JPS61241720A - ビ−ムポジシヨナ - Google Patents
ビ−ムポジシヨナInfo
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- JPS61241720A JPS61241720A JP60082650A JP8265085A JPS61241720A JP S61241720 A JPS61241720 A JP S61241720A JP 60082650 A JP60082650 A JP 60082650A JP 8265085 A JP8265085 A JP 8265085A JP S61241720 A JPS61241720 A JP S61241720A
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- JP
- Japan
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- scan
- distortion
- axis
- signals
- beam positioner
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- 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.)
- Granted
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
- B23K26/082—Scanning systems, i.e. devices involving movement of the laser beam relative to the laser head
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/0025—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical correction, e.g. distorsion, aberration
- G02B27/0031—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical correction, e.g. distorsion, aberration for scanning purposes
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
- Laser Beam Processing (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〕
本発明はレーデビームを使用して抵抗膜などのトリミン
グを行なうレーデトリマ装置等に関するもので、特に該
装置において光ビームの移動を行なうビームポジショナ
に関するものである。
グを行なうレーデトリマ装置等に関するもので、特に該
装置において光ビームの移動を行なうビームポジショナ
に関するものである。
一般にレーデトリマ装置等において、レーデ加工を行な
うためにはビーム位置を移動するか被加工物を移動する
ことが必要であるが２通常処理能力の観点からビーム移
動方式、さらに多くの場合。
うためにはビーム位置を移動するか被加工物を移動する
ことが必要であるが２通常処理能力の観点からビーム移
動方式、さらに多くの場合。
高速動作が可能なガルバノメータ型のオプティカルスキ
ャナを用いたビームポジショナが採用されている。
ャナを用いたビームポジショナが採用されている。
第４図は従来のこのようなタイプのビームポジショナの
概略構成を示す図であって、おのおのミラーを持つ２組
のガルバノメータ型オプティカルスキャナ１と２をその
走査方向が直交するように配置し、Ｘ軸位置制御信号１
０１ 、Ｙ軸位置制御信号１０２を用いて光ビーム３を
２個のオゾティカルスキャナ１，２のミラーで偏向しｐ
ｆ＠θ型の対物レンズ４を通したのち、偏向角に比例し
た加工面上の所要の位置に集光させる。この所要の位置
への光ビームの偏向は２つの位置制御信号１０１．１０
２によりそれぞれオプティカルスキャナのミラーを微小
回転させることによシ行なうかりその慣性が小さいこと
から例えば１０メ一トル／秒の高速移動も可能であると
いう特長があシ。
概略構成を示す図であって、おのおのミラーを持つ２組
のガルバノメータ型オプティカルスキャナ１と２をその
走査方向が直交するように配置し、Ｘ軸位置制御信号１
０１ 、Ｙ軸位置制御信号１０２を用いて光ビーム３を
２個のオゾティカルスキャナ１，２のミラーで偏向しｐ
ｆ＠θ型の対物レンズ４を通したのち、偏向角に比例し
た加工面上の所要の位置に集光させる。この所要の位置
への光ビームの偏向は２つの位置制御信号１０１．１０
２によりそれぞれオプティカルスキャナのミラーを微小
回転させることによシ行なうかりその慣性が小さいこと
から例えば１０メ一トル／秒の高速移動も可能であると
いう特長があシ。
レーザトリマ装置を中心に多用されている０〔発明が解
決しようとする問題点〕 しかし上記のビームポジショナでは、光ビームは２個の
オプティカルスキャナで順次偏向され。
決しようとする問題点〕 しかし上記のビームポジショナでは、光ビームは２個の
オプティカルスキャナで順次偏向され。
かつｆ・θ型の対物レンズを使用していることから、こ
のビームポジショナを使用して正方形の軌跡を画くと実
際には歪を生じる欠点がある。
のビームポジショナを使用して正方形の軌跡を画くと実
際には歪を生じる欠点がある。
第５図はこのような歪の一例を示す図である。
この歪は一般にスキャン歪と呼ばれ、Ｘ軸上およびＹ軸
上では発生せずそれ以外の位置で生じる。
上では発生せずそれ以外の位置で生じる。
上記のようなスキャン歪があると微細パターンのトリミ
ングができなくなるので、従来特定の用途では９位置デ
ータを入力する際にあらかじめ歪量相当分だけ値を変え
ておく方法が採られている。
ングができなくなるので、従来特定の用途では９位置デ
ータを入力する際にあらかじめ歪量相当分だけ値を変え
ておく方法が採られている。
しかし任意の走査を行なうためには、コンピュータによ
シ自動的に補正演算を行なうようにしても。
シ自動的に補正演算を行なうようにしても。
ごく低速度の走査を除き一般的には補正しながら走査を
行なうことは難かしく、高速度で走査する場合にも有効
なスキャン歪の補正手段は知られていなかった。
行なうことは難かしく、高速度で走査する場合にも有効
なスキャン歪の補正手段は知られていなかった。
したがって本発明の目的は、高速度で任意の走査を行な
う場合でもｔ常に自動的にスキャン歪を補正し、所望の
軌跡でビームを走査できるビームポジショナを提供する
ことにある。
う場合でもｔ常に自動的にスキャン歪を補正し、所望の
軌跡でビームを走査できるビームポジショナを提供する
ことにある。
本発明は上記の目的を達成するために、３つの乗算器を
用いたスキャン歪補正回路を設けてＸ軸。
用いたスキャン歪補正回路を設けてＸ軸。
Ｙ軸位置制御信号を補正するようにしたものである。
すなわち本発明によれば、おのおの位置制御信号を用い
て動作する。光ビームの偏向方向が互いに直交する２つ
のオプティカルスキャナと、これら２つのオプティカル
スキャナで偏向された光ビームを集束する対物レンズと
を備えたビームポジショナにおいて、前記オプティカル
スキャナの前記２つの位置制御信号を受ける側に、少な
くとも３個の乗算器を有しｔ該２つの信号から、前記光
ビームの偏向と集束によって生じる歪を補償するための
該２信号の三次値に比例した信号から成る補正項を求め
、且つ求めた補正項を該２信号に加減する機能を持つ歪
補償手段を付加して成ることを特徴とするビームポジシ
ョナが得られる。
て動作する。光ビームの偏向方向が互いに直交する２つ
のオプティカルスキャナと、これら２つのオプティカル
スキャナで偏向された光ビームを集束する対物レンズと
を備えたビームポジショナにおいて、前記オプティカル
スキャナの前記２つの位置制御信号を受ける側に、少な
くとも３個の乗算器を有しｔ該２つの信号から、前記光
ビームの偏向と集束によって生じる歪を補償するための
該２信号の三次値に比例した信号から成る補正項を求め
、且つ求めた補正項を該２信号に加減する機能を持つ歪
補償手段を付加して成ることを特徴とするビームポジシ
ョナが得られる。
このビームポジショナでは光学的に生じるスキャン歪を
電気回路的に補正することが可能となるので、実現容易
であシ且つ応答速度も早いので。
電気回路的に補正することが可能となるので、実現容易
であシ且つ応答速度も早いので。
高速移動を行なう場合でも適正にスキャン歪の補正を行
なうことが可能である。
なうことが可能である。
次に図面を参照して２本発明について詳細に説明する。
本発明の第１の実施例は第１図に示した従来のビームポ
ジショナの構成において、Ｘ軸Ｙ軸位置制御信号１０１
ｔ１０２ｔ−オプティカルスキャナ１．２に入力する部
分にスキャン歪補正回路を追加したものである◎従って
全体の構成は第１図から容易に分るので全体図は省略す
る。
ジショナの構成において、Ｘ軸Ｙ軸位置制御信号１０１
ｔ１０２ｔ−オプティカルスキャナ１．２に入力する部
分にスキャン歪補正回路を追加したものである◎従って
全体の構成は第１図から容易に分るので全体図は省略す
る。
第１図はそのスキャン歪補正回路の回路構成を示す図で
ある０このスキャン歪補正回路は３個のアナログ乗算器
１１〜１３を用いて構成されている。この回路に゛おい
て、Ｘ軸位置制御信号１０１とＹ軸位置制御信号１０２
の電圧をそれぞれｖｌとｖ２で表わし、アナログ乗算器
１１〜１３の乗算係数（定数）をに１〜に３とすると、
これらアナログ乗算器１１〜１３の出力電圧Ｐ１〜Ｐ３
はＰＨ： ｋＩ ＶＩ Ｖ２ Ｐ２ ：に１ ｋｇ ＶＩ Ｖ２ Ｐ３ ： ｋｌ ｋｓ Ｖｔ Ｖｚ’であられされる
。従って差回路１４及び和回路１５の出力信号１０３と
１０４の電圧ｖ３とｖ４は。
ある０このスキャン歪補正回路は３個のアナログ乗算器
１１〜１３を用いて構成されている。この回路に゛おい
て、Ｘ軸位置制御信号１０１とＹ軸位置制御信号１０２
の電圧をそれぞれｖｌとｖ２で表わし、アナログ乗算器
１１〜１３の乗算係数（定数）をに１〜に３とすると、
これらアナログ乗算器１１〜１３の出力電圧Ｐ１〜Ｐ３
はＰＨ： ｋＩ ＶＩ Ｖ２ Ｐ２ ：に１ ｋｇ ＶＩ Ｖ２ Ｐ３ ： ｋｌ ｋｓ Ｖｔ Ｖｚ’であられされる
。従って差回路１４及び和回路１５の出力信号１０３と
１０４の電圧ｖ３とｖ４は。
可変抵抗器１６と１７により設定される減衰量によって
きまる定数をａとｂとすると。
きまる定数をａとｂとすると。
以下余日
Ｖ３ ＝Ｖ１ − ａＪ ｋ３ ＶＩ Ｖ２−
＝ （１）Ｖ４ ＝Ｖ、＋ｂｋｌｋ２Ｖ、Ｖ、
−（２）のように表わされる。従ってａｋｌに
３およびｂｋｌｋ２は定数である〇 二方先に第５図に例示したようなスキャン歪は幾何光学
的な理論検討から求めることができ、導出過程は省略す
るが、制御したいビーム位置の座標を（ｘ、ｙ）とする
と、歪補正を行なわない場合のビーム位置の座標（ｘｌ
、 ｙ／ ）は、対物レンズの焦点距離をｆで表わす
と、下記のように表わされる。
＝ （１）Ｖ４ ＝Ｖ、＋ｂｋｌｋ２Ｖ、Ｖ、
−（２）のように表わされる。従ってａｋｌに
３およびｂｋｌｋ２は定数である〇 二方先に第５図に例示したようなスキャン歪は幾何光学
的な理論検討から求めることができ、導出過程は省略す
るが、制御したいビーム位置の座標を（ｘ、ｙ）とする
と、歪補正を行なわない場合のビーム位置の座標（ｘｌ
、 ｙ／ ）は、対物レンズの焦点距離をｆで表わす
と、下記のように表わされる。
なお上式はＸ軸スキャナを出たビームがｙ軸スキャナに
入射するように配置した場合の式であシ。
入射するように配置した場合の式であシ。
もし逆の順序の場合には上記（３） ｐ （４）式のＸ
とｙおよびＸ′とｙ′を入れ替えればよい。
とｙおよびＸ′とｙ′を入れ替えればよい。
前記（３） （４）式は、Ｘおよびｙの値が対物レンズ
の焦点距離ｆに比べて充分に小さいことを考慮して近似
式をもとめると。
の焦点距離ｆに比べて充分に小さいことを考慮して近似
式をもとめると。
のように表わされる。第１図に示したスキャン歪補正回
路を用いてＸ軸およびＹ軸の位置制御信号１０１．１０
２を（１） （２）式で示されるように演算操作したの
ちビームスキャナに供給すると＃ （５） ｊ （６）
式は実用上無視可能な５次項以下を省略して。
路を用いてＸ軸およびＹ軸の位置制御信号１０１．１０
２を（１） （２）式で示されるように演算操作したの
ちビームスキャナに供給すると＃ （５） ｊ （６）
式は実用上無視可能な５次項以下を省略して。
＾！で＾冑
のように表わせる。但しｇは制御電圧とそれに対応する
ビーム集光位置の関係を示す感度である＠（７） （８
）式から明らかな様に、可変抵抗器１６および１７を調
整しく７）式および（８）式の第２項の係数が零になる
ように設定しておくと、光学的なスキャン歪を電気回路
で補正することができて、実用上スキャン歪のないビー
ムポジショナが得られる。
ビーム集光位置の関係を示す感度である＠（７） （８
）式から明らかな様に、可変抵抗器１６および１７を調
整しく７）式および（８）式の第２項の係数が零になる
ように設定しておくと、光学的なスキャン歪を電気回路
で補正することができて、実用上スキャン歪のないビー
ムポジショナが得られる。
アナログ乗算器にはＰ−Ｎ接合の対数特性を利用したア
ナログ演算器などが使用でき、また差回路および和回路
はいわゆるオペアンプを使用できるので愛市販されてい
る部品のみで容易にスキャン歪補正回路を構成できる。
ナログ演算器などが使用でき、また差回路および和回路
はいわゆるオペアンプを使用できるので愛市販されてい
る部品のみで容易にスキャン歪補正回路を構成できる。
第２図は第２の実施例で用いるスキャン歪補正回路の回
路図でアシ、それ以外は第１の実施例と同じである。第
４図に示したスキャン歪補正回路はアナログ乗算器２１
と２２で先にｖｌの自乗ないしはｖ２の自乗を求めたの
ち乗算器２３．２４を用いてｖ２ないしは■１を乗算す
るものであるが、この構成によっても第１の実施例と同
様にスキャン歪を補正することができる。
路図でアシ、それ以外は第１の実施例と同じである。第
４図に示したスキャン歪補正回路はアナログ乗算器２１
と２２で先にｖｌの自乗ないしはｖ２の自乗を求めたの
ち乗算器２３．２４を用いてｖ２ないしは■１を乗算す
るものであるが、この構成によっても第１の実施例と同
様にスキャン歪を補正することができる。
第３図は第３の実施例で用いたスキャン歪補正回路の回
路図であシ差回路３１及び和回路３２を入力側にもって
きたものであるが、この構成でも第１および第２の実施
例と同様にスキャン歪を補正できる。
路図であシ差回路３１及び和回路３２を入力側にもって
きたものであるが、この構成でも第１および第２の実施
例と同様にスキャン歪を補正できる。
以上詳述した様に２本発明によればガルバノメータ型の
オプティカルスキャナを使用したビームポジショナの本
質的な欠点であったスキャン歪をアナログ乗算器を用い
た電気的手段で補正することができ、所要の位置に正確
にレーデビームを移動することが可能なビームポジショ
ナを提供できる。またこの歪補正回路は高速応答が可能
であるので、高速移動とｌうオプティカルスキャナの特
長をそこなうこともなく、この種のビームポジシ１すの
適用領域を拡大できる。←←ヒーーー
オプティカルスキャナを使用したビームポジショナの本
質的な欠点であったスキャン歪をアナログ乗算器を用い
た電気的手段で補正することができ、所要の位置に正確
にレーデビームを移動することが可能なビームポジショ
ナを提供できる。またこの歪補正回路は高速応答が可能
であるので、高速移動とｌうオプティカルスキャナの特
長をそこなうこともなく、この種のビームポジシ１すの
適用領域を拡大できる。←←ヒーーー
第１図〜第３図は本発明の第１〜第３の実施例で用いる
スキャン歪補正回路の構成を示す図を第４図は従来のビ
ームポジショナの概略を示す構成図、第５図は四角形を
画いたとき従来のビームポジショナで生じるスキャン歪
を示す軌跡図である。 記号の説明：１と２はオグティカルスキャナ。 ３は光ビーム、４は対物レンズ、１１〜１３はアナログ
乗算器、１４は差回路、１５は和回路。 １６ ｔ １７は可変抵抗器、２１〜２４は乗算器。 １０１はＸ軸位置制御信号、１０２はＹ軸位置制御信号
、１０３は補正されたＸ軸位置制御信号。 １０４は補正されたＹ軸位置制御信号をそれぞれあられ
している。 第３図
スキャン歪補正回路の構成を示す図を第４図は従来のビ
ームポジショナの概略を示す構成図、第５図は四角形を
画いたとき従来のビームポジショナで生じるスキャン歪
を示す軌跡図である。 記号の説明：１と２はオグティカルスキャナ。 ３は光ビーム、４は対物レンズ、１１〜１３はアナログ
乗算器、１４は差回路、１５は和回路。 １６ ｔ １７は可変抵抗器、２１〜２４は乗算器。 １０１はＸ軸位置制御信号、１０２はＹ軸位置制御信号
、１０３は補正されたＸ軸位置制御信号。 １０４は補正されたＹ軸位置制御信号をそれぞれあられ
している。 第３図
Claims (1)
- １、おのおの位置制御信号を用いて動作する、光ビーム
の偏向方向が互いに直交する２つのオプティカルスキャ
ナと、これら２つのオプティカルスキャナで偏向された
光ビームを集光する対物レンズとを備えたビームポジシ
ョナにおいて、前記オプティカルスキャナの前記２つの
位置制御信号を受ける側に、少なくとも３個の乗算器を
有し、該２つの信号から、前記光ビームの偏向と集光に
よって生じる歪を補償するための該２信号の三次値に比
例した信号から成る補正項を求め、且つ求めた補正項を
該２信号に加減する機能を持つ歪補償手段を付加して成
ることを特徴とするビームポジショナ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60082650A JPH0621902B2 (ja) | 1985-04-19 | 1985-04-19 | ビームポジショナ |
| US06/854,042 US4714830A (en) | 1985-04-19 | 1986-04-21 | Light beam positioner with scan distortion compensation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60082650A JPH0621902B2 (ja) | 1985-04-19 | 1985-04-19 | ビームポジショナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61241720A true JPS61241720A (ja) | 1986-10-28 |
| JPH0621902B2 JPH0621902B2 (ja) | 1994-03-23 |
Family
ID=13780303
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60082650A Expired - Lifetime JPH0621902B2 (ja) | 1985-04-19 | 1985-04-19 | ビームポジショナ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4714830A (ja) |
| JP (1) | JPH0621902B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPH03110512A (ja) * | 1989-09-26 | 1991-05-10 | Canon Inc | 光ビーム走査装置 |
| US5543610A (en) * | 1989-10-30 | 1996-08-06 | Symbol Technologies, Inc. | Compact bar code scanning arrangement |
| US4974810A (en) * | 1989-12-18 | 1990-12-04 | Eastman Kodak Company | Flare light compensation |
| JP2780409B2 (ja) * | 1990-01-20 | 1998-07-30 | キヤノン株式会社 | 角度検出装置 |
| US5150249A (en) * | 1990-07-06 | 1992-09-22 | General Scanning, Inc. | Two-mirror scanner with pincushion error correction |
| KR950007875B1 (ko) * | 1991-01-30 | 1995-07-20 | 삼성전자주식회사 | 레이저를 이용한 표시장치 |
| DE4103298A1 (de) * | 1991-02-04 | 1992-08-13 | Heidelberg Engineering Optisch | Vorrichtung zur abbildung eines objektes |
| JPH04283792A (ja) * | 1991-03-13 | 1992-10-08 | Pioneer Electron Corp | ２次元情報表示装置 |
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Also Published As
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