KR20230002363A - Laser processing head and laser processing device - Google Patents
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Abstract
레이저 가공 헤드는, 제1 방향에 있어서 서로 대향하는 제1 벽부 및 제2 벽부, 제1 방향에 수직인 제2 방향에 있어서 서로 대향하는 제3 벽부 및 제4 벽부, 및, 제1 방향 및 제2 방향에 수직인 제3 방향에 있어서 서로 대향하는 제5 벽부 및 제6 벽부를 가지는 하우징과, 제1 벽부 또는 제5 벽부에 배치되어, 하우징 내로 레이저광을 입사시키는 입사부와, 하우징 내에 배치되어, 입사부로부터 입사된 레이저광을 조정하는 레이저광 조정부와, 제6 벽부에 배치되어, 레이저광 조정부에 의해서 조정된 레이저광을 집광하면서 하우징 밖으로 출사시키는 집광부를 구비하고, 레이저광 조정부는 입사부로부터 입사된 레이저광의 광축을 조정하기 위한 광축 조정부를 가지고, 입사부는 제1 방향에 있어서 제1 벽부측으로 치우쳐 있고, 집광부는, 제1 방향에 있어서 제2 벽부측으로 치우쳐 있다. The laser processing head includes a first wall portion and a second wall portion opposed to each other in a first direction, a third wall portion and a fourth wall portion opposed to each other in a second direction perpendicular to the first direction, and a first and second wall portion opposed to each other in the first direction. A housing having a fifth wall portion and a sixth wall portion opposed to each other in a third direction perpendicular to the two directions, an incident portion disposed on the first wall portion or the fifth wall portion and inputting a laser beam into the housing, disposed within the housing and a laser beam adjustment unit for adjusting the laser beam incident from the incident unit, and a condensing unit disposed on the sixth wall and condensing the laser beam adjusted by the laser beam adjustment unit and emitting it out of the housing, the laser beam adjustment unit comprising: It has an optical axis adjustment unit for adjusting the optical axis of the laser beam incident from the incident unit, the incident unit is biased toward the first wall in the first direction, and the condensing unit is biased toward the second wall in the first direction.
Description
본 개시는 레이저 가공 헤드 및 레이저 가공 장치에 관한 것이다. The present disclosure relates to a laser processing head and a laser processing apparatus.
특허 문헌 1에는, 워크를 유지하는 유지 기구와, 유지 기구에 유지된 워크에 레이저광을 조사하는 레이저 조사 기구를 구비하는 레이저 가공 장치가 기재되어 있다. 특허 문헌 1에 기재된 레이저 가공 장치에서는, 집광 렌즈를 가지는 레이저 조사 기구가 기대(基臺)에 대해서 고정되어 있고, 집광 렌즈의 광축에 수직인 방향을 따른 워크의 이동이 유지 기구에 의해서 실시된다.
특허 문헌 1에 기재된 레이저 가공 장치에서는, 레이저 발진기로부터 집광 렌즈에 이르는 레이저광의 광로 상의 각 구성이 하우징 내에 배치되어 있기 때문에, 집광 렌즈의 광축에 수직인 방향을 따라서 집광 렌즈를 이동시키는 것이 곤란하다. 그러한 집광 렌즈의 이동을 실현하기 위해서, 레이저 발진기를 하우징 밖에 배치함으로써 하우징을 소형화하고, 집광 렌즈가 마련된 하우징을 이동 기구에 장착하는 것을 생각할 수 있다. 그러나, 그 경우에는, 집광 렌즈에 입사되는 레이저광의 광축이 집광 렌즈의 광축과 일치한 상태를 유지하는 것이 곤란하다. In the laser processing device described in
본 개시는 레이저광을 정밀도 좋게 집광할 수 있는 레이저 가공 헤드, 및 그러한 레이저 가공 헤드를 구비하는 레이저 가공 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. An object of the present disclosure is to provide a laser processing head capable of condensing laser light with high precision, and a laser processing apparatus including such a laser processing head.
본 개시의 일 측면의 레이저 가공 헤드는, 제1 방향에 있어서 서로 대향하는 제1 벽부 및 제2 벽부, 제1 방향에 수직인 제2 방향에 있어서 서로 대향하는 제3 벽부 및 제4 벽부, 및, 제1 방향 및 제2 방향에 수직인 제3 방향에 있어서 서로 대향하는 제5 벽부 및 제6 벽부를 가지는 하우징과, 제1 벽부 또는 제5 벽부에 배치되어, 하우징 내로 레이저광을 입사시키는 입사부와, 하우징 내에 배치되어, 입사부로부터 입사된 레이저광을 조정하는 레이저광 조정부와, 제6 벽부에 배치되어, 레이저광 조정부에 의해서 조정된 레이저광을 집광하면서 하우징 밖으로 출사시키는 집광부를 구비하고, 레이저광 조정부는 입사부로부터 입사된 레이저광의 광축을 조정하기 위한 광축 조정부를 가지고, 입사부는 제1 방향에 있어서 제1 벽부측으로 치우쳐 있고, 집광부는 제1 방향에 있어서 제2 벽부측으로 치우쳐 있다. The laser processing head of one aspect of the present disclosure includes a first wall portion and a second wall portion opposing each other in a first direction, a third wall portion and a fourth wall portion opposing each other in a second direction perpendicular to the first direction, and , a housing having a fifth wall portion and a sixth wall portion opposed to each other in a third direction perpendicular to the first and second directions, disposed on the first wall portion or the fifth wall portion, and entering the laser beam into the housing A laser beam adjustment unit disposed in the housing to adjust the laser beam incident from the incident unit, and a light collecting unit disposed on the sixth wall to condense the laser beam adjusted by the laser beam adjustment unit and emit it out of the housing. The laser beam adjustment unit has an optical axis adjustment unit for adjusting the optical axis of the laser light incident from the incident unit, the incident unit is biased toward the first wall in the first direction, and the light collecting unit is biased toward the second wall in the first direction. .
이 레이저 가공 헤드에서는, 입사부로부터 집광부에 이르는 레이저광의 광로 상에, 입사부로부터 입사된 레이저광의 광축을 조정하기 위한 광축 조정부가 배치되어 있다. 이것에 의해, 예를 들면, 레이저광을 출력하는 광원으로부터 레이저광을 도광시키기 위한 광 파이버의 출사단부를 입사부에 접속했을 때에, 집광부에 입사되는 레이저광의 광축을 집광부의 광축과 일치시킬 수 있다. 또, 입사부가 제1 방향에 있어서 하우징의 제1 벽부측으로 치우쳐 있고, 집광부가 제1 방향에 있어서 하우징의 제2 벽부측으로 치우쳐 있다. 이것에 의해, 입사부로부터 광축 조정부에 이르는 레이저광의 광로가 길어지는 것을 억제할 수 있고, 그 결과로서, 집광부에 입사되는 레이저광의 광축이 집광부의 광축으로부터 어긋나는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 이 레이저 가공 헤드에 의하면, 레이저광을 정밀도 좋게 집광할 수 있다. In this laser processing head, an optical axis adjusting unit for adjusting the optical axis of the laser light incident from the incident unit is disposed on the optical path of the laser beam from the incident unit to the condensing unit. By this, for example, when the exit end of an optical fiber for guiding the laser light from a light source that outputs the laser light is connected to the incident part, the optical axis of the laser light incident on the light collecting part can be aligned with the optical axis of the light collecting part. can Further, the incident portion is biased toward the first wall portion of the housing in the first direction, and the light collecting portion is biased toward the second wall portion of the housing in the first direction. This can suppress the optical path of the laser light from the incident part to the optical axis adjustment part from lengthening, and as a result, the deviation of the optical axis of the laser light incident on the light condensing part from the optical axis of the light condensing part can be suppressed. Therefore, according to this laser processing head, a laser beam can be condensed with high precision.
본 개시의 일 측면의 레이저 가공 헤드에서는, 입사부는 제5 벽부에 배치되어 있고, 레이저광 조정부는 제1 반사부, 어테뉴에이터, 빔 익스팬더, 제2 반사부, 반사형 공간 광 변조기 및 결상 광학계를 더 가지고, 제1 반사부는 입사부로부터 입사된 레이저광을 제2 벽부측으로 반사하고, 어테뉴에이터는 제1 반사부에서 반사된 레이저광의 출력을 조정하고, 광축 조정부는 어테뉴에이터에 의해서 출력이 조정된 레이저광을 제6 벽부측으로 반사하고, 빔 익스팬더는 광축 조정부에서 반사된 레이저광의 지름을 확대하고, 제2 반사부는 빔 익스팬더에 의해서 지름이 확대된 레이저광을 제1 벽부측 또한 제5 벽부측으로 반사하고, 반사형 공간 광 변조기는 제2 반사부에서 반사된 레이저광을 변조하면서 제6 벽부측으로 반사하고, 결상 광학계는 반사형 공간 광 변조기의 반사면과 집광부의 입사 동면(瞳面)이 결상 관계에 있는 양측 텔레센트릭 광학계를 구성해도 된다. 이것에 의하면, 레이저광의 성형에 관한 구성인 「빔 익스팬더, 제2 반사부, 반사형 공간 광 변조기, 결상 광학계 및 집광부」에 입사되는 레이저광의 광축을 조정할 수 있기 때문에, 레이저광을 보다 정밀도 좋게 집광할 수 있다. 또, 제1 반사부와 광축 조정부와의 사이에 어테뉴에이터가 배치되어 있기 때문에, 어테뉴에이터의 적용에 의한 하우징의 대형화를 억제할 수 있다. In the laser processing head of one aspect of the present disclosure, the incident unit is disposed on the fifth wall, and the laser light adjustment unit includes a first reflector, an attenuator, a beam expander, a second reflector, a reflective spatial light modulator, and an imaging optical system. Further, the first reflector reflects the laser light incident from the incident part toward the second wall, the attenuator adjusts the output of the laser light reflected from the first reflector, and the optical axis adjuster adjusts the output by the attenuator. The laser beam is reflected toward the sixth wall, the beam expander expands the diameter of the laser beam reflected by the optical axis adjustment unit, and the second reflector reflects the laser beam whose diameter is enlarged by the beam expander toward the first and fifth walls. The reflective spatial light modulator modulates the laser light reflected from the second reflector and reflects it toward the sixth wall, and in the imaging optical system, the reflective surface of the reflective spatial light modulator and the incident pupil surface of the condensing unit form an image. A telecentric optical system on both sides of the relationship may be configured. According to this, since the optical axis of the laser light incident on the "beam expander, the second reflector, the reflective spatial light modulator, the imaging optical system, and the condensing unit", which are components related to the shaping of the laser light, can be adjusted, the laser light can be produced with higher precision. can concentrate Further, since the attenuator is disposed between the first reflector and the optical axis adjusting unit, an increase in size of the housing due to the application of the attenuator can be suppressed.
본 개시의 일 측면의 레이저 가공 헤드에서는, 입사부는 제5 벽부에 배치되어 있고, 레이저광 조정부는 어테뉴에이터, 제1 반사부, 빔 익스팬더, 제2 반사부, 반사형 공간 광 변조기 및 결상 광학계를 더 가지고, 광축 조정부는 입사부로부터 입사된 레이저광을 제2 벽부측으로 반사하고, 어테뉴에이터는 광축 조정부에서 반사된 레이저광의 출력을 조정하고, 제1 반사부는 어테뉴에이터에 의해서 출력이 조정된 레이저광을 제6 벽부측으로 반사하고, 빔 익스팬더는 제1 반사부에서 반사된 레이저광의 지름을 확대하고, 제2 반사부는 빔 익스팬더에 의해서 지름이 확대된 레이저광을 제1 벽부측 또한 제5 벽부측으로 반사하고, 반사형 공간 광 변조기는 제2 반사부에서 반사된 레이저광을 변조하면서 제6 벽부측으로 반사하고, 결상 광학계는 반사형 공간 광 변조기의 반사면과 집광부의 입사 동면이 결상 관계에 있는 양측 텔레센트릭 광학계를 구성해도 된다. 이것에 의하면, 레이저광의 성형에 관한 구성인 「빔 익스팬더, 제2 반사부, 반사형 공간 광 변조기, 결상 광학계 및 집광부」에 입사되는 레이저광의 광축을 조정할 수 있기 때문에, 레이저광을 보다 정밀도 좋게 집광할 수 있다. 또, 광축 조정부와 제1 반사부와의 사이에 어테뉴에이터가 배치되어 있기 때문에, 어테뉴에이터의 적용에 의한 하우징의 대형화를 억제할 수 있다. In the laser processing head of one aspect of the present disclosure, the incident part is disposed on the fifth wall, and the laser light adjusting part includes an attenuator, a first reflector, a beam expander, a second reflector, a reflective spatial light modulator, and an imaging optical system. Further, the optical axis adjustment unit reflects the laser light incident from the incident unit to the second wall side, the attenuator adjusts the output of the laser light reflected from the optical axis adjustment unit, and the first reflection unit reflects the laser light whose output is adjusted by the attenuator. is reflected toward the sixth wall, the beam expander expands the diameter of the laser light reflected by the first reflector, and the second reflector reflects the laser light whose diameter is enlarged by the beam expander toward the first and fifth walls. The reflective spatial light modulator modulates the laser light reflected from the second reflector and reflects it toward the sixth wall, and the imaging optical system includes both sides where the reflective surface of the reflective spatial light modulator and the incident pupil plane of the condensing unit are in an imaging relationship. A telecentric optical system may be constituted. According to this, since the optical axis of the laser light incident on the "beam expander, the second reflector, the reflective spatial light modulator, the imaging optical system, and the condensing unit", which are components related to the shaping of the laser light, can be adjusted, the laser light can be produced with higher precision. can concentrate Further, since the attenuator is disposed between the optical axis adjusting unit and the first reflecting unit, an increase in size of the housing due to the application of the attenuator can be suppressed.
본 개시의 일 측면의 레이저 가공 헤드에서는, 입사부는 제1 벽부에 배치되어 있고, 레이저광 조정부는 어테뉴에이터, 빔 익스팬더, 반사부, 반사형 공간 광 변조기 및 결상 광학계를 더 가지고, 어테뉴에이터는 입사부로부터 입사된 레이저광의 출력을 조정하고, 광축 조정부는 어테뉴에이터에 의해서 출력이 조정된 레이저광을 제6 벽부측으로 반사하고, 빔 익스팬더는 광축 조정부에서 반사된 레이저광의 지름을 확대하고, 반사부는 빔 익스팬더에 의해서 지름이 확대된 레이저광을 제1 벽부측 또한 제5 벽부측으로 반사하고, 반사형 공간 광 변조기는 반사부에서 반사된 레이저광을 변조하면서 제6 벽부측으로 반사하고, 결상 광학계는 반사형 공간 광 변조기의 반사면과 집광부의 입사 동면이 결상 관계에 있는 양측 텔레센트릭 광학계를 구성해도 된다. 이것에 의하면, 레이저광의 성형에 관한 구성인 「빔 익스팬더, 반사부, 반사형 공간 광 변조기, 결상 광학계 및 집광부」에 입사되는 레이저광의 광축을 조정할 수 있기 때문에, 레이저광을 보다 정밀도 좋게 집광할 수 있다. 또, 입사부와 광축 조정부와의 사이에 어테뉴에이터가 배치되어 있기 때문에, 어테뉴에이터의 적용에 의한 하우징의 대형화를 억제할 수 있다. In the laser processing head of one aspect of the present disclosure, the incident part is disposed on the first wall, and the laser light adjustment part further has an attenuator, a beam expander, a reflector, a reflective spatial light modulator, and an imaging optical system, and the attenuator is incident adjusts the output of the laser beam incident from the unit, the optical axis adjustment unit reflects the laser beam whose output is adjusted by the attenuator toward the sixth wall, the beam expander expands the diameter of the laser beam reflected from the optical axis adjustment unit, and the reflector The laser beam whose diameter is enlarged by the expander is reflected toward the first wall and toward the fifth wall, the reflective spatial light modulator modulates the laser beam reflected from the reflector and reflects it toward the sixth wall, and the imaging optical system is a reflective type. A bilateral telecentric optical system may be constructed in which the reflection surface of the spatial light modulator and the entrance pupil plane of the condensing unit are in an image-forming relationship. According to this, since the optical axis of the laser light entering the "beam expander, reflector, reflective spatial light modulator, imaging optical system, and condensing unit", which are components related to laser light shaping, can be adjusted, the laser light can be condensed with higher precision. can In addition, since the attenuator is disposed between the incident part and the optical axis adjustment part, an increase in size of the housing due to the application of the attenuator can be suppressed.
본 개시의 일 측면의 레이저 가공 헤드에서는, 제3 벽부와 제4 벽부와의 거리는, 제1 벽부와 제2 벽부와의 거리보다도 작고, 하우징은 제1 벽부, 제2 벽부, 제3 벽부 및 제5 벽부 중 적어도 1개가 레이저 가공 장치의 장착부측에 배치된 상태에서 하우징이 장착부에 장착되도록, 구성되어 있고, 입사부 및 집광부는, 제2 방향에 있어서 제4 벽부측으로 치우쳐 있어도 된다. 이것에 의하면, 제3 벽부 및 제4 벽부가 서로 대향하는 제2 방향(집광부의 광축에 수직인 방향)을 따라서 하우징을 이동시키는 경우에, 예를 들면, 제4 벽부측에 다른 구성이 존재했다고 해도, 해당 다른 구성에 집광부를 접근시킬 수 있다. 또, 제3 벽부와 제4 벽부와의 거리가 제1 벽부와 제2 벽부와의 거리보다도 작기 때문에, 제3 벽부 및 제4 벽부가 서로 대향하는 제2 방향을 따라서 하우징을 이동시키는 경우에, 하우징이 점유하는 공간을 작게 할 수 있다. 또한, 입사부 및 집광부가 제2 방향에 있어서 제4 벽부측으로 치우쳐 있기 때문에, 하우징 내의 영역 중 레이저광 조정부에 대해서 제3 벽부측의 영역에 다른 구성을 배치하는 등, 해당 영역을 유효하게 이용할 수 있다. In the laser processing head of one aspect of the present disclosure, the distance between the third wall portion and the fourth wall portion is smaller than the distance between the first wall portion and the second wall portion, and the housing includes the first wall portion, the second wall portion, the third wall portion, and the second wall portion. The housing is configured to be mounted on the mounting portion in a state where at least one of the five wall portions is disposed on the mounting portion side of the laser processing device, and the incident portion and the light collecting portion may be biased toward the fourth wall portion in the second direction. According to this, in the case where the housing is moved along the second direction (direction perpendicular to the optical axis of the light condensing part) in which the third and fourth walls face each other, for example, another configuration exists on the side of the fourth wall. Even if this is done, the light collector can be brought closer to the other configuration. Further, since the distance between the third and fourth walls is smaller than the distance between the first and second walls, when the third and fourth walls move the housing along the second direction opposite to each other, The space occupied by the housing can be reduced. In addition, since the incident part and the condensing part are biased towards the fourth wall in the second direction, the area can be effectively used, such as disposing a different configuration in the area on the third wall side with respect to the laser beam adjusting unit among the areas in the housing. there is.
본 개시의 일 측면의 레이저 가공 헤드는, 하우징 내에 있어서, 레이저광 조정부에 대해서 제3 벽부측에 배치된 회로부를 더 구비해도 된다. 이것에 의하면, 하우징 내의 영역 중 레이저광 조정부에 대해서 제3 벽부측의 영역을 유효하게 이용할 수 있다. The laser processing head of one aspect of the present disclosure may further include a circuit portion arranged on the third wall portion side with respect to the laser beam adjusting portion in the housing. According to this, the area|region on the side of a 3rd wall part can be used effectively with respect to a laser beam adjustment part among the area|region in a housing.
본 개시의 일 측면의 레이저 가공 헤드에서는, 하우징 내에는, 하우징 내의 영역을 제3 벽부측의 영역과 제4 벽부측의 영역으로 나누는 칸막이 벽부가 마련되어 있고, 레이저광 조정부는 하우징 내에 있어서, 칸막이 벽부에 대해서 제4 벽부측에 배치되어 있고, 회로부는, 하우징 내에 있어서, 칸막이 벽부에 대해서 제3 벽부측에 배치되어 있어도 된다. 이것에 의하면, 회로부에서 발생하는 열이 레이저광 조정부에 전해지기 어려워지기 때문에, 회로부에서 발생하는 열에 의해서 레이저광 조정부에 변형이 생기는 것을 억제할 수 있어, 레이저광을 적절히 조정할 수 있다. 또한, 예를 들면 공냉(空冷) 또는 수냉(水冷) 등에 의해서, 하우징 내의 영역 중 제3 벽부측의 영역에 있어서 회로부를 효율 좋게 냉각할 수 있다. In the laser processing head of one aspect of the present disclosure, a partition wall portion is provided in the housing to divide a region in the housing into a region on the third wall side and a region on the fourth wall side, and the laser beam adjusting unit is in the housing, and is a partition wall portion. , and the circuit portion may be disposed on the third wall side with respect to the partition wall portion in the housing. According to this, since the heat generated in the circuit part is difficult to be transmitted to the laser light adjusting part, deformation of the laser light adjusting part due to the heat generated in the circuit part can be suppressed, and the laser light can be appropriately adjusted. Further, the circuit portion can be efficiently cooled in the area on the third wall portion side among the areas within the housing by, for example, air cooling or water cooling.
본 개시의 일 측면의 레이저 가공 헤드에서는, 레이저광 조정부는 칸막이 벽부에 장착되어 있어도 된다. 이것에 의하면, 레이저광 조정부를 하우징 내에 있어서 확실하게 또한 안정적으로 지지할 수 있다. In the laser processing head of one aspect of the present disclosure, the laser beam adjusting unit may be attached to the partition wall portion. According to this, the laser beam adjusting part can be reliably and stably supported in the housing.
본 개시의 일 측면의 레이저 가공 헤드에서는, 회로부는 칸막이 벽부로부터 이간(離間)되어 있어도 된다. 이것에 의하면, 회로부에서 발생하는 열이 칸막이 벽부를 통해서 레이저광 조정부에 전해지는 것을 보다 확실하게 억제할 수 있다. In the laser processing head of one aspect of the present disclosure, the circuit unit may be separated from the partition wall unit. According to this, it is possible to more reliably suppress heat generated in the circuit portion from being transmitted to the laser beam adjusting portion through the partition wall portion.
본 개시의 일 측면의 레이저 가공 헤드는, 대상물의 표면과 집광부와의 거리를 측정하기 위한 측정광을 출력하고, 집광부를 거쳐, 대상물의 표면에서 반사된 측정광을 검출하는 측정부와, 측정광을 반사하고, 레이저광을 투과시키는 다이클로익 미러를 더 구비하고, 회로부는 측정부로부터 출력된 신호를 처리하고, 다이클로익 미러는, 하우징 내에 있어서, 레이저광 조정부와 집광부와의 사이에 배치되어 있어도 된다. 이것에 의하면, 하우징 내의 영역을 유효하게 이용하면서, 레이저 가공 장치에 있어서, 대상물의 표면과 집광부와의 거리의 측정 결과에 기초한 가공이 가능해진다. A laser processing head according to one aspect of the present disclosure includes a measurement unit that outputs measurement light for measuring the distance between the surface of an object and the light concentrating unit, and detects the measurement light reflected from the surface of the object via the light condensing unit; A dichroic mirror that reflects the measurement light and transmits the laser light is further provided, the circuit unit processes the signal output from the measurement unit, and the dichroic mirror is connected to the laser beam adjusting unit and the light collecting unit in the housing. It may be arrange|positioned in between. According to this, processing based on the measurement result of the distance between the surface of the object and the light concentrating portion can be performed in the laser processing apparatus while effectively using the area within the housing.
본 개시의 일 측면의 레이저 가공 헤드에서는, 측정부는, 하우징 내에 있어서, 집광부에 대해서 제1 벽부측에 배치되어 있어도 된다. 이것에 의하면, 하우징 내의 영역을 보다 유효하게 이용하면서, 레이저 가공 장치에 있어서, 대상물의 표면과 집광부와의 거리의 측정 결과에 기초한 가공이 가능해진다. In the laser processing head of one aspect of the present disclosure, the measurement unit may be disposed on the first wall side with respect to the light collecting unit in the housing. According to this, processing based on the measurement result of the distance between the surface of the object and the light concentrating portion can be performed in the laser processing device while using the area within the housing more effectively.
본 개시의 일 측면의 레이저 가공 헤드는, 대상물의 표면을 관찰하기 위한 관찰광을 출력하고, 집광부를 거쳐, 대상물의 표면에서 반사된 관찰광을 검출하는 관찰부를 더 구비하고, 관찰부는, 하우징 내에 있어서, 집광부에 대해서 제1 벽부측에 배치되어 있어도 된다. 이것에 의하면, 하우징 내의 영역을 유효하게 이용하면서, 레이저 가공 장치에 있어서, 대상물의 표면의 관찰 결과에 기초한 가공이 가능해진다. The laser processing head of one aspect of the present disclosure further includes an observation unit for outputting observation light for observing the surface of an object and detecting the observation light reflected from the surface of the object through the light collecting unit, and the observation unit includes a housing. Inside, you may arrange|position on the 1st wall part side with respect to the light collecting part. According to this, it is possible to perform processing based on the observation result of the surface of the object in the laser processing apparatus while effectively using the area within the housing.
본 개시의 일 측면의 레이저 가공 헤드는, 집광부를 제3 방향을 따라서 이동시키는 구동부를 더 구비하고, 회로부는 측정부로부터 출력된 신호에 기초하여 구동부를 제어해도 된다. 이것에 의하면, 대상물의 표면과 집광부와의 거리의 측정 결과에 기초하여 레이저광의 집광점의 위치를 조정할 수 있다. The laser processing head of one aspect of the present disclosure may further include a drive unit for moving the light collecting unit along the third direction, and the circuit unit may control the drive unit based on a signal output from the measurement unit. According to this, the position of the light condensing point of the laser beam can be adjusted based on the measurement result of the distance between the surface of the object and the light condensing part.
본 개시의 일 측면의 레이저 가공 장치는, 상기 레이저 가공 헤드인 제1 레이저 가공 헤드 및 제2 레이저 가공 헤드와, 제1 레이저 가공 헤드의 하우징이 장착된 제1 장착부와, 제2 레이저 가공 헤드의 하우징이 장착된 제2 장착부와, 제1 레이저 가공 헤드의 입사부 및 제2 레이저 가공 헤드의 입사부 각각에 입사시키는 레이저광을 출력하는 광원 유닛과, 대상물을 지지하는 지지부를 구비하고, 제1 장착부 및 제2 장착부 각각은, 제2 방향을 따라서 이동하고, 제1 레이저 가공 헤드의 하우징인 제1 하우징은 제1 하우징의 제4 벽부가 제1 하우징의 제3 벽부에 대해서 제2 레이저 가공 헤드측에 위치하고 또한 제1 하우징의 제6 벽부가 제1 하우징의 제5 벽부에 대해서 지지부측에 위치하도록, 제1 장착부에 장착되어 있고, 제2 레이저 가공 헤드의 하우징인 제2 하우징은 제2 하우징의 제4 벽부가 제2 하우징의 제3 벽부에 대해서 제1 레이저 가공 헤드측에 위치하고 또한 제2 하우징의 제6 벽부가 제2 하우징의 제5 벽부에 대해서 지지부측에 위치하도록, 제2 장착부에 장착되어 있다. The laser processing apparatus of one aspect of the present disclosure includes a first laser processing head and a second laser processing head, which are the laser processing heads, a first mounting portion to which a housing of the first laser processing head is mounted, and a second laser processing head. A second mounting portion to which a housing is attached, a light source unit outputting a laser beam incident to the incident portion of the first laser processing head and the incident portion of the second laser processing head, respectively, and a support portion supporting an object, comprising: a first Each of the mounting portion and the second mounting portion moves along the second direction, and the first housing, which is a housing of the first laser processing head, has a fourth wall portion of the first housing relative to a third wall portion of the first housing of the second laser processing head. The second housing, which is a housing of the second laser processing head and is mounted on the first mounting portion, is located on the side of the first housing and is located on the support side with respect to the fifth wall portion of the first housing. The fourth wall of the second housing is located on the side of the first laser processing head with respect to the third wall of the second housing, and the sixth wall of the second housing is located on the side of the support with respect to the fifth wall of the second housing. is fitted
이 레이저 가공 장치에서는, 제1 레이저 가공 헤드 및 제2 레이저 가공 헤드 각각에 의해서 레이저광이 정밀도 좋게 집광되기 때문에, 대상물을 효율 좋게 또한 정밀도 좋게 가공할 수 있다. In this laser processing device, since laser beams are condensed with high precision by each of the first laser processing head and the second laser processing head, the object can be processed efficiently and with high accuracy.
본 개시의 일 측면의 레이저 가공 장치에서는, 제1 장착부 및 제2 장착부 각각은, 제3 방향을 따라서 이동해도 된다. 이것에 의하면, 대상물을 보다 효율 좋게 가공할 수 있다. In the laser processing device of one aspect of the present disclosure, each of the first mounting portion and the second mounting portion may move along the third direction. According to this, the object can be processed more efficiently.
본 개시의 일 측면의 레이저 가공 장치에서는, 지지부는 제1 방향을 따라서 이동하고, 제3 방향에 평행한 축선을 중심선으로 하여 회전해도 된다. 이것에 의하면, 대상물을 보다 효율 좋게 가공할 수 있다. In the laser processing apparatus of one aspect of the present disclosure, the support portion may move along the first direction and rotate with an axis parallel to the third direction as the center line. According to this, the object can be processed more efficiently.
본 개시의 일 측면의 레이저 가공 장치는, 상기 레이저 가공 헤드와, 레이저 가공 헤드의 하우징이 장작된 장착부와, 레이저 가공 헤드의 입사부에 입사시키는 레이저광을 출력하는 광원 유닛과, 대상물을 지지하는 지지부를 구비하고, 장착부는 제2 방향을 따라서 이동한다. The laser processing apparatus of one aspect of the present disclosure includes the laser processing head, a mounting portion in which a housing of the laser processing head is mounted, a light source unit outputting a laser beam incident to an incident portion of the laser processing head, and supporting an object. A support portion is provided, and the mounting portion moves along the second direction.
이 레이저 가공 장치에서는, 레이저 가공 헤드에 의해서 레이저광이 정밀도 좋게 집광되기 때문에, 대상물을 정밀도 좋게 가공할 수 있다. In this laser processing device, since the laser beam is precisely focused by the laser processing head, the object can be processed with high accuracy.
본 개시의 일 측면의 레이저 가공 장치에서는, 장착부는 제3 방향을 따라서 이동해도 된다. 이것에 의하면, 대상물을 효율 좋게 가공할 수 있다. In the laser processing device of one aspect of the present disclosure, the mounting portion may move along the third direction. According to this, an object can be processed efficiently.
본 개시의 일 측면의 레이저 가공 장치에서는, 지지부는 제1 방향을 따라서 이동하고, 제3 방향에 평행한 축선을 중심선으로 하여 회전해도 된다. 이것에 의하면, 대상물을 효율 좋게 가공할 수 있다. In the laser processing apparatus of one aspect of the present disclosure, the support portion may move along the first direction and rotate with an axis parallel to the third direction as the center line. According to this, an object can be processed efficiently.
본 개시에 의하면, 레이저광을 정밀도 좋게 집광할 수 있는 레이저 가공 헤드, 및 그러한 레이저 가공 헤드를 구비하는 레이저 가공 장치를 제공하는 것이 가능해진다. According to the present disclosure, it becomes possible to provide a laser processing head capable of condensing a laser beam with high precision, and a laser processing apparatus provided with such a laser processing head.
도 1은 일 실시 형태의 레이저 가공 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1에 나타내지는 레이저 가공 장치의 일부분의 정면도이다.
도 3은 도 1에 나타내지는 레이저 가공 장치의 레이저 가공 헤드의 정면도이다.
도 4는 도 3에 나타내지는 레이저 가공 헤드의 측면도이다.
도 5는 도 3에 나타내지는 레이저 가공 헤드의 광학계의 구성도이다.
도 6은 변형예의 레이저 가공 헤드의 광학계의 구성도이다.
도 7은 변형예의 레이저 가공 헤드의 광학계의 구성도이다.
도 8은 변형예의 레이저 가공 장치의 사시도이다. 1 is a perspective view of a laser processing apparatus according to an embodiment.
Fig. 2 is a front view of a part of the laser processing apparatus shown in Fig. 1;
FIG. 3 is a front view of a laser processing head of the laser processing apparatus shown in FIG. 1 .
Fig. 4 is a side view of the laser processing head shown in Fig. 3;
FIG. 5 is a configuration diagram of an optical system of the laser processing head shown in FIG. 3 .
6 is a configuration diagram of an optical system of a laser processing head of a modified example.
7 is a configuration diagram of an optical system of a laser processing head of a modified example.
8 is a perspective view of a laser processing device of a modified example.
이하, 본 개시의 실시 형태에 대해서, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 또한, 각 도면에 있어서 동일 또는 상당 부분에는 동일 부호를 부여하고, 중복하는 설명을 생략한다. EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this indication is described in detail with reference to drawings. In addition, in each drawing, the same code|symbol is attached|subjected to the same or equivalent part, and overlapping description is abbreviate|omitted.
[레이저 가공 장치의 구성][Configuration of laser processing equipment]
도 1에 나타내지는 것처럼, 레이저 가공 장치(1)는 복수의 이동 기구(5, 6)와, 지지부(7)와, 1쌍의 레이저 가공 헤드(제1 레이저 가공 헤드, 제2 레이저 가공 헤드)(10A, 10B)와, 광원 유닛(8)과, 제어부(9)를 구비하고 있다. 이하, 제1 방향을 X방향, 제1 방향에 수직인 제2 방향을 Y방향, 제1 방향 및 제2 방향에 수직인 제3 방향을 Z방향이라고 한다. 본 실시 형태에서는, X방향 및 Y방향은 수평 방향이며, Z방향은 연직 방향이다. As shown in FIG. 1, the
이동 기구(5)는 고정부(51)와, 이동부(53)와, 장착부(55)를 가지고 있다. 고정부(51)는 장치 프레임(1a)에 장착되어 있다. 이동부(53)는 고정부(51)에 마련된 레일에 장착되어 있고, Y방향을 따라서 이동할 수 있다. 장착부(55)는 이동부(53)에 마련된 레일에 장착되어 있고, X방향을 따라서 이동할 수 있다. The moving
이동 기구(6)는 고정부(61)와, 1쌍의 이동부(제1 이동부, 제2 이동부)(63, 64)와, 1쌍의 장착부(제1 장착부, 제2 장착부)(65, 66)를 가지고 있다. 고정부(61)는 장치 프레임(1a)에 장착되어 있다. 1쌍의 이동부(63, 64) 각각은, 고정부(61)에 마련된 레일에 장착되어 있고, 각각이 독립하여, Y방향을 따라서 이동할 수 있다. 장착부(65)는 이동부(63)에 마련된 레일에 장착되어 있고, Z방향을 따라서 이동할 수 있다. 장착부(66)는 이동부(64)에 마련된 레일에 장착되어 있고, Z방향을 따라서 이동할 수 있다. 즉, 장치 프레임(1a)에 대해서는, 1쌍의 장착부(65, 66) 각각이, Y방향 및 Z방향 각각을 따라 이동할 수 있다. The moving
지지부(7)는 이동 기구(5)의 장착부(55)에 마련된 회전축에 장착되어 있고, Z방향에 평행한 축선을 중심선으로 하여 회전할 수 있다. 즉, 지지부(7)는 X방향 및 Y방향 각각을 따라 이동할 수 있고, Z방향에 평행한 축선을 중심선으로 하여 회전할 수 있다. 지지부(7)는 대상물(100)을 지지한다. 대상물(100)은, 예를 들면, 웨이퍼이다. The
도 1 및 도 2에 나타내지는 것처럼, 레이저 가공 헤드(10A)는, 이동 기구(6)의 장착부(65)에 장착되어 있다. 레이저 가공 헤드(10A)는, Z방향에 있어서 지지부(7)와 대향한 상태에서, 지지부(7)에 지지된 대상물(100)에 레이저광(제1레이저광)(L1)을 조사한다. 레이저 가공 헤드(10B)는 이동 기구(6)의 장착부(66)에 장착되어 있다. 레이저 가공 헤드(10B)는 Z방향에 있어서 지지부(7)와 대향한 상태에서, 지지부(7)에 지지된 대상물(100)에 레이저광(제2레이저광)(L2)을 조사한다. As shown in FIGS. 1 and 2 , the
광원 유닛(8)은 1쌍의 광원(81, 82)을 가지고 있다. 1쌍의 광원(81, 82)은 장치 프레임(1a)에 장착되어 있다. 광원(81)은 레이저광(L1)을 출력한다. 레이저광(L1)은 광원(81)의 출사부(81a)로부터 출사되어, 광 파이버(2)에 의해서 레이저 가공 헤드(10A)로 도광된다. 광원(82)은 레이저광(L2)을 출력한다. 레이저광(L2)은 광원(82)의 출사부(82a)로부터 출사되어, 다른 광 파이버(2)에 의해서 레이저 가공 헤드(10B)로 도광된다. The
제어부(9)는 레이저 가공 장치(1)의 각부(복수의 이동 기구(5, 6), 1쌍의 레이저 가공 헤드(10A, 10B), 및 광원 유닛(8) 등)를 제어한다. 제어부(9)는 프로세서, 메모리, 스토리지 및 통신 디바이스 등을 포함하는 컴퓨터 장치로서 구성되어 있다. 제어부(9)에서는, 메모리 등에 판독된 소프트웨어(프로그램)가, 프로세서에 의해서 실행되고, 메모리 및 스토리지에 있어서의 데이터의 판독 및 기입, 및, 통신 디바이스에 의한 통신이, 프로세서에 의해서 제어된다. 이것에 의해, 제어부(9)는, 각종 기능을 실현한다. The
이상과 같이 구성된 레이저 가공 장치(1)에 의한 가공의 일례에 대해 설명한다. 해당 가공의 일례는, 웨이퍼인 대상물(100)을 복수의 칩으로 절단하기 위해서, 격자 모양으로 설정된 복수의 라인 각각을 따라 대상물(100)의 내부에 개질 영역을 형성하는 예이다.An example of processing by the
우선, 대상물(100)을 지지하고 있는 지지부(7)가 Z방향에 있어서 1쌍의 레이저 가공 헤드(10A, 10B)와 대향하도록, 이동 기구(5)가 X방향 및 Y방향 각각을 따라서 지지부(7)를 이동시킨다. 이어서, 대상물(100)에 있어서 일 방향으로 연장되어 있는 복수의 라인이 X방향을 따르도록, 이동 기구(5)가 Z방향에 평행한 축선을 중심선으로 하여 지지부(7)를 회전시킨다. First, the moving
이어서, 일 방향으로 연장되어 있는 하나의 라인 상에 레이저광(L1)의 집광점이 위치하도록, 이동 기구(6)가 Y방향을 따라서 레이저 가공 헤드(10A)를 이동시킨다. 그 한편으로, 일 방향으로 연장되어 있는 다른 라인 상에 레이저광(L2)의 집광점이 위치하도록, 이동 기구(6)가 Y방향을 따라서 레이저 가공 헤드(10B)를 이동시킨다. 이어서, 대상물(100)의 내부에 레이저광(L1)의 집광점이 위치하도록, 이동 기구(6)가 Z방향을 따라서 레이저 가공 헤드(10A)를 이동시킨다. 그 한편으로, 대상물(100)의 내부에 레이저광(L2)의 집광점이 위치하도록, 이동 기구(6)가 Z방향을 따라서 레이저 가공 헤드(10B)를 이동시킨다. Next, the moving
이어서, 광원(81)이 레이저광(L1)을 출력하고 레이저 가공 헤드(10A)가 대상물(100)에 레이저광(L1)을 조사함과 아울러, 광원(82)이 레이저광(L2)을 출력하고 레이저 가공 헤드(10B)가 대상물(100)에 레이저광(L2)을 조사한다. 그것과 동시에, 일 방향으로 연장되어 있는 하나의 라인을 따라서 레이저광(L1)의 집광점이 상대적으로 이동하고 또한 일 방향으로 연장되어 있는 다른 라인을 따라서 레이저광(L2)의 집광점이 상대적으로 이동하도록, 이동 기구(5)가 X방향을 따라서 지지부(7)를 이동시킨다. 이와 같이 하여, 레이저 가공 장치(1)는, 대상물(100)에 있어서 일 방향으로 연장되어 있는 복수의 라인 각각을 따라서, 대상물(100)의 내부에 개질 영역을 형성한다. Next, while the
이어서, 대상물(100)에 있어서 일 방향과 직교하는 타 방향으로 연장되어 있는 복수의 라인이 X방향을 따르도록, 이동 기구(5)가 Z방향에 평행한 축선을 중심선으로 하여 지지부(7)를 회전시킨다. Next, in the
이어서, 타 방향으로 연장되어 있는 하나의 라인 상에 레이저광(L1)의 집광점이 위치하도록, 이동 기구(6)가 Y방향을 따라서 레이저 가공 헤드(10A)를 이동시킨다. 그 한편으로, 타 방향으로 연장되어 있는 다른 라인 상에 레이저광(L2)의 집광점이 위치하도록, 이동 기구(6)가 Y방향을 따라서 레이저 가공 헤드(10B)를 이동시킨다. 이어서, 대상물(100)의 내부에 레이저광(L1)의 집광점이 위치하도록, 이동 기구(6)가 Z방향을 따라서 레이저 가공 헤드(10A)를 이동시킨다. 그 한편으로, 대상물(100)의 내부에 레이저광(L2)의 집광점이 위치하도록, 이동 기구(6)가, Z방향을 따라서 레이저 가공 헤드(10B)를 이동시킨다. Subsequently, the moving
이어서, 광원(81)이 레이저광(L1)을 출력하고 레이저 가공 헤드(10A)가 대상물(100)에 레이저광(L1)을 조사함과 아울러, 광원(82)이 레이저광(L2)을 출력하고 레이저 가공 헤드(10B)가 대상물(100)에 레이저광(L2)을 조사한다. 그것과 동시에, 타 방향으로 연장되어 있는 하나의 라인을 따라서 레이저광(L1)의 집광점이 상대적으로 이동하고 또한 타 방향으로 연장되어 있는 다른 라인을 따라서 레이저광(L2)의 집광점이 상대적으로 이동하도록, 이동 기구(5)가 X방향을 따라서 지지부(7)를 이동시킨다. 이와 같이 하여, 레이저 가공 장치(1)는, 대상물(100)에 있어서 일 방향과 직교하는 타 방향으로 연장되어 있는 복수의 라인 각각을 따라서, 대상물(100)의 내부에 개질 영역을 형성한다. Next, while the
또한, 상술한 가공의 일례에서는, 광원(81)은, 예를 들면 펄스 발진 방식에 의해서, 대상물(100)에 대해서 투과성을 가지는 레이저광(L1)을 출력하고, 광원(82)은, 예를 들면 펄스 발진 방식에 의해서, 대상물(100)에 대해서 투과성을 가지는 레이저광(L2)을 출력한다. 그러한 레이저광이 대상물(100)의 내부에 집광되면, 레이저광의 집광점에 대응하는 부분에 있어서 레이저광이 특히 흡수되어, 대상물(100)의 내부에 개질 영역이 형성된다. 개질 영역은 밀도, 굴절률, 기계적 강도, 그 외의 물리적 특성이 주위의 비개질 영역과는 상이한 영역이다. 개질 영역으로서는, 예를 들면, 용융 처리 영역, 크랙 영역, 절연 파괴 영역, 굴절률 변화 영역 등이 있다. In an example of the processing described above, the
펄스 발진 방식에 의해서 출력된 레이저광이 대상물(100)에 조사되고, 대상물(100)에 설정된 라인을 따라서 레이저광의 집광점이 상대적으로 이동되면, 복수의 개질 스팟이 라인을 따라서 1열로 늘어서도록 형성된다. 1개의 개질 스팟은, 1펄스의 레이저광의 조사에 의해서 형성된다. 1열의 개질 영역은 1열로 늘어선 복수의 개질 스팟의 집합이다. 서로 이웃하는 개질 스팟은, 대상물(100)에 대한 레이저광의 집광점의 상대적인 이동 속도 및 레이저광의 반복 주파수에 의해서, 서로 연결되는 경우도, 서로 떨어지는 경우도 있다. When the laser light output by the pulse oscillation method is irradiated to the
[레이저 가공 헤드의 구성][Configuration of the laser processing head]
도 3 및 도 4에 나타내지는 것처럼, 레이저 가공 헤드(10A)는 하우징(11)과, 입사부(12)와, 레이저광 조정부(13)와, 집광부(14)를 구비하고 있다. As shown in FIGS. 3 and 4 , the
하우징(11)은 제1 벽부(21) 및 제2 벽부(22), 제3 벽부(23) 및 제4 벽부(24), 그리고 제5 벽부(25) 및 제6 벽부(26)를 가지고 있다. 제1 벽부(21) 및 제2 벽부(22)는, X방향에 있어서 서로 대향하고 있다. 제3 벽부(23) 및 제4 벽부(24)는, Y방향에 있어서 서로 대향하고 있다. 제5 벽부(25) 및 제6 벽부(26)는, Z방향에 있어서 서로 대향하고 있다. The
제3 벽부(23)와 제4 벽부(24)와의 거리는, 제1 벽부(21)와 제2 벽부(22)와의 거리보다도 작다. 제1 벽부(21)와 제2 벽부(22)와의 거리는, 제5 벽부(25)와 제6 벽부(26)와의 거리보다도 작다. 또한, 제1 벽부(21)와 제2 벽부(22)와의 거리는, 제5 벽부(25)와 제6 벽부(26)와의 거리와 동일해도 되고, 혹은, 제5 벽부(25)와 제6 벽부(26)와의 거리보다도 커도 된다. The distance between the
레이저 가공 헤드(10A)에서는, 제1 벽부(21)는 이동 기구(6)의 고정부(61)와는 반대측에 위치하고 있고, 제2 벽부(22)는 고정부(61)측에 위치하고 있다. 제3 벽부(23)는 이동 기구(6)의 장착부(65)측에 위치하고 있고, 제4 벽부(24)는 장착부(65)와는 반대측이며 레이저 가공 헤드(10B)측에 위치하고 있다(도 2 참조). 제5 벽부(25)는 지지부(7)와는 반대측에 위치하고 있고, 제6 벽부(26)는 지지부(7)측에 위치하고 있다. In
하우징(11)은 제3 벽부(23)가 이동 기구(6)의 장착부(65)측에 배치된 상태에서 하우징(11)이 장착부(65)에 장착되도록, 구성되어 있다. 구체적으로는, 다음과 같다. 장착부(65)는 베이스 플레이트(65a)와, 장착 플레이트(65b)를 가지고 있다. 베이스 플레이트(65a)는 이동부(63)에 마련된 레일에 장착되어 있다(도 2 참조). 장착 플레이트(65b)는 베이스 플레이트(65a)에 있어서의 레이저 가공 헤드(10B)측의 단부에 입설(立設)되어 있다(도 2 참조). 하우징(11)은 제3 벽부(23)가 장착 플레이트(65b)에 접촉한 상태에서, 베이스(27)를 매개로 볼트(28)가 장착 플레이트(65b)에 나사 결합됨으로써, 장착부(65)에 장착되어 있다. 베이스(27)는 제1 벽부(21) 및 제2 벽부(22) 각각에 마련되어 있다. 하우징(11)은 장착부(65)에 대해서 착탈 가능하다. The
입사부(12)는 제5 벽부(25)에 배치되어 있다. 입사부(12)는 하우징(11) 내에 레이저광(L1)을 입사시킨다. 입사부(12)는 X방향에 있어서는 제1 벽부(21)측으로 치우져 있고, Y방향에 있어서는 제4 벽부(24)측으로 치우져 있다. 즉, X방향에 있어서의 입사부(12)와 제1 벽부(21)와의 거리는, X방향에 있어서의 입사부(12)와 제2 벽부(22)와의 거리보다도 작고, Y방향에 있어서의 입사부(12)와 제4 벽부(24)와의 거리는, X방향에 있어서의 입사부(12)와 제3 벽부(23)와의 거리보다도 작다. The
입사부(12)에는, 광 파이버(2)의 출사단부(2a)가 접속되어 있다. 구체적으로는, 입사부(12)는 제5 벽부(25)에 형성된 구멍(25a)을 포함하는 부분이다. 제5 벽부(25)에는 장착부(25b)가 마련되어 있다. 장착부(25b)에는, 출사단부(2a)의 본체 부분(2b)이 볼트 등에 의해서 장착되어 있다. 이 상태에서, 구멍(25a)에는, 출사단부(2a)의 선단 부분(2c)이 삽입 관통되어 있다. 이것에 의해, 광 파이버(2)의 출사단부(2a)는, 입사부(12)에 대해서 착탈 가능하다. 제5 벽부(25)와 본체 부분(2b)와의 사이에는, 커버(25c)가 배치되어 있다. 커버(25c)는 구멍(25a)과 선단 부분(2c)와의 사이에 형성된 간극을 덮고 있다. 일례로서, 출사단부(2a)에 있어서는, 리턴광을 억제하는 아이솔레이터가 본체 부분(2b) 내에 배치되어 있고, 레이저광(L1)을 콜리메이트하는 콜리메이터 렌즈가 선단 부분(2c) 내에 배치되어 있다. 또한, 입사부(12)는 광 파이버(2)의 출사단부(2a)가 접속 가능해지도록 구성된 커넥터 등이어도 된다. The exiting
레이저광 조정부(13)는 하우징(11) 내에 배치되어 있다. 레이저광 조정부(13)는 입사부(12)로부터 입사된 레이저광(L1)을 조정한다. 레이저광 조정부(13)는, 하우징(11) 내에 있어서, 칸막이 벽부(29)에 대해서 제4 벽부(24)측에 배치되어 있다. 레이저광 조정부(13)는 칸막이 벽부(29)에 장착되어 있다. 칸막이 벽부(29)는 하우징(11) 내에 마련되어 있고, 하우징(11) 내의 영역을 제3 벽부(23)측의 영역과 제4 벽부(24)측의 영역으로 나누고 있다. 칸막이 벽부(29)는 하우징(11)의 일부분으로서 구성되어 있다. 레이저광 조정부(13)가 가지는 각 구성은, 제4 벽부(24)측에 있어서 칸막이 벽부(29)에 장착되어 있다. 칸막이 벽부(29)는 레이저광 조정부(13)가 가지는 각 구성을 지지하는 광학 베이스로서 기능하고 있다. The laser
집광부(14)는 제6 벽부(26)에 배치되어 있다. 구체적으로는, 집광부(14)는 제6 벽부(26)에 형성된 구멍(26a)에 삽입 관통된 상태에서, 제6 벽부(26)에 배치되어 있다. 집광부(14)는 레이저광 조정부(13)에 의해서 조정된 레이저광(L1)을 집광하면서 하우징(11) 밖으로 출사시킨다. 집광부(14)는 X방향에 있어서는 제2 벽부(22)측으로 치우져 있고, Y방향에 있어서는 제4 벽부(24)측으로 치우져 있다. 즉, X방향에 있어서의 집광부(14)와 제2 벽부(22)와의 거리는, X방향에 있어서의 집광부(14)와 제1 벽부(21)와의 거리보다도 작고, Y방향에 있어서의 집광부(14)와 제4 벽부(24)와의 거리는, X방향에 있어서의 집광부(14)와 제3 벽부(23)와의 거리보다도 작다. The
도 5에 나타내지는 것처럼, 레이저광 조정부(13)는 반사부(제1 반사부)(31)와, 어테뉴에이터(32)와, 광축 조정부(33)를 가지고 있다. 반사부(31), 어테뉴에이터(32) 및 광축 조정부(33)는, X방향을 따라서 연장되어 있는 제1 직선(A1) 상에 배치되어 있다. 반사부(31)는 Z방향에 있어서 입사부(12)와 대향하고 있다. 즉, 반사부(31)는, Z방향에 있어서 광 파이버(2)의 출사단부(2a)와 대향하고 있다. 반사부(31)는 입사부(12)로부터 입사된 레이저광(L1)을 제2 벽부(22)측으로 반사한다. 반사부(31)는, 예를 들면, 미러 또는 프리즘이다. 어테뉴에이터(32)는 반사부(31)에서 반사된 레이저광(L1)의 출력을 조정한다. 광축 조정부(33)는, 어테뉴에이터(32)에 의해서 출력이 조정된 레이저광(L1)을 제6 벽부(26)측으로 반사한다. As shown in FIG. 5 , the laser
광축 조정부(33)는, 입사부(12)로부터 입사된 레이저광(L1)의 광축을 조정하기 위한 부분이다. 본 실시 형태에서는, 광축 조정부(33)는 제1 스티어링 미러(331)와, 반사 부재(332)와, 제2 스티어링 미러(333)를 가지고 있다. The optical
제1 스티어링 미러(331)는 제1 직선(A1) 상에 배치되어 있다. 제1 스티어링 미러(331)는 미러(331a) 및 홀더(331b)에 의해서 구성되어 있다. 미러(331a)는 홀더(331b)에 장착되어 있다. 홀더(331b)는 칸막이 벽부(29)에 장착되어 있다. 홀더(3331)는 미러(331a)의 방향의 조정이 가능해지도록 미러(331a)를 유지하고 있다. 제1 스티어링 미러(331)는 어테뉴에이터(32)에 의해서 출력이 조정된 레이저광(L1)을 제6 벽부(26)측으로 반사한다.The
반사 부재(332)는 제1 스티어링 미러(331)에서 반사된 레이저광(L1)을 제2 벽부(22)측으로 반사한다. 반사 부재(332)는, 예를 들면, 미러 또는 프리즘이다. The
제2 스티어링 미러(333)는 제2 직선(A2) 상에 배치되어 있다. 제2 스티어링 미러(333)는 미러(333a) 및 홀더(333b)에 의해서 구성되어 있다. 미러(333a)는, 홀더(333b)에 장착되어 있다. 홀더(333b)는 칸막이 벽부(29)에 장착되어 있다. 홀더(333b)는 미러(333a)의 방향의 조정이 가능해지도록 미러(333a)를 유지하고 있다. 제2 스티어링 미러(333)는 반사 부재(332)에서 반사된 레이저광(L1)을 제6 벽부(26)측으로 반사한다. The
일례로서, 각 홀더(331b, 333b)에 대해서는, 제2 벽부(22)에 형성된 뚜껑 부착의 개구(도시 생략)를 통해서 공구의 액세스가 가능하다. 이것에 의해, 후술하는 관찰부(17)에 의해서 취득되는 화상 등을 보면서 공구를 조작함으로써, 집광부(14)에 입사되는 레이저광(L1)의 광축이 집광부(14)의 광축과 일치하도록, 각 미러(331a, 333a)의 방향을 조정할 수 있다. As an example, with respect to each
레이저광 조정부(13)는 빔 익스팬더(34)와, 반사부(제2 반사부)(35)를 더 가지고 있다. 광축 조정부(33), 빔 익스팬더(34) 및 반사부(35)는, Z방향을 따라서 연장되어 있는 제2 직선(A2) 상에 배치되어 있다. 빔 익스팬더(34)는 광축 조정부(33)에서 반사된 레이저광(L1)의 지름을 확대한다. 반사부(35)는 빔 익스팬더(34)에서 지름이 확대된 레이저광(L1)을 제1 벽부(21)측 또한 제5 벽부(25)측으로 반사한다. 반사부(35)는, 예를 들면, 미러 또는 프리즘이다. The laser
레이저광 조정부(13)는 반사형 공간 광 변조기(36)와. 결상 광학계(37)를 더 가지고 있다. 반사형 공간 광 변조기(36), 결상 광학계(37) 및 집광부(14)는, Z방향을 따라서 연장되어 있는 제3 직선(A3) 상에 배치되어 있다. 반사형 공간 광 변조기(36)는 반사부(35)에서 반사된 레이저광(L1)을 변조하면서 제6 벽부(26)측으로 반사한다. 반사형 공간 광 변조기(36)는, 예를 들면, 반사형 액정(LCOS:Liquid Crystalon Silicon)의 공간 광 변조기(SLM:Spatial Light Modulator)이다. 결상 광학계(37)는 반사형 공간 광 변조기(36)의 반사면(36a)과 집광부(14)의 입사 동면(14a)이 결상 관계에 있는 양측 텔레센트릭 광학계를 구성하고 있다. 결상 광학계(37)는 3개 이상의 렌즈에 의해서 구성되어 있다. The laser
제1 직선(A1), 제2 직선(A2) 및 제3 직선(A3)은, Y방향에 수직인 평면 상에 위치하고 있다. 제2 직선(A2)은 제3 직선(A3)에 대해서 제2 벽부(22)측에 위치하고 있다. 레이저 가공 헤드(10A)에서는, Z방향을 따라서 입사부(12)로부터 하우징(11) 내에 입사된 레이저광(L1)은, 반사부(31)에서 반사되어, 제1 직선(A1) 상을 진행한다. 제1 직선(A1) 상을 진행한 레이저광(L1)은, 광축 조정부(33)에서 반사되어, 제2 직선(A2) 상을 진행한다. 제2 직선(A2) 상을 진행한 레이저광(L1)은, 반사부(35) 및 반사형 공간 광 변조기(36)에서 차례로 반사되어, 제3 직선(A3) 상을 진행한다. 제3 직선(A3) 상을 진행한 레이저광(L1)은, Z방향을 따라서 집광부(14)로부터 하우징(11) 밖으로 출사된다. The 1st straight line A1, the 2nd straight line A2, and the 3rd straight line A3 are located on the plane perpendicular|vertical to the Y direction. The second straight line A2 is located on the side of the
레이저 가공 헤드(10A)는 다이클로익 미러(15)와, 측정부(16)와, 관찰부(17)와, 구동부(18)와, 회로부(19)를 더 구비하고 있다. The
다이클로익 미러(15)는, 제3 직선(A3) 상에 있어서, 결상 광학계(37)와 집광부(14)와의 사이에 배치되어 있다. 즉, 다이클로익 미러(15)는, 하우징(11) 내에 있어서, 레이저광 조정부(13)와 집광부(14)와의 사이에 배치되어 있다. 다이클로익 미러(15)는, 제4 벽부(24)측에 있어서 칸막이 벽부(29)에 장착되어 있다. 다이클로익 미러(15)는 레이저광(L1)을 투과시킨다. 다이클로익 미러(15)는 비점수차를 억제하는 관점에서는, 예를 들면, 큐브형, 또는, 비틀림의 관계를 가지도록 배치된 2개의 플레이트형이 바람직하다. The
측정부(16)는, 하우징(11) 내에 있어서, 제3 직선(A3)에 대해서 제1 벽부(21)측에 배치되어 있다. 즉, 측정부(16)는, X방향에 있어서는, 집광부(14)에 대해서 제1 벽부(21)측에 배치되어 있다. 측정부(16)는, 제4 벽부(24)측에 있어서 칸막이 벽부(29)에 장착되어 있다. 측정부(16)는 대상물(100)의 표면(예를 들면, 레이저광(L1)이 입사되는 측의 표면)과 집광부(14)와의 거리를 측정하기 위한 측정광(L10)을 출력하고, 집광부(14)를 거쳐, 대상물(100)의 표면에서 반사된 측정광(L10)을 검출한다. 즉, 측정부(16)로부터 출력된 측정광(L10)은, 집광부(14)를 거쳐 대상물(100)의 표면에 조사되고, 대상물(100)의 표면에서 반사된 측정광(L10)은, 집광부(14)를 거쳐 측정부(16)에서 검출된다. The
보다 구체적으로는, 측정부(16)로부터 출력된 측정광(L10)은, 제4 벽부(24)측에 있어서 칸막이 벽부(29)에 장착된 빔 스플리터(20), 및 다이클로익 미러(15)에서 차례로 반사되어, 집광부(14)로부터 하우징(11) 밖으로 출사된다. 대상물(100)의 표면에서 반사된 측정광(L10)은, 집광부(14)로부터 하우징(11) 내에 입사되어 다이클로익 미러(15) 및 빔 스플리터(20)에서 차례로 반사되고, 측정부(16)에 입사되어, 측정부(16)에서 검출된다. More specifically, the measurement light L10 output from the
관찰부(17)는, 하우징(11) 내에 있어서, 제3 직선(A3)에 대해서 제1 벽부(21)측에 배치되어 있다. 즉, 관찰부(17)는, X방향에 있어서는, 집광부(14)에 대해서 제1 벽부(21)측에 배치되어 있다. 관찰부(17)는, 제4 벽부(24)측에 있어서 칸막이 벽부(29)에 장착되어 있다. 관찰부(17)는, 대상물(100)의 표면(예를 들면, 레이저광(L1)이 입사되는 측의 표면)을 관찰하기 위한 관찰광(L20)을 출력하고, 집광부(14)를 거쳐, 대상물(100)의 표면에서 반사된 관찰광(L20)을 검출한다. 즉, 관찰부(17)로부터 출력된 관찰광(L20)은, 집광부(14)를 거쳐 대상물(100)의 표면에 조사되고, 대상물(100)의 표면에서 반사된 관찰광(L20)은, 집광부(14)를 거쳐 관찰부(17)에서 검출된다. The
보다 구체적으로는, 관찰부(17)로부터 출력된 관찰광(L20)은, 빔 스플리터(20)를 투과하여 다이클로익 미러(15)에서 반사되어, 집광부(14)로부터 하우징(11) 밖으로 출사된다. 대상물(100)의 표면에서 반사된 관찰광(L20)은, 집광부(14)로부터 하우징(11) 내에 입사되고 다이클로익 미러(15)에서 반사되어, 빔 스플리터(20)를 투과하여 관찰부(17)에 입사되어, 관찰부(17)에서 검출된다. 또한, 레이저광(L1), 측정광(L10) 및 관찰광(L20) 각각의 파장은, 서로 다르다(적어도 각각의 중심 파장이 서로 어긋나 있다). More specifically, the observation light L20 output from the
구동부(18)는, 제4 벽부(24)측에 있어서 칸막이 벽부(29)에 장착되어 있다. 구동부(18)는, 예를 들면 압전 소자의 구동력에 의해서, 제6 벽부(26)에 배치된 집광부(14)를 Z방향을 따라서 이동시킨다. The
회로부(19)는, 하우징(11) 내에 있어서, 칸막이 벽부(29)에 대해서 제3 벽부(23)측에 배치되어 있다. 즉, 회로부(19)는, 하우징(11) 내에 있어서, 레이저광 조정부(13), 측정부(16) 및 관찰부(17)에 대해서 제3 벽부(23)측에 배치되어 있다. 회로부(19)는 칸막이 벽부(29)로부터 이간되어 있다. 회로부(19)는, 예를 들면, 복수의 회로 기판이다. 회로부(19)는 측정부(16)로부터 출력된 신호, 및 반사형 공간 광 변조기(36)에 입력하는 신호를 처리한다. 회로부(19)는 측정부(16)로부터 출력된 신호에 기초하여 구동부(18)를 제어한다. 일례로서, 회로부(19)는 측정부(16)로부터 출력된 신호에 기초하여, 대상물(100)의 표면과 집광부(14)와의 거리가 일정하게 유지되도록(즉, 대상물(100)의 표면과 레이저광(L1)의 집광점과의 거리가 일정하게 유지되도록), 구동부(18)를 제어한다. The
또한, 칸막이 벽부(29)에는, 측정부(16), 관찰부(17), 구동부(18) 및 반사형 공간 광 변조기(36) 각각과 회로부(19)를 전기적으로 접속하기 위한 배선이 통과하는 절결(切欠), 구멍 등(도시 생략)이 형성되어 있다. 또, 하우징(11)에는, 회로부(19)와 제어부(9)(도 1 참조)를 전기적으로 접속하기 위한 배선 등이 접속되는 커넥터(도시 생략)가 마련되어 있다. In addition, in the
레이저 가공 헤드(10B)는, 레이저 가공 헤드(10A)와 마찬가지로, 하우징(11)과, 입사부(12)와, 레이저광 조정부(13)와, 집광부(14)와, 다이클로익 미러(15)와, 측정부(16)와, 관찰부(17)와, 구동부(18)와, 회로부(19)를 구비하고 있다. 다만, 레이저 가공 헤드(10B)의 각 구성은, 도 2에 나타내지는 것처럼, 1쌍의 장착부(65, 66) 간의 중점을 통과하고 또한 Y방향에 수직인 가상 평면에 관해서, 레이저 가공 헤드(10A)의 각 구성과 면대칭의 관계를 가지도록, 배치되어 있다. Like the
예를 들면, 레이저 가공 헤드(10A)의 하우징(제1 하우징)(11)은, 제4 벽부(24)가 제3 벽부(23)에 대해서 레이저 가공 헤드(10B)측에 위치하고 또한 제6 벽부(26)가 제5 벽부(25)에 대해서 지지부(7)측에 위치하도록, 장착부(65)에 장착되어 있다. 이것에 대해, 레이저 가공 헤드(10B)의 하우징(제2 하우징)(11)은, 제4 벽부(24)가 제3 벽부(23)에 대해서 레이저 가공 헤드(10A)측에 위치하고 또한 제6 벽부(26)가 제5 벽부(25)에 대해서 지지부(7)측에 위치하도록, 장착부(66)에 장착되어 있다. For example, in the housing (first housing) 11 of the
레이저 가공 헤드(10B)의 하우징(11)은, 제3 벽부(23)가 장착부(66)측에 배치된 상태에서 하우징(11)이 장착부(66)에 장착되도록, 구성되어 있다. 구체적으로는, 다음과 같다. 장착부(66)는 베이스 플레이트(66a)와, 장착 플레이트(66b)를 가지고 있다. 베이스 플레이트(66a)는 이동부(63)에 마련된 레일에 장착되어 있다. 장착 플레이트(66b)는 베이스 플레이트(66a)에 있어서의 레이저 가공 헤드(10A)측의 단부에 입설되어 있다. 레이저 가공 헤드(10B)의 하우징(11)은, 제3 벽부(23)가 장착 플레이트(66b)에 접촉한 상태에서, 장착부(66)에 장착되어 있다. 레이저 가공 헤드(10B)의 하우징(11)은, 장착부(66)에 대해서 착탈 가능하다. The
[작용 및 효과][action and effect]
레이저 가공 헤드(10A)에서는, 입사부(12)로부터 집광부(14)에 이르는 레이저광(L1)의 광로 상에, 입사부(12)로부터 입사된 레이저광(L1)의 광축을 조정하기 위한 광축 조정부(33)가 배치되어 있다. 이것에 의해, 예를 들면, 메인터넌스 등을 위해서 광 파이버(2)의 출사단부(2a)를 하우징(11)으로부터 분리시키고, 재차, 광 파이버(2)의 출사단부(2a)를 입사부(12)에 접속했을 때에, 집광부(14)에 입사되는 레이저광(L1)의 광축을 집광부(14)의 광축과 일치시킬 수 있다. 또, 입사부(12)가, X방향에 있어서 하우징(11)의 제1 벽부(21)측으로 치우져 있고, 집광부(14)가, X방향에 있어서 하우징(11)의 제2 벽부(22)측으로 치우져 있다. 이것에 의해, 입사부(12)로부터 광축 조정부(33)에 이르는 레이저광(L1)의 광로가 길어지는 것을 억제할 수 있고, 그 결과로서, 집광부(14)에 입사되는 레이저광(L1)의 광축이 집광부(14)의 광축으로부터 어긋나는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 레이저 가공 헤드(10A)에 의하면, 레이저광(L1)을 정밀도 좋게 집광할 수 있다. In the
또, 레이저 가공 헤드(10A)에서는, 입사부(12)가 하우징(11)의 제5 벽부(25)에 배치되어 있고, 레이저광 조정부(13)에 있어서, 광축 조정부(33)가 반사부(31) 및 어테뉴에이터(32)의 후단(레이저광(L1)의 진행 방향에 있어서의 하류측), 또한 빔 익스팬더(34), 반사부(35), 반사형 공간 광 변조기(36) 및 결상 광학계(37)의 전단(前段)(레이저광(L1)의 진행 방향에 있어서의 상류측)에, 배치되어 있다. 빔 익스팬더(34), 반사부(35), 반사형 공간 광 변조기(36) 및 결상 광학계(37)의 전단(레이저광(L1)의 진행 방향에 있어서의 상류측)에 배치되어 있다. 이것에 의해, 레이저광(L1)의 성형에 관한 구성인 「빔 익스팬더(34), 반사부(35), 반사형 공간 광 변조기(36), 결상 광학계(37) 및 집광부(14)」에 입사되는 레이저광(L1)의 광축을 조정할 수 있기 때문에, 레이저광(L1)을 보다 정밀도 좋게 집광할 수 있다. 또, 입사부(12)가 제5 벽부(25)에 배치되어 있고, 레이저광 조정부(13)에 있어서, 어테뉴에이터(32)가 반사부(31)와 광축 조정부(33)와의 사이에 배치되어 있다. 이것에 의해, 어테뉴에이터(32)의 적용에 의한 하우징(11)의 대형화를 억제할 수 있다. In addition, in the
또, 레이저 가공 헤드(10A)에서는, 레이저광(L1)을 출력하는 광원이 하우징(11) 내에 마련되어 있지 않기 때문에, 하우징(11)의 소형화를 도모할 수 있다. 또한, 하우징(11)에 있어서, 제3 벽부(23)와 제4 벽부(24)와의 거리가 제1 벽부(21)와 제2 벽부(22)와의 거리보다도 작고, 제6 벽부(26)에 배치된 집광부(14)가, Y방향에 있어서 제4 벽부(24)측으로 치우져 있다. 이것에 의해, 제3 벽부(23) 및 제4 벽부(24)가 서로 대향하는 Y방향을 따라서 하우징(11)을 이동시키는 경우에, 예를 들면, 제4 벽부(24)측에 다른 구성(예를 들면, 레이저 가공 헤드(10B))이 존재했다고 해도, 해당 다른 구성에 집광부(14)를 접근시킬 수 있다. 또, 제3 벽부(23)와 제4 벽부(24)와의 거리가 제1 벽부(21)와 제2 벽부(22)와의 거리보다도 작기 때문에, 제3 벽부(23) 및 제4 벽부(24)가 서로 대향하는 Y방향을 따라서 하우징(11)을 이동시키는 경우에, 하우징(11)이 점유하는 공간을 작게 할 수 있다. 또한, 입사부(12) 및 집광부(14)가 Y방향에 있어서 제4 벽부(24)측으로 치우져 있기 때문에, 하우징(11) 내의 영역 중 레이저광 조정부(13)에 대해서 제3 벽부(23)측의 영역에 다른 구성(예를 들면, 회로부(19))을 배치하는 등, 해당 영역을 유효하게 이용할 수 있다. Moreover, in the
또, 레이저 가공 헤드(10A)에서는, 회로부(19)가, 하우징(11) 내에 있어서, 레이저광 조정부(13)에 대해서 제3 벽부(23)측에 배치되어 있다. 이것에 의해, 하우징(11) 내의 영역 중 레이저광 조정부(13)에 대해서 제3 벽부(23)측의 영역을 유효하게 이용할 수 있다. Moreover, in the
또, 레이저 가공 헤드(10A)에서는, 레이저광 조정부(13)가, 하우징(11) 내에 있어서, 칸막이 벽부(29)에 대해서 제4 벽부(24)측에 배치되어 있고, 회로부(19)가, 하우징(11) 내에 있어서, 칸막이 벽부(29)에 대해서 제3 벽부(23)측에 배치되어 있다. 이것에 의해, 회로부(19)에서 발생하는 열이 레이저광 조정부(13)에 전해지기 어려워지기 때문에, 회로부(19)에서 발생하는 열에 의해서 레이저광 조정부(13)에 변형이 생기는 것을 억제할 수 있어, 레이저광(L1)을 적절히 조정할 수 있다. 또한, 예를 들면 공냉 또는 수냉 등에 의해서, 하우징(11) 내의 영역 중 제3 벽부(23)측의 영역에 있어서 회로부(19)를 효율 좋게 냉각할 수 있다. In addition, in the
또, 레이저 가공 헤드(10A)에서는, 레이저광 조정부(13)가 칸막이 벽부(29)에 장착되어 있다. 이것에 의해, 레이저광 조정부(13)를 하우징(11) 내에 있어서 확실하게 또한 안정적으로 지지할 수 있다. Moreover, in the
또, 레이저 가공 헤드(10A)에서는, 회로부(19)가 칸막이 벽부(29)로부터 이간되어 있다. 이것에 의해, 회로부(19)에서 발생하는 열이 칸막이 벽부(29)를 통해서 레이저광 조정부(13)에 전해지는 것을 보다 확실하게 억제할 수 있다.Moreover, in the
또, 레이저 가공 헤드(10A)에서는, 측정부(16) 및 관찰부(17)가, 하우징(11) 내의 영역 중 집광부(14)에 대해서 제1 벽부(21)측의 영역에 배치되어 있고, 회로부(19)가, 하우징(11) 내의 영역 중 레이저광 조정부(13)에 대해서 제3 벽부(23)측에 배치되어 있고, 다이클로익 미러(15)가, 하우징(11) 내에 있어서 레이저광 조정부(13)와 집광부(14)와의 사이에 배치되어 있다. 이것에 의해, 하우징(11) 내의 영역을 유효하게 이용할 수 있다. 또한, 레이저 가공 장치(1)에 있어서, 대상물(100)의 표면과 집광부(14)와의 거리의 측정 결과에 기초한 가공이 가능해진다. 또, 레이저 가공 장치(1)에 있어서, 대상물(100)의 표면의 관찰 결과에 기초한 가공이 가능해진다. In addition, in the
또, 레이저 가공 헤드(10A)에서는, 회로부(19)가 측정부(16)로부터 출력된 신호에 기초하여 구동부(18)를 제어한다. 이것에 의해, 대상물(100)의 표면과 집광부(14)와의 거리의 측정 결과에 기초하여 레이저광(L1)의 집광점의 위치를 조정할 수 있다. Moreover, in the
이상의 작용 및 효과는, 레이저 가공 헤드(10B)에 의해서도 마찬가지로 달성된다. The above actions and effects are similarly achieved by the
또, 레이저 가공 장치(1)에서는, 각 레이저 가공 헤드(10A, 10B)에 의해서 레이저광(L1)이 정밀도 좋게 집광되기 때문에, 대상물(100)을 효율 좋게 또한 정밀도 좋게 가공할 수 있다. In addition, in the
또, 레이저 가공 장치(1)에서는, 1쌍의 장착부(65, 66) 각각이, Y방향 및 Z방향 각각을 따라 이동한다. 이것에 의해, 대상물(100)을 보다 효율 좋게 가공할 수 있다. Moreover, in the
또, 레이저 가공 장치(1)에서는, 지지부(7)가, X방향 및 Y방향 각각을 따라 이동하여, Z방향에 평행한 축선을 중심선으로 하여 회전한다. 이것에 의해, 대상물(100)을 보다 효율 좋게 가공할 수 있다. Moreover, in the
[변형예][Modified example]
본 개시는, 상술한 실시 형태로 한정되지 않는다. 예를 들면, 레이저 가공 헤드(10A)에서는, 도 6에 나타내지는 것처럼, 입사부(12)가 하우징(11)의 제1 벽부(21)에 배치되어 있고, 레이저광 조정부(13)에 있어서, 광축 조정부(33)가 어테뉴에이터(32)의 후단, 또한 빔 익스팬더(34), 반사부(35), 반사형 공간 광 변조기(36) 및 결상 광학계(37)의 전단에, 배치되어 있어도 된다. 도 6에 나타내지는 레이저 가공 헤드(10A)에서는, 입사부(12), 어테뉴에이터(32) 및 광축 조정부(33)(구체적으로는, 광축 조정부(33)의 제1 스티어링 미러(331))가, 제1 직선(A1) 상에 배치되어 있다(그 외는, 도 5에 나타내지는 레이저 가공 헤드(10A)와 동일하다). 도 6에 나타내지는 레이저 가공 헤드(10A)에서는, 어테뉴에이터(32)가 입사부(12)로부터 입사된 레이저광(L1)의 출력을 조정한다. 이것에 의하면, 레이저광(L1)의 성형에 관한 구성인 「빔 익스팬더(34), 반사부(35), 반사형 공간 광 변조기(36), 결상 광학계(37) 및 집광부(14)」에 입사되는 레이저광(L1)의 광축을 조정할 수 있기 때문에, 레이저광(L1)을 보다 정밀도 좋게 집광할 수 있다. 또, 입사부(12)와 광축 조정부(33)와의 사이에 어테뉴에이터(32)가 배치되어 있기 때문에, 어테뉴에이터(32)의 적용에 의한 하우징(11)의 대형화를 억제할 수 있다. 또한, 레이저 가공 장치(1)의 저배화(低背化)를 도모할 수 있다. 이상의 구성은, 레이저 가공 헤드(10B)에도 적용 가능하다. This indication is not limited to the above-mentioned embodiment. For example, in the
또, 레이저 가공 헤드(10A)에서는, 도 7에 나타내지는 것처럼, 입사부(12)가 하우징(11)의 제5 벽부(25)에 배치되어 있고, 레이저광 조정부(13)에 있어서, 광축 조정부(33)가 어테뉴에이터(32), 반사부(31), 빔 익스팬더(34), 반사부(35), 반사형 공간 광 변조기(36) 및 결상 광학계(37)의 전단에, 배치되어 있어도 된다. 도 7에 나타내지는 레이저 가공 헤드(10A)에서는, 광축 조정부(33)(구체적으로는, 광축 조정부(33)의 제2 스티어링 미러(333)), 어테뉴에이터(32) 및 반사부(31)가, 제1 직선(A1) 상에 배치되어 있고, 광축 조정부(33)(구체적으로는, 광축 조정부(33)의 제1 스티어링 미러(331))가 Z방향에 있어서 입사부(12)와 대향하고 있으며, 반사부(31)가 Z방향에 있어서 빔 익스팬더(34)와 대향하고 있다(그 외는, 도 5에 나타내지는 레이저 가공 헤드(10A)와 동일하다). 도 7에 나타내지는 레이저 가공 헤드(10A)에서는, 광축 조정부(33)가 입사부(12)로부터 입사된 레이저광(L1)을 하우징(11)의 제2 벽부(22)측으로 반사하고, 어테뉴에이터(32)가 광축 조정부(33)에서 반사된 레이저광(L1)의 출력을 조정하고, 반사부(31)가 어테뉴에이터(32)에 의해서 출력이 조정된 레이저광(L1)을 하우징(11)의 제6 벽부(26)측으로 반사하고, 빔 익스팬더(34)가 반사부(31)에서 반사된 레이저광(L1)의 지름을 확대한다. 이것에 의하면, 레이저광(L1)의 성형에 관한 구성인 「빔 익스팬더(34), 반사부(35), 반사형 공간 광 변조기(36), 결상 광학계(37) 및 집광부(14)」에 입사되는 레이저광(L1)의 광축을 조정할 수 있기 때문에, 레이저광(L1)을 보다 정밀도 좋게 집광할 수 있다. 또, 광축 조정부(33)과 반사부(31)와의 사이에 어테뉴에이터(32)가 배치되어 있기 때문에, 어테뉴에이터(32)의 적용에 의한 하우징(11)의 대형화를 억제할 수 있다. 이상의 구성은, 레이저 가공 헤드(10B)에도 적용 가능하다. In addition, in the
또, 도 5 및 도 6 각각에 나타내지는 레이저 가공 헤드(10A)에 있어서, 어테뉴에이터(32)는, 광축 조정부(33)와 빔 익스팬더(34)와의 사이에 배치되어 있어도 된다. 또, 도 7에 나타내지는 레이저 가공 헤드(10A)에 있어서, 어테뉴에이터(32)는 반사부(31)와 빔 익스팬더(34)와의 사이에 배치되어 있어도 된다. 또, 도 5, 도 6 및 도 7 각각에 나타내지는 레이저 가공 헤드(10A)에 있어서, 어테뉴에이터(32)는 빔 익스팬더(34)의 후단(예를 들면, 반사부(35)와 반사형 공간 광 변조기(36)와의 사이)에 배치되어 있어도 된다. 이상 각각의 구성은, 레이저 가공 헤드(10B)에도 적용 가능하다. In the
또, 광축 조정부(33)는 제1 스티어링 미러(331)와, 반사 부재(332)와, 제2 스티어링 미러(333)를 가지는 것으로 한정되지 않는다. 광축 조정부(33)는 입사부(12)로부터 입사된 레이저광(L1)의 광축을 조정하기 위한 구성을 가지고 있으면 된다. 일례로서, 광축 조정부(33)는, X방향을 따라서 제1 벽부(21)측으로부터 입사된 레이저광(L1)을 제1 벽부(21)측 또한 제5 벽부(25)측으로 반사하는 제1 스티어링 미러(331)와, 제1 스티어링 미러(331)에서 반사된 레이저광(L1)을 Z방향을 따라서 제6 벽부(26)측으로 반사하는 제2 스티어링 미러(333)를 가지는 것이어도 된다. 또, 제1 스티어링 미러(331) 및 제2 스티어링 미러(333) 각각은, 전동으로 동작하는 전동 미러여도 된다. 그 경우, 제1 스티어링 미러(331) 및 제2 스티어링 미러(333)는, 관찰부(17)에 의해서 취득된 화상에 기초하여 각 미러(331a, 333a)의 방향을 자동으로 조정하도록 구성되어 있어도 된다. In addition, the optical
또, 하우징(11)은 제1 벽부(21), 제2 벽부(22), 제3 벽부(23) 및 제5 벽부(25) 중 적어도 1개가 레이저 가공 장치(1)의 장착부(65)(또는 장착부(66))측에 배치된 상태에서 하우징(11)이 장착부(65)(또는 장착부(66))에 장착되도록, 구성되어 있으면 된다. In addition, in the
또, 회로부(19)는 측정부(16)로부터 출력된 신호, 및/또는, 반사형 공간 광 변조기(36)에 입력하는 신호를 처리하는 것으로 한정되지 않고, 레이저 가공 헤드에 있어서 어떠한 신호를 처리하는 것이면 된다. Further, the
또, 광원 유닛(8)은 1개의 광원을 가지는 것이어도 된다. 그 경우, 광원 유닛(8)은 1개의 광원으로부터 출력된 레이저광의 일부를 출사부(81a)로부터 출사하고 또한 해당 레이저광의 잔부를 출사부(82a)로부터 출사하도록, 구성되어 있으면 된다. Also, the
또, 레이저 가공 장치(1)는 단일의 레이저 가공 헤드(10A)를 구비하는 것으로서, 해당 단일의 레이저 가공 헤드(10A)의 하우징(11)이 장착된 장착부(65)가, 적어도 Y방향을 따라서 이동하는 것이어도 된다. 그 경우에도, 레이저 가공 헤드(10A)에 의해서 레이저광(L1)이 정밀도 좋게 집광되기 때문에, 대상물(100)을 정밀도 좋게 가공할 수 있다. 또, 단일의 레이저 가공 헤드(10A)를 구비하는 레이저 가공 장치(1)에 있어서, 장착부(65)가 Z방향을 따라서 이동하면, 대상물(100)을 효율 좋게 가공할 수 있다. 또, 단일의 레이저 가공 헤드(10A)를 구비하는 레이저 가공 장치(1)에 있어서, 지지부(7)가, X방향을 따라서 이동하고, Z방향에 평행한 축선을 중심선으로 하여 회전하면, 대상물(100)을 효율 좋게 가공할 수 있다. In addition, the
또, 레이저 가공 장치(1)는, 3개 이상의 레이저 가공 헤드를 구비하는 것이어도 된다. 도 8은 2대의 레이저 가공 헤드를 구비하는 레이저 가공 장치(1)의 사시도이다. 도 8에 나타내지는 레이저 가공 장치(1)는, 복수의 이동 기구(200, 300, 400)와, 지지부(7)와, 1쌍의 레이저 가공 헤드(10A, 10B)와, 1쌍의 레이저 가공 헤드(10C, 10D)와, 광원 유닛(도시 생략)을 구비하고 있다. Moreover, the
이동 기구(200)는 X방향, Y방향 및 Z방향 각각의 방향을 따라서 지지부(7)를 이동시키고, Z방향에 평행한 축선을 중심선으로 하여 지지부(7)를 회전시킨다. The moving
이동 기구(300)는 고정부(301)와, 1쌍의 장착부(제1 장착부, 제2 장착부)(305, 306)를 가지고 있다. 고정부(301)는 장치 프레임(도시 생략)에 장착되어 있다. 1쌍의 장착부(305, 306) 각각은, 고정부(301)에 마련된 레일에 장착되어 있고, 각각이 독립하여, Y방향을 따라서 이동할 수 있다. The moving
이동 기구(400)는 고정부(401)와, 1쌍의 장착부(제1 장착부, 제2 장착부)(405, 406)를 가지고 있다. 고정부(401)는 장치 프레임(도시 생략)에 장착되어 있다. 1쌍의 장착부(405, 406) 각각은, 고정부(401)에 마련된 레일에 장착되어 있고, 각각이 독립하여, X방향을 따라서 이동할 수 있다. 또한, 고정부(401)의 레일은, 고정부(301)의 레일과 입체적으로 교차하도록 배치되어 있다. The moving
레이저 가공 헤드(10A)는 이동 기구(300)의 장착부(305)에 장착되어 있다. 레이저 가공 헤드(10A)는, Z방향에 있어서 지지부(7)와 대향한 상태에서, 지지부(7)에 지지된 대상물(100)에 레이저광을 조사한다. 레이저 가공 헤드(10A)로부터 출사되는 레이저광은, 광원 유닛(도시 생략)으로부터 광 파이버(2)에 의해서 도광된다. 레이저 가공 헤드(10B)는 이동 기구(300)의 장착부(306)에 장착되어 있다. 레이저 가공 헤드(10B)는, Z방향에 있어서 지지부(7)와 대향한 상태에서, 지지부(7)에 지지된 대상물(100)에 레이저광을 조사한다. 레이저 가공 헤드(10B)로부터 출사되는 레이저광은, 광원 유닛(도시 생략)으로부터 광 파이버(2)에 의해서 도광된다. The
레이저 가공 헤드(10C)는 이동 기구(400)의 장착부(405)에 장착되어 있다. 레이저 가공 헤드(10C)는, Z방향에 있어서 지지부(7)와 대향한 상태에서, 지지부(7)에 지지된 대상물(100)에 레이저광을 조사한다. 레이저 가공 헤드(10C)로부터 출사되는 레이저광은, 광원 유닛(도시 생략)으로부터 광 파이버(2)에 의해서 도광된다. 레이저 가공 헤드(10D)는 이동 기구(400)의 장착부(406)에 장착되어 있다. 레이저 가공 헤드(10D)는, Z방향에 있어서 지지부(7)와 대향한 상태에서, 지지부(7)에 지지된 대상물(100)에 레이저광을 조사한다. 레이저 가공 헤드(10D)로부터 출사되는 레이저광은, 광원 유닛(도시 생략)으로부터 광 파이버(2)에 의해서 도광된다. The
도 8에 나타내지는 레이저 가공 장치(1)에 있어서의 1쌍의 레이저 가공 헤드(10A, 10B)의 구성은, 도 1에 나타내지는 레이저 가공 장치(1)에 있어서의 1쌍의 레이저 가공 헤드(10A, 10B)의 구성과 마찬가지이다. 도 8에 나타내지는 레이저 가공 장치(1)에 있어서의 1쌍의 레이저 가공 헤드(10C, 10D)의 구성은, 도 1에 나타내지는 레이저 가공 장치(1)에 있어서의 1쌍의 레이저 가공 헤드(10A, 10B)를 Z방향에 평행한 축선을 중심선으로 하여 90도 회전했을 경우의 1쌍의 레이저 가공 헤드(10A, 10B)의 구성과 마찬가지이다. The configuration of a pair of laser processing heads 10A and 10B in the
예를 들면, 레이저 가공 헤드(10C)의 하우징(제1 하우징)(11)은, 제4 벽부(24)가 제3 벽부(23)에 대해서 레이저 가공 헤드(10D)측에 위치하고 또한 제6 벽부(26)가 제5 벽부(25)에 대해서 지지부(7)측에 위치하도록, 장착부(65)에 장착되어 있다. 또, 레이저 가공 헤드(10D)의 하우징(제2 하우징)(11)은, 제4 벽부(24)가 제3 벽부(23)에 대해서 레이저 가공 헤드(10C)측에 위치하고 또한 제6 벽부(26)가 제5 벽부(25)에 대해서 지지부(7)측에 위치하도록, 장착부(66)에 장착되어 있다. For example, in the housing (first housing) 11 of the
또, 본 개시의 레이저 가공 헤드 및 레이저 가공 장치는, 대상물(100)의 내부에 개질 영역을 형성하기 위한 것으로 한정되지 않고, 다른 레이저 가공을 실시하기 위한 것이어도 된다. In addition, the laser processing head and laser processing apparatus of the present disclosure are not limited to those for forming a modified region inside the
마지막으로, 레이저 가공 장치(1)의 동작의 예에 대해 설명한다. 레이저 가공 장치(1)의 동작의 일례는, 다음과 같다. 대상물(100)에는, X방향으로 연장됨과 아울러 Y방향으로 배열된 복수의 라인이 설정되어 있는 것으로 한다. 그러한 상태에 있어서, 제어부(9)가, 하나의 라인에 대해서 레이저광(L1)을 X방향으로 스캔하는 제1 스캔 처리와, 다른 라인에 대해서 레이저광(L2)을 X방향으로 스캔하는 제2 스캔 처리를, 적어도 일부의 시간에 있어서 중복하도록 실행한다. 특히, 제어부(9)는 대상물(100)의 Y방향의 일방의 단부에 위치하는 라인에서부터 Y방향의 내측 라인을 향해서 차례로 제1 스캔 처리를 실행하면서, 대상물(100)의 Y방향의 타방의 단부에 위치하는 라인에서부터 Y방향의 내측 라인을 향해서 차례로 제2 스캔 처리를 실행할 수 있다. 이것에 의해, 쓰루풋의 향상이 도모된다. Finally, an example of the operation of the
레이저 가공 장치(1)의 동작의 일례는, 다음과 같다. 레이저 가공 장치(1)에 있어서는, 제어부(9)가, 레이저 가공 헤드(10A, 10B)가 하나의 라인 상에 배열된 제1 상태에 있어서, 레이저광(L1)의 집광점을 Z방향에 있어서의 제1 위치에 위치시키면서 레이저광(L1)을 해당 하나의 라인에 대해서 X방향으로 스캔하는 제1 스캔 처리와, 제1 상태에 있어서, 레이저광(L2)의 집광점을 Z방향에 있어서의 제2 위치(제1 위치보다도 입사면측의 위치)에 위치시키면서 레이저광(L2)을 해당 하나의 라인에 대해서 X방향으로 스캔하는 제2 스캔 처리를 실행한다. 이 때, 제어부(9)는 레이저광(L2)의 집광점을 레이저광(L1)의 집광점보다도 소정 거리 이상 X방향과 반대 방향으로 이간된 위치로 하면서, 제1 스캔 처리 및 제2 스캔 처리를 실행한다. 소정 거리는, 예를 들면 300μm이다. 이것에 의해, 쓰루풋을 향상하면서, 개질 영역으로부터 균열을 충분히 진전시킬 수 있다. An example of the operation of the
레이저 가공 장치(1)의 동작의 일례는, 다음과 같다. 제어부(9)가, 하나의 라인에 대해서 레이저광(L1)을 X방향으로 스캔하는 제1 스캔 처리와, 다른 라인에 대해서 레이저광(L2)을 X방향으로 스캔하는 제2 스캔 처리를, 적어도 일부의 시간에 있어서 중복하도록 실행함과 아울러, 제2 스캔 처리만을 실행하고 있을 때에, 가공이 완료된 라인을 포함하는 대상물(100)의 영역을, 레이저 가공 헤드(10A)와 함께 가동이 되는 촬상 유닛에 의해 촬상하는 촬상 처리를 실행한다. 촬상 처리에 있어서는, 대상물(100)을 투과하는 광(예를 들면 근적외 영역의 광)이 이용된다. 이것에 의해, 제1 스캔 처리가 행해지지 않는 시간을 이용하여, 비파괴로 레이저 가공의 성공 여부를 확인할 수 있다. An example of the operation of the
레이저 가공 장치(1)의 동작의 일례는, 다음과 같다. 레이저 가공 장치(1)는, 대상물(100)에 있어서 일부분을 박리하는 박리 가공을 실시한다. 예를 들면 박리 가공에서는, 지지부(7)를 회전하면서, 레이저 가공 헤드(10A, 10B)로부터 레이저광(L1, L2)을 각각 조사함과 아울러, 해당 레이저광(L1, L2)의 집광점 각각의 수평 방향에 있어서의 이동을 제어하는 것에 의해, 대상물(100)의 내부에 있어서 가상면을 따라서 개질 영역을 형성한다. 그 결과, 가상면에 걸치는 해당 개질 영역을 경계로 하여, 대상물(100)의 일부를 박리 가능해진다. An example of the operation of the
레이저 가공 장치(1)의 동작의 일례는, 다음과 같다. 레이저 가공 장치(1)는, 대상물(100)에 있어서 불요 부분을 제거하는 트리밍 가공을 실시한다. 예를 들면 트리밍 가공에서는, 지지부(7)를 회전하면서, 대상물(100)에 있어서의 유효 영역의 둘레 가장자리를 따른 위치에 집광점을 위치시킨 상태에서, 지지부(7)의 회전 정보에 기초하여 레이저 가공 헤드(10A, 10B)에 있어서의 레이저광(L1, L2)의 조사의 개시 및 정지를 제어하는 것에 의해, 대상물(100)에 있어서의 유효 영역의 둘레 가장자리를 따라서 개질 영역을 형성한다. 그 결과, 예를 들면 지그 또는 에어에 의해, 해당 개질 영역을 경계로 하여 불요 부분을 제거 가능해진다. An example of the operation of the
레이저 가공 장치(1)의 동작의 일례는, 다음과 같다. 표면측에 기능 소자층을 가지는 대상물(100)에 대해서, 대상물(100)의 이면으로부터, 라인을 따라서 레이저광(L1)을 기능 소자층에 조사하고, 라인을 따라서 약화 영역을 기능 소자층에 형성한다. 대상물(100)의 이면으로부터, 라인을 따라서, 레이저광(L1)에 대해서 후행하도록, 레이저광(L1)의 펄스폭보다도 짧은 펄스폭의 레이저광(L2)을 대상물(100)의 내부에 조사한다. 레이저광(L2)의 조사에 의해, 해당 약화 영역을 이용하여, 대상물(100)의 표면에 이르는 균열이 라인을 따라서 확실히 형성된다. An example of the operation of the
상술한 실시 형태에 있어서의 각 구성에는, 상술한 재료 및 형상으로 한정되지 않고, 다양한 재료 및 형상을 적용할 수 있다. 또, 상술한 하나의 실시 형태 또는 변형예에 있어서의 각 구성은, 다른 실시 형태 또는 변형예에 있어서의 각 구성에 임의로 적용할 수 있다. It is not limited to the material and shape mentioned above, and various materials and shapes can be applied to each structure in the above-mentioned embodiment. In addition, each configuration in one embodiment or modification described above can be arbitrarily applied to each configuration in another embodiment or modification.
1…레이저 가공 장치
7…지지부
8…광원 유닛
10A, 10B, 10C, 10D: 레이저 가공 헤드(제1 레이저 가공 헤드, 제2 레이저 가공 헤드)
11…하우징(제1 하우징, 제2 하우징)
12…입사부
13…레이저광 조정부
14…집광부
14a…입사 동면
15…다이클로익 미러
16…측정부
17…관찰부
18…구동부
19…회로부
21…제1 벽부
22…제2 벽부
23…제3 벽부
24…제4 벽부
25…제5 벽부
26…제6 벽부
29…칸막이 벽부
31…반사부(제1 반사부)
32…어테뉴에이터
33…광축 조정부
34…빔 익스팬더
35)…반사부(제2 반사부)
36…반사형 공간 광 변조기
36a…반사면
37…결상 광학계
65, 66, 305, 306, 405, 406…장착부(제1 장착부, 제2 장착부)One…
8…
11... housing (first housing, second housing) 12 . . . entrance department
13... laser
14a... 15… dichroic mirror
16... measuring
18... driving
21...
23...
25...
29...
32...
34... Beam expander 35)... Reflector (second reflector)
36... reflective spatial
37... imaging optics
65, 66, 305, 306, 405, 406... Mounting part (first attaching part, second attaching part)
Claims (19)
상기 제1 벽부 또는 상기 제5 벽부에 배치되어, 상기 하우징 내로 레이저광을 입사시키는 입사부와,
상기 하우징 내에 배치되어, 상기 입사부로부터 입사된 상기 레이저광을 조정하는 레이저광 조정부와,
상기 제6 벽부에 배치되어, 상기 레이저광 조정부에 의해서 조정된 상기 레이저광을 집광하면서 상기 하우징 밖으로 출사되는 집광부를 구비하고,
상기 레이저광 조정부는 상기 입사부로부터 입사된 상기 레이저광의 광축을 조정하기 위한 광축 조정부를 가지고,
상기 입사부는 상기 제1 방향에 있어서 제1 벽부측으로 치우쳐 있고,
상기 집광부는, 상기 제1 방향에 있어서 제2 벽부측으로 치우쳐 있는, 레이저 가공 헤드.A first wall portion and a second wall portion opposed to each other in a first direction, a third wall portion and a fourth wall portion opposed to each other in a second direction perpendicular to the first direction, and the first and second directions. A housing having a fifth wall portion and a sixth wall portion opposed to each other in a third direction perpendicular to the housing;
an incident part disposed on the first wall part or the fifth wall part and incident the laser light into the housing;
a laser beam adjustment unit disposed in the housing and configured to adjust the laser beam incident from the incident unit;
a light collecting part disposed on the sixth wall and condensing the laser light adjusted by the laser light adjusting part and radiating out of the housing;
The laser light adjustment unit has an optical axis adjustment unit for adjusting the optical axis of the laser light incident from the incident unit,
The incident portion is biased toward the first wall portion in the first direction,
The laser processing head, wherein the light collecting portion is biased toward the second wall portion in the first direction.
상기 입사부는 상기 제5 벽부에 배치되어 있고,
상기 레이저광 조정부는 제1 반사부, 어테뉴에이터, 빔 익스팬더, 제2 반사부, 반사형 공간 광 변조기 및 결상 광학계를 더 가지고,
상기 제1 반사부는 상기 입사부로부터 입사된 상기 레이저광을 상기 제2 벽부측으로 반사하고,
상기 어테뉴에이터는 상기 제1 반사부에서 반사된 상기 레이저광의 출력을 조정하고,
상기 광축 조정부는 상기 어테뉴에이터에 의해서 상기 출력이 조정된 상기 레이저광을 상기 제6 벽부측으로 반사하고,
상기 빔 익스팬더는 상기 광축 조정부에서 반사된 상기 레이저광의 지름을 확대하고,
상기 제2 반사부는 상기 빔 익스팬더에 의해서 상기 지름이 확대된 상기 레이저광을 상기 제1 벽부측 또한 상기 제5 벽부측으로 반사하고,
상기 반사형 공간 광 변조기는 상기 제2 반사부에서 반사된 상기 레이저광을 변조하면서 상기 제6 벽부측으로 반사하고,
상기 결상 광학계는 상기 반사형 공간 광 변조기의 반사면과 상기 집광부의 입사 동면(瞳面)이 결상 관계에 있는 양측 텔레센트릭 광학계를 구성하는, 레이저 가공 헤드.The method of claim 1,
The incident part is disposed on the fifth wall part,
The laser light adjustment unit further has a first reflector, an attenuator, a beam expander, a second reflector, a reflective spatial light modulator, and an imaging optical system;
The first reflection part reflects the laser light incident from the incident part toward the second wall part,
The attenuator adjusts the output of the laser light reflected by the first reflector,
The optical axis adjusting unit reflects the laser light whose output is adjusted by the attenuator toward the sixth wall;
The beam expander expands the diameter of the laser light reflected by the optical axis adjusting unit,
The second reflector reflects the laser light whose diameter is enlarged by the beam expander toward the first wall part and the fifth wall part,
the reflective spatial light modulator modulates the laser light reflected from the second reflector and reflects it toward the sixth wall;
wherein the imaging optical system constitutes a bilateral telecentric optical system in which a reflective surface of the reflective spatial light modulator and an incident pupil surface of the light collecting unit are in an imaging relationship.
상기 입사부는 상기 제5 벽부에 배치되어 있고,
상기 레이저광 조정부는 어테뉴에이터, 제1 반사부, 빔 익스팬더, 제2 반사부, 반사형 공간 광 변조기 및 결상 광학계를 더 가지고,
상기 광축 조정부는 상기 입사부로부터 입사된 상기 레이저광을 상기 제2 벽부측으로 반사하고,
상기 어테뉴에이터는 상기 광축 조정부에서 반사된 상기 레이저광의 출력을 조정하고,
상기 제1 반사부는 상기 어테뉴에이터에 의해서 상기 출력이 조정된 상기 레이저광을 상기 제6 벽부측으로 반사하고,
상기 빔 익스팬더는 상기 제1 반사부에서 반사된 상기 레이저광의 지름을 확대하고,
상기 제2 반사부는 상기 빔 익스팬더에 의해서 상기 지름이 확대된 상기 레이저광을 상기 제1 벽부측 또한 상기 제5 벽부측으로 반사하고,
상기 반사형 공간 광 변조기는 상기 제2 반사부에서 반사된 상기 레이저광을 변조하면서 상기 제6 벽부측으로 반사하고,
상기 결상 광학계는 상기 반사형 공간 광 변조기의 반사면과 상기 집광부의 입사 동면이 결상 관계에 있는 양측 텔레센트릭 광학계를 구성하는, 레이저 가공 헤드.The method of claim 1,
The incident part is disposed on the fifth wall part,
The laser light adjustment unit further has an attenuator, a first reflector, a beam expander, a second reflector, a reflective spatial light modulator, and an imaging optical system;
The optical axis adjustment unit reflects the laser light incident from the incident unit toward the second wall unit,
The attenuator adjusts the output of the laser light reflected by the optical axis adjusting unit,
The first reflector reflects the laser light whose output is adjusted by the attenuator toward the sixth wall;
The beam expander expands the diameter of the laser light reflected by the first reflector,
The second reflector reflects the laser light whose diameter is enlarged by the beam expander toward the first wall part and the fifth wall part,
the reflective spatial light modulator modulates the laser light reflected from the second reflector and reflects it toward the sixth wall;
wherein the imaging optical system constitutes a bilateral telecentric optical system in which a reflective surface of the reflective spatial light modulator and an entrance pupil plane of the light collecting unit are in an imaging relationship.
상기 입사부는 상기 제1 벽부에 배치되어 있고,
상기 레이저광 조정부는 어테뉴에이터, 빔 익스팬더, 반사부, 반사형 공간 광 변조기 및 결상 광학계를 더 가지고,
상기 어테뉴에이터는 상기 입사부로부터 입사된 상기 레이저광의 출력을 조정하고,
상기 광축 조정부는 상기 어테뉴에이터에 의해서 상기 출력이 조정된 상기 레이저광을 상기 제6 벽부측으로 반사하고,
상기 빔 익스팬더는 상기 광축 조정부에서 반사된 상기 레이저광의 지름을 확대하고,
상기 반사부는 상기 빔 익스팬더에 의해서 상기 지름이 확대된 상기 레이저광을 상기 제1 벽부측 또한 상기 제5 벽부측으로 반사하고,
상기 반사형 공간 광 변조기는 상기 반사부에서 반사된 상기 레이저광을 변조하면서 상기 제6 벽부측으로 반사하고,
상기 결상 광학계는 상기 반사형 공간 광 변조기의 반사면과 상기 집광부의 입사 동면이 결상 관계에 있는 양측 텔레센트릭 광학계를 구성하는, 레이저 가공 헤드.The method of claim 1,
The incident part is disposed on the first wall part,
The laser light adjustment unit further has an attenuator, a beam expander, a reflector, a reflective spatial light modulator, and an imaging optical system;
The attenuator adjusts the output of the laser light incident from the incident part,
The optical axis adjusting unit reflects the laser light whose output is adjusted by the attenuator toward the sixth wall;
The beam expander expands the diameter of the laser light reflected by the optical axis adjusting unit,
The reflector reflects the laser light whose diameter is enlarged by the beam expander toward the first wall part and the fifth wall part,
the reflective spatial light modulator modulates the laser light reflected from the reflector and reflects it toward the sixth wall;
wherein the imaging optical system constitutes a bilateral telecentric optical system in which a reflective surface of the reflective spatial light modulator and an incident pupil plane of the light collecting unit are in an imaging relationship.
상기 제3 벽부와 상기 제4 벽부와의 거리는, 상기 제1 벽부와 상기 제2 벽부와의 거리보다도 작고,
상기 하우징은 상기 제1 벽부, 상기 제2 벽부, 상기 제3 벽부 및 상기 제5 벽부 중 적어도 1개가 레이저 가공 장치의 장착부측에 배치된 상태에서 상기 하우징이 상기 장착부에 장착되도록, 구성되어 있고,
상기 입사부 및 상기 집광부는, 상기 제2 방향에 있어서 상기 제4 벽부측으로 치우쳐 있는, 레이저 가공 헤드.The method according to any one of claims 1 to 4,
a distance between the third wall portion and the fourth wall portion is smaller than a distance between the first wall portion and the second wall portion;
The housing is configured so that the housing is mounted on the mounting portion in a state where at least one of the first wall portion, the second wall portion, the third wall portion, and the fifth wall portion is disposed on the mounting portion side of the laser processing apparatus,
The laser processing head, wherein the incident portion and the light collecting portion are biased toward the fourth wall portion in the second direction.
상기 하우징 내에 있어서, 상기 레이저광 조정부에 대해서 상기 제3 벽부측에 배치된 회로부를 더 구비하는, 레이저 가공 헤드.The method of claim 5,
The laser processing head further includes a circuit portion arranged on a side of the third wall portion with respect to the laser beam adjusting portion in the housing.
상기 하우징 내에는, 상기 하우징 내의 영역을 상기 제3 벽부측의 영역과 상기 제4 벽부측의 영역으로 나누는 칸막이 벽부가 마련되어 있고,
상기 레이저광 조정부는 상기 하우징 내에 있어서, 상기 칸막이 벽부에 대해서 상기 제4 벽부측에 배치되어 있고,
상기 회로부는, 상기 하우징 내에 있어서, 상기 칸막이 벽부에 대해서 상기 제3 벽부측에 배치되어 있는, 레이저 가공 헤드.The method of claim 6,
In the housing, a partition wall portion is provided that divides an area in the housing into an area on the side of the third wall portion and an area on the side of the fourth wall portion;
The laser beam adjustment unit is disposed in the housing on the side of the fourth wall with respect to the partition wall,
The laser processing head, wherein the circuit portion is arranged on a side of the third wall portion with respect to the partition wall portion in the housing.
상기 레이저광 조정부는 상기 칸막이 벽부에 장착되어 있는, 레이저 가공 헤드.The method of claim 7,
The laser processing head, wherein the laser beam adjustment unit is attached to the partition wall portion.
상기 회로부는 상기 칸막이 벽부로부터 이간되어 있는, 레이저 가공 헤드.According to claim 7 or claim 8,
The laser processing head, wherein the circuit portion is separated from the partition wall portion.
대상물의 표면과 상기 집광부와의 거리를 측정하기 위한 측정광을 출력하고, 상기 집광부를 거쳐, 상기 대상물의 상기 표면에서 반사된 상기 측정광을 검출하는 측정부와,
상기 측정광을 반사하고, 상기 레이저광을 투과시키는 다이클로익 미러를 더 구비하고,
상기 회로부는 상기 측정부로부터 출력된 신호를 처리하고,
상기 다이클로익 미러는, 상기 하우징 내에 있어서, 상기 레이저광 조정부와 상기 집광부와의 사이에 배치되어 있는, 레이저 가공 헤드.The method according to any one of claims 6 to 9,
a measurement unit configured to output measurement light for measuring a distance between a surface of an object and the light concentrating unit, and to detect the measurement light reflected from the surface of the object via the light concentrating unit;
a dichroic mirror that reflects the measurement light and transmits the laser light;
The circuit unit processes the signal output from the measurement unit,
The laser processing head, wherein the dichroic mirror is disposed between the laser beam adjustment unit and the condensing unit in the housing.
상기 측정부는, 상기 하우징 내에 있어서, 상기 집광부에 대해서 상기 제1 벽부측에 배치되어 있는, 레이저 가공 헤드.The method of claim 10,
The laser processing head, wherein the measurement unit is disposed on a side of the first wall portion with respect to the light collecting unit in the housing.
대상물의 표면을 관찰하기 위한 관찰광을 출력하고, 상기 집광부를 거쳐, 상기 대상물의 상기 표면에서 반사된 상기 관찰광을 검출하는 관찰부를 더 구비하고,
상기 관찰부는, 상기 하우징 내에 있어서, 상기 집광부에 대해서 상기 제1 벽부측에 배치되어 있는, 레이저 가공 헤드.According to claim 10 or claim 11,
Further comprising an observation unit outputting observation light for observing the surface of the object and detecting the observation light reflected from the surface of the object through the light collecting unit;
The laser processing head, wherein the observation unit is disposed on a side of the first wall portion with respect to the light collecting unit in the housing.
상기 집광부를 상기 제3 방향을 따라서 이동시키는 구동부를 더 구비하고,
상기 회로부는 상기 측정부로부터 출력된 상기 신호에 기초하여 상기 구동부를 제어하는, 레이저 가공 헤드.According to any one of claims 10 to 12,
A driving unit for moving the light concentrating unit in the third direction is further provided;
Wherein the circuit unit controls the driving unit based on the signal output from the measuring unit, the laser processing head.
상기 제1 레이저 가공 헤드의 상기 하우징이 장착된 제1 장착부와,
상기 제2 레이저 가공 헤드의 상기 하우징이 장착된 제2 장착부와,
상기 제1 레이저 가공 헤드의 상기 입사부 및 상기 제2 레이저 가공 헤드의 상기 입사부 각각에 입사시키는 상기 레이저광을 출력하는 광원 유닛과,
대상물을 지지하는 지지부를 구비하고,
상기 제1 장착부 및 상기 제2 장착부 각각은, 상기 제2 방향을 따라서 이동하고,
상기 제1 레이저 가공 헤드의 상기 하우징인 제1 하우징은 상기 제1 하우징의 상기 제4 벽부가 상기 제1 하우징의 상기 제3 벽부에 대해서 상기 제2 레이저 가공 헤드측에 위치하고 또한 상기 제1 하우징의 상기 제6 벽부가 상기 제1 하우징의 상기 제5 벽부에 대해서 상기 지지부측에 위치하도록, 상기 제1 장착부에 장착되어 있고,
상기 제2 레이저 가공 헤드의 상기 하우징인 제2 하우징은 상기 제2 하우징의 상기 제4 벽부가 상기 제2 하우징의 상기 제3 벽부에 대해서 상기 제1 레이저 가공 헤드측에 위치하고 또한 상기 제2 하우징의 상기 제6 벽부가 상기 제2 하우징의 상기 제5 벽부에 대해서 상기 지지부측에 위치하도록, 상기 제2 장착부에 장착되어 있는, 레이저 가공 장치.A first laser processing head and a second laser processing head, each of which is a laser processing head according to any one of claims 1 to 13;
A first mounting portion to which the housing of the first laser processing head is mounted;
A second mounting portion to which the housing of the second laser processing head is mounted;
A light source unit outputting the laser light incident on the incident part of the first laser processing head and the incident part of the second laser processing head, respectively;
A support unit for supporting the object is provided;
Each of the first mounting portion and the second mounting portion moves along the second direction;
In the first housing, which is the housing of the first laser processing head, the fourth wall portion of the first housing is located on the side of the second laser processing head with respect to the third wall portion of the first housing, and The sixth wall portion is mounted to the first mounting portion so that the fifth wall portion of the first housing is located on the support portion side;
In the second housing, which is the housing of the second laser processing head, the fourth wall portion of the second housing is located on the side of the first laser processing head with respect to the third wall portion of the second housing, and the second housing The laser processing apparatus, wherein the second attachment part is attached so that the sixth wall part is located on the support part side with respect to the fifth wall part of the second housing.
상기 제1 장착부 및 상기 제2 장착부 각각은, 상기 제3 방향을 따라서 이동하는, 레이저 가공 장치.The method of claim 14,
Wherein each of the first mounting portion and the second mounting portion moves along the third direction, the laser processing device.
상기 지지부는 상기 제1 방향을 따라서 이동하고, 상기 제3 방향에 평행한 축선을 중심선으로 하여 회전하는, 레이저 가공 장치.According to claim 14 or claim 15,
The laser processing apparatus, wherein the support part moves along the first direction and rotates about an axis parallel to the third direction as a center line.
상기 레이저 가공 헤드의 상기 하우징이 장작된 장착부와,
상기 레이저 가공 헤드의 상기 입사부에 입사시키는 상기 레이저광을 출력하는 광원 유닛과,
대상물을 지지하는 지지부를 구비하고,
상기 장착부는 상기 제2 방향을 따라서 이동하는, 레이저 가공 장치.The laser processing head according to any one of claims 1 to 13;
a mounting portion in which the housing of the laser processing head is mounted;
a light source unit for outputting the laser light incident on the incident part of the laser processing head;
A support unit for supporting the object is provided;
The mounting portion moves along the second direction, the laser processing device.
상기 장착부는 상기 제3 방향을 따라서 이동하는, 레이저 가공 장치.The method of claim 17
The mounting portion moves along the third direction, the laser processing device.
상기 지지부는 상기 제1 방향을 따라서 이동하고, 상기 제3 방향에 평행한 축선을 중심선으로 하여 회전하는, 레이저 가공 장치.According to claim 17 or claim 18,
The laser processing apparatus, wherein the support part moves along the first direction and rotates about an axis parallel to the third direction as a center line.
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