JPH11287635A - 光学素子設置台の傾斜状態検出装置及びこれを用いたアラインメント装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光学素子が設置されるべき光学素子設置台を
加工用レーザ光の光軸に対してアラインメントさせるべ
く該設置台の傾斜状態を検出し得るようにすること。 【解決手段】 加工用レーザ光Ｂが入射されるべき光学
素子が設置される光学素子設置台４の表面１１に対する
加工用レーザ光Ｂの光軸Ｃの傾斜状態を検出する検出装
置１２は、光学素子設置台表面１１に対して実質上垂直
な回転軸線１３の周りで回転可能でありこの回転軸線１
３に交差して延在する傾斜反射面２４を有する反射体１
６と、傾斜反射面２４で反射された加工用レーザ光Ｂ２
を回転軸線１３から離れたところにおいて受光するよう
に回転軸線１３とほぼ平行な方向に延在し反射体１６と
一体的に回転軸線１３のまわりで回転される受光位置検
出センサ１８とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術の分野】本発明はレーザ光の光軸に
対する光学素子のアラインメント（光軸調整）に関し、
より詳しくは、加工用レーザ光の光軸に対する光学素子
の光軸の傾斜角度および位置の調整に関する。

【０００２】

【従来の技術】加工用レーザ光を被加工部材に照射する
際、該レーザ光は光路上に位置する光学素子を介して被
加工部材に送られる。このような光学素子をレーザ光の
光軸に対してアラインメントさせるには、従来、数値制
御（ＮＣ）されるレーザ加工機のＮＣ軸を基準としてこ
の基準軸に対してレーザ光の光軸及び光学素子の向きを
調整していた。また、レーザ光の光軸（中心）と光学素
子の中心との位置合せは、従来、加工用レーザ光の光路
中にアクリル樹脂板などを挿入してそのバーンパターン
を目視したり、加工位置に配置した試験的な被加工物に
対する加工状態を目視することによって判定していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに数値制御されるレーザ加工機のＮＣ軸を利用してア
ラインメント調整しようとしても、結局計算上決定され
る相対配置であって正確さに限度があるだけでなく、そ
の調整自体面倒であり且つ目視に頼るから判定者の主観
に依存することになり、加工用レーザ光の光軸に対して
光学素子の向きを正確に調整するのは容易ではなかっ
た。また、光軸のセンター合せについても同様である。

【０００４】なお、例えばＨｅ−Ｎｅレーザのような可
視域のレーザをアラインメント用に並設しておいて、
Ｈｅ−Ｎｅレーザからのレーザ光の光路が加工用の赤外
域レーザからのレーザ光の光路と一致するようにＨｅ−
Ｎｅレーザ発振器を位置調整した後、該Ｈｅ−Ｎｅレー
ザの可視ビームに対して光学素子をアラインメントさせ
る手段もあるけれども、この場合にも、Ｈｅ−Ｎｅレー
ザのビームの光路と加工用の赤外域レーザのビームの光
路とを一致させるためには、最終的にはバーンパターン
を用いた目視に頼っており、加工用レーザ光に対して光
学素子を直接アラインメントさせるものではないから、
そのアラインメントの確度は必ずしも高くない。

【０００５】本発明は前記諸点に鑑みなされたものであ
り、その第一の目的は、光学素子が設置されるべき光学
素子設置台表面に対する加工用レーザ光の光軸の傾斜状
態を検出し得る傾斜状態検出装置を提供することにあ
る。

【０００６】本発明の第二の目的は、加工用レーザ光の
光軸に対する光学素子設置台の傾斜状態を調整し得るア
ラインメント装置を提供することにある。

【０００７】本発明の第三の目的は、加工用レーザ光の
光軸（中心）に対する光学素子の光軸（中心）の位置を
調整し得るアラインメント装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、前記第
一の目的は、加工用レーザ光が入射されるべき光学素子
が設置される光学素子設置台の表面に対する加工用レー
ザ光の光軸の傾斜状態を検出する検出装置であって、光
学素子設置台表面に実質上垂直な回転軸線の周りで回転
可能であり、この回転軸線に交差して延在する傾斜反射
面を有する反射体と、傾斜反射面で反射された加工用レ
ーザ光を回転軸線から離れたところにおいて受光するよ
うに回転軸線とほぼ平行な方向に延在し反射体と一体的
に回転軸線のまわりで回転される受光位置検出センサと
を備えた傾斜状態検出装置によって達成される。

【０００９】ここで、「加工用レーザ光」とは、加工に
実際に用いられるレーザ光であって、加工の際レーザ光
が実際に通る光路を通るものをいう。但し、ここでは、
加工用レーザ光をエネルギとしてではなく信号として利
用するものであるから、加工の際実際に用いられるレー
ザ光の全てではなく一部を取出して用いるようにしても
よい。そのためには、例えば、レーザ光の光路（光軸）
を変えることなくその一部を通す小開口（アパーチャ）
を備えたマスクや、レーザ光の一部を透過させる半透鏡
（部分反射鏡）のような広義のビームスプリッタのよう
なものを用い得る。レーザ光は、小開口で細く絞られる
ことが好ましい。

【００１０】光学素子設置台の「表面」は、少なくと
も、関連要素が設置されるべき領域において、実質上平
面である。なお、反射体の傾斜反射面に関して、「回転
軸線に交差して延在する」とは、回転軸線が傾斜反射面
と平行ではなく該反射面を横切る状態にあることをい
い、反射面にかんして「傾斜」とは、回転軸線が反射面
に対して垂直ではないことをいう。従って、回転軸線の
まわりにおける反射体の回転に伴い、反射面の向きが回
転軸線のまわりで変わることになる。

【００１１】受光位置検出センサに関して、受光位置が
「回転軸線から離れたところ」とは、傾斜反射面からの
反射光の向きの変化を回転軸線に平行な方向の位置変化
として取り出し得るに十分回転軸線から離れた位置をい
い、回転軸線までの距離（回転半径）はある程度大きい
方が好ましいけれども、該センサが装着される部材の外
周縁でなくてもよい。

【００１２】また、受光位置検出センサに関して、「回
転軸線とほぼ平行な方向に延在し」とは、傾斜反射面で
反射された反射光の回転軸線の延在方向と平行な方向へ
の振れを受光位置の変化として検出し得るように、少な
くとも回転軸線の延在方向と平行な方向に受光位置検出
センサが延びていることをいい、受光位置検出センサの
長手方向を表すベクトルが回転軸線の延在方向に垂直な
面に沿う方向の成分をもっていてもよい。また、受光位
置検出センサは直線状であっても曲線状であってもよ
い。更に、受光位置検出センサは、該センサと回転軸線
とを含む平面が一義的に規定される程度に細くても、周
方向（回転体の回転方向）への反射光の振れを検出し得
るように、周方向（回転軸線のまわりでの回転方向）に
拡がりがあってもよい。

【００１３】本発明の傾斜状態検出装置では、「光学素
子設置台表面に対して実質上垂直な回転軸線の周りで回
転可能であり、この回転軸線に交差して延在する傾斜反
射面を有する反射体」が設けられているので、加工用レ
ーザ光をその光軸の中心が傾斜反射面の回転中心（回転
軸線上の点）を通るように反射体の傾斜反射面に入射さ
せるか又は平行にコリメートされた加工用レーザ光を傾
斜反射面の回転中心を通るように傾斜反射面に入射させ
ることによって、光学素子設置台表面の傾斜状態に応じ
た反射光を得ることができる。

【００１４】すなわち、光学素子設置台表面が加工用レ
ーザ光の光軸に垂直である場合、光学素子設置台表面に
対して垂直な回転軸線が加工用レーザ光の光軸と一致す
るから、反射体の回転位置にかかわらず傾斜反射面に対
するレーザ光軸の向きは一定に保たれ、反射光の傾斜反
射面に対する向きも一定に保たれる。一方、光学素子設
置台表面が加工用レーザ光の光軸に対して垂直になる方
向からズレている（傾いている）場合、反射光の傾斜反
射面に対する向きが反射体の回転位置に依存して変動す
る。例えば、傾斜反射面の傾斜方向が光学素子設置台表
面の傾斜方向と一致するような回転位置では反射光はよ
り大きな反射角で反射され、傾斜反射面の傾斜方向が光
学素子設置台表面の傾斜方向と逆になる（傾きが相殺さ
れる）ような回転位置では反射光はより小さな反射角で
反射される。これらの中間の回転位置では、中間の反射
角になると共に反射光は横方向（周方向）にずれる。

【００１５】本発明の傾斜状態検出装置では、更に、
「傾斜反射面で反射された加工用レーザ光を回転軸線か
ら離れたところにおいて受光するように回転軸線とほぼ
平行な方向に延在し反射体と一体的に回転軸線のまわり
で回転される受光位置検出センサ」が設けられているの
で、傾斜反射面からの反射光が、受光位置検出センサに
よって受光され、光学素子設置台の傾斜の方向及び大き
さに依存する反射光の向きの変化が受光位置検出センサ
の延在方向の受光位置の変化として検出されるから、こ
の受光位置情報に基づいて加工用レーザ光の光軸に対す
る光学素子設置台の表面の傾斜を検出することが可能に
なり、該検出結果に基づいて光学素子設置台の表面の傾
斜状態を調整する、例えば垂直な状態に調整する（すな
わち、垂直度ないし直角度を調整する）ことが可能にな
る。本発明では、加工用レーザ光そのものを実際の光路
で利用して該レーザ光の光軸を基準に光学素子設置台の
傾斜状態を直接検出するようにしているから、該検出が
高確度に行われ得るだけでなくこの検出結果を用いた傾
斜状態調整を短時間に且つ高確度に行うことが可能にな
る。

【００１６】なお、光学素子設置台そのものを回転可能
な回転体として形成し反射体及び受光位置検出センサを
光学素子設置台表面である回転体表面に取り付けても、
光学素子設置台に対して回転軸線の周りで回転可能な回
転体を別体として設け該回転体の表面に反射体及び受光
位置検出センサを取り付けてもよい。前者の場合、反射
体を着脱可能として、反射体が取り付けられていた位置
に正確に光学素子を取り付けることになり、後者の場
合、回転体を着脱可能として、回転体が取り付けられて
いた位置に、正確に光学素子を取り付けることになる。

【００１７】傾斜状態検出装置は、好ましくは、回転軸
線のまわりにおける前記反射面の回転角を検出する回転
角検出手段を更に備える。この場合、回転角検出手段か
らの回転角データと受光位置検出センサからの受光位置
データとを一組のデータとして得ることが可能になるか
ら、傾斜状態を、傾斜方向及び傾斜角度として特定し
得、この特定に基づいて傾斜状態の調整を容易に行い得
る。

【００１８】本発明のアラインメント装置は、更に、傾
斜状態検出装置によって検出される光学素子設置台表面
の傾斜度を調整する傾斜度調整機構を有する。この場
合、例えば、光検出器から出力される受光位置データが
一定になるように、傾斜度調整機構によって光学素子設
置台表面の傾斜度を調整して、光学素子設置台表面をレ
ーザ光の光軸に対して垂直に位置決めし得る。

【００１９】本発明のアラインメント装置では、好まし
くは、受光位置検出センサから出力される受光位置デー
タが一定になるように、傾斜度調整機構を制御する傾斜
度調整機構制御手段を更に有する。この場合、レーザ光
の光軸に対して光学素子設置台表面が垂直になるよう
に、光学素子設置台表面の傾斜度の調整を自動的に制御
し得る。

【００２０】本発明のアラインメント装置では、好まし
くは、傾斜反射面は、回転軸線が該反射面を横切る点を
含む小領域において、該小領域を取り囲む周辺領域より
も高い反射率を加工用レーザ光に対して有し、更に好ま
しくは、光学素子設置台が該台の表面を含む平面内で該
表面を並進移動させる並進機構を有する。

【００２１】この場合、細く絞られたレーザ光が高反射
率の小領域に当たったときのみ反射光を受光位置検出セ
ンサで検出するようにすることが可能になるから、レー
ザ光の光軸（中心）と回転軸線すなわち設置されるべき
光学素子の光軸とのズレを検出することが可能になり、
更に、このズレをなくすようにレーザ光の光軸に対して
回転軸線（設置されるべき光学素子の光軸）を一直線に
アラインメントさせ得る。

【００２２】

【発明の実施の形態】次に、本発明による一実施の形態
を添付図面に示した好ましい一実施例に基づいて説明す
る。

【００２３】

【実施例】図において、１はレーザ加工機のフレームの
ような基台で、床に静置された基台１上には、Ｘ−Ｙ方
向並進機構２、Ｘ−Ｚ面内及びＹ−Ｚ面内での傾斜（あ
おり）機構ないし傾斜度調整機構（傾動角調整機構）３
を介して、光学素子設置台４が載置されている。なお、
ここでは、図１でみて、水平面の横方向をＸ、紙面の奥
方向をＹ、鉛直方向をＺとする直交座標系を考えてい
る。Ｂは加工用レーザ光で、加工用レーザ光Ｂは、加工
の際にはそのまま光学素子設置台４上の光学素子（図示
せず）にＺ方向に入射される。ここでは、開口（アパー
チャ）５０を備えたマスク５１が設けられており、加工
用レーザ光Ｂのうち、マスク５１の開口５０を通った部
分が細いビームＢ１の形でＺ方向（より詳しくは−Ｚ方
向）に光学素子設置台４に向かって照射される。

【００２４】Ｘ−Ｙ方向並進機構２は、該並進機構２上
に載置された傾斜機構３の下側プレート５を基台１に対
してＸ方向及びＹ方向に独立に並進移動させる駆動手段
及び移動案内手段（共に図示せず）並びにＸ方向及びＹ
方向の変位位置ｘ，ｙを検出して出力するＸ，Ｙ方向位
置検出器６を備えている。

【００２５】傾斜機構３は、下側プレート５と、上側プ
レート７と、下側プレート５に対して上側プレート７を
Ｘ−Ｚ面内で傾動ないし傾斜させる傾動（傾斜）調整部
材８，９と、下側プレート５に対して上側プレート７を
Ｙ−Ｚ面内で傾動（傾斜）させる同様な傾動（傾斜）調
整部材（図示せず）と、下側プレート５に対する上側プ
レート７のＸ−Ｚ面内での傾動角β及びＹ−Ｚ面内での
傾動角γを検出して出力する傾動角度検出器１０とを備
えている。この例では、例えば、傾動調整部材８又は９
によって上下のプレート７，５の間隔を一側において変
えることによって傾動角βを変えるようにしているけれ
ども、傾動角調整のためには、他の任意の公知の機構を
用いればよく、例えば、後述の光学傾斜基板の傾斜面の
回転中心の位置がこの傾動によってずれることがないよ
うにゴニオメータのような構造を持った傾動機構を用い
てもよい。

【００２６】上記の構成により、光学素子が設置される
べき光学素子設置台４の上側の光学素子設置台面１１
は、Ｘ−Ｙ面内で並進移動可能であり、且つＸ−Ｚ面内
及びＹ−Ｚ面内で傾斜可能であって、そのＸ，Ｙ方向の
変位ｘ，ｙ及び鉛直面内での傾動角β，γが夫々の検出
器６，１０で検出され得る。

【００２７】なお、実際には光学素子設置台面１１が所
定の向き（配向）から過度に傾いた状態である場合には
予め（手動で）ある程度傾きを小さくしておくことが可
能であり、傾斜状態によって並進誤差が生じる虞が少な
いような場合には、Ｘ−Ｙ方向並進機構２を、基台１と
傾斜機構３との間に配置する代わりに、例えば、傾斜機
構３の上側プレート７と光学素子設置台４との間に配置
していてもよい。

【００２８】光学素子設置台４の設置台面１１上には、
光学素子設置台４の傾斜状態検出装置としてのアライン
メント状態検出装置ないし検出用治具１２が載置されて
いる。

【００２９】アラインメント状態検出装置１２は、回転
軸線１３のまわりでＤ方向に回転可能な回転テーブル１
４と、該テーブル１４の中心部に回転軸線１３に沿って
立設され傾斜角Ａの傾斜面１５を備えた一種のベンドブ
ロックのような光学傾斜基板１６と、回転テーブル１４
の周縁部１７に立設された受光位置検出センサ１８とを
有する。

【００３０】回転テーブル１４には、光学素子設置台４
の面１１上の基準位置（点）１９を通り設置台面１１に
垂直な軸線（回転軸線）１３のまわりで回転テーブル１
４（の上面２０）を回転可能に支持する回転機構２１が
取付けられており、回転機構２１は、回転軸線１３のま
わりでの回転テーブル１４のＤ方向の回転角θを検出し
て出力する回転角検出器２２を備えている。

【００３１】光学傾斜基板１６の傾斜面１５のうち、回
転軸線１３が横切る点２３を含む小領域２４（図１及び
図２では見易くするために誇張して大きく示してある）
には、加工用レーザ光Ｂ１に対する反射率が高い反射膜
が形成されている。従って、傾斜面１５は、小領域２４
において反射率が高い反射面になっており、該小領域の
傾斜反射面２４を取り囲む周辺領域２５では反射率が低
くなっている。ここで、反射率が低いとは、受光位置検
出センサ１８で検出されるような反射光を与える正反射
の割合が低いことをいい、反射率の絶対値が低い代わり
に例えば乱反射（散漫散乱）されるようになっていても
よい。また、小領域２４の周囲の周辺領域２５は、全体
が一様な反射性を有する代わりに、軸線１３の周りでリ
ング状に反射性が変わっていてもよい。光軸の一致のた
めには小領域２４は小さいことが好ましいけれども、大
まかな位置決めのし易さの点からは小領域２４は比較的
大きいことが好ましい。従って、小領域２４の大きさ
は、要求されるアラインメントの精度及び入射されるビ
ームＢ１の径に応じて適宜決定すればよい。

【００３２】受光位置検出センサ１８は、実質上、傾斜
反射面２４の垂線２６と回転軸線１３とを含む面内で回
転軸線１３と平行な方向に延在しており、この延在方向
の任意の位置において、光学傾斜基板１６の反射面２４
で反射されたレーザ光Ｂ２を受光して該受光位置を示す
受光位置データＭを出力する。受光位置検出センサ１８
としては、例えば、フォトダイオードアレイやＣＣＤの
ようなものが用いられるが、反射面２４で反射された加
工用レーザ光Ｂ２の受光位置情報を与え得る限り他のど
のようなものでもよい。

【００３３】次に、以上のように構成された光学素子設
置台４のアラインメント状態検出装置ないし検出用治具
１２を用いた光学素子設置台４のアラインメント調整に
ついて説明する。

【００３４】まず、説明の簡単化のために、傾斜反射面
（小領域）２４が加工用レーザ光Ｂ１の光軸（中心）Ｃ
上にある場合について考える。

【００３５】加工用レーザ光Ｂ１の光軸Ｃが光学素子設
置台４の表面１１に対して垂直であり回転テーブル１４
の表面２０に垂直である場合、すなわち光軸Ｃが（設置
されるべき）光学素子の光軸に対応する回転テーブル１
４の回転軸線１３と一致する場合には、レーザ光は、図
３に示したように、傾斜反射面２４に対して入射角（９
０−Ａ）（単位は「度」、以下同じ故、単位は省略す
る）で入射して、回転テーブル表面２０に対して角度
（２Ａ−９０）の方向に正反射されて受光位置検出セン
サ１８の受光面に照射される。傾斜反射面（小領域）２
４から受光位置センサ１８の受光面に下した垂線３１の
長さをＬとすると、受光位置検出センサ１８での受光位
置Ｍ０は、垂線３１の足（基準受光面部３０）までの距
離として、次式Ｆ１で与えられる。

【００３６】 Ｍ０＝Ｌ・ｔａｎ（２Ａ−９０） （Ｆ１）

【００３７】次に、加工用レーザ光Ｂ１の光軸Ｃに対し
て光学素子設置台４の表面１１の垂線が角度αだけ傾い
ている場合、すなわち回転テーブル１４の表面２０が角
度αだけ傾いている場合には、回転テーブル１４の回転
に伴い傾斜反射面２４の傾斜方向と回転テーブル１４の
傾斜方向とが逆になって反射面２４の傾斜を相殺するよ
うな回転位置をとると、光学傾斜基板１６は、図４にお
いて想像線で示す位置（図３で示した位置）から実線で
示す位置に変わる。その結果、レーザ光は、図４に示し
たように、傾斜反射面２４に対して入射角｛９０−（Ａ
＋α）｝で入射して、垂線３１に対して角度［｛２（Ａ
＋α）−９０｝＋α］の方向に正反射されて受光位置検
出センサ１８の受光面に照射される。このときの受光位
置検出センサ１８での受光位置Ｍα（基準点３０からの
距離）は、次式Ｆ２で表される。

【００３８】 Ｍα＝Ｌ・ｔａｎ（２Ａ＋α−９０） （Ｆ２）

【００３９】従って、回転テーブル１４（光学素子設置
台４）がある方向に角度αだけ傾いた場合、反射レーザ
光Ｂ２が受光位置センサ１８に達する位置は、受光位置
センサ１８の長手方向（延在方向）に、次式Ｆ３で表さ
れる距離ΔＭだけずれることになる。

【００４０】 ΔＭ＝Ｍα−Ｍ０ ＝Ｌ・｛ｔａｎ（２Ａ＋α−９０）−ｔａｎ（２Ａ−９０）｝ ＝Ｌ・ｓｉｎα／｛ｓｉｎ２Ａ・ｓｉｎ（２Ａ−α）｝ （Ｆ３）

【００４１】例えば、Ａ＝４５の場合、ズレΔＭは、次
式Ｆ４で与えられる。

【００４２】ΔＭ＝Ｌ・ｔａｎα （Ｆ４）

【００４３】すなわち、回転テーブル１４が角度αだけ
傾いている場合、回転テーブル１４のＤ方向の回転に伴
い、受光位置Ｍは、基準受光位置Ｍ０に対して最大ΔＭ
だけ上方にずれるから、Ｍが最大値になる回転位置デー
タθαと、該回転位置でのＭの最大値Ｍαとによって、
回転テーブル１４の傾斜方向と傾斜角度とがわかる。

【００４４】従って、検出された回転位置データθα及
び受光位置データＭαに基づいて、回転テーブル１４の
傾斜をなくすように、傾動調整機構３によって傾動状態
を調整すればよい。なお、この演算・制御は、回転角検
出器２２からの角度データθと受光位置センサ１８から
の受光位置データＭを受信しこの受信データに基づいて
傾動調整機構３を制御する制御信号Ｇを発するコントロ
ーラ３５を設けることによって自動的に行い得る。勿論
のことながら、このとき、コントローラ３５が傾動角検
出器１０からの傾動角データβ，γを受け取るようにし
ておくと共に、検出された回転位置データθα及び受光
位置データＭαに基づいて傾動角β，γの調整目標値β
０，γ０を求め、傾動角データβ，γが目標値β０，γ
０に一致するように傾動調整機構３を制御して、回転テ
ーブル１４の傾斜をなくしてアラインメントを達成する
ようにしてもよい。なお、回転テーブル１４をＤ方向に
一定速度で回転させる場合には、回転角データθの代わ
りに単に回転時間を回転角データθの代わりに用いるよ
うにしてもよい。更に、例えば、受光位置データＭが最
大又は最小になる回転位置で回転テーブル１４の回転を
止めるようにして、この状態を保ったままズレΔＭがゼ
ロになるように傾動角調整機構３を手動により又は自動
的に制御するようにしてもよい。逆に、回転テーブル１
４を一定の角速度でＤ方向に回転させておき、受光位置
検出センサ１８から出力され変動する受光位置データＭ
を時間的に変動するアナログ又はデジタル信号としてコ
ントローラ３５に入力し、該信号の振幅がゼロになるよ
うに傾動角調整機構３を制御するようにしてもよい。ま
た、回転テーブル１４を手動で少しずつ回して受光位置
データＭが最大になる位置を見つけ、更に、その受光位
置データＭが所定値Ｍ０に一致するまで手動で傾動機構
３の傾動部材８，９を調整してもよい。なお、これらの
調整の際、受光位置データＭがＭ０に一致するような回
転テーブル１４の回転位置情報に基づいてこの方向と直
角な回転位置を傾斜方向として割り出すようにしてもよ
い。

【００４５】回転軸線１３がビームＢ１の光軸Ｃに対し
て平行であるけれども光軸（中心）Ｃに対して一直線上
にない場合、ビームＢ１が傾斜反射面２４に実際上当た
らないので受光位置センサ１８は所定レベルを超える反
射光Ｂ２を受光しないことになる。

【００４６】この場合、並進機構２を駆動・制御するこ
とによって小領域の傾斜反射面２４をＸ−Ｙ面内で並進
させて、受光位置センサ１８が所定レベルを超える反射
光Ｂ２を受光するようにすればよい。なお、この制御を
自動的に行う場合には、例えば、ラスタースキャンのよ
うな手順でＸ−Ｙ面内での並進走査を行えばよい。ま
た、例えば、傾斜反射面のレーザ光Ｂ１に対する反射率
が中心軸線１３からの距離従って単調に減少するように
しておくと共に受光位置センサ１８において受光位置の
みでなく受光強度も検出可能にしておく場合には、受光
位置センサ１８が所定レベルを超える反射光を受け取る
ような並進位置が判明したとき、当該位置の周辺におい
て回転テーブル１４をＸ−Ｙ平面内で往復動（振動）さ
せるような並進移動を行わせることによって、受光光量
が最大になる位置を見出すことにより、更に正確に光軸
のアラインメントを行い得る。

【００４７】レーザ光Ｂ１又は傾斜反射面２４に拡がり
がある場合、反射光Ｂ２の反射位置Ｍの変動が回転テー
ブル１４（光学素子設置台４）の傾きに起因するのか回
転軸線１３のレーザ光光軸（中心）Ｃに対する位置ズレ
に起因するのかは直接的には判別し得ないけれども、例
えば傾き（又は位置ズレ）に起因すると仮定して当該傾
き（又は位置ズレ）をなくすような調整を試みることに
よって、反射光Ｂ２の反射位置Ｍの変動がほとんど解消
したかどうかを判別すれば、主として傾き（位置ズレ）
に起因していたかどうかはわかるので、厳密なアライン
メント調整をしようとする場合には、元の状態に戻せる
ようにしておいて、この仮定的走査を繰返せばよい。

【００４８】以上においては、回転テーブル１４を光学
素子設置台４とは別個に設ける例について説明したけれ
ども、回転テーブル１４自体を光学素子設置台４にして
もよい。その場合、図示の例で台４は不要である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による好ましい一実施例のアラインメン
ト状態検出装置を備えたアラインメント装置の模式的な
斜視説明図。

【図２】図１のアラインメント状態検出装置を模式的な
縦断面で示した図１のアラインメント装置の模式的な説
明図。

【図３】図１の装置において回転テーブルが傾いていな
い場合におけるレーザ光の反射・受光位置の説明図。

【図４】図１の装置において回転テーブルが角度αだけ
傾いている場合におけるレーザ光の反射・受光位置の説
明図。

【符号の説明】

１ 基台 ２ Ｘ−Ｙテーブル（並進機構） ３ 傾動角調整機構（傾斜度調整機構） ４ 光学素子設置台 ６ ｘ，ｙ位置検出器 １０ 傾動角検出器 １１ 光学素子設置台表面 １２ アラインメント状態検出装置（傾斜状態検出装
置） １３ 回転軸線 １４ 回転テーブル １５ 傾斜面 １６ 光学傾斜基板 １７ 周縁部 １８ 受光位置検出センサ １９ 光学素子設置基準位置 ２０ 回転テーブルの表面 ２１ 回転駆動機構 ２２ 回転角検出機 ２３ 傾斜面上の回転中心 ２４ 中心部の小反射領域（傾斜反射面） ２５ 周辺領域 ３０ 受光位置検出センサのゼロ位置 ３５ コントローラ ５１ アパーチャ（開口） Ａ 光学傾斜基板の傾斜反射面の傾斜角度 Ｂ 加工用レーザ光 Ｂ１ 入射レーザ光 Ｂ２ 反射レーザ光 Ｃ 加工用レーザ項の光軸 Ｄ 回転テーブルの回転方向 Ｇ 傾動制御データ Ｌ 受光位置センサの受光面までの半径 Ｍ 受光位置データ Ｍ０ 基準受光位置 Ｍα 角度α傾いているときの受光位置 Ｘ，Ｙ，Ｚ 三次元直交座標軸 α 回転テーブル・光学素子設置台の傾き β，γ 傾動角 θ 回転角

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加工用レーザ光が入射されるべき光学素
   子が設置される光学素子設置台の表面に対する加工用レ
   ーザ光の光軸の傾斜状態を検出する検出装置であって、 光学素子設置台表面に対して実質上垂直な回転軸線の周
   りで回転可能であり、この回転軸線に交差して延在する
   傾斜反射面を有する反射体と、 傾斜反射面で反射された加工用レーザ光を回転軸線から
   離れたところにおいて受光するように回転軸線とほぼ平
   行な方向に延在し反射体と一体的に回転軸線のまわりで
   回転される受光位置検出センサとを備えた傾斜状態検出
   装置。
2. 【請求項２】 光学素子設置台が回転可能な回転体から
   なり、反射体及び受光位置検出センサが光学素子設置台
   表面をなす回転体表面に取り付けられている請求項1に
   記載の傾斜状態検出装置。
3. 【請求項３】 光学素子設置台に対して回転軸線の周り
   で回転可能な回転体の表面に反射体及び受光位置検出セ
   ンサが取り付けられている請求項1に記載の傾斜状態検
   出装置。
4. 【請求項４】 回転軸線のまわりにおける前記反射面の
   回転角を検出する回転角検出手段を更に備えた請求項１
   から３までのいずれか一つの項に記載の傾斜状態検出装
   置。
5. 【請求項５】 請求項１から４までのいずれか一つの項
   に記載の傾斜状態検出装置によって検出される光学素子
   設置台表面の傾斜度を調整する傾斜度調整機構を有する
   アラインメント装置。
6. 【請求項６】 受光位置検出センサから出力される受光
   位置データが一定になるように、傾斜度調整機構を制御
   する傾斜度調整機構制御手段を更に有する請求項５に記
   載のアラインメント装置。
7. 【請求項７】 傾斜反射面は、回転軸線が該反射面を横
   切る点を含む小領域において、該小領域を取り囲む周辺
   領域よりも高い反射率を、加工用レーザ光に対して有す
   る請求項５又は６に記載の記載のアラインメント装置。
8. 【請求項８】 光学素子設置台が該台の表面を含む平面
   内で該表面を並進移動させる並進機構を有する請求項７
   に記載のアラインメント装置。