JP4432084B2 - レーザ計測方法、レーザ状態検知機器およびレーザ状態検知システム - Google Patents
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特に前記レーザ素子からの照射光だけを受光可能に設けた状態検知用受光器と、前記対象物による反射光だけを受光可能に設けた対象物検出用受光器とを備えたことを特徴としている(請求項4)。
<a> 前記レーザ素子の照射光を直接受光または上記対物レンズにより反射された前記照射光の一部を受光可能で、且つ前記計測対象物による反射光が前記対物レンズを介して到達することのない位置に前記状態検知用受光器を設けると共に、
<b> 前記計測対象物による反射光が前記対物レンズを介して到達し、且つ前記レーザ素子の照射光および上記対物レンズにより反射された前記照射光が到達することのない位置に前記対象物検出用受光器を設けることが望ましい。
レーザ状態検知機器は、基本的には波長変調したレーザ光を出力して計測対象物2に照射すると共に、計測対象物2により反射された上記レーザ光の戻り光(反射レーザ光)が導入されて上記照射レーザ光との自己結合効果により共振する半導体レーザ素子1を備える。更にこのレーザ状態検知機器は、自己結合効果により共振した上記レーザ素子1の出力(レーザ光)を受光して、その受光強度を検出する状態検知用受光器3とを備えると共に、前記計測対象物2による反射光(戻り光)の有無を検出する対象物検出用受光器5を備えて構成される。ちなみに半導体レーザ素子1はVCSEL型のレーザダイオード(LD)からなる。また状態検知用受光器3および対象物検出用受光器5は、それぞれフォトダイオード(PD)からなる。
即ち、対象物検出用受光器5(フォトダイオード)としては、その受光面積がレーザ素子1(レーザダイオード)の外形よりも大きいものが用いられる。そして上記対象物検出用受光器5は、前記レーザ素子1から出力された照射光を直接受光しない領域、または前記対物レンズ4により反射したレーザ光の一部が到達することのない領域であって、且つ前記計測対象物2にて反射された戻り光が前記対物レンズ4を介して集光される領域内に設けられる。具体的には前記対象物検出用受光器5は、レーザ素子1の裏面側(レーザ放射面の反対側)であって、特に前記計測対象物2にて反射されて対物レンズ4を介して集光される反射光(戻り光)が収束する位置、換言すれば前記非球面対物レンズ4の外周部分による焦点位置近傍に設けられる。この際、レーザ素子1から放射された光軸近傍の光は、対物レンズ4の表面で反射して反射光としてレーザ素子1の方向へ戻る。しかし対象物検出用受光器5はレーザ素子1の陰に入っているので、上記反射光を受光することはない。
1a 光源
2 計測対象物
3 状態検知用受光器
4 対物レンズ
5 対象物検出用受光器
Claims (9)
- 計測対象物に向けて波長変調したレーザ光を照射すると共に、上記計測対象物にて反射した上記レーザ光が導入される半導体レーザ素子を用い、
前記計測対象物による反射光とは独立に、前記レーザ素子における自己結合効果により生じた干渉信号が重畳した前記レーザ素子からの照射光だけを受光して前記計測対象物の状態を検知すると共に、
前記レーザ素子からの照射光とは独立に、前記計測対象物による反射光だけを受光して前記計測対象物の有無を検出することを特徴とするレーザ計測方法。 - 前記照射光とは独立に検出される前記計測対象物による反射光は、前記レーザ素子から前記計測対象物に向けて照射されたレーザ光の反射光成分であって、前記レーザ素子からの照射光の検出は前記計測対象物による反射光を遮断して行われ、且つ前記計測対象物による反射光の検出は前記レーザ素子からの照射光を遮断して行われるものである請求項1に記載のレーザ計測方法。
- 前記照射光とは独立に検出される前記計測対象物による反射光は、前記レーザ素子とは異なる光源から前記計測対象物に向けて発せられた補助光の反射光成分であって、前記計測対象物による反射光は前記レーザ素子からの照射光を遮断して検出されるものである請求項1に記載のレーザ計測方法。
- 計測対象物に向けて波長変調したレーザ光を照射すると共に、上記計測対象物にて反射した上記レーザ光が導入される半導体レーザ素子を用い、このレーザ素子における自己結合効果により生じた干渉信号が重畳した前記レーザ素子からの照射光を解析して前記計測対象物の状態を検知するレーザ状態検知機器であって、
前記レーザ素子からの照射光だけを受光可能に設けた状態検知用受光器と、前記対象物による反射光だけを受光可能に設けた対象物検出用受光器とを備えたことを特徴とするレーザ状態検知機器。 - 前記状態検知用受光器は、前記レーザ素子からの照射光を受光可能で、且つ前記計測対象物による反射光が到達することのない位置に設けられ、
前記対象物検出用受光器は、前記計測対象物による反射光が到達し、且つ前記レーザ素子からの照射光が到達することのない位置に設けられるものである請求項4に記載のレーザ状態検知機器。 - 計測対象物に向けて波長変調したレーザ光を照射すると共に、上記計測対象物にて反射した上記レーザ光が導入される半導体レーザ素子を用い、このレーザ素子における自己結合効果により生じた干渉信号が重畳した照射光を解析して前記計測対象物の状態を検知するレーザ状態検知機器であって、
前記レーザ素子の照射光だけを受光可能に設けた状態検知用受光器と、
前記計測対象物に向けて補助光を照射する光源と、
前記レーザ素子からの照射光を遮断して上記補助光の前記対象物による反射光だけを受光可能に設けた対象物検出用受光器と
を備えたことを特徴とするレーザ状態検知機器。 - 前記レーザ素子は、対物レンズを介して計測対象物にレーザ光を照射するものであって、
前記対象物検出用受光器は、前記対象物に向けてレーザ光を照射するレーザ素子の背面側であって、前記対物レンズの焦点位置に設けられるものである請求項4または6に記載のレーザ状態検知機器。 - 前記対物レンズは、前記レーザ素子から出力されたレーザ光を略平行光束として計測対象物に照射するものである請求項7に記載のレーザ状態検知機器。
- 計測対象物に向けて波長変調したレーザ光を照射すると共に、上記計測対象物にて反射した上記レーザ光が導入される半導体レーザ素子を用い、このレーザ素子における自己結合効果により生じた干渉信号が重畳した前記レーザ素子からの照射光を解析して前記計測対象物の状態を検知する請求項4〜8のいずれかに記載のレーザ状態検知機器と、
上記計測対象物に向けて光を照射する投光素子、上記計測対象物からの反射光を受光する受光素子、およびこの受光素子の受光量から上記計測対象物の有無を識別する識別手段を有する光電スイッチと、
この光電スイッチの識別結果から前記レーザ状態検知機器の検知状態を判定する判定手段と
を具備したことを特徴とするレーザ状態検知システム。
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