JPH07311010A - レーザ利用の測定装置 - Google Patents

レーザ利用の測定装置

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JPH07311010A
JPH07311010A JP10554394A JP10554394A JPH07311010A JP H07311010 A JPH07311010 A JP H07311010A JP 10554394 A JP10554394 A JP 10554394A JP 10554394 A JP10554394 A JP 10554394A JP H07311010 A JPH07311010 A JP H07311010A
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JP
Japan
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laser
photodetector
measuring device
measured
reflected light
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Withdrawn
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JP10554394A
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English (en)
Inventor
Yutaka Watanabe
豊 渡辺
Toshinori Sugiyama
寿紀 杉山
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Maxell Holdings Ltd
Original Assignee
Hitachi Maxell Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 測定効率を低下することなく、安全性に優
れ、消費電力が少なく、かつレーザの長寿命化が可能な
レーザ利用の測定装置を提供する。 【構成】 半導体レーザ1から放射されるレーザ光を被
測定物6に照射し、被測定物からの反射光を光検出器8
にて検出して所望の測定を行う。レーザ駆動回路2に、
半導体レーザに駆動電流I1 を与える第1の電流駆動回
路11と、第1の電流駆動回路11の出力端に駆動電流
ΔIを加える第2の電流駆動回路12と、オート・パワ
ー・コントローラ(APC)13と、該APCに設けら
れた第1のスイッチ14と、前記第2の電流駆動回路1
2の出力端に設けられた第2のスイッチ15と、これら
第1及び第2のスイッチ14,15を切り換えるコンパ
レータ16とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば高精度の変位計
や測長器などとして使用されるレーザ利用の測定装置に
係り、特に、それを取り扱う者の安全性を改善する手段
に関する。
【0002】
【従来の技術】レーザ利用の測定装置は、高精度の測定
が可能なことから多くの分野で用いられている。その中
には、レーザから放射されるレーザ光を被測定物に照射
し、被測定物からの反射光を光検出器にて検出して被測
定物の変位や傾きを測定するものがある。
【0003】かかる従来のレーザ利用の測定装置におい
ては、被測定物の有無に拘らず、装置を起動した後はレ
ーザが常時発振状態を保つように構成されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、レーザは指向
性が高く、局部的に大きなエネルギをもつので、誤って
人体特に眼球に照射されると、角膜等を傷めるおそれが
ある。また、装置起動後、レーザを常時発振状態にして
おくと、消費電力が多くなるし、レーザの寿命も害す
る。したがって、かかる不都合を回避するためには、不
必要時、レーザを停止状態に切り換える手段の開発が不
可欠である。
【0005】本発明は、かかる課題を解決するためにな
されたものであって、その目的は、安全性に優れ、消費
電力が少なく、かつレーザの長寿命化が可能なレーザ利
用の測定装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記の目的を
達成するため、レーザから放射されるレーザ光を被測定
物に照射し、被測定物からの反射光を光検出器にて検出
して所望の測定を行うレーザ利用の測定装置において、
前記反射光の強度を検出し、該反射光強度が予め定めら
れた値以下であるときには、その信号に基づいてレーザ
駆動回路を制御し、前記レーザの出力を自動的に低下さ
せるようにした。
【0007】前記レーザ駆動回路の制御信号は、前記被
測定物検出用の光検出器を利用することによって生成す
ることもできるし、前記被測定物から被測定物検出用の
光検出器に至る光路に設けられたモニタ回路中の第2の
光検出器を利用することによっても生成できる。
【0008】被測定物からの反射光強度が予め定められ
た値以下であるとき、レーザを完全に停止させることも
できるが、人体への悪影響を防止するためには、前記レ
ーザをDC駆動する装置の場合、低下時の当該レーザの
出力を、日本工業規格の「レーザ製品の放射安全基準」
に定めるクラス1レーザの基準以下にすれば足りる。ま
た、レーザをパルス駆動する装置にあっては、低下時の
レーザのパルスデューティ比を、日本工業規格の「レー
ザ製品の放射安全基準」に定めるクラス1レーザの基準
以下にすれば足りる。
【0009】
【作用】レーザから放射されるレーザ光を被測定物に照
射し、被測定物からの反射光を光検出器にて検出して所
望の測定を行うレーザ利用の測定装置においては、被測
定物が所定位置に取り付けられたときに測定準備完了状
態になり、被測定物へのレーザの照射が必要になる。一
方、所定位置から被測定物が取り外された状態において
は、レーザの照射が不要である。この種の測定装置にお
いては、被測定物が所定位置に取り付けられている場合
には、光検出器にて検出される被測定物からの反射光強
度が最大になり、被測定物が所定位置に取り付けられて
いない場合には、光検出器にて検出される被測定物から
の反射光強度はゼロになる。したがって、光検出器の出
力値がゼロの場合、あるいは所定値以下の場合には、測
定準備完了状態に至っていないとしてレーザ出力を自動
的に低下させても、測定上何らの不都合も生じないばか
りか、誤ってレーザビームを人体に照射するといった事
故を減少することができ、併せて消費電力の低減及びレ
ーザ寿命の延長を図ることができる。この場合、レーザ
を完全に停止させるか、あるいは低下時の当該レーザの
出力を、日本工業規格の「レーザ製品の放射安全基準」
に定めるクラス1レーザの基準以下にすれば、人体への
悪影響を防止することができると共に、消費電力を少な
くすることができ、またレーザの寿命を長寿命化するこ
とができる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の一実施例を、光ディスクの変
位及び傾きの測定装置を例にとって説明する。図1は実
施例に係る測定装置の構成図、図2は被測定物を除去し
たときの測定装置の状態図、図3はレーザ駆動回路の構
成図、図4は半導体レーザの出力特性図である。
【0011】図1に示すように、本例の測定装置は、半
導体レーザ1と、その駆動回路2と、半導体レーザ1か
ら放射されたレーザビーム1aを平行光束に変換するコ
リメータレンズ3と、レーザビームの光路を変更する偏
光ビームスプリッタ4と、対物レンズ5と、被測定物た
る光ディスク6と、検出レンズ7と、4分割光検出器等
の光検出器8と、検出回路9とから構成されている。
【0012】レーザ駆動回路2には、図3に示すよう
に、半導体レーザ1に駆動電流I1 を与える第1の電流
駆動回路11と、第1の電流駆動回路11の出力端に駆
動電流ΔIを加える第2の電流駆動回路12と、光検出
器8の出力値に拘らず、第1の電流駆動回路11の出力
値を予め定められた駆動電流I1 に調整するオート・パ
ワー・コントローラ13と、該オート・パワー・コント
ローラ回路13に設けられた第1のスイッチ14と、前
記第2の電流駆動回路12の出力端に設けられた第2の
スイッチ15と、これら第1及び第2のスイッチ14,
15を切り換えるコンパレータ16とが備えられてい
る。
【0013】駆動電流I1 は、任意に設定できるが、誤
って照射された場合の人体への悪影響を防止するため、
図4に示すように、レーザ出力を日本工業規格の「レー
ザ製品の放射安全基準」に定めるクラス1レーザの基準
以下にできる値に設定することが特に好ましい。また、
駆動電流ΔIは、I1 +ΔI(=I2 )が、図4に示す
ように、所定の測定を行いえる最低レベルPmin より高
いレーザ出力が得られるように設定される。一方、コン
パレータ16の基準電圧V0 は、測定時における光検出
器8の出力電圧値と非測定時における光検出器8の出力
電圧値との間の所定の値に設定される。コンパレータ1
6は、基準電圧V0 よりも光検出器8の出力電圧値の方
が高いときには“H”の信号を出力し、基準電圧V0
りも光検出器8の出力電圧値の方が低いときには“L”
の信号を出力する。
【0014】前記第1のスイッチ14は、コンパレータ
16の出力信号が“H”のときにはオフに切り換えら
れ、“L”のときにはオンに切り換えられる。反対に、
前記第2のスイッチ15は、コンパレータ16の出力信
号が“H”のときにはオンに切り換えられ、“L”のと
きにはオフに切り換えられる。
【0015】以下、本例装置の動作について説明する。
【0016】半導体レーザ1から放射されたレーザビー
ム1aは、コリメータレンズ3にて平行光束に変換され
た後、偏光ビームスプリッタ4にて光路が90度屈折さ
れ、対物レンズ5に導かれる。その平行光束は、対物レ
ンズ5にて集光され、光ディスク6に照射される。図1
に示すように、対物レンズ5の焦点位置に光ディスク6
がある場合、光ディスク6からの反射光束は、再度対物
レンズ5に戻って平行光束に変換され、偏光ビームスプ
リッタ4を透過して検出レンズ7に導かれる。その平行
光束は、検出レンズ7にて集光され、光検出器8にスポ
ット状に照射される。
【0017】検出回路9は、光検出器8に照射されたレ
ーザスポットの大きさ及び位置から、光ディスク6の基
準位置(対物レンズ5の焦点位置)からの変位量及び傾
き量を演算する。なお、これら変位量及び傾き量の演算
方法については、公知に属する事項でありかつ本願の要
旨でもないので説明を省略する。このときには、光検出
器8の出力電圧が、コンパレータ16の基準電圧V0
りも高くなるので、コンパレータ16の出力信号が
“H”になり、第1のスイッチ14がオフに、第2のス
イッチ15がオンにそれぞれ切り換えられる。この場合
には、I2 (=I1+ΔI)の駆動電流が連続的に半導
体レーザ1に供給され、光ディスクの変位及び傾きの測
定が可能になる。
【0018】測定が終了し、光ディスク6が対物レンズ
5の焦点位置から除去されると、図2に示すように、光
ディスク6からの反射光が光検出器8に照射されなくな
る。よって、光検出器8の出力電圧がコンパレータ16
の基準電圧V0 よりも低くなり、コンパレータ16の出
力信号が“H”から“L”に反転する。その結果、第1
のスイッチ14がオンに、第2のスイッチ15がオフに
それぞれ切り換えられるので、半導体レーザ1の駆動電
流が、人体に悪影響を与えない程度のレーザ出力しか得
られないI1 まで自動的に低下される。よって、測定効
率を害することなく取扱い上の安全性を高めることがで
き、併せて消費電力の低減及びレーザ寿命の延長も図る
ことができる。
【0019】なお、前記実施例においては、半導体レー
ザ1をDC駆動する装置を例にとって説明したが、半導
体レーザ1をパルス駆動する装置にあっては、図5
(a),(b)に示すように、非測定時のレーザのパル
スデューティ比を、日本工業規格の「レーザ製品の放射
安全基準」に定めるクラス1レーザの基準以下にするこ
とで対応できる。
【0020】また、前記実施例においては、光ディスク
6の変位及び傾きを測定するための光検出器8を、光デ
ィスク6の有無を検出するための光検出器として兼用し
たが、かかる構成に代えて、図6に示すように、光ディ
スク6から光検出器8に至る光路中に、第2の偏光ビー
ムスプリッタ21と第2の光検出器22とからなるモニ
タ回路23を設け、該第2の光検出器22にて光ディス
ク6の有無を専用に検出し、光ディスク6が除去された
とき、半導体レーザ1の出力を自動的に低下させるよう
にすることもできる。
【0021】その他、本発明の応用例は、光ディスクの
変位及び傾き測定装置に限定されるものではなく、レー
ザから放射されるレーザ光を被測定物に照射し、被測定
物からの反射光を光検出器にて検出して所望の測定を行
う任意のレーザ利用の測定装置に応用することができ
る。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
被測定物からの反射光の強度を検出し、該反射光強度が
予め定められた値以下であるときには、その信号に基づ
いてレーザ駆動回路を制御して、レーザの出力を自動的
に低下させるようにしたので、測定効率を低下すること
なく、取扱い上の安全性を高めることができ、併せて消
費電力の低減及びレーザ寿命の延長を図ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例に係る測定装置の被測定物が取り付けら
れた場合の構成図である。
【図2】実施例に係る測定装置の被測定物が除去された
場合の構成図である。
【図3】レーザ駆動回路の構成図である。
【図4】半導体レーザの出力特性図である。
【図5】パルス駆動される半導体レーザの出力低減方法
を示すグラフ図である。
【図6】他の実施例に係る測定装置の構成図である。
【符号の説明】
1 半導体レーザ 2 レーザ駆動回路 1a レーザビーム 3 コリメータレンズ 4 偏光ビームスプリッタ 5 対物レンズ 6 被測定物(光ディスク) 7 検出レンズ 8 光検出器 9 検出回路 11 第1の電流駆動回路 12 第2の電流駆動回路 13 オート・パワー・コントローラ 14 第1のスイッチ 15 第2のスイッチ 16 コンパレータ 21 第2の偏光ビームスプリッタ 22 第2の光検出器 23 モニタ回路

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レーザから放射されるレーザ光を被測定
    物に照射し、被測定物からの反射光を光検出器にて検出
    して所望の測定を行うレーザ利用の測定装置において、
    前記反射光の強度を検出し、該反射光強度が予め定めら
    れた値以下であるときには、その信号に基づいてレーザ
    駆動回路を制御し、前記レーザの出力を自動的に低下さ
    せることを特徴とするレーザ利用の測定装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の装置において、前記被
    測定物検出用の光検出器にて前記反射光強度を検出し、
    該反射光強度が予め定められた値以下であるときには、
    前記レーザの出力を自動的に低下させることを特徴とす
    るレーザ利用の測定装置。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載の装置において、前記被
    測定物から被測定物検出用の光検出器に至る光路中に、
    第2の光検出器を有するモニタ回路を設け、該第2の光
    検出器にて検出される反射光強度が予め定められた値以
    下であるときには、前記レーザの出力を自動的に低下さ
    せることを特徴とするレーザ利用の測定装置。
  4. 【請求項4】 請求項1〜3のいずれかに記載の装置に
    おいて、前記レーザをDC駆動し、低下時の当該レーザ
    の出力を、日本工業規格の「レーザ製品の放射安全基
    準」に定めるクラス1レーザの基準以下にすることを特
    徴とするレーザ利用の測定装置。
  5. 【請求項5】 請求項1〜3のいずれかに記載の装置に
    おいて、前記レーザをパルス駆動し、低下時の当該レー
    ザのパルスデューティ比を、日本工業規格の「レーザ製
    品の放射安全基準」に定めるクラス1レーザの基準以下
    にすることを特徴とするレーザ利用の測定装置。
JP10554394A 1994-05-19 1994-05-19 レーザ利用の測定装置 Withdrawn JPH07311010A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009002912A (ja) * 2007-06-25 2009-01-08 Nippon Steel Corp 発光する対象物の3次元プロフィールの計測方法および装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009002912A (ja) * 2007-06-25 2009-01-08 Nippon Steel Corp 発光する対象物の3次元プロフィールの計測方法および装置

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Effective date: 20010731