JP2008146082A - Optical transmitter and its adjustment method - Google Patents

Optical transmitter and its adjustment method Download PDF

Info

Publication number
JP2008146082A
JP2008146082A JP2007332355A JP2007332355A JP2008146082A JP 2008146082 A JP2008146082 A JP 2008146082A JP 2007332355 A JP2007332355 A JP 2007332355A JP 2007332355 A JP2007332355 A JP 2007332355A JP 2008146082 A JP2008146082 A JP 2008146082A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mirror
optical transmission
optical
adjustment
image
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2007332355A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4621725B2 (en
Inventor
Shigehiko Mukai
成彦 向井
Hisashi Hozumi
久士 穂積
Yuji Sano
雄二 佐野
Yutaka Togasawa
裕 戸賀沢
Tatsuki Ogisu
達樹 荻須
Naoko Hayashi
尚子 林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2007332355A priority Critical patent/JP4621725B2/en
Publication of JP2008146082A publication Critical patent/JP2008146082A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4621725B2 publication Critical patent/JP4621725B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To automatically adjust, from remoteness, optical axes of an optical transmission line for which mirrors are combined. <P>SOLUTION: The optical transmitter 10 comprises: an optical transmission 12 that composes the optical transmission line 11 by combining mirrors; a mirror adjustment devices 30, 31 that control the inclined angle of at least one mirror constituting this optical transmitting means; an electronic optical imaging means 55 installed on the extension of the optical axis on a light source side to be propagated on the optical transmission line 11; image processing targets 33-36 that are arranged near the mirror; an image processor 55 that arithmetically processes image information from the electronic optical imaging means 55 and that measures angular deviation of the mirror from a normal position based on the positional information of the image processing targets 33-36 contained in this image information; and a controller 29 that, with the angular deviation of the mirror input, makes the mirror adjustment devices driven. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明はミラーを組み合せた光伝送路内で光を伝送する光伝送技術に係り、特に、原子力発電所内等の対象物の目標照射位置まで正確に光を伝送する際、光伝送路の光軸調整を自動的にかつ安定的に行なうことができる光伝送装置およびその調整方法に関する。   The present invention relates to an optical transmission technology for transmitting light in an optical transmission path combined with a mirror, and in particular, when transmitting light accurately to a target irradiation position of an object such as a nuclear power plant, the optical axis of the optical transmission path. The present invention relates to an optical transmission apparatus capable of performing adjustment automatically and stably and an adjustment method thereof.

数枚のミラーを使ってレーザ光の伝送を行なう光伝送装置の場合、レーザ装置近傍のミラーから順番に伝送するミラー位置を目視で確認しながら、手動でミラーの角度調整を行なう方法が一般的である。また、放射線環境下や高温環境下のように人が近付けない場所や、遠隔で調整しなければならないような場合では、目視したい場所にCCDカメラ等の光学的監視装置を設置して、画像を見ながらミラーを自動調整する方法が採られている。   In the case of an optical transmission device that transmits laser light using several mirrors, it is common to manually adjust the angle of the mirror while visually checking the position of the mirror that is transmitted sequentially from the mirror near the laser device. It is. Also, in places where people are not accessible, such as in a radiation environment or high temperature environment, or when adjustments must be made remotely, install an optical monitoring device such as a CCD camera at the location where you want to view the images. A method of automatically adjusting the mirror while watching is adopted.

上述の光伝送装置を原子力発電所内の保守保全や補修作業に適用する場合、原子炉の炉内構造物等に対してレーザ光を伝送し、照射する際に以下のような課題がある。   When the above-described optical transmission device is applied to maintenance and repair work in a nuclear power plant, there are the following problems when transmitting and irradiating a laser beam to a reactor internal structure or the like.

原子炉内は作業スペースが大きく、また炉内構造物が炉内に設置されているため、光伝送装置は複雑な伝送経路を持ち、伝送距離が長くなる。このため、伝送ミラーが多く、目視しなければならない場所が多くなり、それだけCCDカメラ等の光学的監視装置の設置台数が増える。   Since the inside of the nuclear reactor has a large work space and the reactor internals are installed in the reactor, the optical transmission device has a complicated transmission path and a long transmission distance. For this reason, there are many transmission mirrors and the number of places that must be observed increases, and the number of installed optical monitoring devices such as CCD cameras increases accordingly.

また、光伝送装置を用いた光伝送中に環境変化がある場合には、その環境変化により光伝送路の光軸ずれが生じる恐れがあり、環境変化に応じて光伝送装置の調整を逐次行なう必要がある。   In addition, when there is an environmental change during optical transmission using the optical transmission device, there is a possibility that the optical axis of the optical transmission path may be shifted due to the environmental change, and the optical transmission device is sequentially adjusted according to the environmental change. There is a need.

さらに、光伝送装置を長距離伝送に使用する場合、レーザ光は伝送路途中で空気の揺らぎの影響を受ける一方、さらに伝送ミラーを介して周辺機器の振動の影響を受ける。これによりレーザ光が揺れてしまい、目標の伝送点に安定的にレーザ光を伝送することができない課題がある。   Further, when the optical transmission device is used for long-distance transmission, the laser beam is affected by air fluctuations in the middle of the transmission path, and is further influenced by the vibration of peripheral devices via the transmission mirror. As a result, the laser beam shakes, and there is a problem that the laser beam cannot be stably transmitted to the target transmission point.

また、光伝送装置に設置するCCDカメラの数が多ければ調整に時間がかかるし、放射線の強度の高い環境下ではCCDカメラなどの電子部品は使用できない課題がある。   In addition, if the number of CCD cameras installed in the optical transmission device is large, adjustment takes time, and there is a problem that electronic components such as a CCD camera cannot be used in an environment where the intensity of radiation is high.

本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、ミラーを組み合せた光伝送路の光軸調整を遠隔地から自動的かつ安定的に調整することができる光伝送装置およびその調整方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of the above-described circumstances, and provides an optical transmission apparatus and an adjustment method thereof that can automatically and stably adjust the optical axis of an optical transmission path combined with a mirror from a remote location. The purpose is to provide.

本発明の他の目的は光伝送路内で光を伝送する際、目標の照射位置までの光軸調整を簡単かつ容易に行なうことができ、かつ、空気の揺らぎや周辺機器の機械的な振動などから生じる光軸の揺れを補正し、照射位置に長時間安定に光が供給できる光伝送装置およびその調整方法を提供することにある。   Another object of the present invention is to easily and easily adjust the optical axis to a target irradiation position when transmitting light in an optical transmission path, and to perform air fluctuations and mechanical vibrations of peripheral devices. It is an object of the present invention to provide an optical transmission apparatus and an adjustment method therefor that can correct the fluctuation of the optical axis caused by the above and can stably supply light to an irradiation position for a long time.

本発明のさらに他の目的は、原子炉内構造物など人間が近付くことが困難な場所でも使用できるように、最終照射点までの光軸調整を全て自動化して、遠隔操作で光伝送路の光路調整を行なうことができる光伝送装置およびその調整方法を供給することにある。   Still another object of the present invention is to automate all optical axis adjustments up to the final irradiation point so that it can be used even in places where it is difficult for humans to approach, such as in-reactor structures. An object of the present invention is to provide an optical transmission apparatus capable of adjusting an optical path and an adjustment method thereof.

また、本発明の別の目的は放射線強度の強いような場所に光を伝送する場合においても、耐放射線性の低いCCDカメラなどの電子機器を光路内に設置する必要がなく、光伝送路の光軸調整を容易に行なうことができる光伝送装置およびその調整方法を提供することを目的とする。   Another object of the present invention is that even when transmitting light to a place where the radiation intensity is strong, there is no need to install an electronic device such as a CCD camera having low radiation resistance in the optical path. An object of the present invention is to provide an optical transmission apparatus and an adjustment method thereof that can easily adjust the optical axis.

上述した課題を解決するために、本発明に係る光伝送装置は、請求項1に記載したように、ミラーを組み合せて光伝送路を構成する光伝送手段と、この光伝送手段を構成する少なくとも1枚のミラーの傾き角度を制御するミラー調整装置と、前記光伝送路を伝送される光源側の光軸の延長線上に設置された電子光学撮像手段と、前記ミラーの近傍に配置される画像処理用ターゲットと、前記電子光学撮像手段からの画像情報を演算処理し、この画像情報に含まれる前記画像処理用ターゲットの位置情報に基づいて正規位置からの前記ミラーの角度ずれ量を測定する画像処理装置と、前記ミラーの角度ずれ量を入力し、前記ミラー調整装置を駆動させる制御装置とを備えたものである。   In order to solve the above-described problems, an optical transmission device according to the present invention includes, as described in claim 1, an optical transmission unit that forms an optical transmission path by combining mirrors, and at least the optical transmission unit that constitutes the optical transmission unit. A mirror adjusting device for controlling the tilt angle of one mirror, an electro-optical imaging means installed on an extension of the optical axis on the light source side transmitted through the optical transmission path, and an image arranged in the vicinity of the mirror An image for processing the image information from the processing target and the electro-optical imaging means, and measuring the amount of angular deviation of the mirror from the normal position based on the position information of the image processing target included in the image information The apparatus includes a processing device and a control device that inputs an angle deviation amount of the mirror and drives the mirror adjusting device.

請求項2に係る光伝送装置は、上述した課題を解決するために、光伝送手段は、光伝送路を導光筒、導光管等の導光シールド筒で覆設し、導光シールド筒の途中にミラーが1枚以上配置されてなるものである。   According to a second aspect of the present invention, in order to solve the above-described problem, the light transmission means covers the light transmission path with a light guide shield tube such as a light guide tube or a light guide tube. One or more mirrors are arranged in the middle.

請求項3に係る光伝送装置は、上述した課題を解決するために、画像処理用ターゲットには、光通過孔が形成されたものである。   In order to solve the above-described problems, an optical transmission device according to a third aspect has a light passage hole formed in the image processing target.

請求項4に係る光伝送装置は、上述した課題を解決するために、画像処理用ターゲットは、光伝送路を横断するように設置される一方、各ターゲットをそれぞれ異なった形状に構成したものである。   In order to solve the above-described problem, the optical transmission device according to claim 4 is configured such that the image processing target is installed so as to cross the optical transmission path, and each target is configured in a different shape. is there.

請求項5に係る光伝送装置は、上述した課題を解決するために、光伝送手段は、ミラーまたは画像処理用ターゲットの近傍を照明可能な照明装置を備えたものである。   According to a fifth aspect of the present invention, in order to solve the above-described problem, the optical transmission means includes an illumination device that can illuminate the vicinity of the mirror or the image processing target.

請求項6に係る光伝送装置は、上述した課題を解決するために、ミラー調整装置は、ステッピングモータ駆動方式またはサーボモータ駆動方式の自動ミラー装置であるものである。   According to a sixth aspect of the present invention, in order to solve the above-described problem, the mirror adjustment device is a stepping motor drive type or servo motor drive type automatic mirror device.

請求項7に係る光伝送装置は、上述した課題を解決するために、画像処理装置は、予め登録された画像パターンとミラー調整時に撮影した画像とを比較し、撮影画像の位置ずれ量を検出可能なパターンマッチング装置を備えたものである。   According to a seventh aspect of the present invention, in order to solve the above-described problem, the image processing apparatus compares a pre-registered image pattern with an image photographed at the time of mirror adjustment, and detects a positional deviation amount of the photographed image. It is equipped with a possible pattern matching device.

また、本発明に係る光伝送装置の調整方法は、上述した課題を解決するために、ミラーを組み合わせた光伝送路の光源側光軸の延長線上に電子光学撮像手段を設け、この電子光学撮像手段からの画像情報を演算処理し、正規位置からの前記ミラーの角度ずれ量を画像処理装置で測定し、前記ミラーの角度がずれ量を入力してミラーの傾き角度をミラー調整装置で制御し、前記電子光学撮像手段で光源側の第1自動調整ミラーを通した画像処理用ターゲットのミラー画像を観測し、観測されるミラー画像が中心に来るように前記ミラー調整装置で第1自動調整ミラーを調整し、第1自動調整ミラー調整後、同様なミラー調整方法で順次自動調整ミラーを調整して前記光伝送路の光軸調整を行なう方法である。   In addition, in order to solve the above-described problem, the optical transmission device adjustment method according to the present invention is provided with an electro-optical imaging unit on an extension line of the light source side optical axis of an optical transmission path combined with a mirror, and the electro-optical imaging The image information from the means is processed, the angle shift amount of the mirror from the normal position is measured by an image processing device, the mirror angle is input and the mirror tilt angle is controlled by the mirror adjustment device. The mirror image of the target for image processing through the first automatic adjustment mirror on the light source side is observed by the electro-optical imaging means, and the first automatic adjustment mirror is used by the mirror adjustment device so that the observed mirror image is centered. After adjusting the first automatic adjustment mirror, the automatic adjustment mirror is sequentially adjusted by the same mirror adjustment method to adjust the optical axis of the optical transmission path.

本発明に係る光伝送装置は、光伝送路を伝送される光源側の光軸の延長線上に設置された電子光学撮像手段と、ミラーの近傍に配置される画像処理用ターゲットと、電子光学撮像手段からの画像情報を演算処理し、この画像情報に含まれる前記画像処理用ターゲットの位置情報に基づいて正規位置からの前記ミラーの角度ずれ量を測定する画像処理装置と、前記ミラーの角度ずれ量を入力し、ミラー調整装置を駆動させる制御装置とを備えたので、CCDカメラ等の電子機器を光伝送路の途中に設置する必要がなく、放射線の強い環境などにおいても、遠隔で光軸調整することが可能となる。また、光伝送路の途中にCCDカメラ等の電子光学撮像手段を設置することなく、電子光学撮像手段で光伝送路を遠隔調整することが可能になる。また、画像処理装置を備えているため、電子光学撮像手段で撮影した画像を基にミラーのずれ量を自動的に測定して、ミラーを自動調整することが可能になる。   An optical transmission apparatus according to the present invention includes an electro-optical imaging unit installed on an extension of an optical axis on a light source side that is transmitted through an optical transmission line, an image processing target arranged in the vicinity of a mirror, and an electro-optical imaging. An image processing device that calculates image information from the means and measures an amount of angular deviation of the mirror from a normal position based on positional information of the image processing target included in the image information; and angular deviation of the mirror Because it is equipped with a control device that inputs the amount and drives the mirror adjustment device, it is not necessary to install an electronic device such as a CCD camera in the middle of the optical transmission path, and the optical axis can be remotely controlled even in a radiation-intensive environment. It becomes possible to adjust. In addition, it is possible to remotely adjust the optical transmission path by the electro-optical imaging means without installing an electronic optical imaging means such as a CCD camera in the middle of the optical transmission path. In addition, since the image processing apparatus is provided, it becomes possible to automatically adjust the mirror by automatically measuring the deviation amount of the mirror based on the image taken by the electro-optical imaging means.

また、本発明に係る光伝送装置においては、光伝送手段の光伝送路を導光筒、導光管等の導光シールド筒で覆設し、導光シールド筒の途中にミラーが1枚以上配置されてなるので、複雑な光伝送路をミラーの組合せで構成して、シールド筒内で気中伝送させることができ、光伝送を周囲の影響、例えば空気の揺らぎの影響を受けることなく効率よく行なうことができる。   In the optical transmission device according to the present invention, the optical transmission path of the optical transmission means is covered with a light guide shield tube such as a light guide tube or a light guide tube, and one or more mirrors are provided in the middle of the light guide shield tube. Since it is arranged, a complicated optical transmission path can be configured with a combination of mirrors to transmit in the air inside the shield tube, and the optical transmission is efficient without being affected by ambient influences such as air fluctuations. Can be done well.

さらに、本発明に係る光伝送装置においては、光伝送手段は、ミラーの近傍に画像処理用ターゲットをそれぞれ設置し、上記ターゲットに光通過孔を形成したので、光伝送路中のミラーを遠隔調整する際に、調整して伝送すべき位置を明確にできるとともに、画像処理における処理内容の簡便化を図ることができる。   Furthermore, in the optical transmission apparatus according to the present invention, the optical transmission means is provided with an image processing target in the vicinity of the mirror, and a light passage hole is formed in the target. Therefore, the mirror in the optical transmission path is remotely adjusted. In this case, the position to be adjusted and transmitted can be clarified, and the processing contents in the image processing can be simplified.

また、本発明に係る光伝送装置においては、画像処理用ターゲットは、光伝送路を横断するように設置される一方、各ターゲットをそれぞれ異なった形状に構成したので、ターゲットの形によって、現在調整対象としている光軸上のミラーとターゲットの位置を明確に判断して、調整すべき位置の判断を簡便にし、さらに、ミラーのずれ量を正確に測定することが可能になる。   Further, in the optical transmission apparatus according to the present invention, the image processing target is installed so as to cross the optical transmission line, and each target is configured in a different shape. It is possible to clearly determine the positions of the target mirror and target on the optical axis, to easily determine the position to be adjusted, and to accurately measure the mirror displacement.

またさらに、本発明に係る光伝送装置においては、光伝送手段は、ミラーまたは画像処理用ターゲットの近傍を照明可能な照明装置を備えたので、現在調整の対象としているとターゲットの位置を別のミラーやターゲットの画像と、さらに明確に分離することができるため調整位置の判断を簡便にし、さらに、ミラーのずれ量を正確に測定することが可能になる。   Furthermore, in the optical transmission device according to the present invention, the optical transmission means includes an illumination device that can illuminate the vicinity of the mirror or the image processing target. Since the image of the mirror or target can be further clearly separated, the adjustment position can be easily determined, and the amount of mirror displacement can be accurately measured.

さらに、本発明に係る光伝送装置においては、ミラー調整装置は、ステッピングモータ駆動方式またはサーボモータ駆動方式の自動ミラー装置で構成したので、画像処理情報を基にミラーを駆動する際に、駆動すべき量に応じて正確に自動調整ミラーを駆動することができ、同じミラーに対して何度も繰り返して調整することなく、一度にミラー調整できるため、より早い光軸調整が可能になる。   Further, in the optical transmission device according to the present invention, the mirror adjusting device is configured by an automatic mirror device of a stepping motor driving method or a servo motor driving method, so that it is driven when the mirror is driven based on image processing information. The automatic adjustment mirror can be accurately driven according to the power amount, and the mirror can be adjusted at once without repeatedly adjusting the same mirror, so that faster optical axis adjustment is possible.

さらにまた、本発明に係る光伝送装置においては、画像処理装置は、予め登録された画像パターンとミラー調整時に撮影した画像とを比較し、撮影画像の位置ずれ量を検出可能なパターンマッチング装置を備えたので、パターンマッチング処理装置を用いることにより、現在調整対象のターゲットの形状と位置ずれを、一度調整されているときに予め登録したパターンを元に簡便に評価することが可能になり、光軸調整の速度および精度を向上させることができるとともに、画像処理装置の誤った認識結果によって、装置が誤動作する頻度を少なくすることが可能になる。   Furthermore, in the optical transmission device according to the present invention, the image processing device compares a pre-registered image pattern with an image captured at the time of mirror adjustment, and a pattern matching device capable of detecting the amount of positional deviation of the captured image. By using a pattern matching processing device, it is possible to easily evaluate the shape and positional deviation of the target to be adjusted based on a pattern registered in advance when the target is adjusted once. The speed and accuracy of the axis adjustment can be improved, and the frequency with which the apparatus malfunctions can be reduced due to an erroneous recognition result of the image processing apparatus.

また、本発明に係る光伝送装置の調整方法においては、ミラーを組み合わせた光伝送路の光源側光軸の延長線上に電子光学撮像手段を設け、この電子光学撮像手段からの画像情報を演算処理し、正規位置からの前記ミラーの角度ずれ量を画像処理装置で測定し、前記ミラーの角度がずれ量を入力してミラーの傾き角度をミラー調整装置で制御し、前記電子光学撮像手段で光源側の第1自動調整ミラーを通した画像処理用ターゲットのミラー画像を観測し、観測されるミラー画像が中心に来るように前記ミラー調整装置で第1自動調整ミラーを調整し、第1自動調整ミラー調整後、同様なミラー調整方法で順次自動調整ミラーを調整して前記光伝送路の光軸調整を行なうので、CCDカメラ等の電子機器を光伝送路中に設置する必要がなく、放射線の強い環境などにおいても、遠隔で光軸調整することが可能となる。また、光伝送路中のミラー所在点毎にCCDカメラを設置することなく、一台のCCDカメラ等の電子光学撮像手段で遠隔調整することが可能になり、さらに、画像処理装置を備えているため、電子光学撮像手段で撮影した画像を基にミラーのずれ量を自動的に測定して、自動調整ミラーを自動的に調整することが可能になる。   In the method for adjusting an optical transmission device according to the present invention, an electro-optical imaging unit is provided on an extension line of the light source side optical axis of the optical transmission path combined with a mirror, and image information from the electro-optical imaging unit is processed. Then, the angle shift amount of the mirror from the normal position is measured by an image processing device, the mirror angle is input as the shift amount, the mirror tilt angle is controlled by a mirror adjustment device, and the electro-optic imaging means uses a light source. The first automatic adjustment mirror is observed through the first automatic adjustment mirror on the side, and the first automatic adjustment mirror is adjusted by the mirror adjustment device so that the observed mirror image is at the center. After mirror adjustment, the optical axis of the optical transmission path is adjusted by sequentially adjusting the automatic adjustment mirror using the same mirror adjustment method, so there is no need to install an electronic device such as a CCD camera in the optical transmission path. Even in such a strong environment lines, it is possible to adjust the optical axis remotely. Further, it is possible to perform remote adjustment with an electro-optical imaging means such as a single CCD camera without installing a CCD camera for each mirror location in the optical transmission path, and further includes an image processing device. Therefore, it becomes possible to automatically adjust the automatic adjustment mirror by automatically measuring the deviation amount of the mirror based on the image taken by the electro-optical imaging means.

本発明に係る光伝送装置およびその調整方法の実施の形態について添付図面を参照して説明する。   Embodiments of an optical transmission apparatus and an adjustment method thereof according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

[第1の実施形態]
図1は本発明に係る光伝送装置の第1実施形態を示す基本的な構成図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a basic configuration diagram showing a first embodiment of an optical transmission apparatus according to the present invention.

図1において、符号10はレーザ光を気中伝送させる光伝送装置を示す。この光伝送装置10はミラーを組合せて、光伝送路11を構成するレーザ導光手段としての光伝送手段12と、この光伝送路11に加工、検査、予防保全あるいは補修用メインレーザ光を出力する光源としてのメインレーザ装置13と、光伝送路11の光軸調整用ガイド光としてのガイドレーザ光を出力するガイドレーザ装置14とを備える。   In FIG. 1, reference numeral 10 denotes an optical transmission apparatus that transmits laser light in the air. This optical transmission device 10 combines a mirror and outputs an optical transmission means 12 as a laser light guiding means constituting the optical transmission path 11, and outputs a main laser beam for processing, inspection, preventive maintenance or repair to this optical transmission path 11. And a guide laser device 14 that outputs guide laser light as guide light for adjusting the optical axis of the optical transmission path 11.

メインレーザ装置13から出力されるメインレーザ光は光合成手段であるダイクロイックミラー15を介して光伝送路11に案内され、この光伝送路11内を気中伝送されてレーザ照射ヘッド16に導かれ、このレーザ照射ヘッド16から対象物17に照射され、対象物17の加工、検査、予防保全あるいは補修を行なうようになっている。   The main laser light output from the main laser device 13 is guided to the optical transmission path 11 via the dichroic mirror 15 which is a light synthesizing means, is transmitted through the optical transmission path 11 in the air, and is guided to the laser irradiation head 16. The object 17 is irradiated from the laser irradiation head 16 so that the object 17 is processed, inspected, prevented, or repaired.

図1では、メインレーザ装置13にYAGレーザ装置を採用した例を示す。YAGレーザ装置から発振されたメインレーザ光を光伝送装置10により光伝送路11内を案内し、対象物13として例えば放射線環境下にある原子炉内構造物を照射する例を示している。メインレーザ装置13にはYAGレーザ以外にも炭酸ガスレーザやパルスレーザ等の種々のレーザ装置が採用される。   FIG. 1 shows an example in which a YAG laser device is adopted as the main laser device 13. An example is shown in which main laser light oscillated from a YAG laser device is guided in an optical transmission line 11 by an optical transmission device 10 and an object 13 is irradiated with, for example, a reactor internal structure in a radiation environment. In addition to the YAG laser, various laser devices such as a carbon dioxide gas laser and a pulse laser are employed for the main laser device 13.

光伝送手段12を構成する光伝送路11はレーザ導光筒や導光管等のシールド筒18で覆われ、このシールド筒18内をレーザ光が気中伝送されるようになっている。この光伝送路11にはガイドレーザ装置14から出力されるガイドレーザ光がハーフミラーガイド手段19を介してダイクロイックミラー15の上流側光伝送路11に案内されるようになっている。ガイドレーザ装置14には円偏光のガイドレーザ光を出力するHe−Neレーザが用いられる。He−Neレーザ以外にもメインレーザ光と波長が異なるレーザ光であればよく、ガイドレーザ光は無偏光のレーザ光でもよい。   The light transmission path 11 constituting the light transmission means 12 is covered with a shield tube 18 such as a laser light guide tube or a light guide tube, and the laser light is transmitted through the shield tube 18 in the air. The guide laser beam output from the guide laser device 14 is guided to the optical transmission path 11 on the upstream side optical transmission path 11 of the dichroic mirror 15 through the half mirror guide means 19. The guide laser device 14 is a He—Ne laser that outputs circularly polarized guide laser light. Other than the He—Ne laser, any laser beam having a wavelength different from that of the main laser beam may be used, and the guide laser beam may be a non-polarized laser beam.

上記ダイクロイックミラー15は光合成用ミラー手段を構成しており、メインレーザ光の波長近傍のレーザ光に大きな反射率を持ち、その他の波長レーザ光の大部分は透過できるように設計されている。また、ハーフミラーガイド手段19のハーフミラーは、ガイドレーザ光に対し、50%程度の反射率を有し、その他の波長のレーザ光に対しては透過特性が高くなるように設計されている。   The dichroic mirror 15 constitutes a light synthesizing mirror means, and is designed to have a large reflectance for laser light in the vicinity of the wavelength of the main laser light and to transmit most of the other wavelength laser light. The half mirror of the half mirror guide means 19 is designed to have a reflectivity of about 50% with respect to the guide laser beam and to have high transmission characteristics with respect to laser beams of other wavelengths.

光伝送路11には複数枚、例えば6枚の自動ミラーと1枚の固定ミラーとが組み込まれている。図1では、光伝送路11に4枚(第1〜第4)の自動調整ミラー21,22,23,24と、2枚の角度微調整ミラーとしての自動角度調整ミラー(自動調整ミラー)25,26と、1枚の固定ミラー27をそれぞれ配置した例を示している。各自動調整ミラー21,22,23,24は制御装置29により駆動されるミラー調整装置30によりミラー傾き角度が調節される一方、各自動角度調節ミラー25,26も制御装置29により駆動されるミラー角度調整装置(ミラー調整装置)31によりミラー傾き角度が調節される。   A plurality of, for example, six automatic mirrors and one fixed mirror are incorporated in the optical transmission path 11. In FIG. 1, four (first to fourth) automatic adjustment mirrors 21, 22, 23, and 24 in the optical transmission path 11, and an automatic angle adjustment mirror (automatic adjustment mirror) 25 as two angle fine adjustment mirrors. 26 and one fixed mirror 27 are arranged. Each of the automatic adjustment mirrors 21, 22, 23, 24 is adjusted in mirror tilt angle by a mirror adjustment device 30 driven by a control device 29, while each of the automatic angle adjustment mirrors 25, 26 is also a mirror driven by the control device 29. The mirror tilt angle is adjusted by an angle adjusting device (mirror adjusting device) 31.

光伝送路11を構成する各自動角度調整ミラー25,26は、第1および第2の自動調整ミラー21,22の上流側に対抗して設置される一方、自動角度調整ミラー26や、第3および第4自動調整ミラー23,24および固定ミラー27の近くの光伝送路11上に第1乃至第4の画像処理用ターゲット33,34,35,36が配置される。   Each of the automatic angle adjustment mirrors 25 and 26 constituting the optical transmission line 11 is installed on the upstream side of the first and second automatic adjustment mirrors 21 and 22, while the automatic angle adjustment mirror 26 and the third The first to fourth image processing targets 33, 34, 35, and 36 are disposed on the optical transmission path 11 near the fourth automatic adjustment mirrors 23 and 24 and the fixed mirror 27.

各ターゲット33,34,35,36はアルミニューム製のプレート材で、表面がブラスト加工され、光伝送路11を横断するように配置される。各ターゲット33,34,35,36にはトーラス形状、ワッシャ形状、リング形状、四角形状等の種々の形状に形成され、光を透過する、例えば中央部分に光透過孔が形成される。   Each of the targets 33, 34, 35, and 36 is a plate material made of aluminum, the surface of which is blasted and arranged so as to cross the optical transmission path 11. Each target 33, 34, 35, 36 is formed in various shapes such as a torus shape, a washer shape, a ring shape, and a square shape, and transmits light, for example, a light transmission hole is formed in the central portion.

また、光伝送路11には各画像処理用ターゲット33,34,35,36の近傍を照射可能に照明装置としてのランプ38,39,40,41が設置される。各ランプ38,39,40,41は、制御装置11からの制御指令に応じてランプ点滅制御手段43により個別に点灯あるいは消灯されるようになっている。   The light transmission path 11 is provided with lamps 38, 39, 40, and 41 as illumination devices so that the vicinity of the respective image processing targets 33, 34, 35, and 36 can be irradiated. Each of the lamps 38, 39, 40, 41 is individually turned on or off by the lamp blinking control means 43 in accordance with a control command from the control device 11.

さらに、光伝送路11の途中に設けられた第3自動調整ミラー24は、サンプリング分離ミラー手段24を構成している。分離ミラー手段24はガイドレーザ光を光伝送路11から分離されるハーフミラーあるいは波長分離ミラーで構成される。分離ミラー手段24は、ガイドレーザ光の波長付近で略50%程度の透過率を有し、ガイドレーザ光以外のメインレーザ光等に対しては反射率の大きなミラーである。   Further, the third automatic adjustment mirror 24 provided in the middle of the optical transmission path 11 constitutes a sampling separation mirror means 24. The separation mirror means 24 is composed of a half mirror or a wavelength separation mirror that separates the guide laser light from the optical transmission path 11. The separation mirror means 24 is a mirror having a transmittance of about 50% in the vicinity of the wavelength of the guide laser light and having a high reflectivity with respect to the main laser light and the like other than the guide laser light.

分離ミラー手段24で分離された光路44上には偏光光学手段としての1/4波長板45と平行反射光学手段としてのレトロリフレクタ46が設置される。1/4波長板45は分離光路44に案内されるレーザ光の偏光を行っており、例えば1/4波長板45を通すことにより円偏光のレーザ光を直線偏光に、直線偏光のレーザ光を円偏光に変換させている。   On the optical path 44 separated by the separation mirror means 24, a quarter wavelength plate 45 as a polarization optical means and a retro reflector 46 as a parallel reflection optical means are installed. The quarter wavelength plate 45 performs polarization of the laser light guided to the separation optical path 44. For example, when the quarter wavelength plate 45 is passed, the circularly polarized laser light is converted into linearly polarized light, and the linearly polarized laser light is converted into linearly polarized laser light. It is converted to circularly polarized light.

また、レトロリフレクタ46は、3枚のミラーを組み合わせて構成されたコーナキューブプリズムや中空コーナキューブ等の平行反射光学素子が用いられるが、キャッツアイ光学系に代表される平行反射光学素子を用いてもよい。   Further, the retroreflector 46 uses a parallel reflection optical element such as a corner cube prism or a hollow corner cube formed by combining three mirrors, but uses a parallel reflection optical element represented by a cat's eye optical system. Also good.

レトロリフレクタ46は、レーザ光が中心に入射すれば、反射ビームは入射ビームと全く同一の経路を通って反射され、中心からずれて入射した場合は、中心に対して対称な位置から入射ビームと平行に反射されるようになっている。   When the laser beam is incident on the center, the retroreflector 46 reflects the reflected beam through the same path as the incident beam. When the laser beam is incident off the center, the retroreflector 46 reflects the incident beam from a position symmetrical to the center. Reflected in parallel.

また、レーザ照射ヘッド16近傍の光伝送路11上に配置された固定ミラー27も分離ミラー手段を構成している。この固定ミラー27はメインレーザ光に対する透過率が高く、ガイドレーザ光に対して反射率が大きいミラーが用いられる。分離ミラー手段27で分離された光路48上に平行反射光学手段としてのリトロリフレクタ49が配置される。このレトロリフレクタ49は円偏光入射レーザ光の偏光回転方向を逆にして反射させるようになっており、レーザ光位置ずれ検出手段を構成している。   The fixed mirror 27 arranged on the optical transmission path 11 near the laser irradiation head 16 also constitutes a separation mirror means. As this fixed mirror 27, a mirror having a high transmittance with respect to the main laser beam and a high reflectance with respect to the guide laser beam is used. A retro-reflector 49 as parallel reflection optical means is disposed on the optical path 48 separated by the separation mirror means 27. The retro-reflector 49 reflects the circularly polarized incident laser beam with its polarization rotation direction reversed, and constitutes a laser beam misalignment detecting means.

ところで、ガイドレーザ装置14からの出力ガイド光であるガイドレーザ光を案内するハーフミラーガイド手段19の近傍にレトロリフレクタ46,49からの反射ガイドレーザ光が案内される検出用ガイド光路51が光伝送路11の光源側光軸の延長線として形成され、この検出用ガイド光路51に電子光学撮像手段としてカメラシステムを構成するCCDカメラ52が設置される。CCDカメラ52には、メインレーザ光とガイドレーザ光の波長以外の光を透過させるノッチフィルタ53と、焦点距離および焦点位置を電動調整可能なレンズ54とを備えており、撮影できる光軸方向がメインレーザ光と同軸になるように光軸調整されて設置される。CCDカメラ52で検出された画像情報は画像処理装置55に入力されて画像処理される。   By the way, the detection guide optical path 51 in which the reflected guide laser light from the retroreflectors 46 and 49 is guided in the vicinity of the half mirror guide means 19 for guiding the guide laser light that is the output guide light from the guide laser device 14 is optically transmitted. A CCD camera 52 that is formed as an extension of the light source side optical axis of the path 11 and that constitutes a camera system as an electro-optical imaging means is installed in the detection guide optical path 51. The CCD camera 52 includes a notch filter 53 that transmits light other than the wavelengths of the main laser light and the guide laser light, and a lens 54 that can electrically adjust a focal length and a focal position. The optical axis is adjusted so that it is coaxial with the main laser beam. Image information detected by the CCD camera 52 is input to the image processing device 55 and processed.

画像処理装置55には、予め基準となる画像が登録されており、この登録画像とCCDカメラ52で観測されたカメラ画像がパターンマッチング処理により比較され、画像上でのターゲットの位置ずれ情報が制御装置29に出力される。画像処理装置55にはパターンマッチング装置が備えられている。制御装置29は位置ずれ情報を入力して、位置ずれを解消させ、あるいは最小にする方向にミラー調整装置30を駆動させるようになっている。   In the image processing device 55, a reference image is registered in advance, and the registered image and the camera image observed by the CCD camera 52 are compared by pattern matching processing, and target positional deviation information on the image is controlled. It is output to the device 29. The image processing device 55 is provided with a pattern matching device. The control device 29 inputs positional deviation information, and drives the mirror adjusting device 30 in a direction to eliminate or minimize the positional deviation.

また、検出用ガイド光路51の途中にダイクロイックサンプリングミラー57が設置され、このダイクロイックサンプリングミラー57によりサンプリング光路58が分岐されている。サンプリング光路58は光伝送路11の光源側光軸の延長線として形成され、このサンプリング光路58には、光伝送装置に設置されたレトロリフレクタ46,49等の平行反射光学手段で反射されたガイドレーザ光が案内される。   A dichroic sampling mirror 57 is installed in the middle of the detection guide optical path 51, and the sampling optical path 58 is branched by the dichroic sampling mirror 57. The sampling optical path 58 is formed as an extension of the optical axis on the light source side of the optical transmission path 11, and this sampling optical path 58 is guided by parallel reflection optical means such as retroreflectors 46 and 49 installed in the optical transmission apparatus. Laser light is guided.

反射ガイドレーザ光が案内されるサンプリング光路58には、偏光光学手段である1/4波長板60と、反射ガイドレーザ光だけを通す干渉フィルタ61と、干渉フィルタ61を通過した反射ガイドレーザ光を分割させる光分離手段としての偏光ビームスプリッタ62とを備える。偏光ビームスプリッタ62で分割された各反射ガイドレーザ光は各光位置検出装置63,64に入力され、光位置検出装置63,64でガイドレーザ光の入射位置を検出して光軸ずれ量を演算処理により、算出している。   In the sampling optical path 58 through which the reflected guide laser light is guided, a quarter wavelength plate 60 that is a polarization optical means, an interference filter 61 that passes only the reflected guide laser light, and the reflected guide laser light that has passed through the interference filter 61 are received. And a polarization beam splitter 62 as a light separating means to be split. Each reflected guide laser beam divided by the polarization beam splitter 62 is input to each optical position detection device 63, 64, and the optical position detection device 63, 64 detects the incident position of the guide laser beam to calculate the optical axis deviation amount. It is calculated by processing.

光位置検出装置63,64としては、4象限検出器やポインティング検出器、CCD素子がある。4象限検出器は4象限に分けられた光電面における反射ガイドレーザ光の入射パワーの平衡状態をビーム入射位置として変換し、光伝送路11の位置ずれ量を検出するものである。光位置検出装置63、64で検出されたガイドレーザ光の位置ずれ量は信号処理装置65で電気信号に変換されて制御装置29に入力され、この制御装置29で位置ずれ量が解消する方向あるいは位置ずれ量が最小となるようにミラー調整装置30あるいはミラー角度調整装置31を作動制御するようになっている。   As the optical position detection devices 63 and 64, there are a four-quadrant detector, a pointing detector, and a CCD element. The 4-quadrant detector converts the equilibrium state of the incident power of the reflected guide laser light on the photocathode divided into 4 quadrants as a beam incident position, and detects the positional deviation amount of the optical transmission line 11. The positional deviation amount of the guide laser light detected by the optical position detection devices 63 and 64 is converted into an electrical signal by the signal processing device 65 and input to the control device 29, and the direction in which the positional deviation amount is eliminated by the control device 29 or The operation of the mirror adjusting device 30 or the mirror angle adjusting device 31 is controlled so that the amount of positional deviation is minimized.

ミラー調整装置30で作動制御される自動調整ミラー21〜24は、ステッピングモータ駆動の2軸傾斜ステージにミラーが設置された自動ミラーであり、上記自動調整ミラー21〜24は、制御装置29からの制御指令に応じてミラー調整装置30がステッピングモータドライバ(図示せず)を駆動させ、ミラー角度の調整ができるようになっている。ステッピングモータ駆動の自動調整ミラー21〜24は動作速度は遅いが、広い駆動範囲を持つ特徴がある。ステッピングモータの代りにサーボモータ等の駆動機構を用いてもよい。   The automatic adjustment mirrors 21 to 24 that are controlled by the mirror adjustment device 30 are automatic mirrors in which a mirror is installed on a biaxial tilting stage driven by a stepping motor. The automatic adjustment mirrors 21 to 24 are supplied from the control device 29. The mirror adjusting device 30 drives a stepping motor driver (not shown) in accordance with the control command so that the mirror angle can be adjusted. The automatic adjustment mirrors 21 to 24 driven by the stepping motor have a feature that they have a wide driving range although their operation speed is slow. A drive mechanism such as a servo motor may be used instead of the stepping motor.

また、ミラー角度調整装置31で作動制御される自動角度調整ミラー(自動調整ミラー)25,26は、自動微調整ミラーであり、この自動角度調整ミラー25,26は、電気歪素子(PZT)駆動の2軸傾斜ステージにミラーが設置されたPZT自動ミラーであり、制御装置29からの制御指令に応じてミラー角度調整装置31によりミラー角度調整が微調整できるようになっている。   The automatic angle adjustment mirrors (automatic adjustment mirrors) 25 and 26 controlled by the mirror angle adjustment device 31 are automatic fine adjustment mirrors, and the automatic angle adjustment mirrors 25 and 26 are driven by an electrostrictive element (PZT). This is a PZT automatic mirror in which a mirror is installed on the two-axis tilt stage, and the mirror angle adjustment device 31 can finely adjust the mirror angle according to a control command from the control device 29.

自動角度調整ミラー25,26として電気歪素子駆動ミラーを用いると、ミラーの動作範囲は狭いが、高速かつ高精度にミラー角度調整を行うことができる。電気歪素子駆動ミラーに代えてガルバノメータ駆動式ミラーを自動角度調整ミラーとして採用しても、同様な機能を奏する。   When electrostrictive element driving mirrors are used as the automatic angle adjusting mirrors 25 and 26, the mirror operating range is narrow, but the mirror angle can be adjusted at high speed and with high accuracy. Even if a galvanometer-driven mirror is employed as the automatic angle adjusting mirror instead of the electrostrictive element driving mirror, the same function is achieved.

自動角度調整ミラー25,26は、メインレーザ光(例えばYAGレーザ光)、ガイドレーザ光(例えばHe−Neレーザ光)およびCCDカメラ52で観測される波長領域の光に対して高い反射率を有するミラーとされる。自動角度調整ミラー25と第1自動調整ミラー21との間の距離や、自動角度調整ミラー26と第2自動調整ミラー22との間の距離は、光伝送路11の伝送距離に対して充分に近い接近状態の関係に保たれる。   The automatic angle adjustment mirrors 25 and 26 have a high reflectance with respect to main laser light (for example, YAG laser light), guide laser light (for example, He-Ne laser light), and light in a wavelength region observed by the CCD camera 52. Mirrored. The distance between the automatic angle adjustment mirror 25 and the first automatic adjustment mirror 21 and the distance between the automatic angle adjustment mirror 26 and the second automatic adjustment mirror 22 are sufficiently larger than the transmission distance of the optical transmission line 11. A close approaching relationship is maintained.

[光伝送装置の作用]
次に、本発明に係る光伝送装置の作用を説明する。
[Operation of optical transmission equipment]
Next, the operation of the optical transmission apparatus according to the present invention will be described.

この光伝送装置10を用いて対象物のレーザ加工、検査、予防保全あるいは補修を行なう前に、光伝送装置10の光伝送路11のアライメント調整が行なわれる。アライメント調整は、大まかな光伝送路11の確保を目的とする粗調整作業と、この粗調整作業の後に2箇所の平行反射光学手段46,49を利用した微調整および光伝送路11の振動等による位置ずれを補償する振動補正作業とに分けて行なわれる。この意味で、光伝送装置10には、光伝送路11を大まかに粗調整する光路粗調整手段と光伝送路11を微調整する光路微調整手段とが設けられ、いずれの調整手段も遠隔操作により、自動で行なうことができるようになっている。光路微調整手段は自動調整ミラー25,26を高速でフィードバック制御する制御手段であり、外部振動による振動補正作業をも行ない得るようになっている。   Before performing laser processing, inspection, preventive maintenance, or repair of an object using the optical transmission apparatus 10, alignment adjustment of the optical transmission path 11 of the optical transmission apparatus 10 is performed. The alignment adjustment includes rough adjustment work for the purpose of securing the rough optical transmission path 11, fine adjustment using the parallel reflection optical means 46 and 49 after the rough adjustment work, vibration of the optical transmission path 11, and the like. This is performed separately from the vibration correction work for compensating for the positional deviation caused by. In this sense, the optical transmission apparatus 10 is provided with an optical path coarse adjustment means for roughly adjusting the optical transmission path 11 and an optical path fine adjustment means for finely adjusting the optical transmission path 11, both of which are remotely operated. By doing so, it can be performed automatically. The optical path fine adjustment means is a control means for performing feedback control of the automatic adjustment mirrors 25 and 26 at high speed, and can also perform vibration correction work by external vibration.

[光伝送路の粗調整作業]
CCDカメラ52は、光伝送路11を案内されるレーザ光の光軸と一致しているので、CCDカメラ52で撮影した画像の中心にレーザ光の光軸がある。このため、CCDカメラ52の焦点位置および焦点距離を変えて撮影すれば、光伝送路11の任意位置におけるレーザ光の透過位置を確認することができる。光伝送路11の粗調整は、自動調整ミラー21〜24を順次調整することにより行なわれる。
[Coarse adjustment of optical transmission line]
Since the CCD camera 52 coincides with the optical axis of the laser light guided through the optical transmission path 11, the optical axis of the laser light is at the center of the image photographed by the CCD camera 52. For this reason, if the CCD camera 52 is photographed while changing the focal position and focal distance, the transmission position of the laser light at an arbitrary position of the optical transmission path 11 can be confirmed. Coarse adjustment of the optical transmission line 11 is performed by sequentially adjusting the automatic adjustment mirrors 21 to 24.

[自動調整ミラーの調整作業]
初めに第1自動調整ミラー21の調整手順を説明する。
[Adjustment work of automatic adjustment mirror]
First, the adjustment procedure of the first automatic adjustment mirror 21 will be described.

光伝送路11はシールド筒18で覆われ、外部に光が漏れないようになっており、照明無しでは、画像処理用ターゲット33を観測することができない。このため、制御装置29によりランプ点滅制御手段43を作動させ、第1自動調整ミラー21の下流側に位置するランプ38を点灯させ、画像処理用ターゲット33だけを照明させる。ターゲット33の照明により、ターゲット33をCCDカメラ52で選択的に観測することができ、第1自動調整ミラー21のミラー画像を観測することができる。   The optical transmission line 11 is covered with a shield tube 18 so that light does not leak outside, and the image processing target 33 cannot be observed without illumination. For this reason, the lamp flashing control means 43 is operated by the control device 29, the lamp 38 located on the downstream side of the first automatic adjustment mirror 21 is turned on, and only the image processing target 33 is illuminated. By illumination of the target 33, the target 33 can be selectively observed with the CCD camera 52, and a mirror image of the first automatic adjustment mirror 21 can be observed.

ランプ38の照明と同時に、信号処理装置からの指令により、CCDカメラ52のズーム位置、焦点位置を画像処理用ターゲット33の形状、ひいては第1自動調整ミラー21のミラー画像が十分把握できるように予め設定した位置に調整する。   Simultaneously with the illumination of the lamp 38, in response to a command from the signal processing device, the zoom position and the focal position of the CCD camera 52 can be grasped in advance so that the shape of the image processing target 33 and thus the mirror image of the first automatic adjustment mirror 21 can be sufficiently grasped. Adjust to the set position.

CCDカメラ52のズーム位置、焦点位置を設定することにより、CCDカメラ52で自動調整ミラー25と21を介してターゲット33を観測できる。その際、自動調整ミラー21の設置角度がずれていれば、撮影した画像上のターゲット33の位置が撮影画面の中心からずれて見えることになる。   By setting the zoom position and the focal position of the CCD camera 52, the target 33 can be observed by the CCD camera 52 via the automatic adjustment mirrors 25 and 21. At this time, if the installation angle of the automatic adjustment mirror 21 is deviated, the position of the target 33 on the photographed image appears to deviate from the center of the photographing screen.

画像処理装置55は、このターゲット33が中心に見える時の基準画像を予め登録しており、この登録画像を観測されるカメラ画像とパターンマッチング処理により比較する。パターンマッチング処理により画像上でのターゲットの位置がどれだけ中心からずれているかが計算され、その計算結果(画像ずれ量)が画像処理装置55から制御装置29に出力される。制御装置29は画像ずれ情報に基づいてミラー調整装置30を駆動させて自動調整ミラー21を画像ずれ量が解消あるいは最小になるようにミラー角度調整される。このミラー角度調整により、ターゲット33がCCDカメラ52で撮影している画像上の中心位置にくるように調整される。   The image processing device 55 registers in advance a reference image when the target 33 appears to be centered, and compares this registered image with an observed camera image by pattern matching processing. The amount of the target position on the image shifted from the center is calculated by the pattern matching process, and the calculation result (image shift amount) is output from the image processing device 55 to the control device 29. The control device 29 drives the mirror adjusting device 30 based on the image shift information to adjust the mirror angle of the automatic adjustment mirror 21 so that the image shift amount is eliminated or minimized. By this mirror angle adjustment, the target 33 is adjusted to be at the center position on the image photographed by the CCD camera 52.

自動調整ミラー21のミラー角度調整により、CCDカメラ52で撮影した画像上でターゲット33が画像中心に見えるようになるが、このことはターゲット33の中心位置にレーザビームが通過していることを意味する。CCDカメラ52の撮影画像の中心にターゲット33に位置させることにより、自動調整ミラー21の粗調整が完了する。   By adjusting the mirror angle of the automatic adjustment mirror 21, the target 33 becomes visible at the center of the image taken by the CCD camera 52, which means that the laser beam passes through the center position of the target 33. To do. Coarse adjustment of the automatic adjustment mirror 21 is completed by positioning the target 33 at the center of the captured image of the CCD camera 52.

自動調整ミラー21の粗調整完了後に次の自動調整ミラー22の粗調整作業が行なわれる。この粗調整は基本的には自動調整ミラー21の調整作業に準ずる。   After the rough adjustment of the automatic adjustment mirror 21 is completed, the next rough adjustment operation of the automatic adjustment mirror 22 is performed. This rough adjustment basically conforms to the adjustment work of the automatic adjustment mirror 21.

すなわち、自動調整ミラー21の粗調整後に制御装置29の指令によりランプ点滅手段43を作動させてランプ38を消灯し、次のランプ39のみ点灯させる。   That is, after the coarse adjustment of the automatic adjustment mirror 21, the lamp blinking means 43 is operated by a command from the control device 29 to turn off the lamp 38 and turn on only the next lamp 39.

ランプ39の点灯と同時に、信号処理装置からの命令により、CCDカメラ52のズーム位置、焦点位置をターゲット34の形状が十分把握できるように予め設定した位置に調整する。   Simultaneously with the lighting of the lamp 39, the zoom position and the focal position of the CCD camera 52 are adjusted to preset positions so that the shape of the target 34 can be sufficiently grasped by a command from the signal processing device.

CCDカメラ52のズーム位置、焦点位置を調整後、自動調整ミラー25,21,26,22を介して画像処理用ターゲット34を観測でき、自動調整ミラー22のミラー画像を観察することができる。自動調整ミラー22の設置角度がずれていれば、CCDカメラ52で撮影した画像上のターゲット34の位置が撮影画面の中心からずれて見えることになる。   After adjusting the zoom position and focus position of the CCD camera 52, the image processing target 34 can be observed through the automatic adjustment mirrors 25, 21, 26, and 22, and the mirror image of the automatic adjustment mirror 22 can be observed. If the installation angle of the automatic adjustment mirror 22 is deviated, the position of the target 34 on the image photographed by the CCD camera 52 appears to deviate from the center of the photographing screen.

画像処理装置55は、このターゲット34が中心に見える時の基準画像を予め登録しており、この登録画像を、観測されるカメラ画像(ミラー画像)とパターンマッチング処理により比較する。パターンマッチング処理により画像上でのターゲット34の位置がどれだけ中心から外れているかを計算した結果(画像ずれ量、角度ずれ量)が画像処理装置55から制御装置29に出力される。   The image processing device 55 registers in advance a reference image when the target 34 appears to be centered, and compares this registered image with an observed camera image (mirror image) by pattern matching processing. The result of calculating how far the position of the target 34 on the image is off the center by pattern matching processing (image shift amount, angle shift amount) is output from the image processing device 55 to the control device 29.

制御装置29は画像ずれ情報に基づいてターゲット34がCCDカメラ52で撮影している画像上の中心に位置するようにミラー調整装置30を駆動させて自動調整ミラー22を角度調整する。   Based on the image shift information, the control device 29 drives the mirror adjusting device 30 so that the target 34 is positioned at the center of the image captured by the CCD camera 52 and adjusts the angle of the automatic adjustment mirror 22.

自動調整ミラー22のミラー角度調整により、CCDカメラ52で撮影した画像上でターゲット34が画像中心に見えるようになる。このことはターゲット34の中心位置にレーザビームが通過していることを意味する。CCDカメラ52の撮影画像の中心にターゲット34を位置させることにより、自動調整ミラー22の粗調整が完了したことになる。   By adjusting the mirror angle of the automatic adjustment mirror 22, the target 34 can be seen at the center of the image taken by the CCD camera 52. This means that the laser beam passes through the center position of the target 34. By positioning the target 34 at the center of the image captured by the CCD camera 52, the rough adjustment of the automatic adjustment mirror 22 is completed.

自動調整ミラー22の粗調整完了後に、引き続き、ランプ40、ターゲット35、自動調整ミラー23の組合せで同様の粗調整動作を行ない、自動調整ミラー23の粗調整作業を行なう。自動調整ミラー23の粗調整が完了したら、続いてランプ41、ターゲット36、自動調整ミラー24の組合せで同様の粗調整動作を行ない、自動調整ミラー24の粗調整を行なう。   After the rough adjustment of the automatic adjustment mirror 22 is completed, the same rough adjustment operation is performed with the combination of the lamp 40, the target 35, and the automatic adjustment mirror 23, and the rough adjustment operation of the automatic adjustment mirror 23 is performed. When the rough adjustment of the automatic adjustment mirror 23 is completed, the same rough adjustment operation is performed by the combination of the lamp 41, the target 36, and the automatic adjustment mirror 24, and the rough adjustment of the automatic adjustment mirror 24 is performed.

各自動調整ミラー21,22,23,24を順次調整することにより、光伝送路11の各点(折曲点)に作業員が近付く必要が無く、光伝送路11の粗調整を自動で行なうことができる。この粗調整により光伝送路11内を目標点までメインレーザ光を伝送することができる。   By sequentially adjusting each of the automatic adjustment mirrors 21, 22, 23, and 24, there is no need for an operator to approach each point (bending point) of the optical transmission path 11, and rough adjustment of the optical transmission path 11 is automatically performed. be able to. By this rough adjustment, the main laser beam can be transmitted to the target point in the optical transmission line 11.

[光伝送路の微調整作業]
次に、光伝送路11の微調整作業と光伝送路の振動補正の機能について説明する。
[Fine adjustment of optical transmission line]
Next, the fine adjustment operation of the optical transmission line 11 and the function of correcting the vibration of the optical transmission line will be described.

粗調整作業により光伝送路11の大まかな光路調整が終了した後、光伝送路11の微調整作業と振動補正の機能を動作させる。   After the rough optical path adjustment of the optical transmission path 11 is completed by the rough adjustment work, the fine adjustment work and the vibration correction function of the optical transmission path 11 are operated.

まず、図1のガイドレーザ装置14に、例えばHe−Neレーザを用いて、出射されるガイド光としてのガイドレーザ光が右回り円偏光ビームであるように予め調整される。   First, for example, a He—Ne laser is used in the guide laser device 14 of FIG. 1 so that the guide laser light as the emitted guide light is adjusted in advance so as to be a clockwise circularly polarized beam.

この円偏光のガイドレーザ光はサンプリング分離ミラー手段としての自動調整ミラー24の位置で反射ビームと透過ビームの2本のレーザビームに分岐される。自動調整ミラー24を透過したガイドレーザー光は1/4波長板45を透過するとこの偏光特性軸によって規定される偏光方向が変換されて直線偏光のレーザビームとなる。   This circularly polarized guide laser beam is branched into two laser beams, a reflected beam and a transmitted beam, at the position of an automatic adjustment mirror 24 as a sampling separation mirror means. When the guide laser light that has passed through the automatic adjustment mirror 24 passes through the quarter-wave plate 45, the polarization direction defined by this polarization characteristic axis is converted into a linearly polarized laser beam.

この直線偏光のレーザビームは続いてレトロリフレクタ46で反射され、再度1/4波長板45に戻る。レトロリフレクタ46は入射レーザビームがどのような角度に入っても入射ビームと平行に反射する光特性を持っている。   The linearly polarized laser beam is subsequently reflected by the retroreflector 46 and returns to the quarter-wave plate 45 again. The retro-reflector 46 has a light characteristic of reflecting the incident laser beam in parallel with the incident beam regardless of the angle.

すなわち、レトロリフレクタ46の中心に入射すれば反射レーザビームは入射レーザビームと全く同一の経路を通って反射される。中心からずれて入射した場合には、中心に対して対称な位置にずれた位置から入射レーザビームと平行に反射される。   That is, when the light enters the center of the retroreflector 46, the reflected laser beam is reflected through the same path as the incident laser beam. When the light is incident from the center, the light is reflected in parallel with the incident laser beam from a position shifted to a symmetrical position with respect to the center.

本実施形態ではレトロリフレクタ46は3枚のミラーを組み合せた中空コーナキャップの平行反射光学素子で構成されており、レトロリフレクタ46からの反射レーザビームの偏光は入射レーザビームと同じ偏光の方向を持つ直線偏光として反射される。   In this embodiment, the retroreflector 46 is configured by a parallel reflection optical element having a hollow corner cap in which three mirrors are combined. The polarization of the reflected laser beam from the retroreflector 46 has the same polarization direction as that of the incident laser beam. Reflected as linearly polarized light.

レトロリフレクタ46で反射した直線偏光のレーザビームは1/4波長板45に反対方向から再入射するので、入射したときと同じ回転方向を持つ円偏光の反射レーザビームになって戻される。この戻りレーザビームは入射した光伝送路11を逆にたどり、ガイドレーザ装置14の光源側に戻る。   Since the linearly polarized laser beam reflected by the retroreflector 46 reenters the quarter-wave plate 45 from the opposite direction, it is returned as a circularly polarized reflected laser beam having the same rotational direction as the incident light. The return laser beam travels back along the incident optical transmission path 11 and returns to the light source side of the guide laser device 14.

ガイドレーザ装置14の光源側ではダイクロイックサンプリングミラー57で反射ガイドビームのみサンプリング光路58に反射してサンプリングされる。サンプリング光路58に案内された反射ガイドレーザビームは、1/4波長板60で直線偏光のレーザビームに変換される。ここで、1/4波長板60と偏光ビームスプリッタ62の位置関係は、入射レーザビームが円偏光である時に、円偏光の回転方向、すなわち、右回り円偏光か左回り円偏光かに応じて位置検出装置63または64に振り分けられるように調整される。   On the light source side of the guide laser device 14, only the reflected guide beam is reflected by the dichroic sampling mirror 57 to the sampling optical path 58 and sampled. The reflected guide laser beam guided to the sampling optical path 58 is converted by the quarter wavelength plate 60 into a linearly polarized laser beam. Here, when the incident laser beam is circularly polarized, the positional relationship between the quarter wavelength plate 60 and the polarizing beam splitter 62 depends on the rotational direction of the circularly polarized light, that is, whether it is clockwise or counterclockwise circularly polarized. Adjustment is made so as to be distributed to the position detection device 63 or 64.

また、サンプリング光路58の途中に干渉フィルタ61が設置されているため、ガイドレーザ光の波長以外の光は、位置検出装置63,64に到達できないようになっている。   Further, since the interference filter 61 is installed in the middle of the sampling light path 58, light other than the wavelength of the guide laser light cannot reach the position detection devices 63 and 64.

ところで、レトロリフレクタ46からの反射レーザビームはダイクロイックサンプリングミラー57によって反射された時点で、進行方向に対し右回り円偏光になっている。   By the way, when the reflected laser beam from the retro reflector 46 is reflected by the dichroic sampling mirror 57, it is clockwise circularly polarized with respect to the traveling direction.

この結果、レトロリフレクタ46からのガイドレーザ光の反射ビームのみが一方の位置検出装置63に入射されることになる。   As a result, only the reflected beam of the guide laser light from the retroreflector 46 is incident on one position detection device 63.

光位置検出装置63に入射したレーザビームは、その入射位置が信号処理装置65により電気信号に変換され、制御情報として制御装置29に取り込まれる。   The incident position of the laser beam incident on the optical position detection device 63 is converted into an electric signal by the signal processing device 65 and is taken into the control device 29 as control information.

他方、自動調整ミラー24で反射されたガイドレーザ光は固定ミラー27の方向に進み、この固定ミラー27で、ガイドレーザ光のHe−Neレーザ光のみがレトロリフレクタ49方向に反射され、残りのレーザ光は透過してレーザ照射施工ヘッド16に案内される。   On the other hand, the guide laser light reflected by the automatic adjustment mirror 24 travels in the direction of the fixed mirror 27, and only the He—Ne laser light of the guide laser light is reflected by the fixed mirror 27 toward the retroreflector 49, and the remaining lasers The light is transmitted and guided to the laser irradiation construction head 16.

レトロリフレクタ49はレトロリフレクタ46と同様、3枚の平面鏡を組み合せたものなので、円偏光で入射した光は偏光の回転方向が逆になって反射される。このレトロリフレクタ49で反射されたガイドレーザ光は、入射ビームの場合と反対方向に戻り、光伝送路11を通ってダイクロイックサンプリングミラー57に到達する。   Like the retro reflector 46, the retro reflector 49 is a combination of three plane mirrors. Therefore, light incident as circularly polarized light is reflected with its polarization direction reversed. The guide laser light reflected by the retroreflector 49 returns in the opposite direction to that of the incident beam, and reaches the dichroic sampling mirror 57 through the optical transmission path 11.

この時点で、レトロリフレクタ49から戻ってきた反射ガイトレーザ光の円偏光の方向は他のレトロリフレクタ46から戻ってきた反射ガイドレーザ光の円偏向の方向と反対になる。   At this time, the direction of the circularly polarized light of the reflected guide laser light returned from the retroreflector 49 is opposite to the direction of the circular deflection of the reflected guide laser light returned from the other retroreflector 46.

このため、レトロリフレクタ49からの反射ガイドレーザ光は光位置検出装置64側に入射し、レトロリフレクタ49の位置でのガイドレーザビームの位置ずれ情報を、信号処理装置65を介して制御装置29に与えることができる。   For this reason, the reflected guide laser light from the retroreflector 49 is incident on the optical position detection device 64 side, and the positional deviation information of the guide laser beam at the position of the retroreflector 49 is sent to the control device 29 via the signal processing device 65. Can be given.

光伝送路11の微調整作業においては、レトロリフレクタ46と、レトロリフレクタ49とのそれぞれの位置での位置ずれ情報を反射ガイドビームの検出により分離して制御装置29が認識することが可能になる。   In the fine adjustment work of the optical transmission line 11, it becomes possible for the control device 29 to recognize the positional deviation information at the positions of the retroreflector 46 and the retroreflector 49 by separating them by detecting the reflected guide beam. .

これらの2箇所での光(ビーム)位置ずれ情報を元に、反射レーザビームの位置ずれがなくなり、あるいは最小になるように、制御装置29はミラー角度調整装置31を駆動させて自動角度調整ミラー25および26を角度調整するフィードバック制御を行なう。   Based on the light (beam) positional deviation information at these two locations, the control device 29 drives the mirror angle adjusting device 31 so that the positional deviation of the reflected laser beam is eliminated or minimized, and the automatic angle adjusting mirror is driven. Feedback control for adjusting the angles of 25 and 26 is performed.

光伝送路11の微調整に使用する位置検出装置63,64、信号処理装置65、制御装置29、自動角度調整ミラー25,26はいずれも応答特性が早いものが使用され、これらのフィードバックループの速さに応じて、各自動角度調整ミラー25,26の振動等によるビームの位置ずれを補正することが可能になっている。また、レトロリフレクタ46,49や位置検出装置63,64の精度、自動角度調整ミラー25,26の制御精度に応じて、レーザビームの伝送位置が制御可能になる。   The position detection devices 63 and 64, the signal processing device 65, the control device 29, and the automatic angle adjustment mirrors 25 and 26 that are used for fine adjustment of the optical transmission line 11 all have fast response characteristics. Depending on the speed, it is possible to correct a beam position shift caused by vibrations of the automatic angle adjustment mirrors 25 and 26. Further, the transmission position of the laser beam can be controlled according to the accuracy of the retro reflectors 46 and 49 and the position detection devices 63 and 64 and the control accuracy of the automatic angle adjustment mirrors 25 and 26.

本実施形態の光伝送装置10においては、自動調整ミラーを使った長距離伝送時に発生する空気や機械的振動によるレーザ光の揺らぎを補正することができるので、長時間安定的に対象物17の照射点にレーザビームを伝送することができる。   In the optical transmission device 10 of the present embodiment, the fluctuation of the laser beam due to air and mechanical vibration generated during long distance transmission using the automatic adjustment mirror can be corrected, so that the object 17 can be stably stably for a long time. A laser beam can be transmitted to the irradiation point.

本実施形態の光伝送装置10においては、レーザ光の光伝送路11の光軸と観測するCCDカメラ52の測定軸を同一にして共通軸としているので、レーザ光の光伝送路11を入口側から出口側まで直線的に観測することができ、出口側の位置ずれから光軸の角度ずれを計算して、ずれ量だけ自動調整ミラー21〜24を使って光軸を粗調整することができる。このため、CCDカメラ52等の電子撮像機器を光伝送路11途中に設置する必要がなく、放射線の強い環境下においても、遠隔で光伝送路11の光軸調整を自動的かつ安定的に行なうことが可能となる。   In the optical transmission device 10 of the present embodiment, the optical axis of the laser light transmission path 11 and the measurement axis of the CCD camera 52 to be observed are the same as the common axis. Can be observed linearly from the exit side to the exit side, the angle deviation of the optical axis can be calculated from the positional deviation on the exit side, and the optical axis can be roughly adjusted by using the automatic adjustment mirrors 21 to 24 by the amount of deviation. . For this reason, it is not necessary to install an electronic imaging device such as the CCD camera 52 in the middle of the optical transmission path 11, and the optical axis of the optical transmission path 11 is automatically and stably adjusted remotely even in an environment with strong radiation. It becomes possible.

また、光伝送路11中の自動調整ミラー所在点毎にCCDカメラを設置することなく、1台のCCDカメラ52で遠隔調整することが可能になる。CCDカメラ52に入力された画像情報は画像処理装置55に入力され、画像ずれ情報が得られるために、CCDカメラ52で撮影した画像を元に自動調整ミラー21〜24の角度ずれ量を自動的に測定して、自動的に自動調整ミラー21〜24を調整することが可能になる。   Further, it is possible to perform remote adjustment with one CCD camera 52 without installing a CCD camera for each position of the automatic adjustment mirror in the optical transmission path 11. Since the image information input to the CCD camera 52 is input to the image processing device 55 and image shift information is obtained, the angle shift amounts of the automatic adjustment mirrors 21 to 24 are automatically set based on the images taken by the CCD camera 52. It is possible to automatically adjust the self-adjusting mirrors 21 to 24.

さらに、この光伝送装置10は、光伝送に使用するミラー26,23,24,27の近傍に画像処理用ターゲット33〜36を設置して、ターゲット33〜36の位置ずれから光軸の角度ずれを計算するようにしたので、位置ずれが生じたターゲット33〜36の直前のミラー26,23,24,27だけを使って、光軸を調整することができる。すなわち、光伝送路11中の自動調整ミラー21〜24を遠隔調整する際に、調整して伝送すべき位置を明確にできるとともに、画像処理において処理内容の簡便化を図ることができる。   Further, the optical transmission device 10 is provided with image processing targets 33 to 36 in the vicinity of mirrors 26, 23, 24, and 27 used for optical transmission, and the optical axis angular deviation from the positional deviation of the targets 33 to 36. Thus, the optical axis can be adjusted using only the mirrors 26, 23, 24, and 27 immediately before the targets 33 to 36 where the positional deviation has occurred. That is, when the automatic adjustment mirrors 21 to 24 in the optical transmission path 11 are remotely adjusted, the position to be adjusted and transmitted can be clarified, and the processing contents can be simplified in the image processing.

また、画像処理用ターゲット33〜36の形によって、現在調整対象としている光伝送路11の光軸上のミラーとターゲットの位置を明確に判断して、調整すべき位置の判断を簡便にし、さらに、自動調整ミラー21〜24のずれ量を正確に測定することが可能になる。   Further, the positions of the mirror and the target on the optical axis of the optical transmission path 11 that is currently being adjusted are clearly determined according to the shapes of the image processing targets 33 to 36, and the position to be adjusted can be easily determined. Thus, it is possible to accurately measure the shift amount of the automatic adjustment mirrors 21 to 24.

本実施形態に係る光伝送装置10は、伝送に使用するミラー26,23,24,27の近傍に照明装置としてのランプ38〜41を設置して、CCDカメラ52で観測している各ターゲット33〜36の照明だけを点灯すれば、何番目のターゲットのずれを補正しているかがわかるし、より鮮明なカメラ画像で位置ずれを計算することができる。すなわち、現在調整の対象としている自動調整ミラー21〜24の下流側位置のターゲット33〜36の位置を別のミラーやターゲットの画像と明確に分離することができるため調整すべきミラー画像の位置判断を簡便にし、さらに、ミラーのずれ量を正確に測定することが可能になる。   In the optical transmission device 10 according to the present embodiment, lamps 38 to 41 as illumination devices are installed in the vicinity of the mirrors 26, 23, 24, and 27 used for transmission, and each target 33 observed by the CCD camera 52 is observed. If only the illumination of ˜36 is turned on, it is possible to know what target deviation is corrected, and it is possible to calculate the positional deviation with a clearer camera image. That is, since the positions of the targets 33 to 36 at the positions downstream of the automatic adjustment mirrors 21 to 24 that are currently being adjusted can be clearly separated from other mirrors and target images, the position of the mirror image to be adjusted is determined. It is possible to easily measure the amount of mirror displacement.

また、この光伝送装置10においては、制御装置29で駆動されるミラー調整装置30をステッピングモータ駆動方式またはサーボモータ駆動方式の自動ミラー装置としており、画像処理情報を元に自動調整ミラー21〜24を駆動する際に、駆動すべき量に応じて正確に自動調整ミラー21〜24を駆動することができるため、同じ自動調整ミラー21〜24に対して何度も繰り返して調整することなく、一度にミラー角度調整できるため、より早い光軸調整が可能になる。   In this optical transmission device 10, the mirror adjustment device 30 driven by the control device 29 is a stepping motor drive type or servo motor drive type automatic mirror device, and the automatic adjustment mirrors 21 to 24 are based on image processing information. Since the automatic adjustment mirrors 21 to 24 can be accurately driven in accordance with the amount to be driven, the same automatic adjustment mirrors 21 to 24 can be adjusted once without being repeatedly adjusted. Since the mirror angle can be adjusted, the optical axis can be adjusted more quickly.

さらに、この光伝送装置10には、CCDカメラ52の画像処理装置55にパターンマッチング機能を加えたので、予め記録しておいた光伝送路11の登録画像と観測された画像を比較することができ、レーザ光の照射点がCCDカメラ52で観測することができない場合でも、光軸の角度ずれを計算することができ、光軸を調整することができる。すなわち、画像処理装置55にパターンマッチング処理装置を備えることにより、現在調整の対象としている自動調整21〜24に対応するターゲット33〜36の形状と位置ずれを、一度調整されているときに登録したパターンを元に簡便に評価することが可能になる。このため、光伝送路11の光軸調整の速度、および精度を向上させることができ、さらに、画像処理装置55の誤った画像認識結果によって、光伝送装置10が誤動作する頻度を少なくすることが可能になる。   Further, since the optical transmission device 10 has a pattern matching function added to the image processing device 55 of the CCD camera 52, the registered image of the optical transmission path 11 recorded in advance can be compared with the observed image. Even when the laser beam irradiation point cannot be observed by the CCD camera 52, the angular deviation of the optical axis can be calculated and the optical axis can be adjusted. That is, by providing the image processing device 55 with a pattern matching processing device, the shapes and positional deviations of the targets 33 to 36 corresponding to the automatic adjustments 21 to 24 that are currently being adjusted are registered when they are once adjusted. It becomes possible to easily evaluate based on the pattern. For this reason, the speed and accuracy of the optical axis adjustment of the optical transmission path 11 can be improved, and furthermore, the frequency with which the optical transmission apparatus 10 malfunctions due to an erroneous image recognition result of the image processing apparatus 55 can be reduced. It becomes possible.

さらに、本実施形態の光伝送装置10は、1枚以上のミラーを組み合せて光を光伝送路11を構成する光伝送手段12を備え、光伝送路11を構成する一部のミラーまたは全部のミラーにミラーの傾き角度を遠隔制御できるミラー調整装置30,31を備えたものである。光伝送装置10は光伝送路11上の一部のミラーを分離ミラー手段24,27としての半透過ミラーまたは波長分離ミラーとし、各分離ミラー手段24で分けられたガイドレーザ光の反射光が到達する位置に光位置検出装置63,64を設置し、この光位置検出装置63,64から出力される位置情報を演算処理してミラー角度調整装置31としての自動ミラー装置を駆動する制御装置29を備えているため、CCDカメラ52を利用したミラーの位置ずれ測定法より精度を高くすることができる。また、位置測定の速度もCCDカメラ52による場合よりも格段に早くできるため、機器の振動によって光軸がぶれてしまうような場合においても、これによる光軸ずれをキャンセルする方向に自動角度調整ミラー25,26を高速駆動して、外部振動の影響をなくすことが可能になる。   Furthermore, the optical transmission device 10 according to the present embodiment includes an optical transmission unit 12 that configures the optical transmission path 11 by combining one or more mirrors, and includes a part of the mirrors or the entire mirror that configures the optical transmission path 11. The mirror includes mirror adjusting devices 30 and 31 that can remotely control the tilt angle of the mirror. The optical transmission apparatus 10 uses a part of the mirrors on the optical transmission line 11 as semi-transmission mirrors or wavelength separation mirrors as the separation mirror means 24 and 27, and the reflected light of the guide laser light divided by the separation mirror means 24 arrives. A control device 29 for driving an automatic mirror device as the mirror angle adjusting device 31 by calculating the position information output from the optical position detection devices 63 and 64 and installing the optical position detection devices 63 and 64 at the positions to be operated. Therefore, the accuracy can be made higher than that of the mirror displacement measurement method using the CCD camera 52. In addition, since the position measurement speed can be made much faster than when the CCD camera 52 is used, even in the case where the optical axis is shaken due to the vibration of the device, the automatic angle adjustment mirror is in a direction to cancel the optical axis deviation caused by this. 25 and 26 can be driven at high speed to eliminate the influence of external vibration.

この光伝送装置10はメインレーザ光を出力するメイレーザ装置13と別にガイドレーザ装置14を備えているため、伝送すべきレーザ光であるメインレーザ光が、低繰返しパルスレーザのような変動要素を持つ場合においても、光軸調整用の別個のガイドレーザ装置14から出射されるガイドレーザビームを基準にして光路調整を行なうことができるため、安定した光伝送が可能になる。   Since this optical transmission device 10 includes a guide laser device 14 in addition to the main laser device 13 that outputs the main laser light, the main laser light that is the laser light to be transmitted has a variable element such as a low repetition pulse laser. Even in this case, since the optical path can be adjusted with reference to the guide laser beam emitted from the separate guide laser device 14 for adjusting the optical axis, stable light transmission is possible.

また、光伝送装置10は、光伝送路11上の一部の自動調整ミラー24や固定ミラー27を半透過ミラーまたは波長分離ミラー等の分離ミラー手段で構成し、この分離ミラー手段24,27で分けられたガイドレーザ光が到達する位置に設置されたコーナキューブプリズムや中空コーナキューブやキャッツアイ光学素子に代表される平行反射光学素子46,49と、ガイドレーザ装置14側に設置されたハーフミラー手段19と、ハーフミラー手段19に続いて設置された光位置検出装置63,64と、光位置検出装置63,64から出力される位置情報を演算処理して自動ミラー装置31を駆動する制御装置29を備えているため、光伝送路11中に光位置検出装置63,64のような電子光学部品を設置することなく光の位置ずれ量を測定することが可能になる。このため、煩雑な配線が不要になり、放射線の強い環境などにおいても適用することが可能になり、ノズルの発生を防止してS/N比を高くすることができる。   Further, in the optical transmission device 10, a part of the automatic adjustment mirror 24 and the fixed mirror 27 on the optical transmission line 11 are constituted by separation mirror means such as a semi-transmission mirror or a wavelength separation mirror. Parallel cube optical prisms 46 and 49 typified by corner cube prisms, hollow corner cubes and cat's eye optical elements installed at the position where the divided guide laser beam reaches, and half mirrors installed on the guide laser device 14 side Means 19, optical position detectors 63 and 64 installed after the half mirror means 19, and a control device for driving the automatic mirror device 31 by calculating the position information output from the optical position detectors 63 and 64 29, the amount of misalignment of light can be measured without installing electro-optical components such as the optical position detectors 63 and 64 in the optical transmission line 11. It becomes possible to. For this reason, complicated wiring becomes unnecessary, and it can be applied even in an environment where radiation is strong, and the generation of nozzles can be prevented and the S / N ratio can be increased.

さらに、本実施形態の光伝送装置10は、伝送すべきレーザ光を出力するメインレーザ装置13とは別個に無偏光または円偏光で発振するガイドレーザ装置14を備え、光伝送路11中の2箇所の部分において、光伝送路11上の一部のミラーを半透過ミラーまたは波長分離ミラーなどの分離ミラー手段24,27を設置する。分離ミラー手段24によって分けられたガイドレーザ光が到達する位置に設置された偏光光学素子45とコーナキューブプリズムや中空コーナギャップやキャッツアイ光学素子に代表される平行反射光学素子46を設置する一方、ガイドレーザ装置14側に設置されたハーフミラー手段19,57と、ハーフミラー手段19,57に続いて設置された偏光光学素子60と2台の光位置検出装置6,64とこれらの光位置検出装置63,64から出力される位置情報を演算処理してミラー角度調整手段としての自動ミラー装置31を駆動する制御装置29を備えている。このため、光の偏光特性を利用して、1種類のガイドレーザ装置14でガイドレーザビームの位置ずれを測定する場所を2箇所設けることが可能になる。   Further, the optical transmission device 10 of the present embodiment includes a guide laser device 14 that oscillates with non-polarized light or circularly polarized light separately from the main laser device 13 that outputs laser light to be transmitted. Separation mirror means 24 and 27 such as semi-transmission mirrors or wavelength separation mirrors are installed on some of the mirrors on the optical transmission line 11 at the portions. While a polarizing optical element 45 installed at a position where the guide laser beam divided by the separation mirror means 24 and a parallel reflection optical element 46 represented by a corner cube prism, a hollow corner gap, and a cat's eye optical element are installed, The half mirror means 19 and 57 installed on the guide laser device 14 side, the polarizing optical element 60 installed following the half mirror means 19 and 57, the two optical position detectors 6 and 64, and the optical position detection thereof. A control device 29 for driving the automatic mirror device 31 as the mirror angle adjusting means by processing the position information output from the devices 63 and 64 is provided. For this reason, it becomes possible to provide two places where the position deviation of the guide laser beam is measured by one type of guide laser device 14 using the polarization characteristics of light.

また、ミラー角度調整手段としての自動ミラー装置31に応答特性の早い電気歪素子駆動の自動ミラー装置またはガルバノメータ駆動の自動ミラー装置を用い、光位置検出装置63,64にPSD(Position Sensitive Detectors)素子または分割型フォトダイオード素子を用いた光位置検出素子を用いているため、光伝送装置10が外部からのより高い周波数成分を持つ振動の影響を受ける場合にも、振動による光軸ずれの影響をなくすことが可能になる。この光伝送装置10は、光伝送路11の大まかな光路粗調整から、光路微調整および振動の影響を除去することまで一貫して自動化することが可能になる。   Further, an automatic mirror device driven by an electrostrictive element or an automatic mirror device driven by a galvanometer is used for the automatic mirror device 31 as a mirror angle adjusting means, and a PSD (Position Sensitive Detectors) device is used for the optical position detection devices 63 and 64. Alternatively, since the optical position detection element using the split type photodiode element is used, even when the optical transmission device 10 is affected by vibration having a higher frequency component from the outside, the influence of the optical axis deviation due to vibration is also affected. It becomes possible to lose. The optical transmission apparatus 10 can be consistently automated from rough optical path adjustment of the optical transmission path 11 to fine adjustment of the optical path and removal of the influence of vibration.

また、メインレーザ装置13を対象物17の材料加工または検査を行う場所から離れた場所に設置した場合においても安定したレーザ加工や検査が可能になる。さらに、光伝送装置10は、対象物17が原子炉内構造物であり、対象物17の補修を行なう際に、大出力のレーザ光を安定して光伝送路11に伝送させることができ、確実な施工ができるとともに、さらに、同じ光伝送路11を用いて、伝送位置をCCDカメラ52で遠隔撮影することが可能になる。   Further, even when the main laser device 13 is installed at a place away from a place where material processing or inspection of the object 17 is performed, stable laser processing and inspection can be performed. Furthermore, the optical transmission device 10 can stably transmit a high-power laser beam to the optical transmission line 11 when the object 17 is a reactor internal structure and the object 17 is repaired. In addition to the reliable construction, the CCD camera 52 can remotely photograph the transmission position using the same optical transmission path 11.

[第2の実施形態]
図2は、本発明に係る光伝送装置の第2実施形態を示す基本的な構成図である。
[Second Embodiment]
FIG. 2 is a basic configuration diagram showing a second embodiment of the optical transmission apparatus according to the present invention.

第2実施形態に示された光伝送装置70は、レーザ光の発振波長を異にする複数のガイドレーザ装置71,72を備えた点が、第1実施形態に示された光伝送装置70と基本的に相違する一方、複数のガイドレーザ装置71,72を備えることにより、偏光光学手段が不用となり、サンプリング検出路73の構成を異にする。他の構成は、第1実施形態に示された光伝送装置10と実質的に異ならないので、同一符号を付して簡単に説明する。   The optical transmission device 70 shown in the second embodiment is different from the optical transmission device 70 shown in the first embodiment in that a plurality of guide laser devices 71 and 72 having different oscillation wavelengths of laser light are provided. On the other hand, the plurality of guide laser devices 71 and 72 are basically provided, so that the polarization optical means becomes unnecessary and the configuration of the sampling detection path 73 is different. Since other configurations are not substantially different from those of the optical transmission apparatus 10 shown in the first embodiment, the same reference numerals are given and the description will be simplified.

図2には、ガイドレーザ装置71,72を2つ備えた例を示し、第1のガイドレーザ装置71にHe−Neレーザ光を発振させるHe−Neレーザ装置を、他方の第2ガイドレーザ装置72にHe−Neレーザ光と発振波長を異にするHe−Cdレーザ装置を備えた例を示す。   FIG. 2 shows an example in which two guide laser devices 71 and 72 are provided. The He-Ne laser device for causing the first guide laser device 71 to oscillate He-Ne laser light and the other second guide laser device are shown. Reference numeral 72 shows an example in which a He—Cd laser device having an oscillation wavelength different from that of the He—Ne laser beam is provided.

第1ガイドレーザ装置71から出力される赤色のガイドレーザ光(He−Neレーザ光)は、第2ガイドレーザ装置72から出力される紫色のガイドレーザ光(He−Cdレーザ光)と光合成手段であるダイクロイックミラー74で合成され、ハーフミラーガイド手段19であるハーフミラーから光合成手段のダイクロイックミラー15を経て光伝送路11に入力されるようになっている。   The red guide laser light (He—Ne laser light) output from the first guide laser device 71 is combined with the purple guide laser light (He—Cd laser light) output from the second guide laser device 72 by the light combining means. The light is combined by a certain dichroic mirror 74 and is input to the optical transmission path 11 from the half mirror which is the half mirror guide means 19 through the dichroic mirror 15 of the light combining means.

一方、光源としてのメインレーザ装置13は例えば炭酸ガスレーザ装置であり、このメインレーザ装置13から出力されるメインレーザ光(炭酸ガスレーザ光)は、光合成手段であるダイクロイックミラー15を経て光伝送路11に案内され、ミラーを組み合せた光伝送路11内を気中伝送されてレーザ照射ヘッド(レーザ照射施工ヘッド)16に導かれ、このレーザ照射ヘッド16から対象物17である原子炉内構造物等のレーザ照射部に照射され、対象物17の加工、検査、予防保全あるいは補修を行なうようになっている。メインレーザ装置13は炭酸ガスレーザ以外にも、対象物17の加工、検査、予防保全あるいは補修等の用途に応じてYAGレーザやパルスレーザ、あるいは他のレーザが選択される。   On the other hand, the main laser device 13 as a light source is, for example, a carbon dioxide laser device, and the main laser light (carbon dioxide laser light) output from the main laser device 13 passes through the dichroic mirror 15 which is a light combining means to the optical transmission path 11. It is guided and transmitted in the air through the optical transmission path 11 combined with a mirror and guided to a laser irradiation head (laser irradiation construction head) 16, from which an object such as an in-reactor structure that is the object 17. The laser irradiation unit is irradiated to perform processing, inspection, preventive maintenance or repair of the object 17. In addition to the carbon dioxide gas laser, a YAG laser, a pulse laser, or another laser is selected as the main laser device 13 according to applications such as processing, inspection, preventive maintenance, or repair of the object 17.

光伝送路11に案内されるメインレーザ光と共通軸を有するように合成用ダイクロイックミラー15で2つのガイドレーザ光が導かれる。ダイクロイックミラー15はメインレーザ光である炭酸ガスレーザ光の波長近傍の光のみ大きな反射率を持ち、その他の波長の光の大部分は透過できるように設計されている。   Two guide laser beams are guided by the synthesis dichroic mirror 15 so as to have a common axis with the main laser beam guided to the optical transmission path 11. The dichroic mirror 15 is designed so that only light in the vicinity of the wavelength of carbon dioxide laser light, which is main laser light, has a large reflectance, and most of light of other wavelengths can be transmitted.

また、第1および第2ガイドレーザ装置71,72からガイド光としてのガイドレーザ光を光伝送路11側に案内するハーフミラー手段19のハーフミラーは、ガイドレーザ光であるHe−Cdレーザ光およびHe−Neレーザ光の波長において反射率50%程度の部分反射特性を持ち、その他の波長において透過特性を高くできるように設計されている。   The half mirror of the half mirror means 19 for guiding the guide laser light as the guide light from the first and second guide laser devices 71 and 72 to the optical transmission path 11 side is He-Cd laser light which is guide laser light and It is designed to have a partial reflection characteristic with a reflectance of about 50% at the wavelength of the He—Ne laser beam and to increase the transmission characteristic at other wavelengths.

第1および第2ガイドレーザ装置71,72から出力されたガイドレーザ光は、光合成手段であるダイクロイックミラー73,15およびハーフミラー光学手段19により光伝送路11内に導かれ、光伝送路11内を走査される。光伝送路11内を走査されるガイドレーザ光は、分離ミラー手段を兼ねる自動調整ミラー24で例えば第1ガイドレーザ光(He−Neレーザ光)が分離光路44に導かれ、同じく分離ミラー手段である固定ミラー27で例えば第2ガイドレーザ光(He−Gdレーザ光)が分離光路48に導かれる。   The guide laser beams output from the first and second guide laser devices 71 and 72 are guided into the optical transmission path 11 by the dichroic mirrors 73 and 15 and the half mirror optical means 19 which are light combining means, and are transmitted into the optical transmission path 11. Is scanned. The guide laser beam scanned in the optical transmission path 11 is guided, for example, by a first guide laser beam (He-Ne laser beam) to the separation optical path 44 by the automatic adjustment mirror 24 which also functions as a separation mirror unit, and also by the separation mirror unit. For example, the second guide laser beam (He-Gd laser beam) is guided to the separation optical path 48 by a certain fixed mirror 27.

分離ミラー手段を構成する自動調整ミラー24は、例えば第1ガイドレーザ光(He−Neレーザ光)に対して波長透過率が高い透過反射特性を有し、その他の波長の光やメインレーザ光、第2ガイドレーザ光に対して高い反射率を持つミラーである。また、他の分離ミラー手段である固定ミラー27は、第2ガイドレーザ光の波長反射率が高く、その他の波長の光やメインレーザ光に対して高い透過率を持つミラーである。   The automatic adjustment mirror 24 constituting the separation mirror means has transmission and reflection characteristics with a high wavelength transmittance with respect to the first guide laser beam (He-Ne laser beam), for example, light of other wavelengths, main laser beam, This is a mirror having a high reflectance with respect to the second guide laser beam. The fixed mirror 27, which is another separation mirror means, is a mirror having a high wavelength reflectance of the second guide laser light and a high transmittance with respect to light of other wavelengths and the main laser light.

各分離光路44,48に導かれたガイドレーザ光は、平行反射光学手段としてのレトロリフレクタ46,49で平行に反射され、元の光伝送路11に戻される。レトロリフレクタ46,49は、プリズム型平行反射素子が用いられるが、レトロリフレクタ46,49の代りにキャッツアイ光学系などの平行反射光学素子を用いてもよい。   The guide laser beams guided to the separation optical paths 44 and 48 are reflected in parallel by retroreflectors 46 and 49 as parallel reflection optical means and returned to the original optical transmission path 11. The retroreflectors 46 and 49 are prism type parallel reflection elements, but instead of the retro reflectors 46 and 49, parallel reflection optical elements such as a cat's eye optical system may be used.

光伝送路11内を戻されるガイドレーザ光は、ダイクロイックミラー15およびハーフミラー手段19を透過してダイクロイックサンプリングミラー57に導かれ、このダイクロイックサンプリングミラー57によりサンプリング検出路73側に案内される。   The guide laser light returned through the optical transmission path 11 is transmitted to the dichroic sampling mirror 57 through the dichroic mirror 15 and the half mirror means 19, and is guided to the sampling detection path 73 side by the dichroic sampling mirror 57.

サンプリング検出路73には第1および第2ガイドレーザ光を透過させ、第1および第2ガイドレーザ光以外の波長の光をカットする干渉フィルタ76および透過したガイドレーザ光を2分割させる光分離手段としてのダイクロイックミラー77が設けられる。ダイクロイックミラー77は透過したガイドレーザ光を第1ガイドレーザ光(He−Neレーザ光)と第2ガイドレーザ光(He−Geレーザ光)に波長分離させている。例えば第1ガイドレーザ光を透過させ、第2ガイドレーザ光を反射させるようになっている。   The first and second guide laser beams are transmitted through the sampling detection path 73, an interference filter 76 that cuts light having a wavelength other than the first and second guide laser beams, and a light separating unit that divides the transmitted guide laser beam into two. A dichroic mirror 77 is provided. The dichroic mirror 77 separates the wavelength of the transmitted guide laser beam into a first guide laser beam (He—Ne laser beam) and a second guide laser beam (He—Ge laser beam). For example, the first guide laser beam is transmitted and the second guide laser beam is reflected.

波長分離された第1ガイドレーザ光は干渉フィルタ78を経て光位置検出装置79に導かれ、この光位置検出装置79で第1ガイドレーザ光の光位置ずれ量を検出し、信号処理装置65に送られるようになっている。干渉フィルタ78は第1ガイドレーザ光の波長付近の光のみを透過させ、それ以外の光をカットするようになっている。   The wavelength-separated first guide laser light is guided to the optical position detection device 79 through the interference filter 78, and the optical position detection device 79 detects the amount of optical position deviation of the first guide laser light, and the signal processing device 65 It is supposed to be sent. The interference filter 78 transmits only light in the vicinity of the wavelength of the first guide laser light and cuts other light.

また、光分離手段のダイクロイックミラー77で波長分離された第2ガイドレーザ光は、第2ガイドレーザ光だけを通す干渉フィルタ80を経て光位置検出装置81に導かれ、この光位置検出装置81で第2ガイドレーザ光の光位置ずれ量を検出し、その検出信号を信号処理装置65に送られるようになっている。   Further, the second guide laser light wavelength-separated by the dichroic mirror 77 of the light separation means is guided to the optical position detection device 81 through the interference filter 80 that allows only the second guide laser light to pass therethrough. The amount of optical displacement of the second guide laser beam is detected, and the detection signal is sent to the signal processing device 65.

信号処理装置65では、両ガイドレーザ光の光位置(光軸)ずれ量の検出信号を信号処理し、電気信号に変換して制御装置29に入力され、この制御装置29によりミラー調整手段30およびミラー角度調整(微調整)手段31の駆動を制御し、自動調整ミラー21,22,23,24および自動角度調整(微調整)ミラー25,26の作動制御を行ない、光軸ずれ量を解消したり、最小にするように調整している。   In the signal processing device 65, the detection signal of the optical position (optical axis) deviation amount of both guide laser beams is signal-processed, converted into an electrical signal, and input to the control device 29. The control device 29 and the mirror adjusting means 30 and The drive of the mirror angle adjustment (fine adjustment) means 31 is controlled, and the operation of the automatic adjustment mirrors 21, 22, 23, and 24 and the automatic angle adjustment (fine adjustment) mirrors 25 and 26 are controlled to eliminate the optical axis deviation amount. Or adjusted to minimize.

また、ダイクロイックサンプリングミラー57でサンプリング検出路73側に反射せず、透過した反射ガイドレーザ光は、電子光学撮像手段としてのCCDカメラ52に案内される。CCDカメラ52はメインレーザ光(炭酸ガスレーザ光)とガイドレーザ光の波長以外の光を透過できるノッチフィルタ52と、焦点距離および位置を電動で調整できるレンズ53とを備えたカメラシステムであり、撮影できる光軸方向がメインレーザ光と同軸となるように調整して設置される。   Further, the reflected guide laser beam that is not reflected by the dichroic sampling mirror 57 toward the sampling detection path 73 but is transmitted is guided to a CCD camera 52 as an electro-optical imaging means. The CCD camera 52 is a camera system including a notch filter 52 capable of transmitting light other than the wavelengths of main laser light (carbon dioxide laser light) and guide laser light, and a lens 53 capable of electrically adjusting the focal length and position. The optical axis direction that can be adjusted is set so as to be coaxial with the main laser beam.

CCDカメラ52からの画像出力は画像処理装置55に取り込まれて画像処理される。画像処理装置55にはターゲットの中心位置画像が予め登録されており、この登録画像とCCDカメラ52で観測された画像がパターンマッチング処理により比較され、基準となる登録画像からの観測画像のずれ量が検出される。検出された画像ずれ量が制御装置29に入力され、演算処理される。制御装置29ではミラー調整装置30を駆動制御して画像ずれ量が解消あるいは最小となるように自動調整ミラー21,22,23,24の角度調整を行なっている。   The image output from the CCD camera 52 is captured by the image processing device 55 and processed. The center position image of the target is registered in the image processing device 55 in advance, and the registered image and the image observed by the CCD camera 52 are compared by pattern matching processing, and the amount of deviation of the observed image from the reference registered image Is detected. The detected image shift amount is input to the control device 29 and processed. The control device 29 drives and controls the mirror adjustment device 30 to adjust the angles of the automatic adjustment mirrors 21, 22, 23, and 24 so that the image shift amount is eliminated or minimized.

一方、光伝送路11は、光の反射角度調整を遠隔で行なうことができる例えば6枚の自動ミラーと固定ミラーを組み合せて構成される。自動ミラーは例えば4枚の自動調整ミラー21,22,23,24と自動角度調整(微調整)ミラー25,26から構成される。   On the other hand, the optical transmission line 11 is configured by combining, for example, six automatic mirrors and fixed mirrors capable of remotely adjusting the reflection angle of light. The automatic mirror includes, for example, four automatic adjustment mirrors 21, 22, 23, and 24 and automatic angle adjustment (fine adjustment) mirrors 25 and 26.

このうち、自動調整ミラー21,22,23,24は、ステッピングモータ駆動の2軸傾斜ステージにミラーを設置した自動ミラーであり、制御装置29からの制御命令に応じてミラー調整装置30を構成するステッピングモータドライバによりミラー角度調整ができるようになっている。ステッピングモータ駆動の自動ミラーは動作速度は遅いが、広い駆動範囲を持つことができる。   Among these, the automatic adjustment mirrors 21, 22, 23, and 24 are automatic mirrors in which a mirror is installed on a biaxial tilting stage driven by a stepping motor, and configure the mirror adjustment device 30 in accordance with a control command from the control device 29. The mirror angle can be adjusted by a stepping motor driver. An automatic mirror driven by a stepping motor has a low operating speed, but can have a wide driving range.

また、ステッピングモータの代わりに、サーボモータ等の駆動機構を有するようにしてもよい。   Moreover, you may make it have a drive mechanism, such as a servomotor, instead of a stepping motor.

また、自動角度調整ミラー25および26は、電気歪素子(PZT)駆動の2軸傾斜ステージにミラーを設置したPZT自動ミラーであり、各自動角度調整ミラー25,26は、制御装置29からの制御命令に応じてミラー角度調整装置31が作動制御され、ミラー角度調整ができるようにしてある。電気歪素子(PZT)駆動ミラーは一般に動作範囲は狭いが精度は非常に高い微調整ミラーである。   The automatic angle adjustment mirrors 25 and 26 are PZT automatic mirrors in which a mirror is installed on a biaxial tilt stage driven by an electrostrictive element (PZT). Each of the automatic angle adjustment mirrors 25 and 26 is controlled by a control device 29. The operation of the mirror angle adjusting device 31 is controlled in accordance with a command so that the mirror angle can be adjusted. An electrostrictive element (PZT) drive mirror is a fine adjustment mirror that generally has a narrow operating range but very high accuracy.

また、PZT自動ミラーに代えてガルバノメータ駆動式のミラー等を自動角度調整ミラー25,26に採用してもよい。自動角度調整ミラー25,26はガイドレーザ光の波長、メインレーザ光の波長およびCCDカメラ52で観測する波長領域において高い反射率を持つミラーとしている。   Further, instead of the PZT automatic mirror, a galvanometer driven mirror or the like may be adopted for the automatic angle adjustment mirrors 25 and 26. The automatic angle adjusting mirrors 25 and 26 are mirrors having high reflectance in the wavelength of the guide laser light, the wavelength of the main laser light, and the wavelength region observed by the CCD camera 52.

なお、自動調整ミラー25および21の間の距離、および自動調整ミラー26と22の間の距離は光伝送路11の全体の伝送距離に対して十分近い位置にある。   The distance between the automatic adjustment mirrors 25 and 21 and the distance between the automatic adjustment mirrors 26 and 22 are sufficiently close to the entire transmission distance of the optical transmission line 11.

また、自動ミラー26,23,24およびレーザ照射ヘッド16の直前に、それぞれターゲット33〜36を設置している。各ターゲット33〜36は表面をブラスト加工したアルミニューム製の板材であり、光の通過部分に穴を空けたドーナツ形状、四角形状あるいはその他の形状のものがそれぞれ使用される。   Further, targets 33 to 36 are respectively installed immediately before the automatic mirrors 26, 23, 24 and the laser irradiation head 16. Each of the targets 33 to 36 is a plate made of aluminum whose surface is blasted, and a donut shape having a hole in a light passage portion, a square shape, or other shapes are used.

各ターゲット33〜36の近傍には、ターゲットの近傍のみをそれぞれ明るく照らすことができる位置に照明装置としてのランプ38〜41が設置される。これらのランプ38〜41は、制御装置29からの制御命令に応じて、ランプ点滅制御手段43により個別に点灯または消灯を行なうことができるようになっている。   In the vicinity of each of the targets 33 to 36, lamps 38 to 41 as illumination devices are installed at positions where only the vicinity of the target can be brightly illuminated. These lamps 38 to 41 can be individually turned on or off by the lamp blinking control means 43 in accordance with a control command from the control device 29.

[光伝送装置の作用]
図2に示された光伝送装置70はメインレーザ装置13から出力されるメインレーザ光がダイクロイックミラー15により光伝送手段12に案内され、光伝送手段12の光伝送路11を通ってレーザ照射ヘッド16に導かれ、このレーザ照射ヘッド16から対象物17である例えば原子炉内構造物に照射される。このレーザ光照射により、対象物17の加工、検査、予防保全あるいは補修作業が行なわれる。
[Operation of optical transmission equipment]
In the optical transmission device 70 shown in FIG. 2, the main laser light output from the main laser device 13 is guided to the optical transmission means 12 by the dichroic mirror 15, passes through the optical transmission path 11 of the optical transmission means 12, and the laser irradiation head. 16, and the laser irradiation head 16 irradiates the target object 17, for example, a reactor internal structure. Processing, inspection, preventive maintenance, or repair work of the object 17 is performed by this laser light irradiation.

メインレーザ装置13からのメインレーザ光を光伝送手段12内気中伝送させ、レーザ照射ヘッド16から対象物に照射させる前に、光伝送手段12を構成する光伝送路11の光路調整が行なわれる。光伝送路11の光路調整は、各ターゲット33〜36および照明装置を利用した粗調整作業と、ガイドレーザ装置71,72および平行反射光学手段を利用した微調整作業とに分けられる。   Before the main laser beam from the main laser device 13 is transmitted in the inside of the light transmission means 12 and the object is irradiated from the laser irradiation head 16, the optical path of the light transmission path 11 constituting the light transmission means 12 is adjusted. The optical path adjustment of the optical transmission path 11 is divided into a rough adjustment operation using the targets 33 to 36 and the illumination device, and a fine adjustment operation using the guide laser devices 71 and 72 and parallel reflection optical means.

[光伝送路の粗調整作業]
光伝送路11の粗調整作業は、電子光学撮像手段であるCCDカメラ52を光伝送路11のレーザ光の光軸と一致するように設置し、CCDカメラ52の撮影画像の中心にレーザ光の光軸が位置するようにセットされる。CCDカメラ52は焦点の位置および距離を自動調整できるようになっており、CCDカメラ52の焦点の位置および距離を変えて撮影すれば光伝送路11の任意の位置でのレーザ光が通過位置を認識することができる。
[Coarse adjustment of optical transmission line]
The rough adjustment work of the optical transmission path 11 is performed by installing a CCD camera 52 as an electro-optical imaging means so as to coincide with the optical axis of the laser light of the optical transmission path 11, It is set so that the optical axis is located. The CCD camera 52 can automatically adjust the position and distance of the focal point. If the CCD camera 52 is photographed by changing the position and distance of the focal point of the CCD camera 52, the laser light at an arbitrary position of the optical transmission path 11 is passed through. Can be recognized.

まず、自動調整ミラー21のミラー角度調整手順について説明する。   First, the mirror angle adjustment procedure of the automatic adjustment mirror 21 will be described.

光伝送路11は通常シールド筒18の覆いで覆われており、外部に光が漏れない気中伝送の光伝送手段12を構成している。このため、照明無しではターゲット33を観測できないので、最初に、制御装置29の命令によりランプ点滅制御手段43によりランプ38のみ点灯させる。ランプ38の点灯によりターゲット33のみが照明されるので、ターゲット33のみを選択的にCCDカメラ52で観測できる。   The optical transmission line 11 is usually covered with a shield cylinder 18 and constitutes an air transmission means 12 for air transmission in which light does not leak outside. For this reason, since the target 33 cannot be observed without illumination, first, only the lamp 38 is turned on by the lamp blinking control means 43 in accordance with a command from the control device 29. Since only the target 33 is illuminated by the lighting of the lamp 38, only the target 33 can be selectively observed by the CCD camera 52.

ターゲット33の照明とともに、信号処理装置からの命令により、CCDカメラ52のズーム位置、焦点位置を位置調整し、ターゲット33の形状が十分把握できるようにあらかじめ設定する。   Along with the illumination of the target 33, the zoom position and the focal position of the CCD camera 52 are adjusted in accordance with a command from the signal processing device, and are set in advance so that the shape of the target 33 can be sufficiently grasped.

CCDカメラ52のズーム位置、焦点位置の位置調整により、自動調整ミラー25と21を介して画像処理用ターゲット33をミラー画像として観測できるようになる。このとき、自動調整ミラー21の設置角度がずれていれば、CCDカメラ52の撮影画像上のターゲット33の位置が撮影画面の中心からずれて見えることになる。撮影画像はCCDカメラ52から画像処理装置55に送られる。   By adjusting the zoom position and focal position of the CCD camera 52, the image processing target 33 can be observed as a mirror image via the automatic adjustment mirrors 25 and 21. At this time, if the installation angle of the automatic adjustment mirror 21 is deviated, the position of the target 33 on the photographed image of the CCD camera 52 appears to deviate from the center of the photographing screen. The captured image is sent from the CCD camera 52 to the image processing device 55.

画像処理装置55は、このターゲット33が中心に見える時の画像を予め登録しており、この登録画像と観測されたカメラ画像(ミラー画像)とが比較され、パターンマッチング処理される。このパターンマッチング処理により画像上でのターゲットの位置がどれだけ中心から外れているか画像処理装置55により演算処理され、この処理信号が画像処理装置55から制御装置29に出力される。制御装置29は画像処理情報に基づいてミラー調整装置30を駆動制御して自動調整ミラー21を駆動させる。自動調整ミラー21のミラー角度調整により、ターゲット33がCCDカメラ52で撮影している画像上の中心に位置するように調整される。   The image processing device 55 registers in advance an image when the target 33 appears to be centered, and the registered image is compared with the observed camera image (mirror image), and pattern matching processing is performed. By this pattern matching processing, the image processing device 55 performs arithmetic processing to determine how far the target position on the image is off the center, and this processing signal is output from the image processing device 55 to the control device 29. The control device 29 drives and controls the mirror adjustment device 30 based on the image processing information to drive the automatic adjustment mirror 21. By adjusting the mirror angle of the automatic adjustment mirror 21, the target 33 is adjusted to be positioned at the center on the image captured by the CCD camera 52.

この結果、CCDカメラ52で撮影した画像中心にターゲット33の中心が見えるようになる。ターゲット33の中心がCCDカメラ52の観測画像中心に位置されることはターゲット33の中心位置にレーザビームが通過していることに相当する。これにより、自動調整ミラー21の粗調整が完了したことになる。   As a result, the center of the target 33 can be seen at the center of the image photographed by the CCD camera 52. The center of the target 33 being positioned at the center of the observation image of the CCD camera 52 corresponds to the laser beam passing through the center of the target 33. Thereby, the rough adjustment of the automatic adjustment mirror 21 is completed.

自動調整ミラー21の粗調整が終了すると、次の自動調整ミラー22の粗調整が行なわれる。この自動調整ミラー22の粗調整は自動調整ミラー21の粗調整に準じて行なわれる。   When the rough adjustment of the automatic adjustment mirror 21 is completed, the next rough adjustment of the automatic adjustment mirror 22 is performed. The rough adjustment of the automatic adjustment mirror 22 is performed according to the rough adjustment of the automatic adjustment mirror 21.

自動調整ミラー22の粗調整作業では制御装置29の命令によりランプ点滅手段43を作動させてランプ38を消灯し、ランプ39のみを点灯させる。同時に、信号処理装置からの命令により、CCDカメラ52のズーム位置、焦点位置を位置調整し、ターゲット34の形状が十分把握できるようにあらかじめ設定する。   In the rough adjustment operation of the automatic adjustment mirror 22, the lamp blinking means 43 is operated by a command from the control device 29 to turn off the lamp 38 and turn on only the lamp 39. At the same time, the zoom position and the focal position of the CCD camera 52 are adjusted according to a command from the signal processing device and set in advance so that the shape of the target 34 can be grasped sufficiently.

ランプ39の点灯により、CCDカメラ52で自動ミラー25,21,26,22を介してターゲット34を観測できるようになる。このとき、自動調整ミラー22の設置角度がずれていれば、CCDカメラ52の撮影画像上のターゲット34の位置が撮影画面の中心からずれて見えることになる。CCDカメラ52の撮影画像は画像処理装置55に入力されて画像処理される。   When the lamp 39 is turned on, the CCD camera 52 can observe the target 34 via the automatic mirrors 25, 21, 26, 22. At this time, if the installation angle of the automatic adjustment mirror 22 is deviated, the position of the target 34 on the photographed image of the CCD camera 52 appears to deviate from the center of the photographing screen. The captured image of the CCD camera 52 is input to the image processing device 55 and processed.

画像処理装置55は、このターゲット34が中心に見える時の画像が予め登録されており、この登録画像が観測されるカメラ画像とパターンマッチング処理により比較される。登録画像と観測画像の比較により画像上でのターゲットの位置がどれだけ中心から外れているかが演算処理されて画像処理装置55から制御装置29に出力される。   In the image processing device 55, an image when the target 34 appears to be centered is registered in advance, and the registered image is compared with the observed camera image by pattern matching processing. A comparison is made between the registered image and the observed image to determine how far the target position on the image is from the center and output from the image processing device 55 to the control device 29.

制御装置29は画像処理装置55からの画像処理情報に基づいてターゲット34がCCDカメラ52で撮影している画像上の中心に位置するようにミラー調整装置30を駆動させて自動調整ミラー22のミラー角度調整を行なう。   Based on the image processing information from the image processing device 55, the control device 29 drives the mirror adjustment device 30 so that the target 34 is positioned at the center on the image captured by the CCD camera 52, and the mirror of the automatic adjustment mirror 22. Adjust the angle.

自動調整ミラー22の角度調整により、CCDカメラ52で撮影した画像の中心に画像処理用ターゲット34の中心が見えるようになる。このことはターゲット34の中心位置にレーザビームが通過していることを意味し、自動調整ミラー22の粗調整が完了したことになる。   By adjusting the angle of the automatic adjustment mirror 22, the center of the image processing target 34 can be seen at the center of the image captured by the CCD camera 52. This means that the laser beam has passed through the center position of the target 34, and the rough adjustment of the automatic adjustment mirror 22 has been completed.

自動調整ミラー22の粗調整後、引き続きランプ40、ターゲット35、自動調整ミラー23の組み合わせで同様の粗調整作業を行ない、自動調整ミラー23の粗調整を行なう。そして、この自動調整ミラー23の粗調整後、さらにランプ41、ターゲット36、自動調整ミラー24の組み合わせで同様の動作を行ない自動調整ミラー24の調整を行なう。   After the rough adjustment of the automatic adjustment mirror 22, the same rough adjustment operation is performed by the combination of the lamp 40, the target 35, and the automatic adjustment mirror 23 to perform the rough adjustment of the automatic adjustment mirror 23. Then, after the rough adjustment of the automatic adjustment mirror 23, the same operation is further performed by the combination of the lamp 41, the target 36, and the automatic adjustment mirror 24 to adjust the automatic adjustment mirror 24.

自動調整ミラー21〜24の粗調整をCCDカメラ52および画像処理装置55を利用して制御装置29で順次行なうことにより、光伝送路11の各点に人が近づく必要が無く、遠隔制御により自動で目標点までの光伝送路11の光路調整を行なうことができ、光路調整された光伝送路11内にメインレーザ光である炭酸ガスレーザ光を案内することができる。   Rough adjustment of the automatic adjustment mirrors 21 to 24 is sequentially performed by the control device 29 using the CCD camera 52 and the image processing device 55, so that it is not necessary for a person to approach each point of the optical transmission path 11 and automatic by remote control. Thus, the optical path of the optical transmission path 11 up to the target point can be adjusted, and the carbon dioxide laser light as the main laser light can be guided into the optical transmission path 11 whose optical path has been adjusted.

[光伝送路の微調整作業]
次に、光伝送装置70の微調整と光伝送路11の振動補正の機能について説明する。
[Fine adjustment of optical transmission line]
Next, functions of fine adjustment of the optical transmission device 70 and vibration correction of the optical transmission path 11 will be described.

ガイドレーザ装置71,72から発振されるガイドレーザ光(He−Neレーザ光とHe−Cdレーザ光)は光合成手段74により同軸に光軸調整される。   Guide laser light (He—Ne laser light and He—Cd laser light) oscillated from the guide laser devices 71 and 72 is optically adjusted coaxially by the light combining means 74.

同軸に調整されたHe−Neレーザ光とHe−Cdレーザ光は光伝送路11内に案内されて走査される。光伝送路11を案内されるガイドレーザ光は、途中の自動調整ミラー24の位置で波長分離され、He−Neレーザ光のビームだけ透過して分離光路44に案内され、その他のビームは次の固定ミラー27の方向に反射させて伝送される。   The He—Ne laser beam and the He—Cd laser beam adjusted coaxially are guided and scanned in the optical transmission line 11. The guide laser beam guided through the optical transmission path 11 is wavelength-separated at the position of the automatic adjustment mirror 24 in the middle, is transmitted only through the beam of He-Ne laser light, and is guided to the separation optical path 44. It is reflected in the direction of the fixed mirror 27 and transmitted.

分離光路44に案内されたHe−Neレーザ光は平行反射光学手段としてのレトロリフレクタ46で反射される。レトロリフレクタ46は入射ビームがどのような角度に入っても入射ビームと平行に反射する特性を持っている。   The He—Ne laser light guided to the separation optical path 44 is reflected by a retroreflector 46 as a parallel reflection optical means. The retro-reflector 46 has a characteristic of reflecting in parallel with the incident beam regardless of the angle of the incident beam.

すなわち、レトロリフレクタ46の中心に入射すれば入射ビームと全く同一の経路(光伝送路)11を通って反射される。中心からずれて入射した場合には、中心に対して対称な位置にずれた位置から入射ビームと平行に反射される。   That is, if it enters the center of the retroreflector 46, it is reflected through the same path (optical transmission path) 11 as the incident beam. When the light is incident from the center, the light is reflected in parallel with the incident beam from a position shifted to a symmetrical position with respect to the center.

このレトロリフレクタ46で反射したHe−Neビームは入射した光伝送路11を逆にたどり、光源のガイドレーザ装置71,72側に戻る。   The He—Ne beam reflected by the retro-reflector 46 follows the incident optical transmission path 11 and returns to the guide laser devices 71 and 72 side of the light source.

光源側ではダイクロイックサンプリングミラー57が設置されており、このサンプリングミラー57で反射ガイドビームのみサンプリング検出路73側に反射サンプリングされ、さらに光分離手段であるダイクロイックミラー77を透過して、位置検出装置79に入射する。   A dichroic sampling mirror 57 is provided on the light source side, and only the reflected guide beam is reflected and sampled to the sampling detection path 73 side by the sampling mirror 57 and further transmitted through the dichroic mirror 77 which is a light separation means, and a position detection device 79. Is incident on.

その際、サンプリング検出路73には干渉フィルタ76,78が設置されているため、He−Neガイドレーザ光の波長以外の光は、位置検出装置79に到達できるないようになっている。この結果、レトロリフレクタ46からのHe−Neガイドレーザ光の反射ビームのみが位置検出装置79に入射されることになる。   At this time, since the interference filters 76 and 78 are installed in the sampling detection path 73, light other than the wavelength of the He—Ne guide laser light cannot reach the position detection device 79. As a result, only the reflected beam of He—Ne guide laser light from the retroreflector 46 is incident on the position detection device 79.

光位置検出装置79に入射したビームは、信号処理装置65により入射位置を電気信号に変換され、制御情報として制御装置29に取り込まれる。   The beam incident on the optical position detection device 79 is converted into an electric signal at the incident position by the signal processing device 65 and is taken into the control device 29 as control information.

一方、光伝送路11の自動調整ミラー24で反射されたガイドレーザ光は固定ミラー27方向に進み、ここで、ガイドレーザ光であるHe−Cdレーザ光のみレトロリフレクタ49方向に反射され、残りの光は透過してレーザ照射ヘッド16に案内される。   On the other hand, the guide laser light reflected by the automatic adjustment mirror 24 of the optical transmission path 11 travels in the direction of the fixed mirror 27, where only the He-Cd laser light, which is the guide laser light, is reflected in the direction of the retroreflector 49, and the rest. The light is transmitted and guided to the laser irradiation head 16.

固定ミラー27で反射し、分離光路48に案内されたガイドレーザ光(He−Cdレーザ光)は平行反射光学手段であるレトロリフレクタ49で反射される。レトロリフレクタ49で反射された光は、入射の場合と反対方向に戻り光伝送路11を通ってダイクロイックサンプリングミラー57に到達する。   The guide laser beam (He-Cd laser beam) reflected by the fixed mirror 27 and guided to the separation optical path 48 is reflected by a retro reflector 49 which is a parallel reflection optical means. The light reflected by the retro-reflector 49 returns in the opposite direction to that of the incident light, passes through the light transmission path 11, and reaches the dichroic sampling mirror 57.

レトロリフレクタ49からの反射ガイドレーザ光は光分離手段としてのダイクロイックミラー77で波長分離されて光位置検出装置81側に入射し、レトロリフレクタ49の位置でのガイドレーザビームの位置ずれ情報が、信号処理装置65を介して制御装置29に入力される。その際、サンプリング検出回路73に干渉フィルタ76,80が設置されているため、He−Cdレーザ光のみが光位置検出装置81に案内されるようになっている。   The reflected guide laser light from the retroreflector 49 is wavelength-separated by a dichroic mirror 77 as light separating means and incident on the optical position detection device 81 side, and the positional deviation information of the guide laser beam at the position of the retroreflector 49 is a signal. The data is input to the control device 29 via the processing device 65. At this time, since the interference filters 76 and 80 are installed in the sampling detection circuit 73, only the He—Cd laser beam is guided to the optical position detection device 81.

以上のように、レトロリフレクタ46,49からの反射ガイドレーザ光は光伝送路11を通って戻され、光位置検出装置79,81に個別に入射される。このため、光位置検出装置79,81で第1および第2の反射レーザ光を検出することにより、両反射レーザ光を個別に検出でき、レトロリフレクタ46、レトロリフレクタ49のそれぞれの位置での位置ずれ情報を分離して制御装置29が認識することが可能になる。   As described above, the reflected guide laser beams from the retroreflectors 46 and 49 are returned through the optical transmission path 11 and individually incident on the optical position detection devices 79 and 81. Therefore, by detecting the first and second reflected laser beams with the optical position detectors 79 and 81, both the reflected laser beams can be detected individually, and the positions of the retro reflector 46 and the retro reflector 49 at the respective positions are detected. The control device 29 can recognize the deviation information separately.

制御装置29は、2箇所での光位置ずれ情報を元に、これらの位置ずれが解消あるいは最小になるように、ミラー角度調整装置31を作動制御し、自動角度調整ミラー25および26をフィードバック制御する。   The control device 29 controls the operation of the mirror angle adjustment device 31 and feedback controls the automatic angle adjustment mirrors 25 and 26 so as to eliminate or minimize these position shifts based on the information on the light position shift at two locations. To do.

反射ガイドレーザ光の位置ずれを検出して自動角度調整ミラー25,26のミラー角度調整を行なう検出制御調整系は、反射ガイドレーザ光の位置検出を行なう位置検出装置79,81、信号処理装置65、制御装置29、ミラー角度調整手段31はいずれも応答特性が早いものが使用される。検出制御調整系のフィードバックループの速さに応じて、各ミラーの振動等によるビームの位置ずれを補正することが可能になっている。   The detection control adjustment system that detects the positional deviation of the reflection guide laser light and adjusts the mirror angle of the automatic angle adjustment mirrors 25 and 26 includes position detection devices 79 and 81 that detect the position of the reflection guide laser light, and a signal processing device 65. The control device 29 and the mirror angle adjusting means 31 both have fast response characteristics. In accordance with the speed of the feedback loop of the detection control adjustment system, it is possible to correct the positional deviation of the beam due to the vibration of each mirror.

また、レトロリフレクタ46,49や位置検出装置79,81の精度、自動角度調整ミラー25,26の制御精度に応じて、ビームの伝送位置が制御可能になる。   Further, the beam transmission position can be controlled in accordance with the accuracy of the retro reflectors 46 and 49 and the position detection devices 79 and 81 and the control accuracy of the automatic angle adjustment mirrors 25 and 26.

この光伝送装置70においては、自動調整ミラーを使った長距離伝送時に発生する空気や機械的振動によるレーザ光の揺らぎを補正することができるので、長時間安定的に対象物17の照射点にレーザビームを伝送することができる。   In this optical transmission device 70, it is possible to correct fluctuations in laser light due to air and mechanical vibrations that occur during long-distance transmission using an automatic adjustment mirror. A laser beam can be transmitted.

本実施形態の光伝送装置70においては、レーザ光の光伝送路11の光軸と観測するCCDカメラ52の測定軸を同一の共通軸としているので、レーザ光の光伝送路11をレーザ照射点まで直線的に観測することができ、このレーザ照射点の位置ズレから光軸の角度ズレを計算して、ズレ量だけ自動調整ミラー21〜24を使って光軸を調整することができる。すなわち、CCDカメラ52等の電子撮像機器を伝送路の途中に設置する必要がなく、放射線の強い環境下においても、遠隔で光軸調整することが可能となる。   In the optical transmission apparatus 70 of the present embodiment, the optical axis of the laser light transmission path 11 and the measurement axis of the CCD camera 52 to be observed are the same common axis. The angle deviation of the optical axis is calculated from the positional deviation of the laser irradiation point, and the optical axis can be adjusted by using the automatic adjustment mirrors 21 to 24 by the deviation amount. That is, it is not necessary to install an electronic imaging device such as the CCD camera 52 in the middle of the transmission path, and the optical axis can be adjusted remotely even in an environment with strong radiation.

また、光伝送路11中の自動調整ミラー所在点毎にCCDカメラを設置することなく、一台のCCDカメラ52で遠隔調整することが可能になる。また、CCDカメラ52に入力された画像情報は画像処理装置55に送られ、この画像処理装置55で基準となる登録画像に比較され、パターンマッチング処理される。このパターンマッチング処理により、CCDカメラ52で撮影した画像を元にミラー画像のずれ量を自動的に測定して、自動的に自動調整ミラー21〜24を調整することが可能になる。   Further, it is possible to perform remote adjustment with one CCD camera 52 without installing a CCD camera for each location of the automatic adjustment mirror in the optical transmission path 11. The image information input to the CCD camera 52 is sent to the image processing device 55, where it is compared with a registered image serving as a reference and subjected to pattern matching processing. By this pattern matching processing, it becomes possible to automatically measure the shift amount of the mirror image based on the image taken by the CCD camera 52 and automatically adjust the automatic adjustment mirrors 21 to 24.

光伝送装置70は、光伝送に使用するミラー26,23,24,27の近傍に画像処理用ターゲット33〜36を設置して、ターゲット33〜36の位置ズレから光軸の角度ズレを計算するようにしたので、位置ズレが生じたターゲット33〜36の直前のミラー26,23,24,27だけを使って、光軸を調整することができる。すなわち、光伝送路11中の自動調整ミラー21〜24を遠隔調整する際に、調整して光伝送すべき位置を明確にできるとともに、画像処理において処理内容の簡便化を図るこができる。   The optical transmission device 70 installs the image processing targets 33 to 36 in the vicinity of the mirrors 26, 23, 24, and 27 used for optical transmission, and calculates the angle deviation of the optical axis from the positional deviation of the targets 33 to 36. Thus, the optical axis can be adjusted using only the mirrors 26, 23, 24, and 27 immediately before the targets 33 to 36 where the positional deviation has occurred. That is, when the automatic adjustment mirrors 21 to 24 in the light transmission path 11 are remotely adjusted, the position to be adjusted and light transmission can be clarified, and the processing contents can be simplified in the image processing.

また、画像処理用ターゲット33〜36の形によって、現在調整対象としている光伝送路11の光軸上の自動調整ミラー21〜24とターゲット33〜36の位置を明確に判断して、調整すべき位置の判断を簡便にし、さらに、自動調整ミラー21〜24のずれ量を正確に測定することが可能になる効果がある。   Further, the positions of the automatic adjustment mirrors 21 to 24 and the targets 33 to 36 on the optical axis of the optical transmission line 11 currently being adjusted should be clearly determined and adjusted according to the shape of the image processing targets 33 to 36. The position can be easily determined, and the amount of shift of the automatic adjustment mirrors 21 to 24 can be accurately measured.

本実施形態に係る光伝送装置70は、伝送に使用するミラー26,23,24,27の近傍に照明装置としてのランプ38〜41を設置して、CCDカメラ52で観測している各ターゲット33〜36の照明だけを点灯すれば、何番目のターゲットのズレを補正しているかがわかるし、より鮮明なカメラ画像で位置ズレを計算することができる。すなわち、現在調整の対象の自動調整ミラー21〜24に対応する画像処理用ターゲット33〜36の位置を調整対象でない別の自動調整ミラー21〜24やターゲット33〜36の画像と、さらに明確に分離することができるため調整すべき位置の判断を簡便にし、さらに、自動調整ミラー21〜24のずれ量を正確に測定することが可能になる。   In the optical transmission device 70 according to the present embodiment, lamps 38 to 41 as illumination devices are installed in the vicinity of the mirrors 26, 23, 24 and 27 used for transmission, and each target 33 observed by the CCD camera 52 is observed. If only the illumination of ˜36 is turned on, it is possible to know what number of target deviation is corrected, and it is possible to calculate the positional deviation with a clearer camera image. That is, the positions of the image processing targets 33 to 36 corresponding to the automatic adjustment mirrors 21 to 24 that are currently adjusted are more clearly separated from the images of the other automatic adjustment mirrors 21 to 24 that are not adjustment targets and the targets 33 to 36. Therefore, it is possible to easily determine the position to be adjusted, and to accurately measure the shift amount of the automatic adjustment mirrors 21 to 24.

また、光伝送装置70においては、制御装置29で駆動されるミラー調整装置30をステッピングモータ駆動方式またはサーボモータ駆動方式の自動ミラー装置としており、画像処理情報を元に自動調整ミラー21〜24を駆動する際に、駆動すべき量に応じて正確に自動調整ミラー21〜24を駆動することができるため、同じミラーに対して何度も繰り返して調整することなく、一度に調整できる。このため、光伝送路11の光軸調整がより早く可能になる効果がある。   In the optical transmission device 70, the mirror adjustment device 30 driven by the control device 29 is an automatic mirror device of a stepping motor drive system or a servo motor drive system, and the automatic adjustment mirrors 21 to 24 are provided based on image processing information. When driving, since the automatic adjustment mirrors 21 to 24 can be accurately driven according to the amount to be driven, the adjustment can be performed at once without repeatedly adjusting the same mirror. For this reason, there is an effect that the optical axis of the optical transmission line 11 can be adjusted earlier.

さらに、本実施形態の光伝送装置70は、CCDカメラ52の画像処理装置55にパターンマッチング機能を加えたので、予め記録しておいた光伝送路11の基準となる登録画像と比較することができ、レーザ光の照射点がCCDカメラ52で観測することができない場合でも、光軸の角度ズレを計算することができ、光軸を調整することができる。すなわち、画像処理装置55にパターンマッチング処理装置を備えることにより、現在調整の対象としているターゲット33〜36の形状と位置ずれを、一度調整されているときに登録した基準のパターン(登録画像)を元に簡便に評価することが可能になる。このため、光伝送路11の光軸調整の速度、および精度を向上させることができるとともに、画像処理装置55の誤った認識結果によって、装置が誤動作する頻度を少なくすることが可能になる。   Furthermore, since the optical transmission device 70 of the present embodiment has a pattern matching function added to the image processing device 55 of the CCD camera 52, it can be compared with a registered image that is a reference of the optical transmission path 11 recorded in advance. Even if the laser beam irradiation point cannot be observed by the CCD camera 52, the angle deviation of the optical axis can be calculated and the optical axis can be adjusted. That is, by providing the image processing device 55 with the pattern matching processing device, the reference pattern (registered image) registered when the shape and positional deviation of the targets 33 to 36 that are currently adjusted are adjusted once. It becomes possible to easily evaluate based on the original. For this reason, the speed and accuracy of the optical axis adjustment of the optical transmission path 11 can be improved, and the frequency with which the apparatus malfunctions due to the erroneous recognition result of the image processing apparatus 55 can be reduced.

本実施形態の光伝送装置70は、1枚以上のミラーを組み合わせて光伝送路11を構成する光伝送手段12を備え、光伝送路11を構成する一部のミラーまたは全部のミラーにミラー傾き角度を遠隔制御できるミラー調整装置30,31を用いる。そして光伝送装置70の光伝送路11上の一部のミラーを分離ミラー手段としてのハーフミラーまたは波長分離ミラーとし、分離ミラー手段24,27によって分けられたガイドレーザ光の反射光が到達する位置に設置された光位置検出装置79,81と、光位置検出装置79,81から出力される位置情報を演算処理してミラー角度調整装置31を駆動する制御装置29を備えているため、CCDカメラ52を利用したミラーの位置ずれ測定法より精度を高く自動角度調整ミラーのミラー角度調整を行なうことができるとともに、位置測定の速度もCCDカメラによる場合よりも格段に早くできるため、機器の振動によって光軸がぶれてしまうような場合においても、光軸ずれをキャンセルする方向に自動角度調整ミラー25,26を駆動して、振動の影響をなくすことが可能になる。   The optical transmission device 70 according to the present embodiment includes an optical transmission unit 12 that configures the optical transmission path 11 by combining one or more mirrors, and mirror tilt is applied to some or all of the mirrors that configure the optical transmission path 11. Mirror adjustment devices 30 and 31 that can remotely control the angle are used. Then, a part of the mirrors on the optical transmission line 11 of the optical transmission device 70 is a half mirror or a wavelength separation mirror as the separation mirror means, and the position where the reflected light of the guide laser light divided by the separation mirror means 24 and 27 arrives And a control device 29 for driving the mirror angle adjusting device 31 by calculating the position information output from the optical position detecting devices 79 and 81 and driving the mirror angle adjusting device 31. The mirror angle adjustment of the automatic angle adjustment mirror can be performed with higher accuracy than the mirror position deviation measurement method using 52, and the speed of the position measurement can be made much faster than with a CCD camera. Even when the optical axis is deviated, the automatic angle adjustment mirrors 25 and 26 are driven in a direction to cancel the optical axis deviation. Te, it is possible to eliminate the influence of vibration.

この光伝送装置70はメインレーザ光を出力するメインレーザ装置13とは別にガイドレーザ装置71,72を複数台を備えているため、メインレーザ光がパルスレーザのような繰返し変動要素を持つような場合においても、光軸調整用のガイドレーザ装置71,72から出射されるガイド光としてのレーザビームを基準にして光伝送路11の光軸調整を行なうことができ、安定した光伝送が可能になる。   Since this optical transmission device 70 includes a plurality of guide laser devices 71 and 72 in addition to the main laser device 13 that outputs the main laser light, the main laser light has a repetitive variation element such as a pulse laser. Even in this case, the optical axis of the optical transmission line 11 can be adjusted with reference to the laser beam as the guide light emitted from the guide laser devices 71 and 72 for adjusting the optical axis, thereby enabling stable optical transmission. Become.

また、本実施形態の光伝送装置70は、光伝送路11上の一部の自動調整ミラー24や固定ミラー27をハーフミラーまたは波長分離ミラー等の分離ミラー手段で構成し、この分離ミラー手段24,27で分けられたガイドレーザ光が到達する位置に設置されたコーナーキューブプリズムや中空コーナーキューブやキャッツアイ光学素子に代表される平行反射光学素子46,49と、ガイドレーザ装置71,72の光源側に設置されたハーフミラー手段19と、このハーフミラーに続いて設置された光位置検出装置79,81と光位置検出装置79,81から出力される位置情報を演算処理してミラー角度調整装置31を駆動する制御装置29とを備えているため、光伝送路11中に光位置検出装置のような電子部品を設置することなく光の位置ずれ量を遠隔地で測定することが可能になるため、煩雑な配線が不要になり、光伝送路11の途中に電子部品を設置しないので、放射線の強い環境下などにおいても適用することが可能になる効果がある。   Further, in the optical transmission device 70 of the present embodiment, a part of the automatic adjustment mirror 24 and the fixed mirror 27 on the optical transmission path 11 are constituted by separation mirror means such as a half mirror or a wavelength separation mirror, and the separation mirror means 24 , 27 are arranged at the position where the guide laser beam reaches the collimated reflection optical elements 46, 49 represented by the corner cube prism, the hollow corner cube, and the cat's eye optical element, and the light sources of the guide laser devices 71, 72. The mirror angle adjusting device by computing the position information output from the half mirror means 19 installed on the side, the optical position detectors 79 and 81 installed following the half mirror, and the optical position detectors 79 and 81 And a control device 29 that drives the light source 31 so that the optical transmission line 11 can be used without installing electronic components such as an optical position detection device. Since the displacement amount can be measured at a remote place, complicated wiring is not necessary, and no electronic component is installed in the middle of the optical transmission line 11, so that it can be applied even in an environment with strong radiation. There is an effect that becomes possible.

また、本実施形態の光伝送装置70は、伝送すべきメインレーザ光と別の波長で発振し、発振波長が相互に異なるガイドレーザ装置71,72を複数、例えば2機以上備え、ガイドレーザ装置71,72の設置個数に対応して光伝送路11の途中の複数箇所のミラーを波長分離ミラーとし、この波長分離ミラーによって分けられたガイドレーザ光が到達する位置に設置されたコーナーキューブプリズムや中空コーナーキューブやキャッツアイ光学素子に代表される平行反射光学素子46,49と、ガイドレーザ装置71,72の光源側に設置されたハーフミラー手段19と波長分離ミラー手段77と、波長分離されたガイドレーザ光を個別に検出する複数台の光位置検出装置79,81と、各光位置検出装置79,81から出力される位置情報を演算処理して自動ミラー装置としてミラー角度調整手段31を駆動する制御装置29を備えているため、光伝送路11の途中の複数箇所でビームの位置ずれ量を調整する場合、レーザビームの偏光の崩れの影響を考慮する必要がなく、分離性能よく複数箇所でのビームの位置ずれ測定を行うことができる。ビームの位置ずれ量を測定すべき点が3箇所以上ある場合においても、ガイドレーザ光の種類を増やすだけで対応することが可能になる。   Further, the optical transmission device 70 of the present embodiment includes a plurality of, for example, two or more guide laser devices 71 and 72 that oscillate at a wavelength different from that of the main laser light to be transmitted and have different oscillation wavelengths. Corresponding to the number of installed light sources 71 and 72, a plurality of mirrors in the middle of the optical transmission line 11 are used as wavelength separation mirrors, and corner cube prisms installed at positions where guide laser beams divided by the wavelength separation mirrors reach, Wavelength-separated by the parallel reflection optical elements 46 and 49 typified by hollow corner cubes and cat's eye optical elements, the half mirror means 19 and the wavelength separation mirror means 77 installed on the light source side of the guide laser devices 71 and 72 A plurality of optical position detection devices 79 and 81 for individually detecting the guide laser light, and position information output from each of the optical position detection devices 79 and 81 Since the control device 29 that drives the mirror angle adjusting means 31 as an automatic mirror device is provided as an automatic mirror device, the polarization of the laser beam is adjusted when adjusting the amount of beam misalignment at a plurality of locations along the optical transmission path 11. It is not necessary to consider the influence of the collapse of the beam, and it is possible to measure the beam misalignment at a plurality of locations with good separation performance. Even when there are three or more points where the amount of beam misalignment is to be measured, it is possible to cope with this by simply increasing the types of guide laser light.

さらに本実施形態の光伝送装置70は、制御装置29で駆動されるミラー角度調整手段(自動ミラー装置)31に応答特性の早い電気歪素子駆動の自動ミラー装置またはガルバノメータ駆動の自動ミラー装置を用い、光位置検出装置79,81にPSD素子(Position Sensitive Detectors)または分割型フォトダイオード素子を用いた光位置検出素子を用いているため、光伝送装置70が外部からのより高い周波数成分を持つ振動の影響を受ける場合にも、振動による光軸ずれの影響をなくすことが可能になる。   Further, the optical transmission device 70 of the present embodiment uses an electrostrictive element driven automatic mirror device or a galvanometer driven automatic mirror device with quick response characteristics for the mirror angle adjusting means (automatic mirror device) 31 driven by the control device 29. Since the optical position detection devices 79 and 81 use optical position detection elements using PSD elements (Position Sensitive Detectors) or split-type photodiode elements, the optical transmission device 70 vibrates with a higher frequency component from the outside. Even under the influence of the above, it becomes possible to eliminate the influence of the optical axis shift due to vibration.

本実施形態の光伝送装置70は、光伝送路11の光軸調整を大まかな粗調整から、微調整および振動の影響を除去することまで一貫して自動化することが可能になる。   The optical transmission device 70 according to the present embodiment can consistently automate the optical axis adjustment of the optical transmission line 11 from rough coarse adjustment to fine adjustment and removal of the influence of vibration.

また、この光伝送装置70は遠隔地から光伝送路11の光軸調整を行なうことができ、レーザ装置を材料加工または検査を行う場所から離れた場所に設置した場合においても安定した加工や検査が可能になる。   Further, the optical transmission device 70 can adjust the optical axis of the optical transmission path 11 from a remote location, and stable processing and inspection even when the laser device is installed at a location away from a location where material processing or inspection is performed. Is possible.

さらに、本実施形態の光伝送装置70は、原子炉内構造物の予防保全や補修を行う際に、大出力のレーザ光を安定して伝送することができ、確実な施工ができるとともに、さらに、おなじ光伝送路11を用いて、伝送位置をCCDカメラで遠隔撮影することが可能になる。   Furthermore, the optical transmission device 70 of the present embodiment can stably transmit a high-power laser beam when performing preventive maintenance and repair of the reactor internal structure, and can perform reliable construction. Using the same optical transmission line 11, the transmission position can be remotely photographed with a CCD camera.

本発明に係る光伝送装置10は、光伝送手段12の光伝送路11を伝送される光の光軸と同軸の方向に向けて設置された電子光学撮像手段52と、この電子光学撮像手段52からの画像情報を演算処理し、正規位置からの前記ミラーの角度ずれ量を測定する画像処理装置55と、前記ミラーの角度ずれ量を入力し、前記ミラー調整装置を駆動させる制御装置とを備えたので、CCDカメラ等の電子機器を光伝送路中に設置する必要がなく、放射線の強い環境などにおいても、遠隔で光軸調整することが可能となる。また、光伝送路11の途中にCCDカメラ等の電子光学撮像手段52を設置することなく、電子光学撮像手段52で光伝送路11を遠隔調整することが可能になる。また、画像処理装置55を備えているため、電子光学撮像手段52で撮影した画像を基にミラーのずれ量を自動的に測定して、ミラーを自動調整することが可能になる。   The optical transmission apparatus 10 according to the present invention includes an electro-optical imaging unit 52 installed in a direction coaxial with the optical axis of light transmitted through the optical transmission path 11 of the optical transmission unit 12, and the electro-optical imaging unit 52. An image processing device 55 that calculates image angle information from the normal position and measures the amount of angular deviation of the mirror from a normal position, and a controller that inputs the amount of angular deviation of the mirror and drives the mirror adjustment device. Therefore, it is not necessary to install an electronic device such as a CCD camera in the optical transmission path, and the optical axis can be adjusted remotely even in an environment with strong radiation. Further, it is possible to remotely adjust the optical transmission path 11 by the electro-optical imaging means 52 without installing the electronic optical imaging means 52 such as a CCD camera in the middle of the optical transmission path 11. Further, since the image processing device 55 is provided, it is possible to automatically measure the mirror displacement amount based on the image taken by the electro-optical imaging means 52 and automatically adjust the mirror.

また、本発明に係る光伝送装置10においては、光伝送手段12の光伝送路を導光筒、導光管等の導光シールド筒18で覆設し、導光シールド筒18の途中にミラーが1枚以上配置されたので、複雑な光伝送路をミラーの組合せで構成して、導光シールド筒18内で気中伝送させることができ、光伝送を周囲の影響、例えば空気の揺らぎの影響を受けることなく効率よく行なうことができる。   In the optical transmission device 10 according to the present invention, the optical transmission path of the optical transmission means 12 is covered with a light guide shield cylinder 18 such as a light guide cylinder or a light guide tube, and a mirror is provided in the middle of the light guide shield cylinder 18. Since one or more of these are arranged, a complicated optical transmission path can be configured by a combination of mirrors, and can be transmitted in the air within the light guide shield cylinder 18, and the optical transmission can be influenced by ambient influences such as air fluctuations. It can be carried out efficiently without being affected.

さらに、本発明に係る光伝送装置10においては、光伝送手段12は、ミラーの近傍に画像処理用ターゲット33〜36をそれぞれ設置し、上記画像処理用ターゲット33〜36に光通過孔を形成したので、光伝送路中のミラーを遠隔調整する際に、調整して伝送すべき位置を明確にできるとともに、画像処理における処理内容の簡便化を図ることができる。   Further, in the optical transmission device 10 according to the present invention, the optical transmission means 12 is provided with the image processing targets 33 to 36 in the vicinity of the mirror, respectively, and a light passage hole is formed in the image processing targets 33 to 36. Therefore, when the mirror in the optical transmission path is remotely adjusted, the position to be adjusted and transmitted can be clarified, and the processing contents in the image processing can be simplified.

また、本発明に係る光伝送装置10においては、画像処理用ターゲット33〜36は、光伝送路11を横断するように設置される一方、各画像処理用ターゲット33〜36をそれぞれ異なった形状に構成したので、画像処理用ターゲット33〜36の形によって、現在調整対象としている光軸上のミラーと画像処理用ターゲット33〜36の位置を明確に判断して、調整すべき位置の判断を簡便にし、さらに、ミラーのずれ量を正確に測定することが可能になる。   In the optical transmission device 10 according to the present invention, the image processing targets 33 to 36 are installed so as to cross the optical transmission path 11, and the image processing targets 33 to 36 have different shapes. Since it is configured, the positions of the mirror on the optical axis that is currently being adjusted and the image processing targets 33 to 36 are clearly determined according to the shape of the image processing targets 33 to 36, and the position to be adjusted can be easily determined. In addition, the amount of mirror displacement can be accurately measured.

またさらに、本発明に係る光伝送装置10においては、光伝送手段12は、ミラーまたは画像処理用ターゲット33〜36の近傍を照明可能な照明装置38〜41を備えたので、現在調整の対象としていると画像処理用ターゲット33〜36の位置を別のミラーや画像処理用ターゲット33〜36の画像と、さらに明確に分離することができるため調整位置の判断を簡便にし、さらに、ミラーのずれ量を正確に測定することが可能になる。   Furthermore, in the optical transmission device 10 according to the present invention, the optical transmission means 12 includes illumination devices 38 to 41 that can illuminate the vicinity of the mirrors or the image processing targets 33 to 36, so Since the position of the image processing targets 33 to 36 can be further clearly separated from the image of another mirror or the image processing targets 33 to 36, the adjustment position can be easily determined. Can be measured accurately.

さらに、本発明に係る光伝送装置10においては、ミラー調整装置30,31は、ステッピングモータ駆動方式またはサーボモータ駆動方式の自動ミラー装置で構成したので、画像処理情報を基にミラーを駆動する際に、駆動すべき量に応じて正確に自動調整ミラー21〜27を駆動することができ、同じミラーに対して何度も繰り返して調整することなく、一度にミラー調整できるため、より早い光軸調整が可能になる。   Furthermore, in the optical transmission device 10 according to the present invention, the mirror adjustment devices 30 and 31 are configured by stepping motor drive type or servo motor drive type automatic mirror devices, so when driving the mirror based on image processing information. In addition, the automatic adjustment mirrors 21 to 27 can be accurately driven according to the amount to be driven, and the mirror can be adjusted at once without repeatedly adjusting the same mirror. Adjustment is possible.

さらにまた、本発明に係る光伝送装置においては、画像処理装置は、予め登録された画像パターンとミラー調整時に撮影した画像とを比較し、撮影画像の位置ずれ量を検出可能なパターンマッチング装置55を備えたので、パターンマッチング処理装置55を用いることにより、現在調整対象のターゲットの形状と位置ずれを、一度調整されているときに予め登録したパターンを元に簡便に評価することが可能になり、光軸調整の速度および精度を向上させることができるとともに、画像処理装置の誤った認識結果によって、装置が誤動作する頻度を少なくすることが可能になる。   Furthermore, in the optical transmission device according to the present invention, the image processing device compares a pre-registered image pattern with an image taken at the time of mirror adjustment, and can detect a positional deviation amount of the taken image. Therefore, by using the pattern matching processing device 55, it becomes possible to easily evaluate the shape and positional deviation of the target currently being adjusted based on a previously registered pattern when it has been adjusted once. The speed and accuracy of the optical axis adjustment can be improved, and the frequency with which the apparatus malfunctions can be reduced due to the erroneous recognition result of the image processing apparatus.

また、本発明に係る光伝送装置の調整方法においては、ミラーを組み合わせた光伝送路11の光源側光軸の延長線上に電子光学撮像手段52を設け、この電子光学撮像手段52からの画像情報を演算処理し、正規位置からの前記ミラーの角度ずれ量を画像処理装置55で測定し、前記ミラーの角度がずれ量を入力してミラーの傾き角度をミラー調整装置30,31で制御し、前記電子光学撮像手段52で光源側の第1自動調整ミラーを通した画像処理用ターゲットのミラー画像を観測し、観測されるミラー画像が中心に来るようにミラー調整装置30で第1自動調整ミラーを調整し、第1自動調整ミラー調整後、同様なミラー調整方法で順次自動調整ミラーを調整して前記光伝送路11の光軸調整を行なうので、CCDカメラ等の電子機器を光伝送路中に設置する必要がなく、放射線の強い環境などにおいても、遠隔で光軸調整することが可能となる。また、光伝送路中のミラー所在点毎にCCDカメラを設置することなく、一台のCCDカメラ等の電子光学撮像手段で遠隔調整することが可能になり、さらに、画像処理装置を備えているため、電子光学撮像手段で撮影した画像を基にミラーのずれ量を自動的に測定して、自動調整ミラーを自動的に調整することが可能になる。   In the method for adjusting an optical transmission apparatus according to the present invention, an electro-optical imaging unit 52 is provided on an extension line of the light source side optical axis of the optical transmission path 11 combined with a mirror, and image information from the electro-optical imaging unit 52 is provided. , The angle deviation amount of the mirror from the normal position is measured by the image processing device 55, the mirror angle is input as the deviation amount, and the mirror tilt angle is controlled by the mirror adjustment devices 30, 31; The electro-optic imaging means 52 observes the mirror image of the image processing target through the first automatic adjustment mirror on the light source side, and the first automatic adjustment mirror is used by the mirror adjustment device 30 so that the observed mirror image is centered. After adjusting the first automatic adjustment mirror, the optical axis of the optical transmission path 11 is adjusted by sequentially adjusting the automatic adjustment mirror by the same mirror adjustment method. It is not necessary to install in the transmission path, even in such strong radiation environment, it is possible to adjust the optical axis remotely. Further, it is possible to perform remote adjustment with an electro-optical imaging means such as a single CCD camera without installing a CCD camera for each mirror location in the optical transmission path, and further includes an image processing device. Therefore, it becomes possible to automatically adjust the automatic adjustment mirror by automatically measuring the deviation amount of the mirror based on the image taken by the electro-optical imaging means.

本発明に係る光伝送装置の第1実施形態を示す基本的な構成図。1 is a basic configuration diagram showing a first embodiment of an optical transmission apparatus according to the present invention. 本発明に係る光伝送装置の第2実施形態を示す基本的な構成図。The basic block diagram which shows 2nd Embodiment of the optical transmission apparatus which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 光伝送装置
11 光伝送路
12 光伝送手段
13 メインレーザ装置
14 ガイドレーザ装置
15 ダイクロイックミラー(光合成手段)
16 レーザ照射ヘッド
17 対象物
18 シールド筒(レーザ導光筒,導光管)
19 ハーフミラーガイド手段
21〜23 自動調整ミラー
24 自動調整ミラー(サンプリング分離ミラー手段;ハーフミラー,波長分離ミラー)
25,26 自動角度調整ミラー(PZT自動ミラー;ガルバノメータ駆動ミラー)
27 固定ミラー(波長分離ミラー手段)
29 制御装置
30 ミラー調整装置
31 ミラー角度調整装置(ミラー微調整装置、ミラー調整装置)
33〜36 画像処理用ターゲット
38〜41 ランプ(照明装置)
43 ランプ点滅制御手段
44 分離光路
45 1/4波長板(偏光光学手段)
46 レトロリフレクタ(平行反射光学手段,キャッツアイ光学系)
48 分離光路
49 リトロリフレクタ(平行反射光学手段)
51 検出用ガイド光路
52 CCDカメラ(電子光学撮像手段,カメラシステム)
53 ノッチフィルタ
54 レンズ
55 画像処理装置(パターンマッチング装置)
57 ダイクロイックサンプリングミラー
58 サンプリング検出路
60 1/4波長板
61 干渉フィルタ
62 偏光ビームスプリッタ
63,64 光位置検出装置(4象限検出器,ポインティング検出器,CCD素子)
65 信号処理装置
70 光伝送装置
71 第1ガイドレーザ装置
72 第2ガイドレーザ装置
73 サンプリング検出路
74 光合成手段(ダイクロイックミラー)
76 干渉フィルタ
77 ダイクロイックミラー(波長分離ミラー手段)
78 干渉フィルタ
79 光位置検出装置
80 干渉フィルタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Optical transmission apparatus 11 Optical transmission path 12 Optical transmission means 13 Main laser apparatus 14 Guide laser apparatus 15 Dichroic mirror (photosynthesis means)
16 Laser irradiation head 17 Object 18 Shield tube (laser light guide tube, light guide tube)
19 Half mirror guide means 21 to 23 Automatic adjustment mirror 24 Automatic adjustment mirror (sampling separation mirror means; half mirror, wavelength separation mirror)
25, 26 Automatic angle adjustment mirror (PZT automatic mirror; Galvanometer drive mirror)
27 Fixed mirror (wavelength separation mirror means)
29 Control device 30 Mirror adjustment device 31 Mirror angle adjustment device (mirror fine adjustment device, mirror adjustment device)
33-36 Image processing target 38-41 Lamp (lighting device)
43 Lamp blinking control means 44 Separation optical path 45 1/4 wavelength plate (polarization optical means)
46 Retro reflector (Parallel reflection optical means, Cat's eye optical system)
48 Separation light path 49 Retro-reflector (parallel reflection optical means)
51 Guide optical path for detection 52 CCD camera (electro-optical imaging means, camera system)
53 Notch filter 54 Lens 55 Image processing device (pattern matching device)
57 Dichroic sampling mirror 58 Sampling detection path 60 1/4 wavelength plate 61 Interference filter 62 Polarizing beam splitter 63, 64 Optical position detector (4-quadrant detector, pointing detector, CCD element)
65 Signal processing device 70 Optical transmission device 71 First guide laser device 72 Second guide laser device 73 Sampling detection path 74 Photosynthesis means (dichroic mirror)
76 Interference filter 77 Dichroic mirror (wavelength separation mirror means)
78 Interference filter 79 Optical position detection device 80 Interference filter

Claims (8)

ミラーを組み合せて光伝送路を構成する光伝送手段と、
この光伝送手段を構成する少なくとも1枚のミラーの傾き角度を制御するミラー調整装置と、
前記光伝送路を伝送される光源側の光軸の延長線上に設置された電子光学撮像手段と、
前記ミラーの近傍に配置される画像処理用ターゲットと、
前記電子光学撮像手段からの画像情報を演算処理し、この画像情報に含まれる前記画像処理用ターゲットの位置情報に基づいて正規位置からの前記ミラーの角度ずれ量を測定する画像処理装置と、
前記ミラーの角度ずれ量を入力し、前記ミラー調整装置を駆動させる制御装置とを備えたことを特徴とする光伝送装置。
An optical transmission means for configuring an optical transmission path by combining mirrors;
A mirror adjusting device for controlling the tilt angle of at least one mirror constituting the light transmission means;
Electro-optical imaging means installed on an extension of the optical axis on the light source side transmitted through the optical transmission path;
An image processing target disposed in the vicinity of the mirror;
An image processing device that performs image processing on the image information from the electro-optical imaging means, and measures the amount of angular deviation of the mirror from the normal position based on the position information of the image processing target included in the image information;
An optical transmission device comprising: a control device that inputs an angle deviation amount of the mirror and drives the mirror adjustment device.
前記光伝送手段は、前記光伝送路を導光筒、導光管等の導光シールド筒で覆設し、導光シールド筒の途中にミラーが1枚以上配置されてなる請求項1記載の光伝送装置。 2. The light transmission means according to claim 1, wherein the light transmission path is covered with a light guide shield tube such as a light guide tube or a light guide tube, and one or more mirrors are arranged in the middle of the light guide shield tube. Optical transmission device. 前記画像処理用ターゲットには光通過孔が形成されてなる請求項1記載の光伝送装置。 The optical transmission device according to claim 1, wherein a light passage hole is formed in the image processing target. 前記画像処理用ターゲットは、光伝送路を横断するように設置される一方、各ターゲットをそれぞれ異なった形状に構成した請求項3記載の光伝送装置。 4. The optical transmission apparatus according to claim 3, wherein the image processing target is installed so as to cross the optical transmission path, and each target is formed in a different shape. 前記光伝送手段は、前記ミラーまたは前記画像処理用ターゲットの近傍を照明可能な照明装置を備えた請求項1ないし4のいずれか記載の光伝送装置。 5. The optical transmission device according to claim 1, wherein the optical transmission unit includes an illumination device capable of illuminating the vicinity of the mirror or the image processing target. 前記ミラー調整装置は、ステッピングモータ駆動方式またはサーボモータ駆動方式の自動ミラー装置である請求項1記載の光伝送装置。 2. The optical transmission device according to claim 1, wherein the mirror adjusting device is a stepping motor driving type or servo motor driving type automatic mirror device. 前記画像処理装置は、予め登録された画像パターンとミラー調整時に撮影した画像とを比較し、撮影画像の位置ずれ量を検出可能なパターンマッチング装置を備えた請求項1記載の光伝送装置。 The optical transmission device according to claim 1, wherein the image processing device includes a pattern matching device capable of comparing a pre-registered image pattern and an image photographed during mirror adjustment and detecting a positional deviation amount of the photographed image. ミラーを組み合わせた光伝送路の光源側光軸の延長線上に電子光学撮像手段を設け、
この電子光学撮像手段からの画像情報を演算処理し、正規位置からの前記ミラーの角度ずれ量を画像処理装置で測定し、
前記ミラーの角度ずれ量を入力してミラーの傾き角度をミラー調整装置で制御し、
前記ミラーの近傍に画像処理用ターゲットを設置し、
前記電子光学撮像手段で光源側の第1自動調整ミラーを通した前記画像処理用ターゲットのミラー画像を観測し、
観測されるミラー画像が中心に来るように前記ミラー調整装置で第1自動調整ミラーを調整し、
第1自動調整ミラー調整後、同様なミラー調整方法で順次自動調整ミラーを調整して前記光伝送路の光軸調整を行なうことを特徴とする光伝送装置の調整方法。
An electro-optic imaging means is provided on the extension line of the optical axis on the light source side of the optical transmission path combined with the mirror,
The image information from this electro-optical imaging means is arithmetically processed, and the angle deviation amount of the mirror from the normal position is measured by an image processing device,
Input the angle deviation amount of the mirror and control the tilt angle of the mirror with the mirror adjustment device,
An image processing target is installed in the vicinity of the mirror,
Observing the mirror image of the image processing target through the first automatic adjustment mirror on the light source side with the electro-optical imaging means;
Adjust the first automatic adjustment mirror with the mirror adjustment device so that the observed mirror image is at the center,
An adjustment method of an optical transmission device, wherein after the first automatic adjustment mirror adjustment, the automatic adjustment mirror is sequentially adjusted by a similar mirror adjustment method to adjust the optical axis of the optical transmission path.
JP2007332355A 2007-12-25 2007-12-25 Optical transmission apparatus and adjustment method thereof Expired - Fee Related JP4621725B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007332355A JP4621725B2 (en) 2007-12-25 2007-12-25 Optical transmission apparatus and adjustment method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007332355A JP4621725B2 (en) 2007-12-25 2007-12-25 Optical transmission apparatus and adjustment method thereof

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP33220698A Division JP4079531B2 (en) 1997-12-09 1998-11-24 Optical transmission apparatus and adjustment method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008146082A true JP2008146082A (en) 2008-06-26
JP4621725B2 JP4621725B2 (en) 2011-01-26

Family

ID=39606245

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007332355A Expired - Fee Related JP4621725B2 (en) 2007-12-25 2007-12-25 Optical transmission apparatus and adjustment method thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4621725B2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010182847A (en) * 2009-02-05 2010-08-19 Toshiba Corp Optical transmission device
JP2010266646A (en) * 2009-05-14 2010-11-25 Toshiba Corp Optical transmitter
JP2016115829A (en) * 2014-12-16 2016-06-23 花王株式会社 Laser irradiation device and laser irradiation method
WO2019008719A1 (en) * 2017-07-06 2019-01-10 ギガフォトン株式会社 Laser system, extreme-ultraviolet light generation device, and method for generating extreme-ultraviolet light

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6247352A (en) * 1985-08-23 1987-03-02 カ−ル・ツアイス−スチフツング Apparatus for correcting position of laser beam guided through freely bendable and extensible optical element
JPH03234385A (en) * 1990-02-08 1991-10-18 Toshiba Corp Laser beam machine
JPH05209731A (en) * 1992-01-31 1993-08-20 Fanuc Ltd Optical-axis adjusting method for laser robot
JPH08215873A (en) * 1995-02-10 1996-08-27 Sumitomo Metal Ind Ltd Method and device for correcting alignment for laser beam machine

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6247352A (en) * 1985-08-23 1987-03-02 カ−ル・ツアイス−スチフツング Apparatus for correcting position of laser beam guided through freely bendable and extensible optical element
JPH03234385A (en) * 1990-02-08 1991-10-18 Toshiba Corp Laser beam machine
JPH05209731A (en) * 1992-01-31 1993-08-20 Fanuc Ltd Optical-axis adjusting method for laser robot
JPH08215873A (en) * 1995-02-10 1996-08-27 Sumitomo Metal Ind Ltd Method and device for correcting alignment for laser beam machine

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010182847A (en) * 2009-02-05 2010-08-19 Toshiba Corp Optical transmission device
JP2010266646A (en) * 2009-05-14 2010-11-25 Toshiba Corp Optical transmitter
JP2016115829A (en) * 2014-12-16 2016-06-23 花王株式会社 Laser irradiation device and laser irradiation method
WO2019008719A1 (en) * 2017-07-06 2019-01-10 ギガフォトン株式会社 Laser system, extreme-ultraviolet light generation device, and method for generating extreme-ultraviolet light
JPWO2019008719A1 (en) * 2017-07-06 2020-04-30 ギガフォトン株式会社 Laser system, extreme ultraviolet light generation device, and extreme ultraviolet light generation method
US11374379B2 (en) 2017-07-06 2022-06-28 Gigaphoton Inc. Laser system, extreme ultraviolet light generation apparatus, and extreme ultraviolet light generation method

Also Published As

Publication number Publication date
JP4621725B2 (en) 2011-01-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6242411B2 (en) Coordinate measuring apparatus and method of operating coordinate measuring apparatus
EP3503525B1 (en) Variable focal length lens system including a focus state reference subsystem and associated method
KR20130106408A (en) Apparatus, optical assembly, method for inspection or measurement of an object and method for manufacturing a structure
JPS63229888A (en) Laser wavelength controlling device
JP2008119716A (en) Laser beam machining apparatus, and focus maintaining method therein
US8772688B2 (en) Autofocus device including line image forming unit and rotation unit that rotates line image
JP4621725B2 (en) Optical transmission apparatus and adjustment method thereof
TW201518835A (en) Low noise, high stability, deep ultra-violet, continuous wave laser
US5045679A (en) Optical path adjusting system with dual-axis wedge prisms
JP4079531B2 (en) Optical transmission apparatus and adjustment method thereof
US6504611B2 (en) Two stage optical alignment device and method of aligning optical components
JP2019050242A (en) Manufacturing method of optical module and manufacturing device
JP7038323B2 (en) How to inspect a laser oscillator, a laser processing device using it, and a laser oscillator
JP2004045111A (en) Illumination optical mechanism apparatus and defect inspection apparatus
CN107797270B (en) Optical device, processing device, and article manufacturing method
JP2006308441A (en) Light-wave distance meter
JP2017133949A (en) Wall surface measuring device, flying robot, and wall surface inspecting system
CN107771270B (en) Optical system and method for being directed toward laser via atmosphere
JP6642108B2 (en) Infrared microscope and infrared microscope system
JP3857217B2 (en) Film thickness measuring device
KR102336453B1 (en) Apparatus for Discriminating Defects Capable of Implementing Multiple FOV
JP3915978B2 (en) Laser Doppler vibrometer
JP5426230B2 (en) Optical transmission equipment
US11953598B2 (en) Laser tracking device
JP2004117001A (en) Laser doppler vibrometer

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100330

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100803

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100915

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20101005

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20101101

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131105

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131105

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees