JPH06297176A - レーザ加工装置 - Google Patents
レーザ加工装置Info
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- JPH06297176A JPH06297176A JP5116525A JP11652593A JPH06297176A JP H06297176 A JPH06297176 A JP H06297176A JP 5116525 A JP5116525 A JP 5116525A JP 11652593 A JP11652593 A JP 11652593A JP H06297176 A JPH06297176 A JP H06297176A
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- Japan
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- focal length
- mask
- laser beam
- variable focal
- lens
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 投影倍率の調整が簡単にでき、しかも、常に
一定の状態で加工状況を監視することができるマスク投
影式のレーザ加工装置を提供する。 【構成】 レーザ発振器2から発振されたレーザビーム
αの光軸L2上に、光軸L2に沿って移動可能なマスク移
動装置4を配置し、レーザビームαを整形するためのマ
スク3を設ける。また、光軸L2上に、焦点距離を連続
的に変化ならしめる可変焦点距離光学装置5を配置す
る。一方、対象物上の加工状況を観察する監視装置8の
光軸L1上には、反射ミラー6を配置し可変焦点距離光
学装置5を通過したレーザビームβの進行方向を直角に
変更すると共に、対物レンズ7を固定して配置し、さら
にレーザビームβを集光して対象物9上にマスク3の像
を結像させる。レーザ加工装置1は、マスク3の位置と
可変焦点距離光学装置5の焦点距離を調整することで、
マスク3の像の投影倍率を変更することができる。
一定の状態で加工状況を監視することができるマスク投
影式のレーザ加工装置を提供する。 【構成】 レーザ発振器2から発振されたレーザビーム
αの光軸L2上に、光軸L2に沿って移動可能なマスク移
動装置4を配置し、レーザビームαを整形するためのマ
スク3を設ける。また、光軸L2上に、焦点距離を連続
的に変化ならしめる可変焦点距離光学装置5を配置す
る。一方、対象物上の加工状況を観察する監視装置8の
光軸L1上には、反射ミラー6を配置し可変焦点距離光
学装置5を通過したレーザビームβの進行方向を直角に
変更すると共に、対物レンズ7を固定して配置し、さら
にレーザビームβを集光して対象物9上にマスク3の像
を結像させる。レーザ加工装置1は、マスク3の位置と
可変焦点距離光学装置5の焦点距離を調整することで、
マスク3の像の投影倍率を変更することができる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザ加工装置に関す
る。具体的には、マスク投影式のレーザ加工装置に関す
る。
る。具体的には、マスク投影式のレーザ加工装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】図6は、従来例であるマスク投影式のレ
ーザ加工装置51におけるレーザ加工の説明図である。
52はエキシマレーザ等のレーザ発振器、53はマスク
であって、レーザ発振器52から出射されたレーザビー
ムαは、マスク53により所望の形状をしたレーザビー
ムβに整形される。整形されたレーザビームβは、必要
により反射ミラー54によって直角に方向を曲げられた
後、対物レンズ55によって集光され、マスク53の像
が任意倍率に縮小拡大され対象物56に投影され、対象
物56はレーザエネルギーによって加工される。
ーザ加工装置51におけるレーザ加工の説明図である。
52はエキシマレーザ等のレーザ発振器、53はマスク
であって、レーザ発振器52から出射されたレーザビー
ムαは、マスク53により所望の形状をしたレーザビー
ムβに整形される。整形されたレーザビームβは、必要
により反射ミラー54によって直角に方向を曲げられた
後、対物レンズ55によって集光され、マスク53の像
が任意倍率に縮小拡大され対象物56に投影され、対象
物56はレーザエネルギーによって加工される。
【0003】ここで、対物レンズ55の焦点距離をf、
マスク53から対物レンズ55までの距離をu、対物レ
ンズ55から対象物56までの距離をvとすると、マス
ク53の像が対象物56上に結像されるための条件とし
て、これらu、v、fは、よく知られたレンズ公式よ
り、 (1/u)+(1/v)=1/f の関係を満たす必要がある。また、対象物56上に結像
されるマスク53の像の縮小率(1/倍率)をMとする
と、上記u、v、fは、 M=u/v=(u/f)−1 で表わされる。従って、縮小率Mが決まると、対物レン
ズ55の焦点距離fからマスク53及び対物レンズ55
の位置u、vが決まるので、任意の縮小率Mでマスク5
5の像を対象物56にレーザ加工することができる。
マスク53から対物レンズ55までの距離をu、対物レ
ンズ55から対象物56までの距離をvとすると、マス
ク53の像が対象物56上に結像されるための条件とし
て、これらu、v、fは、よく知られたレンズ公式よ
り、 (1/u)+(1/v)=1/f の関係を満たす必要がある。また、対象物56上に結像
されるマスク53の像の縮小率(1/倍率)をMとする
と、上記u、v、fは、 M=u/v=(u/f)−1 で表わされる。従って、縮小率Mが決まると、対物レン
ズ55の焦点距離fからマスク53及び対物レンズ55
の位置u、vが決まるので、任意の縮小率Mでマスク5
5の像を対象物56にレーザ加工することができる。
【0004】また、反射ミラー54はハーフミラーにな
っており、可視光線は透過できるが、レーザビームβは
透過できない。しかして、対象物56上の像は拡散光γ
として、対物レンズ55により再び集光させられ、反射
ミラー54を透過し監視装置59に入射される。監視装
置59は固定されており、入射された拡散光γは監視装
置調整装置60により焦点を合わされ、対象物56の加
工状態を監視装置59により観察することができるよう
になっている。
っており、可視光線は透過できるが、レーザビームβは
透過できない。しかして、対象物56上の像は拡散光γ
として、対物レンズ55により再び集光させられ、反射
ミラー54を透過し監視装置59に入射される。監視装
置59は固定されており、入射された拡散光γは監視装
置調整装置60により焦点を合わされ、対象物56の加
工状態を監視装置59により観察することができるよう
になっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このレ
ーザ加工装置51において、投影倍率を変化させる場合
には、マスク53を移動するためのマスク移動装置57
と対物レンズ55を移動するためのレンズ移動装置58
及び監視装置調整装置60の3箇所を加工毎に調整する
必要があった。ここにおいて、マスク53の位置と対物
レンズ55の位置は、所望する投影倍率と対物レンズ5
5の焦点距離により一義的に定まる。従って、投影倍率
を変化させる場合にあっては、所望の投影倍率が得られ
るようにマスク53の位置と対物レンズ55の位置をマ
スク移動装置57及びレンズ移動装置58によりそれぞ
れ移動させ、マスク53から対物レンズ55までの光学
的距離及び対物レンズ55から対象物56までの光学的
距離を変化させる必要があった。また、それと同時に対
象物56から対物レンズ55までの光学的距離に合わせ
て、監視装置調整装置60によって監視装置59の焦点
を調整する必要もあった。このようにレーザ加工装置5
1においては3点の調整箇所があり、その調整は非常に
繁雑なものとなっていた。
ーザ加工装置51において、投影倍率を変化させる場合
には、マスク53を移動するためのマスク移動装置57
と対物レンズ55を移動するためのレンズ移動装置58
及び監視装置調整装置60の3箇所を加工毎に調整する
必要があった。ここにおいて、マスク53の位置と対物
レンズ55の位置は、所望する投影倍率と対物レンズ5
5の焦点距離により一義的に定まる。従って、投影倍率
を変化させる場合にあっては、所望の投影倍率が得られ
るようにマスク53の位置と対物レンズ55の位置をマ
スク移動装置57及びレンズ移動装置58によりそれぞ
れ移動させ、マスク53から対物レンズ55までの光学
的距離及び対物レンズ55から対象物56までの光学的
距離を変化させる必要があった。また、それと同時に対
象物56から対物レンズ55までの光学的距離に合わせ
て、監視装置調整装置60によって監視装置59の焦点
を調整する必要もあった。このようにレーザ加工装置5
1においては3点の調整箇所があり、その調整は非常に
繁雑なものとなっていた。
【0006】また、投影倍率を変化させると、対物レン
ズ55の位置を移動させる必要があるため、対象物56
から対物レンズ55までの光学的距離及び対物レンズ5
5から監視装置59までの光学的距離が変化する。この
ため、監視装置59で観察される対象物56上の像の倍
率や像の明るさが変化し、常に一定の条件で観察するこ
とはできなかった。
ズ55の位置を移動させる必要があるため、対象物56
から対物レンズ55までの光学的距離及び対物レンズ5
5から監視装置59までの光学的距離が変化する。この
ため、監視装置59で観察される対象物56上の像の倍
率や像の明るさが変化し、常に一定の条件で観察するこ
とはできなかった。
【0007】さらに、マスク移動装置57や対物レンズ
移動装置58及び監視装置調整装置60はそれぞれ独立
して離れた位置にあり、しかも、これらの装置は全て一
つの光軸上に位置しないために、これらマスク移動装置
57や対物レンズ移動装置58及び監視装置調整装置6
0相互間の位置調整は極めて困難なものとなっていた。
移動装置58及び監視装置調整装置60はそれぞれ独立
して離れた位置にあり、しかも、これらの装置は全て一
つの光軸上に位置しないために、これらマスク移動装置
57や対物レンズ移動装置58及び監視装置調整装置6
0相互間の位置調整は極めて困難なものとなっていた。
【0008】本発明は叙上の従来例の欠点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的とするところは、投影倍率の
調整が簡単に行なえ、しかも、常に一定の状態で加工状
況を観察することができるマスク投影式のレーザ加工装
置を提供することにある。
れたものであり、その目的とするところは、投影倍率の
調整が簡単に行なえ、しかも、常に一定の状態で加工状
況を観察することができるマスク投影式のレーザ加工装
置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明のレーザ加工装置
は、マスクにより整形されたレーザビームを照射するこ
とにより対象物を加工するレーザ加工装置において、前
記マスクの像を倍率変換して前記対象物に結像するため
の投影倍率変更手段と、前記対象物の加工状況を観察す
るための監視手段とを備え、前記投影倍率変更手段は、
前記監視手段の光路上に固定して配置した固定焦点距離
光学系と前記監視手段の光路外に配置した可変焦点距離
光学系とから構成したことを特徴としている。
は、マスクにより整形されたレーザビームを照射するこ
とにより対象物を加工するレーザ加工装置において、前
記マスクの像を倍率変換して前記対象物に結像するため
の投影倍率変更手段と、前記対象物の加工状況を観察す
るための監視手段とを備え、前記投影倍率変更手段は、
前記監視手段の光路上に固定して配置した固定焦点距離
光学系と前記監視手段の光路外に配置した可変焦点距離
光学系とから構成したことを特徴としている。
【0010】
【作用】本発明のレーザ加工装置によれば、マスクの像
を倍率変換して対象物に結像するための投影倍率変更手
段は、監視手段の光路上に固定して配置した固定焦点距
離光学系と監視手段の光路外に配置した可変焦点距離光
学系とから構成することとしている。ここで、投影倍率
変更手段によりマスクの像の投影倍率を変化させる場合
には、監視手段の光路上にある投影倍率変更手段の固定
焦点距離光学系は焦点距離を調整する必要はなく、監視
手段の光路外に配置された可変焦点距離光学系のみを調
整するだけでよい。また、投影倍率を変化させても、固
定焦点距離光学系は固定されているので、対象物と固定
焦点距離光学系との間の光学的距離や固定焦点距離光学
系と監視装置との間の光学的距離は変化せず、投影倍率
の変化に合わせて監視手段のピント合わせ等をする必要
がない。従って、従来のレーザ加工装置のように投影倍
率を変更するごとに監視手段の調整をする必要がなくな
り、投影倍率を変化させるための調整箇所を、マスクの
位置と可変焦点距離光学系の2点へと少なくすることが
でき、投影倍率の変更を簡単に行なうことができる。
を倍率変換して対象物に結像するための投影倍率変更手
段は、監視手段の光路上に固定して配置した固定焦点距
離光学系と監視手段の光路外に配置した可変焦点距離光
学系とから構成することとしている。ここで、投影倍率
変更手段によりマスクの像の投影倍率を変化させる場合
には、監視手段の光路上にある投影倍率変更手段の固定
焦点距離光学系は焦点距離を調整する必要はなく、監視
手段の光路外に配置された可変焦点距離光学系のみを調
整するだけでよい。また、投影倍率を変化させても、固
定焦点距離光学系は固定されているので、対象物と固定
焦点距離光学系との間の光学的距離や固定焦点距離光学
系と監視装置との間の光学的距離は変化せず、投影倍率
の変化に合わせて監視手段のピント合わせ等をする必要
がない。従って、従来のレーザ加工装置のように投影倍
率を変更するごとに監視手段の調整をする必要がなくな
り、投影倍率を変化させるための調整箇所を、マスクの
位置と可変焦点距離光学系の2点へと少なくすることが
でき、投影倍率の変更を簡単に行なうことができる。
【0011】また、監視手段から観察できる対象物上の
像の倍率は変化しないので、常に一定した状態で対象物
の加工状況を観察することができる。例えば、画像処理
装置などを用いてレーザ加工の自動化を行なう場合に
も、監視手段の画像倍率の調整やピント合わせなどの複
雑な補正も不要となり、容易に対象物の加工状況を自動
機器により把握することができる。
像の倍率は変化しないので、常に一定した状態で対象物
の加工状況を観察することができる。例えば、画像処理
装置などを用いてレーザ加工の自動化を行なう場合に
も、監視手段の画像倍率の調整やピント合わせなどの複
雑な補正も不要となり、容易に対象物の加工状況を自動
機器により把握することができる。
【0012】さらに、固定焦点距離光学系は固定して配
置することとしているので、監視手段と対象物とを容易
に固定焦点距離光学系の光軸上に配置することができ、
一旦配置すればその後に光軸がずれることもない。ま
た、投影倍率変更手段の可変焦点距離光学系は、監視手
段の光路外に配置することとしているので、可変焦点距
離光学系の光軸調整を正確に行なっておけば、固定焦点
距離光学系の光軸と容易に一致させることもでき、可変
焦点距離光学系や固定焦点距離光学系並びに監視手段相
互間の位置調整を簡単にすることができ、レーザ加工装
置の光学系のメンテナンスを簡単に行なうことができ
る。
置することとしているので、監視手段と対象物とを容易
に固定焦点距離光学系の光軸上に配置することができ、
一旦配置すればその後に光軸がずれることもない。ま
た、投影倍率変更手段の可変焦点距離光学系は、監視手
段の光路外に配置することとしているので、可変焦点距
離光学系の光軸調整を正確に行なっておけば、固定焦点
距離光学系の光軸と容易に一致させることもでき、可変
焦点距離光学系や固定焦点距離光学系並びに監視手段相
互間の位置調整を簡単にすることができ、レーザ加工装
置の光学系のメンテナンスを簡単に行なうことができ
る。
【0013】また、対象物と固定焦点距離光学系との距
離(ワーキングディスタンス)は固定されるので、光学
系以外の補助機器類、例えば加工面洗浄用ブロワーノズ
ル(エアなどを吹き付けて加工面の加工くず等のゴミを
吹き飛ばす装置)などをレーザ加工装置の光学系に対し
て固定することができ、投影倍率を変化させたために加
工面洗浄用ブロワーノズルなどの補助機器類の再調整を
することも不要になる。
離(ワーキングディスタンス)は固定されるので、光学
系以外の補助機器類、例えば加工面洗浄用ブロワーノズ
ル(エアなどを吹き付けて加工面の加工くず等のゴミを
吹き飛ばす装置)などをレーザ加工装置の光学系に対し
て固定することができ、投影倍率を変化させたために加
工面洗浄用ブロワーノズルなどの補助機器類の再調整を
することも不要になる。
【0014】
【実施例】図1は本発明の一実施例であるレーザ加工装
置1の概略構成図、図2はそのブロック図である。2は
レーザ発振器(例えばエキシマレーザ)、3はマスク、
4はマスク移動装置であって、マスク3はマスク移動装
置4に交換自由に保持されている。また、5は可変焦点
距離光学装置であって、連続的に可変焦点距離光学装置
5の焦点距離fを変えることができ、マスク3により整
形されたレーザビームを集光してマスク3の像を対象物
9に投影することができる。対象物9は加工室14内に
設けられた移動ステージ10上に載置され、X軸方向及
びY軸方向に自由に走査可能となっている。また、対象
物9の加工状況は監視装置8により監視され、監視・制
御装置15のディスプレイ16によってその加工状況を
観察することができる。
置1の概略構成図、図2はそのブロック図である。2は
レーザ発振器(例えばエキシマレーザ)、3はマスク、
4はマスク移動装置であって、マスク3はマスク移動装
置4に交換自由に保持されている。また、5は可変焦点
距離光学装置であって、連続的に可変焦点距離光学装置
5の焦点距離fを変えることができ、マスク3により整
形されたレーザビームを集光してマスク3の像を対象物
9に投影することができる。対象物9は加工室14内に
設けられた移動ステージ10上に載置され、X軸方向及
びY軸方向に自由に走査可能となっている。また、対象
物9の加工状況は監視装置8により監視され、監視・制
御装置15のディスプレイ16によってその加工状況を
観察することができる。
【0015】しかして、監視・制御装置15から所望す
る投影倍率を入力してレーザ加工を開始すると、監視・
制御装置15は、マスク移動装置4及び可変焦点距離光
学装置5を駆動して所望の投影倍率が得られるようにマ
スク3の位置および可変焦点距離光学装置5の焦点距離
fを調整する。また、監視装置8から得られた加工状況
に応じてレーザ発振を止め、あるいは移動ステージ10
上の対象物9をX軸方向及びY軸方向に移動させなが
ら、対象物9にレーザ加工することができる。
る投影倍率を入力してレーザ加工を開始すると、監視・
制御装置15は、マスク移動装置4及び可変焦点距離光
学装置5を駆動して所望の投影倍率が得られるようにマ
スク3の位置および可変焦点距離光学装置5の焦点距離
fを調整する。また、監視装置8から得られた加工状況
に応じてレーザ発振を止め、あるいは移動ステージ10
上の対象物9をX軸方向及びY軸方向に移動させなが
ら、対象物9にレーザ加工することができる。
【0016】図3はレーザ加工装置1におけるレーザ加
工の説明図である。マスク3はマスク移動装置4により
レーザビームαの光軸L2方向に平行移動させることが
でき、所望の位置で固定させることができる。また、可
変焦点距離光学装置5は、例えば、複数枚のレンズによ
り構成されている光学装置であって、構成レンズの位置
を光軸L2に沿って移動させることによりその焦点距離
fを変えることができるようになっている。
工の説明図である。マスク3はマスク移動装置4により
レーザビームαの光軸L2方向に平行移動させることが
でき、所望の位置で固定させることができる。また、可
変焦点距離光学装置5は、例えば、複数枚のレンズによ
り構成されている光学装置であって、構成レンズの位置
を光軸L2に沿って移動させることによりその焦点距離
fを変えることができるようになっている。
【0017】しかして、投影倍率Mのマスク3の像が得
られるようにマスク移動装置4によりマスク3の位置を
移動させ、それに併せて可変焦点距離光学装置5の焦点
距離fを変えて、レーザ発振器2からレーザビームαを
発振すると、レーザ発振器2から出射されたレーザビー
ムαは、マスク3により所望の形状のレーザビームβに
整形される。整形されたレーザビームβは、可変焦点距
離光学装置5により縮小され、反射ミラー6により直角
に方向を変えられる。その後、レーザビームβは監視装
置8の光軸L1上に固定された対物レンズ7により対象
物9上に集光させられ、対象物9上の表面でマスク3の
像が投影倍率Mで結像され、対象物9がレーザビームβ
のエネルギーによりレーザ加工される。
られるようにマスク移動装置4によりマスク3の位置を
移動させ、それに併せて可変焦点距離光学装置5の焦点
距離fを変えて、レーザ発振器2からレーザビームαを
発振すると、レーザ発振器2から出射されたレーザビー
ムαは、マスク3により所望の形状のレーザビームβに
整形される。整形されたレーザビームβは、可変焦点距
離光学装置5により縮小され、反射ミラー6により直角
に方向を変えられる。その後、レーザビームβは監視装
置8の光軸L1上に固定された対物レンズ7により対象
物9上に集光させられ、対象物9上の表面でマスク3の
像が投影倍率Mで結像され、対象物9がレーザビームβ
のエネルギーによりレーザ加工される。
【0018】ここで、可変焦点距離光学装置5の焦点距
離fとマスク3の位置は、投影倍率Mに応じて、対物レ
ンズ7の焦点距離f1と、対物レンズ7と対象物9との
光学的距離及び可変焦点距離光学装置5と対物レンズ7
との光学的距離により一義的に定まる。レーザ加工装置
1においては、対物レンズ7の位置は固定されているの
で、対物レンズ7と対象物9との光学的距離は一定とな
る。従って、所望する投影倍率Mとなるように、可変焦
点距離光学装置5の焦点距離fを変えると共にマスク3
の位置を移動してやると、対象物9上に投影倍率Mでマ
スク3の像を結像させてレーザ加工することができる。
離fとマスク3の位置は、投影倍率Mに応じて、対物レ
ンズ7の焦点距離f1と、対物レンズ7と対象物9との
光学的距離及び可変焦点距離光学装置5と対物レンズ7
との光学的距離により一義的に定まる。レーザ加工装置
1においては、対物レンズ7の位置は固定されているの
で、対物レンズ7と対象物9との光学的距離は一定とな
る。従って、所望する投影倍率Mとなるように、可変焦
点距離光学装置5の焦点距離fを変えると共にマスク3
の位置を移動してやると、対象物9上に投影倍率Mでマ
スク3の像を結像させてレーザ加工することができる。
【0019】また、反射ミラー6は可視光線は透過する
がレーザビームβは透過しないハーフミラーとなってい
るので、拡散光γは対物レンズ7により再び集光され、
反射ミラー6を透過して、監視装置8に入射され対象物
9の加工状態を観察することができる。
がレーザビームβは透過しないハーフミラーとなってい
るので、拡散光γは対物レンズ7により再び集光され、
反射ミラー6を透過して、監視装置8に入射され対象物
9の加工状態を観察することができる。
【0020】ここで、対物レンズ7の配置位置は固定さ
れているため、対象物9と対物レンズ7および対物レン
ズ7と監視装置8と間の光学的距離は変化しないので、
マスク3の対象物9上への投影倍率Mを変化させた場合
であっても、監視装置8上での対象物9の観察倍率は変
化することがない。また、監視装置8上の像がぼやける
こともないので、対象物9の加工状態を常に一定の状態
で観察することができる。
れているため、対象物9と対物レンズ7および対物レン
ズ7と監視装置8と間の光学的距離は変化しないので、
マスク3の対象物9上への投影倍率Mを変化させた場合
であっても、監視装置8上での対象物9の観察倍率は変
化することがない。また、監視装置8上の像がぼやける
こともないので、対象物9の加工状態を常に一定の状態
で観察することができる。
【0021】従って、レーザ加工装置1において、投影
倍率Mの調整を行なう場合には、レーザビームβの光軸
L2上に配置されたマスク移動装置4と可変焦点距離光
学装置5の焦点距離fを調整するだけでよい。また、監
視装置8上の像を画像処理装置等を用いて自動観察する
場合にあっても、複雑な補正等をすることが不要にな
り、簡単に投影倍率Mの調整をすることができる。
倍率Mの調整を行なう場合には、レーザビームβの光軸
L2上に配置されたマスク移動装置4と可変焦点距離光
学装置5の焦点距離fを調整するだけでよい。また、監
視装置8上の像を画像処理装置等を用いて自動観察する
場合にあっても、複雑な補正等をすることが不要にな
り、簡単に投影倍率Mの調整をすることができる。
【0022】また、レーザ加工装置1においては、対物
レンズ7は固定されるので、監視装置8と対象物9を光
軸L1上に容易に設置することができる。また、対物レ
ンズ7を移動させることもないので、設置当初に監視装
置8のピント合わせをしておくと、その後、監視装置8
が光軸L1からずれたり、監視装置8のピントがぼやけ
ることもない。また、光軸L1は固定されるので、レー
ザビームαの光軸L2との光軸調整を容易にすることが
できる。従って、マスク移動装置4及び可変焦点距離光
学装置5を光軸L2上に正確に位置させておけば、監視
装置8や対物レンズ7と可変焦点距離光学装置5などの
光学装置相互間の位置調整を容易にすることができ、光
学系のメンテナンスも容易に行なうことができる。さら
に、対物レンズ7は固定されているので、エアなどを吹
き付けて加工面の加工くず等のゴミを吹き飛ばす加工面
洗浄用ブロワーノズルなどの光学系に固定して使用する
ことが望ましい補助機器類を固定して配置することがで
き、投影倍率Mを変化させるごとに加工面洗浄用ブロワ
ーノズルの方向や風量等の再調整をする必要がなくな
る。
レンズ7は固定されるので、監視装置8と対象物9を光
軸L1上に容易に設置することができる。また、対物レ
ンズ7を移動させることもないので、設置当初に監視装
置8のピント合わせをしておくと、その後、監視装置8
が光軸L1からずれたり、監視装置8のピントがぼやけ
ることもない。また、光軸L1は固定されるので、レー
ザビームαの光軸L2との光軸調整を容易にすることが
できる。従って、マスク移動装置4及び可変焦点距離光
学装置5を光軸L2上に正確に位置させておけば、監視
装置8や対物レンズ7と可変焦点距離光学装置5などの
光学装置相互間の位置調整を容易にすることができ、光
学系のメンテナンスも容易に行なうことができる。さら
に、対物レンズ7は固定されているので、エアなどを吹
き付けて加工面の加工くず等のゴミを吹き飛ばす加工面
洗浄用ブロワーノズルなどの光学系に固定して使用する
ことが望ましい補助機器類を固定して配置することがで
き、投影倍率Mを変化させるごとに加工面洗浄用ブロワ
ーノズルの方向や風量等の再調整をする必要がなくな
る。
【0023】図4は、可変焦点距離光学装置5の一例を
示す概略構成図である。可変焦点距離光学装置5は、固
定された1枚の凸レンズよりなる固定レンズ11とレン
ズ移動装置12により移動可能となっている1枚の凹レ
ンズよりなる移動レンズ13とにより構成された2群ズ
ーム系の光学装置である。この可変焦点距離光学装置5
にあっては、移動レンズ13を移動することにより連続
的に可変焦点距離光学装置5の焦点距離fを変えること
が可能である。固定レンズ11の焦点距離をf2、移動
レンズ13の焦点距離をf3、固定レンズ11と移動レ
ンズ13の各主点間距離をAとすると、この焦点距離可
変光学装置5の合成焦点距離f23(=f)、f23=(f
2・f3)/(f2+f3−A)で表わされる。ここで、固
定レンズ11と移動レンズ13の最小主点間距離をAmi
n〔図4(a)〕、最大主点間距離をAmax〔図4
(b)〕とすれば、この可変焦点距離光学装置5の合成
焦点距離f23は、(f2・f3)/(f2+f3−Amin)
≦f23≦(f2・f3)/(f2+f3−Amax)の間で自
由に変えることができる。すなわち、移動レンズ13を
移動することにより、可変焦点距離光学装置5の焦点距
離f23を上記範囲内で変化させることができる。
示す概略構成図である。可変焦点距離光学装置5は、固
定された1枚の凸レンズよりなる固定レンズ11とレン
ズ移動装置12により移動可能となっている1枚の凹レ
ンズよりなる移動レンズ13とにより構成された2群ズ
ーム系の光学装置である。この可変焦点距離光学装置5
にあっては、移動レンズ13を移動することにより連続
的に可変焦点距離光学装置5の焦点距離fを変えること
が可能である。固定レンズ11の焦点距離をf2、移動
レンズ13の焦点距離をf3、固定レンズ11と移動レ
ンズ13の各主点間距離をAとすると、この焦点距離可
変光学装置5の合成焦点距離f23(=f)、f23=(f
2・f3)/(f2+f3−A)で表わされる。ここで、固
定レンズ11と移動レンズ13の最小主点間距離をAmi
n〔図4(a)〕、最大主点間距離をAmax〔図4
(b)〕とすれば、この可変焦点距離光学装置5の合成
焦点距離f23は、(f2・f3)/(f2+f3−Amin)
≦f23≦(f2・f3)/(f2+f3−Amax)の間で自
由に変えることができる。すなわち、移動レンズ13を
移動することにより、可変焦点距離光学装置5の焦点距
離f23を上記範囲内で変化させることができる。
【0024】図5は、図4の可変焦点距離光学装置5を
用いたレーザ加工装置21におけるレーザ加工の説明図
である。このレーザ加工装置21において、固定レンズ
11の主点と移動レンズ13の主点との間の距離をA、
マスク3と移動レンズ13の主点との距離をBとすれ
ば、A、B及び対物レンズ7,固定レンズ11,移動レ
ンズ13の各焦点距離f1,f2,f3並びに投影倍率M
との間には、それぞれ次の関係が成立つ。
用いたレーザ加工装置21におけるレーザ加工の説明図
である。このレーザ加工装置21において、固定レンズ
11の主点と移動レンズ13の主点との間の距離をA、
マスク3と移動レンズ13の主点との距離をBとすれ
ば、A、B及び対物レンズ7,固定レンズ11,移動レ
ンズ13の各焦点距離f1,f2,f3並びに投影倍率M
との間には、それぞれ次の関係が成立つ。
【0025】 A = f2+f3−(f2・f3・M)/f1 … B = f3−(f1・f3)/(f2・M) …
【0026】このようにして求められる固定レンズ11
の主点と移動レンズ13の主点との距離Aが式から求
めた値となるように、レンズ移動装置12により移動レ
ンズ13を移動し、さらに、移動レンズ13の主点とマ
スク3との距離Bが式より求めた値となるように、マ
スク移動装置4にてマスク3を移動することにすればよ
い。
の主点と移動レンズ13の主点との距離Aが式から求
めた値となるように、レンズ移動装置12により移動レ
ンズ13を移動し、さらに、移動レンズ13の主点とマ
スク3との距離Bが式より求めた値となるように、マ
スク移動装置4にてマスク3を移動することにすればよ
い。
【0027】このように、レーザ加工装置21にあって
は、レンズ移動装置12とマスク移動装置4の2箇所を
調整し、移動レンズ13とマスク3の位置を移動するこ
とにより、所望する投影倍率Mにてマスク3の像を対象
物9上に結像させ対象物9にレーザ加工を施すことがで
きる。また、監視装置8の光軸L1上の対物レンズ7は
固定された位置に配置されているので、監視装置8の調
整をする必要がなく、また、投影倍率Mによらず、常に
一定の倍率でもって対象物9の加工状況を観察すること
ができる。
は、レンズ移動装置12とマスク移動装置4の2箇所を
調整し、移動レンズ13とマスク3の位置を移動するこ
とにより、所望する投影倍率Mにてマスク3の像を対象
物9上に結像させ対象物9にレーザ加工を施すことがで
きる。また、監視装置8の光軸L1上の対物レンズ7は
固定された位置に配置されているので、監視装置8の調
整をする必要がなく、また、投影倍率Mによらず、常に
一定の倍率でもって対象物9の加工状況を観察すること
ができる。
【0028】また、本実施例においては焦点距離fを一
定の範囲内で連続的に変更できる可変焦点距離光学装置
5を用いたが、単に一定の焦点距離を持った凸レンズを
移動させることとしてもよい。また、2群ズーム光学系
に限らず、3枚以上のレンズを用いた多群ズーム光学系
にしてもよいのはいうまでもない。
定の範囲内で連続的に変更できる可変焦点距離光学装置
5を用いたが、単に一定の焦点距離を持った凸レンズを
移動させることとしてもよい。また、2群ズーム光学系
に限らず、3枚以上のレンズを用いた多群ズーム光学系
にしてもよいのはいうまでもない。
【0029】
【発明の効果】本発明のレーザ加工装置によれば、監視
手段の光路上にある投影倍率変更手段の固定焦点距離光
学系は固定して配置することとしているので、マスクの
像の投影倍率を変化させる場合には、固定焦点距離光学
系を調整する必要はなく、監視手段の光路外に配置した
可変焦点距離光学系を調整すればよい。また、投影倍率
を変化させても、固定焦点距離光学系は固定されている
ため、投影倍率の変化に合わせて監視手段のピント合わ
せ等をする必要がなくなる。従って、投影倍率を変化さ
せるための調整箇所は、監視手段の光路外に配置した可
変焦点距離光学系のみであって、投影倍率の変更を簡単
に行なうことができる。
手段の光路上にある投影倍率変更手段の固定焦点距離光
学系は固定して配置することとしているので、マスクの
像の投影倍率を変化させる場合には、固定焦点距離光学
系を調整する必要はなく、監視手段の光路外に配置した
可変焦点距離光学系を調整すればよい。また、投影倍率
を変化させても、固定焦点距離光学系は固定されている
ため、投影倍率の変化に合わせて監視手段のピント合わ
せ等をする必要がなくなる。従って、投影倍率を変化さ
せるための調整箇所は、監視手段の光路外に配置した可
変焦点距離光学系のみであって、投影倍率の変更を簡単
に行なうことができる。
【0030】また、監視手段から観察できる対象物上の
像の倍率には変化がなく、像がぼやけることもないため
に、常に一定した状態で対象物の加工状況を観察するこ
とができる。
像の倍率には変化がなく、像がぼやけることもないため
に、常に一定した状態で対象物の加工状況を観察するこ
とができる。
【0031】さらに、固定焦点距離光学系は固定して配
置することとしているので、監視手段と対象物とを容易
に固定焦点距離光学系の光軸上に配置することができ、
一旦配置すればその後に光軸がずれることもない。ま
た、可変焦点距離光学系は監視手段の光路外に配置する
こととしているので、可変焦点距離光学系の光軸調整を
正確に行なうことにより、固定焦点距離光学系の光軸と
一致させることも容易になり、可変焦点距離光学系や固
定焦点距離光学系並びに監視手段相互間の位置調整を簡
単にすることができ、レーザ加工装置の光学系のメンテ
ナンスを簡単に行なうことができる。
置することとしているので、監視手段と対象物とを容易
に固定焦点距離光学系の光軸上に配置することができ、
一旦配置すればその後に光軸がずれることもない。ま
た、可変焦点距離光学系は監視手段の光路外に配置する
こととしているので、可変焦点距離光学系の光軸調整を
正確に行なうことにより、固定焦点距離光学系の光軸と
一致させることも容易になり、可変焦点距離光学系や固
定焦点距離光学系並びに監視手段相互間の位置調整を簡
単にすることができ、レーザ加工装置の光学系のメンテ
ナンスを簡単に行なうことができる。
【0032】さらに、投影倍率変更手段の固定焦点距離
光学系は固定されているので、例えば加工面洗浄用ブロ
ワーノズルなどの補助機器類をレーザ加工装置の光学系
に対して固定することができ、また、投影倍率を変更す
るために補助機器類を再調整する必要もない。
光学系は固定されているので、例えば加工面洗浄用ブロ
ワーノズルなどの補助機器類をレーザ加工装置の光学系
に対して固定することができ、また、投影倍率を変更す
るために補助機器類を再調整する必要もない。
【図1】本発明の一実施例であるレーザ加工装置を示す
概略構成図である。
概略構成図である。
【図2】同上のレーザ加工装置のブロック図である。
【図3】同上のレーザ加工装置におけるレーザ加工の説
明図である。
明図である。
【図4】(a)(b)は同上の可変焦点距離光学装置の
一例を示す側面図である。
一例を示す側面図である。
【図5】図4の可変焦点距離光学装置を用いた本発明の
別な実施例であるレーザ加工装置におけるレーザ加工の
説明図である。
別な実施例であるレーザ加工装置におけるレーザ加工の
説明図である。
【図6】従来例であるレーザ加工装置におけるレーザ加
工の説明図である。
工の説明図である。
2 レーザ発振器 4 マスク移動装置 5 可変焦点距離光学装置 7 対物レンズ 8 監視装置
Claims (1)
- 【請求項1】 マスクにより整形されたレーザビームを
照射することによって対象物を加工するレーザ加工装置
において、 前記マスクの像を倍率変換して前記対象物に結像するた
めの投影倍率変更手段と、前記対象物の加工状況を観察
するための監視手段とを備え、 前記投影倍率変更手段は、前記監視手段の光路上に固定
して配置した固定焦点距離光学系と前記監視手段の光路
外に配置した可変焦点距離光学系とから構成したことを
特徴とするレーザ加工装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5116525A JPH06297176A (ja) | 1993-04-19 | 1993-04-19 | レーザ加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5116525A JPH06297176A (ja) | 1993-04-19 | 1993-04-19 | レーザ加工装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06297176A true JPH06297176A (ja) | 1994-10-25 |
Family
ID=14689292
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5116525A Pending JPH06297176A (ja) | 1993-04-19 | 1993-04-19 | レーザ加工装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06297176A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6075222A (en) * | 1996-11-13 | 2000-06-13 | Canon Kabushiki Kaisha | Method for manufacturing a liquid jet recording head |
JP2012514688A (ja) * | 2009-01-06 | 2012-06-28 | ソルマテス・ベスローテン・フェンノートシャップ | 像を面上に投影するための装置および上記像を動かすための装置 |
KR102263394B1 (ko) * | 2020-09-01 | 2021-06-10 | 주식회사 에이치비테크놀러지 | 미세잉크 토출용 노즐 모니터링 장치 |
-
1993
- 1993-04-19 JP JP5116525A patent/JPH06297176A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6075222A (en) * | 1996-11-13 | 2000-06-13 | Canon Kabushiki Kaisha | Method for manufacturing a liquid jet recording head |
JP2012514688A (ja) * | 2009-01-06 | 2012-06-28 | ソルマテス・ベスローテン・フェンノートシャップ | 像を面上に投影するための装置および上記像を動かすための装置 |
KR102263394B1 (ko) * | 2020-09-01 | 2021-06-10 | 주식회사 에이치비테크놀러지 | 미세잉크 토출용 노즐 모니터링 장치 |
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