WO2023233732A1 - レーザ加工装置 - Google Patents

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WO2023233732A1
WO2023233732A1 PCT/JP2023/006335 JP2023006335W WO2023233732A1 WO 2023233732 A1 WO2023233732 A1 WO 2023233732A1 JP 2023006335 W JP2023006335 W JP 2023006335W WO 2023233732 A1 WO2023233732 A1 WO 2023233732A1
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WO
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light
photodetector
welding
wavelength
region
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/006335
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English (en)
French (fr)
Inventor
浩司 船見
和樹 藤原
出 中井
竜朗 白石
Original Assignee
パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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Publication date
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    • 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

Definitions

  • the present disclosure relates to a laser processing device, and more particularly, the present disclosure relates to a laser processing device, and more particularly, a laser processing device that can evaluate welding quality by measuring welding light emitted from a workpiece when performing laser welding by irradiating a workpiece with laser irradiation light. It is related to the device.
  • Some laser processing devices perform laser welding by irradiating a workpiece with pulsed or continuous laser irradiation light. Further, when performing laser welding, the quality of laser welding can be evaluated by measuring the welding light emitted from the welded part.
  • the laser welding quality evaluation method can evaluate the quality of laser welding in real time, for example, based on the peak intensity or the average intensity of welding light emitted during laser welding.
  • the welding light includes reflected light of the laser light from the welded part of the workpiece that is incident on the laser irradiation light during laser welding, and plasma light generated during the welding process.
  • Patent Document 1 discloses that welding light emitted from a welded part during laser welding is transmitted through an optical fiber, separated in wavelength by a dichroic mirror (wavelength separation mirror), and the resulting plasma light and laser reflected light are separated from each other.
  • a welding state detection device is disclosed that uses two independent measuring optical systems to perform measurements and evaluate welding quality.
  • the plasma light and the laser reflected light are spatially separated from the welding light using a dichroic mirror or the like, and the two are measured using separate measurement optical systems.
  • the measurement optical system has a large number of parts, making it difficult to downsize the device.
  • an object of the present disclosure is to provide a laser processing device that solves the above-mentioned conventional problems, has a small number of parts, and facilitates miniaturization of the device.
  • a laser processing device includes a welding device that performs welding by irradiating a workpiece with laser irradiation light, an imaging optical system, a first photodetector, and a second photodetector. and a welding light measuring device that receives and measures welding light emitted from the workpiece during laser welding.
  • the welding light includes first light in a first wavelength range and second light in a second wavelength range
  • the imaging optical system includes a wavelength selection mask and converts the first light beam that has passed through the wavelength selection mask into a second light beam.
  • the wavelength selection mask includes a first region and a second region that receive welding light, the first region reflecting the second light and transmitting the first light, and the second region receiving the welding light.
  • the second region transmits the light and the second light, and the second region has a smaller light-receiving area than the first region.
  • the first photodetector and the second photodetector are arranged on the optical axis of the welding light incident on the wavelength selection mask.
  • the laser processing apparatus it is possible to provide a laser processing apparatus that has a small number of parts and that facilitates miniaturization of the apparatus.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a laser processing apparatus according to Example 1 of an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a diagram showing the configuration of a photodetector of the welding light measurement device of the laser processing device of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a diagram showing the relationship between sensitivity and wavelength of the photodetector of FIG. 2.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing a welding light measurement configuration using a conventional imaging optical system for detecting a laser welding state and the photodetector of FIG. 2.
  • FIG. FIG. 5 is an enlarged view of part A in FIG. 4 and a schematic diagram showing measurement of plasma light.
  • FIG. 5 is an enlarged view of part A in FIG. 4 and a schematic diagram showing measurement of laser reflected light.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of the configuration of a wavelength selective imaging optical system of the laser processing apparatus shown in FIG. 1.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing an example of the configuration of a wavelength selection mask of the wavelength selection type imaging optical system of FIG. 6.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing another example of the configuration of the wavelength selection mask of the wavelength selection type imaging optical system of FIG. 6.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing measurement of plasma light using the wavelength selective imaging optical system of FIG. 6.
  • FIG. 8A is an enlarged view of part B of FIG. 8A.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing measurement of laser reflected light using the wavelength selective imaging optical system of FIG. 6.
  • FIG. 9B is an enlarged view of part C in FIG. 9A.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of a laser processing apparatus according to Example 2 of the embodiment of the present disclosure.
  • 11 is a block diagram showing an example of the configuration of a welding quality evaluation device for the laser processing device shown in FIG.
  • the welding device includes a welding device that performs welding by irradiating a workpiece with laser irradiation light, a wavelength selective imaging optical system, a first photodetector, and a second photodetector, and includes a welding light measuring device that receives and measures welding light emitted from the workpiece, the welding light includes a first light in a first wavelength region and a second light in a second wavelength region, and the welding light is a wavelength selective type.
  • the imaging optical system includes a wavelength selection mask, and separately transmits a first light beam and a second light beam that have passed through the wavelength selection mask to a first photodetector and a second photodetector for the received welding light.
  • the wavelength selective mask includes a first region that receives the welding light and a second region, the first region that reflects the second light and transmits the first light, and the wavelength selective mask that receives the welding light. transmits the first light and the second light, the second region has a smaller light-receiving area than the first region, and the first photodetector and the second photodetector transmit the first light and the second light.
  • a laser processing device is provided that is arranged to receive light coaxially.
  • the first light is plasma light emitted from the workpiece during laser welding
  • the second light is reflected light of the laser irradiation light by the workpiece during laser welding
  • the second light has a first wavelength.
  • the laser processing device according to the first aspect is provided, wherein the wavelength range is in the visible light range and the second wavelength range is in the infrared light range.
  • the first photodetector is sensitive to light in the first wavelength range and light in the second wavelength range
  • the second photodetector is sensitive to light in the second wavelength range.
  • a laser processing apparatus according to the first or second aspect, which has sensitivity.
  • the first region is coated with an infrared light reflective coat, and the infrared light reflective coat has a reflectance of 99% or more for light in the second wavelength range.
  • the infrared light reflective coat has a reflectance of 99% or more for light in the second wavelength range.
  • the infrared light reflective coat reflects light in an infrared light range on the longer wavelength side from the second wavelength range, and transmits light in a shorter wavelength side than the second wavelength range.
  • the laser processing apparatus according to the fourth aspect, in which the infrared light reflective coat transmits light other than the second wavelength region.
  • the first region and the second region are each rotationally symmetrical with respect to the optical axis of the welding light incident on the wavelength selection mask.
  • the present invention provides a laser processing apparatus according to the present invention.
  • the first photodetector and the second photodetector are arranged in order along the propagation direction of the welding light received by the wavelength selective imaging optical system, and the first photodetector and the second photodetector are arranged in order along the propagation direction of the welding light received by the wavelength selective imaging optical system, and
  • the laser processing apparatus according to any one of the first to seventh aspects is provided, wherein a part of the light is transmitted through the first photodetector and received by the second photodetector.
  • welding quality evaluation that receives light intensity signals detected by each of the first photodetector and the second photodetector, and evaluates the quality of laser welding based on the light intensity signals.
  • FIGS. 1 to 11 A laser processing apparatus according to Embodiment 1 of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 1 to 11.
  • the accompanying drawings and the following description are provided to enable those skilled in the art to fully understand the present disclosure, and are not intended to limit the claimed subject matter thereby. Furthermore, in each figure, each element is exaggerated for ease of explanation. Note that substantially the same members in the drawings are designated by the same reference numerals.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a laser processing apparatus 100 according to Example 1 of the embodiment of the present disclosure. In FIG. 1, the laser processing apparatus 100 is shown on the XY plane.
  • a laser processing device 100 shown in FIG. 1 includes a welding device 20 and a welding light measuring device 30.
  • the welding device 20 performs laser welding by irradiating the workpiece 16 with a laser beam, and introduces the welding light emitted from the welded part of the workpiece 16 during laser welding into the welding light measuring device 30. By measuring this, the quality of laser welding can be evaluated.
  • the components and operations of the laser processing apparatus 100 will be described in detail below.
  • the welding device 20 includes a laser oscillator 1, a collimating lens 2, a condensing lens 3, a total reflection mirror 4, a condensing lens 5, and an optical fiber 6.
  • a laser beam 10 of laser irradiation light Lm emitted from a laser oscillator 1 passes through a collimating lens 2 to become a parallel light beam, is reflected by a total reflection mirror 4, is condensed by a condensing lens 3, and is transmitted along the -Y direction in the figure.
  • the workpiece 16 is irradiated.
  • a joint 17 is installed below the work 16.
  • the workpiece 16 and the object to be joined 17 are fixed on a stage 18, are moved by the stage 18, and are laser welded by being irradiated with the laser beam 10.
  • the welding light 11 emitted from the welding part of the workpiece 16 passes through the condenser lens 3 and the total reflection mirror 4 along the +Y direction shown in the figure, and the transmitted welding light 12 passes through the condenser lens.
  • the light is focused onto an optical fiber 6 by the optical fiber 5 and transmitted to the welding light measuring device 30 via the optical fiber 6.
  • each light beam is shown only as a principal ray for clarity.
  • the laser beam 10 of the laser irradiation light Lm and the welding light 11 are shown separated between the total reflection mirror 4 and the workpiece 16, in reality, the laser beam 10 of the laser irradiation light Lm and the welding light 11 are separated.
  • the light 11 passes through the condenser lens 3 along the same path.
  • the welding light 13 transmitted to the optical fiber 6 and incident on the welding light measuring device 30 along the +X direction shown in the figure is composed of plasma light Lp generated at the welding part of the workpiece 16 and reflected light Lr of the laser irradiation light from the workpiece 16. (hereinafter referred to as laser reflected light Lr).
  • Welding light measuring device 30 includes a wavelength selective imaging optical system 35 and a photodetector 33.
  • the wavelength selective imaging optical system 35 separately images the incident plasma light Lp and the laser reflected light Lr on the photodetector 33, and the photodetector 33 The respective light intensities of Lp and laser reflected light Lr are measured.
  • FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the photodetector 33 of the welding light measuring device 30 of the laser processing apparatus 100 of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the sensitivity and wavelength of the photodetector 33 in FIG. 2.
  • the photodetector 33 can be configured with a photodiode, and can monitor the respective light intensities of the received plasma light Lp and laser reflected light Lr.
  • the photodetector 33 is selected depending on the wavelength range of the incident light.
  • the plasma light Lp is light in the visible light range with a wavelength range of 400 to 800 nm. It is possible to select a photodiode that is sensitive to the wavelength range of .
  • the laser oscillator 1 for laser welding may be a fiber laser with an oscillation wavelength of 1070 nm, a YAG laser with an oscillation wavelength of 1064 nm, a disk laser with an oscillation wavelength of around 1030 nm, or the like. Therefore, the laser irradiation light Lm is light in the infrared region around 1000 nm. In order to measure the laser reflected light Lr in a similar wavelength range, a photodiode having sensitivity in a wavelength range around 1000 nm can be selected.
  • Conventional welding state detection devices for example, as in Patent Document 1, use two independent photodetectors to measure plasma light in the visible light range and laser reflected light in the infrared light range, respectively. configured.
  • photodetectors have been developed in which two photodetectors with different sensitivity ranges are stacked on top of each other, and such integrated photodetectors can detect a wide wavelength range from visible light to infrared light. Light can be measured.
  • the photodetector 33 of the laser processing apparatus 100 according to the present disclosure is configured to coaxially receive plasma light Lp in the visible light range and laser reflected light Lr in the infrared light range, and measure the light intensity of each. ing.
  • the photodetector 33 of this embodiment includes a first photodetector 331 and a second photodetector 332. They are arranged coaxially and in series. As illustrated, the first photodetector 331 and the second photodetector 332 are arranged in order along the propagation direction of the received welding light 13, and coaxially receive the welding light 13 on their respective light receiving surfaces 331A and 332A.
  • the light receiving surface 332A of the second photodetector 332 can be configured to be smaller than the light receiving surface 331A of the first photodetector 331.
  • the first photodetector 331 and the second photodetector 332 have output terminal portions 335 and 336, respectively, and can output an electric signal according to the amount of received light through photoelectric conversion.
  • FIG. 3 shows the relationship between the light receiving sensitivity characteristics of the photodetector 33 and the wavelength.
  • the first photodetector 331 has a center wavelength of 800 nm and a sensitivity region S1 of about 400 to 1200 nm.
  • the second photodetector 332 has a center wavelength of 1400 nm and a sensitivity region S2 of about 900 to 1800 nm.
  • the photodetector 33 configured in this manner has sensitivity over a wide wavelength range of 400 to 1800 nm and can detect light from the visible light range to the infrared light range.
  • the sensitivity region S1 of the first photodetector 331 and the sensitivity region S2 of the second photodetector 332 overlap. Therefore, light in the wavelength range of around 1000 to 1100 nm is detected by both photodetectors.
  • the first photodetector 331 which is disposed on the front side of the photodetector 33 in the -X direction shown in FIG. has.
  • the light in the infrared light range that has passed through the first photodetector 331 is received by the second photodetector 332 arranged on the rear side of the photodetector 33 (+Z side shown in FIG. 2).
  • the wavelength range W1 of the plasma light Lp in the visible light range is within the sensitivity range S1 of the first photodetector 331, it is detected only by the first photodetector 331.
  • the wavelength region W2 of the laser reflected light Lr in the infrared region is located in a region where the sensitivity region S1 of the first photodetector 331 and the sensitivity region S2 of the second photodetector 332 overlap. Therefore, a portion of the laser reflected light Lr is absorbed and detected by the first photodetector 331 (hereinafter referred to as a first reflected light portion Lr1). A portion of the laser reflected light that has passed through the first photodetector 331 (hereinafter referred to as a second reflected light portion Lr2) is detected by the second photodetector 332.
  • the conventional imaging optical system and the photodetector 33 configured to receive the plasma light Lp in the visible light range and the reflected light Lr in the infrared light range coaxially and detect each of them are different from each other.
  • the accuracy of welding quality evaluation may decrease.
  • FIGS. 4 to 5B a decrease in accuracy of welding quality evaluation that occurs when the photodetector 33 and a conventional imaging optical system are used will be described.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing a welding light measurement configuration 301 using a conventional imaging optical system 351 and the photodetector 33 of FIG. 2 for detecting a laser welding state.
  • FIG. 5A is an enlarged view of part A in FIG. 4, and is a schematic diagram showing measurement of plasma light Lp.
  • FIG. 5B is an enlarged view of part A in FIG. 4, and is a schematic diagram showing measurement of laser reflected light Lr.
  • the welding light measurement configuration 301 shown in FIG. 4 is composed of a conventionally often used imaging optical system 351 including a collimating lens 311 and an imaging lens 321, and a photodetector 33.
  • the welding light 131 transmitted by the optical fiber 6 includes plasma light Lp and laser reflected light Lr, is propagated in the +X direction shown in the figure, becomes a parallel light beam 132 along the incident optical axis O by the collimating lens 311, and further , an image is formed on the light receiving surface of the photodetector 33 by the imaging lens 321.
  • the light beam 133 of the plasma light Lp that has reached the photodetector 33 is imaged on the first photodetector 331 of the photodetector 33 and detected, as shown in FIG. 5A.
  • An electrical signal proportional to the light intensity of the plasma light Lp can be outputted from the output terminal section 335.
  • the light beam 134 of the laser reflected light Lr that has reached the photodetector 33 is incident on the first photodetector 331 disposed on the front side of the photodetector 33 in the -X direction, as shown in FIG. 5B.
  • the first photodetector 331 and the second photodetector 332 are arranged on the optical axis O of the welding light incident on the wavelength selection mask 34, as shown in FIGS. 5A and 5B.
  • the light detected by the first photodetector 331 includes both the plasma light Lp and the first reflected light portion Lr1 of the laser reflected light Lr
  • the light detected by the second photodetector 332 includes: A second reflected light portion Lr2 of the laser reflected light Lr is included. That is, the plasma light Lp and the laser reflected light Lr cannot be measured independently. Therefore, the accuracy of welding quality evaluation performed based on the light intensity detected by each of the first photodetector 331 and the second photodetector 332 deteriorates. Therefore, in the present embodiment, by applying the wavelength selective imaging optical system 35 to the laser processing apparatus 100, it is possible to improve the occurrence of a decrease in accuracy in welding quality evaluation.
  • the configuration of the wavelength selective imaging optical system according to the present disclosure will be described below with reference to FIGS. 6 to 7B.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing an example of the configuration of the wavelength selective imaging optical system 35 of the laser processing apparatus 100 of FIG. 1.
  • FIG. 7A is a schematic diagram showing a configuration example of the wavelength selection mask 341 of the wavelength selection type imaging optical system 35 of FIG. 6.
  • FIG. 7B is a schematic diagram showing a configuration example of the wavelength selection mask 342 of the wavelength selection type imaging optical system of FIG. 6.
  • the wavelength selective imaging optical system 35 shown in FIG. 6 includes a collimating lens 31, a wavelength selective mask 34, and an imaging lens 32, which are arranged coaxially in order along the propagation direction (+X direction in the drawing) of the received welding light 13. It is configured by a wavelength selective imaging optical system 35 including a photodetector 33.
  • the welding light 13 transmitted through the optical fiber 6 includes plasma light Lp and laser reflected light Lr, passes through the collimator lens 31 and reaches the wavelength selection mask 34, and the plasma light Lp transmitted through the wavelength selection mask 34 and the laser
  • the reflected light Lr is imaged by the imaging lens 32 on the photodetector 33 and detected.
  • the wavelength selection mask 341 which is an example of the configuration shown in FIG. 7A, can be configured with a disk-shaped glass substrate 341a, although it is not limited thereto.
  • a first region 341a1 and a second region 341a2 that receive welding light 13 are formed on the light-receiving surface 341A of the substrate 341a.
  • An infrared light reflection coat 345 is applied to the first region 341a1, and in this embodiment, the infrared light reflection coat 345 is a metal vapor deposited film in a wavelength region around the wavelength of 1070 nm of the laser reflected light Lr. It has the property of reflecting light in the wavelength range and transmitting light in other wavelength ranges.
  • the second region 341a2 is not coated with an infrared light reflective coating and has a characteristic of transmitting light in a wide wavelength range including plasma light Lp and laser reflected light Lr.
  • the plasma light Lp in the visible light range is transmitted through both the first region 341a1 and the second region 341a2 and is optically detected.
  • the laser reflected light Lr in the infrared region is reflected at the first region 341a1, and the portion transmitted through the second region 341a2 reaches the photodetector 33 and is detected. Detected.
  • the second region 341a2 has a smaller light-receiving area than the first region 341a1.
  • the wavelength selection mask 341 can transmit almost all of the received plasma light Lp, and can transmit only a part of the laser reflected light Lr.
  • the infrared light reflective coat 345 has a reflectance of 99% or more for light in the wavelength range of reflected light Lr around a wavelength of 1070 nm, and plasma light Lp in a wavelength range of 400 to 800 nm. It is configured to have a transmittance of 95% or more for light in the wavelength range of .
  • the characteristics of the infrared light reflective coat 345 are not limited to this.
  • the infrared light reflection coat 345 reflects light in an infrared light range on the long wavelength side from the wavelength range of the laser reflected light Lr, for example, light in the range of 1000 to 1800 nm, and reflects light in a wavelength range shorter than the wavelength range of the laser reflected light Lr. It may be configured to have a characteristic of transmitting light on the wavelength side, for example, light in the range of 400 to 900 nm.
  • the first region 341a1 and the second region 341a2 are configured to be rotationally symmetrical with respect to the optical axis O of the welding light incident on the wavelength selection mask 341.
  • the second region 341a2 is formed in the center of the substrate 341a, and the first region 341a1 is formed in an annular shape surrounding the second region 341a2.
  • the present disclosure is not limited to the shapes of the first and second regions of the wavelength selective mask.
  • the first region and second region of the wavelength selective mask may have other shapes depending on the application.
  • the wavelength selection mask 342 shown in FIG. 7B is different from the wavelength selection mask 341 shown in FIG. 7A in that it has an annular substrate 342a.
  • an infrared light reflective coating 345 similar to that of the wavelength selection mask 341 is applied to a light receiving surface 342A of a substrate 342a to form a first region 342a1.
  • the central portion through which the substrate 342a passes constitutes a second region 342a2, and the second region 342a2 transmits both the plasma light Lp and the laser reflected light Lr.
  • the wavelength selection mask 342 configured in this way, the plasma light Lp in the visible light range of the welding light 13 received by the light receiving surface 342A is transmitted through both the first region 342a1 and the second region 342a2. The light reaches the photodetector 33 and is detected. On the other hand, a portion of the laser reflected light Lr in the infrared region that is transmitted through the second region 342a2 reaches the photodetector 33 and is detected.
  • FIG. 8A is a schematic diagram showing measurement of plasma light Lp using the wavelength selective imaging optical system 35 of FIG.
  • FIG. 8B is an enlarged view of portion B of FIG. 8A.
  • FIG. 9A is a schematic diagram showing measurement of laser reflected light Lr using the wavelength selective imaging optical system 35 of FIG.
  • FIG. 9B is an enlarged view of portion C of FIG. 9A.
  • the light beam 14 of the plasma light Lp in the wavelength range of 400 to 800 nm transmitted from the optical fiber 6 reaches the wavelength selection mask 34 as a parallel light beam 141 through the collimator lens 31.
  • the infrared light reflective coating 345 applied to the first region 34a1 on the outer periphery of the light-receiving surface 34A of the wavelength selection mask 34 has a property of transmitting light in the visible light range.
  • the second region 34a2 in the center of the mask 34 transmits light in the visible light range and infrared light range.
  • the plasma light Lp is transmitted through the wavelength selection mask 34, and a light beam 142 of the transmitted plasma light Lp is focused by the imaging lens 32, and a light beam 143 is focused on the first photodetector 331 of the photodetector 33. ( Figure 8B).
  • the plasma light Lp of the transmitted welding light 13 passes through the wavelength selection mask 34, is received and detected by the first photodetector 331 of the photodetector 33, and the light intensity of the plasma light Lp is changed.
  • a proportional signal can be output from the output terminal section 335 of the first photodetector 331.
  • the light beam 143 of the plasma light Lp imaged on the first photodetector 331 is similar to or smaller than the light receiving surface 331A at the light receiving surface 331A of the first photodetector 331.
  • a beam spot can be formed.
  • the energy (light intensity) of the plasma light Lp incident on the wavelength selective imaging optical system 35 can be utilized to the maximum.
  • the light beam 15 of the laser reflected light Lr with a wavelength of around 1070 nm transmitted from the optical fiber 6 reaches the wavelength selection mask 34 as a parallel light beam 151 through the collimating lens 31.
  • the infrared light reflective coat 345 applied to the first region 34a1 on the outer periphery of the light-receiving surface 34A of the wavelength selection mask 34 has a characteristic of reflecting light with a wavelength of around 1070 nm. Therefore, the light beam 151 of the laser reflected light Lr is reflected by the infrared light reflective coat 345 in the first region 34a1 of the wavelength selection mask 34.
  • the second region 34a2 at the center of the wavelength selection mask 34 is not coated with the infrared light reflective coating 345 and transmits light in the infrared region, so the light beam 151 of the laser reflected light Lr is , is transmitted through the wavelength selection mask 34 in the second region 34a2.
  • the light beam 152 of the laser reflected light Lrt that has passed through the wavelength selection mask 34 is focused by the imaging lens 32, and the light beam 153 is directed to the front side of the photodetector 33 in the ⁇ X direction.
  • the photodetector reaches the first photodetector 331 located therein.
  • a first reflected light portion Lrt1 is absorbed by the first photodetector 331 and detected.
  • the light beam 154 of the second reflected light portion Lrt2 that has passed through the first photodetector 331 is focused on and detected by the second photodetector 332 disposed on the rear side (+Z side in the figure) of the photodetector 33.
  • the second reflected light portion Lrt2 of the laser reflected light Lr passes through the second region 34a2 of the wavelength selection mask 34 and further reaches the second photodetector 332.
  • the light is received and detected by the second photodetector 332 of the photodetector 33, and a signal proportional to the light intensity of the second reflected light portion Lrt2 can be outputted from the output terminal section 336 of the second photodetector 332.
  • the first reflected light portion Lrt1 of the laser reflected light Lr that has passed through the second region 34a2 of the wavelength selection mask 34 is transmitted to the first reflected light portion Lrt1 of the photodetector 33 along with the plasma light Lp. 1 photodetector 331.
  • the second region 34a2 of the wavelength selection mask 34 is configured to have a smaller light receiving area than the first region 34a1, the first reflection detected by the first photodetector 331
  • the light portion Lrt1 is a part of the received laser reflected light Lr. Therefore, compared to the case of using the conventional imaging optical system shown in FIGS.
  • the proportion of laser reflected light included in the light detected by the first photodetector 331 is reduced.
  • the plasma light and the laser reflected light can be measured almost independently by the first photodetector 331 and the second photodetector 332, respectively. Therefore, the accuracy of welding quality evaluation performed based on the light intensity detected by each of the first photodetector 331 and the second photodetector 332 can be improved.
  • the light beam 154 of the second reflected light portion Lrt2 that is imaged on the second photodetector 332 is formed on the light receiving surface 332A of the second photodetector 332 in the same manner as the light receiving surface 332A or from the light receiving surface 332A. can also form a small beam spot. Thereby, the energy (light intensity) of the second reflected light portion Lrt2 that has reached the second photodetector 332 can be utilized to the maximum.
  • the size of the beam spot on the light receiving surface of the first photodetector 331 of the photodetector 33 is ⁇ 3 mm
  • the size of the beam spot on the light receiving surface of the second photodetector 332 is ⁇ 0.5 mm.
  • the ratio of the light intensity of the plasma light Lp and the light intensity of the laser reflected light Lr is set to 1:1.
  • the ratio of the light intensity of the plasma light Lp to the light intensity of the laser reflected light Lr is also 1:1.
  • the first reflected light portion Lrt1 detected by the first photodetector 331 is incident with a beam spot of approximately ⁇ 0.5 mm. That is, with respect to the ⁇ 3 mm beam spot of the light beam 151 of the laser reflected light Lr received by the wavelength selection mask 34, only the first reflected light portion Lrt1 that has passed through the approximately ⁇ 0.5 mm central portion is detected by the first photodetector. 331 can be reached.
  • the first reflected light portion Lrt1 received by the first photodetector 331 is only about 2.8% of the laser reflected light Lr received by the wavelength selective imaging optical system 35. It is. Therefore, the ratio of the light intensity of the plasma light Lp received and detected by the first photodetector 331 to the light intensity of the first reflected light portion Lrt1 of the laser reflected light Lr is 1:0.028.
  • the plasma light detected by the first photodetector 331 has less laser reflection.
  • the relative intensity of the light is extremely small at only 2.8%, and it can be said that the signal output by the first photodetector 331 is approximately the light intensity of the plasma light Lp included in the welding light.
  • the signal output by the second photodetector 332 is the light intensity of the first reflected light portion Lrt1, which is a part of the laser reflected light Lr included in the welding light.
  • the light intensity of the second reflected light portion Lrt2 of the laser reflected light Lr detected by the second photodetector 332 decreases.
  • the second region 34a2 of the wavelength selection mask 34 can be configured according to the light intensity of the received welding light, the ratio of the plasma light Lp to the laser reflected light Lr, the size of the beam spot, and the sensitivity of the photodetector. can.
  • the laser processing apparatus 100 of the present disclosure separates the welding light emitted from the welding part during laser welding by wavelength, and coaxially measures the obtained plasma light and laser reflected light in different wavelength regions. Welding quality can be evaluated using
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing the configuration of a laser processing apparatus 100a according to Example 2 of the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 11 is a block diagram showing an example of the configuration of the welding quality evaluation device 40 of the laser processing device 100a of FIG. 10.
  • a laser processing apparatus 100a shown in FIG. 10 differs from the laser processing apparatus 100 shown in FIG. 1 in that it includes a welding quality evaluation device 40.
  • the same elements as those in the laser processing apparatus 100 of FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
  • the laser processing device 100a includes a welding device 20, a welding light measuring device 30, and a welding quality evaluation device 40.
  • the welding device 20 performs laser welding by irradiating the workpiece 16 with a laser beam, and introduces the welding light emitted from the welding part of the workpiece 16 during laser welding into a welding light measuring device 30 to measure the welding light.
  • the light intensity measured by the optical measurement device 30 is transmitted to the welding quality evaluation device 40, and the welding quality evaluation device 40 can evaluate the quality of laser welding based on the received light intensity.
  • arrow E in FIG. 10 indicates the transmission direction of data on the light intensity measured by the welding light measuring device 30.
  • the welding device 20 and the welding light measuring device 30 of the laser processing device 100a have the same configuration as the laser processing device 100 shown in FIG. The configuration of the welding quality evaluation device 40 will be described in detail below.
  • the welding quality evaluation device 40 may be, for example, a computer.
  • a general-purpose computer device can be used as this computer device, and includes, for example, a light intensity acquisition section 41, a light intensity processing section 42, a storage section 43, and an output section 44, as shown in FIG. , are electrically connected to the welding light measuring device 30.
  • the welding quality evaluation device 40 can evaluate the quality of welding based on the light intensity measurement data from the welding light measurement device 30.
  • the light intensity acquisition unit 41 uses the welding light measurement device 30 to obtain information about the plasma light Lp emitted from the welded part of the workpiece 16 during laser welding and the laser reflected light Lr, which are measured by the photodetector 33. Obtain signal data proportional to light intensity.
  • the light intensity processing unit 42 may be, for example, a central processing operator (CPU), a microcomputer, or a processing device capable of executing computer-executable instructions. Based on the signal data of the plasma light Lp and the signal of the laser reflected light Lr acquired by the light intensity acquisition unit 41, and the correlation data stored in the storage unit 43, the light intensity processing unit 42 performs the following processing. Welding quality is evaluated by running a data processing program.
  • CPU central processing operator
  • microcomputer a microcomputer
  • the storage unit 43 may be, for example, an auxiliary storage device such as a hard disk drive, and stores a data processing program executed by the light intensity processing unit 42, various data, and the like.
  • the data stored in the storage unit 43 includes, for example, correlation data between the signal of the plasma light Lp, the signal of the laser reflected light Lr, and the quality of welding.
  • the output unit 44 may be an output interface circuit that outputs data from the welding quality evaluation device 40 to the outside.
  • the welding quality evaluation device 40 may acquire a data processing program, etc. to be executed by the light intensity processing section 42 from a portable storage medium.
  • a storage medium is a storage medium that stores information such as a recorded program by electrical, magnetic, optical, mechanical, or chemical action so that a computer or other device, machine, etc. can read the recorded program information. It is a medium for Further, when the welding quality evaluation device 40 is connected to a network, data processing programs and the like may be downloaded from the network as necessary.
  • the laser processing apparatus of the present disclosure uses a photodetector including two photodetectors with different sensitivity regions to produce welding light that includes plasma light emitted from a workpiece and laser reflected light during laser welding. can be measured by receiving the light coaxially.
  • a wavelength selective imaging optical system equipped with a wavelength selective mask the plasma light and the laser reflected light are separately imaged on two photodetectors, and the light intensities are measured independently of each other. Welding quality can be evaluated based on the obtained light intensity.
  • the laser processing device of the present disclosure can be applied to a device that measures welding light including light in different wavelength regions generated during laser welding.
  • the present disclosure can be used, for example, to evaluate welding quality based on measurement of welding light generated during laser welding.

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Abstract

本開示の一態様に係るレーザ加工装置は、レーザ照射光をワークに照射して溶接を行う溶接装置と、結像光学系と、第１フォトディテクタと、第２フォトディテクタとを含み、レーザ溶接時にワークから放出される溶接光を受光して測定する溶接光測定装置と、を備える。溶接光は、第１波長領域の第１光と第２波長領域の第２光とを含み、結像光学系は、波長選択マスクを含み、波長選択マスクを透過した第１光の光線を第１フォトディテクタに結像させ、波長選択マスクを透過した第２光の光線を第２フォトディテクタに結像させる。波長選択マスクは、溶接光を受光する第１の領域と第２の領域を含み、第１の領域は、第２光を反射するとともに第１光を透過し、第２の領域は、第１光及び第２光を透過し、第２の領域は、第１の領域よりも小さい受光面積を有する。第１フォトディテクタと第２フォトディテクタとは、波長選択マスクに入射する溶接光の光軸上に配置されている。

Description

レーザ加工装置
　本開示は、レーザ加工装置に関し、より詳細には、レーザ照射光をワークに照射してレーザ溶接を行うときに、ワークから放出される溶接光を測定して溶接品質評価することができるレーザ加工装置に関するものである。
　レーザ加工装置には、パルス又は連続のレーザ照射光をワークに照射してレーザ溶接を行うものがある。また、レーザ溶接を行うときに、溶接部から放出される溶接光を測定することによって、レーザ溶接の品質評価をすることができる。レーザ溶接の品質評価方法は、例えば、レーザ溶接時に放出される溶接光のピーク強度又はその平均強度に基づいて、リアルタイムでレーザ溶接の品質評価を行うことができる。ここで、溶接光は、レーザ溶接時に、レーザ照射光に入射されたワークの溶接部からのレーザ光の反射光と、溶接の過程で発生されるプラズマ光とを含む。
　レーザ溶接の品質評価のために、例えば、特許文献１にて提案された溶接状態検出装置がある。特許文献１には、レーザ溶接時に溶接部から放出される溶接光を光ファイバによって伝送し、ダイクロイックミラー（波長分離ミラー）により波長分離して、得られたプラズマ光とレーザ反射光とを、互いに独立した２つの測定光学系を用いてそれぞれ測定し、溶接品質評価を行う溶接状態検出装置が開示されている。
特開２０００－３３４５８７号公報
　しかしながら、特許文献１の溶接状態検出装置では、溶接光をダイクロイックミラー等によってプラズマ光とレーザ反射光とを空間的に分離させて、別々の測定光学系を用いて測定している。このような構成では、測定光学系は、部品点数が多く、装置の小型化が困難である。
　そこで、本開示の目的は、上記従来の課題を解決するものであって、部品点数が少なく、装置の小型化を容易にするレーザ加工装置を提供することである。
　前記目的を達成するために、本開示の一態様に係るレーザ加工装置は、レーザ照射光をワークに照射して溶接を行う溶接装置と、結像光学系と、第１フォトディテクタと、第２フォトディテクタとを含み、レーザ溶接時にワークから放出される溶接光を受光して測定する溶接光測定装置と、を備える。溶接光は、第１波長領域の第１光と第２波長領域の第２光とを含み、結像光学系は、波長選択マスクを含み、波長選択マスクを透過した第１光の光線を第１フォトディテクタに結像させ、波長選択マスクを透過した第２光の光線を第２フォトディテクタに結像させる。波長選択マスクは、溶接光を受光する第１の領域と第２の領域を含み、第１の領域は、第２光を反射するとともに第１光を透過し、第２の領域は、第１光及び第２光を透過し、第２の領域は、第１の領域よりも小さい受光面積を有する。第１フォトディテクタと第２フォトディテクタとは、波長選択マスクに入射する溶接光の光軸上に配置されている。
　本開示の一態様に係るレーザ加工装置によれば、部品点数が少なく、装置の小型化を容易にするレーザ加工装置を提供することができる。
本開示の実施の形態の実施例１に係るレーザ加工装置の構成を示す概略図である。 図１のレーザ加工装置の溶接光測定装置の光検出器の構成を示す図である。 図２の光検出器の感度と波長との関係を示す図である。 レーザ溶接状態を検出するための従来の結像光学系と図２の光検出器とを用いた溶接光測定構成を示す概略図である。 図４の部分Ａの拡大図であって、プラズマ光の測定を示す概略図である。 図４の部分Ａの拡大図であって、レーザ反射光の測定を示す概略図である。 図１のレーザ加工装置の波長選択型結像光学系の構成の一例を示す概略図である。 図６の波長選択型結像光学系の波長選択マスクの構成の一例を示す概略図である。 図６の波長選択型結像光学系の波長選択マスクの構成の他の一例を示す概略図である。 図６の波長選択型結像光学系を用いたプラズマ光の測定を示す概略図である。 図８Ａの部分Ｂの拡大図である。 図６の波長選択型結像光学系を用いたレーザ反射光の測定を示す概略図である。 図９Ａの部分Ｃの拡大図である。 本開示の実施の形態の実施例２に係るレーザ加工装置の構成を示す概略図である。 図１０のレーザ加工装置の溶接品質評価装置の一構成例を示すブロック図である。
　本開示の第１態様によれば、レーザ照射光をワークに照射して溶接を行う溶接装置と、波長選択型結像光学系と、第１フォトディテクタと、第２フォトディテクタとを含み、レーザ溶接時にワークから放出される溶接光を受光して測定する溶接光測定装置と、を備え、溶接光は、第１波長領域の第１光と第２波長領域の第２光とを含み、波長選択型結像光学系は、波長選択マスクを含み、受光した溶接光に対し、波長選択マスクを透過した第１光の光線と第２光の光線とを、第１フォトディテクタと第２フォトディテクタとに別々に結像させ、波長選択マスクは、溶接光を受光する第１の領域と第２の領域を含み、第１の領域は、第２光を反射するとともに第１光を透過し、第２の領域は、第１光及び第２光を透過し、第２の領域は第１の領域よりも小さい受光面積を有し、第１フォトディテクタと第２フォトディテクタとは、第１光と第２光とを同軸に受光するように配置されている、レーザ加工装置を提供する。
　この態様によれば、部品点数が少なく、装置の小型化を容易にするレーザ加工装置を提供することができる。
　本開示の第２態様によれば、第１光は、レーザ溶接時にワークから放出されるプラズマ光であり、第２光は、レーザ溶接時にワークによるレーザ照射光の反射光であり、第１波長領域は可視光域にあり、第２波長領域は赤外光域にある、第１態様に記載のレーザ加工装置を提供する。
　本開示の第３態様によれば、第１フォトディテクタは、第１波長領域の光及び第２波長領域の光に対して感度を有し、第２フォトディテクタは、第２波長領域の光に対して感度を有する、第１又は第２態様に記載のレーザ加工装置を提供する。
　本開示の第４態様によれば、第１の領域は、赤外光反射コートが施され、赤外光反射コートは、第２波長領域の光に対し、９９％以上の反射率を有し、第１波長領域の光に対し、９５％以上の透過率を有する、第１から第３態様のいずれか１つに記載のレーザ加工装置を提供する。
　本開示の第５態様によれば、赤外光反射コートは、第２波長領域から長波長側の赤外光域の光を反射し、第２波長領域よりも短波長側の光を透過する、第４態様に記載のレーザ加工装置を提供する。
　本開示の第６態様によれば、赤外光反射コートは、第２波長領域以外の光を透過する、第４態様に記載のレーザ加工装置を提供する。
　本開示の第７態様によれば、第１の領域と第２の領域とは、波長選択マスクに入射する溶接光の光軸に関してそれぞれ回転対称である、第１から第６態様のいずれか１つに記載のレーザ加工装置を提供する。
　本開示の第８態様によれば、第１フォトディテクタと第２フォトディテクタとは、波長選択型結像光学系が受光した溶接光の伝搬方向に沿って順に配置され、波長選択マスクを透過した第２光の一部は、第１フォトディテクタを透過して第２フォトディテクタで受光される、第１から第７態様のいずれか１つに記載のレーザ加工装置を提供する。
　本開示の第９態様によれば、第１フォトディテクタと第２フォトディテクタとのそれぞれにより検知された光強度の信号を受信し、光強度の信号に基づいて、レーザ溶接の品質を評価する溶接品質評価装置を更に備える、第１から第８態様のいずれか１つに記載のレーザ加工装置を提供する。
　なお、上記様々な実施形態のうちの任意の実施形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。
　以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
　本開示の実施の形態１に係るレーザ加工装置について、図１乃至図１１を参照しながら説明する。添付図面及び以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供するものであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。また、各図においては、説明を容易なものとするため、各要素を誇張して示している。なお、図面において実質的に同一の部材については、同一の符号を付している。
　《実施の形態》
　（実施例１に係るレーザ加工装置の構成）
　本開示の実施の形態の実施例１に係るレーザ加工装置の全体構成について、図１を参照しながら説明する。図１は、本開示の実施の形態の実施例１に係るレーザ加工装置１００の構成を示す概略図である。図１において、レーザ加工装置１００は、Ｘ－Ｙ平面上に示されている。
　図１に示すレーザ加工装置１００は、溶接装置２０と、溶接光測定装置３０とを備えている。レーザ加工装置１００において、溶接装置２０は、ワーク１６に対してレーザ光を照射してレーザ溶接を行い、レーザ溶接時にワーク１６の溶接部から放出される溶接光を、溶接光測定装置３０に導入し、測定することによってレーザ溶接の品質評価をすることができる。以下、レーザ加工装置１００の構成要素及び動作について、詳細に説明する。
　＜溶接装置＞
　溶接装置２０は、レーザ発振器１と、コリメートレンズ２と、集光レンズ３と、全反射ミラー４と、集光レンズ５と、光ファイバ６とを備えている。
　レーザ発振器１から出射したレーザ照射光Ｌｍのレーザビーム１０は、コリメートレンズ２を通して平行な光ビームとなり、全反射ミラー４により反射され、集光レンズ３によって集光され、図示－Ｙ方向に沿ってワーク１６に照射する。ワーク１６の下には接合物１７が設置されている。ワーク１６と接合物１７とは、ステージ１８上に固定され、ステージ１８により移動されるとともに、レーザビーム１０に照射されることによってレーザ溶接される。
　レーザ溶接する際には、ワーク１６の溶接部から放出される溶接光１１は、図示＋Ｙ方向に沿って集光レンズ３と全反射ミラー４を透過し、透過した溶接光１２は、集光レンズ５によって光ファイバ６に集光され、光ファイバ６によって溶接光測定装置３０に伝送される。
　なお、図１において、明瞭化のために、各光ビームを主光線のみで示している。また、全反射ミラー４とワーク１６との間に、レーザ照射光Ｌｍのレーザビーム１０と溶接光１１とを分けて図示しているが、実際には、レーザ照射光Ｌｍのレーザビーム１０と溶接光１１とは、同一の経路に沿って集光レンズ３を通過することになる。
　＜溶接光測定装置＞
　光ファイバ６に伝送され、図示＋Ｘ方向に沿って溶接光測定装置３０に入射される溶接光１３は、ワーク１６の溶接部で発生したプラズマ光Ｌｐと、ワーク１６によるレーザ照射光に対する反射光Ｌｒ（以下、レーザ反射光Ｌｒと称す）とを含む。溶接光測定装置３０は、波長選択型結像光学系３５と光検出器３３とを含む。本実施の形態では、波長選択型結像光学系３５は、入射された、プラズマ光Ｌｐとレーザ反射光Ｌｒとを、光検出器３３に別々に結像させ、光検出器３３は、プラズマ光Ｌｐとレーザ反射光Ｌｒとのそれぞれの光強度を測定する。
　先ず、溶接光測定装置３０の光検出器３３について、図２及び図３を参照して説明する。図２は、図１のレーザ加工装置１００の溶接光測定装置３０の光検出器３３の構成を示す図である。図３は、図２の光検出器３３の感度と波長との関係を示す図である。
　光検出器３３は、フォトダイオードによって構成することができ、受光したプラズマ光Ｌｐとレーザ反射光Ｌｒとのそれぞれの光強度をモニタすることができる。光検出器３３は、入射される光の波長領域に応じて選定される。例えば、溶接光測定装置３０に入射される溶接光１３のうち、プラズマ光Ｌｐは、波長領域が４００～８００ｎｍの可視光域の光であるため、プラズマ光Ｌｐを測定するには、４００～８００ｎｍの波長領域に感度を持つフォトダイオードを選定することができる。
　一方、レーザ溶接用のレーザ発振器１は、発振波長が１０７０ｎｍのファイバーレーザであってもよく、発振波長が１０６４ｎｍのＹＡＧレーザ、又は発振波長が１０３０ｎｍ付近のディスクレーザ等を用いてもよい。従って、レーザ照射光Ｌｍは１０００ｎｍ付近の赤外光域の光である。同様の波長領域のレーザ反射光Ｌｒを測定するためには、１０００ｎｍ付近の波長領域に感度を持つフォトダイオードを選定することができる。
　従来の溶接状態検出装置は、例えば、特許文献１のように、２つの独立した光検出器を用いて、可視光域のプラズマ光と赤外光域のレーザ反射光とをそれぞれ測定するように構成される。近年、互いに異なる感度領域を持つ２つのフォトディテクタが重ねて一体に構成された光検出器が開発され、このような一体型光検出器は、可視光域から赤外光域までの広い波長領域の光を測定することができる。本開示に係るレーザ加工装置１００の光検出器３３は、可視光域のプラズマ光Ｌｐと赤外光域のレーザ反射光Ｌｒとを同軸に受光し、それぞれの光強度を測定するように構成されている。
　図２に示すように、本実施の形態の光検出器３３は、第１フォトディテクタ３３１と第２フォトディテクタ３３２とを含み、第１フォトディテクタ３３１と第２フォトディテクタ３３２とは、入射する溶接光１３に対して、同軸に直列方向に配置されている。図示のように、受光した溶接光１３の伝搬方向に沿って、第１フォトディテクタ３３１と第２フォトディテクタ３３２とは順に配置され、それぞれの受光面３３１Ａ，３３２Ａにおいて溶接光１３を同軸に受光する。第２フォトディテクタ３３２の受光面３３２Ａは、第１フォトディテクタ３３１の受光面３３１Ａよりも小さく構成することができる。また、第１フォトディテクタ３３１と第２フォトディテクタ３３２とは、それぞれ出力端子部３３５，３３６を有し、光電変換によって受光量に応じた電気信号を出力することができる。
　図３は、光検出器３３の受光感度特性と波長との関係を示している。第１フォトディテクタ３３１は、中心波長が８００ｎｍで、約４００～１２００ｎｍの感度領域Ｓ１を有する。一方、第２フォトディテクタ３３２は、中心波長が１４００ｎｍで、約９００～１８００ｎｍの感度領域Ｓ２を有する。このように構成された光検出器３３は、広い波長領域４００～１８００ｎｍにわたって感度を有し、可視光域から赤外光域までの光を検出できる。また、１０００ｎｍ近辺の波長領域において、第１フォトディテクタ３３１の感度領域Ｓ１と、第２フォトディテクタ３３２の感度領域Ｓ２とが重なっている。そのため、波長領域が１０００～１１００ｎｍ付近の光は、両方のフォトディテクタに検知されることになる。ここで、図２に示す光検出器３３の－Ｘ方向に向かう前方側に配置されている第１フォトディテクタ３３１は、波長が１０００ｎｍ以上の赤外光域の光に対して、少なくとも部分透過する特性を有する。第１フォトディテクタ３３１を透過した赤外光域の光は、光検出器３３の後方側（図２に示す＋Ｚ側）に配置されている第２フォトディテクタ３３２で受光される。
　図３に示すように、可視光域のプラズマ光Ｌｐの波長領域Ｗ１が第１フォトディテクタ３３１の感度領域Ｓ１内にあるため、第１フォトディテクタ３３１にのみ検出される。一方、赤外光域のレーザ反射光Ｌｒの波長領域Ｗ２が第１フォトディテクタ３３１の感度領域Ｓ１と第２フォトディテクタ３３２の感度領域Ｓ２との重なる領域にある。そのため、レーザ反射光Ｌｒの一部が第１フォトディテクタ３３１に吸収されて検出される（以下、第１反射光部分Ｌｒ１と称す）。第１フォトディテクタ３３１を透過したレーザ反射光の部分（以下、第２反射光部分Ｌｒ２と称す）が、第２フォトディテクタ３３２によって検出されることとなる。
　しかしながら、このように可視光域のプラズマ光Ｌｐと赤外光域の反射光Ｌｒとを同軸に受光し、それぞれを検出するように構成された光検出器３３と従来の結像光学系とを用いてレーザ溶接状態を検出する場合、溶接の品質評価の精度低下が生じる場合がある。以下、図４から図５Ｂを参照して、光検出器３３と従来の結像光学系とを利用したときに生じる溶接の品質評価の精度低下について説明する。
　＜溶接の品質評価の精度低下の発生＞
　図４は、レーザ溶接状態を検出するための従来の結像光学系３５１と図２の光検出器３３とを用いた溶接光測定構成３０１を示す概略図である。図５Ａは、図４の部分Ａの拡大図であって、プラズマ光Ｌｐの測定を示す概略図である。図５Ｂは、図４の部分Ａの拡大図であって、レーザ反射光Ｌｒの測定を示す概略図である。
　図４に示す溶接光測定構成３０１は、コリメートレンズ３１１と結像レンズ３２１とを含む従来用いられることが多い結像光学系３５１と光検出器３３とによって構成されている。光ファイバ６によって伝送されてきた溶接光１３１は、プラズマ光Ｌｐとレーザ反射光Ｌｒを含み、図示＋Ｘ方向に伝搬され、コリメートレンズ３１１で入射光軸Ｏに沿った平行な光ビーム１３２となり、更に、結像レンズ３２１で、光検出器３３の受光面に結像される。
　光検出器３３に到達したプラズマ光Ｌｐの光ビーム１３３は、図５Ａに示すように、光検出器３３の第１フォトディテクタ３３１に結像されて検出される。プラズマ光Ｌｐの光強度に比例した電気信号が出力端子部３３５により出力することができる。一方、光検出器３３に到達したレーザ反射光Ｌｒの光ビーム１３４は、図５Ｂに示すように、光検出器３３の－Ｘ方向に向かう前方側に配置されている第１フォトディテクタ３３１に入射し、レーザ反射光Ｌｒのうち、第１反射光部分Ｌｒ１が第１フォトディテクタ３３１に吸収されて検出されたのち、第１フォトディテクタ３３１を透過した第２反射光部分Ｌｒ２の光ビーム１３５は、後方側（図示＋Ｚ側）に配置されている第２フォトディテクタ３３２に結像されて検出される。第２反射光部分Ｌｒ２の光強度に比例した電気信号が出力端子部３３６により出力することができる。また、第１フォトディテクタ３３１に吸収されて検出された第１反射光部分Ｌｒ１の光強度に比例した電気信号が第１フォトディテクタ３３１の出力端子部３３５により出力される。以上のように、第１フォトディテクタ３３１および第２フォトディテクタ３３２は、図５Ａ，図５Ｂに示すように、波長選択マスク３４に入射する溶接光の光軸Ｏ上に配置されている。
　このように、第１フォトディテクタ３３１により検出される光には、プラズマ光Ｌｐとレーザ反射光Ｌｒの第１反射光部分Ｌｒ１との両方が含まれ、第２フォトディテクタ３３２により検出される光には、レーザ反射光Ｌｒの第２反射光部分Ｌｒ２が含まれることになる。すなわち、プラズマ光Ｌｐとレーザ反射光Ｌｒとは、独立して測定することができない。したがって、第１フォトディテクタ３３１と第２フォトディテクタ３３２とのそれぞれにより検出された光強度に基づいて行われる溶接の品質評価は、精度低下が生じてしまう。そこで、本実施の形態では、波長選択型結像光学系３５をレーザ加工装置１００に適用することによって、溶接の品質評価の精度低下の発生を改善することができる。以下、図６から図７Ｂを参照して、本開示に係る波長選択型結像光学系の構成について説明する。
　＜波長選択型結像光学系の構成＞
　図６は、図１のレーザ加工装置１００の波長選択型結像光学系３５の構成の一例を示す概略図である。図７Ａは、図６の波長選択型結像光学系３５の波長選択マスク３４１の構成例を示す概略図である。図７Ｂは、図６の波長選択型結像光学系の波長選択マスク３４２の構成例を示す概略図である。
　図６に示す波長選択型結像光学系３５は、受光した溶接光１３の伝搬方向（図示＋Ｘ方向）に沿って順に同軸配置されたコリメートレンズ３１と、波長選択マスク３４と、結像レンズ３２とを含む波長選択型結像光学系３５と、光検出器３３とによって構成されている。光ファイバ６によって伝送されてきた溶接光１３は、プラズマ光Ｌｐとレーザ反射光Ｌｒを含み、コリメートレンズ３１を通って波長選択マスク３４に到達し、波長選択マスク３４を透過したプラズマ光Ｌｐとレーザ反射光Ｌｒとは、結像レンズ３２によって光検出器３３に結像されて検出される。
　（波長選択マスクの第１の構成例）
　図７Ａに示す一構成例である波長選択マスク３４１は、これに限定されないが、円盤状のガラス基板３４１ａで構成することができる。本実施の形態では、図示のように、基板３４１ａの受光面３４１Ａには、溶接光１３を受光する第１の領域３４１ａ１と第２の領域３４１ａ２とが形成されている。第１の領域３４１ａ１には、赤外光反射コート３４５が施され、赤外光反射コート３４５は、本実施の形態では、金属蒸着膜であって、レーザ反射光Ｌｒの波長１０７０ｎｍ付近の波長領域の光を反射するとともに、それ以外の波長領域の光を透過する特性を有している。一方、第２の領域３４１ａ２には、赤外光反射コートが施されておらず、プラズマ光Ｌｐとレーザ反射光Ｌｒとを含む広い波長領域の光に対して透過する特性を有している。これによって、波長選択マスク３４１の受光面３４１Ａに入射された溶接光１３のうち、可視光域のプラズマ光Ｌｐは、第１の領域３４１ａ１と第２の領域３４１ａ２との両方において透過して光検出器３３に到達して検出されるに対し、赤外光域のレーザ反射光Ｌｒは、第１の領域３４１ａ１において反射され、第２の領域３４１ａ２において透過した部分が光検出器３３に到達して検出される。図示のように、第２の領域３４１ａ２は第１の領域３４１ａ１よりも小さい受光面積を有する。これによって、波長選択マスク３４１は、受光したプラズマ光Ｌｐに対して、概ね全ての光量を透過させるとともに、レーザ反射光Ｌｒに対して、一部の光量のみを透過させることができる。
　赤外光反射コート３４５は、本実施の形態において、波長１０７０ｎｍ付近の反射光Ｌｒの波長領域の光に対して、９９％以上の反射率を有し、波長領域が４００～８００ｎｍのプラズマ光Ｌｐの波長領域の光に対して、９５％以上の透過率を有するように構成されている。しかし、赤外光反射コート３４５の特性は、これに限定されない。例えば、赤外光反射コート３４５は、レーザ反射光Ｌｒの波長領域から長波長側の赤外光域の光、例えば、１０００～１８００ｎｍの光を反射し、レーザ反射光Ｌｒの波長領域よりも短波長側の光、例えば、４００～９００ｎｍの光を透過する特性を有するように構成されてもよい。
　また、本実施の形態では、第１の領域３４１ａ１と第２の領域３４１ａ２とは、波長選択マスク３４１に入射する溶接光の光軸Ｏに関してそれぞれ回転対称に構成されている。第２の領域３４１ａ２は、基板３４１ａの中央部に形成され、第１の領域３４１ａ１は、第２の領域３４１ａ２を囲む環状形に形成されている。しかし、本開示は、波長選択マスクの第１の領域と第２の領域との形状に限定されない。波長選択マスクの第１の領域と第２の領域とは、用途に応じて、他の形状を有してもよい。
　（波長選択マスクの第２の構成例）
　図７Ｂに示す波長選択マスク３４２は、環状形の基板３４２ａを有する構成で図７Ａに示す波長選択マスク３４１と異なる。波長選択マスク３４２は、基板３４２ａの受光面３４２Ａに、波長選択マスク３４１と同様の赤外光反射コート３４５が施されて第１の領域３４２ａ１が形成されている。本実施の形態では、基板３４２ａの貫通する中央部が第２の領域３４２ａ２を構成し、第２の領域３４２ａ２は、プラズマ光Ｌｐとレーザ反射光Ｌｒとをともに透過する。このように構成された波長選択マスク３４２によって、受光面３４２Ａで受光した溶接光１３のうち、可視光域のプラズマ光Ｌｐは、第１の領域３４２ａ１と第２の領域３４２ａ２との両方において透過して光検出器３３に到達して検出される。一方、赤外光域のレーザ反射光Ｌｒは、第２の領域３４２ａ２において透過した部分が光検出器３３に到達して検出される。
　＜波長選択型結像光学系の動作＞
　図８Ａから図９Ｂを参照して、本開示に係る波長選択型結像光学系３５を用いた、プラズマ光Ｌｐとレーザ反射光Ｌｒの測定について説明する。また、以下の説明では、光ファイバ６から伝送されてきた溶接光１３を、プラズマ光Ｌｐの光ビーム１４とレーザ反射光Ｌｒの光ビーム１５とに分けて説明する。図８Ａは、図６の波長選択型結像光学系３５を用いたプラズマ光Ｌｐの測定を示す概略図である。図８Ｂは、図８Ａの部分Ｂの拡大図である。図９Ａは、図６の波長選択型結像光学系３５を用いたレーザ反射光Ｌｒの測定を示す概略図である。図９Ｂは、図９Ａの部分Ｃの拡大図である。
　図８Ａに示すように、光ファイバ６から伝送されてきた波長領域４００～８００ｎｍのプラズマ光Ｌｐの光ビーム１４は、コリメートレンズ３１により、平行な光ビーム１４１で波長選択マスク３４に到達する。本実施の形態では、波長選択マスク３４の受光面３４Ａの外周部における第１の領域３４ａ１に施された赤外光反射コート３４５は、可視光域の光を透過する特性を有し、波長選択マスク３４の中央部における第２の領域３４ａ２は可視光域及び赤外光域の光を透過する。したがって、プラズマ光Ｌｐは波長選択マスク３４を透過し、透過したプラズマ光Ｌｐの光ビーム１４２は、結像レンズ３２により集束された光ビーム１４３は、光検出器３３の第１フォトディテクタ３３１に結像される（図８Ｂ）。
　このように、伝送されてきた溶接光１３のうち、プラズマ光Ｌｐは、波長選択マスク３４を透過し、光検出器３３の第１フォトディテクタ３３１で受光されて検出され、プラズマ光Ｌｐの光強度に比例した信号が第１フォトディテクタ３３１の出力端子部３３５より出力することができる。
　ここで、図８Ｂに示すように、第１フォトディテクタ３３１に結像されるプラズマ光Ｌｐの光ビーム１４３は、第１フォトディテクタ３３１の受光面３３１Ａにおいて、受光面３３１Ａと同様又は受光面３３１Ａよりも小さいビームスポットを形成することができる。これによって、波長選択型結像光学系３５に入射したプラズマ光Ｌｐのエネルギ（光強度）を最大限に利用することができる。
　次に、図９Ａに示すように、光ファイバ６から伝送されてきた波長１０７０ｎｍ付近のレーザ反射光Ｌｒの光ビーム１５は、コリメートレンズ３１により、平行な光ビーム１５１で波長選択マスク３４に到達する。本実施の形態では、波長選択マスク３４の受光面３４Ａの外周部における第１の領域３４ａ１に施された赤外光反射コート３４５は、波長１０７０ｎｍ付近の光を反射する特性を有する。そのため、レーザ反射光Ｌｒの光ビーム１５１は、波長選択マスク３４の第１の領域３４ａ１において、赤外光反射コート３４５によって反射される。一方、波長選択マスク３４の中央部の第２の領域３４ａ２には赤外光反射コート３４５が施されておらず、赤外光域の光を透過するため、レーザ反射光Ｌｒの光ビーム１５１は、第２の領域３４ａ２において波長選択マスク３４を透過する。
　波長選択マスク３４を透過したレーザ反射光Ｌｒｔの光ビーム１５２は、図９Ｂに示すように、結像レンズ３２により集束された光ビーム１５３は、光検出器３３の－Ｘ方向に向かう前方側に配置されている第１フォトディテクタ３３１に到達する。波長選択マスク３４を透過したレーザ反射光Ｌｒｔのうち、第１反射光部分Ｌｒｔ１が第１フォトディテクタ３３１に吸収されて検出される。第１フォトディテクタ３３１を透過した第２反射光部分Ｌｒｔ２の光ビーム１５４は、光検出器３３の後方側（図示＋Ｚ側）に配置されている第２フォトディテクタ３３２に結像されて検出される。
　このように、伝送されてきた溶接光１３において、レーザ反射光Ｌｒのうち、波長選択マスク３４の第２の領域３４ａ２を透過し、更に第２フォトディテクタ３３２に到達した第２反射光部分Ｌｒｔ２が、光検出器３３の第２フォトディテクタ３３２で受光されて検出され、第２反射光部分Ｌｒｔ２の光強度に比例した信号が第２フォトディテクタ３３２の出力端子部３３６より出力することができる。
　ここで、伝送されてきた溶接光１３において、レーザ反射光Ｌｒのうち、波長選択マスク３４の第２の領域３４ａ２を透過した第１反射光部分Ｌｒｔ１は、プラズマ光Ｌｐとともに光検出器３３の第１フォトディテクタ３３１により検出される。しかし、図示のように、波長選択マスク３４の第２の領域３４ａ２は、第１の領域３４ａ１よりも小さい受光面積を有するように構成されているため、第１フォトディテクタ３３１により検出される第１反射光部分Ｌｒｔ１は、受光したレーザ反射光Ｌｒの一部である。したがって、図４から図５Ｂに示した従来の結像光学系を利用する場合に比べ、第１フォトディテクタ３３１により検出される光に含まれるレーザ反射光の割合が低減される。これによって、プラズマ光とレーザ反射光とは、概ね独立して第１フォトディテクタ３３１と第２フォトディテクタ３３２とのそれぞれによって測定することができる。したがって、第１フォトディテクタ３３１と第２フォトディテクタ３３２とのそれぞれにより検出された光強度に基づいて行われる溶接の品質評価の精度が向上することができる。
　なお、図９Ｂに示すように、第２フォトディテクタ３３２に結像される第２反射光部分Ｌｒｔ２の光ビーム１５４は、第２フォトディテクタ３３２の受光面３３２Ａにおいて、受光面３３２Ａと同様又は受光面３３２Ａよりも小さいビームスポットを形成することができる。これによって、第２フォトディテクタ３３２に到達した第２反射光部分Ｌｒｔ２のエネルギ（光強度）を最大限に利用することができる。
　（具体例）
　本実施の形態の波長選択マスク３４により、溶接の品質評価の精度の向上について、具体的な数値例で説明する。
　例えば、光検出器３３の第１フォトディテクタ３３１の受光面におけるビームスポットのサイズをΦ３ｍｍとし、第２フォトディテクタ３３２の受光面におけるビームスポットのサイズをΦ０．５ｍｍとする。また、溶接光１３の内、プラズマ光Ｌｐの光強度とレーザ反射光Ｌｒの光強度との割合を１：１とする。
　この時、図４に示す従来の結像光学系を用いた溶接光測定構成３０１では、第１フォトディテクタ３３１の受光面において、プラズマ光Ｌｐとレーザ反射光Ｌｒとは、ともにΦ３ｍｍのビームスポットで入射し、プラズマ光Ｌｐの光強度とレーザ反射光Ｌｒの光強度との割合も、溶接光１３と同様に、１：１である。
　一方、図６に示す本開示による波長選択型結像光学系３５を適用した場合、第１フォトディテクタ３３１の受光面において、プラズマ光ＬｐがΦ３ｍｍのビームスポットで入射するに対して、レーザ反射光Ｌｒのうち、第１フォトディテクタ３３１により検出される第１反射光部分Ｌｒｔ１は、約Φ０．５ｍｍのビームスポットで入射する。すなわち、波長選択マスク３４が受光したレーザ反射光Ｌｒの光ビーム１５１のΦ３ｍｍのビームスポットに対して、その中央部の約Φ０．５ｍｍの部分を透過した第１反射光部分Ｌｒｔ１のみが第１フォトディテクタ３３１に到達することができる。光強度が均一分布の光ビームを仮定し、第１フォトディテクタ３３１で受光される第１反射光部分Ｌｒｔ１は、波長選択型結像光学系３５が受光したレーザ反射光Ｌｒの僅か約２．８％である。したがって、第１フォトディテクタ３３１により受光されて検出されるプラズマ光Ｌｐの光強度とレーザ反射光Ｌｒの第１反射光部分Ｌｒｔ１の光強度の割合は、１：０．０２８となる。
　このように、従来の結像光学系を利用する場合に比べて、本開示による波長選択型結像光学系３５を適用した場合、第１フォトディテクタ３３１により検出されるプラズマ光に対して、レーザ反射光の相対強度が僅か２．８％と非常に小さくなり、第１フォトディテクタ３３１により出力される信号が、概ね溶接光に含まれるプラズマ光Ｌｐの光強度であると言える。また、第２フォトディテクタ３３２により出力される信号が、溶接光に含まれるレーザ反射光Ｌｒの一部の第１反射光部分Ｌｒｔ１の光強度である。これによって、プラズマ光とレーザ反射光とを、概ね独立して測定することができるため、溶接の品質評価の精度が向上することができる。
　なお、波長選択マスク３４の第２の領域３４ａ２の受光面積が小さいほど、第１フォトディテクタ３３１により検出されるレーザ反射光Ｌｒの第１反射光部分Ｌｒｔ１を少なくすることができる。その反面、第２フォトディテクタ３３２により検出されるレーザ反射光Ｌｒの第２反射光部分Ｌｒｔ２の光強度が低下する。波長選択マスク３４の第２の領域３４ａ２は、受光する溶接光の光強度、プラズマ光Ｌｐとレーザ反射光Ｌｒとの割合、ビームスポットのサイズ、及び光検出器の感度に応じて構成することができる。
　このように、本開示のレーザ加工装置１００は、レーザ溶接時に溶接部から放出される溶接光を波長分離して、得られた異なる波長領域のプラズマ光とレーザ反射光とを同軸にそれぞれ測定して溶接品質評価することができる。
　（実施例２に係るレーザ加工装置の構成）
　本開示の実施の形態の実施例２に係るレーザ加工装置の全体構成について、図１０から図１１を参照しながら説明する。図１０は、本開示の実施の形態の実施例２に係るレーザ加工装置１００ａの構成を示す概略図である。図１１は、図１０のレーザ加工装置１００ａの溶接品質評価装置４０の一構成例を示すブロック図である。図１０に示すレーザ加工装置１００ａは、溶接品質評価装置４０を備えている点で図１に示すレーザ加工装置１００と異なる。図１０において、図１のレーザ加工装置１００と同様な要素について、同じ符号を付しており、詳細な説明を省略する。
　図１０に示すように、レーザ加工装置１００ａは、溶接装置２０と、溶接光測定装置３０と、溶接品質評価装置４０とを備えている。溶接装置２０は、ワーク１６に対してレーザ光を照射してレーザ溶接を行い、レーザ溶接時にワーク１６の溶接部から放出される溶接光を、溶接光測定装置３０に導入して測定し、溶接光測定装置３０により測定した光強度が溶接品質評価装置４０に送信され、溶接品質評価装置４０は、受信した光強度に基づいて、レーザ溶接の品質評価をすることができる。なお、図１０の矢印Ｅは、溶接光測定装置３０により測定した光強度のデータの伝送方向を示している。また、レーザ加工装置１００ａの溶接装置２０と溶接光測定装置３０とは、図１に示すレーザ加工装置１００と同様の構成を有する。以下、溶接品質評価装置４０の構成について、詳細に説明する。
　溶接品質評価装置４０は、例えば、コンピュータであってもよい。このコンピュータ装置として、汎用的なコンピュータ装置を用いることができ、例えば、図１１に示すように、光強度取得部４１と、光強度処理部４２と、記憶部４３と、出力部４４とを含み、溶接光測定装置３０に電気的に接続されている。溶接品質評価装置４０は、溶接光測定装置３０からの光強度の測定データに基づいて、溶接の品質評価を行うことができる。
　具体的には、光強度取得部４１は、溶接光測定装置３０から、光検出器３３により測定された、レーザ溶接時にワーク１６の溶接部から放出されたプラズマ光Ｌｐとレーザ反射光Ｌｒとの光強度に比例した信号のデータを取得する。
　光強度処理部４２は、例えば、中央処理演算子（ＣＰＵ）、マイクロコンピュータ、又は、コンピュータで実行可能な命令を実行できる処理装置であってもよい。光強度処理部４２は、光強度取得部４１により取得されたプラズマ光Ｌｐの信号のデータとレーザ反射光Ｌｒの信号のデータ、及び、記憶部４３に保存されている相関データとに基づいて、データ処理プログラムを実行することによって、溶接の品質評価を行う。
　記憶部４３は、例えば、ハードディスクドライブ等の補助記憶装置であってもよく、光強度処理部４２で実行されるデータ処理プログラム、及び、各種のデータ等を記憶する。記憶部４３に記憶されるデータの中には、例えば、プラズマ光Ｌｐの信号とレーザ反射光Ｌｒの信号と、溶接の品質との相関データなどが含まれている。
　出力部４４は、溶接品質評価装置４０から外部にデータを出力する出力インタフェース回路であってもよい。
　また、溶接品質評価装置４０は、可搬性を有する記憶媒体から、光強度処理部４２で実行されるデータ処理プログラム等を取得してもよい。記憶媒体は、コンピュータその他の装置、機械等が記録されたプログラム等の情報を読み取り可能なように、当該プログラム等の情報を、電気的、磁気的、光学的、機械的又は化学的作用によって蓄積する媒体である。また、溶接品質評価装置４０がネットワークに接続されている場合には、必要に応じてデータ処理プログラム等をネットワークからダウンロードしてもよい。
　以上述べたように、本開示のレーザ加工装置は、異なる感度領域を有する２つのフォトディテクタを含む光検出器を用いて、レーザ溶接時にワークから放出されるプラズマ光とレーザ反射光を含んだ溶接光を同軸に受光して測定することができる。このとき、波長選択マスクを備える波長選択型結像光学系を利用することによって、プラズマ光とレーザ反射光とを、２つのフォトディテクタに別々に結像させて互いに独立して光強度を測定し、得られた光強度に基づいて溶接の品質評価をすることができる。
　以上のように、本開示における技術の例示としての実施の形態を説明するために、添付図面及び詳細な説明を提供した。したがって、添付図面及び詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。したがって、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
　本開示は、添付図面を参照しながら好ましい実施の形態に関連して充分に記載されているが、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。そのような変更、及び異なる実施の形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施の形態についても本開示の技術的範囲に含まれる。
　本開示のレーザ加工装置は、レーザ溶接時に発生する異なる波長領域の光を含む溶接光を測定する装置に適用可能である。本開示は、例えば、レーザ溶接時に発生する溶接光の測定に基づく溶接の品質評価に利用可能である。
　　１　　　　　レーザ発振器
　　２，３１１　　　　　コリメートレンズ
　　３　　　　　集光レンズ
　　４　　　　　全反射ミラー
　　５　　　　　集光レンズ
　　６　　　　　光ファイバ
　　１０　　　　レーザビーム
　　１１，１２，１３　溶接光
　　１４，１５　　　　光ビーム
　　１６　　　　ワーク
　　１７　　　　接合物
　　１８　　　　ステージ
　　２０　　　　溶接装置
　　３０　　　　溶接光測定装置
　　３１，３２　レンズ
　　３３　　　　光検出器
　　３４，３４１，３４２　　　　波長選択マスク
　　３５　　　　波長選択型結像光学系
　　４０　　　　溶接品質評価装置
　　４１　　　　光強度取得部
　　４２　　　　光強度処理部
　　４３　　　　記憶部
　　４４　　　　出力部
　　１００，１００ａ　レーザ加工装置
　　３３１，３３２　　フォトディテクタ

Claims (9)

  1. 　レーザ照射光をワークに照射して溶接を行う溶接装置と、
    　結像光学系と、第１フォトディテクタと、第２フォトディテクタとを含み、レーザ溶接時に前記ワークから放出される溶接光を受光して測定する溶接光測定装置と、
    　を備え、
    　前記溶接光は、第１波長領域の第１光と第２波長領域の第２光とを含み、
    　前記結像光学系は、波長選択マスクを含み、前記波長選択マスクを透過した前記第１光の光線を前記第１フォトディテクタに結像させ、前記波長選択マスクを透過した前記第２光の光線を前記第２フォトディテクタに結像させ、
    　前記波長選択マスクは、前記溶接光を受光する第１の領域と第２の領域を含み、
    　前記第１の領域は、前記第２光を反射するとともに前記第１光を透過し、
    　前記第２の領域は、前記第１光及び前記第２光を透過し、
    　前記第２の領域は、前記第１の領域よりも小さい受光面積を有し、
    　前記第１フォトディテクタと前記第２フォトディテクタとは、前記波長選択マスクに入射する前記溶接光の光軸上に配置されている、
    　レーザ加工装置。
  2. 　前記第１光は、レーザ溶接時に前記ワークから放出されるプラズマ光であり、
    　前記第２光は、レーザ溶接時に前記ワークによる前記レーザ照射光の反射光であり、
    　前記第１波長領域は、可視光域にあり、
    　前記第２波長領域は、赤外光域にある、
    　請求項１に記載のレーザ加工装置。
  3. 　前記第１フォトディテクタは、前記第１波長領域の光及び前記第２波長領域の光に対して感度を有し、
    　前記第２フォトディテクタは、前記第２波長領域の光に対して感度を有する、
    　請求項１又は２に記載のレーザ加工装置。
  4. 　前記波長選択マスクは、前記第１の領域に施された赤外光反射コートをさらに含み、
    　前記赤外光反射コートは、前記第２波長領域の光に対し、９９％以上の反射率を有し、前記第１波長領域の光に対し、９５％以上の透過率を有する、
    　請求項１又は２に記載のレーザ加工装置。
  5. 　前記赤外光反射コートは、前記第２波長領域よりも長い波長を有する赤外光を反射し、前記第２波長領域よりも短い波長を有する光を透過する、
    　請求項４に記載のレーザ加工装置。
  6. 　前記赤外光反射コートは、前記第２波長領域以外の光を透過する、
    　請求項４に記載のレーザ加工装置。
  7. 　前記第１の領域と前記第２の領域のそれぞれは、前記波長選択マスクに入射する前記溶接光の光軸に関して回転対称である、
    　請求項１又は２に記載のレーザ加工装置。
  8. 　前記第１フォトディテクタと前記第２フォトディテクタとは、前記結像光学系が受光した前記溶接光の伝搬方向に沿って順に配置され、
    　前記波長選択マスクを透過した前記第２光の一部は、前記第１フォトディテクタを透過して前記第２フォトディテクタで受光される、
    　請求項１又は２に記載のレーザ加工装置。
  9. 　前記第１フォトディテクタと前記第２フォトディテクタとのそれぞれにより検知された光強度の信号を受信し、
    　前記光強度の信号に基づいて、レーザ溶接の品質を評価する溶接品質評価装置を更に備える、
    　請求項１又は２に記載のレーザ加工装置。
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