JPH0985480A - レーザ加工装置 - Google Patents
レーザ加工装置Info
- Publication number
- JPH0985480A JPH0985480A JP7249507A JP24950795A JPH0985480A JP H0985480 A JPH0985480 A JP H0985480A JP 7249507 A JP7249507 A JP 7249507A JP 24950795 A JP24950795 A JP 24950795A JP H0985480 A JPH0985480 A JP H0985480A
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- Japan
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- mask
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- optical system
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Abstract
(57)【要約】
【課題】レーザ加工装置内の照射光学系にセットしたマ
スクの形状を、撮像した加工物表面の変調像により任意
に変化させることの可能なレーザ加工装置を提供する。 【解決手段】レーザ光を照射するレーザ光源１０と、レ
ーザ光を被加工物２２表面に集光する照射光学系３２
と、被加工物２２表面で反射されたレーザ光を照射光学
系３２から取り出す撮像光学系２４と、撮像光学系２４
により取り出されたところの被加工物２２表面で反射さ
れた反射光を撮像するカメラ２６と、照射光学系内３２
に設けられ、レーザ光の被加工物２２表面への照射形状
を変更する形状可変マスク１８と、カメラ２６により撮
像された画像に基づいて、形状可変マスク１８によるレ
ーザ光の照射形状変更動作を制御する制御装置２８とを
具備する。
スクの形状を、撮像した加工物表面の変調像により任意
に変化させることの可能なレーザ加工装置を提供する。 【解決手段】レーザ光を照射するレーザ光源１０と、レ
ーザ光を被加工物２２表面に集光する照射光学系３２
と、被加工物２２表面で反射されたレーザ光を照射光学
系３２から取り出す撮像光学系２４と、撮像光学系２４
により取り出されたところの被加工物２２表面で反射さ
れた反射光を撮像するカメラ２６と、照射光学系内３２
に設けられ、レーザ光の被加工物２２表面への照射形状
を変更する形状可変マスク１８と、カメラ２６により撮
像された画像に基づいて、形状可変マスク１８によるレ
ーザ光の照射形状変更動作を制御する制御装置２８とを
具備する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は加工物表面にマスク
を介したレーザ光を照射し加工を行うレーザ加工装置に
関する。
を介したレーザ光を照射し加工を行うレーザ加工装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のマスクを用いたレーザ加工では、
目的とする形状を金属板や硝子基板等の上に形成した物
をあらかじめ用意し、これを介してレーザ光を加工表面
に照射することで、加工表面へのレーザ光の照射形状を
制御するようにしている。しかしながら、このようなマ
スクを用いたレーザ加工では、マスクの準備に時間を要
したり、レーザ加工の精度がマスクの加工精度に左右さ
れるという問題を有していた。また、加工形状の変更を
要する場合には、レーザ照射光学系にセットしたマスク
自体を変更して行う必要があった。
目的とする形状を金属板や硝子基板等の上に形成した物
をあらかじめ用意し、これを介してレーザ光を加工表面
に照射することで、加工表面へのレーザ光の照射形状を
制御するようにしている。しかしながら、このようなマ
スクを用いたレーザ加工では、マスクの準備に時間を要
したり、レーザ加工の精度がマスクの加工精度に左右さ
れるという問題を有していた。また、加工形状の変更を
要する場合には、レーザ照射光学系にセットしたマスク
自体を変更して行う必要があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は上述
した課題に鑑みてなされたものであり、レーザ加工装置
内の照射光学系にセットしたマスクの形状を、撮像した
加工物表面の変調像により任意に変化させることの可能
なレーザ加工装置を提供することを目的とする。
した課題に鑑みてなされたものであり、レーザ加工装置
内の照射光学系にセットしたマスクの形状を、撮像した
加工物表面の変調像により任意に変化させることの可能
なレーザ加工装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決し目
的を達成するために、本発明に係わるレーザ加工装置
は、レーザ光を照射するレーザ光源と、前記レーザ光を
被加工物表面に集光する照射光学系と、前記被加工物表
面の映像を取り出す撮像光学系と、該撮像光学系により
取り出されたところの前記被加工物表面で反射された反
射光を撮像するカメラと、前記照射光学系内に設けら
れ、前記レーザ光の前記被加工物表面への照射形状を変
更する形状可変マスクと、前記カメラにより撮像された
画像に基づいて、前記形状可変マスクによるレーザ光の
照射形状変更動作を制御する制御装置とを具備すること
を特徴としている。
的を達成するために、本発明に係わるレーザ加工装置
は、レーザ光を照射するレーザ光源と、前記レーザ光を
被加工物表面に集光する照射光学系と、前記被加工物表
面の映像を取り出す撮像光学系と、該撮像光学系により
取り出されたところの前記被加工物表面で反射された反
射光を撮像するカメラと、前記照射光学系内に設けら
れ、前記レーザ光の前記被加工物表面への照射形状を変
更する形状可変マスクと、前記カメラにより撮像された
画像に基づいて、前記形状可変マスクによるレーザ光の
照射形状変更動作を制御する制御装置とを具備すること
を特徴としている。
【０００５】また、この発明に係わるレーザ加工装置に
おいて、前記形状可変マスクは、液晶を用いて前記レー
ザ光の透過形状を変更するマスクであることを特徴とし
ている。
おいて、前記形状可変マスクは、液晶を用いて前記レー
ザ光の透過形状を変更するマスクであることを特徴とし
ている。
【０００６】また、この発明に係わるレーザ加工装置に
おいて、前記形状可変マスクは、ファインセラミックス
を用いて前記レーザ光の透過形状を変更するマスクであ
ることを特徴としている。
おいて、前記形状可変マスクは、ファインセラミックス
を用いて前記レーザ光の透過形状を変更するマスクであ
ることを特徴としている。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な一実施形態
について、添付図面を参照して詳細に説明する。
について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【０００８】図１は、一実施形態のレーザ加工装置の基
本構成を示す図である。
本構成を示す図である。
【０００９】図１において、レーザ加工装置５０は、レ
ーザ光を発振するレーザ発振器１０と、レーザ発振器１
０から照射されたレーザ光を拡大するための凸レンズか
らなるビームエクスパンダ１２と、ビームエクスパンダ
１２から出射した光の散乱光を除去するための空間フィ
ルタ１４と、ビームエクスパンダ１２で拡大されたレー
ザ光を平行光に戻すためのコリメートレンズ１６と、コ
リメートされたレーザ光の形状を被加工物２２の加工に
必要な所望の形状に成形するための形状可変マスク１８
と、形状可変マスク１８を通過したレーザ光を集光する
ための集光レンズ２０とを備えている。また、形状可変
マスク１８と集光レンズ２０との間には、加工物２２の
表面で反射されたレーザ光をテレビカメラ２６に導くた
めのハーフミラー２４が設けられている。テレビカメラ
２６には制御装置２８が接続されており、テレビカメラ
２６で撮像した映像に基づいて、形状可変マスク１８を
制御する。また、制御装置２８にはテレビモニタ３０が
接続されており、テレビカメラ２６で撮像された映像を
オペレータが観察できるようになされている。
ーザ光を発振するレーザ発振器１０と、レーザ発振器１
０から照射されたレーザ光を拡大するための凸レンズか
らなるビームエクスパンダ１２と、ビームエクスパンダ
１２から出射した光の散乱光を除去するための空間フィ
ルタ１４と、ビームエクスパンダ１２で拡大されたレー
ザ光を平行光に戻すためのコリメートレンズ１６と、コ
リメートされたレーザ光の形状を被加工物２２の加工に
必要な所望の形状に成形するための形状可変マスク１８
と、形状可変マスク１８を通過したレーザ光を集光する
ための集光レンズ２０とを備えている。また、形状可変
マスク１８と集光レンズ２０との間には、加工物２２の
表面で反射されたレーザ光をテレビカメラ２６に導くた
めのハーフミラー２４が設けられている。テレビカメラ
２６には制御装置２８が接続されており、テレビカメラ
２６で撮像した映像に基づいて、形状可変マスク１８を
制御する。また、制御装置２８にはテレビモニタ３０が
接続されており、テレビカメラ２６で撮像された映像を
オペレータが観察できるようになされている。
【００１０】このように構成されるレーザ加工装置は、
以下のように動作する。
以下のように動作する。
【００１１】即ち、レーザ発振器１０より照射されたレ
ーザ光はビームエクスパンダ１２にて拡大され、コリメ
ートレンズ１６によりコリメートされた後、照射光学系
３２により加工物２２の表面に達する。照射光学系３２
に設置された形状可変マスク１８を透過したレーザ光を
集光レンズ２０にて加工物２２の表面に集光させること
でマスク１８の形状に合わせたレーザ加工を行う。この
時ハーフミラー２４によって、加工物２２の表面からの
反射光を照射光学系３２から取り出し、加工物２２の表
面の状態を観察できるように、テレビカメラ２６に導
く。テレビカメラ２６により取り込んだ加工物２２の表
面の映像は制御装置２８による演算処理後、変調像とし
形状可変マスク１８に入力される。これにより形状可変
マスク１８のマスク形状の変更を行い、遮光部位の調整
を行って加工物２２の表面でのレーザ加工形状の制御を
行う。すなわち、テレビカメラ２６で撮像された所の、
加工物２２の表面形状及びその表面におけるレーザ光の
照射形状が加工物２２上に加工しようとする形状に適さ
ない場合は、形状可変マスク１８の光透過状態を変更
し、レーザ光の照射形状及び照射強度を加工に適したも
のとなるよう制御する。このとき、テレビモニタ３０に
接続することで、加工物２２の表面の映像および形状可
変マスク１８に入力する変調像を観察する。なお各構成
部材の位置、大きさおよび形状は本発明の趣旨に反しな
い限り任意である。また、本発明に基づくレーザ加工装
置において発振、及び加工に用いるレーザの波長は任意
であり、レーザ照射光学系と撮像光学系において必ずし
も同一波長である必要はない。
ーザ光はビームエクスパンダ１２にて拡大され、コリメ
ートレンズ１６によりコリメートされた後、照射光学系
３２により加工物２２の表面に達する。照射光学系３２
に設置された形状可変マスク１８を透過したレーザ光を
集光レンズ２０にて加工物２２の表面に集光させること
でマスク１８の形状に合わせたレーザ加工を行う。この
時ハーフミラー２４によって、加工物２２の表面からの
反射光を照射光学系３２から取り出し、加工物２２の表
面の状態を観察できるように、テレビカメラ２６に導
く。テレビカメラ２６により取り込んだ加工物２２の表
面の映像は制御装置２８による演算処理後、変調像とし
形状可変マスク１８に入力される。これにより形状可変
マスク１８のマスク形状の変更を行い、遮光部位の調整
を行って加工物２２の表面でのレーザ加工形状の制御を
行う。すなわち、テレビカメラ２６で撮像された所の、
加工物２２の表面形状及びその表面におけるレーザ光の
照射形状が加工物２２上に加工しようとする形状に適さ
ない場合は、形状可変マスク１８の光透過状態を変更
し、レーザ光の照射形状及び照射強度を加工に適したも
のとなるよう制御する。このとき、テレビモニタ３０に
接続することで、加工物２２の表面の映像および形状可
変マスク１８に入力する変調像を観察する。なお各構成
部材の位置、大きさおよび形状は本発明の趣旨に反しな
い限り任意である。また、本発明に基づくレーザ加工装
置において発振、及び加工に用いるレーザの波長は任意
であり、レーザ照射光学系と撮像光学系において必ずし
も同一波長である必要はない。
【００１２】次に、図２、図３に変調像を入力すること
でレーザ遮光部位の形状を変化させることの可能な、形
状可変マスク１８の構成例を示す。
でレーザ遮光部位の形状を変化させることの可能な、形
状可変マスク１８の構成例を示す。
【００１３】図２に示すように、一対の透明電極４０及
び偏光方位角の直交する一対の偏光板４２の間に、透過
光の偏光特性を変化させることの可能な光透過性の強誘
電ファインセラミックスである例えばＰＬＺＴ[（Ｐｂ,
Ｌａ）（Ｚｒ,Ｔｉ）Ｏ3]、あるいはＴＮ液晶４４を挟
むことより光学素子４６を構成する。この光学素子４６
が形状可変マスク１８の１画素を構成する。すなわち、
光学素子４６を、図３のようにマトリックス状に配置
し、個々の光学素子４６に加工物２２の表面の映像の変
調像を入力することで、レーザ透過位置、遮光位置の制
御及び透過の割合の制御を行い形状可変マスク１８とす
る。形状可変マスクの本体及び各構成部品の位置、大き
さ、形状は本発明の趣旨に反しない限り任意である。
び偏光方位角の直交する一対の偏光板４２の間に、透過
光の偏光特性を変化させることの可能な光透過性の強誘
電ファインセラミックスである例えばＰＬＺＴ[（Ｐｂ,
Ｌａ）（Ｚｒ,Ｔｉ）Ｏ3]、あるいはＴＮ液晶４４を挟
むことより光学素子４６を構成する。この光学素子４６
が形状可変マスク１８の１画素を構成する。すなわち、
光学素子４６を、図３のようにマトリックス状に配置
し、個々の光学素子４６に加工物２２の表面の映像の変
調像を入力することで、レーザ透過位置、遮光位置の制
御及び透過の割合の制御を行い形状可変マスク１８とす
る。形状可変マスクの本体及び各構成部品の位置、大き
さ、形状は本発明の趣旨に反しない限り任意である。
【００１４】また、上記の実施形態のような偏光を利用
して透過光の制御を行う光学素子以外にも透過及び散乱
特性を利用した光学素子を用いて形状可変マスクを構成
しても良い。図４に示すように、屈折率異方性のある液
晶等の媒体６０を適当に分散させた媒体６２を二枚の透
明電極６４で挟み込み、照射した光の透過、散乱を電場
によって制御する光学素子を、マトリックス状に配置す
る。このマトリックスの後方に集光レンズ６６とアパー
チャー６８及びアパーチャー６８を通過した光を再び平
行光にするためのレンズ７０を配置する。そして、上記
の光学素子各々に加工物２２の表面の映像の変調像を入
力することで、形状可変マスクとする。形状可変マスク
の本体及び各構成部品の位置、大きさ、形状は本発明の
趣旨に反しない限り任意である。
して透過光の制御を行う光学素子以外にも透過及び散乱
特性を利用した光学素子を用いて形状可変マスクを構成
しても良い。図４に示すように、屈折率異方性のある液
晶等の媒体６０を適当に分散させた媒体６２を二枚の透
明電極６４で挟み込み、照射した光の透過、散乱を電場
によって制御する光学素子を、マトリックス状に配置す
る。このマトリックスの後方に集光レンズ６６とアパー
チャー６８及びアパーチャー６８を通過した光を再び平
行光にするためのレンズ７０を配置する。そして、上記
の光学素子各々に加工物２２の表面の映像の変調像を入
力することで、形状可変マスクとする。形状可変マスク
の本体及び各構成部品の位置、大きさ、形状は本発明の
趣旨に反しない限り任意である。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
加工物表面の映像を撮像光学系より取り込み、この映像
の変調像を形状可変マスクに入力することにより、マス
クを介してのレーザ加工における照射面形状及び照射強
度を制御することが出来る。
加工物表面の映像を撮像光学系より取り込み、この映像
の変調像を形状可変マスクに入力することにより、マス
クを介してのレーザ加工における照射面形状及び照射強
度を制御することが出来る。
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態のレーザ加工装置の構成例
を示した図である。
を示した図である。
【図２】偏光を利用して透過光の制御を行う光学素子の
構成例を示した図である。
構成例を示した図である。
【図３】形状可変フィルタの構成例を示した図である。
【図４】透過及び散乱特性を利用した光学素子の説明図
である。
である。
１０ レーザ発振器 １２ ビームエクスパンダ １４ 空間フィルタ １６ コリメートレンズ １８ 形状可変フィルタ ２０ 集光レンズ ２２ 加工物 ２４ ハーフミラー ２６ テレビカメラ ２８ 制御装置 ３０ テレビモニタ ３２ 照射光学系 ４０ 透明電極 ４２ 偏光板 ４４ 透過光の偏光特性を変えることの可能な物質 ４６ 光学素子 ５０ レーザ加工装置 ６０,６２ 媒体 ６４ 透明電極 ６６ 集光レンズ ６８ アパーチャー
Claims (3)
- 【請求項１】 レーザ光を照射するレーザ光源と、 前記レーザ光を被加工物表面に集光する照射光学系と、 前記被加工物表面の映像を取り出す撮像光学系と、 該撮像光学系により取り出されたところの前記被加工物
表面で反射された反射光を撮像するカメラと、 前記照射光学系内に設けられ、前記レーザ光の前記被加
工物表面への照射形状を変更する形状可変マスクと、 前記カメラにより撮像された画像に基づいて、前記形状
可変マスクによるレーザ光の照射形状変更動作を制御す
る制御装置とを具備することを特徴とするレーザ加工装
置。 - 【請求項２】 前記形状可変マスクは、液晶を用いて前
記レーザ光の透過形状を変更するマスクであることを特
徴とする請求項１に記載のレーザ加工装置。 - 【請求項３】 前記形状可変マスクは、ファインセラミ
ックスを用いて前記レーザ光の透過形状を変更するマス
クであることを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7249507A JPH0985480A (ja) | 1995-09-27 | 1995-09-27 | レーザ加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7249507A JPH0985480A (ja) | 1995-09-27 | 1995-09-27 | レーザ加工装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0985480A true JPH0985480A (ja) | 1997-03-31 |
Family
ID=17194002
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7249507A Withdrawn JPH0985480A (ja) | 1995-09-27 | 1995-09-27 | レーザ加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0985480A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010179325A (ja) * | 2009-02-04 | 2010-08-19 | Mitsubishi Electric Corp | レーザ加工装置 |
| JP6184606B1 (ja) * | 2016-03-15 | 2017-08-23 | 技術研究組合次世代３Ｄ積層造形技術総合開発機構 | 光加工ヘッドおよび光加工装置 |
-
1995
- 1995-09-27 JP JP7249507A patent/JPH0985480A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010179325A (ja) * | 2009-02-04 | 2010-08-19 | Mitsubishi Electric Corp | レーザ加工装置 |
| JP6184606B1 (ja) * | 2016-03-15 | 2017-08-23 | 技術研究組合次世代３Ｄ積層造形技術総合開発機構 | 光加工ヘッドおよび光加工装置 |
| WO2017158737A1 (ja) * | 2016-03-15 | 2017-09-21 | 技術研究組合次世代３Ｄ積層造形技術総合開発機構 | 光加工ヘッドおよび光加工装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20021203 |