KR101513107B1 - Adjusting apparatus laser beam machining apparatus adjusting method and adjusting program - Google Patents

Adjusting apparatus laser beam machining apparatus adjusting method and adjusting program Download PDF

Info

Publication number
KR101513107B1
KR101513107B1 KR1020080096603A KR20080096603A KR101513107B1 KR 101513107 B1 KR101513107 B1 KR 101513107B1 KR 1020080096603 A KR1020080096603 A KR 1020080096603A KR 20080096603 A KR20080096603 A KR 20080096603A KR 101513107 B1 KR101513107 B1 KR 101513107B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pattern
image
calibration
light
irradiation
Prior art date
Application number
KR1020080096603A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20090033817A (en
Inventor
류이치 야마자키
Original Assignee
올림푸스 가부시키가이샤
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 올림푸스 가부시키가이샤 filed Critical 올림푸스 가부시키가이샤
Publication of KR20090033817A publication Critical patent/KR20090033817A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101513107B1 publication Critical patent/KR101513107B1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/04Automatically aligning, aiming or focusing the laser beam, e.g. using the back-scattered light
    • B23K26/044Seam tracking
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/03Observing, e.g. monitoring, the workpiece
    • B23K26/032Observing, e.g. monitoring, the workpiece using optical means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/064Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
    • B23K26/0643Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms comprising mirrors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/064Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
    • B23K26/0648Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms comprising lenses
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/14Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring distance or clearance between spaced objects or spaced apertures
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/16Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. optical strain gauge
    • G01B11/161Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. optical strain gauge by interferometric means
    • G01B11/164Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. optical strain gauge by interferometric means by holographic interferometry
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G2215/00Apparatus for electrophotographic processes
    • G03G2215/04Arrangements for exposing and producing an image
    • G03G2215/0402Exposure devices

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

본 발명은 조정 장치, 레이저 가공 장치, 조정 방법 및 조정 프로그램에 관한 것으로서, 공간 변조된 광의 조사를 자동적으로 효율적으로 조정하는 것을 과제로 한다.The present invention relates to an adjusting device, a laser machining device, an adjusting method, and an adjusting program, and an object thereof is to automatically and automatically adjust the irradiation of the space-modulated light.

본 발명에 의하면, 제어부(113)가 DMD(106)에 교정 패턴을 지정하면, LED 광원(116)으로부터의 LED 광은, DMD(106)에 의해 공간 변조되어 피가공물(102) 상에 조사된다. CCD 카메라(112)는 피가공물(102)을 촬상한다. 제어부(113)는, 촬상된 화상을 받아들이고, 교정 패턴에 대응하여 화상 상에 생기는 출력 패턴과 교정 패턴을 변환하는 변환 파라미터를 산출한다. 조작부(114) 등으로부터 지정된 조사 패턴에 따라, 레이저 발진기(103)로부터의 레이저광을 DMD(106)에서 공간 변조하여 피가공물(102)에 조사할 때, 제어부(113)는 변환 파라미터에 기초하여 레이저광의 조사를 조정한다.According to the present invention, when the control section 113 designates the calibration pattern on the DMD 106, the LED light from the LED light source 116 is spatially modulated by the DMD 106 and irradiated onto the work 102 . The CCD camera 112 picks up the workpiece 102. The control unit 113 receives the captured image and calculates a conversion parameter for converting an output pattern and a calibration pattern occurring on the image in accordance with the calibration pattern. When the laser beam from the laser oscillator 103 is subjected to spatial modulation by the DMD 106 and irradiated to the workpiece 102 in accordance with the irradiation pattern designated by the operation unit 114 or the like, Adjust the irradiation of the laser beam.

Description

조정 장치, 레이저 가공 장치, 조정 방법, 및 조정 프로그램{ADJUSTING APPARATUS, LASER BEAM MACHINING APPARATUS, ADJUSTING METHOD, AND ADJUSTING PROGRAM}ADJUSTING APPARATUS, LASER BEAM MACHINING APPARATUS, ADJUSTING METHOD, AND ADJUSTING PROGRAM <br> <br> <br> Patents - stay tuned to the technology ADJUSTING APPARATUS,

본 발명은, 공간 변조 소자에 의해 공간 변조된 광의 조사를 조정하는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a technique for adjusting the irradiation of light that has been spatially modulated by a spatial modulation element.

종래, 레이저광을 피가공물에 조사함으로써 피가공물을 가공하는 레이저 가공 장치가 사용되고 있다. 가공에는, 문자나 그림의 묘화, 노광, 기판의 제조 과정에서의 복구(리페어: repair) 등의 종류가 있다. 또한, 기판에는, 액정 디스플레이(LCD: Liquid Crystal Display)나 플라즈마 디스플레이 패널(PDP: Plasma Display Panel) 등의 평판 디스플레이(FPD: Flat Panel Display), 반도체 웨이퍼(wafer), 적층 프린트 기판(multilayer printed circuit board) 등의 종류가 있다.Conventionally, a laser processing apparatus for processing a workpiece by irradiating a laser beam to the workpiece is used. There are various kinds of processing such as drawing of letters and drawings, exposure, and repair (repair) in the manufacturing process of a substrate. The substrate may be a flat panel display (FPD) such as a liquid crystal display (LCD) or a plasma display panel (PDP), a semiconductor wafer, a multilayer printed circuit board and so on.

이와 같은 레이저 가공 장치에는, 지정된 위치, 방향 및 형상으로 레이저광을 조사하기 위한 메카니즘이 갖추어져 있다. 종래부터, 이 메카니즘으로서 슬릿 등이 사용되고 있다. 최근에는, 이 메카니즘으로서 미소 미러가 어레이형으로 배 열된 DMD(Digital Micromirror Device) 등의 공간 변조 소자도 사용되고 있다. 공간 변조 소자는 공간 광변조기(SLM: spatial light modulator)라고도 한다.Such a laser machining apparatus is provided with a mechanism for irradiating the laser light in a specified position, direction and shape. Conventionally, a slit or the like has been used as this mechanism. Recently, a space modulation device such as a DMD (Digital Micromirror Device) in which micromirrors are arrayed is used as this mechanism. The spatial modulation element is also referred to as a spatial light modulator (SLM).

그런데, 결과적으로, 지정된 위치, 방향 및 형상과 실제로 레이저광이 조사된 위치, 방향 및 형상이 다른 경우가 있다. 왜냐하면, 레이저 광원으로부터 피가공물까지의 광로 상에는 복수의 광학 부품이 존재하고, 이들 광학 부품의 불균일, 장착 위치의 어긋남, 장착 방향의 어긋남 등의 영향을 받기 때문이다.However, as a result, the position, direction and shape of the laser beam actually irradiated with the designated position, direction and shape may be different from each other. This is because there are a plurality of optical components on the optical path from the laser light source to the workpiece, and are influenced by non-uniformity of these optical components, misalignment of mounting position, misalignment of mounting direction, and the like.

그래서, 지정된 위치, 방향 및 형상과 실제로 레이저광이 조사되는 위치, 방향 및 형상이 일치하도록, 교정(calibration)를 행하고, 레이저광의 조사의 방법을 조정할 필요가 있다.Therefore, it is necessary to calibrate and adjust the method of irradiating the laser light so that the specified position, direction and shape match the position, direction and shape of the laser light actually irradiated.

그리고, "교정"이라는 말은 "조정"을 포함하는 의미로 사용되는 경우도 있지만, 이하에서는 "교정"에는 "조정"이 포함되지 않은 것으로서 설명한다. 또한, 이하에서는 특별히 언급하지 않는 이상 "조정"은 교정의 결과에 따른 조정을 의미한다.The term "calibration" is sometimes used to mean "calibration ", but hereinafter," calibration " Further, unless otherwise stated, "adjustment" means adjustment according to the result of calibration.

특허 문헌 1∼특허 문헌 3에는, 레이저광의 조사를 조정하는 종래의 기술이 기재되어 있다.Patent Literatures 1 to 3 disclose conventional techniques for adjusting the irradiation of laser light.

특허 문헌 1에 기재된 레이저 가공 장치는, 레이저빔을 조사하는 대상인 가공 패턴의 화상 상의 좌표 위치와, 레이저빔이 조사되는 점의 화상 상의 좌표 위치를 구하여, 양측의 위치 편차량을 산출한다. 그리고, 위치 편차량을 스테이지를 이동시키기 위한 보정량으로 환산하여 스테이지를 이동시키고, 레이저빔의 조사 위치에 가공 패턴의 위치가 일치하도록 조정한다.The laser processing apparatus described in Patent Document 1 calculates coordinate positions on an image of a processing pattern to be irradiated with a laser beam and coordinate positions on an image of a point irradiated with the laser beam to calculate the position deviation on both sides. Then, the stage is moved by converting the position deviation amount into a correction amount for moving the stage, and the position of the processing pattern is adjusted to coincide with the irradiation position of the laser beam.

그러나, 특허 문헌 1에는, X 방향 또는 Y 방향의 위치 어긋남의 조정이 기재되어 있을 뿐이며, 비정상 회전, 확대 또는 축소 등의 스케일 변환, 형상의 불균일에 대한 기재가 없다.However, in Patent Document 1, only the adjustment of the positional deviation in the X direction or the Y direction is described, and there is no description about scale conversion such as abnormal rotation, enlargement or reduction, or irregularity of the shape.

특허 문헌 2의 표본 관찰 시스템에서는, 소정 종류의 비정상 회전이나 불균일이 고려되고 있다. 이 시스템은, 현미경에 레이저 주사 장치와 화상 취득 장치가 장착된 구성이다. 이 시스템에서는, 레이저 주사 장치에 의해 조사된 레이저광의 조사 위치가, 화상 취득 장치에서 취득된 화상으로부터 측정된다. 그리고, 이 측정에 의해 얻어진 조사 위치와, 레이저 주사 장치에 대하여 지시된 레이저광 조사의 조사 지시 위치와의 차이를 나타낸 정보에 기초하여 교정과 조정이 행해진다.In the specimen observation system of Patent Document 2, a predetermined type of abnormal rotation or irregularity is considered. This system is a configuration in which a laser scanning device and an image acquisition device are mounted on a microscope. In this system, the irradiation position of the laser beam irradiated by the laser scanning device is measured from the image acquired by the image acquisition device. Calibration and adjustment are performed based on the information indicating the difference between the irradiation position obtained by this measurement and the irradiation designation position of the laser light irradiation instructed to the laser scanning device.

이 시스템에서는, 조사 위치와 조사 지시 위치와의 차이에 관한 4개의 요인이 고려되고, 이러한 요인에 따른 조정 방법이 취해진다. 예를 들면, 화상 취득 장치와 레이저 주사 장치 각각의 광학계의 광축의 위치 어긋남이나 비정상 회전은, 레이저광을 편향시키는 편향용 미러의 편향 동작을 보정하는 제어에 의해, 오프셋(offset)된다.In this system, four factors regarding the difference between the irradiation position and the irradiation designation position are considered, and an adjustment method according to these factors is taken. For example, misalignment or unsteady rotation of the optical axis of the optical system of each of the image acquisition device and the laser scanning device is offset by a control for correcting the deflection operation of the deflection mirror for deflecting the laser beam.

특허 문헌 3에는, YAG 레이저 가공기에서 YAG 레이저광의 초점 위치를 공작물의 레이저 가공점에 맞추는 티칭 방법이 개시되어 있다. 이 방법에서는, YAG 레이저광의 광축 방향인 Z 방향의 교정, Z 방향에 수직인 X 방향 및 Y 방향의 교정이 행해진다.Patent Document 3 discloses a teaching method for aligning the focal point position of a YAG laser beam to a laser machining point of a workpiece in a YAG laser processing machine. In this method, the Z-directional calibration of the YAG laser light in the optical axis direction and the X- and Y-directional calibration perpendicular to the Z-direction are performed.

Z 방향의 교정에는, Z축에 대하여 경사진 방향으로 공작물(workpiece) 상에 조사되고, 공작물 상에서는 X축에 평행한 선으로서 보이는, 측정용 슬릿 광이 사용 된다. 레이저 가공 헤드의 Z 방향의 움직임과 공작물을 촬상한 화상에서의 슬릿 광의 Y 좌표의 관계로부터 Z 방향의 교정 데이터가 얻어진다. 이 데이터에 기초하여, YAG 레이저광의 초점을 공작물의 표면에 위치시키기 위한 Z 방향의 교정이 행해진다.For the calibration in the Z direction, slit light for measurement is used which is irradiated on a workpiece in an inclined direction with respect to the Z axis and viewed as a line parallel to the X axis on the workpiece. Calibration data in the Z direction is obtained from the relationship between the movement in the Z direction of the laser machining head and the Y coordinate of the slit light in the image picked up by the workpiece. Based on this data, correction in the Z direction for positioning the focal point of the YAG laser light on the surface of the workpiece is performed.

X-Y 방향의 교정은, Z 방향의 보정후에 행해진다. 구체적으로 설명하면, 레이저 가공 헤드가, 툴 좌표계(XYZ 좌표계)에서의 원점으로 이동하고, 레이저광이 1샷(shot)만큼 조사되고, 이 조사에 의해 형성된 비드(bead) 흔적이 촬상되어 얻어진 화상에서의 비드 흔적의 좌표가 취득된다. 마찬가지로, 툴(tool) 좌표계에서의, X축 상에 있는 X축 정의점과, Y축 상에 있는 Y축 정의점에도 차례로 레이저 가공 헤드가 이동하여 레이저광의 조사, 촬상 및 좌표의 취득이 행해진다.The correction in the X-Y direction is performed after the correction in the Z direction. More specifically, the laser processing head moves to the origin in the tool coordinate system (XYZ coordinate system), the laser light is irradiated by one shot, the bead trace formed by the irradiation is captured, The coordinates of the bead traces at the coordinates are obtained. Similarly, the laser machining head moves in order to the X-axis defining point on the X-axis and the Y-axis defining point on the Y-axis in order to irradiate the laser beam, capture the image, and obtain coordinates .

이들 3점의 툴 좌표계에서의 좌표와, 화상의 좌표계인 픽셀(pixel) 좌표계에서의 좌표를 사용하여, 툴 좌표계로부터 픽셀 좌표계로의 변환 행렬이 구해진다. 이 변환 행렬은 병진 이동과 회전 이동의 조합을 나타낸다.The transformation matrixes from the tool coordinate system to the pixel coordinate system are obtained using the coordinates in the tool coordinate system and the coordinates in the pixel coordinate system, which are coordinate systems of the image. This transformation matrix represents a combination of translational and rotational movement.

이 변환 행렬에 의한 변환의 역변환에 의해, 픽셀 좌표계로 나타낸 검출점의 좌표가 툴 좌표계로 변환된다. 그리고, 툴 좌표계에서의 보정량이 산출되고, 레이저 가공 헤드가 보정량만큼 X-Y 방향으로 이동한다.By the inverse transformation of the transformation by this transformation matrix, the coordinate of the detection point indicated by the pixel coordinate system is converted into the tool coordinate system. Then, the correction amount in the tool coordinate system is calculated, and the laser machining head moves in the X-Y direction by the correction amount.

[특허 문헌 1] 일본 특허출원 공개번호 평6-277864호 공보[Patent Document 1] Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-277864

[특허 문헌 2] 일본 특허출원 공개번호 2004-109565호 공보[Patent Document 2] Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-109565

[특허 문헌 3] 일본 특허출원 공개번호 2000-263273호 공보[Patent Document 3] Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-263273

전술한 특허 문헌 1∼특허 문헌 3은 모두, 조사하는 레이저광이 공간 변조되어 있지 않은 경우의 교정과 조정 방법을 기재하고 있다. 또한, 공간 변조 소자를 통한 광의 조사의 교정과 조정은 지금까지 사람에 의한 수작업으로 행해지는 경우가 많았다.The above-described Patent Documents 1 to 3 all describe a calibration and adjustment method when the irradiated laser beam is not subjected to spatial modulation. In addition, calibration and adjustment of light irradiation through a spatial modulation element has been performed by hand by man so far.

본 발명의 하나의 태양에 의하면, 지정된 입력 패턴에 따라, 공간 변조 소자에 의해 공간 변조된 광의, 대상물로의 조사를 조정하는 조정 장치가 제공된다. 상기 조정 장치는, 상기 공간 변조 소자에 의해 공간 변조된 광이 조사된 상기 대상물을 촬상한 화상을 받아들이는 취입부와, 상기 화상 상에 상기 입력 패턴에 대응하여 생기는 출력 패턴과, 상기 입력 패턴을 변환하는 변환 파라미터를 산출하는 산출부와, 상기 입력 패턴으로서 교정 패턴을 사용했을 때 상기 산출부가 산출한 상기 변환 파라미터에 기초하여, 지정된 조사 패턴에 따른 상기 대상물로의 광의 조사를 조정하는 조정부를 구비한다.According to one aspect of the present invention, there is provided an adjustment device for adjusting irradiation of an object, which is spatially modulated by a spatial modulation element, according to a designated input pattern. Wherein the adjustment device includes: a take-in portion that receives an image of the object irradiated with light that has been spatially modulated by the spatial modulation element; an output pattern that corresponds to the input pattern on the image; And an adjustment section for adjusting the irradiation of light to the object in accordance with the designated irradiation pattern based on the conversion parameter calculated by the calculation section when the calibration pattern is used as the input pattern do.

본 발명의 다른 태양에 의하면, 레이저 가공 장치가 제공된다. 상기 레이저 가공 장치는, 레이저 광원으로부터 출사된 레이저광을 대상물 상으로 안내하는 광학계와, 상기 레이저 광원으로부터 상기 대상물로의 광로 상에 설치되고, 입사광을 공간 변조하는 공간 변조 소자와, 상기 조정 장치를 구비하고, 상기 조사 패턴에 따라서, 상기 대상물에 조사되는 광으로서 상기 레이저광을 사용하고, 상기 대상물 에 대한 상기 레이저광의 조사를 상기 조정 장치에 의해 조정하여, 상기 대상물을 가공하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, a laser processing apparatus is provided. The laser processing apparatus includes an optical system for guiding laser light emitted from a laser light source onto an object, a spatial modulation element provided on an optical path from the laser light source to the object to space-modulate incident light, Wherein the laser light is used as light to be irradiated on the object in accordance with the irradiation pattern and the irradiation of the laser light with respect to the object is adjusted by the adjustment device to process the object.

본 발명의 다른 태양에 의하면, 컴퓨터가 상기 조정 장치를 실현하기 위해 실행하는 방법, 및 컴퓨터를 상기 조정 장치로서 기능하게 하는 프로그램이 제공된다. 상기 프로그램은, 컴퓨터가 판독 가능한 기억 매체에 저장되어 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of causing a computer to realize the adjustment device, and a program causing the computer to function as the adjustment device. The program is stored in a computer-readable storage medium.

전술한 어느 태양에서도, 산출된 상기 변환 파라미터에 기초하여 상기 대상물에 대한 광의 조사가 조정된다. 따라서, 지정된 상기 조사 패턴과 실제로 조사된 상기 광의 패턴의 차이가 조정되지 않는 경우에 비해 저감한다.In any of the above-described modes, irradiation of light to the object is adjusted based on the calculated conversion parameter. Therefore, compared with the case in which the difference between the specified irradiation pattern and the actually irradiated light pattern is not adjusted, it is reduced.

본 발명에 의하면, 공간 변조 소자에 의해 공간 변조된 광의 조사가 변환 파라미터에 따라 자동적으로 조정되므로, 보다 정확한 조사를 실현할 수 있다.According to the present invention, since the irradiation of the light that is spatially modulated by the spatial modulation element is automatically adjusted in accordance with the conversion parameter, more accurate irradiation can be realized.

또한, 본 발명에 의하면, 하나의 교정 패턴으로부터 변환 파라미터가 산출되므로, 변환 파라미터를 얻기 위한 광의 조사는 1회만으로 충분하고, 종래와 같이 조사와 구조물의 기계적인 이동을 반복할 필요가 없다. 따라서, 본 발명에 의하면, 효율적으로 교정을 행하고, 광의 조사를 조정할 수 있다.Further, according to the present invention, since the conversion parameter is calculated from one calibration pattern, it is sufficient to irradiate light only once to obtain the conversion parameter, and it is not necessary to repeat the irradiation and the mechanical movement of the structure as in the conventional method. Therefore, according to the present invention, it is possible to efficiently perform calibration and adjust irradiation of light.

이하, 본 발명의 실시예에 대하여, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 서로 다른 실시예를 나타내는 복수의 도면에서, 서로 대응하는 구성 요소에는 동일한 부호를 기재하고 설명을 생략한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings showing the different embodiments, the same reference numerals are given to the components corresponding to each other, and the description is omitted.

이하에서는, 먼저 제1 실시예에 대하여 설명하고, 그 후, 제1 실시예를 변형 한 제2 실시예∼제8 실시예에 대하여 설명한다. 제1 실시예∼제8 실시예는 모두, 레이저 가공 장치에서의 레이저광의 조사를 조정하는 것에 본 발명을 적용하는 예이다. 다음에, 프로젝터에 의한 광의 조사를 조정하는 것에 본 발명을 적용하는 예로서, 제9 실시예에 대하여 설명하고, 마지막으로 그 외의 변형예에 대하여 설명한다.Hereinafter, the first embodiment will be described first, and the second to eighth embodiments in which the first embodiment is modified will be described. The first to eighth embodiments are all examples in which the present invention is applied to adjusting the irradiation of the laser beam in the laser processing apparatus. Next, the ninth embodiment will be described as an example in which the present invention is applied to adjusting the irradiation of light by the projector, and finally, other modified examples will be described.

도 1은 제1 실시예에서의 레이저 가공 장치의 구성을 나타낸 모식도이다. 제2 실시예∼제8 실시예에서도, 도 1과 동일한 구성의 레이저 가공 장치가 사용된다.Fig. 1 is a schematic view showing a configuration of a laser machining apparatus in the first embodiment. Fig. In the second to eighth embodiments, a laser processing apparatus having the same configuration as that of Fig. 1 is used.

도 1의 레이저 가공 장치(100)는, 스테이지(101) 상에 탑재된 피가공물(102)을, 레이저 발진기(103)로부터 출사된 레이저광에 의해 가공하는 장치이다. 레이저 가공 장치(100)는, 용융, 절단, 그림이나 문자 등의 인화, 노광, 또는 회로 패턴의 복구(리페어) 등, 소정의 가공을 피가공물(102)에 대하여 행한다. 그리고, 이하에서는 간단하게 하기 위하여, 스테이지(101)의 상면은 연직 방향에 대하여 수직으로 가정한다. 1 is a device for processing a workpiece 102 mounted on a stage 101 by means of laser light emitted from a laser oscillator 103. The laser processing device 100 shown in Fig. The laser machining apparatus 100 performs predetermined machining on the workpiece 102, such as melting, cutting, printing of pictures or characters, exposure, or repair (repair) of a circuit pattern. In order to simplify the following description, it is assumed that the upper surface of the stage 101 is perpendicular to the vertical direction.

피가공물(102)은, FPD 기판, 반도체 웨이퍼, 적층 프린트 기판 등이라도 되고, 그 외 일반적인 시료라도 된다.The workpiece 102 may be an FPD substrate, a semiconductor wafer, a laminated printed substrate, or other common samples.

레이저 발진기(103)로부터 출사된 레이저광은, 하프 미러(104)를 투과하고, 미러(105)에서 반사되어 DMD(106)에 입사한다.The laser light emitted from the laser oscillator 103 passes through the half mirror 104, is reflected by the mirror 105, and is incident on the DMD 106.

DMD(106)는, 미소 미러가 2차원 어레이형으로 배열된 공간 변조 소자이다. 미소 미러의 경사각은 적어도 2종류로 전환 가능하다. 경사각이 제1 각도와 제2 각도일 때의 미러 상태를, 각각 이하에서는 "온 상태"와 "오프 상태"라고 한다. The DMD 106 is a spatial modulation element in which micromirrors are arranged in a two-dimensional array. The inclination angle of the micromirror can be switched into at least two types. The mirror state when the tilt angle is the first angle and the second angle is hereinafter referred to as "on state" and "off state", respectively.

DMD(106)는, 후술하는 제어부(113)로부터의 지시에 기초하여, 개개의 미소 미러의 경사각, 즉 개개의 미소 미러 상태를 독립적으로 전환한다. DMD(106)에 대한 지시는, 예를 들면 레이저광을 조사해야 할지의 여부를 나타내는 2진값 데이터를 2차원 어레이형으로 배열된 데이터에 의해 나타내고, 제어부(113)로부터 송신된다.The DMD 106 independently switches the inclination angles of individual micromirrors, that is, individual micromirror states, based on an instruction from the control unit 113, which will be described later. The instruction to the DMD 106 is transmitted from the control unit 113 by indicating, for example, binary data indicating whether or not to irradiate laser light should be arranged in a two-dimensional array.

미러(105)로부터 DMD(106)에 입사된 입사광이, 온 상태의 미소 미러에서 반사 되었을 때, 반사광의 방향이 연직 방향이 되도록, 레이저 발진기(103), 하프 미러(104), 미러(105) 및 DMD(106)가 배치되어 있다. 온 상태의 미소 미러에서 반사된 레이저광의, 피가공물(102)의 표면에 도달하는 광로 상에는, 하프 미러(107)와 결상 렌즈(108)와 하프 미러(109)와 대물 렌즈(110)를 가지는 투영 광학계가 배치되어 있다. 온 상태의 미소 미러에서 반사된 레이저광은, 투영 광학계를 통하여, 피가공물(102)의 표면에 투영, 즉 조사된다. 투영 광학계는, 피가공물(102)의 표면과 DMD(106)를 공역의 위치로 하도록 구성되어 있다.The half mirror 104, the mirror 105, and the mirror 105 so that the direction of the reflected light becomes the vertical direction when the incident light incident on the DMD 106 from the mirror 105 is reflected by the micromirror in the ON state. And a DMD 106 are disposed. The half mirror 109 and the objective lens 110 are provided on the optical path of the laser light reflected by the micromirror in the ON state and reaching the surface of the workpiece 102, An optical system is disposed. The laser light reflected by the micromirror in the ON state is projected or irradiated onto the surface of the work 102 through the projection optical system. The projection optical system is configured so that the surface of the workpiece 102 and the DMD 106 are in a conjugate position.

오프 상태의 미소 미러는 경사각이 온 상태일 때와는 상이하다. 따라서, 미러(105)로부터 DMD(106)에 입사된 입사광은, 오프 상태의 미소 미러에서, 하프 미러(107)에 도달하는 방향과는 상이한 방향으로 반사되어 피가공물(102) 상에는 조사되지 않는다. 도 1에서는, 오프 상태의 미소 미러에 의한 반사광의 광로를 파선 화살표로 나타낸다.The off-state micromirrors are different from when the tilt angle is on. Therefore, the incident light incident on the DMD 106 from the mirror 105 is reflected in a direction different from the direction of reaching the half mirror 107 in the off-state micromirror, and is not irradiated onto the workpiece 102. In Fig. 1, the optical path of the reflected light by the micromirror in the off state is indicated by a dashed arrow.

따라서, 개개의 미소 미러를 온 상태 또는 오프 상태로 제어함으로써, 각 미 소 미러에 대응하는 피가공물(102) 상의 위치에 레이저광을 조사할지의 여부를 제어할 수 있다. 즉, DMD(106)를 사용함으로써, 임의의 위치, 방향 및 형상으로 레이저광을 피가공물(102) 상에 조사할 수 있다.Therefore, by controlling the individual micromirrors to be in an on state or an off state, it is possible to control whether laser light is irradiated to the position on the workpiece 102 corresponding to each micromirror. That is, by using the DMD 106, the laser beam can be irradiated onto the workpiece 102 in an arbitrary position, direction and shape.

레이저 가공 장치(10O)는, LED(Light Emitting Diode: 발광 다이오드) 광원(116)을 구비한다. LED 광원(116)으로부터 조사된 광(이하 "LED 광"이라고 함)은 하프 미러(104)에서 반사되어 미러(105)에 입사한다.The laser processing apparatus 100 includes an LED (Light Emitting Diode) light source 116. Light emitted from the LED light source 116 (hereinafter referred to as "LED light") is reflected by the half mirror 104 and enters the mirror 105.

여기서, 레이저 발진기(103)와 하프 미러(104)와 LED 광원(116)은, 하프 미러(104)를 투과한 레이저광과, 하프 미러(104)에서 반사된 LED 광의 광축이 일치하도록 배치되어 있다. 따라서, 하프 미러(104)에서 반사된 후의 LED 광의 광로는, 레이저광의 광로와 같으며, LED 광도 피가공물(102)에 조사된다.The laser oscillator 103, the half mirror 104 and the LED light source 116 are disposed such that the optical axes of the laser light transmitted through the half mirror 104 and the LED light reflected by the half mirror 104 coincide with each other . Therefore, the optical path of the LED light after being reflected by the half mirror 104 is the same as the optical path of the laser light, and the LED light is also applied to the workpiece 102. [

본 실시예에서는, DMD(106)를 통한 레이저광의 조사를 조정하기 위해 교정이 행해지고, LED 광은 교정을 위해 사용된다.In this embodiment, calibration is performed to adjust irradiation of laser light through the DMD 106, and LED light is used for calibration.

또한, 레이저 가공 장치(10O)는, 조명용 광원(111)과 CCD(Charge Coupled Device: 전하 결합 소자) 카메라(112)를 구비한다. 촬상에 조명광이 필요한 경우, 조명용 광원(111)으로부터의 조명광이 하프 미러(109)에서 반사되어 대물 렌즈(110)를 통하여 피가공물(102)의 표면에 조사된다. 그리고, CCD 카메라(112) 대신, CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor: 상호보완형 금속 산화물 반도체) 카메라 등의 촬상 장치를 사용해도 된다.The laser processing apparatus 100 also includes an illumination light source 111 and a CCD (Charge Coupled Device) camera 112. The illumination light from the illumination light source 111 is reflected by the half mirror 109 and irradiated onto the surface of the workpiece 102 through the objective lens 110. [ Instead of the CCD camera 112, an imaging device such as a CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) camera may be used.

레이저광, LED 광 및 조명광의, 피가공물(102)의 표면에서의 반사광은, 모두 대물 렌즈(110), 하프 미러(109), 결상 렌즈(108), 하프 미러(107)를 가지는 광학 계를 통하여 CCD 카메라(112)의 광전 변환 소자에 입사한다. 이에 따라, CCD 카메라(112)는 피가공물(102)의 표면을 촬상한다.The reflected light from the surface of the work 102 of the laser light, the LED light and the illumination light is reflected by the optical system having the objective lens 110, the half mirror 109, the image forming lens 108 and the half mirror 107 And is incident on the photoelectric conversion element of the CCD camera 112. Thus, the CCD camera 112 picks up the surface of the workpiece 102.

본 실시예에서는, 반사광을 CCD 카메라(112)로 촬상할 수있는 파장의 레이저광, LED 광 및 조명광이 사용된다. 따라서, DMD(106)를 사용하여 레이저광 또는 LED 광을 조사한 상태에서 피가공물(102)을 CCD 카메라(112)가 촬상하면, 촬상된 화상에는, 피가공물(102) 상에 조사된 레이저광 또는 LED 광의 패턴이 나타난다.In this embodiment, laser light, LED light, and illumination light of a wavelength capable of capturing the reflected light by the CCD camera 112 are used. Therefore, when the CCD camera 112 picks up the workpiece 102 with the laser light or the LED light irradiated by using the DMD 106, the picked-up image includes the laser light irradiated on the workpiece 102 A pattern of LED light appears.

레이저 가공 장치(100)가 불균일이나 어긋남을 전혀 포함하지 않으면, 화상에 나타난 패턴은 DMD(106)에 지정된 패턴과 위치, 방향(각도) 및 형상이 모두 일치한다. 그러나, 실제로는 2개의 패턴은 일치하지 않는 경우가 있다. 이 불일치가 교정의 대상이다.If the laser machining apparatus 100 does not include any unevenness or misalignment, the pattern shown in the image matches the position, direction (angle), and shape with the pattern designated to the DMD 106. [ However, in reality, two patterns may not coincide. This discrepancy is subject to correction.

레이저 가공 장치(100)는, 제어부(113)와 조작부(114)와 모니터(115)를 더 구비한다.The laser processing apparatus 100 further includes a control unit 113, an operation unit 114, and a monitor 115. [

제어부(113)는 레이저 가공 장치(100) 전체를 제어한다. 조작부(114)는, 키보드나 포인팅 디바이스 등의 입력 기기에 의해 실현된다. 조작부(114)로부터 입력된 지시는, 제어부(113)에 보내진다.The control unit 113 controls the entire laser machining apparatus 100. The operation unit 114 is realized by an input device such as a keyboard or a pointing device. The instruction input from the operation unit 114 is sent to the control unit 113. [

또한, 모니터(115)는, 제어부(113)로부터의 지시에 따라, 화상이나 문자 등을 표시한다. 모니터(115)는, 예를 들면 CCD 카메라(112)가 촬상한 피가공물(102)의 화상을 거의 실시간으로 표시해도 된다. 이하에서는, CCD 카메라(112)가 촬상하고 제어부(113)가 판독한 화상을 "라이브(live) 화상"이라고 할 경우도 있다.In addition, the monitor 115 displays an image, a character, or the like in accordance with an instruction from the control unit 113. [ The monitor 115 may display an image of the workpiece 102 picked up by, for example, the CCD camera 112 in near real time. Hereinafter, an image captured by the CCD camera 112 and read by the control unit 113 may be referred to as a "live image ".

제어부(113)의 상세한 것은 도 2와 함께 후술하지만, 간단하게 설명하면 다 음과 같다The control unit 113 will be described later in detail with reference to FIG. 2, but it will be briefly described as follows

제어부(113)로의 입력은 조작부(114)로부터의 지시와, CCD 카메라(112)로부터 화상 데이터이다. 제어부(113)에 의해 제어되는 것은 스테이지(101), 레이저 발진기(103), DMD(l06), 모니터(115) 및 LED 광원(116)이다.The input to the control unit 113 is an instruction from the operation unit 114 and image data from the CCD camera 112. [ The control unit 113 controls the stage 101, the laser oscillator 103, the DMD 106, the monitor 115, and the LED light source 116.

또한, 제어부(113)는 범용 컴퓨터일 수도 있고 전용 제어 장치일 수도 있다. 제어부(113)의 기능은, 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 또는 이들 조합 중에서 어느 하나에 의해 실현되어도 된다.The control unit 113 may be a general-purpose computer or a dedicated control device. The function of the control unit 113 may be realized by hardware, software, firmware, or a combination thereof.

예를 들면, CPU(Central Processlng Unit)와, R0M(Read 0nly Memory) 등의 불휘발성 메모리와, 워킹 영역(working area)으로 사용되는 RAM(Random Access Memory)과, 하드 디스크 장치 등의 외부 기억 장치와, 외부 기기와의 접속 인터페이스를 구비하고, 이들이 버스로 서로 접속된, PC(Personal Computer) 등의 컴퓨터에 의해 제어부(113)가 실현되어도 된다.For example, a CPU (Central Process Unit), a nonvolatile memory such as ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory) used as a working area, an external storage device And a control unit 113 may be realized by a computer such as a personal computer (PC) having a connection interface with an external device and connected to each other by a bus.

이 경우, 스테이지(101), 레이저 발진기(103), DMD(106), 모니터(115), LED 광원(116)이, 각각의 접속 인터페이스에 의해 이 컴퓨터와 접속된다. CPU는, 하드디스크 장치, 또는 컴퓨터가 판독 가능한 휴대형 기억 매체 등에 저장된 프로그램을 RAM에 로드(load)하여 실행함으로써, 제어부(113)의 기능을 실현한다.In this case, the stage 101, the laser oscillator 103, the DMD 106, the monitor 115, and the LED light source 116 are connected to this computer by respective connection interfaces. The CPU realizes the function of the control section 113 by loading a program stored in a hard disk device or a computer-readable portable storage medium into the RAM and executing the program.

다음에, 피가공물(102)이 기판이고, 레이저 가공 장치(100)가 기판 표면의 결함에 레이저광을 조사하여 결함을 복구하는 레이저 리페어 장치인, 구체예를 사용하여, 제1 실시예의 레이저 가공 장치(100)의 동작의 개요를 설명한다.Next, the laser processing apparatus 100 is a laser repair apparatus for repairing defects by irradiating defects on the surface of the substrate with laser light to the substrate 102. In the laser processing apparatus 100 of the first embodiment, An overview of the operation of the apparatus 100 will be described.

도 1에 나타낸 바와 같이, 레이저 가공 장치(100)는, 결상 렌즈(108)와 대물 렌즈(110)를 포함하는 현미경을 구비한다. 따라서, CCD 카메라(112)는, 현미경을 통하여 피가공물(102) 상의 미세한 회로 패턴이나 미세한 결함을 촬상할 수 있다. 촬상된 라이브 화상은 거의 실시간으로 모니터(115)에 표시된다.1, the laser processing apparatus 100 includes a microscope including an image-forming lens 108 and an objective lens 110. The image- Therefore, the CCD camera 112 can capture fine circuit patterns and fine defects on the workpiece 102 through a microscope. The captured live image is displayed on the monitor 115 almost in real time.

피가공물(102)의 표면에서 결함이 존재하는 영역을 "결함 영역"이라고 하고, 모니터(115)에 표시되는 화상 중에서 결함 영역이 촬상된 영역을 "결함 표시 영역"이라고 하기로 한다. 레이저 리페어 장치는, 결함 영역에 레이저광을 조사함으로써 기판을 복구한다. 예를 들면, 티끌이나 불필요한 레지스트는 결함이기는 하지만, 레이저광을 조사하여 증발시킬 수 있으므로, 복구 가능한 결함이다. 예를 들면, 이와 같은 결함이 레이저 리페어 장치에 의한 복구의 대상이다.A region in which a defect exists on the surface of the work 102 is referred to as a "defect region ", and a region in the image displayed on the monitor 115 where a defect region is captured is referred to as a" defect display region ". The laser repair apparatus recovers the substrate by irradiating the defective area with laser light. For example, dust or unnecessary resist is a defect that can be repaired because it can be evaporated by irradiation with a laser beam, though it is a defect. For example, such defects are objects of repair by a laser repair apparatus.

결함이 없는 영역에 레이저광이 조사됨으로써, 정상적으로 형성된 회로 패턴이 손상되는 것을 방지하기 위해서는, 레이저광이 조사되는 영역은, 결함 영역과 양호한 정밀도로 일치되어야 한다. 그러므로, 교정과 조정이 요구된다.In order to prevent damage to the normally formed circuit pattern due to irradiation of the laser light to the defect-free region, the region irradiated with the laser light must match with the defect region with good accuracy. Therefore, calibration and adjustment are required.

예를 들면, 오퍼레이터가 조작부(114)를 통하여 결함 표시 영역을 선택, 즉 지정한다. 지정된 결함 표시 영역은 결함 영역을 나타낸 패턴이다. 이 패턴을 제어부(113)가 DMD(106)에 지정함으로써, "결함 영역에 레이저광을 조사하고, 결함 영역 외의 영역에는 레이저광을 조사하지 않는다"라고 제어된 조사가 가능하게 된다. 다시 말하면, 결함 표시 영역에 포함되는 화소에 대응하는 DMD(106)의 미소 미러에 대하여 온 상태를 지시하고, 그 외의 미소 미러에 대하여 오프 상태를 지시함으로써, 결함 영역에 레이저광이 조사되어 결함이 복구되고, 그 외의 영역에는 레이저광이 조사되지 않는다.For example, the operator selects or designates the defect display area through the operation unit 114. [ The designated defect display area is a pattern indicating a defective area. By designating this pattern to the DMD 106 by the control unit 113, it becomes possible to perform the irradiation controlled with "the laser beam is irradiated to the defective area and the laser beam is not irradiated to the area other than the defective area". In other words, by indicating the ON state with respect to the micromirrors of the DMD 106 corresponding to the pixels included in the defect display area and instructing the other micromirrors to be in the OFF state, the laser light is irradiated to the defective area, And other regions are not irradiated with laser light.

만약, 레이저 가공 장치(100)에 불균일이나 어긋남이 전혀 없으면, 결함 표시 영역에 포함되는 화소에 대응하는 DMD(106)의 미소 미러는, 이 미소 미러에 대응하는 피가공물(102) 상의 위치에 레이저광을 조사하기 위해 온 상태로 되어야 한다. 또한, 결함 영역에 포함되지 않은 화소에 대응하는 미소 미러는, 이 미소 미러에 대응하는 피가공물(102) 상의 위치에 레이저광을 조사하지 않도록 하기 위해 오프 상태로 되어야 한다.If there is no unevenness or deviation in the laser machining apparatus 100, the micromirror of the DMD 106 corresponding to the pixels included in the defect display area is positioned at a position on the workpiece 102 corresponding to the micromirror, It must be turned on to irradiate the light. In addition, the micromirrors corresponding to the pixels not included in the defective area must be turned off so as not to irradiate the laser beam to the position on the workpiece 102 corresponding to the micromirror.

그러나, 실제로는 레이저 가공 장치(100)에는 불균일이나 어긋남이 있는 경우가 있다. 그래서 교정이 행해진다. 그리고, 레이저광이, 교정 결과에 기초하여 조정되고, 기판인 피가공물(102) 상에 조사된다. 이에 따라, 기판 상의 결함 영역과 양호한 정밀도로 일치하는 패턴으로 레이저광이 조사된다. 즉, 레이저 리페어 장치인 레이저 가공 장치(100)는, 정상적인 부분을 레이저광에 의해 손상시키지 않도록 하면서, 기판의 결함을 복구할 수 있다.However, in reality, the laser processing apparatus 100 may have unevenness or deviation. So calibration is done. Then, the laser light is adjusted based on the calibration result and irradiated onto the workpiece 102 as a substrate. As a result, the laser beam is irradiated with a pattern that matches the defective area on the substrate with good precision. That is, the laser processing apparatus 100, which is a laser repairing apparatus, can repair a defect in the substrate while preventing a normal portion from being damaged by laser light.

다음에, 제어부(113)를 상세하게 설명한다.Next, the control unit 113 will be described in detail.

도 2는 제1 실시예에서의 제어부(113)의 기능을 나타낸 기능 블록도이다.2 is a functional block diagram showing the function of the control unit 113 in the first embodiment.

제어부(113)는, CCD 카메라(112)로부터 화상을 받아들이는 취입부(201)와, 교정을 행하는 산출부(202)와, 교정의 결과에 기초하여 광의 조사를 조정하는 조정부(203)와, DMD(106)를 제어하는 공간 변조 제어부(204)와, 스테이지(101)를 제어하는 스테이지 제어부(205)와, 레이저 발진기(103) 또는 LED 광원(116) 중에서 한쪽을 광원으로서 선택하는 선택부(206)를 구비한다. 본 발명에 의한 조정 장치를 제1 실시예에서 실현하는 것은, 취입부(201)와 산출부(202)와 조정부(203)이다.The control unit 113 includes a receiving unit 201 for receiving an image from the CCD camera 112, a calculating unit 202 for performing calibration, an adjusting unit 203 for adjusting irradiation of light based on the result of the calibration, A spatial modulation control unit 204 for controlling the DMD 106, a stage control unit 205 for controlling the stage 101, and a selection unit (not shown) for selecting one of the laser oscillator 103 and the LED light source 116 as a light source 206). The adjustment device according to the present invention is realized in the first embodiment by the blowing section 201, the calculation section 202 and the adjustment section 203. [

취입부(201)는, 피가공물(102)을 촬상한 화상을 CCD 카메라(112)로부터 입력한다. 예를 들면, 제어부(113)가 PC에 의해 실현되는 경우, PC에 장착된 화상 캡쳐 보드에 의해 취입부(201)를 실현해도 된다.The accepting unit 201 inputs an image of the workpiece 102 from the CCD camera 112. [ For example, when the control unit 113 is implemented by a PC, the blowing unit 201 may be realized by an image capture board mounted on a PC.

취입부(201)가 받아들이는 화상의 종류는 실시예에 따라 상이하지만, 어떤 실시예에서도 취입부(201)가 반드시 받아들이는 화상은, 교정 패턴에 따른 조사를 행할 때의 피가공물(102)의 화상이다.Although the type of the image to be received by the accepting unit 201 differs depending on the embodiment, in any embodiment, the image that the accepting unit 201 necessarily accepts is different from that of the workpiece 102 It is a picture.

교정 패턴은, DMD(106)에 대하여 지시되는 입력 패턴의 일종이다. 이하의 설명에서, "입력 패턴"은 DMD(106)에 대한 지시를 나타내는 패턴이며, 광을 조사하는 영역(에리어: area)을, 개개의 미소 미러에 대한 "온" 또는 "오프"의 지시에 의해 나타내는 패턴이다. 교정을 위한, 또는 레이저광에 의한 가공을 위한 목적에 따라, 입력 패턴으로서 구체적으로 지정되는 패턴은 상이하다.The calibration pattern is a kind of input pattern instructed to the DMD 106. In the following description, the "input pattern" is a pattern indicating an instruction to the DMD 106, and an area (area) for irradiating the light is referred to as an " on " . Depending on the purpose for calibration or for processing by laser light, the pattern specifically designated as the input pattern is different.

어떤 입력 패턴에 따라, 광이 조사된 피가공물(102)을 촬상한 화상 상에는, 이 입력 패턴에 대응한 패턴이 생긴다. 이하에서는, 화상 상에 생긴 패턴을 "출력 패턴"이라고 한다.In accordance with a certain input pattern, a pattern corresponding to the input pattern is generated on the image of the workpiece 102 on which the light is irradiated. Hereinafter, a pattern formed on an image is referred to as an "output pattern ".

출력 패턴은, "광이 조사되었다" 또는 "광이 조사되지 않았다"의 2진값으로, 화상 상의 각 점이 나타난 패턴이다. 입력 패턴에서의 "온"과 "오프"의 지시가, 출력 패턴에서의 "광이 조사되었다" 상태와 "광이 조사되지 않았다" 상태에 각각 대응한다.The output pattern is a binary value of "light is irradiated" or "light is not irradiated" Quot; on "and" off "in the input pattern correspond to the states" light irradiated "and" no light irradiated "in the output pattern, respectively.

그러나, 일반적으로, 레이저 가공 장치(100)에 존재하는 불균일이나 어긋남 등에 기인하여, 입력 패턴과 출력 패턴은 상이하다. 예를 들면, 교정 패턴은, 교 정을 위해 사용되는 기준 패턴이지만, 출력 패턴은 기준 패턴과 상이하다.Generally, however, the input pattern and the output pattern are different due to the non-uniformity, deviation, and the like existing in the laser processing apparatus 100. [ For example, the calibration pattern is a reference pattern used for calibration, but the output pattern is different from the reference pattern.

즉, 입력 패턴을 기준으로 하면, 출력 패턴은, 기준 위치로부터 어긋나 있거나, 기준 각도로부터 회전되어 있거나, 형상이 확대 혹은 축소되어 있거나 변형되어 있다.That is, with reference to the input pattern, the output pattern is shifted from the reference position, rotated from the reference angle, or the shape is enlarged or reduced or deformed.

그래서, 산출부(202)는, 입력 패턴을 출력 패턴으로 변환하는 변환 파라미터를 산출한다. 이하의 각 실시예에서, 교정은 변환 파라미터를 산출하는 것이다. 변환 파라미터의 구체예는 실시예에 의해 상이하므로, 자세한 것은 후술한다.Thus, the calculating unit 202 calculates a conversion parameter for converting the input pattern into the output pattern. In each of the following embodiments, calibration is to calculate conversion parameters. Concrete examples of conversion parameters differ depending on the embodiment, and details will be described later.

산출부(202)는, 입력 패턴으로서 교정 패턴이 이용되었을 때 산출한 변환 파라미터를 조정부(203)에 출력한다. 그리고, 산출부(202)는, 도시하지 않은 기억 장치에 저장된 미리 정해진 교정 패턴을 판독하여 변환 파라미터의 산출에 이용해도 되고, 교정할 때마다 교정 패턴을 작성해도 된다.The calculation unit 202 outputs the conversion parameter calculated when the calibration pattern is used as the input pattern to the adjustment unit 203. [ The calculating unit 202 may read a predetermined calibration pattern stored in a storage device (not shown) and use it for calculation of the conversion parameter, or may generate a calibration pattern for each calibration.

조정부(203)는, 제어부(113)의 외부로부터 지정된 조사 패턴에 따른 레이저광의 조사를 변환 파라미터에 기초하여 조정한다. 조정을 위해 제어할 대상은 실시예에 따라 상이하지만, 제1 실시예에서는, 조작부(114)로부터 부여되는 조사 패턴을 조정부(203)가 조정한다.The adjustment unit 203 adjusts the irradiation of the laser light according to the irradiation pattern specified from the outside of the control unit 113 based on the conversion parameter. In the first embodiment, the adjustment unit 203 adjusts the irradiation pattern given from the operation unit 114, although the object to be controlled for adjustment varies depending on the embodiment.

제어부(113)가 PC에 의해 실현되는 경우, 산출부(202)와 조정부(203)는, 프로그램을 RAM에 로드하여 실행하는 CPU에 의해 실현되어도 된다. 또한, 교정 패턴을 미리 기억 장치에 저장해 둘 경우, 이 기억 장치는 PC가 구비하는 RAM 또는 하드 디스크 장치 등이라도 된다.When the control unit 113 is implemented by a PC, the calculating unit 202 and the adjusting unit 203 may be realized by a CPU that loads and executes the program in the RAM. When the calibration pattern is previously stored in the storage device, the storage device may be a RAM or a hard disk device provided in the PC.

공간 변조 제어부(204)는, DMD(106)에 지시해야 할 입력 패턴을 받고, 이 입 력 패턴에 따라, DMD(106)의 개개의 미소 미러를, 온 상태 또는 오프 상태로 하는 제어를 행한다. 그 결과, 레이저 발진기(103) 또는 LED 광원(116)으로부터 조사된 광은, DMD(106)에 의해 공간 변조되고, 피가공물(102) 상에 조사된다.The spatial modulation control unit 204 receives an input pattern to be instructed to the DMD 106 and controls the individual micro mirrors of the DMD 106 to be turned on or off according to the input pattern. As a result, the light emitted from the laser oscillator 103 or the LED light source 116 is spatially modulated by the DMD 106 and irradiated onto the workpiece 102.

공간 변조 제어부(204)는, 교정을 위한 LED 광의 조사에 있어서, 산출부(202)로부터 입력 패턴으로서 교정 패턴을 받는다. 또한, 가공을 위한 레이저광의 조사에 있어서, 공간 변조 제어부(204)는, 조정부(203)에 의해 조정된 입력 패턴을 조정부(203)로부터 받는다.The spatial modulation control unit 204 receives the calibration pattern as an input pattern from the calculation unit 202 in the irradiation of the LED light for calibration. The spatial modulation control unit 204 receives the input pattern adjusted by the adjustment unit 203 from the adjustment unit 203 in the irradiation of laser light for machining.

스테이지 제어부(205)는, 광학계를 구성하는 도 1의 각 구성 요소와 스테이지(101)와의 상대 위치를 변화시키기 위해 스테이지(101)를 제어한다. 다른 실시예에서는, 스테이지(101)가 아닌 광학계를 이동시킴으로써 상대 위치를 변화시켜도 된다.The stage control unit 205 controls the stage 101 to change the relative positions of the respective components of the optical system shown in Fig. 1 and the stage 101. As shown in Fig. In another embodiment, the relative position may be changed by moving an optical system other than the stage 101. [

예를 들면, 레이저 가공 장치(100)가 레이저 리페어 장치인 경우, 복구해야 할 결함의 대략의 위치가 결함 검사 장치로부터 레이저 가공 장치(100)에 미리 통지된다. 그리고, 스테이지 제어부(205)는, 통지된 피가공물(102) 상의 위치가, 레이저광의 조사 범위 내이고, CCD 카메라(112)의 촬상 범위 내로 되도록, 스테이지(101)를 제어하여 이동시킨다.For example, when the laser processing apparatus 100 is a laser repair apparatus, the defect inspection apparatus notifies the laser processing apparatus 100 of the approximate position of the defect to be restored in advance. The stage control unit 205 controls the stage 101 to move so that the position on the workpiece 102 that is notified is within the irradiation range of the laser beam and within the imaging range of the CCD camera 112.

그 후, CCD 카메라(112)가 피가공물(102)을 촬상하고, 촬상된 화상을 취입부(201)가 받아들이고, 이 화상을 모니터(115)가 표시한다. 레이저광을 조사하여 복구해야 할 패턴, 즉 결함 표시 영역은, 예를 들면, 모니터(115)에 표시된 화상에 기초하여, 오퍼레이터가 조작부(114)로부터 지시한다. 또한, 우량품의 피가공물로 부터 얻은 화상과의 비교에 의한 주지의 기술에 의해, 결함 표시 영역을 추출해도 된다. Thereafter, the CCD camera 112 picks up the workpiece 102, and the picked-up image is picked up by the picking up unit 201, and the monitor 115 displays this picked-up image. The pattern to be restored by irradiating the laser beam, that is, the defect display area, is instructed by the operator from the operation unit 114 based on, for example, an image displayed on the monitor 115. [ Further, the defect display area may be extracted by a well-known technique by comparison with an image obtained from a workpiece of a good article.

선택부(206)는, 레이저 발진기(103)와 LED 광원(116) 중에서 어느 하나를 광원으로서 선택하고, 선택된 쪽의 광원을 온으로, 선택되지 않은 쪽의 광원을 오프로 한다. 구체적으로 설명하면, 선택부(206)는, 교정일 때는 레이저 발진기(103)를 오프로 하고 LED 광원(116)을 온으로 하는 제어를 행하고, 가공일 때는 레이저 발진기(103)를 온으로 하고 LED 광원(116)을 오프로 하는 제어를 행한다. 또한, 양쪽의 광원을 함께 오프로 하는 제어를 선택부(206)가 행하는 경우도 있다.The selection unit 206 selects one of the laser oscillator 103 and the LED light source 116 as a light source and turns on the selected light source and turns off the light source that is not selected. More specifically, the selection unit 206 controls the laser oscillator 103 to be turned off and the LED light source 116 to be turned on at the time of calibration, and the laser oscillator 103 is turned on and the LED And controls the light source 116 to be turned off. There are also cases where the selection unit 206 performs control to turn off both light sources together.

제어부(113)가 PC에 의해 실현되는 경우, 공간 변조 제어부(204)와 스테이지 제어부(205)와 선택부(206) 모두는, 프로그램을 RAM에 로드하여 실행하는 CPU와, 외부 장치와 PC와의 접속 인터페이스에 의해 실현될 수 있다.In the case where the control unit 113 is implemented by a PC, both the spatial modulation control unit 204, the stage control unit 205, and the selection unit 206 include a CPU for loading and executing a program into the RAM, Lt; / RTI &gt; interface.

다음에, 도 3을 참조하여, 교정 대상에 대하여 설명한다.Next, with reference to Fig. 3, an object to be calibrated will be described.

도 3은 레이저 가공 장치(100)에 존재하는 어긋남이나 불균일에 기인하는 조사 패턴의 변형, 즉 입력 패턴으로부터 출력 패턴으로의 변형을 예시하는 도면이다.3 is a diagram illustrating deformation of an irradiation pattern due to a shift or unevenness existing in the laser machining apparatus 100, that is, deformation from an input pattern to an output pattern.

설명의 편의를 위해, 이하에서는 CCD 카메라(112)에 의해 촬상되는 화상의 가로 방향의 좌표 축을 x축, 세로 방향의 좌표 축을 y축이라고 한다. 그리고, 화상의 크기는 임의이지만, 본 실시예에서는, x 방향으로 640화소, y 방향으로 480화소로 한다. 또한, 이 크기를 " 640×480 화소"라고 표기한다. 화상 내의 각 화소의 위치는, x 좌표와 y 좌표의 세트(x, y)에 의해 나타낸다. 도 3에서의 조사 패 턴(310)의 좌상 꼭지점과 우하 꼭지점의 좌표는 각각 (0, 0)와 (639, 479)이다.For convenience of explanation, the coordinate axis in the horizontal direction of the image captured by the CCD camera 112 is referred to as x axis, and the coordinate axis in the vertical direction is referred to as the y axis. The size of the image is arbitrary, but in this embodiment, 640 pixels in the x direction and 480 pixels in the y direction are used. This size is also expressed as "640 x 480 pixels ". The position of each pixel in an image is indicated by a set (x, y) of x coordinate and y coordinate. The coordinates of the upper left vertex and the lower right vertex of the irradiation pattern 310 in FIG. 3 are (0, 0) and (639, 479), respectively.

도 3의 조사 패턴(310)은, CCD 카메라(112)에 의해 촬상된 화상에 대하여, 그 화상의 어느 부분에 레이저광을 조사해야 하는지를 나타낸 패턴이다. 따라서, 조사 패턴(310) 내의 위치도 x 좌표와 y 좌표의 세트 (x, y)에 의해 나타낼 수 있고, 조사 패턴(310)의 크기는, CCD 카메라(112)에 의해 촬상되는 화상과 같은 640×480 화소이다.The irradiation pattern 310 shown in Fig. 3 is a pattern that indicates to which part of the image the laser beam should be irradiated to the image picked up by the CCD camera 112. Fig. Therefore, the position in the irradiation pattern 310 can be represented by the set (x, y) of the x coordinate and the y coordinate, and the size of the irradiation pattern 310 can be represented by the same value as the image picked up by the CCD camera 112 × 480 pixels.

여기서, 레이저광을 조사하는 것을 백색으로, 조사하지 않는 것을 검은색으로 도시하면, 조사 패턴(310)은, 도 3에 나타낸 바와 같이, 흑백 2진값 화상으로서 표현할 수 있다. 도 3의 예에서는, 조사 패턴(310)은, 화상의 중심부에 있는, x축에 평행한 굵은 선과 y축에 평행한 굵은 선이 만나는 흰 십자 형상과 배경의 검은색으로 이루어지고, 흰 십자 형상에 해당하는 피가공물(102) 상의 부분에 레이저광을 조사해야 할 것을 나타낸다.Here, when the irradiation of laser light is shown as white and the irradiation is not shown as black, the irradiation pattern 310 can be expressed as a monochrome binary image, as shown in Fig. In the example of Fig. 3, the irradiation pattern 310 is composed of a white cross shape in which a bold line parallel to the x-axis and a bold line parallel to the y-axis meet at the center of the image and a background black color, The laser beam should be irradiated onto the portion of the workpiece 102 corresponding to the workpiece 102. [

본 실시예에서는, 조사 패턴(310)은 다음과 같이 하여 조작부(114)로부터 지시된다. 먼저, 조명용 광원(111)으로부터의 조명광에 의한 조명 하에서, 레이저광도 LED 광도 조사하지 않은 상태에서, 피가공물(102)을 CCD 카메라(112)가 촬상한다. 그리고, 제어부(113)의 취입부(201)가, 촬상된 화상을 받아들여서 모니터(115)에 출력한다.In this embodiment, the irradiation pattern 310 is instructed from the operation unit 114 as follows. First, under the illumination by the illumination light from the illumination light source 111, the CCD camera 112 picks up the workpiece 102 in a state in which neither the laser light nor the LED light is irradiated. Then, the take-in unit 201 of the control unit 113 receives the captured image and outputs it to the monitor 115. [

그 후, 오퍼레이터가, 모니터(115)에 출력된 화상을 보고, 레이저광을 조사해야 할 범위를 조작부(114)로부터 지시한다. 이 지시는, 조작부(114)와 제어부(113)을 접속하는 인터페이스를 통하여, 640×480 화소 크기의 조사 패턴(310)의 데이터의 형태로 제어부(113)에 주어진다.Thereafter, the operator looks at the image output to the monitor 115 and instructs the operating unit 114 to specify the range to which the laser beam should be irradiated. This instruction is given to the control section 113 in the form of data of the irradiation pattern 310 of 640 x 480 pixels size through the interface connecting the operation section 114 and the control section 113. [

다른 실시예에서는, 다른 장치로부터 조사 패턴(310)의 데이터가 제어부(113)에 보내져도 된다. 예를 들면, 레이저 가공 장치(100)가 FPD 기판 등의 레이저 리페어 장치인 경우, 결함 검사 장치로부터 조사 패턴(310)의 데이터가 제어부(113)에 보내져도 된다. 또는, 레이저 리페어 장치가 화상 인식부를 구비하고, 화상 인식부가 화상 인식 처리에 의해 결함의 형상을 인식하고, 인식된 형상을 나타내는 조사 패턴(310)의 데이터를 생성하여 제어부(113)에 출력해도 된다.In another embodiment, the data of the irradiation pattern 310 may be sent to the control unit 113 from another apparatus. For example, when the laser machining apparatus 100 is a laser repair apparatus such as an FPD substrate, the data of the irradiation pattern 310 may be sent from the defect inspection apparatus to the control section 113. Alternatively, the laser repair apparatus may include an image recognition section, and the image recognition section may recognize the shape of the defect by image recognition processing, generate data of the irradiation pattern 310 indicating the recognized shape, and output it to the control section 113 .

어떤 방법을 사용하더라도, 조사 패턴(310)의 데이터가 제어부(113)에 주어진다. 그러면, 제어부(113)는, 개개의 미소 미러의 온과 오프를 DMD(106)에 지시하기 위한 DMD 전송용 데이터(320)를 조사 패턴(310)으로부터 생성한다. DMD 전송용 데이터(320)는 입력 패턴을 나타내는 데이터이며, DMD(106)에 전송(즉, 송신)된다.Regardless of which method is used, data of the irradiation pattern 310 is given to the control section 113. The control unit 113 then generates the DMD transfer data 320 for instructing the DMD 106 to turn on and off the individual micromirrors from the irradiation pattern 310. [ The DMD transmission data 320 is data representing an input pattern and is transmitted (that is, transmitted) to the DMD 106. [

DMD(106)에서는 미소 미러가 2차원 어레이형으로 배열되어 있고, 미소 미러의 위치를 u 좌표와 v 좌표의 조 (u, v)에 의해 나타낼 수 있다. 또한, 이하에서는 설명을 간단하게 하기 위하여, 화상 내의 화소의 좌표 (x, y)와 미소 미러의 좌표 (u, v)에는,In the DMD 106, the micromirrors are arranged in a two-dimensional array, and the position of the micromirror can be represented by a combination of the u coordinate and the v coordinate (u, v). In order to simplify the explanation, the coordinate (x, y) of the pixel in the image and the coordinates (u, v)

x=u, y=vx = u, y = v

의 관계가 있다고 가정한다. 미소 미러를 적절하게 배치하고, uv 좌표계의 원점을 적절하게 정하는 것만으로, 이 관계는 성립하므로, 이하의 설명의 일반성은 없어지지 않는다.. This relationship is established merely by appropriately arranging the micromirrors and appropriately defining the origin of the uv coordinate system, so that the generality of the following description is not lost.

여기서, 조사 패턴(310)의 도면과 마찬가지로, 레이저광을 조사하는 것을 백색으로, 조사하지 않는 것을 검은색으로 나타내기로 하면, DMD 전송용 데이터(320)도 흑백 2진값 화상으로서 표현할 수 있다. 다시 말하면, 미소 미러를 온 상태로 하는 것을 나타내는 백색, 또는 미소 미러를 오프 상태로 하는 것을 나타내는 검은색에 의해, 위치(u, v)의 점을 나타낸 흑백 2진값 화상으로서 DMD 전송용 데이터(320)를 표현할 수 있다.Here, similarly to the drawing of the irradiation pattern 310, the DMD transfer data 320 can also be expressed as a monochrome binary image value, in which the irradiation of the laser beam is shown as white and the non-irradiation is indicated as black. In other words, the DMD transfer data 320 (black) is generated as a black-and-white binary value image indicating a point at the position (u, v) by white indicating that the micromirror is turned on or black indicating that the micromirror is turned off. ) Can be expressed.

본 실시예에서는, DMD(106)에 800×600개의 미소 미러가 배열되어 있다고 가정한다. 즉, CCD 카메라(112)가 촬상한 화상의 화소 수보다 미소 미러의 개수가 많다. 따라서, DMD 전송용 데이터(320)를 나타내는 화상은, 조사 패턴(310)을 나타내는 화상의 주위를, 검은색 마진으로 둘러싼 화상이 된다. 이와 같은 마진이 있는 이유에 대해서는 후술한다.In this embodiment, it is assumed that 800 x 600 micromirrors are arranged in the DMD 106. That is, the number of micromirrors is larger than the number of pixels of the image captured by the CCD camera 112. Therefore, the image representing the DMD transfer data 320 becomes an image surrounded by black margins around the image representing the irradiation pattern 310. [ The reason why such a margin exists will be described later.

즉, 조사 패턴(310)을 나타내는 화상의 위치(x, y)에서의 색(백색 또는 검은색)과, DMD 전송용 데이터(320)를 나타내는 화상의, u=x, v=y가 되는 위치(u, v)에서의 색은 같다. 그리고, 위치(u, v)가 (White or black) at the position (x, y) of the image representing the irradiation pattern 310 and the image showing the DMD transfer data 320 at the position where u = x, v = y (u, v) are the same. If the position (u, v) is

u<0 또는 640≤u 또는 v<0 또는 480≤v u < 0 or 640? u or v < 0 or 480? v

로 되는 범위에 있는 경우, DMD 전송용 데이터(320)를 나타내는 화상의 위치(u, v)에서의 색은 검은색이다., The color at the position (u, v) of the image indicating the DMD transfer data 320 is black.

그리고, 도 3에서는, DMD 전송용 데이터(320)에는 백색 직사각형의 테두리선이 있지만, 이 테두리선은 설명의 편의 상, 조사 패턴(310)에 해당하는 640×480화소의 범위를 표시한 것이며, 백색 테두리선 상의 미소 미러를 온 상태로 하는 것을 나타낸 것은 아니다. 또한, 본 실시예에서는, DMD 전송용 데이터(320)에서 백색 테두리선보다 위의 마진과 아래의 마진의 폭이 같고, 또한 우측의 마진과 좌측의 마진의 폭도 같다. 그러나, 마진의 폭은 실시예에 따라 적절하게 정해져도 된다.In FIG. 3, the DMD transfer data 320 includes a white rectangle frame line. The frame line represents a range of 640 x 480 pixels corresponding to the irradiation pattern 310 for convenience of explanation. It does not mean that the micromirrors on the white frame line are turned on. In this embodiment, the width of the margin above the white frame line in the DMD transfer data 320 is equal to the width of the lower margin, and the width of the margin on the right side is equal to the width of the margin on the left. However, the width of the margin may be appropriately determined according to the embodiment.

조사 패턴(310)과 DMD 전송용 데이터(320) 사이의 전술한 바와 같은 관계에 기초하여, 제어부(113)는, 조사 패턴(310)의 데이터로부터 DMD 전송용 데이터(320)를 생성한다. 전술한 바와 같이, DMD 전송용 데이터(320)를 생성하기 위해서는, 제어부(113)는, 간단하게 조사 패턴(310)의 주위에 검은 마진을 추가하면 된다.The control unit 113 generates the DMD transfer data 320 from the data of the irradiation pattern 310 based on the relationship between the irradiation pattern 310 and the DMD transfer data 320 as described above. As described above, in order to generate the DMD transfer data 320, the control unit 113 simply adds a black margin around the irradiation pattern 310. [

그리고, 제어부(113) 내의 공간 변조 제어부(204)는, DMD 전송용 데이터(320)를 DMD(106)에 출력함으로써, 800×600개의 미소 미러 각각에 대하여, 온 또는 오프의 지시를 내린다.The spatial modulation control unit 204 in the control unit 113 outputs the DMD transfer data 320 to the DMD 106 to give an instruction to turn on or off each of 800 × 600 micromirrors.

여기서, 교정에 따른 조정을 행하지 않고, 주어진 DMD 전송용 데이터(320) 그 자체에 따라, DMD(106)의 미소 미러가 온 상태 또는 오프 상태가 되고, 레이저 발진기(103)로부터 레이저광이 출사된다고 가정한다.Here, the micromirror of the DMD 106 is turned on or off according to the given DMD transfer data 320 itself without adjusting according to the calibration, and laser light is emitted from the laser oscillator 103 I suppose.

이 경우, 일반적으로는, 피가공물(102) 상에 조사된 레이저광의 패턴은, 원하는 조사 패턴(310)과는 상이하다. 왜냐하면, 레이저 가공 장치(100)의 광학계 및/또는 촬상계에는 어긋남이나 불균일이 있기 때문이다.In this case, generally, the pattern of the laser beam irradiated on the workpiece 102 is different from the desired irradiation pattern 310. This is because the optical system and / or the image pickup system of the laser processing apparatus 100 are misaligned or uneven.

예를 들면, 미러나 렌즈가 비뚤어져 있거나, 레이저 가공 장치(100)의 각 구성 요소의 장착 위치가 어긋나 있거나, 장착 각도가 어긋나서 본래의 각도로부터 회전되어 장착된 부품이 있을 수도 있다.For example, there may be a mirror or lens that is skewed, a mounting position of each component of the laser processing apparatus 100 is shifted, or a mounted component is rotated from the original angle due to a shift in mounting angle.

도 3의 라이브 화상(330)은, 이와 같이, 원하는 조사 패턴(310)과는 상이한 패턴이 피가공물(102) 상에 조사된 경우, CCD 카메라(112)에 의해 촬상되는 화상의 예이다. 따라서, 라이브 화상(330) 상의 위치도, xy 좌표계에 의해 나타낼 수 있고, 라이브 화상(330)의 크기는 640×480화소이다.The live image 330 in FIG. 3 is an example of an image picked up by the CCD camera 112 when a pattern different from the desired irradiation pattern 310 is irradiated onto the workpiece 102 in this manner. Therefore, the position on the live image 330 can also be represented by the xy coordinate system, and the size of the live image 330 is 640 x 480 pixels.

도 3의 라이브 화상(330)에서는, 레이저광이 실제로 조사된 부분이 백색으로, 조사되지 않았던 부분이 검은색으로 나타나 있다. 라이브 화상(330)을 조사 패턴(310)과 비교하면, 흰 십자 형상이 x축의 플러스 방향으로 이동하고, 또한 반시계 방향으로 약 15°회전되어 있다. 조사 패턴(310)으로부터 라이브 화상(330)으로의 변형은, 실제로는, 이와 같은 평행이동(시프트)과 회전 뿐만아니라, 확대 혹은 축소, 즉 스케일 변환이나, 전단 변형 등의 형상의 불균일을 포함할 수도 있다.In the live image 330 of Fig. 3, the portion where the laser beam is actually irradiated is shown as white, and the portion where the laser beam is not irradiated is shown as black. When the live image 330 is compared with the irradiation pattern 310, the white cross shape moves in the positive direction of the x axis and is rotated about 15 degrees in the counterclockwise direction. The transformation from the irradiation pattern 310 to the live image 330 actually includes not only such parallel movement (shift) and rotation but also unevenness of shape such as enlargement or reduction, that is, scale transformation or shear deformation It is possible.

따라서, 이와 같은 변형을 방지하기 위하여, 교정을 행하고, 교정의 결과에 기초하여, 레이저광의 조사를 조정할 필요가 있다. 본 실시예에서는, 레이저 가공 장치(100)에 존재하는 어긋남이나 불균일에 기인하는 전술한 바와 같은 조사 패턴의 변형을 일종의 변환의 결과로 보고, 이 변환을 수학적으로 모델화하고 있다.Therefore, in order to prevent such deformation, it is necessary to calibrate the irradiation of the laser light based on the result of the calibration. In the present embodiment, the above-described deformation of the irradiation pattern caused by the shift or unevenness existing in the laser processing apparatus 100 is regarded as a result of a kind of conversion, and this conversion is mathematically modeled.

다음에, 이 수학적으로 모델화된 변환을 나타내는 파라미터를 교정에 의해 취득하고, 취득한 파라미터에 기초하여 조정하는 처리에 대하여 설명한다.Next, a process of calibrating the parameters representing the mathematically modeled conversion by calibration and adjusting based on the acquired parameters will be described.

도 3에서, DMD 전송용 데이터(320)는, 마진 이외는 조사 패턴(310)과 같다. 따라서, 조사 패턴(310)은 사실상, DMD(106)에 지정되는 입력 패턴이라고 할 수 있다. 그리고, 라이브 화상(330)은, 이 입력 패턴에 대응하여, 아무것도 조정되지 않고 변형된 레이저광이 피가공물(102) 상에 조사되는 경우에 화상에 생기는 출력 패턴이다. 따라서, 조사 패턴(310)으로부터 라이브 화상(330)으로의 변형은, 상기 입력 패턴으로부터 상기 출력 패턴으로의 변환에 의한 것이라고 볼 수 있다.In FIG. 3, the DMD transfer data 320 is the same as the irradiation pattern 310 except for the margin. Therefore, the irradiation pattern 310 is actually an input pattern designated to the DMD 106. The live image 330 is an output pattern generated in the image when the laser beam is irradiated on the work 102 without any adjustment corresponding to the input pattern. Therefore, the transformation from the irradiation pattern 310 to the live image 330 can be regarded as a conversion from the input pattern to the output pattern.

본 실시예에서는, 이 변환이 변환 행렬 T에 의해 나타내는 아핀(affine) 변환이라는 수학적 모델을 채용한다. 즉, 변환 행렬 T의 각 요소가, 교정에 있어서 산출해야 할 변환 파라미터이다.In this embodiment, this transformation employs a mathematical model called an affine transformation indicated by the transformation matrix T. [ That is, each element of the transformation matrix T is a transformation parameter to be calculated in the calibration.

전술한 바와 같이, 입력 패턴과 출력 패턴은 모두 xy 좌표계로 나타낼 수 있고, 또한 항상 u=x, v=y이므로, uv 좌표계와 xy 좌표계를 동일시해도, 변환 파라미터의 산출에는 문제가 없다. 즉, 본 실시예에서의 수학적 모델은, "DMD 전송용 데이터(320)에서의 좌표(u, v)와 동일한 조사 패턴(310)에서의 좌표(x, y)가 아핀 변환을 나타내는 변환 행렬 T에 의해, 라이브 화상(330)에서의 좌표(x', y')로 변환된다"이다.As described above, both the input pattern and the output pattern can be represented by the xy coordinate system, and since u = x, v = y at all times, there is no problem in calculation of the conversion parameter even if the uv coordinate system and the xy coordinate system are equal. That is, the mathematical model in this embodiment is such that the coordinate (x, y) in the irradiation pattern 310 that is the same as the coordinate (u, v) in the DMD transmission data 320 is the transformation matrix T (X ', y') in the live image 330, as shown in Fig.

이 수학적 모델을 식으로 나타내면 식 1과 같다.This mathematical model can be expressed as the following equation.

[식 1][Formula 1]

Figure 112008069066807-pat00001
Figure 112008069066807-pat00001

여기서, 변환 행렬 T가 식 2의 3×3행렬로 정의된다.Here, the transformation matrix T is defined by a 3x3 matrix of Equation (2).

[식 2][Formula 2]

Figure 112008069066807-pat00002
Figure 112008069066807-pat00002

그러면, 식 3의 행렬 연산에 의해, 입력 패턴으로부터 출력 패턴으로의 변환 을 나타낼 수 있다.Then, the conversion from the input pattern to the output pattern can be represented by the matrix operation of Equation (3).

[식 3][Formula 3]

Figure 112008069066807-pat00003
Figure 112008069066807-pat00003

여기서, 변환 행렬 T의 제3 열의 요소 d1과 d2는 평행이동의 양을 나타낸다. 그리고, 변환 행렬 T 중에서, 요소 a1, b1, a2, b2로 이루어지는 부분을 2×2행렬로 보면, 이 2×2행렬은 아핀 변환의 정의로부터 정칙행렬이며, 회전, 확대, 축소 및 전단 변형이 합성된 변형을 나타낸다. 이것은, 하기의 식 4∼식 12로부터도 이해될 수 있다.Here, the elements d 1 and d 2 in the third column of the transformation matrix T represent the amount of parallel movement. And, from the transformation matrix T, elements a 1, b 1, a 2, b In the part made of a 2 × 2 matrix 2, a 2 × 2 matrix is nonsingular matrix from the definition of the affine transformation, rotation, enlargement, reduction And shear deformation. This can be understood from the following equations (4) to (12).

즉, 임의의 정칙 2×2행렬 S는 식 4와 같이 분해될 수 있다.That is, any regular 2x2 matrix S can be decomposed as shown in Equation (4).

[식 4][Formula 4]

Figure 112008069066807-pat00004
Figure 112008069066807-pat00004

또한, 일반적으로, 회전을 나타내는 행렬 X는 식 5에 의해 나타내고, 확대 또는 축소를 나타내는 행렬 Y는 식 6에 의해 나타내고, 전단 변형을 나타내는 행렬 Z는 식 7에 의해 나타낸다.In general, a matrix X representing rotation is represented by Expression 5, a matrix Y representing enlargement or reduction is represented by Expression 6, and a matrix Z representing shear deformation is represented by Expression 7.

[식 5][Formula 5]

Figure 112008069066807-pat00005
Figure 112008069066807-pat00005

[식 6][Formula 6]

Figure 112008069066807-pat00006
Figure 112008069066807-pat00006

[식 7][Equation 7]

여기서, α, β, γ가 각각 식 8, 식 9, 식 10으로 나타내고, θ가 식 11 및 식 12를 만족하면, 행렬 S는 식 13을 만족시킨다.Here, when?,?, And? Are expressed by Equations 8, 9, and 10 and? Satisfies Equations 11 and 12, the matrix S satisfies Equation 13.

[식 8][Equation 8]

Figure 112008069066807-pat00008
Figure 112008069066807-pat00008

[식 9][Equation 9]

Figure 112008069066807-pat00009
Figure 112008069066807-pat00009

[식 10][Equation 10]

Figure 112008069066807-pat00010
Figure 112008069066807-pat00010

[식 11][Equation 11]

Figure 112008069066807-pat00011
Figure 112008069066807-pat00011

[식 12][Equation 12]

Figure 112008069066807-pat00012
Figure 112008069066807-pat00012

[식 13][Formula 13]

S = XYZS = XYZ

즉, 변환 행렬 T를 산출함으로써, 평행이동, 회전, 확대, 축소, 및 전단 변형을 고려한 교정이 가능해진다. 그래서, 다음으로 변환 행렬 T를 산출하는 방법에 대하여 설명한다.In other words, by calculating the transformation matrix T, it becomes possible to perform correction taking into consideration translation, rotation, expansion, reduction, and shearing deformation. Next, a method of calculating the transformation matrix T will be described.

일반적으로, 3점 a, b, c가 아핀 변환에 의해 점 a', b', c'로 사상될 때, 이 아핀 변환을 나타내는 변환 행렬 T는, 점 a, b, c의 좌표와 점 a', b', c'의 좌표로부터 다음과 같이 산출할 수 있다.In general, when three points a, b, and c are mapped to points a ', b', and c 'by affine transformation, the transformation matrix T representing affine transformation is obtained by multiplying the coordinates of points a, b, ', b', c 'as follows.

먼저, xy 좌표계에서,First, in the xy coordinate system,

점 a의 좌표를 (xa, ya)T Let the coordinates of point a be (x a , y a ) T

점 b의 좌표를 (xb, yb)T Let the coordinates of point b be (x b , y b ) T

점 c의 좌표를 (xc, yc)T Let the coordinates of point c be (x c , y c ) T

점 a'의 좌표를 (xa', ya')T Let the coordinates of point a 'be (x a ', y a ') T

점 b'의 좌표를 (xb', yb')T Let the coordinates of point b 'be (x b ', y b ') T

점 c'의 좌표를 (xc', yc')T Let the coordinates of point c 'be (x c ', y c ') T

가 되는 열 벡터로 나타낸다. 여기서, 전술한 위첨자 문자인 "T"는 전치를 나타낸다. 그러면, 점 a, b, c와 점 a', b', c'의 좌표를 사용하여, 하기의 식 14에 의해 나타내는 행렬 P와 하기의 식 15에 의해 나타내는 행렬 Q를 정의할 수 있다.As shown in FIG. Here, the superscript character "T" represents transposition. Then, using the coordinates of the points a, b, c and the points a ', b', c ', a matrix P represented by the following expression 14 and a matrix Q represented by the following expression 15 can be defined.

[식 14][Equation 14]

Figure 112008069066807-pat00013
Figure 112008069066807-pat00013

[식 15][Formula 15]

Figure 112008069066807-pat00014
Figure 112008069066807-pat00014

여기서, 식 3으로부터, 3점 a, b, c와 3점 a', b', c'와의 관계는, 하기의 식 16과 같이 나타낼 수 있다.From the equation 3, the relationship between the three points a, b, and c and the three points a ', b', and c 'can be expressed by the following equation (16).

[식 16][Formula 16]

TP=QTP = Q

이다. 3점 a, b, c의 위치를 적절하게 선택하면, 행렬 P는 정칙 행렬이 되고, 역행열 P-1가 존재한다. 그래서, 양 변의 우측으로부터, 역행열 P-1를 곱하여 식 17을 얻을 수 있다.to be. When the positions of the three points a, b, and c are appropriately selected, the matrix P becomes a regular matrix, and the backward column P -1 exists. Thus, Equation 17 can be obtained by multiplying the inverse column P -1 by the right side of both sides.

[식 17][Formula 17]

T =QP-1 T = QP -1

따라서, 산출부(202)는, 식 17로부터 변환 행렬 T를 산출할 수 있다. 즉, 행렬 P가 정칙 행렬이 되도록 적절한 위치의 3점 a, b, c를 정하고, 이 3점이 변환 행렬 T에 의해 사상된 점 a', b', c'의 위치를 알 수 있으면, 변환 행렬 T는 산출될 수 있다. 본 실시예에서는, 점 a', b', c'의 위치를 알기 위해 교정 패턴에 따른 LED 광의 조사가 행해진다.Therefore, the calculation unit 202 can calculate the transformation matrix T from the equation (17). That is, if three points a, b and c at appropriate positions are determined so that the matrix P becomes a regular matrix and the positions of the points a ', b' and c 'mapped by the transformation matrix T can be known from these three points, T can be calculated. In this embodiment, the LED light is irradiated in accordance with the calibration pattern to know the positions of the points a ', b' and c '.

도 4는 교정 패턴의 예를 나타낸 도면이다. 도 4에는 3개의 교정 패턴의 예를 나타내지만, 이들은 모두 행렬 P가 정칙 행렬이 되도록 위치가 결정된 3점 a, b, c를 서로 구별 가능하도록 표현한 패턴이다.4 is a diagram showing an example of a calibration pattern. FIG. 4 shows an example of three calibration patterns, but these are patterns in which three points a, b, and c determined to be positioned so that the matrix P becomes a regular matrix are distinguishable from each other.

교정 패턴은, 교정량마다, 예를 들면 산출부(202)가 생성해도 되고, 미리 생성되어 기억 장치에 기억되어 있어도 된다.The calibration pattern may be generated by the calculation unit 202 for each calibration amount, or may be generated in advance and stored in the storage device.

교정 패턴은 DMD(106)로의 입력 패턴의 일종이므로, 도 3과 마찬가지로, 온 상태를 나타낸 백색과 오프 상태를 나타낸 검은색의 2진값 화상으로서 나타낼 수 있다. 또한, 도 3에서 설명한 바와 같이, 본 실시예에서 uv 좌표계는 xy 좌표계와 동일하다고 볼 수 있으므로, 도 4에는 x축과 y축을 도시하였다.Since the calibration pattern is a kind of input pattern to the DMD 106, it can be represented as a black binary value image showing the white state indicating the ON state and an OFF state indicating the ON state. 3, since the uv coordinate system is considered to be the same as the xy coordinate system in this embodiment, the x-axis and the y-axis are shown in Fig.

교정 패턴(340)에는, 직경이 상이한 3개의 원(써클)이 배치되어 있고, 직경의 상이에 따라 3점이 구별될 수 있다. 즉, 가장 직경의 작은 원의 중심이 점 a이며, 직경이 2번째로 작은 원의 중심이 점 b이며, 가장 직경의 큰 원의 중심이 점 c이다. 서로 직경이 상이한 원은, 서로 면적도 상이하므로, 화상 처리에 의해 용이하게 서로를 구별하여 인식할 수 있다.In the calibration pattern 340, three circles having different diameters are arranged, and three points can be distinguished according to the difference in diameter. That is, the center of a circle having the smallest diameter is the point a, the center of the circle having the second smallest diameter is the point b, and the center of the circle having the largest diameter is the point c. Since the circles having different diameters are different in area from each other, they can be distinguished from each other easily by image processing.

교정 패턴(341)에서는, 형상의 상이에 따라 3점을 구별하고 있다. 즉, 직사각형의 중심이 점 a이며, 마름모의 중심이 점 b이며, 삼각형의 중심이 점 c이다.In the calibration pattern 341, three points are distinguished according to the shape. That is, the center of the rectangle is point a, the center of the rhombus is point b, and the center of the triangle is point c.

교정 패턴(342)에서는, 2개의 선분으로 이루어지는 도형을 사용하여 3점을 구별하고 있다. 교정 패턴(342)에서, y축에 평행한 선분의 한쪽의 끝점이 점 a이며, 다른 한쪽의 끝점이 점 b이다. 또한, x축에 평행한 선분의, 선분 ab에 접하고 있지 않은 쪽의 끝점이 점 c이다. 여기서, 선분 ab와 x축에 평행한 선분과의 접점을 점 w라고 하면, 점 a와 점 w의 거리 aw와 점 b와 점 w의 거리 bw가 서로 상이하도록, 점 a, b, c의 위치가 결정될 수 있다.In the calibration pattern 342, three points are distinguished by using a figure composed of two line segments. In the calibration pattern 342, one end point of a line segment parallel to the y-axis is point a and the other end point is point b. The end point of the line segment parallel to the x-axis that is not in contact with the line segment ab is the point c. Here, if the contact point between the line ab and the line segment parallel to the x-axis is a point w, the distance a between the points a and w and the distance bw between the points b and w are different from each other. Can be determined.

물론, 도 4에 예시한 이외의 교정 패턴도 이용 가능하다. 예를 들면, 3변의 길이가 서로 상이한 삼각형만으로 이루어지는 패턴이라도, 3변의 길이에 기초하여, 3개의 정점을 서로 구별 가능하므로, 교정 패턴으로서 이용할 수 있다. 또한, 서로 구별 가능한 4점 이상의 점을 표현한 패턴을 사용하여, 그 중에서 특정한 3점만을 교정에 사용해도 된다. 요컨대, 변환 행렬 T가 아핀 변환을 나타내는 수학적 모델을 채용하는 경우, 3점을 서로 구별하는 것이 가능하면, 교정 패턴은 어떠한 형상의 패턴이라도 된다.Of course, other calibration patterns than those illustrated in Fig. 4 are available. For example, even in the case of a pattern consisting only of triangles whose three sides are different from each other, since the three vertices can be distinguished from each other based on the length of three sides, they can be used as a calibration pattern. It is also possible to use a pattern expressing four or more points that can be distinguished from each other, and only a specific three points among them may be used for calibration. In short, when the transformation matrix T adopts a mathematical model indicating the affine transformation, the calibration pattern may be any shape of the pattern as long as it is possible to distinguish the three points from each other.

그런데, 교정 패턴에 따라, 광이 조사된 피가공물(102)을 CCD 카메라(112)가 촬상하면, 전술한 바와 같이, 변환 행렬 T에 의해 변형된 출력 패턴을 포함하는 화상을 얻을 수 있다. 변환 행렬 T를 산출하기 위해서는, 이 출력 패턴으로부터, 점 a', b', c'의 위치를 인식할 필요가 있다.By the way, according to the calibration pattern, when the CCD camera 112 picks up the workpiece 102 to which the light is irradiated, an image including the output pattern modified by the transformation matrix T can be obtained as described above. In order to calculate the transformation matrix T, it is necessary to recognize the positions of the points a ', b' and c 'from this output pattern.

여기서, 변환 행렬 T에 의한 변형의 원인은, 레이저 가공 장치(100)에 잠복하는 어긋남이나 불균일이므로, 변환 행렬 T에 의한 변형의 정도는, 극단적을 크지는 않다. 따라서, 다소 교정 패턴이 변형되어도 "3점이 구별 가능하다"라는 성질이 유지되도록, "3점 a, b, c의 구별하기 쉬운 정도"를 높게한 교정 패턴을 사용함으로써, 출력 패턴에서의 점 a', b', c'를 서로 구별하여 인식할 수 있게 된다.Here, the cause of deformation due to the transformation matrix T is a deviation or unevenness that is latent in the laser machining apparatus 100, so that the degree of deformation by the transformation matrix T is not extreme. Therefore, even if the calibration pattern is somewhat deformed, by using the calibration pattern in which the degree of "easy discrimination of three points a, b, c is high" so as to maintain the property that "three points are distinguishable" ', b', c 'can be distinguished from each other and recognized.

예를 들면, 교정 패턴(340)의 예에서는, 3개의 원의 직경이 상이하면, 3점 a, b, c가 구별 가능하다. 그러나, 이 구별하기 용이한 정도는 3개의 원의 직경의 비에 따라 상이하다.For example, in the example of the calibration pattern 340, if the diameters of the three circles are different, the three points a, b, and c can be distinguished. However, this easily distinguishable degree differs depending on the ratio of the diameters of the three circles.

만약, 3개의 직경의 값이 근사하다면, 3개의 원은, 변환 행렬 T에 의해, 거의 구별 불가능한 3개의 타원(또는 원)으로 사상될 수도 있다. 그러나, 3개의 직경의 값이 서로 많이 다르면, 3개의 원은, 변환 행렬 T에 의해 변형된 출력 패턴에서도, 서로 면적이 많이 다르고, 구별이 용이한 3개의 타원(또는 원)으로 사상된다. 따라서, 3 점 a', b', c'는 구별 가능하다. 즉, 3개의 타원(또는 원) 각각의 중심을 3 점 a', b', c'로서 인식할 수 있다.If the values of the three diameters are approximate, the three circles may be mapped to three ellipses (or circles) which are almost indistinguishable by the transformation matrix T. However, if the values of the three diameters are much different from each other, the three circles are mapped to three ellipses (or circles) which are different in area from each other and easy to distinguish even in the output pattern modified by the transformation matrix T. Thus, the three points a ', b', c 'are distinguishable. That is, the center of each of the three ellipses (or circles) can be recognized as three points a ', b', and c '.

즉, 교정 패턴(340)의 예에서는, 3개의 원의 직경이 서로 많이 다를수록, 3점 a, b, c를 구별하기 용이한 정도가 높다. 교정 패턴(340)에서 3개의 원의 직경 이 어느 정도 상이하면, 출력 패턴에서 3점 a', b', c'가 구별 가능한지는 실시예에 따라 상이하다. 따라서, 예비적인 실험을 행하여, 3개의 원의 직경을 정해도 된다.That is, in the example of the calibration pattern 340, as the diameters of the three circles are much different from each other, the degree of easiness of distinguishing the three points a, b, and c is high. Whether the three points a ', b', c 'in the output pattern are distinguishable depends on the embodiment, when the diameters of the three circles in the calibration pattern 340 are somewhat different. Therefore, a preliminary experiment may be performed to determine the diameter of the three circles.

교정 패턴(341)에서는, 삼각형과 사각형은 출력 패턴에서도 용이하게 구별 가능하다. 또한, 예를 들면, 직사각형의 2변의 길이가 많이 다르도록 하거나, 직사각형과 마름모의 면적이 많이 다르면, 출력 패턴에서 "3점이 구별 가능하다"라는 성질이 유지된다. 따라서, 출력 패턴에서 3개의 도형 각각의 중심을 3점 a', b', C'로서 인식할 수 있다.In the calibration pattern 341, triangles and squares are easily distinguishable in the output pattern. For example, if the lengths of the two sides of the rectangle are greatly different, or if the areas of the rectangle and rhombus are different from each other, the property that "three points are distinguishable" is maintained in the output pattern. Therefore, the center of each of the three graphic forms in the output pattern can be recognized as three points a ', b', and C '.

교정 패턴(342)에 대해서도, 2개의 거리 aw와 bw가 서로 많이 다르게 함으로써, 출력 패턴에서 "3점이 구별 가능하다"라는 성질이 유지되고, 3점 a', b', c'를 서로 구별하여 인식할 수 있다.As for the calibration pattern 342, the two distances aw and bw are greatly different from each other, so that the property that "three points are distinguishable" is maintained in the output pattern, and the three points a ', b', c ' Can be recognized.

다음에, 도 5를 참조하여, 이와 같은 교정 패턴을 사용하여 변환 행렬 T를 산출하는 처리에 대하여 설명한다.Next, with reference to FIG. 5, a process of calculating the transformation matrix T using such a calibration pattern will be described.

도 5는 제1 실시예에서의 변환 파라미터로서의 변환 행렬 T의 산출 단계를 나타내는 흐름도이다.5 is a flowchart showing the calculation step of the transformation matrix T as the transformation parameter in the first embodiment.

단계 S101에서, 산출부(202)는, 예를 들면 도 4에 예시한 바와 같은 교정 패턴을 작성하고, 공간 변조 제어부(204)에 출력한다. 또는, 산출부(202)는, 미리 기억 장치에 저장된 교정 패턴을 단계 S101에서 판독해도 된다.In step S101, the calculation unit 202 generates a calibration pattern as shown in Fig. 4, for example, and outputs the calibration pattern to the spatial modulation control unit 204. [ Alternatively, the calculating unit 202 may read the calibration pattern stored in advance in the storage device in step S101.

교정 패턴은 DMD(106)에 입력 패턴으로서 지정되며, 2진값 화상으로서 표현될 수 있다. 따라서, 도 5에서는 단계 S101을 "DMD 화상 작성"이라고 표현하고 있 다.The calibration pattern is designated as an input pattern in the DMD 106 and can be represented as a binary value image. Therefore, in Fig. 5, step S101 is referred to as "DMD image creation ".

다음에, 단계 S102에서, 산출부(202)는 교정 패턴의 데이터로부터 3점 a, b, c의 좌표를 취득한다.Next, in step S102, the calculating unit 202 obtains the coordinates of the three points a, b, and c from the data of the calibration pattern.

예를 들면, 도 4의 교정 패턴(340)의 경우, 산출부(202)는, 화상 인식 처리에 의해, 교정 패턴으로부터 "백색"의 원을 3개 인식하고, 인식된 3개의 원의 중심(즉 무게 중심)의 좌표를 각각 산출하여 취득한다. 이들 3개의 좌표가 점 a, b, c의 좌표이다.For example, in the case of the calibration pattern 340 of Fig. 4, the calculation unit 202 recognizes three circles of "white" from the calibration pattern by the image recognition process, That is, the center of gravity) is calculated and acquired. These three coordinates are the coordinates of points a, b, and c.

그리고, 단계 S103에서, 선택부(206)가 LED 광원(116)을 광원으로서 선택한다. 또한, 교정 패턴에 따라, 미소 미러의 온 상태와 오프 상태를 전환하도록, 공간 변조 제어부(204)가 DMD(106)를 제어한다. 이에 따라, LED 광원(116)으로부터 출사된 LED 광이, 교정 패턴에 따라 공간 변조되고, DMD(106)를 통하여 피가공물(102)의 표면에 투영된다(즉, 조사된다).In step S103, the selection unit 206 selects the LED light source 116 as a light source. Further, in accordance with the calibration pattern, the spatial modulation control unit 204 controls the DMD 106 so as to switch the on state and the off state of the micromirror. Thus, the LED light emitted from the LED light source 116 is spatially modulated in accordance with the calibration pattern, and projected (i.e., irradiated) onto the surface of the workpiece 102 through the DMD 106.

이어서, 단계 S104에서, CCD 카메라(112)가 피가공물(102)을 촬상하고, 취입부(201)가 촬상된 화상의 데이터를 CCD 카메라(112)로부터 받아들인다[즉, 캡쳐(capture)한다]. 이 화상에는, 교정 패턴에 대응하는 출력 패턴이 존재한다.Then, in step S104, the CCD camera 112 picks up the workpiece 102, and the take-in unit 201 receives (i.e., captures) the image data of the picked-up image from the CCD camera 112 . In this image, there is an output pattern corresponding to the calibration pattern.

다음의 단계 S105에서, 산출부(202)는, 취입부(201)가 받아들인 화상의 출력 패턴으로부터, 3점 a', b', c'의 좌표를 다음과 같이 취득한다.In the next step S105, the calculating unit 202 obtains the coordinates of the three points a ', b' and c 'from the output pattern of the image received by the taking unit 201 as follows.

본 실시예에서는, 취입부(201)가 받아들인 화상은 그레이 스케일 화상이다. 물론, 다른 실시예에서는, 컬러 화상을 촬상하는 CCD 카메라(112)를 사용해도 되지만, 그러한 경우도 하기와 마찬가지로 하여, 산출부(202)는 3점 a', b', c'의 좌표 를 취득한다.In this embodiment, the image received by the accepting unit 201 is a grayscale image. Of course, in another embodiment, the CCD camera 112 for picking up a color image may be used. In such a case, however, the calculating unit 202 calculates the coordinates of the three points a ', b' and c ' do.

산출부(202)는, 먼저 취입부(201)가 받아들인 화상을 흑백 2진값 화상으로 변환한다. 이 2진값화는, 예를 들면, 각 화소의 휘도값과 임계값의 비교에 기초하여 행해진다. 변환된 흑백 2진값 화상에서, 백색 영역은 LED 광이 조사된 영역 부분이며, 검은색 영역은 LED 광이 조사되지 않은 영역이다. 산출부(202)는 변환된 흑백 2진값 화상을 사용하여 이하의 처리를 행한다.The calculating unit 202 first converts the image received by the receiving unit 201 into a monochrome binary image. This binarization is performed based on, for example, a comparison between the luminance value and the threshold value of each pixel. In the converted monochrome binary image, the white area is the area irradiated with the LED light, and the black area is the area not irradiated with the LED light. The calculation unit 202 performs the following processing using the converted monochrome binary image.

예를 들면, 도 4의 교정 패턴(340)이 사용되는 경우, 산출부(202)는, 화상 인식 처리에 의해, 원 또는 타원에 가까운 형상의 존재 및 위치를 인식한다. 그 결과, 3개의 형상이 인식된다. 교정 패턴(340)의 예에서는, 3개의 원의 면적이 작은 순서대로, 각각 점 a, b, c에 대응한다. 따라서, 산출부(202)는, 인식된 3개의 형상의 면적을 산출하고, 그 면적이 작은 차례대로 각각 형상을 점 a', b', c'에 대응시킨다. 또한, 산출부(202)는, 인식된 3개의 형상 각각의 중심의 좌표를 산출하고, 이들 3개의 좌표를 3점 a', b', c'의 좌표로서 취득한다.For example, when the calibration pattern 340 of FIG. 4 is used, the calculating unit 202 recognizes the existence and position of a circle or an ellipse-like shape by image recognition processing. As a result, three shapes are recognized. In the example of the calibration pattern 340, the areas of the three circles correspond to points a, b, and c, respectively, in ascending order. Accordingly, the calculating unit 202 calculates the areas of the three recognized shapes, and makes the shapes correspond to the points a ', b', and c ', respectively, in the order of small area. Further, the calculating unit 202 calculates the coordinates of the center of each of the three recognized shapes, and acquires these three coordinates as the coordinates of the three points a ', b', and c '.

다른 교정 패턴이 사용되는 경우도 마찬가지로서, 산출부(202)는 출력 패턴을 나타내는 흑백 2진값 화상으로부터 3점 a', b', c'의 좌표를 단계 S105에서 취득한다.Similarly, when another calibration pattern is used, the calculating unit 202 acquires the coordinates of the three points a ', b', and c 'from the monochrome binary image representing the output pattern in step S105.

이어서, 단계 S106에서 산출부(202)는 전술한 식 17에 따라 변환 행렬 T를 산출한다. 여기서, 행렬 Q는 단계 S105에서 얻은 3점 a', b', c'의 좌표로부터 식 15에 의해 정의되고, 행렬 P는 단계 S102에서 얻은 3점 a, b, c의 좌표로부터 식 14에 의해 정의된다.Subsequently, in step S106, the calculation unit 202 calculates the transformation matrix T according to the above-mentioned equation (17). Here, the matrix Q is defined by the equation 15 from the coordinates of the three points a ', b' and c 'obtained in the step S105, and the matrix P is calculated from the coordinates of the three points a, b and c obtained in the step S102 Is defined.

또한, 식 16에 대하여 설명한 바와 같이, 본 실시예에서 행렬 P는 정칙 행렬이므로 산출부(202)는 단계 S106에서 역행열 P-1를 산출할 수 있다. 역행열의 계산 방법은 다양한 방법이 알려져 있고, 임의의 방법을 채용할 수 있다.Further, as described with respect to the expression (16), in the present embodiment, the matrix P is a regular matrix, and therefore the calculation section 202 can calculate the backward row P -1 in the step S106. Various methods are known for calculating the inverse column, and any method can be employed.

산출부(202)는, 이와 같이 하여 작성된 변환 행렬 T의 데이터를, 도 2에서는 도시하지 않은 RAM 또는 하드 디스크 등의 기억 장치에 저장한다.The calculation unit 202 stores the data of the transformation matrix T thus created in a storage device such as a RAM or a hard disk not shown in Fig.

마지막으로, 단계 S107에서 산출부(202)는, 변환 행렬 T로부터 그 역행열인 역변환 행렬 T'(=T-1)를 산출한다. 역변환 행렬 T'는, 변환 파라미터로서의 변환 행렬 T에 의한 변환의 역변환을 나타내는 역변환 파라미터이다. 산출부(202)는 역변환 행렬 T'의 데이터도 기억 장치에 저장한다.Finally, in step S107, the calculation unit 202 calculates an inverse transformation matrix T '(= T -1 ) that is a backward train from the transformation matrix T. The inverse transformation matrix T 'is an inverse transformation parameter indicating an inverse transformation of the transformation by the transformation matrix T as a transformation parameter. The calculation unit 202 also stores the data of the inverse transformation matrix T 'in the storage device.

이상, 도 5의 처리, 즉 교정은 종료한다. 교정 종료 후, 역변환 행렬 T'에 따른 조정이 행해진 레이저 발진기(103)로부터의 레이저광의 조사가 행해진다. 그리고, 역변환 행렬 T'는 변환 행렬 T로부터 산출되므로 역변환 행렬 T'에 기초한 조정은, 간접적으로는 변환 행렬 T에 기초한 조정인 것에 주의해야 한다.Thus, the process of Fig. 5, that is, the calibration is terminated. After the end of the calibration, irradiation with the laser beam from the laser oscillator 103, which has been adjusted according to the inverse transformation matrix T ', is performed. And, since the inverse transformation matrix T 'is calculated from the transformation matrix T, it should be noted that the adjustment based on the inverse transformation matrix T' is an adjustment based indirectly on the transformation matrix T.

도 6은 제1 실시예에서의 조정 방법을 설명하는 도면이다.6 is a diagram for explaining an adjustment method in the first embodiment.

도 6의 조사 패턴(310)과 DMD 전송용 데이터(320)는 도 3과 같다. 또한, 도 6은 도 3과 같은 변환 행렬 T를 사용하여 설명하는 도면이다.The irradiation pattern 310 of FIG. 6 and the data 320 for DMD transmission are shown in FIG. 6 is a diagram for explaining using the transformation matrix T as shown in Fig.

제1 실시예에서는, 도 2의 산출부(202)가, 이미 산출하여 기억 장치에 저장된 변환 행렬 T와 역변환 행렬 T'를 조정부(203)에 출력한다.In the first embodiment, the calculation unit 202 of FIG. 2 outputs the transformation matrix T already calculated and stored in the storage device and the inverse transformation matrix T 'to the adjustment unit 203.

또한, 조정부(203)가, 조작부(114)로부터 조사 패턴(310)을 받아서, DMD 전 송용 데이터(320)를 생성한다. 조정부(203)는, 또한 DMD 전송용 데이터(320)를 역변환 행렬 T'에 의해 변환하여 DMD 전송용 데이터(321)를 생성하고, 공간 변조 제어부(204)에 출력한다.The adjustment unit 203 also receives the irradiation pattern 310 from the operation unit 114 and generates the DMD transfer data 320. [ The adjustment unit 203 further converts the DMD transmission data 320 by the inverse transformation matrix T 'to generate the DMD transmission data 321 and outputs the data to the spatial modulation control unit 204. [

그리고, 공간 변조 제어부(204)는, DMD 전송용 데이터(321)를 DMD(106)로의입력 패턴으로서 지정하고, DMD(106)를 제어한다. 즉, 조정부(203)는, 공간 변조 제어부(204)를 통하여, DMD(106)에 입력 패턴으로서 DMD 전송용 데이터(321)를 지정하는 기능을 가진다.The spatial modulation control unit 204 designates the DMD transfer data 321 as an input pattern to the DMD 106 and controls the DMD 106. [ That is, the adjustment unit 203 has a function of designating the DMD transfer data 321 as an input pattern to the DMD 106 through the spatial modulation control unit 204. [

도 6에 나타낸 예에서는, 도 3과 마찬가지로, 변환 행렬 T는, x축의 플러스 방향으로의 이동과 반시계 방향의 약 15°의 회전을 합성한 변환을 나타낸다. 따라서, 도 6에서, 역변환 행렬 T'에 의해 변환된 DMD 전송용 데이터(321)는, DMD 전송용 데이터(320)의 패턴을 시계 방향으로 약 15° 회전시키고, x축의 마이너스 방향으로 이동한 패턴이다.In the example shown in Fig. 6, as in Fig. 3, the transformation matrix T represents a transformation in which the movement in the positive direction of the x-axis and the rotation in the counterclockwise direction of about 15 are combined. 6, the DMD transfer data 321 transformed by the inverse transformation matrix T 'rotates the pattern of the DMD transfer data 320 in the clockwise direction by about 15 degrees, and moves the pattern in the minus direction of the x axis to be.

여기서, 도 2의 선택부(206)가 레이저 발진기(103)를 광원으로서 선택하면, 레이저 발진기(103)로부터 레이저광이 출사된다. 이 레이저광은, DMD 전송용 데이터(321)가 입력 패턴으로서 지정된 DMD(106)를 통하여 피가공물(102) 상에 조사된다. 본 실시예에서는, 여기서 CCD 카메라(112)가 피가공물(102)을 촬상하고, 조정부(203)가 CCD 카메라(112)로부터 화상을 받아들인다. 이와 같이 하여 받아들여진 화상이 도 6의 라이브 화상(331)이다.Here, when the selector 206 of FIG. 2 selects the laser oscillator 103 as a light source, laser light is emitted from the laser oscillator 103. This laser light is irradiated onto the workpiece 102 through the DMD 106 specified as the input pattern by the DMD transfer data 321. In the present embodiment, the CCD camera 112 images the workpiece 102, and the adjustment unit 203 receives an image from the CCD camera 112. [ The image thus received is the live image 331 in Fig.

도 6에 나타낸 바와 같이, 라이브 화상(331)에 나타내는 출력 패턴은, 역변환 행렬 T'에 의한 변형과 변환 행렬 T에 의한 변형이 상쇄되므로, 조사 패턴(310) 과 동일한 패턴이다. 그리고, "라이브 화상(331) 상의 출력 패턴과 조사 패턴(310)이 동일하다"는 것은 정확하게는, "식 3에 의한 수학적 모델과 실제로 생기는 변환과의 차이 등에 의한 오차를 무시하면 동일하다"는 의미이다. 이하의 설명에서도, 특별히 언급하지 않는 한 이 의미로 "동일하다"라는 용어를 사용한다.6, the output pattern shown in the live image 331 is the same pattern as the irradiation pattern 310 because the deformation caused by the inverse transformation matrix T 'and the deformation caused by the transformation matrix T cancel each other out. The fact that the output pattern on the live image 331 and the irradiation pattern 310 are the same is precisely the same when the error due to the difference between the mathematical model expressed by Equation 3 and the actual transformation is ignored It means. In the following description, the term "is the same" is used in this sense unless otherwise stated.

라이브 화상(331) 상의 출력 패턴이 조사 패턴(310)과 동일하다는 것은, 조정부(203)에 의한 조정에 의해, 가공해야 할 위치에 가공해야 할 형상으로 정확하게 레이저광이 조사되고, 이 정확한 조사가 라이브 화상(331)으로서 촬상되었다는 의미이다.The fact that the output pattern on the live image 331 is the same as the irradiation pattern 310 means that the adjustment is performed by the adjustment section 203 so that the laser beam is accurately irradiated to the position to be machined in the shape to be machined, It means that the image is captured as the live image 331.

그리고, DMD 전송용 데이터(320과 321)를 비교하면 알 수 있는 바와 같이, 역변환 행렬 T'에 의한 변환의 결과, 미소 미러를 온 상태로 해야 할 것을 나타내는 백색 부분이, DMD 전송용 데이터(321)에서는As can be seen by comparing the DMD transmission data 320 and 321, as a result of the conversion by the inverse transformation matrix T ', the white portion indicating that the micromirror should be turned on is the DMD transmission data 321 )

u<0 또는 640≤u 또는 v<0 또는 480≤vu < 0 or 640? u or v < 0 or 480? v

가 되는 범위를 초과할 가능성이 있다. 그러므로, 본 실시예에서는, 조사 패턴(310)을 나타내는 화상의 화소 수(예를 들면, 640×480화소)보다 많은(예를 들면, 800×600개의) 미소 미러를 구비한 DMD(106)가 사용된다. 이 경우, 도 3 또는 도 6에 나타낸 바와 같이, DMD(106)에 지정되는 입력 패턴인 DMD 전송용 데이터(320)를 나타내는 화상은, 조사 패턴(310)을 나타내는 화상의 주위를 검은색(즉, 광을 조사 하지 않는 것을 나타내는) 마진으로 둘러싼 화상이다.May be exceeded. Therefore, in the present embodiment, the DMD 106 having more (for example, 800x600) micromirrors than the number of pixels (for example, 640x480 pixels) of the image representing the irradiation pattern 310 Is used. In this case, as shown in FIG. 3 or 6, the image representing the DMD transmission data 320, which is the input pattern designated to the DMD 106, , Indicating that the light is not irradiated).

여기서, 변환 행렬 T는, 레이저 가공 장치(100)에 존재하는 불균일이나 어긋남의 영향을 나타낸다. 또한, 이와 같은 불균일이나 어긋남은 레이저 가공 장 치(100)의 사양에서 허용되는 범위 내에 들어간다. 따라서, 변환 행렬 T에 의한 변형의 정도도 극단적으로 크지는 않다. 즉, 극단적으로 큰 마진은 필요없다. 예를 들면, 실험적으로 필요한 마진의 양을 추측하고, 추측된 마진의 양에 따라 DMD(106)에 필요한 미소 미러의 개수를 정해도 된다.Here, the transformation matrix T represents the influence of non-uniformity or deviation existing in the laser processing apparatus 100. Such unevenness or deviation falls within a range allowed by the specification of the laser processing apparatus 100. [ Therefore, the degree of transformation by the transformation matrix T is not extremely large. That is, an extremely large margin is not necessary. For example, the number of micromirrors required for the DMD 106 may be determined based on the amount of margin required experimentally and the amount of the estimated margin.

다음에, 도 7∼도 11을 참조하여, 제2 실시예와 제3 실시예에 대하여 설명한다. 제2 실시예와 제3 실시예에서는, 변환 파라미터를 취득한 후의, 레이저광의 조사를 조정하는 조정 방법, 즉 조정부(203)의 동작이 제1 실시예와 상이하다. 변환 파라미터에 의해 나타내는 변환을 상쇄하는 조정 방법은 여러가지 존재하므로, 실시예에 따라 적절한 조정 방법을 채용하는 것이 바람직하다.Next, the second embodiment and the third embodiment will be described with reference to Figs. 7 to 11. Fig. In the second embodiment and the third embodiment, the adjustment method of adjusting the irradiation of the laser light, that is, the operation of the adjustment unit 203 after obtaining the conversion parameters, is different from that of the first embodiment. There are various adjustment methods for canceling the conversion indicated by the conversion parameter, and therefore, it is preferable to employ an appropriate adjustment method according to the embodiment.

도 7은 제2 실시예와 제3 실시예에서의 조정 방법을 설명하는 전제로서 입력 패턴으로부터 출력 패턴으로의 변환의 예를 설명하는 도면이다. 도 7의 내용은 도 3과 유사하지만, 설명의 편의 상, 도시하는 방법이 도 3과 도 7은 상이하다.7 is a diagram for explaining an example of conversion from an input pattern to an output pattern as a premise for explaining the adjustment method in the second embodiment and the third embodiment. The contents of FIG. 7 are similar to those of FIG. 3, but the method shown in FIG. 3 differs from that of FIG. 7 for convenience of explanation.

그리고, 제2 실시예와 제3 실시예에서는, 도 8과 도 10에 나타낸 바와 같이 제어부(113)의 구성이, 제1 실시예에서의 도 2의 구성과는 일부 상이하지만, 도 7에 대해서는, 도 2와의 차이에 의한 영향은 없다.In the second and third embodiments, as shown in Figs. 8 and 10, the configuration of the control section 113 is partially different from the configuration of Fig. 2 in the first embodiment, , There is no influence due to the difference from Fig.

도 7의 화상(300)은, 스테이지(101)에 탑재된 피가공물(102)을, 조명용 광원(111)으로부터의 조명광만이 조사된 상태에서, CCD 카메라(112)가 촬상한 화상이다. 도 7의 예에서는, 피가공물(102) 상에 3개의 직선형의 회로 패턴이 존재한다.7 is an image captured by the CCD camera 112 in a state where only the illumination light from the illumination light source 111 is irradiated onto the workpiece 102 mounted on the stage 101. [ In the example of Fig. 7, there are three linear circuit patterns on the workpiece 102. Fig.

화상(300)이 취입부(201)에 의해 받아들여지고, 모니터(115)에 출력되면, 오퍼레이터는, 조작부(114)를 통하여 가공 대상 범위를 지정한다. 지정된 범위는, 화상(300) 점으로 칠한 직사각형의 범위이다.When the image 300 is received by the take-in unit 201 and output to the monitor 115, the operator designates the machining object range through the operation unit 114. [ The specified range is a range of rectangles painted with the image 300 points.

공간 변조 제어부(204)는, 조작부(114)로부터의 지정을 받고, 이 지정에 기초하여 조사 패턴(311)을 생성한다. 조사 패턴(311)을 나타내는 화상은, 화상(300) 상에서 지정된 직사각형의 범위가 백색이며, 그 외는 검은색 화상이다. 조사 패턴(311)에 대응하여 DMD(106)에 지정되는 입력 패턴은, 도시하지 않지만, 조사 패턴(311)의 주위를 단지 검은색 마진으로 둘러싼 화상에 의해 나타낼 수 있다. 공간 변조 제어부(204)는 조사 패턴(311)에 대응하는 DMD(106)로의 입력 패턴도 생성한다.The spatial modulation control unit 204 receives a designation from the operation unit 114 and generates an irradiation pattern 311 based on this designation. In the image representing the irradiation pattern 311, the range of the rectangle specified on the image 300 is white, and the other is a black image. The input pattern designated to the DMD 106 in correspondence to the irradiation pattern 311 can be represented by an image surrounded by only the black margin around the irradiation pattern 311 although not shown. The spatial modulation control unit 204 also generates an input pattern to the DMD 106 corresponding to the irradiation pattern 311. [

만약, 조사 패턴(311)에 대응하는 입력 패턴의 지시에 따라 DMD(106)에 의해 공간 변조된 레이저광이 피가공물(102) 상에 조사되고, 피가공물(102)을 CCD 카메라(112)가 촬상하면, 라이브 화상(332)을 얻을 수 있다. 도 7의 예에서는, 라이브 화상(332)에서 실제로 레이저광이 조사된 범위는, 점으로 칠한 직사각형의 범위이며, 화상(300)에 대하여 지정된 가공해야 할 범위와는 상이하다.Modulated by the DMD 106 is irradiated onto the workpiece 102 in accordance with the instruction of the input pattern corresponding to the irradiation pattern 311 and the workpiece 102 is irradiated by the CCD camera 112 Upon image capture, a live image 332 can be obtained. In the example of Fig. 7, the range in which the laser beam is actually irradiated in the live image 332 is a range of rectangles painted with dots and is different from the range to be machined specified for the image 300. [

화상(300)과 라이브 화상(332)을 비교하면, 회로 패턴의 위치, 방향 및 형상은 같다. 그러나, 화상(300)에서 지정되고, DMD(106)에 주어진 입력 패턴과는 상이한 패턴으로 레이저광이 조사된 것을 알 수 있다. 이 입력 패턴으로부터 출력 패턴의 변환은 변환 행렬 T에 의해 나타낸다. 그리고, 도 3과 도 7에서 같은 "T"라는 문자를 사용하고 있지만, 변환 행렬 T의 개개의 요소의 구체적인 값은 도 3과 도 7에서 상이하다. 도 7에서는 간단하게 하기 위하여, 변환 행렬 T가, 라이브 화상(332)의 중심 부근을 중심으로 하는 반시계 방향으로 약 30°의 회전을 나타내는 경우를 도시하고 있다.When the image 300 and the live image 332 are compared, the position, direction, and shape of the circuit pattern are the same. However, it can be seen that laser light is irradiated in a pattern different from the input pattern given in the image 300 and given to the DMD 106. [ The transformation of the output pattern from this input pattern is indicated by the transformation matrix T. 3 and Fig. 7, the concrete values of the individual elements of the transformation matrix T are different in Fig. 3 and Fig. 7 shows a case in which the transformation matrix T represents a rotation of about 30 degrees counterclockwise around the center of the live image 332 for the sake of simplicity.

이상, 도 7을 참조하여 설명했다는 전제 하에, 다음에, 도 8과 도 9를 참조하여 제2 실시예에 대하여 설명한다.The second embodiment will be described below with reference to Figs. 8 and 9 on the assumption that it has been described with reference to Fig.

도 8은 제2 실시예에서의 제어부(113)의 기능을 나타내는 기능 블록도이다. 제1 실시예를 나타낸 도 2와 비교하면, 제어부(113)가 취입부(201), 산출부(202), 조정부(203), 공간 변조 제어부(204), 스테이지 제어부(205) 및 선택부(206)를 구비하는 점에서, 도 8은 도 2와 같다.8 is a functional block diagram showing the function of the control unit 113 in the second embodiment. 2, which shows the first embodiment, the control unit 113 includes a receiving unit 201, a calculating unit 202, an adjusting unit 203, a spatial modulation controlling unit 204, a stage controlling unit 205, 206 is similar to that shown in Fig.

도 8에서 도 2와 다른 점은, 화살표로 나타낸 데이터 및/또는 제어의 흐름이다. 즉, 제1 실시예와 제2 실시예는 조정 방법이 상이하므로, 조정부(203)를 향하는 화살표와 조정부(203)로부터 나가는 화살표가 도 2와 도 8에서 상이하다. 도 8에서의 화살표의 의미는, 도 9를 참조하여 이하에서 설명하는 조정 방법으로부터 명백하게 된다.The difference from FIG. 2 in FIG. 8 is the flow of data and / or control indicated by arrows. That is, since the first embodiment and the second embodiment are different in the adjustment method, an arrow pointing to the adjustment section 203 and an arrow pointing out from the adjustment section 203 are different in FIG. 2 and FIG. The meaning of the arrows in Fig. 8 becomes clear from the adjustment method described below with reference to Fig.

도 9는 제2 실시예에서의 조정 방법을 설명하는 도면이다.9 is a view for explaining an adjustment method in the second embodiment.

도 8에 나타낸 스테이지 제어부(205)가 스테이지(101)의 움직임을 제어함으로써, 레이저 가공 장치(100)의 광학계와 스테이지(101)와의 상대 위치가 변화한다. 제어 가능한 스테이지(101)의 움직임의 종류는 실시예에 따라 상이해도 되지만, 제2 실시예에서, 스테이지 제어부(205)는 다음과 같은 종류의 스테이지(101)의 움직임을 제어한다.The relative position between the optical system of the laser processing apparatus 100 and the stage 101 is changed by controlling the movement of the stage 101 by the stage control unit 205 shown in Fig. The kind of movement of the controllable stage 101 may be different according to the embodiment, but in the second embodiment, the stage control unit 205 controls the motion of the stage 101 of the following kind.

(a) 연직 방향의 이동(a) Vertical movement

(b) 연직 축에 수평인 평면 내에서의 평행이동(b) translation in a plane horizontal to the vertical axis

(c) 연직 축에 수평인 평면 내에서의 회전(c) Rotation in a plane horizontal to the vertical axis

(d) 스테이지(101)의 상면과 연직 축과 이루는 각도을 바꾸는 움직임(d) a movement of changing the angle between the upper surface of the stage 101 and the vertical axis

즉, 제2 실시예에서는, 이들 종류의 움직임을 가능하게 하는 도시하지 않은 구동 모터 및/또는 액츄에이터(actuator)가 스테이지(1O1)에 장착되어 있다. 스테이지 제어부(205)는, 구동 모터 및/또는 액츄에이터를 제어하여 스테이지(101)를 움직이게 한다.That is, in the second embodiment, a driving motor and / or an actuator (not shown) for enabling these types of motions are mounted on the stage 101. [ The stage control unit 205 controls the driving motor and / or the actuator to move the stage 101.

그리고, 제2 실시예에서는, 필요에 따라 스토퍼(stopper) 등으로 피가공물(102)이 스테이지(101) 상에 고정되어 있고, 상기 (d)의 움직임에 의해 스테이지(101)가 경사져도, 피가공물(102)은 미끌어져서 떨어지지 않는다.In the second embodiment, the workpiece 102 is fixed on the stage 101 by a stopper or the like if necessary. Even if the stage 101 is tilted by the movement of the above (d) The workpiece 102 slips and does not fall.

이와 같은 구성에서, 산출부(202)는, 이미 산출하여 기억 장치에 저장되어 있는 변환 행렬 T의 데이터를 조정부(203)에 출력한다. 그리고, 조정부(203)는, 변환 행렬 T에 기초하여 스테이지(101)를 움직이게 하는 제어를 스테이지 제어부(205)에 지시한다. 스테이지 제어부(205)는, 조정부(203)로부터의 지시에 따라 스테이지(101)를 움직이게 한다. 이 제어의 결과, 레이저 가공 장치(100)의 광학계와 피가공물(102)과의 상대 위치도 변환 행렬 T에 따라 변화한다.In this configuration, the calculating unit 202 outputs to the adjusting unit 203 the data of the transform matrix T already calculated and stored in the storage device. Then, the adjustment unit 203 instructs the stage control unit 205 to control the stage 101 to move based on the transformation matrix T. The stage control unit 205 causes the stage 101 to move in accordance with an instruction from the adjustment unit 203. [ As a result of this control, the relative position between the optical system of the laser machining apparatus 100 and the workpiece 102 also changes in accordance with the transformation matrix T. [

이 시점에서, 설명의 편의 상, CCD 카메라(112)가 피가공물(102)을 촬상한다고 가정한다. 그러면, 도 9에 나타낸 바와 같이, 변환 행렬 T에 의해 화상(300)이 변형된 화상과 동등한 화상(301)이 촬상된다. 도 9에서는, 화상(300과 301)에 각각 촬상된 피가공물(102) 상의 회로 패턴의 비교에 의해, 변환 행렬 T에 의한 변형이 눈으로 확인될 수 있다.At this point, for convenience of explanation, it is assumed that the CCD camera 112 picks up the workpiece 102. Then, as shown in Fig. 9, an image 301 equivalent to an image in which the image 300 is transformed by the transformation matrix T is captured. In Fig. 9, by the comparison of the circuit patterns on the workpiece 102 picked up on the images 300 and 301 respectively, deformation by the transformation matrix T can be visually confirmed.

한편, 도 7에서 설명한바와 마찬가지로 화상(300)에 기초하여 조사 패턴(311)이 지정된다. 그리고, 지정된 조사 패턴(311)에 기초하여 공간 변조 제어부(204)가 DMD(106)에 입력 패턴을 지정한다. 그리고, 선택부(206)가 광원으로서 레이저 발진기(103)를 선택한다.On the other hand, the irradiation pattern 311 is specified based on the image 300 as described in Fig. Then, based on the designated irradiation pattern 311, the spatial modulation control section 204 assigns the input pattern to the DMD 106. [ Then, the selection unit 206 selects the laser oscillator 103 as a light source.

그러면, 레이저 발진기(103)로부터 조사되는 레이저광은, 변환 행렬 T에 의해 나타내는 어긋남이나 불균일의 영향을 받아 피가공물(102) 상에 조사된다. 그러나, 도 7의 경우와는 달리 제2 실시예에서는, 화상(301)에 나타낸 바와 같이, 레이저광이 조사되는 시점에서 피가공물(102) 자체나 변환 행렬 T에 대응하는 움직임을 행한 후의 상태이다. 이와 같이, 조사되는 레이저광과 피가공물(102)이 모두 같은 변환 행렬 T의 영향을 받은 상태이므로, 변환 행렬 T에 의한 영향은 상쇄된다. 즉, 조정의 결과, 지정된 영역에 정확하게 레이저광이 조사된다.Then, the laser light emitted from the laser oscillator 103 is irradiated onto the workpiece 102 under the influence of the shift or unevenness indicated by the transformation matrix T. However, unlike the case of Fig. 7, the second embodiment is a state after the movement corresponding to the workpiece 102 itself or the transformation matrix T is performed at the time when the laser beam is irradiated, as shown in the image 301 . Since the irradiated laser beam and the workpiece 102 are both affected by the same transformation matrix T, the influence of the transformation matrix T is canceled. That is, as a result of the adjustment, the laser light is irradiated accurately on the designated area.

이는, 도 9에서 다음과 같이 도시되어 있다. 레이저광이 조사된 상태에서 CCD 카메라(112)가 피가공물(102)을 촬상한 라이브 화상(333)에서, 실제로 레이저광이 조사된 범위는 점으로 칠해져 나타나 있다. 또한, 화상(300)과 라이브 화상(333)을 비교하면, 3개의 회로 패턴의 선의 방향이나 화상에 찍혀 있는 부분은 상이하지만, 3개의 회로 패턴의 선과 망으로 칠한 영역의 상대적인 관계는 같다. 즉, 지정된 바라는 영역에 정확하게 레이저광이 조사되고 있다.This is illustrated in FIG. 9 as follows. In the live image 333 in which the CCD camera 112 picks up the workpiece 102 in the state that the laser light is irradiated, a range in which the laser light is actually irradiated is shown by being dotted. When the image 300 and the live image 333 are compared with each other, the direction of the line of the three circuit patterns and the part of the image printed on the image are different, but the relative relationship between the lines of the three circuit patterns and the area painted with the network is the same. That is, the laser beam is irradiated accurately to the desired region.

이상의 설명으로부터 명백한 바와 같이, 제2 실시예에서는, 도 5의 단계 S107의 처리가 생략될 수 있다.As apparent from the above description, in the second embodiment, the processing in step S107 in Fig. 5 can be omitted.

그리고, 변환 행렬 T에 따라 스테이지(101)를 움직이게 하기 위해서 필요한 제어 파라미터의 값은, 실험적으로 결정되어도 되고, 레이저 가공 장치(100)의 사양 등으로 계산되어도 된다.The value of the control parameter necessary for moving the stage 101 according to the transformation matrix T may be determined experimentally or may be calculated by the specification of the laser processing apparatus 100 or the like.

예를 들면, 상기 (a)의 움직임에 대해서는, 스테이지(101)를 연직 축을 따라 위 또는 아래로 1mm 움직이게 했을 때의, CCD 카메라(112)에 의해 촬상되는 화상에서의 확대 비율 또는 축소 비율의 값을 미리 실험적으로 검토해 두어도 된다. 조정부(203)는, 변환 행렬 T에 포함되는 확대 또는 축소의 요소로부터, 미리 검토한 값에 기초하여 연직 방향의 이동량을 산출하고, 산출된 이동량을 스테이지(101)의 제어 파라미터로서 스테이지 제어부(205)에 출력해도 된다. 상기 (b) 내지 (d)의 움직임에 대해서도 마찬가지로 하여, 조정부(203)는 제어 파라미터의 값을 취득할 수 있다.For example, the movement of (a) may be performed by moving the stage 101 upward or downward by 1 mm along the vertical axis, the magnification ratio of the image picked up by the CCD camera 112 or the value of the reduction ratio May be examined experimentally in advance. The adjustment unit 203 calculates the amount of movement in the vertical direction on the basis of the magnification or reduction factor included in the transformation matrix T based on the value examined in advance and outputs the calculated amount of movement as the control parameter of the stage 101 to the stage control unit 205 . Similarly, the adjustment unit 203 can acquire the values of the control parameters for the motions (b) to (d).

또한, 전술한 설명으로부터 명백하지만, 제2 실시예의 조정 방법은, 스테이지(101)의 이동을 행하는 기구의 기계적인 정밀도가 높은 경우에 적합하다.It is apparent from the above description that the adjusting method of the second embodiment is suitable for a case where the mechanism for moving the stage 101 has high mechanical precision.

다음에, 도 10과 도 11을 참조하여, 제3 실시예에서의 조정 방법을 설명한다. 제3 실시예에서는, 조정부(203)가 화상 처리에 의해 조정을 행한다.Next, referring to Figs. 10 and 11, the adjustment method in the third embodiment will be described. In the third embodiment, the adjustment unit 203 performs adjustment by image processing.

도 10은 제3 실시예에서의 제어부(113)의 기능을 나타내는 기능 블록도이다. 제1 실시예를 나타낸 도 2와 비교하면, 제어부(113)가 취입부(201), 산출부(202), 조정부(203), 공간 변조 제어부(204), 스테이지 제어부(205) 및 선택부(206)를 구비하는 점에서, 도 10은 도 2와 같다.10 is a functional block diagram showing the function of the control section 113 in the third embodiment. 2, which shows the first embodiment, the control unit 113 includes a receiving unit 201, a calculating unit 202, an adjusting unit 203, a spatial modulation controlling unit 204, a stage controlling unit 205, 206 is similar to that shown in Fig.

도 10에서 도 2와 다른 점은, 화살표로 나타낸 데이터 및/또는 제어의 흐름이다. 즉, 제1 실시예와 제3 실시예는 조정 방법이 상이하므로, 조정부(203)를 향 하는 화살표와 조정부(203)로부터 나가는 화살표가, 도 2와 도 10에서 상이하다.The difference from Fig. 10 and Fig. 2 is the flow of data and / or control indicated by arrows. That is, since the first embodiment and the third embodiment are different in the adjustment method, the arrows pointing to the adjustment section 203 and the arrows departing from the adjustment section 203 are different in FIG. 2 and FIG.

또한, 도 2에는, 조사 패턴을 지정하기 위하여, CCD 카메라(112)로부터 판독된 화상을 모니터(115)에 출력하는 것을 나타내는 취입부(201)로부터 모니터(115)로 가는 화살표가 있지만, 도 10에는 없다. 이하에 설명하는 바와 같이, 제3 실시예에서는, 조사 패턴의 지정 단계부터 조정이 행해지기 때문이다. 그 외의 화살표의 의미도, 도 11을 참조하여 이하에서 설명하는 조정 방법으로부터 명백하게 된다.2 shows an arrow from the intake unit 201 to the monitor 115 indicating the output of the image read from the CCD camera 112 to the monitor 115 in order to designate the irradiation pattern, There is no. As described below, in the third embodiment, adjustment is performed from the designation step of the irradiation pattern. The meaning of the other arrows will also become apparent from the adjustment method described below with reference to Fig.

도 11은 제3 실시예에서의 조정 방법을 설명하는 도면이다.11 is a view for explaining an adjustment method in the third embodiment.

도 11에서, 화상(302)은 CCD 카메라(112)가 촬상하고, 취입부(201)가 CCD 카메라(112)로부터 받아들인 화상이다. 도 7이나 도 10의 화상(300)과 마찬가지의 3개의 회로 패턴의 선이 화상(302)에도 찍혀져 있다.11, the image 302 is an image captured by the CCD camera 112 and received by the capturing unit 201 from the CCD camera 112. Lines of three circuit patterns similar to those of the image 300 of Fig. 7 or Fig. 10 are also printed on the image 302. Fig.

제3 실시예에서의 조정에서는, 먼저 산출부(202)가, 이미 산출하여 기억 장치에 저장되어 있는 역변환 행렬 T'의 데이터를 조정부(203)에 출력한다. 그리고, 조정부(203)가 화상(302)을 역변환 행렬 T'에 의해 변형하여 화상(303)을 생성하는 화상 처리를 행하고, 화상(303)을 모니터(115)에 출력한다.In the adjustment in the third embodiment, first, the calculation unit 202 outputs to the adjustment unit 203 the data of the inverse transformation matrix T 'already calculated and stored in the storage device. The adjustment unit 203 performs image processing for modifying the image 302 by the inverse transformation matrix T 'to generate the image 303 and outputs the image 303 to the monitor 115. [

도 7과 같이 도 11에서도, 변환 행렬 T는 반시계 방향으로 약 30°의 회전을 나타낸다. 따라서, 화상(303)에서는, 3개의 회로 패턴의 선이 화상(302)과 비교하여 시계 방향으로 약 30° 경사져 있다.In Fig. 11, as shown in Fig. 7, the transformation matrix T represents a rotation of about 30 degrees counterclockwise. Therefore, in the image 303, the lines of the three circuit patterns are inclined by about 30 DEG in the clockwise direction as compared with the image 302. [

오퍼레이터는, 모니터(115)에 표시된 화상(303)을 보고, 조작부(114)를 통하여, 레이저광을 조사해야 할 영역을 지정한다. 도 11의 화상(304)에서는, 지정된 영역이 점으로 칠해져 나타나 있다. 공간 변조 제어부(204)는 조작부(114)로부터의 지정을 받고, 이 지정에 기초하여 조사 패턴(312)을 생성한다. 조사 패턴(312)은 화상(304)의 점으로 칠한 영역에 대응한다.The operator looks at the image 303 displayed on the monitor 115 and designates an area to be irradiated with laser light through the operation unit 114. [ In the image 304 of Fig. 11, the designated area is indicated by being dotted. The spatial modulation control unit 204 receives a designation from the operation unit 114 and generates an irradiation pattern 312 based on this designation. The irradiation pattern 312 corresponds to the area of the image 304 painted with dots.

공간 변조 제어부(204)는, 또한 조사 패턴(312)에 기초하여, DMD(106)에 지정하는 입력 패턴을 생성한다. 그리고, 공간 변조 제어부(204)는, 입력 패턴을 DMDl(06)에 대하여 지정한다. 또한, 선택부(206)가, 광원으로서 레이저 발진기(103)를 선택한다.The spatial modulation control unit 204 also generates an input pattern to be designated to the DMD 106 based on the irradiation pattern 312. [ Then, the spatial modulation control section 204 designates the input pattern to the DMD1 06. Further, the selection unit 206 selects the laser oscillator 103 as a light source.

그러면, 레이저 발진기(103)로부터 조사되는 레이저광은, 변환 행렬 T에 의해 나타내는 어긋남이나 불균일의 영향을 받아 피가공물(102) 상에 조사된다. 그러나, 역변환 행렬 T'에 의해 변형된 화상(304)을 기준으로 하여 지정된 조사 패턴(312)에 기초하여 레이저광이 조사되고, 이 조사가 변환 행렬 T의 영향을 받으면, 역변환 행렬 T'에 의한 영향과 변환 행렬 T에 의한 영향이 상쇄된다. 즉, 조정의 결과, 지정된 바라는 영역에 정확하게 레이저광이 조사된다.Then, the laser light emitted from the laser oscillator 103 is irradiated onto the workpiece 102 under the influence of the shift or unevenness indicated by the transformation matrix T. However, when laser light is irradiated on the basis of the irradiation pattern 312 designated on the basis of the image 304 transformed by the inverse transformation matrix T 'and this irradiation is influenced by the transformation matrix T, the inverse transformation matrix T' The influence and the influence of the transformation matrix T are canceled. That is, as a result of the adjustment, the laser light is irradiated accurately to the designated desired area.

이는, 도 11에서 다음과 같이 도시되어 있다. 레이저광이 조사된 상태에서 CCD 카메라(112)가 피가공물(102)을 촬상한 라이브 화상(334)에서, 실제로 레이저광이 조사된 범위는 점으로 칠해져 나타나 있다. 또한, 화상(304)과 라이브 화상(334)을 비교하면, 3개의 회로 패턴의 선의 방향이나 화상에 찍혀져 있는 부분은 상이하지만, 3개의 회로 패턴의 선과 점으로 칠한 영역의 상대적인 관계는 같다. 즉, 지정된 원하는 영역에 정확하게 레이저광이 조사되어 있다.This is illustrated in FIG. 11 as follows. In the live image 334 in which the CCD camera 112 picks up the workpiece 102 in the state that the laser light is irradiated, a range in which the laser light is actually irradiated is shown by being dotted. When the image 304 and the live image 334 are compared with each other, the direction of the lines of the three circuit patterns and the portions printed on the image are different, but the relative relationship of the lines drawn by the three circuit patterns and the regions drawn by the dots is the same. That is, laser light is irradiated accurately to a designated desired area.

이상, 제2 실시예와 제3 실시예에 대하여, 변환 행렬 T가 비교적 단순한 변 형을 나타내는 경우를 예로 들어 도시하여 설명하였으나, 변환 행렬 T에 의한 변형이, 평행이동, 회전, 전단 변형, 확대 혹은 축소의 모든 것을 포함하는 복잡한 변형일 수도 있다.Although the transformation matrix T has been described as an example in which the transformation matrix T represents a relatively simple variant with respect to the second and third embodiments, the transformation by the transformation matrix T is not limited to parallel movement, rotation, Or a complex variant involving all of the reduction.

다음에, 제4 실시예∼제6 실시예에 대하여 설명한다. 제4 실시예∼제6 실시예는, 입력 패턴으로부터 출력 패턴로의 변환의 수학적 모델이 제1 실시예와 상이하고, 수학적 모델의 차이에 따라 제어부(113)의 동작이 상이한 점 외는, 제1 실시예와 마찬가지이다. 어느 수학적 모델을 채용하는 것이 바람직한지는, 실제 레이저 가공 장치(10O)에 있는 불균일이나 어긋남의 특성이나 정도에 의존한다.Next, the fourth to sixth embodiments will be described. The fourth to sixth embodiments are different from the first embodiment in that the mathematical model of the conversion from the input pattern to the output pattern is different from that of the first embodiment and the operation of the control section 113 is different according to the difference of the mathematical model, This is the same as the embodiment. Which mathematical model is desired to be adopted depends on the characteristics and the degree of the unevenness or deviation in the actual laser processing apparatus 100. [

제4 실시예에서는, 평행이동(시프트)과 회전만을 고려한 수학적 모델을 채용한다. 제4 실시예의 교정 패턴은, 서로 구별 가능한 2점 a, b를 나타낼 수 있으면 된다. 예를 들면, 제4 실시예에서는, 서로 직경이 상이한 2개의 원으로 이루어지는 패턴을 도 4의 교정 패턴(340) 대신 사용할 수 있다.In the fourth embodiment, a mathematical model considering only parallel movement (shift) and rotation is employed. The calibration pattern of the fourth embodiment is only required to be able to indicate two points a and b which are distinguishable from each other. For example, in the fourth embodiment, a pattern composed of two circles having diameters different from each other can be used in place of the calibration pattern 340 in Fig.

제1 실시예와 마찬가지로,Similar to the first embodiment,

점 a의 좌표를 (xa, ya)T Let the coordinates of point a be (x a , y a ) T

점 b의 좌표를 (xb, yb)T Let the coordinates of point b be (x b , y b ) T

점 a'의 좌표를 (xa', ya')T Let the coordinates of point a 'be (x a ', y a ') T

점 b'의 좌표를 (xb', yb')T Let the coordinates of point b 'be (x b ', y b ') T

가 되는 열 벡터로 나타낸다. 제4 실시예에서는, 산출부(202)가 이들 4개의 좌표로부터,As shown in FIG. In the fourth embodiment, the calculating unit 202 calculates, from these four coordinates,

x 방향의 평행이동의 양: The amount of translation in the x direction:

[식 18][Formula 18]

d1=xa' - xa d 1 = x a '- x a

y 방향의 평행이동의 양: The amount of translation in the y direction:

[식 19][Formula 19]

d2=ya' - ya d 2 = y a '- y a

회전량: Amount of rotation:

[식 20][Formula 20]

θ=tan-1{(yb' - ya')/(xb' - xa')} - tan-1{(yb - ya)/(xb - xa)} θ = tan -1 {(y b '- y a') / (x b '- x a')} - tan -1 {(y b - y a) / (x b - x a)}

의 3개의 변환 파라미터를 산출한다. 이들 변환 파라미터는, 제1 실시예와 마찬가지로 식 2의 변환 행렬 T의 형태로 나타낼 수도 있다. 즉,The conversion parameters are calculated. These conversion parameters may be expressed in the form of a transformation matrix T of Equation 2 as in the first embodiment. In other words,

[식 21][Formula 21]

a1 = cosθa 1 = cos?

[식 22][Formula 22]

b1 = -sinθb 1 = -sin?

[식 23][Equation 23]

a2 = sinθa 2 = sin?

[식 24][Equation 24]

b2 = cosθb 2 = cos?

와 식 2에 대입하면 된다. 이와 같이 하여 산출부(202)가 변환 행렬 T를 산출한 후의 레이저 가공 장치(100)의 동작은, 제1 실시예와 마찬가지이다.And Equation (2). The operation of the laser machining apparatus 100 after the calculation unit 202 calculates the transformation matrix T in this way is the same as that in the first embodiment.

제5 실시예에서는, 평행이동(시프트)만을 고려한 수학적 모델을 채용한다. 제5 실시예의 교정 패턴은, 하나의 점 a만을 나타낼 수 있으면 된다. 예를 들면, 제5 실시예에서는, 하나의 원만으로 이루어지는 패턴을 도 4의 교정 패턴(340) 대신 사용할 수 있다.In the fifth embodiment, a mathematical model considering only parallel movement (shift) is employed. The calibration pattern of the fifth embodiment is only required to be able to represent only one point a. For example, in the fifth embodiment, a pattern consisting of only one circle can be used in place of the calibration pattern 340 in FIG.

제1 실시예와 마찬가지로,Similar to the first embodiment,

점 a의 좌표를 (xa, ya)T Let the coordinates of point a be (x a , y a ) T

점 a'의 좌표를 (xa', ya')T Let the coordinates of point a 'be (x a ', y a ') T

가 되는 열 벡터로 나타낸다. 제5 실시예에서는, 산출부(202)가, 이들 2개의 좌표로부터, 제4 실시예와 마찬가지로, 식 18과 식 19에 의해, x 방향의 평행이동의 양 d1과 y 방향의 평행이동의 양 d2의 2개의 변환 파라미터를 산출한다. 이들 변환 파라미터는, 제1 실시예와 마찬가지로 식 2의 변환 행렬 T의 형태로 나타낼 수도 있다. 즉, As shown in FIG. In the fifth embodiment, the calculating unit 202 calculates the amount of parallel movement d 1 in the x direction and the parallel movement in the y direction from Equations 18 and 19, as in the fourth embodiment, from these two coordinates And calculates two conversion parameters of the amount d 2 . These conversion parameters may be expressed in the form of a transformation matrix T of Equation 2 as in the first embodiment. In other words,

[식 25][Formula 25]

a1 = 1a 1 = 1

[식 26][Equation 26]

b1 = 0b 1 = 0

[식 27][Equation 27]

a2 = 0a 2 = 0

[식 28][Equation 28]

b2 = 1b 2 = 1

과 식 2에 대입하면 된다. 이와 같이 하여 산출부(202)가 변환 행렬 T를 산출한 후의 레이저 가공 장치(100)의 동작은, 제1 실시예와 마찬가지이다.And Equation (2). The operation of the laser machining apparatus 100 after the calculation unit 202 calculates the transformation matrix T in this way is the same as that in the first embodiment.

제6 실시예에서는, 수학적 모델로서 유사 아핀 변환을 채용한다. 유사 아핀 변환에서는, 아핀 변환에서 고려되는 평행사변형 변형(전단 변형) 외에, 사다리꼴 변형도 고려된다. 제6 실시예에서는, 서로 구별 가능한 4점 a, b, c, d를 나타내는 교정 패턴이 사용된다. 예를 들면, 제6 실시예에서는, 서로 직경이 다른 4개의 원으로 이루어지는 패턴을 도 4의 교정 패턴(340) 대신 사용할 수 있다.In the sixth embodiment, pseudo-affine transformation is adopted as a mathematical model. In the pseudo-affine transformation, trapezoidal deformation is considered in addition to parallelogram deformation (shear deformation) considered in the affine transformation. In the sixth embodiment, a calibration pattern indicating four points a, b, c, and d distinguishable from each other is used. For example, in the sixth embodiment, a pattern composed of four circles having diameters different from each other can be used in place of the calibration pattern 340 shown in Fig.

제1 실시예와 마찬가지로,Similar to the first embodiment,

점 a의 좌표를 (xa, ya)T Let the coordinates of point a be (x a , y a ) T

점 b의 좌표를 (xb, yb)T Let the coordinates of point b be (x b , y b ) T

점 c의 좌표를 (xc, yc)T Let the coordinates of point c be (x c , y c ) T

점 a'의 좌표를 (xa', ya')T Let the coordinates of point a 'be (x a ', y a ') T

점 b'의 좌표를 (xb', yb')T Let the coordinates of point b 'be (x b ', y b ') T

점 c'의 좌표를 (xc', yc')T Let the coordinates of point c 'be (x c ', y c ') T

가 되는 열 벡터로 나타낸다. 또한, 마찬가지로,As shown in FIG. Also, similarly,

점 d의 좌표를 (xd, yd)T Let the coordinates of the point d be (x d , y d ) T

점 d'의 좌표를 (xd', yd')T Let the coordinates of the point d 'be (x d ', y d ') T

가 되는 열 벡터로 나타낸다.As shown in FIG.

유사 아핀 변환은 식 29에 의해 모델화된다.The pseudo-affine transformation is modeled by Eq. (29).

[식 29][Equation 29]

Figure 112008069066807-pat00015
Figure 112008069066807-pat00015

변환 행렬 T는 식 30과 같이 정의된다.The transformation matrix T is defined as Equation 30.

[식 30][Formula 30]

Figure 112008069066807-pat00016
Figure 112008069066807-pat00016

또한, 제1 실시예와 마찬가지로, 점 a, b, c, d와 점 a', b', c', d'의 좌표를 사용하여, 식 31 및 식 32와 같이 행렬 P와 Q를 정의할 수 있다.Similarly to the first embodiment, by using the coordinates of the points a, b, c and d and the coordinates of the points a ', b', c 'and d', the matrices P and Q can be defined .

[식 31][Formula 31]

Figure 112008069066807-pat00017
Figure 112008069066807-pat00017

[식 32][Formula 32]

Figure 112008069066807-pat00018
Figure 112008069066807-pat00018

여기서 식 29로부터, 4 점 a, b, c, d와 4점 a', b', c', d'의 관계는, 하기 식 33에 의해 나타낸 수 있다.From Equation 29, the relationship between the four points a, b, c, and d and the four points a ', b', c ', and d'

[식 33][Equation 33]

TP=QTP = Q

4점 a, b, c, d의 위치를 적절하게 선택하면, 행렬 P는 정칙 행렬이 되고, 역행열 P-1가 존재하므로, 식 33으로부터 식 34를 얻을 수 있다.If the positions of the four points a, b, c, and d are appropriately selected, the matrix P becomes a regular matrix, and since the inverse matrix P -1 exists, Expression 34 can be obtained from Expression 33.

[식 34][Equation 34]

T=QP-1 T = QP -1

따라서, 식 34로부터 산출부(202)는 변환 행렬 T를 산출할 수 있다. 또한, 산출부(202)는 변환 행렬 T로부터 역변환 행렬 T'를 산출할 수도 있다.Therefore, the calculation unit 202 can calculate the transformation matrix T from the equation (34). Further, the calculating unit 202 may calculate an inverse transformation matrix T 'from the transformation matrix T. [

그리고, 제1 실시예∼제6 실시예에서 설명한 바와 같이, 입력 패턴으로부터 출력 패턴으로의 변환의 수학적 모델은 다양하다. 그리고, 전술한 바에 의하면, 채용한 수학 모델에서의 변환 파라미터를 산출하기 위하여 최소한 필요한 개수의 점을 교정 패턴에 의해 나타내는 예에 대하여 설명하였다.As described in the first to sixth embodiments, the mathematical model of the conversion from the input pattern to the output pattern varies. According to the above description, an example in which the minimum number of points required by the calibration pattern is calculated in order to calculate the conversion parameters in the adopted mathematical model has been described.

그러나, 보다 많은 점을 나타내는 교정 패턴을 사용해도 상관없다. 예를 들면, 제1 실시예∼제3 실시예와 마찬가지로, 수학적 모델로서 아핀 변환을 작용하는 경우, m≥4가 되는 서로 구별 가능한 m점을 나타내는 교정 패턴을 사용해도 된다. 이 경우, 1≤i≤m이 되는 각 i에 대하여 식 35와 같이, 예를 들면 최소 자승법에 따라 식 2의 변환 행렬 T의 요소인 al, bl, dl, a2, b2, d2의 값을 산출부(202)가 산출해도 된다.However, a calibration pattern indicating more points may be used. For example, similarly to the first to third embodiments, when affine transformation is applied as a mathematical model, a calibration pattern showing m points that can be distinguished from each other by m? 4 may be used. In this case, for each i that satisfies 1? I? M, the elements a l , b l , d l , a 2 , b 2 , the calculation unit 202 may calculate the value of d 2 .

[식 35][Formula 35]

(xi', yi', 1)T = T(xi, yi, 1)T (x i ', y i ', 1) T = T (x i , y i , 1) T

그리고, 여기서 (xi, yi)T는 교정 패턴으로 나타낸 i번째의 점의 좌표를 나타내는 열 벡터이며, (xi', yi')T는 이 i번째의 점의 출력 패턴에서의 좌표를 나타내는 열 벡터이다.And wherein (x i, y i) T is a column that indicates the coordinate of the i-th point of the representation of the calibration pattern vector, (x i ', y i') T is the coordinate of the output pattern of the dots of the i-th Lt; / RTI &gt;

다음에, 도 12와 도 13을 참조하여 제7 실시예에 대하여 설명한다. 제7 실시예에 의하면, 피가공물(102)의 표면에 요철이 있어도 교정의 정밀도가 악화되지 않는다.Next, the seventh embodiment will be described with reference to Figs. 12 and 13. Fig. According to the seventh embodiment, even if the surface of the workpiece 102 has irregularities, the accuracy of the calibration does not deteriorate.

일반적으로, 피가공물(102)의 표면 상에 입체적인 3차원 형상, 즉 요철이 있으면, 교정의 정밀도가 저하되는 경우가 있다. 왜냐하면, 교정 패턴에 대응하는 출력 패턴의 형상이, 요철의 영향이나 표면 재료의 반사율 등의 영향으로 비뚤어져 있을 가능성이 있기 때문이다.Generally, if there is a three-dimensional three-dimensional shape on the surface of the workpiece 102, that is, irregularities, the accuracy of the calibration may be lowered. This is because the shape of the output pattern corresponding to the calibration pattern may be skewed due to the influence of the unevenness and the reflectance of the surface material.

예를 들면, 도 4의 교정 패턴(340)을 사용한 경우, 우연히 점 a를 나타내는 원의 윤곽이 피가공물(102) 상의 요철 부분을 횡단할 경우가 있다. 이 때, 출력 패턴에서 점 a를 나타내는 형상은 비뚤어진다.For example, when the calibration pattern 340 of FIG. 4 is used, the outline of the circle that represents the point a may traverse the uneven portion on the workpiece 102 by chance. At this time, the shape representing the point a in the output pattern is skewed.

따라서, 점 a에 대응하는 점 a'의 위치로서 산출부(202)가 산출하는 좌표는, 그 불균일한 형상의 중심 좌표이며, 분명히 오차를 포함한다. 예를 들면, 오차의 양이 몇 개의 픽셀일 경우도 있다. 이 경우, 변환 행렬 T는 오차를 포함하는 좌표에 기초하여 산출되므로, 교정의 정밀도가 저하된다. 그 결과, 고정밀도로 조정하기 곤란하게 된다.Therefore, the coordinate calculated by the calculating unit 202 as the position of the point a 'corresponding to the point a is the center coordinate of the non-uniform shape, and includes an error definitely. For example, the amount of error may be several pixels. In this case, since the conversion matrix T is calculated based on the coordinates including the error, the accuracy of the calibration is lowered. As a result, it is difficult to adjust with high accuracy.

예를 들면, 피가공물(102)이 FPD 기판이나 적층 프린트 기판 등인 경우, 피가공물(102) 상에는 3차원 형상의 회로 패턴이 형성되어 있다. 회로 패턴은 교정 패턴이 조사되었을 때의 형상을 비뚤어지게 하는 장애물이 될 수 있다. 따라서, 교정 패턴이 조사되는 위치에 따라서는, 교정의 정밀도가 저하되는 경우가 있다.For example, when the workpiece 102 is an FPD substrate or a laminated printed substrate, a circuit pattern of a three-dimensional shape is formed on the workpiece 102. [ The circuit pattern can be an obstacle to distort the shape when the calibration pattern is irradiated. Therefore, depending on the position at which the calibration pattern is irradiated, the accuracy of calibration may be lowered.

이 문제를 방지하여 양호한 정밀도로 교정을 행하기 위해서는, 회로 패턴이 형성되어 있지 않은 기판이나, 회로 패턴이 형성되어 있지 않은, 기판의 외측 둘레부의 마진 영역을 교정에 사용해도 된다. 그러나, 상세한 것에 대해서는 후술하지만, 실제 피가공물(102)의 가공 대상의 영역을 사용하여 교정을 행하는 것이 요구될 경우도 있다. 제7 실시예에 따르면, 그와 같은 경우라도 교정의 정밀도 저하를 방지할 수 있다.In order to prevent this problem and perform calibration with good accuracy, a substrate on which no circuit pattern is formed or a margin area on the outer periphery of the substrate on which no circuit pattern is formed may be used for calibration. However, the detail will be described later, but it may be required to perform the calibration by using the region of the workpiece 102 which is actually to be processed. According to the seventh embodiment, even in such a case, deterioration in the accuracy of calibration can be prevented.

도 12는 제 7 실시예에서 교정 패턴을 조사했을 때 촬상되는 화상의 예이다. 도 12의 화상(306)은, 피가공물(102)인 기판(401) 상에 교정 패턴이 조사되었을 때, CCD 카메라(112)가 촬상한 화상이다. 화상(306)에는, 기판(401) 상에 형성된 3차원 상태의 회로 패턴(402)과, 교정 패턴에 대응하는 출력 패턴을 구성하는 원(403, 404, 405)이 찍혀 있다. 화상(306)에서는, 원(403, 404, 405) 모두가 회로 패턴(402)과 중첩되어 있지 않으므로, 형상은 많이 비뚤어져 있지는 않다.12 is an example of an image that is captured when a calibration pattern is irradiated in the seventh embodiment. The image 306 in Fig. 12 is an image captured by the CCD camera 112 when a calibration pattern is irradiated on the substrate 401 which is the workpiece 102. Fig. A circuit pattern 402 in a three-dimensional state formed on the substrate 401 and circles 403, 404, and 405 constituting an output pattern corresponding to the calibration pattern are printed on the image 306. [ In the image 306, since all the circles 403, 404, and 405 are not overlapped with the circuit pattern 402, the shape is not much skewed.

피가공물(102)의 표면에서, 상대적으로 요철이 작은 평평한 부분을 "배경부"라고 한다면, 기판(401)에서는, 회로 패턴(402)이 형성되어 있지 않은 부분이 배경부이다. 그리고, 교정 패턴을 배경부에 조사하도록 제어부(113)가 제어를 행함으로써, 피가공물(102)의 표면에 요철이 있어도 교정 정밀도의 저하를 방지할 수 있 다.In the substrate 401, a portion on which the circuit pattern 402 is not formed is a background portion. In the substrate 401, a flat portion with relatively small unevenness is referred to as a "background portion". By controlling the control section 113 so as to irradiate the calibration pattern on the background portion, it is possible to prevent the lowering of the calibration accuracy even if the surface of the workpiece 102 has irregularities.

도 13은 제7 실시예에서의 제어부(113)의 기능을 설명하는 기능 블록도이다. 작성부(207)가 추가 되어 있는 점에서, 도 13은 도 2와 상이하다. 작성부(207)는, 요철을 피해 피가공물(102)의 배경부에 광이 조사되도록 교정 패턴을 작성한다. 그러므로, 제7 실시예에서는, 예비적인 교정과 예비적인 조정이 실행된다. 이하, 예비적인 교정에서 입력 패턴으로서 지정되는 패턴을 "예비 교정 패턴"이라고 한다.13 is a functional block diagram for explaining the function of the control section 113 in the seventh embodiment. Fig. 13 differs from Fig. 2 in that a creation unit 207 is added. The creating unit 207 creates a calibration pattern so that light is irradiated to the background portion of the workpiece 102 due to unevenness. Therefore, in the seventh embodiment, the preliminary calibration and the preliminary adjustment are performed. Hereinafter, the pattern designated as the input pattern in the preliminary calibration is referred to as "preliminary calibration pattern ".

이하, 제1 실시예와 비교하면서, 제7 실시예에서의 레이저 가공 장치(100)의 동작에 대하여 설명한다.Hereinafter, the operation of the laser machining apparatus 100 in the seventh embodiment will be described in comparison with the first embodiment.

먼저, 작성부(207)는, 적당한 3점 a 내지 c를 선택하고, 점 a 내지 c를 서로 구별 가능한 형상의 예비 교정 패턴을 작성한다. 여기서, 점 a 내지 c의 좌표를 각각,First, the creating unit 207 selects the appropriate three points a to c, and prepares a preliminary calibration pattern having a shape that allows the points a to c to be distinguished from each other. Here, the coordinates of the points a to c are denoted by

(xa, ya)T와 (xb, yb)T와 (xc, yc)T (x a , y a ) T and (x b , y b ) T and (x c , y c ) T

가 되는 열 벡터로 나타낸다. 그리고, 이 예비 교정 패턴을 사용한 예비적인 교정이 실행된다.As shown in FIG. Then, a preliminary calibration using this preliminary calibration pattern is performed.

즉, 선택부(206)가 LED 광원(116)을 광원으로서 선택하고, 작성부(207)가 예비 교정 패턴을 공간 변조 제어부(204)에 출력하고, 공간 변조 제어부(204)가 예비 교정 패턴을 입력 패턴으로서 DMD(106)에 지정한다. 이에 따라, 예비 교정 패턴에 따른 LED 광의 조사가 행해진다.That is, the selecting unit 206 selects the LED light source 116 as the light source, the creating unit 207 outputs the preliminary calibration pattern to the spatial modulation control unit 204, and the spatial modulation control unit 204 sets the preliminary calibration pattern And is designated to the DMD 106 as an input pattern. Thus, the LED light is irradiated according to the preliminary calibration pattern.

그리고, LED 광이 조사된 피가공물(102)을 CCD 카메라(112)가 촬상하고, 취입부(201)가 화상을 받아들인다.Then, the CCD camera 112 picks up the workpiece 102 to which the LED light is irradiated, and the take-in unit 201 receives the image.

산출부(202)는, 예비 교정 패턴에 대응하여 화상 상에 생긴 출력 패턴 상에서, 점 a, b, c에 각각 대응하는 점 a', b', c'의 좌표를 산출한다. 산출된 좌표를 각각,The calculating unit 202 calculates the coordinates of the points a ', b', and c 'corresponding to the points a, b, and c on the output pattern generated on the image corresponding to the preliminary calibration pattern. Respectively,

(xa', ya)T와 (xb', yb)T와 (xc', yc)T (x a ', y a ) T and (x b ', y b ) T and (x c ', y c ) T

가 되는 열 벡터로 나타낸다. 또한, 예비 교정 패턴을 규정한 3점 a, b, c의 좌표가, 작성부(207)로부터 산출부(202)에 출력된다.As shown in FIG. The coordinates of the three points a, b, and c defining the preliminary calibration pattern are output from the creating unit 207 to the calculating unit 202.

여기서, 제1 실시예에서 변환 행렬 T를 산출한 것과 마찬가지의 방법에 의해, 산출부(202)는,Here, by the same method as that of the conversion matrix T calculated in the first embodiment, the calculating unit 202 calculates,

(xa, ya)T와 (xb, yb)T와 (xc, yc)T(x a , y a ) T and (x b , y b ) T and (x c , y c ) T and

(xa', ya)T와 (xb', yb)T와 (xc', yc)T (x a ', y a ) T and (x b ', y b ) T and (x c ', y c ) T

에 기초하여 변환 행렬 T1을 산출한다. 또한, 산출부(202)는, 변환 행렬 T1을 작성부(207)에 출력한다.The transformation matrix T 1 is calculated. The calculation unit 202 outputs the transformation matrix T 1 to the creation unit 207.

작성부(207)는, 변환 행렬 T1의 역변환 행렬 T1'=T1 -1를 산출한다. 또는, 산출부(202)가 역변환 행렬 T1'를 산출하여 작성부(207)에 출력해도 된다.Write unit 207 calculates a conversion inverse transformation matrix T 1 '= T 1 -1 of the matrix T 1. Alternatively, the calculating unit 202 may calculate the inverse transformation matrix T 1 'and output it to the creating unit 207.

이상의 처리가, 예비적인 교정이다. 예비적인 교정에서는, 전술한 바와 같 이, 피 가공물(102) 상의 요철의 영향으로, 무시할 수 없을 정도의 오차를, 산출된 점 a', b', c'의 좌표, 변환 행렬 T1, 및 역변환 행렬 T1'가 포함하는 경우도 있다. 그러나, 변환 행렬 T1은, 최종적으로 취득해야 할 변환 행렬과 많이 다르지 않기 때문에, 예비적인 조정에 사용하기에는 충분히 유효하다.The above process is a preliminary calibration. In the preliminary calibration, as described above, errors that can not be neglected by the influence of the concavity and convexity on the workpiece 102 are calculated by the coordinates of the calculated points a ', b', c ', the transformation matrix T 1 , The inverse transform matrix T 1 'may be included. However, since the transformation matrix T 1 is not much different from the transformation matrix to be finally obtained, it is sufficiently effective to be used for the preliminary adjustment.

다음에, 조명용 광원(111)에 의해 조명되어 있을 뿐이며, 레이저광이나 LED 광이 조사되고 있지 않은 상태의 피가공물(102)을 CCD 카메라(112)가 촬상한다. 취입부(201)가 촬상된 화상(이하 "배경 검출용 화상"이라고 함)을 받아들이고, 작성부(207)는 배경 검출용 화상을 사용하여 배경 검출 처리를 행한다.Next, the CCD camera 112 picks up the workpiece 102 which is only illuminated by the illumination light source 111 and in which the laser light or the LED light is not irradiated. The accepting unit 201 receives an image (hereinafter referred to as "background detecting image"), and the creating unit 207 performs the background detecting process using the background detecting image.

배경 검출 처리는, 배경 검출용 화상에서 피가공물(102) 상의 배경부가 찍힌 영역(이하 "배경 영역"이라고 함)을 검출하는 처리이다.The background detection processing is processing for detecting a region (hereinafter referred to as "background region") on the background of the workpiece 102 in the background detection image.

예를 들면, 작성부(207)는, 배경 검출용 화상 음영 필터를 적용시키고, 배경 검출용 화상에 찍힌 피가공물(102) 상의 요철(예를 들면, 회로 패턴)의 상을 제거하고 배경 화상을 취득한다. 그리고, 작성부(207)는, 화소마다 배경 검출용 화상에서의 화소값과 배경 화상에서의 화소값의 차분을 산출한다.For example, the creating unit 207 applies an image shading filter for background detection, removes an image of projections and depressions (for example, a circuit pattern) on the workpiece 102, which is photographed on the background detection image, . Then, the creating unit 207 calculates the difference between the pixel value in the background detection image and the pixel value in the background image for each pixel.

배경 영역에서는 차분의 절대값은 작으며, 피가공물(102) 상의 요철이 찍힌 영역(이하 "비배경 영역"이라고 함)에서는 차분의 절대값이 크다. 그래서, 작성부(207)는, 예를 들면 미리 결정된 임계값보다 차분의 절대값이 작은 영역을 배경 영역으로서 검출한다.In the background region, the absolute value of the difference is small, and the absolute value of the difference is large in the region where the projections and depressions on the workpiece 102 are imprinted (hereinafter referred to as "non background region"). Thus, the creating unit 207 detects, for example, an area having a smaller absolute value of the difference than a predetermined threshold as a background area.

배경 영역을 검출하기 위해서는, 전술한 바와 같이 음영 필터를 사용하는 방 법 외에도, 에지 추출이나 특징점 추출 등, 다양한 화상 처리 방법을 이용할 수 있다.In order to detect the background area, various image processing methods such as edge extraction and feature point extraction can be used in addition to the method of using the shading filter as described above.

또한, 작성부(207)는, 검출된 배경 영역에 속하는 적당한 3점 d1, e1, f1을 선택한다. 3점 d1, e1, f1의 좌표를 각각,Further, the creating unit 207 selects the appropriate three points d 1 , e 1 , and f 1 belonging to the detected background area. Let the coordinates of the three points d 1 , e 1 , and f 1 be

(xd1, yd1)T와 (xe1, ye1)T와 (xf1, yf1)T (x d1 , y d1 ) T , (x e1 , y e1 ) T and (x f1 , y f1 ) T

가 되는 열 벡터로 나타낸다.As shown in FIG.

그리고, 여기서, 3점 d1, e1, f1으로서, 배경 영역 중에서 비배경 영역으로부터 먼 위치에 있는 점을 선택하는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 피가공물(102) 상의 요철에 광이 조사되지 않는 교정 패턴을 만들기 용이해지기 때문이다.Here, it is preferable to select, as the three points d 1 , e 1 , and f 1 , a point located far from the background area in the background area. This is because it is easy to form a calibration pattern in which light is not irradiated on the concavities and convexities on the workpiece 102.

작성부(207)는 다음에, 역변환 행렬 T1'를 사용하여 3점 d1, e1, f1의 좌표를 각각 변환한다. 변환된 좌표로 나타내는 3점을 d, e, f라고 한다. 제1 실시예에서, 조정부(203)가 도 6의 DMD 전송용 데이터(320)를 역변환 행렬 T'로 변환하여 DMD 전송용 데이터(321)를 얻은 처리와 비교로부터, 역변환 행렬 T1'를 사용하여 3점을 d, e, f의 좌표를 얻는 처리가 예비적인 조정인 것을 이해할 수 있게 된다.Next, the creating unit 207 transforms the coordinates of the three points d 1 , e 1 , and f 1 using the inverse transformation matrix T 1 ', respectively. The three points indicated by the converted coordinates are denoted by d, e, and f. In the first embodiment, from the comparison with the processing in which the adjustment unit 203 obtains the DMD transmission data 321 by converting the DMD transmission data 320 of FIG. 6 into the inverse transformation matrix T ', the inverse transformation matrix T 1 ' It is possible to understand that the process of obtaining the coordinates of d, e, and f for three points is a preliminary adjustment.

작성부(207)는, 예비적인 조정에 의해 얻어진 3점 d, e, f의 좌표에 기초하여, 3점 d, e, f를 서로 구별 가능한 교정 패턴을 작성하고, 산출부(202)에 출력한다. 3점 d, e, f의 좌표를 각각,The creating unit 207 creates a calibration pattern capable of distinguishing the three points d, e, and f based on the coordinates of the three points d, e, and f obtained by the preliminary adjustment and outputs the calibration pattern to the calculating unit 202 do. Let the coordinates of the three points d, e, and f be

(xd, yd)T와 (xe, ye)T와 (xf, yf)T (x d , y d ) T and (x e , y e ) T and (x f , y f ) T

가 되는 열 벡터로 나타낸다. 교정 패턴은 이들 3개의 좌표를 나타내는 패턴이다.As shown in FIG. The calibration pattern is a pattern representing these three coordinates.

그리고, 제7 실시예에서의 교정 패턴은, 실제로 광이 조사되는 범위가 가능한 한 배경부에 포함되도록, 즉 배경부 외에는 가능한 한 광이 조사되지 않도록, 검출된 배경 영역에 기초하여 설정된다.The calibration pattern in the seventh embodiment is set based on the detected background area so that the range where the light is actually irradiated is included in the background part as much as possible, that is, the light is not irradiated as much as possible outside the background part.

예를 들면, 도 4의 교정 패턴(340)과 같이 서로 상이한 직경의 3개의 원에 의해 3점 d, e, f를 나타내는 경우, 불필요하게 큰 직경의 원을 사용하면, 피가공물(102) 상의 3차원 형상으로 광이 조사되는 경우가 있다.For example, when three points d, e, and f are indicated by three circles having diameters different from each other as in the calibration pattern 340 in FIG. 4, if an unnecessarily large diameter circle is used, Light may be irradiated in a three-dimensional shape.

즉, 그 상태의 피가공물(102)을 촬상한 화상에서, 실제로 광이 조사된 범위가 비배경 영역과 중첩될 경우가 있다. 따라서, 서로 다른 직경의 3개의 원으로 이루어지는 교정 패턴을 채용하는 경우에는, 작성부(207)는 3개의 원의 직경을 배경 영역의 형상 및 위치에 따라 정하는 것이 바람직하다.In other words, in the image of the workpiece 102 in that state, the range in which the light is actually irradiated may overlap the non-background area. Therefore, when a calibration pattern composed of three circles having different diameters is employed, it is preferable that the preparation section 207 defines the diameter of the three circles according to the shape and position of the background region.

도 4의 교정 패턴(341 혹은 342), 또는 그 외의 종류의 교정 패턴을 채용하는 경우에도, 마찬가지로, 작성부(207)는, 실제로 광이 조사되는 범위가 가능한 한 배경부에 포함되도록 교정 패턴을 작성한다.Likewise, when the calibration pattern 341 or 342 of FIG. 4 or another type of calibration pattern is adopted, the preparation section 207 similarly generates a calibration pattern so that the range in which the light is actually irradiated is included in the background section as much as possible Create.

예를 들면, 작성부(207)는, 3점 d1, e1, f1을 나타내는 잠정적 패턴을 작성하고, 잠정적 패턴에 기초하여 교정 패턴을 작성해도 된다.For example, the creating unit 207 may create a provisional pattern indicating the three points d1, e1, and f1, and create a calibration pattern based on the provisional pattern.

예를 들면, 광을 조사하는 것을 나타내는 부분이 모두 배경 영역에 포함되도 록, 작성부(207)는 잠정적 패턴을 작성한다. 또한, 잠정적 패턴은, 광을 조사하는 것을 나타내는 부분의 비배경 영역으로부터의 거리가 가능한 한 임계값 이상이 되도록, 작성부(207)에 의해 형상 및 위치가 결정된다.For example, the creating unit 207 creates a provisional pattern so that all the portions indicating the irradiation of light are included in the background area. In addition, the provisional pattern is formed and determined by the creating unit 207 so that the distance from the non-background area of the portion indicating the irradiation of light is not less than the threshold value as much as possible.

전술한 바와 같이 변환 행렬 T1이나 역변환 행렬 T1'는 오차를 포함할 수도 있지만, 최종적으로 취득해야 할 변환 행렬과 많이 다른 것이 아니다. 따라서, 임계값의 값이 적절하면, 잠정적 패턴을 역변환 행렬 T1'로 변환하여 얻어지는 패턴을 입력 패턴으로서 이용하면, 실제로는 배경부에만 광이 조사되는 것으로 기대된다. 따라서, 잠정적 패턴을 역변환 행렬 T1'로 변환하여 얻어진 패턴을 교정 패턴으로서 사용하는 것은 적절하다. 적절한 임계값은, 예를 들면, 실험에 의해 구할 수 있다.As described above, the transformation matrix T 1 or the inverse transformation matrix T 1 'may include errors, but it is not much different from the transformation matrix to be finally obtained. Therefore, if the value of the threshold value is appropriate, when a pattern obtained by converting the provisional pattern into the inverse transformation matrix T 1 'is used as the input pattern, it is expected that light is actually irradiated only to the background portion. Therefore, it is appropriate to use a pattern obtained by converting a provisional pattern into an inverse transformation matrix T 1 'as a calibration pattern. An appropriate threshold value can be obtained, for example, by an experiment.

또한, 잠정적 패턴에서의 형상이 교정 패턴에서 유지되지 않을 수도 다. 이 경우, 예를 들면 원의 중심에 의해 점 d1을 나타내고 있으면, 교정 패턴에서 점 d는 원이 아닌 형상에 의해 나타내어 지고, 출력 패턴으로부터 점 d의 좌표를 산출하기에 지장이 생길 수도 있다. 그러나, 예를 들면, 하나의 짧은 선분의 중점에 의해 점 d1을 나타내고, 2개의 짧은 선분의 교점에 의해 점 e1을 나타내고, 3개의 짧은 선분의 교점에 의해 점 f1을 나타내는 패턴이라면, 잠정적 패턴에서의 형상이 교정 패턴에서 유지되지 않아도 문제는 없다.Also, the shape in the provisional pattern may not be maintained in the calibration pattern. In this case, for example, if the point d1 is represented by the center of the circle, the point d in the calibration pattern is represented by the shape other than the circle, and it may be difficult to calculate the coordinates of the point d from the output pattern. However, for example, if the point d1 is represented by the midpoint of one short line segment, the point e1 is represented by the intersection of two short line segments, and the point f1 is represented by the intersection of the three short line segments, There is no problem even if the shape of the pattern is not maintained in the calibration pattern.

어찌되었든, 작성부(207)는, 가능한 한 배경부에만 광이 조사되도록, 역변환 행렬 T1'를 사용하여, 배경 영역에 속하는 3점 d1, e1, f1에 기초하여, 3점 d, e, f 에 의해 정의되는 교정 패턴을 작성한다. 교정 패턴이 작성된 후의 처리, 즉 교정과 조정은, 제1 실시예와 마찬가지이다.Anyway, the creating unit 207 uses the inverse transformation matrix T 1 'so that light is irradiated only to the background portion as much as possible. Based on the three points d 1, e 1, and f 1 belonging to the background region, Create a calibration pattern defined by f. The process after the calibration pattern is created, that is, calibration and adjustment, is the same as in the first embodiment.

즉, 선택부(206)가 LED 광원(116)을 광원으로서 선택하고, 공간 변조 제어부(204)가 교정 패턴에 기초하여 DMD(106)를 제어함으로써, 교정 패턴에 따라, LED 광이 피가공물(102)에 조사된다. 그리고, LED 광이 조사된 피가공물(102)을 CCD 카메라(112)가 촬상하고, 취입부(201)가 화상을 받아들인다.That is, the selection unit 206 selects the LED light source 116 as the light source, and the spatial modulation control unit 204 controls the DMD 106 based on the calibration pattern so that the LED light is emitted to the workpiece 102). Then, the CCD camera 112 picks up the workpiece 102 to which the LED light is irradiated, and the take-in unit 201 receives the image.

전술한 바와 같이 작성된 교정 패턴이 조사되면, 예를 들면, 도 12에 나타낸 바와 같이, 받아들여진 화상에서, 광이 조사된 부분은 배경 영역에 포함되어 있는 것으로 기대된다. 즉, 전술한 바와 같이 작성된 교정 패턴은, 교정의 정밀도 저하를 방지하는 것으로 기대된다.When the calibration pattern created as described above is examined, for example, as shown in Fig. 12, in the accepted image, the portion irradiated with light is expected to be included in the background area. That is, the calibration pattern prepared as described above is expected to prevent a reduction in the accuracy of calibration.

산출부(202)는, 받아들여진 화상 상에 교정 패턴에 대응하여 생긴 출력 패턴으로부터, 점 d, e, f에 각각 대응하는 3점 d', e', f'의 좌표The calculation unit 202 calculates the coordinates of the three points d ', e', and f 'corresponding to the points d, e, and f from the output pattern generated in accordance with the calibration pattern on the received image

(xd', yd')T와 (xe', ye')T와 (xf', yf')T (x d ', d y') T and (x e ', y e' ) T and (x f ', f y') T

를 산출한다. 또한, 산출부(202)는, 점 d, e, f의 좌표와 점 d', e', f'의 좌표로부터, 제1 실시예와 마찬가지로 하여, 변환 행렬 T2와 그 역행열인 역변환 행렬 T2'= T2 -1를 산출한다. 변환 행렬 T2와 역변환 행렬 T2'의 산출에 의해 교정은 종료한다.. The calculation unit 202 calculates the transformation matrix T 2 and its inverse transformation matrix T 2 from the coordinates of the points d, e and f and the coordinates of the points d ', e' and f ' T 2 '= T 2 -1 . Calibration is completed by calculation of the transformation matrix T 2 and the inverse transformation matrix T 2 '.

그 후는, 역변환 행렬 T2'를 사용하여 조정부(203)가 제1 실시예와 마찬가지 의 조정을 행한다.Thereafter, the adjustment unit 203 performs the same adjustment as in the first embodiment using the inverse transformation matrix T 2 '.

그런데, 전술한 제1 실시예∼제7 실시예에서는, 가공용의 레이저광과 다른 LED 광을 교정에 사용하고 있었다. 그 이유는, 교정을 위한 광의 조사에 의해 피가공물(102)에 영향을 주지 않도록 하기 위해서이다.In the first to seventh embodiments described above, LED light other than the laser light for processing has been used for calibration. The reason for this is to prevent the workpiece 102 from being affected by irradiation of light for calibration.

따라서, 조사되어도 피가공물(102)가 영향을 받지 않을 정도로까지 레이저광을 약하게 할 수 있고, 레이저광이 CCD 카메라(112)가 촬상 가능한 파장의 광이면, 다른 실시예에서는, 레이저광을 교정량으로 사용해도 된다. 이 경우, 도 1의 LED 광원(116)과 하프 미러(104)는 불필요하게 된다.Therefore, even if irradiated, the laser beam can be weakened to such an extent that the workpiece 102 is not affected. In another embodiment, when the laser beam is a light of a wavelength at which the CCD camera 112 can pick up the image, . In this case, the LED light source 116 and the half mirror 104 shown in Fig. 1 become unnecessary.

그러나, 레이저광이나 피가공물(102)의 성질에 따라서는, 교정에 레이저광을 사용할 수가 없거나, 또는 교정에 레이저광을 사용하는 것이 바람직하지 않을 경우가 있다.However, depending on the characteristics of the laser beam or the workpiece 102, it may not be preferable to use laser light for calibration or to use laser light for calibration.

그래서, 교정에 사용되는 광과 가공에 사용되는 광이, 상이한 광원으로부터의 상이한 광인 것의 영향에 대하여 고찰하면, 실제로는, 전술한 제1 실시예∼제7 실시예에는 암묵의 전제가 있으므로, 그 전제가 성립하지 않을 때, 교정을 보다 정밀하게 해야할 여지가 있다.Therefore, considering the influence of the light used for calibration and the light used for processing in different light sources from different light sources, in fact, there is an implied premise in the above-described first to seventh embodiments, When the premise is not established, there is room for more precise correction.

이 암묵의 전제는, 도 1에서 레이저광이 하프 미러(104)를 투과하여 미러(105)에 입사할 때의 레이저광의 광축과, LED 광이 하프 미러(104)에서 반사되어 미러(105)에 입사할 때의 LED 광의 광축이 일치한다는 가정이다. 또는, 양자가 완전하게 일치하지 않는다 하더라도, 무시하여 문제가 없을 정도의 근소한 어긋남 밖에 없다는 가정이다.This tentative premise is that the optical axis of the laser beam when the laser beam passes through the half mirror 104 and enters the mirror 105 in FIG. 1 and the optical axis of the laser beam when the LED light is reflected by the half mirror 104, It is assumed that the optical axes of the LED light at the time of incidence coincide. Or, even if they do not completely match, it is assumed that there is only a slight deviation that is negligible.

그러나, 이 암묵의 가정이 항상 성립된다고는 할 수 없다. 그래서, 제8 실시예에서는, 이 가정이 성립되지 않는 경우에, 도 1에 있어서 레이저 발진기(103), 하프 미러(104), 미러(105) 및 LED 광원(116)으로 이루어지는 광원 광학계에 기인하여 출력 패턴이 받는 변형에 대해서도, 교정 대상으로서, 교정량을 보다 정밀화한다.However, this implicit assumption can not always be established. Therefore, in the eighth embodiment, in the case where this assumption is not satisfied, the light source optical system including the laser oscillator 103, the half mirror 104, the mirror 105 and the LED light source 116 in FIG. 1 As for the modification to which the output pattern is subjected, the correction amount is further refined as an object to be corrected.

도 14는 제8 실시예에서의 제어부(113)의 기능을 설명하는 기능 블록도이다. 제2 산출부(208)가 추가 되어 있는 점에서, 도 14는 도 2와 다르다. 제2 산출부(208)는, LED 광과 레이저광의 광축의 어긋남에 관한 교정을 행한다.14 is a functional block diagram for explaining the function of the control unit 113 in the eighth embodiment. Fig. 14 differs from Fig. 2 in that a second calculation section 208 is added. The second calculation section 208 calibrates the shift of the optical axis between the LED light and the laser light.

제8 실시예에서는 다음과 같은 수학적 모델을 채용한다.The eighth embodiment adopts the following mathematical model.

·광원으로서 LED 광원(116)을 선택한 상태에서의 입력 패턴으로부터 출력 패턴으로의 변환은 아핀 변환이다.The conversion from the input pattern to the output pattern when the LED light source 116 is selected as the light source is an affine transformation.

·이 변환은, 식 2의 변환 행렬 T에 의해 나타낸다.This transformation is represented by the transformation matrix T of equation (2).

·광원으로서 LED 광원(116)이 선택된 상태에서, 어떤 입력 패턴에 대응하는 제1 출력 패턴과, 광원으로서 레이저 발진기(103)가 선택된 상태에서, 같은 입력 패턴에 대응하는 제2 출력 패턴에는 어긋남이 있다. 이 어긋남도 아핀 변환에 의해 모델화된다.With the first output pattern corresponding to an input pattern and the laser oscillator 103 as a light source selected with the LED light source 116 selected as the light source, a deviation in the second output pattern corresponding to the same input pattern have. This shift is also modeled by affine transformation.

·제1 출력 패턴과 제2 출력 패턴의 어긋남을 나타내는 어긋남 파라미터는, 변환 행렬 T와 마찬가지의 형식의 식 36에 나타내는 변환 행렬 R에 의해 표현된다. 즉, 제1 출력 패턴은 변환 행렬 R에 의해 제2 출력 패턴으로 변환된다.The shift parameter indicating the shift between the first output pattern and the second output pattern is represented by the transformation matrix R shown in Equation 36 in the same format as the transformation matrix T. [ That is, the first output pattern is converted into the second output pattern by the conversion matrix R.

[식 36][Formula 36]

Figure 112008069066807-pat00019
Figure 112008069066807-pat00019

·아무런 조정을 행하지 않으면, 입력 패턴에서 좌표 (x, y)T에 있는 점은, 광원으로서 레이저 발진기(103)를 선택하면, 출력 패턴에서 좌표 (x", y")T로 변환된다. 이 2개의 좌표의 관계는 식 37이다.The point in the coordinate (x, y) T in the input pattern is converted into the coordinate (x ", y") T in the output pattern when the laser oscillator 103 is selected as the light source. The relationship between these two coordinates is Equation 37.

[식 37][Formula 37]

Figure 112008069066807-pat00020
Figure 112008069066807-pat00020

이상의 수학적 모델에 따라, 제8 실시예에서는, 변환 행렬 T와 역변환 행렬 T'를 취득하는 제1 교정과, 변환 행렬 R과 역변환 행렬 R'=R-1를 취득하는 제2 교정과, 역변환 행렬 T'와 역변환 행렬 R'를 사용한 조정이 행해진다.According to the above mathematical model, in the eighth embodiment, the first calibration for obtaining the conversion matrix T and the inverse transformation matrix T ', the second calibration for obtaining the conversion matrix R and the inverse transformation matrix R' = R- 1 , T 'and an inverse transformation matrix R'.

변환 행렬 T와 역변환 행렬 T'를 취득하는 제1 교정은 제1 실시예와 마찬가지이다.The first calibration for obtaining the transformation matrix T and the inverse transformation matrix T 'is the same as in the first embodiment.

변환 행렬 R과 역변환 행렬 R'를 취득하는 제2 교정는 다음과 같이 행해진다. 먼저, 제2 산출부(208)가 적당한 3점 a, b, c를 선택하고, 3점 a, b, c를 서로 구별 가능한 교정 패턴을 작성한다. 이 교정 패턴도, 도 4의 예와 같아도 된다. 이하, 제2 교정에서의 교정 패턴을, 제1 교정에서의 교정 패턴과 구별하기 위 하여, "시험 패턴"이라고 한다.The second calibration for obtaining the transformation matrix R and the inverse transformation matrix R 'is performed as follows. First, the second calculation unit 208 selects appropriate three points a, b, and c, and creates a calibration pattern capable of distinguishing the three points a, b, and c from each other. This calibration pattern may be the same as the example of Fig. Hereinafter, the calibration pattern in the second calibration is referred to as a "test pattern" in order to distinguish it from the calibration pattern in the first calibration.

3점 a, b, c의 좌표를 각각,The coordinates of the three points a, b,

(xa, ya)T와 (xb, yb)T와 (xc, yc)T (x a , y a ) T and (x b , y b ) T and (x c , y c ) T

가 되는 열 벡터로 나타낸다.As shown in FIG.

제2 산출부(208)는 시험 패턴을 공간 변조 제어부(204)에 출력한다. 그리고, 가공 대상의 피가공물(102)과 같은 종류의 시료가 스테이지(101) 상에 탑재된 상태에서, 공간 변조 제어부(204)에 의해 DMD(106)가 제어되고, 시험 패턴에 기초한 LED 광의 조사와 레이저광의 조사가 행해진다. 광원의 전환은, 선택부(206)에 의해 행해진다. 그리고, 조사의 순서는 임의로 정해진다.The second calculation unit 208 outputs the test pattern to the spatial modulation control unit 204. [ The DMD 106 is controlled by the spatial modulation control unit 204 in the state where a sample of the same type as the workpiece 102 to be machined is mounted on the stage 101 and irradiation of the LED light based on the test pattern is controlled And irradiation with laser light are performed. The switching of the light source is performed by the selection unit 206. [ The order of the investigation is arbitrarily set.

선택부(206)가 LED 광원(116)을 광원으로서 선택하고, LED 광이 시료에 조사되었을 때, CCD 카메라(112)가 시료를 촬상하고, 취입부(201)가 촬상된 화상을 받아들인다. 시험 패턴에 대응하여 화상에 생긴 출력 패턴에서, 점 a, b, c에 대응하는 점을 a', b', c'라 하고, 이들 3점 a', b', c'의 좌표를 각각,The selection unit 206 selects the LED light source 116 as the light source and when the LED light is irradiated on the sample, the CCD camera 112 picks up the sample and the picking unit 201 receives the picked-up image. The points corresponding to the points a, b, and c are referred to as a ', b', and c 'in the output pattern generated in the image corresponding to the test pattern, and the coordinates of these three points a', b ', and c'

(xa', ya')T와 (xb', yb')T와 (xc', yc')T (x a ', y a ') T and (x b ', y b ') T and (x c ', y c ') T

가 되는 열 벡터로 나타낸다.As shown in FIG.

또한, 선택부(206)가 레이저 발진기(103)를 광원으로서 선택하고, 레이저광이 시료에 조사되었을 때, CCD 카메라(112)가 시료를 촬상하고, 취입부(201)가 촬상된 화상을 받아들인다. 시험 패턴에 대응하여 화상에 생긴 출력 패턴에서, 점 a, b, c에 대응하는 점을 a", b", c"라고 하고, 이들 3점 a", b", c"의 좌표를 각각,When the selection unit 206 selects the laser oscillator 103 as a light source and the laser beam is irradiated onto the sample, the CCD camera 112 picks up an image of the sample, and the picking unit 201 receives the picked- . The points corresponding to the points a, b and c are referred to as a ", b ", and c "in the output pattern generated in the image corresponding to the test pattern, and the coordinates of these three points a ", b &

(xa", ya")T와 (xb", yb")T와 (xc", yc")T (x a ", y a" ) T and (x b ", y b" ) T and (x c ", y c" ) T

가 되는 열 벡터로 나타낸다.As shown in FIG.

제1 실시예에서, 산출부(202)가, 행렬 P와 행렬 Q로부터 변환 행렬 T를 산출한 것과 마찬가지의 방법으로, 제2 산출부(208)는, 식 37에 기초하여 3점 a', b', c'의 좌표와 3점 a", b", c"의 좌표로부터, 변환 행렬 R을 산출한다. 또한, 제2 산출부(208)는, 변환 행렬 R로부터 역변환 행렬 R'를 산출한다. 이상에 의해, 제2 교정이 종료한다.In the same manner as the calculation unit 202 calculates the transformation matrix T from the matrix P and the matrix Q, in the first embodiment, the second calculation unit 208 calculates three points a ' the second calculation unit 208 calculates the inverse transformation matrix R 'from the transformation matrix R by calculating the transformation matrix R from the coordinates of b', c 'and 3 points a ", b", c " Thus, the second calibration is completed.

제8 실시예에서의 조정은, 제1 실시예와 마찬가지로, 조정부(203)가 DMD 전송용 데이터를 변환하고, 공간 변조 제어부(204)가 이 변환된 DMD 전송용 데이터를 입력 패턴으로서 사용하여 DMD(106)를 제어함으로써 실현된다.The adjustment in the eighth embodiment is similar to the first embodiment in that the adjustment unit 203 converts the DMD transmission data and the spatial modulation control unit 204 uses the converted DMD transmission data as an input pattern to perform DMD (106).

조정부(203)는, 제1 실시예에서는 역변환 행렬 T'를 사용한 변환을 행하지만, 제8 실시예에서는 역변환 행렬 T'와 역변환 행렬 R'의 적인 행렬(T' R')를 사용한 변환을 행한다. 이 변환에 의해, 원하는 부분에 정확하게 레이저광이 조사되어 가공되었는지는, 다음과 같이 확인된다.In the eighth embodiment, the adjustment unit 203 performs the transformation using the inverse transformation matrix T 'and the matrix (T' R ') of the inverse transformation matrix R' in the first embodiment, while the transformation using the inverse transformation matrix T 'is performed in the first embodiment . With this conversion, it is confirmed as follows whether or not the desired portion is irradiated with the laser beam accurately.

제1 실시예와 마찬가지로 하여 조작부(114)로부터 오퍼레이터에 의해 지정된 조사 패턴에서, 좌표(xp1, yp1)T의 점 p가 광을 조사해야 할 부분에 포함되어 있다고 가정한다. 조정부(203)에 의한 조정의 결과, 공간 변조 제어부(204)가 DMD(106)에 지시하는 입력 패턴에서, 점 p는, 식 38에 의해 나타내는 좌표(xp2, yp2)T로 변환되어 있다.It is assumed that a point p of coordinates (x p1 , y p1 ) T is included in a portion to be irradiated with light in the irradiation pattern designated by the operator from the operation unit 114 in the same manner as in the first embodiment. As a result of the adjustment by the adjustment unit 203, the point p is converted into the coordinate (x p2 , y p2 ) T represented by the equation 38 in the input pattern instructed to the DMD 106 by the spatial modulation control unit 204 .

[식 38][Equation 38]

(xp2, yp2, 1)T = T' R'(xp1, yp1, 1)T (x p2 , y p2 , 1) T = T 'R' (x p1 , y p1 , 1) T

여기서, 광원으로서 레이저 발진기(103)를 선택했을 때, 입력 패턴에서의 좌표(xp2, yp2)T에 대응하는 출력 패턴 상의 점의 좌표를 (xp3, yp3)T라고 한다. 그러면 식 37과 식 38로부터 식 39가 유도된다.Here, when the laser oscillator 103 is selected as the light source, the coordinate of the point on the output pattern corresponding to the coordinate (x p2 , y p2 ) T in the input pattern is (x p3 , y p3 ) T. Then equation 39 is derived from equation 37 and equation 38.

[식 39][Equation 39]

(xp3, yp3, 1)T (x p3 , y p3 , 1) T

= RT(xp2, yp2, 1)T = RT (x p2 , y p2 , 1) T

= RTT'R'(xp1, yp1, 1)T RTT'R = '(p1 x, p1 y, 1) T

= (xp1, yp1, 1)T = (x p1 , y p1 , 1) T

즉, 조정부(203)에 의한 조정의 결과, 레이저광이 조사되어야 한다고 조사 패턴에서 지정된 좌표와, 실제로 레이저광이 조사된 위치를 나타내는 출력 패턴 상의 좌표가 일치하고, 레이저광은 원하는 위치에 정확하게 조사되었다.That is, as a result of the adjustment by the adjustment unit 203, the coordinates specified on the irradiation pattern that the laser beam should be irradiated coincide with the coordinates on the output pattern indicating the position where the laser beam is actually irradiated, .

다음에, 제9 실시예에 대하여 설명한다. 제9 실시예는, 공간 변조 소자를 사용한 프로젝터에 본 발명을 적용하는 예이다. 투영용의 광원으로부터의 광을, DMD 등의 공간 변조 소자로 공간 변조하고, 벽이나 스크린 등에 문자, 기호, 그림, 화상 등을 투영하는 프로젝터(조명 광학계)에서, 광의 투영을 조정할 때, 본 발명을 적용할 수 있다.Next, the ninth embodiment will be described. The ninth embodiment is an example in which the present invention is applied to a projector using a spatial modulation element. In the projector (illumination optical system) for spatially modulating light from a projection light source with a spatial modulation element such as a DMD and projecting characters, symbols, pictures, images and the like on a wall or a screen, Can be applied.

광학계 또는 스크린에 존재하는 어긋남이나 불균일의 영향으로, 지정된 그대로의 형상과 지정된 그대로의 위치에 광이 투영되지 않고, 투영된 상에서 이동, 회전, 확대, 축소, 불균일 등이 생기는 경우가 있다. 그래서, 제9 실시예에서는, 전술한 프로젝터가, 스크린을 촬상하는 촬상부와 제어부를 구비한다. 촬상부는, 예를 들면 CCD 카메라이다. 제어부는, 도 2의 취입부(201), 산출부(202), 조정부(203) 및 공간 변조 제어부(204)와 마찬가지의 기능을 가진다.Rotation, enlargement, reduction, unevenness, or the like may occur on the projected image without the light being projected to the designated shape and the specified position as the result of the shift or unevenness existing in the optical system or the screen. Thus, in the ninth embodiment, the above-described projector includes an image pickup section for picking up a screen and a control section. The image pickup unit is, for example, a CCD camera. The control unit has the same function as the taking unit 201, the calculating unit 202, the adjusting unit 203, and the spatial modulation controlling unit 204 in Fig.

이와 같이 구성된 프로젝터에 의하면, 전술한 각 실시예와 마찬가지로 하여, 교정을 행하고, 교정의 결과에 따라 조정된 투영을 행할 수 있다. 그리고, 제9 실시예는 프로젝터를 대상으로 하므로 "투영"이라는 말을 사용하였지만, 본 명세서의 제9 실시예에서의 "투영"은, 제1 실시예∼제8 실시예에서의 "조사"와 같은 의미이다.According to the projector thus configured, calibration can be performed in the same manner as in each of the above-described embodiments, and projection adjusted according to the result of calibration can be performed. Since the ninth embodiment refers to the projector, the term "projection" is used, but the term " projection "in the ninth embodiment of the present invention is not limited to the" It means the same.

그리고, 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않고, 여러 가지로 변형 가능하다. 이하 몇개의 예를 설명한다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, but may be modified in various ways. Some examples are described below.

레이저 가공 장치(100)의 물리적인 구성은 도 1에 예시한 구성에 한정되지 않는다. 예를 들면, 반사형의 공간 변조 소자인 DMD(106) 대신, 액정을 사용한 투 과형의 공간 변조 소자를 사용해도 된다. 즉, 조정하여 조사해야 할 제1 광과, 조정에 필요한 데이터를 얻기 위한 교정에 사용되는 제2 광이, 함께 공간 변조 소자로 공간 변조되어 피가공물(102) 상에 조사되고, 피가공물(102)을 촬상할 수 있는 구성에 의하면, 레이저 가공 장치(100)의 구체적인 구성은 실시예에 따라 상이하게 되어 있어도 된다. 또한, 제1 광과 제2 광은 상이해도 되고 같아도 된다.The physical configuration of the laser processing apparatus 100 is not limited to the configuration illustrated in FIG. For example, a transmission type spatial modulation device using a liquid crystal may be used instead of the DMD 106 as a reflection type spatial modulation device. That is, the first light to be adjusted and irradiated and the second light used for calibration to obtain the data necessary for adjustment are subjected to spatial modulation with the spatial modulation element and irradiated onto the workpiece 102, ), The specific configuration of the laser machining apparatus 100 may be different according to the embodiment. Further, the first light and the second light may be different or the same.

또한, 예를 들면, 도 2에 나타낸 각 부 중에서, 공간 변조 제어부(204)와 스테이지 제어부(205)와 선택부(206)만이 도 1의 레이저 가공 장치(100)의 제어부(113) 내에 실장되고, 도 2의 취입부(201)와 산출부(202)와 조정부(203)는, 레이저 가공 장치(100)의 외부의 컴퓨터에 의해 실현되어 있어도 된다.2, only the spatial modulation control section 204, the stage control section 205, and the selection section 206 are mounted in the control section 113 of the laser processing apparatus 100 in Fig. 1 The take-in unit 201, the calculating unit 202 and the adjusting unit 203 in Fig. 2 may be realized by a computer outside the laser processing apparatus 100. Fig.

조정 방법도, 전술한 예시로 한정되지 않는다. 예를 들면, 제2 실시예에서는 조정부(203)로부터의 지시에 기초하여 스테이지 제어부(205)가 스테이지(101)를 움직이게 하는 조정이 행해졌다. 다른 실시예에서는, 스테이지(101) 대신 DMD(106)의 위치나 각도를 바꾸는 것에 의해 조정이 행해져도 된다.The adjusting method is not limited to the example described above. For example, in the second embodiment, an adjustment is made to cause the stage control unit 205 to move the stage 101 based on an instruction from the adjustment unit 203. [ In another embodiment, adjustment may be performed by changing the position or angle of the DMD 106 instead of the stage 101. [

즉, DMD(106)에 각도나 위치를 바꾸기 위한 액츄에이터가 장착되어 있고, 도 2의 구성을, 공간 변조 제어부(204)가 입력 패턴의 지정 이외에, 액츄에이터의 제어도 행하도록 변형된 구성을 채용해도 된다. 이 경우에는, 조정부(203)가, 역변환 행렬 T'에 따라 DMD(106)를 움직이도록 공간 변조 제어부(204)에 지시함으로써, 조정을 행해도 된다. DMD(106)의 움직임에 의해, 레이저광의 샷 위치가 평행이동(시프트)하거나, 어느 점을 중심으로 회전이동하거나, 조사되는 영역의 크기나 형상이 변화한다.That is, even if an actuator for changing the angle or position is mounted on the DMD 106 and the configuration shown in Fig. 2 is modified so that the spatial modulation control unit 204 also controls the actuator in addition to designation of the input pattern do. In this case, the adjustment unit 203 may instruct the spatial modulation control unit 204 to move the DMD 106 in accordance with the inverse transformation matrix T '. Due to the movement of the DMD 106, the shot position of the laser beam shifts in parallel (shifts), rotates around a certain point, or the size and shape of the irradiated area change.

전술한 복수의 실시예는, 서로 모순되지 않는 한 임의로 조합할 수 있다. 예를 들면, 다음과 같이 3개 이상의 실시예를 조합할 수도 있다.The above-described plurality of embodiments can be arbitrarily combined as long as they do not contradict each other. For example, three or more embodiments may be combined as follows.

·피가공물(102) 상의 요철을 피하는 교정 패턴을 작성하는 제7 실시예에 있어서,In the seventh embodiment in which a calibration pattern is formed to avoid unevenness on the workpiece 102,

·레이저광과 LED 광의 광축의 어긋남도 교정의 대상으로 하는 제8 실시예와 유사한 제2 산출부(208)를 추가하고,A second calculation section 208 similar to the eighth embodiment, which is the object of calibration of the deviation of the optical axis between the laser light and the LED light,

·수학적 모델로서 제6 실시예의 유사 아핀 변환을 채용하고,Employs a pseudo-affine transformation of the sixth embodiment as a mathematical model,

·상기 수학적 모델 하에서, 제8 실시예와 유사한 방법에 의해, 레이저광과 LED 광의 광축의 어긋남을 고려하기 위한 변환 행렬 R과 역변환 행렬 R'를 제2 산출부(208)가 산출하고Under the above mathematical model, the second calculation section 208 calculates the conversion matrix R and the inverse transformation matrix R 'for considering the shift of the optical axis of the laser light and the LED light by a method similar to the eighth embodiment

·조정부(203)는, 공간 변조 제어부(204)에 주는 DMD 전송용 데이터를 조정하는 대신, 제3 실시예와 마찬가지로 하여, 조사 패턴을 지정하기 위한 화상을 변형함으로써 조정을 행한다.Instead of adjusting the data for DMD transfer to the spatial modulation control unit 204, the adjustment unit 203 performs adjustment by modifying an image for designating an irradiation pattern in the same manner as in the third embodiment.

또한, 교정을 행하는 타이밍은 실시예에 따라 다양하다. 그러므로, 전술한 각 실시예의 설명에서도, 교정을 행하고 나서 조정을 하는 순서 외에, 특별히 교정의 타이밍에 대하여 언급하지 않았다.Further, the timing of performing the calibration varies according to the embodiment. Therefore, in the description of each of the embodiments described above, in addition to the order of calibration after calibration, the timing of calibration is not particularly mentioned.

제1 실시예의 예로 설명하면, 레이저 가공 장치(100)를 처음으로 사용할 때 1회만 교정을 행하고, 그 이후는 항상 같은 역변환 행렬 T'에 기초하여 레이저광의 조사를 조정해도 된다. 또는, 레이저 가공 장치(100)의 시간 경과에 의한 변화에 대응하기 위하여, 정기적으로 교정을 행해도 된다.Describing with the example of the first embodiment, calibration may be performed only once when the laser processing apparatus 100 is used for the first time, and thereafter, irradiation of the laser light may be adjusted based on the same inverse transformation matrix T '. Or, calibration may be performed periodically to cope with changes in the laser processing apparatus 100 over time.

또는, 하나의 피가공물(102)에 대하여 1회 교정을 행해도 된다. 물론, 하나의 피가공물(102)의 복수 개소를 레이저 가공 장치(100)로 가공하는 경우, 가공 대상 개소마다 교정을 행해도 된다.Alternatively, one workpiece 102 may be calibrated once. Of course, when a plurality of portions of one workpiece 102 are processed by the laser machining apparatus 100, calibration may be performed for each portion to be machined.

예를 들면, 피가공물(102)이 대형 FPD 기판이며, 스테이지(101)가 에어 캐스터를 사용한 부상식 스테이지인 경우, 피가공물(102)이 휘어져 있을 수 있다. 이 경우, 휨의 영향으로, 가공의 대상 개소가 FPD 기판 상의 어느 위치에 있는 가에 의해, 피가공물(102)과 레이저 가공 장치(100)의 광학계[예를 들면, 대물 렌즈(110)]와의 거리가 상이하다.For example, if the workpiece 102 is a large FPD substrate and the stage 101 is a floating stage using an air caster, the workpiece 102 may be warped. In this case, due to the effect of the warp, the position of the object to be processed on the FPD substrate can be determined by the positional relationship between the workpiece 102 and the optical system (for example, objective lens 110) Distances are different.

피가공물(102)과 광학계와의 거리의 변동은 아주 적지만, 거리의 변동에 따라 DMD(106)를 통하여 조사되는 광의 확대율이나 어긋남의 크기가 변화한다. 따라서, 그와 같은 아주 작은 변동의 영향도 고려한 고정밀도의 조정이 요구되는 경우에는, 가공의 대상 개소마다 교정을 행해도 된다.The magnitude of the magnification of the light irradiated through the DMD 106 and the magnitude of the misalignment change in accordance with the variation of the distance although the distance between the work 102 and the optical system is very small. Therefore, in the case where high-precision adjustment taking into consideration the influence of such a small fluctuation is required, calibration may be performed for each target portion to be machined.

또한, 교정 패턴이 조사되는 피가공물(102) 상의 영역과, 가공하기 위해 조정된 조사 패턴이 조사되는 피가공물(102) 상의 영역의 관계도, 실시예에 따라 다양하다.The relationship between the area on the workpiece 102 to which the calibration pattern is irradiated and the area on the workpiece 102 to which the irradiation pattern adjusted to be processed is irradiated also varies according to the embodiment.

예를 들면, 피가공물(102)이 기판인 경우를 예로 설명한다. 처음에 1회만, 또는 정기적으로 교정을 행하는 경우, 가공 대상의 기판과 같은 종류의 임의의 기판을 사용하여 교정을 행하는 것이 바람직하다.For example, the case where the workpiece 102 is a substrate will be described as an example. In the case where the calibration is performed only once, or periodically, it is preferable to perform calibration using any substrate of the same type as the substrate to be processed.

하나의 기판에 대하여 1회 교정을 행하는 경우, 기판의 단부에 마진이 있으면, 이 마진을 교정에 사용해도 된다. 즉, 마진에 LED 광이 조사되는 위치에 스테 이지(101)를 이동시킨 후에, 교정을 행하고, 그 후, 교정의 결과에 따라 조정한 레이저광의 조사를 행하도록, 제어부(113)가 레이저 가공 장치(100)를 제어해도 된다.When one substrate is calibrated once, if there is a margin at the end of the substrate, this margin may be used for calibration. That is, the control section 113 controls the laser processing device so that the laser is irradiated with the laser light adjusted according to the result of the calibration after the stage 101 is moved to the position where the margin is irradiated with the LED light, (100) may be controlled.

또는, 하나의 기판에 대하여 1회 또는 복수회 교정을 행하는 경우, 가공 대상 개소에 레이저광이 조사되는 위치에 스테이지(101)를 이동시킨 후에, 교정을 행하도록, 제어부(113)가 레이저 가공 장치(100)를 제어해도 된다. 이 경우에는, 교정에 의해 피가공물(102)이 영향을 받지 않도록, 교정에는, 가공용 레이저광과는 다른 LED 광이나, 출력을 약하게 한 레이저광을 사용하는 것이 바람직하다.Alternatively, when performing calibration once or plural times with respect to one substrate, the controller 113 controls the laser machining apparatus 100 so that the calibration is performed after the stage 101 is moved to the position where the laser light is irradiated to the portion to be processed, (100) may be controlled. In this case, it is preferable to use LED light different from the processing laser light or laser light whose output is weakened for calibration so that the workpiece 102 is not affected by the calibration.

이 외에도, 본 발명은 여러 가지로 변형되어 행할 수 있다. 예를 들면, 도 5의 흐름도에 나타낸 처리의 단계는, 여러 가지로 변경될 수 있다.In addition, the present invention can be modified in various ways. For example, the process steps shown in the flowchart of Fig. 5 can be changed in various ways.

예를 들면, 단계 S102의 처리와, 단계 S103∼단계 S105의 처리는, 독립적으로 병행하여 실행할 수 있다. 따라서, 단계 S102의 처리와 동시에 단계 S103∼단계 S105의 처리를 실행해도 되고, 단계 S103, S104, S105, S102의 순서로 처리를 실행해도 된다.For example, the processing of step S102 and the processing of steps S103 to S105 can be executed independently and in parallel. Therefore, the processing of steps S103 to S105 may be executed simultaneously with the processing of step S102, or the processing may be executed in the order of steps S103, S104, S105, and S102.

또한, 복수회의 교정에서 동일한 하나의 교정 패턴을 사용해도 된다. 이 경우, 산출부(202)는, 1회째 교정의 단계 S1O1에서 교정 패턴을 작성했을 때, 이 교정 패턴을 기억 장치에 저장해도 된다. 그리고, 2회째 이후의 교정의 단계 S101에서, 산출부(202)는 기억 장치로부터 교정 패턴을 판독해도 된다.Further, the same one calibration pattern may be used in a plurality of calibrations. In this case, the calculation unit 202 may store the calibration pattern in the storage device when the calibration pattern is created in the step S1O1 of the first calibration. Then, in the second or later calibration step S101, the calculation unit 202 may read the calibration pattern from the storage device.

또한, 교정 패턴은, 먼저 결정된 3점 a, b, c의 좌표에 기초하여 작성된다. 따라서, 단계 S102에서 다시 3점 a, b, c의 좌표를 취득하지 않아도 되고, 단계 S102를 생략할 수 있다. 즉, 산출부(202)는, 교정 패턴을 작성할 때 3점 a, b, c의 좌표도 함께 기억 장치에 저장하고, 단계 S106에서 3점의 좌표를 기억 장치로부터 판독해도 된다.In addition, the calibration pattern is created based on the coordinates of the three points a, b, and c determined first. Therefore, it is not necessary to acquire the coordinates of the three points a, b, and c again in step S102, and step S102 can be omitted. In other words, when calculating the calibration pattern, the calculating unit 202 may also store the coordinates of the three points a, b, and c in the storage device, and read the coordinates of the three points from the storage device in step S106.

또한, 제2 실시예와 같이, 조정에 역변환 행렬 T'를 이용하지 않는 실시예에서는, 마지막 단계 S107이 불필요하다.Further, as in the second embodiment, in the embodiment in which the inverse transformation matrix T 'is not used for adjustment, the last step S107 is unnecessary.

이상, 다양한 실시예에 대하여 설명하였으나, 전술한 실시예에 공통되는 효과에 대하여 대략 살펴보면, 이하와 같다.Although the various embodiments have been described above, the effects common to the above-described embodiments will be described as follows.

DMD(106) 등의 공간 변조 소자를 사용하여 임의의 교정 패턴에 따라, 광을 피가공물(102) 상에 조사할 수 있다. 즉, 복수의 점의 위치를 하나의 교정 패턴으로 나타낼 수 있고, 교정을 한번에 효율적으로 행할 수 있다.Light can be irradiated onto the workpiece 102 in accordance with an arbitrary calibration pattern using a spatial modulation element such as the DMD 106. [ That is, the positions of a plurality of points can be represented by a single calibration pattern, and the calibration can be performed efficiently at one time.

또한, 광학계 또는 스테이지(101)의 기계적인 이동과 광의 조사를 교정을 위해 반복할 필요가 없다. 따라서, 예를 들면, 광학계의 물리적인 배치를 기계적으로 이동시키기 위한 액츄에이터의 동작에 포함되는 오차의 영향을 배제하여, 교정을 행할 수 있다.Further, mechanical movement of the optical system or the stage 101 and irradiation of light need not be repeated for calibration. Therefore, for example, the influence of the error included in the operation of the actuator for mechanically moving the physical arrangement of the optical system can be excluded and calibration can be performed.

또한, 교정 패턴의 형상이 임의이므로, 교정에 사용하는 피가공물(102)의 성질에 따라 적절한 형상의 교정 패턴을 취득하기가 용이하다. 여기서 "피가공물(102)의 성질"은, 3차원 형상이나 재질 등의 다양한 성질을 일컫는다. 또한, 적절한 형상의 교정 패턴을 취득하기 위해서는, 미리 작성되고 기억된 복수의 교정 패턴 중에서 적절한 교정 패턴을 선택해도 되고, 그 자리에서 적절한 교정 패턴을 작성해도 된다.In addition, since the shape of the calibration pattern is arbitrary, it is easy to obtain a calibration pattern of an appropriate shape according to the properties of the workpiece 102 used for calibration. Here, the "property of the workpiece 102 " refers to various properties such as a three-dimensional shape and a material. Further, in order to obtain a calibration pattern of an appropriate shape, an appropriate calibration pattern may be selected from among a plurality of calibration patterns previously prepared and stored, or an appropriate calibration pattern may be created on the spot.

예를 들면, 제7 실시예에 관하여 설명한 바와 같이, 어느 교정 패턴에 따라서 광을 조사하고자 하는 피가공물(102) 상의 영역에, 교정 패턴의 형상을 비뚤어지게 하는 입체적인 구성물이 있는 경우, 그 교정 패턴은 사용하지 않는 것이 좋다. 이 경우, 구성물을 피해 광을 조사하는 다른 교정 패턴을 사용하는 것이 바람직하다.For example, as described in connection with the seventh embodiment, when there is a three-dimensional structure in which the shape of the calibration pattern is distorted in a region on the workpiece 102 to which light is to be irradiated according to a certain calibration pattern, Is not recommended. In this case, it is preferable to use another calibration pattern for irradiating light to the structure.

제7 실시예와 같이, 사전에 정보가 아무것도 주어져 있지 않아도, CCD 카메라(112)가 촬상한 화상에 기초하여, 피가공물(102) 상의 입체적인 구성물을 피하도록, 적절한 형상의 교정 패턴을 그 자리에서 작성부(207)가 생성할 수도 있다.As in the seventh embodiment, even if no information is given in advance, a calibration pattern of a proper shape is formed on the spot so that the three-dimensional structure on the workpiece 102 is avoided based on the image captured by the CCD camera 112 And may be generated by the creating unit 207. [

또한, 항상 예비적인 교정을 행하지 않고, 필요할 때만 예비적인 교정을 행하도록 제7 실시예를 변형해도 된다. 예를 들면, 교정의 실행중에, 피가공물(102)의 표면 상의 요철에 기인한 것으로 여겨지는 출력 패턴의 불균일을 산출부(202)가 검출하고, 불균일이 검출되었을 때만, 제7 실시예에 따라서, 교정 패턴을 다시 설정해도 된다.In addition, the seventh embodiment may be modified so that preliminary calibration is not always performed but preliminary calibration is performed only when necessary. For example, during the execution of the calibration, only when the calculating section 202 detects the unevenness of the output pattern that is considered to be attributable to the unevenness on the surface of the workpiece 102 and the unevenness is detected, according to the seventh embodiment , The calibration pattern may be set again.

또는, 제7 실시예 외의 실시예에서, 산출부(202)가, 피가공물(102)의 설계 데이터 등의 정보를 사전에 취득하고, 설계 데이터로부터 배경부의 범위를 추출하고, 배경부에 광이 조사되도록 한 교정 패턴을 생성해도 된다. 어느 경우라 하더라도, 교정량 패턴은 임의이므로, 적절한 교정 패턴을 작성부(207) 또는 산출부(202)가 용이하게 찾아낼 수 있다.Alternatively, in an embodiment other than the seventh embodiment, the calculating unit 202 may acquire information such as design data of the workpiece 102 in advance, extract a range of the background unit from the design data, A calibration pattern to be irradiated may be generated. In either case, since the correction amount pattern is arbitrary, an appropriate correction pattern can be easily found by the creating unit 207 or the calculating unit 202. [

또한, 광의 반사율이 상이한 복수의 물질로부터 피가공물(102)이 만들어지고 있는 경우, 이들 복수의 물질 중에서 광의 반사율이 낮은 물질이 사용되고 있은 영 역을 피해 광이 조사되도록, 적절한 교정 패턴을 취득하고, 이용해도 된다. 제7 실시예와 같이 화상에 기초하면, 혹은 설계 데이터에 기초하면, 적절한 교정 패턴을 용이하게 취득할 수 있다.When a workpiece 102 is made of a plurality of materials having different reflectances of light, an appropriate calibration pattern is obtained so that light is irradiated from a region where a material having a low reflectance of light is used, May be used. It is possible to easily acquire an appropriate calibration pattern based on an image or based on design data as in the seventh embodiment.

이와 같이, 교정의 정밀도를 낮출 가능성이 있는 피가공물(102)을 사용하여 교정을 행하는 경우에도, 피가공물(102)의 성질에 따른 적절한 교정 패턴을 취득하고, 이용하는 것이 용이하므로, 교정의 정밀도의 향상을 도모할 수 있다.Thus, even when the workpiece 102 having a possibility of lowering the accuracy of the calibration is used, it is easy to acquire and use an appropriate calibration pattern according to the property of the workpiece 102, Improvement can be achieved.

또한, 특허 문헌 1∼특허 문헌3에 기재된 종래의 기술에서는, 교정의 대상이 한정되어 있고, 예를 들면, 회전, 불균일, 또는 스케일 변환이 고려되지 않을 경우가 있었다. 그러나, 본 발명의 실시예서는, 요구되는 교정의 정밀도나, 교정 대상의 장치[예를 들면, 레이저 가공 장치(100)]의 특성에 따라, 적절하게 선택한 수학 모델에 따라 교정을 행할 수 있다.In addition, in the conventional techniques described in Patent Documents 1 to 3, the object of calibration is limited, and for example, rotation, non-uniformity, or scale conversion is not considered in some cases. However, in the embodiment of the present invention, calibration can be performed according to the mathematical model appropriately selected according to the required accuracy of calibration or the characteristics of the apparatus to be calibrated (for example, the laser processing apparatus 100).

왜냐하면, 교정 패턴이 임의이므로, 종래 기술에 비해 다양한 수학적 모델이 채용 가능하기 때문이다. 따라서, 보다 정밀한 수학적 모델을 채용하면, 다양한 요소가 고려되어, 보다 정밀도가 높은 조정이 행해진다.This is because, since the calibration pattern is arbitrary, various mathematical models can be adopted as compared with the conventional technique. Thus, if a more precise mathematical model is employed, various factors are taken into account and more precise adjustments are made.

그리고, 교정을 위한 수학적 모델은, 전술한 예시 외라도 된다. 예를 들면, 영역에 의해 상이하게 변형되는 수학적 모델을 채용해도 된다. 즉, CCD 카메라(112)가 촬상한 화상을 복수의 영역으로 분할하고, 영역마다 산출부(202)가 변환 행렬 T와 역변환 행렬 T'를 산출하고, 영역마다 상이한 역변환 행렬 T'에 기초하여 조정부(203)가 조정을 행해도 된다.The mathematical model for calibration may be other than the above-mentioned examples. For example, a mathematical model that is modified differently by regions may be employed. That is, the image captured by the CCD camera 112 is divided into a plurality of regions, the calculation unit 202 calculates the inverse transformation matrix T 'and the inverse transformation matrix T' for each region, and based on the inverse transformation matrix T ' (203) may perform adjustment.

도 1은 제1 실시예에서의 레이저 가공 장치의 구성을 나타낸 모식도이다.Fig. 1 is a schematic view showing a configuration of a laser machining apparatus in the first embodiment. Fig.

도 2는 제1 실시예에서의 제어부의 기능을 나타낸 기능 블록도이다.2 is a functional block diagram showing functions of the control unit in the first embodiment.

도 3은 레이저 가공 장치에 존재하는 어긋남이나 불균일에 기인하는 조사 패턴의 변형을 예시하는 도면이다.Fig. 3 is a diagram illustrating deformation of an irradiation pattern caused by misalignment or unevenness existing in the laser processing apparatus.

도 4는 교정 패턴의 예를 나타낸 도면이다.4 is a diagram showing an example of a calibration pattern.

도 5는 제1 실시예에서의 변환 파라미터의 산출 단계를 나타낸 흐름도이다.5 is a flowchart showing a step of calculating conversion parameters in the first embodiment.

도 6은 제1 실시예에서의 조정 방법을 설명하는 도면이다.6 is a diagram for explaining an adjustment method in the first embodiment.

도 7은 입력 패턴으로부터 출력 패턴으로의 변환의 예를 설명하는 도면이다.7 is a diagram for explaining an example of conversion from an input pattern to an output pattern.

도 8은 제2 실시예에서의 제어부의 기능을 나타낸 기능 블록도이다.8 is a functional block diagram showing functions of the control unit in the second embodiment.

도 9는 제2 실시예에서의 조정 방법을 설명하는 도면이다.9 is a view for explaining an adjustment method in the second embodiment.

도 10은 제3 실시예에서의 제어부의 기능을 나타낸 기능 블록도이다.10 is a functional block diagram showing functions of the control unit in the third embodiment.

도 11은 제3 실시예에서의 조정 방법을 설명하는 도면이다.11 is a view for explaining an adjustment method in the third embodiment.

도 12는 제7 실시예에서 교정 패턴을 조사했을 때의 화상의 예이다.12 is an example of an image when a calibration pattern is examined in the seventh embodiment.

도 13은 제7 실시예에서의 제어부의 기능을 나타낸 기능 블록도이다.13 is a functional block diagram showing functions of the control unit in the seventh embodiment.

도 14는 제8 실시예에서의 제어부의 기능을 나타낸 기능 블록도이다.14 is a functional block diagram showing functions of the control unit in the eighth embodiment.

[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]DESCRIPTION OF THE REFERENCE NUMERALS

100: 레이저 가공 장치 101: 스테이지100: laser processing apparatus 101: stage

102: 피가공물 103: 레이저 발진기102: workpiece 103: laser oscillator

104, 107, 109: 하프 미러 105: 미러104, 107, 109: half mirror 105: mirror

106: DMD 108: 결상 렌즈106: DMD 108: imaging lens

110: 대물 렌즈 111: 조명용 광원110: objective lens 111: illumination light source

112: CCD 카메라 113: 제어부112: CCD camera 113:

114: 조작부 115: 모니터114: Operation part 115: Monitor

116: LED 광원 201: 취입부116: LED light source 201:

202: 산출부 203: 조정부202: Calculator 203:

204: 공간 변조 제어부 205: 스테이지 제어부204: spatial modulation control unit 205: stage control unit

206: 선택부 207: 작성부206: selection unit 207:

208: 제2산출부 300∼304: 화상208: second calculating unit 300 to 304:

310∼312: 조사 패턴 320, 321: DMD 전송용 데이터310 to 312: Survey pattern 320, 321: Data for DMD transmission

330∼334: 라이브 화상 340∼342: 교정 패턴330 to 334: Live image 340 to 342: Calibration pattern

401: 기판 402: 회로 패턴401: substrate 402: circuit pattern

403∼405: 원403-405: won

Claims (13)

지정된 입력 패턴에 따라, 공간 변조 소자에 의해 공간 변조된 광의, 대상물에 대한 조사를 조정하는 조정 장치로서,An adjusting device for adjusting irradiation of an object with light spatially modulated by a spatial modulation element according to a designated input pattern, 상기 공간 변조 소자에 의해 공간 변조된 광이 조사된 상기 대상물을 촬상한 화상을 받아들이는 취입부,A blowing unit for receiving an image of the object irradiated with the light that has been spatially modulated by the spatial modulation element, 상기 화상 상에 상기 입력 패턴에 대응하여 생기는 출력 패턴과, 상기 입력 패턴을 상기 출력 패턴으로 변환하는 변환 파라미터를 산출하는 산출부, 및A calculation section for calculating an output pattern corresponding to the input pattern on the image and a conversion parameter for converting the input pattern into the output pattern, 상기 입력 패턴으로서, 교정을 위해 사용되는 적어도 하나의 점의 좌표를 나타내는 기준 패턴인 교정 패턴을 사용했을 때 상기 산출부가 산출한 상기 변환 파라미터에 기초하여, 상기 공간 변조 소자에 지정된 조사 패턴에 따른 상기 대상물에 대한 광의 조사를 조정하는 조정부Wherein said input parameter is a value obtained by subtracting, as said input pattern, said conversion parameter according to an irradiation pattern designated to said spatial modulation element, based on said conversion parameter calculated by said calculation section when using a calibration pattern which is a reference pattern indicating coordinates of at least one point used for calibration An adjustment unit for adjusting the irradiation of light to the object 를 포함하는 조정 장치.&Lt; / RTI &gt; 제1항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 변환 파라미터는 행렬에 의해 나타내어지는, 조정 장치The transformation parameters are represented by a matrix, 제1항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 조정부가 상기 변환 파라미터에 의한 변환의 역변환을 나타내는 역변환 파라미터를 산출하고, 상기 역변환 파라미터에 기초하여 조정을 행하는, 조정 장치.The adjustment unit calculates an inverse transformation parameter indicating inverse transformation of the transformation by the transformation parameter, and performs adjustment based on the inverse transformation parameter. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 조정부가, 상기 조사 패턴을 상기 역변환 파라미터로 변환한 제2 조사 패턴을, 상기 입력 패턴으로서 지정함으로써 조정을 행하는, 조정 장치.And the adjustment unit performs adjustment by designating a second irradiation pattern obtained by converting the irradiation pattern into the inverse conversion parameter as the input pattern. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 조정부가, 상기 대상물을 촬상한 제1 화상을 상기 역변환 파라미터로 변환하여 제2 화상을 취득하고, 상기 조사 패턴을 지정하기 위한 위치를 나타내기 위해 사용되는 화상으로서 상기 제2 화상을 제공함으로써 조정을 행하는, 조정 장치.The adjustment unit obtains a second image by converting a first image obtained by imaging the object into the inverse transformation parameter and provides the second image as an image used for indicating a position for specifying the irradiation pattern . 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 조정부가, 상기 공간 변조 소자의 위치와 방향 중에서 적어도 한쪽을 상기 역변환 파라미터에 기초하여 조정하는, 조정 장치.And the adjusting section adjusts at least one of a position and a direction of the spatial modulation element based on the inverse transformation parameter. 제1항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 조정부가, 상기 대상물의 위치와 방향 중에서 적어도 한쪽을 상기 변환 파라미터에 기초하여 조정하는, 조정 장치.And the adjusting unit adjusts at least one of a position and a direction of the object based on the conversion parameter. 제1항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 교정 패턴이 상기 입력 패턴으로서 지정되었을 때, 상기 대상물의 표면의 배경부에 상기 광이 조사되도록, 상기 대상물의 상기 표면의 정보에 기초하여 상기 교정 패턴을 작성하는 작성부를 더 포함하는 조정 장치.Further comprising a creating section that creates the calibration pattern based on information of the surface of the object so that the light is irradiated to the background portion of the surface of the object when the calibration pattern is designated as the input pattern. 제8항에 있어서,9. The method of claim 8, 상기 작성부는,Wherein the creating unit comprises: 예비 교정 패턴을 상기 입력 패턴으로서 지정하여, 상기 산출부에 제2 변환 파라미터를 산출시키고,Designating a preliminary calibration pattern as the input pattern, calculating a second conversion parameter in the calculation unit, 상기 제2 변환 파라미터에 의해 나타내어지는 변환의 역변환을 나타내는 제2 역변환 파라미터를 산출하고,A second inverse transformation parameter indicating an inverse transformation of the transformation represented by the second transformation parameter, 상기 대상물을 촬상한 배경 검출용 화상에서 상기 배경부가 찍힌 배경 영역을 검출하고, 상기 배경 영역에 기초하여, 상기 배경부에 광이 조사되도록, 상기 제2 역변환 파라미터를 사용하여 상기 교정 패턴을 작성하는,Detecting the background area in which the background is imaged in the image for background detection in which the object is imaged and creating the correction pattern using the second inverse transformation parameter so that light is irradiated on the background part based on the background area , 조정 장치.Adjusting device. 제1항에 있어서,The method according to claim 1, 제1 광원과 제2 광원 중에서 한쪽으로부터 출사된 광이 상기 공간 변조 소자에 입사되도록, 상기 제1 광원과 상기 제2 광원 중에서 한쪽을 선택하는 선택부와,A selector for selecting one of the first light source and the second light source so that light emitted from one of the first light source and the second light source is incident on the spatial modulation element; 상기 입력 패턴으로서 시험 패턴이 지정되었을 때, 상기 제1 광원과 상기 제2 광원 중에서 어느 쪽이 선택되어 있는지에 의해 상기 출력 패턴에 생기는 어긋남 을 나타내는 어긋남 파라미터를 산출하는 제2 산출부를 더 포함하고,Further comprising a second calculating section that calculates a shift parameter indicative of a shift occurring in the output pattern depending on whether one of the first light source and the second light source is selected when the test pattern is designated as the input pattern, 상기 선택부는, 상기 교정 패턴에 따라서 조사하는 광의 광원으로서 상기 제1 광원을 선택하고,Wherein the selection unit selects the first light source as a light source of light to be irradiated in accordance with the calibration pattern, 상기 제2 광원이 선택된 상태에서, 상기 조정부가, 상기 변환 파라미터와 상기 어긋남 파라미터의 양쪽 파라미터에 기초하여 상기 제2 광원으로부터 상기 대상물에 대한 상기 조사 패턴에 따른 광의 조사를 조정하는,The adjustment unit adjusts the irradiation of light from the second light source to the object in accordance with the irradiation pattern based on both the parameters of the conversion parameter and the displacement parameter in a state in which the second light source is selected, 조정 장치.Adjusting device. 레이저 광원으로부터 출사된 레이저광을 대상물 상으로 안내하는 광학계와,An optical system for guiding the laser light emitted from the laser light source onto an object, 상기 레이저 광원으로부터 상기 대상물에 대한 광로 상에 설치되고, 입사광을 공간 변조하는 공간 변조 소자와,A spatial modulation element provided on the optical path from the laser light source to the object, for spatial modulation of incident light, 제1항에 기재된 상기 조정 장치를 포함하고,An apparatus as claimed in any one of the preceding claims, 제1항에 기재된 상기 조사 패턴에 따라, 상기 대상물에 조사되는 광으로서 상기 레이저광을 사용하고,The method according to claim 1, wherein the laser light is used as light to be irradiated onto the object, 상기 대상물에 대한 상기 레이저광의 조사를 상기 조정 장치에 의해 조정하여, 상기 대상물을 가공하는 레이저 가공 장치.And the irradiation of the laser beam to the object is adjusted by the adjustment device to process the object. 컴퓨터가,Computer, 지정된 교정 패턴에 따라, 공간 변조 소자에 의해 공간 변조된 광이 조사된 대상물을 촬상한 화상을 받아들이고,Receiving an image of an object irradiated with light that has been spatially modulated by the spatial modulation element according to a specified calibration pattern, 상기 화상 상에 상기 교정 패턴에 대응하여 생기는 패턴과, 상기 교정 패턴을 변환하는 변환 파라미터를 산출하고,Calculating a pattern generated corresponding to the calibration pattern on the image and a conversion parameter for converting the calibration pattern, 상기 공간 변조 소자에 지정된 조사 패턴에 따른 상기 대상물에 대한 광의 조사를, 상기 변환 파라미터에 기초하여 조정하는And irradiating light to the object in accordance with the irradiation pattern designated to the spatial modulation element based on the conversion parameter 조정 방법.Adjustment method. 지정된 교정 패턴에 따라, 공간 변조 소자에 의해 공간 변조된 광이 조사된 대상물을 촬상한 화상을 받아들이는 단계,Receiving an image of an object irradiated with light that has been spatially modulated by the spatial modulation element according to a specified calibration pattern, 상기 화상 상에 상기 교정 패턴에 대응하여 생기는 패턴과, 상기 교정 패턴을 변환하는 변환 파라미터를 산출하는 단계, 및Calculating a pattern that corresponds to the calibration pattern on the image and a conversion parameter for converting the calibration pattern; 상기 공간 변조 소자에 지정된 조사 패턴에 따른 상기 대상물로의 광의 조사를, 상기 변환 파라미터에 기초하여 조정하는 단계Adjusting irradiation of light to the object in accordance with an irradiation pattern designated to the spatial modulation element based on the conversion parameter 를 컴퓨터에 실행시키는 조정 프로그램을 저장한 컴퓨터가 판독 가능한 기억 매체.Readable storage medium storing an adjustment program for causing a computer to execute the program.
KR1020080096603A 2007-10-01 2008-10-01 Adjusting apparatus laser beam machining apparatus adjusting method and adjusting program KR101513107B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2007-258141 2007-10-01
JP2007258141A JP5090121B2 (en) 2007-10-01 2007-10-01 Adjustment device, laser processing device, adjustment method, and adjustment program

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090033817A KR20090033817A (en) 2009-04-06
KR101513107B1 true KR101513107B1 (en) 2015-04-17

Family

ID=40537886

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080096603A KR101513107B1 (en) 2007-10-01 2008-10-01 Adjusting apparatus laser beam machining apparatus adjusting method and adjusting program

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP5090121B2 (en)
KR (1) KR101513107B1 (en)
CN (1) CN101403822A (en)
TW (1) TWI422452B (en)

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5451238B2 (en) * 2009-08-03 2014-03-26 浜松ホトニクス株式会社 Laser processing method
JP5791908B2 (en) * 2011-01-18 2015-10-07 オリンパス株式会社 ADJUSTMENT DEVICE, LASER PROCESSING DEVICE, AND ADJUSTMENT METHOD
KR101310452B1 (en) * 2011-08-25 2013-09-24 삼성전기주식회사 The laser processing method which uses array type spatial modulator
US20130140286A1 (en) * 2011-12-06 2013-06-06 Herbert Chidsey Roberts, III Systems and methods for internal cavity formation using laser manipulation
CN102879905B (en) * 2012-09-13 2015-10-28 北京国科世纪激光技术有限公司 A kind of device for observing hot spot bearing change and beam shaping method
JP6128822B2 (en) 2012-12-05 2017-05-17 オリンパス株式会社 Optical device
KR102117608B1 (en) * 2013-08-14 2020-06-02 삼성디스플레이 주식회사 Sealing apparatus, substrate sealing apparatus comprising the same and substrate sealing method
US10618131B2 (en) 2014-06-05 2020-04-14 Nlight, Inc. Laser patterning skew correction
DE102014213518A1 (en) * 2014-07-11 2016-01-14 Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg Method, processing machine and computer program product for image-based placement of workpiece machining operations
JP6620976B2 (en) * 2015-09-29 2019-12-18 株式会社東京精密 Laser processing apparatus and laser processing method
EP3380266B1 (en) 2015-11-23 2021-08-11 NLIGHT, Inc. Fine-scale temporal control for laser material processing
US11179807B2 (en) 2015-11-23 2021-11-23 Nlight, Inc. Fine-scale temporal control for laser material processing
US11471976B2 (en) 2016-03-10 2022-10-18 Hamamatsu Photonics K.K. Laser light radiation device and laser light radiation method
JP6689631B2 (en) * 2016-03-10 2020-04-28 浜松ホトニクス株式会社 Laser light irradiation device and laser light irradiation method
US10295845B2 (en) 2016-09-29 2019-05-21 Nlight, Inc. Adjustable beam characteristics
JP6768444B2 (en) * 2016-10-14 2020-10-14 浜松ホトニクス株式会社 Laser processing equipment and operation check method
CN110651218B (en) * 2017-04-04 2022-03-01 恩耐公司 Apparatus, system and method for calibration of galvanometer scanners
CN107186364B (en) * 2017-07-11 2024-02-02 华侨大学 Method for realizing accurate laser cutting track and microscopic cell cutting without mechanical movement
US10794838B2 (en) 2017-07-21 2020-10-06 Isvision (Tianjin) Technology Co., Ltd Method and device for detecting defect of cover lens in laser welding system on automobile production line
JP7105639B2 (en) 2018-07-05 2022-07-25 浜松ホトニクス株式会社 Laser processing equipment
JP7283918B2 (en) * 2019-02-20 2023-05-30 株式会社ディスコ processing equipment
CN110497088B (en) * 2019-08-31 2020-05-19 大连理工大学 Flexible conformal antenna laser processing error control method based on curved surface mapping
CN113290313B (en) * 2020-02-19 2023-10-31 深圳市创客工场科技有限公司 Laser processing control method and device and laser processing equipment
JP2022105404A (en) * 2021-01-04 2022-07-14 株式会社東芝 Processing device, welding system, processing method, program, and storage medium
CN114289858B (en) * 2021-11-18 2023-07-07 富联裕展科技(深圳)有限公司 Debugging and monitoring method, device, equipment and computer readable storage medium

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3180194B2 (en) * 1991-07-25 2001-06-25 日立ビアメカニクス株式会社 Laser processing machine
JP2823750B2 (en) * 1992-09-02 1998-11-11 三菱電機株式会社 Laser marking device
JP2002001562A (en) * 2000-06-16 2002-01-08 Ricoh Microelectronics Co Ltd Optical processing method and it's device and recording medium
JP2004109565A (en) * 2002-09-19 2004-04-08 Olympus Corp Sample observation system and adjusting method of sample observation system
TWI279278B (en) * 2006-01-13 2007-04-21 Hs Comp Co Ltd Method of edge-directed cutting fabric with laser
JP5119728B2 (en) * 2007-05-08 2013-01-16 ソニー株式会社 Laser processing apparatus calibration method and laser processing apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
TWI422452B (en) 2014-01-11
JP2009082966A (en) 2009-04-23
TW200916248A (en) 2009-04-16
JP5090121B2 (en) 2012-12-05
KR20090033817A (en) 2009-04-06
CN101403822A (en) 2009-04-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101513107B1 (en) Adjusting apparatus laser beam machining apparatus adjusting method and adjusting program
JP5791908B2 (en) ADJUSTMENT DEVICE, LASER PROCESSING DEVICE, AND ADJUSTMENT METHOD
KR101485437B1 (en) Apparatus and method of referential position measurement and pattern-forming apparatus
KR101615946B1 (en) Three-dimensional shape measuring apparatus
JP4450739B2 (en) Exposure equipment
JP2009262161A (en) Correcting apparatus, correcting method, control device, and program
JP2011025316A (en) Defect correction device
WO2011114407A1 (en) Method for measuring wavefront aberration and device of same
US8258472B2 (en) Charged particle radiation device and image capturing condition determining method using charged particle radiation device
JP2008251797A (en) Reference position detection apparatus and method, and drawing apparatus
JP2009288162A (en) Three-dimensional measuring device
KR101094468B1 (en) Exposure pattern forming method
JP2007033202A (en) Visual inspection apparatus and visual inspection method
US20220355548A1 (en) Calibration systems and methods for additive manufacturing systems with multiple image projection
JP5420942B2 (en) Pattern drawing apparatus and pattern drawing method
JP5136108B2 (en) 3D shape measuring method and 3D shape measuring apparatus
JP2006267191A (en) Exposure device
EP4377070A1 (en) Calibration systems and methods for additive manufacturing systems with multiple image projection
WO2021053852A1 (en) Appearance inspection device, appearance inspection device calibration method, and program
KR101665764B1 (en) Drawing apparatus, substrate processing system and drawing method
JP2007334213A (en) Defective pattern correcting apparatus and defective pattern correcting method
KR100491308B1 (en) Calibrating method of galvano scanner for lazer system
CN117745770A (en) Template generation device, drawing system, template generation method, and storage medium
TW202414106A (en) Template generating apparatus, drawing system, template generating method and computer readable program
JP5753726B2 (en) Inspection method and inspection apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
LAPS Lapse due to unpaid annual fee