JPS5946622A - 光学整列システム - Google Patents

光学整列システム

Info

Publication number
JPS5946622A
JPS5946622A JP58136671A JP13667183A JPS5946622A JP S5946622 A JPS5946622 A JP S5946622A JP 58136671 A JP58136671 A JP 58136671A JP 13667183 A JP13667183 A JP 13667183A JP S5946622 A JPS5946622 A JP S5946622A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
alignment
optical
aperture
axis
sample
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.)
Pending
Application number
JP58136671A
Other languages
English (en)
Inventor
アレン・ジヨン・バジル・トレヴイス
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.)
UK Atomic Energy Authority
Original Assignee
UK Atomic Energy Authority
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 UK Atomic Energy Authority filed Critical UK Atomic Energy Authority
Publication of JPS5946622A publication Critical patent/JPS5946622A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/26—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
    • G01B11/27—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes for testing the alignment of axes
    • G01B11/272—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes for testing the alignment of axes using photoelectric detection means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/04—Automatically aligning, aiming or focusing the laser beam, e.g. using the back-scattered light
    • B23K26/042—Automatically aligning the laser beam
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/04—Automatically aligning, aiming or focusing the laser beam, e.g. using the back-scattered light
    • B23K26/042—Automatically aligning the laser beam
    • B23K26/043—Automatically aligning the laser beam along the beam path, i.e. alignment of laser beam axis relative to laser beam apparatus

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Lasers (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
  • Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ザ放射ビームが集束系統の光学的な中心を正確に通るよ
うに確保する光学システムに係る。
多くの目的で、装置の作動を乱すような要因が生じたと
しても装置が所与の方向に整列を維持するように確保す
ることが必要である。例えば、レーザ処理操作について
は、集束系統が切断又は溶接作業に対応する経路から外
れるように動いたとしても放射ビームが集束系統の光学
的な中心を通るように確保することが必要である。
これが確保されないと、ビームの断面エネルギ分布に有
害な影響が及ぶと共に、集束されたビームスポツトが歪
むことになる。
本発明によれば、整列アパーチャを含む光学系０１部分
を形成する経路に沿って整列放射ビームを投射する手段
と、上記整列アバ−チャの周囲を上記順列ビームで走査
させる手段と、上記整列アバ−チャの周囲から炭ってく
る元を受け、その輝度に関連した電気信号を発生する手
段と、上記整列アパーチャの周囲をめぐる整列ビームの
動きに対して上記電気信号の振１］及び位相を決定しそ
して整列信号を発生する手段と、上記整列（ｉ号に応答
して整列ビームの動きの軸と整列アパーチャの中心とを
一致させるサーボ機構とを具備した光学整列システムが
提供される。
上記順列アパーチャは、レーザ処理システムのような別
の光学系の１部分を形成する像形成レンズ又はミラーの
だめの取付体を含み、この場合上記′サーボ機構は光学
整列システム及びレーザ処理システムに対して共通のミ
２−の２つの垂直軸に対して動きを制御するように構成
できる。
或いは又、整列アパーチャを装置ｎの１部分に設けるこ
とができ、その向きは所与の方向を維持することが所望
される向きであシ、上記サーボ機構ほこの所望の向きを
Ｘ［Ｌ持するように装置の１部分を動かすことができる
。
以下、添付メ１面を参照して本発明を一例として説明す
る。
添付図面にｔ」、本発明によるブＣ学止列システムを備
えた二ｔ’ｉ４２化炭素レーザ処理システムが示されて
おり、光学順列システムは二酸化炭素レーザのビームが
集束レンズの中心を通るように確保する。
図示をれていない光源からのレーザビーム１は、中央オ
リフィス６を有するビーム混合ミノ−２からミラー４へ
と反射され、ミラー４は駆動ユニット５及び６によって
２つの相互に垂面な軸に対して動くように構成されてい
る。レーザビーム１は次いで県東ヘッド７へ送られ、こ
のヘッドは部列アパーグーヤ８及び集束レンズ９を組み
込んでおり、集束レンズ９Ｆｉレーザピーム１を椋加工
片１００面の焦点へ集束するよう配置されている。
光学整列システムは、整列ビーム２１′を発生するヘリ
ウムネオンレーザ光源２１と、２つのビーム屈曲ミ２−
２２と、図示されていない電気モ−タによって駆動され
る回転くさび組立体２６と、観察素子２４と、光電子増
倍管ユニット２５をもった望遠鏡と、一点鎖線で一般的
に示されたザーポ機構制御ユニット２６とを備えている
。この制御ユニット２６はレーザ処理システム及び光学
整列システムの両方に対して共通のミラー４の駆動装置
５及び６を作動させる。回転くさび組立体２６に含まれ
ているのは、回転グＩ／−ト２７より成る位置エンコー
ド装置であり、回転プレート２７は回転くさび組立体２
６の１つの部品を支持していると共に、４つの規則的に
離間された位置マークを有しておシ、これらのマークは
４つのサンプル・ホールドタイミング検出器２８（Ａ、
Ｂ。
Ｃ，Ｄと示されている）によって観察される。これらの
タイミング検出器２８からの信号は、サーボ機構制御１
１１ユニット２６内に含まれた各々のサンプル・ホール
ド回路Ａ’、Ｂ’、Ｃ’、Ｄ’に送られる。光電子増倍
管２５からの信号も、サンプル・ホールド回路Ａ′、Ｂ
’、Ｃ’、Ｄ′に送られる。光電子増倍管２５からの信
号はサンプル・ホールド回路Ａ’及ヒＢ′に直接送られ
ると共に、差ルυ増１〕器Ｅ及びＦを経てサンプル・ホ
ールド回路Ｃ′及びＤ′に送られる。
サンプル・ホールド回路Ａ′からの出力は差動増巾ｋ　
Ｅに送られ、サンプル・ボールド回路Ｂ′からの出力は
差動増巾器Ｆに送られる。サンプル・ホールト回路Ｄ′
からの出力は増１】器Ｇによって増ｒｌＪされて、可動
ミラー４のＸ駆動ユニット５を作動するのに使用され、
そしてサンプル・ホールド回路Ｃ′からの出力は増巾器
１■によって増ｒｌ］　’Ａれて、可動ミラー４のＹ駆
動ユニット６を作動するのに使用される。
光学整列システムの作動は次の通υである。整列ビーム
２１′は、ミラー２２を適当に駅！ｌ整することにより
ビーム混合ミラー２の孔３の中心を通るようにされ、主
レーザビーム１と一般的に同軸的であるようにされて主
レーザビームと同じ経路に沿って進むようにされる。次
いで、回転くさび組立体２６が挿入される。この回転く
さび組立体によって与えられるビームのそれは、主レー
ザビーム１が集束レンズ９の中心を通る時に整列ビーム
２１′が整列アパーチャ８の縁に人！オ」するように構
成される。回転くさび組立体２６は、次（八で、整列ア
パーチャ８の周囲を整列ビーム２１′で走査させるよう
に、その動きが設定される。整列アノ（−チャ８の周囲
から戻ってくる光は、観察素子２４から望遠硯及び光電
子増倍管２５へ反射される。
観察素子２４は、主レーザビーム１内のＣＯ２放射を透
過する拐料で作られ、又このオｎ；１は整列ビーム２１
内のＨｅ　／Ｎ　Ｇ放射を相当に透過するが、完全には
透；ｉ１１％　シないものである。このため、光１ｂ、
子増倍管が必要とされる。ミラー２を調整することによ
り主レーザビーム１及び整列レーザビーム２１′を各々
正確に設定してしまうと、主レーザビーム１と整列アパ
ーチャ８と集束レンズ９とが不整列になることにより、
整列ビーム２１′はその経路の１部分に対し整列アパー
チャ８の緑で少なくとも部分的に重畳され、従って光電
子増倍管２５からの出力信号がふらつくことになる。こ
のふらつきの振Ｉ１１は小片１：列の程度を表わしそし
てその位相は不整列が生じる方向を表わしている。光電
子増倍管２５からの出力信号は整列ビーム２１′の各走
査中に４回サンプリングされる。光電子増倍管２５から
出力信号をサンプリングするためのｊｒ〜当な時期は、
回転くさび組立体２６０１部分を形成する回転プレート
２７上のマークからタイミング検出器２８ｉ／こよって
導出される。°リングリング芒れ／−５信号は、ミラー
４の各運動軸ごとに１対ずつの対にされる。６対におけ
るサンプリングされた信号の差は各軸に対するエラー信
号をなし、これは増巾器Ｇ及びＨによって増［ＩＪされ
て、可動ミラ＝４の駆動ユニット５及び６に送られ、整
列ビーム２１′ひいては主ビームのゴル動軸を集束レン
ズ９の中心にもっていくのに必要とされるやり方で可動
ミ２−を動かすようにする。
【図面の簡単な説明】
添付図面は本発明を実施したレーザ処理システムの概略
図である。 １・・・レーザビーム　　　２・・・ビーム混合ミラー
６・・・中央オリフィス　　４・・・ミノ−５，６・・
・駆動ユニット　７・・・集束ヘッド８・・・整列アパ
ーチャ　　９・・何（、束Ｖンズ１０　・・イ波カロニ
に片 ２１　゛′ヘリウムネオンレーザ）’ｃ　＋九“２１′
・・・整夕１１　　ビ　−　ノ、２２・・・ビーム屈曲
ミ２− ２６・・・回転くさび組立体 ２４・・・観察素子 ２５・・・光′１に子増倍管 ２６・・・リーーボ機構制ｆ！ルユニント２７・・・回
転プレート ２Ｂ・・・タイミング検出器 Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ’−゛サンプル・ホールド回路（

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、　整列アパーチャを含む光学系の１部分を形成する
    経路に沿って整列放射ビームを投射する手段と、上記整
    列アパーチャの周囲を上記整列ビームで走査させる手段
    と、上記整列アパーチャの周囲から戻ってくる光を受け
    、その輝度に関連した電気信号を発生する手段と、上記
    整列アバ−チー７の周囲をめぐる整列ビームの動きに対
    して上記電気信号の振ｒｉ及び位相を決定しそして整列
    信号を発生する手段と、」１記整列信号に応答し２て整
    列ビームの動きの軸と整列アパーチャの中心とを一致さ
    せるザーボ機ｔｉ弯とを具備したことをｌ時機とする光
    学整列システム。 ２、」二記整列アパーチャは、光学系の１部を形成する
    光学素子の取付体を含む特許請求の範囲第１項に記載の
    光学整列システム。 ６　上記ザーボ機構は、光学整列システム及び上記光学
    系に対して共通の可動ミラーの２つの垂直軸に対する動
    きをｉｌ＋ｌＩ　Ｈするように構成される特許請求の範
    囲第２項に記１１．（の光学整列システム。 ４、　上記光学系はレーザ処理系である特許請求の範囲
    第２項又はオろ項に記載の光学整列システム。 ５、上記整列アパーチャは装置の１部分に設けられ、そ
    の向きは所与の方向全ｊ・１）：持することが所望され
    る向きであり、そして上記ザーボ機描は上記所望の向き
    を維持するように装置の上記１部分を動かす特許請求の
    範囲第１項に記載の光学整列システム。 ６、上記整列アパーチャの周囲を整列ビームで走査させ
    る上記手段は、」二記光学長列システムの光学軸に直角
    な向きに入射光ビーム’＜　１ｌｎｌ向させるように構
    成され７ｃ透明材料の光学くさび組立体と、上記光学整
    列システムの軸と一致する軸に対して光学くさびλｌｌ
    ｉ立体を回転させる手段とを備えた！ｒ″ｆ許請求の範
    囲の前記各駒いずれかに記載の光学整列システム。 Ｚ　上記の回転する光学くさび組立体は、基準位置に対
    して変位した整列ビームの方位を決定できるように位置
    エンコーダを備えている重訂請求の範囲第５項に記載の
    光学整列システム。 ８、整列アパーチャの周囲から戻ってくる光の輝度に関
    係した電気信号の振巾及び位相を整列ビームの動きに対
    して決定する上記手段は、上記位置エンコーダから導出
    される信号によって作動される複数個のサンプル・ホー
    ルド回路を備えている特許請求の範囲オフ環に記載の光
    学整列システム。 ９　整列信号を発生する上記手段は、第１の群のサンプ
    ル・ホールド回路の内容から、第１方向への整列ビーム
    の変位を表わす整列信号の第１成分を導出する手段と、
    第２の群のサンプル・ホールド回路の内容から、上記第
    １成分の方向に対して直角の第２方向への整列ビームの
    変位を表わす整列信号の第２成分′を導出する手段とを
    備えている特許請求の範囲オ８頓に記載の光学整列シス
    テム。 １０、　　上記第１及び第２の方向は上記可動ミラーの
    動きの軸に和尚するＩＦケＷｒ請求の範囲第３ＪＪ及び
    オフ環に記載の整列システム。 １１、　　実質的に添伺図面を参照して説明した九学弊
    列システム。
JP58136671A 1982-07-26 1983-07-26 光学整列システム Pending JPS5946622A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB21520 1982-07-26
GB8221520 1982-07-26

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS5946622A true JPS5946622A (ja) 1984-03-16

Family

ID=10531910

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58136671A Pending JPS5946622A (ja) 1982-07-26 1983-07-26 光学整列システム

Country Status (5)

Country Link
US (1) US4576480A (ja)
JP (1) JPS5946622A (ja)
DE (1) DE3326636A1 (ja)
FR (1) FR2530803B1 (ja)
GB (1) GB2125162B (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112823074A (zh) * 2018-08-17 2021-05-18 普雷茨特两合公司 激光加工系统及用于激光加工系统的方法

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3530189A1 (de) * 1985-08-23 1987-03-05 Zeiss Carl Fa Einrichtung zur lagekorrektur eines ueber eine gelenkoptik gefuehrten laserstrahls
FR2591767B1 (fr) * 1985-12-13 1988-02-19 Trt Telecom Radio Electr Procede d'asservissement de l'axe d'un systeme de guidage a champ variable a l'axe d'une lunette de visee
IT8747637A0 (it) * 1986-02-19 1987-02-12 Sagem Disposivo ottico di misura a distanza delle variazioni di orientamento di un oggetto
US5026964A (en) * 1986-02-28 1991-06-25 General Electric Company Optical breakthrough sensor for laser drill
US5557347A (en) * 1986-11-04 1996-09-17 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Ballistic missile boresight and inertial tracking system and method
US4818101A (en) * 1986-12-02 1989-04-04 The Boeing Company Laser-doppler velocimetry
EP0287032B1 (en) * 1987-04-13 1996-02-28 Nec Corporation Optical alignment system
US4917490A (en) * 1988-02-04 1990-04-17 The Boeing Company Boresight alignment measuring apparatus and method for electro-optic systems
US4907881A (en) * 1988-03-10 1990-03-13 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Precision alignment device
US4929045A (en) * 1988-09-29 1990-05-29 Fuller Research Corporation Method and apparatus for aligning optical energy to a wave guide
US5059764A (en) * 1988-10-31 1991-10-22 Spectra-Physics, Inc. Diode-pumped, solid state laser-based workstation for precision materials processing and machining
GB2236846B (en) * 1988-11-22 1992-10-14 Fiat Auto Spa Laser welding monitoring systems.
US4997283A (en) * 1989-03-27 1991-03-05 Danielson Glen C Vehicle straightener measuring unit, measuring apparatus reliant on reflected beams, and source, targets and method
US5011282A (en) * 1989-11-16 1991-04-30 Amada Company, Limited Laser beam path alignment apparatus for laser processing machines
US5142400A (en) * 1989-12-26 1992-08-25 Cubic Corporation Method and apparatus for automatic acquisition and alignment of an optical beam communication link
US5536916A (en) * 1994-09-30 1996-07-16 Sanyo Machine Works, Ltd. Method for performing automatic alignment-adjustment of laser robot and the device
US5705789A (en) * 1995-09-29 1998-01-06 Litel Instruments, Inc. Stabilization of parallel transport mirror system
GB2299873A (en) * 1996-01-23 1996-10-16 David Scanlan Steerable image display device
US6014206A (en) * 1998-09-28 2000-01-11 Lambda Physik Gmbh Stabilization of angular and lateral laser beam position
US6765664B2 (en) * 2002-01-09 2004-07-20 Delaware Capital Formation, Inc. Laser scanner with parabolic collector
US7320455B2 (en) 2003-10-24 2008-01-22 Newport Corporation Instrumented platform for vibration-sensitive equipment
US8231098B2 (en) 2004-12-07 2012-07-31 Newport Corporation Methods and devices for active vibration damping of an optical structure
WO2010085632A2 (en) * 2009-01-23 2010-07-29 University Of Washington Virtual core flow cytometry
US20220341725A1 (en) * 2021-04-26 2022-10-27 Quality Vision International Inc. Non-invasive alignment method and system for imager-illuminator optical measurement machines

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3723013A (en) * 1970-10-23 1973-03-27 Atomic Energy Commission Alignment system
US3757125A (en) * 1970-12-26 1973-09-04 Mitsubishi Electric Corp Optical tracking apparatus
CH562078A5 (ja) * 1972-05-30 1975-05-30 Omega Brandt & Freres Sa Louis
US3902036A (en) * 1974-05-02 1975-08-26 Western Electric Co Control system using multiplexed laser beams
US3918814A (en) * 1974-05-13 1975-11-11 Weiser Robodyne Corp Optical position sensor
US3989385A (en) * 1974-09-16 1976-11-02 International Business Machines Corporation Part locating, mask alignment and mask alignment verification system
US3942894A (en) * 1974-11-20 1976-03-09 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Self referencing retransmitting alignment sensor for a collimated light beam
US4146329A (en) * 1977-09-14 1979-03-27 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Autoalignment system for high power laser
US4470698A (en) * 1982-05-13 1984-09-11 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Programmable scanner/tracker

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112823074A (zh) * 2018-08-17 2021-05-18 普雷茨特两合公司 激光加工系统及用于激光加工系统的方法
JP2021534001A (ja) * 2018-08-17 2021-12-09 プレシテック ゲーエムベーハー ウント ツェーオー カーゲー レーザ加工システム及びレーザ加工システムの方法
CN112823074B (zh) * 2018-08-17 2023-09-26 普雷茨特两合公司 激光加工系统及用于激光加工系统的方法

Also Published As

Publication number Publication date
FR2530803B1 (fr) 1987-02-13
US4576480A (en) 1986-03-18
GB2125162B (en) 1985-09-18
DE3326636A1 (de) 1984-01-26
GB2125162A (en) 1984-02-29
FR2530803A1 (fr) 1984-01-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS5946622A (ja) 光学整列システム
US4950862A (en) Laser machining apparatus using focusing lens-array
US5220450A (en) Scanning optical system capable of automatic focusing
JPS6090321A (ja) 装置部品の標示記入方法と装置
JPS60200219A (ja) 偏向光学系を介して導かれるレーザ光線の変位を補償する装置
KR20110028587A (ko) 다중 헤드 레이저 가공 시스템에서 공통의 척 이동 방향을 따른 헤드간 옵셋 의 제거
EP0225564A2 (en) Optical head
CN109219496A (zh) 激光加工时工艺监控的具有光学距离测量装置和棱镜偏转单元的装置及具有其的激光加工头
US5223970A (en) Optical axis adjusting mechanism and method for optical information recording and reproducing device, and jig therefor
US4198657A (en) Optical disk reader with means for correcting errors due to eccentricity and time axis variations
JPH0147762B2 (ja)
US4273998A (en) Servo unit for optical type information reading device
JPS58224088A (ja) レ−ザ加工装置
US3578975A (en) Apparatus for monitoring the guidance and focus of telescope
JP2696364B2 (ja) 走査式光学装置のモニター機構
JP2678485B2 (ja) 走査式描画装置の描画面調整機構
JP2709949B2 (ja) 走査式描画装置の描画面調整機構
US20030222143A1 (en) Precision laser scan head
JPH01150241A (ja) 分離型光学ヘッド装置
KR880001788Y1 (ko) 초점오차 검출장치
JP2674467B2 (ja) 光学式ピックアップ
JPS59166914A (ja) 光ビ−ムを安定化する方法及び光ビ−ム安定化器
JPS5938723A (ja) 光走査装置
JPH051533B2 (ja)
JPS6034105Y2 (ja) 光学的情報読み取り装置