JPH03264177A - レーザ刻印装置 - Google Patents
レーザ刻印装置Info
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- JPH03264177A JPH03264177A JP2060432A JP6043290A JPH03264177A JP H03264177 A JPH03264177 A JP H03264177A JP 2060432 A JP2060432 A JP 2060432A JP 6043290 A JP6043290 A JP 6043290A JP H03264177 A JPH03264177 A JP H03264177A
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 23
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- 238000010147 laser engraving Methods 0.000 claims description 10
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 abstract description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
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- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
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- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
この発明は、ワーク表面でレーザ光の照射点を走査させ
ワーク表面に刻印する装置であって、とくにワーク表面
が凹凸状態であっても、照射点を自動的に合焦させて常
に適正条件で刻印できるようにしたレーザ刻印装置に関
する。
ワーク表面に刻印する装置であって、とくにワーク表面
が凹凸状態であっても、照射点を自動的に合焦させて常
に適正条件で刻印できるようにしたレーザ刻印装置に関
する。
従来例について、その構成国である第４図を参照しなが
ら説明する。第４図において、ＹＡＧレーザ用のレーザ
発振器１から放射された破線表示のレーザ光は、エキス
パンダレンズ２で光束径が拡大され、２個で一組の各偏
向ミラー３ｘ、３ｙによって互いに直角方向に振られて
、ある瞬間に集光レンズ６を経てワーク７の表面の点Ｐ
を照射する。すなわち、レーザ光の照射点がワーク７の
表面で走査され、ワーク７の表面の、この走査軌跡の部
分が刻印される。 なお、各偏向ミラー３ｘ、３ｙの回動制御は、走査用制
御部５と、この指令に基づいてそれぞれ作動する各アク
チュエータ４ｘ、４ｙによる。また、集光レンズ６は、
各偏向ミラー３に＋３ｙによって振られて、比較的大き
い角度で入射するレーザ光を、この入射角度に応した、
ワーク７の表面の偏位箇所に、合焦状態で投射すること
のできる比較的大口径の特殊レンズで、通常ｆθレンズ
と呼ばれる。
ら説明する。第４図において、ＹＡＧレーザ用のレーザ
発振器１から放射された破線表示のレーザ光は、エキス
パンダレンズ２で光束径が拡大され、２個で一組の各偏
向ミラー３ｘ、３ｙによって互いに直角方向に振られて
、ある瞬間に集光レンズ６を経てワーク７の表面の点Ｐ
を照射する。すなわち、レーザ光の照射点がワーク７の
表面で走査され、ワーク７の表面の、この走査軌跡の部
分が刻印される。 なお、各偏向ミラー３ｘ、３ｙの回動制御は、走査用制
御部５と、この指令に基づいてそれぞれ作動する各アク
チュエータ４ｘ、４ｙによる。また、集光レンズ６は、
各偏向ミラー３に＋３ｙによって振られて、比較的大き
い角度で入射するレーザ光を、この入射角度に応した、
ワーク７の表面の偏位箇所に、合焦状態で投射すること
のできる比較的大口径の特殊レンズで、通常ｆθレンズ
と呼ばれる。
以上説明したような従来の技術では、ワークの表面が平
面状のときには、レーザ光の照射点の合焦は、前記のよ
うにｆθレンズと呼ばれる集光レンズを用いることによ
って正確におこなわれる。 しかし、ワークの表面が凹凸状態をなすときには本来、
照射点の距離を測定し、その値に基づいてレーザ光の焦
点位置を調節する必要がある。この調節が適切になされ
なければ、刻印品質は良好にはならない。この焦点位置
の調節、つまり合焦をレーザ光の走査とともに自動的に
おこなうのが従来、技術的に困難であった。 したがって、従来のレーザ刻印は、ワーク表面の凹凸状
態の程度が小さいときだけに制限したり、刻印品質が若
干低下するのを止むを得ず許容してきたのが実情である
。 この発明の課題は、従来の技術がもつ以上の問題点を解
消し、ワーク表面が凹凸状態であっても、照射点を自動
的に合焦させて常に適正条件で刻印できるようにしたレ
ーザ刻印装置を提供することにある。
面状のときには、レーザ光の照射点の合焦は、前記のよ
うにｆθレンズと呼ばれる集光レンズを用いることによ
って正確におこなわれる。 しかし、ワークの表面が凹凸状態をなすときには本来、
照射点の距離を測定し、その値に基づいてレーザ光の焦
点位置を調節する必要がある。この調節が適切になされ
なければ、刻印品質は良好にはならない。この焦点位置
の調節、つまり合焦をレーザ光の走査とともに自動的に
おこなうのが従来、技術的に困難であった。 したがって、従来のレーザ刻印は、ワーク表面の凹凸状
態の程度が小さいときだけに制限したり、刻印品質が若
干低下するのを止むを得ず許容してきたのが実情である
。 この発明の課題は、従来の技術がもつ以上の問題点を解
消し、ワーク表面が凹凸状態であっても、照射点を自動
的に合焦させて常に適正条件で刻印できるようにしたレ
ーザ刻印装置を提供することにある。
この課題を解決するために、第１の発明に係るレーザ刻
印装置は、 ワーク表面でレーザ光の照射点を走査させ前記ワーク表
面に刻印する装置において、 前記走査用スキャナの前段に位置するダイクロイツクミ
ラーと； 前記レーザ光の発振だけを停止させた状態で、測定用光
線を前記ダイクロイックミラーと、前記スキャナと、前
記ワーク表面に対向する前記レーザ光用の集光レンズと
を介して前記ワーク表面に入射させ、その反射光を再び
前記の集光レンズと、スキャナと、ダイクロイックミラ
ーとを介して受けることによって、前記入射の点との距
離を測定する、前記集光レンズによる前記光線の光路偏
向を補正する補正レンズ付きの測距部と；前記入射点と
の距離と、その入射点のワーク表面における位置とに基
づいて、前記入射点と前記集光レンズとのその光軸方向
に係る距離を対物距離として求める演算部と； を備え、前記入射点のワーク表面における位置と、前記
対物距離との対応関係が得られる。 第２の発明に係るレーザ刻印装置は、 ワーク表面でレーザ光の照射点を走査させ前記ワーク表
面に刻印する装置において、 前記走査用スキャナの前段に位置するダイクロイックミ
ラーと； 前記レーザ光の発振だけを停止させた状態で、測定用光
線を前記ダイクロイックミラーと、前記スキャナと、前
記ワーク表面に対向する前記レーザ光用の集光レンズと
を介して前記ワーク表面に入射させ、その反射光を再び
前記の集光レンズと、スキャナと、ダイクロイックミラ
ーとを介して受けることによって、前記入射の点との距
離を測定する、前記集光レンズによる前記光線の光路偏
向を補正する補正レンズ付きの測距部と；前記入射点と
の距離と、その入射点のワーク表面における位置とに基
づいて、前記入射点と前記集光レンズとのその光軸方向
に係る距離を対物距離として求める演算部と； 前記入射点のワーク表面における位置と、これに対応す
る前記対物距離とに係る各データを格納するメモリと； このメモリに格納された前記各データに基づいて、前記
レーザ光の発振状態で、前記照射点の前記スキャナを介
しての走査と、前記照射点の合焦とを同期してさせる走
査・合焦手段と；を備える。 第３の発明に係るレーザ刻印装置は、 ワーク表面でレーザ光の照射点を走査させ前記ワーク表
面に刻印する装置において、 前記走査用スキャナの前段に位置するダイクロイックミ
ラーと： 前記レーザ光による刻印時に、測定用光線を前記ダイク
ロイックミラーと、前記スキャナと、前記ワーク表面に
対向する前記レーザ光用の集光レンズとを介して前記ワ
ーク表面に入射させ、その反射光を前記レーザ光の照射
点の反射光とともに、再び前記の集光レンズと、スキャ
ナと、ダイクロイックミラーとを介し、さらに前記光線
骨だけを選択的に通過させるフィルタを通して受けるこ
とによって、前記入射の点どの距離を測定する、前記集
光レンズによる前記光線の光路偏向を補正する補正レン
ズ付きの測距部と； 前記入射点との距離と、その入射点のワーク表面におけ
る位置とに基づいて、前記入射点と前記集光レンズとの
その光軸方向に係る距離を対物距離として求める演算部
と； 前記入射点のワーク表面における位置に対応する前記対
物距離に基づき、前記照射点の走査に同期させて、この
照射点の合焦をさせる合焦手段と；を備える。
印装置は、 ワーク表面でレーザ光の照射点を走査させ前記ワーク表
面に刻印する装置において、 前記走査用スキャナの前段に位置するダイクロイツクミ
ラーと； 前記レーザ光の発振だけを停止させた状態で、測定用光
線を前記ダイクロイックミラーと、前記スキャナと、前
記ワーク表面に対向する前記レーザ光用の集光レンズと
を介して前記ワーク表面に入射させ、その反射光を再び
前記の集光レンズと、スキャナと、ダイクロイックミラ
ーとを介して受けることによって、前記入射の点との距
離を測定する、前記集光レンズによる前記光線の光路偏
向を補正する補正レンズ付きの測距部と；前記入射点と
の距離と、その入射点のワーク表面における位置とに基
づいて、前記入射点と前記集光レンズとのその光軸方向
に係る距離を対物距離として求める演算部と； を備え、前記入射点のワーク表面における位置と、前記
対物距離との対応関係が得られる。 第２の発明に係るレーザ刻印装置は、 ワーク表面でレーザ光の照射点を走査させ前記ワーク表
面に刻印する装置において、 前記走査用スキャナの前段に位置するダイクロイックミ
ラーと； 前記レーザ光の発振だけを停止させた状態で、測定用光
線を前記ダイクロイックミラーと、前記スキャナと、前
記ワーク表面に対向する前記レーザ光用の集光レンズと
を介して前記ワーク表面に入射させ、その反射光を再び
前記の集光レンズと、スキャナと、ダイクロイックミラ
ーとを介して受けることによって、前記入射の点との距
離を測定する、前記集光レンズによる前記光線の光路偏
向を補正する補正レンズ付きの測距部と；前記入射点と
の距離と、その入射点のワーク表面における位置とに基
づいて、前記入射点と前記集光レンズとのその光軸方向
に係る距離を対物距離として求める演算部と； 前記入射点のワーク表面における位置と、これに対応す
る前記対物距離とに係る各データを格納するメモリと； このメモリに格納された前記各データに基づいて、前記
レーザ光の発振状態で、前記照射点の前記スキャナを介
しての走査と、前記照射点の合焦とを同期してさせる走
査・合焦手段と；を備える。 第３の発明に係るレーザ刻印装置は、 ワーク表面でレーザ光の照射点を走査させ前記ワーク表
面に刻印する装置において、 前記走査用スキャナの前段に位置するダイクロイックミ
ラーと： 前記レーザ光による刻印時に、測定用光線を前記ダイク
ロイックミラーと、前記スキャナと、前記ワーク表面に
対向する前記レーザ光用の集光レンズとを介して前記ワ
ーク表面に入射させ、その反射光を前記レーザ光の照射
点の反射光とともに、再び前記の集光レンズと、スキャ
ナと、ダイクロイックミラーとを介し、さらに前記光線
骨だけを選択的に通過させるフィルタを通して受けるこ
とによって、前記入射の点どの距離を測定する、前記集
光レンズによる前記光線の光路偏向を補正する補正レン
ズ付きの測距部と； 前記入射点との距離と、その入射点のワーク表面におけ
る位置とに基づいて、前記入射点と前記集光レンズとの
その光軸方向に係る距離を対物距離として求める演算部
と； 前記入射点のワーク表面における位置に対応する前記対
物距離に基づき、前記照射点の走査に同期させて、この
照射点の合焦をさせる合焦手段と；を備える。
第１発明に係るレーザ刻印装置では、補正レンズ付き測
距部によって、レーザ光の発振だけを停止させた状態で
、測定用光線を、ダイクロイックミラーと、スキャナと
、ワーク表面に対向するレーザ光用の集光レンズとを介
してワーク表面に入射させ、その反射光を再び集光レン
ズと、スキャナと、ダイクロイックミラーとを介して受
けることによって、入射点との距離が測定される。 次に演算部によって、入射点との距離と、その入射点の
ワーク表面における位置とに基づいて、入射点と集光レ
ンズとの光軸方向に係る距離が対物距離として求められ
る。したがって、入射点のワーク表面における位置と、
対物距離との対応関係が得られるから、この対応関係に
基づいて、し−ザ光照射点の走査と合焦とを行わせるこ
とが可能になる。 第２発明に係るレーザ刻印装置では、補正レンズ付き測
距部によって、レーザ光の発振だけを停止させた状態で
、測定用光線をダイクロイックミラーと、スキャナと、
ワーク表面に対向するレーザ光用の集光レンズとを介し
て、ワーク表面に入射させ、その反射光を再び集光レン
ズと、スキャナと、ダイクロイックミラーとを介して受
けることによって、入射点との距離が測定される。 次に演算部によって、入射点との距離と、その入射点の
ワーク表面における位置とに基づいて、入射点と集光レ
ンズとの光軸方向に係る距離が対物距離として求められ
る。また、入射点のワーク表面における位置と、これに
対応する対物距離とに係る各データが、メモリに格納さ
れる。 そして、走査・合焦手段によって、メモリに格納された
各データに基づき、レーザ光の発振状態で、照射点が、
その走査と合焦とが同期してなされる。 第３発明に係るレーザ刻印装置では、補正レンズ付き測
距部によって、レーザ光による刻印時に、測定用光線を
ダイクロイックミラーと、スキャナと、ワーク表面に対
向するレーザ光用の集光レンズとを介してワーク表面に
入射させ、その反射光をレーザ光の照射点の反射光とと
もに１．再び集光レンズと、スキャナと、ダイクロイッ
クミラーとを介し、さらに測定周光線分だけを選択的に
通過させるフィルタを通して受けることによって、入射
点との距離が測定される。 次に演算部によって、入射点との距離と、その入射点の
ワーク表面における位置とに基づいて、入射点と集光レ
ンズとの光軸方向に係る距離が、対物距離として求めら
れる。そして、合焦手段によって、入射点のワーク表面
における位置に対応する対物距離に基づいて、照射点が
、その走査に同期して合焦される。
距部によって、レーザ光の発振だけを停止させた状態で
、測定用光線を、ダイクロイックミラーと、スキャナと
、ワーク表面に対向するレーザ光用の集光レンズとを介
してワーク表面に入射させ、その反射光を再び集光レン
ズと、スキャナと、ダイクロイックミラーとを介して受
けることによって、入射点との距離が測定される。 次に演算部によって、入射点との距離と、その入射点の
ワーク表面における位置とに基づいて、入射点と集光レ
ンズとの光軸方向に係る距離が対物距離として求められ
る。したがって、入射点のワーク表面における位置と、
対物距離との対応関係が得られるから、この対応関係に
基づいて、し−ザ光照射点の走査と合焦とを行わせるこ
とが可能になる。 第２発明に係るレーザ刻印装置では、補正レンズ付き測
距部によって、レーザ光の発振だけを停止させた状態で
、測定用光線をダイクロイックミラーと、スキャナと、
ワーク表面に対向するレーザ光用の集光レンズとを介し
て、ワーク表面に入射させ、その反射光を再び集光レン
ズと、スキャナと、ダイクロイックミラーとを介して受
けることによって、入射点との距離が測定される。 次に演算部によって、入射点との距離と、その入射点の
ワーク表面における位置とに基づいて、入射点と集光レ
ンズとの光軸方向に係る距離が対物距離として求められ
る。また、入射点のワーク表面における位置と、これに
対応する対物距離とに係る各データが、メモリに格納さ
れる。 そして、走査・合焦手段によって、メモリに格納された
各データに基づき、レーザ光の発振状態で、照射点が、
その走査と合焦とが同期してなされる。 第３発明に係るレーザ刻印装置では、補正レンズ付き測
距部によって、レーザ光による刻印時に、測定用光線を
ダイクロイックミラーと、スキャナと、ワーク表面に対
向するレーザ光用の集光レンズとを介してワーク表面に
入射させ、その反射光をレーザ光の照射点の反射光とと
もに１．再び集光レンズと、スキャナと、ダイクロイッ
クミラーとを介し、さらに測定周光線分だけを選択的に
通過させるフィルタを通して受けることによって、入射
点との距離が測定される。 次に演算部によって、入射点との距離と、その入射点の
ワーク表面における位置とに基づいて、入射点と集光レ
ンズとの光軸方向に係る距離が、対物距離として求めら
れる。そして、合焦手段によって、入射点のワーク表面
における位置に対応する対物距離に基づいて、照射点が
、その走査に同期して合焦される。
第１発明に係るレーザ刻印装置の実施例（以下、第１実
施例という）について、その構成国である第１図を参照
しながら説明する。 第１図において、レーザ発振器１から放射されたレーザ
光は、エキスパンダレンズ２で光束径が拡大され、各偏
向ミラー３ｘ、３ｙによって互いに直角方向に振られて
、ある瞬間に集光レンズ６を経てワーク７の表面の点Ｐ
を照射すること、また、各偏向ミラー３ｘ、３ｙの回動
制御は、走査用制御部５と、この指令に基づいてそれぞ
れ作動する各アクチュエータ４ｘ、４ｙによることは、
第４図で示した従来例におけるのと同様である。 第１実施例が従来例と異なる点は、エキスパンダレンズ
２と、偏向ミラー３Ｘとの間にダイクロイックミラー１
１が、レーザ光の光軸と４５度をなして取り付けられ、
この光軸と直角方向に補正レンズ１２Ａ付きの距離計１
２が設けられ、さらに演算部１３と関数部１４とが設け
られることである。 距離計１２は、レーザ発振器１だけが停止した状態にお
いて、ワーク７のレーザ光の照射点であった点Ｐとの距
離を測定する。すなわち、距離計１２は、半導体レーザ
を放射し、これがダイクロイックミラー１１で反射され
、次に各偏向ミラー３ｘ＋３ｙを介して、集光レンズ６
を通り、ワーク７の表面の点Ｐに入射する。入射光は、
ここで反射されて前と逆の経路で距離計１２に戻る。な
お、距離計１２には補正レンズ１２Ａが前置されている
が、この補正レンズ１２Ａは、集光レンズ６による半導
体レーザの光路偏向を補正して、あたかも集光レンズ６
がないと等価な状況にして正しい距離測定を行わせる。 演算部Ｉ３は、距離計１２から入射点Ｐまでの距離と、
その入射点Ｐのワーク７表面における位置、つまりＸ、
Ｙの各座標とに基づいて、入射点Ｐと集光レンズ６と
の光軸方向の距離を求める。この距離を対物距離Ｚと呼
ぶことにする。この対物距離Ｚは、実際にレーザ光を照
射させるときの、その焦点を結ばせるべき位置に相当す
る。また、演算のためのＸ、Ｙの各座標は走査用制御部
５から入力される。 要するに、この第１実施例は、実際のレーザ光による刻
印作業の前に、刻印作業のときと同じ条件で、測定光線
である半導体レーザを振らせて、レーザ光照射点に相当
する入射点の、集光レンズ６との対物距離Ｚを、これに
対応するＸ、Ｙの各座標とともに求めることを目的とす
る。したがって、この対物距離Ｚと、Ｘ７ Ｙの各座標
との対応関係に基づいて、実際にレーザ光によって刻印
するときに、照射点Ｐでレーザ光の焦点を結ばせる、つ
まり合焦させることが可能になり、ひいてはワーク７の
表面が凹凸状態であっても、適正条件での刻印が可能に
なる。 第２の発明に係るレーザ刻印装置の実施例（以下、第２
実施例という）について、その構成国である第２図を参
照しながら説明する。第２図において、第２実施例が第
１実施例と異なる点は、関数部１４の代わりに、メモリ
１５が設けられること、およびワーク７に対するアクチ
ュエータ１７が設けられることである。 第２実施例では、まず第１段階として、実際のレーザ光
による刻印作業の前に、刻印作業のときと同じ条件で半
導体レーザを振らせて、レーザ光照射点に相当する入射
点の、集光レンズ６との対物距離Ｚを、これに対応する
Ｘ、Ｙの各座標とともに求め、このＸ、Ｙ、Ｚの各デー
タをメモリ１５に格納させる。 次に、第２段階として、メモリ１５に格納されたｘ、
ｙ、 ｚの各データに基づいて、二重実線矢印で表示
したように、一方では走査用の各アクチュエータ４ｘ、
４ｙを作動させ、他方では合焦用のアクチュエータ１７
を作動させる。ここで、アクチュエータ１７は、ワーク
７を上下方向に移動させて照射点を合焦させる。したが
って、ワーク７の表面が凹凸状態であっても、常に適正
条件での自動的な刻印が可能になる。 なお、照射点の合焦方法には、前記の外に、エキスパン
ダレンズ２の内部の特定なレンズを移動させる方法や、
レーザ発振器１および光学系の全体をワーク７に対して
上下方向に移動させる方法などがある。また第２実施例
では、各アクチュエータ４ｘ、４ｙ、１７およびワーク
７が、発明における走査・合焦手段に相当する。 第３の発明に係るレーザ刻印装置の実施例（以下、第３
実施例という）について、その構成国である第３図を参
照しながら説明する。この第３実施例が第２実施例と異
なる点は、実際のレーザ光による刻印作業の前に、刻印
作業のときと同し条件で半導体レーザを振らせて、Ｘ、
Ｙ、Ｚの各データをメモリに格納させる、という予備的
な段階を経ないで、対物距離Ｚを測定し、これに基づい
て合焦させながら、直接レーザ光による刻印をリアルタ
イムにおこなうことにある。 第３図において、構成として第２図と異なるのは、距離
計１２の前に、ＹＡＧレーザ光は遮断し、半導体レーザ
は通過させるフィルタ１２Ｂが設けられること、メモリ
１５の代わりに合焦用制御部１６が設けられることであ
る。 このような構成にすることによって、演算部１３からの
対物距離Ｚのデータが直接、合焦用制御部１６に入力さ
れ、この合焦用制御部１６からの指令に基づいてアクチ
ュエータ１７が作動されて、ワーク７が上下方向に駆動
され、合焦がおこなわれる。 したがって、合焦用制御部１６と、アクチュエータ１７
と、ワーク７とが、第３発明における合焦手段に相当す
る。もちろん、この合焦に同期して、走査用制御部５か
らの指令に基づいて走査はおこなわれている。したがっ
て、ワーク７の表面が凹凸状態であっても、常に適正条
件での自動的で、かつリアルタイムの刻印が可能になる
施例という）について、その構成国である第１図を参照
しながら説明する。 第１図において、レーザ発振器１から放射されたレーザ
光は、エキスパンダレンズ２で光束径が拡大され、各偏
向ミラー３ｘ、３ｙによって互いに直角方向に振られて
、ある瞬間に集光レンズ６を経てワーク７の表面の点Ｐ
を照射すること、また、各偏向ミラー３ｘ、３ｙの回動
制御は、走査用制御部５と、この指令に基づいてそれぞ
れ作動する各アクチュエータ４ｘ、４ｙによることは、
第４図で示した従来例におけるのと同様である。 第１実施例が従来例と異なる点は、エキスパンダレンズ
２と、偏向ミラー３Ｘとの間にダイクロイックミラー１
１が、レーザ光の光軸と４５度をなして取り付けられ、
この光軸と直角方向に補正レンズ１２Ａ付きの距離計１
２が設けられ、さらに演算部１３と関数部１４とが設け
られることである。 距離計１２は、レーザ発振器１だけが停止した状態にお
いて、ワーク７のレーザ光の照射点であった点Ｐとの距
離を測定する。すなわち、距離計１２は、半導体レーザ
を放射し、これがダイクロイックミラー１１で反射され
、次に各偏向ミラー３ｘ＋３ｙを介して、集光レンズ６
を通り、ワーク７の表面の点Ｐに入射する。入射光は、
ここで反射されて前と逆の経路で距離計１２に戻る。な
お、距離計１２には補正レンズ１２Ａが前置されている
が、この補正レンズ１２Ａは、集光レンズ６による半導
体レーザの光路偏向を補正して、あたかも集光レンズ６
がないと等価な状況にして正しい距離測定を行わせる。 演算部Ｉ３は、距離計１２から入射点Ｐまでの距離と、
その入射点Ｐのワーク７表面における位置、つまりＸ、
Ｙの各座標とに基づいて、入射点Ｐと集光レンズ６と
の光軸方向の距離を求める。この距離を対物距離Ｚと呼
ぶことにする。この対物距離Ｚは、実際にレーザ光を照
射させるときの、その焦点を結ばせるべき位置に相当す
る。また、演算のためのＸ、Ｙの各座標は走査用制御部
５から入力される。 要するに、この第１実施例は、実際のレーザ光による刻
印作業の前に、刻印作業のときと同じ条件で、測定光線
である半導体レーザを振らせて、レーザ光照射点に相当
する入射点の、集光レンズ６との対物距離Ｚを、これに
対応するＸ、Ｙの各座標とともに求めることを目的とす
る。したがって、この対物距離Ｚと、Ｘ７ Ｙの各座標
との対応関係に基づいて、実際にレーザ光によって刻印
するときに、照射点Ｐでレーザ光の焦点を結ばせる、つ
まり合焦させることが可能になり、ひいてはワーク７の
表面が凹凸状態であっても、適正条件での刻印が可能に
なる。 第２の発明に係るレーザ刻印装置の実施例（以下、第２
実施例という）について、その構成国である第２図を参
照しながら説明する。第２図において、第２実施例が第
１実施例と異なる点は、関数部１４の代わりに、メモリ
１５が設けられること、およびワーク７に対するアクチ
ュエータ１７が設けられることである。 第２実施例では、まず第１段階として、実際のレーザ光
による刻印作業の前に、刻印作業のときと同じ条件で半
導体レーザを振らせて、レーザ光照射点に相当する入射
点の、集光レンズ６との対物距離Ｚを、これに対応する
Ｘ、Ｙの各座標とともに求め、このＸ、Ｙ、Ｚの各デー
タをメモリ１５に格納させる。 次に、第２段階として、メモリ１５に格納されたｘ、
ｙ、 ｚの各データに基づいて、二重実線矢印で表示
したように、一方では走査用の各アクチュエータ４ｘ、
４ｙを作動させ、他方では合焦用のアクチュエータ１７
を作動させる。ここで、アクチュエータ１７は、ワーク
７を上下方向に移動させて照射点を合焦させる。したが
って、ワーク７の表面が凹凸状態であっても、常に適正
条件での自動的な刻印が可能になる。 なお、照射点の合焦方法には、前記の外に、エキスパン
ダレンズ２の内部の特定なレンズを移動させる方法や、
レーザ発振器１および光学系の全体をワーク７に対して
上下方向に移動させる方法などがある。また第２実施例
では、各アクチュエータ４ｘ、４ｙ、１７およびワーク
７が、発明における走査・合焦手段に相当する。 第３の発明に係るレーザ刻印装置の実施例（以下、第３
実施例という）について、その構成国である第３図を参
照しながら説明する。この第３実施例が第２実施例と異
なる点は、実際のレーザ光による刻印作業の前に、刻印
作業のときと同し条件で半導体レーザを振らせて、Ｘ、
Ｙ、Ｚの各データをメモリに格納させる、という予備的
な段階を経ないで、対物距離Ｚを測定し、これに基づい
て合焦させながら、直接レーザ光による刻印をリアルタ
イムにおこなうことにある。 第３図において、構成として第２図と異なるのは、距離
計１２の前に、ＹＡＧレーザ光は遮断し、半導体レーザ
は通過させるフィルタ１２Ｂが設けられること、メモリ
１５の代わりに合焦用制御部１６が設けられることであ
る。 このような構成にすることによって、演算部１３からの
対物距離Ｚのデータが直接、合焦用制御部１６に入力さ
れ、この合焦用制御部１６からの指令に基づいてアクチ
ュエータ１７が作動されて、ワーク７が上下方向に駆動
され、合焦がおこなわれる。 したがって、合焦用制御部１６と、アクチュエータ１７
と、ワーク７とが、第３発明における合焦手段に相当す
る。もちろん、この合焦に同期して、走査用制御部５か
らの指令に基づいて走査はおこなわれている。したがっ
て、ワーク７の表面が凹凸状態であっても、常に適正条
件での自動的で、かつリアルタイムの刻印が可能になる
第１発明においては、入射点のワーク表面における位置
と、対物距離との対応関係が得られるから、この対応関
係に基づいて、照射点の合焦が可能になり、ひいてはワ
ーク表面が凹凸状態であっても、適正条件での刻印が可
能になる、という効果がある。 第２発明においては、予備的に収集、演算されてメモリ
に格納されたデータに基づき、走査と合焦とが互いに対
応（同期）した状態で再現されて、本番のレーザ刻印が
おこなわれるから、ワーク表面が凹凸状態であっても、
常に適正条件での自動的な刻印が可能になる、という効
果がある。 第３発明においては、レーザ刻印時に、同時に収集、演
算されるデータに基づいて、走査に対応（同期）して合
焦がなされて、レーザ刻印がおこなわれるから、ワーク
表面が凹凸状態であっても、常に適正条件での自動的で
、かつリアルタイムの刻印が可能になる、という効果が
ある。
と、対物距離との対応関係が得られるから、この対応関
係に基づいて、照射点の合焦が可能になり、ひいてはワ
ーク表面が凹凸状態であっても、適正条件での刻印が可
能になる、という効果がある。 第２発明においては、予備的に収集、演算されてメモリ
に格納されたデータに基づき、走査と合焦とが互いに対
応（同期）した状態で再現されて、本番のレーザ刻印が
おこなわれるから、ワーク表面が凹凸状態であっても、
常に適正条件での自動的な刻印が可能になる、という効
果がある。 第３発明においては、レーザ刻印時に、同時に収集、演
算されるデータに基づいて、走査に対応（同期）して合
焦がなされて、レーザ刻印がおこなわれるから、ワーク
表面が凹凸状態であっても、常に適正条件での自動的で
、かつリアルタイムの刻印が可能になる、という効果が
ある。
第１図は第１発明に係る実施例の構成図、第２図は第２
発明に係る実施例の構成図、第３図は第３発明に係る実
施例の構成図、第４図は従来例の構成図である。 符号説明 ｌニレ−９発振器、２ ：エキスパンダレンズ、３ｘ、
３ｙ偏向ミラー ４ｘ、４ｙ、１７：アクチュエータ、５：走査用制御部
、６：集光レンズ、７：ワーク、 １１：ダイクロイックミラー、１２：距離計、１２Ａ：
補正レンズ、１２Ｂ＝フイルタ、１３：演算部、凛
発明に係る実施例の構成図、第３図は第３発明に係る実
施例の構成図、第４図は従来例の構成図である。 符号説明 ｌニレ−９発振器、２ ：エキスパンダレンズ、３ｘ、
３ｙ偏向ミラー ４ｘ、４ｙ、１７：アクチュエータ、５：走査用制御部
、６：集光レンズ、７：ワーク、 １１：ダイクロイックミラー、１２：距離計、１２Ａ：
補正レンズ、１２Ｂ＝フイルタ、１３：演算部、凛
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）ワーク表面でレーザ光の照射点を走査させ前記ワー
ク表面に刻印する装置において、前記走査用スキャナの
前段に位置するダイクロイックミラーと；前記レーザ光
の発振だけを停止させた状態で、測定用光線を前記ダイ
クロイックミラーと、前記スキャナと、前記ワーク表面
に対向する前記レーザ光用の集光レンズとを介して前記
ワーク表面に入射させ、その反射光を再び前記の集光レ
ンズと、スキャナと、ダイクロイックミラーとを介して
受けることによって、前記入射の点との距離を測定する
、前記集光レンズによる前記光線の光路偏向を補正する
補正レンズ付きの測距部と；前記入射点との距離と、そ
の入射点のワーク表面における位置とに基づいて、前記
入射点と前記集光レンズとのその光軸方向に係る距離を
対物距離として求める演算部と；を備え、前記入射点の
ワーク表面における位置と、前記対物距離との対応関係
が得られることを特徴とするレーザ刻印装置。 ２）ワーク表面でレーザ光の照射点を走査させ前記ワー
ク表面に刻印する装置において、前記走査用スキャナの
前段に位置するダイクロイックミラーと；前記レーザ光
の発振だけを停止させた状態で、測定用光線を前記ダイ
クロイックミラーと、前記スキャナと、前記ワーク表面
に対向する前記レーザ光用の集光レンズとを介して前記
ワーク表面に入射させ、その反射光を再び前記の集光レ
ンズと、スキャナと、ダイクロイックミラーとを介して
受けることによって、前記入射の点との距離を測定する
、前記集光レンズによる前記光線の光路偏向を補正する
補正レンズ付きの測距部と；前記入射点との距離と、そ
の入射点のワーク表面における位置とに基づいて、前記
入射点と前記集光レンズとのその光軸方向に係る距離を
対物距離として求める演算部と；前記入射点のワーク表
面における位置と、これに対応する前記対物距離とに係
る各データを格納するメモリと；このメモリに格納され
た前記各データに基づいて、前記レーザ光の発振状態で
、前記照射点の前記スキャナを介しての走査と、前記照
射点の合焦とを同期してさせる走査・合焦手段と；を備
えることを特徴とするレーザ刻印装置。 ３）ワーク表面でレーザ光の照射点を走査させ前記ワー
ク表面に刻印する装置において、前記走査用スキャナの
前段に位置するダイクロイックミラーと；前記レーザ光
による刻印時に、測定用光線を前記ダイクロイックミラ
ーと、前記スキャナと、前記ワーク表面に対向する前記
レーザ光用の集光レンズとを介して前記ワーク表面に入
射させ、その反射光を前記レーザ光の照射点の反射光と
ともに、再び前記の集光レンズと、スキャナと、ダイク
ロイックミラーとを介し、さらに前記光線分だけを選択
的に通過させるフィルタを通して受けることによって、
前記入射の点との距離を測定する、前記集光レンズによ
る前記光線の光路偏向を補正する補正レンズ付きの測距
部と；前記入射点との距離と、その入射点のワーク表面
における位置とに基づいて、前記入射点と前記集光レン
ズとのその光軸方向に係る距離を対物距離として求める
演算部と；前記入射点のワーク表面における位置に対応
する前記対物距離に基づいて、前記照射点の走査に同期
させて、この照射点の合焦をさせる合焦手段と；を備え
ることを特徴とするレーザ刻印装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2060432A JPH03264177A (ja) | 1990-03-12 | 1990-03-12 | レーザ刻印装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2060432A JPH03264177A (ja) | 1990-03-12 | 1990-03-12 | レーザ刻印装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03264177A true JPH03264177A (ja) | 1991-11-25 |
Family
ID=13142083
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2060432A Pending JPH03264177A (ja) | 1990-03-12 | 1990-03-12 | レーザ刻印装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03264177A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004230443A (ja) * | 2003-01-31 | 2004-08-19 | Toppan Forms Co Ltd | カード付きシートのレーザ印字システムおよびこれにより印字されたカード付きシート |
| JP2010082663A (ja) * | 2008-09-30 | 2010-04-15 | Sunx Ltd | レーザ加工機 |
| JP2010142846A (ja) * | 2008-12-19 | 2010-07-01 | Panasonic Electric Works Co Ltd | ３次元走査型レーザ加工機 |
| JP2016036841A (ja) * | 2014-08-08 | 2016-03-22 | 株式会社キーエンス | レーザ加工装置及びワーキングディスタンス測定方法 |
| JP2020104155A (ja) * | 2018-12-28 | 2020-07-09 | 株式会社キーエンス | レーザ加工装置 |
| JP2020104156A (ja) * | 2018-12-28 | 2020-07-09 | 株式会社キーエンス | レーザ加工装置 |
| JP2020104154A (ja) * | 2018-12-28 | 2020-07-09 | 株式会社キーエンス | レーザ加工装置 |
| WO2021039881A1 (ja) * | 2019-08-30 | 2021-03-04 | 株式会社ニコン | 処理システム |
-
1990
- 1990-03-12 JP JP2060432A patent/JPH03264177A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004230443A (ja) * | 2003-01-31 | 2004-08-19 | Toppan Forms Co Ltd | カード付きシートのレーザ印字システムおよびこれにより印字されたカード付きシート |
| JP2010082663A (ja) * | 2008-09-30 | 2010-04-15 | Sunx Ltd | レーザ加工機 |
| JP2010142846A (ja) * | 2008-12-19 | 2010-07-01 | Panasonic Electric Works Co Ltd | ３次元走査型レーザ加工機 |
| JP2016036841A (ja) * | 2014-08-08 | 2016-03-22 | 株式会社キーエンス | レーザ加工装置及びワーキングディスタンス測定方法 |
| JP2020104155A (ja) * | 2018-12-28 | 2020-07-09 | 株式会社キーエンス | レーザ加工装置 |
| JP2020104156A (ja) * | 2018-12-28 | 2020-07-09 | 株式会社キーエンス | レーザ加工装置 |
| JP2020104154A (ja) * | 2018-12-28 | 2020-07-09 | 株式会社キーエンス | レーザ加工装置 |
| WO2021039881A1 (ja) * | 2019-08-30 | 2021-03-04 | 株式会社ニコン | 処理システム |
| CN114222641A (zh) * | 2019-08-30 | 2022-03-22 | 株式会社尼康 | 处理系统 |
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