JPS61198158A - レ−ザ自動アラインメント装置 - Google Patents
レ−ザ自動アラインメント装置Info
- Publication number
- JPS61198158A JPS61198158A JP3787485A JP3787485A JPS61198158A JP S61198158 A JPS61198158 A JP S61198158A JP 3787485 A JP3787485 A JP 3787485A JP 3787485 A JP3787485 A JP 3787485A JP S61198158 A JPS61198158 A JP S61198158A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- beam position
- mirror
- gimbals
- optical path
- alignment
- 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.)
- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Lasers (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は空間上の任意の線分から成る光路群をレーザ光
等の光線束を順に通過させるレーザ自動アラインメント
装置に関する。
等の光線束を順に通過させるレーザ自動アラインメント
装置に関する。
一般に、光源の位置や光出射角の空間的変動に対しても
光が常に光路群の定領域を通過するように光軸合わせす
る（これを以下アラインメントという）には、各光路の
導入部に少くとも２台の二軸自由度をもつジンバルにミ
ラーを搭載してこれらミラー角度を調整してこの目的を
実現している。
光が常に光路群の定領域を通過するように光軸合わせす
る（これを以下アラインメントという）には、各光路の
導入部に少くとも２台の二軸自由度をもつジンバルにミ
ラーを搭載してこれらミラー角度を調整してこの目的を
実現している。
まず、目視によるアラインメントを行う場合には、各々
の光路について第２図に示すように第１のミラージンバ
ル３によってビーム２をその光路入力端２０に、第２の
ミラージンバル４によってビーム２を出力端２１に導く
操作を繰ル返しながらビームを目標光路に合わせ、これ
を谷光路について実行することによってアラインメント
を行ってきた。
の光路について第２図に示すように第１のミラージンバ
ル３によってビーム２をその光路入力端２０に、第２の
ミラージンバル４によってビーム２を出力端２１に導く
操作を繰ル返しながらビームを目標光路に合わせ、これ
を谷光路について実行することによってアラインメント
を行ってきた。
一方、自動的にアラインメントする場合には、第３図に
示すように、ひとつの光路において光路入力端２０お工
び出力端２１でのビーム空間位置を出力し得るビーム位
置検出装置９および１Ｏｔ−偏見、ミラージンバル３．
４をモータドライブさせ、ビーム位置検出器９からミラ
ージンバル３へ、またビーム位置検出器１０からミラー
ジンバル４ヘフイードバツクルーグを形成する手段を用
いている。
示すように、ひとつの光路において光路入力端２０お工
び出力端２１でのビーム空間位置を出力し得るビーム位
置検出装置９および１Ｏｔ−偏見、ミラージンバル３．
４をモータドライブさせ、ビーム位置検出器９からミラ
ージンバル３へ、またビーム位置検出器１０からミラー
ジンバル４ヘフイードバツクルーグを形成する手段を用
いている。
なお多くの光路から構成されるシステムでは、これらを
組合せて各光路に適用すればよい。
組合せて各光路に適用すればよい。
従来、このアラインメント制御装置は、前述のように各
光路の１個の光位置検出装置に対して１個のミラージン
バルのみを対応させ、各々の検出−駆動系をそれぞれ独
立に作動していた。このため基準光路に対してビームが
ずれている状態からアラインメントを始め九とき、例え
ば第１のミラージンバル３で光路入力端５にビーム位置
を合わせると、光路入力端５およびそれ以降の光路のビ
ーム位置がずれてい＜ Ｏｆ能性があり、最悪の場合は
光位置検出器の視界を外れてしまう恐れもあると共に、
全党路のアラインメント自動化了するまでに相当の時間
を必要とする問題があった。
光路の１個の光位置検出装置に対して１個のミラージン
バルのみを対応させ、各々の検出−駆動系をそれぞれ独
立に作動していた。このため基準光路に対してビームが
ずれている状態からアラインメントを始め九とき、例え
ば第１のミラージンバル３で光路入力端５にビーム位置
を合わせると、光路入力端５およびそれ以降の光路のビ
ーム位置がずれてい＜ Ｏｆ能性があり、最悪の場合は
光位置検出器の視界を外れてしまう恐れもあると共に、
全党路のアラインメント自動化了するまでに相当の時間
を必要とする問題があった。
本発明の目的は、このような問題を解決し、多くの光路
から構成されるシステムのアラインメントを効果的に行
うレーザ自動アラインメント装置を提供することにある
。
から構成されるシステムのアラインメントを効果的に行
うレーザ自動アラインメント装置を提供することにある
。
本発明の構成は、ｎ本の線分で構成される所定の光路に
レーザ光源から導かれたレーザビームを順次通過させて
光軸合わせを行うレーザ自動アラインメント装置に２い
て、前記レーザビームを順に前記各光路に投入する２ｎ
個のモータドライブミラージンパルと、前記各光路上の
ビーム位置全入力端および出力端でそれぞれ計測する２
ｎ個のビーム位置検出装置と、これらビーム位置検出装
置の各出力から前記各ミラージンバルをそれぞれ駆動す
るフィードバック出力全所定演算式により決定する演算
装置とを備え、前記演算装置からの前記各ミラージンバ
ルへの駆動命令を同時に与えることを特徴とする。
レーザ光源から導かれたレーザビームを順次通過させて
光軸合わせを行うレーザ自動アラインメント装置に２い
て、前記レーザビームを順に前記各光路に投入する２ｎ
個のモータドライブミラージンパルと、前記各光路上の
ビーム位置全入力端および出力端でそれぞれ計測する２
ｎ個のビーム位置検出装置と、これらビーム位置検出装
置の各出力から前記各ミラージンバルをそれぞれ駆動す
るフィードバック出力全所定演算式により決定する演算
装置とを備え、前記演算装置からの前記各ミラージンバ
ルへの駆動命令を同時に与えることを特徴とする。
次に図面を参照しながら本発明の詳細な説明する０
第１図は本発明の一実施例のレーザ自動アラインメント
装置の構成を示す斜視図である。図中、３．５．７は第
１ミラージンバル、４，６．８は第２ミラージンバル、
９，１１．１３および１０゜１２．１４は入力端および
出力端のビーム位置検出装置、１５，１６．１７は光路
、１８は演算装置でおる〇 アラインメント自動化のためにビーム位置検出装置９〜
１４に４象限検知器や電荷結合素子（ＣＣＤ）などの素
子を用い、ビーム変位と検出装置出力との間に締屋関係
が成り立つとする。
装置の構成を示す斜視図である。図中、３．５．７は第
１ミラージンバル、４，６．８は第２ミラージンバル、
９，１１．１３および１０゜１２．１４は入力端および
出力端のビーム位置検出装置、１５，１６．１７は光路
、１８は演算装置でおる〇 アラインメント自動化のためにビーム位置検出装置９〜
１４に４象限検知器や電荷結合素子（ＣＣＤ）などの素
子を用い、ビーム変位と検出装置出力との間に締屋関係
が成り立つとする。
問題を簡素化するため一軸のみに着目すると第１光路１
５の第１ミラージンバル３０角度変化θ、。
５の第１ミラージンバル３０角度変化θ、。
に対する第１光路入力端および出力端のビーム位置検出
装置９および１０のそれぞれの出力変化Ｘ、、、、 、
Ｘ、、１．は次のようにモデル化されるＯＸ、、ｌ、
＝ Ｋ、、、、θ１．・・・（１）Ｘ、、、、 ＝
Ｋ、！、、θ、１・・・（２）同様に第２ミラージ／パ
ル４０角度変化θ１．に対する第１光路入力端および出
力端のビーム位置検出装置９および１０のそれぞれの出
力変化Ｘｌ１ｌ！ ＋Ｘ□１２は次の関係をもつ。
装置９および１０のそれぞれの出力変化Ｘ、、、、 、
Ｘ、、１．は次のようにモデル化されるＯＸ、、ｌ、
＝ Ｋ、、、、θ１．・・・（１）Ｘ、、、、 ＝
Ｋ、！、、θ、１・・・（２）同様に第２ミラージ／パ
ル４０角度変化θ１．に対する第１光路入力端および出
力端のビーム位置検出装置９および１０のそれぞれの出
力変化Ｘｌ１ｌ！ ＋Ｘ□１２は次の関係をもつ。
Ｘ、、、、＝に、、□θ１．・・・（３）Ｘ、！１．
＝＝に、、、、θ、・・・（４）ここでに１８．、〜に
□１．は検出系、光学系、駆動系の特性により定まる定
数である０これら（１）〜（４）式の関係から各ビーム
検出装置９，１０の出力変化Ｘ、、 、 Ｘ□は各ミラ
ージンバル３，４の角度変化θ８．。
＝＝に、、、、θ、・・・（４）ここでに１８．、〜に
□１．は検出系、光学系、駆動系の特性により定まる定
数である０これら（１）〜（４）式の関係から各ビーム
検出装置９，１０の出力変化Ｘ、、 、 Ｘ□は各ミラ
ージンバル３，４の角度変化θ８．。
θ１．の線型結合として表わすことができるｏｆなわち
、 Ｘ、、 ＝Ｘ、１．． ＋Ｘ、、、、＝に、、、、θ１
１ ＋Ｋｌ １１！θ１．・・・（５）Ｘ、、 ＝Ｘ、
！、、 ＋Ｘ１．．． ＝に□１．θ、、 ＋に、□、
θ１．・・・（６）これを第ｎ光路入力端および出力端
のビーム位置検出器出力１３および１４に拡張すると、
同出力Ｘｎ、および島、はそれぞれ次のようになる。
、 Ｘ、、 ＝Ｘ、１．． ＋Ｘ、、、、＝に、、、、θ１
１ ＋Ｋｌ １１！θ１．・・・（５）Ｘ、、 ＝Ｘ、
！、、 ＋Ｘ１．．． ＝に□１．θ、、 ＋に、□、
θ１．・・・（６）これを第ｎ光路入力端および出力端
のビーム位置検出器出力１３および１４に拡張すると、
同出力Ｘｎ、および島、はそれぞれ次のようになる。
Ｘｎ、 ＝Ｘｎ、、、 ＋”１Ｏ−４−Ｘｎ、、、十島
８７．十−・・＋Ｘｎ、 ｎ、 ＋）Ｃｎ＋ ｎｔ＝Ｋ
ｎ 、 １ 、θ、、＋Ｋｎ、、２θ、、＋Ｋｎ、、、
θＨ＋Ｋｎ１２２θ２．＋−・−＋Ｋｎ、 Ｉｌｌ
θｎ、 ＋Ｋｎ、 ｆｌ、 θｌ ＝”−
・（７ンＸｎ、−Ｘｎ、、、 ＋Ｘｎ、、２＋Ｘｎ、、
、＋Ｘｎ、、、＋・・・十庖、 ｎ、 ＋Ｘｎ２ ｎ２ ＝Ｋｎ２１１θ、、＋Ｋｎ、１！θ、、＋Ｋｎ、！、θ
Ｈ＋ＫｎＨｚθ、２＋−−・＋Ｋｎ！ｎ、 ｆｌ １１
． ＋Ｋｎ２ ｎ２θｎｔ ・・−・−（８）そ
こで全ての自動ミラージンバル角度変化とビーム位置検
出器出力の関係をマトリクス表示すると次のようになる
。
８７．十−・・＋Ｘｎ、 ｎ、 ＋）Ｃｎ＋ ｎｔ＝Ｋ
ｎ 、 １ 、θ、、＋Ｋｎ、、２θ、、＋Ｋｎ、、、
θＨ＋Ｋｎ１２２θ２．＋−・−＋Ｋｎ、 Ｉｌｌ
θｎ、 ＋Ｋｎ、 ｆｌ、 θｌ ＝”−
・（７ンＸｎ、−Ｘｎ、、、 ＋Ｘｎ、、２＋Ｘｎ、、
、＋Ｘｎ、、、＋・・・十庖、 ｎ、 ＋Ｘｎ２ ｎ２ ＝Ｋｎ２１１θ、、＋Ｋｎ、１！θ、、＋Ｋｎ、！、θ
Ｈ＋ＫｎＨｚθ、２＋−−・＋Ｋｎ！ｎ、 ｆｌ １１
． ＋Ｋｎ２ ｎ２θｎｔ ・・−・−（８）そ
こで全ての自動ミラージンバル角度変化とビーム位置検
出器出力の関係をマトリクス表示すると次のようになる
。
この（９）式は２Ｏ元−次方程式でろり、各ビーム検出
器出力Ｘ、、 、 Ｘ、、・・・Ｘｎ２ を得ることに
より、（９）式を０１１．θ７．・・・θｎ、について
解けば１本の光路を全て同時にアラインメントすること
を可能にする駆動量を一意的に求めることができる。
器出力Ｘ、、 、 Ｘ、、・・・Ｘｎ２ を得ることに
より、（９）式を０１１．θ７．・・・θｎ、について
解けば１本の光路を全て同時にアラインメントすること
を可能にする駆動量を一意的に求めることができる。
この演算をマイクロプロセッサ等を含む演算装置１８で
２軸に関して適用すれば、多くの光路から成ジ立つシス
テムのビームアラインメントもビームが視界からはずれ
ることなく、瞬時にして果行することが可能となる。
２軸に関して適用すれば、多くの光路から成ジ立つシス
テムのビームアラインメントもビームが視界からはずれ
ることなく、瞬時にして果行することが可能となる。
以上説明しｆｃように、本発明によれば、任意の光路に
よって構成されるシステムの複雑な光軸合わせも２Ｏ個
のビーム位置検出装置、２Ｏ個のモータドライブミラー
ジンパルおよび演算装置に工っでビームが視界からはず
れてしまう恐れもなく、瞬時のうちに実行できるという
効果がある。
よって構成されるシステムの複雑な光軸合わせも２Ｏ個
のビーム位置検出装置、２Ｏ個のモータドライブミラー
ジンパルおよび演算装置に工っでビームが視界からはず
れてしまう恐れもなく、瞬時のうちに実行できるという
効果がある。
第１図は本発明の一実施例の構成を示す斜視′図、第２
図は従来のレーザビームの目視によるアラインメン）１
−示す斜視図、第３図は従来のレーザ自動アラインメ／
ト装置の構成を１光路について示した斜視図である。図
において １・・・・・・レーザ光源、２・・・・・・レーザビー
ム、３，５゜７・・・・・・第１ミ２−ジンバル、４，
６．８・・・・・・第２ミラージンバル、９，１１．１
３・・・・・・入力端ビーム位置検出装置、１０，１２
．１４・・・・・・出力端ビーム位置検出装置、１５，
１６．１７・・・・・・光路、１８・・・・・・演算装
置、１９・・・・・・ビーム分配用ビームスプリッタ、
２０・・・・・・光路入力端、２１・・・・・・光路出
力端、 である〇
図は従来のレーザビームの目視によるアラインメン）１
−示す斜視図、第３図は従来のレーザ自動アラインメ／
ト装置の構成を１光路について示した斜視図である。図
において １・・・・・・レーザ光源、２・・・・・・レーザビー
ム、３，５゜７・・・・・・第１ミ２−ジンバル、４，
６．８・・・・・・第２ミラージンバル、９，１１．１
３・・・・・・入力端ビーム位置検出装置、１０，１２
．１４・・・・・・出力端ビーム位置検出装置、１５，
１６．１７・・・・・・光路、１８・・・・・・演算装
置、１９・・・・・・ビーム分配用ビームスプリッタ、
２０・・・・・・光路入力端、２１・・・・・・光路出
力端、 である〇
Claims (1)
- ｎ本の線分で構成される所定の光路にレーザ光源から導
かれたレーザビームを順次通過させて光軸合わせを行う
レーザ自動アラインメント装置において、前記レーザビ
ームを順に前記各光路に投入する２ｎ個のモータドライ
ブミラージンパルと、前記各光路上のビーム位置を入力
端および出力端でそれぞれ計測する２ｎ個のビーム位置
検出装置と、これらビーム位置検出装置の各出力から前
記各ミラージンバルをそれぞれ駆動するフィードバック
出力を所定演算式によりそれぞれ決定する演算装置とを
備え、前記演算装置からの前記各ミラージンバルへの駆
動命令を同時に与えることを特徴とするレーザ自動アラ
インメント装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3787485A JPS61198158A (ja) | 1985-02-27 | 1985-02-27 | レ−ザ自動アラインメント装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3787485A JPS61198158A (ja) | 1985-02-27 | 1985-02-27 | レ−ザ自動アラインメント装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61198158A true JPS61198158A (ja) | 1986-09-02 |
Family
ID=12509677
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3787485A Pending JPS61198158A (ja) | 1985-02-27 | 1985-02-27 | レ−ザ自動アラインメント装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61198158A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103529661A (zh) * | 2013-10-30 | 2014-01-22 | 苏州光舵微纳科技有限公司 | 纳米压印对准装置 |
| US9980789B2 (en) | 2014-12-05 | 2018-05-29 | Convergent Dental, Inc. | System and methods for alignment of a laser beam |
-
1985
- 1985-02-27 JP JP3787485A patent/JPS61198158A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103529661A (zh) * | 2013-10-30 | 2014-01-22 | 苏州光舵微纳科技有限公司 | 纳米压印对准装置 |
| US9980789B2 (en) | 2014-12-05 | 2018-05-29 | Convergent Dental, Inc. | System and methods for alignment of a laser beam |
| US10470843B2 (en) | 2014-12-05 | 2019-11-12 | Convergent Dental, Inc. | Systems and methods for alignment of a laser beam |
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