JP2006133110A - Parallel laser beam sheet generation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、微粒子の可視化用などの平行レーザ光シートを生成する装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for generating a parallel laser beam sheet for visualizing fine particles.
空気中の微粒子を可視化するために、レーザ光を空気中に照射し、浮遊微粒子での散乱光をカメラで動画により捕捉すれば、その微粒子の挙動をも把握できる利点がある。 In order to visualize the fine particles in the air, there is an advantage that the behavior of the fine particles can be grasped by irradiating laser light into the air and capturing the scattered light from the floating fine particles with a camera.
このために、従来、レーザ光源からの直線的レーザ光を、シリンドリカルレンズ、ガルバノミラーやポリゴンミラーにより扇形に拡げた上で空気中に照射している。しかし、レーザ光は扇状に広がるので距離が離れるに従い光強度が小さくなり、もって微粒子の光学的捕捉精度が低いものとなる。 For this purpose, conventionally, a linear laser beam from a laser light source is spread in a fan shape by a cylindrical lens, a galvano mirror, or a polygon mirror and then irradiated into the air. However, since the laser beam spreads in a fan shape, the light intensity decreases as the distance increases, so that the optical trapping accuracy of the fine particles becomes low.
そこで、本発明者らは、たとえば図４に示すように、レーザ光Ｌをガルバノミラー５０により、ある角度範囲内で走査したものを半凸レンズ５１を通すことにより平行光とすることにより、光強度の減衰を抑制することが可能であることを確認している。
Therefore, the present inventors, for example, as shown in FIG. 4, the laser light L scanned by a
しかし、幅広の平行光を得ようとすれば、ガルバノミラー５０と半凸レンズ５１との離間距離を大きくするとともに、半凸レンズ５１のサイズを大きくする必要がある。したがって、装置の設置スペースが大きくなり、測定場所に持ち込めないことがある。
However, in order to obtain wide parallel light, it is necessary to increase the separation distance between the
したがって、本発明の主たる課題は、光強度の減衰を抑制するとともに、装置の設置スペースが小さいもので足りる装置を提供することにある。 Therefore, a main object of the present invention is to provide an apparatus that can suppress the attenuation of light intensity and requires only a small installation space for the apparatus.
上記課題を解決した本発明は次記のとおりである。
＜請求項１項記載の発明＞
レーザ光源からの直線的レーザ光を受けて扇形に拡げる走査する走査手段と、走査対象面に設けられた第１ミラーと、この第１ミラーと平行に対向する第２ミラーと、第２ミラーでの反射光を透過して平行光とするフレネルレンズとを有することを特徴とする平行レーザ光シート生成装置。
The present invention that has solved the above problems is as follows.
<Invention of
Scanning means that scans in a fan shape by receiving linear laser light from a laser light source, a first mirror provided on a surface to be scanned, a second mirror that faces the first mirror in parallel, and a second mirror A parallel laser beam sheet generating apparatus, comprising: a Fresnel lens that transmits reflected light of the laser beam to generate parallel light.
（作用効果）
本発明では、最終的に平行スキャナビーム光として照射する。したがって、従来の扇状の拡散光の場合に比較して光強度の減衰を抑制することができる。また、扇形に拡げた光を、平行に対向する第１ミラーと第２ミラーとの間で反射させることにより、より幅広に拡げた扇状の走査光とするとことができる。したがって、装置の設置スペースが小さいもので足りる。その後、フレネルレンズを通すことにより、平行スキャナビーム光として照射することができる。
(Function and effect)
In the present invention, the light is finally irradiated as parallel scanner beam light. Therefore, the attenuation of the light intensity can be suppressed as compared with the case of the conventional fan-shaped diffused light. Further, by reflecting the light expanded in a fan shape between the first mirror and the second mirror that face each other in parallel, the fan-shaped scanning light can be expanded more widely. Therefore, a small installation space is sufficient. Thereafter, it can be irradiated as parallel scanner beam light by passing through a Fresnel lens.
前方に物体がある場合、従来の扇状光では、物体の影が拡がるが、平行光として出射すると、その大きさの影であり、影が拡がることはない。また、乱反射量が少ないものとなる。均一な照射面とすることができる。 When there is an object in front, the shadow of the object spreads with the conventional fan-shaped light, but when it is emitted as parallel light, it is a shadow of that size and the shadow does not spread. In addition, the amount of irregular reflection is small. A uniform irradiation surface can be obtained.
そして、半凸レンズを使用する場合に比較して、第２ミラーとの離間距離の制約がほとんどないから、この観点からも装置の設置スペースが小さいもので足りる。さらに、微粒子の可視化のために、３Ｂまたは４クラスのレーザ光が必要になるが、装置の機器をケーシング内にコンパクトに収納でき、従来のように、室内に裸で露出させる場合に比較して、安全性が高まる。装置が一体化することにより、複雑かつ敏感な光学的な調整が可能となる。 Since there is almost no restriction on the separation distance from the second mirror as compared with the case of using a semi-convex lens, a small installation space is sufficient from this viewpoint. Furthermore, 3B or 4 class laser light is required for the visualization of fine particles, but the equipment of the device can be stored compactly in the casing, compared to the case where it is exposed naked in the room as in the past. , Increase safety. By integrating the device, complex and sensitive optical adjustments are possible.
本発明では、走査手段を使用している。したがって、走査手段として、ガルバノミラーあるいはレゾナントミラーを使用する場合は、そのコントローラーでミラーの振れ角を変えることでシート幅を自由に調整できる利点がある。なお、走査手段としてポリゴンミラーを使用する場合、面数の違うポリゴンミラーに交換すれば、シート幅を調整できる。 In the present invention, scanning means is used. Therefore, when a galvano mirror or a resonant mirror is used as the scanning means, there is an advantage that the sheet width can be freely adjusted by changing the deflection angle of the mirror with the controller. If a polygon mirror is used as the scanning means, the sheet width can be adjusted by replacing the polygon mirror with a different number of surfaces.
＜請求項２項記載の発明＞
レーザ光シートが、これを空気中に照射したとき、空気中の微粒子における散乱光を捕捉するシステムに使用される請求項１記載の平行レーザ光シート生成装置。
<Invention of
2. The parallel laser light sheet generating apparatus according to
（作用効果）
本装置は、平行スキャナビーム光の使用が望ましい上記システムに使用するときに顕著な利点をもたらす。
(Function and effect)
The apparatus provides significant advantages when used in such systems where the use of parallel scanner beam light is desirable.
本発明によれば、上記の作用効果を奏する。要すれば、光強度の減衰を抑制することができるとともに、装置の設置スペースが小さいもので足りる利点をもたらす。 According to this invention, there exists said effect. If necessary, it is possible to suppress the attenuation of light intensity and bring about an advantage that a small installation space is sufficient.
以下本発明を、図面を参照しつつ実施の形態に沿ってさらに説明する。
本発明装置は、ケーシング１内に、レーザ光発生器２、ガルバノミラーなどの走査手段３、第１ミラー４、第２ミラー５、フレネルレンズ６を備えている。
Hereinafter, the present invention will be further described along the embodiments with reference to the drawings.
The apparatus of the present invention includes a
レーザ光発生器２から前方に出射したレーザ光Ｌ０は、詳細の図示を省略した角度変換ミラー７、８により角度変換した上で、走査手段３に入り、この走査手段３は直線的レーザ光を受けて扇形に拡げるべくスキャニングする。
The laser light L0 emitted forward from the
走査手段３からのレーザ光は、前後方向に平行に対向する第１ミラー４と第２ミラー５との間で反射し、より幅広に拡げた扇状の走査光とする。すなわち、第１ミラー４での反射光が第２ミラーに入射され、第２ミラーにおいて前方に出射する。出射光は、フレネルレンズ６を通ることにより、平行スキャナビーム光として空気中に出射される。フレネルレンズとしてプラスチックレンズのものを使用すれば、コスト的に有利である。
The laser light from the scanning means 3 is reflected between the first mirror 4 and the
これによって、走査手段３による振れ角がθであるしても、仮想的に走査手段３を後方位置Ｐに設置した場合と同じく、幅広の平行スキャナビーム光Ｌ１として出射できるものである。 As a result, even if the deflection angle by the scanning means 3 is θ, it can be emitted as a wide parallel scanner beam light L1 as in the case where the scanning means 3 is virtually installed at the rear position P.
本発明において、走査手段として、ガルバノミラー、レゾナンドミラー、ポリゴンミラーなどを使用できる。走査手段３による振れ角θは適宜選定または調整できる。その結果、平行スキャナビーム光の幅の調整が可能となる。 In the present invention, a galvanometer mirror, a resonance mirror, a polygon mirror, or the like can be used as the scanning means. The deflection angle θ by the scanning means 3 can be appropriately selected or adjusted. As a result, the width of the parallel scanner beam light can be adjusted.
本発明の装置は、これによって生成したレーザ光シート（平行スキャナビーム光Ｌ１）が、これを空気中に照射したとき、空気中の微粒子における散乱光を捕捉するシステムに使用できる。これにより、クリーンルーム内の浮遊微粒子などの微粒子の発生を抑制すべき場所での対策を立てることができる。 The apparatus of the present invention can be used in a system that captures scattered light in fine particles in the air when the laser light sheet (parallel scanner beam light L1) generated thereby irradiates it in the air. Thereby, it is possible to take measures at a place where the generation of fine particles such as suspended fine particles in the clean room should be suppressed.
なお、本発明の第１ミラー及び第２ミラーは、それぞれ一枚のミラーだけでなく、それぞれ所定位置において同一面上に配置した複数枚のミラーから構成してもよい。 The first mirror and the second mirror of the present invention may be configured not only by one mirror, but also by a plurality of mirrors arranged on the same plane at predetermined positions.
１…ケーシング、２…レーザ光発生器、３…走査手段、４…第１ミラー、５…第２ミラー、６…フレネルレンズ。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2004323446A JP2006133110A (en) | 2004-11-08 | 2004-11-08 | Parallel laser beam sheet generation device |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2004323446A JP2006133110A (en) | 2004-11-08 | 2004-11-08 | Parallel laser beam sheet generation device |
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| JP2006133110A true JP2006133110A (en) | 2006-05-25 |
| JP2006133110A5 JP2006133110A5 (en) | 2006-08-17 |
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| Country | Link |
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| JP (1) | JP2006133110A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8625099B2 (en) | 2010-06-15 | 2014-01-07 | Shin Nippon Air Technologies Co., Ltd. | Particle concentration measuring device |
| CN109514777A (en) * | 2018-11-15 | 2019-03-26 | 沈阳工业大学 | Tire-mold laser cleaning optical path |
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2004
- 2004-11-08 JP JP2004323446A patent/JP2006133110A/en active Pending
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| US8625099B2 (en) | 2010-06-15 | 2014-01-07 | Shin Nippon Air Technologies Co., Ltd. | Particle concentration measuring device |
| CN109514777A (en) * | 2018-11-15 | 2019-03-26 | 沈阳工业大学 | Tire-mold laser cleaning optical path |
| CN109514777B (en) * | 2018-11-15 | 2023-06-02 | 沈阳工业大学 | Laser cleaning light path for tyre mould |
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