JP2013094348A - レーザ光照射装置およびレーザ光照射方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の一実施形態に係るレーザ光照射装置200は、レーザ光を発振するレーザ光源201と、レーザ光源201から発振されたレーザ光209を集光する集光レンズ208と、集光レンズ208の焦点と被照射部との間の距離を取得し、該取得された距離が許容範囲内か否かを判断するように構成された制御装置207と、該判断結果をユーザに通知する可視光LD202〜204と備える。
【選択図】図4
Description
図1において、マーキングヘッド1は、レーザ光を出射するレーザ光源2と、可視光を出射する調整用光源3と、2焦点レンズ4と、ミラー5a〜5cと、収束レンズ6とを備えている。2焦点レンズ4による可視光の2つの焦点F1、F2の間の該可視光の光軸方向における所定の点(例えば、中点)に、収束レンズ6によるレーザ光の焦点Frが位置するように上記レーザ光源2、調整用光源3、2焦点レンズ4、および収束レンズ6は設けられている。このような構成において、調整用光源3を点灯させると、該調整用光源3から出射した可視光は2焦点レンズ4を通過して2の焦点F1、F2を形成している。この状態でマーキングヘッド1を上下方向(被マーキング対象物7に近づく方向および遠ざかる方向)に移動させると、2焦点レンズ4と被マーキング対象物7との間の光軸上の距離が、2焦点レンズ4と焦点F1、F2との間の光軸上の距離とそれぞれ一致する時に焦点スポットがそれぞれ明るく観察される。例えば、上記所定の点が焦点F1、F2の中点である場合、焦点F1と焦点F2との中点にレーザ光の焦点Frが位置するように構成されているので、これら目視により観察された2つの焦点スポットの中点に被マーキング対象物7が位置するようにマーキングヘッド20を位置させることにより、被マーキング対象物7の表面にレーザ光の焦点Frを位置させている。
本発明の第2の態様は、被照射部に対して集光レンズを介してレーザ光を照射するレーザ光照射方法であって、前記集光レンズの焦点と前記被照射部との間の距離を取得する取得工程と、前記取得された距離が許容範囲内か否かを判断する工程と、前記判断の結果、前記取得された距離が許容範囲内である場合には、前記レーザ光を前記被照射部に照射する工程と、前記判断の結果、前記取得された距離が許容範囲外である場合には、ユーザに対して前記取得された距離が許容範囲外である旨を通知する工程とを有することを特徴とする。
図3は、本実施形態に係るロボット型レーザメス装置100の概略構成図であり、図4は、該レーザ光照射装置200の構成を説明するための図であり、図5は、該レーザ光照射装置200の制御系の概略構成を示すブロック図である。
図3において、ロボット型レーザメス装置100は、レーザ光照射装置200と、駆動系と、載置台111とを備える。上記レーザ光照射装置200は、図4にて後述するが、レーザ光発生/検出部101と、光ファイバ102と、ヘッド103とを備えている。本実施形態では、載置台111上に被照射物(例えば、人体の所定の部位)が載置され、レーザ光発生/検出部101から出射されたレーザ光がヘッド103を介して、上記被照射物の被照射部(例えば、患部)に照射される。
上述のように、集光レンズ208の焦点と被照射部との間の距離を算出する際に、本実施形態では、制御装置207は、下記式1に従って演算を行う。
(集光レンズ208の焦点と被照射部との間の距離)=(読み出された距離算出基準値)−(算出された距離測定用の光の行路長) (式1)
まずは、載置台111上に、被照射部としての患部を有する身体の部位(被照射物)を載置する。この状態で、ユーザが入力操作部106を操作して、集光レンズ208の焦点と被照射部との間の距離が許容範囲内か否かを通知する処理を開始するための指示を入力すると、駆動操作装置104はその旨を示す通知処理開始コマンドを伝送路112を介してレーザ光発生/検出部101に送信する。
第1の実施形態は、集光レンズ208の焦点と被照射部との間の距離が許容範囲内か否かを視覚によりユーザに通知しているが、上記距離が許容範囲内か否かを感覚的にユーザに通知することができれば、いずれの方法であっても良い。
図9において、レーザ光照射装置500は、レーザ光発生/検出部501と、光ファイバ102と、ヘッド103とを備えている。レーザ光発生/検出部501は、レーザ光源201と、距離測定部205と、ダイクロイックミラー206dと、制御装置502と、音声発生装置503とを有している。上記制御装置502は、上述の制御装置207と同様の構成を有しており、レーザ光源201、距離測定部205、および音声発生装置503はそれぞれ、制御装置502により制御される。
本実施形態では、集光レンズ208の焦点が被照射部に位置する時を基準とする時に、集光レンズ208の焦点の被照射部からのずれの度合い(集光レンズ208の焦点が被照射部からどれだけずれているのか)を感覚的にユーザに通知する。すなわち、上記ずれの度合いに応じて、ユーザへの感覚的な通知の仕方を変化させている。
以下で、集光レンズ208の焦点と被照射部との間の距離が許容範囲内にあるか否かを可視光により通知する構成において、上記ずれの度合いを視覚により感覚的にユーザに通知する形態について説明する。
図10において、X軸は、集光レンズ208から出射する光の光軸方向と一致する軸であって、被照射部から集光レンズ208に向かう方向に一致する軸である。点Oは、載置台111上に設けられた被照射物の被照射部の表面(該被照射部と空気との界面)である。点a1と点b1との間の領域が、集光レンズ208の焦点の位置として許容される許容範囲領域である。本実施形態では、点a1と点b1との間の領域に集光レンズ208の焦点が位置する場合は、緑色の可視光を被照射部に照射する。また、点a1と点a2との間の領域に集光レンズ208の焦点が位置する場合は、黄色の可視光を被照射部に照射し、点a2と点a3との間の領域に集光レンズ208の焦点が位置する場合は、オレンジ色の可視光を被照射部に照射し、点a3よりも集光レンズ208側に集光レンズ208の焦点が位置する場合は、赤色の可視光を被照射部に照射する。さらに、点b1と点b2との間の領域に集光レンズ208の焦点が位置する場合は、青色の可視光を被照射部に照射し、点b2と点b3との間の領域に集光レンズ208の焦点が位置する場合は、藍色の可視光を被照射部に照射し、点b3よりも被照射物の内側に集光レンズ208の焦点が位置する場合は、紫色の可視光を被照射部に照射する。
102 光ファイバ
103 ヘッド
200、500 レーザ光照射装置
201 レーザ光源
202〜204 可視光LD
205 距離測定部
206a〜206d ダイクロイックミラー
207、502 制御装置
208 集光レンズ
503 音声発生装置
Claims (10)
- 被照射部に対してレーザ光を照射するレーザ光照射装置であって、
前記レーザ光を発振するレーザ光源と、
前記レーザ光源から発振された前記レーザ光を集光する集光レンズと、
前記集光レンズの焦点と前記被照射部との間の距離を取得する取得手段と、
前記取得された距離が許容範囲内か否かを判断する判断手段と、
前記判断結果をユーザに通知する通知手段と
を備えることを特徴とするレーザ光照射装置。 - 前記判断手段は、前記集光レンズの焦点の前記被照射部からのずれの度合いを判断するように構成されており、
前記通知手段は、前記ずれの度合いに応じて、前記通知の仕方を変化させるように構成されていることを特徴とする請求項1に記載のレーザ光照射装置。 - 前記通知手段は、互いに異なる色の複数の可視光により前記通知を行うことを特徴とする請求項1に記載のレーザ光照射装置。
- 前記互いに異なる色の複数の可視光はそれぞれ、前記集光レンズを介して出射されることを特徴とする請求項3に記載のレーザ光照射装置。
- 前記通知手段は、互いに異なる周波数の音により前記通知を行うか、または互いに異なる触感により前記通知を行うことを特徴とする請求項1に記載のレーザ光照射装置。
- 被照射部に対して集光レンズを介してレーザ光を照射するレーザ光照射方法であって、
前記集光レンズの焦点と前記被照射部との間の距離を取得する取得工程と、
前記取得された距離が許容範囲内か否かを判断する工程と、
前記判断の結果、前記取得された距離が許容範囲内である場合には、前記レーザ光を前記被照射部に照射する工程と、
前記判断の結果、前記取得された距離が許容範囲外である場合には、ユーザに対して前記取得された距離が許容範囲外である旨を通知する工程と
を有することを特徴とするレーザ光照射方法。 - 前記判断する工程は、前記集光レンズの焦点の前記被照射部からのずれの度合いを判断し、
前記通知する工程は、前記ずれの度合いに応じて、前記通知の仕方を変化させることを特徴とする請求項6に記載のレーザ光照射方法。 - 前記通知する工程は、互いに異なる色の複数の可視光により前記通知を行うことを特徴とする請求項6に記載のレーザ光照射方法。
- 前記互いに異なる色の複数の可視光はそれぞれ、前記集光レンズを介して出射されることを特徴とする請求項8に記載のレーザ光照射方法。
- 前記通知する工程は、互いに異なる周波数の音により前記通知を行うか、または互いに異なる触感により前記通知を行うことを特徴とする請求項6に記載のレーザ光照射方法。
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