JP2010164529A - 照射スポット特定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】中赤外のレーザ光の光軸の調整を可能にする装置を提供すること。
【解決手段】レーザ光の照射スポットを特定する装置であり、レーザ光を受ける受光面を有しており、受光面の温度変化を部分的に検出可能な熱検出部４と、表面２１ａから裏面２１ｂに貫通する貫通孔２４の設けられた本体部２１と、貫通孔２４内に設けられ十字状に形成されたレーザ光のターゲット２６と、本体部２１の裏面２１ｂ上に設けられ、熱検出部４を収容し保持するための収容部２３を裏面２１ｂとの間に構成する保持部２２とを備え、熱検出部４は、受光面が貫通孔２４の開口の一部又は全部を覆うように保持部２２によって裏面２１ｂ上に保持されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、レーザ光の照射スポットを特定する照射スポット特定装置に関する。

特許文献１に記載の赤外レーザ光線検知板は、赤外光を可視光に変換する蛍光体層を設けた検知部を備える。この蛍光体層にはピンホール大の貫通孔が設けられている。操作者は、この蛍光体層上に赤外レーザ光を照射しながら、赤外レーザ光の光軸をピンホール方向に移動させ、赤外レーザ光を貫通孔内を通過させるように光軸を調整する。操作者は、蛍光体からの可視光の有無を確認することによって、赤外レーザ光が貫通孔内を通過したか否かを判断する。

特公平７−４３２８１号公報

しかしながら、量子カスケードレーザによって放射される中赤外（４〜１０μｍ帯）のレーザ光の光軸を調整する場合、このような中赤外のレーザ光を可視光に変換する蛍光体は存在しないので、特許文献１のような赤外レーザ光線検知板を用いて中赤外のレーザ光の光軸を調整するのは困難となる。本発明の目的は、上記のような問題点を鑑みて成されたものであり、中赤外のレーザ光の光軸の調整を可能にする装置を提供することである。

本発明は、レーザ光の照射スポットを特定する照射スポット特定装置であって、レーザ光を受ける受光面を有しており、該受光面の温度変化を部分的に検出可能な熱検出部と、第１の面と該第１の面の反対側にある第２の面とを有しており、該第１の面から該第２の面に貫通する貫通孔の設けられた本体部と、前記本体部の前記貫通孔内に設けられており、該貫通孔の開口からみて十字状に形成された線状部材から成る前記レーザ光のターゲットと、前記本体部の前記第２の面上に設けられており、前記熱検出部を収容し保持するための収容スペースを該第２の面との間に構成する保持部と、を備え、前記熱検出部は、該熱検出部の前記受光面が前記本体部の前記貫通孔の開口の一部又は全部を覆うように、前記保持部によって前記第２の面上に保持されている、ことを特徴とする。

本発明によれば、レーザ光が不可視の中赤外のレーザ光であっても、熱検出部の表面に生じる照射スポットは、温度変化に伴って変色するので、変色箇所として視認できる。よって、本発明に係る照射スポット特定装置を用いれば、不可視である中赤外のレーザ光の光軸調整が容易に行える。

本発明では、前記保持部は、前記熱検出部を前記第２の面に沿って摺動できるように、該熱検出部を該第２の面上に保持するのが好ましい。このように、熱検出部が第２の面上において摺動自在に保持されるので、受光面の位置を必要に応じて移動できる。受光面の同一箇所に比較的長時間にわたってレーザ光が照射されるとこの受光面の照射スポットに熱の蓄積・拡散が生じるが、受光面を移動できれば、受光面に対し照射スポットの移動ができることとなり、よって、このような熱の蓄積・拡散を回避できる。

本発明では、前記ターゲットは、前記貫通孔内において前記第２の面寄りに配置されているのが好ましい。このように、ターゲットが貫通孔内において第２の面寄りに配置されているので、ターゲットが第１の面寄りに配置されている場合に比較して、ターゲットと、受光面上等の照射スポットとの距離が比較的短い。よって、光軸調整が比較的精度良く行える。

本発明によれば、中赤外のレーザ光の光軸の調整を可能にする装置を提供できる。

実施形態に係る照射スポット特定装置の外観を示す斜視図である。 実施形態に係る照射スポット特定装置の正面図である。 実施形態に係る照射スポット特定装置の側面図である。

以下、図面を参照して、本発明に係る好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において、可能な場合には、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。図１及び図２に、実施形態に係る照射スポット特定装置の構成を示す。図１は、照射スポット特定装置２の外観を示す斜視図であり、図２（Ａ）は、照射スポット特定装置２の正面図であり、図２（Ｂ）は、照射スポット特定装置２の側面図である。図２には、後述の熱検出部４が省略されている。

図１及び図２に示すように、照射スポット特定装置２は、本体部２１、保持部２２、支持部２５、ターゲット２６及び熱検出部４を備える。照射スポット特定装置２は、量子カスケード等から出射される中赤外のレーザ光Ｌの照射スポットを特定するための装置である。本体部２１は、略直方体状（板状）の形状を有しており、表面２１ａ（第１の面）及び裏面２１ｂ（第２の面）をする。表面２１ａと裏面２１ｂとは略平行に設けられている。表面２１ａ側からレーザ光Ｌ（更には、可視のガイド光）が入射する。本体部２１は、貫通孔２４が形成されており、貫通孔２４内には十字状を成すターゲット２６が配置されている。本体部２１は、ターゲット２６を支持するための支持部材となっている。

貫通孔２４は、表面２１ａから裏面２１ｂに貫通する孔であり、表面２１ａ及び裏面２１ｂの略中央に形成されている。貫通孔２４の中心軸は、表面２１ａ及び裏面２１ｂに略垂直である。貫通孔２４の開口の形状（貫通孔２４の中心軸に垂直な断面の形状）は、円又は楕円とするが、矩形であってもよい。レーザ光Ｌ（更には、可視のガイド光）は、表面２１ａ側から貫通孔２４内を通って、裏面２１ｂ上に設置される熱検出部４の熱検出部材４２に照射される。

ターゲット２６は、線状部材２６ａ及び線状部材２６ｂを有しており、貫通孔２４内に設けられている。線状部材２６ａ及び線状部材２６ｂのそれぞれの両端は、何れも、貫通孔２４の内壁に接続している。線状部材２６ａと線状部材２６ｂとは、互いに垂直に配置されており、ターゲット２６の開口から見て十字状を成している。線状部材２６ａと線状部材２６ｂとが交差している交差部Ｃ１と、熱検出部材４２の表面に生じる照射スポットとが重なるようにレーザ光Ｌの光軸が調整される。線状部材２６ａ及び線状部材２６ｂは、０．６〜０．９５％程度の炭素を含有する硬鋼線（例えばピアノ線）である。線状部材２６ａ及び線状部材２６ｂの断面径は、十分な強度と、光軸の調整時に必要な十分な空間分解能とを実現できる程度のものであり、例えば、０．３ｍｍ程度が好ましい。なお、ターゲット２６は、貫通孔２４内において裏面２１ｂ寄りに配置されている。より具体的に説明すると、ターゲット２６は、表面２１ａと裏面２１ｂとから略同一の位置にある仮想的な中央面Ｃ２を境に、裏面２１ｂ側に配置されている。中央面Ｃ２は、表面２１ａ及び裏面２１ｂに略平行であり、貫通孔２４の中心軸に対し略垂直となっている。

保持部２２は、本体部２１の裏面２１ｂ上に設けられており、熱検出部４を裏面２１ｂに沿って摺動できるように保持する。保持部２２の表面２２ａは、本体部２１の裏面２１ｂと所定間隔（熱検出部４の厚み程度）だけ隔てられて裏面２１ｂに沿って延びている。裏面２１ｂと表面２２ａとの間の距離は、熱検出部４の厚みと略同一である。そして、保持部２２は、熱検出部４を収容し保持するための収容部２３（収容スペース）を裏面２１ｂとの間に構成する。すなわち、本体部２１の裏面２１ｂと、この裏面２１ｂに対向する保持部２２の表面２２ａとによって、収容部２３が構成される。また、保持部２２には、貫通孔２２ｂが設けられている。貫通孔２２ｂは、表面２１ａの側からみて、ターゲット２６の交差部Ｃ１に重なっている。一例として、貫通孔２２ｂの開口の形状は、貫通孔２４の開口の形状と略同一であって、貫通孔２２ｂと貫通孔２４とは、表面２１ａの側からみて重なるような構成とする。

支持部２５は、照射スポット特定装置２を、外部に設けられた設置台等に安定に固定するための（又は、操作者が手で安定に把持するための）構成である。支持部２５は、例えば円柱状又は角柱状を成しており、支持部２５の一端が、本体部２１の側面の所定箇所に、取り付け／取り外し可能に（例えば、ネジ止め等によって）固定されている。

熱検出部４は、本体部２１の裏面２１ｂと保持部２２の表面２２ａとによって挟まれるように収容部２３に着脱自在に収容され、この裏面２１ｂ及び表面２２ａに接している。熱検出部４の構成を、図３に示す。図３に示すように、熱検出部４は、板状部材４１と、板状部材４１上に設けられた熱検出部材４２とを有する。熱検出部材４２の表面は、略矩形状を成しており、熱検出部４の主面４ａの一部を占めている。熱検出部材４２の表面は、貫通孔２４から入射するレーザ光Ｌを受ける受光面となっている。熱検出部材４２は、レーザ光Ｌを受けると、このレーザ光Ｌの照射スポットが熱による温度変化によって変色する感熱素材から成る。熱検出部４は、熱検出部材４２の表面（受光面）が本体部２１の貫通孔２４の開口（裏面２１ｂ側の開口）の一部又は全部を覆うように、本体部２１の裏面２１ｂ上に保持部２２によって保持されている。なお、温度変化の範囲は、熱検出部材４２を構成する感熱素材の性質によって決まる。

次に、実施形態に係る照射スポット特定装置２を用いて、不可視の中赤外のレーザ光Ｌの光軸を調整する調整法について説明する。初めに、可視のガイド光を用いた調整を行う。このとき、熱検出部４は、収容部２３に収容されていない状態であるとする。まず、保持部２２の裏面（表面２２ａの反対側の面）側であって、保持部２２の貫通孔２２ｂの開口上に、後にレーザ光Ｌを照射する照射対象物（例えば、赤外線検出素子の光検出部）を配置する。すなわち、本体部２１の表面２１ａ側の貫通孔２４の開口から、貫通孔２４及び貫通孔２２ｂを介して、照射対象物が露出している状態となっている。次に、ガイド光を、保持部２２の表面２１ａ側から貫通孔２４及び貫通孔２２ｂを介して照射対象物に照射する。そして、表面２１ａ側からみて、照射対象物上に生じる照射スポットと、ターゲット２６の交差部Ｃ１とが視覚的に重なるように、照射スポット特定装置２と照射対象物との配置を調整する。

次に、熱検出部４を収容部２３に収容する。このとき、熱検出部４の熱検出部材４２が貫通孔２４の開口（特に、ターゲット２６の交差部Ｃ１）に重なるように、熱検出部４の位置を調整しておく。この後、ガイド光に替えて、不可視の中赤外のレーザ光Ｌを、保持部２２の表面２１ａ側から貫通孔２４を介して熱検出部材４２の表面に照射する。そして、表面２１ａ側からみて、熱検出部材４２の表面に生じる照射スポットと、ターゲット２６の交差部Ｃ１とが視覚的に重なるように、レーザ光Ｌの光軸を調整する。このときの照射スポットは、レーザ光Ｌの照射による温度変化によって変色するので、視認可能である。この状態で、照射スポット特定装置２から熱検出部４を取り外すと、レーザ光Ｌが照射対象物に照射される。以上により、照射スポット特定装置２を用いた中赤外のレーザ光Ｌの光軸調整を終了する。

上記構成を有する照射スポット特定装置２によれば、熱検出部材４２が感熱素材から成るので、レーザ光Ｌが不可視の中赤外のレーザ光であっても、熱検出部材４２の表面に生じる照射スポットは、温度変化に伴って変色するので、変色箇所として視認できる。よって、照射スポット特定装置２を用いれば、不可視である中赤外のレーザ光の光軸調整が容易に行える。

また、ターゲット２６が貫通孔２４内において裏面２１ｂ寄りに配置されているので、ターゲット２６が表面２１ａ寄りに配置されている場合に比較して、ターゲット２６の交差部Ｃ１と、熱検出部４の熱検出部材４２上や照射対象物上に生じる照射スポットとの距離が比較的短い。よって、光軸調整が比較的精度良く行える。

また、熱検出部４が収容部２３に摺動自在に収容されるので、熱検出部材４２の位置を必要に応じて移動できる。熱検出部材４２の受光面の同一箇所に比較的長時間にわたってレーザ光Ｌが照射されるとこの受光面の照射スポットに熱の蓄積・拡散が生じるが、熱検出部材４２を移動できれば、受光面に対し照射スポットの移動ができることとなり、よって、このような熱の蓄積・拡散を回避できる。

２…照射スポット特定装置、２１…本体部、２１ａ，２２ａ…表面、２１ｂ…裏面、２２…保持部、２２ｂ…貫通孔、２４…貫通孔、２３…収容部、２５…支持部、２６…ターゲット、２６ａ，２６ｂ…線状部材、４…熱検出部、４１…板状部材、４２…熱検出部材、４ａ…主面、Ｃ１…交差部、Ｃ２…中央面、Ｌ…レーザ光

Claims (3)

1. レーザ光の照射スポットを特定する照射スポット特定装置であって、
   レーザ光を受ける受光面を有しており、該受光面の温度変化を部分的に検出可能な熱検出部と、
   第１の面と該第１の面の反対側にある第２の面とを有しており、該第１の面から該第２の面に貫通する貫通孔の設けられた本体部と、
   前記本体部の前記貫通孔内に設けられており、該貫通孔の開口からみて十字状に形成された線状部材から成る前記レーザ光のターゲットと、
   前記本体部の前記第２の面上に設けられており、前記熱検出部を収容し保持するための収容スペースを該第２の面との間に構成する保持部と、
   を備え、
   前記熱検出部は、該熱検出部の前記受光面が前記本体部の前記貫通孔の開口の一部又は全部を覆うように、前記保持部によって前記第２の面上に保持されている、ことを特徴とする照射スポット特定装置。
2. 前記保持部は、前記熱検出部を前記第２の面に沿って摺動できるように、該熱検出部を該第２の面上に保持する、ことを特徴とする請求項１に記載の照射スポット特定装置。
3. 前記ターゲットは、前記貫通孔内において前記第２の面寄りに配置されている、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の照射スポット特定装置。

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