JPH063186A - Laser light detector - Google Patents
Laser light detectorInfo
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- JPH063186A JPH063186A JP4160862A JP16086292A JPH063186A JP H063186 A JPH063186 A JP H063186A JP 4160862 A JP4160862 A JP 4160862A JP 16086292 A JP16086292 A JP 16086292A JP H063186 A JPH063186 A JP H063186A
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】簡単な機構で短時間に、かつ、正確に、レーザ
光の横モードと時間的変動を検出することのできるレー
ザ光検出装置を得ること。
【構成】点Mを軸として旋回して、レーザ光の光束Aを
先端で横切る丸棒1Aを設ける。レーザ光の光束Aの左
右に、複数のパイロ検出器2x1〜2x10と2y1〜2
y10を配置する。各パイロ検出器で検出されたレーザ光
の光束Aの各反射点のレーザ光のビームの強度と、丸棒
の旋回角の検出値をマイクロコンピュータ6に入力し演
算して、レーザ光の光束Aの横モードを検出する。
(57) [Abstract] [Purpose] To obtain a laser light detection device capable of accurately detecting the transverse mode and temporal variation of laser light in a short time with a simple mechanism. [Structure] A round bar 1A is provided which turns around a point M as an axis and crosses a light flux A of laser light at its tip. Plural pyro detectors 2x1 to 2x10 and 2y1 to 2 are provided on the left and right of the laser beam A.
Place y10. The intensity of the laser light beam at each reflection point of the light flux A of the laser light detected by each pyro detector and the detected value of the turning angle of the round bar are input to the microcomputer 6 for calculation to calculate the light flux A of the laser light. Detects the transverse mode of.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、レーザ装置から出射さ
れたレーザ光の光軸の位置や強度分布を検出するレーザ
光検出装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser beam detecting device for detecting the position of the optical axis and the intensity distribution of laser beam emitted from a laser device.
【0002】[0002]
【従来の技術】例えば、炭酸ガスレーザ加工機等に使わ
れるレーザ装置においては、大形化や動作軸の増加によ
る複雑化に伴い、レーザ光の伝送路は長く、かつ、複雑
になる。このようなレーザ装置では、例えば、レーザ光
の伝送路の構成部品の温度上昇や光学部品の変形及び劣
化等によって、レーザ光の光軸やレーザ光のビームの空
間分布、いわゆる横モードが変化することがある。この
横モードが変化すると、レーザ加工に必要なパワーと加
工精度の低下をきたすことになるため、レーザ装置で
は、レーザ光の光軸の位置やレーザ光のビームの空間分
布を監視する必要がある。2. Description of the Related Art For example, in a laser device used for a carbon dioxide laser processing machine, the transmission path of laser light becomes long and complicated due to the increase in size and the increase in the number of operation axes. In such a laser device, for example, the optical axis of the laser beam or the spatial distribution of the beam of the laser beam, the so-called transverse mode, changes due to, for example, the temperature rise of the components of the transmission path of the laser beam and the deformation and deterioration of the optical components. Sometimes. If this transverse mode changes, the power required for laser processing and the processing accuracy will decrease, so the laser device must monitor the position of the optical axis of the laser beam and the spatial distribution of the beam of the laser beam. .
【0003】このため、従来、例えば図6(a)に示す
ように、光束Aを直角に横切るように細いモリブデン材
の丸棒41を旋回させて、先端を一方向(例えば図6
(a)のX軸方向)に移動させ、この丸棒41による反射
光の強さを2箇所で検出して、レーザ光のパワーの分布
を測定するようにしたレーザ光検出装置が実用化されて
いる。図6(a)は、光軸の方向から見たレーザ光検出
装置を示す図で、丸棒41は、点Mを通りレーザ光の光束
Aに直角(すなわち紙面に平行)な面にモータ等により
旋回するようになっており、光束Aの両側には、この丸
棒41で反射されたレーザ光の強度を検出するパイロ検出
器42,43が光束Aを挟んで向かい合うように配置されて
いる。パイロ検出器42,43の位置を、丸棒41の回転面に
投影した位置をそれぞれD1,D2とすると、弧MD
1,MD2は、同じ長さで直角に点Rで交わっている。
この丸棒41とパイロ検出器42,43は、図示しないモー
タ,送りねじやリニアガイド等で、図6(a)のX,Y
方向に移動する図示しないステージに組み付けられてい
る。Therefore, conventionally, as shown in FIG. 6A, for example, a thin molybdenum rod 41 is swung so as to cross the light beam A at a right angle, and the tip is moved in one direction (for example, FIG. 6).
(A) X-axis direction), the intensity of the reflected light by the round bar 41 is detected at two places, and the laser light detection device for measuring the power distribution of the laser light is put into practical use. ing. FIG. 6A is a diagram showing the laser light detection device as viewed from the direction of the optical axis. The round bar 41 is a motor or the like on a surface that passes through the point M and is perpendicular to the light flux A of the laser light (that is, parallel to the paper surface). The pyro detectors 42 and 43 for detecting the intensity of the laser light reflected by the round bar 41 are arranged on both sides of the light flux A so as to face each other with the light flux A interposed therebetween. . If the positions of the pyro detectors 42 and 43 are projected onto the rotation surface of the round bar 41 as D1 and D2, respectively, the arc MD
1, MD2 have the same length and intersect at a point R at a right angle.
The round bar 41 and the pyro detectors 42 and 43 are motors, feed screws, linear guides, etc., which are not shown in the figure, and are X and Y in FIG.
It is attached to a stage (not shown) that moves in the direction.
【0004】このように構成されたレーザ光検出装置に
おいて、丸棒41に照射されたレーザ光は、丸棒41の軸方
向に対して直角に反射されるので、パイロ検出器42,43
で検出されるレーザ光は、図6(a)の位置にある場
合、それぞれ丸棒41のD1,D2の垂線上の点Jおよび
点Kの部分で反射された光だけとなる。丸棒41の旋回に
伴ってパイロ検出器42,43にレーザ光を反射する位置
は、図6(a)に示すような軌跡、すなわち、直線MD
1,MD2を直径とする二つの円周となり、この2本の
円周の軌跡の交点Rでは、それぞれの接線が直角に交わ
っている。丸棒41が交点Gから交点Hに移動するときの
パイロ検出器42の出力は、例えば図6(b)のようにな
り、弧GRHに沿ってスキャンできることになる。In the laser light detecting device thus constructed, the laser light applied to the round bar 41 is reflected at a right angle to the axial direction of the round bar 41, so that the pyro detectors 42 and 43 are provided.
6A, the laser light detected at is only the light reflected at the points J and K on the perpendiculars of D1 and D2 of the round bar 41, respectively. The position at which the laser light is reflected by the pyro detectors 42 and 43 as the round bar 41 turns is the locus as shown in FIG. 6A, that is, the straight line MD.
There are two circles having a diameter of 1, MD2, and at the intersection R of the loci of these two circles, the respective tangent lines intersect at a right angle. The output of the pyro detector 42 when the round bar 41 moves from the intersection G to the intersection H is as shown in, for example, FIG. 6B, and it is possible to scan along the arc GRH.
【0005】すなわち、丸棒41を等速旋回させながらパ
イロ検出器42,43の出力を観測すると、弧GRHに沿っ
た位置での二次元のレーザ光の強さの分布を検出するこ
とができる。交点Rがレーザ光の中心付近を通って光束
全体を通過するように、X方向に微少に移動させながら
パイロ検出器42,43の出力を観測すると、光束全体のレ
ーザ光の強さの分布を検出することができる。That is, by observing the outputs of the pyro detectors 42 and 43 while rotating the round bar 41 at a constant speed, it is possible to detect the distribution of the intensity of the two-dimensional laser light at the position along the arc GRH. . Observing the outputs of the pyro detectors 42 and 43 while slightly moving in the X direction so that the intersection R passes through the center of the laser light and passes through the entire light beam, the distribution of the intensity of the laser light over the entire light beam is found. Can be detected.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ところが、このように
構成されたレーザ光検出装置においては、パイロ検出器
42,43などが組み付けられたステージは、X軸方向に微
少に移動して光束全体を横切るため、移動の最初と最後
に観測したレーザ光では、移動に要した時間だけ検出時
点がずれることになる。したがって、このレーザ光検出
装置では、測定に時間がかかるだけでなく、発振器の状
態等によって、もし、レーザ光の強さが時間的に変動し
ても、それを検出することができない。However, in the laser light detecting device having such a structure, the pyro detector is used.
The stage on which 42, 43, etc. are assembled moves slightly in the X-axis direction and traverses the entire light flux, so the laser light observed at the beginning and end of the movement may cause the detection time to deviate by the time required for the movement. Become. Therefore, with this laser light detection device, not only does it take a long time for measurement, but even if the intensity of the laser light fluctuates with time due to the state of the oscillator, etc., it cannot be detected.
【0007】すなわち、観測されたデータに空間的な強
度の分布と、時間的な変動の両方が混合することにな
り、それらを区別できないために、観測されたデータの
信頼性が低下するおそれがある。したがって、このレー
ザ光の光軸の位置やパワーの空間分布、その時間的変動
の程度を正確に観測できない従来のレーザ光検出装置を
備えたレーザ加工装置では、均一な加工精度を維持する
ことができなくなるおそれがある。また、移動ステージ
には、駆動機構やガイド機構が必要になるため、レーザ
光検出装置の機構が複雑で大形になる。That is, both the spatial intensity distribution and the temporal fluctuation are mixed in the observed data, and since they cannot be distinguished, the reliability of the observed data may be reduced. is there. Therefore, in the laser processing apparatus equipped with the conventional laser light detection device that cannot accurately observe the position of the optical axis of the laser light, the spatial distribution of the power, and the degree of temporal variation thereof, uniform processing accuracy can be maintained. You may not be able to. Further, since the moving stage requires a driving mechanism and a guide mechanism, the mechanism of the laser light detecting device is complicated and large.
【0008】そこで、本発明の目的は、簡単な機構で短
時間に、かつ、正確に、レーザ光の横モードだけでな
く、その時間的変動も検出することのできるレーザ光の
検出装置を提供することである。SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a laser light detecting device capable of detecting not only the transverse mode of laser light but also its temporal fluctuation with a simple mechanism in a short time and accurately. It is to be.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明のレーザ光検出装
置は、旋回装置で駆動されレーザ光を横切る反射棒と、
レーザ光の両側に配設された複数の光電素子と、反射棒
で反射され光電素子で受光されたレーザ光の信号と反射
棒の旋回動作の信号が入力され、レーザ光の分布を演算
する演算手段を備えたことを特徴とする。A laser beam detecting device of the present invention comprises a reflecting rod driven by a turning device to traverse the laser beam,
A plurality of photoelectric elements arranged on both sides of the laser beam, a signal of the laser beam reflected by the reflecting rod and received by the photoelectric element, and a signal of the swiveling operation of the reflecting rod are input, and calculation of the distribution of the laser beam is performed. It is characterized by having means.
【0010】[0010]
【作用】レーザ光の断面の複数の点のレーザ光の強度
は、旋回する反射棒で反射されたレーザ光を受光した複
数の光電素子で検出され、複数の反射点の位置は、反射
棒の旋回角で検出される。これらのレーザ光の強度と反
射点の位置から、レーザ光の強度分布が演算手段で演算
される。The intensity of the laser light at a plurality of points on the cross section of the laser light is detected by a plurality of photoelectric elements that receive the laser light reflected by the rotating reflecting rod, and the positions of the plurality of reflecting points are It is detected by the turning angle. The intensity distribution of the laser light is calculated by the calculating means from the intensity of the laser light and the position of the reflection point.
【0011】[0011]
【実施例】以下、本発明のレーザ光の検出装置の一実施
例を図面を参照して説明する。図1において、Aは、図
示しないレーザ発振器から出射され、図示しないレーザ
加工機に伝送されるレーザ光の光束の断面を示す。丸棒
1A,1B,1Cは、パルスエンコーダ等の回転角検出
器を備えたモータで点Mを軸として紙面に直角な軸周り
に旋回して、レーザ光の光束Aを直角に横切るように構
成され、丸棒1Aの軸心は点Mを通り、丸棒1B,1C
は、点Mからそれぞれeだけ離れた位置に丸棒1Aに対
して対称となるように、 120°間隔で組み付けられてい
る。光束Aの両側には、これらの丸棒1A,1B,1C
で反射されたレーザ光の強度を検出するパイロ検出器2
x1,2x2,2x3,…,2x10とパイロ検出器2y
1,2y2,2y3,…,2y10が、点Mを中心とする
半径2Rの弧上に等間隔に配置されている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a laser light detecting device of the present invention will be described below with reference to the drawings. In FIG. 1, A indicates a cross section of a light flux of laser light emitted from a laser oscillator (not shown) and transmitted to a laser processing machine (not shown). The round bars 1A, 1B, and 1C are motors equipped with rotation angle detectors such as pulse encoders, and are configured to rotate around a point M as an axis and at a right angle to the plane of the drawing, and to cross the light beam A of the laser light at a right angle. The axis of the round bar 1A passes through the point M, and the round bars 1B and 1C
Are assembled at 120 ° intervals so as to be symmetrical with respect to the round bar 1A at positions e apart from the point M, respectively. These round bars 1A, 1B, 1C are provided on both sides of the luminous flux A.
Pyro detector 2 for detecting the intensity of laser light reflected by
x1,2x2,2x3, ..., 2x10 and pyro detector 2y
1, 2y2, 2y3, ..., 2y10 are arranged at equal intervals on an arc centered on the point M and having a radius of 2R.
【0012】図2は、本発明のレーザ光の検出装置の制
御装置の構成を示すブロック図で、3は、図1で示すパ
イロ検出器2x1,2x2,2x3,…,2x10と、パ
イロ検出器2y1,2y2,2y3,…,2y10の出力
信号を増幅するアンプ、4は、アンプ3の出力をディジ
タル信号に変換するAD変換器、5は、AD変換器4の
出力を記憶するバッファメモリ、6は、表示装置やキー
ボード等の入出力カインタフェースやメモリ等の周辺機
器を備え、バッファメモリ5に記憶されたデータを演算
処理するマイクロコンピュータで、7は、丸棒1Aの旋
回駆動部に取り付けられた回転角検出器である。FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the control device of the laser light detecting device of the present invention, and 3 is the pyro detectors 2x1, 2x2, 2x3, ..., 2x10 shown in FIG. 1 and the pyro detector. An amplifier for amplifying the output signals of 2y1, 2y2, 2y3, ..., 2y10, 4 is an AD converter for converting the output of the amplifier 3 into a digital signal, 5 is a buffer memory for storing the output of the AD converter 4, 6 Is a microcomputer equipped with an input / output interface such as a display device and a keyboard, and peripheral devices such as a memory, and which processes the data stored in the buffer memory 5, and 7 is attached to the swivel drive unit of the round bar 1A. It is a rotation angle detector.
【0013】次に、このように構成されたレーザ光検出
装置の作用について図3を参照して説明する。レーザ光
は、丸棒1Aの軸方向に対して直角に反射されるので、
図3の複数の等間隔の弧で示した部分のレーザ光が、丸
棒1Aの旋回に伴って各パイロ検出器2x1〜2x10,
2y1〜2y10に反射される。すなわち、光束の軸方向
から見て、点Mと各パイロ検出器2x1,2x2,2x
3,…,2x10,2y1,2y2,2y3,…,2y10
とを結ぶ線を直径とする半円に沿ってレーザ光束をスキ
ャンすることになる。スキャンされたデータは、アンプ
3からAD変換器4を経て、バッファメモリ5に記憶さ
れ、パルスエンコーダから送られた丸棒1Aの旋回角の
情報とともに、マイクロコンピュータ6に取り込まれ
る。丸棒1Aの旋回速度を3000rpm とすると、20msで1
回転するので、レーザ光の光束Aを横切るために要する
時間は、数ms程度となる。Next, the operation of the laser light detecting device constructed as described above will be described with reference to FIG. Since the laser light is reflected at a right angle to the axial direction of the round bar 1A,
The laser light of the portion shown by a plurality of equally spaced arcs in FIG. 3 is emitted by each of the pyro detectors 2x1 to 2x10 as the round bar 1A turns.
It is reflected by 2y1 to 2y10. That is, when viewed from the axial direction of the light beam, the point M and each of the pyro detectors 2x1, 2x2, 2x
3, ..., 2x10, 2y1, 2y2, 2y3, ..., 2y10
The laser light beam is scanned along a semicircle whose diameter is a line connecting with. The scanned data is stored in the buffer memory 5 from the amplifier 3 through the AD converter 4, and is taken into the microcomputer 6 together with the information on the turning angle of the round bar 1A sent from the pulse encoder. If the rotation speed of the round bar 1A is 3000 rpm, it takes 1 in 20 ms.
Since it rotates, the time required to cross the light flux A of the laser light is about several ms.
【0014】ここで、複数の弧によってスキャンされる
点の座標と、丸棒1Aの旋回角との関係を、図4で説明
する。図4において、X軸とY軸を図4のようにとり、
丸棒1Aの旋回の軸となる点Mを原点(0,0)とし、
丸棒1AのX軸からの旋回角をθ、パイロ検出器2i
(i=x1,‥,x10,y1,‥,y10)と点Mとの距
離を2R、パイロ検出器2iの位置と点Mとを結ぶ線と
X軸でなす角度をφiとすると、スキャンの半円の中心
Cφiの座標(Cφix,Cφiy)は、 Cφix=R cosφi …(1) Cφiy=R sinφi …(2) となり、スキャンの円周の点(x,y)は、 (x−R cosφi)2 +(y−R sinφi)2 …(3) で表される。また、丸棒1Aの軸心上の点の座標(x,
y)は、原点からの距離をrとすると、 x=r cosθ …(4) y=r sinθ …(5) したがって、(4),(5)式を(3)式に代入する
と、 (r cosθ−R cosφi)2 +(r sinθ−R sinφi)2 =R2 …(6) となり、これをrについて解くと、 r=0 …(7) r=2R cos(φi−θ) …(8) となる。これをさらに(5)式に代入して、丸棒1Aの
角度θのときにφiの位置にある検出器に反射されるレ
ーザ光の位置P(Pθφix,Pθφiy)は、 Pθφix=2R cos(φi−θ) cosθ …(9) Pθφiy=2R cos(φi−θ) sinθ …(10) と表すことができ、丸棒1Aの旋回角θから演算でき
る。Y軸側にあってX軸からの角度がφi’の位置にあ
るパイロ検出器2i’に反射されるレーザ光の位置P’
(Pθφi’x,Pθφi’y)も同様に、 Pθφi’x=2R cos(φi’−θ) cosθ …(11) Pθφi’y=2R cos(φi’−θ) sinθ …(12) と表すことができる。The relationship between the coordinates of the points scanned by the plurality of arcs and the turning angle of the round bar 1A will be described with reference to FIG. In FIG. 4, the X axis and the Y axis are taken as shown in FIG.
The point M, which is the axis of rotation of the round bar 1A, is the origin (0, 0),
The rotation angle of the round bar 1A from the X axis is θ, and the pyro detector 2i
If the distance between (i = x1, ..., X10, y1, ..., Y10) and the point M is 2R, and the angle between the line connecting the position of the pyrodetector 2i and the point M and the X axis is φi, then the scan The coordinates (Cφix, Cφii) of the center Cφi of the semicircle are Cφix = R cosφi (1) Cφii = R sinφi (2), and the point (x, y) on the circumference of the scan is (x−R cosφi). ) 2 + (y−R sin φi) 2 (3) In addition, the coordinates (x,
y), where r is the distance from the origin, x = r cos θ (4) y = r sin θ (5) Therefore, substituting equations (4) and (5) into equation (3) yields (r cos θ−R cos φi) 2 + (r sin θ−R sin φi) 2 = R 2 (6), and solving this for r, r = 0 (7) r = 2R cos (φi−θ) (8) ). By substituting this into the equation (5), the position P (Pθφix, Pθφiy) of the laser light reflected by the detector at the position φi at the angle θ of the round bar 1A is Pθφix = 2R cos (φi −θ) cos θ (9) Pθφiy = 2R cos (φi−θ) sin θ (10) and can be calculated from the turning angle θ of the round bar 1A. The position P'of the laser light reflected by the pyro detector 2i 'which is on the Y-axis side and whose angle from the X-axis is φi'.
Similarly, (Pθφi′x, Pθφi′y) is expressed as Pθφi′x = 2R cos (φi′−θ) cosθ (11) Pθφi′y = 2R cos (φi′−θ) sinθ (12) You can
【0015】したがって、パイロ検出器の出力を位置の
関数として観測することができ、パイロ検出器2i(i
=x1,‥,x10,y1,‥,y10)の個数と同じ本数
の半円でレーザ光の断面をスキャンすることができる。
レーザ光束の両側に複数のパイロ検出器を配置している
ので、レーザ光束を格子状にスキャンすることができ、
レーザ光の強度の空間分布が分かる。得られた強度の空
間分布から、所定のしきい値以上の出力が検出される領
域の大きさを演算することにより、レーザ光束の大きさ
が分かり、さらに、その中央の点や重心の位置を演算す
ることにより、レーザ光の光軸の位置を知ることができ
る。Therefore, the output of the pyro detector can be observed as a function of position, and the pyro detector 2i (i
= X1, ..., X10, y1, ..., Y10), the cross section of the laser beam can be scanned with the same number of semicircles.
Since multiple pyro detectors are arranged on both sides of the laser beam, the laser beam can be scanned in a grid pattern.
The spatial distribution of the intensity of laser light is known. From the obtained spatial distribution of intensity, the size of the laser beam can be determined by calculating the size of the area where the output above the specified threshold is detected.Furthermore, the center point and the position of the center of gravity can be determined. The position of the optical axis of the laser light can be known by performing the calculation.
【0016】次に、点Mからeだけ偏心して取り付けら
れた丸棒1B,1Cによって反射されるレーザ光の位置
について、図5を用いて説明する。ここで、丸棒1B,
と丸棒1Cの回転中心Mを原点(0,0)とし、丸棒1
Bと1CとX軸との角度をθ、パイロ検出器2i(i=
x1,‥,x10,y1,‥,y10)と点Mとの距離を2
R、パイロ検出器2iの位置と点Mとを結んだ線とX軸
との角度をφiとする。丸棒1Cで反射されるレーザ光
の位置Qは、偏心していない場合の反射位置Pから(−
e sinθ,e cosθ)離れた点となるから、点Qの座標
(Qθφix,Qθφiy)は、丸棒1Aの場合と同様
に、 Qθφix=2R cos(φi−θ) cosθ−e sinθ …(13) Qθφiy=2R cos(φi−θ) sinθ+e cosθ …(14) となる。Next, the position of the laser beam reflected by the round rods 1B and 1C which are eccentrically attached from the point M to e will be described with reference to FIG. Here, the round bar 1B,
And the center of rotation M of the round bar 1C as the origin (0,0),
The angle between B and 1C and the X axis is θ, and the pyro detector 2i (i =
x1, ..., x10, y1, ..., y10) and the distance between point M
The angle between the X axis and the line connecting the position of the R and pyro detectors 2i and the point M is φi. The position Q of the laser light reflected by the round bar 1C is (-) from the reflection position P when it is not eccentric.
Since the points are separated by e sin θ, e cos θ), the coordinates (Qθφix, Qθφiy) of the point Q are Qθφix = 2R cos (φi−θ) cosθ−e sinθ (13) as in the case of the round bar 1A. Qθφiy = 2R cos (φi−θ) sin θ + e cos θ (14)
【0017】同様にして、丸棒1Cと反対側に偏心して
取り付けられた丸棒1Bが回転角θのときに、パイロ検
出器2iに反射されるレーザ光の位置Sの座標(Sθφ
ix,Sθφiy)は、 Sθφix=2R cos(φi−θ) cosθ+e sinθ …(15) Sθφiy=2R cos(φi−θ) sinθ−e cosθ …(16) と表すことができる。丸棒1B,1Cによる2本のスキ
ャンラインが、丸棒1Aによるスキャンラインの間にほ
ぼ等間隔に入るように、その偏心量eを設定しておく
と、パイロ検出器を増やすことなく、スキャンラインを
増やすことができる。すなわち、(パイロ検出器の個数
×丸棒の半数)に対応したスキャンラインを得ることが
できる。Similarly, when the round bar 1B eccentrically mounted on the opposite side of the round bar 1C has a rotation angle θ, the coordinates (Sθφ) of the position S of the laser beam reflected by the pyro detector 2i are detected.
ix, Sθφii) can be expressed as Sθφix = 2R cos (φi−θ) cosθ + e sinθ (15) Sθφiy = 2R cos (φi−θ) sinθ-e cosθ (16). If the eccentricity e is set so that the two scan lines of the round bars 1B and 1C are placed at substantially equal intervals between the scan lines of the round bar 1A, the scanning can be performed without increasing the pyro detector. You can add more lines. That is, it is possible to obtain a scan line corresponding to (the number of pyro detectors × half the number of round bars).
【0018】次に、複数のパイロ検出器の出力を較正す
る方法について、再び図3を用いて説明する。レーザ光
束の中央付近のスキャンラインを基準ラインとして定
め、その基準ラインと他のスキャンラインとの交点で
は、それぞれのパイロ検出器の出力レベルは等しいとす
る。そのためには、まず、二列のパイロ検出器群のう
ち、2x側のほぼ中央のパイロ検出器2x5のスキャン
ライン1x5と、2y側のパイロ検出器2y1,2y
2,2y3…,2y10のスキャンラインとの交点を求め
る。2y側のパイロ検出器群のそれぞれのスキャンライ
ンのうち、その交点を通過時にサンプリングされたデー
タと、パイロ検出器2x5のスキャンラインの交点でサ
ンプリングされたデータとが、同じ値になるように、2
y側のパイロ検出器群のそれぞれのスキャンラインのデ
ータにかける補正係数を演算し、補正する。Next, a method of calibrating the outputs of the plurality of pyro detectors will be described again with reference to FIG. A scan line near the center of the laser beam is defined as a reference line, and the output levels of the pyro detectors are equal at the intersections of the reference line and other scan lines. To this end, first, of the two rows of pyro detector groups, the scan line 1x5 of the pyro detector 2x5 at the center on the 2x side and the pyro detectors 2y1 and 2y on the 2y side.
The intersections with the scan lines 2, 2y3, ..., 2y10 are obtained. Among the respective scan lines of the pyro detector group on the 2y side, the data sampled when passing through the intersection and the data sampled at the intersection of the scan lines of the pyro detector 2x5 have the same value, Two
The correction coefficient applied to the data of each scan line of the y-side pyro detector group is calculated and corrected.
【0019】次に、同様に補正係数がかけられた2y側
のパイロ検出器群のほぼ中央のパイロ検出器2y5のス
キャンライン1y5のデータと、2x側のパイロ検出器
群のパイロ検出器2x5以外のスキャンラインのデータ
とが、その交点において同じ値になるように、2x側の
パイロ検出器群のスキャンラインのデータにかける係数
を演算し、補正する。丸棒1B,1Cによるスキャンラ
インについても、同様に補正を行う。これらの補正処理
演算により、複数のパイロ検出器の出力を較正すること
ができる。Next, data other than the pyro detector 2x5 of the scan line 1y5 of the pyro detector 2y5 at the center of the pyro detector group on the 2y side, which has been similarly corrected, except for the pyro detector 2x5 of the pyro detector group on the 2x side. The coefficient applied to the scan line data of the 2x side pyro detector group is calculated and corrected so that the scan line data and the scan line data have the same value at the intersection. The scan lines formed by the round bars 1B and 1C are similarly corrected. The outputs of the plurality of pyro detectors can be calibrated by these correction processing calculations.
【0020】ところで、このパイロ検出器は、温度変化
に比例した電流を出力するものであるが、素子の熱容量
及び放射係数や信号処理回路などに依存した応答特性を
持っている。そのため、旋回する丸棒からの反射光のよ
うに、短い時間に変動するパルス状の光がパイロ検出器
に照射される場合に、その出力が光の強さに比例した値
だけでなく、歪を含むことがある。本発明のレーザ光検
出装置においては、応答特性が分かっているときには、
演算処理によって歪を修正するようにしてもよい。これ
により、検出結果の歪を減らすことができる。By the way, this pyro detector outputs a current proportional to the temperature change, but has a response characteristic depending on the heat capacity and radiation coefficient of the element, the signal processing circuit and the like. Therefore, when pulsed light that fluctuates in a short time, such as reflected light from a rotating round bar, is applied to the pyrodetector, its output is not only a value proportional to the light intensity, but also distortion. May be included. In the laser light detection device of the present invention, when the response characteristics are known,
The distortion may be corrected by arithmetic processing. Thereby, the distortion of the detection result can be reduced.
【0021】したがって、このように構成されたレーザ
光検出装置においては、 (1)複数個のパイロ検出器をレーザ光束の両側に並べ
て丸棒を旋回させるだけで、レーザ光束を格子状にスキ
ャンすることができるので、レーザ光の強度の空間的分
布と時間的変動とを短時間に区別して検出できる。ま
た、パイロ検出器などをスライドさせる機構も不要とな
る。Therefore, in the laser light detecting device having such a configuration, (1) a plurality of pyro detectors are arranged on both sides of the laser beam and the round bar is swung to scan the laser beam in a lattice pattern. Therefore, the spatial distribution of the intensity of the laser light and the temporal variation can be distinguished and detected in a short time. Further, a mechanism for sliding the pyro detector or the like is also unnecessary.
【0022】(2)丸棒1B,1Cを、丸棒1Aと偏心
させて取り付け、その旋回で丸棒1Aによるスキャンラ
インの間をスキャンできるようにしたので、スキャンの
間隔をパイロ検出器の設置によって決まる間隔よりも細
かくすることができる。(2) The round bars 1B and 1C are eccentrically attached to the round bar 1A, and the rotation allows the scanning between the scan lines of the round bar 1A to be performed. It can be made smaller than the interval determined by.
【0023】(3)AD変換器4に入力されたパイロ検
出器の出力をバッファメモリ5に記憶させたので、パイ
ロ検出器の出力を十分小さいサンプリング時間でAD変
換してバッファメモリ5に記憶させた後に演算処理する
ことができるので、過大な処理能力のマイクロコンピュ
ータを使用する必要がない。(3) Since the output of the pyro detector input to the AD converter 4 is stored in the buffer memory 5, the output of the pyro detector is AD converted in a sufficiently small sampling time and stored in the buffer memory 5. It is not necessary to use a microcomputer having an excessive processing capacity because the processing can be performed after that.
【0024】(4)レーザ光束の中央付近のスキャンラ
インと他のスキャンラインとの交点で、それぞれのパイ
ロ検出器の出力レベルが等しくなるように補正している
ので、パイロ検出器やその処理回路の特性のばらつきを
較正できる。しかも、手作業による煩雑な調整ではな
く、ソフトウェアによる演算処理によって行うので、自
動化が容易である。(4) Since the output levels of the respective pyro detectors are corrected to be equal at the intersection of the scan line near the center of the laser beam and another scan line, the pyro detector and its processing circuit. It is possible to calibrate the variation of the characteristics of. Moreover, since the calculation is performed by software instead of the complicated manual adjustment, automation is easy.
【0025】[0025]
【発明の効果】以上、本発明によれば、旋回装置で駆動
されレーザ光を横切る反射棒と、レーザ光の両側に配設
された複数の光電素子と、反射棒で反射され光電素子で
受光されたレーザ光の信号と反射棒の旋回動作の信号が
入力され、レーザ光の分布を演算する演算手段を備える
ことで、レーザ光の断面の複数の点のレーザ光の強度
を、旋回する反射棒で反射されたレーザ光を受光した光
電素子で検出し、複数の反射点の位置を、反射棒の旋回
角で検出し、これらのレーザ光の強度と反射点の位置か
ら、レーザ光の強度分布を演算手段で演算して検出した
ので、簡単な機構で短時間に、かつ、正確に、レーザ光
の横モードと時間的変動を検出することのできるレーザ
光検出装置を得ることができる。As described above, according to the present invention, a reflecting rod driven by a turning device to traverse a laser beam, a plurality of photoelectric elements arranged on both sides of the laser beam, and a photoelectric element reflected by the reflecting rod to receive light. By inputting the signal of the laser light and the signal of the turning operation of the reflecting rod, and providing the calculating means for calculating the distribution of the laser light, the intensity of the laser light at a plurality of points in the cross section of the laser light is reflected by the turning. The photoelectric element that receives the laser light reflected by the rod detects it, and the positions of multiple reflection points are detected by the turning angle of the reflection rod.The intensity of the laser light and the position of the reflection point indicate the intensity of the laser light. Since the distribution is calculated by the calculation means and detected, it is possible to obtain a laser light detection device capable of accurately detecting the transverse mode and temporal fluctuation of the laser light with a simple mechanism in a short time.
【図1】本発明のレーザ光検出装置の一実施例を示す
図。FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a laser light detection device of the present invention.
【図2】本発明のレーザ光検出装置の制御装置の構成を
示すブロック図。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a control device of the laser light detection device of the present invention.
【図3】本発明のレーザ光検出装置の丸棒の回転角とス
キャンラインとの関係を示す説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a relationship between a rotation angle of a round bar and a scan line of the laser light detection device of the present invention.
【図4】本発明のレーザ光検出装置のレーザ光がスキャ
ンされる座標を反射棒の回転角と光電素子の位置とから
演算する方法を示す説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a method of calculating coordinates for scanning laser light of the laser light detection device of the present invention from the rotation angle of the reflecting rod and the position of the photoelectric element.
【図5】本発明のレーザ光検出装置の偏心させて取り付
けた反射棒の作用を説明する図。FIG. 5 is a view for explaining the action of a reflecting rod that is eccentrically attached to the laser light detection device of the present invention.
【図6】(a)は、従来のレーザ光検出装置の一例を示
す図。(b)は、従来のレーザ光検出装置で検出された
レーザ光の横モードの検出結果の一例を示す図。FIG. 6A is a diagram showing an example of a conventional laser light detection device. FIG. 6B is a diagram showing an example of a lateral mode detection result of laser light detected by a conventional laser light detection device.
1A,1B,1C…反射棒としての丸棒、2x1〜2x
10,2y1〜10…光電素子としてのパイロ検出器、3…
アンプ、4…AD変換器、5…バッファメモリ、6…マ
イクロコンピュータ、7…回転角検出器、A…レーザ光
の光束。1A, 1B, 1C ... Round bar as a reflective bar, 2x1-2x
10, 2y1-10 ... Pyro detector as photoelectric element, 3 ...
Amplifier, 4 ... AD converter, 5 ... Buffer memory, 6 ... Microcomputer, 7 ... Rotation angle detector, A ... Luminous flux of laser light.
Claims (1)
射棒と、前記レーザ光の両側に配設された複数の光電素
子と、前記反射棒で反射され前記光電素子で受光された
前記レーザ光の信号と前記反射棒の旋回動作の信号が入
力され、前記レーザ光の分布を演算する演算手段とより
なるレーザ光検出装置。1. A reflecting rod driven by a turning device to traverse the laser beam, a plurality of photoelectric elements arranged on both sides of the laser beam, and the laser beam reflected by the reflecting rod and received by the photoelectric element. And a signal of the turning operation of the reflecting rod are input, and a laser light detecting device comprising a calculating means for calculating the distribution of the laser light.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4160862A JPH063186A (en) | 1992-06-19 | 1992-06-19 | Laser light detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4160862A JPH063186A (en) | 1992-06-19 | 1992-06-19 | Laser light detector |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH063186A true JPH063186A (en) | 1994-01-11 |
Family
ID=15723989
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4160862A Pending JPH063186A (en) | 1992-06-19 | 1992-06-19 | Laser light detector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH063186A (en) |
-
1992
- 1992-06-19 JP JP4160862A patent/JPH063186A/en active Pending
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