JPS62248588A

JPS62248588A - レ−ザ加工機

Info

Publication number: JPS62248588A
Application number: JP61091902A
Authority: JP
Inventors: Hisatsugu Sawai; 沢井　寿承
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1986-04-21
Filing date: 1986-04-21
Publication date: 1987-10-29

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】〈産業上の利用分野〉本発明はレーザ加工機に関する。

〈従来の技術〉従来のレーザ加工機においては、第５図にその光学系の
要部構成図を示すように、グイクロイックミラー５２等
を用いることにより、被加工物の観察用光学系の対物レ
ンズとして、レーザビームの集光用レンズ５１を共用し
ていた。

〈発明が解決しようとする問題点〉以上のような従来のレーザ加工機によれば、被加工面Ｓ
へのレーザ光集光スポットの形状を、観察用光学系に対
して独立的に変化させることが困難である。また、例え
ばシリンドリカルレンズのように、観察用光学系に用い
るに不適当なレンズは、集光用レンズとして用いること
はできない。

また、一般に、大出力レーザ用集光レンズは、視覚用対
物レンズとして用いるには収差の対応が不十分である。

換言すれば、収差補正を施した視覚結像光学系レンズは
、大出力レーザ用として用いるには、エネルギロス、耐
熱性等の点において問題があり、実質的に使用不可能で
ある。

本発明は上記に鑑みてなされたもので、レーザ光集光用
レンズ等として、その機能を達成するに最適な任意のレ
ンズ等を用いることができ、かつ、被加工面Ｓ上への照
射スポットの形状を変化させても観察用光学系に何ら影
響を及ぼすことがなく、しかも、被加工物の観察時にお
ける解像度を可及的に向上させることのできる、レーザ
加工機の提供を目的としている。

く問題点を解決するための手段〉上記の目的を達成するための構成を、実施例図面に対応
する第１図を参照しつつ説明すると、本発明は、レーザ
からの出力ビームを集光用光学系（例えば集光用レンズ
１）に導いて被加工物表面Ｓに集光させ、被加工物の加
工を行う装置において、集光用光学系の光軸Ａと異なる
軸Ａ′上に、対物レンズ２１を含む被加工物観察用光学
系２を設けたことにより特徴づけられる。

く作用〉レーザ光の集光用光学系と被加工物観察用光学系とが、
互いに独立して設けられることになり、両光学系を、そ
れぞれの機能を達成すべく最適な設計が可能となり、ま
た、互いの干渉を受けることがない。

〈実施例〉本発明の実施例を、以下、図面に基づいて説明する。

第１図は本発明実施例の要部構成図である。

レーザから出力されたビームは、集光用レンズ１により
集光される。この集光用レンズ１を経たレーザビームは
、使用するレーザビーム波長を含む波長範囲の光のみ反
射し、残りの可視光を透過するグイクロイックミラー３
に入射され、ここで下方に反射されて、Ｘ−Ｙステージ
４上の被加工物Ｗの表面Ｓ（以下、被加工面Ｓと称する
）上に照射される。

この被加工面Ｓに照射されるレーザビームの光軸Ａは、
被加工面Ｓに直交する軸Ａ′とは所定の角度だけ傾斜し
ている。そして、この被加工面Ｓに直交する軸Ａ′を光
軸として、被加工物観察用光学系２が配設されている。

この観察用光学系２は、対物レンズ２１と接眼レンズ２
２のほかに、ハーフミラ−２３，照明用光源２４等から
なる垂直落射照明系を備えている。

以上の構成により、接眼用レンズ２２を通して操作者は
、あるいは接眼用レンズ２２の後方に配置される視覚認
識機能付コントローラは、被加工面Ｓのレーザ光照射部
を観察しつつ、Ｘ−Ｙステージ４を移動させて、被加工
面Ｓ上への加工を行うことができる。

以上の本発明実施例によると、レーザビームは観察用光
学系２の光軸Ａ′と非同軸の光軸Ａ上で独立的に集光さ
れること゛になり、被加工物に応じて集光用レンズ１を
その先軸Ａ方向に移動させ、あるいは集光用レンズ１を
適宜に交換しても、観察用光学系２に全く影響を及ぼす
ことがない、つまり、集光用レンズ１はレーザ光集光機
箋のみを考慮して最適な設計のものを、また、観察用光
学系２の対物レンズ２１は解像度のみを考慮して最適な
設計のものを、それぞれ使用することができる。

また、観察用光学系２に垂直落射照明を採用し、その光
軸Ａ′と非同軸の光軸Ａによりレーザ光を集光している
結果、観察用光学系２にレーザ光がもれることがなく、
また、集光用光学系の光軸Ａが被加工面Ｓに対して直交
していないので、被加工面Ｓによって反射されたレーザ
光がレーザ発振器に戻ることがない。

なお、本発明の観察用およびレーザ光集光用の光学系は
、上述の実施例に限定されることはなく、例えば第２図
、第３図および第４図にその要部構成図を示すよに構成
することができる。第２図に示す例は、レーザ光のみを
透過するミラー（もしくはプリズム）３１を集光用レン
ズ１と被加工面Ｓとの間に介在させ、このミラー３１に
より被加工面Ｓからの可視光を観察用光学系の対物レン
ズ２１に導いた例である。また、第３図に示す例では、
レーザ光および観察用光学系光をともにミラー（もしく
はプリズム）３２．３３により折り曲げた例を示してい
る。更に、第４図に示す例では、レーザ光の集光用レン
ズ１および観察用光学系の対物レンズ２１と、被加工面
Ｓとの間にいずれも反射素子を設けない例を示している
。

更にまた、以上の各実施例において、集光用レンズ１お
よび観察用光学系の対物レンズ２１は、それぞれ曲面ミ
ラーによって置換し得ることは云うまでもない。

〈発明の効果〉以上説明したように、本発明によれば、レーザ光を被加
工面に集光させるための集光用光学系と、被加工面を観
察するための観察用光学系とを、それぞれ異なる光軸上
に互いに独立的に設けたので、これら両光学系を、それ
ぞれの機能に応じた最適な設計のもとに構成することが
でき、従来のような限定を受けることなく、任意の集光
スポット形状を得ることができると同時に、解像度の高
い観察が可能となった。また、レーザ光が観察用光学系
にもれないような配設を行うことにより、レーザ光によ
る操作者への悪影響を皆無とすることができる。更に、
集光用光学系の光軸を被加工面Ｓに直交する軸からずら
すことにより、被加工面Ｓで反射レーザ光がレーザ発振
器に戻ることがなくなり、従来、反射体の高い被加工面
を有するワークの加工時にはこれを防止するために１／
４波長板や偏光ビームスプリッタ等の高価な部材を要し
ていたが、これを用いる必要がなくなった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の要部構成図、第２図。第３図および第４図はそれぞれ本発明の他の実施例の光
学系の要部を示す構成図、第５図は従来のレーザ加工機
の要部構成図である。ｌ・・・集光用レンズ２・・・観察用光学系３・・・グイクロイックミラー２１・・・対物レンズ２２・・・接眼用レンズ２３・・・ハーフミラ− ２４・・・照明用光源特許出願人　　シャープ株式会社代理人　弁理士　　西　１）　新ｔ−ザを第３図第４図

Claims

【特許請求の範囲】

レーザからの出力ビームを集光用光学系に導いて被加工
物表面に集光させ、被加工物の加工を行う装置において
、上記集光用光学系の光軸と異なる軸上に、対物レンズ
を含む被加工物観察用光学系を設けたことを特徴とする
、レーザ加工機。