JPS5915089Y2 - レ−ザ出力監視装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はレーザ光線に起因する信号の強度を監視するレ
ーザ出力監視装置に関する。

一般にオンラインシステム等においてはレーザ光線を光
源として用いているが、この場合レーザ光線の出力強度
の低下がレーザ光線としての受信信号の解析に大きな影
響を与えている。

特にレーザ光線をオン、オフ信号で判別する場合、その
レーザ光線の出力強度の低下が直接誤動作の原因となっ
ている。

そこで、従来オンラインシステム等の誤動作を回避し信
頼性を確保するため、レーザ光線の出力強度を監視する
手段が採られている。

その１つの手段は、第１図に示すようにレーザ発振器１
から発振されたレーザ光線をビームスプリッタ２で２分
割し、透過光である一方のレーザ光線は例えはベルトコ
ンベアに試料を所定間隔毎に載置し間欠停止しながら通
過する測定場３に入射される。

すなわち、レーザ光線は測定場３を通ることにより、オ
ン、オフ信号として取り出され、この信号は受光器４で
電気信号に変換され信号処理回路５で所望の信号処理を
行なう。

一方、ビームスプリッタ２で反射して得られたもう一方
のレーザ光線は受光器６で電気信号に変換”され、この
信号は強度測定回路７でレーザ光線の出力強度として測
定され、その測定値に基づいて信号処理回路５に補償信
号が与えられる。

８は補償回路である。

この手段においては、レーザ出力の強度を測定すること
は可能であるが、測定系の変化（例えば光電子増倍管の
感度変化）による信号強度の低下を測定することは困難
である。

またビームスプリッタ２を用いてレーザ光線を２分割す
ることは、信号源としてのレーザ光線に損失を生じ、そ
のため信号強度を正確に測定することができない。

またビームスプリッタ２に伴なうスペースの面でも不ｆ
ｌＪである。

従来のもう１つの手段として第２図に示すような構成を
採っている。

すなわち、レーザ発振器１の一方出力側のレーザ光線を
第１図と同じ経路で信号処理回路５に導き、該レーザ発
振器１の他方出力側つまり高反射側から得られたレーザ
光線は受光器６で電気信号に変換し比較校正回路９で校
正し、それに基づいて補償信号を信号処理回路５に与え
ている。

しかるに、第２図に示す構成では一方のレーザ光線に起
因する信号強度を高反射側のレーザ光線を用いて測定す
るものであるが、これら両者のレーザ光線の出力比が一
定でないため、その信号処理回路５への制御が正確でな
く、またレーザ管を交換する際、その都度十分に時間を
かけて相関関係を調整しなければならないため信号強度
の監視制御としては不適当なものである。

この考案は上記欠点を除去するためになされたもので、
レーザ発振器の一方側から発振されたレーザ光線を受光
器で受光し、この受光器の出力信号の一部を取り出し予
め定められた基準電圧と比較し、該信号の強度を測定す
るようにして、強度を正確に測定し、かつ信号損失の伴
なうビームスプリッタを不要し、さらに２つのレーザ光
線の相関関係による調整等の煩雑さをなくするようにし
たレーザ出力監視装置を提供するものである。

以下図面により本考案の一実施例を説明する。

第３図はレーザ出力監視装置の系統的なブロック図で、
レーザ発振器１１から発振されたレーザ光線は測定場１
２に入射される。

この測定場１２はオンラインシステムの信号源としての
データを取り出すところで、例えばこの測定場１２から
オンラインシステムに適するオン、オフ信号を取り出す
。

さて、測定場１２から得られたオン、オフ信号としての
レーザ光線は受光器１３に入射し、電気信号に変換され
信号処理回路１４に供給される。

また受光器１３より取り出された信号は信号強度を測定
する強度測定回路１５と暗電流、ドリフト等を監視する
ドリフト測定回路１６にそれぞれ供給される。

そして、強度測定回路１５では受光器１３から得られた
信号が予め定められた基準電圧以下になったとき警報回
路１７に動作信号を与え、またドリフト測定回路１６は
そのドリフト状態を指示計１８で指示するようにしてい
る。

次に第４図は第３図の受光器１３、信号処理回路１４、
強度測定回路１５並びにドリフト測定回路１６等を具体
的に示した図である。

なお、第４図は一実施例としての具体例で特にこの内部
構成に限定するものではない。

先ず、受光器１３は受光素子１３ａと増幅器１３ｂで構
成され、測定場１２から入射されたオン、オフ信号を出
力点２０で第５図ａのような信号に変換して取り出す。

同図に示す信号において、Ｏレベルは受光器１３にレー
ザ光線が全く入射されない場合であり、■１′は入射さ
れたレーザ光線の強度と受光素子１３ａの検出感度によ
って決定される値である。

従って、この■１′をルベルとすれば、常にオン時にル
ベルの強度であれば信号処理回路１４等において何ら誤
差を起さないが、レーザ光線の強度は種々の原因によっ
て異なり、そのため本願の意図とする監視が必要となる
。

特に第５図ａに示すような信号の場合、単に比較用の信
号と比較してレベル判定を行なうことはできない。

そこで、以下に説明する強度測定回路１５並びにドリフ
ト測定回路１６を用いてそのレベルを確実に判定し警報
等の手段で知らせるようにするものである。

すなわち、強度測定回路１５においては、入力側にエミ
ッタホロア回路を構成するトランジスタ１５ ａを用い
て信号インピーダンスを下げ、このトランジスタ１５ａ
のエミッタ側から得られる信号をダイオード１５ｂを通
してコンテ゛ンサ１５Ｃにｖ１′に相当する電圧を充電
する。

これによって出力点２０に０レベルの信号が現われても
、ダイオード１５ ｂで逆に放電するのを阻止される。

また後段のトランジスタ１５ｄもエミッタホロア回路を
構成しているので高い入力インピーダンスに保持されて
おり、そのためコンテ゛ンサ１５ Ｃに充電されている
電圧はほぼそのまま接続し、トランジスタ１５ｄのエミ
ッタ側より第５図すのような直流電圧■１″を取り出す
ことかで゛きる。

そこで、この電圧■１″は基準電圧設定器１５ ｅで得
られる基準電圧と比較され、この比較の結果、電圧Ｖｌ
’が基準電圧に比べて低い場合にはコンパレータ回路１
５ ｆで１の信号を出力し、いわゆる警報を発するよう
にするものである。

一方、ドリフト測定回路１６はライン走行中における暗
電流および零ドリフトを監視するもので、出力点２０の
信号はエミッタホロア回路を構成するトランジスタ１６
ａを通って抵抗１６ｂとコンデンサ１６ Ｃで構成する
積分回路で積分波形に変換される。

このとき積分時定数をパルス幅に比べて十分大きく設定
しておけば、第５図Ｃに示すようにその立上り電圧は遅
くなりコンデンサ１６ Ｃの両端にはわずかの電圧しか
得られない。

また出力点２０が０レベルになった場合には、コンデン
サ１６ Ｃに充電された電圧はダイオード１６ｄにより
放電されるので、該コンデンサ１６ Ｃに充電される電
圧Ｖ、／／／は第５図Ｃに示すように０レベルに近いも
のとなり、抵抗１６ ｅとトランジスタ１６ ｆで構威
されるエミッタホロア回路と抵抗１６ｇ、１６ｈを含む
零調回路１６ ｉとでブリッジ回路を構威し、第５図Ｃ
に示すようなドリフト電圧を指示計１８で監視すること
ができる。

すなわち、零調回路１６ ｉにより初め指示計１８の指
示を零にしておけば゛、入力信号がドリフトしたときそ
のドリフト量はそのまま指示計１８に指示できる。

１８ ａは指示計１８のスパン調節器である・ 従って、測定場１２のオン、オフ信号を用いて信号処理
を行なうにあたって、強度測定回路１５とドリフト測定
回路１６とを付加することにより、レーザ光線に起因す
る信号の強度を容易に測定でき、これに基づいて警報を
発して信号処理を停止するなり、あるいは図示していな
いが信号処理回路１４にフィードバック信号を与えるよ
うにしてもよい。

この考案は以上のように受光器の出力側に強度測定回路
等を付加する構成により特に信号損失の大きいビームス
プリッタを不要とすることができ、これにより本来の信
号レベルをほとんど減衰させるなく取り出せ、従って、
正確な監視が可能になる。

またレーザ発振器の周辺にビームスプリッタの如き測定
機器を設ける必要がないので従来に比しスペースの点で
も改善できる。

さらに第２図に示すような構成での不都合、すなわち両
者のレーザ光線の相関関係を問題にするようなことがな
く、その点でレーザ管の交換による調整の煩雑さもなく
なる。

また一実施例の本回路は強度測定回路とドリフト測定回
路の併用により、レーザ光線に伴なう信号強度の低下か
又は測定場のＳ／Ｎ比の悪化であるかを判定でき速やか
に適切な措置をとることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は従来のレーザ出力監視装置を示す
概略構成図、第３図は本考案に係るレーザ出力監視装置
を示す概略構成図、第４図は本装置の一部を示す具体的
な回路結線図、第５図は本装置の動作を説明する波形図
である。 １１・・・・・・レーザ発振器、１２・・・・・・測定
場、１３・・・・・・受光器、１４・・・・・・信号処
理回路、１５・・・・・・強度測定回路、１５ｅ・・・
・・・基準電圧設定器、１６・・・・・・ドリフト測定
回路、１７・・・・・・警報回路、１８・・・・・・指
示計。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. レーザ発振器から発振されたレーザ光線を測定場に入射
   し、この測定場からオン、オフ信号としてのレーザ光線
   を取り出して受光器で受光し、この受光信号を用いて信
   号処理を行う装置と、前記受光信号の一部が加えられ、
   この受光信号が予め定められた基準電圧と比較され受光
   信号が基準電圧以下のとき警報を発する強度測定回路及
   び警報回路と、前記受光信号の一部が加えられこの受光
   信号のドリフト電圧を検出して指示するドリフト測定回
   路及び指示計とを具備し、前記指示計の指示を初め零に
   しておき、受光信号がドリフトしたときそのドリフト量
   がそのまま指示計で指示できるように零ドリフトを監視
   することを特徴とするレーザ出力監視装置。