CN1286654A - 激光加工装置 - Google Patents

Abstract

本发明揭示一种激光加工装置,包括变化由激光振荡器输出的激光的方向的偏转装置,以及使由前述偏转装置射入的激光折射而在加工对象工件上成像的聚焦透镜。在这种激光加工装置中,组入根据聚焦透镜温度、使由多片的透镜组成的聚焦透镜的透镜间的相对位置变化的透镜位置调整装置,根据聚焦透镜温度、使多片的透镜间的相对位置变化、以便根据透镜位置调整装置、消除透镜的折射率的温度变化。

Description

激光加工装置

技术领域

本发明涉及激光加工装置，特别涉及对于印刷电路基板，半导体基片(chip)等树脂材料或瓷质(ceramic)材料等，施行钻孔，截断，加标志(marking)等的激光加工装置。

背景技术

作为施行钻孔加工，截断加工，加标志等激光加工装置，已知以往的图46所示的结构。

这种激光加工装置，作为光学系统包括：激光L的发生源的激光振荡器1，以及调整激光的发散角的准直仪透镜(collimate lens)2，以及对应于旋转角度将激光L的方向向任意的方向偏转的Y轴检流镜(galvanomirror)3，X轴检流镜4，以及依据加工程序调整Y轴检流镜3，X轴检流镜4的旋转角度的Y轴检流扫描器(galvano scanner)5，X轴检流扫描器6，以及射入由Y轴检流镜3，X轴检流镜4偏转的激光L而施行激光的聚焦的聚焦透镜7等。

由激光振荡器1产生的激光L的波长为由于加工的工件(work)W的材质，所需要的激光的波长不相同，但多半使用二氧化碳激光作为激光振荡器1。

聚焦透镜7为依据射入角度决定聚焦位置的光学透镜，对应于Y轴检流镜3，X轴检流镜4的偏转控制所决定的射入角度而使聚焦位置变化。

激光加工装置，搭载成为加工对象的工件W施行位置决定移动的XY工作台(table)装置8，经由XY工作台装置8的轴移动改变工件W与聚焦透镜7的相对位置。由聚焦透镜7聚焦的激光L向XY工作台装置8上的工件W照射。

在XY工作台装置8的附近，作为观察光学系统，设置检测由激光L照射加工的工件W的加工位置的视觉感测器(vision sensor)9。

激光加工装置连接有用以将激光振荡器1，Y轴检流扫描器5，X轴检流扫描器6，等驱动控制的XY工作台装置8的数值控制装置等的控制装置10。控制装置10为，多半为用户界面(user interface)具有个人电脑的PC-NC，将记载加工的位置或其条件等内容的加工程序预先记忆于个人电脑。

在激光加工装置中，作为所要求的加工，有直径为50μm～200μm程度的细小的孔加工，而这种微细加工中，必须将激光束(laser beam)对于作为加工对象的工件W的表面上的50μm～200μm程度的非常小的点(sopt)聚焦。因此，使用激光向工件W上聚焦的聚焦透镜7。

激光振荡器1所输出的激光向工件W引导的光路为，具有某一程度的距离，因此在传播途中激光发散，在Y轴检流镜3，X轴检流镜4上光束的直径散开。设如欲使其成为必需的光束直径，必须调整激光的发散角。因此，光路的途中放置准直仪透镜3由此设定光束的直径。

工件W上的必要的部分欲照射激光L时，驱动Y轴检流扫描器5，X轴检流扫描器6，由此改变Y轴检流镜3，X轴检流镜4的旋转角度而使激光向需要的方向位置偏转。偏转的激光向聚焦透镜7射入的角度θ，使工件W上的座标值明确地决定。

控制装置10为，经由作业者的起动指令或外部的主机(host)送来的起动信号，依据所选择的加工程序实施加工。这种加工程序为，预先将必要的加工位置的资料(data)变换为XY工作台装置8的座标与检流扫描器3，4的座标(旋转角度)。

控制装置10在施行加工程序时，大的移动由可以取得多的移动冲程的XY工作台装置8的移动实施，小的移动由移动速度快速的Y轴检流镜3，X轴检流镜4的扫描移动实施的方式依据加工程序输出驱动信号。

通常，Y轴检流扫描器5，X轴检流扫描器6使用DC伺服马达，多半使用具备位置检测器的伺服控制的方法。此外，XY工作台装置8也多半使用球螺栓(ball screw)伺服马达施行驱动控制。

Y轴检流扫描器5，X轴检流扫描器6，可以有500孔/秒程度的高速位置决定，XY工作台装置8能由30m/秒的移动速度驱动。此外，Y轴检流扫描器5，X轴检流扫描器6与XY工作台装置8的位置决定精确度，综合可以送出±20μm程度的性能为目前的状况。

通常，这种聚焦透镜7，分频为变换透镜，多半使用称为fθ透镜的组合透镜。图47是表示fθ透镜使用为聚焦透镜7的情况的聚焦位置。fθ透镜，关于通过焦点位置射入的激光，具有可以获得比例于该fθ透镜的射入角度θ的像高(操作距离)ω的性质。此时，可知有下式的关系：

ω=f·θ

式中，f为fθ透镜的焦点距离，θ为射入角度。

聚焦透镜7与一般的光学玻璃透镜相同，具有收差，因此难于保持ω=f·θ的完全关系。因此，测试理想与实际的偏差多半使用偏差预先计算而校正Y轴检流镜5，X轴检流镜6的偏转角度的指令值。

该校正为，对于每一加工位置(x，y)施行对于聚焦透镜的校正，由此决定对于偏转装置(Y轴检流扫描器5，X轴检流扫描器6)的指令值(X’，Y’)。关于校正，多半由使用矩阵的变换式实施，在该变换式的决定中将校正的变换式更新为不同于一般的加工步骤的步骤，由此消除该时间点的透镜的收差。

图48是表示聚焦透镜的收差校正变换式的更新步骤。施行聚焦透镜7的收差校正的情况为由图49所示的结构，经由图50所示格子状的图案(pattern)的加工位置的指令施行校正用钻孔加工(步骤S611)。但是，由于聚焦透镜7有收差，实际加工的位置如第51图所示，大半为由加工指令的格子点偏离的位置。

校正用钻孔加工完了时，所加工的孔的位置由视觉感测器9观测，由此检测加工的孔的座标值(步骤S612)。因此，求出聚焦透镜7理想与实际的偏差值，因此依据此，施行欲加工的位置校正的座标变换。座标变换为，多半由使用矩阵的变换式施行，依据聚焦透镜的理想与实际的偏差，施行最小自乘法等的符合动作(fitting)，由校正矩阵计算求出矩阵的要素(步骤S613)。

聚焦透镜7，对于激光的波长要求高值透光率(反射率低)，尤其在常使用的二氧化碳激光的情况，透镜材质受到限定，一般使用锗(Germanium-Ge)等半导体结晶材料。此等材质为，关于决定光学特性的折射率n的温度系数dn/dT非常大，明了锗(Ge)具有dn/dT=277(℃)的温度依存性。

因为以往的激光加工装置系由以上所述的结构，经由周围温度或激光加工装置本身的发热，聚焦透镜7的温度变动的情况，引起大约比例于温度变动产生加工位置的偏移的问题，温度每1℃产生10～15μm的加工位置的偏移的现象，由此成为加工不良的问题。

起因于聚焦透镜7的收差的加工位置的偏移，可以由前所述的座标变换的聚焦透镜收差校正而补偿，但是实施收差校正时的聚焦透镜7的温度变动时，聚焦透镜7的光学时性变化，温度升高时，如图52所示，引起施行实际加工的格子点全面收缩的加工的缺点。

此外，聚焦透镜6的温度变动，不仅成为加工位置的变偏移，也引起焦点距离的变动，聚焦点由工作W表面离开，由此引起发生加工位置不良的问题。

如图53所示，聚焦透镜7的温度为T时射入于聚焦透镜7的激光，由激光束La的方式聚焦，聚焦点Pa为在工件W的表面上，可以良好加工，但是聚焦透镜7的温度仅变动δT的情况下，对于相同射入角的激光，由于由激光束Lb的方式聚焦，因此加工位置发生δX的位置偏离，而且，也产生聚焦点Pb的高度上升δf的现象。

这种加工位置的偏离，如非在加工後实施检查以确认其精确度否则无法辨识，在大量引起位置偏移的状态下继续加工，由此引起大量生产加工不良的基板的问题。

此外，频繁实施聚焦透镜收差校正时，可以消除加工位置的偏移，但实际上在自动加工时，实施聚焦透镜的校正时，必须停止运转，由此成为降低生产性的原因。

由于不存在自动施行焦点距离的偏离检测的方法，必须由作业人员实际加工而预先求出焦点距离，常时变化的情况为不存在对于该变动的有效措施。

此外，印刷电路基板为，随着电子电路的小型轻量化，高集体化，钻孔加工也升高小型化及高精确度化的加工要求，由此激光加工装置的性能提升的要求益见升高。

本发明为解决前述问题，其目的在于提供聚焦透镜的聚焦特性不依存于聚焦透镜的温度变化，在长时间连续运转中也可以由良好精确度加工的同时可以施行稳定的激光加工的激光加工装置。

发明概述

本发明，在包括使激光振荡器所输出的激光的方向改变的偏转装置，以及使前述偏转装置所射入的激光折射而在加工对象工件上成像的聚焦透镜等的激光加工装置中，前述聚焦透镜，具有由多片的透镜组成，由消除透镜间的折射率的温度变化的方式使多片的透镜间的相对位置由聚焦透镜温度而变化的透镜位置调整装置，由此可以提供前述聚焦透镜的聚焦特性不依存于该聚焦透镜的温度变化的激光加工装置。

因此，温度变化引起的透镜的折射率的变化所致聚焦特性的变动成分消除，聚焦透镜的聚焦特性不依存于聚焦透镜的温度变化，不致于由于外气的温度或激光加工机本身的发热而发生加工位置的偏移，结果可以施行稳定的激光加工。

本发明，提供前述透镜位置调整装置，由检测前述聚焦透镜的温度的温度测量器，以及使透镜向光轴方向驱动的驱动机构(actuator)，以及对应于前述温度测量器所检测之前述聚焦透镜的温度校正前述聚焦透镜的温度变化引起的焦点偏离的方式控制前述驱动机构的控制电路等所结构的激光加工装置。

因此，对应于温度测量器所检测的聚焦透镜的温度校正聚焦透镜的温度变化引起的焦点偏离的方式由于驱动机构的动作使透镜向光轴方向变位，由此可以避免聚焦透镜的聚焦特性依存于聚焦透镜的温度变化，因此不再发生由于外气的温度或激光加工机本身的发热引起的加工位置的偏移，结果可以施行稳定的激光加工。

本发明，可以提供前述驱动机构，由透镜向光轴方向移动的供送螺栓机构，以及前述供送螺栓机构施行旋转驱动的马达所构成的激光加工装置。

因此，可以由供送螺栓机构使透镜确实向光轴方向移动。

本发明可以提供述驱动机构由压电元件结构的激光加工装置。

因此，可以由压电元件确实使透镜向光轴方向移动。

本发明，可以提供前述透镜位置调整装置，由具有温度依存性的材料结构而由保持透镜的保持配件结构，经由前述保持配件本身的温度伸缩使前述透镜向光轴方向变位的激光加工装置。

因此，保持配件本身的温度伸缩使透镜向光轴方向变位，由于该变位使聚焦透镜的温度变化所引起的焦点偏离受到校正，由此可以避免聚焦透镜的聚焦特性依存于聚焦透镜的温度变化，由此不再由于外气的温度或激光加工机本身的发热而使加工位置偏移，结果可以施行稳定的高精确度的激光加工。

本发明，在包括使激光振荡器所输出的激光的方向改变的偏转装置，以及使前述偏转装置所射入的激光折射而在加工对象工件上成像的聚焦透镜的激光加工装置中，可以提供，在前述聚焦透镜，除了聚焦用的凸透镜组组入温度补偿用的凹透镜，经由前述凹透镜的折射率的温度变化消除前述凸透镜组的折射率的温度变化，由此使前述聚焦透镜的聚焦特性不依存于该聚焦透镜的温度变化的激光加工装置。

因此，经由凹透镜的折射率的温度变化消除凸透镜组的折射率的温度变化，可以避免聚焦透镜的聚焦特性依存于聚焦透镜的温度变化，因此，不需要特别的控制系统，不致于由于外气的温度或激光加工机本身的发热引起加工位置的偏移，结果可以施行稳定的高精确度的激光加工。本发明，可以提供，前述聚焦透镜的凸透镜组由硒化锌所构成，前述凹透镜为由锗所构成的激光加工装置。

因此，由凹透镜的折射率的温度变化将凸透镜组的折射率的温度变化确实消除，避免聚焦透镜的聚焦特性依存于聚焦透镜的温度变化，由此不致于由外气的温度或激光加工机本身的发热引起的加工位置的偏移，结果可以施行稳定的高精确度的激光加工。

本发明，在包括使激光振荡器所输出的激光的方向改变的偏转装置，以及使前述偏转装置所射入的激光折射而在加工对象上成像的聚焦透镜等的激光加工装置中，可以提供具备检测前述聚焦透镜的温度的温度测量器，以及显示由前述温度测量器所检测之前述聚焦透镜的温度的温度显示器的激光加工装置。

因此，由温度测量器检测的聚焦透镜的温度显示于温度显示器，结果可以向作业人员明确显示聚焦透镜的温度。

本发明，可以提供前述温度显示器具有复归按钮(reset button)，显示复归按钮操作时的聚焦透镜温度引起的温度变化的激光加工装置。

因此，在温度显示器显示复归按钮操作时的聚焦透镜温度引起的温度变化，结果可以对于作业人员明确告知聚焦透镜的复归按钮操作时引起的温度变化。

本发明，在包括使激光振荡器所输出的激光的方向改变的偏转装置，以及使前述偏转装置所射入的激光折射而在加工对象工件上成像的聚焦透镜等的激光加工装置中，可以提供，具备检测前述聚焦透镜的温度的温度测量器，以及前述聚焦透镜的温度变化量超越预先所决定的容许值时发出报警的报警装置等的激光加工装置。

因此，聚焦透镜的温度变化量超出预先决定的容许值时，报警装置发出报警而将聚焦透镜的温度变化量超出预先决定的容许值的状况向作业人员报警。

本发明，在包括使激光振荡器所输出的激光的方向改变的偏转装置，以及使前述偏转装置所输入的激光折射而在加工对象工件上成像的聚焦透镜的激光加工装置中，可以提供具备检测前述聚焦透镜的温度的温度测量器，以及由前述温度测量器所检测的聚焦透镜温度保持于预定的一定值的方式加热前述聚焦透镜的加热装置等的激光加工装置。

因此，经由加热装置加热聚焦透镜而使聚焦透镜温度保持于预定的一定值，可以避免发生聚焦透镜的聚焦特性的温度变动，不致于由于外气的温度或激光加工机本身的发热引起的加工位置的偏移，结果可以施行稳定的高精确度的激光加工。

本发明，在包括使激光振荡器所输出的激光的方向改变的偏转装置，以及使前述偏转装置所射入的激光折射而在加工对象工件上成像的聚焦透镜的激光加工装置中，可以提供具备检测前述聚焦透镜的温度的温度测量器，以及由前述温度测量器所检测的聚焦透镜温度保持于预定的一定值的方式冷前述聚焦透镜的温度控制装置的激光加工装置。

因此，经由温度控制装置冷聚焦透镜而使聚焦透镜保持于预定的一定值，由此避免聚焦透镜发生聚焦特性的温度变动，不致于由于外气的温度或激光加工机本身的发热引起的加工位置的偏移，结果可以施行稳定的高精确度的激光加工。

本发明，可以提供前述温度控制装置为珀尔帖(Peltier)元件的激光加工装置。

因此，由于珀尔帖(Peltier)元件冷却聚焦透镜而使聚焦透镜温度保持于预定的一定值，由此可以避免聚焦透镜发生聚焦特性的温度变动，不致于由于外气的温度或激光加工机本身的发热引起加工位置的偏移，结果可以施行稳定的高精确度的激光加工。

本发明，在包括使激光振荡器所输出的激光的方向改变的偏转装置，以及使前述偏转装置所射入的激光折射而在加工对象工件上成像的聚焦透镜的激光加工装置中，可以提供具备前述聚焦透镜由外气隔热的隔热装置的激光加工装置。

因此，由隔热装置施行防止聚焦透镜受到外部的传热的隔热作用，由此抑制聚焦透镜发生温度变动，结果可以施行稳定的高精确度的激光加工。

本发明，可以提供前述隔热装置由围绕聚焦透镜的外侧的外筒体，以及填充于在前述聚焦透镜与前述外筒体的间所画定的隔热空间的隔热材料，以及密闭前述隔热空间的上端与下端的方式配置的激光透光性的窗口密封板(window screeningplate)等所结构的激光加工装置。

因此，由隔热材料施行防止聚焦透镜由外气的传热的隔热作用，由此抑制聚焦透镜发生聚焦特性的温度变动，防止加工位置受到外气温度变动而偏移，结果可以施行稳定的高精确度的激光加工。

本发明，可以提供前述隔热装置为，结构聚焦透镜的透镜经由隔热材料形成的隔热配件支持的激光加工装置。

因此，经由隔热配件施行聚焦透镜由防止外气的传热的隔热作用，由此抑制聚焦透镜发生聚焦特性的温度变动，防止加工位置受到外部的温度的变动而偏移，结果可以施行稳定的高精确度的激光加工。

本发明，可以提供包括前述隔热装置为具有多数的突起，经由前述突起之前端部对于前述聚焦透镜的透镜施行点接触而保持该透镜的透镜组装(lens mount)配件的激光加工装置。

因此，透镜成为点接触，使透镜保持器(lensholder)与透镜的间的传热几乎消失，由此抑制聚焦透镜发生聚焦特性的温度变动，对于透镜由外气的传热受到抑制，可以防止加工位置受到外气的温度变动的偏移，结果可以施行稳定的高精确度的激光加工。

本发明，可以提供前述隔热配件为，具有突出条，经由前述突出条之前端部对于前述聚焦透镜的透镜施行线接触而保持该透镜的透镜组装配件的激光加工装置。

因此，透镜成为线接触支持，透镜保持器与透镜的间的传热几乎消失，对于透镜的外气的传热受到抑制，抑制聚焦透镜发生集特性的温度变动，防止加工位置由于外气的温度变动而偏移，结果可以施行稳定的高精确度的激光加工。

本发明，可以提供前述聚焦透镜由多片的凸透镜结构，其中最上部与最下部的凸透镜为由光学特性不容易依存于温度的透镜材料制造，配置于中间部分的凸透镜为，由光学特性容易依存于温度的材料制造的激光加工装置。

因此，最上部与最下部的凸透镜成为热障壁(heatbarrier)，关于配置在光学特性容易依存于温度的透镜材料之中间部分的凸透镜，施行由外气传热防止的隔热，抑制聚焦透镜发生聚焦特性的温度变动，防止加工位置受到外气的温度的变动而偏移，结果可以施行稳定的高精确度的激光加工。

本发明，可以提供配置于前述中间的凸透镜，由具有突出条而使前述突出条之前端部对于聚焦透镜施行线接触的透镜组装配件所保持的激光加工装置。

因此，对于由中间配置的凸透镜送来的传热受到抑制，由此抑制聚焦透镜的聚焦特性发生温度变动，可以防止加工位置受到外气的温度变动而偏移，结果可以施行稳定的高精确度的激光加工。

本发明，在包括使激光振荡器所输出的激光的方向改变的偏转装置，以及使前述偏转装置所射入的激光折射而在加工对象工件上成像的聚焦透镜的激光加工装置中，可以提供具备检测前述聚焦透镜的温度的温度测量器，以及由保持前述温度测量器所检测的聚焦透镜温度于一定值的方式调整前述聚焦透镜的配置部的环境温度的温度调整装置等的激光加工装置。

因此，聚焦透镜的温度保持于预定的一定值，聚焦透镜的聚焦特性发生温度变动的情况可以避免，不发生外气的温度或激光加工机本身的发热所引起的加工位置的偏移，结果施行稳定而高精确度的激光加工。

本发明，在包括使激光振荡器所输出的激光的方向改变的偏转装置，以及使前述偏转装置所射入的激光折射而在加工对象上成像的聚焦透镜等的激光加工装置中，可以提供具备调整射入于前述激光透镜的激光的角度，由此消除聚焦透镜温度的变动引起之前述聚焦透镜的光学特性的变动量的消除机构为特徵的激光加工装置。

因此，经由消除机构调整射入于聚焦透镜的激光的角度，经由这种角度调整使聚焦透镜温度的变动引起的聚焦透镜的光学特性的变动量消除，不再发生外气的温度或激光加工机本身的发热引起的加工位置的偏移，结果可以施行稳定的高精确度的激光加工。

本发明，可以提供前述消除机构为校正对于前述偏转装置的偏转量的指令值的偏转量指令校正装置的激光加工装置。

因此，由偏转量指令校正装置校正对于偏转装置的偏转量的指令值，由于该校正射入于聚焦透镜的激光的角度受到调整，由于该角度调整聚焦透镜温度的变动所引起的聚焦透镜的光学特性的变动量消除，不再发生外气的温度或激光加工机本身的发热引起的加工位置的偏移，由此可以施行稳定的高精确度的激光加工。

本发明，可以提供具有检测前述聚焦透镜的温度的温度测量器，前述偏转量指令校正装置为对应于前述温度测量器所检测的聚焦透镜的温度而设定的校正参数校正前述偏转装置的偏转量的指令值的激光加工装置。

因此，偏转量指令校正装置为，经由前述偏转量指令校正装置对应于前述温度测量器所检测的聚焦透镜温度而设定的校正参数校正对于偏转装置的偏转量的指令值，由于该校正，射入于聚焦透镜的激光的角度受到调整，经由该角度调整使聚焦透镜温度的变动所引起聚焦透镜的光学特性的变动量消除，由此不再发生外气的温度或激光加工机本身的发热引起的加工位置的偏移，结果可以施行稳定的高精确度的激光加工。

本发明，可以提供前述偏转量指令校正装置为偏转量指令的校正由定点加工的加工位置误差所获得的座标变换函数的座标变换施行的激光加工装置。

因此，偏转量指令值校正装置经由定点加工的加工位置误差所获得的座标变换函数的座标变换校正对于偏转装置的偏转量的指令值，经由该校正调整射入于聚焦透镜的激光的角度，由于该角度调整使聚焦透镜温度的变动引起的聚焦透镜的光学特性的变动量消除，由此不再发生外气的温度或激光加工机本身的发热所引起的加工装置的变动等，结果可以施行稳定的高精确度的激光加工。

本发明，可以提供前述偏转量指令校正装置将偏转量指令的校正由定点加工的加工位置误差获得的校正矩阵施行的激光加工装置。

因此，由偏转量指令校正装置经由定点加工的加工位置误差所获得的校正矩阵的座标变换校正对于偏转装置的偏转量的指令值，经由该校正调整射入于聚焦透镜的激光的角度，聚焦透镜温度的变动引起的聚焦透镜的光学特性的变动量消除，由此不再发生外气的温度或激光加工机本身的发热引起的加工位置的偏移等，对于非线性的位置偏离也可以完全校正，结果可以实施高精确度的激光加工。

本发明，可以提供，前述座标变换函数或前述校正矩阵，每在激光加工，在激光加工前先行更新的激光加工装置。

因此，每在激光加工时，先于激光加工将座标变换函数或校正矩阵更新，经由对于更新的座标变换函数或校正矩阵的偏转装置的偏转量指令施行校正，由此消除聚焦透镜温度的变动引起的聚焦透镜的光学特性的变动量，不再发生外气的温度或激光加工机本身的发热引起的加工位置的偏移等，结果施行稳定的高精确度的激光加工。

本发明，可以提供具有检测前述聚焦透镜的温度的温度测量器，前述座标变换函数或前述校正矩阵，在前述温度测量器所检测的聚焦透镜温度由预定值以上变化时先于激光加工更新的激光加工装置。

因此，由温度测量器所检测的聚焦透镜温度有预定值以上变化时，座标变换函数或校正矩阵更新，经由对于更新的座标变换函数或校正矩阵的偏转装置的偏转量指令校正，聚焦透镜温度的变动引起的聚焦透镜的光学特性的变动量消除，由此不再发生外气的温度或激光加工机本身的发热引起的加工位置的偏移，结果可以施行稳定的高精确度的激光加工。

本发明，可以提供前述座标变换函数或前述校正矩阵，由预先决定的时间更新的激光加工装置。

因此，由预定的时间使座标变换函数或校正矩阵更新，经由更新的座标变换函数或校正矩阵对于偏转装置的偏转量指令施行校正，聚焦透镜温度的变动引起的聚焦透镜的光学特性的变动量消除，由此不再发生外气的温度或激光加工机本身的发热引起的加工位置的偏移，结果可以施行稳定的高精确度的激光加工。

本发明，可以提供前述座标变换函数或前述校正矩阵，每在经过预定时间时更新的激光加工装置。

因此，在每经过预定时间时，以周期性更新座标变换函数或校正矩阵，经由更新的座标变换函数或校正矩阵对于偏转装置的偏转量指令施行校正，聚焦透镜温度变动引起的聚焦透镜的光学特性的变动量消除，由此不再发生外气的温度或激光加工机本身的发热所引起的加工位置的偏移，结果可以施行稳定的高精确度的激光加工。

本发明，可以提供预先取得各聚焦透镜温度下的校正矩阵，具有检测前述聚焦透镜的温度的温度测量器，使用对应于前述温度测量器所检测的聚焦透镜温度的校正矩阵为特徵的激光加工装置。

因此，经由对于预先取得的各聚焦透镜温度的校正矩阵的偏转装置的偏转量指令施行校正，因此每次加工时，不必要更新校正矩阵的处理可以将聚焦透镜温度的变动引起的聚焦透镜的光学特性的变动量消除，不再发生外气的温度或激光加工机本身的发热引起的加工位置的偏移等，结果可以施行稳定的高精确度的激光加工。

本发明，可以提供前述消除机构包括对于前述偏转装置的偏转量的指令值的增益(gain)对应于温度测量器所检测的聚焦透镜温度可变设定的可变增益设定装置的激光加工装置。

因此，经由可变增益设定装置的偏转量指令值的增益调整，施行偏转量指令的校正，经由该校正使聚焦透镜温度的变动引起的聚焦透镜的光学特性的变动量消除，由此不再发生外气的温度或激光加工机本身的发热引起的加工位置的偏移等，结果可以施行稳定的高精确度的激光加工。

本发明，可以提供前述消除机构为，具有调整射入于前述偏转装置的激光的角度的肘弯镜(knee bendmirror)的激光加工装置。

因此，经由肘弯镜调整射入于偏转装置的激光的角度，经由此调整消除聚焦透镜温度的变动引起的聚焦透镜的光学特性的变动量，由此不再发生外气的温度或激光加工机本身的发热引起的加工位置的偏移等，结果可以施行稳定的高精确度的激光加工。

本发明，在包括变化激光振荡器所输出的激光的方向的偏转装置，以及使前述偏转装置所输入的激光折射而在加工对象工件上成像的聚焦透镜的激光加工装置中，可以提供具备检测前述聚焦透镜的温度的温度测量器，以及对应于前述温度测量器所检测之前述聚焦透镜的温度校正对于前述聚焦透镜的加工对象工件的位置指令，由此消除聚焦透镜温度的变动引起之前述聚焦透镜的光学特性的变动量的加工工作台驱动指令校正装置等的激光加工装置。

因此，工作台驱动指令校正装置对应于聚焦透镜温度校正加工对象工件的位置指令，经由该位置校正将聚焦透镜温度的变动引起的聚焦透镜的光学特性的变动所致的加工位置的温动变动消除，由此可以避免外气的温度或激光加工机本身的发热所引起的加工位置的偏移，结果可以施行高精确度的激光加工。

本发明，在包括使激光振荡器所输出的激光的方向改变的偏转装置，以及使前述偏转装置所射入的激光折射而在加工对象工件上成像的聚焦透镜的激光加工装置中，可以提供具备检测前述聚焦透镜的温度的温度测量器，以及所输出的激光的波长，由消除聚焦透镜的温度的变动引起之前述聚焦透镜的光学特性的变动量的方式对应于前述温度测量器所检测的聚焦透镜温度施行可变设定的可变波长激光振荡器等的激光加工装置。

因此，可以由消除起因于聚焦透镜的温度变动的聚焦透镜的光学特性的变动所引起的位置偏移的方式设定激光的波长，结果可以不遭受聚焦透镜的温度变动的影响由良好精确度稳定施行高精确度的激光加工。

本发明，在包括使激光振荡器所输出的激光的方向改变的偏转装置，以及使前述偏转装置所射入的激光折射而在加工对象工件上成像的聚焦透镜等的激光加工装置中，可以提供具备检测前述聚焦透镜的温度的温度测量器，以及对应于前述温度测量器所检测的聚焦透镜温度调整前述聚焦透镜与偏转装置间的距离，由此消除聚焦透镜温度的变动所引起之前述聚焦透镜的光学特性的变动量的消除机构等的激光加工装置。

因此，经由消除机构，对应于聚焦透镜温度调整聚焦透镜与偏转装置间的距离，由此聚焦透镜温度的变动引起的聚焦透镜的光学特性的变动量消除，避免外气的温度或激光加工机本身的发热引起的加工位置的偏移，结果可以施行高精确度的激光加工。

本发明，在包括使激光振荡器所输出的激光的方向改变的偏转装置，以及使前述偏转装置所射入的激光折射而在加工对象工件上成像的聚焦透镜的激光加工装置中，可以提供具备检测前述聚焦透镜的温度的温度测量器，以及消除聚焦透镜温度的变动引起之前述聚焦透镜的焦点距离的变化量的方式对应于前述温度测器所检测的聚焦透镜温度以调整激光的发散角的转接光电器(adaptive optics)等的激光加工装置。

因此，经由转接光电器对应于聚焦透镜温度以调整激光的发散角，经由这种调整可以将聚焦点的位置维持于工件表面上，由此即使有聚焦透镜的温度变动也可以施行稳定的高精确度的激光加工。

本发明，在包括使激光振荡器所输出的激光的方向改变的偏转装置，以及使前述偏转装置所射入的激光折射而在加工对象工件上成像的聚焦透镜等的激光加工装置中，可以提供具备检测前述聚焦透镜的温度的温度测量器，以及消除聚焦透镜温度的变动所引起之前述聚焦透镜的焦点距离的变化量的方式对应于前述温度测量器所检测的聚焦透镜温度以调整准直仪透镜的位置的准直仪透镜位置调整机构等的激光加工装置。

因此，经由准直仪透镜位置调整机施行准直仪透镜的位置调整，由此调整对于聚焦透镜的温度变动引起的焦点距离的变动，调整激光的发散角度而可以使聚焦点的位置维持于工件表面上，由此即使有聚焦透镜的温度变动，也可以施行稳定的高精确度的激光加工。

本发明，在包括使激光振荡器所输出的激光的方向改变的偏转装置，以及使前述偏转装置所射入的激光折射而在加工对象工件上成像的聚焦透镜等的激光加工装置中，可以提供，具备检测前述聚焦透镜的温度的温度测量器，以及消除聚焦透镜温度变动所引起之前述聚焦透镜的焦点距离的变化量的方式，调整由前述聚焦透镜至加工对象工件的距离的加工工作台高度调整机构等的激光加工装置。

因此，由于加工工作台高度调整机构调整聚焦透镜至加工对象工件的距离，经由此调整可以将聚焦点的位置维持于工件表面上，由此即使有聚焦透镜的温度变动也可以施行稳定的高精确度的激光加工。

附图简要说明

图1是表示本发明的激光加工装置的实施例1的整体结构图。

图2是表示本发明的激光加工装置的实施例1的聚焦透镜部分的结构图。

图3是表示本发明的激光加工装置的实施例2的聚焦透镜部分的结构图。

图4是表示本发明的激光加工装置的实施例3的聚焦透镜部分的结构图。

图5是表示本发明的激光加工装置的实施例4的聚焦透镜部分的结构图。

图6是表示本发明的激光加工装置的实施例5的主要部分的立体图。

图7是表示本发明的激光加工装置的实施例5的变形例的主要部分的立体图。

图8是表示本发明的激光加工装置的实施例6的主要部分的结构图。

图9是表示本发明的激光加工装置的实施例6的动作流程的流程图。

图10是表示本发明的激光加工装置的实施例7的聚焦透镜部分的结构图。图11为本发明的激光加工装置的实施例7的主要部分的结构图。

图12为本发明的激光加工装置的实施例8的主要部分的结构图。

图13是表示本发明的激光加工装置的实施例9的聚焦透镜部分的立体图。

图14是表示本发明的激光加工装置的实施例9的聚焦透镜部分的剖视图。图15是表示本发明的激光加工装置的实施例10的聚焦透镜部分的剖视图。

图16是表示本发明的激光加工装置的实施例11的聚焦透镜部分的剖视图。

图17是表示本发明的激光加工装置的实施例11的聚焦透镜部分的立体图。

图18是表示本发明的激光加工装置的实施例11的变形例的聚焦透镜部分的剖视图。

图19是表示本发明的激光加工装置的实施例12的聚焦透镜部分的剖视图。

图20是表示本发明的激光加工装置的实施例13的聚焦透镜部分的剖视图。

图21为本发明的激光加工装置的实施例14的结构图。

图22是表示本发明的激光加工装置的实施例14的变形例的剖视图。

图23是表示本发明的激光加工装置的实施例15的整体结构图。

图24是表示本发明的激光加工装置的实施例15的主要部分的结构图。

图25是表示本发明的激光加工装置的实施例15的动作流程的流程图。

图26为本发明的激光加工装置的实施例15的激光加工的流程图。

图27是表示本发明的激光加工装置的实施例15的其他动作流程的流程图。

图28是表示本发明的激光加工装置的实施例15的聚焦透镜校正更新的流程图。

图29为本发明的激光加工装置的实施例15的其他激光加工的流程图。

图30是表示本发明的激光加工装置的实施例15中的校正矩阵的取得步骤的说明图。

图31为本发明的激光加工装置的实施例15中的其他激光加工的流程图。

图32是表示本发明的激光加工装置的实施例15的温度校正表格的说明图。

图33为本发明的激光加工装置的实施例15的校正矩阵的取得的流程图。

图34是表示本发明的激光加工装置的实施例15的变形例的结构图。

图35是表示本发明的激光加工装置的实施例15的其他动作流程的流程图。

图36是表示本发明的激光加工装置的实施例15的其他动作流程的流程图。

图37是表示本发明的激光加工装置的实施例16的方框图。

图38是表示本发明的激光加工装置的实施例17的结构图。

图39是表示本发明的激光加工装置的实施例18的结构图。

图40是表示本发明的激光加工装置的实施例19的结构图。

图41是表示本发明的激光加工装置的实施例20的结构图。

图42是表示本发明的激光加工装置的实施例21的结构图。

图43是表示激光的发散角与聚焦装置的关系的说明图。

图44是表示本发明的激光加工装置的实施例22的结构图。

图45是表示本发明的激光加工装置的实施例23的结构图。

图46是表示以往的激光加工装置的结构图。

图47是表示fθ透镜的聚焦位置特性的说明图。

图48是表示聚焦透镜校正更新的步骤的流程图。

图49是表示定点位置加工的要诀的说明图。

图50是表示定点位置加工的说明图。

图51是表示定点位置加工中的加工误差的说明图。

图52是表示以往的激光加工装置的位置偏离的说明图。

图53是表示激光加工装置中的聚焦位置变化的说明图。

实施发明的最佳形态

下面，参照附图对本发明的最佳的实施例进行说明。并且，在以下所说明的本发明的实施例中，对与前述以往的同一结构部分或同等的部分，附加前述以往相同的标号，并省略其重复的说明。

实施例1

图1是表示本发明的激光加工装置的实施例1的整体结构图。

实施例1的激光加工装置，由消除结构聚焦透镜的透镜的折射率的温度变化的方式，具有使聚焦透镜的多片的透镜间的相对位置由聚焦透镜温度变化的透镜位置调整装置。

在图1中，聚焦透镜由标号20表示。聚焦透镜20为fθ透镜，与以往装置同样射入经由Y轴检流镜3，X轴检流镜4所偏转的激光L而施行激光的聚焦。

本实施例的激光加工装置，聚焦透镜20的温度变化的聚焦透镜20的焦点偏离经由自动聚焦(focusing)补偿校正。

因此，聚焦透镜20，具有固定配置的筒状的透镜保持器(lens holder)(镜筒)21，以及固定在透镜保持器21的固定透镜22，以及对于透镜保持器21以光轴方向(图中为上下方向)移动可能设置的筒状的透镜保持器23，以及固定在可动透镜保持器23的可动透镜24，以及可动透镜保持器23向光轴方向驱动的功率驱动装置(power driver)的透镜驱动装置(actuator)25等。

该聚焦透镜20，由透镜驱动装置25使可动透镜保持器23向光轴方向变位，由此可以使可动透镜24的光轴方向的光学位置变化。也即，由于可动透镜24的光轴方向的位置变化施行聚焦(focusing)。

对于透镜保持器21埋入温度感测器26，温度感测器26检测聚焦透镜20的温度，尤其检测透镜本体的温度，由此产生随着透镜温度的信号。温度感测器26所产生的透镜温度信号为向控制电路输入。

控制电路27，将预先设定的设定温度(标准温度)T0与温度感测器26所检测的聚焦透镜20的温度施行比较，由消除其温度差所产生的聚焦透镜20的焦点距离f的偏离量△f的方式使可动透镜24变位，由此对于透镜驱动装置25的驱动器(driver)28供给指令信号。

因此，对应于温度变化可动透镜24向光轴方向移动，即使固定透镜22或可动透镜24由折射率具有温度依存性的材料结构时，聚焦透镜20的焦点距离f不受温度变化的影响而可以保持于一定值。此是表示聚焦透镜20的聚焦(focusing)的温度补偿。

因此，经由周围温度或激光加工装置本身的发热，即使聚焦透镜20的温度变动，聚焦透镜20的聚焦特性不依存于温度变化，不再由于焦点距离偏离引起加工位置的变动，在长时间连续运转也可以施行高精确度的细微加工。

图2是表示透镜驱动装置25的具体例。可动透镜保持器23，经由供送螺旋(helicoid)32挂合于透镜保持器21，由此经由中心轴线周围的旋转向光轴方向往复动作。可动透镜保持器23的外周部刻印齿轮29，驱动马达30的驱动齿轮31啮合于该齿轮29。

在这种结构中，经由驱动器(driver)28驱动驱动马达30，由此可动透镜23旋转，该旋转运动经由供送螺旋32以高精确度变换为直线运动，由此可动透镜保持器23向光轴方向移动。

因此，控制电路27为，经由将温度差所产生的聚焦透镜20的焦点距离f的偏离量△f消除的指令信号向驱动器28供给指令信号，由此聚焦透镜20的焦点距离f无关于温度变化保持于一定值。

实施例2

图3是表示本发明的激光加工装置的实施例2。

本实施例的激光加工装置，聚焦透镜20的温度变化所引起的聚焦透镜20的焦点偏离由自动聚焦校正，可动透镜24为由压电(piezo)元件33支持于透镜保持器21，经由压电元件33的电畸变作用可动透镜24直接向光轴方向变位。

控制电路27，施行预先设定的设定温度T0与温度感测器26所检测的聚焦透镜20的温度施行比较，由消除该温度差所产生的聚焦透镜20的焦点距离f的偏离量△f的方式使可动透镜24变位的而向压电元件33的驱动器28供给指令信号。

因此，对应于温度变化使可动透镜24向光轴方向移动，聚焦透镜20的焦点距离f不论为任何温度变化均保持于一定值，即使由于周围温度或激光加工装置本身的发热，使聚焦透镜20的温度变动时，不再产生焦点距离偏离所引起的加工位置偏移，即使在长时间连续运转中也可施行高精确度的细微加工。

此外，压电元件33使用为可动透镜24的驱动动力，因此构造简单，可以施行精密的透镜位置调整。

实施例3

图4是表示本发明的激光加工装置的实施例3。

本实施例的激光加工装置，聚焦透镜20的温度变化引起的聚焦透镜20的焦点偏离由自动聚焦校正，可动透镜24为由温度伸缩性保持配件34由透镜保持器21支持，由于温度伸缩性保持配件34的温度伸缩使可动透镜24直接变位为光轴方向。

温度伸缩性保持配件34，选择其热膨胀系数对于固定透镜22，可动透镜24的温度特性(焦点距离f的温度变化率)成为负值的材质，例如可以由方解石(CaCO3)等结构，温度变化的伸缩性使可动透镜24向光轴方向变位。

因此，对应于温度变化可动接触子24可以向光轴方向移动，聚焦透镜20的焦点距离f不论为任何温度变化均保持于一定值，经由周围温度或激光加工装置本身的发热，聚焦透镜20的温度变动时，不再由于焦点距离偏离引起的加工位置的偏移，即使在长时间连续运转也可以施行高精确度的细微加工。

此外，仅由温度伸缩性保持配件34的设置，不需要另外具备控制电路，可以使聚焦透镜的温度补偿，由非常简单的结构施行。

实施例4

图5是表示本发明的激光加工装置的实施例4。

本实施例的激光加工装置，聚焦透镜20的温度变化引起的聚焦透镜20的焦点偏离由透镜的组合补偿。

聚焦透镜20除了硒化锌所制成的光学结晶材料所结构的聚焦用凸透镜组(聚焦透镜本来的透镜组)35以外，另外组入温度补偿用的凹透镜36。

凹透镜36由温度引起的折射率的变化率数倍大于硒化锌的光学结晶材料的锗(Germanium)的光学结晶材料结构，经由本身的折射率的温度变化，消除凸透镜组35的温度引起的折射率的变化的方式作用。

因此，仅有透镜结构，不必要成为特别的控制电路，聚焦透镜20的焦点距离f无关于温度变化保持于一定值，经由周围温度或激光加工装置本身的发热，聚焦透镜20的温度变动时，不产生焦点距离偏离所引起的加工位置偏移，即使在长时间连续运转也可以施行高精确度的细微加工。

实施例5

图6是表示本发明的激光加工装置的实施例5。

本实施例的激光加工装置是具有聚焦透镜20的温度管理装置，设置在聚焦透镜20的温度感测器26接线于温度显示器37。温度显示器37为温度感测器26所检测的聚焦透镜20的温度由摄氏以数位式显示。

温度显示器37安装在作业人员容易见到的位置，由此使外气的变动或激光加工装置本身的发热引起的聚焦透镜20的温度变化使作业人员容易辨识。因此，作业人员在发现聚焦透镜20有温度的变动的情况下，为防止发生加工不良，事先停止激光加工装置。

如图7表示，温度显示器37可以设置复归按钮(reset button)38，温度显示器37由按下复归按钮38的时间点的温度表示其温度变化。

因此，作业人员不必要常时记忆聚焦透镜20的适宜温度，仅注意温度显示器37的温度差以表示施行激光加工装置的运转即可，聚焦透镜20在经常变动的情况所产生加工位置偏移等而发生加工不良之前，可以由聚焦透镜20辨识已发生温度变动，经由测试聚焦透镜20的光学特性而校正，即可以消除温度变动，由此对于防止加工不良品的发生有所贡献。

实施例6

图8是表示本发明的激光加工装置的实施例6。

本实施例的激光加工装置也具有聚焦透镜20的温度管理装置，设置在聚焦透镜20的温度感测器26接线于报警控制用的控制电路39。控制电路39接线蜂鸣器(buzzer)40。

控制电路39，将设定温度T0与容许温度Td施行参数设定，施行温度感测器26所检测的聚焦透镜20的检测温度T与设定温度T0的比较，该差超出容许温度差Td时，使蜂鸣器40发出声音，加工停止指令向激光加工装置的控制装置10(参照图1)输出的方式结构。

图9是表示报警控制的处理流程。首先，施行(检测温度T)-(设定温度T0)的绝对值是否超出容许温度差Td的判断。(步骤S10)(检测温度T)-设定温度T0)的绝对值不是容许温度差Td以上的情况为(步骤S10否定)，继续施行加工(步骤S11)，由此前述温度判别一直反覆施行至加工终了(步骤S12)。

对此，(检测温度T)-(设定温度TO)的绝对值为容许温度Td以上时(步骤S10肯定)，使蜂鸣器40施行警报动作(步骤S13)，加工停止指令向控制装置10输出而强迫停止加工(步骤S14)。

因此，作业人员可以的确知悉聚焦透镜20的温度成为容许温度以上值，此外此时由于加工强迫停止，可以防止加工不良的发生于未然。

实施例7

图10、图11是表示本发明的激光加工装置的实施例7。

本实施例的激光加工装置，保持聚焦透镜20的温度于一定值，避免温度变化引起的焦点偏离，对于聚焦透镜20组入电热器(heater)41与温度感测器26。电热器41为，由电热器电源42供给电力，由温度感测器26所检测的透镜温度保持于一定值的方式加热聚焦透镜20。

因此，与周围温度的变动或激光加工装置本身的发热无关，使聚焦透镜20的温度保持于一定值，由此避免焦点偏离引起的加工位置偏移，即使在长时间连续运转中也可以由高精确度施行细微加工。

实施例8

图12是表示本发明的激光加工装置的实施例8。

本实施例的激光加工装置也使聚焦透镜20的温度保持于一定值，避免温度变化引起的焦点偏离，替代前述的电热器4在聚焦透镜20作为温度控制配件设置珀尔帖(Peltier)元件43。

珀尔帖(Peltier)元件43，经由控制电源44控制其流通电流，由流通电流方向施行加热作用，冷作用，由保持温度感测器26所检测的透镜温度于一定值的方式调整聚焦透镜20的温度。

因此，无关于周围温度的变动或激光加工装置本身的发热，聚焦透镜20的温度保持于一定值，由此避免由于焦点距离的偏离引起加工位置的偏移，即使在长时间连续运转也可以由高精确度施行细微加工。

实施例9

图13、图14是表示本发明的激光加工装置的实施例9。

本实施例的激光加工装置，保持聚焦透镜20的温度于一定值，为避免温度变化引起的焦点偏离，聚焦透镜20施予隔热包装。隔热包装为，聚焦透镜20的外侧将金属等结构的外筒体44由同心配置，在聚焦透镜20与所围绕的外筒体44的间画定的隔热空间将玻璃纤维(glass wool)等隔热材料45填充而构成。

外筒体44的上端部与下端部的间以密闭前述隔热空间的上端与下端的方式安装窗口密封板(window screeningplate)46。这种窗口密封板46为，由硒化锌等材质结构，由此可以透过激光。

因此，聚焦透镜20由外部隔热遮断，无关于周围温度的变动等，可以抑制聚焦透镜20的温度变化，由此避免焦点距离偏离引起的加工位置偏移，结果可以由高精确度施行细微加工。

实施例10

图15是表示本发明的激光加工装置的实施例10。

本实施例的激光加工装置，保持聚焦透镜20的温度于一定值，为避免温度变化引起的焦点偏离，在结构聚焦透镜的透镜47与透镜组装环(lens mountring)48的间夹持聚苯乙烯(polystyrene form)或氯乙烯(vinyl)等热传导率膨胀率为0.036kcal/mhdeg程度的隔热材料制成的环状的隔热配件49。

因此，由透镜组装环48向透镜47的传热可以防止，由此可以使聚焦透镜由外部的热影响保护。

因此，无关于周围温度的变动等，可以抑制聚焦透镜的温度变化，可以避免焦点距离偏离引起加工位置的变动，由此施行高精确度的细微加工。

实施例11

图16、图17是表示本发明的激光加工装置的实施例11。

本实施例的激光加工装置，保持聚焦透镜20的温度于一定值，为避免温度变化引起的焦点偏离，在透镜组装环48的环状透镜保持面47a以等间隔形成多数个针状突起50，由于针状突起50将结构聚焦透镜的透镜47施行多点支持。

因此，透镜47与透镜组装环48间的接触面积极力减少，由此由透镜组装环48向透镜47传导的热量减少，结果可以保护聚焦透镜由外部的热影响。

因此，与周围温度的变动等无关，聚焦透镜的温度变化受到抑制，可以避免由焦点距离偏离引起的加工位置的偏移，可以施行高精确度的细微加工。

图18是表示实施例11的变形例。在图18所示的实施例，透镜组装环48的环状透镜保持面48a替代针状突起50以等间隔形成多数个半球状突起51，经由半球状突起51对于结构聚焦透镜的透镜47以多点支持。

在此情况，透镜47与透镜组装环48的接触面积也极力减少，由透镜组装环48向透镜47的传热量减少，由此可以保护聚焦透镜由外部的热影响。

实施例12

图19是表示本发明的激光加工装置的实施例12。

本实施例的激光加工装置也使保持聚焦透镜20的温度于一定值，为避免温度变化引起的焦点偏离，在透镜组装环48的环状透镜保持面48a形成圆周方向的连续的突出条52，经由突出条52将结构聚焦透镜的透镜47施行线接触支持。

因此，透镜47与透镜组装环48的接触面积减少，由透镜组装环48向透镜47的传热量减少，由此可以保护聚焦透镜由外部的热影响。

因此，无关于周围温度的变动等，可以抑制聚焦透镜的温度变化，可以避免由焦点距离偏离引起的加工位置的偏移，结果可以施行高精确度的细微加工。

实施例13

图20是表示本发明的激光加工装置的实施例13。

本实施例的激光加工装置，为避免聚焦透镜20的温度变化引起焦点偏离，聚焦透镜20为由4片凸透镜53，54，55，56结构。其中，最上部与最下部的凸透镜53，56由硒化锌(ZnSe)等光学结晶材料的光学特性不容易依存于温度(温度依存性少)的透镜材料结构，配置于中间部分的凸透镜54，55为，以往的同样的锗(Ge)等光学结晶材料等光学特性容易依存于温度，但激光的聚焦性优异的透镜材料所构成。

配置于中间部分的凸透镜54，55与实施例11同样，由形成于透镜组装环48的环状透镜保持面48a的突出条52施行线接触支持。

本实施例，直接接触于温度变动的外气而容易遭受外界温度的影响的最上部与最下部的凸透镜53，56由光学特性不容易依存于温度的透镜材料结构，对于传导外气的温度变化的透镜保持器21与容易依存于温度的材质结构之中间配置的凸透镜54，55的间，经由突出条52施行线接触支持，形成热的绝缘，因此可以获得不容易遭受外气的温度变动的影响的聚焦透镜20。

因此，光学特性不容易依存于温度的最上部与最下部的凸透镜53，56以热障壁(heat barrier)作用，无关于周围温度的变动，聚焦透镜20的光学特性的温度变化受到抑制，由此避免焦点距离偏离引起的加工位置的偏移，结果可以施行高精确度的细微加工。

实施例14

图21是表示本发明的激光加工装置的实施例14。

本实施例的激光加工装置也使聚焦透镜20的温度保持于一定值，避免温度变化引起的焦点偏离，并将激光加工装置的聚焦透镜20等收容于加工室60内。加工室60为经过循环气槽(duct)61连接于例如为空调机等温度调整器62。

聚焦透镜20安装检测聚焦透镜20的温度的温度感测器26，温度感测器26所输出的温度信号为输入于温度调整器62的温度设定器63，温度调整器62为由温度感测器26检测的聚焦透镜20的温度保持于温度设定器63所设定的温度的方式，调整向加工室供给的空气温度。因此，聚焦透镜20的温度保持于温度设定器63所设定的温度，无关于外气温度或激光加工装置本身的发热，不再发生由于焦点距离偏离引起的加工位置的偏移，即使在长时间连续运转也可以施行高精确度的细微加工。

图22是表示实施例14的变形例。这种变形实施例为激光加工装置100全体收容于具有恒温室温管理器64的恒温室65内。

激光加工装置100由于安装于聚焦透镜20的温度感测器26输出聚焦透镜20的检测温度的信号，该信号输入于恒温室温度管理器64，恒温室温度管理器64为由聚焦透镜20的温度成为预定的一定值的方式控制恒温室65的温度。

因此，这种情况聚焦透镜20的温度也保持在一定值，与外气温度或激光加工装置本身的发热无关，不再发生焦点距离偏离引起的加工位置的偏移，即使在长时间连续运转中可以施行高精确度的细微加工。

实施例15

图23、图24是表示本发明的激光加工装置的实施例15。

本实施例的激光加工装置，基本上即使有周围温度的变化或激光加工装置本身的发热，不遭受其影响的状态下施行激光加工，由于无位置偏离，可以施行稳定的高精确度的激光加工的方式，具有即使聚焦透镜20的温度变动时，其光学特性的变动量，经由射入于聚焦透镜的激光的角度调整，施行消除的机构。本实施例中，消除机构由偏转量指令校正装置70达成。

偏转量指令校正装置70，由安装于聚焦透镜20的温度感测器26输入聚焦透镜20的检测温度的信号，对于偏转装置，也即对于安装Y轴扫描镜3的Y轴检流扫描器5，以及安装Y轴扫描镜4的X轴检流扫描器6供给的偏转量的指令，对应于温度感测器26所检测的聚焦透镜20的温度校正，该偏转量指令校正装置70为可以设置于控制装置10。

偏转量指令校正装置70，具备对应于温度感测器26所检测的聚焦透镜20的温度设定校正参数(parameter)的校正参数设定部71，以及关于加工程序所供给的位置指令由设定于校正参数设定部71的校正参数施行聚焦透镜温度校正的聚焦透镜校正处理部72等。

其次，参照图25与图26说明本实施例的激光加工的步骤。

图25为一般流程图，开始激光加工装置的动作时，先于激光加工由温度感测器26施行聚焦透镜的温度测试(步骤S20)。

其次，依据所测试的聚焦透镜温度施行聚焦透镜校正的参数变更处理，由此求出现在的聚焦透镜的温度所需要的校正参数(步骤S30)。

然後施行激光加工(步骤S40)，一直到激光加工终了(步骤S50)前，循环施行步骤S20～步骤S40。

激光加工如图26所示，由加工程序读出加工位置(x，y)(步骤S41)，对于加工位置(x，y)使用聚焦透镜校正参数变更处理(步骤S30)所求的聚焦透镜校正参数施行聚焦透镜校正，由此求出消除聚焦透镜20的温度变动引起加工位置的偏移的对于偏转装置的驱动指令(x’，y’)步骤S42)。

其次，驱动指令(x’，y’)向偏转装置(Y轴检流扫描器5，X轴检流扫描器6)输出(步骤S43)，依据偏转装置的偏转动作决定对于聚焦透镜20的激光的照射位置後，施行激光照射(步骤S44)。此後判断加工程序是否该继续(步骤S42)，继续时(步骤S45否定)，由加工位置的读入步骤(步骤S41)再度反覆施行。

如前所述，检测聚焦透镜20的温度，由消除聚焦透镜的温度变动引起的加工位置的变动的方式，校正对于偏转装置的指令，由此校正射入于聚焦透镜20的激光的角度，因此即使产生聚焦透镜的温度变动也不受其影响，由此可以施行稳定的高精确度的激光加工。

图27～图29为说明本实施例的激光加工的另一步骤。

本实施例中，每在激光加工，检测聚焦透镜温度，由更新聚焦透镜校正资料的时间点设如聚焦透镜温度的变化超出容许值时，更新聚焦透镜校正资料。

图27为一般流程，在激光加工装置的动作开始时，先于激光加工由温度感测器施行聚焦透镜20的温度测试(步骤S60)。其次施行由温度感测器26所检测的聚焦透镜温度T与前次的聚焦透镜校正资料更新时的聚焦透镜温度T0的差的绝对值是否超出预先设定的容许温度偏差Td的判断(步骤S70)。

T-T0的绝对值超出容许温度偏差Td时(步骤S70肯定)，施行聚焦透镜校正更新处理(步骤S80)。这种校正更新为，更新座标变换函数fx(x)，fy(y)的函数本身。

这种更新处理如图28所示，施行预先决定的定点P1，P2，…Pn的加工(步骤S81)，由视觉测器9的加工位置观察检测各定点的加工点座标q1，q2，…qn(步骤S82)，由加工位置误差的最小二乘法计算座标变换函数fx(x)，fy(y)而完成(步骤S83)。

聚焦透镜校正更新处理完成时，更新该更新时的聚焦透镜温度T时记忆聚焦透镜温度T0(步骤S90)。

T-T0的绝对值未超出容许温度偏差Td时(步骤S70否定)，施行激光加工(步骤S100)，一直到激光加工终了前(步骤S110)，循环施行步骤S60～步骤S100。

激光加工如图29所示，由加工程序读物加工位置(x，y)(步骤S101)，对于加工位置(x，y)依据聚焦透镜校正变更处理(步骤S80)所获得的座标变换函数fx(x)，fy(y)施行座标变换，由消除聚焦透镜20的温度变动引起的加工位置的偏移的方式求出对于偏转装置的驱动指令(x’，y’)(步骤S102)。

其次，驱动指令(x’，y’)向偏转装置(Y轴检流扫描器5，X轴检流扫描器6)输出而由驱动指令(x’，y’)驱动偏转装置(步骤S103)，依据偏转装置的偏转动作对于聚焦透镜20决定激光的照射位置後，施行激光照射(步骤S104)。此後，判断是否继续加工程序(步骤S105)，继续时(步骤S105否定)，由读入加工位置的步骤(步骤S101)再度反覆施行。

如前所述，由于具有校正对于偏转装置的装置而可以消除聚焦透镜20所产生的加工位置的变动，结果可以由良好精确度由目的的加工位置加工。

如前所述替代使用座标变换如图30所示，使用对应于加工位置(x，y)变换为偏转装置指令座标(x’，y’)的聚焦透镜温度的校正矩阵M施行聚焦透镜的校正。经由使用校正矩阵M，对于非线性的位置偏离也可以完全校正结果可以施行高精确度的激光加工。

校正矩阵M如图28所示聚焦透镜校正更新所示，施行定点P1，P2，…Pn的加工，由视觉感测器10的加工位置观察检测各定点的加工点座标q1，q2，…qn，依据该情报对于目的的加工位置可以由良好精确度加工的方式使用最小二乘方法决定。

在图30所示的例，由座标X，Y的二次式求出矩阵M，但要求更高的精确度的情况为也可以使用高次的公式。

其次，使用校正矩阵M加工时的处理的流程参照图31说明。首先，由加工程序读出一连串的加工座标(x，y)列(步骤S121)，在施行激光照射前对于所有的加工点矩阵由校正矩阵M分别校正指令值(步骤S122)，校正的指令值(x’，y’)的校正点列记忆(步骤S123)。

然後，指令值(x’，y’)向偏右装置(Y轴检流扫描器5，X轴检流扫描器6)输出而由驱动指令(x’，y’)驱动偏转装置(步骤S124)，由偏转装置的偏转动作决定对于聚焦透镜20的激光的照射位置後，施行激光照射(步骤S125)。此後，判断加工程序是否继续(步骤S126)，继续时(步骤S126否定)，由偏转装置的驱动步骤(步骤S124)再度反覆施行。

校正矩阵M为对应于聚焦透镜温度设定，对于预先推测的聚焦透镜的温度变动范围仅由必需的分解能力的刻划将温度分割，预先求出各温度下的最适宜的校正矩阵M的值，在此也可以由图32所示的温度校正表格的方式存储。

求出温度校正表格时，不必要每一次加工实施，如果在激光加工装置的导入时或聚焦透镜20的换装时施行已足。这种情况为，对应于温度感测器26所检测的聚焦透镜温度的校正矩阵由记忆器读出而校正偏转量指令。

因此，即使在聚焦透镜20的温度变动的情况下不必要中断激光加工而实施聚焦透镜的校正更新，经由设定对应于现在的聚焦透镜温度的最适宜的校正矩阵M，由此可以抑制温度变动的加工位置的偏移。因此，实施自动运转的连续加工时即使发生聚焦透镜20的温度变动时，不必要中断加工，依据聚焦透镜20的温度的变动可以由最宜值设定校正量，结果可以始终以高精确度施行稳定的激光加工。

图33是表示前述温度校正表格的设定步骤。

关于温度校正表格设定，首先调整聚焦透镜20的温度(步骤131)，经由温度感测器26测试聚焦透镜温度T(步骤S132)。

然後，施行矩阵(matrix)状的定模样加工(步骤S133)，该加工结果的位置误差测试由视觉感测器10施行(步骤S134)，依据所测试的误差计算聚焦透镜温度T的校正矩阵M(步骤S135)。此等处理由聚焦透镜的温度以必须的分解能力改变而实施，对于必要的温度范围反覆施行(步骤S136)。

图34是表示如前所述各温度下的最适宜的校正矩阵M的值预先求出的情况的偏转指令校正装置70。

前述座标变换函数或校正矩阵的更新如图35所示，每在激光加工时，可以先于激光加工施行。图35所示流程图为，激光加工装置的动作开始时，先于激光加工施行聚焦透镜校正的更新(步骤S140)，然後施行激光加工(步骤S150)。

这种情况，可以省略温度感测器26。

多半的情况，聚焦透镜温度短时间内不致于太大的变化的考虑下，聚焦透镜校正更新，也可以由预先决定的时间(timing)，例如每在预定时间(1小时程度)经过时定期施行。

这种情况如图36所示，激光加工装置的动作开始时，先于激光加工，首先判断定时器(timer)1是否为时间增加(timerup)(步骤S160)。不是时间增加的情况为立即施行激光加工(步骤S190)，一直到激光加工终了(步骤S200)前，循环施行步骤S160～步骤S190。

时间增加的情况为，施行聚焦透镜校正更新处理(步骤S170)，由此使定时器1复归(步骤S180)。

实施例16

图37是表示本发明的激光加工装置的实施例16。

本实施例的激光加工装置，在聚焦透镜校正处理部72’的後段，组入Y轴检流扫描器5，X轴检流扫描器6的可变增益设定器73，74。

可变增益设定器73，74，由聚焦透镜校正处理部72’输入校正变换後的座标值(x″，y″)，由温度感测器26供给聚焦透镜温度情报，对应于聚焦透镜温度设定Y轴检流扫描器5，X轴检流扫描器6的增益a，b。

对于聚焦透镜20的温度变动率求出适当的温度参数的增益a，b时，即使有聚焦透镜20的温度变动时也可以由不存在加工位置的偏移的状态下加工。并且，为消除聚焦透镜20的温度变动，作为增益a，b，可以明了由聚焦透镜温度的一次式可以充分消除聚焦透镜20的温度特性的变动。

因此，可以防止聚焦透镜20的温度变动引起的加工位置的偏移。

实施例17

图38是表示本发明的激光加工装置的实施例17。

本实施例的激光加工装置，作为聚焦透镜20的聚焦特性的温度变动的消除机构，设置加工表格驱动指令校正部75，加工表格驱动指令校正部75为，与偏转量指令校正装置70同样对应于温度感测器26所检测的聚焦透镜20的温度由加工程序供给的加工表格装置8的位置指令，由聚焦透镜20的聚焦特性的温度变动特性所决定的校正常数p，q校正。

校正常数p，q，可以预先测试聚焦透镜20的聚焦特性的温度变动特性而获得，经由对于标准温度T0与温度感测器26所检测的聚焦透镜温度T的差值乘算校正系数p，q而获得温度差相对应的校正系数，对于加工程序所供给的位置指令X，Y乘算校正系数，由此获得校正後的位置指令△x，△y。

因此，可以由不发生聚焦透镜20的温度变动引起的加工位置的偏移的方式移动加工工作台装置8，由于即使有聚焦透镜20的温度变动所引起的加工位置的温度变动部分由加工工作台装置8的移动消除的方式作用，因此可以施行良好精确度的激光加工。

实施例18

图39是表示本发明的激光加工装置的实施例18。

本实施例的激光加工装置，作为聚焦透镜20的聚焦特性的温度变动的消除机构，组入聚焦透镜20全体对于偏转装置向光轴方向(Z轴方向)变位的透镜侧Z轴驱动机构。

偏转装置，由安装Y轴扫描镜3的Y轴检流扫描器5，以及安装X轴扫描镜4的X轴检流扫描器6等所构成，并且安装在未图示的架台上。

透镜侧Z轴驱动机构，例如为供送螺旋式，具备搭载固定于前述架台的伺服马达30，以及由伺服马达30旋转驱动，经由旋转使聚焦透镜20向Z轴方向移动的球型螺栓31，以及对应于温度感测器26所检测的聚焦透镜20的温度将Z轴指令向伺服马达80的Z轴驱动器82输出的控制电路83等。

透镜侧Z轴驱动机构，由伺服马达80的球型螺栓81的旋转，使聚焦透镜20与偏转装置的相对距离变化。

通常，聚焦透镜20，由于知道温度上升时折射率也增加，但由于安装于聚焦透镜20的温度感测器26所检测的聚焦透镜温度，聚焦透镜温度增加时偏转装置与聚焦透镜20间的距离缩短，由此由控制电路83输出驱动指令。

因此，聚焦透镜20即使有温度变动，经由消除对应于其温度变化的位置偏移部分的方式变更聚焦透镜20与偏转装置的相对距离，由此可以校正聚焦透镜20的温度变动所引起的加工位置偏移。

因此，可以避免聚焦透镜20的温度变动引起的加工位置的偏移。

实施例19

图40是表示本发明的激光加工装置的实施例19。

本实施例的激光加工装置，作为聚焦透镜20的聚焦特性的温度变动的消除机构，组入调整射入于偏转装置的激光L的射入角度的机构。

该射入角调整机构具有肘弯镜(knee bend mirror)90。肘弯镜90由自在继手等支点91向直交的二个方向(P方向与Q方向)分别以倾斜可能支持。作为肘弯镜90向P方向，Q方向分别倾斜的驱动机构(actuator)，将压电元件92，93驱动连接于肘弯镜90。

压电元件92，93依据校正用角度演算处理部96所输出的指令信号以定量驱动。校正用角度演算处理部96为对应于由温度感测器检测的聚焦透镜20的温度分别将P轴指令与Q轴指令向压电元件92，93的驱动器94，95输出。

压电元件92，93经由电信号(电压控制)以定量驱动，依据温度感测器26所检测的聚焦透镜20的温度，可以调整肘弯镜90的角度。设如预先对于聚焦透镜20的温度将必需的校正角度的关系式设定于校正用角度演算处理部96时，依据校正用角度演算处理部96所指令的校正值，调整激光L射入于偏转装置的角度，也即调整射入于聚焦透镜20的角度，由此可以消除聚焦透镜20的聚焦特性的温度变动。

因此，可以避免起因于聚焦透镜20的温度变动的加工位置偏移。因此，加工时，经由校正对应于加工位置随着偏转装置的驱动使聚焦透镜20的温度变化所引起的加工位置的偏移部分的方式驱动肘弯镜90而改变其角度，结果可以不遭受聚焦透镜20的温度变动的影响施行高精确度的激光加工。

实施例20

图41是表示本发明的激光加工装置的实施例20。

本实施例的激光加工装置，作为聚焦透镜20的聚焦特性的温度变动的消除机构，组入激光波长L的波长可变设定机构。该机构为由可变波长的波长可变激光振荡器200而达成。波长可变振荡器200为，输入于波长指令输入端子201的波长指令信号，输出激光L的波长成为可变，校正电路202为安装于聚焦透镜20的温度感测器26的检测温度T消除聚焦透镜20的光学特性的变动的方式调整激光L的波长。

通常，聚焦透镜20的折射率n为依存于波长入，因此只要调整激光L的波长入时，即可以消除聚焦透镜的温度变动的方式调整。

因此，可以由聚焦透镜20的温度变动引起的位置偏移的方式改变激光的波长，由此可以避免聚焦透镜20的温度变动所引起的加工位置的偏移，结果可以不遭受聚焦透镜的温度变动的影响施行良好精确度的稳定的激光加工。

实施例21

图42是表示本发明的激光加工装置的实施例21。

本实施例的激光加工装置，作为聚焦透镜20的聚焦距离的温度变动的消除机构，组入调整射入于聚焦透镜20的激光L发散角的机构。

本机构为具有转接光电器(aclaptive optics)110。转接光电器110为，激光L的反射面的折射率由电信号可变，由此调整激光L的发散角。

如图43所示，经由射入于聚焦透镜20的激光L的发散角，可以变化聚焦透镜20通过後的激光L的聚焦点位置。在图43中，La是表示激光L的发散角比较小的情况，Lb是表示激光L的发散角比较大的情况。激光的发散角比较小的情况为，由于聚焦点Q1的焦点距离成为h1激光L的发散角比较大的情况为，由于聚焦点Q2的焦点距离成为h2。

转接光电器110依据控制电路111所输出的指令信号以定量驱动。控制电路11对应于温度感测器26所检测的聚焦透镜20的温度将指令向转接光电器110的驱动器112输出。

聚焦透镜20，除了温度引起的工件W上的位置偏移外，也有焦点距离的温度变动，因此经由对应于聚焦透镜温度由转接电器110调整激光L的发散角，可以调整聚焦透镜20所引起的激光L的聚焦点的位置，经由此调整可以将聚焦点的位置维持于工件表面上，因此，聚焦透镜的温度变动时也可以施行稳定的激光加工，由此可以防止起因于聚焦透镜温度的变动的焦点模糊引起的加工不良。

实施例22

图44是表示本发明的激光加工装置的实施例22。

本实施例的激光加工装置，为消除聚焦透镜20引起的聚焦距离的温度变动，作为调整射入于聚焦透镜20的激光L的发散角的机构，组入准直仪透镜位置调整机构。

准直仪透镜(collimator lens)120具有光轴方向移动可能的可动透镜121。可动透镜121对于由伺服马达122驱动的球型螺栓123驱动连接，由于球型螺栓123的旋转施行光轴方向的变位。

伺服马达122依据控制电路124所输出的指令信号驱动。控制电路124由温度感测器26所检测的聚焦透镜20的温度将指令向伺服马达122的驱动器125输出。

依据安装于聚焦透镜20的温度感测器26的检测温度由控制电路124指令透镜位置，经由驱动器125调整，由此可以消除聚焦透镜20的焦点距离的温度变动。

因此可以将聚焦点的位置维持于工件表面上，即使聚焦透镜20有温度变动时仍可以施行稳定的激光加工，可以防止起因于聚焦透镜温度的变动的焦点模糊所引起的加工不良。

实施例23

图45是表示本发明的激光加工装置的实施例23。

本实施例的激光加工装置，作为聚焦透镜20的聚焦距离的温度变动的消除机构，组入使工件工作台(worktable)装置8全体对于聚焦透镜20向光轴方向(Z轴方向)变位的工作台侧Z轴驱动机构(加工工作台高度调整机构)。

工作台侧Z轴驱动机构，例如为供送螺旋式，具备固定在未图示的激光加工装置的基台的伺服马达130，以及由伺服马达130旋转驱动，经由旋转使工件工作台装置8向Z轴方向移动的球型螺栓131，以及对应于温度感测器20所检测的聚焦透镜20的温度将Z轴指令向伺服马达130的Z轴驱动器132输出的控制电路133。

搭载加工对象的工件W的加工工作台装置8，经由伺服马达130使球型螺栓131旋转由此调整Z轴高度。

加工工作台装置8的Z轴高度调整，依据安装于聚焦透镜20的温度感测器26所检测的聚焦透镜20的温度，由消除预先推测的聚焦透镜20的聚焦距离的温度变动成分的方式施行。

因此，聚焦点的位置维持于工件表面上，即使聚焦透镜20发生温度变动也可以施行稳定的激光加工，由此可以防止起因于聚焦透镜温度的变动的焦点模糊所引起的加工不良。工业上的利用可能性

如前所述，本发明的激光加工装置，适合于对于印刷电路基板，半导体基片等的树脂材料或资质材料等材料，施行钻孔，截断，或加标志(marking)等细微高精确度的激光加工。

Claims (39)

1．一种激光加工装置，包括使激光振荡器输出的激光方向改变的偏转装置，和使由所述偏转装置射入的激光折射而在加工对象工件上成像的聚焦透镜，

其特征在于，

所述聚焦透镜，由多片透镜组成，具有根据聚焦透镜温度使多片透镜间的相对位置变化、以便抵消透镜折射率随温度变化的透镜位置调整装置，所述聚焦透镜的聚焦特性与所述聚焦透镜的温度变化无关。

2．如权利要求1所述的激光加工装置，其特征在于，

所述透镜位置调整装置，由检测所述聚焦透镜的温度的温度测量器、沿着光轴方向驱动透镜的驱动机构、以及控制电路构成，所述控制电路对应于由所述温度测量器检测的所述聚焦透镜的温度，控制所述驱动机构，以便补偿由于所述聚焦透镜的温度变化所引起的散焦。

3．如权利要求2所述的激光加工装置，其特征在于，

所述驱动机构由在光轴方向上移动透镜的进给丝杆机构和旋转驱动所述进给丝杆机构的电动机构成。

4．如权利要求2所述的激光加工装置，其特征在于，

所述驱动机构由压电元件构成。

5．如权利要求1所述的激光加工装置，其特征在于，

所述透镜位置调整装置由具有温度依从性的材料构成，并由保持透镜的保持构件构成，利用所述保持构件本身的温度伸缩使所述透镜在光轴方向上产生位移。

6．一种激光加工装置，包括使激光振荡器输出的激光方向改变的偏转装置，和使由所述偏转装置射入的激光折射而在加工对象工件上成像的聚焦透镜，

其特征在于，

对于所述聚焦透镜，除了聚焦用的凸透镜组，还加入温度补偿用的凹透镜，利用所述凹透镜的折射率温度变化来抵消所述凸透镜组的折射率温度变化，所述聚焦透镜的聚焦特性与所述聚焦透镜的温度变化无关。

7．如权利要求6所述的激光加工装置，其特征在于，

所述聚焦透镜的凸透镜组由硒化锌构成，所述凹透镜由锗构成。

8．一种激光加工装置，包括使激光振荡器输出的激光方向改变的偏转装置，和使由所述偏转装置射入的激光折射而在加工对象工件上成像的聚焦透镜，

其特征在于，

具有检测所述聚焦透镜温度的温度测量器，和显示由所述温度测量器检测的所述聚焦透镜温度的温度显示器。

9．如权利要求8所述的激光加工装置，其特征在于，

所述温度显示器具有复位按钮，并显示相对于复位按钮操作时的聚焦透镜温度的温度变化。

10．一种激光加工装置，包括使激光振荡器输出的激光方向改变的偏转装置，和使由所述偏转装置射入的激光折射而在加工对象工件上成像的聚焦透镜，

其特征在于，

具有检测所述聚焦透镜温度的温度测量器，和当所述聚焦透镜的温度变化量超过事先规定的允许值时发出报警的报警装置。

11．一种激光加工装置，包括使激光振荡器输出的激光方向改变的偏转装置，和使由所述偏转装置射入的激光折射而在加工对象工件上成像的聚焦透镜，其特征在于，

具有检测所述聚焦透镜温度的温度测量器，和对所述聚焦透镜进行加热、以便由所述温度测量器检测的聚焦透镜温度保持在规定的一定值的加热手段。

12．一种激光加工装置，包括使激光振荡器输出的激光方向改变的偏转装置，和使由所述偏转装置射入的激光折射而在加工对象工件上成像的聚焦透镜，

其特征在于，

具有检测所述聚焦透镜温度的温度测量器，和对所述聚焦透镜进行冷却、以便由所述温度测量器检测的聚焦透镜温度保持在规定的一定值的温度控制手段。

13．如权利要求12所述的激光加工装置，其特征在于，

所述温度控制手段是珀尔帖(Peltier)元件。

14．一种激光加工装置，包括使激光振荡器输出的激光方向改变的偏转装置，和使由所述偏转装置射入的激光折射而在加工对象工件上成像的聚焦透镜，

其特征在于，

具有将所述聚焦透镜与外气隔热的隔热手段。

15．如权利要求14所述的激光加工装置，其特征在于，

所述隔热手段由围绕聚焦透镜外侧的外筒体、填充在所述聚焦透镜与所述外筒体之间划定的隔热空间中的隔热材料和将所述隔热空间的上端和下端密封而配置的激光穿透性的窗口密封板构成。

16．如权利要求14所述的激光加工装置，其特征在于，

所述隔热手段通过由隔热原料形成的隔热材料，支承构成聚焦透镜的透镜。

17．如权利要求14所述的激光加工装置，其特征在于，

所述隔热手段具有多个突起，并具有使所述突起的前端部与所述聚焦透镜的透镜进行点接触来保持所述透镜的透镜安装构件。

18．如权利要求14所述的激光加工装置，其特征在于，

所述隔热手段具有突条，并具有使所述突条的前端部与所述聚焦透镜的透镜进行点接触来保持所述透镜的透镜安装构件。

19．如权利要求14所述的激光加工装置，其特征在于，

所述聚焦透镜由多片凸透镜构成，其中，最上部和最下部的凸透镜由光学特性不易受温度影响的透镜材料构成，配置在中间部分的凸透镜由光学特性容易受温度影响的透镜材料构成。

20．如权利要求19所述的激光加工装置，其特征在于，

所述中间配置的凸透镜，利用具有突条并使所述突条的前端部与聚焦透镜的透镜进行线接触的透镜安装构件支承。

21．一种激光加工装置，包括使激光振荡器输出的激光方向改变的偏转装置，和使由所述偏转装置射入的激光折射而在加工对象工件上成像的聚焦透镜，

其特征在于，

具有检测所述聚焦透镜温度的温度测量器，和调整所述聚焦透镜的配置部分的气氛温度、以便由所述温度测量器检测的聚焦透镜温度保持在规定的一定值的温度调整手段。

22．一种激光加工装置，包括使激光振荡器输出的激光方向改变的偏转装置，和使由所述偏转装置射入的激光折射而在加工对象工件上成像的聚焦透镜，

其特征在于，

具有调整射入到所述聚焦透镜中的激光的角度、并补偿由于聚焦透镜温度变动所导致的所述聚焦透镜光学特性变动量的补偿机构。

23．如权利要求22所述的激光加工装置，其特征在于，

所述补偿机构是校正对于所述偏转装置的偏转量指令值的偏转量指令校正手段。

24．如权利要求23所述的激光加工装置，其特征在于，

具有检测所述聚焦透镜温度的温度测量器，所述偏转量指令校正手段根据所述温度测量器检测的聚焦透镜温度相应设定的校正参数，校正对于所述偏转装置的偏转量指令值。

25．如权利要求23所述的激光加工装置，其特征在于，

所述偏转量指令校正手段利用基于定点加工的加工位置误差得到的坐标变换函数的坐标变换，进行偏转量指令的校正。

26．如权利要求23所述的激光加工装置，其特征在于，

所述偏转量指令校正手段利用基于定点加工的加工位置误差得到的校正矩阵，进行偏转量指令的校正。

27．如权利要求25或26所述的激光加工装置，其特征在于，

对每次激光加工，在激光加工前更新所述坐标变换函数或者所述校正矩阵。

28．如权利要求25或26所述的激光加工装置，其特征在于，

具有检测所述聚焦透镜温度的温度测量器，当由所述温度测量器检测的聚焦透镜温度变化了规定值以上时，在激光加工前，对应于这时的聚焦透镜温度，更新所述坐标变换函数或者所述校正矩阵。

29．如权利要求25或26所述的激光加工装置，其特征在于，

于预定的时间更新所述坐标变换函数或者所述校正矩阵。

30．如权利要求25或26所述的激光加工装置，其特征在于，

每经过规定的时间，更新所述坐标变换函数或者所述校正矩阵。

31．如权利要求26所述的激光加工装置，其特征在于，

预先取得各聚焦透镜温度的校正矩阵，具有检测所述聚焦透镜温度的温度测量器，并使用所述温度测量器检测的聚焦透镜温度相应的校正矩阵。

32．如权利要求21或22所述的激光加工装置，其特征在于，

所述补偿机构包含对应于由温度测量器检测的聚焦透镜温度、可变设定对于所述偏转装置的偏转量的指令值的增益的可变增益设定装置。

33．如权利要求22所述的激光加工装置，其特征在于，

所述补偿机构包含调整射入所述偏转装置的激光角度的曲面镜。

34．一种激光加工装置，包括使激光振荡器输出的激光方向改变的偏转装置，和使由所述偏转装置射入的激光折射而在加工对象工件上成像的聚焦透镜，

其特征在于，

具有检测所述聚焦透镜温度的温度测量器及加工平台驱动指令校正手段，所述加工平台驱动指令校正手段对应于由所述温度测量器检测的所述聚焦透镜温度，对加工对象工件相对于所述聚焦透镜的位置指令进行校正，补偿由于聚焦透镜温度变动所导致的所述聚焦透镜光学特性的变动量。

35．一种激光加工装置，包括使激光振荡器输出的激光方向改变的偏转装置，和使由所述偏转装置射入的激光折射而在加工对象工件上成像的聚焦透镜，

其特征在于，

具有检测所述聚焦透镜温度的温度测量器及可变波长激光振荡器，所述可变波长激光振荡器对应于由所述温度测量器检测的聚焦透镜温度，可变设定输出的激光波长，以便补偿由于聚焦透镜温度变动所导致的所述聚焦透镜的光学特性的变动量。

36．一种激光加工装置，包括使激光振荡器输出的激光方向改变的偏转装置，和使由所述偏转装置射入的激光折射而在加工对象工件上成像的聚焦透镜，

其特征在于，

具有检测所述聚焦透镜温度的温度测量器及补偿机构，所述补偿机构对应于由所述温度测量器检测的聚焦透镜温度，调整所述聚焦透镜与偏转装置之间的距离，补偿由于聚焦透镜温度变动所导致的所述聚焦透镜光学特性的变动量。

37．一种激光加工装置，包括使激光振荡器输出的激光方向改变的偏转装置，和使由所述偏转装置射入的激光折射而在加工对象工件上成像的聚焦透镜，

其特征在于，

具有检测所述聚焦透镜温度的温度测量器及自适应光学系统，所述应适应光学系统对应于由所述温度测量器检测的聚焦透镜温度，调整激光的发散角，以便补偿由于聚焦透镜温度所导致的所述聚焦透镜焦距的变化量。

38．一种激光加工装置，包括使激光振荡器输出的激光方向改变的偏转装置，和使由所述偏转装置射入的激光折射而在加工对象工件上成像的聚焦透镜，

其特征在于，

具有检测所述聚焦透镜温度的温度测量器及准直透镜位置调整机构，所述准直透镜位置调整机构对应于由所述温度测量器检测的聚焦透镜温度、调整准直透镜位置，以便补偿由于聚焦透镜温度变动所导致的所述聚焦透镜焦距的变化量。

39．一种激光加工装置，包括使激光振荡器输出的激光方向改变的偏转装置，和使由所述偏转装置射入的激光折射而在加工对象工件上成像的聚焦透镜，

其特征在于，

具有检测所述聚焦透镜温度的温度测量器，和调整从所述聚焦透镜到加工对象工件为止的距离、以便补偿由于聚焦透镜温度变动所导致的所述聚焦透镜焦距的变化量的加工平台高度调整机构。

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