JPS60200220A - リンク光学系を介して導かれるレーザ光線の位置修正装置 - Google Patents

リンク光学系を介して導かれるレーザ光線の位置修正装置

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JPS60200220A
JPS60200220A JP60032970A JP3297085A JPS60200220A JP S60200220 A JPS60200220 A JP S60200220A JP 60032970 A JP60032970 A JP 60032970A JP 3297085 A JP3297085 A JP 3297085A JP S60200220 A JPS60200220 A JP S60200220A
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optical system
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detector
guided
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ゲアハルト・ホーベルク
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Carl Zeiss AG
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、リンク光学系を介して導かれるレーデ光線の
位置修正装置忙関する。
従来技術 レーデ光線を導（ためには可撓性のグラスフアイパの形
の光導波体を使用するか、あるいは偏向光学系（一般に
鏡）を有する伝送系が使用な される。特に、レーデ外科学などのよ５を医学的な用途
の場合は、上記後者のタイプのリンク形の伝送系がしば
しば使用される。なぜなら、十分析れに（（かつ同時に
、普通使用されるＣ０２レーデを波長領域でほとんど損
失な（伝送するファイバケーブルが従来はとんど存在し
なかったからである。
レーデな導くために用いられるリンクアームは、方向変
換用反射鏡の列を有している。これらの方向変換用反射
鏡はリンクアームのロータリジヨイントのところに固定
されており、その際各反射鏡はそれに後続のリンクアー
ムの部分と共に、入射されるレーデ光線の軸線を中心と
して回転可能になっている。ロータリジヨイント間には
しばしば付加的に入れ子管式案内部が用いられる。この
入れ子管式案内部によりアームの長さを変化させること
ができる。公知のリンクアームは、７１１！ｉＩまでの
回転リンクを有している。
発明が解決しよりとする問題点 そのようなリンクアームの機能の精度は、反射鏡の位置
が十分正確に調整されているか否かに依存するのみなら
ず回転支承部および入れ子管式案内部の品質やそれらの
連結部の剛性にも左右される。その場合生ずる問題は、
リンクアームが運動する作業領域が太き（なるにつれて
増大する。アームの剛性を高めるには、一層強度の高い
材料が必要となり、従って運動質量も一層太き（なる。
したがって回転支承部は一層強く負荷され、特にダイナ
ミック動作における操作性が損われる。
しかし案内部材に誤差が生じると、光線は所要位置から
変位してしまう。その際まず第１にレーデの焦点が変位
してしまう。ある程度の焦点の変位は、特に、パイロッ
ト光線の反射によって焦点位置を可視的に判断すれば大
して障害とはならない。しかしリンクアームが長い場合
、レーデ光線がリンク光学系の内部で方向変換用反射鏡
または集束光学系の自由開口部から変位して、リンク光
学系のフレームに当ってしまうことがある。高出力レー
デの場合は、レーデ光線の変位によって光学系が破壊さ
れてしまう情報記憶ル−トの読出し用レーデ装置におい
て、レーデ光線の焦点を所定のトラックに対して半径方
向に追従制御する制御装置を設げることは公知である。
しかしこの制御装置は、可視的にマークされたデータト
ラックからの焦点のずれを評価する。さらに、調整素子
の運動方向とレーデの焦点の運動方向との間には固定の
空間的な位置関係が存在する。しかしレーデ光線が多数
のロータリジヨイントを介して導かれる場合は、焦点の
位置座標と追従制御素子の調整座標との対応を決める際
に、各リンクの回転角度を考慮しなげればならない。し
かしそれは容易ではない。なぜならば、各リンクに１つ
の固有の角度発信器を対応して設けるとすると、特に多
数の回転ｍｖ有するリンクアームの場合には著しく付加
的な費用がかかるからである。
本発明の課題は、容易に組立て可能でかつ、使用する回
転支承部の品質に対する要求を過度に高めることな（十
分に安定な光導波を可能とする、できるだけ費用のかか
らない作業レーず用のリンク光学系を提供することであ
る。
問題点を解決するための手段 上記の課題は、本発明によれば次のようにし又解決され
る。即ち、レーデ光線は、リンク光学系へ投射される前
に、光線の方向を小さな振幅で変調する光学素子を介し
て導かれ、レーデ光線の１部は、リンク光学系の出力側
に設けられた元位置検出器上に照射され、また前記検出
器の信号が供給される回路が設げられており、該回路に
おいてリンク光学系の入力側に設けられた制御可能な光
線偏向器に対する調節信号が形成されることにより解決
される。
圧電側向可能な反射鏡で構成された５１１：ｆ＋ｌｊの
方向を変調する素子を、同時に光線位置の調節のための
調節素子として用いることができる。その際変調周波数
を有する交番信号に調節信号が重畳される。
しかし、いずれにせよ焦点を可視識別するために用いら
れる補助レーデまたはパイロットレーずが本来の作業レ
ーデの光ｆｓＩ／Ｃ同軸に入射される場合、変調を行う
光学素子を、パイロットレーデの作業レーデの光線に結
合される前の光線路に配置し、別個の調節素子を２つの
レーデの共通の光線路に設げるのが効果的である。元位
置検出器として、公知の象限形光電検出器を使用するの
が有利である。
実施例 次に本発明の実施例を図面を用いて詳しく説明する。
図の１はＣ０２レーデのケーシングを示す。
Ｃ０２レーデの光線はリンクアームな介して、手によっ
て種々の自由度で動か丁ことかできる集束光学系２１へ
導かれる。この集束光学系２１により光線は、詳細に図
示されていない加工物２２０表面上に集束される。リン
ク元学系はケーシング１に、フランジにより取付けられ
た固定管３を有している。この管３には、入れ子式に引
出し可能な第２の管４が第１の回転支承部（ロータリジ
ヨイント部）２４を介して回転可能に固定されている。
さらにリンク元学系は、第２の回転支承部２５を介し１
部材４に固定された同様に入れ子式に引出し可能な第３
の管５とカッティングヘッド６を有している。このカッ
ティングヘッド６は、集束光学系２１を有し、第３の回
転支承部２６？：介し工部材５に固定され℃いる。矢印
１４，１５および１６は、支承部２４，２５および２６
の回転方向を示し、矢印２７および２８は、部材４およ
び５の入れ子管の引出し方向を示す。
リンクアームの部材４，５および６は、それぞれの回転
支承部２４，２５および２６の後方でアングル状に折面
され℃おり、かつ方向変換用反射鏡１７，１８および１
９を有している。
部材４，５．６は各回転支承部のところで後続の部材と
一緒に回転できる。リンクアーム内においてこれら反射
鏡を介してレーデ光線が導かれる。さらにケーシングに
固定されたリンクアームの部材３は、波長選択ビームス
シリツタ１０を有している。このビームスプリッタ１０
を介して作業レーデ１の光線に同軸にパイロットレーデ
２の光線が結合されて、リンクアーム内へ導かれる。こ
のパイロットレーデ２は、リンクアームな操作する操作
者に対し、加工物２２の表面上における作業レーデ１の
非可視光線の焦点位置を指示するために用いられる。作
業レーデ１を集束光学系２１へ反射する方向変換用反射
鏡１９は、同様にビームスプリッタとして構成されてい
る。このビームスシリツタ１９は、パイロットレーデ２
の光線の１部を反射せずに透通して、これをビームスノ
リツタ１９の後方に設けられた象限形充電検出器２０上
に当たるようにする。
象限形九電検出器２０の感光部は、４つの同じ大きさの
領域に分割されている。象限形九電検出器の上記の領域
は、均−元に基づ（信号（Ｇｌｅｉｃｈｌｉｃｈｔｓｉ
ｇｎａｌ　）を送出する。この均一光に基づく信号の振
幅は、パイロットレーデ２の光線が象限形元電検出器２
０上の中央に同心的に照射されていれば、相互に異なら
ない。しかし、例えばリンクアームの操作の際に入れ子
管案内部がわずかに変形したり、あるいは回転支承部２
４−２６における偏心誤差が原因で、光線が変位しはじ
めると、４つの象限の均−元に基づく信号の振幅関係は
変化する。この変化は、リンクアームな介して導かれる
レーデ光線のリンク元学系の軸線からの変位量に対する
尺度である。電子回路１３は均−元に基づく信号を評価
し、リンクアームの入力側に設けられた調節鏡１１に調
節信号を供給する。調節鏡１１のふれを調節することに
よりレーデ光線の変位は　□補償される。
調節鏡１１は、圧電素子１２を介して、ケーシングに固
定された部材３に固定されている。
しかし調節鏡１１のふれの調節（姿勢の調節）を、例え
ば誘導操作素子によって行うことも可能である。重要な
ことは、２つの座標において調節鏡１１が調節可能であ
るようにするーことである。
しかし象限形光電検出器２０と調節ｆｉ１１との間には
固定の接続線は設けられておらず、また検出されたレー
デ光線の変位を補償するために調節鏡１１がレーデ光線
を偏向させる方向は、３つの回転支承部２４．２５．２
６の回転角度に依存するので、第２の調節鏡８が設げら
れ又いる。この第２の調節鏡８は、ビームスノリツタ１
０の前方の、パイロットレーデ２の光線路に配置され℃
いる。この調節鏡８は圧電曲げ振動子９を有し℃いる。
この圧電曲げ振動子９は、発生器７により周期的に励振
され、パイロットレーｆ２０光線の方向を小さな振幅で
変調する。
パイロットレーデ２の光線方向の周期的変調により、検
出器２０のセクタ領域は、均−元に基づ（信号の他に掃
引光（Ｗｅｃｈｓｅｌ’１ｉｃｈｔ　）に基づく信号も
供給する。発生器７の出力信号な基準としたこの掃引光
に基づ（信号の振幅関係と位相から、調節鏡１１と検出
器２０との間の回転位置が測定される。電子回路１３は
、この回転位置の評価も行う。従って、電子回路１３か
ら調節鏡１１へ送出された調節信号は、調節鏡１１をレ
ーデ光線の変位の値および変位の方向に応じて調節して
、ビームスシリツタ１９を通過するパイロットレーデ２
の光線部分が検出器２０上の中央に照射されるようにす
る。
検出器２０の均−元に基づく信号および掃引光に基づく
信号を評価する電子回Ｍ１３は、種種の方法で実現でき
る。それをどのように実施するかは、例えば調節ｆｆ１
８の変調運動が直線的に行われるかあるいは歳差的に行
われるかに依存する。
圧電的に作動する調節鏡の実施例は、ドイツ連邦共和国
特許第２９５０９１９号明細書に記載されている。
発明の効果 本発明によれば、リンク光学系の出力側で検出された、
リンク光学系の軸線からのレーデ光線のずれが入力側に
設けられた光線偏向器によって補償される。従ってアー
ムの回転支承部の剛性および品質に対して厳しい要求を
課する必要がなくなり、光導波精度に対する要求が低（
なり元電波部材にかかる費用を低減できる。
リンク光学系の入力側における光線の変調により、出力
側に設けられた光検出器において掃引光に基く信号が発
生され、この信号の振幅比および位相により、正確な光
線の方向調整ができる。
【図面の簡単な説明】
図は本発明の実施例の一部を切欠いて示す略図である。 １・・・Ｃ０２レーデのケーシング、２・・・パイロッ
トレーｆ、３，４，５・・・管、６・・・カッティング
ヘッド、７・・・発生器、８，１１・・・調節鏡、９・
・・圧電曲げ振動子、１０°°・ビームスシリツタ、１
２・・・圧電素子、１３・・・電子回路、１７．１８．
１９・・・方向変換用反射鏡、２０・・・象限形元電検
出器、２１・・・集束光学系、２４，２５．２６・・・
回転支承部

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、　レーデ光線が、リンク光学系（１７，１８，１９
    ）へ入射される前に、光線の方向を小さな振幅で変調す
    る光学素子（８，９）′ｆｔ介して導かれ、レーデ光線
    の１部は、リンク光学系り出力側に設けられた光位置検
    出器（２０）上に照射され、また前記検出器（２０）の
    信号が供給される回Ｍ（１３）が設けられており、該回
    ｗｒにおいてリンク光学系の入力側に股げられた制御可
    能な光線偏向器（１１，１２）に対する調節信号が形成
    されることを特徴とする、リンク光学系を介して導かれ
    るレーデ光線の位置修正装置。 ２、　光線の方向を変調する素子が同時に光線偏向器と
    して用いられる、特許請求の範囲第１頂ｌｉ：！截のレ
    ーｆ−ｙｔ、ｍの位置修正装置。 ３、　変！！Ｉｌを行う光学素子（８，９）が、作業レ
    ーデ（１）の光線に結合される補助レーデ（２）の光線
    路に設けられており、前記２つのレーデｙｔ、ａは、制
    御可能な光線偏向器（１１，１２）を介して導かれる、
    特許請求の範囲第１項記載のレーデ光線の位置修正装置
    。 ４、光位置検出器として、象限分割形光電変換器を特徴
    する特許請求の範囲第１項から第３項までのいずれかに
    記載のレーデ″／ｌ、線の位置修正装置。 ５、光線偏向光学素子とし又それぞれ圧電的に偏向可能
    な調節鏡を特徴する特許請求の範囲第１項から第４４項
    までのいずれかに記載のレーず光線の位置修正装置。
JP60032970A 1984-02-24 1985-02-22 リンク光学系を介して導かれるレーザ光線の位置修正装置 Pending JPS60200220A (ja)

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DE19843406676 DE3406676A1 (de) 1984-02-24 1984-02-24 Einrichtung zur lagekorrektur eines ueber eine gelenkoptik gefuehrten laserstrahls

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US (1) US4659916A (ja)
EP (1) EP0154865B1 (ja)
JP (1) JPS60200220A (ja)
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DE (2) DE3406676A1 (ja)

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