JPH0629913B2 - 光ビ−ムの変動補償方法 - Google Patents
光ビ−ムの変動補償方法Info
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- JPH0629913B2 JPH0629913B2 JP60120612A JP12061285A JPH0629913B2 JP H0629913 B2 JPH0629913 B2 JP H0629913B2 JP 60120612 A JP60120612 A JP 60120612A JP 12061285 A JP12061285 A JP 12061285A JP H0629913 B2 JPH0629913 B2 JP H0629913B2
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- light
- light source
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- light beams
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、記録、表示、加工、計測、演算等の各種光ビ
ーム応用装置において、光ビーム自体の変動を補償する
方法に関し、特に、照射ビームの強度中心が常に一定と
なるように補償する光ビーム変動補償方法に関するもの
である。
ーム応用装置において、光ビーム自体の変動を補償する
方法に関し、特に、照射ビームの強度中心が常に一定と
なるように補償する光ビーム変動補償方法に関するもの
である。
［従来の技術］ 従来より、光ディスク等の精密な光情報記録手段や、ス
キャニングによる半導体パターン焼付、レーザー微細加
工、光位置検出器による計測など光ビームを応用した各
種装置において、光源出射方向の変動による光ビームの
位置ずれは、機器の精度を決定する重要な要素となって
いた。
キャニングによる半導体パターン焼付、レーザー微細加
工、光位置検出器による計測など光ビームを応用した各
種装置において、光源出射方向の変動による光ビームの
位置ずれは、機器の精度を決定する重要な要素となって
いた。
第11図は、従来の光照射方法の一例を示す概略構成図で
ある。第11図において、光源101から出射され、レンズ1
02を介して、目標103に達する光ビームは、光源101の出
射方向の変動により、実線で示したコース104や破線で
示したコース105を辿り、目標照射位置で位置ずれを生
じている。
ある。第11図において、光源101から出射され、レンズ1
02を介して、目標103に達する光ビームは、光源101の出
射方向の変動により、実線で示したコース104や破線で
示したコース105を辿り、目標照射位置で位置ずれを生
じている。
［発明が解決しようとする問題点］ 第12図(a)は、光ビームの位置ずれ量の時間的変動を示
すグラフで、縦軸は位置ずれ量Ｗを示し、横軸は時間ｔ
を示す。図中、実線は光ビームの強度がピークである位
置、点線は光ビーム幅を示していて、位置ずれＷは、長
時間の平均値が０になるような経過で、時間的にはラン
ダムに変動している。
すグラフで、縦軸は位置ずれ量Ｗを示し、横軸は時間ｔ
を示す。図中、実線は光ビームの強度がピークである位
置、点線は光ビーム幅を示していて、位置ずれＷは、長
時間の平均値が０になるような経過で、時間的にはラン
ダムに変動している。
第12図(b)は、上記の光ビームを集光し、スポット的に
光情報記録を行ったもので、直線的に位置Ｘをずらしな
がら記録した場合の記録パターンを示す図で、図におい
て明らかなように、直線的にＸ軸上に記録されるべきパ
ターンが、位置ずれ量Ｗに対応する位置に記録されてし
まい、記録位置精度が悪化するという問題を示したもの
である。
光情報記録を行ったもので、直線的に位置Ｘをずらしな
がら記録した場合の記録パターンを示す図で、図におい
て明らかなように、直線的にＸ軸上に記録されるべきパ
ターンが、位置ずれ量Ｗに対応する位置に記録されてし
まい、記録位置精度が悪化するという問題を示したもの
である。
第12図(c)は、同じ光ビームによりレーザー微細加工を
行った場合のトレースラインを示す図で、Ｘ軸上に直線
を引くべきものが、ビーム変動のために加工線が波打っ
てしまうという問題を示したものである。
行った場合のトレースラインを示す図で、Ｘ軸上に直線
を引くべきものが、ビーム変動のために加工線が波打っ
てしまうという問題を示したものである。
このような問題点は、照射時間を長く予定し、光ビーム
が平均的な位置に落着くまで待てば、スポット中心位置
は安定するが、それには時間がかかり過ぎ、高速の記録
や加工には不向きであった。
が平均的な位置に落着くまで待てば、スポット中心位置
は安定するが、それには時間がかかり過ぎ、高速の記録
や加工には不向きであった。
本発明は、このような問題点に鑑みなされたもので、光
源の時間的変動による光ビームのずれを補償し、照射ビ
ーム強度の中心が常に一定となるようにした高精度の光
ビーム変動補償方法を提供することを目的とするもので
ある。
源の時間的変動による光ビームのずれを補償し、照射ビ
ーム強度の中心が常に一定となるようにした高精度の光
ビーム変動補償方法を提供することを目的とするもので
ある。
［問題点を解決するための手段］ 本発明は、光源から出射され、かつ前記光源の時間的位
置及び角度の変動によって位置ずれを生じた光ビーム
を、第１の光学系によって２本もしくは２本以上に分割
し、位置ずれを生じた元の光ビームに対して正反対のベ
クトルをもつ補償用の光ビームを発生させるとともに、
この補償用の光ビームと分割された元の光ビームとを、
第２の光学系によって光源の変動がなかった場合の光ビ
ームが通るべき正規の光路に対して対称、かつ近接する
２本の光ビームとし、さらにこの２本の光ビームを第３
の光学系によって集束させ、目標の所定領域に照射する
ことを特徴とするものである。
置及び角度の変動によって位置ずれを生じた光ビーム
を、第１の光学系によって２本もしくは２本以上に分割
し、位置ずれを生じた元の光ビームに対して正反対のベ
クトルをもつ補償用の光ビームを発生させるとともに、
この補償用の光ビームと分割された元の光ビームとを、
第２の光学系によって光源の変動がなかった場合の光ビ
ームが通るべき正規の光路に対して対称、かつ近接する
２本の光ビームとし、さらにこの２本の光ビームを第３
の光学系によって集束させ、目標の所定領域に照射する
ことを特徴とするものである。
［作用］ 第３図は、本発明による補償方法の原理を説明する座標
図である。第３図(a)は、光源から出射される光ビーム
の平均出射方向に垂直な平面上に、互いに直交するＸ−
Ｙ座標軸を設定したもので、出射光の偏向量が矢印５で
示されている。仮に、所要の光学系により、上記の座標
軸を反転させたとすると、その投影は第３図(b)のよう
にＸ′−Ｙ′となり、出射光の偏向量も矢印６で示され
たようになる。これらの互いに反転した光ビームが目標
照射面に照射されると、その座標は第３図(c)に示され
るように原点０に対して対称(5a,6a)となり、両方の光
ビーム強度が等しいとすれば、光ビームの重心的位置は
原点と常に一致する。従って、上記の条件を満足する光
学系を使用すれば、光源の変動が生じても、照射ビーム
の強度中心は影響されずに補償されることになる。
図である。第３図(a)は、光源から出射される光ビーム
の平均出射方向に垂直な平面上に、互いに直交するＸ−
Ｙ座標軸を設定したもので、出射光の偏向量が矢印５で
示されている。仮に、所要の光学系により、上記の座標
軸を反転させたとすると、その投影は第３図(b)のよう
にＸ′−Ｙ′となり、出射光の偏向量も矢印６で示され
たようになる。これらの互いに反転した光ビームが目標
照射面に照射されると、その座標は第３図(c)に示され
るように原点０に対して対称(5a,6a)となり、両方の光
ビーム強度が等しいとすれば、光ビームの重心的位置は
原点と常に一致する。従って、上記の条件を満足する光
学系を使用すれば、光源の変動が生じても、照射ビーム
の強度中心は影響されずに補償されることになる。
第１図は、本発明による光ビーム変動補償方法を検証す
る基本的構成の概略構成図で、He-Ne光源１からの光ビ
ームをハーフミラー２によって振幅分割し、分割された
光ビームをそれぞれミラー3aおよび3bにより光位置検出
器４へ照射させ、光源１の変動を記録するものである。
第２図は、上記構成による光ビームの位置ずれ量の測定
結果のグラフであり、縦軸は光ビームの検出位置Ｐを示
し、横軸は時間ｔを示す。第１図において、ハーフミラ
ー２とミラー3aおよび3bとから成る光学系を介さずに、
直接光位置検出器４へ光ビームを照射した場合は、第２
図における(a)のように変動が記録され、本発明により
補償された場合は第２図の(b)のようになり光源変動が
除去されているのがわかる。
る基本的構成の概略構成図で、He-Ne光源１からの光ビ
ームをハーフミラー２によって振幅分割し、分割された
光ビームをそれぞれミラー3aおよび3bにより光位置検出
器４へ照射させ、光源１の変動を記録するものである。
第２図は、上記構成による光ビームの位置ずれ量の測定
結果のグラフであり、縦軸は光ビームの検出位置Ｐを示
し、横軸は時間ｔを示す。第１図において、ハーフミラ
ー２とミラー3aおよび3bとから成る光学系を介さずに、
直接光位置検出器４へ光ビームを照射した場合は、第２
図における(a)のように変動が記録され、本発明により
補償された場合は第２図の(b)のようになり光源変動が
除去されているのがわかる。
［実施例］ 以下、本発明の実施例を、図面と共に説明する。
第４図は、本発明を実施した光ビーム照射装置の一実施
例を示す概略構成図である。同図において、光源７から
出射された光ビーム8cは、ビームスプリッタ９により２
本の光学ヒーム8cおよび8dに分割されたのち、ミラー10
とハーフミラー11とによって近接する２本の光ビームに
なり、目標照射面12へ照射される。
例を示す概略構成図である。同図において、光源７から
出射された光ビーム8cは、ビームスプリッタ９により２
本の光学ヒーム8cおよび8dに分割されたのち、ミラー10
とハーフミラー11とによって近接する２本の光ビームに
なり、目標照射面12へ照射される。
第５図は、上記の光ビーム分離部分の拡大図で、光源の
変動により光ビーム8aが、破線で示される光ビーム8a′
へ変動したとすると、目標照射面へ照射される光ビーム
は、分割されたままの２本の光ビーム8c′および8d′と
なるが、この２本は本来の光ビーム8eの位置を中心とし
て対称的に変動することになる。従って、光源変動がな
かった場合の照射点を中心として、常に互いに対称な方
向へそれぞれ変動し、本発明の原理について説明したと
おり、光源変動による光ビームのずれを補償することに
なる。
変動により光ビーム8aが、破線で示される光ビーム8a′
へ変動したとすると、目標照射面へ照射される光ビーム
は、分割されたままの２本の光ビーム8c′および8d′と
なるが、この２本は本来の光ビーム8eの位置を中心とし
て対称的に変動することになる。従って、光源変動がな
かった場合の照射点を中心として、常に互いに対称な方
向へそれぞれ変動し、本発明の原理について説明したと
おり、光源変動による光ビームのずれを補償することに
なる。
第６図は、本発明の他の実施例の概略構成図である。第
６図における構成は、第４図の実施例とほぼ同様である
が、ビームスプリッタ９で分割された光ビームの一方8d
がハーフミラー11に達する以前に、イメージローテータ
13を通過させらせれることが加えられている。イメージ
ローテータ13は、ビームスプリッタ９の分割方向と直交
する方向に光ビームの通過位置を反転させるもので、光
ビーム8cもしくは8dのいずれの光路に介設してもよい。
６図における構成は、第４図の実施例とほぼ同様である
が、ビームスプリッタ９で分割された光ビームの一方8d
がハーフミラー11に達する以前に、イメージローテータ
13を通過させらせれることが加えられている。イメージ
ローテータ13は、ビームスプリッタ９の分割方向と直交
する方向に光ビームの通過位置を反転させるもので、光
ビーム8cもしくは8dのいずれの光路に介設してもよい。
第７図は、第６図の光路を側面から示す概略構成図で、
ビームスプリッタ９により２分割された光ビームのう
ち、特に、イメージローテータ13を通過する方の光路を
示している。ビームスプリッタ９の分割方向に沿った光
源変動成分は、第５図で説明した原理で除去されるが、
それと直交する方向の光源変動成分は、第７図で明らか
な如く、ビームスプリッタ９に影響されない。そこで、
第８図の部分拡大図で示されるように、イメージローテ
ータ13により光ビームの通過位置が反転するのを利用
し、変動した光ビーム8d′の変動方向を反転させ、本発
明の原理に基づいて、ずれを補償させる。結果として、
両成分を合成することにより、任意の如何なる方向に光
源変動が起こっても、第６図の構成によれば、光ビーム
のずれが補償できることになる。
ビームスプリッタ９により２分割された光ビームのう
ち、特に、イメージローテータ13を通過する方の光路を
示している。ビームスプリッタ９の分割方向に沿った光
源変動成分は、第５図で説明した原理で除去されるが、
それと直交する方向の光源変動成分は、第７図で明らか
な如く、ビームスプリッタ９に影響されない。そこで、
第８図の部分拡大図で示されるように、イメージローテ
ータ13により光ビームの通過位置が反転するのを利用
し、変動した光ビーム8d′の変動方向を反転させ、本発
明の原理に基づいて、ずれを補償させる。結果として、
両成分を合成することにより、任意の如何なる方向に光
源変動が起こっても、第６図の構成によれば、光ビーム
のずれが補償できることになる。
第９図は、本発明の更に他の実施例の概略構成図で、光
源７から出射された光ビーム8aは、ビームスプリッタ９
により２分割され、その一方はイメージローテータ13を
通過するが、8c,8d共レンズ102により集光されて、目標
照射面12へ照射される。第６図と異なるのは、ミラーと
ハーフミラーの組合わせで集光されるのではなく、レン
ズにより集光されることだけで、直交する２方向へ互い
に反転する光ビームを生じる光学系により、光ビームの
変動補償が可能となる。
源７から出射された光ビーム8aは、ビームスプリッタ９
により２分割され、その一方はイメージローテータ13を
通過するが、8c,8d共レンズ102により集光されて、目標
照射面12へ照射される。第６図と異なるのは、ミラーと
ハーフミラーの組合わせで集光されるのではなく、レン
ズにより集光されることだけで、直交する２方向へ互い
に反転する光ビームを生じる光学系により、光ビームの
変動補償が可能となる。
上記の補償方法により、目標照射面における位置ずれ量
は、第10図に示されるように補償される。すなわち第10
図は第12図の従来例に対応するグラフである。第10図
(a)の実線による折れ線は、各光ビームの強度ピーク位
置を示し、Ｗ＝０の平均位置に対して対称となるため、
変動の大小に拘らず、光ビームの強度中心は常にＷ＝０
となる。
は、第10図に示されるように補償される。すなわち第10
図は第12図の従来例に対応するグラフである。第10図
(a)の実線による折れ線は、各光ビームの強度ピーク位
置を示し、Ｗ＝０の平均位置に対して対称となるため、
変動の大小に拘らず、光ビームの強度中心は常にＷ＝０
となる。
第10図(b)は上記の補償方法を適用し、スポット的な光
情報記録を直線的に行った場合で、各スポットの中心位
置は直線上に位置し、精度よく記録されたことになる。
第10(c)はレーザー微細加工において直線を引いた場合
を示し、加工線の乱れが補償を行なわない場合の第12図
と比較して、格段に少なくなっているのがわかる。
情報記録を直線的に行った場合で、各スポットの中心位
置は直線上に位置し、精度よく記録されたことになる。
第10(c)はレーザー微細加工において直線を引いた場合
を示し、加工線の乱れが補償を行なわない場合の第12図
と比較して、格段に少なくなっているのがわかる。
［発明の効果］ 以上、説明したとおり、本発明によれば、光源の変動に
よる光ビームのずれを補償し、目標照射面における照射
ビーム強度の中心が常に一定となる高精度な光ビーム変
動補償方法を提供することができる。
よる光ビームのずれを補償し、目標照射面における照射
ビーム強度の中心が常に一定となる高精度な光ビーム変
動補償方法を提供することができる。
第１図は本発明による光ビーム変動補償方法の構成図、
第２図は測定結果のグラフ、第３図は本発明の原理図、
第４図、第６図、第７図、第９図は本発明の各実施例の
構成図、第５図および第８図は反転ビームの説明図、第
10図は本発明における光ビームの変動図、第11は従来例
の構成図、第12図は従来例の光ビームの変動図である。 １、７、101……光源 ２、11……ハーフミラー、３、10……ミラー 12、103……目標，102……レンズ、８、104、105……光
ビーム、 ９……ビームスプリッタ、 13……イメージローテータ
第２図は測定結果のグラフ、第３図は本発明の原理図、
第４図、第６図、第７図、第９図は本発明の各実施例の
構成図、第５図および第８図は反転ビームの説明図、第
10図は本発明における光ビームの変動図、第11は従来例
の構成図、第12図は従来例の光ビームの変動図である。 １、７、101……光源 ２、11……ハーフミラー、３、10……ミラー 12、103……目標，102……レンズ、８、104、105……光
ビーム、 ９……ビームスプリッタ、 13……イメージローテータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 富田 佳紀 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 宮崎 俊彦 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 西村 征生 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】光源から出射され、目標に照射される光ビ
ームの強度中心が一定になるように光ビームの変動を補
償する方法であり、前記光源から出射された光ビームを
少なくとも２本に分割し、前記光源の時間的位置、及び
出射角度の変動に起因する各光ビームの変動量のベクト
ル和が零値になるように、前記分割された各光ビームを
集束させる光学系を、前記光源と前記目標との間に介在
させることを特徴とする光ビームの変動補償方法。 - 【請求項２】光学系が、光ビームのいずれの変動方向に
対しても、各光ビームの変動量のベクトル和が零値にな
るように、前記分割された各光ビームを集束させるもの
であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光
ビームの変動補償方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60120612A JPH0629913B2 (ja) | 1985-06-05 | 1985-06-05 | 光ビ−ムの変動補償方法 |
| US07/296,028 US4952027A (en) | 1985-06-05 | 1989-01-11 | Device for measuring light absorption characteristics of a thin film spread on a liquid surface, including an optical device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60120612A JPH0629913B2 (ja) | 1985-06-05 | 1985-06-05 | 光ビ−ムの変動補償方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61278816A JPS61278816A (ja) | 1986-12-09 |
| JPH0629913B2 true JPH0629913B2 (ja) | 1994-04-20 |
Family
ID=14790553
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60120612A Expired - Lifetime JPH0629913B2 (ja) | 1985-06-05 | 1985-06-05 | 光ビ−ムの変動補償方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0629913B2 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5146174A (ja) * | 1974-10-18 | 1976-04-20 | Kano Hajime | Reezadotsupuraasokudokeini sho suru kosokubunkatsusochi |
-
1985
- 1985-06-05 JP JP60120612A patent/JPH0629913B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5146174A (ja) * | 1974-10-18 | 1976-04-20 | Kano Hajime | Reezadotsupuraasokudokeini sho suru kosokubunkatsusochi |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61278816A (ja) | 1986-12-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |