JPS5935004B2 - guide light device - Google Patents
guide light deviceInfo
- Publication number
- JPS5935004B2 JPS5935004B2 JP51078729A JP7872976A JPS5935004B2 JP S5935004 B2 JPS5935004 B2 JP S5935004B2 JP 51078729 A JP51078729 A JP 51078729A JP 7872976 A JP7872976 A JP 7872976A JP S5935004 B2 JPS5935004 B2 JP S5935004B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- scanning reflector
- pinhole
- light source
- laser
- visible light
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Laser Beam Processing (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
- Laser Surgery Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は赤外レーザの結像位置を正確にモニターするた
めの可視光線を用いたガイド ライト装置に関するもの
である。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a guide light device using visible light for accurately monitoring the imaging position of an infrared laser.
このガイド・ライト装置は主として手術用顕微鏡等に併
用されるレーザ・メス装置におけるレーザ光の焦点位置
を顕微鏡視野下で正確に位置決めし、かつ監視するため
に利用されるものである。This guide light device is mainly used for accurately positioning and monitoring the focal position of a laser beam under a microscope field of view in a laser scalpel device used in conjunction with a surgical microscope or the like.
然し乍ら、後述のように本発明によるガイド・ライト装
置は医療用に使用されるのみならず、更に広い用途を見
出しうるものである。一般に赤外レーザ、特に炭酸ガス
レーザ（波長１０．６μｍ）を赤外レンズにより所望の
ターゲット面、たとえば木板に結像した場合、この結像
点は肉眼では見えずこの結像点を予め予測し、位置決め
したい場合には何らかの補助装置を必要とする。尤も、
ターゲットが木板のように赤外レーザ光点により穿孔さ
れる場合には、その焼跡により光点位置を後認しうるが
、問題はレーザ メスの如く、或はセラミック基板の加
工の如く、レーザ照射以前にこの照射点を正確に位置決
めしなければならない場合である。本発明は赤外光線に
可視光線を重畳せしめるものであるが、可視光によるガ
イド・ライトを作りだすための条件が３つある。However, as will be described later, the guide light device according to the present invention is not only used for medical purposes, but can find wider applications. Generally, when an infrared laser, especially a carbon dioxide laser (wavelength 10.6 μm), is imaged on a desired target surface, such as a wooden board, using an infrared lens, this imaged point cannot be seen with the naked eye, and this imaged point is predicted in advance. If you want to position it, you will need some kind of auxiliary equipment. Of course,
When the target is drilled with an infrared laser beam spot, such as a wooden board, the position of the beam spot can be confirmed from the burn mark, but the problem is that the laser irradiation is difficult, such as when using a laser scalpel or when processing a ceramic substrate. This is the case if this irradiation point must previously be accurately positioned. The present invention superimposes visible light on infrared light, but there are three conditions for creating a visible light guide light.
その一つは赤外レンズからターゲット面に至る光路上に
赤外線を透過し、かつ可視光を反射するが如き反射鏡を
設置し得ないことである。One of them is that it is impossible to install a reflecting mirror that transmits infrared rays and reflects visible light on the optical path from the infrared lens to the target surface.
これは医用メスや加工用レーザの出力が数ＩＯＷ級であ
るため、ガラス材等の反射材はその強力な熱のために破
壊されてしまうためである。さらにこの光路途上には手
術すべき部位或は加工物などが設置され、或は任意の方
向に移動操作されるため、この光路は空間として保存し
ておかねばならない。第二の条件はガイド・ライトによ
る可視光スポツトはターゲツト面の照明の照度に比較し
て著しく高輝度でなければスポツトをターゲツト面で認
知することは困難である。このため本発明のガイド・ラ
イト装置においては、ターゲツト面からの反射光を採用
せず、光源ピンホールの虚像をレーザ光点と等価の位置
に生ぜしめるように工夫している。またこの虚像は前述
の光路空間を妨げることなく、しかも直接的にピンホー
ルを通してのランプ光源を観測することに相当するので
高輝度スポツトが得られる。第三の条件は次の点である
。This is because the output of medical scalpels and processing lasers is on the order of several IOW, and reflective materials such as glass materials are destroyed by the intense heat. Furthermore, since a part to be operated on or a workpiece is placed along this optical path, or is moved in an arbitrary direction, this optical path must be preserved as a space. The second condition is that unless the visible light spot produced by the guide light has a significantly higher luminance than the illuminance of the illumination on the target surface, it is difficult to recognize the spot on the target surface. For this reason, the guide light device of the present invention does not use reflected light from the target surface, but is devised to produce a virtual image of the light source pinhole at a position equivalent to the laser beam spot. Furthermore, this virtual image does not obstruct the aforementioned optical path space and corresponds to directly observing the lamp light source through a pinhole, so a high-intensity spot can be obtained. The third condition is as follows.
この種赤外線装置においては赤外レンズとターゲツト面
との間に赤外線反射鏡を設け、そのミラー傾角を上下
左右方向に振らせてレーザー光点を走査して手術或は加
工を行わしめている。この場合、反射鏡とターゲツト面
間の光軸とはミラー傾角に追従していくが、ガイド・ラ
イトのスポツトも常に移動するレーザ光点に合致してい
なければならない事が必須条件である。このためガイド
・ライトの光学系に於て、虚像形成の一光学要素として
この走査反射鏡を共用するよう工夫している。本発明の
ガイド・ライト装置はここで述べた三つの条件をすべて
満足する如くに構成されているが、これらが本発明の特
長である。In this type of infrared device, an infrared reflecting mirror is installed between the infrared lens and the target surface, and the inclination of the mirror is adjusted up and down.
Surgery or processing is performed by swinging it left and right to scan the laser beam spot. In this case, the optical axis between the reflecting mirror and the target surface follows the mirror inclination angle, but it is an essential condition that the spot of the guide light must also always match the moving laser light spot. For this reason, in the optical system of the guide light, this scanning reflector is used in common as an optical element for forming a virtual image. The guide light device of the present invention is constructed so as to satisfy all three conditions mentioned above, and these are the features of the present invention.
したがつて本発明の目的は、第一に走査される赤外レー
ザ光の結像点と常に合致し、第二にターゲツト面照度よ
り著しく明るい可視光のガイド・ライトスポツトを形成
し、第三にレーザ集光点近傍の空間を妨げないように構
成した簡単かつ安価なガイド・ライト装置を提供するこ
とである。Therefore, the objects of the present invention are, firstly, to always match the image formation point of the scanned infrared laser beam, secondly to form a visible light guide light spot that is significantly brighter than the target surface illuminance, and thirdly to It is an object of the present invention to provide a simple and inexpensive guide light device configured so as not to obstruct the space near a laser condensing point.
以下図面に従つて本発明の実施例を説明する。第１図は
本発明のガイド・ライト装置の一実施例を模式的に示し
たものである。この図では赤外レーザ線の集光系と観察
用の顕微鏡も共に図示されている。レーザ光１は赤外レ
ンズ２を透過した後走査反射鏡３の表面に設けたアルミ
ニウム蒸着による蒸着面４により反射されてターゲツト
面８上に微小な熱線スポツト９を結像する。この走査反
射鏡３はその中心Ｍ軸及び上下方向の軸ＮＮ′の廻りに
微少に回転し、熱線スポツト９を手動走査しうる。この
走査は例えば走査反射鏡３の各軸より突出した腕をジン
バル機構により手動操作して行うが、本発明の主題では
ないので記述を省略する。ターゲツト面８及び熱線スポ
ツト９は左方の顕微鏡の対物レンズ１５及び接眼レンズ
１６を介して肉眼１７により監視されている。このター
ゲツトはたとえばレーザ・メスの場合には人体の患部組
識であり、レーザ加工の場合にはセラミツクス・硬金属
等でありえる。これらターゲツト面からの反射光は走査
反射鏡３の蒸着膜４を除く周辺の透明部分５を透過して
顕微鏡に入射する。ガイド・ライト装置はアダプター筐
体７の下方に位置する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 schematically shows an embodiment of the guide light device of the present invention. This figure also shows an infrared laser beam focusing system and an observation microscope. After passing through an infrared lens 2, the laser beam 1 is reflected by an aluminum vapor-deposited surface 4 provided on the surface of a scanning reflector 3, and forms a minute heat ray spot 9 on a target surface 8. The scanning reflector 3 rotates slightly around its center M axis and its vertical axis NN' to manually scan the hot ray spot 9. This scanning is performed, for example, by manually operating the arms protruding from each axis of the scanning reflector 3 using a gimbal mechanism, but since this is not the subject of the present invention, a description thereof will be omitted. The target plane 8 and the hot spot 9 are monitored by the naked eye 17 via the objective lens 15 and the eyepiece 16 of the left microscope. This target may be, for example, the affected tissue of the human body in the case of a laser scalpel, or ceramics, hard metal, etc. in the case of laser processing. The reflected light from the target surface passes through the peripheral transparent portion 5 of the scanning reflector 3, excluding the vapor deposited film 4, and enters the microscope. The guide light device is located below the adapter housing 7.
光源、たとえばタングステン豆電球１０からの可視光線
１８は、緑色フイルタ一２２ピンホール１２を経てレン
ズ１３に達する。このピンホール１２の虚像はレンズ１
３により虚像点１４に出来るが、この位置は走査反射鏡
３の中心Ｍに関して熱線スポツト９と鏡映関係になるよ
うにレンズ１３の焦点距離・物点距離ａを選び、光学調
整してある。即ち距離Ｍ−９＝Ｍ−１４…１となつてい
る。このようにすると、虚像点１４に虚像を形成すべさ
可視光線１９は拡散して走査反射鏡３の蒸着膜４の裏面
で全反射された後、顕微鏡により観測される。この場合
肉眼１７はピンホール１２を通過する光源１０の光量を
その虚像点１４の位置に見ることになり、ターゲツト面
８からの反射光より著しく明るいスポツトをモニタする
ことが出来る。レーザ光軸とガイド・ライト光軸は予め
調整されており、かつ熱線スポツト９と虚像点１４は等
価的に合致しているため、走査反射鏡３の傾角に関係な
く常に両スポツトの合致度は狂うことがない。第２図は
ガイド・ライト装置の照明系の一変形を示している。こ
の図では第１図のランプ１０及びフイルタ一２２をアダ
プター筐体７より切離して遠い他の位置に設置し、これ
らとピンホール１２の間を光フアイバ一２０で連結した
ものである。ここで光フアイバ一２０の出力端２１をレ
ンズ状に研磨し、照明効率を上げている。このようにな
す目的は、第一にアダプター筐体７の下方に突出るガイ
ド・ライト光学系の突起を短かくし、手術或は加工にと
つて邪魔なその近傍のスペースをあけ、以つて装置の操
作性を改善することであり、第二に照明ランプ１０の発
熱源をアダプター筐部より隔離することである。このア
ダプタ筐７と顕微鏡は手術用スタンド等に懸架する為に
この部分の突出部を削減し、ランプ熱を遠ざける方が望
ましい。このようにして本発明のガイド・ライト装置は
冒頭に述べたその目的を達成しうる簡単な光学構成にし
て廉価な装置であることが判明した。このようなガイド
・ライト装置は顕微鏡併用のレーザ・メスによるマイク
ロ・サージヤリ一のみならず、レーザ加工機、例えばセ
ラミツクス 半導体基板・硬金属の精密加工、レーザ彫
刻機等に広汎な用途を期待しうるものである。Visible light 18 from a light source, for example, a tungsten miniature light bulb 10, passes through a green filter 22 and a pinhole 12 to reach a lens 13. The virtual image of this pinhole 12 is the lens 1
3, a virtual image point 14 is created, and the focal length and object point distance a of the lens 13 are selected and optically adjusted so that this position is in a mirroring relationship with the heat ray spot 9 with respect to the center M of the scanning reflector 3. That is, the distance M-9=M-14...1. In this way, a virtual image is formed at the virtual image point 14. The visible light rays 19 are diffused and totally reflected on the back surface of the vapor deposited film 4 of the scanning reflector 3, and then observed with a microscope. In this case, the naked eye 17 sees the amount of light from the light source 10 passing through the pinhole 12 at the virtual image point 14, and can monitor a spot that is much brighter than the light reflected from the target surface 8. Since the laser optical axis and the guide light optical axis are adjusted in advance, and the hot ray spot 9 and the virtual image point 14 are equivalently matched, the degree of matching between the two spots is always constant regardless of the inclination angle of the scanning reflector 3. I never go crazy. FIG. 2 shows a variant of the illumination system of the guide light device. In this figure, the lamp 10 and filter 22 shown in FIG. 1 are separated from the adapter housing 7 and installed at another position far away, and the optical fiber 20 is used to connect these and the pinhole 12. Here, the output end 21 of the optical fiber 20 is polished into a lens shape to improve illumination efficiency. The purpose of doing this is, first, to shorten the protrusion of the guide light optical system that protrudes below the adapter housing 7, to free up space in the vicinity of the protrusion that would be a hindrance to surgery or processing, and to make it easier for the device. The second purpose is to improve the operability, and the second purpose is to isolate the heat source of the illumination lamp 10 from the adapter housing. Since the adapter housing 7 and the microscope are suspended on a surgical stand or the like, it is desirable to reduce the protrusion of this part and keep the lamp heat away. In this way, it has been found that the guide light device of the present invention is an inexpensive device with a simple optical configuration that can achieve the objects mentioned at the beginning. Such a guide light device can be expected to have a wide range of applications, not only for microsurgery using a laser scalpel combined with a microscope, but also for laser processing machines, such as precision processing of ceramics, semiconductor substrates, and hard metals, and laser engraving machines. It is something.
第１図は本発明によるガイド・ライト装置の一実施例を
模式的に示したものである。
第２図はガイドライト装置の照明系の一変形を示す図で
ある。１・・・・・・赤外レーザ光線、２・・・・・・
赤外レンズ、３・・・・・・走査反射鏡、４・・・・・
・蒸着面、５・・・・・・透明部分、７・・・・・・ア
ダプタ筐体、８・・・・・・ターゲツト面、９・・・・
・・熱線スポツト、１０・・・・・・豆電球、１２・・
・・・・ピンホール、１３・・・・・ルンズ、１４・・
・・・・虚像点、１５・・・・・・対物レンズ、１６・
・・・・・接眼レンズ、１７・・・・・・肉眼、１８，
１９・・・・・・可視光線、２２・・・・・・緑色フイ
ルタ一、２０・・・・・・光フアイバ一、２１・・・・
・・レンズ状部分、Ｍ，Ｎ，Ｎξ・・・・・回転軸、ｌ
・・・・・・回転軸Ｍから熱線スポット９又は虚像点１
４に至る距離。FIG. 1 schematically shows an embodiment of a guide light device according to the present invention. FIG. 2 is a diagram showing a modification of the illumination system of the guide light device. 1... Infrared laser beam, 2...
Infrared lens, 3...Scanning reflector, 4...
- Vapor deposition surface, 5...Transparent part, 7...Adapter housing, 8...Target surface, 9...
...Heat ray spot, 10...Miniature light bulb, 12...
...Pinhole, 13...Luns, 14...
...Virtual image point, 15...Objective lens, 16.
...Eyepiece, 17...Naked eye, 18,
19... Visible light, 22... Green filter 1, 20... Optical fiber 1, 21...
... Lens-shaped part, M, N, Nξ ... Rotation axis, l
・・・・・・Hot ray spot 9 or virtual image point 1 from rotation axis M
Distance to 4.
Claims (1)
蒸着面によつて走査される赤外レーザの結像位置をモニ
ターする為の可視光線のガイド・ライト装置において、
前記走査反射鏡の蒸着面の裏面に向かつて可視光線を投
光する光源と、該光源と走査反射鏡の光路中に設けられ
たピンホールと、該ピンホールと走査反射鏡の光路中に
設けられ、前記光源から投光した可視光線により照明さ
れたピンホールの虚像の前記走査反射鏡に対して前記レ
ーザの結像位置と共軛の位置に形成させるレンズとから
成るガイド・ライト装置。 ２ レーザ光路中に走査反射鏡を設け、該走査反射鏡の
蒸着面によつて走査される赤外レーザの結像位置をモニ
ターする為の可視光線のガイド・ライト装置であつて、
前記走査反射鏡の蒸着面の裏面に向かつて可視光線を投
光する光源と、該光源と走査反射鏡の光路中に設けられ
たピンホールと、該ピンホールと走査反射鏡の光路中に
設けられ、前記光源から投光した可視光線により照明さ
れたピンホールの虚像を前記走査反射鏡に対して前記レ
ーザの結像位置と共軛の位置に形成させるレンズとをア
ダプター筐体内に配設したガイド・ライト装置において
、前記光源を前記アダプター筐体外に別設し、前記光源
と前記ピンホールの間に出力端をレンズ状に研磨した光
ファイバーを設けたことを特徴とするガイド・ライト装
置。[Claims] 1. In a visible light guide light device for monitoring the imaging position of an infrared laser scanned by the vapor deposition surface of the scanning reflector, which includes a scanning reflector in the laser optical path. ,
a light source that emits visible light toward the back surface of the vapor deposition surface of the scanning reflector; a pinhole provided in the optical path between the light source and the scanning reflector; and a pinhole provided in the optical path between the pinhole and the scanning reflector. and a lens for forming a virtual image of a pinhole illuminated by visible light emitted from the light source on the scanning reflector at a position coextensive with the imaging position of the laser. 2. A visible light guide light device for monitoring the imaging position of an infrared laser scanned by the vapor deposition surface of the scanning reflector, which includes a scanning reflector in the laser beam path,
a light source that emits visible light toward the back surface of the vapor deposition surface of the scanning reflector; a pinhole provided in the optical path between the light source and the scanning reflector; and a pinhole provided in the optical path between the pinhole and the scanning reflector. and a lens for forming a virtual image of a pinhole illuminated by the visible light emitted from the light source at a position coincident with the imaging position of the laser with respect to the scanning reflector, is disposed in the adapter housing. A guide light device, characterized in that the light source is provided separately outside the adapter housing, and an optical fiber whose output end is polished into a lens shape is provided between the light source and the pinhole.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51078729A JPS5935004B2 (en) | 1976-07-02 | 1976-07-02 | guide light device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51078729A JPS5935004B2 (en) | 1976-07-02 | 1976-07-02 | guide light device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS534553A JPS534553A (en) | 1978-01-17 |
| JPS5935004B2 true JPS5935004B2 (en) | 1984-08-25 |
Family
ID=13669963
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51078729A Expired JPS5935004B2 (en) | 1976-07-02 | 1976-07-02 | guide light device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5935004B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0494605U (en) * | 1991-01-11 | 1992-08-17 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0642993B2 (en) * | 1986-10-28 | 1994-06-08 | 三菱電機株式会社 | Distance measuring device |
| JP6748933B2 (en) * | 2015-04-22 | 2020-09-02 | 株式会社Ihi | Terahertz irradiation position visualization device |
-
1976
- 1976-07-02 JP JP51078729A patent/JPS5935004B2/en not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0494605U (en) * | 1991-01-11 | 1992-08-17 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS534553A (en) | 1978-01-17 |
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