JPS597492A - 対象物の上に光ビ−ムを焦点合せさせる方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は光ビーム、中でもレーザー光線をこれが投射
される対象物の上に焦点合せさせるための、本願特許請
求の範囲第１項及び第７項の上位概念に従う焦点合せ方
法及び焦点合せ装置に関する。

レーザー光線を用いる種々の材料の加工は容共重要にな
ってきている。このような関連においてもつとも重要な
問題の一つは、レーザー光線をその加工されるべき対象
物の表面上に最適に焦点合せさせると共にこの最適の７
焦点合せの調節を絶えず維持し又は対応的にコントロー
ルすることである。

このような焦点合せの調節又は自動的なコントロールに
ついては種々の方法が公知となっている。それらのうち
の一つは例えばドイツ特許第２０３４３４１号公報ある
いは米国特許第３、６８９．１５９号公報に記述されて
いる。この方法においてはその加工用レーザー光線又は
補助レーザーによって対象物の上に形成された光スポッ
トからその映像がその光学軸の方向に振動する絞り板の
上にうつされ、その際この絞り板の中立の位置が理想的
な焦点合わせにおける上記光スポットの映像面と合致し
、そしてそのあとでこの絞り板を通過した光は受光部材
に送り込まれる。最適の焦点合せに際して、この光スポ
ットの映像はこの絞り板の振動幅の正確に中心上にあり
、そしてその受光部材によって作り出された測定信号の
時間的な経過は左右対称な本質的に正弦波形の曲線をも
たらす。最適の焦点合せ状態からのずれに際して光スポ
ットの映像は絞り板の振動幅の中心の外側にあり、そし
てその測定信号は対応的に非対称形になる。

この非対称は次に位相検知器によって評価されて焦点合
せの調節又は追随に用いられる。

例えばドイツ特許第２４５３３６４号公報に記述されて
いるもう一つの系においても振動絞り板の代りに振動焦
点合せ用レンズが用いられる。

これらの公知の系においてはその作動は原理的に良好で
あるけれども、しかしながら種々の難点が存在する。す
なわちそれらは例えば機械的な振動絞り板または振動対
物レンズを必要としてそれらの機械的に動く各部材に固
有の種々の欠点と共に電子光学的にも比較的複雑である
。

その上にそれらの系は特に連続的なレーザー先勝に指定
されていて〕ξルスレーザーに対してはあまり適してい
ない。最後にそれらはその最適焦点合せ点の近傍におい
て特に大きな感度を有しているものではない。

フランス特許第９４８７１号には表面レリーフのための
レーザー検出システムが記述されており、これは本質的
に可動部を有することなく構成される。一枚の運動性絞
り板の代りに２枚の固定された絞り板が設けられており
、これらの板の上に光スポットの像が同時に結像される
。

これら両絞り板は理想的な焦点合せに際しての光スポッ
トのその都度の結像面のそれぞれ前方及び後方に存在す
る。これらの絞り板を通過した光は２個の受光部材に投
射され、これらの受光部材のその都度の出力信号はその
走査されたレリーフの焦点の合った状態又は凹みの距離
の尺度である。

この公知のシステムにおいてはその光スポットから出発
して最後にそれら両受光部材の上に投射される光は２個
のビーム・スジリッター／鏡を用いて、又は１個のマス
クを用いて空間的に完全に不均一に２つの個別の測定光
路に分割している。この場合に機械的な、熱的な、並び
に電磁場及び屈折率変動によってもたらされる種々の効
果はそれら測測定光路に異った強さで作用をおよぼし、
そしてそれによって著しい測定誤差をもたらす場合があ
る。それらの有害な種々の影響を除去し、又は補正する
ことはまた非常に困難で繁雑であり且つ経費を（する。

最後に米国特許第３．６１４．４５６号には上記フラン
ス特許第９４８７１号のシステムと類似のもう一つの焦
点合せシステムが記述されているけれども、しかしなが
らこれは唯１個の絞り板を用いて作動するものである。

このシステムは種々の障害の影響に対して非常に敏感に
反庇コし、調節が困難であり、また従って高い精度を必
要とする系において実際に使用するのには不適当である
。

本発明によれば本願特許請求の範囲第１項及び第７項の
上位概念に記述した類いの方法と装置とが、できるだけ
僅かな光学部材の使用のもとにその光路の、空間的にで
きるだけ均一な分割を達成し、それによって各分割測定
先勝が同じ条件（即ち反射角、偏光、受光部材の温度等
）曝されるように改善されている。その際更にノξルス
作動をも可能とし、そして場合によっては更に最適の焦
点合せ点の部分においてできるだけ高い感度が得られる
ようにしようとするものである。

本発明のこのような目的を達成するための方法及びそれ
に対応する本発明に従う装置は本願特許請求の範囲第１
項及び第７項にそれぞれ記載される通りである。それら
の各好ましい実施態様は各従属請求項より明らかである
。

以下に本発明を添付の図面の参照のもとに更に詳細に説
明する。

第１図に図式的に示したレーザー加工装置は基本的な構
造において例えは本文のはじめに挙げた米国特許第３．
６８９．１５９号明細書に記述された公知技術のそれと
一致しており、従って以下の記述は本発明にとって重要
な部分のみを中心として挙げることにする。　゛ 図示の装置はレーザー光源１を含み、これは半透鏡２及
び焦点合せ用レンズ３によってレーザー光＃ＭＬをその
加工されるべき材料又は対象物４の上に投射し、そして
こ〜にその焦点合せ状態に従って広がった、又は収斂し
た光スボツ）　ＬＦを作り出す。この光ス、１Ｆットか
ら反射されたレーザー光線ＬＲは上記焦点合せ用レンズ
３、及び半透鏡２を経て回折格子（刻線格子）５並びに
円柱レンズ６よりなる光学系に達し、この光学系はその
光路な三つの部分に分割し、そして光スボツ）　ＬＦを
同時に、その光軸Ａ（Ｚ軸）の方向と側方とに互いに位
置のずれた３個の絞り板Ｍａ　、Ｍｂ　、Ｍｃの上に、
こ〜では垂直の線又は帯の形の三つの像Ｓａ、Ｓｂ及び
Ｓｃを結像する。これらの絞り板を通過した、又はこれ
ら部材８ａ、８ｂ及び８Ｃに送り込まれてこれらによっ
て測定される。それぞれの測定された光の強度Ｉａ、Ｉ
ｂ及びＩｃに対応する電気信号は焦点合せ状態に依存し
、そして評価ステージ９に送り込まれ、これがその信号
からその都度の焦点合せ状態に特性的な補正信号Ｉｋを
発生する。この信号は次にサーダドライノζ−１１及び
サーゼ駆動装置１２からなる制御装置によって用いられ
て材料４を２軸の方向にその焦点合せ用レンズ３に対し
て相対的に変位させて最適の焦点合せ位置に到達させる
。自明のように焦点合せ用レンズを材料に対して相対的
に変位させることも可能である。

第２図は上記第１図の装置の本発明にとって重要な部分
の平面図を示し、その際円柱レンズ７ａないし７Ｃは単
純化のために省略しである。

図から分るように三つの絞り板ＭａないしＭｃはこれら
が側方に互いに変位していることのほかはＺ軸方向、す
なわちこの系の光軸の方向にも互いに位置がずれている
。

絞り板Ｍａはこの系のレーザー光ｆａＬが厳密に対称物
４の上に焦点合せされている時にこの系の光スポラ）　
ＬＦの映像が現われる結像面又は焦点面ＦＰＯ上に正確
に存在するが、この結像面ＦＰの位置を以下において目
標ポジションと呼ぶ。絞り板Ｍｂは上記目標ポジション
ＦＰ又は上記絞り板Ｍａの若干後方に存在し、また絞り
板Ｍｃはこれと対称的に、ＭａとＭｂとの間隔がＭｂと
Ｍｃとの間隔と等しいように前方に設けられている。し
かしながら例えば収差等によるこの系の他の非対称因子
を補正するため等の場合に非対称的に配置された絞り板
の方が有利であるような場合もある。

これら三つの絞り板ＭａないしＭｃの作用態様は第３３
ないし第３ｂ図から明らかである。

各絞り板はＶ字型の絞り開口１３を有しており、これは
光スポラ）　ＬＦのそれぞれの映像Ｓａ。

ＳＩ）、ＳＣに対して対称に設けられている。第３ａ−
第３０の図は最適の、焦点合せ状態に対応している。光
スポラ）　ＬＦの映像Ｓａは絞り板Ｍａの位置に正確に
現われ、そして実際上理想的な直蛛状であってこの絞り
板Ｍａによって実際上全く遮ぎられない、従って受光部
材８ａの対応する測定信号ｔａは最大である。他の二つ
の絞り板Ｍｂ及びＭｃはこの正確な正しい位置の絞り板
の外側にあるためにその光スポラ）ＬＦの映ｆｆｔｓｂ
及びＳｃはこれらの板の上に比較的広がった帯として現
われる。従ってそれらの絞り開口１３の形状に基いてそ
の帯状像の幅の増大についてその光の遮ぎられろ部分が
ますます大きくなり、従って各従属する測定信号Ｉｂ。

Ｉｃは対応的に小さくなる。この関係はレーザー光ａｌ
Ｌが被加工材料４の上に正確に焦点合せされていない時
にも同様である。この場合には光スポラ）ＬＦの三つの
映像ＳａないしＳｃは目標ポジションＦＰの上に正確に
現われずにその前方又は後方に結像する。対応的にその
３つの受光部材８ａないし８Ｃの測定信号ＩａないしＩ
ｃはその可能な両極限値の間のいずれかの中間値をとる
。第３ｄ図に、それら３つの光スポツト像の実際の結像
面の目標ポジションＦｐについての偏位、またそれと同
時に、焦点合せ状態に依存するそれら３つの測定信号Ｉ
ａないしＩｃの変化曲線が示されている。横軸の点Ｐｃ
、Ｐａ及びｐｂはそれぞれ二つの絞り板Ｍｃ。

Ｍａ及びＭｂ　　の位置を示す。

以上の説明より、これら三つの測定信号ＩａないしＩｃ
の大きさからその時々の焦点合せ状態を導き出せること
がわかる。もしＩｃがＩｂよりも大きい場合には対象８
物４は焦点合せ用レンズ３から遠過ぎる位置に存在する
。もし逆にＩｂがＩｃよりも大である時はこれはレンズ
３に近過ぎることを示す。両方の測定信号ＩｂとＩｃと
が同じ大きさであるか、又は測定信号Ｉａが最大である
時に最適の焦点合せの点に達する。

更にまた最適の焦点合せの点からの変位の方向とその大
きさとを決定するためには原理的に２個の絞り板だけで
すでに充分であることも明らかである。しかしながら目
標ポジションにおいて第３番目の絞り板を用いることに
よってその特性曲線の経過の判定の改善及び光線出力の
変化あるいは対象物４０表面の性質の変化等のような障
害量の補正を達成することができる。

焦点合せ状態に特性的な補正信号Ｉｋは２枚の絞り板Ｍ
ｂ及びＭ９を用いる場合にその評価ステージ９において
はｒ　１．ｋ　＝　Ｉ　ｂ　−Ｉ　ｃの式に従い、そし
て３枚の絞り板Ｍａ−Ｍｃのすべてを使用する場合には
ｒ　Ｉｋ＝　（Ｉｂ−Ｉｃ）／Ｉａの式に従って計算す
ることができる。

第３図に示すように測定信号と焦点合せ状態との関係は
第３３ないし第３ｃ図に従うＶ字型の絞り板を用いる場
合には最適焦点合せ点の近傍において本質的に直巌状に
経過する。補正信号Ｉｋも同様な挙動を取るがその際そ
の傾斜、従ってその系の感度は絞り板の形状を適当に選
ぶことによって焦点と合致する点の近傍において実際の
要求条件に適合させることができる。

自明のように絞り板の対応的な形状付与運びにその光学
的結像の態様を選ぶこと（例えば球形レンズ）によって
非直縁状の特性曲線を実現することも可能である。

第４８ないし第４ｃ図には教１−−ｉ板の別な三つの変
形例が示されている。第４ａ図に示ず敦す六→肴板Ｍ　
ｄは変形の練←−→伸開口１４を有し、そして以上に挙
げたＶ字型の絞り板の特性曲線の傾斜よりも２倍の傾斜
の曲線を与える。−同様なことが第４ｂ図の絞り板Ｍｅ
につぃても当てはまり、但しこの場合にはその最適の焦
点合せ状態からある一定の最低変位まで制御を受けない
デッド帯域を有していることが異る。

第４Ｃ図の絞り板は凸曲脈状の縁部を有する絞り開口１
６を有し、そして最適焦点合せ点の近傍において特に急
傾斜した彎曲状の特性曲線をもたらす。

以上には透過橋の絞り板のみを記述したが、自明のよう
に、反射型の絞り板も本発明に利用できることは明らか
である。更にまたこれらの絞り板は受光部材の入射窓を
対応的に形成することにより、あるいはまた受光部材自
身を対応的に形成しまたは配置することにより、更には
また何等かの光伝導システム等を用いることによっても
実現することができることはもちろんである。この最後
のものは例えば第５３及び第５ｂ図に示す如くであり、
こ瓦では光伝導ファイノ々−束２０を、それら全部のフ
ァイノ々−の光入射面がある一つの平面内にあって例え
ば第５ｂ図に示すように形状の配置をとるように構成し
である。これら光伝導ファイノこの他端は受光部材８ｄ
に通じている。この光伝導部材の配置は第４ａ図の絞り
板とはｙ同様である。

また更にその反射されたレーザー光線ＬＲの三つの光路
への分割は必ずしも回折格子によって行なわなければな
らないものでないことは明らかである。これに対しては
自明のように例えばビーム・スプリッター又はプリズム
等のような他の手段をも使用することができる。また光
スポラ）ＬＦも必らずしも線や帯の形に結像させる必要
はなく、他の任意のすべての幾何学的形状も可能である
。しかしながら源の形に結像させるのが特にその全系の
制御挙動の観点から好都合であることが示されている。

光スポラ）ＬＦの結像の特に有利で且つ洗練された態様
はホログラム又はホログラフ光学素子の採用によっても
たらされる。ホログラムは多数の光学的函数を同時に取
入れることができるのでこれによって特にコン、ｅクト
な装置の構成が可能になる。第６図に受光部材な２個だ
けしか備えていない本発明に従う装置の具体例によって
これが示されている。

光スポットから反射された光ＬＲはこ〜には図示されて
いない焦点合せ用レンズ３及び鏡２を経てホログラフ光
学素子ＨＯＥに到達する。この素子がその光を変調し、
そしてその際光スポットの直載状又は帯状の２本の結像
をもたらす。

これらの像は一平面内にあることができ、その場合には
第１図及び第２図において軸方向に変位させた絞り板を
用いる場合と同様な作動が行われる。しかしながら第６
図に示した例においてはそれら両方の結像は互いに位置
がずれており、そして両方の絞り板ＭｇとＭｈとは光ス
ポットの両方の結像面の間にある平面の上に存在する。

これら両絞り板を通過した光は両方の受光部材８ｇ及び
８ｈの上に投射され、これらからの測定信号Ｉｇ及びＩ
ｈは次に前に説明したと同様に更に処理される。

ホログラフ光学素子又はホログラムＨＯＥを用いて光ス
ポットの映像の幾何学的形状を更に変形し或いは選んで
それによりそれらの絞り板の形状を非常に単純に構成す
るか、又は全て省略してしまうことが可能である。第７
図にこれが例示的に示されており、その際光スポットの
映像ＬＦＢははｙ星形の形状を有し、そして絞り板Ｍｋ
の絞り開口２１が円形になっている。

このホログラムの作製は通常的な方法で行うことができ
、そしてこれは以下に純粋に例示的に、軸方向（及びこ
れに対して横方向）に変位した二つの結像点をもたらす
もうなホログラムについて第８図の参照のもとに記述す
る。

空間中に配置された２つの結［象点Ｐ＋及びＰ−を有す
るホログラムを作り出すためには、これら両方の、Ｐ＋
及びＰ−から出発する球面波Ｕ＋又はＵ−のある平面参
照波Ｕ、との干渉・ξターンを感光性記録材料が塗布さ
れた板Ｈの上に記録するだけでよい。両球面波Ｕ＋及び
Ｕ−は焦点として上記の各点Ｐ＋及びＰ−を有する二つ
のレンズ３１及び３２によってレーザー光＃３３から作
り出される。同様にして平面参照波Ｕｒ　もビーム・エ
クスパングー３４を用いてレーサー先勝３３から導き出
される。

写真技術的に現像して定着されたホログラム板Ｈはホロ
グラフ光学素子ＨＯＤとして第６図に示す装置において
使用することができ、そしてそのようにして反対側（第
８図にお℃・て左側）から光を当てた時に光スポットの
所望の二つの結像をもたらす。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従う装置の１例を図式的に示す図、第
２図はこの第１図の１部の配置の平面図、第３ａないし
第３ｄ図は絞り板の作用の説明図、第４ａないし第４Ｃ
図は絞り板の別の態様のものを、また第５３および第５
ｂ図ｋまオリフィス板に代る等個物の例を示す図、第６
図はホログラフ光学素子を用いる本発明に従う装置の例
の１部を示した図、第７図はその場合の光スポツト像の
説明図であり、第８図はこのホログラフ光学素子作製の
原理図である。 ｌ・・・・・・レーザー光源 ２・・・・・・半透鏡 ３・・・・・・焦点合せ用レンズ ４・・・・・・対象物 ５・・・・・・回折格子 ６．７ａ、７ｂ、７ｃｍ−・円柱レンズ８ａ、８ｂ、８
ｃ、８ｄ、８ｇ、８ｈ・・・受光部材９・・・・・・評
価ステージ １１・・・サーゼドライ・２ １２・・・サーボ駆動手段 １３．１４．１６・・・＆リテ≠≠開口２０・・・光伝
導ファイバ束 ３１．３２・・・レンズ ３３・・・レーザー光線 ＬＦ・・・光スポット ＦＰ・・・目標ポジション ＨＯＥ・・・ホログラフ光学素子 Ｍａ　、Ｍｂ　、Ｍｃ　、Ｍｄ　、Ｍｅ　、Ｍｆ　、Ｍ
ｇ　、Ｍｈ−・・絞り板Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄ、Ｓｅ
、Ｓｆ、ＬＦＢ　−＝映像Ｉ　ａ　、　Ｉ　ｂ　、　Ｉ
　ｃ　−・・測定信号Ｉｋ・・・補正信号 １ｉＥｉ：３１：　　　ｌＨｉ”３ｔｎ　　　ｂ３ｂ■

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）対象物の上に光ビーム、中でもレーザー光線を焦
   点合せさせる方法において、上記対象物上に光ビームに
   よって形成された光スポットの少なくとも２つ以上の映
   像を光学的システムを用いて作り出し、最適焦点合せ時
   の上記光スポットの各映像の目標ポジションに対して相
   対的に異った位置に上記少なくとも２つ以上の映像のそ
   れぞれに対応する絞り板を配置し、これらの絞り板によ
   って絞られなかった光の強さを焦点合せのための尺度と
   して評価し、そしてこの評価に応じて上記光ビームの焦
   点合せを調節することよりなる各段階を含み、その際上
   記光スポットの少なくとも２つ以上の映像が回折格子又
   はこれと等価のホログラフ光学素子によって作り出され
   る、焦点合せ方法。
2. （２）　　上記光スポットがその焦点合せの状態の函数
   として変化する幅の帯状光の形で上記絞り板の上に再生
   する、特許請求の範囲第１項に記載の焦点合せ方法。
3. （３）上記絞り板が本質的にＶ字形の絞り開口を有し、
   そしてこの絞り開口の幅が少なくとも上記帯状光の長手
   方向に一方側に向い減少している、特許請求の範囲第２
   項に記載の焦点合せ方法。
4. （４）上記絞り板が本質的に変形の絞り開口を有し、そ
   してこの開口の一方の対角ｉ＊　カ本質的にその帯状光
   の中心軸上にある、特許請求の範囲第３項に記載の焦点
   合せ方法。
5. （５）　　上記絞り板が非直線状縁部によって形成され
   ている絞り開口を有する、特許請求の範囲第３項に記載
   の焦点合せ方法。
6. （６）　　上記光スポットの三つの映像を作り出し、そ
   の際上記絞り板の一つは最適に焦点合せされたときの上
   記光スポットの映像の上記目標ポジションの前方に、も
   う一つの上記絞り板はこの目標ポジションに、そして最
   後の上記絞り板はこの目標ポジションの後方にそれぞれ
   配置されている、特許請求の範囲第１項、に記載の焦点
   合せ方法。
7. （７）　　光ビーム、中でもレーザー光線をこれが投射
   される対象物の上に焦点合せさせる装置において、回折
   格子又はこれと等価のホログラフ光学素子よりなり且つ
   光ビームによってその対象物の上に形成された光スポッ
   トの少なくとも２つ以上の映像を作り出す光学システム
   と、最適に焦点合せされた時に上記光スポットの各映像
   のそれぞれの目標ポノゾヨンに対して相対的に異った位
   置に配置されていて、各映像に１つづつ従属する２枚の
   絞り板と、およびこれらの絞り板によって絞られなかっ
   た光を測定してその焦点合せ状態に特性的な信号を発生
   させろいくつかの光電的手段とを包含する、焦点合せ装
   置。
8. （８）　　光学的システムが上記光スポットの像を光ビ
   ームの焦点合せ状態の函数として変化する幅の帯状光の
   形で上記絞り板の上に再生させる、特許請求の範囲第７
   項に記載の焦点合せ装置。
9. （９）　　上記絞り板が本質的に３角形又は菱形の絞り
   開口を有している、特許請求の範囲第７項に記載の焦点
   合せ装置。 ００）上記光電的手段によって作り出された特性的信号
   に依存して対象物上への焦点合せを自動的に最適化する
   制御手段を有する一特許請求の範囲第７項に記載の焦点
   合せ装置。 ■　上記光電的手段によって作り出された特性的信号に
   依存して上記対象物上への焦点合せを自動的に最適化す
   る制御手段を有する、特許請求の範囲第８項に記載の焦
   点合せ装置。 ０２　　上記光）υ約手段によって作り出された特性的
   信号に依存して上記対象物上への焦点合せを自動的に最
   適化する制御手段を有する、特許請求の範囲第９項に記
   載の焦点合せ装置。 α濁　上記絞り板が光伝送部材、中でも光伝送ファイバ
   の本質的に一平面内に配置された各上記光電的手段の光
   入射面によって形成されている、特許請求の範囲第７項
   に記載の焦点合せ装置。 ０４）　　上記絞り板が光伝送部材、中でも光伝送ファ
   イバの本質的に一平面内に配置された各上記光電的手段
   の光入射面によって形成されている、特許請求の範囲第
   ８項に記載の焦点合せ装置。 αつ　上記絞り板が光伝送部材、中でも光伝送ファイ・
   ぐの本質的に一平面内に配置された各上記光電的手段の
   光入射面によって形成されている、特許請求の範囲第９
   項に記載の焦点合せ装置。 α匂　上記絞り板が光伝送部材、中でも光伝送ファイバ
   の本質的に一平面内に配置された各上記光電的手段の光
   入射面によって形成されている、特許請求の範囲第１０
   項に記載の焦点合せ装置。 αη　上記絞り板が３枚設けられており、その際これら
   の絞り板の一つは光ビームが最適に焦点合せされた時の
   上記光スポットの映像の上記目標ポジションの前方に、
   もう一つの上記絞り板は本質的にこの目標ポジションに
   、そして最後の上記絞り板がこの目標ポジションの後方
   に設けられている、特許請求の範囲第７項に記載の焦点
   合せ装置。 θ樽　上記絞り板が３枚設けられており、その際これら
   の絞り板の一つは光ビームが最適に焦点合せされた時の
   上記光スポットの映像の上記目標ポジションの前方に、
   もう一つの上記絞り板は本質的にこの目標ポジションに
   、そして最後の上記絞り板がこの目標ポジションの後方
   に設けられている、特許請求の範囲第８項に記載の焦点
   合せ装置。 （１！１　　上記絞り板が３枚設けられており、その際
   これらの絞り板の一つは光ビームが最適に焦点合せされ
   た時の上記光スポットの映像の上記目標ポジションの前
   方に、もう一つの上記絞り板は本質的にこの目標ポジシ
   ョンに、そして最後の上記絞り板がこの目標ポジション
   の後方に設けられている、特許請求の範囲第９項に記載
   の焦点合せ装置。 （２０上記絞り板が３枚設けられており、その際これら
   の絞り板の一つは光ビームが最適に焦点合せされた時の
   上記光スポットの映像の上記目標ポジションの前方に、
   もう一つの上記絞り板は本質的にこの目標ポジションに
   、そして最後の上記絞り板がこの目標ポジションの後方
   に設けられて℃・る、特許請求の範囲第１０項に記載の
   焦点合せ装置。 Ｑυ　上記絞り板が３枚設けられており、その際これら
   の絞り板の一つは光ビームが最適に焦点合せされた時の
   上記光スポットの映像の上記目標、Ｉ′Ｆ）ジョンの前
   方に、もう一つの上記絞り板は本質的にこの目標ポジシ
   ョンに、そして最後の上記絞り板がこの目標ポジション
   の後方に設けられている、特許請求の範囲第１３項に記
   載の焦点合せ装置。 翰　被加工材料の上に光ビームを焦点合せさせる装置に
   おいて、 上記光ビームによって上記被加工材料の上に形成された
   光スポットの少なくとも２つ以上の特定形状化された映
   像を作り出すための光学的手段と、 その１つの映像の焦点目標ポジションに対して相対的に
   且つ一方の方向へ距離を隔てた関係で配置され、そして
   それに設けた絞り開口がこの開口を通過する光の強さを
   上記映像の形状と共働してその被加工材料上への光ビー
   ムの焦点合せ状態の変化に対応して変化させるような形
   状を有している、上記映像に従属する第１の絞り板と、 上記もう１つの映像の焦点目標ポジションに対して相対
   的に且つ上記一方の方向と反対の方向の方向へ距離を隔
   てた関係で配置され、そしてそれに設けた絞り開口がこ
   の開口を通過する光の強さを上記映像の形状と共働して
   その被加工材料上への光ビームの焦点合せ状態の変化に
   対応して変化させるような形状を有している、上記もう
   １つの映像に従属する第２の絞り板と、たｇしこの第２
   の絞り板の上記もう１つの映像の焦点目標ポジションか
   らの距離は上記第１の紋り板の上記１つの映像の焦点目
   標ポジションからの距離と等しいか、または異っており
   、 これら第１および第２の絞り板の開口を通過する光の強
   さを評価する手段と、および上記これら評価手段に応じ
   て上記被加工材料上への上記光ビームの焦点合せ状態を
   調節する手段と を有する、焦点合せ装置。 （２３＋　　上記光学的手段が、上記光スポットの映像
   を少なくとも２つの、比較的狭い細長い帯状像に成形す
   る回折格子と、およびこれら帯状像のそれぞれを対応す
   るその像の焦点目標ポジションのところに焦点合せさせ
   る手段とからなる、特許請求の範囲第２２項に記載の焦
   点合せ装置。 ０４１　　上記光学的手段が、上記光スポットの映像を
   少なくとも２つの、各対応するその像の上記焦点目標ポ
   ジションのところに焦点合せされた同一の映像に成形す
   るホログラフ光学手段よりなる、特許請求の範囲第２２
   項に記載の焦点合せ装置。 （２５１上記被加工材料の上に光ビームを焦点合せさせ
   る装置において、 レーザー光線によって上記被加工材料の上に形成された
   光スポットの映像を受けるように配置され、そして上記
   被加工材料上の上記光スポットの形状と異った特殊な形
   状をそれぞれ有して、上記被加工材料上の上記光スポッ
   トの焦点に関し”で寸法の異なる少なくとも第１および
   第２の上記光スポツト映像を作り出す光学的要素と、 上記第１および第２の光スポツト映像のそれぞれを受は
   取って、それに応じた測定信号を光電的に発生させ、そ
   して上記被加工材料上の光スポットが最適に焦点合せさ
   れたときに等しい大きさの第１および第２の測定信号が
   作り出され、また最適焦点合せに対しての上記光スポッ
   トの一方の方向への焦点合せ誤差の大きさと共に増大す
   る量だけ上記第１および第２の信号の一方が他方より大
   きく、そして最適焦点合せに対しての上記光スポットの
   上記一方の方向と逆方向への焦点合せ誤差の大きさと共
   に増大する量だけ上記第１および第２の信号の他方が上
   記一方より大きくなるように配置された信号発生手段と
   、および 上記被加工材料上の光ビームの焦点合せを上記第１およ
   び第２の信号に応じて調節する手段と、 を有する、焦点合せ装置。 （２ｅ　　上記光学的要素が上記細長い帯状像の形で上
   記光スポットの少なくとも２つの像を作り出す回折格子
   である、特許請求の範囲第２５項に記載の焦点合せ装置
   。 （２７１上記信号発生手段が、上記光スポットの上記各
   館１および第２の映像を受光して、この受光した光の強
   さに対応する値の第１および第２の信号を発生させるよ
   うに配置された第１および第２の光電セルと、および上
   記光学的要素と上記第１および第２０光電セルとの間に
   それぞれ配置され、そして上記各光電セルによって受光
   される各映像からの光の量を上記被加工材料上の光スポ
   ットの焦点合せ誤差の函数として変化させるように形成
   された絞り開口を有する上記第１および第２の絞り板と
   を含む、特許請求の範囲第２５項に記載の焦点合せ装置
   。