KR20120083854A - Adjustment apparatus, laser machining apparatus, and adjustment method - Google Patents

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KR20120083854A
KR20120083854A KR1020120004842A KR20120004842A KR20120083854A KR 20120083854 A KR20120083854 A KR 20120083854A KR 1020120004842 A KR1020120004842 A KR 1020120004842A KR 20120004842 A KR20120004842 A KR 20120004842A KR 20120083854 A KR20120083854 A KR 20120083854A
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류이찌 야마자끼
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올림푸스 가부시키가이샤
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Abstract

PURPOSE: An adjusting device, a laser processing device, and an adjusting method are provided to enable high-precision laser processing by performing calibration between a laser beam and a spatial modulation element. CONSTITUTION: An adjusting device is composed of a calibration pattern irradiation unit, an object photographing unit, a misorientation value calculation unit, a conversion parameter calculation unit(120), and an adjusting unit. The misorientation value calculation unit calculates a misorientation value of the laser mark shape of an image photographed from the object photographing unit and the shape of calibration patterns. The conversion parameter calculation unit calculates a conversion parameter for correcting the shape of an object based on the calculated misorientation value. The adjusting unit adjusts the irradiation of a laser beam based on the calculated conversion parameter.

Description

조정 장치, 레이저 가공 장치 및 조정 방법{ADJUSTMENT APPARATUS, LASER MACHINING APPARATUS, AND ADJUSTMENT METHOD}ADJUSTMENT APPARATUS, LASER MACHINING APPARATUS, AND ADJUSTMENT METHOD}

본 발명은, 공간 변조 소자에 의해 공간 변조된 레이저광의 조사를 조정하는 조정 장치, 레이저 가공 장치 및 조정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an adjusting apparatus, a laser processing apparatus, and an adjusting method for adjusting irradiation of laser light spatially modulated by a spatial modulating element.

종래, 레이저광을 피가공물에 조사함으로써 피가공물을 가공하는 레이저 가공 장치가 사용되고 있다. 가공으로서는, 문자나 그림의 묘화, 노광, 기판의 제조 과정에서 생긴 결함의 수복(리페어) 등이 있다. 또한, 기판으로서는, 액정 디스플레이(LCD : Liquid Crystal Display)나 플라즈마 디스플레이 패널(PDP : Plasma Display Panel), 유기 EL 디스플레이 등의 플랫 패널 디스플레이(FPD : Flat Panel Display), 반도체 웨이퍼, 적층 프린트 기판 등이 있다.Conventionally, the laser processing apparatus which processes a to-be-processed object by irradiating a to-be-processed object with a laser beam is used. Examples of the processing include drawing of letters and pictures, exposure, repair (repair) of defects generated in the manufacturing process of the substrate, and the like. As the substrate, a liquid crystal display (LCD), a plasma display panel (PDP), a flat panel display (FPD: flat panel display) such as an organic EL display, a semiconductor wafer, a laminated printed circuit board, etc. may be used. have.

이와 같은 레이저 가공 장치에는, 지정된 위치, 방향, 형상으로 레이저광을 조사하기 위한 메카니즘이 설치되어 있다. 그 메카니즘에는, 슬릿 등이 이용되고 있다. 최근에는, 그 메카니즘으로서, 미소 미러가 어레이 형상으로 배열된 공간 변조 소자(DMD : Digital Micromirror Device) 등도 사용되고 있다. 이 공간 변조 소자는, 공간광 변조기(SLM : spatial light modulator)로도 불리고 있다.Such a laser processing apparatus is provided with a mechanism for irradiating a laser beam at a designated position, direction, and shape. Slits and the like are used for the mechanism. In recent years, as a mechanism, a spatial modulation element (DMD: Digital Micromirror Device) in which micromirrors are arranged in an array shape is also used. This spatial modulation element is also called a spatial light modulator (SLM).

그런데, 지정된 위치, 방향, 형상과, 실제로 레이저광이 조사된 위치, 방향, 형상이, 결과적으로 상이한 경우가 있다. 그것은, 레이저 광원으로부터 피가공물까지의 광로 상에는 복수의 광학 부품이 존재하고, 이들 광학 부품의 왜곡, 부착 위치의 어긋남, 부착 방향의 어긋남 등이 영향을 미치기 때문이다.By the way, the designated position, direction, and shape may actually differ from the position, direction, and shape to which the laser beam is irradiated. This is because a plurality of optical parts exist on the optical path from the laser light source to the workpiece, and distortion of these optical parts, shift in the attachment position, shift in the attachment direction, and the like affect.

따라서, 지정된 위치, 방향, 형상과, 실제로 레이저광이 조사되는 위치, 방향, 형상이 일치하도록, 캘리브레이션을 행하여, 레이저광의 조사의 방법을 조정할 필요가 있다.Therefore, it is necessary to calibrate and adjust the method of irradiation of a laser beam so that the designated position, direction, and shape may match with the position, direction, and shape which a laser beam is actually irradiated.

그 조정 기술로서는, 예를 들면, 가이드광에 의해 조사된 화상으로부터, 가공을 위한 레이저광의 출력 패턴으로 변환하기 위한 파라미터를 산출하고, 이 산출된 변환 파라미터에 기초하여 레이저광의 조사 위치를 조정하는 기술이 개시되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).As the adjustment technique, for example, a technique for calculating a parameter for converting the laser beam for processing into an output pattern from the image irradiated with the guide light, and adjusting the irradiation position of the laser light based on the calculated conversion parameter. This is disclosed (for example, refer patent document 1).

[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 공보 : 특개 2009-82966호 공보[Patent Document 1] Japanese Patent Laid-Open No. 2009-82966

상술한 바와 같은 레이저 가공 장치에 의한 피가공물의 가공시에는, 지정된 위치, 방향, 형상대로인지를 미리 확인하기 위해서, 가시광으로 이루어지는 가이드광을 피가공물에 조사하는 것이 행해지고 있다.At the time of processing the workpiece by the laser processing apparatus as described above, the workpiece is irradiated with guide light made of visible light in order to confirm in advance whether it is in a designated position, direction, or shape.

그런데, 파장이 상이한 레이저광과 가이드광이 동일한 광로를 지나기 때문에, 레이저광과 가이드광과의 사이에 미묘한 어긋남이 생기게 된다. 따라서, 가이드광을 이용하여 캘리브레이션을 실행하면, 가이드광으로 확인한 가공해야 할 위치와 실제의 레이저광의 조사 위치에 어긋남이 생긴다고 하는 문제점이 있었다.By the way, since the laser light and guide light of which wavelengths differ are passing through the same optical path, a subtle deviation is generated between the laser light and the guide light. Therefore, when calibration is performed using the guide light, there is a problem that a deviation occurs between the position to be processed and the actual irradiation position of the laser light identified by the guide light.

특히, 보다 정밀도가 높은 가공이 요구되는 경우에는, 그 어긋남이 제품인 피가공물의 품질에 큰 영향을 주게 된다고 하는 문제점이 있었다.In particular, when higher precision machining is required, there is a problem that the deviation greatly affects the quality of the workpiece.

본 발명은, 상술한 바와 같은 실상을 감안한 것이며, 소정의 캘리브레이션 패턴으로 감광체에 조사된 레이저 자국에 기초하여 레이저 캘리브레이션을 실행함으로써, 레이저 가공의 정밀도를 향상시키는 것이 가능한 조정 장치, 레이저 가공 장치 및 조정 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made in view of the above-described realities, and an adjustment apparatus, a laser processing apparatus, and an adjustment capable of improving the accuracy of laser processing by performing laser calibration based on a laser mark irradiated to the photosensitive member with a predetermined calibration pattern. It is an object to provide a method.

본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해서, 하기와 같은 구성을 채용하였다.In order to solve the said subject, this invention employ | adopted the following structures.

즉, 본 발명의 일 양태에 따르면, 본 발명의 조정 장치는, 레이저 광원으로부터 출사된 레이저광을 피가공물이 재치된 스테이지 상으로 유도하기 위한 광학계와, 상기 레이저 광원으로부터 상기 피가공물로의 광로 상에 설치되며, 상기 레이저광을 원하는 입력 패턴으로 상기 피가공물에 조사하기 위해서 복수개의 배열된 미소 가동 소자로 구성된 공간 변조 수단과, 상기 공간 변조 수단에 의해 상기 입력 패턴의 형상으로 성형된 상기 레이저광을 상기 피가공물에 조사하는 조사 수단을 구비한 레이저 가공 장치를 제어하는 조정 장치이다. 그리고, 본 발명의 조정 장치는, 상기 공간 변조 수단에 의해 임의의 캘리브레이션 패턴의 형상으로 성형된 상기 레이저광을 감광체에 조사하는 캘리브레이션 패턴 조사 수단과, 상기 캘리브레이션 패턴 조사 수단에 의해 상기 레이저광이 조사된 상기 감광체의 화상을 촬상하는 피가공물 촬상 수단과, 상기 피가공물 촬상 수단에 의해 촬상된 화상의 레이저 자국의 형상과 상기 캘리브레이션 패턴의 형상과의 어긋남값을 산출하는 어긋남값 산출 수단과, 상기 어긋남값 산출 수단에 의해 산출된 어긋남값에 기초하여, 상기 레이저광의 상기 피가공물 상에서의 형상이 상기 입력 패턴의 형상과 일치하도록 보정하기 위한 변환 파라미터를 산출하는 변환 파라미터 산출 수단과, 상기 파라미터 산출 수단에 의해 산출된 변환 파라미터에 기초하여, 상기 입력 패턴에 따른 상기 피가공물에의 레이저광의 조사를 조정하는 조정 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.That is, according to one aspect of the present invention, the adjusting apparatus of the present invention includes an optical system for guiding a laser light emitted from a laser light source onto a stage on which a workpiece is placed, and an optical path image from the laser light source to the workpiece. A space modulating means composed of a plurality of arranged small movable elements so as to irradiate the workpiece with the desired input pattern in a desired input pattern, and the laser light shaped into the shape of the input pattern by the space modulating means. It is an adjustment apparatus which controls the laser processing apparatus provided with the irradiation means which irradiates the to-be-processed object. And the adjustment apparatus of this invention is the calibration pattern irradiation means which irradiates the photosensitive member with the said laser beam shape | molded in the shape of the arbitrary calibration pattern by the said space modulation means, and the said laser beam is irradiated by the said calibration pattern irradiation means. Workpiece imaging means for imaging an image of the photoconductor that has been processed, misalignment value calculating means for calculating a misalignment value between a shape of a laser mark of the image captured by the workpiece imaging means and a shape of the calibration pattern, and the misalignment Conversion parameter calculation means for calculating conversion parameters for correcting the shape of the laser beam on the workpiece to match the shape of the input pattern based on the deviation value calculated by the value calculation means, and the parameter calculation means. On the basis of the conversion parameter calculated by It characterized in that it comprises adjusting means for adjusting the laser light irradiation of the work piece according to the pattern.

또한, 본 발명의 조정 장치는, 상기 캘리브레이션 패턴 조사 수단이, 상기 레이저광이 상기 입력 패턴의 형상으로 상기 피가공물에 조사되는 것을 확인하기 위해서 상기 광학계를 통하여 상기 피가공물에 조사되는 가이드광을, 상기 공간 변조 수단에 의해 상기 캘리브레이션 패턴의 형상으로 성형시켜 상기 감광체에 조사하고, 상기 피가공물 촬상 수단이, 상기 캘리브레이션 패턴 조사 수단에 의해 상기 가이드광이 조사된 상기 감광체의 화상을 촬상하고, 상기 어긋남값 산출 수단이, 상기 피가공물 촬상 수단에 의해 촬상된 화상의 가이드광 자국의 형상과 상기 레이저 자국의 형상과의 어긋남값을 산출하고, 상기 변환 파라미터 산출 수단이, 상기 레이저 자국의 형상과 상기 캘리브레이션 패턴의 형상과의 어긋남값 및 상기 가이드광 자국의 형상과 상기 레이저 자국의 형상과의 어긋남값에 기초하여, 상기 변환 파라미터를 산출하는 것이 바람직하다.In addition, the adjustment device of the present invention, the calibration pattern irradiation means, the guide light irradiated to the workpiece through the optical system to confirm that the laser beam is irradiated to the workpiece in the shape of the input pattern, The spatial modulating means is shaped into the shape of the calibration pattern and irradiated to the photosensitive member. The workpiece imaging means captures an image of the photosensitive member irradiated with the guide light by the calibration pattern irradiating means, and shifts the image. The value calculating means calculates a deviation value between the shape of the guide light mark and the shape of the laser mark of the image picked up by the workpiece imaging means, and the conversion parameter calculating means determines the shape of the laser mark and the calibration. Deviation from the shape of the pattern and the shape of the guide light marks On the basis of the deviation value of the group with laser marking of the contour, it is preferable to calculate the conversion parameters.

또한, 본 발명의 조정 장치는, 상기 캘리브레이션 패턴 조사 수단에 의해 조사되는 상기 레이저광이, 상기 감광체로서 회로 패턴이 형성된 피가공물의 표면 중 상기 회로 패턴 부분 이외의 부분에 조사되도록, 상기 표면의 정보에 기초하여 상기 캘리브레이션 패턴을 작성하는 캘리브레이션 패턴 작성 수단을 더 구비하는 것이 바람직하다.Moreover, the adjustment apparatus of this invention is the information of the said surface so that the said laser beam irradiated by the said calibration pattern irradiation means may irradiate to parts other than the said circuit pattern part among the surfaces of the to-be-processed object in which the circuit pattern was formed as said photosensitive member. It is preferable to further provide a calibration pattern creation means for creating the calibration pattern based on.

또한, 본 발명의 조정 장치는, 상기 캘리브레이션 패턴 작성 수단이, 상기 표면의 정보로서의 회로 패턴 또는 결함을 피하도록 캘리브레이션 패턴을 작성하는 것이 바람직하다.Moreover, it is preferable that the adjustment apparatus of this invention produces | generates a calibration pattern so that the said calibration pattern preparation means may avoid a circuit pattern or a defect as the information of the said surface.

또한, 본 발명의 조정 장치는, 상기 피가공물 촬상 수단에 의해 촬상한 상기 피가공물의 화상에, 상기 조정 수단에 의해 조정된 레이저광이 조사되는 영역을 중첩하여 표시하는 표시 수단을 더 구비하는 것이 바람직하다.Moreover, the adjustment apparatus of this invention is further provided with display means which overlaps and displays the area | region to which the laser beam adjusted by the said adjustment means irradiated on the image of the to-be-photographed object by the said workpiece imaging means. desirable.

또한, 본 발명의 일 양태에 따르면, 본 발명의 레이저 가공 장치는, 레이저 광원으로부터 출사된 레이저광을 피가공물이 재치된 스테이지 상으로 유도하기 위한 광학계와, 상기 레이저 광원으로부터 상기 피가공물로의 광로 상에 설치되며, 상기 레이저광을 원하는 입력 패턴으로 상기 피가공물에 조사하기 위해서 복수개의 배열된 미소 가동 소자로 구성된 공간 변조 수단과, 상기 공간 변조 수단에 의해 상기 입력 패턴의 형상으로 성형된 상기 레이저광을 감광체에 조사하는 시사 수단과, 상기 시사 수단에 의해 상기 레이저광이 조사된 상기 감광체의 화상을 촬상하는 피가공물 촬상 수단과, 상기 피가공물 촬상 수단에 의해 촬상된 화상의 레이저 자국의 형상과 상기 입력 패턴의 형상과의 어긋남값을 산출하는 어긋남값 산출 수단과, 상기 어긋남값 산출 수단에 의해 산출된 어긋남값에 기초하여, 상기 레이저광의 상기 피가공물 상에서의 형상이 상기 입력 패턴의 형상과 일치하도록 보정하기 위한 변환 파라미터를 산출하는 변환 파라미터 산출 수단과, 상기 파라미터 산출 수단에 의해 산출된 변환 파라미터에 기초하여, 상기 입력 패턴에 따른 상기 피가공물에의 레이저광의 조사를 조정하는 조정 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.Moreover, according to one aspect of the present invention, the laser processing apparatus of the present invention includes an optical system for guiding a laser light emitted from a laser light source onto a stage on which a workpiece is placed, and an optical path from the laser light source to the workpiece. A space modulating means composed of a plurality of arranged small movable elements for irradiating the workpiece with the laser light in a desired input pattern, and the laser shaped into the shape of the input pattern by the space modulating means. A projection means for irradiating light to the photoconductor, a workpiece image pickup means for imaging an image of the photoconductor irradiated with the laser light by the preview means, and a shape of a laser mark of an image captured by the workpiece image pickup means; Shift value calculation means for calculating a shift value from the shape of the input pattern, and the shift value The conversion parameter calculating means for calculating a conversion parameter for correcting the shape of the laser beam on the workpiece to coincide with the shape of the input pattern based on the deviation value calculated by the extraction means, and by the parameter calculating means. And adjusting means for adjusting the irradiation of the laser beam to the workpiece according to the input pattern based on the calculated conversion parameter.

또한, 본 발명의 레이저 가공 장치는, 상기 시사 수단이, 상기 레이저광이 상기 입력 패턴의 형상으로 상기 피가공물에 조사되는 것을 확인하기 위해서 상기 광학계를 통하여 상기 피가공물에 조사되는 가이드광을, 상기 공간 변조 수단에 의해 상기 입력 패턴의 형상으로 성형시켜 상기 감광체에 조사하고, 상기 피가공물 촬상 수단이, 상기 시사 수단에 의해 상기 가이드광이 조사된 상기 감광체의 화상을 촬상하고, 상기 어긋남값 산출 수단이, 상기 피가공물 촬상 수단에 의해 촬상된 화상의 가이드광 자국의 형상과 상기 레이저 자국의 형상과의 어긋남값을 산출하고, 상기 변환 파라미터 산출 수단이, 상기 레이저 자국의 형상과 상기 입력 패턴의 형상과의 어긋남값 및 상기 가이드광 자국의 형상과 상기 레이저 자국의 형상과의 어긋남값에 기초하여, 상기 변환 파라미터를 산출하는 것이 바람직하다.In addition, the laser processing apparatus of the present invention includes the guide light irradiated to the workpiece through the optical system in order to confirm that the projection means is irradiated to the workpiece in the shape of the input pattern. Shaped into the shape of the input pattern by a space modulating means and irradiating to the photosensitive member, the workpiece imaging means images an image of the photosensitive member to which the guide light is irradiated by the previewing means, and the deviation value calculating means. The deviation value between the shape of the guide light trace of the image picked up by the workpiece imaging means and the shape of the laser trace is calculated, and the conversion parameter calculating means determines the shape of the laser trace and the shape of the input pattern. On the basis of the deviation value from the deviation value between the shape of the guide light trace and the shape of the laser mark. Preferably, for calculating the transformation parameters.

또한, 본 발명의 레이저 가공 장치는, 상기 조정 수단에 의해 조정되며, 상기 입력 패턴의 형상으로 성형된 상기 레이저광을 상기 피가공물에 조사하는 조사 수단을 구비하는 것이 바람직하다.Moreover, it is preferable that the laser processing apparatus of this invention is equipped with the irradiation means which adjusts by the said adjustment means, and irradiates the said to-be-processed object the said laser beam shape | molded to the shape of the said input pattern.

또한, 본 발명의 일 양태에 따르면, 본 발명의 조정 방법은, 레이저 광원으로부터 출사된 레이저광을 피가공물이 재치된 스테이지 상으로 유도하기 위한 광학계와, 상기 레이저 광원으로부터 상기 피가공물로의 광로 상에 설치되며, 상기 레이저광을 원하는 입력 패턴으로 상기 피가공물에 조사하기 위해서 복수개의 배열된 미소 가동 소자로 구성된 공간 변조 수단과, 상기 공간 변조 수단에 의해 상기 입력 패턴의 형상으로 성형된 상기 레이저광을 상기 피가공물에 조사하는 조사 수단을 구비한 레이저 가공 장치를 제어하는 조정 장치의 컴퓨터가, 상기 공간 변조 수단에 의해 임의의 캘리브레이션 패턴의 형상으로 성형된 상기 레이저광을 감광체에 조사하고, 상기 레이저광이 조사된 상기 감광체의 화상을 촬상하고, 상기 촬상된 화상의 레이저 자국의 형상과 상기 캘리브레이션 패턴의 형상과의 어긋남값을 산출하고, 상기 산출된 어긋남값에 기초하여, 상기 레이저광의 상기 피가공물 상에서의 형상이 상기 입력 패턴의 형상과 일치하도록 보정하기 위한 변환 파라미터를 산출하고, 상기 산출된 변환 파라미터에 기초하여, 상기 입력 패턴에 따른 상기 피가공물에의 레이저광의 조사를 조정하는 것을 특징으로 한다.Moreover, according to one aspect of the present invention, the adjustment method of the present invention includes an optical system for guiding a laser light emitted from a laser light source onto a stage on which a workpiece is placed, and an optical path image from the laser light source to the workpiece. A space modulating means composed of a plurality of arranged small movable elements so as to irradiate the workpiece with the desired input pattern in a desired input pattern, and the laser light shaped into the shape of the input pattern by the space modulating means. The computer of the adjusting apparatus which controls the laser processing apparatus provided with the irradiation means which irradiates the to-be-processed object with the said photosensitive member irradiates the said laser beam shape | molded in the shape of arbitrary calibration patterns by the said space modulation means, An image of the photosensitive member to which light is irradiated is picked up, and a laser mark of the picked-up image Calculates a deviation value between the shape of the laser beam and the shape of the calibration pattern, and calculates a conversion parameter for correcting the shape of the laser beam on the workpiece to match the shape of the input pattern based on the calculated deviation value. And based on the calculated conversion parameter, the irradiation of the laser light to the workpiece according to the input pattern is adjusted.

본 발명에 따르면, 실제로 가공에 이용하는 레이저광과 공간 변조 소자와의 사이에서 캘리브레이션을 실행하므로, 종래의 가이드광과의 캘리브레이션에 비해 고정밀도의 레이저 가공이 가능해진다.According to the present invention, calibration is performed between the laser light actually used for processing and the spatial modulation element, so that laser processing with higher precision is possible as compared with calibration with conventional guide light.

또한, 본 발명에 따르면, 공간 변조 소자에 의해 임의의 캘리브레이션 패턴을 투영 가능하기 때문에, 한 번에 효율적으로 캘리브레이션을 실행하는 것이 가능하다.Further, according to the present invention, since an arbitrary calibration pattern can be projected by the spatial modulation element, it is possible to perform calibration efficiently at one time.

또한, 본 발명에 따르면, 공간 변조 소자에 의해 임의 형상의 캘리브레이션 패턴을 투영 가능하기 때문에, 조사 대상 영역에 캘리브레이션 패턴의 형상을 왜곡시키는 구성물이 존재하는 경우라도, 그것을 피하도록 하는 패턴 배치로 공간 변조 소자에 설정하는 것이 가능하다.In addition, according to the present invention, since a calibration pattern having an arbitrary shape can be projected by the spatial modulation element, even if there is a component that distorts the shape of the calibration pattern in the irradiation target area, the spatial modulation is performed by pattern arrangement to avoid it. It is possible to set in an element.

도 1은 본 발명을 실행하기 위한 레이저 가공 장치의 구성을 도시하는 도면.
도 2는 캘리브레이션 패턴의 예를 도시하는 도면.
도 3은 입력 패턴으로부터 출력 패턴으로의 변형예를 도시하는 도면.
도 4는 캘리브레이션 패턴 좌표 검출 처리의 흐름을 설명하는 플로우차트.
도 5는 제1 실시 형태에서의 변환 파라미터로서의 변환 행렬 T의 산출 수순을 설명하는 플로우차트.
도 6은 조정 방법을 설명하기 위한 도면.
도 7은 제2 실시 형태를 설명하기 위한 도면.
도 8은 제3 실시 형태에서의 레이저 가공 장치의 구성을 도시하는 도면.
도 9는 제3 실시 형태에서의 가이드광과 레이저광의 캘리브레이션을 설명하기 위한 도면.
도 10은 제5 실시 형태를 설명하기 위한 도면.
도 11은 제6 실시 형태를 설명하기 위한 도면.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The figure which shows the structure of the laser processing apparatus for implementing this invention.
2 is a diagram illustrating an example of a calibration pattern.
3 is a diagram illustrating a modification example from an input pattern to an output pattern.
4 is a flowchart for explaining the flow of calibration pattern coordinate detection processing.
FIG. 5 is a flowchart for explaining a calculation procedure of the conversion matrix T as the conversion parameter in the first embodiment. FIG.
6 is a view for explaining an adjustment method.
7 is a diagram for explaining a second embodiment.
8 is a diagram illustrating a configuration of a laser machining apparatus in a third embodiment.
9 is a diagram for explaining calibration of a guide light and a laser light in a third embodiment.
10 is a diagram for explaining a fifth embodiment.
11 is a diagram for explaining a sixth embodiment;

이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described in detail, referring drawings.

또한, 통상 「캘리브레이션」이라고 하는 단어는 「조정」을 포함하는 의미로 사용되는 경우도 있지만, 이하의 설명에서는 「캘리브레이션」에는 「조정」이 포함되지 않는 것으로 한다. 또한, 특별히 언급하지 않는 한, 「조정」이란 「캘리브레이션의 결과에 기초하는 조정」을 의미하는 것으로 한다.In addition, although the word "calibration" is normally used by the meaning containing "adjustment", in the following description, "calibration" shall not contain "adjustment". In addition, unless otherwise indicated, "adjustment" shall mean "adjustment based on the result of a calibration."

(제1 실시 형태)(1st embodiment)

도 1은 본 발명을 실시하기 위한 레이저 가공 장치의 구성을 도시하는 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows the structure of the laser processing apparatus for implementing this invention.

본 발명이 적용되는 조정 장치는, 도 1에 도시한 바와 같은 레이저 가공 장치(100)를 제어하는 장치이다.The adjustment apparatus to which this invention is applied is an apparatus which controls the laser processing apparatus 100 as shown in FIG.

이 레이저 가공 장치(100)를 개략적으로 설명하면, 레이저 광원(103)으로부터 출사된 레이저광을 피가공물(102)이 재치된 스테이지(101) 상으로 유도하기 위한 광학계와, 레이저 광원(103)으로부터 피가공물(102)로의 광로 상에 설치되며, 레이저광을 원하는 입력 패턴으로 피가공물(102)에 조사하기 위해서 복수개의 배열된 미소 가동 소자로 구성된 공간 변조 수단 DMD를 구비하고 있다. 그리고, 이 레이저 가공 장치(100)는, 공간 변조 수단 DMD에 의해 입력 패턴의 형상으로 성형된 레이저광을 피가공물(102)에 조사하는 조사 수단을 구비하고 있다.The laser processing apparatus 100 will be described schematically with an optical system for guiding the laser light emitted from the laser light source 103 onto the stage 101 on which the workpiece 102 is placed, and from the laser light source 103. It is provided on the optical path to the to-be-processed object 102, and is provided with the space modulating means DMD which consists of a plurality of the micro movable elements arrange | positioned in order to irradiate the to-be-processed object 102 with a desired input pattern. And this laser processing apparatus 100 is equipped with the irradiation means which irradiates the to-be-processed object 102 with the laser beam shape | molded in the shape of an input pattern by the space modulation means DMD.

보다 구체적으로 설명한다.It demonstrates more concretely.

도 1에서, 레이저 가공 장치(100)는, 스테이지(101) 상에 재치된 피가공물(102)의 표면을 촬상하는 카메라(112), 피가공물(102)의 표면에 대하여 조명광을 조사하는 조명용 광원(111), 피가공물(102)의 표면에 대하여 레이저광을 조사하는 레이저 광원(103), 레이저 광원(103)으로부터 출사된 레이저광을 임의의 공간 형상으로 변형시키는 공간 변조 소자(DMD)(106), 레이저 가공 장치(100) 전체를 제어하기 위한 제어 PC(113), 임의의 위치에서 레이저 가공이 가능하도록 가공 위치를 제어하는 스테이지 제어부(118), 제어 PC(113)를 조작하기 위한 입력부(114), 카메라(112)로부터 촬상된 화상을 처리하는 화상 처리부(116), 화상 처리부(116)에서 처리된 화상, 또는 카메라(112)에 의해 촬상된 피가공물(102)의 표면의 화상을 라이브 화상으로서 표시하는 표시부(115), 임의 형상으로 DMD(106)를 조정 가능한 영역 설정부(117), 후술하는 변환 패턴 파라미터를 산출하는 변환 파라미터 산출부(120), 변환 파라미터 산출부(120)에서 산출된 변환 파라미터나 임의의 캘리브레이션 패턴을 기억하는 기억부(119)를 구비한다.In FIG. 1, the laser processing apparatus 100 includes a camera 112 for imaging the surface of the workpiece 102 placed on the stage 101, and an illumination light source for irradiating illumination light onto the surface of the workpiece 102. (111), a laser light source 103 for irradiating a laser light to the surface of the workpiece 102, and a spatial modulation element (DMD) 106 for transforming the laser light emitted from the laser light source 103 into an arbitrary spatial shape. ), A control PC 113 for controlling the entire laser processing apparatus 100, a stage control unit 118 for controlling the machining position to enable laser processing at an arbitrary position, and an input unit for operating the control PC 113 ( 114, an image processing unit 116 for processing an image picked up from the camera 112, an image processed by the image processing unit 116, or an image of the surface of the workpiece 102 picked up by the camera 112 is live. Display unit 115 to display as an image, DMD 106 in an arbitrary shape ), An area setting unit 117 that is adjustable, a conversion parameter calculator 120 that calculates a conversion pattern parameter to be described later, and a storage unit that stores the conversion parameters calculated by the conversion parameter calculation unit 120 or an arbitrary calibration pattern ( 119).

레이저 가공 장치(100)는, 스테이지(101) 상에 재치된 피가공물(102) 상의 결함을, 레이저 광원(103)으로부터 출사된 임의 형상의 레이저광에 의해 제거하여, 결함을 갖는 회로 패턴을 정상의 회로 패턴으로 가공하는 장치이다. 여기서, 피가공물(102)은, FPD 기판, 반도체 웨이퍼, 적층 프린트 기판 등이어도 되고, 그 밖의 일반적인 시료이어도 된다.The laser processing apparatus 100 removes the defect on the to-be-processed object 102 mounted on the stage 101 with the laser beam of arbitrary shape radiate | emitted from the laser light source 103, and normalizes the circuit pattern which has a defect The device is processed into a circuit pattern. Here, the workpiece 102 may be an FPD substrate, a semiconductor wafer, a laminated printed circuit board, or the like, or another general sample.

이와 같은 레이저 가공 장치(100)에서, 레이저 광원(103)으로부터 출사된 레이저광은, 미러(105)에 의해 반사되어, DMD(106)에 입사한다.In such a laser processing apparatus 100, the laser light emitted from the laser light source 103 is reflected by the mirror 105 and enters the DMD 106.

DMD(106)는, 미소 미러(미소 가동 소자)가 2차원 어레이 형상으로 배열된 공간 변조 소자이다. 미소 미러의 경사각은, 적어도 2종류으로 절환 가능하다. 경사각이 제1과 제2의 각도일 때의 미소 미러의 상태를, 각각 이하에서는 「온 상태」와 「오프 상태」라고 한다.The DMD 106 is a spatial modulation element in which micromirrors (micro movable elements) are arranged in a two-dimensional array shape. The tilt angle of the micromirror can be switched to at least two types. The states of the micromirrors when the inclination angles are the first and second angles are referred to below as "on state" and "off state", respectively.

DMD(106)는, 제어 PC(113)로부터의 지시에 기초하여, 개개의 미소 미러의 경사각, 즉 개개의 미소 미러의 상태를 독립적으로 절환한다. DMD(106)에 대한 지시는, 예를 들면, 레이저광을 조사해야 할지의 여부를 나타내는 2치 데이터를 2차원 어레이 형상으로 배열한 데이터에 의해 나타내어지고, 제어 PC(113)로부터 송신된다.The DMD 106 independently switches the inclination angles of the individual micromirrors, that is, the states of the individual micromirrors, based on the instructions from the control PC 113. The instruction to the DMD 106 is represented by data in which binary data indicating whether or not to irradiate a laser beam is arranged in a two-dimensional array shape, for example, and is transmitted from the control PC 113.

미러(105)로부터 DMD(106)에 입사한 입사광이, 온 상태의 미소 미러에서 반사되었을 때, 반사광의 방향이 연직 방향으로 되도록, 레이저 광원(103), 미러(105), 및 DMD(106)가 배치되어 있다. 그리고, 온 상태의 미소 미러에 의해 반사되고, 미러(121) 및 하프 미러(107)에 의해 반사된 레이저광이, 피가공물(102)의 표면에 이르는 광로 상에는, 결상 렌즈(108)와 하프 미러(109)와 대물 렌즈(110)를 갖는 투영 광학계가 배치되어 있다. 온 상태의 미소 미러에 의해 반사된 레이저광은, 이 투영 광학계를 통하여, 피가공물(102)의 표면에 투영, 즉 조사된다. 이 투영 광학계는, 피가공물(102)의 표면과 DMD(106)를 공액의 위치로 하도록 구성되어 있다.When the incident light incident on the DMD 106 from the mirror 105 is reflected by the on-line micromirror, the laser light source 103, the mirror 105, and the DMD 106 are arranged so that the direction of the reflected light is in the vertical direction. Is arranged. And the imaging lens 108 and the half mirror are reflected on the optical path reflected by the micromirror in the on state and reflected by the mirror 121 and the half mirror 107 to the surface of the workpiece 102. The projection optical system which has the 109 and the objective lens 110 is arrange | positioned. The laser light reflected by the micromirror in the on state is projected, that is, irradiated onto the surface of the workpiece 102 through this projection optical system. This projection optical system is comprised so that the surface of the to-be-processed object 102 and DMD 106 may be a conjugated position.

오프 상태의 미소 미러는 경사각이 온 상태일 때와 상이하다. 따라서, 미러(105)로부터 DMD(106)에 입사한 입사광은, 오프 상태의 미소 미러에서, 미러(121)에 이르는 방향과는 상이한 방향으로 반사되어, 피가공물(102) 상에는 조사되지 않는다. 도 1 중에서는, 오프 상태의 미소 미러에 의한 반사광의 광로를 파선 화살표로 나타낸다.The micromirrors in the off state are different from when the tilt angle is in the on state. Therefore, incident light incident on the DMD 106 from the mirror 105 is reflected in a direction different from the direction reaching the mirror 121 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 of an off state is shown with the broken arrow.

따라서, 개개의 미소 미러를 온 상태 또는 오프 상태로 제어함으로써, 각 미소 미러에 대응하는 피가공물(102) 상의 위치에 레이저광을 조사할지의 여부를 제어할 수 있다. 즉, DMD(106)를 이용함으로써, 임의의 위치ㆍ방향ㆍ형상으로 레이저광을 피가공물(102) 상에 조사할 수 있다.Therefore, by controlling the individual micromirrors in the on state or the off state, it is possible to control whether or not the laser light is irradiated to a 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 at any position, direction, and shape.

또한, 레이저 가공 장치(100)는, 조명용 광원(111)을 구비한다.Moreover, the laser processing apparatus 100 is equipped with the light source 111 for illumination.

피가공물(102)의 촬상에 조명광이 필요한 경우는, 조명용 광원(111)으로부터의 조명광이 렌즈(122)를 통하여 하프 미러(109)에 의해 반사되고, 대물 렌즈(110)를 통하여 피가공물(102)의 표면에 조사된다. 또한, 카메라(112) 대신에, CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor : 상보형 금속 산화물 반도체) 카메라 등의 촬상 장치를 이용해도 된다.When illumination light is required for imaging the workpiece 102, the illumination light from the illumination light source 111 is reflected by the half mirror 109 through the lens 122, and the workpiece 102 through the objective lens 110. ) Is irradiated to the surface. Instead of the camera 112, an imaging device such as a CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) camera may be used.

레이저광 및 조명광의, 피가공물(102)의 표면에서의 반사광은, 모두, 대물 렌즈(110), 하프 미러(109), 결상 렌즈(108), 하프 미러(107), 렌즈(123)를 갖는 광학계를 통하여 카메라(112)의 광전 변환 소자에 입사한다. 그에 의해, 카메라(112)는 피가공물(102)의 표면을 촬상한다.The reflected light on the surface of the workpiece 102 of the laser light and the illumination light has all the objective lens 110, the half mirror 109, the imaging lens 108, the half mirror 107, and the lens 123. Incident on the photoelectric conversion element of the camera 112 via an optical system. Thereby, the camera 112 image | photographs the surface of the to-be-processed object 102. FIG.

제어 PC(113)는, 레이저 가공 장치(100)의 전체를 제어한다. 입력부(114)는, 키보드나 포인팅 디바이스 등의 입력 기기에 의해 실현된다. 입력부(114)로부터 입력된 지시는, 제어 PC(113)에 보내어진다.The control PC 113 controls the whole laser processing apparatus 100. The input unit 114 is realized by an input device such as a keyboard or a pointing device. The instruction input from the input unit 114 is sent to the control PC 113.

또한, 표시부(115)는, 제어 PC(113)로부터의 지시에 따라서, 화상이나 문자 등을 표시한다. 표시부(115)는, 예를 들면, 카메라(112)가 촬상한 피가공물(102)의 화상을, 거의 리얼타임으로 표시한다. 여기서, 카메라(112)가 촬상하고 제어 PC(113)가 취득한 화상을 「라이브 화상」이라고 하는 경우도 있다.In addition, the display unit 115 displays an image, a character, or the like in accordance with an instruction from the control PC 113. The display part 115 displays the image of the to-be-processed object 102 imaged by the camera 112 in substantially real time, for example. Here, the image which the camera 112 image | photographed and the control PC 113 acquired may be called "live image."

본 실시 형태에서, 제어 PC(113)는, 범용적인 컴퓨터이어도 전용의 제어 장치이어도 된다. 제어 PC(113)의 기능은, 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 또는 그들의 조합 중 어느 하나에 의해 실현되어도 된다. 예를 들면, CPU(Central Processing Unit)와, ROM(Read Only Memory) 등의 불휘발성 메모리와, 워킹 에어리어로서 사용되는 RAM(Random Access Memory)과, 하드디스크 장치 등의 외부 기억 장치와, 외부 기기와의 접속 인터페이스를 구비하고, 이들이 버스로 서로 접속된, PC(Personal Computer) 등의 컴퓨터에 의해 제어 PC(113)가 실현되어도 된다. CPU 는, 하드디스크 장치, 또는 컴퓨터 판독 가능한 가반형 기억 매체 등에 저장된 프로그램을, RAM에 로드하여 실행함으로써, 제어 PC(113)의 기능을 실현한다.In the present embodiment, the control PC 113 may be a general-purpose computer or a dedicated control device. The function of the control PC 113 may be realized by any one of hardware, software, firmware, or a combination thereof. For example, a nonvolatile memory such as a central processing unit (CPU), a read only memory (ROM), a random access memory (RAM) used as a working area, an external storage device such as a hard disk device, and an external device. The control PC 113 may be realized by a computer such as a personal computer (PC) provided with a connection interface with each other and connected to each other by a bus. The CPU realizes the function of the control PC 113 by loading and executing a program stored in a hard disk device or a computer-readable portable storage medium in a RAM.

다음으로, 피가공물(102)이 기판이고, 레이저 가공 장치(100)가, 기판 표면의 결함에 레이저광을 조사하여 결함을 수복하는 레이저 리페어 장치라고 하는 구체예를 사용하여, 제1 실시 형태의 레이저 가공 장치(100)의 동작의 개요를 설명한다.Next, the workpiece 102 is a substrate, and the laser processing apparatus 100 uses a specific example of a laser repair apparatus that irradiates a laser beam to a defect on the surface of the substrate to repair the defect, thereby providing the structure of the first embodiment. The outline | summary of the operation | movement of the laser processing apparatus 100 is demonstrated.

상술한 DMD(106)에 의해 형성된 패턴과 피가공물(102) 상에 형성되는 패턴과의 위치 관계의 대응을 취하는 것이, 본 발명에서 적용되는 캘리브레이션이다.The calibration applied in the present invention is to take the correspondence of the positional relationship between the pattern formed by the above-described DMD 106 and the pattern formed on the workpiece 102.

그리고, 상술한 바와 같은 레이저 가공 장치(100)는, 다음과 같은 처리를 실행한다.And the laser processing apparatus 100 as mentioned above performs the following process.

우선, 상기 DMD(106)에 의해 임의의 캘리브레이션 패턴의 형상으로 성형된 상기 레이저광을 임의의 감광체에 조사하고, 카메라(112)를 이용하여 상기 레이저광이 조사된 상기 감광체의 화상을 촬상한다. 그리고, 촬상된 캘리브레이션 패턴 화상을 화상 처리부(116)에 의해 추출하고, 각 패턴 위치를 검출한다.First, the laser light molded into the shape of an arbitrary calibration pattern by the DMD 106 is irradiated to an arbitrary photoconductor, and an image of the photoconductor to which the laser light is irradiated is photographed using the camera 112. Then, the captured calibration pattern image is extracted by the image processing unit 116 to detect each pattern position.

도 2는 캘리브레이션 패턴의 예를 도시하는 도면이다.2 is a diagram illustrating an example of a calibration pattern.

도 2에 도시한 바와 같이, 캘리브레이션 패턴은, 면적이 상이한 수개 점의 도형으로 구성된다. 예를 들면, 도 2의 (1)에 도시한 캘리브레이션 패턴의 예는, 4점의 원으로 구성되어 있다.As shown in Fig. 2, the calibration pattern is composed of figures of several points different in area. For example, the example of the calibration pattern shown to Fig.2 (1) is comprised by the circle | round | yen of four points.

또한, 캘리브레이션 마크를 감광하는 감광체로서는, 예를 들면, 파장이 1.355㎚의 레이저광을 고에너지로 조사하는 경우이면, 블랭크 글래스를 이용할 수 있다. 또한, 파장이 2.266㎚의 레이저광의 경우는, 레지스트가 균일하게 도포된 글래스에 조사함으로써 캘리브레이션 마크를 감광할 수 있다.In addition, as a photosensitive member which photosensitizes a calibration mark, a blank glass can be used, for example, when irradiating a laser beam with a wavelength of 1.355 nm with high energy. In the case of a laser light having a wavelength of 2.266 nm, the calibration mark can be exposed by irradiating the glass coated with the resist uniformly.

감광체의 화상을 촬상한 레이저 가공 장치(100)는, 캘리브레이션을 실행한다. 즉, 변환 파라미터 산출부(120)에 의해, 상기 촬상된 화상의 레이저 자국의 형상과 상기 캘리브레이션 패턴의 형상과의 어긋남값을 산출하고, 이 산출된 어긋남값에 기초하여, 상기 레이저광의 상기 피가공물 상에서의 형상이 상기 입력 패턴의 형상과 일치하도록 보정하기 위한 변환 파라미터를 산출한다. 그리고, 상기 산출된 변환 파라미터에 기초하여, 상기 입력 패턴에 따른 상기 피가공물(102)에의 레이저광의 조사를 조정한다.The laser processing apparatus 100 which picked up the image of the photosensitive member performs a calibration. In other words, the conversion parameter calculation unit 120 calculates a deviation value between the shape of the laser mark of the captured image and the shape of the calibration pattern, and based on the calculated deviation value, the workpiece of the laser beam. A conversion parameter for correcting the shape of the image to match the shape of the input pattern is calculated. Then, the irradiation of the laser light onto the workpiece 102 according to the input pattern is adjusted based on the calculated conversion parameter.

여기서, 캘리브레이션의 대상에 대하여 설명한다.Here, the object of calibration is demonstrated.

도 3은 입력 패턴으로부터 출력 패턴으로의 변형예를 도시하는 도면이다.3 is a diagram illustrating a modification example from an input pattern to an output pattern.

설명의 편의상, 이하에서는 카메라(112)에 의해 촬상되는 화상의 가로 방향의 좌표축을 x축, 세로 방향의 좌표축을 y축이라고 부른다. 그리고, 화상의 크기는 임의이지만, 본 실시 형태에서는, x 방향에 640화소, y 방향에 480화소인 것으로 한다. 또한,이 크기를 「640×480화소」라고 표기한다. 화상 내의 각 화소의 위치는, x 좌표와 y 좌표의 조 (x, y)에 의해 나타내어진다. 즉, 도 3에서의 조사 패턴(310)의 좌측 위 코너와 우측 아래 코너의 좌표는 각각 (0, 0)과 (639, 479)이다.For convenience of explanation, hereinafter, the coordinate axis in the horizontal direction of the image captured by the camera 112 will be referred to as the x-axis, and the coordinate axis in the vertical direction is referred to as the y-axis. And although the size of an image is arbitrary, in this embodiment, it is assumed that it is 640 pixels in an x direction, and 480 pixels in a y direction. In addition, this size is described as "640 x 480 pixels." The position of each pixel in an image is represented by the combination (x, y) of x coordinate and y coordinate. That is, the coordinates of the upper left corner and the lower right corner of the irradiation pattern 310 in FIG. 3 are (0, 0) and (639, 479), respectively.

도 3의 조사 패턴(310)은, 카메라(112)에 의해 촬상된 화상에 대하여, 그 화상의 어느 부분에 레이저광을 조사해야 할지를 나타내는 패턴이다. 따라서, 조사 패턴(310) 내의 위치도 x 좌표와 y 좌표의 조 (x, y)에 의해 나타낼 수 있고, 조사 패턴(310)의 크기는, 카메라(112)에 의해 촬상되는 화상과 동일한 640×480화소이다. 도 3의 예에서는, 조사 패턴(310)은, 화상의 중심부에 있는, x축에 평행한 태선(太綿)과 y축에 평행한 태선이 교차한 흰 십자 형상과, 배경의 흑(黑)으로 이루어지고, 흰 십자 형상에 상당하는 레이저광을 피가공물(102) 상의 부분에 조사해야 할 것을 나타낸다.The irradiation pattern 310 of FIG. 3 is a pattern showing which part of the image should be irradiated with the laser beam with respect to the image picked up by the camera 112. Therefore, the position in the irradiation pattern 310 can also be represented by the combination (x, y) of the x coordinate and the y coordinate, and the size of the irradiation pattern 310 is the same as the image captured by the camera 112 at 640 ×. 480 pixels. In the example of FIG. 3, the irradiation pattern 310 is a cross-shaped white cross shape in which the Tae-tae parallel to the x-axis and the Tae-tae parallel to the y-axis cross | intersect at the center of an image, and the background black is black. The laser beam corresponding to the white cross shape is to be irradiated to the portion on the workpiece 102.

본 실시 형태에서는, 조사 패턴(310)은 다음과 같이 하여 입력부(114)로부터 지시된다.In this embodiment, the irradiation pattern 310 is instructed from the input unit 114 as follows.

우선, 조명용 광원(111)으로부터의 조명광에 의한 조명 하에서, 레이저광을 조사하지 않은 상태에서, 피가공물(102)을 카메라(112)가 촬상한다. 그리고, 화상 처리부(116)가, 촬상된 화상을 취득하여 표시부(115)에 출력한다.First, under the illumination by the illumination light from the illumination light source 111, the camera 112 image | photographs the to-be-processed object 102, without the laser beam being irradiated. The image processing unit 116 then acquires the captured image and outputs it to the display unit 115.

그 후, 오퍼레이터가, 표시부(115)에 출력된 화상을 보고, 레이저광을 조사해야 할 범위를 입력부(114)로부터 지시한다. 그 지시는, 입력부(114)와 제어 PC(113)를 접속하는 인터페이스를 통하여, 640×480화소의 크기의 조사 패턴(310)의 데이터의 형태로, 제어 PC(113)에 주어진다.After that, the operator looks at the image output to the display unit 115 and instructs the input unit 114 a range in which the laser light should be irradiated. The instruction is given to the control PC 113 in the form of data of the irradiation pattern 310 having a size of 640x480 pixels via an interface connecting the input unit 114 and the control PC 113.

또한, 조사 패턴(310)의 데이터는, 외부 장치로부터 제어 PC(113)에 보내어져도 된다. 예를 들면, 레이저 가공 장치(100)가 FPD 기판 등의 레이저 리페어 장치인 경우에는, 결함 검사 장치로부터 조사 패턴(310)의 데이터가 제어 PC(113)에 보내어져도 된다. 혹은, 레이저 리페어 장치가 화상 인식부를 구비하고, 화상 인식부가 화상 인식 처리에 의해 결함의 형상을 인식하고, 인식한 형상을 나타내는 조사 패턴(310)의 데이터를 생성하여 제어 PC(113)에 출력해도 된다.In addition, the data of the irradiation pattern 310 may be sent to the control PC 113 from an external device. For example, when the laser processing apparatus 100 is a laser repair apparatus, such as an FPD board | substrate, the data of the irradiation pattern 310 may be sent to the control PC 113 from a defect inspection apparatus. Alternatively, even if the laser repair apparatus includes an image recognition unit, the image recognition unit recognizes the shape of the defect by the image recognition process, generates data of the irradiation pattern 310 representing the recognized shape, and outputs the data to the control PC 113. do.

어느 쪽이든, 조사 패턴(310)의 데이터가 제어 PC(113)에 제공된다. 그렇게 하면, 제어 PC(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.Either way, the data of the irradiation pattern 310 is provided to the control PC 113. In doing so, the control PC 113 generates, from the irradiation pattern 310, DMD transmission data 320 for instructing the DMD 106 to turn on and off individual micromirrors. 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 어레이 형상으로 배열되어 있고, 미소 미러의 위치를 u 좌표와 v 좌표의 조 (u, v)에 의해 나타낼 수 있다. 또한, 이하에서는 설명을 간단히 하기 위해서, 화상 내의 화소의 좌표 (x, y)와 미소 미러의 좌표 (u, v)에는, x=u 및 y=v의 관계가 있는 것으로 한다. 미소 미러를 적당하게 배치하고, uv 좌표계의 원점을 적당하게 정하는 것만으로, 이 관계는 성립하므로, 이하의 설명의 일반성은 상실되지 않는다.In the DMD 106, the micromirrors are arranged in a two-dimensional array shape, and the position of the micromirrors can be represented by the combination (u, v) of the u coordinate and the v coordinate. In the following description, for the sake of simplicity, it is assumed that the coordinates (x, y) of the pixels in the image and the coordinates (u, v) of the micromirrors have a relationship of x = u and y = v. Since only a small mirror is appropriately arranged and the origin of the uv coordinate system is appropriately determined, this relationship is established, and thus the generality of the following description is not lost.

여기서, 조사 패턴(310)과 마찬가지로, 레이저광을 조사하는 것을 백으로, 조사하지 않는 것을 흑으로 나타내는 것으로 하면,DMD 전송용 데이터(320)도, 흑백 2치 화상으로서 표현할 수 있다. 바꾸어 말하면, 미소 미러를 온 상태로 하는 것을 나타내는 백, 또는 미소 미러를 오프 상태로 하는 것을 나타내는 흑에 의해, 위치 (u, v)의 점을 나타낸 흑백 2치 화상으로서 DMD 전송용 데이터(320)를 표현할 수 있다.Here, similarly to the irradiation pattern 310, when irradiating a laser beam is shown in white and not irradiating in black, the DMD transmission data 320 can also be expressed as a black and white binary image. In other words, the data for DMD transmission 320 is a black and white binary image which shows the point of position (u, v) by the white which shows the micromirror on, or the black which shows the micromirror off. Can be expressed.

본 실시 형태에서는, DMD(106)에 800×600개의 미소 미러가 배열되어 있는 것으로 가정한다. 즉, 카메라(112)가 촬상한 화상의 화소수보다도 미소 미러의 개수 쪽이 많다. 따라서, DMD 전송용 데이터(320)를 나타내는 화상은, 조사 패턴(310)을 나타내는 화상의 주위를, 검은 마진으로 둘러싼 화상으로 된다. 이러한 마진이 있는 이유는 후술한다.In this embodiment, it is assumed that 800x600 micromirrors are arranged in the DMD 106. That is, the number of the micromirrors is larger than the number of pixels of the image picked up by the camera 112. Therefore, the image which shows the DMD transmission data 320 becomes an image which surrounded the black margin around the image which shows the irradiation pattern 310. As shown in FIG. The reason for such a margin will be described later.

즉, 조사 패턴(310)을 나타내는 화상의 위치 (x, y)에서의 색(백 또는 흑)과, DMD 전송용 데이터(320)를 나타내는 화상의, u=x, v=y인 위치 (u, v)에서의 색은 동일하다. 그리고, 위치 (u, v)가, u<0 또는 640≤u 또는 v<0 또는 480≤v로 되는 범위에 있는 경우, DMD 전송용 데이터(320)를 나타내는 화상의 위치 (u, v)에서의 색은 흑이다.That is, the color (white or black) at the position (x, y) of the image representing the irradiation pattern 310 and the position u of the image representing the DMD transmission data 320 (u = x, v = y) , v) have the same color. Then, when the position (u, v) is in the range of u <0 or 640≤u or v <0 or 480≤v, at the position (u, v) of the image representing the DMD data 320 The color is black.

또한, 도 3에서는, DMD 전송용 데이터(320)에는 흰 사각 형상의 틀선이 있지만, 이 틀선은 설명의 편의상, 조사 패턴(310)에 상당하는 640×480화소의 범위를 표시한 것이며, 흰 틀선 상의 미소 미러를 온 상태로 하는 것을 나타내는 것은 아니다.In FIG. 3, the DMD transmission data 320 has a white square frame, but this frame represents a range of 640 x 480 pixels corresponding to the irradiation pattern 310 for convenience of explanation. It does not indicate that the micro mirror of the image is turned on.

또한, 본 실시 형태에서는, DMD 전송용 데이터(320)에서, 흰 틀선보다도 위의 마진과 아래의 마진의 폭이 동일하고, 또한 우측의 마진과 좌측의 마진의 폭도 동일하다. 그러나, 마진의 폭은 적절히 정해도 된다.In the present embodiment, in the DMD transmission data 320, the width of the margin above and below the white frame line is the same, and the width of the margin on the right and the margin on the left are also the same. However, the margin width may be appropriately determined.

조사 패턴(310)과 DMD 전송용 데이터(320)와의 사이의 상기한 바와 같은 관계에 기초하여, 제어 PC(113)는, 조사 패턴(310)의 데이터로부터 DMD 전송용 데이터(320)를 생성한다. 상기와 같이, DMD 전송용 데이터(320)를 생성하기 위해서는, 제어 PC(113)는, 단순히 조사 패턴(310)의 주위에 검은 마진을 추가하면 된다.Based on the above relationship between the irradiation pattern 310 and the DMD transmission data 320, the control PC 113 generates the DMD transmission data 320 from the data of the irradiation pattern 310. . As described above, in order to generate the DMD transmission data 320, the control PC 113 may simply add a black margin around the irradiation pattern 310.

그리고, 제어 PC(113) 내의 영역 설정부(117)는, DMD 전송용 데이터(320)를 DMD(106)에 출력함으로써, 800×600개의 미소 미러의 각각에 대하여, 온 또는 오프의 지시를 부여한다.Then, the area setting unit 117 in the control PC 113 outputs the DMD transmission data 320 to the DMD 106 to give an on or off instruction to each of the 800 × 600 micromirrors. do.

여기서, 캘리브레이션에 기초하는 조정을 행하지 않고, 공급된 DMD 전송용 데이터(320) 그 자체에 따라서 DMD(106)의 미소 미러가 온 상태 또는 오프 상태로 되고, 레이저 발진기(103)로부터 레이저광이 출사된다고 가정한다.Here, the micromirror of the DMD 106 is turned on or off according to the supplied DMD transmission data 320 itself without performing adjustment based on the calibration, and the laser light is emitted from the laser oscillator 103. Assume that

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 왜곡이 있기 때문이다.In this case, generally, the pattern of the laser beam irradiated on the to-be-processed object 102 differs from the desired irradiation pattern 310. This is because the optical system and / or the imaging system of the laser processing apparatus 100 have shifts and distortions.

예를 들면, 미러나 렌즈가 왜곡되어 있거나, 레이저 가공 장치(100)의 각 구성 요소의 부착 위치가 어긋나 있거나, 부착 각도가 어긋나서 본래의 각도로부터 회전하여 부착된 부품이 있거나 할지도 모른다.For example, the mirror or the lens may be distorted, or the attachment position of each component of the laser processing apparatus 100 may be shifted, or there may be a component that is rotated and attached from the original angle due to the attachment angle being shifted.

도 3의 라이브 화상(330)은, 그와 같이, 원하는 조사 패턴(310)과는 상이한 패턴이 피가공물(102) 상에 조사된 경우에, 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 of FIG. 3 is an example of the image image | photographed by the camera 112, when the pattern different from the desired irradiation pattern 310 is irradiated on the to-be-processed object 102 as it is. 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 640x480 pixels.

도 3의 라이브 화상(330)에서는, 레이저광이 실제로 조사된 부분이 백으로, 조사되지 않았던 부분이 흑으로 표시되어 있다. 라이브 화상(330)을 조사 패턴(310)과 비교하면, 흰 십자 형상이 x축의 플러스 방향으로 이동하고, 또한, 반 시계 방향으로 약 15도 회전되어 있다. 조사 패턴(310)으로부터 라이브 화상(330)으로의 변형은, 실제로는, 이와 같은 평행 이동(시프트)과 회전뿐만 아니라, 확대ㆍ축소 즉 스케일 변환이나, 전단 변형 등의 형상의 왜곡을 포함하는 경우도 있다.In the live image 330 of FIG. 3, the part to which the laser beam was actually irradiated is shown in white, and the part which was not irradiated is displayed in 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. When the deformation from the irradiation pattern 310 to the live image 330 actually includes not only such parallel movement (shift) and rotation, but also distortion of shapes such as enlargement and reduction, that is, scale conversion and shear deformation, etc. There is also.

따라서, 이와 같은 변형을 방지하기 위해서, 캘리브레이션을 행하고, 캘리브레이션의 결과에 기초하여, 레이저광의 조사를 조정할 필요가 있다.Therefore, in order to prevent such deformation | transformation, it is necessary to calibrate and adjust irradiation of a laser beam based on the result of a calibration.

본 실시 형태에서는, 레이저 가공 장치(100)에 존재하는 어긋남이나 왜곡에 기인하는 상기한 바와 같은 조사 패턴의 변형을, 일종의 변환의 결과인 것으로 간주하고, 그 변환을 수학적으로 모델화하고 있다.In the present embodiment, the above-described deformation of the irradiation pattern caused by the deviation and distortion present in the laser processing apparatus 100 is regarded as a result of a kind of transformation, and the transformation is mathematically modeled.

다음으로, 그 수학적으로 모델화된 변환을 나타내는 파라미터를 캘리브레이션에 의해 취득하고, 취득한 파라미터에 기초하여 조정하는 처리에 대하여 설명한다.Next, a description will be given of a process of acquiring a parameter indicating the mathematically modeled transformation by calibration and adjusting it based on the acquired parameter.

우선,캘리브레이션 방법에 대하여 설명한다.First, the calibration method will be described.

제어 PC(113)가 영역 설정부(117)에 대하여, 도 2에 도시한 바와 같은 면적이 상이한 수개 점의 도형으로 구성되는 캘리브레이션 패턴을 제공한다. 면적이 각각 상이함으로써, 화상 처리에 의한 영역 설정부(117)에 제공하는 캘리브레이션 패턴과 감광체의 표면에 소부된 캘리브레이션 패턴의 도형간의 식별을 용이하게 한다. 따라서, 캘리브레이션 패턴은, 3점 각각의 구별이 되는 것이라면 어떠한 형상 패턴이어도 된다.The control PC 113 provides the area setting unit 117 with a calibration pattern composed of figures of several points with different areas as shown in FIG. Since the areas are different from each other, identification between the calibration pattern provided to the area setting unit 117 by the image processing and the figures of the calibration pattern baked on the surface of the photoconductor is facilitated. Accordingly, the calibration pattern may be any shape pattern as long as the three points are distinguished from each other.

다음으로, 카메라(112)에 의해 감광체의 표면에 소부된 캘리브레이션 패턴을 촬상한다. 화상 처리부(116)는, 취득된 캘리브레이션 패턴 화상으로부터 각 도형의 무게 중심 위치와 면적을 검출한다. 마찬가지로, 화상 처리부(116)는, 영역 설정부(117)에 제공한 캘리브레이션 패턴 화상으로부터 각 도형의 무게 중심 위치와 면적을 검출한다.Next, the camera 112 image | photographs the calibration pattern baked on the surface of the photosensitive member. The image processing unit 116 detects the center of gravity position and area of each figure from the obtained calibration pattern image. Similarly, the image processing unit 116 detects the center of gravity position and area of each figure from the calibration pattern image provided to the area setting unit 117.

그리고, 영역 설정부(117)에 제공한 캘리브레이션 패턴으로부터의 3점과, 감광체의 표면에 소부한 캘리브레이션 패턴으로부터의 3점의 위치 관계에 기초하여, 영역 설정부(117)로부터 감광체 표면간의 변환 행렬을 작성한다.And based on the positional relationship of three points from the calibration pattern provided to the area | region setting part 117, and three points from the calibration pattern baked to the surface of the photosensitive member, the conversion matrix between the area | region setting part 117 and the photosensitive member surface is carried out. Write.

변환 행렬은 다음과 같이 하여 작성한다.The conversion matrix is written as follows.

즉, 영역 설정부(117)에 의해 ON되는 미러 위치를 미러 좌표값, 레이저 광원(103)에 의해 감광체 표면에 소부되는 상기 미러 위치에 대응한 위치를 조사 좌표값으로 한다.That is, the mirror position turned on by the area setting unit 117 is the mirror coordinate value, and the position corresponding to the mirror position baked on the photosensitive member surface by the laser light source 103 is used as the irradiation coordinate value.

그리고, 다음의 2스텝에 의해 변환 행렬을 구한다.Then, the conversion matrix is obtained in the following two steps.

우선, 제1 스텝으로서, 수개 점의 미러 좌표값과 그것에 대응하는 수개 점의 조사 좌표값을 구한다.First, as the first step, mirror coordinate values of several points and irradiation coordinate values of several points corresponding thereto are obtained.

DMD(106)는, 영역 설정부(117)에 DMD(106) 상의 전체 미소 미러의 ON, OFF에 1대1 대응한 소정의 2차원의 2치 화상을 제공함으로써 조정하는 것이 가능하다. 따라서, 도 2에 도시한 바와 같은, 위치와 면적이 상이한 수개 점의 도형을 포함하는 2치 화상을 영역 설정부(117)에 전달함으로써 DMD(106)가 형성하는 패턴의 형상을 조정한다. 그리고, 레이저 광원(103)으로부터 공간 변조된 레이저광을 조사함으로써, 감광체 표면에 2치 화상에 대응한 패턴의 소부를 실행한다. 카메라(112)에 의해 소부된 패턴을 포함하는 감광체 표면의 화상을 촬상한다. 영역 설정부(117)에 제공하는 2치 화상과 감광체 표면에 소부된 패턴 화상을 화상 처리부(116)에 전달하고, 캘리브레이션 패턴 좌표 검출 처리를 실행한다.The DMD 106 can be adjusted by providing the area setting unit 117 with a predetermined two-dimensional binary image corresponding one-to-one to ON and OFF of the entire micromirror on the DMD 106. Therefore, the shape of the pattern formed by the DMD 106 is adjusted by transferring the binary image including the figures of several points having different positions and areas as shown in FIG. 2 to the area setting unit 117. Then, by irradiating the spatially modulated laser light from the laser light source 103, the photosensitive member surface is burned out in a pattern corresponding to the binary image. An image of the surface of the photoconductor including the pattern baked by the camera 112 is picked up. The binary image provided to the area setting unit 117 and the pattern image baked on the surface of the photoconductor are transferred to the image processing unit 116, and the calibration pattern coordinate detection process is executed.

도 4는 캘리브레이션 패턴 좌표 검출 처리의 흐름을 설명하는 플로우차트이다.4 is a flowchart for explaining the flow of calibration pattern coordinate detection processing.

스텝 S401에서, 감광체 표면에 소부된 패턴 화상에 대하여 화상 처리부(116)는, 백을 패턴, 흑을 배경으로 한 2치화를 실행한다. 2치화의 방법으로서는, 부동 2치화 처리 등, 주지의 방법을 이용하면 된다. 영역 설정부(117)에 제공된 2치 화상도, 백을 패턴, 흑을 배경으로 하여 작성된다.In step S401, the image processing unit 116 executes binarization with a white pattern and a black background on the pattern image baked on the photosensitive member surface. As a binarization method, well-known methods, such as a floating binarization process, may be used. The binary image provided to the area setting unit 117 is also created with a white pattern and a black background.

그리고, 스텝 S402에서, 2치화한 화상에 대하여 수축 처리를 실시한 후에 팽창 처리를 실시하여, 패턴에 대한 전경 2치화 화상을 얻는다. 수축 처리는, 배경의 영역을 수축시키는 처리이며, 이 수축 처리에 의해 선폭이 소정의 폭 이하의 부분은 소거된다. 그리고, 수축 처리에서 남은 패턴의 영역에 대하여, 팽창 처리에 의해 원래의 크기의 영역으로 되돌리게 된다.And in step S402, after performing a shrinkage process with respect to the binarized image, an expansion process is performed and a foreground binary image with respect to a pattern is obtained. Shrinkage processing is a process which shrinks the area | region of a background, and by this shrinkage process, the part whose line width is below a predetermined width is erased. Then, the area of the pattern remaining in the shrinkage process is returned to the area of the original size by the expansion process.

스텝 S403에서는, 팽창ㆍ수축 처리를 실시한 2치화 화상의 고립 영역을 라벨링한다. 라벨링의 방법은 임의이며, 주지의 방법을 적용하면 된다.In step S403, the isolated area of the binarized image subjected to the expansion / contraction process is labeled. The labeling method is arbitrary, and a well-known method may be applied.

다음으로, 스텝 S404에서, 각 패턴의 무게 중심 위치를 산출하고, 스텝 S405에서, 각 패턴의 면적을 산출한다. 그리고, 스텝 S406에서, 스텝 S405에서 산출한 면적의 크기로 소트함으로써, 영역 설정부(117)에 제공된 2치 화상의 수개 점의 패턴과, 감광체 표면에 소부된 수개 점의 패턴을 각각 대응시킨다. 예를 들면, 영역 설정부(117)에 제공된 2치 화상 상의 수개 점의 패턴 중, 면적이 최대인 패턴과, 감광체 표면에 소부된 수개 점의 패턴 중, 면적이 최대인 패턴은 대응하는 것으로 간주한다.Next, the gravity center position of each pattern is calculated in step S404, and the area of each pattern is calculated in step S405. And in step S406, by sorting by the magnitude | size of the area computed by step S405, the pattern of several points of the binary image provided to the area | region setting part 117, and the pattern of several points baked on the photosensitive member surface are respectively match | corresponded. For example, the pattern having the largest area among the patterns of several points on the binary image provided to the area setting unit 117 and the pattern having the largest area among the patterns of several points burned on the photosensitive member surface are considered to correspond. do.

이와 같이 하여, 영역 설정부(117)에 제공된 2치 화상 상의 수개 점의 패턴과, 감광체 표면에 소부된 수개 점의 패턴의 대응 관계를 취득한다.In this way, the correspondence between the pattern of several points on the binary image provided to the area setting unit 117 and the pattern of several points baked on the photosensitive member surface is obtained.

다음으로, 제2 스텝으로서, 수개 점의 미러 좌표값과 그것에 대응하는 수개 점의 조사 좌표값에 기초하여 아핀 변환 행렬을 구한다.Next, as a 2nd step, an affine transformation matrix is calculated | required based on the mirror coordinate value of several points and the irradiation coordinate value of several points corresponding to it.

예를 들면, 도 3에서, DMD 전송용 데이터(320)는, 마진 이외는 조사 패턴(310)과 동일하다. 따라서, 조사 패턴(310)은 사실상, DMD(106)에 지정되는 입력 패턴이라고 할 수 있다. 그리고, 라이브 화상(330)은, 그 입력 패턴에 대응하여, 전혀 조정되지 않고 변형을 받은 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 것으로 간주할 수 있다.For example, in FIG. 3, the data for DMD transmission 320 is the same as the irradiation pattern 310 except for the margin. Therefore, the irradiation pattern 310 can be said to be an input pattern actually assigned to the DMD 106. And the live image 330 is an output pattern which arises in an image, when the laser beam which is not adjusted at all and is deformed is irradiated on the to-be-processed object 102 corresponding to the input pattern. Therefore, the deformation from the irradiation pattern 310 to the live image 330 can be regarded as a result of the conversion from the input pattern to the output pattern.

본 실시 형태에서는, 이 변환이 변환 행렬 T에 의해 나타내어지는 아핀 변환이라고 하는 수학적 모델을 채용한다. 즉, 변환 행렬 T의 각 요소가, 캘리브레이션에서 산출해야 할 변환 파라미터이다.In this embodiment, this transformation adopts a mathematical model called an affine transformation represented by the transformation matrix T. That is, each element of the transformation matrix T is a transformation parameter to be calculated by calibration.

상술한 바와 같이, 입력 패턴과 출력 패턴은 모두 xy 좌표계로 나타낼 수 있고, 또한, 항상 u=x 또한 v=y이기 때문에, uv 좌표계와 xy 좌표계를 동일시해도, 변환 파라미터의 산출에는 문제가 없다.As described above, since both the input pattern and the output pattern can be represented by the xy coordinate system, and always u = x and v = y, even if the uv coordinate system and the xy coordinate system are identified, there is no problem in calculating the conversion parameter.

즉, 본 실시 형태에서의 수학적 모델은, 「DMD 전송용 데이터(320)에서의 좌표 (u, v)와 동일한 조사 패턴(310)에서의 조사 좌표 (x, y)가, 아핀 변환을 나타내는 변환 행렬 T에 의해, 라이브 화상(330)에서의 미러 좌표 (x', y')로 변환된다」 고 하는 것이다.That is, in the mathematical model of the present embodiment, "the irradiation coordinate (x, y) in the irradiation pattern 310 which is the same as the coordinate (u, v) in the DMD data 320 is a transformation indicating an affine transformation. The matrix T is converted into mirror coordinates (x ', y') in the live image 330 ".

이 수학적 모델을 수식으로 표현하면 하기와 같다.This mathematical model is expressed by the following equation.

Figure pat00001
Figure pat00001

여기서, 아핀 변환 행렬을 T로 하면Where the affine transformation matrix is T

Figure pat00002
Figure pat00002

로 된다..

이 아핀 변환 행렬 T는, DMD 화상 상의 임의의 위치로부터 레이저 조사 화상 상의 일의의 위치로의 변환을 나타내는 것이다. 따라서,DMD 화상에 대하여, 일단, 역변환 행렬 T'로 변환함으로써, DMD 화상으로 설정한 임의의 화상 형상과 마찬가지의 레이저 조사를 실행하는 것이 가능하게 된다.This affine transformation matrix T represents a transformation from an arbitrary position on the DMD image to a unique position on the laser irradiation image. Therefore, once the DMD image is converted into an inverse transformation matrix T ', it is possible to perform laser irradiation similar to an arbitrary image shape set to the DMD image.

다음으로, 상술한 바와 같은 캘리브레이션 패턴을 이용하여 변환 행렬 T를 산출하는 처리에 대하여 설명한다.Next, a process of calculating the transformation matrix T using the above-described calibration pattern will be described.

도 5는 제1 실시 형태에서의 변환 파라미터로서의 변환 행렬 T의 산출 수순을 설명하는 플로우차트이다.FIG. 5 is a flowchart for explaining a calculation procedure of the conversion matrix T as the conversion parameter in the first embodiment.

우선, 스텝 S401에서, 제어 PC(113)는, 예를 들면 도 2에 예시한 바와 같은 캘리브레이션 패턴을 작성하고, 영역 설정부(117)에 출력한다. 또한, 제어 PC(113)는, 캘리브레이션 패턴을 작성하는 대신에, 미리 기억부(119)에 저장된 캘리브레이션 패턴을 읽어내도 된다.First, in step S401, the control PC 113 creates a calibration pattern as illustrated in, for example, FIG. 2 and outputs it to the area setting unit 117. In addition, instead of creating a calibration pattern, the control PC 113 may read out the calibration pattern stored in the memory | storage part 119 previously.

그리고, 스텝 S402에서, 스텝 S401에서 작성된 캘리브레이션 패턴을, DMD(106)에 입력 패턴으로서 지정한다.In step S402, the calibration pattern created in step S401 is designated to the DMD 106 as an input pattern.

다음으로, 스텝 S403에서, 제어 PC(113)는, 캘리브레이션 패턴의 데이터로부터 좌표를 취득한다. 예를 들면, 도 2의 (1)의 캘리브레이션 패턴의 경우, 제어 PC(113)는, 화상 처리부(116)에서 실행하는 화상 인식 처리에 의해, 캘리브레이션 패턴으로부터 4개의 원을 인식하고, 인식한 4개의 원의 중심(즉 무게 중심)의 좌표를 각각 산출하여 취득한다. 이들 4개의 좌표를, 좌표 a, b, c, d로 한다.Next, in step S403, the control PC 113 acquires the coordinates from the data of the calibration pattern. For example, in the calibration pattern of FIG. 2 (1), the control PC 113 recognizes four circles from the calibration pattern by the image recognition process executed by the image processing unit 116, and recognizes the four circles. The coordinates of the centers (ie, the center of gravity) of the two circles are calculated and obtained, respectively. These four coordinates are referred to as coordinates a, b, c and d.

그리고, 스텝 S404에서, 레이저광을 조사한다. 즉, 캘리브레이션 패턴에 따라서 미소 미러의 온 상태와 오프 상태를 절환하도록, 영역 설정부(117)가 DMD(106)를 제어한다. 그에 의해, 레이저 광원(103)으로부터 출사된 레이저광이, 캘리브레이션 패턴에 따라서 공간 변조되고, DMD(106)를 통하여 감광체의 표면에 투영된다(즉 조사된다).And a laser beam is irradiated in step S404. That is, the area setting unit 117 controls the DMD 106 so as to switch between the on state and the off state of the micromirror in accordance with the calibration pattern. Thereby, the laser light emitted from the laser light source 103 is spatially modulated in accordance with the calibration pattern, and is projected (ie irradiated) to the surface of the photosensitive member via the DMD 106.

계속해서, 스텝 S405에서, 카메라(112)가 감광체를 촬상하고, 제어 PC(113)에 의해 촬상된 화상의 데이터를 카메라(112)로부터 취득한다(즉 캡쳐한다). 이 화상에는, 캘리브레이션 패턴에 대응하는 출력 패턴이 존재한다.Subsequently, in step S405, the camera 112 picks up the photosensitive member and acquires (ie, captures) the data of the image picked up by the control PC 113 from the camera 112. In this image, an output pattern corresponding to a calibration pattern exists.

다음으로, 스텝 S406에서, 제어 PC(113)는, 스텝 S405에서 취득한 화상의 출력 패턴으로부터, 4점 a', b', c', d'의 좌표를 이하와 같이 하여 취득한다.Next, in step S406, the control PC 113 acquires the coordinates of four points a ', b', c ', d' from the output pattern of the image acquired in step S405 as follows.

즉, 제어 PC(113)는, 우선 취득한 화상을 흑백 2치 화상으로 변환한다. 이 2치화는, 예를 들면 각 화소의 휘도값과 임계값과의 비교에 기초하여 행해진다. 변환된 흑백 2치 화상에서, 흰 영역은 가이드광이 조사된 영역 부분이고, 검은 영역은 가이드광이 조사되지 않았던 영역이다. 그리고, 제어 PC(113)는, 변환된 흑백 2치 화상을 사용하여, 이하의 처리를 행한다.That is, the control PC 113 first converts the acquired image into a black and white binary image. This binarization is performed based on the comparison of the luminance value and the threshold value of each pixel, for example. In the converted black and white binary image, the white area is the portion of the area to which the guide light is irradiated, and the black area is the area to which the guide light is not irradiated. Then, the control PC 113 performs the following processing using the converted monochrome binary image.

예를 들면, 도 2의 (1)의 캘리브레이션 패턴이 사용되는 경우, 제어 PC(113)는, 화상 인식 처리에 의해, 원 또는 타원에 가까운 형상의 존재 및 위치를 인식한다. 그 결과, 4개의 형상이 인식된다. 도 2의 (1)의 캘리브레이션 패턴의 예에서는, 4개의 원의 면적이 작은 순으로, 각각 점 a, b, c, d에 대응하고 있는 것으로 한다. 따라서, 제어 PC(113)는, 인식한 4개의 형상의 면적을 산출하고, 그 면적이 작은 순으로 각각 형상을 점 a', b', c', d'에 대응짓는다. 또한 제어 PC(113)는, 인식한 4개의 형상 각각의 무게 중심의 좌표를 산출하고, 그들 4개의 좌표를 4점a', b', c', d'의 좌표로서 취득한다.For example, when the calibration pattern of Fig. 2 (1) is used, the control PC 113 recognizes the presence and the position of a shape close to a circle or an ellipse by the image recognition process. As a result, four shapes are recognized. In the example of the calibration pattern of FIG. 2 (1), suppose that the area of four circles is corresponding to points a, b, c, and d in order from small to small. Therefore, the control PC 113 calculates the areas of the recognized four shapes and associates the shapes with the points a ', b', c ', and d' in the order of the smallest areas. In addition, the control PC 113 calculates the coordinates of the center of gravity of each of the four recognized shapes, and acquires these four coordinates as coordinates of four points a ', b', c ', and d'.

계속해서, 스텝 S407에서, 제어 PC(113)는, 상술한 바와 같은 변환 행렬 T를 산출한다. 그리고, 작성한 변환 행렬 T의 데이터를, RAM 또는 하드디스크 등의 기억부(119)에 저장한다.Subsequently, in step S407, control PC 113 calculates the conversion matrix T as described above. The data of the created conversion matrix T is stored in a storage unit 119 such as a RAM or a hard disk.

다음으로, 제1 실시 형태에서의 조정 방법을 설명한다.Next, the adjustment method in 1st Embodiment is demonstrated.

도 6은 조정 방법을 설명하기 위한 도면이다.6 is a diagram for explaining an adjustment method.

도 6에 도시한 조사 패턴(310)과 DMD 전송용 데이터(320)는, 도 3에 도시한 것과 마찬가지이다. 또한, 도 6은 도 3과 마찬가지의 변환 행렬 T를 이용하여 설명하는 도면이다.The irradiation pattern 310 and DMD transmission data 320 shown in FIG. 6 are the same as those shown in FIG. 6 is a figure explaining using the conversion matrix T similar to FIG.

제1 실시 형태에서는, 도 2의 제어 PC(113)가, 이미 산출하여 기억부(119)에 저장된 변환 행렬 T와 역변환 행렬 T'를 읽어낸다. 또한, 역변환 행렬 T'는, 변환 행렬 T의 역행렬(=T-1)로서 산출된다. 즉, 역변환 행렬 T'는, 변환 파라미터로서의 변환 행렬 T에 의한 변환의 역변환을 나타내는 역변환 파라미터이다. 또한, 역변환 행렬 T'의 데이터도, 기억부(119)에 저장되어 있다.In the first embodiment, the control PC 113 of FIG. 2 reads the transformation matrix T and the inverse transformation matrix T 'which have been calculated and stored in the storage unit 119. In addition, the inverse transformation matrix T 'is calculated as the inverse of the transformation matrix T (= T -1 ). That is, the inverse transformation matrix T 'is an inverse transformation parameter which shows the inverse transformation of the transformation by the transformation matrix T as a transformation parameter. In addition, the data of the inverse transformation matrix T 'is also stored in the storage unit 119.

또한, 제어 PC(113)는, 입력부(114)로부터 조사 패턴(310)을 수취하여, DMD 전송용 데이터(320)를 생성한다. 또한,DMD 전송용 데이터(320)를 역변환 행렬 T'에 의해 변환하여 DMD 전송용 데이터(621)를 생성하고, 영역 설정부(117)에 출력한다.In addition, the control PC 113 receives the irradiation pattern 310 from the input unit 114 to generate the DMD transmission data 320. In addition, the DMD transmission data 320 is converted by the inverse transformation matrix T 'to generate the DMD transmission data 621, and output to the area setting unit 117.

그리고, 영역 설정부(117)는, DMD 전송용 데이터(621)를 DMD(106)에의 입력 패턴으로서 지정하고, DMD(106)를 제어한다. 즉, 제어 PC(113)는, 영역 설정부(117)를 통하여, DMD(106)에 입력 패턴으로서 DMD 전송용 데이터(621)를 지정하는 기능을 갖는다.Then, the area setting unit 117 designates the DMD transmission data 621 as an input pattern to the DMD 106, and controls the DMD 106. That is, the control PC 113 has a function of designating the DMD transmission data 621 as an input pattern to the DMD 106 via the area setting unit 117.

도 6에 도시한 예에서는, 도 3과 마찬가지로, 변환 행렬 T는, x축의 플러스 방향으로의 이동과, 반시계 방향의 약 15도의 회전을 합성한 변환을 나타낸다. 따라서, 도 6에서, 역변환 행렬 T'에 의해 변환된 DMD 전송용 데이터(621)는, DMD 전송용 데이터(320)의 패턴을 시계 방향으로 약 15도 회전시켜, x축의 마이너스 방향으로 이동한 패턴이다.In the example shown in FIG. 6, similarly to FIG. 3, the transformation matrix T represents a transformation obtained by combining the movement in the positive direction of the x-axis and the rotation of about 15 degrees in the counterclockwise direction. Therefore, in FIG. 6, the DMD transmission data 621 converted by the inverse transformation matrix T 'rotates the pattern of the DMD transmission data 320 clockwise by about 15 degrees and moves in the negative direction of the x-axis. to be.

그리고, 결함을 수정하기 위해서, 레이저 광원(103)으로부터 레이저광이 출사되면, 그 레이저광은, DMD 전송용 데이터(621)가 입력 패턴으로서 지정된 DMD(106)를 통하여 피가공물(102) 상에 조사된다. 본 실시 형태에서는, 여기서 카메라(112)가 피가공물(102)을 촬상하고, 카메라(112)로부터 화상을 취득한다. 이렇게 하여 취득된 화상이 도 6의 라이브 화상(631)이다.Then, in order to correct the defect, when the laser light is emitted from the laser light source 103, the laser light is transmitted onto the workpiece 102 through the DMD 106 in which the DMD transmission data 621 is designated as an input pattern. Is investigated. In this embodiment, the camera 112 image | photographs the to-be-processed object 102 here, and acquires the image from the camera 112. FIG. The image acquired in this way is the live image 631 of FIG.

도 6에 도시한 바와 같이, 라이브 화상(631)에 나타나는 출력 패턴은, 역변환 행렬 T'에 의한 변형과 변환 행렬 T에 의한 변형이 상쇄되기 때문에, 조사 패턴(310)과 동일한 패턴으로 된다.As shown in FIG. 6, the output pattern shown in the live image 631 becomes the same pattern as the irradiation pattern 310, since the distortion by the inverse transformation matrix T 'and the transformation by the transformation matrix T cancel each other.

이와 같이, 라이브 화상(631) 상의 출력 패턴이 조사 패턴(310)과 동일하다고 하는 것은, 제어 PC(113)에 의한 조정에 의해, 가공해야 할 위치에 가공해야 할 형상으로 올바르게 레이저광이 조사되고, 그 올바른 조사가 라이브 화상(631)으로서 촬상되었다고 하는 것이다.As described above, the fact that the output pattern on the live image 631 is the same as the irradiation pattern 310 means that the laser beam is correctly irradiated into the shape to be processed at the position to be processed by the adjustment by the control PC 113. That is, the correct irradiation is imaged as the live image 631.

또한,DMD 전송용 데이터(320)와 DMD 전송용 데이터(621)를 비교하면 알 수 있는 바와 같이, 역변환 행렬 T'에 의한 변환의 결과, 미소 미러를 온 상태로 해야 할 것을 나타내는 흰 부분이, DMD 전송용 데이터(621)에서는,u<0 또는 640≤u 또는 v<0 또는 480≤v의 범위를 벗어날 가능성이 있다. 그 때문에, 본 실시 형태에서는, 조사 패턴(310)을 나타내는 화상의 화소수(예를 들면 640×480화소)보다도 많은(예를 들면 800×600개의) 미소 미러를 구비한 DMD(106)가 이용된다. 이 경우, 도 3이나 도 6에 도시한 바와 같이, DMD(106)에 지정되는 입력 패턴인 DMD 전송용 데이터(320)를 나타내는 화상은, 조사 패턴(310)을 나타내는 화상의 주위를 검은(즉 광을 조사하지 않는 것을 나타내는) 마진으로 둘러싼 화상이다.Further, as can be seen by comparing the DMD transmission data 320 and the DMD transmission data 621, the white portion indicating that the micromirror should be turned on as a result of the conversion by the inverse transformation matrix T ', In the DMD data 621, there is a possibility that it is outside the range of u <0 or 640≤u or v <0 or 480≤v. Therefore, in this embodiment, the DMD 106 provided with the micromirror more (for example, 800x600) than the number of pixels (for example, 640x480 pixels) of the image which shows the irradiation pattern 310 is used. do. In this case, as shown in FIG. 3 or FIG. 6, the image showing the DMD transmission data 320 which is the input pattern designated to the DMD 106 is black (that is, the periphery of the image showing the irradiation pattern 310). The image surrounded by margins, indicating not to irradiate light.

이상이 본 발명을 적용한 제1 실시 형태의 설명이다.The above is description of 1st Embodiment which applied this invention.

본 실시 형태에 따르면, 실제로 가공에 이용하는 레이저광과 DMD(106)와의 사이에서 캘리브레이션을 실행하므로, 종래의 가이드광과의 캘리브레이션에 비해 고정밀도의 레이저 가공이 가능해진다.According to this embodiment, since a calibration is performed between the laser beam actually used for a process and DMD106, laser processing of high precision is attained compared with the calibration with the conventional guide light.

다음으로, 본 발명을 적용한 제2 실시 형태를 설명한다.Next, a second embodiment to which the present invention is applied will be described.

(제2 실시 형태)(Second Embodiment)

제2 실시 형태는, 제1 실시 형태에서 실행한 처리 후에, 결함 수정을 위한 가공에서 이용하는 레이저광 조사의 예정 위치를, 표시부(115)에 표시하는 실시 형태이다.2nd Embodiment is embodiment which displays on the display part 115 the predetermined position of the laser beam irradiation used by the process for defect correction after the process performed by 1st Embodiment.

도 7은 제2 실시 형태를 설명하기 위한 도면이다.It is a figure for demonstrating 2nd Embodiment.

즉, 제1 실시 형태와 같이 하여 조정된 레이저광의 조사 전에, 피가공물(102)의 표면을 카메라(112)에 의해 촬상한다. 그리고, 촬상된 화상 상에, 예를 들면 도 7의 (1)과 같이 패턴(701)이 형성된 피가공물(102)의 화상에 레이저광이 조사되는 영역(702)을 중첩시킨 상태에서 표시부(115) 상에 표시한다. 여기서, 레이저광의 조사 예정의 영역(702)은, 도 7의 (2)와 같이 외곽 틀이어도 되고, (3)과 같이 전부 칠해도 되고, (4)와 같이 반투명으로 중첩시켜도 된다.That is, before the irradiation of the laser beam adjusted as in the first embodiment, the surface of the workpiece 102 is imaged by the camera 112. And the display part 115 in the state which superimposed the area | region 702 to which a laser beam is irradiated on the image of the to-be-processed object 102 in which the pattern 701 was formed as shown in (1) of FIG. 7, for example. On the display. Here, the region 702 to be irradiated with the laser beam may be an outer frame as shown in Fig. 7 (2), may be painted as shown in (3), or may be superimposed as semitransparent as shown in (4).

이와 같이, 표시부(115) 상에 조사 예정 영역을 표시시키므로, 종래와 같은 가이드광용의 광원을 구성에 추가할 필요가 없다.In this way, since the area to be irradiated is displayed on the display unit 115, it is not necessary to add a light source for guide light as in the prior art to the configuration.

다음으로, 본 발명을 적용한 제3 실시 형태를 설명한다.Next, a third embodiment to which the present invention is applied will be described.

(제3 실시 형태)(Third embodiment)

제3 실시 형태는, 제1 실시 형태의 구성에, 가이드광으로서 이용하기 위한 광원이 추가되어 있다.In 3rd Embodiment, the light source for using as a guide light is added to the structure of 1st Embodiment.

도 8은 제3 실시 형태에서의 레이저 가공 장치의 구성을 도시하는 도면이다.It is a figure which shows the structure of the laser processing apparatus in 3rd Embodiment.

레이저 가공 장치(800)는, 도 1을 이용하여 설명한 레이저 가공 장치(100) 외에, 가이드용의 LED(Light Emitting Diode : 발광 다이오드) 광원(801)을 더 구비한다. LED 광원(801)으로부터 조사된 광(이하 「가이드광」이라고 함)은, 하프 미러(802)에 의해 반사되어, 미러(105)에 입사한다. 이 가이드광은, 오퍼레이터에 대하여 레이저 가공 위치를 미리 나타내기 위해서 이용된다.The laser processing apparatus 800 further includes a guide LED (Light Emitting Diode) light source 801 in addition to the laser processing apparatus 100 described with reference to FIG. 1. Light irradiated from the LED light source 801 (hereinafter referred to as "guide light") is reflected by the half mirror 802 and enters the mirror 105. This guide light is used to indicate the laser processing position to the operator in advance.

여기서, 레이저 광원(103)과 하프 미러(802)와 LED 광원(801)은, 하프 미러(802)를 투과한 레이저광과, 하프 미러(802)에 의해 반사된 가이드광과의 광축이 일치하도록 배치되어 있다. 따라서, 하프 미러(802)에 의해 반사된 후의 가이드광의 광로는, 레이저 광원(103)으로부터의 레이저광의 광로와 동일하며, 레이저광과 마찬가지로 가이드광도 피가공물(102)에 조사된다.Here, the laser light source 103, the half mirror 802, and the LED light source 801 are arranged such that the optical axis of the laser light transmitted through the half mirror 802 and the guide light reflected by the half mirror 802 coincide with each other. It is arranged. Therefore, the optical path of the guide light after being reflected by the half mirror 802 is the same as the optical path of the laser light from the laser light source 103, and the guide light is irradiated to the workpiece 102 similarly to the laser light.

이 가이드광과 레이저광은 동일한 광로를 지나지만, 동초점 조정이 실행되지 않는 경우, 피가공물(102)의 표면 상에서 미묘한 어긋남을 갖는다. 그 때문에, 특허 문헌 1에 개시한 바와 같은 종래의 가이드광에 의한 캘리브레이션을 실행한 후에 레이저광으로 가공하면, 미묘하게 어긋나서 가공되게 된다.When the guide light and the laser light pass through the same optical path but co-focusing adjustment is not performed, there is a subtle deviation on the surface of the workpiece 102. Therefore, if it processes with a laser beam after performing calibration with the conventional guide light as disclosed by patent document 1, it will subtly shift and process it.

본 실시 형태에서는, 가이드광과 레이저광과의 사이에서 캘리브레이션을 실행함으로써, 고정밀도의 레이저 가공을 실행한다.In this embodiment, a high precision laser processing is performed by performing a calibration between guide light and a laser beam.

즉, 레이저광이 입력 패턴의 형상으로 피가공물(102)에 조사되는 것을 확인하기 위해서, 가이드광과 레이저광이 지나는 동일한 광로를 구성하는 광학계를 통하여, 피가공물(102)에 조사되는 가이드광을, 캘리브레이션 패턴의 형상으로 성형시켜 감광체에 조사하고, 가이드광이 조사된 감광체의 화상을 촬상한다. 그리고, 촬상된 화상의 가이드광 자국의 형상과 레이저 자국의 형상과의 어긋남값을 산출하고, 제1 실시 형태와 마찬가지로 하여 산출한 레이저 자국의 형상과 캘리브레이션 패턴의 형상과의 어긋남값과, 가이드광 자국의 형상과 레이저 자국의 형상과의 어긋남값에 기초하여, 변환 파라미터를 산출한다.That is, in order to confirm that the laser beam is irradiated to the workpiece 102 in the form of an input pattern, the guide beam irradiated to the workpiece 102 through an optical system constituting the same optical path through which the guide beam and the laser beam pass. It is shape | molded to the shape of a calibration pattern, it irradiates to a photosensitive member, and the image of the photosensitive member by which guide light was irradiated is imaged. The deviation value between the shape of the guide light trace and the shape of the laser trace of the captured image is calculated, and the deviation value between the shape of the laser trace and the shape of the calibration pattern calculated in the same manner as in the first embodiment, and the guide light. The conversion parameter is calculated based on the deviation value between the shape of the mark and the shape of the laser mark.

도 9는 제3 실시 형태에서의 가이드광과 레이저광의 캘리브레이션을 설명하기 위한 도면이다.9 is a diagram for explaining the calibration of the guide light and the laser light in the third embodiment.

우선,DMD(106)로 캘리브레이션 패턴을 조정한 상태에서, 가이드광(백)과 레이저광(흑)으로 피가공물(102)의 표면에 대하여 광을 조사한 화상을 각각 취득한다(도 9의 (5)).First, in the state where the calibration pattern is adjusted with the DMD 106, images obtained by irradiating light onto the surface of the workpiece 102 with the guide light (white) and the laser light (black) are respectively obtained (FIG. 5 (5). )).

다음으로, 취득된 화상에 대하여, 제1 실시 형태에서 이용한 방법에 의해, 각 캘리브레이션 패턴의 좌표를 취득한다(도 9의 (1), (2)). 그 취득된 캘리브레이션 패턴 좌표에 의해, 가이드광과 레이저광간의 대응 관계를 변환 행렬 T2로서 취득한다(도 9의 (6)).Next, with respect to the acquired image, the coordinates of each calibration pattern are acquired by the method used in the first embodiment ((1) and (2) in FIG. 9). By the obtained calibration pattern coordinates, the correspondence between the guide light and the laser light is obtained as the conversion matrix T2 (Fig. 9 (6)).

다음으로, 제1 실시 형태에 기재된 방법에 의해, DMD(106)와 가이드광간의 대응 관계를 변환 행렬 T1로서 취득한다(도 9의 (3), (4)). DMD(106)로 조정하는 마스크 화상에 대하여(도 9의 (8)), 변환 행렬 T1을 곱함으로써, 가이드광이 피가공면에 조사되어 있는 상태를 시뮬레이트하는 것이 가능하다(도 9의 (9)). 또한, 변환 행렬 T2를 곱함으로써, 레이저광이 피가공면에 조사되어 있는 상태를 시뮬레이트하는 것이 가능하다(도 9의 (10)).Next, by the method described in the first embodiment, the correspondence relation between the DMD 106 and the guide light is obtained as the conversion matrix T1 (FIG. 9 (3), (4)). By multiplying the transformation matrix T1 with respect to the mask image adjusted by the DMD 106 (Fig. 9 (8)), it is possible to simulate the state in which the guide light is irradiated to the workpiece surface (Fig. 9 (9) )). In addition, by multiplying the transformation matrix T2, it is possible to simulate a state in which the laser beam is irradiated to the workpiece surface (Fig. 9 (10)).

그리고, 변환 행렬 T1에 변환 행렬 T2를 곱한 상태를 변환 행렬 T로서 계산함으로써, 레이저광을 조사하지 않고, 가이드광만으로, DMD(106)와 레이저광간의 캘리브레이션을 실행하는 것이 가능해진다.Then, by calculating the state obtained by multiplying the transformation matrix T1 by the transformation matrix T2 as the transformation matrix T, it becomes possible to perform calibration between the DMD 106 and the laser light only with the guide light without irradiating the laser light.

또한, 상술과는 반대로, 가이드광을 레이저광으로부터 시뮬레이트해도 된다.In addition, contrary to the above, the guide light may be simulated from the laser light.

다음으로, 본 발명을 적용한 제4 실시 형태를 설명한다.Next, a fourth embodiment to which the present invention is applied will be described.

(제4 실시 형태)(Fourth Embodiment)

제4 실시 형태는, 상술한 제3 실시 형태와 마찬가지의 구성의 레이저 가공 장치에 의해 실행된다.4th Embodiment is performed by the laser processing apparatus of the same structure as 3rd Embodiment mentioned above.

상술한 제3 실시 형태와 같이, 가이드광을 이용하는 구성의 경우, DMD(106) 상에서의 회절각의 영향에 의해 가이드광과 레이저 가공 형상에 위치 어긋남이 생긴다. 그 때문에, 오퍼레이터가 표시부(115) 등에서 가공 위치를 확인할 때, 가이드광이 실제의 가공 위치보다 어긋나 보이는 경우가 있다.As in the above-described third embodiment, in the case of the configuration using the guide light, positional displacement occurs in the guide light and the laser processing shape due to the influence of the diffraction angle on the DMD 106. Therefore, when the operator confirms the machining position on the display unit 115 or the like, the guide light may be shifted from the actual machining position.

따라서, 본 제4 실시 형태에서는, 가공 전에 가이드광용의 마스크 패턴을 DMD(106)에 설정하고, 가공용 마스크 패턴을 가공 직전에 DMD(106)에 설정한다. 이에 의해, 가이드광과 레이저 가공 위치의 외관의 어긋남을 없애는 것이 가능해진다.Therefore, in the fourth embodiment, the mask pattern for the guide light is set in the DMD 106 before processing, and the mask pattern for processing is set in the DMD 106 immediately before processing. Thereby, it becomes possible to eliminate the deviation of the external appearance of a guide light and a laser processing position.

즉, 스테이지 제어부(118)로부터의 지시에 의해 피가공물(102)이 재치된 스테이지(101)를 제어함으로써, 피가공물(102)을 가공 위치로 이동한 후, 피가공물(102)의 표면을 촬상한다. 그리고, 화상 처리부(116)에서 실행하는 화상 처리에 의해 가공 가능 영역 이외를 마스크하는 마스크 화상을 작성한다. 다음으로, 가이드광과 레이저 가공 자국에 의해 작성된 변환 행렬에 의해, 가이드광용 마스크와 가공용 마스크를 작성한다.That is, by controlling the stage 101 on which the workpiece 102 is placed by the instruction from the stage control unit 118, after moving the workpiece 102 to the machining position, the surface of the workpiece 102 is imaged. do. And the mask image which masks other than a processable area | region is created by the image process performed by the image processing part 116. FIG. Next, the guide light mask and the processing mask are created by the conversion matrix created by the guide light and the laser processing marks.

그리고, 작성된 가이드광용 마스크를 DMD(106)로 조정한다. 그렇게 하면, 가이드광용의 마스크는 조정되어 있으므로, 표시부(115) 상에 어긋남이 없는 상태에서의 가이드광이 피가공물(102)의 가공 위치를 나타내게 된다.Then, the created guide light mask is adjusted by the DMD 106. In that case, since the mask for guide lights is adjusted, the guide light in the state without a shift | deviation on the display part 115 will show the processing position of the to-be-processed object 102. FIG.

그리고, 레이저광의 발사 준비가 OK로 되면, 가공용 마스크를 DMD(106)로 조정하고, 레이저 조사 후, 가이드광용 마스크를 DMD(106)로 조정함으로써, 가공 위치의 정밀도를 확인하는 것도 가능해진다.And when the preparation for laser beam launching becomes OK, it is also possible to confirm the precision of a process position by adjusting the processing mask by DMD106, and adjusting the guide light mask by DMD106 after laser irradiation.

다음으로, 본 발명을 적용한 제5 실시 형태를 설명한다.Next, a fifth embodiment to which the present invention is applied will be described.

(제5 실시 형태)(Fifth Embodiment)

도 10은 제5 실시 형태를 설명하기 위한 도면이다.10 is a diagram for explaining a fifth embodiment.

상술한 각 실시 형태에서는, 정밀도 좋게 캘리브레이션을 실행하기 위해서, 캘리브레이션 패턴을 조사하는 영역(1002)(도 10의 (1))에 패턴(1001) 등의 조사 형상을 왜곡시키는 장해물이 존재하지 않는 것이 바람직하다. 패턴(1001) 등의 3차원 물체 상에 레이저광을 조사하면(도 10의 (2)), 카메라(112)에 의해 촬상되는 캘리브레이션 패턴 화상의 가공 상태가, 불균일하고 왜곡된 상태로 되게 된다.In each of the above-described embodiments, in order to perform the calibration with high accuracy, there is no obstacle that distorts the irradiation shape such as the pattern 1001 in the region 1002 (FIG. 10 (1)) to which the calibration pattern is irradiated. desirable. When the laser beam is irradiated onto a three-dimensional object such as the pattern 1001 (Fig. 10 (2)), the processing state of the calibration pattern image picked up by the camera 112 becomes a non-uniform and distorted state.

이와 같은 화상은, 캘리브레이션 패턴이 불균일하고 왜곡된 상태이므로, 화상 처리부(116)에 의한 화상 처리에서 계측된 캘리브레이션 패턴 위치나 무게 중심이 픽셀 단위의 오차를 갖기 때문에, 정밀도 좋게 캘리브레이션을 실행하는 것이 곤란해진다.Since such a calibration pattern is in a nonuniform and distorted calibration pattern, the calibration pattern position and center of gravity measured in the image processing by the image processing unit 116 have errors in units of pixels, which makes it difficult to accurately perform calibration. Become.

따라서, 정밀도 좋게 캘리브레이션을 실행하기 위해서, 패턴(1001)이 형성되어 있지 않은 기판을 준비하는 것이나 패턴(1001)이 형성되어 있지 않은 영역(1002A, 1002B, 1002C, 1002D)(도 10의 (3))에 캘리브레이션 패턴을 조사할 필요가 있다.Therefore, in order to perform the calibration with high accuracy, it is necessary to prepare a substrate on which the pattern 1001 is not formed, or to prepare the regions 1002A, 1002B, 1002C, and 1002D on which the pattern 1001 is not formed ((3) of FIG. 10). ), It is necessary to examine the calibration pattern.

본 제5 실시 형태에서는, 다음과 같은 처리를 실행한다.In the fifth embodiment, the following processing is executed.

우선, 배경을 검출하는 수단에 의해, 배경 부분을 검출한다. 이 배경을 검출하는 수단이란, 예를 들면, 보카시 필터에 의해 패턴(1001)을 소거한 배경 화상(도 10의 (4))과, 캡쳐 화상(도 10의 (5))을 차분함으로써 도드라지는 패턴(1001) 이외의 영역(도 10의 (6)의 흑색의 4개의 사각형 영역)을 검출하는 방법을 들 수 있다.First, the background portion is detected by means for detecting the background. The means for detecting the background means that the background image (FIG. 10 (4)) in which the pattern 1001 has been erased by the Bosch filter is differentiated from the captured image (FIG. 10 (5)). A method of detecting an area other than the pattern 1001 (four rectangular areas in black in FIG. 10 (6)) may be mentioned.

그리고, 상술한 각 실시 형태에서 실행한 바와 같이 하여, 캘리브레이션 패턴을 배경 부분 내에 들어가는 위치에 배치한다(도 10의 (7)).And the calibration pattern is arrange | positioned in the position which enters in a background part as having performed in each embodiment mentioned above (FIG. 10 (7)).

즉, 레이저 광원(103)으로부터 조사되는 상기 레이저광이, 상기 감광체로서 회로 패턴이 형성된 피가공물(102)의 표면 중 상기 회로 패턴 부분 이외의 부분에 조사되도록, 캡쳐 화상으로부터 얻어지는 표면의 정보에 기초하여 상기 캘리브레이션 패턴을 작성한다. 예를 들면, 상기 표면의 정보로서의 회로 패턴 또는 결함을 피하도록 캘리브레이션 패턴을 작성한다.That is, based on the information of the surface obtained from a captured image so that the said laser beam irradiated from the laser light source 103 may irradiate parts other than the said circuit pattern part among the surfaces of the to-be-processed object 102 in which the circuit pattern was formed as the said photosensitive member. To create the calibration pattern. For example, a calibration pattern is created so as to avoid a circuit pattern or a defect as the information on the surface.

다음으로, 본 발명을 적용한 제6 실시 형태를 설명한다.Next, a sixth embodiment to which the present invention is applied will be described.

(제6 실시 형태)(6th Embodiment)

본 발명을 적용한 제6 실시 형태는, 일단, 캘리브레이션이 실행된 후, 다시 캘리브레이션을 실행하는 실시 형태이다. 또는, 가이드광으로 캘리브레이션을 실행한 후, 레이저로 캘리브레이션을 실행하는 실시 형태이다.The sixth embodiment to which the present invention is applied is an embodiment in which calibration is performed again after the calibration is performed. Or after carrying out calibration with a guide light, calibration is performed with a laser.

도 11은 제6 실시 형태를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 11 is a diagram for explaining a sixth embodiment. FIG.

레이저광의 광량 분포의 균일성이 상실되면, DMD(106)의 미러를 전부 ON의 상태에서 피가공물(102)에 대하여 레이저광을 전체면 조사한 경우(도 11의 (1)), 피가공물(102)의 표면에는 가공 불균일이 발생한다(도 11의 (2)).When the uniformity of the light quantity distribution of the laser beam is lost, when the mirror beam of the DMD 106 is entirely turned on with respect to the workpiece 102 in the state where all of the mirrors are turned on (Fig. 11 (1)), the workpiece 102 Processing irregularity occurs on the surface of the () (Fig. 11 (2)).

이와 같은 가공 불균일이 존재하는 상태에서 캘리브레이션을 실행하면(도 11의 (3)), 가공 후의 캘리브레이션 패턴에 그라이데이션과 같은 불균일이 발생하고(도 11의 (4)), 2치화에 의한 캘리브레이션 패턴 검출을 실행하면, 캘리브레이션 패턴 형상을 정확하게 검출하는 것이 곤란해진다(도 11의 (5)).If calibration is performed in the state where such processing nonuniformity exists (FIG. 11 (3)), nonuniformity such as gradation will occur in the calibration pattern after processing (FIG. 11 (4)), and the calibration pattern by binarization When the detection is performed, it becomes difficult to accurately detect the calibration pattern shape (Fig. 11 (5)).

따라서, 미리 불균일이 발생하는 부분을 특정하고(도 11의 (6)), 불균일을 피하도록 캘리브레이션 패턴을 배치함으로써(도 11의 (7)), 불균일이 없는 캘리브레이션 패턴을 작성할 수 있어(도 11의 (8)), 캘리브레이션 패턴 형상을 정확하게 검출할 수 있다(도 11의 (9)).Therefore, by specifying a portion where non-uniformity occurs in advance (FIG. 11 (6)) and arranging a calibration pattern to avoid non-uniformity (FIG. 11 (7)), it is possible to create a calibration pattern without non-uniformity (FIG. 11). (8)), the calibration pattern shape can be detected accurately (Fig. 11 (9)).

구체적인 처리로서는, 우선, 가공 전과 가공 후의 화상간 차분을 취함으로써, 차분 화상을 작성한다. 작성된 차분 화상에는, 가공에 의해 변화된 부분만이 검출되므로, 레이저광의 전체면 조사 형상을 취득하는 것이 가능하다.As a specific process, first, the difference image is created by taking the difference between the image before processing and after processing. Since only the part changed by processing is detected in the created difference image, it is possible to acquire the whole surface irradiation shape of a laser beam.

다음으로, 차분 화상에 대하여 2치화 처리를 실행함으로써, 양호한 가공 부분과 불균일의 영향을 받은 가공 부분을 분리한다. 캘리브레이션 패턴은, 광량 분포가 일정한 레이저광이 양호하게 가공되는 영역에 배치되는 것이 바람직하다. 따라서,2치화 처리에 의해 검출된 양호하게 가공되는 영역 상에 배치되도록, 캘리브레이션 패턴의 위치를 이동시킨다. 구체적으로는,캘리브레이션 패턴과 레이저광의 광량 분포가 일정한 영역과의 차분이 적어져, 원의 중심에 근접하지 않는 방향으로 캘리브레이션 패턴을 이동시킨다. 캘리브레이션 패턴과 레이저광의 광량 분포가 일정한 영역과의 차분이 없어지면 완료이다.Next, by performing the binarization process on the difference image, the favorable process part and the process part affected by the nonuniformity are isolate | separated. It is preferable that a calibration pattern is arrange | positioned in the area | region where the laser beam with constant light quantity distribution is processed favorably. Therefore, the position of the calibration pattern is shifted so as to be disposed on the well-processed region detected by the binarization process. Specifically, the difference between the calibration pattern and the region where the light quantity distribution of the laser light is constant decreases, so that the calibration pattern is moved in a direction not approaching the center of the circle. When the difference between the calibration pattern and the light quantity distribution of the laser beam is not constant, it is completed.

이와 같이 하여 불균일을 피하도록 패턴을 배치함으로써, 양호한 레이저 가공 결과를 얻을 수 있어(도 11의 (8)), 양호하게 캘리브레이션 패턴 형상을 검출하는 것이 가능해진다(도 11의 (9)).By arranging the pattern so as to avoid nonuniformity in this way, a good laser processing result can be obtained (Fig. 11 (8)), and it becomes possible to detect the calibration pattern shape satisfactorily (Fig. 11 (9)).

다음으로, 본 발명을 적용한 제7 실시 형태를 설명한다.Next, a seventh embodiment to which the present invention is applied will be described.

(제7 실시 형태)(Seventh Embodiment)

상술한 제1 내지 제6 실시 형태로서는, 캘리브레이션 패턴을 구성하는 도형의 점 개수를, 4점으로 하여 설명하였지만, 4점이 아니라, 2점으로 하여, 변환 행렬을 구해도 된다. 또한, 일반적으로, N점으로 하여, 아핀 변환 행렬이나 의사 아핀 변환 행렬이나 사영 변환 행렬을 구해도 된다.In the above-described first to sixth embodiments, the number of points of the figure constituting the calibration pattern has been described as four points. However, the conversion matrix may be obtained using two points instead of four points. In general, as an N point, an affine transformation matrix, a pseudo affine transformation matrix, or a projection transformation matrix may be obtained.

이상 설명해 온 바와 같이, 본 발명을 적용한 각 실시 형태에 따르면, 실제로 가공에 이용하는 레이저광과 공간 변조 소자와의 사이에서 캘리브레이션을 실행하므로, 종래의 가이드광과의 캘리브레이션에 비해 고정밀도의 레이저 가공이 가능해진다.As described above, according to each embodiment to which the present invention is applied, since the calibration is performed between the laser beam actually used for processing and the spatial modulation element, the laser processing with higher precision is compared with the calibration with the conventional guide light. It becomes possible.

또한, 공간 변조 소자에 의해 임의의 캘리브레이션 패턴을 투영 가능하기 때문, 한번에 효율적으로 캘리브레이션을 실행하는 것이 가능하다.In addition, since an arbitrary calibration pattern can be projected by the spatial modulation element, it is possible to perform calibration efficiently at one time.

또한, 공간 변조 소자에 의해 임의 형상의 캘리브레이션 패턴을 투영 가능하기 때문에, 조사 대상 영역에 캘리브레이션 패턴의 형상을 왜곡시키는 구성물이 존재하는 경우라도, 그것을 피하도록 하는 패턴 배치로 공간 변조 소자에 설정하는 것이 가능하다.In addition, since the calibration pattern of arbitrary shape can be projected by a space modulation element, even if there exists a structure which distorts the shape of a calibration pattern in an irradiation object area | region, setting to a space modulation element with a pattern arrangement to avoid it is preferable. It is possible.

또한, 본 발명은, 이상에 설명한 실시 형태 등에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위 내에서 다양한 구성 또는 형상을 취할 수 있다.In addition, this invention is not limited to embodiment described above, etc., It can take a various structure or shape within the range which does not deviate from the summary of this invention.

100, 800 : 레이저 가공 장치
101 : 스테이지
102 : 피가공물
103 : 레이저 광원
105, 121 : 미러
106 : DMD(공간 변조 소자)
107, 109, 802 : 하프 미러
108 : 결상 렌즈
110 : 대물 렌즈
111 : 조명용 광원
112 : 카메라
113 : 제어 PC
114 : 입력부
115 : 표시부
116 : 화상 처리부
117 : 영역 설정부
118 : 스테이지 제어부
119 : 기억부
120 : 변환 파라미터 산출부
122, 123 : 렌즈
310 : 조사 패턴
320, 621 : DMD 전송용 데이터
330, 631 : 라이브(Live) 화상
701 : 패턴
702 : 영역
801 : LED 광원
1001 : 패턴
1002(1002A, 1002B, 1002C, 1002D) : 영역
100, 800: laser processing device
101: stage
102: workpiece
103: laser light source
105, 121: mirror
106: DMD (Spatial Modulation Element)
107, 109, 802: half mirror
108: imaging lens
110: objective lens
111: light source for illumination
112: camera
113: control PC
114: input unit
115: display unit
116: image processing unit
117: area setting unit
118: stage control unit
119: memory
120: conversion parameter calculation unit
122, 123: Lens
310: irradiation pattern
320, 621: data for DMD transmission
330, 631: Live picture
701: pattern
702: area
801: LED Light Source
1001: Pattern
1002 (1002A, 1002B, 1002C, 1002D): area

Claims (9)

레이저 광원으로부터 출사된 레이저광을 피가공물이 재치된 스테이지 상으로 유도하기 위한 광학계와, 상기 레이저 광원으로부터 상기 피가공물로의 광로 상에 설치되며, 상기 레이저광을 원하는 입력 패턴으로 상기 피가공물에 조사하기 위해서 복수개의 배열된 미소 가동 소자로 구성된 공간 변조 수단과, 상기 공간 변조 수단에 의해 상기 입력 패턴의 형상으로 성형된 상기 레이저광을 상기 피가공물에 조사하는 조사 수단을 구비한 레이저 가공 장치를 제어하는 조정 장치로서,
상기 공간 변조 수단에 의해 임의의 캘리브레이션 패턴의 형상으로 성형된 상기 레이저광을 감광체에 조사하는 캘리브레이션 패턴 조사 수단과,
상기 캘리브레이션 패턴 조사 수단에 의해 상기 레이저광이 조사된 상기 감광체의 화상을 촬상하는 피가공물 촬상 수단과,
상기 피가공물 촬상 수단에 의해 촬상된 화상의 레이저 자국의 형상과 상기 캘리브레이션 패턴의 형상과의 어긋남값을 산출하는 어긋남값 산출 수단과,
상기 어긋남값 산출 수단에 의해 산출된 어긋남값에 기초하여, 상기 레이저광의 상기 피가공물 상에서의 형상이 상기 입력 패턴의 형상과 일치하도록 보정하기 위한 변환 파라미터를 산출하는 변환 파라미터 산출 수단과,
상기 파라미터 산출 수단에 의해 산출된 변환 파라미터에 기초하여, 상기 입력 패턴에 따른 상기 피가공물에의 레이저광의 조사를 조정하는 조정 수단
을 구비하는 것을 특징으로 하는 조정 장치.
An optical system for guiding the laser light emitted from the laser light source onto the stage on which the workpiece is placed, and on the optical path from the laser light source to the workpiece, irradiating the workpiece with a desired input pattern To control the laser processing apparatus comprising: a spatial modulating means composed of a plurality of arranged small movable elements; and irradiation means for irradiating the workpiece with the laser beam shaped into the shape of the input pattern by the spatial modulating means. As an adjustment device to say,
Calibration pattern irradiating means for irradiating a photosensitive member with the laser beam shaped into a shape of an arbitrary calibration pattern by the spatial modulation means;
Workpiece imaging means for imaging an image of the photosensitive member to which the laser light is irradiated by the calibration pattern irradiation means;
Misalignment value calculating means for calculating a misalignment value between the shape of the laser mark of the image picked up by the workpiece imaging means and the shape of the calibration pattern;
Conversion parameter calculation means for calculating conversion parameters for correcting the shape of the laser beam on the workpiece to match the shape of the input pattern based on the deviation value calculated by the deviation value calculation means;
Adjusting means for adjusting the irradiation of the laser light onto the workpiece according to the input pattern based on the conversion parameter calculated by the parameter calculating means
Adjusting apparatus comprising a.
제1항에 있어서,
상기 캘리브레이션 패턴 조사 수단은, 상기 레이저광이 상기 입력 패턴의 형상으로 상기 피가공물에 조사되는 것을 확인하기 위해서 상기 광학계를 통하여 상기 피가공물에 조사되는 가이드광을, 상기 공간 변조 수단에 의해 상기 캘리브레이션 패턴의 형상으로 성형시켜 상기 감광체에 조사하고,
상기 피가공물 촬상 수단은, 상기 캘리브레이션 패턴 조사 수단에 의해 상기 가이드광이 조사된 상기 감광체의 화상을 촬상하고,
상기 어긋남값 산출 수단은, 상기 피가공물 촬상 수단에 의해 촬상된 화상의 가이드광 자국의 형상과 상기 레이저 자국의 형상과의 어긋남값을 산출하고,
상기 변환 파라미터 산출 수단은, 상기 레이저 자국의 형상과 상기 캘리브레이션 패턴의 형상과의 어긋남값 및 상기 가이드광 자국의 형상과 상기 레이저 자국의 형상과의 어긋남값에 기초하여, 상기 변환 파라미터를 산출하는 것을 특징으로 하는 조정 장치.
The method of claim 1,
The calibration pattern irradiating means includes a guide light irradiated to the workpiece through the optical system to confirm that the laser light is irradiated to the workpiece in the shape of the input pattern. Molded into the shape of and irradiated to the photosensitive member,
The workpiece imaging means images an image of the photosensitive member to which the guide light is irradiated by the calibration pattern irradiation means,
The shift value calculating means calculates a shift value between the shape of the guide light trace and the shape of the laser mark of the image picked up by the workpiece imaging means,
The conversion parameter calculating means calculates the conversion parameter based on a deviation value between the shape of the laser mark and the shape of the calibration pattern and a deviation value of the shape of the guide light mark and the shape of the laser mark. Features adjusting device.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 캘리브레이션 패턴 조사 수단에 의해 조사되는 상기 레이저광이, 상기 감광체로서 회로 패턴이 형성된 피가공물의 표면 중 상기 회로 패턴 부분 이외의 부분에 조사되도록, 상기 표면의 정보에 기초하여 상기 캘리브레이션 패턴을 작성하는 캘리브레이션 패턴 작성 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 조정 장치.
The method according to claim 1 or 2,
The said calibration pattern is created based on the information of the said surface so that the said laser beam irradiated by the said calibration pattern irradiation means may irradiate to the part other than the said circuit pattern part among the surfaces of the to-be-processed object in which the circuit pattern was formed as the said photosensitive member. And a calibration pattern creating means.
제3항에 있어서,
상기 캘리브레이션 패턴 작성 수단은, 상기 표면의 정보로서의 회로 패턴 또는 결함을 피하도록 캘리브레이션 패턴을 작성하는 것을 특징으로 하는 조정 장치.
The method of claim 3,
And the calibration pattern creating means creates a calibration pattern so as to avoid a circuit pattern or a defect as information on the surface.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 피가공물 촬상 수단에 의해 촬상한 상기 피가공물의 화상에, 상기 조정 수단에 의해 조정된 레이저광이 조사되는 영역을 중첩하여 표시하는 표시 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 조정 장치.
The method according to claim 1 or 2,
And the display means which superimposes and displays the area | region to which the laser beam adjusted by the said adjustment means was irradiated to the image of the to-be-photographed object image | photographed by the said to-be-photographed object means.
레이저 광원으로부터 출사된 레이저광을 피가공물이 재치된 스테이지 상으로 유도하기 위한 광학계와,
상기 레이저 광원으로부터 상기 피가공물로의 광로 상에 설치되며, 상기 레이저광을 원하는 입력 패턴으로 상기 피가공물에 조사하기 위해서 복수개의 배열된 미소 가동 소자로 구성된 공간 변조 수단과,
상기 공간 변조 수단에 의해 상기 입력 패턴의 형상으로 성형된 상기 레이저광을 감광체에 조사하는 시사(試射) 수단과,
상기 시사 수단에 의해 상기 레이저광이 조사된 상기 감광체의 화상을 촬상하는 피가공물 촬상 수단과,
상기 피가공물 촬상 수단에 의해 촬상된 화상의 레이저 자국의 형상과 상기 입력 패턴의 형상과의 어긋남값을 산출하는 어긋남값 산출 수단과,
상기 어긋남값 산출 수단에 의해 산출된 어긋남값에 기초하여, 상기 레이저광의 상기 피가공물 상에서의 형상이 상기 입력 패턴의 형상과 일치하도록 보정하기 위한 변환 파라미터를 산출하는 변환 파라미터 산출 수단과,
상기 파라미터 산출 수단에 의해 산출된 변환 파라미터에 기초하여, 상기 입력 패턴에 따른 상기 피가공물에의 레이저광의 조사를 조정하는 조정 수단
을 구비하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.
An optical system for guiding the laser light emitted from the laser light source onto the stage on which the workpiece is placed;
A spatial modulating means provided on the optical path from the laser light source to the workpiece, the spatial modulating means comprising a plurality of arranged micro movable elements for irradiating the workpiece with the desired laser beam in a desired input pattern;
Suggesting means for irradiating a photosensitive member with the laser beam formed into the shape of the input pattern by the spatial modulating means;
Workpiece imaging means for imaging an image of the photosensitive member to which the laser light is irradiated by the preview means;
Misalignment value calculating means for calculating a misalignment value between the shape of the laser mark of the image picked up by the workpiece imaging means and the shape of the input pattern;
Conversion parameter calculation means for calculating conversion parameters for correcting the shape of the laser beam on the workpiece to match the shape of the input pattern based on the deviation value calculated by the deviation value calculation means;
Adjusting means for adjusting the irradiation of the laser light onto the workpiece according to the input pattern based on the conversion parameter calculated by the parameter calculating means
Laser processing apparatus comprising a.
제6항에 있어서,
상기 시사 수단은, 상기 레이저광이 상기 입력 패턴의 형상으로 상기 피가공물에 조사되는 것을 확인하기 위해서 상기 광학계를 통하여 상기 피가공물에 조사되는 가이드광을, 상기 공간 변조 수단에 의해 상기 입력 패턴의 형상으로 성형시켜 상기 감광체에 조사하고,
상기 피가공물 촬상 수단은, 상기 시사 수단에 의해 상기 가이드광이 조사된 상기 감광체의 화상을 촬상하고,
상기 어긋남값 산출 수단은, 상기 피가공물 촬상 수단에 의해 촬상된 화상의 가이드광 자국의 형상과 상기 레이저 자국의 형상과의 어긋남값을 산출하고,
상기 변환 파라미터 산출 수단은, 상기 레이저 자국의 형상과 상기 입력 패턴의 형상과의 어긋남값 및 상기 가이드광 자국의 형상과 상기 레이저 자국의 형상과의 어긋남값에 기초하여, 상기 변환 파라미터를 산출하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.
The method of claim 6,
The said suggesting means is a guide light irradiated to the workpiece through the optical system in order to confirm that the laser beam is irradiated to the workpiece in the shape of the input pattern, the shape of the input pattern by the spatial modulating means. Molding to irradiate the photosensitive member,
The workpiece imaging means captures an image of the photosensitive member irradiated with the guide light by the preview means,
The shift value calculating means calculates a shift value between the shape of the guide light trace and the shape of the laser mark of the image picked up by the workpiece imaging means,
The conversion parameter calculating means calculates the conversion parameter based on a deviation value between the shape of the laser mark and the shape of the input pattern, and a deviation value of the shape of the guide light mark and the shape of the laser mark. Laser processing device characterized in that.
제6항 또는 제7항에 있어서,
상기 조정 수단에 의해 조정되며, 상기 입력 패턴의 형상으로 성형된 상기 레이저광을 상기 피가공물에 조사하는 조사 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.
The method according to claim 6 or 7,
And an irradiation means which is adjusted by the adjustment means and irradiates the workpiece with the laser beam shaped into the shape of the input pattern.
레이저 광원으로부터 출사된 레이저광을 피가공물이 재치된 스테이지 상으로 유도하기 위한 광학계와, 상기 레이저 광원으로부터 상기 피가공물로의 광로 상에 설치되며, 상기 레이저광을 원하는 입력 패턴으로 상기 피가공물에 조사하기 위해서 복수개의 배열된 미소 가동 소자로 구성된 공간 변조 수단과, 상기 공간 변조 수단에 의해 상기 입력 패턴의 형상으로 성형된 상기 레이저광을 상기 피가공물에 조사하는 조사 수단을 구비한 레이저 가공 장치를 제어하는 조정 장치의 컴퓨터가,
상기 공간 변조 수단에 의해 임의의 캘리브레이션 패턴의 형상으로 성형된 상기 레이저광을 감광체에 조사하고,
상기 레이저광이 조사된 상기 감광체의 화상을 촬상하고,
상기 촬상된 화상의 레이저 자국의 형상과 상기 캘리브레이션 패턴의 형상과의 어긋남값을 산출하고,
상기 산출된 어긋남값에 기초하여, 상기 레이저광의 상기 피가공물 상에서의 형상이 상기 입력 패턴의 형상과 일치하도록 보정하기 위한 변환 파라미터를 산출하고,
상기 산출된 변환 파라미터에 기초하여, 상기 입력 패턴에 따른 상기 피가공물에의 레이저광의 조사를 조정하는 것을 특징으로 하는 조정 방법.
An optical system for guiding the laser light emitted from the laser light source onto the stage on which the workpiece is placed, and on the optical path from the laser light source to the workpiece, irradiating the workpiece with a desired input pattern To control the laser processing apparatus comprising: a spatial modulating means composed of a plurality of arranged small movable elements; and irradiation means for irradiating the workpiece with the laser beam shaped into the shape of the input pattern by the spatial modulating means. Computer of adjustment device,
Irradiating the photosensitive member with the laser beam formed into a shape of an arbitrary calibration pattern by the spatial modulation means;
An image of the photosensitive member irradiated with the laser light,
A deviation value between a shape of a laser mark of the captured image and a shape of the calibration pattern is calculated,
Based on the calculated misalignment value, a conversion parameter for correcting the shape of the laser beam on the workpiece to match the shape of the input pattern is calculated,
And the irradiation of the laser beam onto the workpiece according to the input pattern is adjusted based on the calculated conversion parameter.
KR1020120004842A 2011-01-18 2012-01-16 Adjustment apparatus, laser machining apparatus, and adjustment method KR20120083854A (en)

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