JPH089109B2 - レ−ザ加工装置 - Google Patents

レ−ザ加工装置

Info

Publication number
JPH089109B2
JPH089109B2 JP60203481A JP20348185A JPH089109B2 JP H089109 B2 JPH089109 B2 JP H089109B2 JP 60203481 A JP60203481 A JP 60203481A JP 20348185 A JP20348185 A JP 20348185A JP H089109 B2 JPH089109 B2 JP H089109B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
laser light
signal
workpiece
laser
video
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP60203481A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS6264488A (ja
Inventor
聡 堀越
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP60203481A priority Critical patent/JPH089109B2/ja
Publication of JPS6264488A publication Critical patent/JPS6264488A/ja
Publication of JPH089109B2 publication Critical patent/JPH089109B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Laser Beam Processing (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はレーザ加工装置に関し,特に被加工物の加工
位置をビデオモニタに映し出す撮像装置を備えたレーザ
加工装置に関する。
〔従来の技術〕
従来,被加工物の加工位置の高速な位置決め及び走査
を行うガルバノメータ型ビームポジショニング装置を有
するレーザ加工装置においては,被加工物の加工位置を
拡大して観測するため,一般に,被加工物より加工光と
逆の経路を通って戻る観察光をビームポジショニング装
置とレーザ光源との間に配置されたダイクロイックミラ
で分離し,撮像する撮像装置が使用されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところで上述した従来の被加工物の撮像装置の場合,
被加工物からの観察光は,f−θレンズを通過するため,f
−θレンズの中心以外を走査した時には,t−θレンズの
色収差により,近赤外光であるNd:YAGレーザ光との位置
偏差が生じる。
この位置偏差は,例えば,加工範囲を80×80mm程度と
すると,0.5mm程度となり,加工精度として,無視できな
い大きな値となる。従って,撮像位置から直接加工位置
の座標データを読み取ることが困難となる。
この位置偏差をなくすために複数の波長の光に対し
て,同一の角度変位を同一の位置変位に変換する所謂
「色けし」と呼ばれる補正を含めたレンズ系の設計を行
なわなければならない。ところが上述の設計自体が非常
に難かしく,位置偏差を完全に補正することができず,
しかもレンズ系が高価なものとなるという問題点があ
る。
本発明の目的は,前述の欠点を除き,被加工物の加工
位置を位置偏差なく,観測できる撮像装置を備えたレー
ザ装置を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の被加工物の撮像装置を有するレーザ加工装置
は、レーザ光源と、走査位置信号に応じて該レーザ光源
からのレーザ光を被加工物の加工位置に走査するガルバ
ノメータ駆動のビームスキャナと前記レーザ光を集光す
るとともに前記レーザ光の入射角の変位に比例して該入
射角の変位を前記被加工物上に集光させる前記レーザ光
の位置の変位に変換するf−θレンズとを備えたビーム
ポジショニング装置と、前記レーザ光源と前記ビームポ
ジショニング装置との間に配置され前記レーザ光を反射
し可視光を主成分とする前記被加工物の観測光を透過す
るダイクロイックミラーと、前記ビームポジショニング
装置と前記ダイクロイックミラーとを介して前記被化合
物の加工面を撮像するビデオカメラと、前記f−θレン
ズの色収差による前記レーザ光と前記観測光との位置偏
差を前記走査位置に基づいて演算して前記位置偏差に応
じた前記加工位置の目標線を前記ビデオカメラからのビ
デオ信号に合成する十字線発生回路と、該合成信号を映
像するビデオモニタと、前記走査位置信号を前記ビーム
スキャナ及び前記十字線発生回路に与えて前記ビームス
キャナ及び前記十字線発生回路の制御を行うとともに前
記レーザ光源の駆動制御を行う制御ユニットとを有して
いる。
〔実施例〕 次に本発明について,図面を参照して説明する。ま
ず,第1図を参照して,Nd:YAGレーザ光源1から出射さ
れたレーザ光15は,ビームエキスパンダ2でビーム径を
拡大され,近赤外光を反射するダイクロイックミラ8で
反射される。レーザ光15はガルバノメータ3によって駆
動されるX軸走査ミラ3aで反射走査され,さらにガルバ
ノメータ4によって駆動されるY軸走査ミラ4aで反射走
査されて,f−θレンズ5で集光される。なお,これらガ
ルバノメータ3,X軸走査ミラー3a,ガルバノメータ4,Y軸
走査ミラー4a,及びf−θレンズ5によりビームポジシ
ョニング装置が構成される。このビームポジショニング
装置、具体的には、ガルバノメータ3及び4とX軸及び
Y軸走査ミラー3a及び4aとからなるビームスキャナは制
御ユニット13から与えられる走査位置信号によって駆動
制御される。そして、走査位置信号はX軸走査信号及び
Y軸走査信号からなり、X軸走査信号がガルバノメータ
3に与えられ、Y軸走査信号がガルバノメータ4に与え
られる。f−θレンズ5で集光されたレーザ光15は被加
工物7上で焦点を結び,被加工物7を加工する。なお,
この被化合物7は証明6によって照射されている。
一方,被加工物7からの観測光(可視光)16はレーザ
光(YAGレーザ加工光)15と逆の径路をとって,f−θレ
ンズ5,走査ミラ4a,及び走査ミラ3aを介して,可視光が
透過されるダイクロイックミラ8を通過して,YAGレーザ
光15の経路より分離される。この観測光16はレンズ9に
より集光され,ビデオカメラ10でビデオ信号に変換され
て,十字線発生回路11に入力される。
十字線発生回路11は上述のビデオ信号にX軸を目標線
となる縦線と,Y軸の目標線となる横線を合成する。上記
の2本の目標線の合成位置は後述するように制御ユニッ
ト13よりの走査位置信号によって制御される。ビデオモ
ニタ12によって2本の目標線の合成されたビデオ信号が
映し出される。また,制御ユニット13はYAGレーザ光源
1のオンオフの駆動制御を行う。
次に第2図(a)及び(b)も参照して,ガルバノメ
ータ型ビームポジショニング装置が被加工物の加工範囲
の中心部を走査した時の加工位置がビデオモニタ12の画
面の中央となるようにビデオカメラ10の位置合せを行
い,X軸目標線21と,Y軸目標線22の交点が,加工位置25を
示すように,X軸目標線21,Y軸目標線22を合せる。
ここでX軸目標線21,Y軸目標線22の合成の概要を第3
図(a)及び(b)を参照して説明すると,第3図
(a)に示すようにビデオ信号202に含まれる水平同期
信号201の同期パルスに基づいて,T時間後に,ビデオ信
号202の出力をローレベルにする。即ち、T時間後にビ
デオ信号202に黒信号を挿入することによってビデオ信
号にX軸目標線信号206が合成される。また第3図
(b)に示すように,ビデオ信号205に含まれる垂直同
期信号203の同期パルスに基づいて水平同期信号204のn
サイクル後に水平同期信号204の1サイクル分だけビデ
オ信号205をローレベルにする。即ち,水平同期信号204
のnサイクル後に水平同期信号204の1サイクル分の黒
信号をビデオ信号205に挿入することによりビデオ信号
にY軸目標線信号207が合成される。そして,上記の時
間Tを制御すれば,X軸目標線の合成位置を,上記のnを
制御すれば,Y軸目標線の合成位置を制御することができ
る(このnの値は後述する第(4)式によって求めら
れ、Y軸目標線22を表示するため、走査線の位置を定義
するためにnサイクルとされる)。
再び、第2図(a)及び(b)を参照して、第2図
(b)に示すように、中心位置28よりレーザ光の照射位
置をΔx及びΔyだけ走査(移動)すると、つまり、中
心位置28より被加工物の加工装置をΔx及びΔyだけ走
査(移動)すると、前述のようにレーザ光は走査位置信
号に応じて走査されるのであるから、走査位置信号によ
ってΔx及びΔy、つまり、移動量を規定することがで
きる。そして、ビデオモニタ上の位置偏差dx,dy(第2
図(a)に示す)はΔx,Δyを用いて次の第(1)式及
び第(2)式で近似することができる。
dx=f(Δx,Δy)a1Δx+x2Δx2+a3Δx3 +b1Δy+b2Δy2+b3Δy3 ……(1) dy=g(Δx,Δy)c1Δx+c2Δx2+c3Δx3 +d1Δy+d2Δy2+d3Δy3 ……(2) ただし、a1,a2,a3,b1,b2,b3,c1,c2,c3,d1,d2,d3は固
有な定数である。これら固有な定数は、幾何光学的に求
められる。例えば、任意の座標に走査した際の位置偏差
(dx,dy)を測定し(この3次式の場合には、求める定
数が12個であるから、12点以上の位置偏差を測定す
る)、連立3次式を解くことによって上記の固有な定数
が求められる。
第(1)式及び第(2)式で示される位置偏差dx,dy
によって,X軸目標線の合成,及びY軸目標線の合成のパ
ラメータT,nは次の第(3)式及び第(4)式によって
示される。
T=αf(Δx,Δy)+T0 ……(3) n=βf(Δx,Δy)+n0 ……(4) ただし、α,βは固定な定数,T0,及びn0は両面の中心
位置にX軸及びY軸目標線を合成させるための定数であ
る。つまり、α及びβはビデオモニタ上における位置偏
差(dx,dy)とビデオモニタ回路内の電気的な比率(例
えば、倍率)によって決定される。また、T0及びn0はビ
デオモニタ上の電気的な中心点に十字線が表示されるタ
イミングをとるものである。このため、T0は水平同期時
間の1/2時間、n0はビデオモニタ上の(走査線×1/2)番
目の走査線となる。
次に第4図を参照して,十字線発生回路について説明
する。十字線発生回路は,ビデオカメラからの被加工物
のビデオ信号と,制御ユニットからの走査位置信号が入
力され,上述のようにして,加工位置と撮像位置との位
置偏差を演算する補正演算回路101と,補正演算回路101
の演算結果とビデオ信号とにより,X軸目標線のタイミン
グ信号(以下Xタイミング信号という。)及びY軸目標
線のタイミング信号(以下Yタイミング信号という)を
それぞれ発生するX軸目標線信号発生回路102及びY軸
目標線信号発生回路103とXタイミング信号及びYタイ
ミング信号とビデオ信号とを合成し,十字線を形成する
十字線合成回路104とで構成されている。
このように被加工物の加工位置の目標線となる十字線
を合成する十字線発生回路11を備えているからビームボ
ジショニング装置により,加工位置をf−θレンズの中
心以外の位置に走査しても,ビデオモニタ上の十字線の
交点を常時レーザ光による加工位置を示し,加工位置の
周辺部を拡大した映像が得られる。従って,「色けし」
という光学的補正を加えることなく,ビデオモータ上の
撮像位置から直接被加工物の加工位置の座標データを読
み取ることが可能となる。このように,「色けし」によ
る光学的補正を行なう必要がないから,f−θレンズの設
計がYAGレーザ光単色に関して済み,YAGレーザ光の角度
−位置変換及び集光が安価にできる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明では、f−θレンズの色
収差によるレーザ光と観測光との位置偏差に応じた加工
位置の目標線をビデオ信号に合成してビデオモニタに映
し出し、位置偏差を求める際、走査位置信号を用いたか
ら、「色けし」を行うための補正を含めたレンズ系の設
計を行う必要がなく,しかも位置偏差の補正を完全に行
うことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるレーザ加工装置の概略的な構成を
示す図,第2図(a)及び(b)はそれぞれ本発明のレ
ーザ加工装置によって得られる映像を模式的に示す図及
び被加工物を模式的に示す図,第3図(a)及び(b)
は十字線合成の概略を説明するための図,第4図は本発
明によるレーザ加工装置に用いられる十字線合成回路を
示すブロック図である。 1……Nd:YAGレーザ光源,2……ビームエキスパンダ、3
……X軸ガルバノメータ,3a……X軸走査ミラ,4……Y
軸ガルバノメータ,4a……Y軸走査ミラ,5……f−θレ
ンズ,6……照明,7……被加工物,8……ダイクロックミ
ラ,9……集光レンズ,10……ビデオカメラ,11……十字線
発生回路,12……ビデオモニタ,13……制御ユニット,15
……YAGレーザ加工光,16……被加工物の観測光,20……
ビデオモニタ,21……Y軸目標線(中心位置),22……X
軸目標線(中心位置),23……Y軸目標線(外周位置),
24……X軸目標線(外周位置),25……撮像された加工
位置(中心位置),26……撮像された加工位置(外周位
置),101……補正演算回路,102……X軸目標線信号発生
回路,103……Y軸目標線信号発生回路,104……十字線合
成回路,105……走査位置信号,106……ビデオ信号,107…
…十字線合成ビデオ信号,201……水平同期信号,202……
ビデオ信号,203……垂直同期信号,204……水平同期信
号,205……ビデオ信号,206……X軸目標線信号,207……
Y軸目標線信号,27……被加工物,28……走査位置(中心
位置),29……走査位置(外周位置)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】レーザ光源と、走査位置信号に応じて該レ
    ーザ光源からのレーザ光を被加工物の加工位置に走査す
    るガルバノメータ駆動のビームスキャナと前記レーザ光
    を集光するとともに前記レーザ光の入射角の変位に比例
    して該入射角の変位を前記被加工物上に集光される前記
    レーザ光の位置の変位に変換するf−θレンズとを備え
    たビームポジショニング装置と、前記レーザ光源と前記
    ビームポジショニング装置との間に配置され前記レーザ
    光を反射し可視光を主成分とする前記被加工物の観測光
    を透過するダイクロイックミラーと、前記ビームポジシ
    ョニング装置と前記ダイクロイックミラーとを介して前
    記被化合物の加工面を撮像するビデオカメラと、前記f
    −θレンズの色収差による前記レーザ光と前記観測光と
    の位置偏差を前記走査位置信号に基づいて演算して前記
    位置偏差に応じた前記加工位置の目標線を前記ビデオカ
    メラからのビデオ信号に合成する十字線発生回路と、該
    合成信号を映像するビデオモニタと、前記走査位置信号
    を前記ビームスキャナ及び前記十字線発生回路に与えて
    前記ビームスキャナ及び前記十字線発生回路の制御を行
    うとともに前記レーザ光源の駆動制御を行う制御ユニッ
    トとを有する被加工物の撮像装置を備えたレーザ加工装
    置。
JP60203481A 1985-09-17 1985-09-17 レ−ザ加工装置 Expired - Lifetime JPH089109B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60203481A JPH089109B2 (ja) 1985-09-17 1985-09-17 レ−ザ加工装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60203481A JPH089109B2 (ja) 1985-09-17 1985-09-17 レ−ザ加工装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6264488A JPS6264488A (ja) 1987-03-23
JPH089109B2 true JPH089109B2 (ja) 1996-01-31

Family

ID=16474860

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60203481A Expired - Lifetime JPH089109B2 (ja) 1985-09-17 1985-09-17 レ−ザ加工装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH089109B2 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0518780U (ja) * 1991-08-28 1993-03-09 日本電気株式会社 レーザビーム位置決め装置
JP4004618B2 (ja) * 1998-01-07 2007-11-07 株式会社アマダ 加工点検出装置
CN110653489B (zh) * 2019-09-18 2021-06-29 西安铂力特增材技术股份有限公司 一种多振镜快速校准方法
CN110681990A (zh) * 2019-09-18 2020-01-14 西安铂力特增材技术股份有限公司 一种振镜校正系统及其校正方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6264488A (ja) 1987-03-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2000002518A (ja) 3次元入力装置
KR100689319B1 (ko) 주사형 공초점현미경
JP4306006B2 (ja) 3次元データ入力方法及び装置
JPH10290389A (ja) マルチフォーカス画像作成方法及び画像作成装置
JP4743598B2 (ja) 物体の表面形状を観察測定する装置
JPH089109B2 (ja) レ−ザ加工装置
JPH11231223A (ja) 走査型光学顕微鏡
JPH11183803A (ja) 共焦点顕微鏡装置
JPH11326778A (ja) 顕微鏡画像観察装置
JPH01282515A (ja) ビーム走査型光学顕微鏡
JPH01100491A (ja) レーザレーダ画像形成装置
JP3740848B2 (ja) 3次元入力装置
JP2718373B2 (ja) 簡易型カラーモニタ
JPH10307252A (ja) 自動合焦点光学式テレビカメラ顕微鏡
JPH06277864A (ja) レーザ加工装置
JPS58171611A (ja) 形状検出装置
JPH11237554A (ja) 走査型光学顕微鏡
JPH08243773A (ja) レーザ加工装置
JP2000105108A (ja) 3次元入力装置
JPH03209415A (ja) 顕微鏡像出力方法および走査型顕微鏡
JPH08300178A (ja) レーザ加工装置
JP2002040352A (ja) スキャナ装置および3次元測定装置
JPH01316715A (ja) ビーム走査型光学顕微鏡
JP2000105111A (ja) 3次元入力装置
JPH07274215A (ja) 立体ビジョンカメラ

Legal Events

Date Code Title Description
S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R371 Transfer withdrawn

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term