KR20140144670A - 다중 광선 재료 프로세싱을 위한 영상 회전 보정 - Google Patents

다중 광선 재료 프로세싱을 위한 영상 회전 보정 Download PDF

Info

Publication number
KR20140144670A
KR20140144670A KR20140070756A KR20140070756A KR20140144670A KR 20140144670 A KR20140144670 A KR 20140144670A KR 20140070756 A KR20140070756 A KR 20140070756A KR 20140070756 A KR20140070756 A KR 20140070756A KR 20140144670 A KR20140144670 A KR 20140144670A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
rotation
image
light
image correction
processing
Prior art date
Application number
KR20140070756A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101707889B1 (ko
Inventor
알. 칼센 스코트
Original Assignee
엔라이트 포토닉스 코포레이션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엔라이트 포토닉스 코포레이션 filed Critical 엔라이트 포토닉스 코포레이션
Publication of KR20140144670A publication Critical patent/KR20140144670A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101707889B1 publication Critical patent/KR101707889B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/10—Scanning systems
    • G02B26/101—Scanning systems with both horizontal and vertical deflecting means, e.g. raster or XY scanners

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
  • Facsimile Scanning Arrangements (AREA)

Abstract

다중광선 영상 보정 시스템은 입력 광속(light beam, 光束)을 수신하며, 상기 입력 광속을 다수의 프로세싱 광속들로 분할하도록 구성된 광선 분배기, 상기 다수의 프로세싱 광속들을 수신하며, 대상에서의 광선을 스캔하도록 구성된 광선 스캐닝 광학부 및 대상에서 다수의 프로세싱 광속들의 영상의 회전을 선택적으로 조절하도록 구성된 영상 보정 시스템을 포함한다.
다중광선 영상 보정 방법은 광선 분배기에서 하나의 입력 광속을 다수의 프로세싱 광속들로 분배하는 단계, 광선 스캐닝 광학부에서 대상 전체에 상기 다수의 프로세싱 광속들을 스캐닝하는 단계 및 상기 대상에 상기 다수의 프로세싱 광속들의 영상의 회전을 선택적으로 조절하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

다중 광선 재료 프로세싱을 위한 영상 회전 보정{Image Rotation Compensation for Multiple Beam Material Processing}
일반적으로, 본 발명은 다중 광선 재료 프로세싱에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 다중 광선 재료 프로세싱과 관련된 영상 보정에 관한 것이다.
레이저는 높은 에너지 및 높은 정확성과 같은 특성을 광범위한 분야에 적용하여 큰 성공을 누리며, 이는 상당한 향상을 제공한다. 일부 적용에서, 여러가지 프로세싱 광선으로 분할되는 하나의 프로세싱 광선의 능력은 특히 유리하다. 예를 들어, 미국 특허 제 8,178,818호 (Baird 외)의 펄스 레이저광선을 다중 광선 조각으로 나누는 레이저 프로세싱 시스템 및 이의 제어가능한 진폭변조가 있다. 상기 시스템은 이의 프로세싱을 위한 대상 광선 조각의 변조된 배열을 제공한다. 이에 대한 적용들은 컴퓨터 메모리와 같은 매우 작은 장치들을 위한 구멍뚫기, 자르기, 선긋기 및 자르기를 포함한다. 다른 예로, 미국 특허 제 7,666,759호(Couch 외)의 하며, 광선은 다중 광선으로 나누어진 후 회로소자의 배열과 함께 정렬되는 광선을 이용한 회로소자의 배열을 정밀 미세가공방법 및 시스템을 설명한다. 대상에 정확하게 향하는 다중 광선은 다중 광선 프로세싱 산업의 과제로 남아있으며, 특히 프로세스 요구사항 및 허용오차는 점점 더 복잡해지고 정교한 장치 기술을 위해 강화된다. 따라서, 다중 광선 재료 프로세싱 영역의 개선을 위한 필요성이 남아있다.
본 발명은 다중 광선 재료 프로세싱을 위한 영상 회전 보정을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 다중광선 영상 보정 시스템으로,
입력 광속(light beam, 光束)을 수신하며, 상기 입력 광속을 다수의 프로세싱 광속들로 분할하도록 구성된 광선 분배기, 상기 다수의 프로세싱 광속들을 수신하며, 대상에서의 광선을 스캔하도록 구성된 광선 스캐닝 광학부; 및 대상에서 다수의 프로세싱 광속들의 영상의 회전을 선택적으로 조절하도록 구성된 영상 보정 서브시스템을 포함할 수 있다.
상기 입력 광속은 펄스 레이저 광선인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 영상 보정 서브시스템은, 적어도 하나 이상의 축을 중심으로 선택적으로 회전하는 광선 분배기를 포함할 수 있다.
상기 광선 분배기는, 회절 광학 소자인 것을 특징으로 할 수 있다.
영상 회전 광학부를 더 포함하며, 상기 영상 보정 서브시스템은 적어도 하나 이상의 축을 중심으로 상기 영상 회전 광학부를 선택적으로 회전하도록 구성될 수 있다.
상기 영상 회전 광학부는, 도브(dove) 프리즘, 페칸(Pechan) 프리즘, 덮개없는 아베(Abbe) 프리즘, 실린더 렌즈 망원경 또는 덮개없는 아베(Abbe) 프리즘의3-거울 반사 버전(version)들 중 어느 하나일 수 있다.
상기 영상 보상 서브시스템에 의해 제공된 반대방향 회전이 상기 스캐닝 광학부에서 전달된 영상 오류를 보정할 수 있다.
상기 반대방향 회전의 각도는 약 1 도 이하일 수 있다.
상기 영상 보정 서브시스템은 상기 광선 스캐닝 광학부와 관련된 적어도 하나 이상의 움직임 값을 기초로 회전 값을 결정할 수 있다.
상기 영상 보정 서브시스템은 약 20 ㎛ 이하의 영상 보정을 제공할 수 있다.
상기 광선 스캐닝 광학부는 각지게 제어된 스캔 거울들의 한 쌍을 포함하는 갈보(galvo) 스캐너를 포함할 수 있다.
본 발명은, 다중광선 영상 보정 방법에서,
광선 분배기에서 하나의 입력 광속을 다수의 프로세싱 광속들로 분배하는 단계, 광선 스캐닝 광학부에서 대상 전체에 상기 다수의 프로세싱 광속들을 스캐닝하는 단계; 및 상기 대상에 상기 다수의 프로세싱 광속들의 영상의 회전을 선택적으로 조절하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 입력 광속은 펄스 레이저 광선일 수 있다.
상기 선택적 조절은 상기 광선 스캐닝 광학부와 동시에 발생하는 상기 광선 분배기의 반대방향 회전을 통해 수행될 수 있다.
상기 광선 분배기는 회절 광학 소자일 수 있다.
상기 선택적 조절은 상기 다수의 프로세싱 광속들의 방향으로 배치된 영상 회전 광학부를 반대방향으로 회전시켜 수행할 수 있다.
상기 영상 회전 광학부의 반대방향 회전은 도브(dove) 프리즘, 페칸(Pechan) 프리즘, 덮개없는 아베(Abbe) 프리즘, 실린더 렌즈 망원경 또는 덮개없는 아베(Abbe) 프리즘의 3-거울 반사 버전들 중 어느 하나일 수 있다.
대상에서 다수의 프로세싱 광속의 영상 회전의 선택적 조절은 반대방향 회전이 상기 광선 스캐닝 광학부에서 전달된 영상 오류를 보정할 수 있다.
상기 반대방향 회전의 각도는 약 1 도 이하일 수 있다.
상기 선택적으로 조절된 회전의 양은 상기 광선 스캐닝 광학부와 관련된 적어도 하나 이상의 움직임 값을 기초로 결정될 수 있다.
상기 영상 보정 시스템은 약 20 ㎛ 이하의 영상 보정을 제공할 수 있다.
상기 광선 스캐닝 광학부는 갈보(galvo) 스캐너 내부의 스캔 거울들의 제어된 회전을 통해 입사되는 광선을 편향시킬 수 있다.
복잡해지고 정교한 장치 기술의 프로세스 요구사항 및 허용오차를 만족하기 위해 대상에 정확하게 향하는 다중 광선으로 다중 광선 재료 프로세싱 영역의 영상 오류 보정이 가능하다.
도 1은 본 발명의 측면(aspect)에 따른 영상 보정을 포함하는 다중광선 재료 프로세싱 시스템의 일 실시예를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 대상에서의 다중 광선 영상을 간소화한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 측면에 따른 영상 회전 오류 보정의 그래프이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 측면에 따른 영상 보정을 포함하는 다중 광선 재료 프로세싱 시스템의 다른 실시예를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 측면에 따른 다중 광선 영상 보정 방법의 순서도이다.
도 6은 본 발명의 도 5의 측면에 따라 일부가 대안적으로 대체된 방법을 나타낸 순서이다.
도 7은 본 발명의 도 5의 측면에 따라 일부가 대안적으로 대체된 방법을 나타낸 또 다른 순서이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 다중 광선(beam) 영상 보정 시스템은 입력 광속(light beam, 光束)을 수신하며, 상기 입력 광속을 다수의 프로세싱(processing) 광속들로 분할하도록 구성된 광선 분배기(splitter), 상기 다수의 프로세싱 광속들을 수신하며, 대상(target)에서의 광선을 스캔하도록 구성된 광선 스캐닝(scanning) 광학부(optic) 및 대상에서 다수의 프로세싱 광속들의 영상의 회전을 선택적으로 조절하도록 구성된 영상 보정 시스템을 포함한다.
상기 입력 광선은 바람직하게는 펄스(pulse) 레이저 소스(source)이며, 상기 다수의 프로세싱 광속들은 재료 프로세싱의 목적에 적합하다. 상기 영상의 선택적 회전의 조절은 상기 광선 스캐닝 광학부의 작업에 의해 전달된 회전의 오류를 보정하는데 사용될 수 있다. 몇 가지 예에서 상기 선택적 회전의 조절은 상기 광선 분배기 또는 별개의 영상 회전 광학부의 제어된 회전을 통해 수행될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 다중광선 영상 보정 방법은 광선 분배기에서 하나의 입력 광속을 다수의 프로세싱 광속들로 분배하는 단계, 광선 스캐닝 광학부에서 대상 전체에 상기 다수의 프로세싱 광속들을 스캐닝하는 단계 및 상기 대상에 상기 다수의 프로세싱 광속들의 영상의 회전을 선택적으로 조절하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 입력 광선은 바람직하게는 펄스(pulse) 레이저 광선이며, 상기 다수의 프로세싱 광속들은 재료 프로세싱의 목적에 적합하다. 상기 영상의 선택적 조절은 상기 광선 스캐닝 광학부의 작업에 의해 전달된 회전의 오류를 보정하는데 사용될 수 있다. 몇 가지 예에서 상기 선택적 조절은 상기 광선 분배기 또는 별개의 영상 회전 광학부의 제어된 회전을 통해 수행될 수 있다.
전술한바 및 이와 다른 목적, 구성, 및 장점은 후술하는 상세한 설명에서 명백해 질 것이며, 이는 첨부된 도면을 참조하여 진행하며, 상기 도면은 반드시 비율대로 그려지지는 않는다.
도 1을 참조하면, 다중광선 영상 보정 시스템(10)의 실시예는 본 발명의 일 측면에 따라 개략적으로 도시한다. 상기 다중광선 영상 보정 시스템(10)은 바람직하게 펄스레이저 소스(미도시)로부터 광학 축(14) 방향을 따라 전달되는 입력 광속(12), 광선 분배기(16), 광선 스캐닝 광학부(20) 및 영상 보정 서브시스템을 포함한다. 상기 광속(12)은 광선 분배기(16)으로 입사되고, 이의 바람직한 예로는 광분해로 사용될 수 있는 회절 광학 소자는 입력 광선(12)을 개별적인 광속(18)으로 변화시킨다. 다른 실시예에서, 광선 분배기(16)는 하나 또는 그 이상의 렌즈 배열, 편광성 또는 비 편광성 광선 분배기 입방체 또는 플레이트(plate), 입방체 또는 플레이트(plate)의 배열, 또는 다른 적절한 응용을 위한 분배 기술을 가지는 다중광선을 제공할 수 있다.
광선 스캐닝 광학부(20)는 다수의 개별적인 광속(light beams, 18)과 광학적으로 결합될 수 있으며, 미리 설정된 방법으로 상기 광선(18)을 스캔할 수 있도록 구성된다. 상기 광선 스캐닝 광학부(20)의 바람직한 실시예는 상기 빔을 방향을 바꾸는 것으로 작동가능한 한 쌍의 회전가능 거울들을 포함하는 갈보(glavo) 스캐너를 포함하며, 그 때문에 상기 빔(18)의 위치는 전달 경로들에 대하여 가로 방향으로 변환된다. 스캔된 광선들(22)은 선택된 대상(24)으로 이동되고, 상기 대상(24)은 영상화된다. 상기 광선 분배기(16)는 광선 스캐닝 광학부(20)에 의해 제공된 상기 광선(18)의 스캔된 변형과 협력하여 영상 보정 서브시스템의 회전 제어기(26)에 의해 제어 가능하게 회전된다. 상기 광선 스캐닝 광학부(20)의 일부 실시예는 하나의 리슬리(Risley) 프리즘 쌍, 하나 또는 그 이상의 압력 또는 음성코일이 작동시키는 빠른 조향 거울들, 또는 음향 광학 변조기를 포함할 수 있다.
상기 광선 분배기(16)는 응용 또는 시스템의 요구사항에 기초하여 개별적인 광속(18)의 미리 결정된 배열을 제공하기 위하여 구성되거나 선택될 수 있다. 예를 들어, 도 1과에 도시된 바와 같이, 및 추가적으로 도 2를 참고하면 개별적인 광선 점(spot)들(28) 처럼 상기 광선(18)의 단면 영상의 단순화된 표현으로, 상기 다수의 광속(18)은 개별적인 광선들(및 이에 대응하는 점들)의 5×5로 정렬된 배열이다. 다른 실시예에서는 다른 배열 비율들, 간격들, 모양들 등과 같은 다른 광선 패턴들이 사용될 수 있다. 상기 광선 점들(28)은 각각의 처리 영역(30)에서 미리 결정된 방식으로 스캔된다. 따라서, 다중 광선들은 구멍 뚫기 등과 같은 효율적인 패턴 형성을 위해 동시에 대상 표면 가공에 사용될 수 있다. 처리 영역(30)은 일반적으로 그것의 영역 경계와 관련된 엄격한 허용오차를 를 가지며, 이는 약 10 μm 또는 그 이하일 수 있다. 몇 가지 예에서 상기 다중 광선들은 처리지역들의 한 세트(set)를 스캔하는 동안 허용오차 안에 남아있으나, 그 후 하나 또는 그 이상의 점들(28)은 허용오차를 초과할 수 있으며, 만약 이를 보정하지 않을 경우, 이 후 상기 점들(28)은 처리과정에 의해 인접하거나 가까이의 프로세싱 영역들(32)로 이동된다.
상기 다중 광선 시스템(10)의 대표도인 도 1은 본 발명의 상관관계에 대응되는 일 측면의 형태를 단순화되어 도시한다. 다중 광선 시스템 분야에서 광선(12, 18, 22)들을 반사, 회절, 촬영, 조절, 또는 다른 처리를 하기 위해 입력 광선(12), 다중 광선(18), 및 그것들의 스캔된 버전(22)과 관련된 추가적인 광학 소자들을 배치하는 것은 발명의 사상 및 범위에서 벗어나지 않는 수준에서 이해될 수 있다. 예를 들어, 상기 광선(22)은 f-세타(f-theta) 렌즈를 통해 텔레센트릭하게(telecentrically) 대상(24)을 영상화할 수 있다. 상기 다양한 광선들은 하나 또는 그 이상의 거울들에 의해 정반사되거나 또는 하나 또는 그 이상의 광학 중계 렌즈들에 의해 중계될 수 있다. 광선의 전달 경로 상에 배치된 광학 소자들의 개수만큼 증가하고, 추가적인 정렬, 수차(收差), 열적(thermal), 기계적, 및 다른 에러들은 점진적으로 상기 다중 광선 시스템에 도입되는 경향이 있다. 복잡성의 증가 및 광선과 프로세싱 영역의 엄격한 허용오차로, 에러들은 비교 및 제거가 더욱 어려워질 수 있다.
발견되지 않는 이러한 오류 중 하나는 상기 광선 스캐닝 광학부(20)의 스캔 거울이 회전되는 것에서 비롯된 매우 작은 각도에 의한 것일 수 있다. 도 3을 참조하면, 그래프는 본 발명의 다양한 측면에 의해 해결된 회전의 오류 보정을 확대하여 도시하였다. 보정되지 않은 광선 점 배열 영역(34)은 4개의 코너를 가지는 정렬되지 않은 ±4 mm의 사각형의 정밀함에 따른 것으로 도시되었다. 영역(34)은 도 2에 도시된 점들(28)의 배열 영상에 의해 발생되는 회전 오류의 과장된 예시이며, 이때 상기 점들의 배열은 상기 광선 스캐닝 광학부(20)에 의해 허용오차의 위치에서 벗어나게 변환된다. 상기 회전 오류는 여러 차례의 반시계 방향의 회전에 의해 발생한다. 전형적인 예에서, 상기 광선 스캐닝 광학부(20)에서 발생될 수 있는 시스템에 경험이 있는 회전 오차의 총 계는 1도 이하 또는 0.1도 이하와 같이 비교적 작다. 상기 회전오류는 시계방향 또는 반시계 방향으로 상기 광선 이동의 방향 및 거리에 의해 결정된다.
정렬된 ± 4 mm의 사각형의 정확도의 4개의 코너를 가지는 조정된 광선 점 배열 영역(36)은 또한 도 3에 도시되었다. 조정된 광선 점 배열 영역(36)은 회전 제어기(26)에서 광선 분배기(16)의 동기화된 회전을 통해 올바른 정렬이 시계방향으로 회전되었다. 대상(24)과 함께 정밀하게 정렬된 광선(18)을 위해 미리 광선 분배기(16)와 연결된 전동식 회전 스테이지로 인해 상기 광선 분배기(16)를 통하여 회전 조절을 추가적으로 편리하게 수행할 수 있다. 따라서, 다양한 예들에서, 상기 광선 분배기(16)는 영상회전에 대하여 반대방향으로 회전될 수 있으며, 이는 광선 스캐닝 광학부(20) 또는 다중 광선 시스템(10)의 다른 구성에 의해 수행될 수 있다.
상기 제어기(26)은 광선 분배기(16)의 회전을 다양한 방법으로 제공할 수 있다. 예를 들어, 광선 스캐닝 광학부(20)의 거울들의 위치(또는 다른 값)과 관련된 정보를 포함하는 신호는 제어기(26)에 의해 수신될 수 있다. 상기 거울의 위치 정보는 광선 스캐닝 광학부(20)의 스캔 거울들을 제어하는 서보(servo)로 전송한 제어신호에 기초하거나, 거울의 위치를 검출함으로써 형성된 제어기(26)로 전송한 검출신호에 기초할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 스캐닝 데이터를 포함하는 패턴 정보는 제어기(26) 및 광선 스캐닝 광학부(20)에 동시에 전송될 수 있다.
상기 제어기(26)는 불연속적이거나, 연산된 총 합의 연속적인 방법 또는 미리 결정된 방법에 의해 상기 광선 분배기(16)을 반대방향으로 회전시킬 수 있다. 또한, 몇 가지 예로 반대방향 회전은 한계점의 거울 위치, 각도, 거울 위치들의 조합, 또는 거울 위치들의 각도들과 같이 광선 스캐닝 (20)과 관련된 임계값에 도달한 후 적용된다. 상기 임계값은 사용된 스캔 패턴 또는 특정 패턴 정보의 불량 정렬을 위한 허용오차로부터 연산되거나 결정될 수 있다. 임계값 또는 회전과 관련된 것 또한 다중 광선 장치(10)의 작업을 통해 경험적으로 결정될 수 있다. 따라서, 다른 광학 기구로부터 제공된 추가적인 회전의 오류 또는 다른 수차(收差)를 제어기(26)의 회전 파라미터 조절 및 처리된 대상의 시각적인 비교를 통해 감소시킬 수 있다.
도 4에서 다중광선 영상 보정 시스템(38)의 다른 실시예를 본 발명의 다른 측면에 따라 개략적으로 도시하였다. 상기 다중 광선 시스템(38)은 광학 축(42)을 따라 진행되는 입력 광속(40), 광선 분배기(44), 광선 스캐닝 광학부(48), 상기 광선 스캐닝 광학부(48)의 전방 및 후방에 위치한 영상 회전 광학부(54), 및 영상 보정 서브 시스템을 포함한다. 상기 입력 광선(40)은 바람직하게 펄스(pulse)파이며, 다양한 재료 프로세싱의 적용에 적당한 세기의 파워이다. 상기 입력 광속(40)은 상기 입력 광속(40)을 다수의 개별적인 광속(46)으로 분할하도록 동작할 수 있는 광선 분배기(44)에 입사(入射)한다. 광선 스캐닝 광학부(48)는 다수의 개별적인 광선(46)과 상기 광선(46)을 스캔할 수 있는 구성을 미리 설정된 방법으로 광학적으로 결합될 수 있다. 바람직한 실시예로 상기 광선 스캐닝 광학부(20)는 상기 광선의 방향을 바꾸는 것으로 작동가능한 한 쌍의 회전가능 거울들을 포함하는 갈보(glavo) 스캐너를 포함하며, 그 때문에 상기 빔(46)의 위치는 전달 경로들에 대하여 가로 방향으로 변환된다. 스캔된 광선들(50)은 선택된 대상(52)으로 이동되고, 상기 대상(52)은 영상화된다.
전술한 바와 같이, 상기 다중 광선 시스템(38)은 분해된 광선(46) 또는 스캔된 광선(50)의 광학적 경로 상에 배치된 별도의 영상 회전 광학부(54)를 포함할 수 있다. 상기 영상 회전 광학부(54)는 영상 스캐닝 광학부(48)의 전방 또는 후방의 위치에 점선 표시와 함께 도시된다. 영상 회전 광학부(54)는 필요한 경우 두 위치에 동시에 도시될 수 있으나, 두 번째 영상 회전 광학부는 일반적으로 필요로 하지 않는다. 상기 영상 회전 광학부(54)는 광선(46) 또는 광선 (50)과 광학적으로 연결되며, 각각의 전파 경로에 대하여 각각의 광선을 회전시키도록 구성된다. 상기 영상 회전 광학부(54)는 영상 보정 서브시스템의 회전 제어기(56)와 연결되며, 상기 광선 스캐닝 광학부(48)에 의해 제공되는 광선(46)의 스캔된 변형 광선과 협력하여 제어가능하게 회전된다. 상기 영상 회전 광학부(54)는 여러 가지 적당한 유형들로부터 선택될 수 있다. 예를 들어, 도브(dove) 프리즘, 페칸(Pechan) 프리즘, 덮개없는 아베(Abbe) 프리즘, 실린더 렌즈 망원경 또는 덮개 없는 아베(Abbe) 프리즘의3-거울 반사 버전들이 서로 가능하지만, 이에 제한되지 않으며, 대체가능하다. 상기 시스템(38)의 다른 측면은 영상 보정 다중 광선 시스템(10)과 유사할 수 있다.
본 발명에 따른 다중 광선 영상 보정 방법의 일 실시예는 도 5의 순서도 도표에 도시되며, 일반화하여 표기(100)하였다.. 그것의 다양한 단계들은 동시에 수행하거나 동시에 끝낼 수 있다. 첫 번째 블럭(102)에서 높은 파워의 펄스 레이저 소스가 입력 광선이 가급적 제공되어, 광선 분배기로 향한다. 두 번째 블럭(104)에서 상기 입력 광선은 상기 광선 분배기에 의해 분해된다. 적당한 광선 분배기는 입력광선 또는 상기 입력광선의 부분들 내부의 다수의 개별적인 프로세싱 광선들을 회절시키기 위해 구성될 수 있는 회절 광학 소자들을 포함한다. 광선의 배치는 회절로 인한 것과 같이 서로 나누어질 수 있으며, 직사각형 형상 또는 다른 모양으로도 나누어질 수 있다. 세 번째 블럭(106)에서 상기 나누어진 광선 은 광선 스캐닝 광학부 및 미리 설정된 방법으로 스캔된 광선에 의해 수신받을 수 있다. 네 번째 블럭(108)에서 상기 스캔된 광선은 이들의 재료를 처리하기 위해 대상으로 전달된다.
광선의 스캐닝 단계인 블럭(106)에 연결된 다섯 번째 블럭(110) 영상 회전 조절이 대상에서 스캔된 광선의 영상을 위하여 수행되어야 할 것인지를 결정한다. 여섯 번째 블럭(112)에서는 만약 회전 조절이 수행될 것이라고 결정된 경우, 상기 회전 조절은 다중 광선의 스캐닝 단계와 관련된 블럭(106)에 적용된다. 상기 회전 조절은 스캐닝과 동시에, 스캐닝이 끝남과 동시에, 또는 스캐닝과 별도와 같이 상기 다중 광선의 스캐닝 단계와 동시에 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 회전 조절은 스캐닝 단계 증가 또는 변환 사이에 수행될 수 있다. 더욱이, 회전 조절은 한계 값 이후, 또는 범위 값 사이에서 연속적으로 감소될 수 있다. 일 예로 한계 값은 대상에서의 영상과 관련된 거리 및 허용오차와 관련될 수 있으며, 한편 다른 예에서 임계값은 블럭(106)의 광선의 스캐닝 단계를 위한 광선 스캐닝 광학부와 관련된 위치 또는 각도와 같은 이동 값에 관련될 수 있다.
도 5 방법의 일부의 대체 가능한 대안들은 도 6 및 도 7을 참조하여 이해될 수 있다. 도 5의 실시예(100)을 참조하여 다중 광선을 스캐닝하는 단계(106)와 연결된 회전 보정이 필요한지 아닌지를 결정하는 단계인 블럭(110)이 설명된다. 도 6을 추가적으로 참조하여, 변형 방법(114)은 회전 조절이 필요한지 아닌지를 결정하는 단계인 블럭(116)과 유사한 단계로 설명된다. 회전 조절이 필요한 것으로 결정된 경우, 두 번째 블럭(118)은 광선 분배기가 광학적 축을 중심으로 반대방향으로 회전시키거나 회전식으로 대상에서의 빔의 이미지를 조정한다. 추가적으로 도 7을 참조하면, 변형 방법(120)은 회전 조절이 필요한지 아닌지를 결정하는 단계인 블럭(122)과 유사한 단계로 설명된다. 회전 조절이 필요한 것으로 결정된 경우, 두 번째 블럭(124)은 영상 회전 광학부가 광학적 축을 중심으로 반대방향으로 회전시키거나 회전식으로 대상에서의 빔의 이미지를 조정한다.
본 발명 및 본 발명에 수반되는 많은 장점은 전술한 설명으로부터 이해될 수 있을 것으로 생각되며, 다양한 변화들이 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않거나 그것들의 재료가 가지는 장점을 희생하지 않는 범위 내에서 본 발명의 부분으로 제작되는 것은 명백하며, 앞서 설명한 형태는 단지 그것의 실시예에 지나지 않는다.
16: 광선 분배기
20: 빔 스캐닝 광학부
24: 대상(target)
44: 광선 분배기
48: 빔 스캐닝 광학부
52: 프리즘
54: 대상(target)

Claims (22)

  1. 다중광선 영상 보정 시스템으로,
    입력 광속(light beam, 光束)을 수신하며, 상기 입력 광속을 다수의 프로세싱 광속들로 분할하도록 구성된 광선 분배기;
    상기 다수의 프로세싱 광속들을 수신하며, 대상에서의 광선을 스캔하도록 구성된 광선 스캐닝 광학부; 및
    대상에서 다수의 프로세싱 광속들의 영상의 회전을 선택적으로 조절하도록 구성된 영상 보정 서브시스템을 포함하는 다중광선 영상 보정 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 입력 광속은 펄스 레이저 광선인 것을 특징으로 하는 다중광선 영상 보정 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 영상 보정 서브시스템은,
    적어도 하나 이상의 축을 중심으로 선택적으로 회전하는 광선 분배기를 포함하는 다중광선 영상 보정 시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 광선 분배기는,
    회절 광학 소자인 것을 특징으로 하는 다중광선 영상 보정 시스템.
  5. 제 1항에 있어서,
    영상 회전 광학부를 더 포함하며,
    상기 영상 보정 서브시스템은 적어도 하나 이상의 축을 중심으로 상기 영상 회전 광학부를 선택적으로 회전하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 다중광선 영상 보정 시스템.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 영상 회전 광학부는,
    도브(dove) 프리즘, 페칸(Pechan) 프리즘, 덮개없는 아베(Abbe) 프리즘, 실린더 렌즈 망원경 또는 덮개없는 아베(Abbe) 프리즘의 3-거울 반사 버전들 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 다중광선 영상 보정 시스템.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 영상 보상 서브시스템에 의해 제공된 반대방향 회전이 상기 스캐닝 광학부에서 전달된 영상 오류를 보정하는 것을 특징으로 하는 다중광선 영상 보정 시스템.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 반대방향 회전의 각도는 약 1 도 이하인 것을 특징으로 하는 다중광선 영상 보정 시스템.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 영상 보정 서브시스템은 상기 광선 스캐닝 광학부와 관련된 적어도 하나 이상의 움직임 값을 기초로 회전값을 결정하는 것을 특징으로 하는 다중광선 영상 보정 시스템.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 영상 보정 서브시스템은 약 20 ㎛ 이하의 영상 보정을 제공하는 것을 특징으로 하는 다중광선 영상 보정 시스템.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 광선 스캐닝 광학부는 각지게 제어된 스캔 거울들의 한 쌍을 포함하는 갈보(galvo) 스캐너를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중광선 영상 보정 시스템.
  12. 다중광선 영상 보정 방법에서,
    광선 분배기에서 하나의 입력 광속을 다수의 프로세싱 광속들로 분배하는 단계;
    광선 스캐닝 광학부에서 대상 전체에 상기 다수의 프로세싱 광속들을 스캐닝 하는 단계; 및
    상기 대상에 상기 다수의 프로세싱 광속들의 영상의 회전을 선택적으로 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중광선 영상 보정 방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 입력 광속은 펄스 레이저 광선인 것을 특징으로 하는 다중광선 영상 보정 방법.
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 선택적 조절은 상기 광선 스캐닝 광학부와 동시에 발생하는 상기 광선 분배기의 반대방향 회전을 통해 수행되는 것을 특징으로 하는 다중광선 영상 보정 방법.
  15. 제 12항에 있어서,
    상기 광선 분배기는 회절 광학 소자인 것을 특징으로 하는 다중광선 영상 보정 방법.
  16. 제 12항에 있어서,
    상기 선택적 조절은 상기 다수의 프로세싱 광속들의 방향으로 배치된 영상 회전 광학부를 반대방향으로 회전시켜 수행하는 것을 특징으로 하는 다중광선 영상 보정 방법.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 영상 회전 광학부의 반대방향 회전은 도브(dove) 프리즘, 페칸(Pechan) 프리즘, 덮개없는 아베(Abbe) 프리즘, 실린더 렌즈 망원경 또는 덮개없는 아베(Abbe) 프리즘의 3-거울 반사 버전들 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 다중광선 영상 보정 방법.
  18. 제 12항에 있어서,
    대상에서 다수의 프로세싱 광속의 영상 회전의 선택적 조절은 반대방향 회전이 상기 광선 스캐닝 광학부에서 전달된 영상 오류를 보정하는 것을 특징으로 하는 다중광선 영상 보정 방법.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 반대방향 회전의 각도는 약 1도 이하인 것을 특징으로 하는 다중광선 영상 보정 방법.
  20. 제 12항에 있어서,
    상기 선택적으로 조절된 회전의 양은 상기 광선 스캐닝 광학부와 관련된 적어도 하나 이상의 움직임 값을 기초로 결정되는 것을 특징으로 하는 다중광선 영상 보정 방법.
  21. 제 12항에 있어서,
    상기 영상 보정 시스템은 약 20 ㎛ 이하의 영상 보정을 제공하는 것을 특징으로 하는 다중광선 영상 보정 방법.
  22. 제 12항에 있어서,
    상기 광선 스캐닝 광학부는 갈보(galvo) 스캐너 내부의 스캔 거울들의 제어된 회전을 통해 입사되는 광선을 편향시키는 것을 특징으로 하는 다중광선 영상 보정 방법.
KR1020140070756A 2013-06-11 2014-06-11 다중 광선 재료 프로세싱을 위한 영상 회전 보정 KR101707889B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/915,509 2013-06-11
US13/915,509 US10725287B2 (en) 2013-06-11 2013-06-11 Image rotation compensation for multiple beam material processing

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140144670A true KR20140144670A (ko) 2014-12-19
KR101707889B1 KR101707889B1 (ko) 2017-02-17

Family

ID=52005260

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140070756A KR101707889B1 (ko) 2013-06-11 2014-06-11 다중 광선 재료 프로세싱을 위한 영상 회전 보정

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10725287B2 (ko)
KR (1) KR101707889B1 (ko)
CN (1) CN104227234B (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102309213B1 (ko) * 2015-03-06 2021-10-05 인텔 코포레이션 레이저 빔 조향용 음향 광학 편향기 및 거울
CN108803011A (zh) * 2018-03-15 2018-11-13 成都理想境界科技有限公司 一种图像矫正方法及光纤扫描成像设备
CN111965812B (zh) * 2020-09-16 2021-12-31 北京理工大学 基于变焦液体透镜与阿贝棱镜的仿人眼扫描方法与系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4815067A (en) * 1986-10-06 1989-03-21 Thorn Emi Plc. Optical rotary headwheel tape recording system
KR100225696B1 (ko) * 1993-07-23 1999-10-15 크리스트할드 데텔 외1 컬러 비디오 화상을 투사하기 위한 투사장치와 광변환장치
JP2009021597A (ja) * 2007-07-10 2009-01-29 Samsung Electro Mech Co Ltd 多重ビームレーザー装置
US20100142757A1 (en) * 2008-12-05 2010-06-10 Micronic Laser Systems Ab Method And Device Using Rotating Printing Arm To Project Or View Image Across A Workpiece

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5391754A (en) * 1977-01-21 1978-08-11 Canon Inc Scannint type photo detector
US4176925A (en) 1978-06-07 1979-12-04 Gte Laboratories Incorporated Laser scanner for photolithography of slotted mask color cathode ray tubes
US5214528A (en) 1990-09-14 1993-05-25 Konica Corporation Optical beam scanning apparatus
JPH09164493A (ja) * 1995-12-18 1997-06-24 Mitsubishi Electric Corp レーザ加工装置
IL126771A0 (en) * 1998-10-26 1999-08-17 Yanowitz Shimon Improved optical systems
US6347171B1 (en) 1999-03-31 2002-02-12 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method and apparatus for forming a diffraction grating
US6245590B1 (en) * 1999-08-05 2001-06-12 Microvision Inc. Frequency tunable resonant scanner and method of making
US6552301B2 (en) 2000-01-25 2003-04-22 Peter R. Herman Burst-ultrafast laser machining method
SE518170C2 (sv) 2000-06-27 2002-09-03 Micronic Laser Systems Ab Flerstrålemönstergenerator och metod för skannande
JP3774636B2 (ja) 2001-03-09 2006-05-17 キヤノン株式会社 マルチビーム走査光学装置及びそれを用いた画像形成装置
US6686586B2 (en) 2001-03-23 2004-02-03 Metrologic Instruments, Inc. Diffractive-based laser scanning system employing microcontroller programmed for mode-switching correction in response to binary mode switching signal generation
US6720519B2 (en) 2001-11-30 2004-04-13 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. System and method of laser drilling
EP1554623A2 (en) * 2001-12-19 2005-07-20 Actuality Systems, Inc. A radiation conditioning system
SE0200547D0 (sv) 2002-02-25 2002-02-25 Micronic Laser Systems Ab An image forming method and apparatus
US6951995B2 (en) 2002-03-27 2005-10-04 Gsi Lumonics Corp. Method and system for high-speed, precise micromachining an array of devices
US7842926B2 (en) * 2003-11-12 2010-11-30 Micronic Laser Systems Ab Method and device for correcting SLM stamp image imperfections
US7397596B2 (en) 2004-07-28 2008-07-08 Ler Technologies, Inc. Surface and subsurface detection sensor
WO2006037114A2 (en) * 2004-09-28 2006-04-06 Hitachi Via Mechanics, Ltd Fiber laser based production of laser drilled microvias for multi-layer drilling, dicing, trimming or milling applications
US7366378B2 (en) 2004-10-29 2008-04-29 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Ultrafast laser machining system and method for forming diffractive structures in optical fibers
KR100832637B1 (ko) 2004-12-02 2008-05-27 삼성전기주식회사 차수 분리 및 다중빔 방식의 광변조기를 이용한 프린팅 장치
US7648249B2 (en) * 2007-10-30 2010-01-19 Raytheon Company Beam-steering apparatus having five degrees of freedom of line-of-sight steering
US20090219607A1 (en) * 2008-01-17 2009-09-03 Baylor College Of Medicine Method and apparatus for enhanced resolution microscopy of living biological nanostructures
US8178818B2 (en) 2008-03-31 2012-05-15 Electro Scientific Industries, Inc. Photonic milling using dynamic beam arrays
JP5207827B2 (ja) * 2008-05-22 2013-06-12 キヤノン株式会社 ガルバノ装置、加工装置、ガルバノ装置におけるミラーの倒れ角を得る方法、および、加工方法
US8297829B2 (en) * 2009-01-13 2012-10-30 Sony Ericsson Mobile Communications Ab Mobile device with illumination
GB2467118A (en) * 2009-01-19 2010-07-28 Sony Espana Sa Video conferencing image compensation apparatus to compensate for the effect of illumination by the display of the scene in front of the display
US20110210105A1 (en) * 2009-12-30 2011-09-01 Gsi Group Corporation Link processing with high speed beam deflection
US20110216302A1 (en) 2010-03-05 2011-09-08 Micronic Laser Systems Ab Illumination methods and devices for partially coherent illumination
US9581910B2 (en) * 2013-01-17 2017-02-28 Carl Zeiss Smt Gmbh Method of lithographically transferring a pattern on a light sensitive surface and illumination system of a microlithographic projection exposure apparatus
CN103096083B (zh) * 2013-01-23 2015-12-09 北京京东方光电科技有限公司 一种运动图像补偿方法及装置
US10904514B2 (en) * 2017-02-09 2021-01-26 Facebook Technologies, Llc Polarization illumination using acousto-optic structured light in 3D depth sensing

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4815067A (en) * 1986-10-06 1989-03-21 Thorn Emi Plc. Optical rotary headwheel tape recording system
KR100225696B1 (ko) * 1993-07-23 1999-10-15 크리스트할드 데텔 외1 컬러 비디오 화상을 투사하기 위한 투사장치와 광변환장치
JP2009021597A (ja) * 2007-07-10 2009-01-29 Samsung Electro Mech Co Ltd 多重ビームレーザー装置
US20100142757A1 (en) * 2008-12-05 2010-06-10 Micronic Laser Systems Ab Method And Device Using Rotating Printing Arm To Project Or View Image Across A Workpiece

Also Published As

Publication number Publication date
US10725287B2 (en) 2020-07-28
CN104227234B (zh) 2017-04-12
KR101707889B1 (ko) 2017-02-17
CN104227234A (zh) 2014-12-24
US20140362426A1 (en) 2014-12-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7046266B1 (en) Scanner system
KR101420703B1 (ko) 고속 빔 편향 링크 가공
US6875951B2 (en) Laser machining device
TWI448809B (zh) 雷射處理多重元件平板
KR101707889B1 (ko) 다중 광선 재료 프로세싱을 위한 영상 회전 보정
US20090034042A1 (en) Apparatus for Swiveling an Optical Beam
US20230048420A1 (en) Laser processing device and method for laser-processing a workpiece
US12005519B2 (en) Optical device and method for providing two offset laser beams
TW201702762A (zh) 圖案描繪裝置及圖案描繪方法
JP4106478B2 (ja) 多ビーム走査型露光装置
KR100707880B1 (ko) 레이저 방사에 패널을 노출시키는 장치
US8390722B1 (en) Mosaic imager using wave front control
US20220219260A1 (en) Additive manufacturing systems and related methods utilizing risley prism beam steering
Hofmann et al. Highly dynamic positioning of individual laser beams in a multi-beam system for laser surface processing
US5362956A (en) Piston error sensor for phased optical arrays
US20230150062A1 (en) Optical system for laser machining
JP2000118192A (ja) 走査式描画装置
JPH02105110A (ja) 複数ビーム走査方法
JP2009128499A (ja) レーザ直接描画方法およびレーザ直接描画装置
JPS6115118A (ja) レ−ザプリンタ
JPH02238422A (ja) レーザ作像装置
Yang et al. Coupling and alignment of optical systems based on the hartmann-sensor and fast tilt-mirrors
JPH02123320A (ja) 複数ビーム走査装置
JPH07333553A (ja) ビーム分割装置のビーム列補正装置
JPH08248338A (ja) ビーム分割結像装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant