(57)【要約】【課題】  光ファイバ伝送方式においてレーザ加工ヘッド側の実際のレーザ出力状態や加工状態あるいは光学系の状態等を信頼性の高いインライン方式でモニタリングしてレーザ加工の生産管理、品質管理、生産効率を向上させること。【解決手段】  レーザ加工ヘッド１２の上面には、レーザ伝送用の光ファイバ１４及びモニタリング用のレーザ光検出器２６及び反射光検出器２８が取り付けられる。光拡散板４４は、光ファイバ１４の終端面１４ａより出たレーザ光ＬＢの一部であるベントミラー３４からのビーム状の漏れ光ＭLBを入射角に対してランダムな角度で分散させて後方に通す。光拡散板４４を抜けた光ＭLB'は光通路４５内で径方向一様なパワー密度分布を有する拡散光ＭLB'となり、この拡散光ＭLB'の一部が光検出器２６の受光面２６ａに入光する。反射光計測系においても、ワークＷからの反射光ＲLBに対して光拡散板３５が光拡散板４４と同様の作用を奏する。【選択図】  図２
2007044739.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ発振部より発振出力されたレーザ光をレーザ伝送用の光ファイバに通してレーザ加工ヘッドまで伝送し、前記レーザ加工ヘッドより前記レーザ光を被加工物の加工点に照射するレーザ加工のモニタリング装置であって、
前記レーザ加工ヘッド内で前記光ファイバの終端面から出た前記レーザ光の光強度を測定するために前記レーザ加工ヘッド内に配置された受光面を有するレーザ光測定部と、
前記レーザ加工ヘッド内で前記光ファイバの終端面から出た前記レーザ光の一部を拡散して前記レーザ光測定部の受光面に入射させる光拡散板と
を有するレーザ加工モニタリング装置。
【請求項２】
レーザ発振部より発振出力されたレーザ光をレーザ伝送用の光ファイバに通してレーザ加工ヘッドまで伝送し、前記レーザ加工ヘッドより前記レーザ光を被加工物の加工点に照射するレーザ加工のモニタリング装置であって、
前記レーザ加工ヘッド内で前記光ファイバの終端面から出た前記レーザ光の光強度を測定するために前記レーザ加工ヘッド内に配置された受光面を有するレーザ光測定部と、
前記レーザ加工ヘッド内で前記光ファイバの終端面から出た前記レーザ光の一部を集光して前記レーザ光測定部の受光面に入射させる集束レンズと
を有するレーザ加工モニタリング装置。
【請求項３】
前記レーザ光測定部より出力された前記レーザ光の光強度を表す電気信号に基づいて、前記レーザ加工ヘッドより前記被加工物の加工点に照射される直前の前記レーザ光のレーザパワーに関するモニタリング情報を生成する信号処理部を有する請求項１または請求項２に記載のレーザ加工モニタリング装置。
【請求項４】
レーザ発振部より発振出力されたレーザ光をレーザ伝送用の光ファイバに通してレーザ加工ヘッドまで伝送し、前記レーザ加工ヘッドより前記レーザ光を被加工物の加工点に照射するレーザ加工のモニタリング装置であって、
前記被加工物の加工点から前記レーザ加工ヘッド内に反射されてきた光の光強度を測定するために前記レーザ加工ヘッド内に配置された受光面を有する反射光測定部と、
前記レーザ加工ヘッド内で前記被加工物の加工点からの前記反射光の全部または一部を拡散して前記反射光測定部の受光面に入射させる光拡散板と
を有するレーザ加工モニタリング装置。
【請求項５】
レーザ発振部より発振出力されたレーザ光をレーザ伝送用の光ファイバに通してレーザ加工ヘッドまで伝送し、前記レーザ加工ヘッドより前記レーザ光を被加工物の加工点に照射するレーザ加工のモニタリング装置であって、
前記被加工物の加工点から前記レーザ加工ヘッド内に反射されてきた光の光強度を測定するために前記レーザ加工ヘッド内に配置された受光面を有する反射光測定部と、
前記レーザ加工ヘッド内で前記被加工物の加工点からの前記反射光の全部または一部を集光して前記反射光測定部の受光面に入射させる集束レンズと
を有するレーザ加工モニタリング装置。
【請求項６】
前記反射測定部より出力された前記反射光の光強度を表す第２の電気信号に基づいて、前記加工点におけるレーザパワーの状態に関するモニタリング情報を生成する信号処理部を有する請求項４または請求項５に記載のレーザ加工モニタリング装置。
【請求項７】
レーザ発振部より発振出力されたレーザ光をレーザ伝送用の光ファイバに通してレーザ加工ヘッドまで伝送し、前記レーザ加工ヘッドより前記レーザ光を被加工物の加工点に照射するレーザ加工のモニタリング装置であって、
前記レーザ加工ヘッド内で前記光ファイバの終端面から出た前記レーザ光の光強度を測定するために前記レーザ加工ヘッド内に配置された第１の受光面を有するレーザ光測定部と、
前記レーザ加工ヘッド内で前記光ファイバの終端面から出た前記レーザ光の一部を拡散して前記レーザ光測定部の受光面に入射させる第１の光拡散板と、
前記被加工物の加工点から前記レーザ加工ヘッド内に反射されてきた光の光強度を測定するために前記レーザ加工ヘッド内に配置された第２の受光面を有する反射光測定部と、
前記レーザ加工ヘッド内で前記被加工物の加工点からの前記反射光の全部または一部を拡散して前記反射光測定部の受光面に入射させる第２の光拡散板と
を有するレーザ加工モニタリング装置。
【請求項８】
レーザ発振部より発振出力されたレーザ光をレーザ伝送用の光ファイバに通してレーザ加工ヘッドまで伝送し、前記レーザ加工ヘッドより前記レーザ光を被加工物の加工点に照射するレーザ加工のモニタリング装置であって、
前記レーザ加工ヘッド内で前記光ファイバの終端面から出た前記レーザ光の光強度を測定するために前記レーザ加工ヘッド内に配置された第１の受光面を有するレーザ光測定部と、
前記レーザ加工ヘッド内で前記光ファイバの終端面から出た前記レーザ光の一部を集光して前記レーザ光測定部の受光面に入射させる第１の集束レンズと、
前記被加工物の加工点から前記レーザ加工ヘッド内に反射されてきた光の光強度を測定するために前記レーザ加工ヘッド内に配置された第２の受光面を有する反射光測定部と、
前記レーザ加工ヘッド内で前記被加工物の加工点からの前記反射光の全部または一部を集光して前記反射光測定部の受光面に入射させる第２の集束レンズと
を有するレーザ加工モニタリング装置。
【請求項９】
前記レーザ光測定部より出力された前記レーザ光の光強度を表す第１の電気信号と、前記反射測定部より出力された前記反射光の光強度を表す第２の電気信号に基づいて、前記レーザ光が通る光学部品の状態および／または前記レーザ光の加工点におけるレーザパワーの状態に関するモニタリング情報を生成する信号処理部を有する請求項７または請求項８に記載のレーザ加工モニタリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバを用いるレーザ加工のモニタリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高出力レーザは、溶接、切断あるいは表面処理等の加工業の分野で広く利用されている。特にレーザ溶接加工は、高精度および高速の加工を実現できること、被加工物（ワーク）に与える熱歪が小さいこと、高度の自動化が可能になることから、ますますその重要性を高めている。また、光ファイバを利用した遠隔でのレーザ溶接も可能であり、レーザ発振器からたとえば３０ｍ〜５０ｍも離れた遠隔の場所で溶接加工が行われることもめずらしくない。一般のレーザ溶接機は、本体内蔵のレーザ発振器より発振出力されたレーザ光のレーザ出力をモニタリングする機能が本体に備わっており、レーザ発振器に異常があればレーザ出力のモニタリングを通じて即時にその事態を検知できるようになっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、遠隔でのレーザ加工にあっては、レーザ発振器より発振出力されたレーザ光が入射ユニット、光ファイバおよびレーザ加工ヘッド等の光学系を経て遠隔の場所で被加工物へ照射されるため、レーザ光路上の何処かの光学部品に生じた汚れや損傷・劣化によって被加工物の加工点でのレーザ出力が異常に低下していても本体側はそれを把握できない。このため、加工後の検査（外観検査、破壊検査または非破壊検査等）に至ってはじめて不良を発見するはめになり、生産管理の面で（不良品の多発等の）問題がある。また、各部のメンテナンス（チェック、清掃、修理、部品交換等）を短いサイクルで定期的に行う対処法は、メンテナンス作業のために生産ラインを頻繁にストップしなければならず、生産効率の面で問題がある。また、従来より、レーザ加工ヘッドから出射されたレーザ光の出力状態をレーザパワーメータによる計測でモニタリングすることも行われている。しかし、この方法も、レーザ加工を止めて実施されるものであり、やはり生産性を下げるという不利点がある。
【０００４】
本発明は、上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、光ファイバ伝送方式においてレーザ加工ヘッド側の実際のレーザ出力状態や加工状態あるいは光学系の状態等を信頼性の高いインライン方式でモニタリングしてレーザ加工の生産管理、品質管理、生産効率を向上させるレーザ加工モニタリング装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するために、本発明の第１のレーザ加工モニタリング装置は、    
レーザ発振部より発振出力されたレーザ光をレーザ伝送用の光ファイバに通してレーザ加工ヘッドまで伝送し、前記レーザ加工ヘッドより前記レーザ光を被加工物の加工点に照射するレーザ加工のモニタリング装置であって、前記レーザ加工ヘッド内で前記光ファイバの終端面から出た前記レーザ光の光強度を測定するために前記レーザ加工ヘッド内に配置された受光面を有するレーザ光測定部と、前記レーザ加工ヘッド内で前記光ファイバの終端面から出た前記レーザ光の一部を拡散して前記レーザ光測定部の受光面に入射させる光拡散板とを有する。
【０００６】
上記の構成においては、光ファイバの終端面より出たレーザ光の一部（たとえばミラー漏れ光）を光拡散板が入射角に対してランダムな角度で分散させて後方へ通すことにより、光拡散板を抜けた光は平均化されたパワー密度分布を有する拡散光となり、この拡散光の全部または一部がレーザ光測定部の受光面に入光または入射する。こうして、レーザ光のビームサイズの変化や光強度分布の変化を光拡散板における光拡散ないし均一化（平均化）によってキャンセルし、レーザ光測定部においてレーザ光の光強度を一定の感度で検出することができる。
【０００７】
本発明の第２のレーザ加工モニタリング装置は、レーザ発振部より発振出力されたレーザ光をレーザ伝送用の光ファイバに通してレーザ加工ヘッドまで伝送し、前記レーザ加工ヘッドより前記レーザ光を被加工物の加工点に照射するレーザ加工のモニタリング装置であって、前記レーザ加工ヘッド内で前記光ファイバの終端面から出た前記レーザ光の光強度を測定するために前記レーザ加工ヘッド内に配置された受光面を有するレーザ光測定部と、前記レーザ加工ヘッド内で前記光ファイバの終端面から出た前記レーザ光の一部を集光して前記レーザ光測定部の受光面に入射させる集束レンズとを有する。
【０００８】
上記の構成においては、光ファイバの終端面より出たレーザ光の一部（たとえばミラー漏れ光）が集束レンズに入射し、その集束レンズに入射した光のビーム全体が集束してレーザ光測定部の受光面に入光または入射する。レーザ光のビームサイズの変化や光強度分布の変化があっても、レーザ光測定部の受光面に入射する被測定光への影響はなく、レーザ光測定部においてレーザ光の光強度を一定の感度で検出することができる。
【０００９】
本発明の好適な一態様によれば、レーザ加工モニタリング装置に、レーザ光測定部より出力されたレーザ光の光強度を表す電気信号に基づいて、レーザ加工ヘッドより被加工物の加工点に照射される直前のレーザ光のレーザパワーに関するモニタリング情報を生成する信号処理部が備えられる。上記のように、レーザ光測定部においてレーザ光の光強度を一定の感度で検出することができるので、信号処理部で得られるモニタリング情報の精度や信頼性も大きく向上する。
【００１０】
本発明の第３のレーザ加工モニタリング装置は、レーザ発振部より発振出力されたレーザ光をレーザ伝送用の光ファイバに通してレーザ加工ヘッドまで伝送し、前記レーザ加工ヘッドより前記レーザ光を被加工物の加工点に照射するレーザ加工のモニタリング装置であって、前記被加工物の加工点から前記レーザ加工ヘッド内に反射されてきた光の光強度を測定するために前記レーザ加工ヘッド内に配置された受光面を有する反射光測定部と、前記レーザ加工ヘッド内で前記被加工物の加工点からの前記反射光の全部または一部を拡散して前記レーザ光測定部の受光面に入射させる光拡散板とを有する。
【００１１】
上記の構成においては、被加工物の加工点からの反射光の全部または一部を光拡散板が入射角に対してランダムな角度で分散させて後方へ通すことにより、光拡散板を抜けた光は平均化されたパワー密度分布を有する拡散光となり、この拡散光の全部または一部が反射光測定部の受光面に入光または入射する。レーザ光のビームサイズや光強度分布が変化しても、光拡散板における拡散ないし均一化（平均化）によってその変化をキャンセルし、反射光測定部において反射光の光強度を一定の感度で検出することができる。
【００１２】
本発明の第４のレーザ加工モニタリング装置は、レーザ発振部より発振出力されたレーザ光をレーザ伝送用の光ファイバに通してレーザ加工ヘッドまで伝送し、前記レーザ加工ヘッドより前記レーザ光を被加工物の加工点に照射するレーザ加工のモニタリング装置であって、前記被加工物の加工点から前記レーザ加工ヘッド内に反射されてきた光の光強度を測定するために前記レーザ加工ヘッド内に配置された受光面を有する反射光測定部と、前記レーザ加工ヘッド内で前記被加工物の加工点からの前記反射光の全部または一部を集光して前記レーザ光測定部の受光面に入射させる第２の集束レンズとを有する。
【００１３】
上記の構成においては、被加工物の加工点からの反射光の全部または一部が集束レンズに入射し、その集束レンズに入射した光のビーム全体が集束してレーザ光測定部の受光面に入光または入射する。レーザ光のビームサイズの変化や光強度分布の変化があっても、反射光測定部の受光面に入射する被測定光への影響はなく、反射光測定部において反射光の光強度を一定の感度で検出することができる。
【００１４】
本発明の好適な一態様によれば、レーザ加工モニタリング装置に、反射測定部より出力された反射光の光強度を表す第２の電気信号に基づいて、加工点におけるレーザ加工の良否に関するモニタリング情報を生成する信号処理部が備えられる。上記のように、反射光測定部において反射光の光強度を一定の感度で検出することができるので、信号処理部で得られるモニタリング情報の精度や信頼性も大きく向上する。
【００１５】
本発明の第５のレーザ加工モニタリング装置は、レーザ発振部より発振出力されたレーザ光をレーザ伝送用の光ファイバに通してレーザ加工ヘッドまで伝送し、前記レーザ加工ヘッドより前記レーザ光を被加工物の加工点に照射するレーザ加工のモニタリング装置であって、前記レーザ加工ヘッド内で前記光ファイバの終端面から出た前記レーザ光の光強度を測定するために前記レーザ加工ヘッド内に配置された第１の受光面を有するレーザ光測定部と、前記レーザ加工ヘッド内で前記光ファイバの終端面から出た前記レーザ光の一部を拡散して前記レーザ光測定部の受光面に入射させる第１の光拡散板と、前記被加工物の加工点から前記レーザ加工ヘッド内に反射されてきた光の光強度を測定するために前記レーザ加工ヘッド内に配置された第２の受光面を有する反射光測定部と、前記レーザ加工ヘッド内で前記被加工物の加工点からの前記反射光の全部または一部を拡散して前記レーザ光測定部の受光面に入射させる第２の光拡散板とを有する。
【００１６】
上記の構成においては、上記第１および第３のレーザ加工モニタリング装置のそれぞれの構成を併有することにより、レーザ光のビームサイズの変化や光強度分布の変化があっても、レーザ光測定部および反射光測定部の受光面にそれぞれ入射する被測定光への影響はなく、レーザ光測定部および反射光測定部においてレーザ光の光強度および反射光の光強度をそれぞれ一定の感度で検出することができる。
【００１７】
本発明の第６のレーザ加工モニタリング装置は、レーザ発振部より発振出力されたレーザ光をレーザ伝送用の光ファイバに通してレーザ加工ヘッドまで伝送し、前記レーザ加工ヘッドより前記レーザ光を被加工物の加工点に照射するレーザ加工のモニタリング装置であって、前記レーザ加工ヘッド内で前記光ファイバの終端面から出た前記レーザ光の光強度を測定するために前記レーザ加工ヘッド内に配置された第１の受光面を有するレーザ光測定部と、前記レーザ加工ヘッド内で前記光ファイバの終端面から出た前記レーザ光の一部を集光して前記レーザ光測定部の受光面に入射させる第１の集束レンズと、前記被加工物の加工点から前記レーザ加工ヘッド内に反射されてきた光の光強度を測定するために前記レーザ加工ヘッド内に配置されたに第２の受光面を有する反射光測定部と、前記レーザ加工ヘッド内で前記被加工物の加工点からの前記反射光の全部または一部を集光して前記レーザ光測定部の受光面に入射させる第２の集束レンズと  を有する。
【００１８】
上記の構成においては、上記第２および第４のレーザ加工モニタリング装置のそれぞれの構成を併有することにより、レーザ光のビームサイズの変化や光強度分布の変化があっても、レーザ光測定部および反射光測定部の受光面にそれぞれ入射する被測定光への影響はなく、レーザ光測定部および反射光測定部においてレーザ光および反射光の光強度をそれぞれ一定の感度で検出することができる。
【００１９】
本発明の好適な一態様によれば、レーザ光測定部より出力されたレーザ光の光強度を表す第１の電気信号と、反射測定部より出力された反射光の光強度を表す第２の電気信号に基づいて、レーザ光が通る光学部品の状態および／またはレーザ光の加工点におけるレーザパワーの状態に関するモニタリング情報を生成する信号処理部が備えられる。上記のように、レーザ光測定部および反射光測定部においてレーザ光の光強度および反射光の光強度をそれぞれ一定の感度で検出することができるので、信号処理部で得られるモニタリング情報の精度や信頼性も大きく向上する。
【００２０】
なお、本発明において、上記第１および第４のレーザ加工モニタリング装置のそれぞれの構成を併有する態様、あるいは上記第２および第３のレーザ加工モニタリング装置のそれぞれの構成を併有する態様も可能である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のレーザ加工モニタリング装置によれば、上記のような構成および作用により、光ファイバ伝送方式においてレーザ加工ヘッド側の実際のレーザ出力状態や加工状態あるいは光学系の状態等を信頼性の高いインライン方式でモニタリングしてレーザ加工の生産管理、品質管理、生産効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、添付図を参照して本発明の好適な実施の形態を説明する。
【００２３】
図１に、本発明の一実施形態におけるレーザ加工モニタリング装置の適用可能なレーザ加工装置の全体構成を示す。このレーザ加工装置は、基本構成として、レーザ加工用のレーザ光（たとえばパルスレーザ光）ＬＢを発振出力するレーザ発振器１０ａを内蔵するレーザ加工機本体１０と、所望の加工場所に配置されるレーザ加工ヘッド１２と、レーザ加工機本体１０とレーザ加工ヘッド１２とを光学的に結ぶ光ファイバ１４と、モニタリング用の所要の信号処理や表示出力等を行うモニタ装置本体１６と、システム全体のシーケンスを制御するコントローラ１８とを有する。
【００２４】
このレーザ加工装置において、レーザ加工機本体１０内のレーザ発振器１０ａで生成または発振出力されたレーザ光ＬＢは、光ファイバ１４を通って遠隔のレーザ加工ヘッド１２まで伝送され、レーザ加工ヘッド１２よりワーク（被加工物）Ｗの加工点ＷＰに向けて集光照射される。たとえば溶接加工の場合、ワークＷの加工点ＷＰでは、互いに重ね合わされた（または突き合わされた）２つの部材がレーザ光ＬＢのレーザエネルギーにより溶融接合する。モニタ装置本体１６は、後述するレーザ加工ヘッド１２に取り付けられるモニタリング用の２つの光検出器つまりレーザ光検出器２６および反射光検出器２８と協働して本実施形態のレーザ加工モニタリング装置を構成するものであり、両光検出器２６，２８よりそれぞれ発生される電気信号（光強度検出信号）ＳL，ＳRに基づいてレーザ伝送路上の光学部品の状態、加工点ＷＰにおけるレーザ光ＬＢのレーザ出力状態、加工品質等に関する計測値や良否判定を表示出力する。
【００２５】
レーザ発振器１０ａは、たとえばＹＡＧレーザ、ファイバレーザ、ディスクレーザ等のような固体レーザのレーザ発振器あるいは炭酸ガスレーザ等のガスレーザのレーザ発振器を有している。レーザ加工機本体１０には、レーザ発振器１０ａより出射されたレーザ光ＬＢを光ファイバ１４の一端面に集光入射させる入射ユニット（図示せず）や、光ファイバ１４に入射する直前のレーザ光ＬＢのレーザ出力を測定するレーザ出力測定部（図示せず）等も設けられている。光ファイバ１４は、たとえば任意のマルチモード光ファイバでよい。
【００２６】
レーザ加工ヘッド１２は、たとえばアルミニウムからなる中空のハウジングまたはヘッド本体２０を有し、このヘッド本体２０内の所定位置に後述する光学レンズやミラー等を配置している。このヘッド本体２０において、ワークＷの加工点ＷＰと向き合う本体下面にはレーザ出射口２２が設けられ、このレーザ出射口２２とは反対側の本体上面には光ファイバ１４の終端部を着脱可能に取り付けるための光ファイバ出射部２４および上記モニタリング用のレーザ光検出器２６および反射光検出器２８が取り付けられている。
【００２７】
図２に、この実施形態におけるレーザ加工ヘッド１２の具体的な構成を示す。ヘッド本体２０の下面中心部から下方に延びる筒部２９が形成され、この筒部２９の下端部に位置するレーザ出射口２２に保護ガラス３０が取り付けられ、この保護ガラス３０の内奥近傍に集束レンズ３２が配置されている。
【００２８】
集束レンズ３２の直上にはヘッド本体２０内部のほぼ中心位置にてベントミラー３４がその反射面３４ａをたとえば４５°の角度で斜め下方に向けて配置され、さらにその直上には反射光検出器２８がその受光面２８ａを垂直下方に向けて配置されている。ここで、反射光検出器２８は、ヘッド本体２０の上面に設けられたセンサ取付口に取り付けられている。ベントミラー３４と反射光検出器２８との間にはたとえばセラミックからなる光拡散板３５が配置されている。光拡散板３５と反射光検出器２８との間の光通路３７は円筒（横断面が円形のトンネル）に形成されている。
【００２９】
ヘッド本体２０の上面には、ヘッド中心軸線上の反射光検出器２８より横にずれた位置、つまりベントミラー３４、集束レンズ３２を通る光軸から横（図２の右側）にオフセットした位置にて、筒状の光ファイバ出射部２４が垂直上方に延びている。この光ファイバ出射部２４の上端には、光ファイバ１４の終端部を着脱可能に受けるコネクタまたはレセプタクル３６が設けられている。
【００３０】
光ファイバ出射部２４の内部には、光ファイバ１４の終端面１４ａから放射状に出たレーザ光ＬＢを平行光にするためのコリメートレンズ３８が配置されるとともに、このコリメートレンズ３８の真下にベントミラー４０がその反射面４０ａをたとえば４５°の角度で斜め上方に向けて配置されている。ここで、ベントミラー４０の反射面４０ａはベントミラー３４の反射面３４ａと光学的に対向しており、光ファイバ１４の終端面１４ａからのレーザ光ＬＢはベントミラー４０で光路を垂直方向から水平方向に直角に曲げてからベントミラー３２に入射し、ベントミラー３２で光路を水平方向から垂直下方に直角に曲げて集束レンズ３２に入射するようになっている。集束レンズ３２は、ワークＷの加工点ＷＰにレーザ光ＬＢを集光させる。
【００３１】
ヘッド本体２０の上面には、反射光検出器２８と並んで光ファイバ出射部２４とは反対側にオフセットした位置に、レーザ光検出器２６がその受光面２６ａを垂直下方に向けて配置されている。ここで、レーザ光検出器２６は、ヘッド本体２０の上面に設けられたセンサ取付口に取り付けられている。このレーザ光検出器２６の真下には、ベントミラー４２がその反射面４２ａをたとえば４５°の角度で斜め上方に向けて配置されている。ここで、ベントミラー４２の反射面４２ａはベントミラー４０の反射面４０ａとベントミラー３４を介して光学的に対向しており、光ファイバ１４の終端面１４ａからのレーザ光ＬＢがベントミラー３４で反射する際にベントミラー３４の後方（左方）へ漏れた光ＭLBがベントミラー４２に入射し、ベントミラー４２で光路を水平方向から垂直上方に直角に曲げてレーザ光検出器２６の受光面２６ａに入射するようになっている。ベントミラー３４とベントミラー４２との間には、たとえばセラミックからなる光拡散板４４が配置されている。光拡散板４４とレーザ光検出器２６との間の光路４５は円筒（横断面が円形のトンネル）に形成されている。
【００３２】
レーザ光検出器２６は、光電変換素子たとえばフォトダイオードを有しており、ベントミラー３４から水平方向の後方に漏れるレーザ光ＬＢの漏れ光ＭLBを受光してその光強度を表す電気信号ＳLを発生する。ここで、漏れ光ＭLBの光強度は、光ファイバ１４の終端面より出射された直後のレーザ光ＬＢの光強度またはレーザ出力ＰLと一定の比例関係にある。レーザ光検出器２６の出力信号（レーザ光強度検出信号）ＳLは信号線４６を介してモニタ装置本体１６へ送られる。
【００３３】
反射光検出器２８は、光電変換素子たとえばフォトダイオードを有しており、光学レンズ３２から垂直上方にベントミラー３４を抜けてくる反射光ＲLBを受光してその光強度を表す電気信号ＳRを発生する。ここで、反射光ＲLBの光強度は、ワークＷの加工点ＷＰにおける表面反射率、溶け込み具合等にも依存するが、少なくとも加工点ＷＰにおけるレーザ出力とは一定の比例関係にある。反射光検出器２８の出力信号（反射光強度検出信号）ＳRは信号線４８を介してモニタ装置本体１６へ送られる。
【００３４】
図１において、モニタ装置本体１６は、正面のパネルにキーまたはボタン類を含むパネル入力部１６ａや液晶画面等のパネル表示部１６ｂを備えるとともに、本実施形態のモニタリングに必要な各種演算処理を行う電子回路を内蔵している。このモニタ装置本体１６内蔵の電子回路は、たとえばマイクロコンピュータを含み、機能的には図３に示すように制御部５０、レーザ光計測演算部５２、反射光計測演算部５４、比較部５６，５８、モニタ区間設定部６０、演算区間設定部６２等を有している。制御部５０は、パネル入力部１６ａおよびパネル表示部１６ｂを通じてユーザとマン・マシン・インタフェースを行うほか、レーザ溶接機本体１０でレーザ光ＬＢが発振出力される度に本体１０より同期用のタイミング信号を受け取り、コントローラ１８からはレーザ加工条件または条件番号を受け取って、ユニット内の各部に所要の制御信号またはデータを与える。
【００３５】
図３において、レーザ光計測演算部５２は、レーザ照射ユニット１２に搭載のレーザ光検出器２６より送られてくる光強度検出信号ＳLを基に、レーザ加工ヘッド１２内で光ファイバ１４の終端面より出射された直後のレーザ光ＬＢの光強度測定値ＰLを求める。一般に、レーザ溶接用のレーザ光ＬＢは、図４の（ａ）に示すように略矩形のレーザ出力波形を有するパルスレーザ光として発振出力される。このようなパルスレーザ光ＬＢを光ファイバ１４に通すと、図４の（ｂ）に示すように振幅または光強度（レーザ出力）がファイバ伝送中に減衰するものの、光ファイバ１４から出た直後も略矩形のレーザ出力波形は大体維持されている。レーザ光計測演算部５２は、レーザ光検出器２６からの光強度検出信号ＳLのピーク値または平均値を求め、それに所定の係数を乗じてレーザ光ＬＢのファイバ出射直後の光強度測定値ＰLを求める。レーザ光計測演算部５０で得られたレーザ光強度測定値ＰLは、制御部５０に与えられるとともに、両比較部５６，５８にも与えられる。制御部５０は、レーザ光計測演算部５０からのレーザ光強度測定値ＰLをそのままパネル表示部１６ｂに表示出力してもよい。
【００３６】
比較部５６には、制御部５０より比較基準値ＡＰLと判定基準値Ｊとが与えられる。ここで、比較基準値ＡＰLは、コントローラ１８より与えられるレーザ光ＬＢのレーザ出力設定値、あるいはレーザ加工機本体１０のレーザ出力測定部より与えられるレーザ光ＬＢのレーザ出力測定値に対応している。比較判定部５６は、比較基準値ＡＰLに対するレーザ光強度測定値ＰLの割合または比率（ＰL／ＡＰL）を求め、その比率（ＰL／ＡＰL）と判定基準値Ｊとを比較する。制御部５０は、比較部５６からの比較結果を受け、比率（ＰL／ＡＰL）＞Ｊのときはレーザ加工ヘッド１２内で光ファイバ１４の終端面より出射された直後のレーザ光ＬＢのレーザ出力が基準値を超えている、つまり正常と判定し、比率（ＰL／ＡＰL）≦Ｊのときは該レーザ光ＬＢのレーザ出力は基準値よりも低下している、つまり異常であると判定する。
【００３７】
このようにレーザ光検出器２６にてレーザ出力の異常低下が検出されるときは、レーザ発振元のレーザ発振器１０ａからレーザ加工ヘッド１２内のベントミラー３２に至るレーザ伝送路上の光学部品の何れかに許容度を超える汚れ・損傷・劣化等がある場合である。レーザ発振器１０ａ回りに異常があれば、レーザ加工機本体１０内のレーザ出力測定部によるモニタリングで検出される。本体１０側の異常でなければ、通常は、ベントミラー４０，３２に汚れ・損傷・劣化等は殆ど発生しないので、光ファイバ１４の何処かに原因（主に損傷・劣化）があると断定ないし推定することができる。制御部５０は、パネル表示部１６ａを通じて判定結果を表示出力し、異常の判定結果を出すときは適当な警報またはメッセージを発してもよい。さらにコントローラ１８にも判定結果を送ることができる。
【００３８】
反射光計測演算部５４は、レーザ加工ヘッド１２に搭載の反射光検出器４２より送られてくる光強度検出信号ＳRを基に、レーザ溶接中にワークＷの加工点ＷＰから加工ヘッド１２側へ放射された反射光ＲLBの光強度測定値ＰRを求める。一般に、この種の反射光ＲLBは、図４の（ｃ）に示すように矩形から相当崩れたレーザ出力波形として検知される。この実施形態では、モニタ区間設定部６０および演算区間設定部６２が設けられており、ユーザがパネル入力部１６ａを通じて所望のモニタ区間ＴMよび演算区間ＴCを任意に設定入力できるようになっている。  
【００３９】
モニタ区間ＴMは、たとえば、図５および図６に示すように１個（単ショット）のパルスレーザ光のみを含む期間に設定することも可能であれば、図７および図８に示すように複数個（複数ショット）のパルスレーザ光を含む期間に設定することも可能である。後者（複数ショット）の場合は、パルス列全体（一括）で良否判定の評価を行うことも可能である。演算区間ＴCは、パルスレーザ光の立ち上がりエッジ（ｔa）より所望時間後の第１の時点（ｔb）から立ち下がりエッジ（ｔd）よりも所望時間前の第２の時点（ｔc）までの区間（ｔa〜ｔb）として設定することができる。実際、ワークＷからの反射光ＲLBは、パルスレーザ光の立ち上がり時にはワーク表面状態の影響を受けて不安定なオーバーシュート波形を示し、それが落ち着いた後に本来のレーザ出力に応じた反射光強度を示す。反射光計測演算部５４は、制御部５０（あるいはユーザ）からの指示にしたがい、反射光ＲLBの光強度測定値ＰRを求めるために、演算区間ＴCでたとえば積分値ＥRあるいは平均値ＰAVを演算する。積分値ＥRは、当該パルスレーザ光のレーザエネルギー（ジュール）に相当する。平均値ＰAVは、光強度検出信号ＳRを適当な周期でサンプリングして相加平均としてよい。図示省略するが、演算区間ＴC内の最大値またはピーク値をもって光強度測定値ＰRとすることもできる。１パルス毎のモニタリングと複数ショット分のモニタリングとは、基本的にはユーザの設定するモニタ区間ＴMの長さが違うだけであり、アルゴリズムやハードウェアまたはソフトウェアで特別な切り替えを要しない。
【００４０】
反射光計測演算部５４で得られた光強度測定値ＰRは、制御部５０に与えられるとともに比較部５８にも与えられる。制御部５０は、反射光計測演算部５４からの光強度測定値ＰRをそのまま表示パネル１６ｂに表示出力してもよい。比較部５８には、上記のようにレーザ光計測演算部５２から光強度測定値ＰLBを与えられ、制御部５０からは加工部正常／異常判定用の判定基準値Ｄおよび溶接良否判定用の判定基準値Ｆや所要の係数Ｋを与えられる。ここで、係数Ｋは、レーザ加工条件（特にワークＷの材質等）に応じて設定される。溶接良否判定用の判定基準値Ｄは、コントローラ１８より与えられるレーザ光ＬＢのレーザ出力設定値、あるいは溶接機本体１０のレーザ出力測定部より与えられるレーザ光ＬＢのレーザ出力測定値に対応したものでよく、上限値ＦHおよび下限値ＦLとして設定されてよい。
【００４１】
加工部正常／異常判定のために、比較部５８は、光ファイバ出射直後のレーザ光強度測定値ＰLBに対する反射光強度測定値ＰRの割合または比率（ＰR／ＰLB）を求め、その比率（ＰR／ＰLB）を判定基準値Ｄと比較する。制御部５０は、比較部５８からの比較結果を受け、比率（ＰR／ＰLB）＞Ｄのときはレーザ光ＬＢの加工点ＷＰにおけるレーザ出力が基準値または閾値を超えている、つまり加工部は正常（異常なし）であると判定し、比率（ＰR／ＰLB）≦Ｄのときはレーザ光ＬＢの加工点ＷＰにおけるレーザ出力が基準値または閾値よりも低下している、つまり加工部に異常ありと判定する。
【００４２】
このように加工部に異常ありと判定されるときは、ワークＷの状態（特に表面状態）に異常があるか、あるいはレーザ加工ヘッド１２内の光路上の光学部品つまりベントミラー４０，３４、集束レンズ３２および保護レンズ３０のいずれかに許容度を超える汚れ・損傷・劣化等がある場合である。いずれにしても、レーザ加工をいったん停止して加工部の検査を行うべき場面である。
【００４３】
ワークＷ側の異常が想定できないときは、光学部品側に原因があると断定ないし推定できる。通常、加工ヘッド１２に内蔵されているベントミラー４０，３４や集束レンズ３２に原因（汚れ・損傷・劣化等）があることはめったになく、ワークＷと向き合う保護レンズ３０が汚れているケースが原因の殆どである。一般に、保護レンズ３０の汚れは経時的に増大する。したがって、比率（ＰR／ＰLB）が経時的に低下する様子をモニタリングすることも可能である。制御部５０は、パネル表示部１６ａを通じて検査や点検を促す判定結果を表示出力し、異常の判定結果を出すときは適当な警報またはメッセージを発してもよい。さらに、コントローラ１８に判定結果を送ってもよい。
【００４４】
溶接良否判定のために、比較部５８は、反射光強度測定値ＰRを判定基準値Ｆ（上限値ＦHおよび下限値ＦL）と比較する。制御部５０は、比較部５８からの比較結果を受け、ＦL＜ＰR＜ＦHのときはレーザ光ＬＢの加工点ＷＰにおけるレーザ出力が正常範囲内にあり溶接良好と判定し、ＰR≦ＦLまたはＰR≧ＦHときはレーザ光ＬＢの加工点ＷＰにおけるレーザ出力が正常範囲外にあり、溶接不良と判定する。制御部５０は、溶接良否についての判定結果をパネル表示部１６ａを通じて表示出力したり、コントローラ１８に送る。さらに、レーザ出力フィードバック制御のために判定結果あるいは反射光強度測定値ＰRをレーザ溶接機本体１０に送ることもできる。
【００４５】
上記したモニタ装置本体１６では、加工部正常／異常判定のために、比較部５８において光ファイバ出射直後のレーザ光強度測定値ＰLBと反射光強度測定値ＰRとの比率（ＰR／ＰLB）を求めて判定基準値Ｄと比較した。しかし、別の手法として、レーザ光強度測定値ＰLBおよび反射光強度測定値ＰRのいずれもレーザ光ＬＢの加工点ＷＰにおけるレーザパワー状態と一定の関係にある点を利用して、レーザ光強度測定値ＰLBおよび反射光強度測定値ＰRの両面から加工点のレーザパワー状態を総合的または複合的に評価することも可能である。
【００４６】
上記のように、この実施形態のレーザ加工モニタリング装置においては、レーザ加工ヘッド１２に２つの光検出器２６，２８を取り付け、この加工ヘッド１２内で光ファイバ１４の終端面１４ａより出射された直後のレーザ光ＬＢの光強度をレーザ光測定部の光検出器２６を用いて測定するとともに、ワークＷからレーザ加工ヘッド１２に反射されてきた光ＲLBの光強度を反射光測定部の光検出器２８を用いて測定し、レーザ光ＬＢの光強度測定値ＰLBと反射光ＲLBの光強度測定値ＰRとに基づいてレーザ光ＬＢの通る光学部品の状態、ワークＷの状態、レーザ出力状態等について光学的計測や良否判定をインラインで行えるようにしており、生産管理または品質管理の面でユーザに信頼性の高い有益なモニタリング情報を提供することができる。また、異常・故障の発見・通報が適時に出されるため、保護ガラス交換等のメンテナンスのために生産ラインをストップさせる時間を必要最小限に食い止めることができる。
【００４７】
さらに、このレーザ加工モニタリング装置においては、レーザ加工ヘッド１２内で光検出器２６，２８の受光面２６ａ，２８ａの手前または前方に光拡散板４４，３５をそれぞれ配置する構成により、レーザ光ＬＢの通る光学部品、特に光ファイバ１４あるいはレーザ発振器１０ａ内の固体レーザ媒体の熱歪みまたは熱レンズ効果等によりレーザ光ＬＢのビーム径や光強度分布に変化が生じても計測への影響を最小限に抑えるようにしている。
【００４８】
図９につき、この点の本発明の作用を詳細に説明する。説明の便宜上、レーザ光ＬＢのビームモードをシングルモードとする。つまり、レーザ光ＬＢのビーム形状は円形で、光強度（パワー）分布ＡＰLBはガウス分布を示すものとする。
【００４９】
この場合、図９の（Ａ）に示すように、理想形態としてレーザ光ＬＢのビーム中心が光検出器２６の受光面２６ａの中心に一致するような光軸合わせが設計・製作ないし組立・取付の段階で行われる。通常、レーザ光ＬＢのビームサイズよりも光検出器２６の受光面２６ａの方が小さい関係にある。
【００５０】
しかしながら、装置の稼動中は、経時変化や温度変化等によって上記のようにレーザ光学系の熱レンズ効果を通じてレーザ光ＬＢの横モードやビーム径が変化することがあり、たとえば図９の（Ｂ）に示すように、レーザ光ＬＢのビーム中心軸が光検出器２６の受光面中心軸から相対的に横へずれてしまうと、光検出器２６の出力信号（レーザ光強度検出信号）ＳＬに変動誤差が生じ、ひいてはモニタ装置本体１６内の信号処理回路で得られるレーザ光強度測定値ＰLにも測定誤差が生じる。
【００５１】
この点、この実施形態においては、光拡散板４４が、光ファイバ１４の終端面１４ａより出たレーザ光ＬＢの一部であるベントミラー３４からのビーム状の漏れ光ＭLBを入射角に対してランダムな角度で分散させて後方に通すように作用する。これにより、光拡散板４４を抜けた光ＭLB'は一定の直径ｄを有する光通路４５内で径方向一様なパワー密度分布を有する拡散光ＭLB'となり、この拡散光ＭLB'の一部が光検出器２６の受光面２６ａに入光または入射する。このように、レーザ光ＬＢのビームサイズの変化や光強度分布の変化を光拡散板４４における拡散ないし均一化（平均化）によってキャンセルし、光検出器２６においてレーザ光ＬＢの光強度を常に一定の感度で検出することができる。このことによって、モニタ装置本体１６内の信号処理回路で得られるレーザ光強度測定値ＰLにも測定誤差がなくなる。
【００５２】
反射光計測系においても、ワークＷからの反射光ＲLBに対して光拡散板３５が上記光拡散板４４と同様の作用（拡散・均一化）を奏することにより、光検出器２８において反射光ＲLBの光強度を常に一定の感度で検出することができる。
【００５３】
加えて、この実施形態のレーザ加工ヘッド１２においては、光ファイバ１４、レーザ光検出器２６および反射光検出器２８の全部をレーザ加工ヘッド１２の上面に接続または取付しているので、光ファイバ１４および信号線４６，４８の全部をヘッド上方に集約して架空配線ないし敷設することができる。このことにより、図示しないヘッド支持部またはロボットアーム等への加工ヘッド１２の取付または搭載が簡単になり、加工場所付近のスペース効率や使い勝手が改善され、加工ヘッド１２自体のメンテナンス性も改善される。また、何らかの原因でレーザ光検出器２６または反射光検出器２８の取付口が開いて加工ヘッド１２の中から外部へレーザ光が出たとしても、加工ヘッド１２の側方ではなく上方へ漏れるため、付近の作業者に照射するおそれはなく、安全面でも優れている。
【００５４】
上記した実施形態では、レーザ加工ヘッド１２に取り付けるレーザ光測定部２６および反射光測定部２８を光電変換素子で構成し、それらの光電変換素子より出力される電気信号ＳL，ＳRを信号線４６，４８を介してモニタ装置本体１６へ送るようにした。しかし、たとえば図１０に示すように、レーザ加工ヘッド１２において、レーザ光測定部２６および／または反射光測定部２８を光ファイバ７０，７２で構成することも可能である。
【００５５】
より詳細には、レーザ光検出器２６（図２）の取付位置にコネクタまたはレセプタクル６４を介して光ファイバ７０の一端部を取り付け、ベントミラー４２より垂直上方に反射したレーザ光ＬＢの漏れ光ＭLBが光ファイバ７０の一端面（受光面）７０ａに入射するようにする。また、反射光検出器２８（図２）の取付位置にコネクタまたはレセプタクル６６を介して光ファイバ７２の一端部を取り付け、ベントミラー３４より垂直上方に透過した反射光ＲLBが光ファイバ７２の一端面（受光面）７２ａに入射するようにする。両光ファイバ７０，７２の他端部（終端部）はモニタ装置本体（図示せず）に接続され、モニタ装置本体側で両光ファイバ７０，７２の他端面より出射されたレーザ漏れ光ＭLB，反射光ＲLBがそれぞれ光電変換素子（図示せず）によって電気信号ＳL，ＳRに変換されるようになっている。
【００５６】
この構成例においても、上記した第１の実施形態と同様の作用効果が得られる。特に、レーザ光計測系においては、光拡散板４４によりレーザ光ＬＢの漏れ光ＭLBを拡散・均一化して光ファイバ７０の受光面７０ａに入射させるようにしたので、光ファイバ７０の出射端側に配置される光電変換素子より高精度および高信頼性のレーザ光強度検出信号ＳLを得ることができる。また、反射光計測系においても、光拡散板３５により反射光ＲLBを拡散・均一化して光ファイバ７２の受光面７２ａに入射させるようにしたので、光ファイバ７２の出射端側に配置される光電変換素子より高精度および高信頼性の反射光強度検出信号ＳRを得ることができる。
【００５７】
図１１に、別の実施形態によるレーザ加工モニタリング装置の要部の構成を示す。図中、上記実施形態（図２，図１０）のものと実質的に同一の構成または機能を有する部分には同一の符号を附してある。
【００５８】
この実施形態では、レーザ加工ヘッド１２の上面において、両光ファイバ７０，７２の取付口に垂直上方に延在する円筒体７４，７６を設け、円筒体７４，７６の上面にレセプタクル６４，６６を介して光ファイバ７０，７２の一端部をそれぞれ取り付けるとともに、円筒体７４，７６内の所定位置つまり光ファイバ７０，７２の受光面７０ａ，７２ａから各焦点距離だけ隔てた位置に集束レンズ７８，８０をそれぞれ設けている。
【００５９】
この構成によれば、レーザ光計測系においては、光ファイバ１４の終端面１４ａからのレーザ光ＬＢがベントミラー３４で反射する際にベントミラー３４の後方（左方）へ漏れた光ＭLBがベントミラー４２で光路を水平方向から垂直上方に直角に曲げ、集束レンズ７８を通って光ファイバ７０の受光面７０ａに入射する。ここで、集束レンズ７８は、ベントミラー３４からの漏れ光ＭLBを光ファイバ７０の受光面７０ａに集光入射させる。つまり、図９の（Ｄ）に示すように、レーザ光ＬＢに対応する漏れ光ＭLBのビーム全体を光ファイバ７０の受光面７０ａに入光させるので、レーザ光ＬＢのビームサイズの変化や光強度分布の変化をキャンセルすることが可能であり、これによって、光ファイバ７０の出射端側に配置される光電変換素子より高精度および高信頼性のレーザ光強度検出信号ＳLを得ることができる。
【００６０】
同様に、反射光計測系においても、ワークＷの加工点ＷＰからレーザ加工ヘッド１２の保護ガラス３０、光学レンズ３２、ベントミラー３４を透過してきた反射光ＲLBが集束レンズ８０により集光され、そのビーム全体が光ファイバ７２の受光面７２ａに入射する。これにより、レーザ光ＬＢのビームサイズの変化や光強度分布の変化が反射光ＲLBに影響しても、その影響分をモニタリングの受光段階でキャンセルし、光ファイバ７２の出射端側に配置される光電変換素子より高精度および高信頼性の反射光強度検出信号ＳRを得ることができる。
【００６１】
上記実施形態のレーザ加工ヘッド１２（図１１）において、モニタリング用の光ファイバ７０，７２を図１２に示すように光電変換素子を有するレーザ光検出器２６，２８に置き換えることも可能であり、この構成においてもモニタリングの精度や信頼性に関して上記と同様の作用効果を得ることができる。
【００６２】
上記した実施形態ではレーザ伝送用の光ファイバ１４やレーザ光測定部（２６，７０）、反射光測定部（２８，７２）の全部をレーザ加工ヘッド１２の上面に取り付けたが、一変形例としてその一部または全部をレーザ加工ヘッド１２の側面に取り付ける構成も可能である。また、図示省略するが、レーザ加工ヘッドにおいて光ファイバの終端面をレーザ出射口または保護レンズと対向する位置に取り付け、光ファイバの終端面より出たレーザ光をベントミラーを介さずにまっすぐ直進させて保護レンズの外に出射させることも可能である。その場合は、途中に反射率の非常に低いミラーを配置し、該ミラーで反射した光をレーザ光測定部の受光面に導くようにすればよい。本発明は、上記実施形態におけるようなレーザ溶接に限定されるものではなく、光ファイバを利用する任意のレーザ加工に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明によるレーザ加工モニタリング装置の適用可能なレーザ加工装置の全体構成を示す図である。
【図２】実施形態におけるレーザ加工ヘッドの構成を示す縦断面図である。
【図３】実施形態のモニタ装置本体内の信号処理部の機能的な構成を示すブロック図である。
【図４】実施形態のレーザ加工用モニタリング装置の各部におけるパルスレーザ光の波形を示す波形図である。
【図５】実施形態において単一のパルスレーザ光に対するモニタ区間および演算区間および光強度測定演算の方法（一例）を示す図である。
【図６】実施形態において単一のパルスレーザ光に対するモニタ区間および演算区間および光強度測定演算の方法（一例）を示す図である。
【図７】実施形態において一連（複数ショット）のパルスレーザ光に対するモニタ区間および演算区間および光強度測定演算の方法（一例）を示す図である。
【図８】実施形態において一連（複数ショット）のパルスレーザ光に対するモニタ区間および演算区間および光強度測定演算の方法（一例）を示す図である。
【図９】実施形態における本発明の作用を説明するための図である。
【図１０】別の実施形態におけるレー加工ヘッドの構成を示す上面図である。
【図１１】別の実施形態におけるレーザ加工ヘッドの構成を示す縦断面図である。
【図１２】別の実施形態におけるレーザ加工ヘッドの構成を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００６４】
１０    レーザ加工機本体
１０ａ    レーザ発振器
１２    レーザ加工ヘッド
１４    レーザ伝送用光ファイバ
１６    モニタ装置本体
１８    コントローラ
２０    ヘッド本体
２２    レーザ出射口
２４    光ファイバ取付部
２６    レーザ光検出器
２８    反射光検出器
３０    保護ガラス
３２    集束レンズ
３４，４０，４２    ベントミラー
３５，４４    光拡散板
３７，４５    光路
３８    コリメータレンズ
４６，４８    信号線
７０，７２    モニタリング用光ファイバ
７４，７６    筒体
７８，８０    集束レンズ
【図１】
2007044739.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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