TW201007211A - Light beam scanning apparatus, laser machining apparatus, test method and laser machining method - Google Patents

Description

201007211 六、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關一種光束掃描裝置、一種具有該光束掃 描裝置的雷射加工裝置、一種用以測試光束掃描裝置的測 試方法、及一種雷射加工方法。 【先前技術】 ^ 光束掃描裝置（galvano apparatus :電流裝置）係使 用在工具機，例如雷射鑽孔裝置、雷射修整裝置、及雷射 修理裝置中。一電流裝置（galvano apparatus )具有一安 裝在一馬達的旋轉軸上的反射鏡（mirror )，且在控制反 射鏡的旋轉角度的同時，致使該反射鏡將雷射光反射向一 目標位置。爲了將雷射光的照射位置精確的設定至一目標 位置，需要精確的控制反射鏡的旋轉角度。作業上可使用 一靜電電容感測器或光學或磁性編碼器，以檢測反射鏡的 癱旋轉角度。 由於工具機也需高速運作，故必須高速的旋轉/傳動 一電流裝置的反射鏡。然而，如果反射鏡及馬達的旋轉軸 之間的動態平衡是低劣的，或是馬達的磁鐵及線圈所產生 的力除了在旋轉方向上的分量之外，還包含其他的分量的 話，則振動會在馬達內，沿相對於馬達旋轉軸的一傾斜方 向被激發。對旋轉軸執行動態平衡調節以抑制馬達內的振 動係屬習知者（參見日本專利公告第61-116632號）。 用以檢測習知光束掃描裝置的反射鏡之旋轉角度的偵 -5- 201007211 測器無法檢測在傾斜方向上的振動。因此，一產品在振動 的伴隨下被加工，進而會發生加工瑕疵。 【發明內容】 本發明可抑制由於例如反射鏡的傾斜所致的處理光定 位精度及產品加工精度的劣變。 本發明的第一型態提供一種用以掃描一光束的裝置， 該裝置包含一建構成可反射一入射光束的反射鏡，一建構 成可旋轉該反射鏡以改變該反射鏡所反射的光束行進的一 方向的馬達，一建構成可檢測該反射鏡的一檢測區相對於 該反射鏡一旋轉角度的傾斜的偵測器，及一處理器，建構 成可依據該反射鏡的旋轉角度，及該偵測器所檢測到的該 檢測區的傾斜，而計算出該反射鏡相對於在該馬達一旋轉 軸上的方向成傾斜的總量。 本發明的第二型態提供~種雷射加工裝置，包含如本 發明的第一型態所界定的裝置，及一雷射裝置，建構成以 雷射光輻照該裝置的反射鏡’其中在一待加工的工件上的 該雷射光一照射位置是受該反射鏡的一旋轉角度的控制。 本發明的第三型態提供一種供用以掃描一光束的裝置 使用的測試方法，該裝置具有一建構成可反射一入射光束 的反射鏡，及一建構成可旋轉該反射鏡以改變該反射鏡所 反射的光束行進的一方向的馬達，該方法包含如下步驟： 測量該反射鏡一旋轉角度、檢測該反射鏡的一檢測區相對 於該旋轉角度的傾斜、及依據該反射鏡的旋轉角度，及該 -6- 201007211 檢測區的傾斜，而取得該反射鏡相對於在該馬達—旋轉軸 上的方向成傾斜的總量。 本發明的第四型態提供一種雷射加工方法，包含下列 步驟··藉本發明第三型態所界定的測試方法取得反射鏡的 一傾斜總量，及在該反射鏡的傾斜總量落入一容許値後， 以雷射輻照一待加工的工件來加工該工件。 本發明的其他特色將在參考下列說明及以附圖解說的 φ 較佳具體實施例後有進一步的認知。 【實施方式】 謹參考各附圖以了解本發明的較佳具體實施例實質。 [第一實施例] 圖1是一視圖，槪意的顯示用以掃描一光束的本發明 第一實施例的光束掃描裝置的配置。依據本發明第一實施 • 例的光束掃描裝置GM1具有一反射鏡2、一馬達（旋轉馬 達）1、一偵測器DT1、及一處理器50。馬達1旋轉反射 鏡2’以改變被反射鏡2所反射的光束所行進的方向。偵 測器DT1係用以檢測反射鏡2 —檢測區6相對於反射鏡2 的旋轉角度的傾斜。處理器5 0依據偵測器D T 1所檢測到 的檢測區6的傾斜，及反射鏡2的旋轉角度，而計算出反 射鏡2相對於在馬達1的旋轉軸上的方向成傾斜的角度（ 傾斜的總量）。 反射鏡2是安裝在馬達1的旋轉軸9上。反射鏡2將 201007211 自一雷射裝置（未示）照射出的雷射光束反射向一待加工 的工件或另一反射鏡。馬達1使反射鏡2沿一旋轉方向3 旋轉。一旋轉編碼器（旋轉偵測器）8檢測反射鏡2的旋 轉角度。反射鏡2沿一軸傾斜方向4傾斜。「傾斜」意指 相對於馬達1的旋轉軸方向的傾斜度。 在本實施例中，處理器50也充當一控制單元，控制 反射鏡2的旋轉角度，且依據一發自旋轉編碼器8的輸出 (旋轉角度）來回饋控制馬達1，將反射鏡2旋轉角度相 對於一基準表面設定，以與一標的旋轉角度比較。 在本實施例中，偵測器DT 1具有一以偵測光輻照反射 鏡2的輻照（irradiation)單元5、及一具有一光接受表 面的感測器7，該光接受表面可接受被反射鏡2所反射的 偵測光。偵測器DT 1依據偵測光入射（接觸）光接受表面 的位置，來檢測反射鏡2的檢測區6的傾斜度（以下簡稱 「傾斜」）。感測器7可例如適當的採用一PSD (位置感 測偵測器），其可依據偵測光在光接受表面上的光接受位 置來探測檢測區6的傾斜。 圖2是一視圖，說明用以檢測反射鏡2的傾斜角度（ 傾斜的總量）的原理。在本實施例中，一平坦反射面構成 在反射鏡2 —上方部分的檢測區6。假設，例如充當檢測 區6的反射面是垂直於馬達1的旋轉軸9的情形。 假設感測器7是一維PSD (位置感測偵測器）》感測 器7是設置成垂直於馬達1的旋轉軸9及反射鏡2的一反 射面，反射鏡2是用以雷射加工。令e[rad]爲由輻照單元 201007211 5相對於檢測區6放射出的偵測光的入射角，偵測光在反 射角G[rad]處被檢測區6所反射，且入射感測器7。 令Z爲感測器7的光接受表面與馬達1旋轉軸9的一 延長線相交的位置，且R爲反射鏡2及檢測區6之間的距 離，偵測光在感測器7上的入射位置與點Z之間相隔 R*tan9。 圖3係顯示對應於一角度0t[rad]的傾斜經發生在反射 φ 鏡2的狀態的視圖。旋轉軸9可由一軸承10加以支撐。 軸承10沿一徑向方向支撐一負荷。軸承10的內環安裝在 馬達1的旋轉軸（俗稱轉子側）上，而軸承10的外環安 裝在馬達1的外殼側（俗稱定子側）上。 由於發生在此配置內的傾斜所造成的振動的顯性振動 模式，是源自於旋轉軸9及反射鏡2以軸承10充當一固 定端的傾斜。偵測光在檢測區6上的入射角是θ + θί [rad]， 而光的反射角是0 + et[rad]。此時，偵測光在感測器7的光 φ 接受表面上的入射位置是與點Z之間相隔R4an(e + 2et)。 圖4是一視圖，顯示圖3所示狀態的反射鏡2經被馬 達1旋轉θιη[rad]後的狀態。當反射鏡2旋轉θιη[rad]後， 偵測光在檢測區6上的入射角變成0 + et.cos(0m)[rad]。偵 測光在反射角e + 0t_cos(0m)[rad]處反射，且入射感測器7 。此時，在感測器 7上的入射位置與點 Z之間相隔 R-tan(0 + 20t-cos(0m)) 〇 在此情形中，R及Θ是設計値，因此是已知的。θιη 可藉旋轉編碼器8來檢測出。 -9- 201007211 因此，處理器 50藉使用偵測器 DT1來測量 R-tan(0 + 20t*cos(0m))及R_tan0，且依據對測定値的計算而 取得傾斜角度0t (傾斜總量）。若傾斜角度0t (傾斜總量 )超過一容許値，處理器50即輸出一代表相對應信息的 誤差信號。 圖5顯示倂合圖1所示的兩光束掃描裝置的雷射加工 裝置的一範例。此雷射加工裝置可具有一用以控制輻照一 待加工工件32的雷射光31的X軸方向位置的X軸電流 @ 單元（第一電流單元）、一用以控制雷射光31的Y軸方 向位置的Y軸電流單元（第二電流單元）、及一控制單元 20。X軸及Y軸係以一 X-Y座標系統爲基礎，且是相互垂 直的。 X軸電流單元（X-axis galvano unit)具有一X軸反 射鏡（第一反射鏡）23、一用以轉動X軸反射鏡23的X 軸馬達（第一馬達）24、及一用以測量X軸反射鏡23的 傾斜角度（傾斜總量）的X軸反射鏡傾角測量單元（第一 @ 測量單元）25。X軸反射鏡傾角測量單元25具有與圖1 至4所述的偵測器（第一偵測器）DT1相對應的構件，及 —處理器（第一處理器）50。X軸電流單元可另具有一用 以控制X軸馬達24的X軸馬達控制單元22，及一 X軸馬 達位置指示單元21，藉對X軸馬達24指定一旋轉角度而 控制雷射光的X軸方向位置。

Y軸電流單兀（Y-axis galvano unit)具有一 Y軸反 射鏡（第二反射鏡）28、一用以轉動Y軸反射鏡28的Y -10 - 201007211 軸馬達（第二馬達）29、及一 Y軸反射鏡傾角測量單元（ 第二測量單元）30，用以測量Y軸反射鏡28的傾斜角度 (傾斜總量）〇Y軸反射鏡傾角測量單元30具有與圖1 至4所述的偵測器（第二偵測器）DT1相對應的構件，及 一處理器（第二處理器）50。Υ軸電流單元可另具有一用 以控制Υ軸馬達29的Υ軸馬達控制單元27，及一 Υ軸馬 達位置指示單元26，藉對Υ軸馬達29指定一旋轉角度而 φ 控制雷射光的Υ軸方向位置。X軸馬達24的旋轉軸及γ 軸馬達29的旋轉軸是相互垂直的。如果X軸反射鏡傾角 測量單元25所提供的X軸反射鏡23的傾斜角，及Υ軸 反射鏡傾角測量單元30所提供的Υ軸反射鏡28的傾斜角 超過容許値時，控制單元20即等待，直至其等落入容許 値爲止。當兩者的傾斜角都落入各別的容許値後，控制單 元20即控制一雷射裝置3 5、X軸馬達位置指示單元2 1、 及Υ軸馬達位置指示單元26，以啓動或重啓動工件32的 φ 加工。 當執行工件32的雷射加工時，控制單元20標定在工 件32上，相對於X軸馬達位置指示單元21及Υ軸馬達 位置指示單元26的加工位置（雷射光的照射位置）的座 標。X軸馬達位置指示單元21及Υ軸馬達位置指示單元 26將發自控制單元20的座標變換成X軸反射鏡23及Υ 軸反射鏡28的旋轉角度，及標定代表相對於X軸馬達控 制單元22及Υ軸馬達控制單元27的旋轉角度的信息。 由於一反射鏡的角加速度增加以改良加工速度，當反 -11 - 201007211 射鏡的傳動停止時，反射鏡即傾斜（或振動）。此傾斜可 保持一段長時間。因此，如上所述者，等到反射鏡的傾斜 落入容許値後始啓動或重啓動工件的加工，可減少工件上 的加工瑕疵。 [第二實施例] 圖6是一槪意的顯示依據本發明第二實施例的光束掃 描裝置的配置的視圖。第二實施例的光束掃描裝置GM2 與第一實施例的光束掃描裝置是相同的，除了偵測器DT1 被偵測器DT2所取代之外。在第二實施例中未加以敘述的 細節是與第一實施例相符的。 偵測器DT2具有一由干涉儀所構成的位移計（位移測 量裝置），且藉使用該位移計來檢測一反射鏡2的檢測區 13的傾斜。偵測器DT2具有一光源5 a、一半反射鏡（ half mirror) 11、一 反射鏡（mirror) 12 及一感測器 14。 由光源5a放射出的一部份光通過半反射鏡11傳輸且被一 反射面（反射鏡2的檢測區13)所反射。反射光進一步被 半反射鏡11所反射，且入射感測器14的光接受表面。例 如，檢測區13可設於反射鏡2的後表面上。由光源5a放 射出的其他部分的光被半反射鏡11所反射，再被反射鏡 12所反射。反射光其後通過半反射鏡11傳輸而入射感測 器14的光接受表面。反射鏡2的檢測區13所反射的光及 反射鏡12所反射的光在感測器14的光接受表面上形成一 干涉條紋圖樣（interference fringe pattern)。感測器 14 201007211 隨後檢測此干涉條紋圖樣。此種千涉儀稱爲邁克生干涉儀 。需一提者，偵測器DT2也可由另一種類的干涉儀構成》 圖7是顯示一典型邁克生干涉儀的配置的視圖。邁克 生干涉儀是一種習知用以測量一振動物體的位移的測量裝 置。由一光源A放射出的光分裂成傳輸通過一半反射鏡B 的第一光及被半反射鏡B所反射的第二光。傳輸通過半反 射鏡B的第一光被一反射器（一待測量的物件）D所反射 • ，且進一步的被半反射鏡B所反射而入射到一觀察點E。 半反射鏡B所反射的第二光被反射器C所反射，且傳輸通 過半反射鏡B以入射觀察點E。入射觀察點E的第一光及 第二光相互干渉而形成一干涉條紋圖樣。當第一光及第二 光的光徑長度依據反射器D的位移改變時，干涉條紋圖樣 也改變。檢測此改變即可測量光徑長度的改變，即是反射 器D的位移改變。 圖8是敘述用以檢測在反射鏡2的傾斜角度（傾斜總 Φ 量）的原理的視圖。在此假設反射鏡2沒有傾斜，反射鏡 2的加工反射面（反射加工雷射光的表面）係垂直於光源 5a的光軸。入射到設於反射鏡2後表面上，平行於加工反 射面，而充當檢測區13的反射面的光，在半反射鏡11的 方向上被反射。假設在此狀態下由干涉儀（偵測器DT2) 所取得的測定値（位移量）是一基準値0。 圖9是顯示反射鏡2經傾斜et [rad]角的狀態的視圖。 在此狀態中，反射鏡2的檢測區13與光源5a之間相隔 R2tan(et)。干涉儀（偵測器DT2 )測量此位移。 -13- 201007211 圖10係一視圖，顯示在圖9所示狀態下的反射鏡2 被馬達1旋轉em[rad]角度。當反射鏡2旋轉0m[rad]時， 檢測區13與光源5a之間相隔R2tan(0t)/cos(0m)。干涉儀 (偵測器DT2 )測量此位移。 在此情形中，標號R2表示在反射鏡2側上的一軸承 10與檢測區13之間的距離，R2爲已知的。一旋轉編碼器 8可檢測一角度θιη。一指標旋轉角度可用以充當θιη角。 藉測量由干涉儀依據R2tan(et)/c〇S(0m)所計算出的位 移量，處理器5〇可計算et的傾斜角（傾斜總量）。 依據本實施例的光束掃描裝置也可倂合一如圖5所示 的雷射加工裝置。此雷射加工裝置的控制單元20等待由 X軸反射鏡傾角測量單元25提供的X軸反射鏡23傾斜角 、及由Y軸反射鏡傾角測量單元30提供的Y軸反射鏡28 傾斜角，分別落入容許値。當兩傾斜角落入容許値後，控 制單元20即控制雷射裝置3 5、X軸馬達位置指示單元2 1 、及Y軸馬達位置指示單元26，以啓動或再啓動工件32 的加工。 本實施例係採用邁克生干涉儀當偵測器。然而，除了 此偵測器之外，也可採用例如雷射都卜勒（Doppler )速 度計、雷射都卜勒振動計、或雷射編碼器。 [第三實施例] 圖11是一槪意的顯示依據本發明第三實施例的光束 掃描裝置的配置的視圖。第三實施例的光束掃描裝置GM3 201007211 與第一實施例的光束掃描裝置是相同的，除了偵測器DTI 被偵測器DT3所取代之外。在第三實施例中未加以敘述的 細節是與第一實施例相符的。 偵測器DT3具有一靜電電容感測器，且藉使用該靜電 電容感測器來檢測一反射鏡2的檢測區的傾斜。偵測器 DT3具有一安裝在反射鏡2的檢測區的接收電極16，及一 設置成與接收電極16相平行面對的分裂結構電極（split φ structure electrode) 15。分裂結構電極 15具有，例如一 藉將一圓形電極分裂成一對半圓形電極（分裂電極）所獲 得的結構。接收電極16及分裂結構電極15形成一電容。 當具有1/2週期相位差的正弦波電信號施加至兩個半圓形 電極時，接收電極16藉分裂結構電極15的各別半圓形電 極之間的電容耦合產生一電信號。偵測器DT3藉測量此電 信號而檢測反射鏡2檢測區的傾斜角度（傾斜總量）。 圖1 2是敘述用以檢測反射鏡2的傾斜角度（傾斜總 量）的原理的視圖。圖12是圖11所示配置的平面視圖。 當反射鏡2沒有傾斜時，設於反射鏡2檢測區上的接收電 極16的中心與分裂結構電極15的中心相重合。基於此原 因’如圖12所示者，由於接收電極16以相同的方式重疊 分裂結構電極15的兩個半圓形電極，由接收電極16所產 生的信號強度變成0。 圖13是顯示其中反射鏡2經在0t[r ad]角傾斜的狀態 的視圖。一軸承10在徑向方向上支撐一負荷。軸承的 內環安裝在一馬達1的旋轉軸（俗稱的轉子側）上，且軸 -15 - 201007211 承ίο的外環是安裝在馬達1的外殻側（俗稱的定子側） 。發生在此配置下的傾斜所致的振動的顯性振動模式是源 自於旋轉軸9的傾斜及反射鏡2以軸承10充當一固定端 的情形下的傾斜。當旋轉軸9振動時，即是當反射鏡2傾 斜時，在一特定時刻下，接收電極16被分裂結構電極15 的兩個半圓形電極的其中之一影響較深。基於此原因，代 表反射鏡2檢測區的傾斜角θί的數據及由接收電極1 6所 產生的信號係事先紀錄的。因此，在光束掃描裝置GM3 ^ 運作時，得以依據接收電極16所產生的信號及所紀錄的 數據而檢測反射鏡2檢測區的傾斜角0t (傾斜總量）。 當反射鏡2被馬達1旋轉0m[r ad]時，接收電極16及 分裂結構電極15的空間配置即改變。基於此原因，代表 反射鏡2檢測區的傾斜角0t的數據及由接收電極16相對 於旋轉角度θιη所產生的信號係事先取得的。在光束掃描 裝置GM3運作時，處理器50可依據接收電極16所產生 的信號及所取得的數據而取得反射鏡2檢測區相對於旋轉 Q 角度βιη的傾斜角0t (傾斜總量）。 本實施例的光束掃描裝置也可結合一例如圖5所示的 光束掃描裝置。此雷射加工裝置的控制單元20等候由X 軸反射鏡傾角測量單元25所提供的X軸反射鏡23的傾斜 角度，及由Y軸反射鏡傾角測量單元30所提供的Y軸反 射鏡28的傾斜角度分別落入容許値。當兩個傾斜角度都 落入容許値後，控制單元20即控制雷射裝置35、X軸馬 達位置指示單元21及Y軸馬達位置指示單元26，以以啓 -16- 201007211 動或重啓動工件32的加工。 [第四實施例] 圖14是一槪意的顯示依據本發明第四實施例的雷射 加工裝置的配置視圖。此雷射加工裝置可結合依據第一至 第三實施例中的任一光束掃描裝置。此雷射加工裝置可具 有一可控制輻照一待加工工件32的雷射光31的X軸方向 φ 位置的X軸電流單元（第一電流單元）、一可控制雷射光31 的Y軸方向位置的Y軸電流單元（第二電流單元）、及一控 制單元20。X軸及Y軸是依據一χ-γ座標系統得到的， 且是相互垂直的。 X軸電流單元具有一X軸反射鏡23、一用以旋轉X 軸反射鏡23的X軸馬達24、及一用以測量X軸反射鏡 23的傾斜角度（傾斜總量）的X軸反射鏡傾角測量單元 25。X軸反射鏡傾角測量單元25具有對應於依據第一至 φ 第三實施例的偵測器DT1至DT3的其一的構件及一處理 器50。X軸電流單元可進一步具有一用以控制X軸馬達 24的X軸馬達控制單元22及一藉對X軸馬達24標定一 旋轉角度而控制雷射光的X軸方向位置的X軸馬達位置 指示單元2 1。 Y軸電流單元具有一 Y軸反射鏡28、一用以旋轉γ 軸反射鏡28的Y軸馬達29、及一用以測量Y軸反射鏡 28的傾斜角度（傾斜總量）的γ軸反射鏡傾角測量單元 30。Y軸反射鏡傾角測量單元30具有對應於依據第一至 -17- 201007211 第三實施例的偵測器DT1至DT3的其一的構件及處理器 50。Y軸電流單元可進一步具有一用以控制Y軸馬達29 的Y軸馬達控制單元27及一藉對Y軸馬達29標定一旋 轉角度而控制雷射光的γ軸方向位置的γ軸馬達位置指 示單元26 «X軸馬達24的旋轉軸及Y軸馬達29的旋轉 軸是相互垂直的。 X軸反射鏡23的傾斜會改變在垂直於X軸方向的Y 軸方向上入射到待加工工件32上的雷射光31的位置，其 中雷射光31是被X軸馬達24所旋轉的X軸反射鏡23所 掃描。Y軸反射鏡28的傾斜會改變在垂直於Y軸方向的 X軸方向上入射到待加工工件32上的雷射光31的位置， 其中雷射光31是被Y軸馬達29所旋轉的Y軸反射鏡28 所掃描。 因此，藉Y軸馬達29來旋轉Y軸反射鏡28可補償X 軸反射鏡23的傾斜角度（傾斜總量）。此外，藉X軸馬 達24來旋轉X軸反射鏡23可補償Y軸反射鏡28的傾斜 角度（傾斜總量）。 當對工件32執行雷射加工時，控制單元20相對於X 軸馬達位置指示單元21及Y軸馬達位置指示單元26’標 定工件32上加工位置（雷射光的照射位置）的座標。X軸馬 達位置指示單元21及Y軸馬達位置指示單元26將自控制 單元20送出的座標變換成X軸反射鏡23及Y軸反射鏡 28的旋轉角度，且指定代表旋轉角度的信息給X軸馬達 控制單元22及Y軸馬達控制單元27。 201007211 X軸馬達位置指示單元21具有一補償單元21a。補償 單元21a修正指定給X軸馬達控制單元22的X軸反射鏡 23旋轉角度，以補償由於Y軸反射鏡28的傾斜角度（傾 斜總量）所導致的雷射光3 1在X方向上的位置位移（係 由Y軸反射鏡傾角測量單元3 0所測量的）。Y軸馬達位 置指示單元26具有一補償單元26a。此補償單元26a修正 指定給Y軸馬達控制單元27的Y軸反射鏡28的旋轉角 φ 度，以補償由於X軸反射鏡23的傾斜角度（傾斜總量） 所導致的雷射光31在Y方向上的位置位移（係由X軸反 射鏡傾角測量單元25所測量的）。 依據本實施例，由於X軸反射鏡的傾斜所導致的雷射 光的位移可藉Y軸反射鏡的旋轉角度來補償。由於Y軸 反射鏡的傾斜所導致的雷射光的位移可藉X軸反射鏡的旋 轉角度來補償。因此，可在高精度及高速下處理工件。 雖然本發明是在參考各具體實施例的情形下加以敘述 • ，但應瞭解本發明並不侷限於該等揭示的具體實施例。下 列申請專利範圍的範疇應廣義的閛述，以涵蓋所有的修飾 例、等效結構及功能。 【圖式簡單說明】 圖1是一槪意的顯示依據本發明第一實施例的光束掃 描裝置的配置的視圖。 圖2是敘述用以檢測在本發明第一實施例中的反射鏡 的傾斜角度的原理的視圖。 -19- 201007211 圖3是敘述用以檢測在本發明第一實施例中的反射鏡 的傾斜角度的原理的視圖。 圖4是敘述用以檢測在本發明第一實施例中的反射鏡 的傾斜角度的原理的視圖。 圖5是顯示依據本發明一較佳實施例的雷射加工裝置 其配置的視圖。 圖6是一槪意的顯示依據本發明第二實施例的光束掃 描裝置的配置的視圖。 圖7是一顯兩一典型邁克生（Michelson)干涉儀的 配置的視圖。 圖8是敘述用以檢測在本發明第二實施例中的反射鏡 的傾斜角度的原理的視圖。 圖9是敘述用以檢測在本發明第二實施例中的反射鏡 的傾斜角度的原理的視圖。 圖1 〇是敘述用以檢測在本發明第二實施例中的反射 鏡的傾斜角度的原理的視圖。 圖11是一槪意的顯示依據本發明第三實施例的光束 掃描裝置的配置的視圖。 圖12是敘述用以檢測在本發明第三實施例中的反射 鏡的傾斜角度的原理的視圖。 圖13是敘述用以檢測在本發明第三實施例中的反射 鏡的傾斜角度的原理的視圖。 圖14是一槪意的顯示依據本發明第四實施例的雷射 加工裝置的配置的視圖。 -20- 201007211 【主要元件符號說明】 1 :馬達 2 :反射鏡 3 :旋轉方向 4 :軸傾斜方向 5 :輻照單元 5 a 光源 6 :檢測區 7 :感測器 8 :旋轉編碼器（旋轉偵測器） 9 :旋轉軸 1 〇 :軸承 1 1 :半反射鏡 1 2 :反射鏡 • 1 3 :檢測區 1 4 :感測器 15 :分裂結構電極 1 6 :接收電極 20 :控制單元 2 1 : X軸馬達位置指示單元 2 1 a :補償單元 22 : X軸馬達控制單元 23: X軸反射鏡（第一反射鏡） -21 - 201007211 24 : X軸馬達（第一馬達） 25 : X軸反射鏡傾角測量單元（第一測量單元） 26 : Y軸馬達位置指示單元 26a :補償單元 27 : Y軸馬達控制單元 28: Y軸反射鏡（第二反射鏡） 29 : Y軸馬達（第二馬達） 3 0 : Y軸反射鏡傾角測量單元（第二測量單元） 3 1 :雷射光 3 2 :工件 3 5 :雷射裝置 50 :處理器 A :光源 B :半反射鏡 C :反射器 D :反射器 E :入射觀察點 R :反射鏡及檢測區之間的距離 R2 :在反射鏡側上的一軸承與檢測區之間的距離 Z:感測器的光接受表面與馬達旋轉軸的一延長線相 交的位置 DT1 :第一偵測器 DT2 :偵測器 DT3 :偵測器 201007211 GMl :光束掃描裝置 GM2 :光束掃描裝置

Claims (1)

1. 201007211 七、申請專利範面 1. 一種用以掃描一光束的裝置，該裝置包含： 一反射鏡，建構成反射一入射光束； 一馬達，建構成旋轉該反射鏡，以改變該反射鏡所反 射的光束行進的一方向； —偵測器，建構成檢測該反射鏡的一檢測區相對於該 反射鏡的一旋轉角度的傾斜；及 一處理器，建構成依據該反射鏡的旋轉角度，及該偵 測器所檢測到的該檢測區的傾斜，而計算出該反射鏡相對 於在該馬達的一旋轉軸上的方向成傾斜的總量。 2. 如申請專利範圍第1項的裝置，其中當該反射鏡 傾斜的總量超過一可容許値時，該處理器即輸出一代表傾 斜的總量超過該可容許値的誤差信號。 3. 如申請專利範圍第1項的裝置，其中 該反射鏡、該馬達、該偵測器及該處理器構成第一單 元， 該裝置另包含第二單元，該第二單元包括一建構成反 射一入射光束的第二反射鏡、第二馬達，建構成旋轉該第 二反射鏡以改變被該第二反射鏡所反射的光束所行進的方 向、第二偵測器’建構成檢測該第二反射鏡的第二檢測區 相對於該第二反射鏡的一旋轉角度的傾斜、及第二處理器 ’建構成依據該第二反射鏡的旋轉角度，及被該第二偵測 器所檢測到的該第二檢測區的傾斜，而計算出該第二反射 鏡相對於在該第二馬達的旋轉軸上的方向成傾斜的總量， -24- 201007211 及 一補償單元，建構成補償因該第二單元的第二反射鏡 的一旋轉角度所致的第一單元的反射鏡所傾斜的總量，及 補償因該第一單元的反射鏡的旋轉角度所致的第二單元的 第二反射鏡所傾斜的總量，及 該第一單元的馬達的一旋轉軸，係垂直於該第二單元 的第二馬達的旋轉軸。 φ 4 ·如申請專利範圍第1項的裝置，其中該偵測器包 括一輻照單元，建構成藉偵測光來輻照該反射鏡，及一感 測器’具有一光接受表面，以接受被該反射鏡所反射的偵 測光’及依據該偵測光入射該光接受表面的一位置來檢測 該反射鏡的傾斜。 5 _如申請專利範圍第1項的裝置，其中該偵測器包 括一干涉儀。 6.如申請專利範圍第1項的裝置，其中該偵測器包 # 括一靜電電容感測器。 7· —種雷射加工裝置，包含： 一如申請專利範圍第1項所述的裝置；及 一雷射裝置，建構成以雷射光輻照該裝置的反射鏡， 其中在一待加工的工件上的該雷射光一輻照位置是受 該反射鏡的一旋轉角度所控制。 8·如申請專利範圍第7項的裝置，另包含一控制單 元’建構成當該反射鏡的傾斜超過一可容許値時，停止該 工件的加工。 -25- 201007211 9. 一種供用以掃描一光束的裝置使用的測試方法， 該裝置包括一建構成反射一入射光束的反射鏡，及〜建構 成旋轉該反射鏡以改變該反射鏡所反射的光束行進的 向的馬達，該方法包含下列步驟： 測量該反射鏡的一旋轉角度； 檢測該反射鏡的一檢測區相對於該旋轉角度的傾斜； 及 依據該反射鏡的旋轉角度，及該檢測區的傾斜，而取 得該反射鏡相對於在該馬達的一旋轉軸上的方向成傾斜的 總量。 1 0 · —種雷射加工方法，包含下列步驟·· 藉一如申請專利範圍第9項所述的測試方法來取得反 射鏡的一傾斜之總量，及 在該反射鏡的傾斜之總量落入一可容許値後，以雷射 輻照一待加工的工件來加工該工件。 -26-