JPS63265476A - レ−ザビ−ム位置検出装置 - Google Patents
レ−ザビ−ム位置検出装置Info
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- JPS63265476A JPS63265476A JP10078187A JP10078187A JPS63265476A JP S63265476 A JPS63265476 A JP S63265476A JP 10078187 A JP10078187 A JP 10078187A JP 10078187 A JP10078187 A JP 10078187A JP S63265476 A JPS63265476 A JP S63265476A
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- laser beam
- position detection
- light receiving
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- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 26
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 23
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/0014—Monitoring arrangements not otherwise provided for
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lasers (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、レーザビーム伝送経路におけるレーザビー
ムの位Ｒを検出するレーザビーム位置検出装置に関する
ものである。
ムの位Ｒを検出するレーザビーム位置検出装置に関する
ものである。
第９図（、）は例えば特開昭６０−１３０９３５号公報
に示された従来めレーザビーム位置検出装置を示す断面
図、及び第９図（ｂ）はレーザビーム入射側よりみた正
面図である。
に示された従来めレーザビーム位置検出装置を示す断面
図、及び第９図（ｂ）はレーザビーム入射側よりみた正
面図である。
図において、αυはレーザビーム伝送経路中に配設され
るレーザビーム反射ミラー、 ＋３１Ｈレーザビ−ムセ
ｙｆ、 （４１Ｆ１入射するレーザビーム、 ＋５１Ｈ
レーザビーム（４）が反射ミラー圓により反射された反
射レーザビーム、 ＋６１Ｈレーザビームの光路上に開
孔（７）ヲ有する開孔部材である。
るレーザビーム反射ミラー、 ＋３１Ｈレーザビ−ムセ
ｙｆ、 （４１Ｆ１入射するレーザビーム、 ＋５１Ｈ
レーザビーム（４）が反射ミラー圓により反射された反
射レーザビーム、 ＋６１Ｈレーザビームの光路上に開
孔（７）ヲ有する開孔部材である。
開孔部材（６）の開孔（７）の周囲には、同一円周上に
適当な間隔をあけて０例えば４つのレーザビームセンサ
ー（３）が設けられている。
適当な間隔をあけて０例えば４つのレーザビームセンサ
ー（３）が設けられている。
この開孔部材（６）は反射ミラーαυの入射側に配設さ
れ、開孔（７）は反射ミラーαυの中央部に対応してい
る。
れ、開孔（７）は反射ミラーαυの中央部に対応してい
る。
次に動作について説明する。レーザ発振器（図示せず）
から発振され、伝送経路を進むレーザビーム（４）のう
ちの開孔（７）を通過するレーザビームは反射ミラーα
υにより反射されて角度を変え、レーザビーム（５）と
して出射される。一方、レーザビーム（４）のすそ野の
パワー、即ち開孔（７）の周囲のレーザビームはレーザ
ビームセンサー（３）に入射し、その出力を検出される
。レーザビーム（４）が開孔（７）の中心を通ると４つ
のレーザビームセンサー（３）の各々の出力はバランス
する。従ってこのセンサー（３）による出力のアンバラ
ンスを検出すれば、レーザビーム（４）の開孔（７）に
対する位置が検出できる。このようなレーザビーム位置
検出装置をレーザビーム伝送経路に複数個設置すれば、
レーザ発振器から所定の場所まで正確にレーザビームを
伝送することができる。
から発振され、伝送経路を進むレーザビーム（４）のう
ちの開孔（７）を通過するレーザビームは反射ミラーα
υにより反射されて角度を変え、レーザビーム（５）と
して出射される。一方、レーザビーム（４）のすそ野の
パワー、即ち開孔（７）の周囲のレーザビームはレーザ
ビームセンサー（３）に入射し、その出力を検出される
。レーザビーム（４）が開孔（７）の中心を通ると４つ
のレーザビームセンサー（３）の各々の出力はバランス
する。従ってこのセンサー（３）による出力のアンバラ
ンスを検出すれば、レーザビーム（４）の開孔（７）に
対する位置が検出できる。このようなレーザビーム位置
検出装置をレーザビーム伝送経路に複数個設置すれば、
レーザ発振器から所定の場所まで正確にレーザビームを
伝送することができる。
従来のレーザビーム位置検出装置は以上のように構成さ
れているため、レーザビームセンサー（３）を支持する
ための開孔部材（６）全必要としている。
れているため、レーザビームセンサー（３）を支持する
ための開孔部材（６）全必要としている。
また、開孔（７）の大きさは、レーザビーム（４）の形
状に大きな影響を与えず、かつレーザビームセンサー（
３１になるべく大きなレーザパワーが入射するように選
択されるが１例えは典形的ＣＯ，レーザから発生される
シングルモードの正規分布状の強度分布を持つレーザビ
ームでは、ビーム位置検出装置通過により、２チ以上の
伝送パワーロスを招く。
状に大きな影響を与えず、かつレーザビームセンサー（
３１になるべく大きなレーザパワーが入射するように選
択されるが１例えは典形的ＣＯ，レーザから発生される
シングルモードの正規分布状の強度分布を持つレーザビ
ームでは、ビーム位置検出装置通過により、２チ以上の
伝送パワーロスを招く。
さらに、一般にはレーザビーム伝送路には５枚程を用い
るた１湧嘱射ミラー（１） 度の反射ミラ 前面にレーザビーム位置検出装置を
設けると、全体としてｌＯ−に近い伝送パワーロスを招
くことになる。また、不安定型共振器から発生されるリ
ングモードを持つレーザビームでは、その強度分布はさ
らにすそ野の遠方にまで広がっており、 １０％以上の
伝送パワーロスを招くなどの問題点がめった。
るた１湧嘱射ミラー（１） 度の反射ミラ 前面にレーザビーム位置検出装置を
設けると、全体としてｌＯ−に近い伝送パワーロスを招
くことになる。また、不安定型共振器から発生されるリ
ングモードを持つレーザビームでは、その強度分布はさ
らにすそ野の遠方にまで広がっており、 １０％以上の
伝送パワーロスを招くなどの問題点がめった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、伝送によるパワーロスを低減できると共に、
正確にレーザビームの位置を検出できるレーザビーム位
置検出装置を得ることを目的とする。
たもので、伝送によるパワーロスを低減できると共に、
正確にレーザビームの位置を検出できるレーザビーム位
置検出装置を得ることを目的とする。
この発明に係るレーザビーム位置検出装置はレーザビー
ムの伝送経路中に配設される反射ミラー上に設けられた
複数のレーザビーム透過部、これら透過部ｔ？透過した
各レーザビームを各々受光する受光板、及び上記各受光
板上の温度を各々測る温度センサーを備え、上記温度セ
ンサーの出力を比較して上記レーザビームの位置を検出
するものである・。
ムの伝送経路中に配設される反射ミラー上に設けられた
複数のレーザビーム透過部、これら透過部ｔ？透過した
各レーザビームを各々受光する受光板、及び上記各受光
板上の温度を各々測る温度センサーを備え、上記温度セ
ンサーの出力を比較して上記レーザビームの位置を検出
するものである・。
この発明におけるレーザビーム位置検出装置は。
反射ミラーに設けられた複数のレーザビーム透過部より
レーザビームの一部をとり出し、各々受光板に吸収させ
て、各受光板の温度を測り、各々を比較してレーザビー
ムの位置ずれを検出する。
レーザビームの一部をとり出し、各々受光板に吸収させ
て、各受光板の温度を測り、各々を比較してレーザビー
ムの位置ずれを検出する。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。
第１図は、この発明の一実施例によるレーザビーム位置
検出装置を示す断面図であり９図において（１）はレー
ザビームの伝送経路中に配設される反射ミラー、（２１
は反射ミラー上に設けられた複数の貫通穴であり、レー
ザビーム透過部をなす。ＣＯはこれら透過−１ｉ（２１
ｔ−透過した各レーザビームを各々受光する受光板であ
り１例えはレーザビーム吸収剤の塗布された金属板、
＋２１）は受光根囲の温度を測定する温度センサーであ
り１例えばサーミスタ。
検出装置を示す断面図であり９図において（１）はレー
ザビームの伝送経路中に配設される反射ミラー、（２１
は反射ミラー上に設けられた複数の貫通穴であり、レー
ザビーム透過部をなす。ＣＯはこれら透過−１ｉ（２１
ｔ−透過した各レーザビームを各々受光する受光板であ
り１例えはレーザビーム吸収剤の塗布された金属板、
＋２１）は受光根囲の温度を測定する温度センサーであ
り１例えばサーミスタ。
熱電対、＠ハ受光板■の支えである。
次に動作について説明する。レーザビーム（４）はミラ
ー（１）により反射、伝送されるがその一部■がミラー
１））上の透過部（２１を通過し、受光板■に吸収され
、その昌度を上昇させる。この温度上昇は温度センサー
（社）により検出されセンサー出力とされる。
ー（１）により反射、伝送されるがその一部■がミラー
１））上の透過部（２１を通過し、受光板■に吸収され
、その昌度を上昇させる。この温度上昇は温度センサー
（社）により検出されセンサー出力とされる。
さて、このセンサー出力検出によるビーム位置検出の動
作ｔ−ｃｏ、レーザビームへの実際の適用例をもとに説
明する。レーザビーム強度分布はレーザ加工に典形的に
用いられている軸対称正規分布（ガウシアンビーム）で
あり、レーザミラー上の穴は第２因に示すようにこのレ
ーザビームからみて同軸芯円上に上下、左右対称に４つ
の穴があけられている。
作ｔ−ｃｏ、レーザビームへの実際の適用例をもとに説
明する。レーザビーム強度分布はレーザ加工に典形的に
用いられている軸対称正規分布（ガウシアンビーム）で
あり、レーザミラー上の穴は第２因に示すようにこのレ
ーザビームからみて同軸芯円上に上下、左右対称に４つ
の穴があけられている。
出力５００ＷのＣＯ２レーザを用いた場合に、各透過部
を通過してくるレーザ出力は約０．２Ｗであり。
を通過してくるレーザ出力は約０．２Ｗであり。
従ってパワー損失は０．０８と従来の１／’１０以下と
なる、また、このレーザ出力により受光板は５°０の温
度上昇が確認された。
なる、また、このレーザ出力により受光板は５°０の温
度上昇が確認された。
受光板は吸収体の塗布された金属板であるから１００°
０以上の温度上昇にも耐えられ、したがって、 このセ
ンサーは数ＫＷ以上のレーザにも適用できることがわか
る。またこれに対応するサーミスタをセンサーに用いた
時のセンサー出力ｔｉ２Ｖであった。
０以上の温度上昇にも耐えられ、したがって、 このセ
ンサーは数ＫＷ以上のレーザにも適用できることがわか
る。またこれに対応するサーミスタをセンサーに用いた
時のセンサー出力ｔｉ２Ｖであった。
次に、このセンサーの位置検出能力な見るためにレーザ
ビームを故意的に上下に動かし、上下センサーの出力変
化を観測した結果を第３図に示す。
ビームを故意的に上下に動かし、上下センサーの出力変
化を観測した結果を第３図に示す。
横軸は軸ずれΔＸ （ｍ）、即ち最初の位置からレーザ
ビームの中心を上下方向に動かした距離であり。
ビームの中心を上下方向に動かした距離であり。
正方向が上側に設置されたセンサーに近づく方向を示す
。また縦軸はセンサー出力であり、レーザビームが上に
動いたことは上センサーの出力（曲線人）が下センサー
の出力（曲線Ｂ）より著しく大きくなることにより、ま
た逆についても２つのセンサー出力比較により検出でき
ることがわかる。
。また縦軸はセンサー出力であり、レーザビームが上に
動いたことは上センサーの出力（曲線人）が下センサー
の出力（曲線Ｂ）より著しく大きくなることにより、ま
た逆についても２つのセンサー出力比較により検出でき
ることがわかる。
当然のことながら軸ずれ０の場合には両センサーの出力
は同一である。第４図は両センサーの差出刃金軸ずれに
対して示す曲線図である。レーザビームを左右への軸ず
れについても同様にして左右に設置されたセンサーによ
り検出できるため、結局レーザビームが初期設定の位置
から動いたかどうか、またその方向は各センサーの出力
バランスのくずれとして検出できることがわかる。たと
えば左右センサー出力は同一で上センサーと下センサー
出力に差がある場合にはレーザビームは上下にのみ動い
たと検出できる。
は同一である。第４図は両センサーの差出刃金軸ずれに
対して示す曲線図である。レーザビームを左右への軸ず
れについても同様にして左右に設置されたセンサーによ
り検出できるため、結局レーザビームが初期設定の位置
から動いたかどうか、またその方向は各センサーの出力
バランスのくずれとして検出できることがわかる。たと
えば左右センサー出力は同一で上センサーと下センサー
出力に差がある場合にはレーザビームは上下にのみ動い
たと検出できる。
なお、上記実施例では透過部を通過したレーザビームを
直接、受光板に入射させるものを示したが、第５図に示
すように、レーザビーム出力が大きい場合にはレーザビ
ーム透過部（２）と受光板との間に部分透過ミラー■を
設置し、レーザビーム噛を減光させて受光板に入射させ
てもよい。
直接、受光板に入射させるものを示したが、第５図に示
すように、レーザビーム出力が大きい場合にはレーザビ
ーム透過部（２）と受光板との間に部分透過ミラー■を
設置し、レーザビーム噛を減光させて受光板に入射させ
てもよい。
また、第６図に示すように、各センサー出力の表示灯６
υを反射ミラー（１）のホルダ四に直接取付け。
υを反射ミラー（１）のホルダ四に直接取付け。
視認しやすくしてもよい、さらに、第７図に示すように
温度センサーを、受光部から支え＠へといく熱の流れ上
に２つまたはそれ以上設置し、これら温度センサー（２
１０）（２１））の温度差を検出すれば支え■の基点の
温度上昇の影ＩＩヲとり除くことができる。
温度センサーを、受光部から支え＠へといく熱の流れ上
に２つまたはそれ以上設置し、これら温度センサー（２
１０）（２１））の温度差を検出すれば支え■の基点の
温度上昇の影ＩＩヲとり除くことができる。
この場合、センサーとしてサーミスタを各２コずつ用い
た場合にブリッジ回路による検出例を第８図に示す。
た場合にブリッジ回路による検出例を第８図に示す。
図において（８１Ｌｆｉデイジタルパネルメータであり
。
。
例えは左右のセンサーの出力■□、■、の差をとること
によシ左右のずれを、上下のセンサーの出力■、。
によシ左右のずれを、上下のセンサーの出力■、。
■、の差をとることにより上下のずれが検出できる。
以上のようにこの発明によればレーザビームの伝送経路
中に配設される反射ミラー上に複数のレーザビーム透過
部を設け、これら透過部を透過する各レーザビームを受
光板で受光して、各受光板上の温度を温度センサーで各
々測り、各センサー出力を比較してレーザビームの位置
を検出するようにしたので、レーザビームの伝送ロスを
招かず。
中に配設される反射ミラー上に複数のレーザビーム透過
部を設け、これら透過部を透過する各レーザビームを受
光板で受光して、各受光板上の温度を温度センサーで各
々測り、各センサー出力を比較してレーザビームの位置
を検出するようにしたので、レーザビームの伝送ロスを
招かず。
また大出力レーザに用いることができ、従ってこのレー
ザビーム位置検出装置をレーザ加工機の伝送路に用いれ
ば、正確なレーザビーム伝送を行うことができ、高精度
なレーザ加工が高効率で実現できるという効果がめる。
ザビーム位置検出装置をレーザ加工機の伝送路に用いれ
ば、正確なレーザビーム伝送を行うことができ、高精度
なレーザ加工が高効率で実現できるという効果がめる。
第１図はこの発明の一実施例によるレーザビーム位置検
出装置を示す断面口、第２図はこの発明の一実施例に係
る反射ミラーを示す正面図、第３因はこの発明の一実施
例に係る温度センサーの軸ずれに対する出力変化を示す
曲線図、第４図はこの発明の一実施例に係る上下温度セ
ンサーの差出力を軸ずれに対して示す曲線図、第５図、
第６図及び第７図は各々この発明の他の実施例によるレ
ーザビーム位置検出装置を示す断面図、第８図はこの発
明の他の実施例に係る温度センサーの構成を示す回路図
、並びに第９図（、Ｘｂ）は各々従来のレーザビーム位
置検出装置を示す断面図及び正面図である。 ｔｌｌ・・・反射ミラー、（２）・・・レーザビーム透
過ｆＲ，，（４１゜（５１，ｆ４Ｇ−ｖ−ザビーＡ、（
２Ｉｍ−・・受光板、 ｃ！１）、（２ｔｏ）、（２ｎ
）・・・温度センサー、３１）・・・部分透過ミラー。 なお１図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
出装置を示す断面口、第２図はこの発明の一実施例に係
る反射ミラーを示す正面図、第３因はこの発明の一実施
例に係る温度センサーの軸ずれに対する出力変化を示す
曲線図、第４図はこの発明の一実施例に係る上下温度セ
ンサーの差出力を軸ずれに対して示す曲線図、第５図、
第６図及び第７図は各々この発明の他の実施例によるレ
ーザビーム位置検出装置を示す断面図、第８図はこの発
明の他の実施例に係る温度センサーの構成を示す回路図
、並びに第９図（、Ｘｂ）は各々従来のレーザビーム位
置検出装置を示す断面図及び正面図である。 ｔｌｌ・・・反射ミラー、（２）・・・レーザビーム透
過ｆＲ，，（４１゜（５１，ｆ４Ｇ−ｖ−ザビーＡ、（
２Ｉｍ−・・受光板、 ｃ！１）、（２ｔｏ）、（２ｎ
）・・・温度センサー、３１）・・・部分透過ミラー。 なお１図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (4)
- （１）レーザビームの伝送経路中に配設される反射ミラ
ー上に設けられた複数のレーザビーム透過部、これら透
過部を透過した各レーザビームを各々受光する受光板、
及び上記各受光板上の温度を各々測る温度センサーを備
え、上記温度センサーの出力を比較して上記レーザビー
ムの位置を検出するレーザビーム位置検出装置。 - （２）レーザビーム透過部は、反射ミラーに設けられた
貫通穴である特許請求の範囲第１項記載のレーザビーム
位置検出装置。 - （３）レーザビーム透過部と受光板との間に部分透過ミ
ラーが設置された特許請求の範囲第１項又は第２項記載
のレーザビーム位置検出装置。 - （４）各受光板は各々少なくとも２ヶ所に温度センサー
を設置し、各温度センサーの差出力を測定してセンサー
出力とし位置検出を行う特許請求の範囲第１項ないし第
３項記載のいずれかに記載のレーザビーム位置検出装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10078187A JPS63265476A (ja) | 1987-04-23 | 1987-04-23 | レ−ザビ−ム位置検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10078187A JPS63265476A (ja) | 1987-04-23 | 1987-04-23 | レ−ザビ−ム位置検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63265476A true JPS63265476A (ja) | 1988-11-01 |
Family
ID=14283004
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10078187A Pending JPS63265476A (ja) | 1987-04-23 | 1987-04-23 | レ−ザビ−ム位置検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63265476A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011007936A (ja) * | 2009-06-24 | 2011-01-13 | Hitachi Ltd | 表示装置 |
-
1987
- 1987-04-23 JP JP10078187A patent/JPS63265476A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011007936A (ja) * | 2009-06-24 | 2011-01-13 | Hitachi Ltd | 表示装置 |
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