JPH10137962A - レーザ光学系 - Google Patents
レーザ光学系Info
- Publication number
- JPH10137962A JPH10137962A JP8295051A JP29505196A JPH10137962A JP H10137962 A JPH10137962 A JP H10137962A JP 8295051 A JP8295051 A JP 8295051A JP 29505196 A JP29505196 A JP 29505196A JP H10137962 A JPH10137962 A JP H10137962A
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- optical axis
- light
- mirror
- optical
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 レーザ光の光軸をレーザ光学系の集光レンズ
系の光軸に正確に一致するように調整できるレーザ光学
系を提供する。 【解決手段】 レンズ系光軸Ｌに沿って移動可能に支持
された集光レンズ系４と、外部からの入射光７を偏向方
向調整可能に偏向させて前記集光レンズ系４に導入する
少なくとも１つの偏向手段１、２と、前記集光レンズ系
４の移動による収束光７ａの集光点の移動長さを越えな
い光学的長さの半径の球面鏡５と、この球面鏡５をその
球面中心５ａが前記レンズ系光軸Ｌを通りその反射面５
ｂが前記集光レンズ系４に対向するように支持する支持
手段６と、入射光路上に配設され前記集光レンズ系４を
逆行して来る前記球面鏡５からの反射光８を前記入射光
路外へ導く光取出手段３と、この光取出手段３から導か
れた前記反射光８を撮像する撮像手段９とを有すること
を特徴とする。
系の光軸に正確に一致するように調整できるレーザ光学
系を提供する。 【解決手段】 レンズ系光軸Ｌに沿って移動可能に支持
された集光レンズ系４と、外部からの入射光７を偏向方
向調整可能に偏向させて前記集光レンズ系４に導入する
少なくとも１つの偏向手段１、２と、前記集光レンズ系
４の移動による収束光７ａの集光点の移動長さを越えな
い光学的長さの半径の球面鏡５と、この球面鏡５をその
球面中心５ａが前記レンズ系光軸Ｌを通りその反射面５
ｂが前記集光レンズ系４に対向するように支持する支持
手段６と、入射光路上に配設され前記集光レンズ系４を
逆行して来る前記球面鏡５からの反射光８を前記入射光
路外へ導く光取出手段３と、この光取出手段３から導か
れた前記反射光８を撮像する撮像手段９とを有すること
を特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ加工装置等
に用いられる光軸調整可能なレーザ光学系に関するもの
である。
に用いられる光軸調整可能なレーザ光学系に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】一般にレーザ加工装置において、被加工
物の加工点はレーザ光の光軸上にあるが、レーザ加工装
置のレーザ光学系とその加工点との間の距離は、被加工
物や加工部位により変わる。実際の加工時には、被加工
物の所望位置にレーザ光を集光するために、レーザ光学
系の集光レンズ系をレーザ加工装置本体に対してこの集
光レンズ系の光軸方向に移動させることによって、レー
ザ光の集光点を前後させて前記距離の変化に対応してい
る。
物の加工点はレーザ光の光軸上にあるが、レーザ加工装
置のレーザ光学系とその加工点との間の距離は、被加工
物や加工部位により変わる。実際の加工時には、被加工
物の所望位置にレーザ光を集光するために、レーザ光学
系の集光レンズ系をレーザ加工装置本体に対してこの集
光レンズ系の光軸方向に移動させることによって、レー
ザ光の集光点を前後させて前記距離の変化に対応してい
る。
【０００３】従来のレーザ光学系の一例は、図４に示す
ように、レンズ系光軸Ｌに沿って移動可能に支持された
集光レンズ系４と、外部からのレーザ光７を偏向させて
集光レンズ系４に導入する２つの偏向手段１、２と、そ
れら全てを支持するケース２０とを有する。偏向手段
１、２は、夫々平面ミラー１ａ、２ａと、平面ミラー１
ａ、２ａの姿勢位置を調整する調整ネジ１ｂ、２ｂとか
らなる。
ように、レンズ系光軸Ｌに沿って移動可能に支持された
集光レンズ系４と、外部からのレーザ光７を偏向させて
集光レンズ系４に導入する２つの偏向手段１、２と、そ
れら全てを支持するケース２０とを有する。偏向手段
１、２は、夫々平面ミラー１ａ、２ａと、平面ミラー１
ａ、２ａの姿勢位置を調整する調整ネジ１ｂ、２ｂとか
らなる。
【０００４】上記構成のレーザ光学系において、その光
軸調整方法の一例は、集光レンズ系４を光軸Ｌ方向に前
後移動させ、その前後移動両端の夫々において実際に調
整用試料１７を集光点に設置し弱めのレーザ光を照射
し、散乱光を発する夫々の照射点１８、１８ａの位置を
レーザ光学系を避けた位置に配置した撮像手段１９によ
って観測し、両位置間の横ずれの量が小さくなるように
ミラー１ａ、２ａの調整ネジ１ｂ、２ｂによって姿勢位
置調整を行う、といったものであった。
軸調整方法の一例は、集光レンズ系４を光軸Ｌ方向に前
後移動させ、その前後移動両端の夫々において実際に調
整用試料１７を集光点に設置し弱めのレーザ光を照射
し、散乱光を発する夫々の照射点１８、１８ａの位置を
レーザ光学系を避けた位置に配置した撮像手段１９によ
って観測し、両位置間の横ずれの量が小さくなるように
ミラー１ａ、２ａの調整ネジ１ｂ、２ｂによって姿勢位
置調整を行う、といったものであった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のレーザ光学系では、集光レンズ系４の前後移動に合
わせて前後移動させられる調整用試料１７上の照射点１
８、１８ａの位置を撮像手段１９によって斜めから計測
するのであるが、測定誤差等によって、正確な光軸調整
が困難であった。従って、集光レンズ系４をレンズ光軸
Ｌ方向に移動すると、前記光軸調整の誤差によってレー
ザ光の集光位置が横ずれすることがあるという問題があ
った。
来のレーザ光学系では、集光レンズ系４の前後移動に合
わせて前後移動させられる調整用試料１７上の照射点１
８、１８ａの位置を撮像手段１９によって斜めから計測
するのであるが、測定誤差等によって、正確な光軸調整
が困難であった。従って、集光レンズ系４をレンズ光軸
Ｌ方向に移動すると、前記光軸調整の誤差によってレー
ザ光の集光位置が横ずれすることがあるという問題があ
った。
【０００６】本発明は、かかる問題点に鑑み、レーザ光
の光軸をレーザ光学系の集光レンズ系の光軸に正確に一
致するように調整できるレーザ光学系を提供することを
目的とする。
の光軸をレーザ光学系の集光レンズ系の光軸に正確に一
致するように調整できるレーザ光学系を提供することを
目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明のレーザ光学系
は、上記目的を達成するため、レンズ系光軸に沿って移
動可能に支持された集光レンズ系と、外部からの入射光
を偏向方向調整可能に偏向させて前記集光レンズ系に導
入する少なくとも１つの偏向手段と、前記集光レンズ系
の移動に伴うこの集光レンズ系で収束された収束光の集
光点の移動長さを越えない光学的長さの半径の球面鏡
と、この球面鏡をその球面中心が前記レンズ系光軸を通
りその反射面が前記集光レンズ系に対向するように支持
する支持手段と、入射光路上に配設され前記集光レンズ
系を逆行して来る前記球面鏡からの反射光を前記入射光
路外へ導く光取出手段と、この光取出手段から導かれた
前記反射光を撮像する撮像手段とを有することを特徴と
する。
は、上記目的を達成するため、レンズ系光軸に沿って移
動可能に支持された集光レンズ系と、外部からの入射光
を偏向方向調整可能に偏向させて前記集光レンズ系に導
入する少なくとも１つの偏向手段と、前記集光レンズ系
の移動に伴うこの集光レンズ系で収束された収束光の集
光点の移動長さを越えない光学的長さの半径の球面鏡
と、この球面鏡をその球面中心が前記レンズ系光軸を通
りその反射面が前記集光レンズ系に対向するように支持
する支持手段と、入射光路上に配設され前記集光レンズ
系を逆行して来る前記球面鏡からの反射光を前記入射光
路外へ導く光取出手段と、この光取出手段から導かれた
前記反射光を撮像する撮像手段とを有することを特徴と
する。
【０００８】本発明のレーザ光学系によれば、反射面が
球面であり集光レンズ系を逆行した反射光を撮像手段が
検出するので、入射光が集光レンズ系の光軸に平行であ
る場合、入射光が球面で反射して集光レンズ系をそのレ
ンズ系光軸に平行に逆行して撮像手段で検出される狭い
調整範囲をもつ調整点が２箇所、すなわち図２（ａ）に
示すように、集光レンズ系で収束された収束光の集光点
が球面鏡の中心点に一致する調整点と、図２（ｂ）に示
すように、前記集光点が球面鏡における球面とレンズ系
光軸との交点に一致する調整点とが存在する。ここで、
更に前記２調整点における反射光の行路が一致するの
は、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、入射光の光軸が
集光レンズ系の光軸に一致する場合のみである。さて、
撮像手段が反射光の位置を検出するので、前記２箇所の
調整点における夫々の反射光の位置が一致するように偏
向方向調整をすることができる。これらのことと、球面
鏡の中心点がレンズ系光軸上に支持されていることとに
よって、レーザ光の光軸をレーザ光学系の集光レンズ系
の光軸に正確に一致するように調整することができる。
球面であり集光レンズ系を逆行した反射光を撮像手段が
検出するので、入射光が集光レンズ系の光軸に平行であ
る場合、入射光が球面で反射して集光レンズ系をそのレ
ンズ系光軸に平行に逆行して撮像手段で検出される狭い
調整範囲をもつ調整点が２箇所、すなわち図２（ａ）に
示すように、集光レンズ系で収束された収束光の集光点
が球面鏡の中心点に一致する調整点と、図２（ｂ）に示
すように、前記集光点が球面鏡における球面とレンズ系
光軸との交点に一致する調整点とが存在する。ここで、
更に前記２調整点における反射光の行路が一致するの
は、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、入射光の光軸が
集光レンズ系の光軸に一致する場合のみである。さて、
撮像手段が反射光の位置を検出するので、前記２箇所の
調整点における夫々の反射光の位置が一致するように偏
向方向調整をすることができる。これらのことと、球面
鏡の中心点がレンズ系光軸上に支持されていることとに
よって、レーザ光の光軸をレーザ光学系の集光レンズ系
の光軸に正確に一致するように調整することができる。
【０００９】本発明のレーザ光学系において、球面鏡
を、鏡面研磨されたガラス製真球で構成すると、前記と
同様の作用効果を得られるとともに、球面鏡が真球であ
るので、集光レンズ系の光軸上へのこの球面鏡の中心点
の位置決めが比較的容易となり、好適である。
を、鏡面研磨されたガラス製真球で構成すると、前記と
同様の作用効果を得られるとともに、球面鏡が真球であ
るので、集光レンズ系の光軸上へのこの球面鏡の中心点
の位置決めが比較的容易となり、好適である。
【００１０】本発明のレーザ光学系において、球面鏡
を、鏡面研磨された金属製真球で構成すると、前記と同
様の作用効果を得られると共に、球面鏡の反射率を上げ
ることができ、好適である。
を、鏡面研磨された金属製真球で構成すると、前記と同
様の作用効果を得られると共に、球面鏡の反射率を上げ
ることができ、好適である。
【００１１】本発明のレーザ光学系において、球面鏡
を、鏡面研磨された球面の適所に金属薄膜をコーティン
グしたもので構成すると、前記と同様の作用効果を得ら
れると共に、球面鏡の下地素材に球面研磨に有利な材料
を用い、コーティングに反射率や耐久性等の有利な金属
材料を用いるといったことができ、好適である。
を、鏡面研磨された球面の適所に金属薄膜をコーティン
グしたもので構成すると、前記と同様の作用効果を得ら
れると共に、球面鏡の下地素材に球面研磨に有利な材料
を用い、コーティングに反射率や耐久性等の有利な金属
材料を用いるといったことができ、好適である。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明のレーザ光学系の実施形態
を図面に基づいて以下に説明する。
を図面に基づいて以下に説明する。
【００１３】本発明のレーザ光学系の一実施形態は、図
１に示すように、レンズ系光軸Ｌに沿って移動可能に支
持された集光レンズ系４と、外部からの入射光７を偏向
方向調整可能に偏向させて前記集光レンズ系４に導入す
る２つの偏向手段１、２と、前記集光レンズ系４の移動
に伴うこの集光レンズ系４による収束光１５の集光点の
移動長さを越えない半径のガラス製真球５と、このガラ
ス製真球５をその球面中心５ａが前記レンズ系光軸Ｌを
通りその反射面が前記集光レンズ系４に対向し前記球面
中心５ａと前記反射面とが前記集光点の移動可能範囲に
含まれるように着脱可能に支持する支持手段６と、入射
光路上に配設され前記集光レンズ系４を逆行して来る前
記ガラス製真球５からの反射光８を前記入射光路外へ導
く光取出手段３と、この光取出手段３から導かれた前記
反射光８を撮像する撮像手段９とを有する。
１に示すように、レンズ系光軸Ｌに沿って移動可能に支
持された集光レンズ系４と、外部からの入射光７を偏向
方向調整可能に偏向させて前記集光レンズ系４に導入す
る２つの偏向手段１、２と、前記集光レンズ系４の移動
に伴うこの集光レンズ系４による収束光１５の集光点の
移動長さを越えない半径のガラス製真球５と、このガラ
ス製真球５をその球面中心５ａが前記レンズ系光軸Ｌを
通りその反射面が前記集光レンズ系４に対向し前記球面
中心５ａと前記反射面とが前記集光点の移動可能範囲に
含まれるように着脱可能に支持する支持手段６と、入射
光路上に配設され前記集光レンズ系４を逆行して来る前
記ガラス製真球５からの反射光８を前記入射光路外へ導
く光取出手段３と、この光取出手段３から導かれた前記
反射光８を撮像する撮像手段９とを有する。
【００１４】集光レンズ系４は、ケース１０に固定され
た鏡筒１４内に支持され、正確にその光軸Ｌ方向に移動
可能である。
た鏡筒１４内に支持され、正確にその光軸Ｌ方向に移動
可能である。
【００１５】偏向手段１、２は、光学的反射平面を有し
た平面ミラー１ａ、２ａと、平面ミラー１ａ、２ａを夫
々ケース１０に対して三次元に姿勢位置変更可能に３点
支持する夫々３個の調整ネジ１ｂ、２ｂとからなる。
た平面ミラー１ａ、２ａと、平面ミラー１ａ、２ａを夫
々ケース１０に対して三次元に姿勢位置変更可能に３点
支持する夫々３個の調整ネジ１ｂ、２ｂとからなる。
【００１６】ガラス製真球５は、光学的真球に研磨さ
れ、反射率を上げるためその表面にアルミニウムが極薄
く蒸着されている。
れ、反射率を上げるためその表面にアルミニウムが極薄
く蒸着されている。
【００１７】支持手段６は、光軸調整時に鏡筒１４に嵌
合部６ａで着脱可能に嵌合固定されてガラス製真球５を
レンズ系光軸Ｌ上に正確に位置決め固定し、光軸調整終
了後は被加工物と干渉しないようにするため、ガラス製
真球５と共に取り外されるものである。
合部６ａで着脱可能に嵌合固定されてガラス製真球５を
レンズ系光軸Ｌ上に正確に位置決め固定し、光軸調整終
了後は被加工物と干渉しないようにするため、ガラス製
真球５と共に取り外されるものである。
【００１８】光取出手段３は、入射光路上に固定され、
入射光７のほとんどを反射して集光レンズ系４へ導き、
この集光レンズ系４を通して反射してきた反射光８の一
部を透過して撮像手段９へ導くように配設されたビーム
スプリッタからなる。
入射光７のほとんどを反射して集光レンズ系４へ導き、
この集光レンズ系４を通して反射してきた反射光８の一
部を透過して撮像手段９へ導くように配設されたビーム
スプリッタからなる。
【００１９】撮像手段９は、光取出手段３を透過した反
射光を撮像するＣＣＤカメラ１１と、その反射光８の受
光位置を観測するＴＶモニタ１２と、ＣＣＤカメラ１１
の前面に取り付けられ反射光の受光面におけるスポット
径を小さくするため受光量を減光する減光フィルタ１３
とからなる。
射光を撮像するＣＣＤカメラ１１と、その反射光８の受
光位置を観測するＴＶモニタ１２と、ＣＣＤカメラ１１
の前面に取り付けられ反射光の受光面におけるスポット
径を小さくするため受光量を減光する減光フィルタ１３
とからなる。
【００２０】上記構成による本発明のレーザ光学系の光
軸調整方法を説明する。
軸調整方法を説明する。
【００２１】さて、ガラス製真球５の反射面が球面であ
り集光レンズ系４を逆行した反射光８を撮像手段９が検
出するので、図１、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、
入射光７が集光レンズ系４の光軸Ｌに平行である場合、
収束光１５が球面で反射して集光レンズ系４を逆行して
撮像手段９で検出される狭い調整範囲をもつ調整点が２
箇所、すなわち図２（ａ）に示すように、集光レンズ系
４で収束された収束光１５の集光点がガラス製真球５の
中心点５ａに一致する調整点と、図２（ｂ）に示すよう
に、前記集光点がガラス製真球５における球面とレンズ
系光軸Ｌとの交点５ｂに一致する調整点とが存在する。
ここで、更に前記２調整点における反射光８の行路が一
致するのは、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、入射光
７の光軸７ａが集光レンズ系４の光軸Ｌに一致する場合
のみである。さて、撮像手段９が反射光８の位置を検出
するので、前記２箇所の調整点における夫々の反射光８
の位置が一致するように偏向方向調整をすることができ
る。これらのことと、ガラス製真球５の中心点５ａがレ
ンズ系光軸Ｌ上に支持されていることとによって、レー
ザ光の光軸７ａをレーザ光学系の集光レンズ系４の光軸
Ｌに正確に一致するように調整することができる。
り集光レンズ系４を逆行した反射光８を撮像手段９が検
出するので、図１、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、
入射光７が集光レンズ系４の光軸Ｌに平行である場合、
収束光１５が球面で反射して集光レンズ系４を逆行して
撮像手段９で検出される狭い調整範囲をもつ調整点が２
箇所、すなわち図２（ａ）に示すように、集光レンズ系
４で収束された収束光１５の集光点がガラス製真球５の
中心点５ａに一致する調整点と、図２（ｂ）に示すよう
に、前記集光点がガラス製真球５における球面とレンズ
系光軸Ｌとの交点５ｂに一致する調整点とが存在する。
ここで、更に前記２調整点における反射光８の行路が一
致するのは、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、入射光
７の光軸７ａが集光レンズ系４の光軸Ｌに一致する場合
のみである。さて、撮像手段９が反射光８の位置を検出
するので、前記２箇所の調整点における夫々の反射光８
の位置が一致するように偏向方向調整をすることができ
る。これらのことと、ガラス製真球５の中心点５ａがレ
ンズ系光軸Ｌ上に支持されていることとによって、レー
ザ光の光軸７ａをレーザ光学系の集光レンズ系４の光軸
Ｌに正確に一致するように調整することができる。
【００２２】上記の作用効果の考察に基づいて、光軸調
整方法の具体的手順を以下に説明する。
整方法の具体的手順を以下に説明する。
【００２３】ステップ１で、図１において、支持手段６
によってガラス製真球５を所定位置に固定し、一方の偏
向手段１の３個の調整ネジ１ｂによって平面ミラー１ａ
の姿勢位置を粗調整して、弱めのレーザ入射光７を集光
レンズ系４に導入する。
によってガラス製真球５を所定位置に固定し、一方の偏
向手段１の３個の調整ネジ１ｂによって平面ミラー１ａ
の姿勢位置を粗調整して、弱めのレーザ入射光７を集光
レンズ系４に導入する。
【００２４】ステップ２で、図２（ａ）のように、集光
レンズ系４を前進させて、その集光点の位置が光学距離
的にガラス製真球５の中心５ａに一致するようにする。
そして、もう一方の偏向手段２の３個の調整ネジ２ｂに
よって、撮像手段９において反射光８が検出されるよう
に平面ミラー２ａの姿勢位置を調整する。これによっ
て、入射光７の光軸７ａがレンズ系光軸Ｌにほぼ平行に
なるように調整できる。
レンズ系４を前進させて、その集光点の位置が光学距離
的にガラス製真球５の中心５ａに一致するようにする。
そして、もう一方の偏向手段２の３個の調整ネジ２ｂに
よって、撮像手段９において反射光８が検出されるよう
に平面ミラー２ａの姿勢位置を調整する。これによっ
て、入射光７の光軸７ａがレンズ系光軸Ｌにほぼ平行に
なるように調整できる。
【００２５】ステップ３で、図２（ｂ）のように、集光
レンズ系４を後退させて、その集光点の位置が光学距離
的にガラス製真球５の表面の前記交点５ｂに一致するよ
うにすると、撮像手段９において反射光が検出されるの
で、その受光位置を記録する。
レンズ系４を後退させて、その集光点の位置が光学距離
的にガラス製真球５の表面の前記交点５ｂに一致するよ
うにすると、撮像手段９において反射光が検出されるの
で、その受光位置を記録する。
【００２６】ステップ４で、図２（ａ）のように、集光
レンズ系４を前進させて、その集光点の位置が光学距離
的にガラス製真球５の中心５ａに一致するようにする。
その反射光を検出しながら平面ミラー２ａの姿勢位置を
微調整して、この集光レンズ系４前進点における受光位
置が前記の集光レンズ系４後退点において記録した受光
位置に一致するようにする。
レンズ系４を前進させて、その集光点の位置が光学距離
的にガラス製真球５の中心５ａに一致するようにする。
その反射光を検出しながら平面ミラー２ａの姿勢位置を
微調整して、この集光レンズ系４前進点における受光位
置が前記の集光レンズ系４後退点において記録した受光
位置に一致するようにする。
【００２７】上記ステップ３、４を繰り返すことによっ
て、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、前記の集光レン
ズ系４前進点と前記の集光レンズ系４後退点とのそれぞ
れにおいて記録した受光位置が一致するように、偏向手
段２における調整量を収束させることができる。すなわ
ち、入射光７の光軸がレンズ系光軸Ｌに一致するよう
に、偏向手段２を調整することができる。
て、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、前記の集光レン
ズ系４前進点と前記の集光レンズ系４後退点とのそれぞ
れにおいて記録した受光位置が一致するように、偏向手
段２における調整量を収束させることができる。すなわ
ち、入射光７の光軸がレンズ系光軸Ｌに一致するよう
に、偏向手段２を調整することができる。
【００２８】なお、上記実施形態において、偏向手段
１、２は、１つでもよく、この場合は三次元に姿勢位置
変更可能であればよい。又、光取出手段３が偏向手段
１、２を兼ねてもよく、この場合は光取出手段３が三次
元に姿勢位置変更可能であればよい。
１、２は、１つでもよく、この場合は三次元に姿勢位置
変更可能であればよい。又、光取出手段３が偏向手段
１、２を兼ねてもよく、この場合は光取出手段３が三次
元に姿勢位置変更可能であればよい。
【００２９】上記実施形態において、球面鏡としてガラ
ス製真球５を用いたが、球面鏡は、真球でなく球面の必
要な一部の反射面を有するブロックでもよく、その球面
は凸面でなく凹面でもよく、必要箇所だけ精度良く研磨
されて、レンズ系光軸Ｌ上にそれらの球面中心を着脱可
能に固定できればよく、更にコーティングされる場合は
必要箇所だけ光学的特性を保つように施されればよい。
ス製真球５を用いたが、球面鏡は、真球でなく球面の必
要な一部の反射面を有するブロックでもよく、その球面
は凸面でなく凹面でもよく、必要箇所だけ精度良く研磨
されて、レンズ系光軸Ｌ上にそれらの球面中心を着脱可
能に固定できればよく、更にコーティングされる場合は
必要箇所だけ光学的特性を保つように施されればよい。
【００３０】
【発明の効果】本発明のレーザ光学系によれば、反射面
が球面であり集光レンズ系を逆行した反射光を撮像手段
が検出するので、入射光が集光レンズ系の光軸に平行で
ある場合、入射光が球面で反射して集光レンズ系をその
レンズ系光軸に平行に逆行して撮像手段で検出される狭
い調整範囲をもつ調整点が２箇所、すなわち集光レンズ
系で収束された収束光の集光点が球面鏡の中心点に一致
する調整点と、前記集光点が球面鏡における球面とレン
ズ系光軸との交点に一致する調整点とが存在する。ここ
で、更に前記２調整点における反射光の行路が一致する
のは、入射光の光軸が集光レンズ系の光軸に一致する場
合のみである。さて、撮像手段が反射光の位置を検出す
るので、前記２箇所の調整点における夫々の反射光の位
置が一致するように偏向方向調整をすることができる。
これらのことと、球面鏡の中心点がレンズ系光軸上に支
持されていることとによって、レーザ光の光軸をレーザ
光学系の集光レンズ系の光軸に正確に一致するように調
整することができる。
が球面であり集光レンズ系を逆行した反射光を撮像手段
が検出するので、入射光が集光レンズ系の光軸に平行で
ある場合、入射光が球面で反射して集光レンズ系をその
レンズ系光軸に平行に逆行して撮像手段で検出される狭
い調整範囲をもつ調整点が２箇所、すなわち集光レンズ
系で収束された収束光の集光点が球面鏡の中心点に一致
する調整点と、前記集光点が球面鏡における球面とレン
ズ系光軸との交点に一致する調整点とが存在する。ここ
で、更に前記２調整点における反射光の行路が一致する
のは、入射光の光軸が集光レンズ系の光軸に一致する場
合のみである。さて、撮像手段が反射光の位置を検出す
るので、前記２箇所の調整点における夫々の反射光の位
置が一致するように偏向方向調整をすることができる。
これらのことと、球面鏡の中心点がレンズ系光軸上に支
持されていることとによって、レーザ光の光軸をレーザ
光学系の集光レンズ系の光軸に正確に一致するように調
整することができる。
【００３１】本発明のレーザ光学系において、球面鏡
を、鏡面研磨されたガラス製真球で構成すると、前記と
同様の作用効果を得られるとともに、球面鏡が真球であ
るので、集光レンズ系の光軸上へのこの球面鏡の中心点
の位置決めが比較的容易となり、好適である。
を、鏡面研磨されたガラス製真球で構成すると、前記と
同様の作用効果を得られるとともに、球面鏡が真球であ
るので、集光レンズ系の光軸上へのこの球面鏡の中心点
の位置決めが比較的容易となり、好適である。
【００３２】本発明のレーザ光学系において、球面鏡
を、鏡面研磨された金属製真球で構成すると、前記と同
様の作用効果を得られると共に、球面鏡の反射率を上げ
ることができ、好適である。
を、鏡面研磨された金属製真球で構成すると、前記と同
様の作用効果を得られると共に、球面鏡の反射率を上げ
ることができ、好適である。
【００３３】本発明のレーザ光学系において、球面鏡
を、鏡面研磨された球面の適所に金属薄膜をコーティン
グしたもので構成すると、前記と同様の作用効果を得ら
れると共に、球面鏡の下地素材に球面研磨に有利な材料
を用い、コーティングに反射率や耐久性等の有利な金属
材料を用いるといったことができ、好適である。
を、鏡面研磨された球面の適所に金属薄膜をコーティン
グしたもので構成すると、前記と同様の作用効果を得ら
れると共に、球面鏡の下地素材に球面研磨に有利な材料
を用い、コーティングに反射率や耐久性等の有利な金属
材料を用いるといったことができ、好適である。
【図１】本発明の一実施形態を示す概略断面図。
【図２】本発明の一実施形態における光軸調整中の反射
行路を示す概略断面図。
行路を示す概略断面図。
【図３】本発明の一実施形態における光軸調整完了後の
反射行路を示す概略断面図。
反射行路を示す概略断面図。
【図４】従来例を示す概略断面図。
１、２ 偏向手段 ３ 光取出手段 ４ 集光レンズ系 ５ ガラス製真球（球面鏡） ５ａ 球面中心 ５ｂ 球面とレンズ系光軸との交点 ６ 支持手段 ７ 入射光 ７ａ 収束光 ８ 反射光 ９ 撮像手段 １３ 減光フィルタ Ｌ レンズ系光軸
Claims (4)
- 【請求項１】 レンズ系光軸に沿って移動可能に支持さ
れた集光レンズ系と、外部からの入射光を偏向方向調整
可能に偏向させて前記集光レンズ系に導入する少なくと
も１つの偏向手段と、前記集光レンズ系の移動に伴うこ
の集光レンズ系で収束された収束光の集光点の移動長さ
を越えない光学的長さの半径の球面鏡と、この球面鏡を
その球面中心が前記レンズ系光軸を通りその反射面が前
記集光レンズ系に対向するように支持する支持手段と、
入射光路上に配設され前記集光レンズ系を逆行して来る
前記球面鏡からの反射光を前記入射光路外へ導く光取出
手段と、この光取出手段から導かれた前記反射光を撮像
する撮像手段とを有することを特徴とするレーザ光学
系。 - 【請求項２】 球面鏡は、鏡面研磨されたガラス製真球
である請求項１記載のレーザ光学系。 - 【請求項３】 球面鏡は、鏡面研磨された金属製真球で
ある請求項１記載のレーザ光学系。 - 【請求項４】 球面鏡は、鏡面研磨された球面の適所に
金属薄膜をコーティングしたものである請求項１、２又
は３記載のレーザ光学系。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8295051A JPH10137962A (ja) | 1996-11-07 | 1996-11-07 | レーザ光学系 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8295051A JPH10137962A (ja) | 1996-11-07 | 1996-11-07 | レーザ光学系 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10137962A true JPH10137962A (ja) | 1998-05-26 |
Family
ID=17815692
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8295051A Pending JPH10137962A (ja) | 1996-11-07 | 1996-11-07 | レーザ光学系 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10137962A (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8031384B2 (en) | 2006-11-22 | 2011-10-04 | Eos Gmbh Electro Optical Systems | Device for a layerwise manufacturing of a three-dimensional object and method for adjusting an optical system of the same |
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-
1996
- 1996-11-07 JP JP8295051A patent/JPH10137962A/ja active Pending
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