JP2002525620A

JP2002525620A - レーザ加工装置により形成される凹部の深さ測定および深さ制御または自動深さ制御

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Publication number: JP2002525620A
Application number: JP2000572630A
Authority: JP
Inventors: クール、ミハエル; ヴルバ、ペテル; ヒルデブラント、ペテル; ライザッヘル、マルチン
Original assignee: レーザーテクゲーエムベーハー
Priority date: 1998-09-30
Filing date: 1998-09-30
Publication date: 2002-08-13
Anticipated expiration: 2018-09-30
Also published as: EP1117974B1; WO2000019167A1; DE59813035D1; JP4488142B2; EP1117974A1; ES2248919T3; US6861616B1

Abstract

(57)【要約】深さ測定の方法により、較正面上の測定点の深さを測定し、かつ測定値と既知値との差に応じて修正値が使用され、かつ後の修正用に記憶される。凹部を層ごとに製造する方法により、凹部深さｚに応じて１つの層Ｓ_i+1を除去するため、水平方向境界ｘ_g，ｙ_gが凹部の形状限定に従って決定される。測定値は、連続的に記憶され、レーザ加工装置を後で調整するために使用される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は、最広義では、レーザ加工装置により形成される凹部の深さ測定およ
び深さ制御または自動式深さ制御に関するものである。深さ測定システムはドイツ国特許公開ＤＥＯＳ４２０６４９９により周知
である。この場合、非干渉性プロセス光が、例えば３角測定法により分析される
か、または光スポットの異なる反射の間隔により分析される。センサまたはセンサ配列上に光スポットを写すために、レンズが必要である。
光スポットは加工区域Ｂｘ，Ｂｙにおける任意の位置にあってもよいので、集光
は、レーザ加工装置の加工区域内の光スポットのどの位置でも十分に精密になる
ように顧慮せねばならない。

【０００２】従来のレンズは球形焦点面を有している。レーザ加工装置により加工される面
は、しかし、概して球形ではないので、常にわずかに焦点ずれが生じる。いわゆ
るＦΘ−レンズは、平らな焦点面を有するように修正される。しかし、この焦点
面も完全には平面的ではないため、焦点ずれが生じ得る。所望の測定精度次第で
は、このような焦点ボケのために、許容できない精度損失を生じることがある。
前記ＦΘ−レンズでは、約１００μｍの値域内での測定精度が可能である。該Ｆ
Θ−レンズの焦点面の不精密度も、前記値域内にある。しかし、現在のレーザ加
工装置では、数マイクロメートルの製造精度が達成可能または制御可能である。
しかし、その場合には、特に製造精度と同程度に精密である必要のある、相応に
精密な測定システムも必要になる。これらの所要精度は、前記ＤＥ４２０６４
９９による周知の測定システムでは得られない。このことは、特に測定システム
が加工システムに統合されている場合、特に双方が同じ光学素子を使用している
場合に、妥当する。その場合、測定に使用されるプロセス光は、映像システムの
比較的広い区域を通過する結果、既述の不精密度が明らかに現れる。該不精密度
は十分の１ミリメートルの値域となり得る。

【０００３】ＤＥ４２Ｏ９９３３から、Ｎｄ：ＹＡＧレーザによって金属体および非金属
体の表面を部分的に変更する方法は周知である。しかし、該方法には深さ方向で
材料を除去することは含まれていない。

【０００４】レーザ加工装置による凹部の形成は、これまで材料を層状に除去することで行
われて来た。層厚はそれぞれ予め決められ制御される。このやり方には、目標制
御を任意の場合に確実に達成するには、性能条件を必要とする欠点がある。加え
て、周知の方法には、深さ制御の場合、制御の好結果が測定箇所とは別の箇所に
現れるという欠点がある。これは、制御装置の処理速度とレーザ光の案内速度に
よるものである。処理の持続する間、制御結果が局部的に変位するように、レー
ザ光は前方へ動かされる。この傾向が後の層にも生じる結果、深さの制御が困難
になる。

【０００５】本発明の目的は、レーザ加工装置の場合に、正確な深さ測定および精密な深さ
制御の方法および装置を得ることにある。前記目的は、独立請求項に記載の特徴により達成される。従属請求項は本発明
の好適実施例に関係する。正確な深さ測定は、特に使用される光学素子用の実際のセンサシステムを較正
することで達せられる。この目的のために、既知の較正面、好ましくは平面を測
定する。次に、実際値を既知値と比較し、加工区域での各位置ごとの修正値を出
して、その差に応じて記憶させる。本明細書の場合、凹部深さは、直角座標系のｚ方向に延在し、加工区域は、該
座標系のｘ−ｙ面に実質的に延在する平面と仮定する（図１参照）。加工区域Ｂ
ｘ，Ｂｙに対しては、したがって２次元の修正域が検出され、この修正域が実測
の修正に使用できる。

【０００６】従来技術の場合のように固定層厚で加工する代わりに、凹部の瞬間深さｚを検
出し、除去すべき後続の層、特に次の層に対するｘ方向およびｙ方向におけるの
境界を、凹部の前記絶対深さに応じて形成すべき形状限定により決定することも
できる。底部へ向かって桶状に先細になる形状の場合、例えば、１つの層の除去
中に、意図するより深く材料に貫入したことが確認されたとする。その場合には
、次の層のｘ方向およびｙ方向に境界をより狭く設定する。更なる精度の向上は、凹部の絶対深さを、次の層に対する水平方向における境
界の計算に考慮するだけでなく、現時点で使用しているパラメータにより現時点
で層厚を除去する場合に達せられよう。前記層厚Δｚにより、形状限定の、ｚ方
向における精密な進行が達せられるので、次の層に対し相応により精密な境界が
計算可能になる。

【０００７】装置制御用の「演繹的」情報を得るためには、連続的に決定された深さ測定値
を、特にｘ座標およびｙ座標の値に従って記憶させてもよい。こうして記憶され
た情報は、以後の進行に利用して、適切な措置を取ることができる。ここではっきりと特に挙げるのは、本出願人は、レーザによる工作物加工の方
法および装置に関する２つの別の出願、すなわち出願番号第．．．号（「パッチ
ング」）および出願番号第．．．号（「分離手段」）を、本特許出願の出願日に
極めて近い日付で提出したことである。必要とあれば以下の説明中で前記出願に
明瞭に言及することにする。

【０００８】以下で本発明の個別実施例を添付図面につき説明する。図１は、レーザ加工装置の概略図である。必要なら、説明は、既述の直角ｘ
−ｔ−ｚ座標系に即して行うが、その場合、ｘとｚとは図の面内に示され、ｙは
図の面を貫通して下方へ延在する。取付け台１６は加工ヘッド１３と工作物テーブル１４とを備え、工作物テーブ
ルは、必要なら移動可能である。概して、加工ヘッド１３と工作物１１との相対
運動は、少なくともｘ−ｙ面で可能である。このことは、工作物テーブル１４と
取付け台１６との間のローラ１５が示している。その代わりに、またはそれに加
えて、加工ヘッド１３を可動にすることもできる。工作物１１には凹部１０が形
成される。凹部はレーザ光１２によって形成される。概して、材料の層状除去は
、ｚ方向に異なる位置にそれぞれ位置し、かつｘ−ｙ平面に延在する層を頂部か
ら底部へ順次に除去することで行われる。図６には、この経過が略示されている
：断面図の上部には、線１０７が所望の最終形状が可視的な輪郭で示す。該最終
形状は、材料の層状の除去により形成される。複数の層が符号１０６で示されて
いる。破線は既に除去された層であり、実線はこれから除去される層を示す。現
在処理されている層は符号Ｓ_iで示され、その前の層は符号Ｓ_i-1で、次の層はＳ _i+1 で示されている。前記可能性の組み合わせも可能である。

【０００９】１つの層を除去するには、種々の策略が可能である：加工ヘッドの加工区域
Ｂｘ，Ｂｙ内では、面にわたりレーザ光が適当なレーザ光案内部によって案内さ
れる。蛇行状の実施形式が示されている。平面図の上部に示した一実施例では、
レーザ光案内部が、主として全加工区域Ｂｘ，Ｂｙを走査し、レーザ光は、被加
工面、つまり凹部１０の底部を走査する場合にのみ、励起される。この走査は、
実線１０１ｂに対応し、これに対し破線１０１ａは「暗い経路」を示している。
他方、平面図の下部に示す一実施例では、レーザ光案内部が、被加工面、つまり
凹部の現在の底部にわたってのみレーザ光を案内する。層Ｓ_iが除去されると、
次の層Ｓ_i+1の加工が続けられる。

【００１０】加工区域Ｂｘ，Ｂｙは、概して構造上の条件によって制限される。一般に、加
工区域は方形の区域であり、該区域外ではレーザ光はもはや案内できない。図１
の下部に、このことが略示されている。この図では、加工ヘッドはスポットライ
ト源１３と仮定される。光の偏向は、可能な最も左の位置１２ａと可能な最も右
の位置１２ｂとの間で行うことができる。これにより、ｘ方向における区域Ｂｘ
が得られる。これに準じて、同じことがｙ座標でも可能である。図１の装置は制御ユニット１７を備え、該制御ユニットは導線１８を介して処
理装置と接続されている。制御ユニット１７（以下では簡単に制御装置と呼ぶ）
は、コンパクトに、または空間的に分配されて構成されている。一般に、制御装
置はデジタル構成要素、例えばプロセスコンピュータを含んでいる。

【００１１】図２には、制御装置１７の構成の機能ブロックが略示されている。Ｎ信号入力
導線１８ａとＭ信号出力導線１８ｂとが備えられている。これらの導線は、ドラ
イバ／カップリング／コンバータ／プロセッシング要素６７ａ，６７ｂを通り、
これらがデータフォーマット、性能、その他に関する変換を行う。制御装置１７
は異なる種類のデータが記憶可能な少なくとも１つのメモリ６４を含む。加えて
、種々の一般的な制御または自動制御の機能６５が備えられている（例えばレー
ザ走査、レーザ光案内等の機能）。符号６８は、既述の別の２つの特許出願（「
パッチング」および「分離手段」）に記載の機能に対応する機能および特徴を表
している。これらの機能および特徴が、本発明による機能と一緒に備えられ、好
ましい影響を有することができる。符号６６は、個別のチャネル間の必要なコミ
ュニケーションを可能にするチャネルを表している。該チャネルは、ハードウェ
アと見なされる限りにおいて、例えばコンピュータの母線でよい。

【００１２】符号６１は、本発明による深さ測定の機能を示し、符号６２は、本発明による
層Ｓ_iの加工境界を決定する制御機能を示し、符号６３は、本発明により測定値
を記憶し、かつ後で分析する機能を示している。機能６１〜６３は、少なくとも
メモリ６４により、かつまた要求に応じて別の機能と共に、発揮される。該機能
は、また前記別の２つの特許出願に記載の機能６８との相互作用も可能である。

【００１３】図３には、深さ測定装置の一実施例が例示されている。既出の図で使用された
符号に対応する符号は、同じ構成要素を指している。図示の実施例では、主セン
サ７０が空間的に加工ヘッド１３（加工レーザ光放出用）に統合されている。特
に、センサ７０により分析されたプロセス光は、加工レーザ光が通過するのと同
じ光学素子を少なくとも部分的に通過する。レーザ光により丁度照射された工作
物１１上の加工箇所のライトスポットの像を受け取るラインセンサが、図示され
ている。該センサの測定原理は、ＤＥＯＳ４２０６４９９に記載されている
通りである。該センサは、制御装置１７により受け取られ、特に本発明による深
さ測定ユニット６１により受け取られ多かれ少なかれ大幅に調節された信号を出
力する。符号７１は該ユニットは、比較的生のセンサ信号を深さ値ｚに変換する
（図１のｚ座標に沿って）複合信号処理ユニットを示す。

【００１４】正確な測定を行うために、深さの実測に先立って深さ測定装置を較正する。こ
の目的のために、較正面を測定する。較正面は、好ましくは平らな既知形状を有
している。較正面の大きさは、全加工区域Ｂｘ，Ｂｙを較正面上に収容できる大
きさであるのが好ましい。１回の較正実施により、ｚ方向における較正面高さを
、加工区域Ｂｘ，Ｂｙ内の種々の箇所（例えば格子形式で分配された）で測定す
る。こうして得られた測定値を、比較器７３内で較正面（符号７２で示す）の既
知高さと比較する。その差が測定誤差の尺度となる。この差は、その位置に応じ
てメモリ７４に記憶されるか、または同じく位置に応じて、記憶すべき修正値の
決定に使用できる。ここで言う「位置に応じて」とは、加工区域Ｂｘ，Ｂｙ内で
のｘ方向またｙ方向における位置に応じることをいう。ｘ座標とｙ座標とは、制
御装置１７に一般機能６５により既知である。

【００１５】較正過程中、実測値の修正に使用できる平面的な修正域が記憶される。これが
、構成要素７５によって表されている。該構成要素は、センサ７０、導線１８，
６６、信号調節器７１を介して実測値を受け取る。加えて、深さ測定位置に対応
する修正値をメモリ７４からその位置で受け取る。修正装置７５では、測定値が
修正され、他のシステム機能に対し出力されるか、または保留される。修正は、
加法および／または乗法によって実施できる。同定域を設けることもできる。絶
対深さｚに応じた修正を行うこともできる。

【００１６】較正過程中、較正面は、個々の測定と測定との間に水平方向（ｘおよび／また
はｙ方向）にずらしながら、複数回測定できる。その場合、加工区域Ｂｘ，Ｂｙ
内で各位置ｘ，ｙについて得られた測定値に応じて、修正値が、加工区域Ｂｘ，
Ｂｙ内の個々の位置について決定される（平均化、補間、その他による）。実測
値修正のためには、特に、現在の測定位置について離れた修正値が皆無または１
つだけ存在する場合には、補間または平均値化を行うこともできる。本発明による較正または本発明による深さ測定により、数マイクロメートル、
好ましくは１μｍ未満の範囲の測定精度が可能になる。修正値は、加法により得
られた修正値であるかぎり、１ｍｍ以上までの値に対応し得る。しかし、前述のｚ方向における深さ測定は後述する機能には使用する必要はな
い。

【００１７】図４には層除去用の制御装置が略示されている。基本的な考え方は、図７を参
照して説明する。この図における符号は、既出の図における特徴に対応する特徴
を表している。図７には、凹部１０の底部１１２に当るレーザ光１２が示されて
いる。レーザ光１２は、レーザ光案内部によって矢印方向１１１（この場合はｘ
方向）に移動せめられる。層Ｓ_iの材料は、蒸発させられ、かつ液化されて、除
去される。この過程が、加工位置１１０から発する矢印で示されている。層厚は
Δｚと仮定され、絶対測定深さはｚである。凹部１０の壁部１１３は、下の層で
も輪郭１０７に従う。次の層Ｓ_i+1の除去境界ｘ_gは、特に傾斜壁部の場合には、
深さｚに依存し、ｄ_zはｄｘ_gとなる。層から層へ深さｚを所定値に設定できるか
ぎり、層ｘ_g（および対応的にｙ_g）での層除去の境界も、予め設定して、調節で
きる。このことは、装置の固定的なプログラミングに対応する。しかし、前記層
厚を固執しないことが望ましい。時には技術的に不可能なこともある。ｚの変化
の結果、ｘ_gおよびｙ_gも変化するから、実際深さｚに基づく次の層Ｓ_i+1につい
て、ｘ−ｙ平面内での除去境界を決定するのが有利である。これは、順応性のあ
るプログラミングに対応する。この考え方を実現するための装置が図４に略示さ
れている。該装置は、次の層、特にＳ_i+1における材料除去の水平方向境界ｘ_g，
ｙ_gを、メモリ８３に記憶された形状限定に基づいて凹部深さｚに応じて決定す
るための制御装置８１を含んでいる。この目的のために、一方では、制御装置８
１は、形状限定を含むデータを受け取り、他方では、深さｚ（または深さから派
生する値、例えばろ過または平均化された値）を受け取る。これらのデータから
、層除去用の水平方向における境界ｘ_g，ｙ_gが決定され、前記値を調節するため
従来の構成素子６５に送られる。

【００１８】精度の更なる向上は、材料除去境界ｘ_g，ｙ_gを決定するのに、絶対深さｚのみ
でなく、現在パラメータにより丁度除去された層厚Δｚをも考慮に入れた場合に
得られよう。その場合、「凹部深さ」の計算は、層厚の理論値を用いて行う必要
はなく、実際に除去された現在の層厚を使用してよい。

【００１９】測定深さｚを（層厚の理論値と一緒に）境界決定のため考慮に入れさえすれば
、累積誤差の発生が避けられ、たかだか理論層厚と実際層厚との差に対応する非
累積誤差が生じるだけであり、これは許容可能な場合にもある。実際層厚Δｚを
境界決定に考慮にいれれば、この残留誤差の発生も防止されよう。

【００２０】図４には、層厚を検出する装置８２が示されている。該装置を、例えば前の層
Ｓ_i-1の測定値を記憶して、該測定値を層Ｓ_iの除去中に測定した値と比較するよ
うに設計することができる。その差は、層厚Δｚに対応する。この場合も、ろ過
された値または平均値が使用できる。凹部の形状限定は、例えばＣＡＤデータ形式でメモリ８３に記憶させることが
できる。装置８１は、面（ｚ＋Δｚの値に対応）と形状（凹部の形状限定に対応
）との間の交差縁部を、メモリ８３に記憶された種類のデータから計算できる比
較的に複雑な構造である。

【００２１】図５には、連続測定された深さデータｚを連続的に記憶する機能が示されてい
る。この記憶は、好ましくは装置の加工区域の測定箇所の位置に対応する記憶箇
所で行われる。現在の底部１１２を、図７に示すように平らには必ずしも形成で
きない。むしろ、波状部または隆起部またはくぼみが生じ得る。図６には、符号
１０３で隆起部が示されている。図７のレーザ光１２の矢印１１１方向における
移動を考慮に入れて、送り速度ｖ_xは決定できる。他方、システムの反応速度を
１測定に限定すると仮定すれば、時間ｔ_Rは、ｚの測定値がレーザ光１２に影響
し得るまでに経過する反応時間として決定できる。反応時間ｔ_Rと送り速度ｖ_Xの
ため、制御介入は、主として空間的にずらされて効果的になる。これが、制御技
術的には不動時間に相当する。不都合な場合には、振動（波形）が生じることが
ある。このずれはΔｘ＝ｖ_x・ｔ_Rに相当し、従って完全に観測精度（例えばｖ_x
＝０．１ｍ／ｓ、ｔ_R＝０．５ｍｓ、Δｘ＝５０μｍ）の範囲に含まれる。こう
した不都合な影響を補償するために、深さｚの測定値を記憶させ、該測定値を後
で考慮するのが望ましい。これによって、記憶深さデータに応じて自動制御に重
なる、または自動制御の基礎となる制御が行われることになる。

【００２２】深さｚを連続測定または準連続測定する場合には、それはメモリ９１に連続的
に書き込まれ、適当な仕方で後で使用することもできる。その場合、凹部の現在
の底部の地形または地形マップが、メモリ９１内に発生し、該地形マップが、そ
のつど測定される深さ値ｚを表にしたものである。面上の測定箇所の密度は、高
い値へ向かって送り速度ｖ_Xと反応時間ｔ_Rとによりレーザ光送り方向において限
定され、該限定範囲内で選択できる。図７に示すように、蛇行状に面を覆う場合
、測定箇所の密度は、送り方向に対して横方向の蛇行トラック間隔で決まる。

【００２３】底部の地形マップまたは地形が、例えば隆起部１０３を示す場合、この演繹的
な情報は、誤差修正を妨げるシステム反応時間による一時的ずれなしに、前記不
規則状態を平坦化するのに使用できる。演繹的情報のために、レーザ光の相互作
用パラメータは、認知された不規則状態の範囲内で変更（隆起の場合には、より
激しい材料除去、くぼみの場合には、より不十分な材料除去）することができる
、あるいはまた偏差が大きい場合には、不規則状態（隆起部またはくぼみ周囲の
部分）のみを除去するため、付加的な層を挟むことができる。

【００２４】レーザ光が同一層内で再度誤差の近く（例えば図６の蛇行案内の場合、隣接ト
ラック内で）を通過した場合に、レーザ光の相互作用パラメータは変更できる。
ここで、レーザ光の作用が正確に１つのトラックに限定できないと仮定されてい
る。有効な区域は、凹部の現在の底部に入射するレーザ光が現在観察される「理
想」トラックに有効なだけでなく、隣接トラックにも有効なように、むしろ不明
瞭に限定されている。加えて、レーザ光の相互作用パラメータは、先行の層内で
認知された不規則状態を補償するために、後続層、例えば次の層内で変更するこ
ともできる。

【００２５】記憶された凹部深さデータに応じて相互作用パラメータの前述の調整を、制御
の意味で行う場合、現在の測定値に応じたレーザ光の制御を維持することができ
る。しかし、レーザ光は、記憶パラメータだけに応じて制御されるように、この
制御なしで、現在の測定値に応じて操作できる。

【００２６】既述の底部地形マップの作成は、図４を参照して述べた水平方向における材料
除去境界の決定と有利に組み合わせられる。前記技術は、既述の測定装置と関連
づけて（較正曲線を参照して）個別にまたは組み合わせて使用することができる
。図５を参照して説明した底部地形マップを、本出願人の別の出願第．．．号（
「パッチング」）に説明した相対位置の調整方法と一緒に使用することもできる
。例えば、加工ヘッドと工作物との相対位置は、対応位置に信頼性のある加工が
可能になるよう、工作物上の臨界的な区域（例えば隆起部１０３またはくぼみ）
が、装置の加工区域の境界部分に位置しないように選択できる。底部地形マップ
作成中に記憶されたデータに応じて、出願第．．．号（「分離手段」）により分
離手段の供給部に影響を与えることも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】レーザ加工装置の略図である。

【図２】制御装置の略示機能ブロック図である。

【図３】図２の深さ測定装置を示す図である。

【図４】１つの層内で材料除去境界を決定するための、図２に示した制御装置の図であ
る。

【図５】測定値を記憶するための、図２の制御装置の図である。

【図６】全般的な考慮の説明のため、工作物を略示した平面図である。

【図７】全般的な考慮の説明のため、工作物を略示した断面図である。

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１２年１１月３日（２０００．１１．３）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【請求項２７】前記制御ユニットが、レーザ光の相互作用パラメータの即
座の調節または後の調節のために、測定値を利用することを特徴とする、請求項
２５または請求項２６に記載の装置。

【手続補正書】

【提出日】平成１３年５月２８日（２００１．５．２８）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【請求項２３】前記制御装置が、レーザ光の相互作用パラメータの即座の
または後の調節のために、測定値を用いることを特徴とする請求項２１または請
求項２２に記載の装置。

【手続補正書】

【提出日】平成１３年８月２８日（２００１．８．２８）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ライザッヘル、マルチンドイツ連邦共和国ケムプテン、マリアベルゲルシュトラーセ 69 エイＦターム(参考） 2F065 AA25 BB05 DD03 FF09 GG04 JJ25 QQ23 2F069 AA43 BB01 BB38 DD19 FF07 GG04 GG07 GG62 GG72 GG73 HH09 JJ07 JJ14 JJ25 KK08 MM14 NN21 NN26 RR09 4E068 AD00 CB02 CC06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】工作物の表面に凹部を形成可能なレーザ加工装置の深さセン
サを較正する方法において、既知形状の較正面上で複数測定点の深さを測定し、測定値を較正面の各測定点での既知値と比較し、測定値と既知値との差に応じた修正値を、各座標と一緒に記憶させるか、また
は各座標に対応する記憶箇所に記憶させることを特徴とする、レーザ加工装置の
深さセンサを較正する方法。
【請求項２】前記深さセンサが、加工箇所から発せられる光を深さ測定に
利用し、レーザ光が、装置により予め決められた加工区域内でレーザ光線案内部
を用いて工作物の表面にわたり案内されることを特徴とする、請求項１に記載の
方法。
【請求項３】前記較正面が平面であることを特徴とする、請求項１または
請求項２に記載の方法。
【請求項４】前記較正面が複数回測定され、その際較正面が個々の測定の
間に測定システムに対し水平方向に変位され、かつまた加工区域内で互いに対応
する測定点、または互いに接近して位置する測定点に対する修正値が、すべての
測定に応じて、該測定点ごとに形成され、該測定点ごとに記憶されることを特徴
とする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】レーザ光の送り方向における測定点と測定点との間隔が、デ
ジタルシステムの加工速度により、かつまたレーザ光の送り速度により決定され
ることを特徴とする、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】較正面が５μｍ未満の、好ましくは１μｍ未満の起伏を有す
ることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項７】レーザ加工装置により形成される凹部内で、加工箇所から発
せられる光を深さ測定に利用する深さセンサによって深さを測定する方法であっ
て、レーザ光が、装置により予め決められた加工区域内でレーザ光案内部を用い
て工作物表面にわたり案内される形式の方法において、深さセンサを、請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の方法により
較正し、凹部の特定箇所での深さを測定し、その測定値を、該特定箇所の位置に応じ、かつ記憶修正値を参照して修正し、その修正値を測定深さとして使用することを特徴とする、凹部内で深さを測定
する方法。
【請求項８】前記修正を加法および／または乗法によって行う、請求項７
に記載の方法。
【請求項９】凹部の深さに応じて修正を行う、請求項７または請求項８に
記載の方法。
【請求項１０】規定された形状に対応して水平の層（Ｓ；ｘ，ｙ）におけ
る工作物材料から層状に除去するレーザ加工装置を用いて、規定された形状の凹
部を工作物に形成する方法であって、該凹部の深さ（ｚ）を連続的に、特に請求
項７から請求項９までのいずれか１項により測定するレーザ加工装置において、次の層（Ｓ_i+1）における材料除去のための水平方向境界（ｘ_g，ｙ_g）が、凹
部の形状限定から、かつ凹部の深さ（ｚ）に応じて決定されることを特徴とする
、規定された形状の凹部を工作物に形成する方法。
【請求項１１】除去された層（Ｓ_i）の厚さ（Δｚ）が測定凹部深さから
得られ、次の層（Ｓ_i+1）における材料除去のための水平方向境界（ｘ_g，ｙ_g）
が、また凹部の形状限定から、かつ決定された層厚（Δｚ）に応じて、得られる
ことを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】１つの層の材料除去境界の決定が、凹部の記憶形状データ
を参照して行われることを特徴とする、請求項１０または請求項１１に記載の方
法。
【請求項１３】規定された形状に対応して工作物の材料を層状に除去する
レーザ加工装置を用いて、規定された形状の凹部を、特に請求項１０から請求項
１２までのいずれか１項に従って、工作物に形成する方法であって、該凹部の深
さ（ｚ）を連続的に、特に請求項７から請求項９までのいずれか１項により測定
するレーザ加工装置において、測定値が、各座標と一緒に、または各座標に対応するメモリ箇所に、連続的
に記憶され、かつレーザ加工装置の以後の制御に使用されることを特徴とする、
レーザ加工装置を用いて規定形状の凹部を工作物に形成する方法。
【請求項１４】同一層内でレーザが測定値に対応する位置の近くにある場
合、および／または下の層内でレーザが測定値に対応する位置の近くに、もしく
は該位置にある場合、記憶された測定値が使用されることを特徴とする、請求項
１３に記憶された方法。
【請求項１５】測定値が、レーザ光の相互作用パラメータの即時の調節ま
たは後の調節に使用されることを特徴とする、請求項１３または請求項１４に記
載の方法。
【請求項１６】レーザ振幅および／またはパルス過剰および／またはパル
スレーザ走査比を調節することを特徴とする、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】記憶された測定値を部分層の除去に使用することを特徴と
する、請求項１３から請求項１６までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１８】特に請求項７から請求項９までのいずれか１項に記載され
た方法を実施するための、凹部（１０）内の深さ測定装置であって、該凹部が、
装置により予め決められた加工区域内で工作物表面にわたりレーザ光案内手段の
助けによりレーザ光を案内するレーザ加工装置（１２〜１８）によって発生せし
められ、前記装置が、深さ測定のため加工箇所から発せられる光を使用し、かつ
測定値を発生させる深さセンサ（７０，７１）を含む深さ測定装置において、好ましくは平面的な較正面の測定に適し、かつ測定値と既知値との差に応じて
修正値を各座標と一緒に、または各座標に対応する記憶箇所に記憶するメモリ（
７３）を含む較正装置（７２〜７４）と、記憶箇所の位置に応じて、かつまたメモリ（７４）に記憶された修正値を参照
して、測定値を修正する修正装置（７４，７５）とを特徴とする、凹部内の深さ
測定装置。
【請求項１９】前記修正が、加法および／または乗法によって行われるこ
とを特徴とする、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】凹部の深さに応じて修正を行うことを特徴とする、請求項
１８または請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】特に請求項１０から請求項１２までのいずれか１項に記載
された方法を実施するための、工作物（１１）に規定形状の凹部（１０）を形成
する装置であって、水平方向の層（Ｓ；ｘ，ｙ）で工作物を層状に規定形状に対応して除去するレ
ーザ加工装置（１２〜１８）と、特に請求項１８から請求項２０までのいずれか１項に記載され、凹部の深さ（
ｚ）を連続測定する測定装置（７０〜７３）とを含む装置において、形状限定から、かつ凹部の深さ（ｚ）に応じて、次の層（Ｓ_i+1）の材料を除
去するため、水平方向での境界（ｘ_g，ｙ_g）を決定する制御ユニット（８１）を
特徴とする、工作物に規定形状の凹部を形成する装置。
【請求項２２】前記制御ユニットが、除去された層（Ｓ_i）の厚さを測定
凹部深さから決定する決定装置（８２）を含み、前記制御ユニット（８１）が、
また形状限定から、かつ検出された層厚（Δｚ）に応じて次の層（Ｓ_i+1）での
材料除去のための水平方向境界（ｘ_g，ｙ_g）を決定することを特徴とする請求項
２１に記載の装置。
【請求項２３】凹部（１０）の形状限定を記憶するためのメモリ（８３）
を特徴とする、請求項２１または請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】特に請求項１３から請求項１７までのいずれか１項に記載
の方法を実施するための、工作物（１１）内に規定形状の凹部（１０）を形成す
る特に請求項２１から請求項２３までのいずれか１項に記載された装置であって
、規定形状に対応して工作物（１１）の材料を層状に除去するレーザ加工装置（
１２−１８）と、特に請求項１８から請求項２０までのいずれか１項に記載され、凹部深さ（ｚ
）を連続測定する測定装置とを含む装置において、測定値を各座標と一緒に、または各座標に対応するメモリ箇所に、連続的に記憶する記憶装置（９１）と、記憶された測定値に応じてレーザ加工装置（１２〜１８）を制御する制御ユニ
ット（６３，９２，９３）とを特徴とする、工作物内に規定形状の凹部を形成す
る装置。
【請求項２５】レーザが同一層内で測定値に対応する箇所の近くに位置す
る場合、および／またはレーザが下の層での測定値に対応する箇所の近くに、も
しくは該箇所に位置する場合、前記制御ユニットが、記憶された測定値を使用す
ることを特徴とする、請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】前記制御ユニットが、レーザ光の相互作用パラメータの即
座の調節または後の調節のために、測定値を利用することを特徴とする、請求項
２４または請求項２５に記載の装置。