WO2024034005A1 - 除錆レーザ装置 - Google Patents

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WO2024034005A1
WO2024034005A1 PCT/JP2022/030397 JP2022030397W WO2024034005A1 WO 2024034005 A1 WO2024034005 A1 WO 2024034005A1 JP 2022030397 W JP2022030397 W JP 2022030397W WO 2024034005 A1 WO2024034005 A1 WO 2024034005A1
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WO
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light
laser
output
distance
interferometer
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Application number
PCT/JP2022/030397
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English (en)
French (fr)
Inventor
雅浩 上野
宗範 川村
尊 坂本
昌幸 津田
Original Assignee
日本電信電話株式会社
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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
    • 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
    • B23K26/36—Removing material

Definitions

  • the present invention relates to a rust removal laser device that is equipped with a safety function to prevent high-power laser irradiation from harming people or objects other than the target of rust removal.
  • Non-Patent Document 1 In rust removal work, which is essential for extending the lifespan of communication infrastructure equipment such as steel towers that support communication services, removing rust from narrow spaces that are difficult to reach with hands or power tools has become a challenge. Therefore, research is being carried out on techniques to improve the efficiency of rust removal work using high-power laser devices (see Non-Patent Document 1). When such a laser device is used, there is a possibility that the laser beam may hit a person or object other than the target of rust removal.
  • Non-Patent Document 2 discloses a mechanism for preventing the optical gain medium from being destroyed. Specifically, in the technology disclosed in Non-Patent Document 2, ASE (amplified spontaneous emission) light is observed, and the pump is I try to turn off the light source.
  • ASE amplified spontaneous emission
  • Non-Patent Document 2 is for protecting the optical gain medium, and in the rust removal laser device disclosed in Non-Patent Document 1, the high-power laser beam is used to protect people other than the target of rust removal. A safety feature that prevents objects from hitting objects had not been implemented in the past.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and provides a rust removal laser device that can reduce the possibility that objects or people other than the target of rust removal will be irradiated with a laser beam for rust removal.
  • the purpose is to
  • the rust removal laser device of the present invention includes a laser section configured to output a first laser beam for rust removal, a second laser beam for distance measurement, and based on the return light from an object.
  • a LiDAR unit configured to calculate a distance to the object using a laser emitting head configured to irradiate the object with a laser beam and return light reflected from the object of the second laser beam to the LiDAR section, and a distance to the object is within a predetermined distance range.
  • a control unit configured to cause the laser unit to output the first laser beam if included, and to stop outputting the first laser beam when the distance is not included in the distance range; It is characterized by comprising the following.
  • the first laser beam is output from the laser section only when an object exists on the principal ray of the first laser beam and the distance to the object is within a predetermined distance range.
  • the range where the object to be rust removed is assumed to exist as a predetermined distance range, it is possible to reduce the possibility that objects or people other than the object to be rust removed will be irradiated with the laser beam, increasing safety. be able to.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a rust removal laser device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a specific example of the rust removal laser device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of a target interferometer according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of a reference interferometer according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of the relationship between the phase change curve and the resampling time.
  • FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of a control signal processing section according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a rust removal laser device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a specific example of the rust removal laser device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a block
  • FIG. 7 is a block diagram showing another configuration of the control signal processing section according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of a rust removal laser device according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a block diagram showing another configuration of the rust removal laser device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of a laser emitting head according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a block diagram showing an example of the configuration of a computer that implements the signal processing device and the control signal processing unit according to the first to third embodiments of the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a rust removal laser device according to a first embodiment of the present invention.
  • the rust removal laser device includes a laser section 1, a laser emission head 2, a LiDAR (light detection and ranging) section 3, and a control section 4.
  • the laser emitting head 2 separates the principal ray of the rust removal laser beam incident from the laser unit 1 via the optical fiber 5 and the principal ray of the LiDAR laser beam incident from the LiDAR unit 3 via the optical fiber 6.
  • the lights are matched and each light is emitted at the same time.
  • the laser emitting head 2 includes a fiber collimator (FC) 20 that converts the rust removal laser beam incident from the laser section 1 via the optical fiber 5 into parallel light, and a LiDAR beam incident from the LiDAR section 3 via the optical fiber 6.
  • the FC 21 converts the laser beam for use into parallel light and makes the reflected light from the dichroic mirror 22 enter the optical fiber 6, transmits the light from the FC 20, reflects the light from the FC 21, and reflects the light from the object 100.
  • a dichroic mirror 22 that returns the light from the dichroic mirror 22 to the FC 21; a light deflector 23 that deflects the light from the dichroic mirror 22; and a condensing optical system 24 that converts the light into parallel light and makes it incident on the optical deflector 23.
  • a dichroic mirror 22 that transmits the laser beam for rust removal and reflects the laser beam for LiDAR can be used.
  • the wavelength of the laser beam for rust removal is, for example, 1070 nm
  • the wavelength of the laser beam for LiDAR is, for example, 1310 nm or 1550 nm.
  • the light emitted from the FCs 20 and 21 is combined by the dichroic mirror 22, passes through the optical deflector 23 and the condensing optical system 24, and is irradiated onto the object 100.
  • the optical axes of the FCs 20 and 21 are adjusted so that the principal ray of the laser beam for rust removal and the principal ray of the laser beam for LiDAR coincide.
  • Reference numeral 102 in FIG. 1 represents the principal rays of the rust removal laser beam and the LiDAR laser beam that are irradiated onto the object 100.
  • Reference numeral 103 indicates the optical axis of the condensing optical system 24, and reference numeral 104 indicates the width of the object 100 that can be scanned by the optical deflection by the optical deflector 23.
  • a telecentric system is an optical system in which all principal rays of light emitted from the condensing optical system 24 are parallel, regardless of the angle of light deflection by the optical deflector 23.
  • the light deflector 23 is arranged so that the distance between the deflection origin of the optical deflector 23 and the principal point on the incident side of the condensing optical system 24 becomes the focal length of the condensing optical system 24.
  • Rust on the object 100 can be removed by irradiating the object 100 with a laser beam for rust removal. Furthermore, by changing the deflection angle of the optical deflector 23, the object 100 can be scanned by the laser beam.
  • the reflected light from the object 100 is made into parallel light by the condensing optical system 24, passes through the optical deflector 23, and enters the dichroic mirror 22.
  • the dichroic mirror 22 reflects light in a specific wavelength range (in this embodiment, laser light for LiDAR).
  • the FC 21 causes the reflected light from the dichroic mirror 22 to enter the optical fiber 6 .
  • the LiDAR section 3 takes in the LiDAR laser light returned from the surface of the object 100 via the laser emission head 2 and the optical fiber 6, and calculates the distance to the object 100 using the light.
  • LiDAR methods include, for example, the TOF (time of flight) method and the FMCW (frequency modulated continuous wave) method.
  • the control unit 4 controls the laser unit 1 using the control signal CTL, and turns ON/OFF the output of the laser beam for rust removal from the laser unit 1.
  • the control unit 4 causes the laser unit 1 to output a laser beam when all of the plurality of conditions are satisfied, and stops outputting the laser beam when at least one condition is not satisfied.
  • the control unit 4 determines whether the statement is true or not.
  • the first condition is that the object 100 exists within the distance range set by the user.
  • the second condition is that the intensity of the return light received by the LiDAR section 3 from the laser emission head 2 exceeds the intensity set by the user.
  • the second condition is a condition assuming that the object 100 is not on the principal ray of the laser beam for LiDAR.
  • the distance range set by the user is S
  • the user specifies two values: a minimum distance value dmin and a maximum distance value dmax (dmin ⁇ dmax).
  • S ranges from dmin to dmax.
  • the control unit 4 compares the set distance range S with the distance z_S' calculated by the LiDAR unit 3, and if the distance z_S' is included in the distance range S (dmin ⁇ z_S' ⁇ dmax), the first Determine that the condition has been met. Furthermore, if a plurality of distance ranges S_i are set and the distance z_S' is included in any of the plurality of distance ranges S_i (d_i_min ⁇ z_S' ⁇ d_i_max), the control unit 4 determines that the first condition is satisfied. to decide.
  • I_Th be the intensity threshold value set by the user.
  • the control unit 4 compares the set intensity threshold I_Th with the intensity I of the return light received by the LiDAR unit 3, and if the intensity I exceeds the threshold I_Th (I>I_Th), the second condition is satisfied. I judge that. If the second condition is satisfied, it can be determined that the object 100 exists on the principal ray of the LiDAR laser beam emitted from the laser emission head 2.
  • the control section 4 causes the laser section 1 to output a laser beam for rust removal when both the first and second conditions are satisfied, and when at least one of the first and second conditions is not satisfied. stops the output of laser light.
  • the laser section 1 includes a laser light source for rust removal.
  • the laser light source has a structure in which the laser output can be turned on/off by a control signal CTL output from the control section 4. If the laser light source has an interlock terminal, a control signal CTL from the control unit 4 may be input to this terminal to control ON/OFF of the laser output.
  • some laser light sources require several seconds to obtain output light when the laser output is turned ON/OFF using an interlock terminal, or when the laser output is turned ON again after the laser output is turned OFF.
  • Some devices require a physical switch to be turned on. With such a laser light source, it is not possible to turn ON/OFF the laser output in a short time.
  • the laser it is also possible to realize ON/OFF control of the output.
  • ON/OFF control of the laser output can be realized by using a laser light source with an external modulator and modulating the intensity of the laser light by supplying the control signal CTL from the control unit 4 as a signal to drive the external modulator. You may also do so.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a specific example of the rust removal laser device shown in FIG. 1.
  • an FMCW configuration is used as the configuration of the LiDAR section 3.
  • the advantage of using the FMCW configuration as the configuration of the LiDAR unit 3 is that the light generated from the rust removal target generated by the rust removal laser and taken into the LiDAR unit 3 has almost no effect on distance measurement. The reason for this is that the light generated by heat generation hardly interferes with the laser light generated within the LiDAR section 3.
  • the LiDAR unit 3 includes a wavelength swept light source 30, a coupler C1, a target interferometer 31 (first interferometer), a reference interferometer 32 (second interferometer), and an AD converter (ADC) 33.
  • the signal processing device 34 is also provided.
  • Reference numeral 35 in FIG. 2 is an optical fiber connecting the wavelength swept light source 30 and the coupler C1.
  • the wavelength swept light source 30 outputs continuous light whose wavelength is temporally swept.
  • the light output from the wavelength swept light source 30 is separated by a coupler C1, one light is incident on the target interferometer 31, and the other light is incident on the reference interferometer 32.
  • the configuration of the target interferometer 31 is shown in FIG.
  • the target interferometer 31 includes couplers C2 and C3, a circulator 310, a balanced photodetector (BPD) 311, an optical fiber 312 connecting couplers C1 and C2, and an optical fiber connecting couplers C2 and C3. 313, an optical fiber 314 that connects the coupler C2 and the circulator 310, an optical fiber 315 that connects the circulator 310 and the coupler C3, and optical fibers 316 and 317 that connect the coupler C3 and the BPD 311.
  • BPD balanced photodetector
  • the configuration of the target interferometer 31 is shown in FIGS. 2 and 3 in order to match the configuration of FIG. 1, but since the target interferometer is paired with the reference interferometer 32, the laser emitting head 2 and the object 100 are also included in the configuration of the object interferometer.
  • Coupler C2 splits the light from coupler C1 into two.
  • Circulator 310 outputs the light from optical fiber 314 to optical fiber 6 and outputs the light from optical fiber 6 to optical fiber 315.
  • the configuration and operation of the laser emitting head 2 are as described above, and the object 100 is irradiated with the LiDAR laser light from the wavelength swept light source 30 and the rust removal laser light from the laser section 1.
  • the optical path passing through the optical fiber 313 (the optical path not including the reflective surface 101 of the object 100) is designated as a.
  • the reference surface 105 of the object interferometer 31 is a virtual surface, and when light is reflected by this surface, the optical path length is the same as that of the optical path a.
  • the optical path length difference between the two optical paths a and b between the couplers C2 and C3 is 2z_S.
  • the coupler C3 combines the light from the optical fiber 313 and the light from the optical fiber 315.
  • the BPD 311 photoelectrically converts the two outputs from the coupler C3, calculates the difference between the two analog electrical signals obtained as a result of the photoelectric conversion, and outputs the difference.
  • the configuration of the reference interferometer 32 is shown in FIG.
  • the reference interferometer 32 includes couplers C4 and C5, a circulator 320, an FC321, a BPD322, an optical fiber 323 that connects the couplers C1 and C4, and an optical fiber 324 that connects the couplers C4 and C5.
  • Coupler C4 splits the light from coupler C1 into two.
  • Circulator 320 outputs the light from optical fiber 325 to optical fiber 326 and outputs the light from optical fiber 326 to optical fiber 327.
  • the FC 321 converts the light from the optical fiber 326 into parallel light, irradiates it onto the mirror 200, and causes the reflected light from the mirror 200 to enter the optical fiber 326.
  • optical path passing through optical fiber 324 is denoted by c. Also, in the optical path between coupler C4 and coupler C5, the path is optical fiber 325 ⁇ circulator 320 ⁇ optical fiber 326 ⁇ FC 321 ⁇ reflective surface 201 of mirror 200 ⁇ FC 321 ⁇ optical fiber 326 ⁇ circulator 320 ⁇ optical fiber 327. Let d be the optical path followed.
  • the reference interferometer 32 is obtained by replacing the object 100 of the target interferometer 31 with a mirror 200.
  • the reference surface 202 is a virtual surface, and when light is reflected by this surface, the optical path length is the same as that of the optical path c.
  • the distance from the reference plane 202 to the reflective surface 201 of the mirror 200 is a known z_R. Therefore, the difference in optical path length between the two optical paths c and d between coupler C4 and coupler C5 is 2z_R.
  • the coupler C5 combines the light from the optical fiber 324 and the light from the optical fiber 327.
  • the BPD 322 photoelectrically converts the two outputs from the coupler C5, determines the difference between the two analog electrical signals obtained as a result of the photoelectric conversion, and outputs the difference.
  • the ADC 33 performs AD conversion on the electrical signal input from the BPD 311 of the target interferometer 31 to the first channel and the electrical signal input from the BPD 322 of the reference interferometer 32 to the second channel.
  • the signal obtained from the target interferometer 31 through the first channel of the ADC 33 is the target interference signal
  • the signal obtained from the reference interferometer 32 through the second channel of the ADC 33 is the reference interference signal.
  • the signal processing device 34 processes the digital signal output from the ADC 33.
  • the signal processing device 34 includes a Fourier transform section 340, a negative frequency component zero section 341, an inverse Fourier transform section 342, an argument calculation section 343, a phase connection section 344, a resampling time calculation section 345, and a resampling 346 and 347, Fourier transform sections 348 and 349, intensity peak frequency detection sections 350 and 351, and distance calculation section 352.
  • the Fourier transform unit 340 outputs a signal obtained by Fourier transforming the reference interference signal obtained from the reference interferometer 32 through the ADC 33.
  • the negative frequency component zero section 341 performs processing to zero the negative frequency component of the output signal of the Fourier transform section 340, and outputs a signal as a result of the processing.
  • the inverse Fourier transform section 342 outputs a signal obtained by performing inverse Fourier transform on the output signal of the negative frequency component zero section 341.
  • the argument calculation unit 343 calculates the argument of the complex signal output from the inverse Fourier transform unit 342 at each time.
  • the range of argument angle is - ⁇ to ⁇ , or 0 to 2 ⁇ .
  • the phase connection unit 344 performs phase connection processing to convert the argument angle into continuous phase values, and uses the processing result as a phase change curve.
  • phase change curve obtained by the phase connector 344 represents the temporal phase change of the reference interference signal, and increases monotonically with time (Sign > 0) depending on the sign of the argument difference. ), or monotonically decreasing (if Sign ⁇ 0). However, if small noise is superimposed on the declination angle before phase connection, the noise may not increase or decrease monotonically due to vertical movement.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of the relationship between the phase change curve and the resampling time ⁇ _n.
  • the resampling time ⁇ _n is the time when the phase change curve becomes equal phase interval ⁇ .
  • the resampling unit 346 samples the target interference signal obtained from the target interferometer 31 through the ADC 33 in synchronization with the resampling time ⁇ _n, and outputs the resampled interference signal.
  • the resampling unit 347 samples the reference interference signal obtained from the reference interferometer 32 through the ADC 33 in synchronization with the resampling time ⁇ _n, and outputs the interference signal after the resampling process.
  • ⁇ _n is generally a real number. If ⁇ _n is a real number, resampling is performed by interpolation such as linear interpolation.
  • the phases of the target interference signal and the reference interference signal change linearly with respect to time ⁇ _n. Since the reference interferometer 32 is provided with a mirror 200, there is only one reflection point, so the reference interference signal after resampling becomes a sine wave. If the principal ray of the LiDAR laser beam emitted from the laser emitting head 2 intersects the surface of the object 100 and the reflected light from the object 100 contributes to interference within the target interferometer 31 as return light, then reflection Since there is only one point, the target interference signal after resampling also becomes a sine wave.
  • the Fourier transform unit 348 outputs a signal obtained by Fourier transforming the target interference signal output from the resampling unit 346.
  • the Fourier transform section 349 outputs a signal obtained by Fourier transforming the reference interference signal output from the resampling section 347.
  • the interference signal is a sine wave
  • the signal after Fourier transformation is calculated as a spectrum having a peak.
  • a signal having this peak is called a PSF (point spread function).
  • the frequency of the peak position of the PSF obtained from the target interference signal indicates the position of the reflective surface 101 of the object 100.
  • the frequency of the peak position of the PSF obtained from the reference interference signal indicates the position of the reflecting surface 201 of the mirror 200.
  • the intensity peak frequency detection unit 350 detects the frequency f_S of the peak position of the PSF obtained by the Fourier transform unit 348.
  • the intensity peak frequency detection section 351 detects the frequency f_R of the peak position of the PSF obtained by the Fourier transform section 349.
  • the distance calculation unit 352 moves the object 100 from the reference plane 105 of the target interferometer 31 based on the distance z_R, the frequency f_S detected by the intensity peak frequency detection unit 350, and the frequency f_R calculated by the intensity peak frequency detection unit 351.
  • An estimated value z_S' of the distance z_S to the reflective surface 101 is calculated using equation (4).
  • z_S' z_R ⁇ f_S/f_R...(4)
  • the above distance z_R is a value of 1/2 of the optical path length difference between the two optical paths between the coupler C4 and the coupler C5 in the reference interferometer 32. Rust removal is usually performed in the atmosphere, and in that case, z_R is a value converted to air. If rust is removed in a medium other than air, such as underwater, the value will be converted based on the speed of light in that medium.
  • the control section 4 includes a control signal processing section 40 and a DA converter (DAC) 41, as shown in FIG.
  • the control signal processing unit 40 uses the intensity threshold value I_Th set by the user, the distance range S or S_i set by the user, the intensity I of the return light received by the LiDAR unit 3, and the distance z_S′ calculated by the LiDAR unit 3. Based on this, a digital signal for turning on/off the laser light output from the laser section 1 is output.
  • the DAC 41 performs DA conversion on the digital signal output from the control signal processing section 40 and outputs an analog control signal CTL to the laser section 1 .
  • the control signal processing unit 40 determines that when the user sets one distance range S, the distance z_S′ to the object 100 is included in the distance range S, and the intensity I of the return light received by the LiDAR unit 3 is less than the threshold value I_Th. If it exceeds the value, the laser section 1 outputs a digital signal for outputting a laser beam for rust removal. The control signal processing unit 40 generates a digital signal for stopping the laser beam when at least one of the case where the distance z_S' is not included in the distance range S and the case where the intensity I of the returned light is equal to or less than the threshold value I_Th occurs. Output.
  • the control signal processing unit 40 determines whether the distance z_S′ to the object 100 is included in any of the distance ranges S_i and the intensity of the returned light received by the LiDAR unit 3 When I exceeds the threshold value I_Th, a digital signal is output for causing the laser unit 1 to output a laser beam for rust removal.
  • the control signal processing unit 40 stops the laser beam when at least one of the cases where the distance z_S' is not included in any of the distance ranges S_i and the case where the intensity I of the returned light is equal to or less than the threshold value I_Th occurs. outputs a digital signal.
  • FIG. 6 shows the configuration of the control signal processing section 40 for determining the intensity I of the returned light.
  • the example in FIG. 6 shows an example in which the intensity I of the return light is calculated from the target interference signal.
  • the control signal processing section 40 includes a Fourier transform section 400, a negative frequency component zero section 401, an inverse Fourier transform section 402, an intensity calculation section 403, a time average calculation section 404, and a determination section 405.
  • the Fourier transform unit 400 performs Fourier transform on the target interference signal for the sweep time of the wavelength swept light source 30 or the target interference signal for half the sweep time. Output a signal.
  • Negative frequency component zero section 401 performs processing to zero the negative frequency component of the output signal of Fourier transform section 400, and outputs a signal as a result of the processing.
  • the inverse Fourier transform section 402 outputs a signal obtained by performing inverse Fourier transform on the output signal of the negative frequency component zero section 401.
  • the intensity calculation unit 403 calculates a value obtained by multiplying the sum of the square of the real part and the square of the imaginary part by 4 as the intensity at each time of the complex signal output from the inverse Fourier transform unit 402.
  • the time average calculation unit 404 calculates the time average value of the intensity calculated by the intensity calculation unit 403 as the intensity I of the return light received by the LiDAR unit 3. Note that since the trigger of the ADC 33 is synchronized with the sweep frequency of the wavelength swept light source 30, this time averaging is performed every sweep period of the wavelength swept light source 30.
  • the determination unit 405 determines whether the Outputs a digital signal to output laser light. Further, the determination unit 405 determines a method for stopping the laser beam when at least one of the case where the distance z_S' is not included in the distance range S, S_i and the case where the intensity I of the returned light is equal to or less than the threshold value I_Th occurs. Outputs a digital signal.
  • the DAC 41 performs DA conversion on the digital signal output from the determination section 405 and outputs an analog control signal CTL to the laser section 1 .
  • the time waveform obtained by taking the square root of the sum of the square of the real part and the square of the imaginary part of the complex signal processed in the order of the Fourier transform unit 400, the negative frequency component zero part 401, and the inverse Fourier transform unit 402 is as follows: It represents 1/2 of the amplitude waveform (envelope waveform) of the target interference signal. This amplitude waveform is proportional to the electric field strength of the returned light received by the LiDAR section 3. Therefore, by squaring the complex signal and multiplying it by 4, the time waveform of energy can be obtained. By averaging the time waveform of this energy, the intensity I of the returned light can be obtained.
  • FIG. 7 shows another configuration of the control signal processing section 40 for determining the intensity I of the returned light.
  • the intensity I of the returned light is calculated based on the result of Fourier transform of the target interference signal after resampling processing in the LiDAR unit 3 and the peak frequency f_S obtained from the result of Fourier transform.
  • the control signal processing unit 40 in the example shown in FIG. 7 includes a peak intensity calculation unit 406 and a determination unit 405.
  • the signal obtained by Fourier transforming the target interference signal after the resampling process by the Fourier transforming unit 348 is a PSF having a peak at a frequency corresponding to the distance to the reflecting surface 101 of the object 100.
  • the peak intensity of the PSF is proportional to the electric field intensity (square root of power) of the reflected light from the object 100.
  • the peak intensity calculation unit 406 acquires information about the frequency f_S at which the intensity of the PSF obtained by the Fourier transform unit 348 is at its peak from the intensity peak frequency detection unit 350, and calculates the frequency f_S of the PSF obtained by the Fourier transform unit 348.
  • the intensity at is detected, and the value obtained by squaring the detected intensity is calculated as the intensity I of the return light received by the LiDAR unit 3.
  • the operation of the determination unit 405 is as described above.
  • rust removal is performed from the laser unit 1 only when an object is present on the principal ray of the laser beam for rust removal and the distance z_S' to the object is within the predetermined distance range. Since the laser beam is output for the purpose of rust removal, by setting the range where the object to be rust removed is assumed to be present as a predetermined distance range, the possibility that the laser beam will be irradiated to objects or people other than the object to be rust removed can be reduced. This can improve safety. In addition, since it is possible to prevent the irradiation of the rust removal laser light outside the specified distance range, there is no need to install a curing screen to prevent unnecessary laser light irradiation, reducing the labor required for rust removal work.
  • the laser beam will pass through the gap in the steel tower to be rusted and be irradiated further than the steel tower. Laser light can be prevented from passing through.
  • the wavelength swept light source 30 constantly outputs a laser beam for LiDAR, the power of this laser beam is very small compared to the laser beam for rust removal. Therefore, even if the laser beam for LiDAR hits an object or person other than the target for rust removal, no problem will occur.
  • control unit 4 causes the laser unit 1 to output a laser beam for rust removal when both the first and second conditions are satisfied, but the determination may be made based only on the first condition. good. In this case, the control unit 4 causes the laser unit 1 to output a laser beam for rust removal when the first condition is satisfied, and stops outputting the laser beam when the first condition is not satisfied.
  • the intensity I of the return light received by the LiDAR section 3 was calculated from the target interference signal.
  • an example will be described in which a part of the return light from the laser emitting head is detected by a photodetector in the target interferometer, the detection result of the photodetector is taken into the control section, and the intensity I of the return light is calculated.
  • FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of the rust removal laser device according to this embodiment.
  • the rust removal laser device of this embodiment includes a laser section 1, a laser emission head 2, a LiDAR section 3a, and a control section 4a.
  • the LiDAR section 3a includes a wavelength swept light source 30, a coupler C1, a target interferometer 31a, a reference interferometer 32, an ADC 33a, and a signal processing device 34.
  • the target interferometer 31a includes couplers C2, C3, and C6, a circulator 310, a BPD 311, optical fibers 312 to 317, a photodetector (PD) 318, and an optical fiber 319 connecting the PD 318 and the coupler C6. Ru.
  • the configuration of the reference interferometer 32 is the same as in the first embodiment.
  • a coupler C6 is inserted in the middle of the optical fiber 6 that connects the laser emission head 2 and the circulator 310.
  • the coupler C6 splits the return light from the laser emitting head 2 into two.
  • One of the lights enters the circulator 310 via the optical fiber 6 as in the first embodiment.
  • the other light enters the PD 318 via the optical fiber 319.
  • the PD 318 converts the incident light into an electrical signal.
  • the ADC 33a receives an electric signal input from the BPD 311 of the target interferometer 31a into the first channel, an electric signal input from the BPD 322 of the reference interferometer 32 into the second channel, and a third signal from the PD 318 of the target interferometer 31a.
  • AD converts the electrical signals input to the respective channels.
  • the configuration and operation of the signal processing device 34 are as described in the first embodiment.
  • the control section 4a includes a control signal processing section 40a and a DAC 41.
  • the control signal processing section 40a includes a conversion section 407 and a determination section 405.
  • the output signal of the PD 318 is converted into a digital signal by the ADC 33a and input to the conversion section 407.
  • the conversion unit 407 calculates the intensity I of the return light received by the LiDAR unit 3 from the laser emission head 2 based on the output signal of the PD 318. If the branching ratio of the coupler C6 is measured in advance, the intensity I of the return light output from the coupler C6 to the circulator 310 can be calculated from the intensity of the output signal of the PD 318.
  • the coupler C6 is inserted in the middle of the optical fiber 6, but another configuration of this embodiment is shown in FIG.
  • the rust removal laser device in the example of FIG. 9 includes a laser section 1, a laser emission head 2, a LiDAR section 3b, and a control section 4a.
  • the LiDAR section 3b includes a wavelength swept light source 30, a coupler C1, a target interferometer 31b, a reference interferometer 32, an ADC 33a, and a signal processing device 34.
  • the target interferometer 31b is composed of couplers C2, C3, C6, a circulator 310, a BPD 311, optical fibers 312 to 317, 319, and a PD 318.
  • the difference from the target interferometer 31a is that a coupler C6 is inserted in the middle of an optical fiber 315 that connects a circulator 310 and a coupler C3.
  • the conversion unit 407 of the control signal processing unit 40a calculates the intensity I of the return light received by the LiDAR unit 3 from the laser emission head 2 based on the output signal of the PD 318. If the branching ratio of the coupler C6 is measured in advance, the intensity I of the return light output from the coupler C6 to the coupler C3 can be calculated from the intensity of the output signal of the PD 318.
  • FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of the laser emitting head according to this embodiment.
  • the laser emitting head 2a is different from the laser emitting head 2 of the first and second embodiments in that the positions of the optical deflector 23 and the condensing optical system 24 are reversed.
  • Reference numeral 102 in FIG. 4 represents the optical axis of the rust removal laser beam and the LiDAR laser beam that are irradiated onto the object 100.
  • Reference numeral 103 indicates the optical axis of the condensing optical system 24, and reference numeral 104 indicates the width of the object 100 that can be scanned by the optical deflection by the optical deflector 23.
  • the width over which the object 100 can be scanned can be increased.
  • the signal processing device 34 and control signal processing units 40, 40a described in the first to third embodiments are a computer equipped with a CPU (Central Processing Unit), a storage device, and an interface, and control these hardware resources. This can be achieved by using a program. An example of the configuration of this computer is shown in FIG.
  • the computer includes a CPU 300, a storage device 301, and an interface device (I/F) 302.
  • ADCs 33 and 33a, a DAC 41, etc. are connected to the I/F 302.
  • a program for implementing the method of controlling a rust removal laser device of the present invention is stored in the storage device 301.
  • the CPU 300 executes the processes described in the first to third embodiments according to the program stored in the storage device 301.
  • at least a portion of the signal processing device 34 and the control signal processing units 40, 40a may be configured with hardware logic such as an FPGA (field-programmable gate array).
  • the rust removal laser device of the present invention includes a laser section configured to output a first laser beam for rust removal, a second laser beam for distance measurement, and a laser section configured to output a first laser beam for rust removal, and a second laser beam for distance measurement.
  • a LiDAR unit configured to calculate a distance to the object based on the returned light; and a LiDAR unit configured to calculate the distance to the object based on the returned light, and the first 1.
  • a laser emitting head configured to irradiate the object with a second laser beam and return light reflected from the object of the second laser beam to the LiDAR section, and a distance from the object to the object is a predetermined distance.
  • the first laser beam is outputted from the laser unit, and when the distance is not included in the distance range, the output of the first laser beam is stopped. and a control section.
  • control unit may control the control unit to determine whether the distance to the object is included in the distance range and the intensity of the return light received by the LiDAR unit exceeds a predetermined threshold. outputting the first laser beam from the laser unit, and when at least one of the case where the distance is not included in the distance range and the case where the intensity of the returned light is equal to or less than the threshold value occurs; , stopping the output of the first laser beam.
  • the LiDAR section outputs continuous light whose wavelength is temporally swept and is outputted from a light source, to the laser emitting head as the second laser beam.
  • a first interferometer configured to output a first interference light, which is the result of interference between the light output from the light source and the return light, into an electrical signal and output a first interference signal;
  • a second interference light obtained by interfering the light output from the light source and a light having a predetermined optical path length difference with respect to the light output from the light source is converted into an electrical signal to generate a second interference signal.
  • a second interferometer configured to output a second interferometer; and a signal processing device configured to calculate a distance to the object in the first interferometer, the signal processing device the frequency of the peak position of the first PSF that is Fourier-transformed after resampling the first interference signal in synchronization with the resampling time calculated based on the phase change curve of the second interference signal;
  • the distance to the object in the first interferometer is calculated based on the frequency of the peak position of the second PSF that is Fourier-transformed after resampling the second interference signal in synchronization.
  • the LiDAR section outputs continuous light whose wavelength is temporally swept and is output from a light source to the laser emitting head as the second laser beam.
  • a first interferometer configured to output a first interference light, which is the result of interference between the light output from the light source and the return light, into an electrical signal and output a first interference signal;
  • a second interference light obtained by interfering the light output from the light source and a light having a predetermined optical path length difference with respect to the light output from the light source is converted into an electrical signal to generate a second interference signal.
  • a second interferometer configured to output a second interferometer; and a signal processing device configured to calculate a distance to the object in the first interferometer, the signal processing device the frequency of the peak position of the first PSF that is Fourier-transformed after resampling the first interference signal in synchronization with the resampling time calculated based on the phase change curve of the second interference signal;
  • the controller calculates the distance to the object in the first interferometer based on the frequency of the peak position of the second PSF that is Fourier-transformed after resampling the second interference signal in synchronization; includes a Fourier transform unit configured to Fourier transform the first interference signal, and a negative frequency component zero configured to perform processing to zero a negative frequency component of the output signal of the Fourier transform unit.
  • an inverse Fourier transform unit configured to perform an inverse Fourier transform on the output signal of the negative frequency component zero part, and a configuration configured to calculate the intensity of the complex signal outputted from the inverse Fourier transform unit for each time.
  • a time average calculation unit configured to calculate a time average value of the intensity calculated by the intensity calculation unit as the intensity of the returned light.
  • the LiDAR section outputs continuous light whose wavelength is temporally swept and is outputted from a light source to the laser emitting head as the second laser beam.
  • a first interferometer configured to output a first interference light, which is the result of interference between the light output from the light source and the return light, into an electrical signal and output a first interference signal;
  • a second interference light obtained by interfering the light output from the light source and a light having a predetermined optical path length difference with respect to the light output from the light source is converted into an electrical signal to generate a second interference signal.
  • a second interferometer configured to output a second interferometer; and a signal processing device configured to calculate a distance to the object in the first interferometer, the signal processing device the frequency of the peak position of the first PSF that is Fourier-transformed after resampling the first interference signal in synchronization with the resampling time calculated based on the phase change curve of the second interference signal;
  • the controller calculates the distance to the object in the first interferometer based on the frequency of the peak position of the second PSF that is Fourier-transformed after resampling the second interference signal in synchronization; includes a peak intensity calculation unit configured to detect the intensity at the frequency of the peak position of the first PSF and calculate a value obtained by squaring the detected intensity as the intensity of the returned light.
  • the LiDAR unit outputs continuous light whose wavelength is temporally swept and is output from a light source to the laser emitting head as the second laser beam.
  • a first interferometer configured to output a first interference light, which is the result of interference between the light output from the light source and the return light, into an electrical signal and output a first interference signal;
  • a second interference light obtained by interfering the light output from the light source and a light having a predetermined optical path length difference with respect to the light output from the light source is converted into an electrical signal to generate a second interference signal.
  • the signal processing device includes a photodetector configured to convert incident light into an electrical signal, and a coupler configured to branch a part of the returned light and make it incident on the photodetector.
  • the controller calculates the distance to the object in the first interferometer based on the frequency of the peak position of the second PSF that is Fourier-transformed after resampling the second interference signal in synchronization; includes a conversion unit configured to calculate the intensity of the returned light based on the output signal of the photodetector.
  • the laser emitting head is configured to convert the first laser beam incident from the laser section into parallel light.
  • a first fiber collimator and a second fiber collimator configured to convert the second laser beam incident from the LiDAR section into parallel light and to make return light from the object incident on the LiDAR section. , transmitting the light from the first fiber collimator in the direction of the object, reflecting the light from the second fiber collimator in the direction of the object, and reflecting the return light from the object to transmit the light from the second fiber collimator in the direction of the object.
  • a dichroic mirror configured to direct the light toward the object from the dichroic mirror; an optical deflector configured to deflect the light from the dichroic mirror toward the object; and a condensing optical system configured to irradiate the object and make reflected light from the object enter the dichroic mirror through the optical deflector.
  • the laser emitting head is configured to convert the first laser beam incident from the laser section into parallel light.
  • a first fiber collimator and a second fiber collimator configured to convert the second laser beam incident from the LiDAR section into parallel light and to make return light from the object incident on the LiDAR section. , transmitting the light from the first fiber collimator in the direction of the object, reflecting the light from the second fiber collimator in the direction of the object, and reflecting the return light from the object to transmit the light from the second fiber collimator in the direction of the object.
  • a dichroic mirror configured to input the light into a fiber collimator; an optical deflector configured to deflect light directed from the dichroic mirror toward the object; and between the dichroic mirror and the optical deflector.
  • a condensing optical system configured to make light from the dichroic mirror enter the light deflector and to make reflected light received from the object through the light deflector enter the dichroic mirror; Be prepared.
  • the present invention can be applied to a technique of removing rust from an object using laser light.
  • SYMBOLS 1 Laser part, 2, 2a... Laser emission head, 3, 3a, 3b... LiDAR part, 4, 4a... Control part, 5, 6, 35, 312-317, 319, 323-329...
  • Optical fiber 20, 21, 321... Fiber collimator, 22... Dichroic mirror, 23...
  • Photodetector 340, 348, 349, 400... Fourier transform section, 341, 401... Negative frequency component zero part, 342, 402... Inverse Fourier transform section, 343... Argument angle calculation section, 344... Phase connection section, 345... Resampling time calculation section, 346, 347... Resampling section, 350, 351... Intensity peak frequency detection section, 352... Distance calculation section, 403... Intensity calculation section, 404... Time average calculation section, 405... Judgment section, 406... Peak intensity calculation section, 407... Conversion section, C1 to C6...Coupler.

Landscapes

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Abstract

除錆レーザ装置は、除錆用の第１のレーザ光を出力するレーザ部（１）と、測距用の第２のレーザ光を出力し、戻り光に基づいて物体（１００）までの距離を算出するＬｉＤＡＲ部（３）と、第１、第２のレーザ光を物体（１００）に照射し、第２のレーザ光の物体（１００）からの反射光をＬｉＤＡＲ部（３）に戻すレーザ出射ヘッド（２）と、物体（１００）までの距離が所定の距離範囲に含まれる場合に、レーザ部（１）から第１のレーザ光を出力させ、物体（１００）までの距離が距離範囲に含まれない場合に、第１のレーザ光の出力を停止させる制御部（４）とを備える。

Description

除錆レーザ装置
　本発明は、除錆対象以外の人や物に、ハイパワーレーザ照射による害をなさないようにする安全機能を備えた除錆レーザ装置に関するものである。
　通信サービスを支えている鉄塔などの通信インフラ設備の長寿命化に欠かせない錆取り作業において、人の手や電動工具では届きにくい、狭い場所の錆取りが課題となっている。そこで、ハイパワーのレーザデバイスを用いて錆取り作業を効率化する技術が研究されている（非特許文献１参照）。このようなレーザデバイスを用いる場合、レーザ光が除錆対象以外の人や物に当たってしまう可能性がある。
　従来、レーザを用いた装置の破壊を防ぐ技術として、非特許文献２に開示された技術がある。非特許文献２には、光利得媒体が破壊されないようにするための機構が開示されている。具体的には、非特許文献２に開示された技術では、ＡＳＥ（amplified spontaneous emission）光を観測し、光利得媒体の光利得が寄生レーザ発振やＱスイッチングを生じさせる利得となる前に、ポンプ光源をオフにするようにしている。
　しかしながら、非特許文献２に開示された技術は光利得媒体を保護するためのものであり、非特許文献１に開示された除錆レーザ装置においてハイパワーのレーザ光が除錆対象以外の人や物に当たらないようにする安全機能については従来実現されていなかった。
"ハイパワーレーザデバイスを用いた錆取り技術の実現に向けて"，ＮＴＴ技術ジャーナル，ｐｐ．５６－５８，２０２１年４月号，＜https://journal.ntt.co.jp/wp-content/uploads/2021/12/JN4_all.pdf＞ P.Booker，O.De Varona，M.Steinke，P.Wessels，J.Neumann，and D.Kracht，"Experimental and numerical study of interlock requirements for high-power EYDFAs"，Optics Express，Vol.28，No.21，pp. 31480-31486，2020
　本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、除錆対象以外の物や人に除錆用のレーザ光が照射される可能性を低減することができる除錆レーザ装置を提供することを目的とする。
　本発明の除錆レーザ装置は、除錆用の第１のレーザ光を出力するように構成されたレーザ部と、測距用の第２のレーザ光を出力し、物体からの戻り光に基づいて前記物体までの距離を算出するように構成されたＬｉＤＡＲ部と、前記第１のレーザ光の主光線と前記第２のレーザ光の主光線とが一致するようにして前記第１、第２のレーザ光を前記物体に照射し、前記第２のレーザ光の前記物体からの反射光を前記ＬｉＤＡＲ部に戻すように構成されたレーザ出射ヘッドと、前記物体までの距離が所定の距離範囲に含まれる場合に、前記レーザ部から前記第１のレーザ光を出力させ、前記距離が前記距離範囲に含まれない場合に、前記第１のレーザ光の出力を停止させるように構成された制御部とを備えることを特徴とするものである。
　本発明によれば、第１のレーザ光の主光線上に物体が存在し、かつ物体までの距離が所定の距離範囲に含まれる場合のみ、レーザ部から第１のレーザ光を出力させるので、除錆対象の物体が存在すると想定される範囲を所定の距離範囲として設定すれば、除錆対象以外の物や人にレーザ光が照射される可能性を低減することができ、安全性を高めることができる。また、本発明では、所定の距離範囲外への第１のレーザ光の照射を防ぐことができるため、不要なレーザ光の照射を防ぐための養生幕の設置が不要となり、除錆作業の労力を軽減することができる。
図１は、本発明の第１の実施例に係る除錆レーザ装置の構成を示すブロック図である。 図２は、本発明の第１の実施例に係る除錆レーザ装置の具体例を示すブロック図である。 図３は、本発明の第１の実施例に係る対象干渉計の構成を示すブロック図である。 図４は、本発明の第１の実施例に係る基準干渉計の構成を示すブロック図である。 図５は、位相変化曲線とリサンプリング時刻との関係の１例を示す図である。 図６は、本発明の第１の実施例に係る制御信号処理部の構成を示すブロック図である。 図７は、本発明の第１の実施例に係る制御信号処理部の別の構成を示すブロック図である。 図８は、本発明の第２の実施例に係る除錆レーザ装置の構成を示すブロック図である。 図９は、本発明の第２の実施例に係る除錆レーザ装置の別の構成を示すブロック図である。 図１０は、本発明の第３の実施例に係るレーザ出射ヘッドの構成を示すブロック図である。 図１１は、本発明の第１～第３の実施例に係る信号処理装置と制御信号処理部とを実現するコンピュータの構成例を示すブロック図である。
［第１の実施例］
　以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。本発明は、除錆用レーザ光の主光線上に物体が存在し、かつ、除錆用レーザ出射ヘッドから物体までの距離が、ユーザが設定する範囲内である場合にのみ、除錆用レーザ光を照射するものである。
　図１は本発明の第１の実施例に係る除錆レーザ装置の構成を示すブロック図である。除錆レーザ装置は、レーザ部１と、レーザ出射ヘッド２と、ＬｉＤＡＲ（light detection and ranging）部３と、制御部４とを備えている。
　以下、各部の構成と動作について説明する。レーザ出射ヘッド２は、レーザ部１から光ファイバ５を介して入射した除錆用のレーザ光の主光線とＬｉＤＡＲ部３から光ファイバ６を介して入射したＬｉＤＡＲ用のレーザ光の主光線とを一致させてそれぞれの光を同時に出射する。
　レーザ出射ヘッド２は、レーザ部１から光ファイバ５を介して入射した除錆用のレーザ光を平行光にするファイバコリメータ（ＦＣ）２０と、ＬｉＤＡＲ部３から光ファイバ６を介して入射したＬｉＤＡＲ用のレーザ光を平行光にすると共に、ダイクロイックミラー２２の反射光を光ファイバ６に入射させるＦＣ２１と、ＦＣ２０からの光を透過させ、ＦＣ２１からの光を反射し、物体１００からの光を反射してＦＣ２１に戻すダイクロイックミラー２２と、ダイクロイックミラー２２からの光を偏向する光偏向器２３と、光偏向器２３からの光を集光して物体１００に照射すると共に、物体１００からの反射光を平行光にして光偏向器２３に入射させる集光光学系２４とから構成される。
　除錆用のレーザ光の波長とＬｉＤＡＲ用のレーザ光の波長が異なるようにすれば　除錆用のレーザ光を透過させてＬｉＤＡＲ用のレーザ光を反射するダイクロイックミラー２２が使用できる。除錆用レーザ光の波長は例えば１０７０ｎｍ、ＬｉＤＡＲ用のレーザ光の波長は例えば１３１０ｎｍあるいは１５５０ｎｍである。
　ＦＣ２０，２１から出射した光は、ダイクロイックミラー２２によって合波され、光偏向器２３と集光光学系２４を通って物体１００に照射される。このとき、除錆用のレーザ光の主光線とＬｉＤＡＲ用のレーザ光の主光線とが一致するように、ＦＣ２０，２１の光軸が調整されている。図１の１０２は物体１００に照射される除錆用のレーザ光とＬｉＤＡＲ用のレーザ光の主光線を表している。１０３は集光光学系２４の光軸、１０４は光偏向器２３による光偏向によって物体１００上を走査可能な幅を示している。
　光偏向器２３と集光光学系２４の配置の一例としては、テレセントリック系となるように配置することが考えられる。テレセントリック系とは、光偏向器２３による光偏向の角度によらず、集光光学系２４からの出射光の全ての主光線が並行となる光学系のことである。具体的には、例えば光偏向器２３の偏向原点と集光光学系２４の入射側主点との間の距離が集光光学系２４の焦点距離となるように配置する。
　除錆用のレーザ光を物体１００に照射することで、物体１００の錆を除去することができる。また、光偏向器２３の偏向角を変化させることで、物体１００上をレーザ光が走査することができる。
　物体１００からの反射光は、集光光学系２４によって平行光にされ、光偏向器２３を通ってダイクロイックミラー２２に入射する。ダイクロイックミラー２２は、特定の波長領域の光（本実施例ではＬｉＤＡＲ用のレーザ光）を反射する。ＦＣ２１は、ダイクロイックミラー２２の反射光を光ファイバ６に入射させる。
　ＬｉＤＡＲ部３は、レーザ出射ヘッド２と光ファイバ６を介して物体１００の表面から返ってきたＬｉＤＡＲ用のレーザ光を取り込み、その光を使用して物体１００までの距離を算出する。ＬｉＤＡＲの方式としては、例えばＴＯＦ（time of flight）方式やＦＭＣＷ（frequency modulated continuous wave）方式がある。
　制御部４は、制御信号ＣＴＬによってレーザ部１を制御し、レーザ部１からの除錆用のレーザ光の出力をＯＮ／ＯＦＦする。制御部４は、複数の条件が全て満たされる場合には、レーザ部１からレーザ光を出力させ、少なくとも１つの条件が満たされない場合には、レーザ光の出力を停止させる。
　成立か不成立かを制御部４が判断する条件としては、少なくとも２つの条件がある。第１の条件は、ユーザが設定する距離範囲内に物体１００が存在するという条件である。第２の条件は、ＬｉＤＡＲ部３がレーザ出射ヘッド２から受光した戻り光の強度がユーザが設定する強度を上回るという条件である。第２の条件は、物体１００がＬｉＤＡＲ用のレーザ光の主光線上にない場合を想定した条件である。
　まず、第１の条件について説明する。ユーザが設定する距離範囲をＳとした場合、ユーザは距離の最小値ｄｍｉｎと最大値ｄｍａｘ（ｄｍｉｎ＜ｄｍａｘ）の２つを指定する。Ｓは、ｄｍｉｎ以上、ｄｍａｘ以下の範囲となる。
　Ｊ個（Ｊは２以上の整数）の距離範囲Ｓ＿ｉ（ｉは０～Ｊ－１の整数）を設定する場合、ユーザはそれぞれの範囲について距離の最小値ｄ＿ｉ＿ｍｉｎと最大値ｄ＿ｉ＿ｍａｘ（ｄ＿ｉ＿ｍｉｎ＜ｄ＿ｉ＿ｍａｘ）の２つを指定する。Ｓ＿ｉは、ｄ＿ｉ＿ｍｉｎ以上、ｄ＿ｉ＿ｍａｘ以下の範囲となる。
　制御部４は、設定された距離範囲ＳとＬｉＤＡＲ部３によって算出された距離ｚ＿Ｓ’とを比較し、距離ｚ＿Ｓ’が距離範囲Ｓに含まれる場合（ｄｍｉｎ≦ｚ＿Ｓ’≦ｄｍａｘ）、第１の条件が満たされたと判断する。また、制御部４は、複数の距離範囲Ｓ＿ｉが設定され、距離ｚ＿Ｓ’が複数の距離範囲Ｓ＿ｉのうちいずれかに含まれる場合（ｄ＿ｉ＿ｍｉｎ≦ｚ＿Ｓ’≦ｄ＿ｉ＿ｍａｘ）、第１の条件が満たされたと判断する。
　次に、第２の条件について説明する。ユーザが設定する強度閾値をＩ＿Ｔｈとする。制御部４は、設定された強度閾値Ｉ＿ＴｈとＬｉＤＡＲ部３が受光した戻り光の強度Ｉとを比較し、強度Ｉが閾値Ｉ＿Ｔｈを超えた場合（Ｉ＞Ｉ＿Ｔｈ）、第２の条件が満たされたと判断する。第２の条件が成立する場合、レーザ出射ヘッド２から出射したＬｉＤＡＲ用のレーザ光の主光線上に物体１００が存在すると判断できる。
　制御部４は、第１、第２の条件が共に満たされる場合には、レーザ部１から除錆用のレーザ光を出力させ、第１、第２の条件のうち少なくとも１つが満たされない場合には、レーザ光の出力を停止させる。
　レーザ部１は、除錆用のレーザ光源を含む。レーザ光源は、制御部４から出力される制御信号ＣＴＬによってレーザ出力のＯＮ／ＯＦＦが可能な構造を有する。レーザ光源にインターロック（interlock）用の端子がある場合には、この端子に制御部４からの制御信号ＣＴＬを入力して、レーザ出力のＯＮ／ＯＦＦを制御すればよい。
　ただし、レーザ光源の中には、インターロック用の端子によるレーザ出力のＯＮ／ＯＦＦを行った場合に、出力光を得るまでに数秒の時間を要するものや、レーザ出力のＯＦＦ後に再度ＯＮするときに物理的なスイッチのＯＮ操作を要するものがある。このようなレーザ光源では、レーザ出力のＯＮ／ＯＦＦを短時間で実現できない。
　そこで、外部からの入力信号により出力レーザ光の強度変調ができるレーザ光源を用い、レーザ光源を駆動する信号として制御部４から制御信号ＣＴＬを供給してレーザ光の強度変調を行うことにより、レーザ出力のＯＮ／ＯＦＦ制御を実現するようにしてもよい。あるいは、外部変調器を有するレーザ光源を用い、外部変調器を駆動する信号として制御部４から制御信号ＣＴＬを供給してレーザ光の強度変調を行うことにより、レーザ出力のＯＮ／ＯＦＦ制御を実現するようにしてもよい。
　図２は図１に示した除錆レーザ装置の具体例を示すブロック図である。この例では、ＬｉＤＡＲ部３の構成としてＦＭＣＷ方式の構成を使用している。ＬｉＤＡＲ部３の構成としてＦＭＣＷ方式の構成を使用する利点は、除錆レーザによって発熱した除錆対象から発生してＬｉＤＡＲ部３に取り込まれた光が測距にほぼ影響を与えないことである。その理由は、発熱によって発生した光はＬｉＤＡＲ部３内で発生させたレーザ光とはほぼ干渉しないことである。ＬｉＤＡＲ部３は、波長掃引光源３０と、カプラＣ１と、対象干渉計３１（第１の干渉計）と、基準干渉計３２（第２の干渉計）と、ＡＤ変換器（ＡＤＣ）３３と、信号処理装置３４とを備えている。図２の３５は波長掃引光源３０とカプラＣ１とを接続する光ファイバである。
　波長掃引光源３０は、波長を時間的に掃引させた連続的な光を出力する。波長掃引光源３０から出力された光はカプラＣ１にて分けられ、一方の光は対象干渉計３１に入射し、他方の光は基準干渉計３２に入射する。
　対象干渉計３１の構成を図３に示す。対象干渉計３１は、カプラＣ２，Ｃ３と、サーキュレータ３１０と、バランスドフォトディテクタ（ＢＰＤ）３１１と、カプラＣ１とカプラＣ２とを接続する光ファイバ３１２と、カプラＣ２とカプラＣ３とを接続する光ファイバ３１３と、カプラＣ２とサーキュレータ３１０とを接続する光ファイバ３１４と、サーキュレータ３１０とカプラＣ３とを接続する光ファイバ３１５と、カプラＣ３とＢＰＤ３１１とを接続する光ファイバ３１６，３１７とから構成される。
　なお、図１の構成と整合させるために対象干渉計３１の構成を図２、図３のように記載しているが、対象干渉計は基準干渉計３２と対を成すものなので、レーザ出射ヘッド２と物体１００も対象干渉計の構成に含まれる。
　カプラＣ２は、カプラＣ１からの光を２つに分ける。サーキュレータ３１０は、光ファイバ３１４からの光を光ファイバ６に出力し、光ファイバ６からの光を光ファイバ３１５に出力する。レーザ出射ヘッド２の構成と動作は上記のとおりであり、波長掃引光源３０からのＬｉＤＡＲ用のレーザ光とレーザ部１からの除錆用のレーザ光とが物体１００に照射される。
　本実施例では、カプラＣ２とカプラＣ３との間の光路のうち、光ファイバ３１３を通る光路（物体１００の反射面１０１を含まない光路）をａとする。また、カプラＣ２とカプラＣ３との間の光路のうち、光ファイバ３１４→サーキュレータ３１０→光ファイバ６→ＦＣ２１→ダイクロイックミラー２２→光偏向器２３→集光光学系２４→物体１００の反射面１０１→集光光学系２４→光偏向器２３→ダイクロイックミラー２２→ＦＣ２１→光ファイバ６→サーキュレータ３１０→光ファイバ３１５という経路を辿る光路をｂとする。
　対象干渉計３１の基準面１０５は、仮想的な面であり、この面で光が反射された場合に光路ａと同じ光路長となる面である。図３では、対象干渉計３１の基準面１０５から物体１００の反射面１０１までの距離がｚ＿Ｓであるので、カプラＣ２とカプラＣ３との間の２つの光路ａとｂの光路長差は２ｚ＿Ｓとなる。
　カプラＣ３は、光ファイバ３１３からの光と光ファイバ３１５からの光とを合波する。ＢＰＤ３１１は、カプラＣ３からの２つの出力をそれぞれ光電変換して、光電変換の結果得られた２つのアナログ電気信号の差分を求めて出力する。
　基準干渉計３２の構成を図４に示す。基準干渉計３２は、カプラＣ４，Ｃ５と、サーキュレータ３２０と、ＦＣ３２１と、ＢＰＤ３２２と、カプラＣ１とカプラＣ４とを接続する光ファイバ３２３と、カプラＣ４とカプラＣ５とを接続する光ファイバ３２４と、カプラＣ４とサーキュレータ３２０とを接続する光ファイバ３２５と、サーキュレータ３２０とＦＣ３２１とを接続する光ファイバ３２６と、サーキュレータ３２０とカプラＣ５とを接続する光ファイバ３２７と、カプラＣ５とＢＰＤ３２２とを接続する光ファイバ３２８，３２９とから構成される。
　カプラＣ４は、カプラＣ１からの光を２つに分ける。サーキュレータ３２０は、光ファイバ３２５からの光を光ファイバ３２６に出力し、光ファイバ３２６からの光を光ファイバ３２７に出力する。ＦＣ３２１は、光ファイバ３２６からの光を平行光にして鏡２００に照射し、鏡２００からの反射光を光ファイバ３２６に入射させる。
　カプラＣ４とカプラＣ５との間の光路のうち、光ファイバ３２４を通る光路をｃとする。また、カプラＣ４とカプラＣ５との間の光路のうち、光ファイバ３２５→サーキュレータ３２０→光ファイバ３２６→ＦＣ３２１→鏡２００の反射面２０１→ＦＣ３２１→光ファイバ３２６→サーキュレータ３２０→光ファイバ３２７という経路を辿る光路をｄとする。
　基準干渉計３２は、対象干渉計３１の物体１００を鏡２００に置き換えたものである。基準面２０２は、仮想的な面であり、この面で光が反射された場合に光路ｃと同じ光路長となる面である。基準面２０２から鏡２００の反射面２０１までの距離は、既知のｚ＿Ｒとなっている。したがって、カプラＣ４とカプラＣ５との間の２つの光路ｃとｄの光路長差は２ｚ＿Ｒとなる。
　カプラＣ５は、光ファイバ３２４からの光と光ファイバ３２７からの光とを合波する。ＢＰＤ３２２は、カプラＣ５からの２つの出力をそれぞれ光電変換して、光電変換の結果得られた２つのアナログ電気信号の差分を求めて出力する。
　ＡＤＣ３３は、対象干渉計３１のＢＰＤ３１１から第１のチャネルに入力された電気信号と、基準干渉計３２のＢＰＤ３２２から第２のチャネルに入力された電気信号とをそれぞれＡＤ変換する。本実施例では、対象干渉計３１からＡＤＣ３３の第１のチャネルを通して得られた信号を対象干渉信号、基準干渉計３２からＡＤＣ３３の第２のチャネルを通して得られた信号を基準干渉信号とする。
　信号処理装置３４は、ＡＤＣ３３から出力されたデジタル信号を処理する。信号処理装置３４は、フーリエ変換部３４０と、負周波数成分零部３４１と、逆フーリエ変換部３４２と、偏角算出部３４３と、位相接続部３４４と、リサンプリング時刻算出部３４５と、リサンプリング部３４６，３４７と、フーリエ変換部３４８，３４９と、強度ピーク周波数検出部３５０，３５１と、距離算出部３５２とから構成される。
　フーリエ変換部３４０は、基準干渉計３２からＡＤＣ３３を通して得られた基準干渉信号をフーリエ変換した信号を出力する。
　負周波数成分零部３４１は、フーリエ変換部３４０の出力信号の負の周波数成分をゼロにする処理を行い、その処理結果の信号を出力する。
　逆フーリエ変換部３４２は、負周波数成分零部３４１の出力信号を逆フーリエ変換した信号を出力する。
　偏角算出部３４３は、逆フーリエ変換部３４２から出力された複素信号の各時間の偏角を算出する。偏角の範囲は－π～π、または０～２πである。
　位相接続部３４４は、偏角を連続した位相値にする位相接続処理を行い、その処理結果を位相変化曲線とする。位相接続部３４４は、偏角を時刻ｔ順に並べたときに（ｔ＝０，１，・・・，Ｍ－１、ＭはＡＤＣ３３によって得られたデータのサンプル数）、隣同士の偏角差の絶対値がπ／２以上となった場合のみ偏角が連続した位相値になるように接続する。
　時刻ｔの偏角θ（ｔ）と時刻ｔ＋１の偏角θ（ｔ＋１）との差の絶対値がπ／２以上となった場合、これまでに偏角を接続した回数をＫ、θ（ｔ）－θ（ｔ＋１）の正負をＳｉｇｎとすると、位相接続後の時刻ｔ＋１の偏角θ＿ｕは、θ＿ｕ＝θ（ｔ＋１）＋Ｓｉｇｎ×２π×（Ｋ＋１）となる。このような位相接続処理をアンラッピング処理と呼ぶこともある。
　位相接続部３４４によって得られた位相変化曲線は、基準干渉信号の時間的な位相変化を表したものであり、偏角差の正負Ｓｉｇｎに応じて、時間に対して単調増加（Ｓｉｇｎ＞０の場合）、または単調減少（Ｓｉｇｎ＜０の場合）する。ただし、位相接続前の偏角に小さなノイズが重畳している場合は、そのノイズの上下動により、単調増加や単調減少とはならない場合がある。
　リサンプリング時刻算出部３４５は、位相接続部３４４によって得られた位相変化曲線からリサンプリング部３４６，３４７において使用されるリサンプリング時刻τ＿ｎ（ｎ＝０～Ｎ－１）を生成する。図５は、位相変化曲線とリサンプリング時刻τ＿ｎとの関係の１例を示す図である。リサンプリング時刻τ＿ｎは、位相変化曲線が等位相間隔δθとなる時刻である。
　リサンプリング部３４６，３４７によって対象干渉信号と基準干渉信号を再度サンプリングする際のサンプル数Ｎをユーザが指定した場合、位相間隔δθは、位相変化曲線の位相変化幅Δθ（最大位相－最小位相）から、式（１）のように算出できる。
　δθ＝Δθ／（Ｎ―１）　　　　　　　　　　　　　　・・・（１）
　リサンプリング時刻算出部３４５は、式（２）により表されるθ’（ｎ）となる時刻をリサンプリング時刻τ＿ｎ（ｎ＝０～Ｎ－１）として算出する。
　θ’（ｎ）＝θ（０）＋ｎδθ　　　　　　　　　　　・・・（２）
　式（２）において、θ（０）は時刻ｔ＝０における位相変化曲線の位相である。仮に、θ＿ｕ（ｔ）＜θ’（ｎ）＜θ＿ｕ（ｔ＋１）となった場合は、補間によりθ＿ｕ（τ＿ｎ）＝θ’（ｎ）となるリサンプリング時刻τ＿ｎを算出する。線形補間を使用する場合、リサンプリング時刻算出部３４５は、式（３）によりリサンプリング時刻τ＿ｎを算出する。
　τ＿ｎ＝ｔ｜θ＿ｕ（ｔ＋１）－θ’（ｎ）｜
　　　　　＋（ｔ＋１）｜θ’（ｎ）－θ＿ｕ（ｔ）｜　・・・（３）
　式（３）において、｜ｘ｜はｘの絶対値である。リサンプリング部３４６は、対象干渉計３１からＡＤＣ３３を通して得られた対象干渉信号をリサンプリング時刻τ＿ｎに同期してサンプリングして、リサンプリング処理後の干渉信号を出力する。
　リサンプリング部３４７は、基準干渉計３２からＡＤＣ３３を通して得られた基準干渉信号をリサンプリング時刻τ＿ｎに同期してサンプリングして、リサンプリング処理後の干渉信号を出力する。なお、τ＿ｎは一般に実数となる。τ＿ｎが実数の場合は、線形補間等の補間により、リサンプリングを行う。
　リサンプリングにより、対象干渉信号と基準干渉信号は、時刻τ＿ｎに対して位相が線形的に変化するようになる。基準干渉計３２には鏡２００が設けられているために反射点は１点であることから、リサンプリング後の基準干渉信号は正弦波となる。レーザ出射ヘッド２から出射したＬｉＤＡＲ用のレーザ光の主光線が物体１００の表面と交差し、物体１００からの反射光が戻り光として対象干渉計３１内での干渉に寄与するのであれば、反射点は一点であることから、リサンプリング後の対象干渉信号も正弦波となる。
　フーリエ変換部３４８は、リサンプリング部３４６から出力された対象干渉信号をフーリエ変換した信号を出力する。フーリエ変換部３４９は、リサンプリング部３４７から出力された基準干渉信号をフーリエ変換した信号を出力する。上記のとおり、干渉信号が正弦波となる場合、フーリエ変換後の信号はピークを有するスペクトルとして算出される。このピークを有する信号のことをＰＳＦ（point spread function）と呼ぶ。対象干渉信号から得られたＰＳＦのピーク位置の周波数は、物体１００の反射面１０１の位置を示している。基準干渉信号から得られたＰＳＦのピーク位置の周波数は、鏡２００の反射面２０１の位置を示している。
　強度ピーク周波数検出部３５０は、フーリエ変換部３４８によって得られたＰＳＦのピーク位置の周波数ｆ＿Ｓを検出する。強度ピーク周波数検出部３５１は、フーリエ変換部３４９によって得られたＰＳＦのピーク位置の周波数ｆ＿Ｒを検出する。
　距離算出部３５２は、距離ｚ＿Ｒと強度ピーク周波数検出部３５０によって検出された周波数ｆ＿Ｓと強度ピーク周波数検出部３５１によって算出された周波数ｆ＿Ｒとに基づいて、対象干渉計３１の基準面１０５から物体１００の反射面１０１までの距離ｚ＿Ｓの推定値ｚ＿Ｓ’を式（４）により算出する。
　ｚ＿Ｓ’＝ｚ＿Ｒ×ｆ＿Ｓ／ｆ＿Ｒ　　　　　　　　　・・・（４）
　上記の距離ｚ＿Ｒは、基準干渉計３２内のカプラＣ４とカプラＣ５との間の２つの光路の光路長差の１／２の値である。通常、除錆は大気中で行われるが、その場合、ｚ＿Ｒは空気換算された値となる。もし、水中など、空気以外の媒質中で除錆する場合は、その媒質の光速に基づいて換算された値となる。
　次に、制御部４は、図２に示すように制御信号処理部４０と、ＤＡ変換器（ＤＡＣ）４１とから構成される。
　制御信号処理部４０は、ユーザが設定した強度閾値Ｉ＿Ｔｈと、ユーザが設定した距離範囲ＳまたはＳ＿ｉと、ＬｉＤＡＲ部３が受光した戻り光の強度Ｉと、ＬｉＤＡＲ部３によって算出された距離ｚ＿Ｓ’とに基づいて、レーザ部１からのレーザ光出力をＯＮ／ＯＦＦするためのデジタル信号を出力する。
　ＤＡＣ４１は、制御信号処理部４０から出力されたデジタル信号をＤＡ変換して、アナログの制御信号ＣＴＬをレーザ部１に出力する。
　制御信号処理部４０は、ユーザが１つの距離範囲Ｓを設定した場合、物体１００までの距離ｚ＿Ｓ’が距離範囲Ｓに含まれ、かつＬｉＤＡＲ部３が受光した戻り光の強度Ｉが閾値Ｉ＿Ｔｈを超えている場合、レーザ部１から除錆用のレーザ光を出力させるためのデジタル信号を出力する。制御信号処理部４０は、距離ｚ＿Ｓ’が距離範囲Ｓに含まれない場合と戻り光の強度Ｉが閾値Ｉ＿Ｔｈ以下の場合のうち少なくとも一方が起こった場合に、レーザ光を停止させるためのデジタル信号を出力する。
　また、制御信号処理部４０は、ユーザが複数の距離範囲Ｓ＿ｉを設定した場合、物体１００までの距離ｚ＿Ｓ’が距離範囲Ｓ＿ｉのいずれかに含まれ、かつＬｉＤＡＲ部３が受光した戻り光の強度Ｉが閾値Ｉ＿Ｔｈを超えている場合、レーザ部１から除錆用のレーザ光を出力させるためのデジタル信号を出力する。制御信号処理部４０は、距離ｚ＿Ｓ’が距離範囲Ｓ＿ｉのいずれにも含まれない場合と戻り光の強度Ｉが閾値Ｉ＿Ｔｈ以下の場合のうち少なくとも一方が起こった場合に、レーザ光を停止させるためのデジタル信号を出力する。
　次に、ＬｉＤＡＲ部３が受光する戻り光の強度Ｉの取得方法について説明する。戻り光の強度Ｉを求めるための制御信号処理部４０の構成を図６に示す。図６の例は、対象干渉信号から戻り光の強度Ｉを計算により求める例を示している。
　制御信号処理部４０は、フーリエ変換部４００と、負周波数成分零部４０１と、逆フーリエ変換部４０２と、強度算出部４０３と、時間平均算出部４０４と、判定部４０５とから構成される。
　フーリエ変換部４００は、対象干渉計３１からＡＤＣ３３を通して得られた対象干渉信号のうち、波長掃引光源３０の掃引時間分の対象干渉信号または掃引時間の半分の時間分の対象干渉信号をフーリエ変換した信号を出力する。
　負周波数成分零部４０１は、フーリエ変換部４００の出力信号の負の周波数成分をゼロにする処理を行い、その処理結果の信号を出力する。
　逆フーリエ変換部４０２は、負周波数成分零部４０１の出力信号を逆フーリエ変換した信号を出力する。
　強度算出部４０３は、逆フーリエ変換部４０２から出力された複素信号の各時間における強度として、実部の２乗と虚部の２乗の和に４を掛けた値を算出する。
　時間平均算出部４０４は、強度算出部４０３によって算出された強度の時間平均値を、ＬｉＤＡＲ部３が受光した戻り光の強度Ｉとして算出する。なお、ＡＤＣ３３のトリガーが波長掃引光源３０の掃引周波数に同期しているので、この時間平均は、波長掃引光源３０の掃引周期毎に実行される。
　判定部４０５は、物体１００までの距離ｚ＿Ｓ’が距離範囲Ｓ，Ｓ＿ｉに含まれ、かつＬｉＤＡＲ部３が受光した戻り光の強度Ｉが閾値Ｉ＿Ｔｈを超えている場合、レーザ部１から除錆用のレーザ光を出力させるためのデジタル信号を出力する。また、判定部４０５は、距離ｚ＿Ｓ’が距離範囲Ｓ，Ｓ＿ｉに含まれない場合と戻り光の強度Ｉが閾値Ｉ＿Ｔｈ以下の場合のうち少なくとも一方が起こった場合に、レーザ光を停止させるためのデジタル信号を出力する。
　ＤＡＣ４１は、判定部４０５から出力されたデジタル信号をＤＡ変換して、アナログの制御信号ＣＴＬをレーザ部１に出力する。
　フーリエ変換部４００と負周波数成分零部４０１と逆フーリエ変換部４０２の順で信号処理された複素信号の、実部の２乗と虚部の２乗の和の平方根をとった時間波形は、対象干渉信号の振幅波形（包絡線波形）の１／２を表している。この振幅波形はＬｉＤＡＲ部３が受光する戻り光の電界強度に比例する。このため、複素信号を２乗して４倍すると、エネルギーの時間波形が得られる。このエネルギーの時間波形を平均することによって戻り光の強度Ｉを取得することができる。
　戻り光の強度Ｉを求めるための制御信号処理部４０の別の構成を図７に示す。図７の例は、ＬｉＤＡＲ部３においてリサンプリング処理後の対象干渉信号をフーリエ変換した結果と、フーリエ変換の結果から得られたピーク周波数ｆ＿Ｓとに基づいて、戻り光の強度Ｉを計算により求める例を示している。
　図７の例の制御信号処理部４０は、ピーク強度算出部４０６と、判定部４０５とから構成される。
　ＬｉＤＡＲ部３において、リサンプリング処理後の対象干渉信号をフーリエ変換部３４８によってフーリエ変換した信号は、物体１００の反射面１０１までの距離に対応した周波数にピークを有するＰＳＦである。ＰＳＦのピーク強度は、物体１００からの反射光の電界強度（パワーの平方根）に比例する。
　ピーク強度算出部４０６は、フーリエ変換部３４８によって得られたＰＳＦの強度がピークとなる周波数ｆ＿Ｓの情報を強度ピーク周波数検出部３５０から取得し、フーリエ変換部３４８によって得られたＰＳＦの、周波数ｆ＿Ｓにおける強度を検出して、検出した強度を２乗した値を、ＬｉＤＡＲ部３が受光した戻り光の強度Ｉとして算出する。
　判定部４０５の動作は上記のとおりである。
　以上のように、本実施例では、除錆用のレーザ光の主光線上に物体が存在し、かつ物体までの距離ｚ＿Ｓ’が所定の距離範囲に含まれる場合のみ、レーザ部１から除錆用のレーザ光を出力させるので、除錆対象の物体が存在すると想定される範囲を所定の距離範囲として設定すれば、除錆対象以外の物や人にレーザ光が照射される可能性を低減することができ、安全性を高めることができる。また、所定の距離範囲外への除錆用のレーザ光の照射を防ぐことができるため、不要なレーザ光の照射を防ぐための養生幕の設置が不要となり、除錆作業の労力を軽減することができる。例えば本実施例のような安全機能がない場合、除錆対象の鉄塔の隙間を抜けてレーザ光が鉄塔よりも遠くまで照射される可能性があるが、本実施例によれば、このようなレーザ光の通り抜けを防止することができる。
　なお、波長掃引光源３０からはＬｉＤＡＲ用のレーザ光が常時出力されているが、このレーザ光のパワーは除錆用のレーザ光と比較して非常に小さい。このため、ＬｉＤＡＲ用のレーザ光が除錆対象以外の物や人に当たったとしても問題が生じることはない。
　本実施例では、制御部４は第１、第２の条件が共に満たされる場合にレーザ部１から除錆用のレーザ光を出力させているが、第１の条件のみで判定を行ってもよい。この場合、制御部４は、第１の条件が満たされる場合にレーザ部１から除錆用のレーザ光を出力させ、第１の条件が満たされない場合にレーザ光の出力を停止させるようにすればよい。
［第２の実施例］
　次に、本発明の第２の実施例について説明する。第１の実施例では、ＬｉＤＡＲ部３が受光した戻り光の強度Ｉを対象干渉信号から算出した。本実施例では、対象干渉計内においてレーザ出射ヘッドからの戻り光の一部をフォトディテクタによって検出し、フォトディテクタの検出結果を制御部に取り込み、戻り光の強度Ｉを算出する例について説明する。
　図８は本実施例に係る除錆レーザ装置の構成を示すブロック図である。本実施例の除錆レーザ装置は、レーザ部１と、レーザ出射ヘッド２と、ＬｉＤＡＲ部３ａと、制御部４ａとを備えている。
　ＬｉＤＡＲ部３ａは、波長掃引光源３０と、カプラＣ１と、対象干渉計３１ａと、基準干渉計３２と、ＡＤＣ３３ａと、信号処理装置３４とを備えている。
　対象干渉計３１ａは、カプラＣ２，Ｃ３，Ｃ６と、サーキュレータ３１０と、ＢＰＤ３１１と、光ファイバ３１２～３１７と、フォトディテクタ（ＰＤ）３１８と、ＰＤ３１８とカプラＣ６とを接続する光ファイバ３１９とから構成される。基準干渉計３２の構成は第１の実施例と同じである。
　本実施例では、レーザ出射ヘッド２とサーキュレータ３１０とを接続する光ファイバ６の途中にカプラＣ６を挿入する。カプラＣ６は、レーザ出射ヘッド２からの戻り光を２つに分ける。一方の光は、第１の実施例と同様に光ファイバ６を介してサーキュレータ３１０に入射する。他方の光は、光ファイバ３１９を介してＰＤ３１８に入射する。ＰＤ３１８は、入射した光を電気信号に変換する。
　ＡＤＣ３３ａは、対象干渉計３１ａのＢＰＤ３１１から第１のチャネルに入力された電気信号と、基準干渉計３２のＢＰＤ３２２から第２のチャネルに入力された電気信号と、対象干渉計３１ａのＰＤ３１８から第３のチャネルに入力された電気信号とをそれぞれＡＤ変換する。信号処理装置３４の構成と動作は第１の実施例で説明したとおりである。
　制御部４ａは、制御信号処理部４０ａと、ＤＡＣ４１とから構成される。制御信号処理部４０ａは、換算部４０７と、判定部４０５とから構成される。
　ＰＤ３１８の出力信号はＡＤＣ３３ａによってデジタル信号に変換され、換算部４０７に入力される。換算部４０７は、ＰＤ３１８の出力信号に基づいて、ＬｉＤＡＲ部３がレーザ出射ヘッド２から受光した戻り光の強度Ｉを算出する。カプラＣ６の分岐比をあらかじめ測定しておけば、カプラＣ６からサーキュレータ３１０へ出力される戻り光の強度Ｉを、ＰＤ３１８の出力信号の強度から算出することが可能である。
　判定部４０５とＤＡＣ４１の動作は第１の実施例で説明したとおりである。こうして、本実施例では、第１の実施例と同様の効果を得ることができる。
　図８の例では光ファイバ６の途中にカプラＣ６を挿入したが、本実施例の別の構成を図９に示す。図９の例の除錆レーザ装置は、レーザ部１と、レーザ出射ヘッド２と、ＬｉＤＡＲ部３ｂと、制御部４ａとを備えている。
　ＬｉＤＡＲ部３ｂは、波長掃引光源３０と、カプラＣ１と、対象干渉計３１ｂと、基準干渉計３２と、ＡＤＣ３３ａと、信号処理装置３４とを備えている。
　対象干渉計３１ｂは、カプラＣ２，Ｃ３，Ｃ６と、サーキュレータ３１０と、ＢＰＤ３１１と、光ファイバ３１２～３１７，３１９と、ＰＤ３１８とから構成される。対象干渉計３１ａとの違いは、サーキュレータ３１０とカプラＣ３とを接続する光ファイバ３１５の途中にカプラＣ６を挿入した点である。
　図８の例と同様に、制御信号処理部４０ａの換算部４０７は、ＰＤ３１８の出力信号に基づいて、ＬｉＤＡＲ部３がレーザ出射ヘッド２から受光した戻り光の強度Ｉを算出する。カプラＣ６の分岐比をあらかじめ測定しておけば、カプラＣ６からカプラＣ３へ出力される戻り光の強度Ｉを、ＰＤ３１８の出力信号の強度から算出することが可能である。
［第３の実施例］
　次に、本発明の第３の実施例について説明する。図１０は本実施例に係るレーザ出射ヘッドの構成を示すブロック図である。レーザ出射ヘッド２ａは、第１、第２の実施例のレーザ出射ヘッド２に対して、光偏向器２３と集光光学系２４の位置を逆にしたものである。図４の１０２は物体１００に照射される除錆用のレーザ光とＬｉＤＡＲ用のレーザ光の光軸を表している。１０３は集光光学系２４の光軸、１０４は光偏向器２３による光偏向によって物体１００上を走査可能な幅を示している。
　このように、本実施例では、光偏向器２３を物体１００側に配置することにより、物体１００上を走査可能な幅を大きくすることができる。
　第１～第３の実施例で説明した信号処理装置３４と制御信号処理部４０，４０ａとは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置及びインタフェースを備えたコンピュータと、これらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。このコンピュータの構成例を図１１に示す。
　コンピュータは、ＣＰＵ３００と、記憶装置３０１と、インタフェース装置（Ｉ／Ｆ）３０２とを備えている。Ｉ／Ｆ３０２には、ＡＤＣ３３，３３ａとＤＡＣ４１等が接続される。本発明の除錆レーザ装置の制御方法を実現させるためのプログラムは記憶装置３０１に格納される。ＣＰＵ３００は、記憶装置３０１に格納されたプログラムに従って第１～第３の実施例で説明した処理を実行する。また、信号処理装置３４と制御信号処理部４０，４０ａの少なくとも一部をＦＰＧＡ（field-programmable gate array）等のハードウェアロジックで構成してもよい。
　上記の実施例の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
　（付記１）本発明の除錆レーザ装置は、除錆用の第１のレーザ光を出力するように構成されたレーザ部と、測距用の第２のレーザ光を出力し、物体からの戻り光に基づいて前記物体までの距離を算出するように構成されたＬｉＤＡＲ部と、前記第１のレーザ光の主光線と前記第２のレーザ光の主光線とが一致するようにして前記第１、第２のレーザ光を前記物体に照射し、前記第２のレーザ光の前記物体からの反射光を前記ＬｉＤＡＲ部に戻すように構成されたレーザ出射ヘッドと、前記物体までの距離が所定の距離範囲に含まれる場合に、前記レーザ部から前記第１のレーザ光を出力させ、前記距離が前記距離範囲に含まれない場合に、前記第１のレーザ光の出力を停止させるように構成された制御部とを備える。
　（付記２）付記１記載の除錆レーザ装置において、前記制御部は、前記物体までの距離が前記距離範囲に含まれ、かつ前記ＬｉＤＡＲ部が受光した戻り光の強度が所定の閾値を超えている場合に、前記レーザ部から前記第１のレーザ光を出力させ、前記距離が前記距離範囲に含まれない場合と前記戻り光の強度が前記閾値以下の場合のうち少なくとも一方が起こった場合に、前記第１のレーザ光の出力を停止させる。
　（付記３）付記１記載の除錆レーザ装置において、前記ＬｉＤＡＲ部は、光源から出力された、波長を時間的に掃引させた連続的な光を前記第２のレーザ光として前記レーザ出射ヘッドに出力し、前記光源から出力された光と前記戻り光とを干渉させた第１の干渉光を電気信号に変換して第１の干渉信号を出力するように構成された第１の干渉計と、前記光源から出力された光と、前記光源から出力された光に対して所定の光路長差を有する光とを干渉させた第２の干渉光を電気信号に変換して第２の干渉信号を出力するように構成された第２の干渉計と、前記第１の干渉計における前記物体までの距離を算出するように構成された信号処理装置とを備え、前記信号処理装置は、前記第２の干渉信号の位相変化曲線に基づいて算出したリサンプリング時刻に同期して前記第１の干渉信号をリサンプリングした後にフーリエ変換した第１のＰＳＦのピーク位置の周波数と、前記リサンプリング時刻に同期して前記第２の干渉信号をリサンプリングした後にフーリエ変換した第２のＰＳＦのピーク位置の周波数とに基づいて、前記第１の干渉計における前記物体までの距離を算出する。
　（付記４）付記２記載の除錆レーザ装置において、前記ＬｉＤＡＲ部は、光源から出力された、波長を時間的に掃引させた連続的な光を前記第２のレーザ光として前記レーザ出射ヘッドに出力し、前記光源から出力された光と前記戻り光とを干渉させた第１の干渉光を電気信号に変換して第１の干渉信号を出力するように構成された第１の干渉計と、前記光源から出力された光と、前記光源から出力された光に対して所定の光路長差を有する光とを干渉させた第２の干渉光を電気信号に変換して第２の干渉信号を出力するように構成された第２の干渉計と、前記第１の干渉計における前記物体までの距離を算出するように構成された信号処理装置とを備え、前記信号処理装置は、前記第２の干渉信号の位相変化曲線に基づいて算出したリサンプリング時刻に同期して前記第１の干渉信号をリサンプリングした後にフーリエ変換した第１のＰＳＦのピーク位置の周波数と、前記リサンプリング時刻に同期して前記第２の干渉信号をリサンプリングした後にフーリエ変換した第２のＰＳＦのピーク位置の周波数とに基づいて、前記第１の干渉計における前記物体までの距離を算出し、前記制御部は、前記第１の干渉信号をフーリエ変換するように構成されたフーリエ変換部と、前記フーリエ変換部の出力信号の負の周波数成分をゼロにする処理を行うように構成された負周波数成分零部と、前記負周波数成分零部の出力信号を逆フーリエ変換するように構成された逆フーリエ変換部と、前記逆フーリエ変換部から出力された複素信号の時間毎の強度を算出するように構成された強度算出部と、前記強度算出部によって算出された強度の時間平均値を、前記戻り光の強度として算出するように構成された時間平均算出部とを備える。
　（付記５）付記２記載の除錆レーザ装置において、前記ＬｉＤＡＲ部は、光源から出力された、波長を時間的に掃引させた連続的な光を前記第２のレーザ光として前記レーザ出射ヘッドに出力し、前記光源から出力された光と前記戻り光とを干渉させた第１の干渉光を電気信号に変換して第１の干渉信号を出力するように構成された第１の干渉計と、前記光源から出力された光と、前記光源から出力された光に対して所定の光路長差を有する光とを干渉させた第２の干渉光を電気信号に変換して第２の干渉信号を出力するように構成された第２の干渉計と、前記第１の干渉計における前記物体までの距離を算出するように構成された信号処理装置とを備え、前記信号処理装置は、前記第２の干渉信号の位相変化曲線に基づいて算出したリサンプリング時刻に同期して前記第１の干渉信号をリサンプリングした後にフーリエ変換した第１のＰＳＦのピーク位置の周波数と、前記リサンプリング時刻に同期して前記第２の干渉信号をリサンプリングした後にフーリエ変換した第２のＰＳＦのピーク位置の周波数とに基づいて、前記第１の干渉計における前記物体までの距離を算出し、前記制御部は、前記第１のＰＳＦの、ピーク位置の周波数における強度を検出し、検出した強度を２乗した値を、前記戻り光の強度として算出するように構成されたピーク強度算出部を備える。
　（付記６）付記２記載の除錆レーザ装置において、前記ＬｉＤＡＲ部は、光源から出力された、波長を時間的に掃引させた連続的な光を前記第２のレーザ光として前記レーザ出射ヘッドに出力し、前記光源から出力された光と前記戻り光とを干渉させた第１の干渉光を電気信号に変換して第１の干渉信号を出力するように構成された第１の干渉計と、前記光源から出力された光と、前記光源から出力された光に対して所定の光路長差を有する光とを干渉させた第２の干渉光を電気信号に変換して第２の干渉信号を出力するように構成された第２の干渉計と、前記第１の干渉計における前記物体までの距離を算出するように構成された信号処理装置とを備え、前記第１の干渉計は、入射した光を電気信号に変換するように構成されたフォトディテクタと、前記戻り光の一部を分岐させて前記フォトディテクタに入射させるように構成されたカプラとを備え、前記信号処理装置は、前記第２の干渉信号の位相変化曲線に基づいて算出したリサンプリング時刻に同期して前記第１の干渉信号をリサンプリングした後にフーリエ変換した第１のＰＳＦのピーク位置の周波数と、前記リサンプリング時刻に同期して前記第２の干渉信号をリサンプリングした後にフーリエ変換した第２のＰＳＦのピーク位置の周波数とに基づいて、前記第１の干渉計における前記物体までの距離を算出し、前記制御部は、前記フォトディテクタの出力信号に基づいて前記戻り光の強度を算出するように構成された換算部を備える。
　（付記７）付記１乃至６のいずれか１項に記載の除錆レーザ装置において、前記レーザ出射ヘッドは、前記レーザ部から入射した前記第１のレーザ光を平行光にするように構成された第１のファイバコリメータと、前記ＬｉＤＡＲ部から入射した前記第２のレーザ光を平行光にすると共に、前記物体からの戻り光を前記ＬｉＤＡＲ部に入射させるように構成された第２のファイバコリメータと、前記第１のファイバコリメータからの光を前記物体の方向に透過させ、前記第２のファイバコリメータからの光を前記物体の方向に反射し、前記物体からの戻り光を反射して前記第２のファイバコリメータに入射させるように構成されたダイクロイックミラーと、前記ダイクロイックミラーから前記物体の方向に向かう光を偏向するように構成された光偏向器と、前記光偏向器からの光を前記物体に照射すると共に、前記物体からの反射光を前記光偏向器を通して前記ダイクロイックミラーに入射させるように構成された集光光学系とを備える。
　（付記８）付記１乃至６のいずれか１項に記載の除錆レーザ装置において、前記レーザ出射ヘッドは、前記レーザ部から入射した前記第１のレーザ光を平行光にするように構成された第１のファイバコリメータと、前記ＬｉＤＡＲ部から入射した前記第２のレーザ光を平行光にすると共に、前記物体からの戻り光を前記ＬｉＤＡＲ部に入射させるように構成された第２のファイバコリメータと、前記第１のファイバコリメータからの光を前記物体の方向に透過させ、前記第２のファイバコリメータからの光を前記物体の方向に反射し、前記物体からの戻り光を反射して前記第２のファイバコリメータに入射させるように構成されたダイクロイックミラーと、前記ダイクロイックミラーから前記物体の方向に向かう光を偏向するように構成された光偏向器と、前記ダイクロイックミラーと前記光偏向器との間に設けられ、前記ダイクロイックミラーからの光を前記光偏向器に入射させると共に、前記物体から前記光偏向器を通して受光した反射光を前記ダイクロイックミラーに入射させるように構成された集光光学系とを備える。
　本発明は、レーザ光を用いて物体の錆を除去する技術に適用することができる。
　１…レーザ部、２，２ａ…レーザ出射ヘッド、３，３ａ，３ｂ…ＬｉＤＡＲ部、４，４ａ…制御部、５，６，３５，３１２～３１７，３１９，３２３～３２９…光ファイバ、２０，２１，３２１…ファイバコリメータ、２２…ダイクロイックミラー、２３…光偏向器、２４…集光光学系、３０…波長掃引光源、３１，３１ａ，３１ｂ…対象干渉計、３２…基準干渉計、３３，３３ａ…ＡＤ変換器、３４…信号処理装置、４０，４０ａ…制御信号処理部、４１…ＤＡ変換器、３１０，３２０…サーキュレータ、３１１，３２２…バランスドフォトディテクタ、３１８…フォトディテクタ、３４０，３４８，３４９，４００…フーリエ変換部、３４１，４０１…負周波数成分零部、３４２，４０２…逆フーリエ変換部、３４３…偏角算出部、３４４…位相接続部、３４５…リサンプリング時刻算出部、３４６，３４７…リサンプリング部、３５０，３５１…強度ピーク周波数検出部、３５２…距離算出部、４０３…強度算出部、４０４…時間平均算出部、４０５…判定部、４０６…ピーク強度算出部、４０７…換算部、Ｃ１～Ｃ６…カプラ。

Claims (8)

  1. 　除錆用の第１のレーザ光を出力するように構成されたレーザ部と、
    　測距用の第２のレーザ光を出力し、物体からの戻り光に基づいて前記物体までの距離を算出するように構成されたＬｉＤＡＲ部と、
    　前記第１のレーザ光の主光線と前記第２のレーザ光の主光線とが一致するようにして前記第１、第２のレーザ光を前記物体に照射し、前記第２のレーザ光の前記物体からの反射光を前記ＬｉＤＡＲ部に戻すように構成されたレーザ出射ヘッドと、
    　前記物体までの距離が所定の距離範囲に含まれる場合に、前記レーザ部から前記第１のレーザ光を出力させ、前記距離が前記距離範囲に含まれない場合に、前記第１のレーザ光の出力を停止させるように構成された制御部とを備えることを特徴とする除錆レーザ装置。
  2. 　請求項１記載の除錆レーザ装置において、
    　前記制御部は、前記物体までの距離が前記距離範囲に含まれ、かつ前記ＬｉＤＡＲ部が受光した戻り光の強度が所定の閾値を超えている場合に、前記レーザ部から前記第１のレーザ光を出力させ、前記距離が前記距離範囲に含まれない場合と前記戻り光の強度が前記閾値以下の場合のうち少なくとも一方が起こった場合に、前記第１のレーザ光の出力を停止させることを特徴とする除錆レーザ装置。
  3. 　請求項１記載の除錆レーザ装置において、
    　前記ＬｉＤＡＲ部は、
    　光源から出力された、波長を時間的に掃引させた連続的な光を前記第２のレーザ光として前記レーザ出射ヘッドに出力し、前記光源から出力された光と前記戻り光とを干渉させた第１の干渉光を電気信号に変換して第１の干渉信号を出力するように構成された第１の干渉計と、
    　前記光源から出力された光と、前記光源から出力された光に対して所定の光路長差を有する光とを干渉させた第２の干渉光を電気信号に変換して第２の干渉信号を出力するように構成された第２の干渉計と、
    　前記第１の干渉計における前記物体までの距離を算出するように構成された信号処理装置とを備え、
    　前記信号処理装置は、前記第２の干渉信号の位相変化曲線に基づいて算出したリサンプリング時刻に同期して前記第１の干渉信号をリサンプリングした後にフーリエ変換した第１のＰＳＦのピーク位置の周波数と、前記リサンプリング時刻に同期して前記第２の干渉信号をリサンプリングした後にフーリエ変換した第２のＰＳＦのピーク位置の周波数とに基づいて、前記第１の干渉計における前記物体までの距離を算出することを特徴とする除錆レーザ装置。
  4. 　請求項２記載の除錆レーザ装置において、
    　前記ＬｉＤＡＲ部は、
    　光源から出力された、波長を時間的に掃引させた連続的な光を前記第２のレーザ光として前記レーザ出射ヘッドに出力し、前記光源から出力された光と前記戻り光とを干渉させた第１の干渉光を電気信号に変換して第１の干渉信号を出力するように構成された第１の干渉計と、
    　前記光源から出力された光と、前記光源から出力された光に対して所定の光路長差を有する光とを干渉させた第２の干渉光を電気信号に変換して第２の干渉信号を出力するように構成された第２の干渉計と、
    　前記第１の干渉計における前記物体までの距離を算出するように構成された信号処理装置とを備え、
    　前記信号処理装置は、前記第２の干渉信号の位相変化曲線に基づいて算出したリサンプリング時刻に同期して前記第１の干渉信号をリサンプリングした後にフーリエ変換した第１のＰＳＦのピーク位置の周波数と、前記リサンプリング時刻に同期して前記第２の干渉信号をリサンプリングした後にフーリエ変換した第２のＰＳＦのピーク位置の周波数とに基づいて、前記第１の干渉計における前記物体までの距離を算出し、
    　前記制御部は、
    　前記第１の干渉信号をフーリエ変換するように構成されたフーリエ変換部と、
    　前記フーリエ変換部の出力信号の負の周波数成分をゼロにする処理を行うように構成された負周波数成分零部と、
    　前記負周波数成分零部の出力信号を逆フーリエ変換するように構成された逆フーリエ変換部と、
    　前記逆フーリエ変換部から出力された複素信号の時間毎の強度を算出するように構成された強度算出部と、
    　前記強度算出部によって算出された強度の時間平均値を、前記戻り光の強度として算出するように構成された時間平均算出部とを備えることを特徴とする除錆レーザ装置。
  5. 　請求項２記載の除錆レーザ装置において、
    　前記ＬｉＤＡＲ部は、
    　光源から出力された、波長を時間的に掃引させた連続的な光を前記第２のレーザ光として前記レーザ出射ヘッドに出力し、前記光源から出力された光と前記戻り光とを干渉させた第１の干渉光を電気信号に変換して第１の干渉信号を出力するように構成された第１の干渉計と、
    　前記光源から出力された光と、前記光源から出力された光に対して所定の光路長差を有する光とを干渉させた第２の干渉光を電気信号に変換して第２の干渉信号を出力するように構成された第２の干渉計と、
    　前記第１の干渉計における前記物体までの距離を算出するように構成された信号処理装置とを備え、
    　前記信号処理装置は、前記第２の干渉信号の位相変化曲線に基づいて算出したリサンプリング時刻に同期して前記第１の干渉信号をリサンプリングした後にフーリエ変換した第１のＰＳＦのピーク位置の周波数と、前記リサンプリング時刻に同期して前記第２の干渉信号をリサンプリングした後にフーリエ変換した第２のＰＳＦのピーク位置の周波数とに基づいて、前記第１の干渉計における前記物体までの距離を算出し、
    　前記制御部は、前記第１のＰＳＦの、ピーク位置の周波数における強度を検出し、検出した強度を２乗した値を、前記戻り光の強度として算出するように構成されたピーク強度算出部を備えることを特徴とする除錆レーザ装置。
  6. 　請求項２記載の除錆レーザ装置において、
    　前記ＬｉＤＡＲ部は、
    　光源から出力された、波長を時間的に掃引させた連続的な光を前記第２のレーザ光として前記レーザ出射ヘッドに出力し、前記光源から出力された光と前記戻り光とを干渉させた第１の干渉光を電気信号に変換して第１の干渉信号を出力するように構成された第１の干渉計と、
    　前記光源から出力された光と、前記光源から出力された光に対して所定の光路長差を有する光とを干渉させた第２の干渉光を電気信号に変換して第２の干渉信号を出力するように構成された第２の干渉計と、
    　前記第１の干渉計における前記物体までの距離を算出するように構成された信号処理装置とを備え、
    　前記第１の干渉計は、
    　入射した光を電気信号に変換するように構成されたフォトディテクタと、
    　前記戻り光の一部を分岐させて前記フォトディテクタに入射させるように構成されたカプラとを備え、
    　前記信号処理装置は、前記第２の干渉信号の位相変化曲線に基づいて算出したリサンプリング時刻に同期して前記第１の干渉信号をリサンプリングした後にフーリエ変換した第１のＰＳＦのピーク位置の周波数と、前記リサンプリング時刻に同期して前記第２の干渉信号をリサンプリングした後にフーリエ変換した第２のＰＳＦのピーク位置の周波数とに基づいて、前記第１の干渉計における前記物体までの距離を算出し、
    　前記制御部は、前記フォトディテクタの出力信号に基づいて前記戻り光の強度を算出するように構成された換算部を備えることを特徴とする除錆レーザ装置。
  7. 　請求項１乃至６のいずれか１項に記載の除錆レーザ装置において、
    　前記レーザ出射ヘッドは、
    　前記レーザ部から入射した前記第１のレーザ光を平行光にするように構成された第１のファイバコリメータと、
    　前記ＬｉＤＡＲ部から入射した前記第２のレーザ光を平行光にすると共に、前記物体からの戻り光を前記ＬｉＤＡＲ部に入射させるように構成された第２のファイバコリメータと、
    　前記第１のファイバコリメータからの光を前記物体の方向に透過させ、前記第２のファイバコリメータからの光を前記物体の方向に反射し、前記物体からの戻り光を反射して前記第２のファイバコリメータに入射させるように構成されたダイクロイックミラーと、
    　前記ダイクロイックミラーから前記物体の方向に向かう光を偏向するように構成された光偏向器と、
    　前記光偏向器からの光を前記物体に照射すると共に、前記物体からの反射光を前記光偏向器を通して前記ダイクロイックミラーに入射させるように構成された集光光学系とを備えることを特徴とする除錆レーザ装置。
  8. 　請求項１乃至６のいずれか１項に記載の除錆レーザ装置において、
    　前記レーザ出射ヘッドは、
    　前記レーザ部から入射した前記第１のレーザ光を平行光にするように構成された第１のファイバコリメータと、
    　前記ＬｉＤＡＲ部から入射した前記第２のレーザ光を平行光にすると共に、前記物体からの戻り光を前記ＬｉＤＡＲ部に入射させるように構成された第２のファイバコリメータと、
    　前記第１のファイバコリメータからの光を前記物体の方向に透過させ、前記第２のファイバコリメータからの光を前記物体の方向に反射し、前記物体からの戻り光を反射して前記第２のファイバコリメータに入射させるように構成されたダイクロイックミラーと、
    　前記ダイクロイックミラーから前記物体の方向に向かう光を偏向するように構成された光偏向器と、
    　前記ダイクロイックミラーと前記光偏向器との間に設けられ、前記ダイクロイックミラーからの光を前記光偏向器に入射させると共に、前記物体から前記光偏向器を通して受光した反射光を前記ダイクロイックミラーに入射させるように構成された集光光学系とを備えることを特徴とする除錆レーザ装置。
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