JPS6370802A - レ−ザ用集光鏡 - Google Patents
レ−ザ用集光鏡Info
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- JPS6370802A JPS6370802A JP61215148A JP21514886A JPS6370802A JP S6370802 A JPS6370802 A JP S6370802A JP 61215148 A JP61215148 A JP 61215148A JP 21514886 A JP21514886 A JP 21514886A JP S6370802 A JPS6370802 A JP S6370802A
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- JP
- Japan
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- curve
- laser
- parabolic
- laser light
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- Pending
Links
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Classifications
-
- 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
- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
- B23K26/073—Shaping the laser spot
- B23K26/0738—Shaping the laser spot into a linear shape
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Lasers (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (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〕
本発明は金属の表面等の熱処理に使用するレーザ用集光
鏡に関し、特に、略パラボラ回転曲面を有し、一定の拡
がりを有し、その強さが均一であるようなレーザ光を集
光するレーザ用集光鏡に関する。
鏡に関し、特に、略パラボラ回転曲面を有し、一定の拡
がりを有し、その強さが均一であるようなレーザ光を集
光するレーザ用集光鏡に関する。
レーザを用いた金属加工において、切断加工等において
は、レーザ光のビームをできるだけ狭く絞る必要がある
が、金属の焼き入れ等の表面処理では、一定の面積を有
し、その範囲でビームの強さが一定であるレーザ光ビー
ムが望ましい。
は、レーザ光のビームをできるだけ狭く絞る必要がある
が、金属の焼き入れ等の表面処理では、一定の面積を有
し、その範囲でビームの強さが一定であるレーザ光ビー
ムが望ましい。
このようなレーザ光ビームを実現するために、小さなレ
ーザ光ビームを重ねて、均一のビームをつくることや、
また大口径のレーザ光ビームを大口径の集光レンズをと
うして集光する方法がある。
ーザ光ビームを重ねて、均一のビームをつくることや、
また大口径のレーザ光ビームを大口径の集光レンズをと
うして集光する方法がある。
しかし、小さなレーザ光ビームを重ねる方法はビームの
強さの凹凸が生じ、全体を均一にすることが困難である
。
強さの凹凸が生じ、全体を均一にすることが困難である
。
又、大口径のレーザ光ビームを大口径の集光レンズで集
光する方法は大口径のレーザ光ビーム自身の強さ分布が
均一でなく、さらに、集光後のレーザ光ビームもレンズ
の収差のためにその強さが均一にならないという問題点
がある。
光する方法は大口径のレーザ光ビーム自身の強さ分布が
均一でなく、さらに、集光後のレーザ光ビームもレンズ
の収差のためにその強さが均一にならないという問題点
がある。
本発明の目的は上記問題点を解決し、略パラボラ回転曲
面を有し、一定の拡がりを有し、その強さが均一である
ようなレーザ光を集光するレーザ用集光鏡を提供するこ
とにある。
面を有し、一定の拡がりを有し、その強さが均一である
ようなレーザ光を集光するレーザ用集光鏡を提供するこ
とにある。
本発明では上記の問題点を解決するために、略パラボラ
回転曲面であって、該略パラボラ曲線は焦点が連続的に
一定直線上につながるようにした曲線であることを特徴
とするレーザ用集光鏡を、 採用した。
回転曲面であって、該略パラボラ曲線は焦点が連続的に
一定直線上につながるようにした曲線であることを特徴
とするレーザ用集光鏡を、 採用した。
パラボラ回転軸に平行な面ではレーザ光は焦点が連続的
に一定直線上につながっているので、連続的な拡がりを
有するレーザ光を得ることができる。
に一定直線上につながっているので、連続的な拡がりを
有するレーザ光を得ることができる。
以下本発明の一実施例を図面に基すいて説明する。
第1図に本発明の一実施例の構成図を示す。図は略パラ
ボラ回転曲面の回転軸で切断した切断図である。図にお
いて、10はレーザ光であり、パラボラ回転面の回転軸
に対し平行になっている。
ボラ回転曲面の回転軸で切断した切断図である。図にお
いて、10はレーザ光であり、パラボラ回転面の回転軸
に対し平行になっている。
20は略パラボラ曲線であり、通常のパラボラと異なり
、その焦点が連続的に変化するような曲線である。30
は焦点線であり、レーザ集光鏡20の曲線の焦点はこの
線上にある。31はレーザ集光鏡の作る集光像である。
、その焦点が連続的に変化するような曲線である。30
は焦点線であり、レーザ集光鏡20の曲線の焦点はこの
線上にある。31はレーザ集光鏡の作る集光像である。
PI〜P5はレーザ集光鏡20の作る焦点である。即ち
、通常のパラボラ曲線ではレーザ光は一点に集光する。
、通常のパラボラ曲線ではレーザ光は一点に集光する。
しかし、レーザ集光鏡20の内面は通常のパラボラ曲線
と異なり、通常のパラボラ曲線に対し連続的に外側に曲
線がオフセットされており、焦点位置は一点でなく直線
上を連続的に変化する。即ち、A1〜A5に入射したレ
ーザ光はそれぞれP1〜P5に焦点を有し、直線上の集
光像31を作る。尚、この集光像31の長さは1〜50
mm程度が実用的である。
と異なり、通常のパラボラ曲線に対し連続的に外側に曲
線がオフセットされており、焦点位置は一点でなく直線
上を連続的に変化する。即ち、A1〜A5に入射したレ
ーザ光はそれぞれP1〜P5に焦点を有し、直線上の集
光像31を作る。尚、この集光像31の長さは1〜50
mm程度が実用的である。
このような曲面は例えばクーン(COONS)の3次式
等を用いて滑らかに結合して、自由曲面の削性法として
各種の自動プログラミング法を適用することができる。
等を用いて滑らかに結合して、自由曲面の削性法として
各種の自動プログラミング法を適用することができる。
第2図は、第1図のX−Xで切断した切断図である。図
において、20はレーザ集光鏡であり、30は集光面で
ある。レーザ集光鏡20のパラボラ回転軸に垂直な面で
切断した内面は円であり、この円の焦点がPXである。
において、20はレーザ集光鏡であり、30は集光面で
ある。レーザ集光鏡20のパラボラ回転軸に垂直な面で
切断した内面は円であり、この円の焦点がPXである。
従って、焦点PXが焦点線30と一致する場合には集光
像31は点となり、紙面に垂直な方向には直線となる。
像31は点となり、紙面に垂直な方向には直線となる。
また、焦点PXが焦点線30より若干上方または下方に
ある場合には焦点PXは直線となり紙面に垂直な方向へ
の広がりを合わせると短形面となる。
ある場合には焦点PXは直線となり紙面に垂直な方向へ
の広がりを合わせると短形面となる。
この結果第1図と第2図に示した集光像31によって、
直線または矩形の集光像ができることが明らかである。
直線または矩形の集光像ができることが明らかである。
第1図に示す焦点Pi−P5におけるレーザ光の強さは
略均−であるが、第2図における紙面に平行な方向のレ
ーザ光の強さはレーザ集光鏡20の内面が円であり、必
ずしも均一ではない。しかし、第2図の矢印Bで示す方
向に加工物を移動して金属の表面処理をする場合は、紙
面の平行な方向の強度のばらつきは通常問題にならない
。
略均−であるが、第2図における紙面に平行な方向のレ
ーザ光の強さはレーザ集光鏡20の内面が円であり、必
ずしも均一ではない。しかし、第2図の矢印Bで示す方
向に加工物を移動して金属の表面処理をする場合は、紙
面の平行な方向の強度のばらつきは通常問題にならない
。
又、第1図及び第2図に示す曲面は第1図に示す曲線は
曲率が一様に変化しており、第2図に示す曲線は円であ
る。従って、ダイヤモンド非球面旋削の標準加工法で加
工することができる。尚、この曲面の材質には無酸素銅
、モリブデン等が望ましい。
曲率が一様に変化しており、第2図に示す曲線は円であ
る。従って、ダイヤモンド非球面旋削の標準加工法で加
工することができる。尚、この曲面の材質には無酸素銅
、モリブデン等が望ましい。
次に第1図のレーザ光10を得るための゛手段について
述べる。一般にこのような特定の切断面の形状を有する
レーザ光を得るためには、第3図に示すようなアバチア
−を用いる。第3図においてC1,C2、C3、C4は
レーザ集光鏡20を、同時にアバチア−40をレーザー
光方向より見た投影図である。ここで円弧CL−C4,
C2−C5は、図示されていないがそれらの中間位置に
ある円弧群とともに同一長さになるように選ばれる。
述べる。一般にこのような特定の切断面の形状を有する
レーザ光を得るためには、第3図に示すようなアバチア
−を用いる。第3図においてC1,C2、C3、C4は
レーザ集光鏡20を、同時にアバチア−40をレーザー
光方向より見た投影図である。ここで円弧CL−C4,
C2−C5は、図示されていないがそれらの中間位置に
ある円弧群とともに同一長さになるように選ばれる。
そうすることによって、第1図の焦点PI−P5の光強
度を同一にすることができる。
度を同一にすることができる。
以上の説明ではパラボラ回転軸の垂直方向の切断曲線は
円で構成し、その焦点をパラボラ曲線の焦点面に一致ま
たは若干上または下にくるように構成したが、この面を
楕円で構成して、その焦点パラボラ曲線の焦点面とあわ
せたり、又、必要に応じて上下させることもできる。
円で構成し、その焦点をパラボラ曲線の焦点面に一致ま
たは若干上または下にくるように構成したが、この面を
楕円で構成して、その焦点パラボラ曲線の焦点面とあわ
せたり、又、必要に応じて上下させることもできる。
又、レーザー集光鏡20の形状は加工の容易さを考慮し
て必ずしもアバチア−と同一形状でなくそれより広い円
形、楕円等の形状も使用できる。
て必ずしもアバチア−と同一形状でなくそれより広い円
形、楕円等の形状も使用できる。
以上説明したように本発明では、略パラボラ回転曲面の
曲線を焦点が連続的につながるような曲率が連続的に変
化する曲面で構成したので、パラボラ回転軸と平行な方
向に光強度が均一な拡がりを有するレーザ光を得ること
ができ、又この曲面は曲率の変化が連続的であるので、
加工も容易である。
曲線を焦点が連続的につながるような曲率が連続的に変
化する曲面で構成したので、パラボラ回転軸と平行な方
向に光強度が均一な拡がりを有するレーザ光を得ること
ができ、又この曲面は曲率の変化が連続的であるので、
加工も容易である。
第1図は本発明の一実施例のパラボラ回転軸に沿って切
断した断面図、 第2図は本発明の一実施例のパラボラ回転軸に垂直な方
向に切断した断面図、 第3図はレーザ集光鏡と同一形状の切断面形状を有する
レーザ光を得るためのアバチア−を示す図である。 10・〜・−・・・レーザ光 20−・・・・・レーザ集光鏡 30−一−−−・・焦点線 31−・・−・集光像 40−・・−アバチア− P1〜P5・−・−・・−パラボラ曲線の焦点PX・・
−−一−−パラボラ回転円の焦点特許出願人 ファナッ
ク株式会社 代理人 弁理士 服部毅巖 第2図
断した断面図、 第2図は本発明の一実施例のパラボラ回転軸に垂直な方
向に切断した断面図、 第3図はレーザ集光鏡と同一形状の切断面形状を有する
レーザ光を得るためのアバチア−を示す図である。 10・〜・−・・・レーザ光 20−・・・・・レーザ集光鏡 30−一−−−・・焦点線 31−・・−・集光像 40−・・−アバチア− P1〜P5・−・−・・−パラボラ曲線の焦点PX・・
−−一−−パラボラ回転円の焦点特許出願人 ファナッ
ク株式会社 代理人 弁理士 服部毅巖 第2図
Claims (3)
- (1)略パラボラ回転曲面であって、該パラボラ曲線は
焦点が連続的に一定直線上につながるようにした曲線で
あることを特徴とするレーザ用集光鏡。 - (2)該略パラボラ回転曲面の回転軸に直角な面におけ
る焦点が該略パラボラ曲線の焦点面より若干距離だけ上
または下にくるように構成したことを特徴とする特許請
求の範囲第1項記載のレーザ用集光鏡。 - (3)前記レーザ用集光鏡の前面にアパチャーを設けた
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項又は第2項記載
のレーザ用集光鏡。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61215148A JPS6370802A (ja) | 1986-09-12 | 1986-09-12 | レ−ザ用集光鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61215148A JPS6370802A (ja) | 1986-09-12 | 1986-09-12 | レ−ザ用集光鏡 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6370802A true JPS6370802A (ja) | 1988-03-31 |
Family
ID=16667469
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61215148A Pending JPS6370802A (ja) | 1986-09-12 | 1986-09-12 | レ−ザ用集光鏡 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6370802A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5619382A (en) * | 1989-02-23 | 1997-04-08 | Olympus Optical Co., Ltd. | Reflection type imaging optical system |
CN108136542A (zh) * | 2015-08-25 | 2018-06-08 | 法国圣戈班玻璃厂 | 包括其中每个生成一条线、各条线在宽度方向上偏移的情况下重叠的多个激光模块的激光装置 |
-
1986
- 1986-09-12 JP JP61215148A patent/JPS6370802A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5619382A (en) * | 1989-02-23 | 1997-04-08 | Olympus Optical Co., Ltd. | Reflection type imaging optical system |
CN108136542A (zh) * | 2015-08-25 | 2018-06-08 | 法国圣戈班玻璃厂 | 包括其中每个生成一条线、各条线在宽度方向上偏移的情况下重叠的多个激光模块的激光装置 |
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