in den 34 und 35 gezeigt, ist eine zylindrische Verschiebekomponente 311 in dem Objektivtubus 32 untergebracht. In der Mitte hält die Verschiebekomponente 311 eine Linsenhalterung 313, an der eine Linse 312 montiert ist. Genauer ist die Linsenhalterung 313 mit vier Führungsstiften 314 verbunden, die so angeordnet sind, dass sie sich im Inneren der Verschiebekomponente 311 in der Richtung der optischen Achse des Laserstrahls L erstrecken, und wird von den Spiralfedern 315 elastisch gehalten, die am äußeren Umfang dieser Führungsstifte 314 montiert sind. Die äußere Umfangsfläche der Linsenhalterung 313 ist eine kugelförmige Oberfläche 313a. Die Linsenhalterung 313 wird von dieser kugelförmigen Oberfläche 313a durch den Kontakt mit der Innenfläche der Verschiebekomponente 311 gehalten.
Zwischen der Verschiebekomponente 311 und dem Austrittsöffnungselement 32a des Objektivtubus 32 ist eine Spiralfeder 316 angeordnet. Die Spiralfeder 316 spannt die Verschiebekomponente 311 zur Vorderseite (der Seite der Richtung Y1) des Objektivtubus 32 vor. Die Vorderseite des Objektivtubus 32 ist durch ein Flanschelement 331 eines Verbindungselements 33 abgedichtet.
An der Oberseite des Flanschelements 331 des Verbindungselements 33 ist eine Fokuslageneinstellschraube 34 montiert. Die Fokuslageneinstellschraube 34 verläuft durch das Flanschelement 331 und liegt an der oberen Endfläche der Verschiebekomponente 311 an. Wird die Fokuslageneinstellschraube 34 nach vorne gedreht, wird dadurch das Einwirken einer Kraft in einer Richtung (der Richtung Y2) veranlasst, durch die die Verschiebekomponente 311 gegen die Vorspannkraft der Spiralfeder 316 gedrückt wird. Zudem wird bei einer Rückwärtsdrehung der Fokuslageneinstellschraube 34 die Verschiebekomponente 311 zu der Spiralfeder 316 gedrückt und bewegt sich nach vorne (Richtung Y1). Durch diese Bewegung der Verschiebekomponente 311 in der Richtung der Y-Achse verändert sich die Fokuslage der Linse 312. Daher ist die Fokuslage des optischen Kollimatorsystems 31 durch Betätigen der Fokuslageneinstellschraube 34 von der Seite der Vorderseite der Faserauswahlvorrichtung 1 einstellbar.
Zudem ist bei dem Flanschelement 331 des Verbindungselements 33 eine erste Schraube 35 zur Einstellung des Winkels der optischen Achse an einer Position montiert, die gegenüber der Fokuslageneinstellschraube 34 um 90° im Uhrzeigersinn getrennt ist, wie in 33 gezeigt. Die erste Schraube 35 zur Einstellung des Winkels der optischen Achse verläuft durch das Flanschelement 331 und liegt an der rechten Endfläche der Linsenhalterung 313 an. Zudem ist in dem Flanschelement 331 des Verbindungselements 33 in einer ähnlichen Konfiguration eine zweite Schraube 3 zur Einstellung des Winkels der optischen Achse an einer Position montiert, die im Uhrzeigersinn um 180° von der Fokuslageneinstellschraube 34 getrennt ist, wie in.33 gezeigt. Die zweite Schraube 3 zur Einstellung des Winkels der optischen Achse verläuft durch das Flanschelement 331 und liegt an der unteren Endfläche der Linsenhalterung 313 an.
Wird die erste Schraube 35 zur Einstellung des Winkels der optischen Achse gedreht, dreht sich die Linse 312 aufgrund des Gleitens der kugelförmigen Oberfläche über die kugelförmige Oberfläche 313a der Linsenhalterung 313 um eine zur Z-Achse parallele Gerade. Die optische Achse der Linse 312 wird dadurch in Bezug.auf die Y-Achse in der seitlichen Richtung (der Richtung der X-Achse) verändert. Wird andererseits die zweite Schraube 3 zur Einstellung des Winkels der optischen Achse gedreht, dreht sich die Linse 312 durch das Gleiten der kugelförmigen mittels der kugelförmigen Oberfläche 313a der Linsenhalterung 313 um eine zur X-Achse parallele Gerade. Die optische Achse der Linse 312 verändert sich dadurch in Bezug auf die Y-Achse in der vertikalen Richtung (der Richtung der Z-Achse). Daher ist der Winkel der optischen Achse des optischen Kollimatorsystems 31 durch Betätigen der ersten Schraube 35 zur Einstellung des Winkels der optischen Achse und der zweiten Schraube 3 zur Einstellung des Winkels der optischen Achse von der Seite der Vorderseite der Faserauswahlvorrichtung 1 einstellbar.
Es ist darauf hinzuweisen, dass es nach der Einstellung der Fokuslage und des Winkels der optischen Achse der Linse 312 durch Festziehen von an den jeweiligen Einstellschrauben 34, 35, 36 vorgesehenen Feststellschrauben 341, 351, 361 möglich ist, eine derartige Feststellung herbeizuführen, dass sich die jeweiligen Einstellschrauben 34, 35, 36 nicht drehen. Die Feststellschrauben 341, 351, 361 können unter Verwendung eines L-förmigen Sechskantschlüssels oder dergleichen leicht von der Seite der Vorderseite der Faserauswahlvorrichtung 1 gedreht werden.
Zudem sind gemäß 33 Schrauben 37, 38, die sich an in Bezug auf die erste Schraube 35 zur Einstellung des Winkels der optischen Achse und die zweite Schraube 3 zur Einstellung des Winkels der optischen Achse symmetrischen Positionen befinden, wenn die optische Achse des Laserstrahls L als Symmetrieachse dient, Schrauben, die bei der Einstellung des Winkels der optischen Achse als Haltepunkte dienen. An diesen Schrauben 37, 38 sind jeweils Spiralfedern 371, 381 montiert, die die Linsenhalterung 313 elastisch halten. Die Schrauben 37, 38 sind in einem Zustand befestigt, in dem sie geringfügig von der Linsenhalterung 313 entfernt sind, und müssen bei der Einstellung des Winkels der optischen Achse normalerweise nicht gedreht werden.
(Winkeleinstellmechanismus für das erste reflektierende Element)
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf die 36 bis 39 ein Winkeleinstellmechanismus (ein erster Winkeleinstellmechanismus) zum Einstellen des Winkels der optischen Achse erläutert, der den Klappenwinkel der reflektierenden Oberfläche 6a des an der Welle 51 des Drehmotors 5 befestigten ersten reflektierenden Elements 6 umfasst. Die 36 bis 39 sind Ansichten, die einen Winkeleinstellmechanismus für die Drehachseder Welle des Drehmotors und seine zugehörigen Komponenten zeigen. 36 ist eine perspektivische Ansicht, 37 ist eine Vorderansicht, 38 ist eine Längsschnittansicht, und 39 ist eine Schnittansicht. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Einheitsbasisplatte 8, an der der Drehmotor 5 montiert ist, in den 36 bis 39 zur Vereinfachung der Erläuterung durch ein einfaches Viereck dargestellt ist.
Der erste Winkeleinstellmechanismus 50 zum Einstellen des Winkels der optischen Achse, das den Klappenwinkel der reflektierenden Oberfläche 6a des an der Welle 51 des Drehmotors 5 befestigten ersten reflektierenden Elements 6 einschließt, ist so konfiguriert, dass er einen Befestigungsfuß 54 für den Drehmotor 5, drei Winkeleinstellschrauben 55, 56, 57 und Spiralfedern 551, 561, 571 umfasst. Der Befestigungsfuß 54 des Drehmotors 5 ist über die drei Winkeleinstellschrauben 55, 56, 57 an der Einheitsbasisplatte 8 montiert.
Die Winkeleinstellschrauben 55, 56 sind so angeordnet, dass sie auf der Seite des rechten Endes des Befestigungsfußes 54 (dem Ende in der Richtung X1) in der vertikalen Richtung (der Richtung der Z-Achse) voneinander beabstandet sind. Zudem ist die Winkeleinstellschraube 57 in der vertikalen Richtung (der Richtung der Z-Achse) auf der Seite des linken Endes des Befestigungsfußes 54 (dem Ende in der Richtung X2) im mittleren Teil angeordnet. Die Spiralfedern 551, 561, 571 sind jeweils am äußeren Umfang jeder Winkeleinstellschraube 55, 56, 57 montiert. Die jeweiligen Spiralfedern 551, 561, 571 üben eine Kraft in einer Richtung aus, in der sich der Drehmotor 5 von der Einheitsbasisplatte 8 entfernt.
Durch das Drehen der Winkeleinstellschrauben 55, 56, 57 wird der Abstand zwischen dem Drehmotor 5 und der Einheitsbasisplatte 8 eingestellt. Genauer dreht sich bei einer Drehung der Winkeleinstellschraube 57 auf der gemäß 37 linken Seite der Drehmotor 5 um eine zur Z-Achse parallele Gerade. Die Axialrichtung der Welle 51 verändert sich dadurch in Bezug auf die Y-Achse in der seitlichen Richtung (der Richtung der X-Achse), und gleichzeitig verändert sich der Winkel der optischen Achse der reflektierenden Oberfläche 6a des an der Welle 51 befestigten ersten reflektierenden Elements 6. Zudem dreht sich bei einer Drehung der beiden Winkeleinstellschrauben 55, 56 auf der gemäß 37 rechten Seite in einander entgegengesetzten Richtungen der Drehmotor 5 um eine zur X-Achse parallele Gerade. Die Axialrichtung der Welle 51 verändert sich dadurch in Bezug auf die Y-Achse in der vertikalen Richtung (der Richtung der Z-Achse), und gleichzeitig verändert sich der Winkel der optischen Achse der reflektierenden Oberfläche 6a des an der Welle 51 befestigten ersten reflektierenden Elements 6. Darüber hinaus wird bei einer Drehung der drei Winkeleinstellschrauben 55, 56, 57 in der gleichen Richtung um den gleichen Winkel der Drehmotor 5 parallel entlang der der Richtung der Y-Achse bewegt.
Auf die vorstehend beschriebene Weise ist der Winkel der optischen Achse, der den Klappenwinkel der reflektierenden Oberfläche 6a des an der Welle 51 des Drehmotors 5 befestigten ersten reflektierenden Elements 6 einschließt, durch Betätigen der Winkeleinstellschrauben 55, 56, 57 des ersten Winkeleinstellmechanismus 50 von der Seite der Vorderseite der Faserauswahlvorrichtung 1 einstellbar. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Winkeleinstellschrauben 55, 56, 57 nach der Einstellung durch Festziehen der Feststellschrauben 552, 562, 572 unter Verwendung eine L-förmigen Sechskantschlüssels oder dergleichen so festgestellt werden, dass sie sich nicht drehen.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf die 40 bis 43 ein Beispiel eines ersten Winkeleinstellmechanismus zur Einstellung des Winkels der optischen Achse erläutert, die den Klappenwinkel der reflektierenden Oberfläche 6a des an der zweiten Welle 61 befestigten ersten reflektierenden Elements 6 einschließt. Die 40 bis 43 zeigen einen Mechanismus zur Einstellung des Winkels der optischen Achse der reflektierenden Oberfläche des an der zweiten Welle befestigten reflektierenden Elements und seine zugehörigen Komponenten. 40 ist eine perspektivische Ansicht, 41 ist eine Vorderansicht, 42 ist eine Längsschnittansicht, und 43 ist eine Schnittansicht. Es ist darauf hinzuweisen, dass in den 40 bis 43 die Einheitsbasisplatte 8, an der die zweite Wellenlagerhaltekomponente 81 montiert ist, die die zweite Welle 61 hält, zur Vereinfachung der Erläuterung als eine einfaches Viereck gezeigt ist.
Der erste Winkeleinstellmechanismus 80 zum Einstellen des Winkels der optischen Achse, der den Klappenwinkel der reflektierenden Oberfläche 6a des an der zweiten Welle 61 befestigten ersten reflektierenden Elements 6 einschließt, ist so konfiguriert, dass er einen Befestigungsfuß 82 umfasst, der von der Seite betrachtet T-förmig ist, drei Winkeleinstellschrauben 83, 84, 85 und Spiralfedern 831, 841, 851. Die zweite Wellenlagerhaltekomponente 81 ist einstückig mit dem Befestigungsfuß 82 ausgebildet. Dieser Befestigungsfuß 82 ist mittels der drei Winkeleinstellschrauben 83, 84, 85 an der Einheitsbasisplatte 8 montiert. Unter diesen sind die Winkeleinstellschrauben 83, 84 so angeordnet, dass sie in der vertikalen Richtung (der Richtung der Z-Achse) an einem Ende (dem Ende in Richtung X1) in der seitlichen Richtung des Befestigungsfußes 82 voneinander getrennt sind. Zudem ist die Winkeleinstellschraube 85 in der seitlichen Richtung des Befestigungsfußes 82 am anderen Ende (dem Ende in Richtung X2) angeordnet. Die Spiralfedern 831, 841, 851 sind jeweils an den äußeren Umfängen jeder der Winkeleinstellschrauben 83, 84, 85 montiert. Die jeweiligen Spiralfedern 831, 841, 851 üben über den Befestigungsfuß 82 eine Kraft in einer Richtung auf die zweite Wellenlagerhaltekomponente 81 aus, in der sie sich von der Einheitsbasisplatte 8 entfernt.
Durch Drehen der Winkeleinstellschrauben 83, 84, 85 wird der Montagewinkel der zweiten Wellenlagerhaltekomponente 81 in Bezug auf die Einheitsbasisplatte 8 eingestellt. Genauer wird bei einer Drehung der Winkeleinstellschraube 85 auf der gemäß 41 linken Seite in einander entgegengesetzten Richtungen die zweite Wellenlagerhaltekomponente 81 um eine zur Z-Achse parallele Gerade gedreht. Der Montagewinkel der zweiten Wellenlagerhaltekomponente 81 verändert sich in Bezug auf die Einheitsbasisplatte 8 in der seitlichen Richtung (der Richtung der X-Achse), und gleichzeitig ändert sich der Winkel der optischen Achse der reflektierenden Oberfläche 6a des an der zweiten Welle 61 befestigten ersten reflektierenden Elements 6. Zudem dreht sich bei einer Drehung der beiden Winkeleinstellschrauben 83, 84 auf der gemäß 41 rechten Seite die zweite Wellenlagerhaltekomponente 81 um eine zur X-Achse parallele Gerade. Der Montagewinkel der zweiten Wellenlagerhaltekomponente 81 verändert sich dadurch in Bezug auf die Einheitsbasisplatte 8 in der vertikalen Richtung (der Richtung der Z-Achse), und gleichzeitig ändert sich der Winkel der optischen Achse der reflektierenden Oberfläche 6a des an der zweiten Welle 61 befestigten ersten reflektierenden Elements 6. Darüber hinaus wird bei einer Drehung der drei Winkeleinstellschrauben 83, 84, 85 in der gleichen Richtung um den gleichen Winkel die zweite Wellenlagerhaltekomponente 81 parallel entlang der Richtung der Y-Achse bewegt.
Auf die vorstehend beschriebene Weise ist durch Betätigen der Winkeleinstellschrauben 83, 84, 85 des ersten Winkeleinstellmechanismus 80 der Winkel der optischen Achse, der den Klappenwinkel der reflektierenden Oberfläche 6a des an der zweiten Welle 61 befestigten ersten reflektierenden Elements 6 einschließt, von der Seite der Vorderseite der Faserauswahlvorrichtung 1 einstellbar. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Winkeleinstellschrauben 83, 84, 85 nach der Einstellung durch Festziehen der Feststellschrauben 832, 842, 852 unter Verwendung eines L-förmigen Sechskantschlüssels oder dergleichen festgestellt werden, damit sie sich nicht drehen. In den 40 bis 43 ist nur die Feststellschraube 852 dargestellt.
Der Winkeleinstellmechanismus (der zweite Winkeleinstellmechanismus) des zweiten reflektierenden Elements 7 kann ebenfalls ähnlich wie einer der vorstehend beschriebenen Winkeleinstellmechanismen (der ersten Winkeleinstellmechanismen 50, 80) des ersten reflektierenden Elements 6 konfiguriert sein. Es ist darauf hinzuweisen, dass es sich bei dem als vorstehende Ausführungsform beschriebenen Einstellmechanismus lediglich um ein Beispiel handelt und dass der Einstellmechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung nicht auf die vorstehende Ausführungsform beschränkt ist.
(Ausführungsform der Laservorrichtung)
44 ist ein Blockdiagramm, das eine konzeptionelle Konfiguration einer Laservorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. 45 ist eine Ansicht, die ein Beispiel der Installation einer Faserauswahlvorrichtung in einer Laservorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. 46 ist eine Ansicht, die ein weiteres Beispiel der Installation einer Faserauswahlvorrichtung in einer Laservorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Laservorrichtung 10 umfasst die vorstehend erläuterte, als erste bis fünfte Ausführungsform beschriebene Faserauswahlvorrichtung 1, einen Laseroszillator 11, eine optische Eingangsfaser 3, mehrere optische Ausgangsfasern 4, eine Laserstromquelle 12 und eine Steuereinheit 13.
In der Laservorrichtung 10 ist mindestens ein Laseroszillator 11 vorgesehen. Die optische Eingangsfaser 3 führt der Faserauswahlvorrichtung 1 einen von dem Laseroszillator 11 abgegebenen Laserstrahl zu. Die mehreren optischen Ausgangsfasern 4 übertragen den von dem Laserselektor 1 abgegebenen Laserstrahl an die mehreren laserstrahlemittierenden Enden. Die Laserstromquelle 12 führt dem Laseroszillator 11 Antriebsstrom zu. Die Steuereinheit 13 steuert die Drehung des Drehmotors 5 der Faserauswahlvorrichtung 1 und gibt einen Ausgangsbefehlswert zum Befehlen der Zufuhr von Antriebsstrom zu dem Laseroszillator 11 an die Laserstromquelle 12 aus. Diese Laservorrichtung 10 führt der Faserauswahlvorrichtung 1 über die optische Eingangsfaser 3 einen von dem Laseroszillator 11 abgegebenen Laserstrahl zu und emittiert den von der Faserauswahlvorrichtung 1 abgegebenen Laserstrahl selektiv aus einer unter den mehreren optischen Ausgangsfasern 4.
Wie in 45 und 46 gezeigt, ist bei der im Zusammenhang mit der vorliegenden Ausführungsform gezeigten Laservorrichtung 10 die Faserauswahlvorrichtung 1 in einem Gehäuse 14 der Laservorrichtung 10 installiert. Genauer ist die Faserauswahlvorrichtung 1 bei der Betrachtung der Faserauswahlvorrichtung 1 von außerhalb der Laservorrichtung 10 durch Öffnen des öffenbar an dem Gehäuse 14 vorgesehenen vorderen Panels 15 in einer Richtung installiert, in der der Drehmotor 5 näher als das erste reflektierende Element 6 zu sehen ist, d.h. einer Richtung, in der die Seite der Vorderseite der Faserauswahlvorrichtung (das Stirnseitenpanels 2a) auf der nahen Seite zu sehen ist. Das öffenbare vordere Panel 15 kann ein betätigungsseitiges Panel oder ein wartungsseitiges Panel sein, das das Gehäuse 14 der Laservorrichtung 10 bildet.
Die Faserauswahlvorrichtung 1 ist die Faserauswahlvorrichtung 1 gemäß einer der vorstehend erläuterten Ausführungsformen; daher es ist möglich, sämtliche Einstell- und Wartungsarbeiten wie die Einstellung des Winkels der optischen Achse oder die Einstellung der Fokuslage des optischen Kollimatorsystems 31 und/oder des optischen Fokussiersystems 41, die Einstellung des Winkels der optischen Achse der reflektierenden Oberfläche 6a des ersten reflektierenden Elements 6 und/oder der reflektierenden Oberfläche 7a des zweiten reflektierenden Elements 7, den Austausch dieser optischen Komponenten und/oder einzelner Komponenten des Drehmotors 5, den Ersatz durch eine Funktionseinheit, die diese optischen Komponenten und/oder den Drehmotor 5, etc. umfasst, von der Seite der Vorderseite der Faserauswahlvorrichtung 1 auszuführen. Aus diesem Grund wird es möglich, Einstell- und/oder Wartungsarbeiten der Faserauswahlvorrichtung 1 auszuführen, ohne die Laservorrichtung 10 zu bewegen, wobei die Faserauswahlvorrichtung 1 in der Laservorrichtung 10 installiert bleibt.
Zudem erfordert die Faserauswahlvorrichtung 1 nicht nur keine Einstell- oder Wartungsarbeiten von der Seite der Hinterseite (der Seite der der Stirnseitenplatte 2a gegenüberliegenden Oberfläche), sondern es müssen auch keine anderen Komponenten als die zur Aufrechterhaltung der Sauberkeit der optischen Systeme abgedichtete Verkleidung 2 an der Hinterseite der Faserauswahlvorrichtung 1 installiert sein; daher kann die Faserauswahlvorrichtung 1 so angeordnet sein, dass sich ihre Hinterseite in der Nähe der Innenwände der Laservorrichtung 10 oder einer Trennwand im Inneren der Laservorrichtung 10 befindet oder an diesen anliegt, wie in den 45 und 46 dargestellt. Daher ist es ausreichend, wenn der Freiraum für jede Art von Einstellung oder Wartung im Inneren der Laservorrichtung 10 nur an der Vorderseite der Faserauswahlvorrichtung 1 sichergestellt ist; daher wird eine Größenzunahme der Laservorrichtung 10 durch die Installation der Faserauswahlvorrichtung 1 in der Laservorrichtung 10 auf ein Minimum begrenzt.
In den 45 und 46 ist das Seitenpanel der Laservorrichtung 10 verborgen, so dass der in der Laservorrichtung 10 installierte Zustand der Faserauswahlvorrichtung 1 sichtbar ist, und weitere Komponenten wie der Laseroszillator und die Laserstromquelle mit Ausnahme der Faserauswahlvorrichtung 1 sind ebenfalls nicht dargestellt. Zudem steuert die Steuereinheit 13 die Drehung des Drehmotors 5 der Faserauswahlvorrichtung 1 und gibt synchron mit dieser Steuerung einen Ausgangsbefehlswert zum Befehlen einer Zufuhr von Antriebsstrom zu dem Laseroszillator 11 an die Laserstromquelle 12 aus; daher kann diese Laservorrichtung 10 ein Umschalten von optischen Ausgangsfasern 4 zur Emission des Laserstrahls mit einer höheren Geschwindigkeit ausführen. Darüber hinaus ist es möglich, einen Laserstrahl aus dem emittierenden Ende der optischen Ausgangsfaser 4 zu emittieren, ohne den Moment zu verzögern, in dem das Umschalten abgeschlossen ist. Daher ist es bei der Verwendung der Laservorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, die Laserbearbeitung effizient auszuführen.
Die Steuereinheit 13 muss nicht im Inneren der Laservorrichtung 10 installiert sein. So kann beispielsweise in einem Fall, in dem das Laserstrahlen emittierende Ende der an einer Roboterhand vorgesehene Bearbeitungskopf ist, die Steuereinheit 13 eine in einer Robotersteuereinheit installierte Steuereinheit sein. In diesem Fall kann die Steuereinheit 13 dem Zweck einer Steuereinheit der Robotersteuereinheit dienen, wodurch der Drehmotor 5 der Faserauswahlvorrichtung 1, die Laserstromquelle 12, etc. durch Befehle von der Steuereinheit in dieser Robotersteuereinheit gesteuert werden.
Es ist darauf hinzuweisen, dass bei der Faserauswahlvorrichtung 1 gemäß den jeweiligen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung das erste reflektierende Element 6 nicht auf ein Zeitteilverfahren für den Laserstrahl L beschränkt ist. Die Faserauswahlvorrichtung 1 kann so konfiguriert sein, dass sie dadurch eine Aufteilung der Energie des Laserstrahls L ermöglicht, dass sie semitransparente erste reflektierende Elemente 6 mit unterschiedlichem Reflexionsvermögen umfasst, die einen Teil des Laserstrahls L übertragen. So es ist durch die Verwendung eines reflektierenden Elements mit einem Reflexionsvermögen von 50% als erstes reflektierendes Element 6 auf der gemäß 1 linken Seite, die Verwendung eines reflektierenden Elements mit einem Reflexionsvermögen von 100% als erstes reflektierendes Element 6 auf der rechten Seite und derartiges Steuern des Drehmotors 5, dass beide ersten reflektierenden Elemente 6 in der ersten Position angeordnet werden, in der der Laserstrahl L durch die reflektierenden Oberflächen 6a reflektiert wird, beispielsweise möglich, die Leistung des Laserstrahls in einem Verhältnis von 50 : 50 auf zwei der optischen Ausgangsfasern 4 aufzuteilen.
Zudem kann bei der Faserauswahlvorrichtung 1 gemäß den jeweiligen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung das erste reflektierende Element 6 einen (nicht dargestellten) Verbleibbestätigungssensor zur Bestätigung, ob sich das erste reflektierende Element 6 in der zweiten Position befindet, in der der Laserstrahl L nicht blockiert wird, oder nicht, entsprechend dem Befehl von der Steuereinheit umfassen.
Darüber hinaus kann bei der Faserauswahlvorrichtung 1 gemäß den jeweiligen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zur Begrenzung eines Temperaturanstiegs jedes Teils der Faserauswahlvorrichtung 1 aufgrund des Laserstrahls L eine Struktur vorgesehen sein, die jedes Teil mittels eines Kühlmittels wie Kühlwasser kühlt, und es kann gegebenenfalls ein Temperatursensor zur Überwachung des Temperaturanstiegs angeordnet werden.
ERLÄUTERUNG DER BEZUGSZEICHEN

1: Faserauswahlvorrichtung
2: Verkleidung
2a: Stirnseitenplatte
21: Einfallöffnung
22: Austrittsöffnung
3: optische Eingangsfaser
31: optisches Kollimatorsystem
4: optische Ausgangsfaser
41: optisches Fokussiersystem
5: Drehmotor
50: erster Winkeleinstellmechanismus
51: Welle (erste Welle)
6: erstes reflektierendes Element
6a: reflektierende Oberfläche
601, 602: Anschlag
603: Spiralfeder (elastisches Element)
61: zweite Welle
62: Übertragungsmechanismus
641, 642: Lager
65: Druckmechanismus
651: elastisches Element
652: Magnetspule
7: zweites reflektierendes Element
7a: reflektierende Oberfläche
80: erster Winkeleinstellmechanismus
10: Laservorrichtung
14: Gehäuse
15: Stirnseitenpanel
L: Laserstrahl
U2: optische Kollimatorsystemeinheit
U1: optische Fokussiersystemeinheit

Claims

Faserauswahlvorrichtung (1), die umfasst: ein optisches Kollimatorsystem (31), das einen von einer optischen Eingangsfaser (3) emittierten Laserstrahl (L) in paralleles Licht umwandelt; wenigstens ein optisches Fokussiersystem (41), das den Laserstrahl (L) auf eine optische Ausgangsfaser (4) fokussiert; wenigstens ein erstes reflektierendes Element (6), das so vorgesehen ist, dass es dem optischen Fokussiersystem (41) entspricht, und eine reflektierende Oberfläche (6a) umfasst, die den Laserstrahl (L) von dem optischen Kollimatorsystem (31) zu dem optischen Fokussiersystem (41) reflektieren kann; und einen Drehmotor (5), der so vorgesehen ist, dass er dem ersten reflektierenden Element (6) entspricht, und eine Drehbewegung des ersten reflektierenden Elements (6) zwischen einer ersten Position, in der der Laserstrahl (L) von der reflektierenden Oberfläche (6a) zu dem optischen Fokussiersystem (41) reflektiert wird, und einer zweiten Position veranlasst, in der der Laserstrahl (L) nicht blockiert wird, wobei die Faserauswahlvorrichtung (1) eine Übertragungsrichtung des von dem optischen Kollimatorsystem (31) einfallenden Laserstrahls (L) durch Veranlassen einer Drehbewegung des ersten reflektierenden Elements (6) zwischen der ersten Position und der zweiten Position mittels des Drehmotors (5) selektiv auf eine Richtung umschaltet, in der er auf das optische Fokussiersystem (41) auftrifft, und wobei die reflektierende Oberfläche (6a) des ersten reflektierenden Elements (6) eine zur Drehachse einer Welle (51, 61), an der das erste reflektierenden Element (6) befestigt ist, rechtwinklige Ebene und so angeordnet ist, dass sie einer Richtung des Drehmotors (5) zugewandt ist, der eine Drehung der Welle (51, 61) veranlasst, an der das erste reflektierende Element (6) befestigt ist, wobei der Drehmotor (5) eine erste Welle (51) aufweist, wobei das erste reflektierende Element (6) an einer zweiten Welle (61) montiert ist, die sich von der ersten Welle (51) unterscheidet, und wobei die zweite Welle (61) so konfiguriert ist, dass sie über einen Übertragungsmechanismus (62) mit der ersten Welle (51) verbunden ist, der eine Drehbewegung überträgt, und sich zusammen mit der Drehung der ersten Welle (51) dreht.
Faserauswahlvorrichtung nach Anspruch 1, wobei zumindest ein Teil des Übertragungsmechanismus (62) von einem Harz mit einer Selbstschmiereigenschaft gebildet wird.
Faserauswahlvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine optische Achse des optischen Fokussiersystems (41) und die Drehachse der ersten Welle (51) des Drehmotors (5), der eine Drehbewegung des dem optischen Fokussiersystem (41) entsprechenden ersten reflektierenden Elements (6) veranlasst, parallel angeordnet sind.
Faserauswahlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Drehachse der ersten Welle (51) zumindest eines der Drehmotoren (5) so angeordnet ist, dass sie von jeweiligen optischen Achsen von zweien der optischen Fokussiersysteme (41), die nebeneinander liegen, gleich weit entfernt ist.
Faserauswahlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, die ferner umfasst: Lager (641, 642), die jeweils beide Enden der zweiten Welle (61) drehbar halten; und einen Druckmechanismus (65), der die zweite Welle (61) gegen eines der Lager (641, 642) drückt.
Faserauswahlvorrichtung nach Anspruch 5, wobei der Druckmechanismus (65) von einem elastischen Element (651) oder einem elektromagnetischen Stellglied (61, 652) gebildet wird.
Faserauswahlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, die ferner umfasst: einen ersten Winkeleinstellmechanismus (50, 80), der einen Winkel der optischen Achse der reflektierenden Oberfläche (6a) des an der Welle (51) befestigten ersten reflektierenden Elements (6) einstellt, der einen Klappenwinkel der reflektierenden Oberfläche (6a) des ersten reflektierenden Elements (6) umfasst, wobei der erste Winkeleinstellmechanismus (50, 80) so konfiguriert ist, dass er zumindest eine Einstellung des ersten Winkeleinstellmechanismus (50, 80) von einer Vorderseite der Faserauswahlvorrichtung (1) ermöglicht, wenn eine Oberfläche der Faserauswahlvorrichtung (1), die im Falle einer Betrachtung der Faserauswahlvorrichtung (1) von dem optischen Fokussiersystem (41) aus einer dem ersten reflektierenden Element (6) zugewandten Richtung sichtbar ist, als Vorderseite der Faserauswahlvorrichtung definiert wird.
Faserauswahlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei eine optische Fokussiersystemeinheit (U1) so konfiguriert ist, dass sie zumindest eines der ersten reflektierenden Elemente (6), den Drehmotor (5), der eine Drehbewegung des ersten reflektierenden Elements (6) veranlasst, und das dem ersten reflektierenden Element (6) entsprechende optische Fokussiersystem (41) umfasst, und wobei die optische Fokussiersystemeinheit (U1) so vorgesehen ist, dass sie von einer Vorderseite der Faserauswahlvorrichtung (1) austauschbar ist, wenn eine Oberfläche der Faserauswahlvorrichtung (1), die im Falle einer Betrachtung der Faserauswahlvorrichtung (1) von dem optischen Fokussiersystem (41) aus einer dem ersten reflektierenden Element (6) zugewandten Richtung sichtbar ist, als Vorderseite der Faserauswahlvorrichtung definiert wird.
Faserauswahlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei bei mindestens einem der ersten reflektierenden Elemente (6) ein Schwerpunkt dieses ersten reflektierenden Elements (6) in der ersten Position über dem Schwerpunkt dieses ersten reflektierenden Elements (6) bei in der zweiten Position befindlichem erstem reflektierenden Element (6) liegt.
Faserauswahlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, die ferner umfasst: Anschläge (601, 602), die einen Drehwinkelbereich des ersten reflektierenden Elements (6) begrenzen; und ein elastisches Element (603), das eine andere Kraft als der Drehmotor (5) erzeugt, die eine Drehbewegung des ersten reflektierenden Elements (6) veranlasst, wobei das erste reflektierende Element (6) so konfiguriert ist, dass es sich durch das elastische Element (603) drehend bis zu einem Ende des Drehbewegungsbereichs bewegt, wenn der Drehmotor (5) keine Kraft erzeugt, die eine Drehbewegung des ersten reflektierenden Elements (6) veranlasst, und dass sich das erste reflektierende Element (6) in die zweite Position bewegt.
Faserauswahlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, die ferner umfasst: ein zweites reflektierendes Element (7) mit einer reflektierenden Oberfläche (7a), die den Laserstrahl (L) von dem optischen Kollimatorsystem (31) zu dem ersten reflektierenden Element (6) reflektiert, wobei das zweite reflektierende Element (7) so angeordnet ist, dass eine optische Achse eines Laserstrahls (L) von dem optischen Kollimatorsystem (31) zu dem zweiten reflektierenden Element (7) und eine optischen Achse eines Laserstrahls (L) von dem ersten reflektierenden Element (6) zu dem optischen Fokussiersystem (41) parallel sind, und eine Übertragungsrichtung des Laserstrahls (L) von dem optischen Kollimatorsystem (31) zu dem zweiten reflektierenden Element (7) in Bezug auf die Übertragungsrichtung des Laserstrahls (L) von dem ersten reflektierenden Element (6) zu dem optischen Fokussiersystem (41) eine entgegengesetzte Richtung ist.
Faserauswahlvorrichtung nach Anspruch 11, die ferner einen zweiten Winkeleinstellmechanismus umfasst, der einen Winkel der optischen Achse einstellt, der einen Klappenwinkel der reflektierenden Oberfläche (7a) des zweiten reflektierenden Elements (7) umfasst, wobei der zweite Winkeleinstellmechanismus so vorgesehen ist, dass er von einer Vorderseite der Faserauswahlvorrichtung (1) einstellbar ist, wenn eine Oberfläche der Faserauswahlvorrichtung (1), die im Falle einer Betrachtung der Faserauswahlvorrichtung (1) von dem optischen Fokussiersystem (41) aus einer dem ersten reflektierenden Element (6) zugewandten Richtung sichtbar ist, als Vorderseite der Faserauswahlvorrichtung definiert wird.
Faserauswahlvorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, wobei eine optische Kollimatorsystemeinheit (U2) so konfiguriert ist, dass sie zumindest das zweite reflektierende Element (7) und das optische Kollimatorsystem (31) umfasst, und wobei die optische Kollimatorsystemeinheit (U2) so vorgesehen ist, dass sie von einer Vorderseite der Faserauswahlvorrichtung (1) austauschbar ist, wenn eine Oberfläche der Faserauswahlvorrichtung (1), die im Falle einer Betrachtung der Faserauswahlvorrichtung (1) von dem optischen Fokussiersystem (41) aus einer dem ersten reflektierenden Element (6) zugewandten Richtung sichtbar ist, als Vorderseite der Faserauswahlvorrichtung definiert wird.
Laservorrichtung (10), die umfasst: die Faserauswahlvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 im Inneren eines Gehäuses (14), wobei die Laservorrichtung (10) einen von einem Laseroszillator (11) abgegebenen Laserstrahl (L) über eine optische Eingangsfaser (3) in die Faserauswahlvorrichtung (1) eingibt und den von der Faserauswahlvorrichtung (1) abgegebenen Laserstrahl (L) selektiv aus mehreren optischen Ausgangsfasern (4) emittiert, wobei das Gehäuse (14) eine öffenbare Stirnseitenplatte (15) aufweist, und wobei die Faserauswahlvorrichtung (1) so installiert ist, dass der Drehmotor (5) weiter vorne als das erste reflektierende Element (6) der Faserauswahlvorrichtung (1) angeordnet ist, wenn die Stirnseitenplatte (15) geöffnet wird.