JP2001205469A - レーザ出射光学系 - Google Patents
レーザ出射光学系Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 安価でありながら、集光点スポットの間隔を
ゼロから３０ｍｍ程度までの間で調整することが可能な
レーザ出射光学系を提供する。 【解決手段】 光ファイバ１１から出射したレーザ光
は、リコリメートレンズ部１２で平行光に変換される。
平行光は、第１の反射ミラープリズム１３で２分割さ
れ、折り返しミラー１４，１５、及び第２の反射ミラー
プリズム１６にて反射されて集光レンズ部１９に入射す
る。折り返しミラー１５は、回動可能な台座１６に取り
付けられており、反射したレーザ光の進行方向を変える
ことができる。折り返しミラー１５の回動は、集光レン
ズ部１９へのレーザ光の入射角を変化させる。その結
果、折り返しミラー１５の角度に応じて、集光レンズ部
１９が形成する２つの集光スポット間の距離が変化す
る。
ゼロから３０ｍｍ程度までの間で調整することが可能な
レーザ出射光学系を提供する。 【解決手段】 光ファイバ１１から出射したレーザ光
は、リコリメートレンズ部１２で平行光に変換される。
平行光は、第１の反射ミラープリズム１３で２分割さ
れ、折り返しミラー１４，１５、及び第２の反射ミラー
プリズム１６にて反射されて集光レンズ部１９に入射す
る。折り返しミラー１５は、回動可能な台座１６に取り
付けられており、反射したレーザ光の進行方向を変える
ことができる。折り返しミラー１５の回動は、集光レン
ズ部１９へのレーザ光の入射角を変化させる。その結
果、折り返しミラー１５の角度に応じて、集光レンズ部
１９が形成する２つの集光スポット間の距離が変化す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ加工装置に
使用されるレーザ出射光学系に関し、特に、入射レーザ
光を２分割して２つの集光スポットを形成するツインス
ポット光学系に関する。
使用されるレーザ出射光学系に関し、特に、入射レーザ
光を２分割して２つの集光スポットを形成するツインス
ポット光学系に関する。
【０００２】
【従来の技術】レーザ出射光学系は、レーザ光をワーク
に照射して、切断、穴あけ、あるいは溶接などの加工を
行うレーザ加工装置に用いられる光学系である。詳述す
ると、レーザ加工装置は、レーザ光を発生するレーザ発
振器と、レーザ発振器からのレーザ光を加工位置にまで
導く光ファイバと、光ファイバから出射したレーザ光を
加工対象物であるワークに照射するためのレーザ出射光
学系とを有している。レーザ出射光学系は、ワーク表面
へ照射するレーザ光の照射角、ワーク表面における集光
スポットの形状や径等を変換、調整、あるいは走査する
ために使用される。
に照射して、切断、穴あけ、あるいは溶接などの加工を
行うレーザ加工装置に用いられる光学系である。詳述す
ると、レーザ加工装置は、レーザ光を発生するレーザ発
振器と、レーザ発振器からのレーザ光を加工位置にまで
導く光ファイバと、光ファイバから出射したレーザ光を
加工対象物であるワークに照射するためのレーザ出射光
学系とを有している。レーザ出射光学系は、ワーク表面
へ照射するレーザ光の照射角、ワーク表面における集光
スポットの形状や径等を変換、調整、あるいは走査する
ために使用される。
【０００３】この種のレーザ加工装置を用いて、互いに
重ね合わせたり、突き合わせたりした２つの部材（ワー
ク）を溶接する場合、加工品質・精度の向上等を目的と
して本溶接を行う前或いは後に、補助加熱が行なわれる
場合が有る。また、２個所を同時に溶接したいような場
合もある。このような補助加熱或いは２点同時溶接を実
現する方法として、レーザ発振器からのレーザ光を２分
割して利用するという方法がある。例えば、レーザ発振
器から出射するレーザ光を２分割して、それぞれ別の光
ファイバに入射させ、各光ファイバの先端に取り付けら
れたレーザ出射光学系から出射させるようにすれば、２
つのレーザ光を互いに異なる２点に集光照射することが
できる。
重ね合わせたり、突き合わせたりした２つの部材（ワー
ク）を溶接する場合、加工品質・精度の向上等を目的と
して本溶接を行う前或いは後に、補助加熱が行なわれる
場合が有る。また、２個所を同時に溶接したいような場
合もある。このような補助加熱或いは２点同時溶接を実
現する方法として、レーザ発振器からのレーザ光を２分
割して利用するという方法がある。例えば、レーザ発振
器から出射するレーザ光を２分割して、それぞれ別の光
ファイバに入射させ、各光ファイバの先端に取り付けら
れたレーザ出射光学系から出射させるようにすれば、２
つのレーザ光を互いに異なる２点に集光照射することが
できる。
【０００４】しかしながら、２本の光ファイバと２つの
レーザ出射光学系とを用いる方法では、装置が大型化
し、高価になるとともに、操作性の点でも問題がある。
そこで、光ファイバから出射されるレーザ光を２分割
し、これらを集光して照射するツインスポット光学系と
呼ばれるレーザ出射光学系が開発されている。
レーザ出射光学系とを用いる方法では、装置が大型化
し、高価になるとともに、操作性の点でも問題がある。
そこで、光ファイバから出射されるレーザ光を２分割
し、これらを集光して照射するツインスポット光学系と
呼ばれるレーザ出射光学系が開発されている。
【０００５】従来の、ツインスポット光学系と呼ばれる
レーザ出射光学系の一つとして、図２に示すようなもの
（特許第２９０２５５０号）がある。
レーザ出射光学系の一つとして、図２に示すようなもの
（特許第２９０２５５０号）がある。
【０００６】図２のレーザ出射光学系は、光ファイバ２
１から出射されるレーザ光を平行光に変換するリコリメ
ートレンズ部２２と、リコリメートレンズ部２２から出
射される平行光を２分割して出射させるプリズム２３
と、プリズム２３から出射される２つのレーザ光を集光
する集光レンズ部２４とを有している。
１から出射されるレーザ光を平行光に変換するリコリメ
ートレンズ部２２と、リコリメートレンズ部２２から出
射される平行光を２分割して出射させるプリズム２３
と、プリズム２３から出射される２つのレーザ光を集光
する集光レンズ部２４とを有している。
【０００７】このレーザ出射光学系には、図示しないレ
ーザ発振器で発生させたレーザ光が、光ファイバ２１を
介して入射する。光ファイバ２１の先端より所定の広が
り角で出射されたレーザ光は、リコリメートレンズ部２
２に入射する。リコリメートレンズ部２２は、入射する
レーザ光を平行光に変換する。リコリメートレンズ部２
２で平行光に変換されたレーザ光は、プリズム２３の互
いに隣合う２つの面に入射する。プリズム２３は、入射
したレーザ光を、その入射角に応じて屈折させる。即
ち、２つの面に入射したレーザ光は、２つのレーザ光に
分割される（一部重なりながら異なる方向に進行す
る）。プリズム２３で２つに分割されたレーザ光は、と
もに集光レンズ部２４に入射する。集光レンズ部２４
は、入射する２つのレーザ光の入射角度が互いに異なる
ため、これらのレーザ光をそれぞれ別の場所に集光す
る。
ーザ発振器で発生させたレーザ光が、光ファイバ２１を
介して入射する。光ファイバ２１の先端より所定の広が
り角で出射されたレーザ光は、リコリメートレンズ部２
２に入射する。リコリメートレンズ部２２は、入射する
レーザ光を平行光に変換する。リコリメートレンズ部２
２で平行光に変換されたレーザ光は、プリズム２３の互
いに隣合う２つの面に入射する。プリズム２３は、入射
したレーザ光を、その入射角に応じて屈折させる。即
ち、２つの面に入射したレーザ光は、２つのレーザ光に
分割される（一部重なりながら異なる方向に進行す
る）。プリズム２３で２つに分割されたレーザ光は、と
もに集光レンズ部２４に入射する。集光レンズ部２４
は、入射する２つのレーザ光の入射角度が互いに異なる
ため、これらのレーザ光をそれぞれ別の場所に集光す
る。
【０００８】以上のようにして、図２のレーザ出射光学
系は、２つの集光スポットを形成することができる。な
お、プリズム２３を図中の矢印に沿って移動させること
で、プリズム２３の２つの面に入射する平行光の出力割
合を変更することができる。その結果、このレーザ出射
光学系を用いて形成される２つのビームスポットの径を
変化させることなく、それぞれのスポットの出力比を変
えることができる。
系は、２つの集光スポットを形成することができる。な
お、プリズム２３を図中の矢印に沿って移動させること
で、プリズム２３の２つの面に入射する平行光の出力割
合を変更することができる。その結果、このレーザ出射
光学系を用いて形成される２つのビームスポットの径を
変化させることなく、それぞれのスポットの出力比を変
えることができる。
【０００９】また、別の従来のレーザ出射光学系とし
て、分割レンズを用いて２焦点レンズを構成し、一のレ
ーザ光を２個所に集光させるものもある。
て、分割レンズを用いて２焦点レンズを構成し、一のレ
ーザ光を２個所に集光させるものもある。
【００１０】さらに、別の従来のレーザ出射光学系とし
て、図３に示すようなものもある。
て、図３に示すようなものもある。
【００１１】図３のレーザ出射光学系は、光ファイバ３
１から出射されるレーザ光を平行光に変換するリコリメ
ートレンズ部３２と、リコリメートレンズ部３２から出
射される平行光を２分割する一対の反射ミラー３３と、
反射ミラー３３で分割された２つのレーザ光を出射側へ
と導く複数の折り返しミラー３４と、出射側において２
つのレーザ光を集光する集光レンズ部３５ａ，３５ｂと
を有している。
１から出射されるレーザ光を平行光に変換するリコリメ
ートレンズ部３２と、リコリメートレンズ部３２から出
射される平行光を２分割する一対の反射ミラー３３と、
反射ミラー３３で分割された２つのレーザ光を出射側へ
と導く複数の折り返しミラー３４と、出射側において２
つのレーザ光を集光する集光レンズ部３５ａ，３５ｂと
を有している。
【００１２】このレーザ出射光学系にも、図示しないレ
ーザ発振器で発生させたレーザ光が、光ファイバ３１を
介して入射する。光ファイバ３１の先端から所定の広が
り角で出射されるレーザ光は、リコリメートレンズ部３
２に入射する。リコリメートレンズ部３２は、入射する
レーザ光を平行光に変換する。リコリメートレンズ部３
２で平行光に変換されたレーザ光は、一対の反射ミラー
３３に入射する。これらの反射ミラーは、異なる方向に
向けて配置されており、各反射ミラー３３は、それぞれ
異なる方向にレーザ光を反射する。その結果、反射ミラ
ー３３に入射したレーザ光は２分割される。反射ミラー
３３で２つに分割されたレーザ光は、それぞれ３つのミ
ラー３４によって反射され、集光レンズ部３５ａ，３５
ｂに入射する。集光レンズ部３５は、入射する２つのレ
ーザ光をそれぞれ集光する。
ーザ発振器で発生させたレーザ光が、光ファイバ３１を
介して入射する。光ファイバ３１の先端から所定の広が
り角で出射されるレーザ光は、リコリメートレンズ部３
２に入射する。リコリメートレンズ部３２は、入射する
レーザ光を平行光に変換する。リコリメートレンズ部３
２で平行光に変換されたレーザ光は、一対の反射ミラー
３３に入射する。これらの反射ミラーは、異なる方向に
向けて配置されており、各反射ミラー３３は、それぞれ
異なる方向にレーザ光を反射する。その結果、反射ミラ
ー３３に入射したレーザ光は２分割される。反射ミラー
３３で２つに分割されたレーザ光は、それぞれ３つのミ
ラー３４によって反射され、集光レンズ部３５ａ，３５
ｂに入射する。集光レンズ部３５は、入射する２つのレ
ーザ光をそれぞれ集光する。
【００１３】以上のようにして、図３のレーザ出射光学
系も、２つの集光スポットを形成することができる。
系も、２つの集光スポットを形成することができる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】従来の、プリズムを用
いるレーザ出射光学系（図２）や分割レンズを用いるレ
ーザ出射光学系では、２つの集光スポット間の距離を最
大で５ｍｍ程度にしかできず、その距離を１５ｍｍ以上
にすることは不可能であるという問題点がある。
いるレーザ出射光学系（図２）や分割レンズを用いるレ
ーザ出射光学系では、２つの集光スポット間の距離を最
大で５ｍｍ程度にしかできず、その距離を１５ｍｍ以上
にすることは不可能であるという問題点がある。
【００１５】一方、反射ミラーを用いるレーザ出射光学
系（図３）では、折り返しミラーの配置を変更すること
で、２つの集光スポット間の距離を大きくすることが可
能である。しかしながら、このレーザ出射光学系では、
２つのレーザ光をそれぞれ別の集光レンズ（群）で集光
するため高価であるという問題点がある。
系（図３）では、折り返しミラーの配置を変更すること
で、２つの集光スポット間の距離を大きくすることが可
能である。しかしながら、このレーザ出射光学系では、
２つのレーザ光をそれぞれ別の集光レンズ（群）で集光
するため高価であるという問題点がある。
【００１６】また、従来のいずれのレーザ出射光学系
も、集光スポットの位置が固定であって、２つの集光ス
ポットの間隔を調節することができないという問題点が
ある。
も、集光スポットの位置が固定であって、２つの集光ス
ポットの間隔を調節することができないという問題点が
ある。
【００１７】本発明は、安価でありながら、集光点スポ
ットの間隔をゼロから３０ｍｍ程度までの間で調整する
ことが可能なレーザ出射光学系を提供することを目的と
する。
ットの間隔をゼロから３０ｍｍ程度までの間で調整する
ことが可能なレーザ出射光学系を提供することを目的と
する。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、光ファ
イバから所定の広がり角で出射されるレーザ光を平行光
に変換するリコリメートレンズ部と、該リコリメートレ
ンズ部から出射された平行光を２分割する分割部と、該
分割部で分割された２つのレーザ光を集光して２つの集
光スポットを形成する集光レンズ部とを備えたレーザ出
射光学系において、前記分割部が、前記平行光を互いに
異なる方向に反射することにより２分岐する互いに隣り
合う２つの斜面を備えた第１の反射ミラープリズムを有
し、前記集光レンズ部が、前記第１の反射ミラープリズ
ムで分割された２つのレーザ光をともに集光する単一焦
点を有する集光レンズ部であることを特徴とするレーザ
出射光学系が得られる。
イバから所定の広がり角で出射されるレーザ光を平行光
に変換するリコリメートレンズ部と、該リコリメートレ
ンズ部から出射された平行光を２分割する分割部と、該
分割部で分割された２つのレーザ光を集光して２つの集
光スポットを形成する集光レンズ部とを備えたレーザ出
射光学系において、前記分割部が、前記平行光を互いに
異なる方向に反射することにより２分岐する互いに隣り
合う２つの斜面を備えた第１の反射ミラープリズムを有
し、前記集光レンズ部が、前記第１の反射ミラープリズ
ムで分割された２つのレーザ光をともに集光する単一焦
点を有する集光レンズ部であることを特徴とするレーザ
出射光学系が得られる。
【００１９】ここで、前記分割部は、前記第１のミラー
プリズムを前記平行光の進行方向に直交する方向に移動
させるための移動機構を備えていることが望ましい。
プリズムを前記平行光の進行方向に直交する方向に移動
させるための移動機構を備えていることが望ましい。
【００２０】また、本発明によれば、前記分割部が、前
記第１の反射ミラープリズムで分割された２つのレーザ
光を前記集光レンズ部に導くための複数対の折り返しミ
ラーを有し、これら複数対の折り返しミラーのうち、一
対の折り返しミラーの設置角度を調整するための角度調
整手段を設け、当該折り返しミラーの設置角度を変更す
ることによって前記集光レンズ部への前記レーザ光の入
射角を変更し、これによって、前記２つの集光スポット
間の距離を変更できるようにしたことを特徴とするレー
ザ出射光学系が得られる。
記第１の反射ミラープリズムで分割された２つのレーザ
光を前記集光レンズ部に導くための複数対の折り返しミ
ラーを有し、これら複数対の折り返しミラーのうち、一
対の折り返しミラーの設置角度を調整するための角度調
整手段を設け、当該折り返しミラーの設置角度を変更す
ることによって前記集光レンズ部への前記レーザ光の入
射角を変更し、これによって、前記２つの集光スポット
間の距離を変更できるようにしたことを特徴とするレー
ザ出射光学系が得られる。
【００２１】ここで、前記複数対の折り返しミラーのう
ちの、前記集光レンズ部に前記２つのレーザ光を入射さ
せるための一対の折り返しミラーに変えて第２の反射ミ
ラープリズムを用いることができる。この第２のミラー
プリズムは、前記第１のミラープリズムと一体化されて
いてもよい。
ちの、前記集光レンズ部に前記２つのレーザ光を入射さ
せるための一対の折り返しミラーに変えて第２の反射ミ
ラープリズムを用いることができる。この第２のミラー
プリズムは、前記第１のミラープリズムと一体化されて
いてもよい。
【００２２】さらにまた、本発明によれば、２つのレー
ザ光を集光して２つの集光スポットを形成する集光レン
ズ部を備えたレーザ出射光学系において、前記２つのレ
ーザ光を前記集光レンズ部に導くための折り返しミラー
と、当該折り返しミラーの設置角度を調整するための角
度調整手段とを設け、当該折り返しミラーの設置角度を
変更することによって前記集光レンズ部への前記レーザ
光の入射角を変更し、これによって、前記２つの集光ス
ポット間の距離を変更できるようにしたことを特徴とす
るレーザ出射光学系が得られる。
ザ光を集光して２つの集光スポットを形成する集光レン
ズ部を備えたレーザ出射光学系において、前記２つのレ
ーザ光を前記集光レンズ部に導くための折り返しミラー
と、当該折り返しミラーの設置角度を調整するための角
度調整手段とを設け、当該折り返しミラーの設置角度を
変更することによって前記集光レンズ部への前記レーザ
光の入射角を変更し、これによって、前記２つの集光ス
ポット間の距離を変更できるようにしたことを特徴とす
るレーザ出射光学系が得られる。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態について詳細に説明する。
実施の形態について詳細に説明する。
【００２４】図１に本発明の一実施の形態によるレーザ
出射光学系１０を示す。なお、このレーザ出射光学系１
０は、図示しないレーザ発振器、例えばＹＡＧレーザ発
振器、からのレーザ光を伝搬させるための光ファイバ１
１の先端に取り付けられて、レーザ加工装置を構成す
る。
出射光学系１０を示す。なお、このレーザ出射光学系１
０は、図示しないレーザ発振器、例えばＹＡＧレーザ発
振器、からのレーザ光を伝搬させるための光ファイバ１
１の先端に取り付けられて、レーザ加工装置を構成す
る。
【００２５】図１のレーザ出射光学系１０は、光ファイ
バ１１の先端から所定の広がり角で出射されるレーザ光
を平行光に変換するためのリコリメートレンズ部１２
と、リコリメートレンズ部１２から出射された平行光を
２分割する第１の反射ミラープリズム１３と、第１の反
射ミラープリズム１３で分割されたレーザ光を反射する
折り返しミラー１４ａ，１４ｂ，１５ａ，及び１５ｂ
と、折り返しミラー１５ａ及び１５ｂをそれぞれ回動可
能に支持する台座１６ａ及び１６ｂと、台座１６ａ及び
１６ｂの配置角度を調整する押しネジ１７ａ及び１７ｂ
と、折り返しミラー１５a及び１５ｂでそれぞれ反射さ
れたレーザ光を反射する第２の反射ミラープリズム１８
と、第２の反射ミラープリズム１８で反射された２つの
レーザ光をともに集光する集光レンズ部１９とを有して
いる。
バ１１の先端から所定の広がり角で出射されるレーザ光
を平行光に変換するためのリコリメートレンズ部１２
と、リコリメートレンズ部１２から出射された平行光を
２分割する第１の反射ミラープリズム１３と、第１の反
射ミラープリズム１３で分割されたレーザ光を反射する
折り返しミラー１４ａ，１４ｂ，１５ａ，及び１５ｂ
と、折り返しミラー１５ａ及び１５ｂをそれぞれ回動可
能に支持する台座１６ａ及び１６ｂと、台座１６ａ及び
１６ｂの配置角度を調整する押しネジ１７ａ及び１７ｂ
と、折り返しミラー１５a及び１５ｂでそれぞれ反射さ
れたレーザ光を反射する第２の反射ミラープリズム１８
と、第２の反射ミラープリズム１８で反射された２つの
レーザ光をともに集光する集光レンズ部１９とを有して
いる。
【００２６】リコリメートレンズ部１２は、単数又は複
数の光学レンズで構成されており、光ファイバ１１の先
端から出射されるレーザ光を平行光に変換する。
数の光学レンズで構成されており、光ファイバ１１の先
端から出射されるレーザ光を平行光に変換する。
【００２７】第１の反射ミラープリズム１３は、円柱又
は多角柱の透明体の一方の底面（図の右側）にＶ字溝が
形成したものであって、Ｖ字溝を構成する２つの斜面
が、互いに直交している。この第１の反射ミラープリズ
ムは、２個の直角プリズム（全反射プリズム）を一体化
したものと見ることもできる。また、この第１の反射ミ
ラープリズム１３は、図示しない移動機構によって、図
の上下方向に移動可能に支持固定されている。この移動
機構は、例えば、第１の反射ミラープリズムを図の上下
方向から押さえる複数の押しネジにより構成される。
は多角柱の透明体の一方の底面（図の右側）にＶ字溝が
形成したものであって、Ｖ字溝を構成する２つの斜面
が、互いに直交している。この第１の反射ミラープリズ
ムは、２個の直角プリズム（全反射プリズム）を一体化
したものと見ることもできる。また、この第１の反射ミ
ラープリズム１３は、図示しない移動機構によって、図
の上下方向に移動可能に支持固定されている。この移動
機構は、例えば、第１の反射ミラープリズムを図の上下
方向から押さえる複数の押しネジにより構成される。
【００２８】第１の反射ミラープリズム１３の他方の底
面（図の左側）から垂直に入射射した平行光は、Ｖ字溝
の２つの斜面の双方に入射する。これら２つの斜面は、
入射する平行光を全反射する（９０度進行方向を変え
る）が、一方の斜面は入射した平行光を図の上方に向か
って反射し、他方の斜面は入射した平行光を図の下方に
向かって反射する。その結果、この２つの斜面に入射し
た平行光は、２分割される。なお、第１の反射ミラープ
リズム１３を移動機構により移動させることで、入射す
るレーザ光の分割比を変えることができる。また、この
第１の反射ミラープリズム１３では、２枚のミラーを用
いる場合のように、レーザ光が入射する領域に継目が存
在しないので、レーザ光の損失が無い。
面（図の左側）から垂直に入射射した平行光は、Ｖ字溝
の２つの斜面の双方に入射する。これら２つの斜面は、
入射する平行光を全反射する（９０度進行方向を変え
る）が、一方の斜面は入射した平行光を図の上方に向か
って反射し、他方の斜面は入射した平行光を図の下方に
向かって反射する。その結果、この２つの斜面に入射し
た平行光は、２分割される。なお、第１の反射ミラープ
リズム１３を移動機構により移動させることで、入射す
るレーザ光の分割比を変えることができる。また、この
第１の反射ミラープリズム１３では、２枚のミラーを用
いる場合のように、レーザ光が入射する領域に継目が存
在しないので、レーザ光の損失が無い。
【００２９】折り返しミラー１４ａ及び１４ｂは、第１
の反射ミラープリズム１３で分割された２つのレーザ光
を全反射して、その進行方向をそれぞれ９０度変更し、
折り返しミラー１５ａ及び１５ｂに入射させる。
の反射ミラープリズム１３で分割された２つのレーザ光
を全反射して、その進行方向をそれぞれ９０度変更し、
折り返しミラー１５ａ及び１５ｂに入射させる。
【００３０】折り返しミラー１５a及び１５ｂは、それ
ぞれ台座１６ａ及び１６ｂにそれぞれ固定されている。
台座１６ａ及び１６ｂは、折り返しミラー１４a及び１
４ｂからのレーザ光の進行方向に直交する（図の表裏方
向に延在する）回動軸（図示せず）を有し、レーザ光に
対する折り返しミラー１５a及び１５ｂの角度を変える
ことができる。通常は、これら台座１６a及び１６ｂ
は、折り返しミラー１５a及び１５ｂの向きが変わらな
いように、押しネジ１７a及び１７ｂによりそれぞれ固
定されている。そして、折り返しミラー１５ａ及び１５
ｂは、折り返しミラー１４ａ及び１４ｂからのレーザ光
をそれぞれ反射する。折り返しミラー１５ａ及び１５ｂ
で反射されたレーザ光は、折り返しミラー１５a及び１
５ｂの向きによって異なる角度で第２の反射ミラープリ
ズム１８に入射する。
ぞれ台座１６ａ及び１６ｂにそれぞれ固定されている。
台座１６ａ及び１６ｂは、折り返しミラー１４a及び１
４ｂからのレーザ光の進行方向に直交する（図の表裏方
向に延在する）回動軸（図示せず）を有し、レーザ光に
対する折り返しミラー１５a及び１５ｂの角度を変える
ことができる。通常は、これら台座１６a及び１６ｂ
は、折り返しミラー１５a及び１５ｂの向きが変わらな
いように、押しネジ１７a及び１７ｂによりそれぞれ固
定されている。そして、折り返しミラー１５ａ及び１５
ｂは、折り返しミラー１４ａ及び１４ｂからのレーザ光
をそれぞれ反射する。折り返しミラー１５ａ及び１５ｂ
で反射されたレーザ光は、折り返しミラー１５a及び１
５ｂの向きによって異なる角度で第２の反射ミラープリ
ズム１８に入射する。
【００３１】第２の反射ミラープリズム１８は、第１の
反射ミラープリズム１３と同一の構造を有し、第１の反
射ミラープリズム１３と逆向きに配置されている。この
第２の反射ミラープリズム１８は、第１の反射ミラープ
リズム１３と一体化されていてもよい。そして、第２の
反射ミラープリズム１８は、折り返しミラー１５ａ及び
１５ｂからのレーザ光を集光レンズ部１９に向けて反射
する。なお、その反射方向は、入射するレーザ光の角度
（入射角）に応じて異なる。
反射ミラープリズム１３と同一の構造を有し、第１の反
射ミラープリズム１３と逆向きに配置されている。この
第２の反射ミラープリズム１８は、第１の反射ミラープ
リズム１３と一体化されていてもよい。そして、第２の
反射ミラープリズム１８は、折り返しミラー１５ａ及び
１５ｂからのレーザ光を集光レンズ部１９に向けて反射
する。なお、その反射方向は、入射するレーザ光の角度
（入射角）に応じて異なる。
【００３２】集光レンズ部１９は、単一又は複数の光学
レンズで構成され、単一焦点を有する。従って、第２の
反射ミラープリズム１８からの２つのレーザ光がとも
に、集光レンズ１９の光軸に平行に入射するならば、こ
れら２つのレーザ光は、一点に集光される。また、第２
の反射ミラープリズム１８からの２つのレーザ光が、集
光レンズ１９の光軸に対して傾きを有しているならば、
その傾きに応じて２つのレーザ光は互いに離れた位置に
集光される。つまり、折り返しミラー１５ａ及び１５ｂ
の角度を適切に設定し、集光レンズ部１９への２つのレ
ーザ光の入射角を調整することにより、集光レンズ部１
９で集光される２つのレーザ光の集光スポット間の距離
を、ゼロから３０ｍｍ程度の間で任意に設定することが
可能となる。
レンズで構成され、単一焦点を有する。従って、第２の
反射ミラープリズム１８からの２つのレーザ光がとも
に、集光レンズ１９の光軸に平行に入射するならば、こ
れら２つのレーザ光は、一点に集光される。また、第２
の反射ミラープリズム１８からの２つのレーザ光が、集
光レンズ１９の光軸に対して傾きを有しているならば、
その傾きに応じて２つのレーザ光は互いに離れた位置に
集光される。つまり、折り返しミラー１５ａ及び１５ｂ
の角度を適切に設定し、集光レンズ部１９への２つのレ
ーザ光の入射角を調整することにより、集光レンズ部１
９で集光される２つのレーザ光の集光スポット間の距離
を、ゼロから３０ｍｍ程度の間で任意に設定することが
可能となる。
【００３３】
【発明の効果】本発明によれば、リコリメートレンズで
平行光に変換されたレーザ光を反射ミラープリズムを用
いて２分割し、分割された２つのレーザ光を単一の集光
レンズ部に入射させるようにしたことで、レンズ数の少
ないレーザ出射光学系が得られる。
平行光に変換されたレーザ光を反射ミラープリズムを用
いて２分割し、分割された２つのレーザ光を単一の集光
レンズ部に入射させるようにしたことで、レンズ数の少
ないレーザ出射光学系が得られる。
【００３４】また、本発明によれば、反射ミラープリズ
ムで分割された２つのレーザ光を集光レンズに入射させ
るために用いられる折り返しミラーのうち、一対のミラ
ーの角度を変更可能にすることによって、集光レンズに
より形成される２つの集光スポット間の距離を変更する
ことができる。
ムで分割された２つのレーザ光を集光レンズに入射させ
るために用いられる折り返しミラーのうち、一対のミラ
ーの角度を変更可能にすることによって、集光レンズに
より形成される２つの集光スポット間の距離を変更する
ことができる。
【図１】本発明の一実施の形態によるレーザ出射光学系
の構成図である。
の構成図である。
【図２】従来のツインスポット光学系の構成図である。
【図３】従来の他のツインスポット光学系の構成図であ
る。
る。
１０ レーザ出射光学系 １１ 光ファイバ １２ リコリメートレンズ部 １３ 第１の反射ミラープリズム １４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂ 折り返しミラー １６ａ，１６ｂ 台座 １７ａ，１７ｂ 押しネジ １８ 第２の反射ミラープリズム １９ 集光レンズ部 ２１ 光ファイバ ２２ リコリメートレンズ部 ２３ プリズム ２４ 集光レンズ部 ３１ 光ファイバ ３２ リコリメートレンズ部 ３３ 反射ミラー ３４ 複数の折り返しミラー ３５ａ，３５ｂ 集光レンズ部
Claims (8)
- 【請求項１】 光ファイバから所定の広がり角で出射さ
れるレーザ光を平行光に変換するリコリメートレンズ部
と、該リコリメートレンズ部から出射された平行光を２
分割する分割部と、該分割部で分割された２つのレーザ
光を集光して２つの集光スポットを形成する集光レンズ
部とを備えたレーザ出射光学系において、 前記分割部が、前記平行光を互いに異なる方向に反射す
ることにより２分岐する互いに隣り合う２つの斜面を備
えた第１の反射ミラープリズムを有し、 前記集光レンズ部が、前記第１の反射ミラープリズムで
分割された２つのレーザ光をともに集光する単一焦点を
持つ集光レンズ部であることを特徴とするレーザ出射光
学系。 - 【請求項２】 前記分割部が、前記第１のミラープリズ
ムを前記平行光の進行方向に直交する方向に移動させる
ための移動機構を備えていることを特徴とする請求項１
のレーザ出射光学系。 - 【請求項３】 前記分割部が、前記第１の反射ミラープ
リズムで分割された２つのレーザ光を前記集光レンズ部
に導くための複数対の折り返しミラーを有し、これら複
数対の折り返しミラーのうち、一対の折り返しミラーの
設置角度を調整するための角度調整手段を設け、当該折
り返しミラーの設置角度を変更することによって前記集
光レンズ部への前記レーザ光の入射角を変更し、これに
よって、前記２つの集光スポット間の距離を変更できる
ようにしたことを特徴とする請求項１又は２のレーザ出
射光学系。 - 【請求項４】 前記複数対の折り返しミラーのうちの、
前記集光レンズ部に前記２つのレーザ光を入射させるた
めの一対の折り返しミラーに変えて第２の反射ミラープ
リズムを用いたことを特徴とする請求項３のレーザ出射
光学系。 - 【請求項５】 前記第１のミラープリズムと前記第２の
ミラープリズムとが一体化されていることを特徴とする
請求項４のレーザ出射光学系。 - 【請求項６】 前記角度調整手段により設置角度が調整
される折り返しミラーが、前記第２の反射ミラープリズ
ムへ前記２つのレーザ光を入射させる一対の折り返しミ
ラーであることを特徴とする請求項４又は５のレーザ出
射光学系。 - 【請求項７】 ２つのレーザ光を集光して２つの集光ス
ポットを形成する集光レンズ部を備えたレーザ出射光学
系において、前記２つのレーザ光を前記集光レンズ部に
導くための折り返しミラーと、当該折り返しミラーの設
置角度を調整するための角度調整手段とを設け、当該折
り返しミラーの設置角度を変更することによって前記集
光レンズ部への前記レーザ光の入射角を変更し、これに
よって、前記２つの集光スポット間の距離を変更できる
ようにしたことを特徴とするレーザ出射光学系。 - 【請求項８】 レーザ光を発生するレーザ発振器と、該
レーザ発振器で発生したレーザ光を伝播させための前記
光ファイバと、請求項１乃至７に記載のいずれかのレー
ザ出射光学系とを備えたことを特徴とするレーザ加工装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000015875A JP2001205469A (ja) | 2000-01-25 | 2000-01-25 | レーザ出射光学系 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000015875A JP2001205469A (ja) | 2000-01-25 | 2000-01-25 | レーザ出射光学系 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001205469A true JP2001205469A (ja) | 2001-07-31 |
Family
ID=18543104
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000015875A Withdrawn JP2001205469A (ja) | 2000-01-25 | 2000-01-25 | レーザ出射光学系 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001205469A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006527085A (ja) * | 2003-03-18 | 2006-11-30 | ローマ リンダ ユニヴァーシティ メディカル センター | 建造物の表面から材料を除去するためのレーザ照射ヘッド |
| JP2009119491A (ja) * | 2007-11-14 | 2009-06-04 | Toshiba Corp | 光ビーム分岐装置、照射装置、光ビームの分岐方法、電子デバイスの製造方法、および精密部品の製造方法 |
| US8624158B2 (en) | 2003-03-18 | 2014-01-07 | Loma Linda University Medical Center | Manipulation apparatus for system that removes material from a surface of a structure |
| CN108838540A (zh) * | 2018-09-14 | 2018-11-20 | 项大清 | 圆锯片激光焊接装置 |
| KR20190104331A (ko) * | 2017-01-05 | 2019-09-09 | 아이피지 포토닉스 코포레이션 | 추가 레이저 기계가공 시스템 및 방법 |
-
2000
- 2000-01-25 JP JP2000015875A patent/JP2001205469A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006527085A (ja) * | 2003-03-18 | 2006-11-30 | ローマ リンダ ユニヴァーシティ メディカル センター | 建造物の表面から材料を除去するためのレーザ照射ヘッド |
| US8624158B2 (en) | 2003-03-18 | 2014-01-07 | Loma Linda University Medical Center | Manipulation apparatus for system that removes material from a surface of a structure |
| JP2009119491A (ja) * | 2007-11-14 | 2009-06-04 | Toshiba Corp | 光ビーム分岐装置、照射装置、光ビームの分岐方法、電子デバイスの製造方法、および精密部品の製造方法 |
| KR20190104331A (ko) * | 2017-01-05 | 2019-09-09 | 아이피지 포토닉스 코포레이션 | 추가 레이저 기계가공 시스템 및 방법 |
| KR102520120B1 (ko) * | 2017-01-05 | 2023-04-07 | 아이피지 포토닉스 코포레이션 | 추가 레이저 기계가공 시스템 및 방법 |
| CN108838540A (zh) * | 2018-09-14 | 2018-11-20 | 项大清 | 圆锯片激光焊接装置 |
| CN108838540B (zh) * | 2018-09-14 | 2020-07-14 | 项大清 | 圆锯片激光焊接装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060912 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20061205 |