KR101402064B1 - 미러 각도-위치 결정 장치 및 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 미러의 각도 위치 결정을 위한 장치를 제공하며, 본 장치는, 미러를 회전시키도록 구성된 모터, 미러의 회전 각도를 검출하도록 구성된 검출부, 및 미러의 회전 각도가 목표 각도에 도달하도록 전류를 모터에 공급하고, 모터에 공급되는 전류의 값과 미러의 면 탱글 에러 각도 사이의 관계를 나타내는 모델에 기초하여 전류가 모터에 공급되는 경우에 미러의 면 탱글 에러 각도를 추정하고, 추정된 각도가 허용치를 초과하는 경우에, 미러의 면 탱글 에러 각도가 허용치 내로 떨어지도록 전류를 모터에 공급하는 것을 조정하는 프로세스를 수행하는 컨트롤러를 포함한다.

Description

미러 각도-위치 결정 장치 및 처리 장치 {MIRROR ANGULAR-POSITIONING APPARATUS AND PROCESSING APPARATUS}
본 발명은 미러 각도-위치 결정 장치 및 처리 장치에 관한 것이다.
갈바노(galvano) 장치는 레이저 드릴링 머신, 레이저 트리머 및 레이저 리페어러(repairer)와 같은 레이저 처리 장치(머신 툴)에 사용된다. 갈바노 장치는 미러의 회전 각도를 제어하면서 모터의 회전 샤프트에 부착된 미러에 의해 레이저 광을 반사함으로써 목표 위치에 레이저 광을 조사한다. 레이저 광 조사 위치와 목표 위치를 정밀하게 정렬하기 위해서, 미러의 회전 각도를 정밀하게 제어할 필요가 있다. 따라서, 갈바노 장치는 미러의 회전 각도를 검출하기 위한 검출기(예를 들어, 정전 용량 센서, 또는 광학식 또는 자기식 인코더)를 포함한다. 또한, 레이저 처리 장치는 고속의 동작 속도도 가질 필요가 있으므로, 갈바노 장치의 미러는 고속으로 회전되어야만 한다.
또한, 갈바노 장치에서, 모터 회전 샤프트와 미러 사이에 동적 균형이 달성되지 않는 경우나, 모터의 자석 및 코일에 의해서 생성되는 힘이 회전 방향 이외의 방향의 성분을 포함하는 경우에, 미러가 모터 회전 샤프트를 향하여 넘어지는 방향으로 미러가 진동하는 진동 모드가 여기된다. 이러한 미러의 넘어지는 방향의 진동을 억제하기 위해서, 일본 특허 공개 제61-116632호에서 모터 회전 샤프트에 대해 동적 균형을 조정하는 기술을 제안하였다.
그러나, 종래 기술에서는, 레이저 조사 위치(즉, 미러 회전 각도)를 신속하고 정밀하게 위치 결정할 때에, 미러의 넘어지는 방향의 진동을 충분히 제거할 수 없다. 또한, 종래의 갈바노 장치에서 미러 회전 각도를 검출하기 위한 검출기는 미러의 넘어지는 방향의 진동을 검출한 수 없다. 따라서, 이러한 진동이 존재한 채로 물품이 처리될 수 있어, 처리 에러가 물품에 발생할 수 있다. 특히, 레이저를 복수의 조사 위치의 연속적으로 위치 결정하는 경우에, 미러의 넘어지는 방향의 진동이 충분히 감쇠하기 전에 다른 위치 결정 동작에 후속하는 위치 결정 동작이 수행될 수 있다. 따라서, 진동의 파동이 서로 중첩되어 큰 진동을 발생시킬 수도 있다.
본 발명은, 예를 들어 미러면 탱글 에러(mirror face tangle error)의 역효과를 감소시키는 점에서 유리한 기술을 제공한다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 미러의 각도 위치 결정을 위한 장치로서, 미러, 상기 미러를 회전시키도록 구성된 모터, 상기 미러의 회전 각도를 검출하도록 구성된 검출부, 및 상기 미러의 회전 각도가 목표 각도에 도달하도록 전류를 상기 모터에 공급하고, 상기 모터에 공급되는 전류의 값과 상기 미러의 기울기의 각도 사이의 관계를 나타내는 모델에 기초하여 전류가 상기 모터에 공급되는 경우에 상기 미러의 기울기의 각도를 추정하고, 추정된 기울기의 각도가 허용치를 초과하는 경우에, 상기 미러의 기울기의 각도가 상기 허용치 내로 들어오도록 전류를 상기 모터에 공급하는 것을 조정하는 컨트롤러(도 1의 컨트롤러(14)에 대응)를 포함하는, 미러 각도 위치 결정 장치가 제공된다.
본 발명의 추가적인 양태들은 첨부 도면을 참조하여 실시예의 후술하는 설명으로부터 명확해질 것이다.
도 1은 제1 실시예에 따른 갈바노 장치의 구성을 나타내는 예시도.
도 2a 및 2b는 도 1에 나타낸 갈바노 장치에 있어서 미러의 축 넘어짐 방향으로의 진동을 설명하기 위한 도면.
도 3은 식 (1)에 나타낸 모델을 이용하여 미러의 면 탱글 에러 각도가 추정되었을 경우에 획득되는 결과를 나타내는 도면.
도 4는 도 1에 나타낸 갈바노 장치를 이용한 레이저 처리 장치의 구성을 나타내는 개략도.
도 5는 도 1에 나타낸 갈바노 장치에 적용되는, 제2 실시예에 따른 미러 위치 결정 제어 시스템의 구성 일례를 나타내는 개략 블럭도.
도 6a 및 6b는 제2 실시예에 따른 갈바노 장치에서의 미러 위치 결정을 설명하기 위한 도면.
도 7a 및 7b는 제2 실시예에 따른 갈바노 장치에서의 미러 위치 결정을 설명하기 위한 도면.
도 8a 및 8b는 제3 실시예에 따른 갈바노 장치에서의 미러 위치 결정을 설명하기 위한 도면.
도 9는 제3 실시예에 따른 갈바노 장치에서의 미러 위치 결정을 설명하기 위한 도면.
도 10은 제4 실시예에 따른 레이저 처리 장치의 구성을 나타내는 개략도.
도 11은 도 10에 나타낸 레이저 처리 장치에서의 미러 위치 결정 제어 시스템의 구성의 일례를 나타내는 개략 블럭도.
도 12a 및 12b는 제4 실시예에 따른 갈바노 장치에서의 미러 위치 결정을 설명하기 위한 도면.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부한 도면을 참조하여 설명할 것이다. 도면 전체에서 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타내며, 그 반복적인 설명은 하지 않을 것이다.
<제1 실시예>
도 1은, 본 발명의 제1 실시예에 따른 갈바노 장치(1)의 구성을 나타내는 개략도이다. 갈바노 장치(1)는 레이저 드릴링 머신, 레이저 트리머 또는 레이저 리페어러와 같은 레이저 처리 장치에 적용되는 장치이며, 레이저 광을 반사하여 조사 목표(처리 목표로서의 물품)의 목표 위치에 조사한다. 갈바노 장치(1)는 미러(11), 모터(12), 검출부(13) 및 컨트롤러(14)를 포함한다.
미러(11)는 모터(12)의 회전 샤프트(12a)에 부착되어 레이저 광을 조사 목표 또는 다른 미러를 향해 반사한다. 모터(12)는 미러(11)를 회전시키기 위한 회전 모터이다. 본 실시예에서, 검출부(13)는 모터(12)의 회전 샤프트(12a)에 부착된 회전 인코더이며, 미러(11)의 회전 각도(즉, 회전 샤프트(12a)의 회전 각도)를 검출한다. 컨트롤러(14)는 미러(11)의 회전 각도를 제어하는 기능을 갖는다. 예를 들어, 컨트롤러(14)는, 검출부(13)에 의해 검출된 미러(11)의 회전 각도가 목표 각도와 일치하도록, 모터(12)를 제어한다.
이하, 컨트롤러(14)에 대해 상세히 설명한다. 본 실시예에서, 컨트롤러(14)는 연산부(141), 구동부(142) 및 추정부(143)를 포함한다.
연산부(141)는 검출부(13)에 의해 검출된 미러(11)의 회전 각도, 및 미러(11)의 목표로서의 각도, 즉, 미러(11)의 목표 각도를 수신한다. 연산부(141)는 미러(11)의 회전 각도와 목표 각도 사이의 차이를 연산하여, 이러한 차이가 제로(0)로 되도록(즉, 미러(11)의 회전 각도가 목표 각도와 일치하도록), 모터(12)에 공급되는 전류의 값을 결정한다. 연산부(141)에 의해 결정된 전류값은 구동부(142)와 추정부(143)에 입력된다. 연산부(141)에 의해 결정된 전류값에 따라서, 구동부(142)는 모터(12)를 구동하기 위한 전류를 모터(12)에 공급한다. 구동부(142)로부터 공급되는 전류에 따라서, 모터(12)는 미러(11)을 회전 방향 D1으로 회전시켜, 미러(11)를 목표 각도에 위치 결정한다.
이 프로세스에서, 미러(11)는 축 넘어짐 방향 D2로 넘어져서 진동한다. 또한, 미러(11)의 축 넘어짐은 미러(11)가 기준축(회전 샤프트(12a)의 설계 중심축)에 대하여 기울어진다는 것을 의미하며, 이하, 기준축에 대해 미러(11)가 형성하는 각도를 면 탱글 에러 각도라 칭한다. 도 2a는, 미러(11)가 목표 각도로 회전되었을 때의 미러(11)의 회전 각도(검출부(13)에 의해 검출된 미러(11)의 회전 각도)와 목표 각도 사이의 차이와, 미러(11)의 면 탱글 에러 각도(측정값) 사이의 관계를 나타내는 도면이다. 또한, 미러(11)의 면 탱글 에러 각도의 측정은, 측정 시스템의 제한으로 인해 미러(11)의 위치 결정이 개시되고 나서 400μsec 후에 개시된다. 도 2b는, 도 2a에 나타낸 바와 같이, 미러(11)가 목표 각도로 회전되었을 때, 구동부(142)로부터 모터(12)로 공급된 전류의 파형을 나타낸다.
도 2a 및 2b를 참조하면, 모터(12)에 공급되는 전류의 전류의 값 [A]에 대응하는, 미러(11)의 면 탱글 에러 각도 θ[rad]는, 이하의 식 (1)에 나타낸 바와 같이, 단일 자유도 댐핑 시스템(single-degree-of-freedom damping system)의 전달 함수 모델에 의해 근사화될 수 있다.
Figure 112011041585795-pat00001
여기에서, s는 라플라스 연산자이다.
도 3은 미러(11)의 면 탱글 에러 각도가 식 (1)에 나타낸 모델을 이용하여 추정되었을 때의 결과를 나타낸다. 도 3을 참조하면, 종축에 미러(11)의 면 탱글 에러 각도가 그려지고, 횡축에 미러(11)의 위치 결정의 개시로부터 경과된 시간이 그려진다. 도 2a와 도 3의 비교는, 미러(11)의 면 탱글 에러 각도 각도의 측정값이 식 (1)에 나타낸 모델을 이용하여 획득된, 미러(11)의 면 탱글 에러 각도의 추정값과 정확하게 일치함을 나타낸다.
추정부(143)는, 상술한 바와 같이 모터(12)로 공급되는 전류의 값과 미러(11)의 면 탱글 에러 각도 사이의 관계를 나타내는 모델을 참조하여, 구동부(142)에 의해서 모터(12)로 공급된 전류의 전류의 값에 대응하는, 미러(11)의 면 탱글 에러 각도를 추정한다. 추정부(143)에 의해 추정된 미러(11)의 면 탱글 에러 각도는 추정된 면 탱글 에러 각도로서 출력되어, 프로세서 등에 제공된다. 또한, 프로세서는, 미러(11)의 추정된 면 탱글 에러 각도가 허용치를 넘는지를 판정한다. 프로세서가, 미러(11)의 추정된 면 탱글 에러 각도가 허용치를 넘었다고 판정한 경우, 프로세서는 미러(11)를 목표 각도로 회전시킬 때의 미러(11)의 면 탱글 에러 각도를 허용치 내에 들 수 있게 하는 프로세스(구동부(142)에 의한 모터(12)로의 전류의 공급을 조정하는 프로세스)를 행한다.
도 4는, 도 1에 나타낸 갈바노 장치(1)를 이용한 레이저 처리 장치(2)의 구성을 나타내는 개략도이다. 레이저 처리 장치(2)는, 처리 대상인 물체 OB에 조사하는 레이저 광 LL을 방출하기 위한 조사 유닛(220), 레이저 광 LL의 X축 방향으로의 조사 위치를 제어하기 위한 제1 유닛, 레이저 광 LL의 Y축 방향으로의 조사 위치를 제어하기 위한 제2 유닛 및 메인 컨트롤러(230)를 포함한다. 또한, X축 및 Y축은 서로 직교한다.
제1 유닛은, X축 미러(제1 미러)(201), X축 미러(201)를 회전시키기 위한 X축 모터(제1 모터)(202), 및 X축 미러(201)의 회전 각도를 검출하기 위한 X축 검출부(제1 검출부)(203)를 포함한다. 또한, 제1 유닛은, X축 모터(202)를 제어하기 위한 X축 컨트롤러(204)(본원 특허청구범위의 제1 컨트롤러에 대응), X축 미러(201)의 목표 각도를 지정(입력)하여 레이저 광 LL의 X축 방향으로의 조사 위치를 제어하기 위한 X축 모터 위치 지정 유닛(205)을 포함한다.
제2 유닛은, Y축 미러(제2 미러)(206), Y축 미러(206)를 회전시키기 위한 Y축 모터(제2 모터)(207), 및 Y축 미러(206)의 회전 각도를 검출하기 위한 Y축 검출부(제2 검출부)(208)를 포함한다. 또한, 제2 유닛은, Y축 모터(207)를 제어하기 위한 Y축 컨트롤러(209)(본원 특허청구범위의 제2 컨트롤러에 대응), 및 Y축 미러(206)의 목표 각도를 지정(입력)하여 레이저 광 LL의 Y축 방향으로의 조사 위치를 제어하기 위한 Y축 모터 위치 지정 유닛(210)을 포함한다.
X축 컨트롤러(204)는, 도 1을 참조하여 설명한 컨트롤러(14)의 구성과 동등한 구성을 갖는다. X축 컨트롤러(204)는, X축 미러(201)의 면 탱글 에러 각도를 추정하고(제1 추정부), X축 모터(202)를 구동하기 위한 전류를 X축 모터(202)에 공급한다(제1 구동부). 마찬가지로, Y축 컨트롤러(209)는, 도 1을 참조하여 설명한 컨트롤러(14)의 구성과 동등한 구성을 갖는다. Y축 컨트롤러(209)는, Y축 미러(206)의 면 탱글 에러 각도를 추정하고(제2 추정부), Y축 모터(207)를 구동하기 위한 전류를 Y축 모터(207)에 공급한다(제2 구동부). 또한, X축 컨트롤러(204)는, 메인 컨트롤러(230)에 대하여, 추정한 X축 미러(201)의 면 탱글 에러 각도를 나타내는 X축 미러 추정 면 탱글 에러 각도를 제공하고, Y축 컨트롤러(209)는, 메인 컨트롤러(230)에 대하여, 추정한 Y축 미러(206)의 면 탱글 에러 각도를 나타내는 Y축 미러 추정 면 탱글 에러 각도를 제공한다. 또한, X축 모터(202)의 회전 샤프트와 Y축 모터(207)의 회전 샤프트는 서로 직교한다.
물체 OB를 처리할 때(즉, 물체 OB에 레이저 광 LL을 조사할 때), 메인 컨트롤러(230)는, X축 모터 위치 지정 유닛(205) 및 Y축 모터 위치 지정 유닛(210)에 대하여 물체 OB 상의 레이저 광 LL의 조사 위치의 좌표를 지정한다. X축 모터 위치 지정 유닛(205) 및 Y축 모터 위치 지정 유닛(210)의 각각은, 메인 컨트롤러(230)에 의해 지정된 좌표를 X축 미러(201)의 목표 각도 및 Y축 미러(206)의 목표 각도로 변환하여, 이러한 목표 각도를 X축 컨트롤러(204) 및 Y축 컨트롤러(209)에 지정한다.
또한, X축 컨트롤러(204)에 의해 제공되는 X축 미러 추정 면 탱글 에러 각도 및 Y축 컨트롤러(209)에 의해 제공되는 Y축 미러 추정 면 탱글 에러 각도가 허용치를 넘은 경우에, 메인 컨트롤러(230)는 이러한 각도들이 허용치 내로 떨어질 때까지 조사 유닛(220)에 의한 레이저 광 LL의 방출을 정지한다. X축 미러 추정 면 탱글 에러 각도 및 Y축 미러추정 면 탱글 에러 각도가 허용치 내로 떨어진 후에, 메인 컨트롤러(230)는, 물체 OB에 대한 레이저 광 LL의 방출이 개시 또는 재개되도록, 조사 유닛(220), X축 모터 위치 지정 유닛(205) 및 Y축 모터 위치 지정 유닛(210)을 제어한다.
상술한 바와 같이 본 실시예에서는, X축 미러(201) 및 Y축 미러(206)가 목표 각도로 회전될 때 면 탱글 에러 각도(진동)이 발생한 경우에, 이러한 미러의 면 탱글 에러 각도가 허용치 내로 떨어질 때까지 물체 OB에 대한 레이저 광 LL의 방출(물체 OB의 처리)이 정지된다. 따라서, 레이저 처리 장치(2)는, 물체 OB의 처리 에러를 감소시켜, 물체 OB를 정밀하게 처리할 수 있다.
<제2 실시예>
레이저 처리 장치는, 갈바노 장치에 대하여 미러의 위치 결정을 지시하여, 처리 목표인 물체 상의 처리 위치(조사 위치)에 레이저 광을 조사한다. 이 경우, 처리 목표인 물체 상의 처리 위치는 미리 결정되고, 처리 위치에 레이저 광을 조사하기 위한 미러의 목표 각도도 미리 결정된다. 따라서, 갈바노 장치 미러가 다음 목표 각도로 위치 결정되는 타이밍(위치 결정의 개시 시간)이 결정되면, 제1 실시예에서 설명한 바와 같은 모델을 이용하여 그 시간에 있어서의 미러의 면 탱글 에러 각도가 추정될 수 있다. 따라서, 본 실시예에서는, 처리 목표인 물체를 처리할 때(처리 대상인 물체에 레이저 광을 조사할 때) 미러의 면 탱글 에러 각도가 허용치 내로 떨어지도록, 미러의 위치 결정이 개시되기 전에 조정 시간(대기 시간)이 삽입된다.
도 5는, 도 1에 나타낸 갈바노 장치(1)에 적용되는, 본 실시예에 따른 미러(11)의 위치 결정 제어 시스템의 구성의 일례를 나타내는 개략 블럭도이다. 또한, 본 실시예에서는, 모터(12)는, 구동부(142)로부터 공급되는 전류의 값에 대하여, 검출부(13)에 의해 검출되는 미러(11)의 회전 각도가 1.736 × 104/s2의 전달 함수 모델로 근사화되는 모터 모델을 갖는다. 또한, 미러(11) 및 검출부(13)는 회전 방향 D1의 운동에 대하여, 비틀어지지 않는 강체(rigid part)이다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에 따른 미러(11)의 위치 결정 제어 시스템은, 2 자유도 디지털 제어 시스템이다. 또한, 추정부(143)는 식 (1)에 의해 나타낸 모델을 이용하여 미러(11)의 면 탱글 에러 각도를 추정한다. 2 자유도 제어 시스템에서, 피드포워드(feedforward) 제어 전류 가산항(51)은 최종 상태 제어에 기초하여 저크(jerk) 최소화 트랙에 의해 설계된다. 또한, 참조 각도(52)는 피드포워드 제어 전류 가산항(51)을 모터(12)의 모터 모델에 입력하여, 각도 응답을 연산함으로써 구해진 값으로 설정된다. 따라서, 피드백 제어 시스템(53)은, 모터(12)의 모터 모델로부터 얻어지는 회전 각도가 모터(12)의 실제 회전 각도(즉, 검출부(13)에 의해 검출된 미러(11)의 회전 각도)와 일치하는 경우에는 기능하지 않는다. 본 실시예에서는, 모터(12)의 모터 모델로부터 얻어진 회전 각도가 모터(12)의 실제 회전 각도와 일치하는 것으로 한다.
최종 상태 제어는, 예를 들어, "Nanoscale Servo Control"(Tokyo Denki University Press, 174~178페이지)에 상세히 설명되어 있고, 제어 목표에 입력을 제공하여, 시스템의 초기 상태가 유한 시간에 지정된 최종 상태로 설정되는 제어이다. 본 실시예에서, 제어 목표인 모터(12)의 모터 모델이 전달 함수 모델로부터 이산 시간 시스템 모델로 변환되고, 모터(12)로 공급되는 전류가 모터(12)의 가속도의 1차 미분의 총합을 최소화하는 소위 저크 최소화 트랙에 의해 설계된다.
본 실시예에서는, 이하에 나타낸 바와 같이, 7 × 10-3[rad]인 동일 회전량(각 운동량)에 의해 미러(11)가 연속하여 2회 위치 결정되는 경우에 대해 상세히 설명한다.
1회째 위치 결정
초기 상태에서의 각도 위치: x [0] = 0 [rad]
최종 상태에서의 각도 위치: x [N] = 7 × 10-3 [rad]
2회째 위치 결정
초기 상태에서의 각도 위치: x [0] = 7 × 10-3 [rad]
최종 상태에서의 각도 위치: x [N] = 14 × 10-3 [rad]
샘플링 주파수는 150kHz이고, 최종 스텝 카운트는 79였다. 또한, 최종 스텝 카운트는, 미러(11)가 초기 상태로부터 최종 상태로 변경될 때의 샘플링의 횟수이다.
1회째 위치 결정과 2회째의 위치 결정에서, 회전량, 회전 방향 및 최종 스텝 카운트가 동일하므로, 구동부(142)로부터 공급되는 전류의 값에 대한 모터(12)의 각도 응답은 동일하다.
1회째 위치 결정을 행하기 위한 명령(구동부(142)에 대한 전류의 공급)에 대하여, 미러(11)가 최종 상태로 설정된 후에, 조정 시간이 설정되고, 2회째 위치 결정을 행하기 위한 위한 명령이 발행된다. 도 6a, 6b, 7a 및 7b는, 1회째 위치 결정과 2회째 위치 결정 사이에 설정되는 조정 시간을 한번에 66.4[μsec]씩 변경하여 미러(11)의 면 탱글 에러 각도가 추정된 결과를 나타낸다. 도 6a, 6b, 7a 및 7b의 각각의 상단에는, 미러(11)의 면 탱글 에러 각도(추정값)가 실선으로 나타내어지고, 검출부(13)에 의해 검출된 미러(11)의 회전 각도가 파선으로 나타내어진다. 또한, 도 6a, 6b, 7a 및 7b의 각각의 하단은, 구동부(142)로부터 모터(12)로 공급된 전류의 파형을 나타낸다.
갈바노 장치의 미러의 위치 결정이 완료된 후에, 레이저 처리 장치가 물체에 레이저 광을 조사하는 데 필요한 시간은 200[μsec]이다. 또한, 물체의 처리 정밀도를 만족시키기 위해서, 미러의 회전 각도와 목표 각도 사이의 차와, 미러의 면 탱글 에러 각도는 10[μrad] 이하이다.
도 6a, 6b 및 7a의 각각에 나타낸 바와 같이, 조정 시간이 199.2 × 10-6 [sec], 265.6 × 10-6[sec] 또는 332.0 × 10-6[sec]인 경우에, 미러의 면 탱글 에러 각도는 10[μrad] 이상이다. 또한, 도 7a를 참조하면, 조정 시간이 332.0 × 10-6[sec]인 경우, 미러의 면 탱글 에러 각도를 10[μrad] 이하로 감소시키기 위해서는 2.7 [msec]가 필요하다.
한편, 도 7b에 나타낸 바와 같이, 조정 시간이 398.4 × 10-6[sec]인 경우, 2회째 위치 결정 완료시의 미러의 면 탱글 에러 각도는 10[μrad] 이하이고, 1.5 [msec] 후에 레이저 광 조사 조건이 만족된다.
상술한 바와 같이 본 실시예에서는, 갈바노 장치의 미러를 미러의 면 탱글 에러 각도가 허용치 내로 떨어진 후에 다음 목표 각도로 회전시킬 때에, 구동부가 모터에 전류를 공급하는 타이밍이 제어된다. 보다 구체적으로, 갈바노 장치의 미러를 다음 목표 각도로 회전시키기 위한 전류가 모터에 공급되는 시간 전에, 미러의 면 탱글 에러 각도를 허용치 내로 떨어지게 할 수 있는 조정 시간이 설정된다. 이에 따라, 미러의 면 탱글 에러 각도(또는 진동)이 억제될 수 있고 처리 목표인 물체를 신속하고 정밀하게 처리할 수 있다.
본 실시예에서는, 미러가 동일 회전량(각 운동량)으로 2회 연속하여 위치 결정되는 경우에 대해 설명하였다. 그러나, 다른 회전량으로, 또는 3회 이상 연속하여 미러가 위치 결정되는 경우에도, 마찬가지로, 미러의 면 탱글 에러 각도를 허용치 내로 떨어지게 할 수 있는 조정 시간을 설정함으로써 처리 목표인 물체를 신속하고 정밀하게 처리할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는, 최종 상태를 이용한 2 자유도 제어 시스템에 의해 미러의 위치 결정 제어 시스템이 구성된다. 하지만, 단일 자유도 제어 시스템이나 다른 2 자유도 제어 시스템에 의해 미러의 위치 결정 제어 시스템이 구성될 수도 있다.
또한, 레이저 광의 방출이 엄밀히 제어될 수 있는 경우에, 미러의 면 탱글 에러 각도가 허용치 내로 떨어질 때에만 레이저 광이 방출된다. 이에 따라, 처리 목표인 물체를 더욱 정밀하게 처리할 수 있다.
く제3 실시예>
상술한 바와 같이, 갈바노 장치의 미러가 다음 목표 각도로 위치 결정되는 타이밍(위치 결정의 개시 시간)이 결정되면, 제1 실시예에서 설명한 바와 같은 모델을 이용함으로써, 그 때의 미러의 면 탱글 에러 각도가 추정될 수 있다. 따라서, 본 실시예에서는, 처리 목표인 물체를 처리할 때(처리 목표인 물체에 레이저 광을 조사할 때), 미러의 면 탱글 에러 각도가 허용치 내로 떨어지도록 미러의 위치 결정에 필요한 시간이 조정(연장)된다.
본 실시예에서는, 이하에 나타낸 바와 같이, 7 × 10-3 [rad]의 동일 회전량(각 운동량)으로 미러(11)가 2회 연속하여 위치 결정된 경우에 대해 상세히 설명한다. 또한, 미러(11)의 위치 결정 제어 시스템의 구성은 제2 실시예의 구성과 동일하다.
1회째 위치 결정
초기 상태에서의 각도 위치: x [0] = 0 [rad]
최종 상태에서의 각도 위치: x [N] = 7 × 10-3 [rad]
샘플링 주파수: 150kHz
최종 스텝 카운트: 79
2회째 위치 결정
초기 상태에서의 각도 위치: x [0] = 7 × 10-3 [rad]
최종 상태에서의 각도 위치: x [N] = 14 × 10-3 [rad]
샘플링 주파수: 150kHz
최종 스텝 카운트:79, 90, 105
1회째 위치 결정과 2회째 위치 결정에서, 회전량 및 회전 방향은 동일하지만, 최종 스텝 카운트가 다른다. 따라서, 구동부(142)로부터 공급되는 전류의 값에 대한 모터(12)의 각도 응답이 다르다.
1회째 위치 결정을 행하기 위한 명령(구동부(142)에 대한 전류의 공급)에 대하여, 미러(11)가 최종 상태로 설정된 후에, 레이저 광의 조사에 필요한 시간인 200[μsec]가 경과되고, 2회째 위치 결정을 행하기 위한 명령이 발행된다. 도 8a, 8b 및 9는, 2회째 위치 결정에 있어서의 최종 스텝 카운트를 79, 90 및 100으로 설정함으로써 미러(11)의 면 탱글 에러 각도가 추정된 결과를 나타낸다. 도8, 8b 및 9의 상단에는 미러(11)의 면 탱글 에러 각도(추정값)가 실선으로 나타내어지고, 검출부(13)에 의해 검출된 미러(11)의 회전 각도는 파선으로 나타내어진다. 또한, 도 8a, 8b 및 9의 하단은, 구동부(142)로부터 모터(12)에 공급된 전류의 파형을 나타낸다.
제2 실시예와 같이, 물체의 처리 정밀도를 만족시키기 위해서, 미러의 회전 각도와 목표 각도 사이의 차이 및 미러의 면 탱글 에러 각도는 10[μrad] 이하여만 한다.
도 8a에 나타낸 바와 같이, 2회째 위치 결정에 있어서의 최종 스텝 카운트가 79인 경우에, 2회째 위치 결정의 완료시에 미러의 면 탱글 에러 각도는 10[μrad] 이상이다. 도 8a는, 미러의 면 탱글 에러 각도가 10[μrad] 이하가 되기 전에 3.2[msec]가 필요하다는 것을 나타낸다. 또한, 도 8b에 나타낸 바와 같이, 2회째 위치 결정에 있어서의 최종 스텝 카운트가 90인 경우, 미러의 면 탱글 에러 각도가 10[μrad] 이하로 되기 전에, 2회째 위치 결정의 완료시로부터 2.2[msec]가 필요하다.
한편, 도 9에 나타낸 바와 같이, 2회째 위치 결정에 있어서의 최종 스텝 카운트가 105인 경우에, 2회째의 위치 결정의 완료시에 미러의 면 탱글 에러 각도가 10[μrad] 이하이고, 1.4[msec] 후에 레이저 광의 조사 조건이 만족된다.
상술한 바와 같이, 본 실시예에서는, 미러의 면 탱글 에러 각도가 허용치를 초과하지 않는 범위 내에서 갈바노 장치의 미러를 다음 목표 각도로 위치 결정하기 위한 시간을 조정함으로써 모터가 제어된다. 이렇게 함으로써, 미러의 면 탱글 에러 각도(또는 진동)을 제어할 수 있고 처리 목표인 물체를 신속하고 정밀하게 처리할 수 있다.
본 실시예에서는, 동일 회전량(각 운동량)으로 미러가 2회 연속하여 위치 결정된 경우에 대해 설명한다. 그러나, 다른 회전량으로, 또는, 3회 이상 연속하여 미러가 위치 결정되는 경우에도 마찬가지로, 다음 목표 각도로 미러를 회전시키기 위한 위치 결정 시간을 조정함으로써, 처리 목표인 물체를 신속하고 정밀하게 처리할 수 있다.
<제4 실시예>
도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 레이저 처리 장치(2A)의 구성을 나타내는 개략도이다. 레이저 처리 장치(2A)는, 처리 목표인 물체 OB에 조사하는 레이저 광 LL을 방출하기 위한 조사 유닛(220), 레이저 광 LL의 X축 방향으로의 조사 위치를 제어하기 위한 제1 유닛, 레이저 광 LL의 Y축 방향으로의 조사 위치를 제어하기 위한 제2 유닛 및 메인 컨트롤러(230)를 포함한다. 또한, X축 및 Y축은 서로 직교한다.
제1 유닛은, X축 미러(제1 미러)(201), X축 미러(201)를 회전시키기 위한 X축 모터(제1 모터)(202), X축 미러(201)의 회전 각도를 검출하기 위한 X축 검출부(제1 검출부)(203)를 포함한다. 또한, 제1 유닛은, X축 모터(202)를 제어하기 위한 X축 컨트롤러(204), X축 미러(201)의 목표 각도를 지정(입력)하여 레이저 광 LL의 X축 방향으로의 조사 위치를 제어하기 위한 X축 모터 위치 지정 유닛(205)을 포함한다.
제2 유닛은, Y축 미러(제2 미러)(206), Y축 미러(206)를 회전시키기 위한 Y축 모터(제2 모터)(207), Y축 미러(206)의 회전 각도를 검출하기 위한 Y축 검출부(제2 검출부)(208)를 포함한다. 또한, 제2 유닛은, Y축 모터(207)를 제어하기 위한 Y축 컨트롤러(209), Y축 미러(206)의 목표 각도를 지정(입력)하여 레이저 광 LL의 Y축 방향으로의 조사 위치를 제어하기 위한 Y축 모터 위치 지정 유닛(210)을 포함한다.
X축 컨트롤러(204) 및 Y축 컨트롤러(209)의 각각은, 도 1을 참조하여 설명한 컨트롤러(14)의 구성과 동등한 구성을 갖고, X축 미러(201) 및 Y축 미러(206)의 면 탱글 에러 각도를 각각 추정한다. X축 컨트롤러(204)는, 메인 컨트롤러(230)에 대하여 추정된 X축 미러(201)의 면 탱글 에러 각도를 나타내는 X축 미러 추정 면 탱글 에러 각도를 제공하고, Y축 컨트롤러(209)는, 메인 컨트롤러(230)에 대해 추정된 Y축 미러(206)의 면 탱글 에러 각도를 나타내는 Y축 미러 추정 면 탱글 에러 각도를 제공한다. 또한, X축 모터(202)의 회전 샤프트와 Y축 모터(207)의 회전 샤프트는 서로 직교한다.
물체 OB를 처리할 때(즉, 물체 OB에 레이저 광 LL을 조사할 때), 메인 컨트롤러(230)는, X축 모터 위치 지정 유닛(205) 및 Y축 모터 위치 지정 유닛(210)에 대하여, 물체 OB 상의 레이저 광 LL의 조사 위치의 좌표를 지정한다. X축 모터 위치 지정 유닛(205) 및 Y축 모터 위치 지정 유닛(210)은 각각 메인 컨트롤러(230)에 의해 지정된 좌표를 X축 미러(201)의 목표 각도 및 Y축 미러(206)의 목표 각도로 변환하고, 이러한 목표 각도를 X축 컨트롤러(204) 및 Y 축 컨트롤러(209)에 지정한다. X축 모터 위치 지정 유닛(205)의 보상부(205a)는, Y축 컨트롤러(209)에 의해 추정된 Y축 미러(206)의 면 탱글 에러 각도에 기인하는 레이저 광 LL의 X축 방향으로의 위치 어긋남을 보상하도록, X축 컨트롤러(204)에 지정되는 X축 미러(201)의 목표 각도를 보정한다. 마찬가지로, Y축 모터 위치 지정 유닛(210)의 보상부(210a)는, X축 컨트롤러(204)에 의해 추정된 X축 미러(201)의 면 탱글 에러 각도에 기인하는 레이저 광 LL의 Y축 방향으로의 위치 어긋남을 보상하도록, Y축 컨트롤러(209)에 지정되는 Y축 미러(206)의 목표 각도를 보정한다.
상술한 바와 같이, 본 실시예에서는, X축 미러(201)의 면 탱글 에러 각도가 Y축 모터(207)에 의해 Y축 미러(206)를 회전시킴으로써 보상되고, Y축 미러(206)의 면 탱글 에러 각도는 X축 모터(202)에 의해 X축 미러(201)를 회전시킴으로써 보상된다. 따라서, 레이저 처리 장치(2A)는 물체 OB의 처리 에러를 감소시키고 물체 OB를 정밀하게 처리할 수 있다.
도 11은, 레이저 처리 장치(2A)에서의 X축 미러(201) 및 Y축 미러(206)의 위치 결정 제어 시스템의 구성의 일례를 나타내는 개략 블럭도이다. 본 실시예에서, X축 모터(202)는, 구동부로부터 공급되는 전류의 값에 대하여, X축 검출부(203)에 의해 검출되는 X축 미러(201)의 회전 각도가 1.736 × 104/s2의 전달 함수 모델에 의해 근사화되는 모터 모델을 갖는다. 유사하게, Y축 모터(207)는, 구동부로부터 공급되는 전류의 값에 대하여, Y축 검출부(208)에 의해 검출되는 Y축 미러(206)의 회전 각도가 1.736 × 104/s2의 전달 함수 모델에 의해 근사화되는 모터 모델을 갖는다. 또한, X축 미러(201), Y축 미러(206), X축 검출부(203) 및 Y축 검출부(208)는 회전 방향의 운동에 대하여, 비틀어지지 않는 강체이다.
도 11에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에 따른 X축 미러(201) 및 Y축 미러(206)의 위치 결정 제어 시스템은 2 자유도 디지털 제어 시스템으로 구성된다. 또한, X축 추정부(1101) 및 Y축 추정부(1102)의 각각은, 식 (1)에 의해 나타낸 모델을 이용하여 X축 미러(201) 및 Y축 미러(206)의 면 탱글 에러 각도를 추정한다.
이하, X축 미러(201)의 위치 결정 제어에 대해 설명한다. 2 자유도 제어 시스템에서의 X축 피드포워드 제어 전류 가산항(1103)은, 최종 상태 제어에 기초하여 저크 최소화 트랙에 의해 설계된다. X축 참조 각도(1104)는, X축 피드포워드 제어 전류 가산항(1103)을 X축 모터(202)의 모터 모델에 입력하여, 각도 응답을 연산함으로써 구한 값으로 설정된다. X축 피드백 제어 시스템(1105)은, Y축 추정부(1102)에 의해 추정된 Y축 미러(206)의 면 탱글 에러 각도를 X축 참조 각도(1104)에 가산함으로써 연산된 값으로부터 X축 미러(201)의 회전 각도를 감산함으로써 연산된 값을 수신한다. X축 추정부(1101)는 X축 피드포워드 제어 전류 가산항(1103)으로부터의 출력과 X축 피드백 제어 시스템(1105)으로부터의 출력을 가산함으로써 얻은 전류값을 수신하고, X축 미러(201)의 경사 각도를 추정한다. 또한, Y축 추정부(1102)에 의해 추정된 Y축 미러(206)의 면 탱글 에러 각도가 X축 모터 모델의 역모델(1106)에 입력되고, Y축 미러(206)의 면 탱글 에러 각도를 보상하기 위해서 X축 모터(202)에 공급되는 전류의 값이 연산된다. X축 피드포워드 제어 전류 가산항(1103)으로부터의 출력과 X축 피드백 제어 시스템(1105)으로부터의 출력과의 가산에 의해 얻어지는 전류값과, X축 모터 모델의 역모델(1106)로부터 출력되는 전류값을 가산함으로써 얻은 전류값이 X축 모터(202)에 공급된다. 따라서, X축 피드백 제어 시스템(1105)은, X축 모터(202)의 모터 모델로부터 얻어지는 회전 각도가 X축 모터(202)의 실제 회전 각도(즉, X축 검출부(203)에 의해 검출되는 X축 미러(201)의 회전 각도)와 일치하는 경우에는 기능하지 않는다. 본 실시예에서는, X축 모터(202)의 모터 모델로부터 얻어지는 회전 각도가 X축 모터(202)의 실제 회전 각도와 일치하는 것으로 한다.
이하, Y축 미러(206)의 위치 결정 제어에 대해 설명한다. 2 자유도 제어 시스템에서의 Y축 피드포워드 제어 전류 가산항(1107)은 최종 상태 제어에 기초하여 저크 최소화 트랙에 의해 설계된다. Y축 참조 각도(1108)는, Y축 피드포워드 제어 전류 가산항(1107)을 Y축 모터(207)의 모터 모델에 입력하여, 각도 응답을 연산함으로써 구한 값으로 설정된다. Y축 피드백 제어 시스템(1109)은, X축 추정부(1101)에 의해 추정된 X축 미러(201)의 면 탱글 에러 각도를 Y축 참조 각도(1108)에 가산함으로써 연산된 값으로부터 Y축 미러(206)의 회전 각도를 감산함으로써 연산되는 값을 수신한다. Y축 추정부(1102)는 Y축 피드포워드 제어 전류 가산항(1107)으로부터의 출력과 Y축 피드백 제어 시스템(1109)으로부터의 출력을 가산함으로써 얻은 전류값을 수신하고, Y축 미러(206)의 경사 각도를 추정한다. 또한, X축 추정부(1101)에 의해 추정된 X축 미러(201)의 면 탱글 에러 각도는 Y축 모터 모델의 역모델(1110)에 입력되고, X축 미러(201)의 면 탱글 에러 각도를 보상하기 위해서 Y축 모터(207)에 공급되는 전류의 값이 연산된다. Y축 피드포워드 제어 전류 가산항(1107)으로부터의 출력과 Y축 피드백 제어 시스템(1109)으로부터의 출력을 가산함으로써 얻은 전류값과, Y축 모터 모델의 역모델(1110)로부터 출력되는 전류값을 가산함으로써 얻은 전류값이 Y축 모터(207)에 공급된다. 따라서, Y축 피드백 제어 시스템(1109)은, Y축 모터(207)의 모터 모델로부터 얻은 회전 각도가 Y축 모터(207)의 실제 회전 각도(즉, Y축 검출부(208)에 의해 검출된 Y축 미러(206)의 회전 각도)와 일치하는 경우에는 기능하지 않는다. 본 실시예에서는, Y축 모터(207)의 모터 모델로부터 얻은 회전 각도가 Y축 모터(207)의 실제 회전 각도와 일치하는 것으로 한다.
상술한 바와 같이, X축 미러(201) 및 Y축 미러(206)의 면 탱글 에러 각도는, (1.061 × 102)/(s2 + 427.3s + 2.547 × 108)의 단일 자유도 댐핑 시스템의 전달 함수 모델에 의해 근사화될 수 있다. 또한, 구동부로부터 공급되는 전류의 값에 대하여, X축 검출부(203) 및 Y축 검출부(208)에 의해 각각 검출되는 X축 미러(201) 및 Y축 미러(206)의 회전 각도의 응답은, 1.736 × 104/s2의 전달 함수에 의해 얻어진다. 따라서, X축 미러(201)의 면 탱글 에러 각도를 보정하는 데 필요한 Y축 모터(207)의 응답은, {(1.061 × 102)/(s2 + 427.3s + 2.547 × 108)}/(1.736 × 104/s2)이다.
본 실시예에서는, 레이저 광의 조사 위치가 X축 방향으로만 위치 결정할 때에, 7 × 10-3 [rad]인 회전량(회전 운동량)으로 X축 미러(201)가 1회 위치 결정되는 경우에 대해 상세히 설명할 것이다. 또한, X축 미러(201)의 면 탱글 에러 각도는 Y축 모터(207)에 의해 Y축 미러(206)를 회전시킴으로써 보상되고, Y축 미러(207)의 면 탱글 에러 각도는 보상되지 않는다.
X축 미러(201)의 초기 상태에서의 각도 위치를 x [0] = 0 [rad], 최종 상태에서의 각도 위치를 x [N] = 7 × 10-3 [rad]로 하고, 샘플링 주파수는 150kHz, 최종 스텝 카운트는 79로 한다.
도 12a의 상단은 X축 미러(201)의 면 탱글 에러 각도를 나타내고, 도 12a의 하단은 X축 모터(202)에 공급된 전류의 파형을 나타낸다. 또한, 도 12b의 상단은 도 12a의 상단에 나타낸 X축 미러(201)의 면 탱글 에러 각도를 보상하는 데 필요한 Y축 미러(206)의 회전 각도를 나타내고, 도 12b의 하단은 Y축 미러(207)에 공급된 전류의 파형을 나타낸다.
도 12a와 도 12b의 비교는, X축 미러(201)의 면 탱글 에러 각도와 Y축 미러(206)의 회전 각도가 180°의 위상차를 가져서, X축 미러(201)의 면 탱글 에러 각도가 Y축 미러(206)를 회전시킴으로써 보정될 수 있다는 것을 나타낸다. 마찬가지로, Y축 미러(206)의 면 탱글 에러 각도는 X축 미러(201)를 회전시킴으로써 보정될 수 있다. 또한, X축 미러(201)의 면 탱글 에러 각도를 Y축 미러(206)를 회전시킴으로써 보정할 때, Y축 미러(206)는 면 탱글 에러 각도를 발생시키지만, 이러한 면 탱글 에러 각도는 매우 작고 무시할 수 있다. 물론, Y축 미러(206)의 면 탱글 에러 각도를 X축 미러(201)를 회전시킴으로써 다시 보정할 수도 있다.
실시예를 참조하여 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 개시된 실시예에 한정되지 않는다는 것이 이해되어야 한다. 이하의 청구항의 범위는 이러한 모든 변형 및 동등한 구성 및 기능을 포함하도록 최광의의 해석에 따라야 한다.

Claims (6)

  1. 미러의 각도 위치 결정을 위한 장치로서,
    미러;
    상기 미러를 회전시키도록 구성된 모터;
    상기 미러의 회전 각도를 검출하도록 구성된 검출부; 및
    상기 미러의 회전 각도가 목표 각도에 도달하도록 전류를 상기 모터에 공급하고, 상기 모터에 공급되는 전류의 값과 상기 모터의 회전 샤프트의 설계 중심축에 대하여 상기 미러가 기울어진 각도인 상기 미러의 기울기의 각도 사이의 관계를 나타내는 모델에 기초하여 전류가 상기 모터에 공급되는 경우에 상기 미러의 기울기의 각도를 추정하고, 추정된 기울기의 각도가 허용치를 초과하는 경우에, 상기 미러의 기울기의 각도가 상기 허용치 내로 들어오도록 전류를 상기 모터에 공급하는 것을 조정하는 컨트롤러
    를 포함하는, 미러 각도 위치 결정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 상기 미러가 다음의 목표 각도로 회전되기 전에 필요한 대기 시간을 설정하도록 구성되는, 미러 각도 위치 결정 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 상기 미러를 다음의 목표 각도로 회전시키는 데 필요한 시간을 조정하도록 구성되는, 미러 각도 위치 결정 장치.
  4. 미러의 각도 위치 결정을 위한 장치로서,
    제1 미러;
    상기 제1 미러를 회전시키도록 구성된 제1 모터;
    상기 제1 미러의 회전 각도를 검출하도록 구성된 제1 검출부; 및
    상기 제1 미러의 회전 각도가 목표 각도에 도달하도록 전류를 상기 제1 모터에 공급하고, 상기 제1 모터에 공급되는 전류의 값과 상기 제1 모터의 회전 샤프트의 설계 중심축에 대하여 상기 제1 미러가 기울어진 각도인 상기 제1 미러의 기울기의 각도 사이의 관계를 나타내는 모델에 기초하여 전류가 상기 제1 모터에 공급되는 경우에 상기 제1 미러의 기울기의 각도를 추정하도록 구성된 제1 컨트롤러;
    제2 미러;
    상기 제1 모터의 회전 샤프트에 직교하는 회전 샤프트를 포함하고, 상기 제2 미러를 회전시키도록 구성된 제2 모터;
    상기 제2 미러의 회전 각도를 검출하도록 구성된 제2 검출부; 및
    상기 제2 미러의 회전 각도가 목표 각도에 도달하도록 전류를 상기 제2 모터에 공급하고, 상기 제2 모터에 공급되는 전류의 값과 상기 제2 모터의 상기 회전 샤프트의 설계 중심축에 대하여 상기 제2 미러가 기울어진 각도인 상기 제2 미러의 기울기의 각도 사이의 관계를 나타내는 모델에 기초하여 전류가 상기 제2 모터에 공급되는 경우에 상기 제2 미러의 기울기의 각도를 추정하도록 구성된 제2 컨트롤러를 포함하고,
    상기 제1 컨트롤러는, 상기 제2 미러의 추정된 기울기의 각도에 기초하여, 상기 제1 미러의 회전 각도를 제어하여 상기 제2 미러의 기울기의 각도를 보상하도록 구성되고,
    상기 제2 컨트롤러는, 상기 제1 미러의 추정된 기울기의 각도에 기초하여, 상기 제2 미러의 회전 각도를 제어하여 상기 제1 미러의 기울기의 각도를 보상하도록 구성되는, 미러 각도 위치 결정 장치.
  5. 물체에 광을 조사하기 위한 처리 장치로서,
    제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 미러 각도 위치 결정 장치; 및
    미러를 통해 물체에 광을 조사하도록 구성된 조사 유닛
    을 포함하는, 처리 장치.
  6. 물체에 광을 조사하기 위한 처리 장치로서,
    미러;
    상기 미러를 통해 상기 물체에 광을 조사하도록 구성된 조사 유닛;
    상기 미러를 회전시키도록 구성된 모터;
    상기 미러의 회전 각도를 검출하도록 구성된 검출부; 및
    상기 미러의 회전 각도가 목표 각도에 도달하도록, 전류를 상기 모터에 공급하고, 상기 모터에 공급되는 전류의 값과 상기 모터의 회전 샤프트의 설계 중심축에 대하여 상기 미러가 기울어진 각도인 상기 미러의 기울기의 각도 사이의 관계를 나타내는 모델에 기초하여 전류가 상기 모터에 공급되는 경우에 상기 미러의 기울기의 각도를 추정하고, 추정된 기울기의 각도가 허용치를 초과하는 경우에, 상기 조사 유닛이 상기 물체에 광을 조사하는 것을 대기하게 하도록 구성된 컨트롤러
    를 포함하는, 처리 장치.
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