JP2012148302A5 - - Google Patents

Description

本発明は、上記課題を解決するため、下記のような構成を採用した。
すなわち、本発明の一態様によれば、本発明の調整装置は、レーザ光源から出射されたレーザ光を所望の形状に成形させる複数の微小可動素子が配列された空間変調手段と、入力パターンに従って前記空間変調手段を構成する各微小可動素子を個々にオン状態とオフ状態に切り換え指示する転送データを生成する制御手段と、前記制御手段より転送された前記転送データを前記空間変調手段への前記入力パターンとして指定する領域設定手段と、前記空間変調手段によって成形された前記レーザ光を前記被加工物に照射するレーザ光照射手段と、前記被加工物の表面を撮像する撮像手段と、前記入力パターンとして複数の異なる図形からなるキャリブレーションパターンを用い、前記キャリブレーションパターンに対する前記レーザ光照射手段により前記被加工物に照射された前記レーザ光のレーザ痕を前記撮像手段で撮像した出力パターンの形状への変形を示す変換パラメータを算出すると変換パラメータ算出手段と、前記被加工物上での前記レーザ光の照射形状が前記キャリブレーションパターンの形状に一致するように補正するため前記変換パラメータを逆変換して逆変換パラメータを算出する逆変換パラメータ算出手段とを有し、前記出力パターンが前記入力パターンに一致するように前記転送データを前記逆変換パラメータで変換し、ここで変換された転送データを前記空間変調手段への入力パターンとして前記領域設定手段を介して前記空間変調手段に指示することで前記被加工物への前記レーザ光の照射を調整することを特徴とする。

また、本発明の一態様によれば、本発明のレーザ加工装置は、被加工物を加工するレーザ光源と、前記レーザ光源から出射されたレーザ光を前記被加工物に導く光学系と、前記光学系の光路上に配置され前記レーザ光を入力パターンの形状に成形する空間変調手段と、前記入力パターンに従って前記空間変調手段を構成する複数の微小可動素子を個々にオン状態とオフ状態に切り換え指示する転送データを生成する制御手段と、前記制御手段により転送された転送データを前記入力パターンとして前記空間変調手段に指定する領域設定手段と、前記被加工物の表面を撮像する撮像手段とを備えたレーザ加工装置において、前記入力パターンとして複数の形状からなるキャリブレーションパターンを用い、前記空間変調手段により前記キャリブレーションパターンの形状に成形された前記レーザ光が照射された前記被加工物上のレーザ光痕を前記撮像手段で撮像した出力パターンと前記入力パターンの変形を示す変換パラメータを算出する変換パラメータ算出手段と、前記変換パラメータを逆変換して逆変換パラメータを算出する逆変換パラメータ算出手段とを有し、前記出力パターンが前記入力パターンに一致するように前記転送データを前記逆変換パラメータで変換し、ここで変換された転送データを前記空間変調手段への入力パターンとして前記領域設定手段を介して前記空間変調手段に指示することで前記被加工物への前記レーザ光の照射を調整する調整装置とを備えることを特徴とする。

また、本発明の一態様によれば、本発明の調整方法は、レーザ光源から出射されたレーザ光を入力パターンの形状に成形する空間変調手段の調整方法において、前記入力パターンとして複数の形状からなるキャリブレーションパターンを用い、前記空間変調手段により前記キャリブレーションパターンの形状に成形された前記レーザ光が照射された被加工物上のレーザ光痕を撮像手段で撮像した出力パターンと前記入力パターンとの変形を示す変換パラメータを算出するとともに、前記変換パラメータを逆変換した逆変換パラメータを算出し、前記空間変調手段の個々の微小可動素子をオン状態とオフ状態に切り換え指示する転送データを前記逆変換パラメータで変換し、ここで変換された転送データを前記空間変調手段への入力パターンとして前記空間変調手段に指示することで前記被加工物への前記レーザ光の照射を調整することを特徴とする。

Claims (10)

1. レーザ光源から出射されたレーザ光を所望の形状に成形させる複数の微小可動素子が配列された空間変調手段と、
   入力パターンに従って前記空間変調手段を構成する各微小可動素子を個々にオン状態とオフ状態に切り換え指示する転送データを生成する制御手段と、
   前記制御手段より転送された前記転送データを前記空間変調手段への前記入力パターンとして指定する領域設定手段と、
   前記空間変調手段によって成形された前記レーザ光を前記被加工物に照射するレーザ光照射手段と、
   前記被加工物の表面を撮像する撮像手段と、
   前記入力パターンとして複数の異なる図形からなるキャリブレーションパターンを用い、前記キャリブレーションパターンに対する前記レーザ光照射手段により前記被加工物に照射された前記レーザ光のレーザ痕を前記撮像手段で撮像した出力パターンの形状への変形を示す変換パラメータを算出すると変換パラメータ算出手段と、
   前記被加工物上での前記レーザ光の照射形状が前記キャリブレーションパターンの形状に一致するように補正するため前記変換パラメータを逆変換して逆変換パラメータを算出する逆変換パラメータ算出手段とを有し、
   前記出力パターンが前記入力パターンに一致するように前記転送データを前記逆変換パラメータで変換し、ここで変換された転送データを前記空間変調手段への入力パターンとして前記領域設定手段を介して前記空間変調手段に指示することで前記被加工物への前記レーザ光の照射を調整することを特徴とする調整装置。
2. 前記変換パラメータ手段が、前記キャリブレーションパターンに従って成形されたレーザ光で前記被加工物に焼き付けたレーザ痕を前記撮像手段で撮像した画像を前記出力パターンとし、前記キャリブレーションパターンの各図形と対応する前記出力パターンの各図形との重心位置をもとに前記変換パラメータとして変換行列を算出することを特徴とする請求項１に記載の調整装置。
3. 前記変換パラメータが前記入力パターンに対して前記出力パターンの回転、スケール変換、形状の歪みのいずれか一つを含むことを特徴とする請求項２に記載の調整装置。
4. 前記出力パターンを２値化処理した後に収縮・膨張処理することを特徴とする請求項１または２に記載の調整装置。
5. 前記撮像手段により撮像した前記被加工物の画像に、前記制御手段により調整された前記レーザ光が照射される領域を重畳させて表示することを特徴とする請求項１に記載の調整装置。
6. 前記キャリブレーションパターンは、前記複数の図形が前記被加工物上のパターンが形成されていない領域に照射されることを特徴とする請求項１または２に記載の調整装置。
7. 前記キャリブレーションパターンは、前記複数の図形が前記レーザ光の照射ムラの無い領域に照射されることを特徴とする請求項１または２に記載の調整装置。
8. 前記レーザ光源と前記空間変調手段との光路上にハーフミラーを介して前記レーザ光の照射位置を確認するガイド光を出射するガイド光源をさらに備え、
   前記制御手段により逆変換パラメータで変換して調整された前記空間変調手段を介して前記レーザ光と前記ガイドザ光を前記被加工物に照射し、
   前記撮像手段により撮像された前記レーザ光の出力パターンと前記ガイドザ光の出力パターンの変形を示す第２の変換パラメータを算出し、
   前記ガイド光を照射して撮像された画像に対して前記第２の変換パラメータをかけることで、前記ガイド光により前記レーザ光の照射状態をシミュレートすることを特徴とする請求項１に記載の調整装置。
9. 被加工物を加工するレーザ光源と、前記レーザ光源から出射されたレーザ光を前記被加工物に導く光学系と、前記光学系の光路上に配置され前記レーザ光を入力パターンの形状に成形する空間変調手段と、前記入力パターンに従って前記空間変調手段を構成する複数の微小可動素子を個々にオン状態とオフ状態に切り換え指示する転送データを生成する制御手段と、前記制御手段により転送された転送データを前記入力パターンとして前記空間変調手段に指定する領域設定手段と、前記被加工物の表面を撮像する撮像手段とを備えたレーザ加工装置において、
   前記入力パターンとして複数の形状からなるキャリブレーションパターンを用い、前記空間変調手段により前記キャリブレーションパターンの形状に成形された前記レーザ光が照射された前記被加工物上のレーザ光痕を前記撮像手段で撮像した出力パターンと前記入力パターンの変形を示す変換パラメータを算出する変換パラメータ算出手段と、
   前記変換パラメータを逆変換して逆変換パラメータを算出する逆変換パラメータ算出手段とを有し、
   前記出力パターンが前記入力パターンに一致するように前記転送データを前記逆変換パラメータで変換し、ここで変換された転送データを前記空間変調手段への入力パターンとして前記領域設定手段を介して前記空間変調手段に指示することで前記被加工物への前記レーザ光の照射を調整する調整装置とを備えることを特徴とするレーザ加工装置。
10. レーザ光源から出射されたレーザ光を入力パターンの形状に成形する空間変調手段の調整方法において、
    前記入力パターンとして複数の形状からなるキャリブレーションパターンを用い、前記空間変調手段により前記キャリブレーションパターンの形状に成形された前記レーザ光が照射された被加工物上のレーザ光痕を撮像手段で撮像した出力パターンと前記入力パターンとの変形を示す変換パラメータを算出するとともに、前記変換パラメータを逆変換した逆変換パラメータを算出し、
    前記空間変調手段の個々の微小可動素子をオン状態とオフ状態に切り換え指示する転送データを前記逆変換パラメータで変換し、ここで変換された転送データを前記空間変調手段への入力パターンとして前記空間変調手段に指示することで前記被加工物への前記レーザ光の照射を調整することを特徴とする調整方法。