WO2024105851A1 - 加工システム - Google Patents

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WO2024105851A1
WO2024105851A1 PCT/JP2022/042713 JP2022042713W WO2024105851A1 WO 2024105851 A1 WO2024105851 A1 WO 2024105851A1 JP 2022042713 W JP2022042713 W JP 2022042713W WO 2024105851 A1 WO2024105851 A1 WO 2024105851A1
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WO
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processing
irradiation
movement path
target movement
light
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Application number
PCT/JP2022/042713
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English (en)
French (fr)
Inventor
兼行 内藤
Original Assignee
株式会社ニコン
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/067Dividing the beam into multiple beams, e.g. multifocusing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/08Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/082Scanning systems, i.e. devices involving movement of the laser beam relative to the laser head

Definitions

  • the present invention relates to the technical field of processing systems capable of processing objects, for example.
  • Patent Document 1 describes a processing system that processes an object by irradiating the object with laser light. This type of processing system is required to process the object appropriately.
  • a processing system that includes a processing device that irradiates an object with a plurality of processing beams that are spatially separated from one another to form a plurality of irradiation regions in a line on the surface of the object and processes the object by moving the plurality of irradiation regions on the surface of the object, and a control device that controls the processing device, the processing device including a beam generating device that generates the plurality of processing beams, a first beam moving device that is incident on the plurality of processing beams generated by the beam generating device and moves the plurality of processing beams toward the object, and a second beam moving device that changes the arrangement direction of the plurality of irradiation regions, the control device controls the first beam moving device so that the plurality of irradiation regions move along a target movement path on the surface of the object, and the control device controls the second beam moving device so that the arrangement direction of the plurality of irradiation regions is changed based on the target movement path.
  • a processing system that forms multiple irradiation areas on the surface of an object by irradiating the object with multiple processing beams that are spatially separated from each other via an irradiation optical system, and processes the object by moving the multiple irradiation areas on the surface of the object, the processing system including a beam generating device that generates the multiple processing beams, and a beam moving device that changes the deflection angle of the multiple processing beams generated by the beam generating device and moves the multiple processing beams toward the object via the irradiation optical system, and changes the incident direction of one of the multiple processing beams incident on the beam moving device to the incident direction of another processing beam, different from the one processing beam, of the multiple processing beams incident on the beam moving device.
  • a processing system includes a processing device that irradiates an object with a plurality of processing beams that are spatially separated from one another to form a plurality of irradiation areas on the surface of the object and processes the object by moving the plurality of irradiation areas on the surface of the object, and a control device that controls the processing device, the processing device including a beam generating device that generates the plurality of processing beams and an irradiation optical system that focuses the plurality of processing beams generated by the beam generating device to form a plurality of irradiation areas on the surface of the object, and the control device that moves each of the plurality of irradiation areas along a target movement path on the surface of the object.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic example of the configuration of a processing system according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an example of the configuration of a machining system according to this embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of the machining head in this embodiment.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing the configuration of the processing optical system in this embodiment.
  • FIGS. 5( a ) to 5 ( c ) is a plan view showing a plurality of irradiation regions onto which a plurality of processing beams are respectively irradiated.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a diffractive optical element being rotated by an actuator.
  • FIG. 7 is a plan view showing a plurality of irradiation areas formed on the surface of the workpiece.
  • Figure 8(a) is an oblique view showing the riblet structure
  • Figure 8(b) is a cross-sectional view showing the riblet structure (cross-sectional view XIII-XIII' of Figure 8(a))
  • Figure 8(c) is a top view showing the riblet structure.
  • FIG. 9 is a plan view showing an example of a machining path.
  • FIG. 10 is a plan view showing a riblet structure formed using the machining path shown in FIG.
  • FIG. 11(a) to 11(c) is a plan view showing an example of the relationship between the path direction, which is the direction in which a machining path extends, and the arrangement direction in which a plurality of irradiation regions are arranged.
  • Each of Fig. 12(a) and Fig. 12(b) is a plan view showing a machining path whose path direction changes.
  • FIG. 13 is a plan view showing an example of the relationship between the path direction and the arrangement direction.
  • FIG. 14 is a plan view showing an example of the relationship between the path direction and the arrangement direction.
  • FIG. 15 is a plan view showing an example of the relationship between the path direction and the arrangement direction.
  • FIG. 16(a) to 16(c) is a plan view showing the pitch of a plurality of irradiation regions in the first modified example.
  • FIGS. 18(a) and 18(b) are a plan view showing the pitch of a plurality of irradiation regions in the first modified example.
  • Figs. 19(a) to 19(d) is a plan view showing the number of multiple irradiation regions in the second modified example.
  • FIG. 20(a) and 20(b) is a cross-sectional view showing a light blocking member capable of blocking at least one of the multiple processing lights EL.
  • FIG. 21(a) is a cross-sectional view showing a processing optical system located on the optical path of the source light
  • FIG. 21(b) is a cross-sectional view showing a processing optical system not located on the optical path of the source light.
  • FIG. 22(a) to 22(c) is a plan view showing the pitch of a plurality of irradiation regions in the second modified example.
  • FIG. 23 is a cross-sectional view showing the configuration of a processing optical system in the third modified example.
  • FIG. 24 is a perspective view showing the configuration of a processing optical system in the third modified example.
  • FIG. 25 is a plan view showing a change in the arrangement direction of a plurality of irradiation regions in the fifth modified example.
  • the rotation directions (in other words, tilt directions) around the X-axis, Y-axis, and Z-axis are referred to as the ⁇ X direction, ⁇ Y direction, and ⁇ Z direction, respectively.
  • the Z-axis direction may be the direction of gravity.
  • the XY plane may be horizontal.
  • Fig. 1 is a cross-sectional view showing a schematic example of the configuration of the machining system SYS in this embodiment.
  • Fig. 2 is a block diagram showing an example of the configuration of the machining system SYS in this embodiment.
  • the processing system SYS includes a processing unit 1 and a control unit 2.
  • the processing unit 1 may be called a processing device, and the control unit 2 may be called a control device.
  • At least a part of the processing unit 1 may be accommodated in the internal space SP1 of the housing 3.
  • the internal space SP1 of the housing 3 may be purged with a purge gas (i.e., gas), or may not be purged with a purge gas.
  • the purge gas may include, for example, at least one of an inert gas and CDA (Clean Dry Air).
  • the inert gas may include, for example, at least one of nitrogen gas and argon gas.
  • the internal space SP1 of the housing 3 may be evacuated, or may not be evacuated. However, the processing unit 1 may not be accommodated in the internal space SP1 of the housing 3.
  • a local space surrounding only a part of the processing unit 1 may be purged with a purge gas, or may be evacuated.
  • the processing unit 1 is capable of processing a workpiece W, which is an object to be processed (which may also be referred to as a base material), under the control of the control unit 2.
  • the workpiece W may be, for example, a metal, an alloy (e.g., duralumin, etc.), a semiconductor (e.g., silicon), a resin, a composite material such as CFRP (Carbon Fiber Reinforced Plastic), paint (one example being a paint layer applied to a base material), glass, or an object made of any other material.
  • the processing unit 1 irradiates the processing light EL onto the workpiece W in order to process the workpiece W.
  • the processing light EL may be any type of light as long as it can process the workpiece W by irradiating it onto the workpiece W.
  • the processing light EL is described as a laser light, but the processing light EL may be a type of light other than laser light.
  • the wavelength of the processing light EL may be any wavelength as long as it can process the workpiece W by irradiating it onto the workpiece W.
  • the processing light EL may be visible light or invisible light (for example, at least one of infrared light, ultraviolet light, and extreme ultraviolet light).
  • the processing light EL may include pulsed light.
  • the processing light EL may not include pulsed light.
  • the processing light EL may be continuous light. Since light is an example of an energy beam, the processing light EL may be called a processing beam.
  • the processing unit 1 can also measure the measurement object M under the control of the control unit 2.
  • the processing unit 1 irradiates the measurement object M with measurement light ML for measuring the measurement object M. That is, the processing unit 1 measures the measurement object M using a measurement method using the measurement light ML.
  • the processing unit 1 measures the measurement object M by irradiating the measurement object M with the measurement light ML and detecting (i.e. receiving) at least a portion of the return light RL returning from the measurement object M irradiated with the measurement light ML.
  • the return light RL returning from the measurement object M irradiated with the measurement light ML is light from the measurement object M generated by the irradiation of the measurement light ML.
  • the processing unit 1 may measure the measurement object M using a measurement method different from the measurement method using the measurement light ML.
  • the measurement light ML may be any type of light as long as it is capable of measuring the measurement object M by irradiating it on the measurement object M.
  • the description will be given using an example in which the measurement light ML is laser light.
  • the measurement light ML may be a type of light other than laser light.
  • the wavelength of the measurement light ML may be any wavelength as long as it is capable of measuring the measurement object M by irradiating it on the measurement object M.
  • the measurement light ML may be visible light or invisible light (e.g., at least one of infrared light, ultraviolet light, and extreme ultraviolet light).
  • the measurement light ML may include pulsed light (e.g., pulsed light having an emission time of picoseconds or less). Alternatively, the measurement light ML may not include pulsed light. In other words, the measurement light ML may be continuous light. Note that light is an example of an energy beam, and therefore the measurement light ML may be referred to as a measurement beam.
  • the processing unit 1 may be capable of measuring the characteristics of the measurement object M using the measurement light ML.
  • the characteristics of the measurement object M may include, for example, at least one of the position of the measurement object M, the shape of the measurement object M, the reflectance of the measurement object M, the transmittance of the measurement object M, the temperature of the measurement object M, and the surface roughness of the measurement object M.
  • the measurement object M may include, for example, the workpiece W that is processed by the processing unit 1.
  • the measurement object M may include, for example, any object that is placed on the stage 15 described below.
  • the measurement object M may include, for example, the stage 15.
  • the processing unit 1 includes a processing light source 11, a measurement light source 12, a processing head 13, a head drive system 14, a stage 15, and a stage drive system 16.
  • the processing light source 11 generates the source light SL.
  • the processing light source 11 may include, for example, a laser diode.
  • the processing light source 11 may be a light source capable of pulse oscillation.
  • the processing light source 11 is capable of generating pulsed light as the source light SL.
  • the processing light source 11 may be a CW light source that generates a CW (continuous wave).
  • the source light SL may be referred to as a source beam or a light beam.
  • the measurement light source 12 generates the measurement light ML.
  • the measurement light source 12 may include, for example, a laser diode.
  • the measurement light source 12 may be a light source capable of pulse oscillation.
  • the measurement light source 12 is capable of generating pulsed light as the measurement light ML.
  • the measurement light source 12 may be a CW light source that generates a CW (continuous wave).
  • the processing head 13 generates multiple processing lights EL from the light source light SL generated by the processing light source 11, and irradiates the generated multiple processing lights EL onto the workpiece W. Furthermore, the processing head 13 irradiates the measurement light ML generated by the measurement light source 12 onto the measurement object M. In order to irradiate the multiple processing lights EL onto the workpiece W and irradiate the measurement light ML onto the measurement object M, the processing head 13 includes a processing optical system 131, a multiple light generating optical system 132, a measurement optical system 133, a synthesis optical system 134, a deflection optical system 135, and an irradiation optical system 136.
  • the processing head 13 irradiates the processing light EL onto the workpiece W via the processing optical system 131, the multiple light generating optical system 132, the synthesis optical system 134, the deflection optical system 135, and the irradiation optical system 136. Furthermore, the processing head 13 irradiates the measurement light ML onto the measurement object M via the measurement optical system 133, the synthesis optical system 134, the deflection optical system 135, and the irradiation optical system 136. The details of the configuration of the processing head 13 will be described later with reference to Figure 3.
  • the head drive system 14 moves the processing head 13. For this reason, the head drive system 14 may be referred to as a moving device. Since the processing head 13 is equipped with the processing optical system 131, the multiple light generating optical system 132, the measurement optical system 133, the synthesis optical system 134, the deflection optical system 135, and the irradiation optical system 136, the head drive system 14 may be considered to move the processing optical system 131, the multiple light generating optical system 132, the measurement optical system 133, the synthesis optical system 134, the deflection optical system 135, and the irradiation optical system 136.
  • the head drive system 14 may move (i.e., move linearly) the processing head 13 along a movement axis along at least one of the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction, for example.
  • the head drive system 14 may move the processing head 13 along at least one of the ⁇ X direction, the ⁇ Y direction, and the ⁇ Z direction, in addition to or instead of at least one of the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction, for example.
  • the head drive system 14 may rotate (i.e., rotate) the processing head 13 around at least one of the rotational axes along the X-axis direction (i.e., A-axis), the rotational axis along the Y-axis direction (i.e., B-axis), and the rotational axis along the Z-axis direction (i.e., C-axis).
  • the relative positional relationship between the machining head 13 and the stage 15 changes.
  • the relative positional relationship between the workpiece W and the multiple irradiation areas PA onto which the machining head 13 irradiates the multiple processing lights EL changes.
  • the multiple irradiation areas PA onto which the machining head 13 irradiates the multiple processing lights EL move relative to the workpiece W.
  • the machining unit 1 may machine the workpiece W while moving the machining head 13.
  • the machining unit 1 may machine the desired positions of the workpiece W by moving the machining head 13 so that the multiple processing lights EL are each irradiated onto the desired positions of the workpiece W.
  • the head drive system 14 moves the processing head 13
  • the relative positional relationship between the irradiation area MA onto which the processing head 13 irradiates the measurement light ML and the workpiece W changes. That is, the irradiation area MA onto which the processing head 13 irradiates the measurement light ML moves relative to the workpiece W. In other words, the position on the workpiece W onto which the processing head 13 irradiates the measurement light ML is changed.
  • the processing unit 1 may measure the workpiece W while moving the processing head 13. Specifically, the processing unit 1 may measure the desired position of the workpiece W by moving the processing head 13 so that the measurement light ML is irradiated onto the desired position of the workpiece W.
  • the head drive system 14 moves the machining head 13
  • the positional relationship between the machining head 13 (particularly, the irradiation optical system 136 provided in the machining head 13) and the workpiece W placed on the stage 15 changes.
  • the positional relationship between the machining head 13 (particularly, the irradiation optical system 136) and the workpiece W along at least one of the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction may change.
  • the positional relationship between the machining head 13 (particularly, the irradiation optical system 136) and the workpiece W along at least one of the ⁇ X direction, the ⁇ Y direction, and the ⁇ Z direction may change.
  • the head drive system 14 may be considered to function as a change device that can change the positional relationship between the machining head 13 (particularly, the irradiation optical system 136) and the workpiece W.
  • the positional relationship between the machining head 13 (particularly, the irradiation optical system 136) and the workpiece W along at least one of the ⁇ X direction, the ⁇ Y direction, and the ⁇ Z direction may be considered to be the attitude relationship between the machining head 13 (particularly, the irradiation optical system 136) and the workpiece W. Therefore, the head drive system 14 may be considered to function as an attitude changing device that can change the attitude relationship between the machining head 13 (particularly, the irradiation optical system 136) and the workpiece W. In other words, the head drive system 14 may be considered to function as an attitude changing device that can change the attitude of the machining head 13 (particularly, the irradiation optical system 136) relative to the workpiece W.
  • the stage 15 may be referred to as a placement device or an object placement device.
  • the workpiece W is placed on a placement surface 151, which is at least a part of the upper surface of the stage 15.
  • the stage 15 is capable of supporting the workpiece W placed on the stage 15.
  • the stage 15 may be capable of holding the workpiece W placed on the stage 15.
  • the stage 15 may be equipped with at least one of a mechanical chuck, an electrostatic chuck, a vacuum chuck, and the like, in order to hold the workpiece W.
  • a jig for holding the workpiece W may hold the workpiece W, and the stage 15 may hold the jig that holds the workpiece W.
  • the stage 15 may not hold the workpiece W placed on the stage 15. In this case, the workpiece W may be placed on the stage 15 without being clamped.
  • the stage drive system 16 moves the stage 15. For this reason, the stage drive system 16 may be referred to as a moving device.
  • the stage drive system 16 may, for example, move the stage 15 (i.e., move linearly) along a movement axis along at least one of the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction.
  • the stage drive system 16 may, for example, move the stage 15 along at least one of the ⁇ X direction, the ⁇ Y direction, and the ⁇ Z direction in addition to or instead of at least one of the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction.
  • the stage drive system 16 may rotate (i.e., rotate and move) the stage 15 around at least one of the rotation axes along the X-axis direction (i.e., the A-axis), the rotation axis along the Y-axis direction (i.e., the B-axis), and the rotation axis along the Z-axis direction (i.e., the C-axis).
  • the stage drive system 16 moves the stage 15
  • the relative positional relationship between the processing head 13 and the stage 15 changes.
  • the relative positional relationship between the workpiece W and the multiple irradiation areas PA onto which the processing head 13 irradiates the multiple processing light beams EL changes.
  • the multiple irradiation areas PA onto which the processing head 13 irradiates the multiple processing light beams EL move relative to the workpiece W.
  • the processing unit 1 may process the workpiece W while moving the stage 15. Specifically, the processing unit 1 may process a desired position on the workpiece W by moving the stage 15 so that the desired position on the workpiece W is irradiated with the multiple processing light beams EL.
  • the stage drive system 16 moves the stage 15
  • the relative positional relationship between the workpiece W and the irradiation area MA onto which the machining head 13 irradiates the measurement light ML changes. That is, the irradiation area MA onto which the machining head 13 irradiates the measurement light ML moves relative to the workpiece W. In other words, the position on the workpiece W onto which the machining head 13 irradiates the measurement light ML is changed.
  • the machining unit 1 may measure the workpiece W while moving the stage 15. Specifically, the machining unit 1 may measure the desired position of the workpiece W by moving the stage 15 so that the measurement light ML is irradiated onto the desired position of the workpiece W.
  • the stage drive system 16 moves the stage 15, the positional relationship between the machining head 13 (particularly, the irradiation optical system 136 provided in the machining head 13) and the workpiece W placed on the stage 15 changes.
  • the positional relationship between the machining head 13 (particularly, the irradiation optical system 136) and the workpiece W along at least one of the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction may change.
  • the positional relationship between the machining head 13 (particularly, the irradiation optical system 136) and the workpiece W along at least one of the ⁇ X direction, the ⁇ Y direction, and the ⁇ Z direction may change.
  • the stage drive system 16 may be considered to function as a change device that can change the positional relationship between the machining head 13 (particularly, the irradiation optical system 136) and the workpiece W.
  • the positional relationship between the machining head 13 (particularly, the irradiation optical system 136) and the workpiece W along at least one of the ⁇ X direction, the ⁇ Y direction, and the ⁇ Z direction may be considered to be the attitude relationship between the machining head 13 (particularly, the irradiation optical system 136) and the workpiece W. Therefore, the stage drive system 16 may be considered to function as an attitude changing device that can change the attitude relationship between the machining head 13 (particularly, the irradiation optical system 136) and the workpiece W. In other words, the stage drive system 16 may be considered to function as an attitude changing device that can change the attitude of the stage 15 relative to the machining head 13 (particularly, the irradiation optical system 136).
  • the control unit 2 controls the operation of the processing unit 1.
  • the control unit 2 may control the operation of the processing head 13 provided in the processing unit 1.
  • the control unit 2 may control the operation of at least one of the processing optical system 131, the multiple light generating optical system 132, the measurement optical system 133, the synthesis optical system 134, the deflection optical system 135, and the irradiation optical system 136 provided in the processing head 13.
  • the control unit 2 may control the operation of the head drive system 14 provided in the processing unit 1 (for example, the movement of the processing head 13).
  • the control unit 2 may control the operation of the stage drive system 16 provided in the processing unit 1 (for example, the movement of the stage 15).
  • the control unit 2 may control the operation of the processing unit 1 based on the measurement results of the measurement object M by the processing unit 1. Specifically, the control unit 2 may generate measurement data of the measurement object M (e.g., data related to at least one of the position and shape of the measurement object M) based on the measurement results of the measurement object M, and control the operation of the processing unit 1 based on the generated measurement data. For example, the control unit 2 may generate measurement data of at least a part of the workpiece W (e.g., data related to at least one of the position and shape of at least a part of the workpiece W) based on the measurement results of the workpiece W, which is an example of the measurement object M, and control the operation of the processing unit 1 to process the workpiece W based on the measurement data.
  • the measurement object M e.g., data related to at least one of the position and shape of the measurement object M
  • the control unit 2 may generate measurement data of at least a part of the workpiece W (e.g., data related to at least one of
  • the control unit 2 may include, for example, a calculation device 21 and a storage device 22.
  • the calculation device 21 may include, for example, at least one of a CPU (Central Processing Unit) and a GPU (Graphics Processing Unit).
  • the storage device 22 may include, for example, a memory.
  • the control unit 2 functions as a device that controls the operation of the machining unit 1 by the calculation device 21 executing a computer program.
  • This computer program is a computer program for making the calculation device 21 perform (i.e., execute) the operation to be performed by the control unit 2, which will be described later.
  • this computer program is a computer program for making the control unit 2 function so as to make the machining unit 1 perform the operation to be described later.
  • the computer program executed by the calculation device 21 may be recorded in the storage device 22 (i.e., a recording medium) provided in the control unit 2, or may be recorded in any storage medium (e.g., a hard disk or a semiconductor memory) built into the control unit 2 or externally attachable to the control unit 2.
  • the computing device 21 may download the computer program to be executed from a device external to the control unit 2 via a network interface.
  • the control unit 2 does not have to be provided inside the processing unit 1.
  • the control unit 2 may be provided outside the processing unit 1 as a server or the like.
  • the control unit 2 and the processing unit 1 may be connected by a wired and/or wireless network (or a data bus and/or a communication line).
  • a wired network for example, a network using a serial bus type interface represented by at least one of IEEE1394, RS-232x, RS-422, RS-423, RS-485, and USB may be used.
  • a network using a parallel bus type interface may be used as a wired network.
  • a network using an interface compliant with Ethernet (registered trademark) represented by at least one of 10BASE-T, 100BASE-TX, and 1000BASE-T may be used.
  • a network using radio waves may be used.
  • An example of a network using radio waves is a network conforming to IEEE802.1x (for example, at least one of a wireless LAN and Bluetooth (registered trademark)).
  • a network using infrared rays may be used as a wireless network.
  • a network using optical communication may be used as a wireless network.
  • the control unit 2 and the processing unit 1 may be configured to be able to transmit and receive various information via the network.
  • the control unit 2 may also be able to transmit information such as commands and control parameters to the processing unit 1 via the network.
  • the processing unit 1 may be equipped with a receiving device that receives information such as commands and control parameters from the control unit 2 via the network.
  • the processing unit 1 may be equipped with a transmitting device (i.e., an output device that outputs information to the control unit 2) that transmits information such as commands and control parameters to the control unit 2 via the network.
  • a first control device that performs a part of the processing performed by the control unit 2 may be provided inside the processing unit 1, while a second control device that performs another part of the processing performed by the control unit 2 may be provided outside the processing unit 1.
  • a computation model that can be constructed by machine learning may be implemented by the computation device 21 executing a computer program.
  • An example of a computation model that can be constructed by machine learning is, for example, a computation model including a neural network (so-called artificial intelligence (AI)).
  • learning of the computation model may include learning of parameters of the neural network (for example, at least one of weights and biases).
  • the control unit 2 may use the computation model to control the operation of the machining unit 1.
  • the operation of controlling the operation of the machining unit 1 may include the operation of controlling the operation of the machining unit 1 using the computation model.
  • the control unit 2 may be implemented with a computation model that has been constructed by offline machine learning using teacher data.
  • control unit 2 may control the operation of the machining unit 1 using a computation model implemented in an external device of the control unit 2 (i.e., a device provided outside the machining unit 1) in addition to or instead of the computation model implemented in the control unit 2.
  • the recording medium for recording the computer program executed by the control unit 2 may be at least one of the following: CD-ROM, CD-R, CD-RW, flexible disk, MO, DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-R, DVD+R, DVD-RW, DVD+RW, optical disks such as Blu-ray (registered trademark), magnetic media such as magnetic tape, magneto-optical disk, semiconductor memory such as USB memory, and any other medium capable of storing a program.
  • the recording medium may include a device capable of recording a computer program (for example, a general-purpose device or a dedicated device in which a computer program is implemented in a state in which it can be executed in at least one of the forms of software and firmware, etc.).
  • each process or function included in the computer program may be realized by a logical processing block realized in the control unit 2 by the control unit 2 (i.e., the computer) executing the computer program, or may be realized by hardware such as a predetermined gate array (FPGA (Field Programmable Gate Array), ASIC (Application Specific Integrated Circuit)) provided in the control unit 2, or may be realized in a form that combines logical processing blocks and partial hardware modules that realize some elements of the hardware.
  • FPGA Field Programmable Gate Array
  • ASIC Application Specific Integrated Circuit
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of the machining head 13.
  • the light source light SL generated by the processing light source 11 is incident on the processing head 13 via an optical transmission member 111 such as an optical fiber.
  • the light source light SL may also be incident on the processing head 13 by spatial transmission using a mirror.
  • the processing light source 11 may be disposed outside the processing head 13.
  • the processing light source 11 may be disposed inside the processing head 13.
  • the processing light EL may also be incident on the processing head 13 without passing through an optical transmission member 111 such as an optical fiber.
  • the processing head 13 includes a processing optical system 131, a multiple light generating optical system 132, a measurement optical system 133, a synthesis optical system 134, a deflection optical system 135, and an irradiation optical system 136.
  • the processing optical system 131 is an optical system into which the light source light SL generated by the processing light source 11 is incident.
  • the processing optical system 131 is an optical system that emits the light source light SL incident on the processing optical system 131 toward the multiple light generating optical system 132.
  • the processing optical system 131 may include, for example, a position adjustment optical system 1311, an angle adjustment optical system 1312, and a galvanometer mirror 1313. However, the processing optical system 131 does not have to include at least one of the position adjustment optical system 1311, the angle adjustment optical system 1312, and the galvanometer mirror 1313.
  • the position adjustment optical system 1311 can adjust the emission position of the light source light SL from the processing optical system 131.
  • the position adjustment optical system 1311 may, for example, include a parallel plane plate that can be tilted with respect to the traveling direction of the light source light SL, and the emission position of the light source light SL may be changed by changing the tilt angle of the parallel plane plate.
  • the angle adjustment optical system 1312 can adjust the emission angle (i.e., emission direction) of the light source light SL from the processing optical system 131.
  • the angle adjustment optical system 1312 can, for example, include a mirror that can be tilted with respect to the traveling direction of the light source light SL, and the emission angle of the light source light SL can be changed by changing the tilt angle of this mirror.
  • the galvanometer mirror 1313 is a deflection optical system that deflects the light source light SL (i.e., changes the emission angle of the light source light SL).
  • the galvanometer mirror 1313 deflects the light source light SL, thereby moving the multiple processing lights EL that are generated from the light source light SL and that travel from the irradiation optical system 136 toward the workpiece W.
  • the galvanometer mirror 1313 deflects the light source light SL, thereby moving the multiple processing lights EL that travel from the irradiation optical system 136 toward the workpiece W along a direction that intersects with the optical axis 136EX of the irradiation optical system 136.
  • the multiple irradiation areas PA on the surface of the workpiece W, on which the multiple processing lights EL are respectively irradiated move in a direction along the surface of the workpiece W.
  • the multiple irradiation areas PA on which the multiple processing lights EL are respectively irradiated move along at least one of the X-axis direction and the Y-axis direction.
  • the galvanometer mirror 1313 includes an X-scanning mirror 1313X and a Y-scanning mirror 1313Y.
  • Each of the X-scanning mirror 1313X and the Y-scanning mirror 1313Y has a deflection surface on which the light source light SL is incident.
  • the deflection surface may function as a reflection surface that deflects the light source light SL by reflecting the light source light SL. In the example shown in FIG.
  • the light source light SL incident on the galvanometer mirror 1313 is incident on the deflection surface of the X-scanning mirror 1313X
  • the light source light SL reflected by the deflection surface of the X-scanning mirror 1313X is incident on the deflection surface of the Y-scanning mirror 1313Y.
  • the light source light SL incident on the galvanometer mirror 1313 may be incident on the deflection surface of the Y-scanning mirror 1313Y
  • the light source light SL reflected by the deflection surface of the Y-scanning mirror 1313Y may be incident on the deflection surface of the X-scanning mirror 1313X.
  • the deflection member is not limited to the galvanometer mirror 1313, and at least one of a polygon mirror and a resonant mirror may be used as the deflection member.
  • Each of the X-scanning mirror 1313X and the Y-scanning mirror 1313Y is an inclination angle variable mirror capable of changing the angle of the deflection surface relative to the optical path of the light source light SL incident on the galvanometer mirror 1313.
  • the X-scanning mirror 1313X deflects the light source light SL so that the multiple irradiation areas PA on the workpiece W, on which the multiple processing lights EL are respectively irradiated, move along the X-axis direction.
  • the X-scanning mirror 1313X deflects the light source light SL so that the deflection angle of the multiple processing lights EL is changed by changing the angle of the deflection surface of the X-scanning mirror 1313X around the first axis.
  • the multiple irradiation areas PA move along the X-axis direction by changing the angle of the deflection surface of the X-scanning mirror 1313X.
  • the Y-scanning mirror 1313Y deflects the light source light SL so that the multiple irradiation areas PA on the workpiece W, on which the multiple processing lights EL are respectively irradiated, move along the Y-axis direction.
  • the X-scanning mirror 1313X deflects the light source light SL so as to change the deflection angle of the multiple processing lights EL by changing the angle of the deflection surface of the Y-scanning mirror 1313Y around a second axis that intersects with the first axis or has a twisted relationship with the first axis.
  • the multiple irradiation areas PA move along the Y-axis direction by changing the angle of the deflection surface of the Y-scanning mirror 1313Y.
  • the source light SL emitted from the processing optical system 131 (in this case, the source light SL emitted from the galvanometer mirror 1313) is incident on the multiple light generating optical system 132.
  • the multiple light generating optical system 132 is an optical system for generating multiple processing light beams EL from the source light SL.
  • the multiple light generating optical system 132 branches the source light SL to generate multiple processing light beams EL. For this reason, the multiple light generating optical system 132 may be referred to as a branching optical system.
  • the multiple light generating optical system 132 is an optical system that emits the multiple processing lights EL generated by the multiple light generating optical system 132 toward the synthesis optical system 134.
  • the multiple light generating optical system 132 is an optical system that emits the multiple processing lights EL generated by the multiple light generating optical system 132 toward the deflection optical system 135 via the synthesis optical system 134.
  • the multiple light generating optical system 132 is an optical system that emits the multiple processing lights EL generated by the multiple light generating optical system 132 toward the irradiation optical system 136 via the synthesis optical system 134 and the deflection optical system 135.
  • the multiple processing lights EL generated by the multiple light generating optical system 132 are irradiated onto the workpiece W via the synthesis optical system 134, the deflection optical system 135, and the irradiation optical system 136.
  • the synthesis optical system 134 includes a beam splitter (e.g., a polarizing beam splitter) 1341.
  • the beam splitter 1341 emits the multiple processed lights EL incident on the beam splitter 1341 toward the deflection optical system 135.
  • the multiple processed lights EL incident on the beam splitter 1341 are emitted toward the deflection optical system 135 by passing through the polarization separation surface of the beam splitter 1341. Therefore, in the example shown in FIG.
  • the multiple processed lights EL enter the polarization separation surface of the beam splitter 1341 in a state in which they have a polarization direction that can pass through the polarization separation surface (e.g., a polarization direction that becomes p-polarized with respect to the polarization separation surface).
  • the multiple processed light beams EL emitted from the synthesis optical system 134 enter the deflection optical system 135.
  • the deflection optical system 135 emits the multiple processed light beams EL that entered the deflection optical system 135 toward the irradiation optical system 136.
  • the deflection optical system 135 includes a galvanometer mirror 1351.
  • the multiple processed light beams EL incident on the deflection optical system 135 are incident on the galvanometer mirror 1351.
  • the incident direction of one of the multiple processed light beams EL incident on the galvanometer mirror 1351 may be different from the incident direction of the other processed light beams EL different from the one processed light beam EL of the multiple processed light beams EL incident on the galvanometer mirror 1351.
  • the multiple light generating optical system 132 may generate multiple processed light beams EL such that the incident direction of one of the multiple processed light beams EL incident on the galvanometer mirror 1351 is different from the incident direction of the other processed light beams EL different from the one processed light beam EL of the multiple processed light beams EL incident on the galvanometer mirror 1351.
  • the galvanometer mirror 1351 deflects the multiple processing lights EL. Note that deflecting the processing light EL may be considered to be equivalent to changing the traveling direction of the processing light EL. Specifically, the galvanometer mirror 1351 changes the emission angle of the multiple processing lights EL emitted from the galvanometer mirror 1351 by deflecting the multiple processing lights EL. In this case, the galvanometer mirror 1351 may be considered to move the multiple processing lights EL from the galvanometer mirror 1351 toward the workpiece W via the irradiation optical system 136 by deflecting the multiple processing lights EL.
  • the galvanometer mirror 1351 may be considered to move the multiple processing lights EL from the galvanometer mirror 1351 toward the workpiece W via the irradiation optical system 136 along a direction intersecting the optical axis 136EX of the irradiation optical system 136 by deflecting the multiple processing lights EL.
  • the galvanometer mirror 1351 may be referred to as a beam moving device or a first beam moving device.
  • the multiple irradiation areas PA on the surface of the workpiece W, where the multiple processing lights EL are each irradiated move in a direction along the surface of the workpiece W.
  • the multiple irradiation areas PA where the multiple processing lights EL are each irradiated, move along at least one of the X-axis direction and the Y-axis direction.
  • the galvanometer mirror 1351 may deflect the multiple beams of processing light EL together. That is, the galvanometer mirror 1351 may move the multiple beams of processing light EL together. In other words, the galvanometer mirror 1351 may change the emission angles of the multiple beams of processing light EL together. As a result, the multiple irradiation areas PA may also move together on the workpiece W. That is, the galvanometer mirror 1351 may move the multiple irradiation areas PA together on the workpiece W.
  • the galvanometer mirror 1351 may deflect the multiple processing lights EL collectively so that the relative positional relationship between the multiple processing lights EL directed from the galvanometer mirror 1351 to the workpiece W via the irradiation optical system 136 is maintained.
  • the galvanometer mirror 1351 may deflect the multiple processing lights EL collectively so that the relative positional relationship between the multiple processing lights EL directed from the galvanometer mirror 1351 to the workpiece W via the irradiation optical system 136 does not change.
  • the galvanometer mirror 1351 deflects the multiple processing lights EL collectively, the relative positional relationship between the multiple irradiation areas PA on the workpiece W may be maintained.
  • the galvanometer mirror 1351 may deflect the multiple processing lights EL collectively so that the multiple irradiation areas PA move in the same direction and by the same amount on the workpiece W.
  • the galvanometer mirror 1351 may deflect the multiple processing lights EL together so that the movement direction of a first irradiation area PA among the multiple irradiation areas PA becomes the same as the movement direction of a second irradiation area PA different from the first irradiation area PA among the multiple irradiation areas PA, and the movement amount of the first irradiation area PA becomes the same as the movement amount of the second irradiation area PA.
  • the galvanometer mirror 1351 includes an X-scanning mirror 1351X and a Y-scanning mirror 1351Y.
  • Each of the X-scanning mirror 1351X and the Y-scanning mirror 1351Y has a deflection surface on which the multiple processing lights EL are incident.
  • the deflection surface may function as a reflection surface that deflects the multiple processing lights EL by reflecting the multiple processing lights EL. In the example shown in FIG.
  • the multiple processing lights EL incident on the galvanometer mirror 1351 are incident on the deflection surface of the X-scanning mirror 1351X, and the multiple processing lights EL reflected by the deflection surface of the X-scanning mirror 1351X are incident on the deflection surface of the Y-scanning mirror 1351Y.
  • the multiple processing lights EL incident on the galvanometer mirror 1351 may be incident on the deflection surface of the Y-scanning mirror 1351Y, and the multiple processing lights EL reflected by the deflection surface of the Y-scanning mirror 1351Y may be incident on the deflection surface of the X-scanning mirror 1351X.
  • Each of the X-scanning mirror 1351X and the Y-scanning mirror 1351Y is an inclination-angle variable mirror capable of changing the angle of the deflection surface relative to the optical path of the multiple processing lights EL incident on the galvanometer mirror 1351.
  • the X-scanning mirror 1351X deflects the multiple processing lights EL so that the multiple irradiation areas PA on the workpiece W where the multiple processing lights EL are respectively irradiated move along the X-axis direction.
  • the X-scanning mirror 1351X deflects the multiple processing lights EL so that the deflection angle of the multiple processing lights EL is changed by changing the angle of the deflection surface of the X-scanning mirror 1351X.
  • the multiple irradiation areas PA move along the X-axis direction by changing the angle of the deflection surface of the X-scanning mirror 1351X.
  • the Y-scanning mirror 1351Y deflects the multiple processing lights EL so that the multiple irradiation areas PA on the workpiece W where the multiple processing lights EL are respectively irradiated move along the Y-axis direction.
  • the Y scanning mirror 1351Y deflects the multiple processing lights EL so that the deflection angles of the multiple processing lights EL are changed by changing the angle of the deflection surface of the Y scanning mirror 1351Y.
  • the multiple irradiation areas PA move along the Y axis direction by changing the angle of the deflection surface of the Y scanning mirror 1351Y.
  • the multiple processing lights EL emitted from the deflection optical system 135 are incident on the irradiation optical system 136.
  • the irradiation optical system 136 is an optical system capable of irradiating the workpiece W with multiple processing lights EL.
  • the irradiation optical system 136 functions as an optical system capable of forming multiple irradiation areas PA on the surface of the workpiece W, where the multiple processing lights EL are respectively irradiated.
  • the irradiation optical system 136 may be equipped with an f ⁇ lens 1361.
  • the multiple processing lights EL emitted from the deflection optical system 135 are incident on the f ⁇ lens 1361.
  • the f ⁇ lens 1361 irradiates the multiple processing lights EL emitted from the deflection optical system 135 on the workpiece W.
  • the f ⁇ lens 1361 is an optical system telecentric on the workpiece W side
  • the respective traveling directions of the multiple processing lights EL from the f ⁇ lens 1361 may be parallel to each other, or may be parallel to the optical axis 136EX.
  • the optical axis 136EX of the irradiation optical system 136 may be the optical axis of the f ⁇ lens 1361.
  • the f ⁇ lens 1361 may be a non-telecentric optical system on the workpiece W side.
  • the f ⁇ lens 1361 may focus the multiple processing lights EL from the galvanometer mirror 1351 onto the workpiece W.
  • the f ⁇ lens 1361 may be considered to function as a focusing optical system.
  • the multiple processing lights EL emitted from the f ⁇ lens 1361 may be irradiated onto the workpiece W without passing through other optical elements (in other words, optical members such as lenses) having power.
  • the f ⁇ lens 1361 may be called the final optical element or objective optical system because it is the optical element having the final stage of power (i.e., the optical element closest to the workpiece W) among the multiple optical elements arranged on the optical path of the multiple processing lights EL.
  • the power of the optical element may be the reciprocal of the focal length of the optical element.
  • the multiple processing lights EL from the galvanometer mirror 1351 may be parallel light beams.
  • the traveling directions of the multiple processing lights EL from the galvanometer mirror 1351 may be different from each other.
  • the irradiation optical system 136 may be equipped with an objective optical system having projection characteristics different from f ⁇ .
  • At least one of the X-scanning mirror 1351X and the Y-scanning mirror 1351Y constituting the galvanometer mirror 1351, and the X-scanning mirror 1313X and the Y-scanning mirror 1313Y constituting the galvanometer mirror 1313 may be disposed at the entrance pupil position of the f ⁇ lens 1361 as an irradiation optical system and/or its conjugate position. At least one of the X-scanning mirror 1351X and the Y-scanning mirror 1351Y, and the X-scanning mirror 1313X and the Y-scanning mirror 1313Y may be disposed at a position optically conjugate with the entrance pupil position of the f ⁇ lens 1361.
  • a relay optical system for optically conjugating each scanning mirror to each other may be disposed between the scanning mirrors.
  • the entrance pupil position of the f ⁇ lens 1361 or a position optically conjugate with the entrance pupil position may be located between each scanning mirror.
  • the galvanometer mirror 1351 may have a reflecting surface that can rotate (or tilt) around two axes that intersect with each other, typically perpendicular to each other.
  • the measurement light ML generated by the measurement light source 12 is further incident on the processing head 13 via an optical transmission member 121 such as an optical fiber.
  • the measurement light ML may also be incident on the processing head 13 by spatial transmission using a mirror.
  • the measurement light source 12 may be disposed outside the processing head 13.
  • the measurement light source 12 may be disposed inside the processing head 13.
  • the measurement light ML may be incident on the processing head 13 without passing through an optical transmission member 121 such as an optical fiber.
  • the optical transmission member 121 may also be a polarization-preserving optical fiber.
  • the measurement light source 12 may include an optical comb light source.
  • An optical comb light source is a light source capable of generating light containing frequency components equally spaced on the frequency axis (hereinafter referred to as an "optical frequency comb") as pulsed light.
  • the measurement light source 12 emits pulsed light containing frequency components equally spaced on the frequency axis as the measurement light ML.
  • the measurement light source 12 may include a light source other than the optical comb light source.
  • the processing system SYS includes multiple measurement light sources 12.
  • the processing system SYS may include a measurement light source 12#1 and a measurement light source 12#2.
  • the multiple measurement light sources 12 may each emit multiple measurement light beams ML that are phase-synchronized and coherent with each other.
  • the multiple measurement light sources 12 may have different oscillation frequencies. Therefore, the multiple measurement light beams ML emitted by the multiple measurement light sources 12 may have different pulse frequencies (e.g., the number of pulsed lights per unit time, which is the reciprocal of the emission period of the pulsed lights).
  • the processing system SYS may include a single measurement light source 12.
  • the measurement light ML emitted from the measurement light source 12 enters the measurement optical system 133.
  • the measurement optical system 133 is an optical system that emits the measurement light ML that entered the measurement optical system 133 toward the synthesis optical system 134.
  • the measurement optical system 133 is an optical system that emits the measurement light ML that entered the measurement optical system 133 toward the deflection optical system 135 via the synthesis optical system 134.
  • the measurement optical system 133 is an optical system that emits the measurement light ML that entered the measurement optical system 133 toward the irradiation optical system 136 via the synthesis optical system 134 and the deflection optical system 135.
  • the measurement light ML emitted by the measurement optical system 133 is irradiated onto the workpiece W via the synthesis optical system 134, the deflection optical system 135, and the irradiation optical system 136.
  • the measurement optical system 133 includes, for example, a mirror 1330, a beam splitter 1331, a beam splitter 1332, a detector 1333, a beam splitter 1334, a mirror 1335, a detector 1336, a mirror 1337, and a galvanometer mirror 1338.
  • the measurement light ML emitted from the measurement light source 12 is incident on the beam splitter 1331.
  • the measurement light ML emitted from the measurement light source 12#1 (hereinafter referred to as "measurement light ML#1") is incident on the beam splitter 1331.
  • the measurement light ML emitted from the measurement light source 12#2 (hereinafter referred to as “measurement light ML#2”) is incident on the beam splitter 1331 via the mirror 1330.
  • the beam splitter 1331 emits the measurement light ML#1 and ML#2 incident on the beam splitter 1331 toward the beam splitter 1332. In other words, the beam splitter 1331 emits the measurement light ML#1 and ML#2 incident on the beam splitter 1331 from different directions toward the same direction (i.e., the direction in which the beam splitter 1332 is disposed).
  • Beam splitter 1332 reflects measurement light ML#1-1, which is a part of measurement light ML#1 incident on beam splitter 1332, toward detector 1333. Beam splitter 1332 emits measurement light ML#1-2, which is the other part of measurement light ML#1 incident on beam splitter 1332, toward beam splitter 1334. Beam splitter 1332 reflects measurement light ML#2-1, which is a part of measurement light ML#2 incident on beam splitter 1332, toward detector 1333. Beam splitter 1332 emits measurement light ML#2-2, which is the other part of measurement light ML#2 incident on beam splitter 1332, toward beam splitter 1334.
  • the measurement light ML#1-1 and ML#2-1 emitted from the beam splitter 1332 are incident on the detector 1333.
  • the detector 1333 receives (i.e., detects) the measurement light ML#1-1 and the measurement light ML#2-1.
  • the detector 1333 receives interference light (in other words, an interference beam) generated by the interference between the measurement light ML#1-1 and the measurement light ML#2-1.
  • the operation of receiving the interference light generated by the interference between the measurement light ML#1-1 and the measurement light ML#2-1 may be considered equivalent to the operation of receiving the measurement light ML#1-1 and the measurement light ML#2-1.
  • the detection result of the detector 1333 is output to the control unit 2.
  • the measurement light ML#1-2 and ML#2-2 emitted from the beam splitter 1332 enter the beam splitter 1334.
  • the beam splitter 1334 emits at least a portion of the measurement light ML#1-2 that entered the beam splitter 1334 toward the mirror 1335.
  • the beam splitter 1334 emits at least a portion of the measurement light ML#2-2 that entered the beam splitter 1334 toward the mirror 1337.
  • the measurement light ML#1-2 emitted from the beam splitter 1334 is incident on the mirror 1335.
  • the measurement light ML#1-2 incident on the mirror 1335 is reflected by the reflecting surface of the mirror 1335 (the reflecting surface may be referred to as a reference surface).
  • the mirror 1335 reflects the measurement light ML#1-2 incident on the mirror 1335 toward the beam splitter 1334.
  • the mirror 1335 emits the measurement light ML#1-2 incident on the mirror 1335 as the reflected light, measurement light ML#1-3, toward the beam splitter 1334.
  • the measurement light ML#1-3 may be referred to as a reference light.
  • the measurement light ML#1-3 emitted from the mirror 1335 is incident on the beam splitter 1334.
  • the beam splitter 1334 emits the measurement light ML#1-3 incident on the beam splitter 1334 toward the beam splitter 1332.
  • the measurement light ML#1-3 emitted from the beam splitter 1334 is incident on the beam splitter 1332.
  • the beam splitter 1332 emits the measurement light ML#1-3 incident on the beam splitter 1332 toward the detector 1336.
  • the measurement light ML#2-2 emitted from the beam splitter 1334 is incident on the mirror 1337.
  • the mirror 1337 reflects the measurement light ML#2-2 incident on the mirror 1337 toward the galvanometer mirror 1338. In other words, the mirror 1337 emits the measurement light ML#2-2 incident on the mirror 1337 toward the galvanometer mirror 1338.
  • the galvanometer mirror 1338 deflects the measurement light ML#2-2. Note that deflecting the measurement light ML#2-2 may be considered to be equivalent to changing the traveling direction of the measurement light ML#2-2. Specifically, the galvanometer mirror 1338 changes the emission angle of the measurement light ML#2-2 emitted from the galvanometer mirror 1338 by deflecting the measurement light ML#2-2. In this case, the galvanometer mirror 1338 may be considered to move the measurement light ML#2-2 from the galvanometer mirror 1338 toward the workpiece W via the irradiation optical system 136 by deflecting the measurement light ML#2-2.
  • the galvanometer mirror 1338 may be considered to move the measurement light ML#2-2 from the galvanometer mirror 1338 toward the workpiece W via the irradiation optical system 136 from the galvanometer mirror 1351 along a direction intersecting the optical axis 136EX of the irradiation optical system 136 by deflecting the measurement light ML#2-2.
  • the irradiation area MA on the surface of the workpiece W, onto which the measurement light ML#2-2 is irradiated moves in a direction along the surface of the workpiece W.
  • the irradiation area MA on which the measurement light ML#2-2 is irradiated moves along at least one of the X-axis direction and the Y-axis direction.
  • the galvanometer mirror 1338 includes an X-scanning mirror 1338X and a Y-scanning mirror 1338Y.
  • Each of the X-scanning mirror 1338X and the Y-scanning mirror 1338Y has a deflection surface on which the measurement light ML#2-2 is incident.
  • the deflection surface may function as a reflecting surface that deflects the measurement light ML#2-2 by reflecting the measurement light ML#2-2. In the example shown in FIG.
  • the measurement light ML#2-2 incident on the galvanometer mirror 1338 is incident on the deflection surface of the X-scanning mirror 1338X
  • the measurement light ML#2-2 reflected by the deflection surface of the X-scanning mirror 1338X is incident on the deflection surface of the Y-scanning mirror 1338Y.
  • the measurement light ML#2-2 incident on the galvanometer mirror 1338 may be incident on the deflection surface of the Y scanning mirror 1338Y
  • the measurement light ML#2-2 reflected by the deflection surface of the Y scanning mirror 1338Y may be incident on the deflection surface of the X scanning mirror 1338X.
  • Each of the X-scanning mirror 1338X and the Y-scanning mirror 1338Y is a tilt-angle variable mirror capable of changing the angle of the deflection surface relative to the optical path of the measurement light ML#2-2 incident on the galvanometer mirror 1338.
  • the X-scanning mirror 1338X deflects the measurement light ML#2-2 so that the irradiation area MA on the workpiece W where the measurement light ML#2-2 is irradiated moves along the X-axis direction.
  • the X-scanning mirror 1338X deflects the measurement light ML#2-2 so that the deflection angle of the measurement light ML#2-2 is changed by changing the angle of the deflection surface of the X-scanning mirror 1338X.
  • the irradiation area MA moves along the X-axis direction by changing the angle of the deflection surface of the X-scanning mirror 1338X.
  • the Y-scanning mirror 1338Y deflects the measurement light ML#2-2 so that the irradiation area MA on the workpiece W where the measurement light ML#2-2 is irradiated moves along the Y-axis direction.
  • the Y scanning mirror 1338Y deflects the measurement light ML#2-2 so that the deflection angle of the measurement light ML#2-2 is changed by changing the angle of the deflection surface of the Y scanning mirror 1338Y.
  • the irradiation area MA moves along the Y axis direction by changing the angle of the deflection surface of the Y scanning mirror 1338Y.
  • the measurement light ML#2-2 emitted from the measurement optical system 133 (in this case, the measurement light ML#2-2 emitted from the galvanometer mirror 1338) is incident on the synthesis optical system 134.
  • the beam splitter 1341 of the synthesis optical system 134 emits the measurement light ML#2-2 incident on the beam splitter 1341 toward the deflection optical system 135.
  • the measurement light ML#2-2 incident on the synthesis optical system 134 is reflected at the polarization separation surface and is emitted toward the deflection optical system 135. For this reason, in the example shown in FIG.
  • the measurement light ML#2-2 is incident on the polarization separation surface of the beam splitter 1341 while having a polarization direction that can be reflected at the polarization separation surface (for example, a polarization direction that becomes s-polarized with respect to the polarization separation surface).
  • the galvanometer mirror 1338 may not be provided, and measurement light ML#2-2 from mirror 1337 (or beam splitter 1334) may be directly incident on beam splitter 1341.
  • the processing light EL is incident on the beam splitter 1341 in addition to the measurement light ML#2-2.
  • both the measurement light ML#2-2 and the processing light EL pass through the beam splitter 1341.
  • the beam splitter 1341 emits the processing light EL and the measurement light ML#2-2, which are incident on the beam splitter 1341 from different directions, in the same direction (i.e., toward the same deflection optical system 135). Therefore, the beam splitter 1341 essentially functions as a combining optical element that combines the processing light EL and the measurement light ML#2-2.
  • the combining optical system 134 may include a dichroic mirror as a combining optical element instead of the beam splitter 1341. Even in this case, the combining optical system 134 can combine the processing light EL and the measurement light ML#2-2 using the dichroic mirror (i.e., combine the optical path of the processing light EL with the optical path of the measurement light ML#2-2).
  • the measurement light ML#2-2 emitted from the synthesis optical system 134 is incident on the deflection optical system 135.
  • the deflection optical system 135 emits the measurement light ML#2-2 incident on the deflection optical system 135 toward the irradiation optical system 136.
  • the measurement light ML#2-2 incident on the deflection optical system 135 is incident on the galvanometer mirror 1351.
  • the galvanometer mirror 1351 deflects the measurement light ML#2-2 in the same way as when deflecting multiple processing light EL. Specifically, the galvanometer mirror 1351 deflects the measurement light ML#2-2, thereby changing the emission angle of the measurement light ML#2-2 emitted from the galvanometer mirror 1351.
  • the galvanometer mirror 1351 may be considered to be moving the measurement light ML#2-2 from the galvanometer mirror 1351 toward the workpiece W via the irradiation optical system 136, by deflecting the measurement light ML#2-2.
  • the galvanometer mirror 1351 may be considered to deflect the measurement light ML#2-2, thereby moving the measurement light ML#2-2 directed from the galvanometer mirror 1351 to the workpiece W via the irradiation optical system 136 along a direction intersecting the optical axis 136EX of the irradiation optical system 136.
  • the irradiation area MA on the surface of the workpiece W where the measurement light ML#2-2 is irradiated moves in a direction along the surface of the workpiece W.
  • the irradiation area MA where the measurement light ML#2-2 is irradiated moves along at least one of the X-axis direction and the Y-axis direction.
  • the galvanometer mirror 1351 can move the irradiation area PA of the multiple processing light beams EL and the irradiation area MA of the measurement light ML#2-2 in synchronization.
  • the galvanometer mirror 1351 can move the irradiation area PA of the multiple processing light beams EL and the irradiation area MA of the measurement light ML#2-2 in conjunction with each other.
  • the processing system SYS can use the galvanometer mirror 1338 to independently move the irradiation area MA of the measurement light ML#2-2 with respect to the irradiation area PA of the multiple processing lights EL.
  • the processing system SYS can use the galvanometer mirror 1338 to change the relative positional relationship between the irradiation area PA of the multiple processing lights EL and the irradiation area MA of the measurement light ML#2-2.
  • the processing system SYS can use the galvanometer mirror 1338 to change the relative positional relationship between the irradiation area PA of the multiple processing lights EL and the irradiation area MA of the measurement light ML#2-2 along a direction intersecting the irradiation direction of the measurement light ML (in the example shown in FIG. 3, at least one of the X-axis direction and the Y-axis direction, which is a direction intersecting the optical axis 136EX of the irradiation optical system 136).
  • the processing system SYS can use the galvanometer mirror 1313 to independently move the irradiation area PA of the multiple processing lights EL with respect to the irradiation area MA of the measurement light ML#2-2.
  • the processing system SYS can use the galvanometer mirror 1313 to change the relative positional relationship between the irradiation area PA of the multiple processing lights EL and the irradiation area MA of the measurement light ML#2-2.
  • the processing system SYS can use the galvanometer mirror 1313 to change the relative positional relationship between the irradiation area PA of the multiple processing lights EL and the irradiation area MA of the measurement light ML#2-2 along a direction intersecting the irradiation direction of the processing light EL (at least one of the X-axis direction and the Y-axis direction in the example shown in FIG. 3, which is a direction intersecting the optical axis 136EX of the irradiation optical system 136).
  • the measurement light ML#2-2 emitted from the deflection optical system 135 enters the irradiation optical system 136.
  • the irradiation optical system 136 is an optical system capable of irradiating the measurement light ML#2-2 onto the workpiece W.
  • the f ⁇ lens 1361 irradiates the measurement light ML#2-2 emitted from the deflection optical system 135 onto the workpiece W.
  • the f ⁇ lens 1361 may focus the measurement light ML#2-2 emitted from the deflection optical system 135 onto the workpiece W.
  • the f ⁇ lens 1361 may be considered to function as a focusing optical system.
  • the measurement light ML#2-2 emitted from the f ⁇ lens 1361 may be irradiated onto the workpiece W without passing through another optical element having power (in other words, an optical member such as a lens).
  • the f ⁇ lens 1361 may be called the final optical element or objective optical system because it is the optical element having the final stage of power (i.e., the optical element closest to the workpiece W) among the multiple optical elements arranged on the optical path of the measurement light ML#2-2.
  • the measurement light ML#2-2 emitted from the deflection optical system 135 and incident on the f ⁇ lens 1361 may be a parallel light beam.
  • the irradiation optical system 136 may be equipped with an objective optical system having projection characteristics different from f ⁇ .
  • the light resulting from the irradiation of the measurement light ML#2-2 may include at least one of the measurement light ML#2-2 reflected by the workpiece W (i.e., reflected light), the measurement light ML#2-2 scattered by the workpiece W (i.e., scattered light), the measurement light ML#2-2 diffracted by the workpiece W (i.e., diffracted light), and the measurement light ML#2-2 transmitted through the workpiece W (i.e., transmitted light).
  • At least a portion of the light emitted from the workpiece W due to the irradiation of the measurement light ML#2-2 is incident on the machining head 13 as light returning from the workpiece W to the machining head 13.
  • the light returning from the workpiece W irradiated with the measurement light ML#2-2 to the machining head 13 is referred to as return light RL.
  • the light traveling along the optical path of the measurement light ML#2-2 incident on the workpiece W is incident on the irradiation optical system 136 as return light RL.
  • the optical path of the measurement light ML#2-2 emitted from the irradiation optical system 136 and incident on the workpiece W may be the same as the optical path of the return light RL emitted from the workpiece W and incident on the irradiation optical system 136.
  • the return light RL incident on the irradiation optical system 136 is incident on the deflection optical system 135 via the f ⁇ lens 1361.
  • the return light RL that is incident on the deflection optical system 135 is incident on the synthesis optical system 134 via the galvanometer mirror 1351.
  • the beam splitter 1341 of the synthesis optical system 134 reflects the return light RL that is incident on the beam splitter 1341 toward the measurement optical system 133.
  • the return light RL emitted from the beam splitter 1341 is incident on the galvanometer mirror 1338 of the measurement optical system 133.
  • the galvanometer mirror 1338 emits the return light RL incident on the galvanometer mirror 1338 toward the mirror 1337.
  • the mirror 1337 reflects the return light RL incident on the mirror 1337 toward the beam splitter 1334.
  • the beam splitter 1334 emits at least a portion of the return light RL incident on the beam splitter 1334 toward the beam splitter 1332.
  • the beam splitter 1332 emits at least a portion of the return light RL incident on the beam splitter 1332 toward the detector 1336.
  • the measurement light ML#1-3 is incident on the detector 1336. That is, the return light RL directed toward the detector 1336 via the workpiece W, and the measurement light ML#1-3 directed toward the detector 1336 without passing through the workpiece W are incident on the detector 1336.
  • the detector 1336 receives (i.e., detects) the measurement light ML#1-3 and the return light RL.
  • the detector 1336 receives interference light (in other words, an interference beam) generated by interference between the measurement light ML#1-3 and the return light RL.
  • the operation of receiving the interference light generated by interference between the measurement light ML#1-3 and the return light RL may be considered equivalent to the operation of receiving the measurement light ML#1-3 and the return light RL.
  • the detection result of the detector 1336 is output to the control unit 2.
  • the control unit 2 acquires the detection results of the detector 1333 and the detection results of the detector 1336.
  • the control unit 2 may generate measurement data of the measurement object M (e.g., measurement data relating to at least one of the position and the shape of the measurement object M) based on the detection results of the detector 1333 and the detection results of the detector 1336.
  • the pulse frequency of the measurement light ML#1 is different from the pulse frequency of the measurement light ML#2
  • the pulse frequency of the measurement light ML#1-1 is different from the pulse frequency of the measurement light ML#2-1. Therefore, the interference light between the measurement light ML#1-1 and the measurement light ML#2-1 is an interference light in which a pulse light appears in synchronization with the timing when the pulse light constituting the measurement light ML#1-1 and the pulse light constituting the measurement light ML#2-1 are simultaneously incident on the detector 1333.
  • the pulse frequency of the measurement light ML#1-3 is different from the pulse frequency of the return light RL.
  • the interference light between the measurement light ML#1-3 and the return light RL is an interference light in which a pulse light appears in synchronization with the timing when the pulse light constituting the measurement light ML#1-3 and the pulse light constituting the return light RL are simultaneously incident on the detector 1336.
  • the position (position on the time axis) of the pulse light of the interference light detected by the detector 1336 varies depending on the positional relationship between the processing head 13 and the measurement object M. This is because the interference light detected by the detector 1336 is interference light between the return light RL directed to the detector 1336 via the measurement object M and the measurement light ML#1-3 directed to the detector 1336 without passing through the measurement object M.
  • the position (position on the time axis) of the pulsed light of the interference light detected by the detector 1333 does not vary according to the positional relationship between the processing head 13 and the measurement object M (that is, substantially, the positional relationship between the processing head 13 and the measurement object M). For this reason, it can be said that the time difference between the pulsed light of the interference light detected by the detector 1336 and the pulsed light of the interference light detected by the detector 1333 indirectly indicates the positional relationship between the processing head 13 and the measurement object M.
  • the control unit 2 can calculate the distance between the processing head 13 and the measurement object M in a direction along the optical path of the measurement light ML (for example, the Z-axis direction) based on the time difference between the pulsed light of the interference light detected by the detector 1336 and the pulsed light of the interference light detected by the detector 1333.
  • control unit 2 can calculate the position of the measurement object M in a direction along the optical path of the measurement light ML (for example, the Z-axis direction). More specifically, the control unit 2 can calculate the distance between the irradiated portion of the measurement object M irradiated with the measurement light ML#2-2 and the processing head 13. The control unit 2 can calculate the position of the irradiated portion in a direction along the optical path of the measurement light ML (for example, the Z-axis direction).
  • the control unit 2 can calculate the position of the irradiated portion in a direction intersecting the optical path of the measurement light ML (e.g., at least one of the X-axis direction and the Y-axis direction) based on the drive state of the galvanometer mirrors 1351 and 1338.
  • the control unit 2 can generate measurement data indicating the position of the irradiated portion in a measurement coordinate system based on the machining head 13 (e.g., a position in a three-dimensional coordinate space).
  • the processing head 13 may irradiate the measurement light ML#2-2 to multiple locations of the measurement object M.
  • at least one of the galvanometer mirrors 1351 and 1338 may change the irradiation position of the measurement light ML#2-2 on the measurement object M so that the processing head 13 irradiates the measurement light ML#2-2 to multiple locations of the measurement object M.
  • at least one of the processing head 13 and the stage 15 may move so that the processing head 13 irradiates the measurement light ML#2-2 to multiple locations of the measurement object M.
  • the control unit 2 can generate measurement data indicating the positions of the multiple locations of the measurement object M.
  • the control unit 2 can generate measurement data indicating the shape of the measurement object M based on the measurement data indicating the positions of the multiple locations. For example, the control unit 2 can generate measurement data indicating the shape of the measurement object M by calculating a three-dimensional shape composed of a virtual plane (or curved surface) connecting multiple parts whose positions have been identified as the shape of the measurement object M.
  • the multiple light generating optical system 132 includes a diffractive optical element (DOE) 1321 and a lens 1322, as shown in FIG. 4, which is a cross-sectional view showing the configuration of the multiple light generating optical system 132.
  • DOE diffractive optical element
  • the source light SL emitted from the processing optical system 131 is incident on the diffractive optical element 1321.
  • the diffractive optical element 1321 splits the source light SL incident on the diffractive optical element 1321 into diffracted light of each order on its diffraction surface.
  • the diffractive optical element 1321 may split the source light SL incident on the diffractive optical element 1321 into 0th order diffractive light, +1st order diffractive light, and -1st order diffractive light.
  • FIG. 4 shows an example in which the diffractive optical element 1321 is a transmissive diffractive optical element, the diffractive optical element 1321 may also be a reflective diffractive optical element.
  • At least two of the multiple diffracted lights obtained by splitting the light source light SL are used as multiple processed lights EL.
  • the 0th order diffracted light, the +1st order diffracted light, and the -1st order diffracted light obtained by splitting the light source light SL may be used as multiple processed lights EL (in this case, three processed lights EL).
  • the diffractive optical element 1321 splits the light source light SL to generate at least two of the multiple diffracted lights as multiple processed lights EL.
  • the diffractive optical element 1321 may be considered to function as a beam generating device capable of generating multiple processed lights EL.
  • the diffractive optical element 1321 is not limited to a diffractive optical element that uses 0th order and ⁇ 1st order diffracted lights, but may also be a diffractive optical element that uses diffracted lights of orders higher than ⁇ 1st order.
  • a diffractive optical element disclosed in U.S. Patent No. 5,850,300 may be used as such a diffractive optical element.
  • the diffractive optical element 1321 is not limited to a diffractive optical element that splits the incident light into three.
  • the multiple processing light beams EL generated by the diffractive optical element 1321 are emitted from the multiple light generating optical system 132 via the lens 1322.
  • the multiple processing light beams EL emitted from the multiple light generating optical system 132 are irradiated onto the workpiece W via the synthesis optical system 134, deflection optical system 135, and irradiation optical system 136.
  • multiple irradiation areas PA onto which the multiple processing light beams EL are respectively irradiated are formed on the workpiece W.
  • the object is machined by the multiple processing light beams EL.
  • the machining unit 1 machines the workpiece W by irradiating the workpiece W with the multiple processing light beams EL to form multiple irradiation areas PA on the surface of the workpiece W.
  • the processing unit 1 may form a plurality of irradiation areas EA on the surface of the workpiece W so that the plurality of irradiation areas PA are arranged in a predetermined arrangement pattern on the surface of the workpiece W. That is, the processing unit 1 may irradiate a plurality of processing lights EL onto the workpiece W so that the plurality of irradiation areas PA are arranged on the surface of the workpiece W. As an example, as shown in FIG. 5(a), the processing unit 1 may irradiate a plurality of processing lights EL onto the workpiece W so that the plurality of irradiation areas PA are arranged in a one-dimensional arrangement pattern on the surface of the workpiece W.
  • FIG. 5(a) the processing unit 1 may irradiate a plurality of processing lights EL onto the workpiece W so that the plurality of irradiation areas PA are arranged in a one-dimensional arrangement pattern on the surface of the workpiece W.
  • FIG. 5(a) shows an example in which the plurality of irradiation areas PA are arranged along a desired straight line L1 on the surface of the workpiece W.
  • the processing unit 1 may irradiate a plurality of processing lights EL onto the workpiece W so that the plurality of irradiation areas PA are arranged in a two-dimensional arrangement pattern on the surface of the workpiece W.
  • FIG. 5(b) shows an example in which the plurality of irradiation areas PA are arranged along a desired curve L2 on the surface of the workpiece W.
  • the multiple irradiation areas PA include at least two irradiation areas PA aligned along a desired first straight line L31 on the surface of the workpiece W, and at least two irradiation areas PA aligned along a desired second straight line L32 that intersects with the first straight line L31 on the surface of the workpiece W.
  • the multiple irradiation areas PA may be arranged along multiple straight lines or multiple curved lines on the surface of the workpiece W.
  • the multiple straight lines or multiple curved lines on which the multiple irradiation areas PA are located may be parallel to each other.
  • the multiple irradiation areas PA on different straight lines or different curved lines may be in different positions with respect to the direction in which the multiple straight lines or multiple curved lines extend.
  • the multiple irradiation areas PA may be arranged in a staggered pattern on the surface of the workpiece W.
  • the processing unit 1 may form a plurality of irradiation areas PA on the surface of the workpiece W such that the plurality of irradiation areas PA are arranged in a regular array pattern on the surface of the workpiece W.
  • Each of Figures 5(a) to 5(c) may be considered to show an example in which the plurality of irradiation areas PA are arranged in a regular array pattern.
  • the processing unit 1 may form a plurality of irradiation areas PA on the surface of the workpiece W such that the plurality of irradiation areas PA are not arranged in a regular array pattern on the surface of the workpiece W.
  • the processing unit 1 may form a plurality of irradiation areas PA at a plurality of random positions on the surface of the workpiece W.
  • the processing unit 1 may form a plurality of irradiation areas PA on the surface of the workpiece W so that the plurality of irradiation areas PA do not overlap each other on the surface of the workpiece W.
  • the processing unit 1 may form a plurality of irradiation areas PA on the surface of the workpiece W so that the plurality of irradiation areas PA are separated from each other in a direction along the surface of the workpiece W.
  • the processing unit 1 may irradiate the workpiece W with a plurality of processing lights EL that are spatially separated from each other in a direction along the surface of the workpiece W.
  • the processing unit 1 may irradiate the workpiece W with a plurality of processing lights EL that are spatially separated from each other along a direction that intersects with the traveling direction of at least one of the plurality of processing lights EL (for example, a direction that intersects with the Z axis). Since the surface of the workpiece W intersects with the optical axis 136EX of the irradiation optical system 136 described above (see FIG. 4
  • the processing unit 1 may irradiate the workpiece W with a plurality of processing lights EL that are spatially separated from each other along a direction that intersects with the optical axis 136EX of the irradiation optical system 136 (for example, a direction that intersects with the Z axis).
  • the processing unit 1 may form multiple irradiation areas PA on the surface of the workpiece W such that at least two of the multiple irradiation areas PA at least partially overlap on the surface of the workpiece W.
  • the processing unit 1 may irradiate the workpiece W with multiple processing lights EL including at least two processing lights EL whose optical paths at least partially overlap spatially in a direction along the surface of the workpiece W.
  • the processing unit 1 may further be able to change the arrangement direction LD of the multiple irradiation areas PA.
  • the arrangement direction LD of the multiple irradiation areas PA may mean the direction in which the multiple irradiation areas PA are arranged on the surface of the workpiece W.
  • the arrangement direction LD of the multiple irradiation areas PA may mean the direction in which the straight line L1 along which the multiple irradiation areas PA are arranged extends.
  • the multiple irradiation areas PA are arranged as shown in FIG.
  • the arrangement direction LD of the multiple irradiation areas PA may mean the direction in which the curve L2 along which the multiple irradiation areas PA are arranged extends.
  • the arrangement direction LD of the multiple irradiation areas PA may mean the direction in which at least one of the first straight line L31 and the second straight line L32 along which at least two of the multiple irradiation areas PA are arranged extends.
  • the arrangement direction LD of the multiple irradiation areas PA may mean the direction in which one straight line or one curved line among the multiple straight lines or multiple curved lines extends, or may mean the average direction in which the multiple straight lines or multiple curved lines extend.
  • the processing unit 1 may change the arrangement direction LD of the multiple irradiation areas PA by moving at least one of the multiple processing lights EL directed from the processing unit 1 toward the workpiece W.
  • the control unit 2 may control the processing unit 1 to change the arrangement direction LD of the multiple irradiation areas PA by moving at least one of the multiple processing lights EL directed from the processing unit 1 toward the workpiece W.
  • the processing unit 1 may change the arrangement direction LD of the multiple irradiation areas PA by moving at least one of the multiple irradiation areas PA.
  • the control unit 2 may control the processing unit 1 to change the arrangement direction LD of the multiple irradiation areas PA by moving at least one of the multiple irradiation areas PA.
  • the processing unit 1 may change (in other words, control) the arrangement direction LD of the multiple irradiation areas PA using the multiple light generating optical system 132.
  • the processing unit 1 may change the arrangement direction LD of the multiple irradiation areas PA using the diffractive optical element 1321 provided in the multiple light generating optical system 132.
  • the multiple light generating optical system 132 may include an actuator 1323 as shown in FIG. 4.
  • the actuator 1323 is a drive system capable of moving, typically rotating, the diffractive optical element 1321.
  • the multiple light generating optical system 132 may change the arrangement direction LD of the multiple irradiation areas PA by moving the diffractive optical element 1321 using the actuator 1323 under the control of the control unit 2.
  • the actuator 1323 may be considered to function as a beam moving device (second beam moving device) that changes the arrangement direction LD of the multiple irradiation areas PA.
  • the multiple light generating optical system 132 may change the arrangement direction LD of the multiple irradiation areas PA by rotating (i.e., rotating and moving) the diffractive optical element 1321 around a desired rotation axis RX1 using the actuator 1323 under the control of the control unit 2.
  • the actuator 1323 rotates the diffractive optical element 1321, the actuator 1323 may be referred to as a rotation device.
  • the optical axis 132EX of the multiple light generating optical system 132 or an axis parallel to the optical axis 132EX may be used as the rotation axis RX1.
  • the optical axis 132EX of the multiple light generating optical system 132 may be the optical axis of the lens 1322 included in the multiple light generating optical system 132.
  • the optical axis 132EX of the multiple light generating optical system 132 may be the optical axis of the diffractive optical element 1321 included in the multiple light generating optical system 132.
  • the optical axis of the diffractive optical element 1331 may be an axis perpendicular to the diffraction surface of the diffractive optical element 1331.
  • the multiple processed lights EL emitted from the diffractive optical element 1321 when the diffractive optical element 1321 rotates around the rotation axis RX1, the multiple processed lights EL emitted from the diffractive optical element 1321 also rotate around the rotation axis RX1.
  • the rotation of the diffractive optical element 1321 around the rotation axis RX1 changes the emission direction (emission orientation) of the multiple processed lights EL from the diffractive optical element 1321 to around the rotation axis RX1.
  • the multiple processing lights EL emitted from the irradiation optical system 136 also rotate around the optical axis 136EX of the irradiation optical system 136 or the rotation axis RX2, which is an axis parallel to the optical axis 136EX.
  • FIG. 7 which is a plan view showing multiple irradiation areas PA on the workpiece W
  • the multiple irradiation areas PA also rotate around the rotation axis RX2 that intersects with the surface of the workpiece W on the workpiece W. Therefore, as shown in FIG. 7, the arrangement direction LD of the multiple irradiation areas PA changes as the multiple irradiation areas PA rotate around the rotation axis RX2.
  • the arrangement direction LD of the multiple irradiation areas PA changes from the Y-axis direction to the X-axis direction as the multiple irradiation areas PA rotate around the rotation axis RX2.
  • the method of rotating the diffractive optical element 1321 around the rotation axis RX1 using the actuator 1323 is one example of a method of rotating the multiple processing beams EL around the rotation axis RX1 (and further around the rotation axis RX2) and a method of changing the arrangement direction LD of the multiple irradiation areas PA. Therefore, the processing unit 1 may rotate the multiple processing beams EL around the rotation axis RX1 (and further around the rotation axis RX2) using any method other than the method of rotating the diffractive optical element 1321 around the rotation axis RX1 using the actuator 1323.
  • the processing unit 1 may change the arrangement direction LD of the multiple irradiation areas PA using any method other than the method of rotating the diffractive optical element 1321 around the rotation axis RX1 using the actuator 1323.
  • an image rotator may be provided in the optical path on the workpiece W side of the diffractive optical element 1321, and the image rotator may be rotated using an actuator.
  • the diffractive optical element 1321 may also be rotated.
  • the operation of changing the arrangement direction LD of the multiple irradiation areas PA by rotating the multiple irradiation areas PA around the rotation axis RX2 may be considered to be substantially equivalent to the operation of moving the multiple irradiation areas PA. This is because the multiple irradiation areas PA are rotating.
  • the device including the galvanometer mirror 1351 capable of moving the multiple irradiation areas PA along each of the X-axis direction and the Y-axis direction and the actuator 1323 capable of rotating the multiple irradiation areas PA around the rotation axis RX2 may be considered to function as a beam position changing device that changes the traveling direction of the multiple processing lights EL incident on the irradiation optical system 136 to independently move the multiple irradiation areas PA formed on the surface of the workpiece W.
  • the device including the galvanometer mirror 1313 capable of moving the multiple irradiation areas PA along each of the X-axis direction and the Y-axis direction and the actuator 1323 capable of rotating the multiple irradiation areas PA around the rotation axis RX2 may be considered to function as a beam position changing device that changes the traveling direction of the multiple processing lights EL incident on the irradiation optical system 136 to independently move the multiple irradiation areas PA formed on the surface of the workpiece W.
  • the processing system SYS can process the workpiece W by irradiating a plurality of processing lights EL onto the workpiece W.
  • the processing system SYS may perform a processing operation for processing the workpiece W using a plurality of processing lights EL.
  • the processing unit 1 may perform removal processing on the workpiece W. That is, the processing unit 1 may perform removal processing to remove a part of the workpiece W. In this embodiment, the processing unit 1 may perform removal processing by utilizing the principle of non-thermal processing (e.g., ablation processing). That is, the processing unit 1 may perform non-thermal processing (e.g., ablation processing) on the workpiece W. To perform non-thermal processing, the processing unit 1 may use light having a high photon density (in other words, fluence) as the source light SL (and thus as the processing light EL).
  • a high photon density in other words, fluence
  • the processing unit 1 may use light including pulse light having an emission time of nanoseconds or less, picoseconds or less, or femtoseconds or less as the source light SL (and thus as the processing light EL). That is, the processing unit 1 may use light including pulse light having a pulse width of nanoseconds or less, picoseconds or less, or femtoseconds or less as the source light SL (and thus as the processing light EL).
  • the material constituting the energy transfer portion of the workpiece W to which the energy of the processing light EL is transferred evaporates and disperses instantly.
  • the material constituting the energy transfer portion of the workpiece W evaporates and disperses within a time period that is sufficiently shorter than the thermal diffusion time of the workpiece W.
  • the material constituting the energy transfer portion of the workpiece W may sublimate without passing through a molten state.
  • the material constituting the energy transfer portion of the workpiece W may be released from the workpiece W as at least one of ions, atoms, radicals, molecules, clusters, and solid pieces.
  • the processing unit 1 may perform removal processing using the principle of non-thermal processing.
  • the processing unit 1 may perform additive processing on the workpiece W.
  • the processing unit 1 may perform additive processing to form a model on the workpiece W.
  • the processing unit 1 may be considered to be capable of functioning as a 3D printer.
  • powder bed fusion may be used, laser metal deposition (LMD) or directed energy deposition (DED) may be used.
  • LMD laser metal deposition
  • DED directed energy deposition
  • the workpiece W may be a modeling plate or a powder layer.
  • the processing unit 1 may perform melt processing to melt the surface of the workpiece W and solidify the melted surface.
  • the melt processing may be referred to as remelt processing.
  • the processing unit 1 may perform planar processing to make the surface of the workpiece W closer to a flat surface compared to before the melt processing by performing melt processing.
  • the processing unit 1 may perform melt processing using the principle of thermal processing. That is, the processing unit 1 may perform thermal processing on the workpiece W.
  • the processing unit 1 may use light including pulsed light of milliseconds or more or nanoseconds or more as the light source light SL (and thus as the processing light EL).
  • the processing unit 1 may use continuous light as the light source light SL (and thus as the processing light EL).
  • the processing unit 1 may perform a marking process to form a desired mark on the surface of the workpiece W.
  • the processing unit 1 may perform a surface modification process to change the characteristics of the surface of the workpiece W.
  • the processing unit 1 may perform a peening process to change the characteristics of the surface of the workpiece W.
  • the processing unit 1 may perform a peeling process to peel off the surface of the workpiece W.
  • the processing unit 1 may perform a welding process to join one workpiece W to another workpiece W.
  • the processing unit 1 may perform a cutting process to cut the workpiece W.
  • the processing unit 1 may process the workpiece W to form a desired structure on the surface of the workpiece W. However, the processing unit 1 may perform processing other than the processing for forming the desired structure on the surface of the workpiece W.
  • processing other than the processing for forming the desired structure on the surface of the workpiece W may be flattening processing of the workpiece W.
  • the flattening processing of the workpiece W may include processing for grinding the surface of the workpiece W to make it flat.
  • the riblet structure RB may include a structure (typically a concave-convex structure) that can reduce the resistance of the surface of the workpiece W to the fluid (particularly, at least one of frictional resistance and turbulent frictional resistance). For this reason, the riblet structure RB may be formed on a workpiece W that is placed (in other words, located) in the fluid.
  • the riblet structure RB may be formed on a workpiece W that has a member that is placed (in other words, located) in the fluid.
  • the riblet structure RB may be formed on a workpiece W that is used as an object where the fluid and its surface come into contact.
  • the riblet structure RB may be formed on a workpiece W that has a member that is used in a manner where the fluid and its surface come into contact.
  • fluid here may refer to a medium (e.g., at least one of a gas and a liquid) flowing relative to the surface of the workpiece W.
  • a medium e.g., at least one of a gas and a liquid
  • the medium may be referred to as a fluid.
  • the state in which the medium is stationary may refer to a state in which the medium is not moving relative to a specified reference object (e.g., the ground surface).
  • a riblet structure RB including a structure capable of reducing the resistance of the surface of such a workpiece W to the fluid (particularly, at least one of frictional resistance and turbulent frictional resistance) is formed on the workpiece W, the workpiece W becomes easier to move relative to the fluid. This leads to reduced energy consumption as the resistance that impedes the movement of the workpiece W relative to the fluid is reduced. In other words, it becomes possible to manufacture an environmentally friendly workpiece W.
  • Examples of the workpiece W on which the riblet structure RB is formed include at least one of an aircraft, an automobile, a motorcycle, a wind turbine, an engine turbine, and a power generation turbine.
  • the workpiece W is a member exposed on the surface of an aircraft (e.g., at least a part of an aircraft), the resistance that impedes the movement of the aircraft is reduced, leading to fuel saving of the aircraft.
  • the workpiece W is a member forming the exterior of the body of an automobile (e.g., at least a part of an automobile), the resistance that impedes the movement of the automobile is reduced, leading to fuel saving of the automobile.
  • the workpiece W is a member forming the exterior of the body of a motorcycle (e.g., a cowl) (e.g., at least a part of a motorcycle), the resistance that impedes the movement of the motorcycle is reduced, leading to fuel saving of the motorcycle.
  • the workpiece W is a wind turbine (e.g., at least a part of a wind turbine)
  • the resistance that impedes the movement (typically, rotation) of the wind turbine is reduced, leading to high efficiency of the wind turbine.
  • the SYS processing system has the potential to contribute to "13.2.2. Reduce total greenhouse gas emissions per year," one of the targets set out in Goal 13 of the United Nations-led Sustainable Development Goals (SDGs), "Take urgent action to combat climate change and its impacts.”
  • Fig. 8(a) is an oblique view showing the riblet structure RB
  • Fig. 8(b) is a cross-sectional view showing the riblet structure RB (cross-sectional view taken along XIII-XIII' in Fig. 8(a))
  • Fig. 8(c) is a top view showing the riblet structure RB.
  • the riblet structure RB may include a structure in which a plurality of convex structures 81 extending along a first direction along the surface of the workpiece W are arranged along a second direction along the surface of the workpiece W and intersect with the first direction.
  • the riblet structure RB may include a structure in which a plurality of convex structures 81, each formed to extend along the first direction, are lined up along the second direction.
  • the riblet structure RB includes a structure in which a plurality of convex structures 81 extending along the X-axis direction are arranged along the Y-axis direction.
  • the convex structures 81 are structures that protrude along a direction intersecting both the direction in which the convex structures 81 extend and the direction in which the convex structures 81 are arranged.
  • the convex structures 81 are structures that protrude from the surface of the workpiece W.
  • the convex structures 81 are structures that protrude along the Z-axis direction.
  • the convex structures 81 may include a protruding structure that protrudes from the surface of the workpiece W.
  • the convex structures 81 may include a convex structure that protrudes from the surface of the workpiece W.
  • the convex structures 81 may include a mountain-shaped structure that protrudes from the surface of the workpiece W.
  • the riblet structure RB may include a structure in which groove structures 82 extending along a first direction along the surface of the workpiece W are arranged in a plurality of rows along a second direction along the surface of the workpiece W and intersecting the first direction.
  • the riblet structure RB may include a structure in which a plurality of groove structures 82 each formed to extend along the first direction are arranged along the second direction.
  • the riblet structure RB includes a structure in which a plurality of groove structures 82 extending along the X-axis direction are arranged along the Y-axis direction.
  • the groove structures 82 may be referred to as groove-shaped structures.
  • the convex structure 81 may be considered to be a structure protruding from the groove structure 82.
  • the convex structure 81 may be considered to be a structure that forms at least one of a protrusion-shaped structure, a convex-shaped structure, and a mountain-shaped structure between two adjacent groove structures 82.
  • the groove structure 82 may be considered to be a structure that is recessed from the convex structure 81.
  • the groove structure 82 may be considered to be a structure that forms a groove-shaped structure between two adjacent convex structures 81.
  • the height H_rb of at least one of the multiple convex structures 81 may be set to a height determined according to the pitch P_rb of the convex structures 81.
  • the height H_rb of at least one of the multiple convex structures 81 may be less than or equal to the pitch P_rb of the convex structures 81.
  • the height H_rb of at least one of the multiple convex structures 81 may be less than or equal to half the pitch P_rb of the convex structures 81.
  • the pitch P_rb of the convex structures 81 may be greater than 5 micrometers and less than 200 micrometers. In this case, the height H_rb of at least one of the multiple convex structures 81 may be greater than 2.5 micrometers and less than 100 micrometers.
  • the riblet structure RB includes a convex structure 81 and a groove structure 82.
  • at least one of the convex structure 81 and the groove structure 82 may be considered to be a structure capable of reducing the resistance of the surface of the workpiece W to the fluid (particularly, at least one of the frictional resistance and the turbulent frictional resistance).
  • the processing unit 1 may form the groove structure 82 included in the riblet structure RB by performing a removal process on the workpiece W.
  • the processing unit 1 may form the groove structure 82 by removing a portion of the workpiece W that is to be removed, where the groove structure 82 is to be formed.
  • the processing unit 1 can appropriately form the riblet structure RB by performing a removal process on the workpiece W.
  • the processing unit 1 may be considered to form the convex structure 81 included in the riblet structure RB by performing the removal process on the workpiece W.
  • the processing unit 1 may be considered to form both the convex structure 81 and the groove structure 82 included in the riblet structure RB by performing the removal process on the workpiece W.
  • the processing unit 1 may form the convex structure 81 included in the riblet structure RB by performing additional processing on the workpiece W.
  • the processing unit 1 may form the convex structure 81 by forming a shaped object that will become the convex structure 81 in the additional target portion of the workpiece W where the convex structure 81 is to be formed.
  • the processing unit 1 can appropriately form the riblet structure RB by performing additional processing on the workpiece W.
  • the processing unit 1 may be considered to form the groove structure 82 included in the riblet structure RB by performing additional processing on the workpiece W.
  • the processing unit 1 may be considered to form both the convex structures 81 and the groove structure 82 included in the riblet structure RB by performing additional processing on the workpiece W.
  • the processing unit 1 may move multiple irradiation areas PA, onto which multiple processing lights EL are respectively irradiated on the surface of the workpiece W, along the extension direction of at least one of the convex structures 81 and groove structures 82 to be formed on the workpiece W.
  • the processing unit 1 may form at least one of the convex structures 81 and groove structures 82 by moving the multiple irradiation areas PA along the extension direction of at least one of the convex structures 81 and groove structures 82 to be formed on the workpiece W.
  • control unit 2 may generate a target movement path of the multiple irradiation areas PA on the surface of the workpiece W based on information on the convex structures 81 and groove structures 82 to be formed on the workpiece W.
  • the target movement path of the multiple irradiation areas PA is referred to as a processing path PP.
  • An example of the processing path PP is shown in FIG. 9. As shown in FIG. 9, the processing path PP extends along at least one of the convex structures 81 and groove structures 82 to be formed on the workpiece W.
  • the control unit 2 may generate the processing path PP based on riblet direction information indicating the direction in which the convex structures 81 and groove structures 82 to be formed on the workpiece W extend on the surface of the workpiece W. Thereafter, the control unit 2 may control the processing unit 1 to irradiate the workpiece W with multiple processing lights EL while controlling at least one of the galvanometer mirrors 1313 and 1351 that can move the multiple irradiation areas PA so that the multiple irradiation areas PA move along the generated processing path PP. As a result, a riblet structure RB is formed on the workpiece W. Specifically, as shown in FIG. 10, which shows the riblet structure RB formed using the machining path PP shown in FIG. 9, a riblet structure RB is formed on the workpiece W, which includes at least one of a convex structure 81 and a groove structure 82 that extend along the machining path PP.
  • the riblet direction information used to generate the machining path PP may include information indicating the direction in which the ridges on the surface of the workpiece W extend.
  • the streamline in this embodiment may mean a curve whose tangent is the velocity vector of the fluid at each part of the surface of the workpiece W under a situation in which a fluid is flowing relative to the surface of the workpiece W.
  • the streamline in this embodiment may mean a curve whose tangent is the velocity vector of the flow field on the surface of the workpiece W. In this case, as shown in FIG.
  • control unit 2 may generate the machining path PP so that the direction in which the machining path PP extends at each position on the surface of the workpiece W coincides with the direction in which the streamline extends at each position on the surface of the workpiece W.
  • the control unit 2 may generate the machining path PP so that the machining path PP at each position on the surface of the workpiece W extends along the direction in which the streamline extends at each position on the surface of the workpiece W. In this case, as shown in FIG.
  • the processing unit 1 may form a riblet structure RB based on the processing path PP so that the direction in which at least one of the convex structures 81 and the groove structure 82 at each position on the surface of the workpiece W extends coincides with the direction in which the flow line extends at each position on the surface of the workpiece W.
  • the processing unit 1 may form a riblet structure RB based on the processing path PP so that at least one of the convex structures 81 and the groove structure 82 at each position on the surface of the workpiece W extends along the direction in which the flow line extends at each position on the surface of the workpiece W.
  • the processing unit 1 may form a riblet structure RB based on the processing path PP so that at least one of the convex structures 81 and the groove structure 82 extending along the flow line at each position on the surface of the workpiece W is formed at each position on the surface of the workpiece W.
  • the processing unit 1 can form a riblet structure RB that can more efficiently reduce the resistance of the surface of the workpiece W to the fluid (particularly, at least one of the frictional resistance and the turbulent frictional resistance).
  • the control unit 2 may generate the machining path PP not only when the machining unit 1 forms a desired structure such as a riblet structure RB, but also when the machining unit 1 performs any machining operation to machine the workpiece W. Furthermore, even when the machining unit 1 performs any machining operation to machine the workpiece W, the control unit 2 may control the machining unit 1 to irradiate multiple machining lights EL onto the workpiece W while controlling at least one of the galvanometer mirrors 1313 and 1351 that can move multiple irradiation areas PA so that the multiple irradiation areas PA move along the generated machining path PP.
  • the machining unit 1 may change the arrangement direction LD of the multiple irradiation areas PA under the control of the control unit 2. That is, as already described above, the control unit 2 may control the machining unit 1 to change the arrangement direction LD (particularly, may control the actuator 1323). In this embodiment, the machining unit 1 may change the arrangement direction LD based on the machining path PP, which is the target movement trajectory of the multiple irradiation areas PA. That is, the control unit 2 may control the machining unit 1 to change the arrangement direction LD based on the machining path PP.
  • the processing unit 1 may change the alignment direction LD based on the path direction PD, which is the direction in which the processing path PP extends (i.e., the direction along the processing path PP). That is, the control unit 2 may control the processing unit 1 to change the alignment direction LD based on the path direction PD.
  • the path direction PD may be referred to as the path direction.
  • the processing unit 1 may change the alignment direction LD so that the relationship between the path direction PD and the alignment direction LD becomes a predetermined relationship. That is, the control unit 2 may control the processing unit 1 by changing the alignment direction LD so that the relationship between the path direction PD and the alignment direction LD becomes a predetermined relationship.
  • the processing unit 1 may change the alignment direction LD so that the path direction PD and the alignment direction LD have a predetermined relationship. That is, the control unit 2 may control the processing unit 1 by changing the alignment direction LD so that the path direction PD and the alignment direction LD have a predetermined relationship.
  • the operation of changing the alignment direction LD based on the processing path PP will be described below.
  • the processing unit 1 may change the arrangement direction LD based on the processing path PP in the modification mode shown below. Even if the processing unit 1 performs processing other than removal processing, the processing unit 1 may change the arrangement direction LD based on the processing path PP in the modification mode shown below.
  • the processing unit 1 may change the alignment direction LD so that the path direction PD and the alignment direction LD coincide.
  • the processing unit 1 may change the alignment direction LD so that the alignment direction LD becomes the path direction PD.
  • the processing unit 1 may change the alignment direction LD so that the angle between an axis extending along the alignment direction LD and an axis extending along the path direction PD becomes zero degrees.
  • the machining unit 1 may change the arrangement direction LD so that the path direction PD and the arrangement direction LD coincide at each position of the machining path PP.
  • the machining unit 1 may change the arrangement direction LD so that the arrangement direction LD at each position of the machining path PP becomes the path direction PD at each position of the machining path PP.
  • the machining unit 1 may change the arrangement direction LD so that the angle formed between an axis extending along the arrangement direction LD at each position of the machining path PP and an axis extending along the path direction PD at each position of the machining path PP becomes zero degrees.
  • the processing unit 1 can form one groove structure 82 using multiple processing lights EL that are respectively irradiated to multiple irradiation areas PA on the surface of the workpiece W.
  • the processing unit 1 can easily change the pitch of the groove structure 82 by collectively moving the multiple irradiation areas PA along a direction intersecting the arrangement direction LD using at least one of the galvanometer mirrors 1313 and 1351. Therefore, the processing unit 1 can easily form a riblet structure RB that includes groove structures 82 of various pitches.
  • the processing unit 1 may change the alignment direction LD so that the path direction PD and the alignment direction LD intersect. More specifically, the processing unit 1 may change the alignment direction LD so that the path direction PD and the alignment direction LD intersect at each position of the processing path PP.
  • Figure 11(b) shows an example in which the alignment direction LD and the pass direction PD are perpendicular to each other. In other words, Figure 11(b) shows an example in which the angle between the axis extending along the alignment direction LD and the axis extending along the pass direction PD is 90 degrees. In other words, Figure 11(b) shows an example in which the alignment direction LD and the pass direction PD intersect at an intersection angle of 90 degrees.
  • Figure 11(c) shows an example in which the alignment direction LD and the pass direction PD are not perpendicular to each other, but intersect. That is, Figure 11(c) shows an example in which the angle between an axis extending along the alignment direction LD and an axis extending along the pass direction PD is greater than 0 degrees and less than 90 degrees. In other words, Figure 11(c) shows an example in which the alignment direction LD and the pass direction PD intersect at an intersection angle greater than 0 degrees and less than 90 degrees. Figure 11(c) shows an example in which the alignment direction LD is inclined with respect to the pass direction PD.
  • the processing unit 1 can simultaneously form multiple groove structures 82 using multiple processing light EL that is respectively irradiated to multiple irradiation areas PA on the surface of the workpiece W.
  • one groove structure 82 is formed using one processing light EL that is irradiated to one irradiation area PA.
  • one irradiation area PA moves from one end of the linear area to which the processing light EL is to be irradiated to form one groove structure 82 on the workpiece W to the other end.
  • the number of times that the irradiation area PA is formed in the first part of the area to which the processing light EL is to be irradiated to form one groove structure 82 on the workpiece W is not different from the number of times that the irradiation area PA is formed in the second part of the area to which the processing light EL is to be irradiated to form one groove structure 82 on the workpiece W.
  • the amount of energy transmitted from the processing light EL to the workpiece W to form the first part of one groove structure 82 is unlikely to be significantly different from the amount of energy transmitted from the processing light EL to the workpiece W to form the second part of one groove structure 82.
  • the size (e.g., depth) of the first portion of one groove structure 82 is unlikely to be significantly different from the size of the second portion of one groove structure 82.
  • the processing unit 1 can form groove structures 82 having a uniform size. In other words, the processing unit 1 can suppress variation in size of the groove structures 82.
  • a single groove structure 82 may be formed on the workpiece W using multiple irradiation areas PA where the alignment direction LD and the path direction PD intersect. This method is particularly effective when the width of the groove structure 82 between the two convex structures 81 (the width of the groove structure 82 in the direction in which the two convex structures 81 are aligned) is wide.
  • the machining unit 1 may change the arrangement direction LD of the multiple irradiation areas PA based on the machining path PP under the control of the control unit 2 during at least a part of the period in which the multiple irradiation areas EA are moved along the machining path PP using at least one of the galvanometer mirrors 1313 and 1351.
  • the machining unit 1 may change the arrangement direction LD of the multiple irradiation areas PA based on the machining path PP during a second period that is at least a part of the first period in which the multiple irradiation areas EA are moved along the machining path PP using at least one of the galvanometer mirrors 1313 and 1351.
  • the machining unit 1 may change the arrangement direction LD of the multiple irradiation areas PA based on the machining path PP while moving the multiple irradiation areas EA along the machining path PP using at least one of the galvanometer mirrors 1313 and 1351.
  • the path direction PD along the machining path PP may change.
  • the path direction PD may change from a direction along the X-axis to a direction along the Y-axis.
  • the path direction PD may gradually change from a direction along the X-axis to a direction along the Y-axis via a direction intersecting both the X-axis and the Y-axis.
  • the machining unit 1 may change the arrangement direction LD of the multiple irradiation areas PA based on the path direction PD that changes during the period when the multiple irradiation areas EA are moved along the machining path PP.
  • the machining unit 1 may change the arrangement direction LD in accordance with the change in the path direction PD during the period when the multiple irradiation areas EA are moved along the machining path PP.
  • the processing unit 1 may change the arrangement direction LD so that the path direction PD and the arrangement direction LD are aligned at each position on the processing path PP.
  • the processing unit 1 may change the arrangement direction LD so that the arrangement direction LD at each position on the processing path PP becomes the path direction PD at each position on the processing path PP.
  • the processing unit 1 may change the arrangement direction LD so that the arrangement direction LD at the first position P11 becomes the path direction PD at the first position P11.
  • the processing unit 1 may change the arrangement direction LD so that the arrangement direction LD at the second position P12 becomes the path direction PD at the second position P12.
  • the processing unit 1 may change the alignment direction LD so that the alignment direction LD at the second position P12 is different from the alignment direction LD at the first position P11.
  • the processing unit 1 does not need to change the alignment direction LD.
  • the processing unit 1 may change the alignment direction LD so that the path direction PD and the alignment direction LD intersect at the same predetermined intersecting angle at each position on the processing path PP.
  • FIG. 14 shows an example in which the path direction PD and the alignment direction LD intersect at an intersecting angle of 90 degrees at each position on the processing path PP.
  • the processing unit 1 may change the alignment direction LD so that the alignment direction LD at the first position P21 and the path direction PD at the first position P21 intersect at a predetermined intersecting angle (90 degrees in the example shown in FIG. 14). Thereafter, when the multiple irradiation areas PA move from the first position P21 to a second position P22 different from the first position P21 on the processing path PP, the processing unit 1 may change the arrangement direction LD so that the arrangement direction LD at the second position P22 and the path direction PD at the second position P22 intersect at a predetermined intersection angle (90 degrees in the example shown in FIG. 14). In this case, as shown in FIG.
  • the processing unit 1 may change the arrangement direction LD so that the arrangement direction LD at the second position P22 is different from the arrangement direction LD at the first position P21.
  • the processing unit 1 does not need to change the arrangement direction LD.
  • the processing unit 1 may be considered to be changing the arrangement direction LD of the multiple irradiation areas PA so that the relationship between the path direction PD and the arrangement direction LD is maintained during the period in which the multiple irradiation areas EA are moved along the processing path PP.
  • the processing unit 1 may be considered to be changing the arrangement direction LD of the multiple irradiation areas PA so that the relationship between the path direction PD and the arrangement direction LD does not change during the period in which the multiple irradiation areas EA are moved along the processing path PP.
  • the processing unit 1 may change the arrangement direction LD so that the relationship between the path direction PD and the arrangement direction LD changes during the period in which the multiple irradiation areas EA are moved along the processing path PP.
  • the processing unit 1 may change the arrangement direction LD of the multiple irradiation areas PA so that the relationship between the path direction PD and the arrangement direction LD becomes the first relationship at a first position on the processing path PP, and the relationship between the path direction PD and the arrangement direction LD becomes the first relationship at a second position on the processing path PP that is different from the first position.
  • the processing unit 1 may change the arrangement direction LD so that the path direction PD and the arrangement direction LD are aligned during the period in which the multiple irradiation areas EA are moved along the first path portion PP1 of the processing path PP. After that, the processing unit 1 may change the arrangement direction LD so that the path direction PD and the arrangement direction LD intersect during the period in which the multiple irradiation areas EA are moved along the second path portion PP2 of the processing path PP that is different from the first path portion PP1.
  • the processing system SYS of the present embodiment can process the workpiece W by irradiating a plurality of processing light beams EL onto the workpiece W. Therefore, the throughput for processing the workpiece W is improved compared to the case where the workpiece W is processed using a single processing light EL.
  • the processing system SYS can change the arrangement direction LD of the multiple irradiation areas PA based on the processing path PP, which is the target movement trajectory of the multiple irradiation areas PA. Therefore, the processing system SYS can irradiate the workpiece W with multiple processing lights EL so that the multiple irradiation areas PA have an appropriate positional relationship with the processing path PP. Therefore, the processing system SYS can properly process the workpiece W compared to a case where the multiple irradiation areas PA do not have an appropriate positional relationship with the processing path PP.
  • the processing system SYS may change the alignment direction LD so that the path direction PD and the alignment direction LD are aligned (see FIG. 11(a)).
  • the processing system SYS can easily form a riblet structure RB that includes groove structures 82 with various pitches (or convex structures 81 with various pitches).
  • the processing system SYS may change the alignment direction LD so that the path direction PD and the alignment direction LD intersect (see Figures 11(b) and 11(c)).
  • the processing system SYS can suppress variation in size of the groove structure 82 (or the convex structure 81).
  • the machining unit 1 may change the relative positional relationship between the multiple irradiation areas PA based on the curvature of the machining path PP under the control of the control unit 2.
  • FIG. 16(a) shows a machining path PP11 which is an example of the machining path PP or a part of the machining path PP
  • FIG. 16(b) shows a machining path PP12 which is another example of the machining path PP or another part of the machining path PP.
  • the curvature of the machining path PP11 is a curvature CV11.
  • the curvature of the machining path PP12 is a curvature CV12 which is different from the curvature CV11.
  • the machining unit 1 may change the relative positional relationship between the multiple irradiation areas PA so that the relative positional relationship between the multiple irradiation areas PA moving along the machining path PP11 is different from the relative positional relationship between the multiple irradiation areas PA moving along the machining path PP12.
  • the relative positional relationship between the multiple irradiation areas PA may include the pitch Pt of the irradiation areas PA.
  • the pitch Pt of the irradiation areas PA may mean the interval (in other words, the distance) between two adjacent irradiation areas PA along the arrangement direction LD, as shown in Figures 16(a) and 16(b).
  • the machining unit 1 may change the pitch Pt of the multiple irradiation areas PA so that the pitch Pt of the multiple irradiation areas PA moving along the machining path PP11 is different from the pitch Pt of the multiple irradiation areas PA moving along the machining path PP12.
  • the distance between two adjacent irradiation areas PA along the arrangement direction LD may be different from each other.
  • one or more of the distances (distances) between two adjacent irradiation areas PA may be considered as the relative positional relationship between the multiple irradiation areas PA.
  • the average value of the distances between two adjacent irradiation areas PA may be considered as the relative positional relationship between the multiple irradiation areas PA.
  • the processing unit 1 may be equipped with an optical member capable of changing the pitch Pt of the multiple irradiation areas PA.
  • an optical member capable of changing the pitch Pt of the multiple irradiation areas PA.
  • One example of such an optical member is a zoom optical system capable of changing the magnification of a virtual image formed by the multiple processing light beams EL.
  • Another example of such an optical member is a multiple deflection member capable of deflecting each of the multiple processing light beams EL.
  • a deflection member is a galvanometer mirror.
  • the machining unit 1 may change the pitch Pt of the multiple irradiation areas PA so that the pitch Pt of the multiple irradiation areas PA moving along the machining path PP becomes smaller as the curvature of the machining path PP increases.
  • FIG. 17(a) which is a graph showing the relationship between the curvature of the machining path PP and the pitch Pt of the multiple irradiation areas PA
  • the machining unit 1 may change the pitch Pt of the multiple irradiation areas PA so that the pitch Pt of the multiple irradiation areas PA becomes continuously smaller as the curvature of the machining path PP increases.
  • FIG. 17(a) which is a graph showing the relationship between the curvature of the machining path PP and the pitch Pt of the multiple irradiation areas PA
  • the machining unit 1 may change the pitch Pt of the multiple irradiation areas PA so that the pitch Pt of the multiple irradiation areas PA becomes gradually smaller as the curvature of the machining path PP increases.
  • the machining unit 1 may change the pitch Pt of the multiple irradiation areas PA so that the pitch Pt of the multiple irradiation areas PA moving along the machining path PP12 is smaller than the pitch Pt of the multiple irradiation areas PA moving along the machining path PP11.
  • the machining unit 1 may set the pitch Pt of the multiple irradiation areas PA moving along the machining path PP11 to pitch Pt11.
  • the machining unit 1 may set the pitch Pt of the multiple irradiation areas PA moving along the machining path PP12 to pitch Pt12, which is smaller than the pitch Pt11.
  • the machining unit 1 may change the pitch Pt of the multiple irradiation areas PA so that the pitch Pt of the multiple irradiation areas PA moving along the machining path PP becomes smaller as the curvature of the machining path PP increases.
  • FIG. 16(b) shows an example in which the pitch Pt of the irradiation areas PA is changed from pitch Pt11 to pitch Pt12 when multiple irradiation areas PA arranged so that the path direction PD and the alignment direction LD are aligned move along a machining path PP12 with a relatively large curvature.
  • FIG. 16(b) shows an example in which the pitch Pt of the irradiation areas PA is changed from pitch Pt11 to pitch Pt12 when multiple irradiation areas PA arranged so that the path direction PD and the alignment direction LD are aligned move along a machining path PP12 with a relatively large curvature.
  • 16(c) shows an example in which the pitch Pt of the irradiation areas PA remains unchanged at pitch Pt11 when multiple irradiation areas PA arranged so that the path direction PD and the alignment direction LD are aligned move along a machining path PP12 with a relatively large curvature.
  • the pitch Pt of the irradiation area PA is changed, the number of irradiation areas PA located at positions farther from the machining path PP is more likely to be reduced compared to when the pitch Pt of the irradiation area PA is not changed.
  • the machining unit 1 can move the multiple irradiation areas PA along the machining path PP as much as possible, and as a result, the workpiece W can be appropriately machined in a machining mode based on the machining path PP.
  • the operation of changing the pitch Pt of the multiple irradiation areas PA arranged so that the path direction PD and the alignment direction LD are aligned may be considered to be equivalent to the operation of changing the length LPA of the multiple irradiation areas PA moving along the path direction PD (i.e., along the alignment direction LD).
  • the length LPA of the multiple irradiation areas PA moving along the path direction PD may mean the interval between the irradiation areas PA at both ends of the multiple irradiation areas PA arranged along the path direction PD, as shown in Figures 16(a) to 16(c).
  • the machining unit 1 may be considered to change the length LPA of the multiple irradiation areas PA so that the length LPA of the multiple irradiation areas PA moving along the machining path PP11 is different from the length LPA of the multiple irradiation areas PA moving along the machining path PP12.
  • the machining unit 1 may be considered to change the length LPA of the multiple irradiation areas PA so that the length LPA of the multiple irradiation areas PA moving along the machining path PP becomes shorter as the curvature of the machining path PP increases.
  • each of Figures 16(a) to 16(c) shows an example in which the machining unit 1 changes the relative positional relationship between the multiple irradiation areas PA based on the curvature of the machining path PP when the machining path PP indicates a curved target movement path (i.e., the curvature of the machining path PP is greater than zero).
  • the machining unit 1 may also change the relative positional relationship between the multiple irradiation areas PA based on the curvature of the machining path PP in the same way when the machining path PP indicates a linear target movement path (i.e., the curvature of the machining path PP is zero).
  • the machining unit 1 may change the pitch Pt of the multiple irradiation areas PA so that the pitch Pt of the multiple irradiation areas PA moving along a curved machining path PP with a curvature greater than zero is smaller than the pitch Pt of the multiple irradiation areas PA moving along a linear machining path PP with a curvature of zero.
  • the machining unit 1 may set the pitch Pt of the multiple irradiation areas PA moving along a linear machining path PP21 to the pitch Pt21.
  • the machining unit 1 may set the pitch Pt of the multiple irradiation areas PA that move along the curved machining path PP22 to a pitch Pt22 that is smaller than the pitch Pt21. Even in this case, the machining system SYS can achieve the above-mentioned effects.
  • the processing unit 1 may change the pitch Pt of the multiple irradiation areas PA so that the pitch Pt of the multiple irradiation areas PA moving along the processing path PP becomes smaller as the curvature of the processing path PP increases.
  • the operation of changing the pitch Pt of the multiple irradiation areas PA arranged so that the path direction PD and the alignment direction LD intersect may be considered equivalent to the operation of changing the width of the multiple irradiation areas PA moving along the path direction PD.
  • the width of the multiple irradiation areas PA moving along the path direction PD may mean the distance between the two end irradiation areas PA of the multiple irradiation areas PA arranged along the alignment direction LD that intersects the path direction PD.
  • the machining unit 1 may change the number of irradiation areas PA based on the curvature of the machining path PP under the control of the control unit 2.
  • FIG. 19(a) shows a machining path PP13 which is an example of the machining path PP or a part of the machining path PP
  • FIG. 19(b) and FIG. 19(c) each show a machining path PP14 which is another example of the machining path PP or another part of the machining path PP.
  • the curvature of the machining path PP13 is a curvature CV13.
  • the curvature of the machining path PP14 is a curvature CV14 which is different from the curvature CV13.
  • the machining unit 1 may change the number of irradiation areas PA so that the number of irradiation areas PA moving along the machining path PP13 is different from the number of irradiation areas PA moving along the machining path PP14.
  • the machining unit 1 may change the number of irradiation areas PA so that the number of irradiation areas PA moving along the machining path PP decreases as the curvature of the machining path PP increases. For example, when the curvature CV14 of the machining path PP14 shown in FIG. 19(b) and FIG. 19(c) is greater than the curvature CV13 of the machining path PP13 shown in FIG. 19(a), the machining unit 1 may change the number of irradiation areas PA so that the number of irradiation areas PA moving along the machining path PP14 is less than the number of irradiation areas PA moving along the machining path PP13. For example, as shown in FIG.
  • the machining unit 1 may set the number of irradiation areas PA moving along the machining path PP13 to a first number (4 in the example shown in FIG. 19(a)).
  • the machining unit 1 may set the number of irradiation areas PA moving along the machining path PP14 to a second number less than the first number.
  • FIG. 19(b) shows an example in which the number of irradiation areas PA moving along the machining path PP14 is 2.
  • FIG. 19(c) shows an example in which the number of irradiation areas PA moving along the machining path PP14 is 1.
  • the machining unit 1 may change the number of irradiation areas PA so that a single irradiation area PA, rather than multiple irradiation areas PA, moves along the machining path PP14.
  • the processing unit 1 may be provided with an optical member capable of changing the number of irradiation areas PA.
  • An example of such an optical member is a light-shielding member 137 capable of blocking at least one of the multiple processing lights EL.
  • the state of the light-shielding member 137 may be switched between a light-shielding state in which the light-shielding member 137 blocks at least one of the multiple processing lights EL and a non-light-shielding state in which the light-shielding member 137 does not block the multiple processing lights EL.
  • the processing unit 1 may set the state of the light-shielding member 137 to the light-shielding state by moving the light-shielding member 137 so that the light-shielding member 137 is located on the optical path of at least one of the multiple processing lights EL.
  • the processing unit 1 may set the state of the light-shielding member 137 to the light-shielding state by moving the light-shielding member 137 so that the light-shielding member 137 is located on the optical path of at least one of the multiple processing lights EL.
  • the processing unit 1 may set the state of the light-shielding member 137 to the non-light-shielding state by moving the light-shielding member 137 so that the light-shielding member 137 is located at a position away from the optical paths of the multiple processing lights EL.
  • the number of illumination areas PA in the light-shielded state is smaller than the number of illumination areas PA in the light-unshielded state.
  • the processing unit 1 may change the number of irradiation areas PA by switching the state of the multiple light generating optical system 132 between a generating state in which the multiple light generating optical system 132 generates multiple processing lights EL and a non-generating state in which the multiple light generating optical system 132 does not generate multiple processing lights EL.
  • the processing unit 1 may set the state of the multiple light generating optical system 132 to a generating state by moving the multiple light generating optical system 132 so that the multiple light generating optical system 132 (particularly, the diffractive optical element 1321) is located on the optical path of the light source light SL.
  • the multiple light generating optical system 132 branches the light source light SL to generate multiple processing lights EL.
  • the processing unit 1 may set the state of the multiple light generating optical system 132 to a non-generating state by moving the multiple light generating optical system 132 so that the multiple light generating optical system 132 (particularly, the diffractive optical element 1321) is located at a position away from the optical path of the light source light SL.
  • the multiple light generating optical system 132 does not branch the light source light SL, and as a result, does not generate multiple processed lights EL.
  • the light source light SL may be used as the processed light EL.
  • the number of irradiation areas PA in the non-generation state is less than the number of irradiation areas PA in the generation state.
  • the number of irradiation areas PA in the non-generation state is one.
  • the number of generated processing lights EL may be changed using a mirror array composed of multiple movable mirror elements arranged in an array or a spatial light modulator represented by a reflective liquid crystal element or a transmissive liquid crystal element such as an LCOS-SLM (Liquid Crystal on Silicon-Spatial Light Modulator) as the multiple light generating optical system 132.
  • a mirror array composed of multiple movable mirror elements arranged in an array or a spatial light modulator represented by a reflective liquid crystal element or a transmissive liquid crystal element such as an LCOS-SLM (Liquid Crystal on Silicon-Spatial Light Modulator) as the multiple light generating optical system 132.
  • the arrangement direction LD of the multiple irradiation areas PA may be changed by the spatial light modulator itself, or by rotating the spatial light modulator or image rotator.
  • the machining unit 1 may change the number of irradiation areas PA so that the number of irradiation areas PA moving along the machining path PP decreases as the curvature of the machining path PP increases, when multiple irradiation areas PA are arranged so that the path direction PD and the alignment direction LD are aligned as shown in FIG. 11(a).
  • FIG. 19(d) shows an example in which the number of irradiation areas PA is not changed (i.e., it remains large) when multiple irradiation areas PA arranged so that the path direction PD and the alignment direction LD are aligned along a machining path PP14 with a relatively large curvature move. As shown in FIG.
  • the operation of changing the number of irradiation areas PA may be considered to be equivalent to the operation of changing the length LPA of multiple irradiation areas PA moving along the path direction PD (i.e., along the alignment direction LD).
  • the length LPA of multiple irradiation areas PA moving along the path direction PD may mean the interval between the irradiation areas PA at both ends of the multiple irradiation areas PA aligned along the path direction PD, as described above.
  • a single irradiation area PA moves along the machining path PP as shown in FIG.
  • the length LPA may mean the size of the single irradiation area PA in the path direction PD.
  • the machining unit 1 may be considered to change the length LPA of the multiple irradiation areas PA so that the length LPA of the multiple irradiation areas PA moving along the machining path PP13 is different from the length LPA of the multiple irradiation areas PA moving along the machining path PP14.
  • the machining unit 1 may be considered to change the length LPA of the multiple irradiation areas PA so that the length LPA of the multiple irradiation areas PA moving along the machining path PP becomes shorter as the curvature of the machining path PP increases.
  • each of FIG. 19(a) to FIG. 19(d) shows an example in which the machining unit 1 changes the number of irradiation areas PA based on the curvature of the machining path PP when the machining path PP indicates a curved target movement path (i.e., the curvature of the machining path PP is greater than zero).
  • the machining unit 1 may change the number of irradiation areas PA based on the curvature of the machining path PP in the same manner when the machining path PP indicates a linear target movement path (i.e., the curvature of the machining path PP is zero).
  • the machining unit 1 may change the number of multiple irradiation areas PA so that the number of irradiation areas PA moving along a curved machining path PP with a curvature greater than zero is less than the number of irradiation areas PA moving along a linear machining path PP with a curvature of zero.
  • the machining unit 1 may set the number of irradiation areas PA moving along a linear machining path PP23 to a third number (4 in the example shown in FIG. 22(a)).
  • the machining unit 1 may set the number of irradiation areas PA moving along the curved machining path PP24 to a fourth number less than the third number.
  • Fig. 22(b) shows an example in which the number of irradiation areas PA moving along the machining path PP24 is 2.
  • Fig. 22(c) shows an example in which the number of irradiation areas PA moving along the machining path PP24 is 1. Even in this case, the machining system SYS can enjoy the above-mentioned effects.
  • the machining unit 1 may change the number of irradiation areas PA so that the number of irradiation areas PA moving along the machining path PP decreases as the curvature of the machining path PP increases.
  • the operation of changing the number of irradiation areas PA when the multiple irradiation areas PA are arranged so that the path direction PD and the alignment direction LD intersect may be considered equivalent to the operation of changing the width of the multiple irradiation areas PA moving along the path direction PD.
  • the width of the multiple irradiation areas PA moving along the path direction PD may mean the interval between the irradiation areas PA at both ends of the multiple irradiation areas PA arranged along the alignment direction LD that intersects the path direction PD.
  • the width may mean the size of the single irradiation area PA in the alignment direction LD.
  • the machining unit 1 changes the arrangement direction LD of the multiple irradiation areas PA by rotating the diffractive optical element 1321 around the rotation axis RX1.
  • the arrangement direction LD of the multiple irradiation areas PA may be changed by a method other than the method of rotating the diffractive optical element 1321 around the rotation axis RX1.
  • FIG. 23 is a cross-sectional view that shows a schematic configuration of the multiple light generating optical system 132 in the third modified example.
  • Figure 24 is a perspective view that shows a schematic configuration of the multiple light generating optical system 132 in the third modified example.
  • the multiple light generating optical system 132 in the third modified example is referred to as the multiple light generating optical system 132c.
  • the multiple light generating optical system 132c in the third modified example differs from the multiple light generating optical system 132 described above in that it has at least one galvanometer mirror 1324.
  • the multiple light generating optical system 132c may have a single galvanometer mirror 1324, or three or more galvanometer mirrors 1324.
  • Other features of the multiple light generating optical system 132c may be the same as other features of the multiple light generating optical system 132.
  • At least one galvanometer mirror 1324 is disposed on the optical path of at least one of the multiple processing light beams EL.
  • the diffractive optical element 1321 generates three processing light beams EL#0, EL#1, and EL#2 from the light source light SL
  • the galvanometer mirror 1324#1 is disposed on the optical path of the processing light EL#1
  • the galvanometer mirror 1324#2 is disposed on the optical path of the processing light EL#2.
  • the galvanometer mirror 1324#k (where k is a variable indicating 1 or 2) is a deflection optical system (deflection optical component) capable of deflecting the processing light EL#k.
  • the galvanometer mirror 1324#k has a deflection surface on which the processing light EL#k is incident.
  • the deflection surface may function as a reflective surface that deflects the processing light EL#k by reflecting the processing light EL#k.
  • the galvanometer mirror 1324#k is a tilt angle variable mirror that can change the angle of the deflection surface relative to the optical path of the processing light EL#k incident on the galvanometer mirror 1324#k.
  • the galvanometer mirror 1324#k deflects the processing light EL#k so that the irradiation area PA on the workpiece W where the processing light EL#k is irradiated moves. Specifically, the galvanometer mirror 1324#k deflects the processing light EL#k so that the deflection angle of the processing light EL#k is changed by changing the angle of the deflection surface of the galvanometer mirror 1324#k. In other words, the emission direction of the processing light EL#k is changed. As a result, the irradiation area PA moves due to the change in the angle of the deflection surface of the galvanometer mirror 1324#k.
  • the processing light EL#k deflected by the galvanometer mirror 1324#k is incident on the galvanometer mirror 1351 via the synthesis optical system 134 and the lens 138 (not shown).
  • the processing light EL#k incident on the galvanometer mirror 1351 is irradiated onto the workpiece W via the irradiation optical system 136.
  • the galvanometer mirror 1324#k deflects the processing light EL#k so that the arrangement direction of the multiple irradiation areas PA changes by moving the irradiation area PA irradiated with the processing light EL#k.
  • FIG. 25 showing multiple irradiation areas PA
  • the galvanometer mirror 1324#k deflects the processing light EL#k so that the arrangement direction of the multiple irradiation areas PA changes by moving the irradiation area PA irradiated with the processing light EL#k.
  • the galvanometer mirrors 1324#1 and 1324#2 respectively deflect the processing light EL#1 and EL#2 so that the irradiation area PA#1 irradiated with the processing light EL#1 and the irradiation area PA#2 irradiated with the processing light EL#2 move by the same amount in opposite directions along a direction inclined with respect to the arrangement direction LD (Y-axis direction in the example shown in FIG. 25) before the irradiation areas PA#1 and PA#2 are moved.
  • the arrangement direction LD of the multiple irradiation areas PA is changed.
  • FIG. 25 shows an example in which the arrangement direction LD of the multiple irradiation areas PA is changed from the Y-axis direction to the X-axis direction.
  • the multiple light generating optical system 132 uses the diffractive optical element 1321 to split the light source light SL and generate multiple processed lights EL.
  • the diffractive optical element 1321 is an example of a beam generating device capable of generating multiple processed lights EL from the light source light SL, and the multiple light generating optical system 132 may generate multiple processed lights EL from the light source light SL using any beam generating device other than the diffractive optical element 1321.
  • the multiple light generating optical system 132 may generate multiple processed lights EL from the light source light SL by using an acousto-optical element (AOM: Acousto Optics Modulator) as a beam generating device.
  • AOM Acousto Optics Modulator
  • the multiple light generating optical system 132 may split the light source light SL into multiple diffracted lights using an acousto-optical element capable of functioning as a diffraction grating, and generate at least two of the multiple diffracted lights as at least two of the multiple processed lights EL.
  • the multiple light generating optical system 132 may generate multiple processed lights EL from the light source light SL by using a polarizing beam splitter as a beam generating device.
  • the multiple light generating optical system 132 may split the light source light SL into p-polarized light and s-polarized light using a polarizing beam splitter, and generate p-polarized light and s-polarized light as at least two of the multiple processed lights EL.
  • the actuator 1323 may change the arrangement direction of the multiple irradiation areas PA onto which the multiple processing lights EL are respectively irradiated by rotating the beam generating device around the desired rotation axis RX1.
  • the actuator 1323 may change the arrangement direction of the multiple irradiation areas PA onto which the multiple processing lights EL are respectively irradiated by rotating the acousto-optical element around the desired rotation axis RX1.
  • the actuator 1323 may change the arrangement direction of the multiple irradiation areas PA onto which the multiple processing lights EL are respectively irradiated by rotating the polarizing beam splitter around the desired rotation axis RX1.
  • the optical axis 132EX of the multiple light generating optical system 132 or an axis parallel to the optical axis 132EX may be used as the desired rotation axis RX1.
  • an image rotator may be provided in the optical path from the acousto-optical element to the workpiece W, and the arrangement direction of the multiple irradiation areas PA may be changed by rotating the image rotator.
  • the machining unit 1 changes the relative positional relationship between the multiple irradiation areas PA based on the curvature of the machining path PP.
  • the machining unit 1 may also change the relative positional relationship between the multiple irradiation areas PA.
  • the galvanometer mirror 1313 includes two or more scanning mirrors.
  • the galvanometer mirror 1313 may be a two-axis galvanometer mirror that includes reflective surfaces that rotate around two axes that intersect (orthogonal) with each other.
  • the galvanometer mirror 1313 may also be a galvanometer mirror that includes multiple one-axis scanning mirrors whose multiple reflective surfaces are positioned conjugate to each other by a relay optical system.
  • the galvanometer mirror 1313 includes multiple scanning mirrors 1313X and 1313Y that can rotate around first and second axes that intersect with each other (or around first and second axes that are twisted with each other), the multiple processing beams EL that are incident on the second or subsequent reflecting surface of the multiple scanning mirrors (Y scanning mirror 1313Y in the example of FIG. 3) onto which the multiple processing beams EL are incident may be incident in a state that deviates from a direction perpendicular to the rotation axis of the reflecting surface of the Y scanning mirror 1313Y.
  • the arrangement direction LD of the multiple irradiation areas PA of the multiple processing beams EL on the workpiece W may rotate around the optical axis 136EX of the irradiation optical system 136 or an axis parallel to the optical axis 136EX.
  • the diffractive optical element 1321 provided in the multiple light generating optical system 132 may be rotated around the optical axis according to the deflection angle of the reflecting surfaces of the X scanning mirror 1313X and the Y scanning mirror 1313Y.
  • the reflecting surfaces of the X scanning mirror 1313X and the Y scanning mirror 1313Y may be referred to as optical deflection surfaces.
  • the rotational drive amount of the actuator 1323 that rotates the diffractive optical element 1321 may be controlled by the control unit 2 or the first or second control device.
  • the storage device of the control unit 2 or the first or second control device may store the relationship between the command value of the deflection angle sent to the galvanometer mirror 1313 as a deflection member and the command value of the rotational drive amount of the diffractive optical element 1321, and the control unit 2 or the first or second control device may use the command value of the deflection angle and the command value of the rotational drive amount to control the galvanometer mirror 1313 as a deflection member and the actuator 1323 as a rotational drive device.
  • the rotational drive amount may be referred to as a control amount related to the emission direction of the multiple processing lights EL from the multiple light generating optical system.
  • the machining unit 1 is provided with a head drive system 141. However, the machining unit 1 does not have to be provided with the head drive system 141. In other words, the machining head 13 does not have to be movable. Also, in the above description, the machining unit 1 is provided with a stage drive system 161. However, the machining unit 1 does not have to be provided with the stage drive system 161. In other words, the stage 15 does not have to be movable.
  • the processing system SYS includes one processing unit 1.
  • the processing system SYS may include multiple processing units 1.
  • the processing system SYS may include multiple control units 2 that respectively control the multiple processing units 1.
  • the processing system SYS may include a first processing unit 1, a second processing unit 1, a first control unit 2 that controls the first processing unit 1, and a second control unit 2 that controls the second processing unit 1.
  • the processing system SYS may include a control unit 2 that controls at least two of the multiple processing units 1.
  • the processing system SYS may include a first processing unit 1, a second processing unit 1, and one control unit 2 that controls the first processing unit 1 and the second processing unit 1.
  • the processing system SYS processes the workpiece W by irradiating the workpiece W with processing light EL.
  • the processing system SYS processes the workpiece W by irradiating the workpiece W with an energy beam in the form of light.
  • the processing system SYS may irradiate the workpiece W with any energy beam other than light to process the workpiece W.
  • An example of the arbitrary energy beam is at least one of a charged particle beam and an electromagnetic wave.
  • An example of the charged particle beam is at least one of an electron beam and an ion beam.
  • the processing system SYS processes the workpiece W by irradiating the workpiece W with measurement light ML.
  • the processing system SYS may irradiate the workpiece W with any energy beam other than light to measure the workpiece W.
  • the moving includes moving positions of the plurality of irradiation regions on the surface of the object using a deflection member that deflects the plurality of processing beams; The processing method according to claim 9, wherein the changing includes changing the arrangement direction of the plurality of irradiation regions based on an operation of the deflection member.
  • the moving includes controlling a deflection angle of a light deflection surface of the deflection member.
  • the changing includes changing the arrangement direction of the plurality of irradiation regions based on information regarding the deflection angle from the deflection member.
  • Appendix 16 The processing method according to any one of appendixes 9 to 15, wherein the moving includes moving the plurality of irradiation regions using two or more deflection mirrors having reflective surfaces rotatable around a rotation axis.
  • preforming includes focusing each of the plurality of processing beams onto the object with illumination optics; 17. The processing method of claim 16, wherein at least one of the two or more deflection mirrors is positioned away from an entrance pupil of the illumination optical system.
  • said machining comprising machining the object to form a groove in the object;
  • the object is used in such a manner that a surface of the object comes into contact with a fluid, said processing includes processing the object to form, at each position on a surface of the object, a groove extending along a flow line of the surface of the object at each position;
  • the processing method according to any one of appendixes 1 to 18, wherein the target movement path includes a target movement path along a direction in which the flow line extends.
  • the grooves include grooves that reduce resistance to a fluid on the surface of the object.
  • the forming includes irradiating the object with the plurality of processing beams using processing optics; The processing method of claim 21, wherein the changing includes rotating the beam generating device around an optical axis of the processing optical system or a rotation axis that is an axis parallel to the optical axis to change the arrangement direction of the multiple irradiation regions.
  • the beam generating device includes a diffractive optical element that splits a light beam from a light source to generate the multiple processing beams;
  • generating the multiple processing beams includes generating the multiple processing beams from a light beam generated by a light source.
  • Appendix 29 The processing method according to any one of appendixes 1 to 28, wherein the processing includes processing the object by irradiating the object with a plurality of processing beams that are spatially separated from each other along a direction intersecting a traveling direction of at least one of the plurality of processing beams.
  • Appendix 30 The processing method according to any one of appendixes 1 to 29, wherein the moving includes moving the plurality of irradiation regions by the same movement amount in the same movement direction.
  • the target movement path includes a curved first target movement path having a first curvature, and a curved second target movement path having a second curvature different from the first curvature,
  • the processing method according to any one of appendixes 1 to 30, wherein a relative positional relationship between the plurality of irradiation areas moving along the first target movement path is made different from a relative positional relationship between the plurality of irradiation areas moving along the second target movement path.
  • the second curvature is greater than the first curvature; The processing method according to claim 31, wherein an interval between the plurality of irradiation regions moving along the second target movement path is made smaller than an interval between the plurality of irradiation regions moving along the first target movement path.
  • the target movement path includes a curved third target movement path having a third curvature, and a curved fourth target movement path having a fourth curvature different from the third curvature, The processing method according to any one of appendixes 1 to 32, wherein a number of the irradiation regions moving along the third target movement path is made different from a number of the irradiation regions moving along the fourth target movement path.
  • the target movement path includes a fifth target movement path that is linear and a sixth target movement path that is curved, The processing method according to any one of appendixes 1 to 35, wherein a number of the irradiation regions moving along the fifth target movement path is made different from a number of the irradiation regions moving along the sixth target movement path.
  • Appendix 37 The processing method according to claim 36, wherein the number of the irradiation regions moving along the sixth target movement path is made smaller than the number of the irradiation regions moving along the fifth target movement path.
  • the processing method according to claim 36 or 37 further comprising: moving a single irradiation area along the sixth target movement path; and moving at least two irradiation areas along the fifth target movement path.
  • the target movement path includes a curved third target movement path having a third curvature, and a curved fourth target movement path having a fourth curvature different from the third curvature, The processing method described in any one of Appendices 1 to 38, wherein a length along the third target movement path of the plurality of irradiation regions moving along the third target movement path is made different from a length along the fourth target movement path of the plurality of irradiation regions moving along the fourth target movement path.
  • the fourth curvature is greater than the third curvature;
  • the processing method according to claim 39 wherein lengths of the plurality of irradiation regions moving along the fourth target movement path are made shorter than lengths of the plurality of irradiation regions moving along the third target movement path.
  • Appendix 41 The processing method according to claim 39 or 40, further comprising: moving a single irradiation area along the fourth target movement path; and moving at least two irradiation areas along the third target movement path.
  • the target movement path includes a fifth target movement path that is linear and a sixth target movement path that is curved, The processing method described in any one of Appendices 1 to 41, wherein a length along the fifth target movement path of the plurality of irradiation regions moving along the fifth target movement path is made different from a length along the sixth target movement path of the plurality of irradiation regions moving along the sixth target movement path.
  • Appendix 43 The processing method according to claim 42, wherein a length of the plurality of irradiation regions moving along the sixth target movement path is made shorter than a length of the plurality of irradiation regions moving along the fifth target movement path.
  • the processing step includes: generating the plurality of processing beams; and changing deflection angles of the generated processing beams using a beam moving device to move the processing beams toward the object through the irradiation optical system;
  • a processing method comprising changing an incident direction of one of the plurality of processing beams incident on the beam moving device with respect to an incident direction of another processing beam different from the one processing beam among the plurality of processing beams incident on the beam moving device.
  • the processing method of claim 45 further comprising rotating the beam generating device about a rotation axis.
  • the beam moving device includes a deflection surface onto which the plurality of processing beams are incident; 48.
  • the method of claim 47, wherein the moving includes changing an angle of the deflection surface to change the deflection angle.
  • [Appendix 49] forming a plurality of irradiation areas on a surface of the object by irradiating the object with a plurality of processing beams that are spatially separated from each other, and processing the object by moving the plurality of irradiation areas on the surface of the object;
  • the processing step includes: generating the plurality of processing beams; and focusing the generated processing beams to form a plurality of illumination areas on the surface of the object;
  • the processing method includes moving each of the plurality of illumination regions along a target movement path on the surface of the object.
  • the moving includes independently moving the multiple irradiation areas formed on the surface of the object by changing the propagation directions of the multiple processing beams incident on the irradiation optical system.

Landscapes

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Abstract

加工システムは、複数のビームを物体に照射して物体の表面に複数の照射領域を並んで形成することで物体を加工する加工装置と、加工装置を制御する制御装置とを備え、加工装置は、複数のビームを生成する生成装置と、生成装置が生成した複数のビームを移動させる第1移動装置と、複数の照射領域が並ぶ並び方向を変更する第2移動装置とを備え、制御装置は、複数の照射領域が目標移動経路に沿って移動するように第1移動装置を制御し、且つ、複数の照射領域の並び方向を目標移動経路に基づいて変更するように第2移動装置を制御する。

Description

加工システム
 本発明は、例えば、物体を加工可能な加工システムの技術分野に関する。
 特許文献1には、レーザ光を物体に照射することで物体を加工する加工システムが記載されている。この種の加工システムでは、物体を適切に加工することが要求されている。
米国特許出願公開第2002/0017509号明細書
 第1の態様によれば、互いに空間的に離れた複数の加工ビームを物体に照射して前記物体の表面に複数の照射領域を並んで形成し、前記複数の照射領域を前記物体の表面上で移動することで前記物体を加工する加工装置と、前記加工装置を制御する制御装置とを備え、前記加工装置は、前記複数の加工ビームを生成するビーム生成装置と、前記ビーム生成装置が生成した前記複数の加工ビームが入射し、且つ、前記物体に向かう前記複数の加工ビームを移動させる第1ビーム移動装置と、前記複数の照射領域が並ぶ並び方向を変更する第2ビーム移動装置とを備え、前記制御装置は、前記複数の照射領域が前記物体の表面上での目標移動経路に沿って移動するように前記第1ビーム移動装置を制御し、前記制御装置は、前記複数の照射領域の前記並び方向を前記目標移動経路に基づいて変更するように、前記第2ビーム移動装置を制御する加工システムが提供される。
 第2の態様によれば、互いに空間的に離れた複数の加工ビームを照射光学系を介して物体に照射することで前記物体の表面に複数の照射領域を形成し、前記複数の照射領域を前記物体の表面上で移動することで前記物体を加工する加工装置を備え、前記加工装置は、前記複数の加工ビームを生成するビーム生成装置と、前記ビーム生成装置が生成した前記複数の加工ビームの偏向角を変えて、前記照射光学系を介して前記物体に向かう前記複数の加工ビームを移動させるビーム移動装置とを備え、前記ビーム移動装置に入射する前記複数の加工ビームのうち一の加工ビームの入射方向を、前記ビーム移動装置に入射する前記複数の加工ビームのうち前記一の加工ビームとは異なる他の加工ビームの入射方向とを変える加工システムが提供される。
 第3の態様によれば、互いに空間的に離れた複数の加工ビームを物体に照射することで前記物体の表面に複数の照射領域を形成し、前記複数の照射領域を前記物体の表面上で移動させることで前記物体を加工する加工装置と、前記加工装置を制御する制御装置とを備え、前記加工装置は、前記複数の加工ビームを生成するビーム生成装置と、前記ビーム生成装置が生成した複数の加工ビームを集光して前記物体の前記表面に複数の照射領域を形成する照射光学系とを備え、前記制御装置は、前記複数の照射領域のそれぞれを前記物体の表面上で目標移動経路に沿って移動させる加工システムが提供される。
 本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための形態から明らかにされる。
図1は、本実施形態における加工システムの構成の一例を模式的に示す断面である。 図2は、本実施形態における加工システムの構成の一例を示すブロック図である。 図3は、本実施形態における加工ヘッドの構成を示す断面図である。 図4は、本実施形態における加工光学系の構成を示す断面図である。 図5(a)から図5(c)のそれぞれは、複数の加工光がそれぞれ照射される複数の照射領域を示す平面図である。 図6は、アクチュエータが回転させている回折光学素子を示す断面図である。 図7は、ワークの表面に形成される複数の照射領域を示す平面図である。 図8(a)は、リブレット構造を示す斜視図であり、図8(b)は、リブレット構造を示す断面図(図8(a)のXIII-XIII’断面図)であり、図8(c)は、リブレット構造を示す上面図である。 図9は、加工パスの一例を示す平面図である。 図10は、図9に示す加工パスを用いて形成されるリブレット構造を示す平面図である。 図11(a)から図11(c)のそれぞれは、加工パスが延びる方向であるパス方向と複数の照射領域が並ぶ並び方向との間の関係の一例を示す平面図である。 図12(a)及び図12(b)のそれぞれは、パス方向が変わる加工パスを示す平面図である。 図13は、パス方向と並び方向との間の関係の一例を示す平面図である。 図14は、パス方向と並び方向との間の関係の一例を示す平面図である。 図15は、パス方向と並び方向との間の関係の一例を示す平面図である。 図16(a)から図16(c)のそれぞれは、第1変形例における複数の照射領域のピッチを示す平面図である。 図17(a)から図17(b)のそれぞれは、加工パスの曲率と複数の照射領域のピッチとの関係を示すグラフである。 図18(a)から図18(b)のそれぞれは、第1変形例における複数の照射領域のピッチを示す平面図である。 図19(a)から図19(d)のそれぞれは、第2変形例における複数の照射領域の数を示す平面図である。 図20(a)及び図20(b)のそれぞれは、複数の加工光ELの少なくとも一つを遮光可能な遮光部材を示す断面図である。 図21(a)は、光源光の光路上に位置する加工光学系を示す断面図であり、図21(b)は、光源光の光路上に位置しない加工光学系を示す断面図である。 図22(a)から図22(c)のそれぞれは、第2変形例における複数の照射領域のピッチを示す平面図である。 図23は、第3変形例における加工光学系の構成を示す断面図である。 図24は、第3変形例における加工光学系の構成を示す斜視図である。 図25は、第5変形例における複数の照射領域の並び方向の変更を示す平面図である。
 以下、図面を参照しながら、加工システムの実施形態について説明する。以下では、物体の一例であるワークWを加工可能な加工システムSYSを用いて、加工システムの実施形態を説明する。但し、本発明が以下に説明する実施形態に限定されることはない。
 また、以下の説明では、互いに直交するX軸、Y軸及びZ軸から定義されるXYZ直交座標系を用いて、加工システムSYSを構成する各種構成要素の位置関係について説明する。尚、以下の説明では、説明の便宜上、X軸方向及びY軸方向のそれぞれが水平方向(つまり、水平面内の所定方向)であり、Z軸方向が鉛直方向(つまり、水平面に直交する方向であり、実質的には上下方向)であるものとする。また、X軸、Y軸及びZ軸周りの回転方向(言い換えれば、傾斜方向)を、それぞれ、θX方向、θY方向及びθZ方向と称する。ここで、Z軸方向を重力方向としてもよい。また、XY平面を水平方向としてもよい。
 (1)加工システムSYSの構成
 初めに、本実施形態における加工システムSYSの構成について説明する。
 (1-1)加工システムSYSの全体構成
 初めに、図1及び図2を参照しながら、本実施形態における加工システムSYSの構成について説明する。図1は、本実施形態における加工システムSYSの構成の一例を模式的に示す断面図である。図2は、本実施形態における加工システムSYSの構成の一例を示すブロック図である。
 図1及び図2に示すように、加工システムSYSは、加工ユニット1と、制御ユニット2とを備えている。尚、加工ユニット1は、加工装置と称されてもよいし、制御ユニット2は、制御装置と称されてもよい。加工ユニット1の少なくとも一部は、筐体3の内部空間SP1に収容されていてもよい。筐体3の内部空間SP1は、パージガス(つまり、気体)でパージされていてもよいし、パージガスでパージされていなくてもよい。パージガスは、例えば、不活性ガス及びCDA(Clean Dry Air)の少なくとも一方を含んでいてもよい。不活性ガスは、例えば、窒素ガス及びアルゴンガス等の少なくとも一つを含んでいてもよい。筐体3の内部空間SP1は、真空引きされてもよいし、真空引きされていなくてもよい。但し、加工ユニット1は、筐体3の内部空間SP1に収容されていなくてもよい。加工ユニット1の一部のみを囲う局所空間が、パージガスでパージされていてもよいし、真空引きされていてもよい。
 加工ユニット1は、制御ユニット2の制御下で、加工対象物(母材と称されてもよい)であるワークWを加工可能である。ワークWは、例えば、金属であってもよいし、合金(例えば、ジュラルミン等)であってもよいし、半導体(例えば、シリコン)であってもよいし、樹脂であってもよいし、CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastic)等の複合材料であってもよいし、塗料(一例として基材に塗布された塗料層)であってもよいし、ガラスであってもよいし、それ以外の任意の材料から構成される物体であってもよい。
 加工ユニット1は、ワークWを加工するために、ワークWに対して加工光ELを照射する。加工光ELは、ワークWに照射されることでワークWを加工可能である限りは、どのような種類の光であってもよい。本実施形態では、加工光ELがレーザ光である例を用いて説明を進めるが、加工光ELは、レーザ光とは異なる種類の光であってもよい。更に、加工光ELの波長は、ワークWに照射されることでワークWを加工可能である限りは、どのような波長であってもよい。例えば、加工光ELは、可視光であってもよいし、不可視光(例えば、赤外光、紫外光及び極端紫外光等の少なくとも一つ)であってもよい。加工光ELは、パルス光を含んでいてもよい。或いは、加工光ELは、パルス光を含んでいなくてもよい。言い換えると、加工光ELは、連続光であってもよい。尚、光は、エネルギビームの一例であるがゆえに、加工光ELは、加工ビームと称されてもよい。
 加工ユニット1は更に、制御ユニット2の制御下で、計測対象物Mを計測可能である。加工ユニット1は、計測対象物Mを計測するために、計測対象物Mに対して、計測対象物Mを計測するための計測光MLを照射する。つまり、加工ユニット1は、計測光MLを用いる計測方法を用いて、計測対象物Mを計測する。具体的には、加工ユニット1は、計測光MLを計測対象物Mに照射し、且つ、計測光MLが照射された計測対象物Mから戻ってくる戻り光RLの少なくとも一部を検出する(つまり、受光する)ことで、計測対象物Mを計測する。計測光MLが照射された計測対象物Mから戻ってくる戻り光RLは、計測光MLの照射によって生じる計測対象物Mからの光である。但し、加工ユニット1は、計測光MLを用いる計測方法とは異なる計測方法を用いて、計測対象物Mを計測してもよい。
 計測光MLは、計測対象物Mに照射されることで計測対象物Mを計測可能である限りは、どのような種類の光であってもよい。本実施形態では、計測光MLがレーザ光である例を用いて説明を進める。但し、計測光MLは、レーザ光とは異なる種類の光であってもよい。更に、計測光MLの波長は、計測対象物Mに照射されることで計測対象物Mを計測可能である限りは、どのような波長であってもよい。例えば、計測光MLは、可視光であってもよいし、不可視光(例えば、赤外光、紫外光及び極端紫外光等の少なくとも一つ)であってもよい。計測光MLは、パルス光(例えば、発光時間がピコ秒以下のパルス光)を含んでいてもよい。或いは、計測光MLは、パルス光を含んでいなくてもよい。言い換えると、計測光MLは、連続光であってもよい。尚、光は、エネルギビームの一例であるがゆえに、計測光MLは、計測ビームと称されてもよい。
 加工ユニット1は、計測光MLを用いて、計測対象物Mの特性を計測可能であってもよい。計測対象物Mの特性は、例えば、計測対象物Mの位置、計測対象物Mの形状、計測対象物Mの反射率、計測対象物Mの透過率、計測対象物Mの温度、及び、計測対象物Mの表面粗さの少なくとも一つを含んでいてもよい。
 計測対象物Mは、例えば、加工ユニット1が加工するワークWを含んでいてもよい。計測対象物Mは、例えば、後述するステージ15に載置される任意の物体を含んでいてもよい。計測対象物Mは、例えば、ステージ15を含んでいてもよい。
 ワークWを加工し且つ計測対象物Mを計測するために、加工ユニット1は、加工光源11と、計測光源12と、加工ヘッド13と、ヘッド駆動系14と、ステージ15と、ステージ駆動系16とを備える。
 加工光源11は、光源光SLを生成する。光源光SLがレーザ光である場合には、加工光源11は、例えば、レーザダイオードを含んでいてもよい。更に、加工光源11は、パルス発振可能な光源であってもよい。この場合、加工光源11は、パルス光を光源光SLとして生成可能である。尚、加工光源11は、CW(連続波)を生成するCW光源であってもよい。また、光は、エネルギビームの一例であるがゆえに、光源光SLは、光源ビーム又は光ビームと称されてもよい。
 計測光源12は、計測光MLを生成する。計測光MLがレーザ光である場合には、計測光源12は、例えば、レーザダイオードを含んでいてもよい。更に、計測光源12は、パルス発振可能な光源であってもよい。この場合、計測光源12は、パルス光を計測光MLとして生成可能である。尚、計測光源12は、CW(連続波)を生成するCW光源であってもよい。
 加工ヘッド13は、加工光源11が生成した光源光SLから複数の加工光ELを生成し、生成した複数の加工光ELをワークWに照射する。更に、加工ヘッド13は、計測光源12が生成した計測光MLを計測対象物Mに照射する。複数の加工光ELをワークWに照射し且つ計測光MLを計測対象物Mに照射するために、加工ヘッド13は、加工光学系131と、複数光生成光学系132と、計測光学系133と、合成光学系134と、偏向光学系135と、照射光学系136とを備える。加工ヘッド13は、加工光学系131、複数光生成光学系132、合成光学系134、偏向光学系135及び照射光学系136を介して、加工光ELをワークWに照射する。また、加工ヘッド13は、計測光学系133、合成光学系134、偏向光学系135及び照射光学系136を介して、計測光MLを計測対象物Mに照射する。尚、加工ヘッド13の構成の詳細については、図3を参照しながら、後に詳述する。
 ヘッド駆動系14は、加工ヘッド13を移動させる。このため、ヘッド駆動系14は、移動装置と称されてもよい。尚、加工ヘッド13が加工光学系131、複数光生成光学系132、計測光学系133、合成光学系134、偏向光学系135及び照射光学系136を備えているがゆえに、ヘッド駆動系14は、加工光学系131、複数光生成光学系132、計測光学系133、合成光学系134、偏向光学系135及び照射光学系136を移動させているとみなしてもよい。ヘッド駆動系14は、例えば、X軸方向、Y軸方向、Z軸方向のうちの少なくとも一つに沿った移動軸に沿って加工ヘッド13を移動(つまり、直線移動)させてもよい。ヘッド駆動系14は、例えば、X軸方向、Y軸方向及びZ軸方向のうちの少なくとも一つに加えて又は代えて、θX方向、θY方向及びθZ方向の少なくとも一つに沿って加工ヘッド13を移動させてもよい。つまり、ヘッド駆動系14は、X軸方向に沿った回転軸(つまり、A軸)、Y軸方向に沿った回転軸(つまり、B軸)及びZ軸方向に沿った回転軸(つまり、C軸)のうちの少なくとも一つの回転軸の周りに加工ヘッド13を回転(つまり、回転移動)させてもよい。
 ヘッド駆動系14が加工ヘッド13を移動させると、加工ヘッド13とステージ15(更には、ステージ15に載置されるワークW)との相対的な位置関係が変わる。このため、加工ヘッド13が複数の加工光ELをそれぞれ照射する複数の照射領域PAとワークWとの相対的な位置関係が変わる。つまり、ワークWに対して、加工ヘッド13が複数の加工光ELをそれぞれ照射する複数の照射領域PAが移動する。加工ユニット1は、加工ヘッド13を移動させつつワークWを加工してもよい。具体的には、加工ユニット1は、ワークWの所望位置に複数の加工光ELがそれぞれ照射されるように加工ヘッド13を移動させることで、ワークWの所望位置を加工してもよい。
 更に、ヘッド駆動系14が加工ヘッド13を移動させると、加工ヘッド13が計測光MLを照射する照射領域MAとワークWとの相対的な位置関係が変わる。つまり、ワークWに対して、加工ヘッド13が計測光MLを照射する照射領域MAが移動する。言い換えれば、加工ヘッド13が計測光MLを照射するワークW上の位置が変更される。加工ユニット1は、加工ヘッド13を移動させつつワークWを計測してもよい。具体的には、加工ユニット1は、ワークWの所望位置に計測光MLが照射されるように加工ヘッド13を移動させることで、ワークWの所望位置を計測してもよい。
 更に、ヘッド駆動系14が加工ヘッド13を移動させると、加工ヘッド13(特に、加工ヘッド13が備える照射光学系136)とステージ15に載置されたワークWとの位置関係が変わる。例えば、X軸方向、Y軸方向及びZ軸方向の少なくとも一つに沿った加工ヘッド13(特に、照射光学系136)とワークWとの位置関係が変わってもよい。例えば、θX方向、θY方向及びθZ方向の少なくとも一つに沿った加工ヘッド13(特に、照射光学系136)とワークWとの位置関係が変わってもよい。このため、ヘッド駆動系14は、加工ヘッド13(特に、照射光学系136)とワークWとの位置関係を変更可能な変更装置として機能しているとみなしてもよい。
 θX方向、θY方向及びθZ方向の少なくとも一つに沿った加工ヘッド13(特に、照射光学系136)とワークWとの位置関係は、加工ヘッド13(特に、照射光学系136)とワークWとの姿勢関係であるとみなしてもよい。このため、ヘッド駆動系14は、加工ヘッド13(特に、照射光学系136)とワークWとの姿勢関係を変更可能な姿勢変更装置として機能しているとみなしてもよい。言い換えれば、ヘッド駆動系14は、ワークWに対する加工ヘッド13(特に、照射光学系136)の姿勢を変更可能な姿勢変更装置として機能しているとみなしてもよい。
 尚、ヘッド駆動系14が加工ヘッド13を移動させることで加工ヘッド13(特に、照射光学系136)とワークWとの位置関係を変更するだけでは、ワークW上での複数の加工光ELがそれぞれ照射される複数の照射領域PAと計測光MLが照射される照射領域MAとの位置関係が変更されることはない。つまり、ヘッド駆動系14が加工ヘッド13を移動させることで加工ヘッド13(特に、照射光学系136)とワークWとの位置関係を変更したとしても、ワークW上での複数の照射領域PAと照射領域MAとの位置関係は維持される。なぜならば、同じ加工ヘッド13から複数の加工光EL及び計測光MLが照射されるからである。
 ステージ15には、ワークWが載置される。このため、ステージ15は、載置装置又は物体載置装置と称されてもよい。具体的には、ステージ15の上面の少なくとも一部である載置面151に、ワークWが載置される。ステージ15は、ステージ15に載置されたワークWを支持可能である。ステージ15は、ステージ15に載置されたワークWを保持可能であってもよい。この場合、ステージ15は、ワークWを保持するために、機械的なチャック、静電チャック及び真空吸着チャック等の少なくとも一つを備えていてもよい。或いは、ワークWを保持するための治具がワークWを保持し、ステージ15は、ワークWを保持した治具を保持してもよい。或いは、ステージ15は、ステージ15に載置されたワークWを保持しなくてもよい。この場合、ワークWは、クランプレスでステージ15に載置されていてもよい。
 ステージ駆動系16は、ステージ15を移動させる。このため、ステージ駆動系16は、移動装置と称されてもよい。ステージ駆動系16は、例えば、X軸方向、Y軸方向、Z軸方向のうちの少なくとも一つに沿った移動軸に沿ってステージ15を移動(つまり、直線移動)させてもよい。ステージ駆動系16は、例えば、X軸方向、Y軸方向及びZ軸方向のうちの少なくとも一つに加えて又は代えて、θX方向、θY方向及びθZ方向の少なくとも一つに沿ってステージ15を移動させてもよい。つまり、ステージ駆動系16は、X軸方向に沿った回転軸(つまり、A軸)、Y軸方向に沿った回転軸(つまり、B軸)及びZ軸方向に沿った回転軸(つまり、C軸)のうちの少なくとも一つの回転軸の周りにステージ15を回転(つまり、回転移動)させてもよい。
 ステージ駆動系16がステージ15を移動させると、加工ヘッド13とステージ15(更には、ステージ15に載置されるワークW)との相対的な位置関係が変わる。このため、加工ヘッド13が複数の加工光ELをそれぞれ照射する複数の照射領域PAとワークWとの相対的な位置関係が変わる。つまり、ワークWに対して、加工ヘッド13が複数の加工光ELをそれぞれ照射する複数の照射領域PAが移動する。加工ユニット1は、ステージ15を移動させつつワークWを加工してもよい。具体的には、加工ユニット1は、ワークWの所望位置に複数の加工光ELが照射されるようにステージ15を移動させることで、ワークWの所望位置を加工してもよい。
 更に、ステージ駆動系16がステージ15を移動させると、加工ヘッド13が計測光MLを照射する照射領域MAとワークWとの相対的な位置関係が変わる。つまり、ワークWに対して、加工ヘッド13が計測光MLを照射する照射領域MAが移動する。言い換えれば、加工ヘッド13が計測光MLを照射するワークW上の位置が変更される。加工ユニット1は、ステージ15を移動させつつワークWを計測してもよい。具体的には、加工ユニット1は、ワークWの所望位置に計測光MLが照射されるようにステージ15を移動させることで、ワークWの所望位置を計測してもよい。
 更に、ステージ駆動系16がステージ15を移動させると、加工ヘッド13(特に、加工ヘッド13が備える照射光学系136)とステージ15に載置されたワークWとの位置関係が変わる。例えば、X軸方向、Y軸方向及びZ軸方向の少なくとも一つに沿った加工ヘッド13(特に、照射光学系136)とワークWとの位置関係が変わってもよい。例えば、θX方向、θY方向及びθZ方向の少なくとも一つに沿った加工ヘッド13(特に、照射光学系136)とワークWとの位置関係が変わってもよい。このため、ステージ駆動系16は、加工ヘッド13(特に、照射光学系136)とワークWとの位置関係を変更可能な変更装置として機能しているとみなしてもよい。
 θX方向、θY方向及びθZ方向の少なくとも一つに沿った加工ヘッド13(特に、照射光学系136)とワークWとの位置関係は、加工ヘッド13(特に、照射光学系136)とワークWとの姿勢関係であるとみなしてもよい。このため、ステージ駆動系16は、加工ヘッド13(特に、照射光学系136)とワークWとの姿勢関係を変更可能な姿勢変更装置として機能しているとみなしてもよい。言い換えれば、ステージ駆動系16は、加工ヘッド13(特に、照射光学系136)に対するステージ15の姿勢を変更可能な姿勢変更装置として機能しているとみなしてもよい。
 尚、ステージ駆動系16がステージ15を移動させることで加工ヘッド13(特に、照射光学系136)とワークWとの位置関係を変更するだけでは、ワークW上での複数の加工光ELがそれぞれ照射される複数の照射領域PAと計測光MLが照射される照射領域MAとの位置関係が変更されることはない。つまり、ステージ駆動系16がステージ15を移動させることで加工ヘッド13(特に、照射光学系136)とワークWとの位置関係を変更したとしても、ワークW上での複数の照射領域PAと照射領域MAとの位置関係は維持される。なぜならば、同じ加工ヘッド13から複数の加工光EL及び計測光MLが照射されるからである。
 制御ユニット2は、加工ユニット1の動作を制御する。例えば、制御ユニット2は、加工ユニット1が備える加工ヘッド13の動作を制御してもよい。例えば、制御ユニット2は、加工ヘッド13が備える加工光学系131、複数光生成光学系132、計測光学系133、合成光学系134、偏向光学系135及び照射光学系136の少なくとも一つの動作を制御してもよい。例えば、制御ユニット2は、加工ユニット1が備えるヘッド駆動系14の動作(例えば、加工ヘッド13の移動)を制御してもよい。例えば、制御ユニット2は、加工ユニット1が備えるステージ駆動系16の動作(例えば、ステージ15の移動)を制御してもよい。
 制御ユニット2は、加工ユニット1による計測対象物Mの計測結果に基づいて、加工ユニット1の動作を制御してもよい。具体的には、制御ユニット2は、計測対象物Mの計測結果に基づいて、計測対象物Mの計測データ(例えば、計測対象物Mの位置及び形状の少なくとも一方に関するデータ)を生成し、生成した計測データに基づいて、加工ユニット1の動作を制御してもよい。例えば、制御ユニット2は、計測対象物Mの一例であるワークWの計測結果に基づいて、ワークWの少なくとも一部の計測データ(例えば、ワークWの少なくとも一部の位置及び形状の少なくとも一方に関するデータ)を生成し、計測データに基づいて、ワークWを加工するように加工ユニット1の動作を制御してもよい。
 制御ユニット2は、例えば、演算装置21と、記憶装置22とを備えていてもよい。演算装置21は、例えば、CPU(Central Processing Unit)及びGPU(Graphics Processing Unit)の少なくとも一方を含んでいてもよい。記憶装置22は、例えば、メモリを含んでいてもよい。制御ユニット2は、演算装置21がコンピュータプログラムを実行することで、加工ユニット1の動作を制御する装置として機能する。このコンピュータプログラムは、制御ユニット2が行うべき後述する動作を演算装置21に行わせる(つまり、実行させる)ためのコンピュータプログラムである。つまり、このコンピュータプログラムは、加工ユニット1に後述する動作を行わせるように制御ユニット2を機能させるためのコンピュータプログラムである。演算装置21が実行するコンピュータプログラムは、制御ユニット2が備える記憶装置22(つまり、記録媒体)に記録されていてもよいし、制御ユニット2に内蔵された又は制御ユニット2に外付け可能な任意の記憶媒体(例えば、ハードディスクや半導体メモリ)に記録されていてもよい。或いは、演算装置21は、実行するべきコンピュータプログラムを、ネットワークインタフェースを介して、制御ユニット2の外部の装置からダウンロードしてもよい。
 制御ユニット2は、加工ユニット1の内部に設けられていなくてもよい。例えば、制御ユニット2は、加工ユニット1外にサーバ等として設けられていてもよい。この場合、制御ユニット2と加工ユニット1とは、有線及び/又は無線のネットワーク(或いは、データバス及び/又は通信回線)で接続されていてもよい。有線のネットワークとして、例えばIEEE1394、RS-232x、RS-422、RS-423、RS-485及びUSBの少なくとも一つに代表されるシリアルバス方式のインタフェースを用いるネットワークが用いられてもよい。有線のネットワークとして、パラレルバス方式のインタフェースを用いるネットワークが用いられてもよい。有線のネットワークとして、10BASE-T、100BASE-TX及び1000BASE-Tの少なくとも一つに代表されるイーサネット(登録商標)に準拠したインタフェースを用いるネットワークが用いられてもよい。無線のネットワークとして、電波を用いたネットワークが用いられてもよい。電波を用いたネットワークの一例として、IEEE802.1xに準拠したネットワーク(例えば、無線LAN及びBluetooth(登録商標)の少なくとも一方)があげられる。無線のネットワークとして、赤外線を用いたネットワークが用いられてもよい。無線のネットワークとして、光通信を用いたネットワークが用いられてもよい。この場合、制御ユニット2と加工ユニット1とはネットワークを介して各種の情報の送受信が可能となるように構成されていてもよい。また、制御ユニット2は、ネットワークを介して加工ユニット1にコマンドや制御パラメータ等の情報を送信可能であってもよい。加工ユニット1は、制御ユニット2からのコマンドや制御パラメータ等の情報を、上記ネットワークを介して受信する受信装置を備えていてもよい。加工ユニット1は、制御ユニット2に対してコマンドや制御パラメータ等の情報を、上記ネットワークを介して送信する送信装置(つまり、制御ユニット2に対して情報を出力する出力装置)を備えていてもよい。或いは、制御ユニット2が行う処理のうちの一部を行う第1制御装置が加工ユニット1の内部に設けられている一方で、制御ユニット2が行う処理のうちの他の一部を行う第2制御装置が加工ユニット1の外部に設けられていてもよい。
 制御ユニット2内には、演算装置21がコンピュータプログラムを実行することで、機械学習によって構築可能な演算モデルが実装されてもよい。機械学習によって構築可能な演算モデルの一例として、例えば、ニューラルネットワークを含む演算モデル(いわゆる、人工知能(AI:Artificial Intelligence))があげられる。この場合、演算モデルの学習は、ニューラルネットワークのパラメータ(例えば、重み及びバイアスの少なくとも一つ)の学習を含んでいてもよい。制御ユニット2は、演算モデルを用いて、加工ユニット1の動作を制御してもよい。つまり、加工ユニット1の動作を制御する動作は、演算モデルを用いて加工ユニット1の動作を制御する動作を含んでいてもよい。尚、制御ユニット2には、教師データを用いたオフラインでの機械学習により構築済みの演算モデルが実装されてもよい。また、制御ユニット2に実装された演算モデルは、制御ユニット2上においてオンラインでの機械学習によって更新されてもよい。或いは、制御ユニット2は、制御ユニット2に実装されている演算モデルに加えて又は代えて、制御ユニット2の外部の装置(つまり、加工ユニット1の外部に設けられる装置)に実装された演算モデルを用いて、加工ユニット1の動作を制御してもよい。
 尚、制御ユニット2が実行するコンピュータプログラムを記録する記録媒体としては、CD-ROM、CD-R、CD-RWやフレキシブルディスク、MO、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-R、DVD+R、DVD-RW、DVD+RW及びBlu-ray(登録商標)等の光ディスク、磁気テープ等の磁気媒体、光磁気ディスク、USBメモリ等の半導体メモリ、及び、その他プログラムを格納可能な任意の媒体の少なくとも一つが用いられてもよい。記録媒体には、コンピュータプログラムを記録可能な機器(例えば、コンピュータプログラムがソフトウェア及びファームウェア等の少なくとも一方の形態で実行可能な状態に実装された汎用機器又は専用機器)が含まれていてもよい。更に、コンピュータプログラムに含まれる各処理や機能は、制御ユニット2(つまり、コンピュータ)がコンピュータプログラムを実行することで制御ユニット2内に実現される論理的な処理ブロックによって実現されてもよいし、制御ユニット2が備える所定のゲートアレイ(FPGA(Field Programmable Gate Array)、ASIC(Application Specific Integrated Cricuit))等のハードウェアによって実現されてもよいし、論理的な処理ブロックとハードウェアの一部の要素を実現する部分的ハードウェアモジュールとが混在する形式で実現してもよい。
 (1-2)加工ヘッド13の構成
 続いて、図3を参照しながら、加工ヘッド13の構成の一例について説明する。図3は、加工ヘッド13の構成の一例を示す断面図である。
 図3に示すように、加工ヘッド13には、光ファイバ等の光伝送部材111を介して、加工光源11が生成した光源光SLが入射する。但し、加工ヘッド13には、ミラーを用いた空間伝送によって、光源光SLが入射してもよい。加工光源11は、加工ヘッド13の外部に配置されていてもよい。加工光源11は、加工ヘッド13の内部に配置されていてもよい。尚、加工光ELは、光ファイバ等の光伝送部材111を介することなく、加工ヘッド13に入射してもよい。
 加工ヘッド13は、上述したように、加工光学系131と、複数光生成光学系132と、計測光学系133と、合成光学系134と、偏向光学系135と、照射光学系136とを備える。
 加工光学系131は、加工光源11が生成した光源光SLが入射する光学系である。加工光学系131は、加工光学系131に入射した光源光SLを、複数光生成光学系132に向けて射出する光学系である。
 加工光学系131は、例えば、位置調整光学系1311と、角度調整光学系1312と、ガルバノミラー1313とを含んでいてもよい。但し、加工光学系131は、位置調整光学系1311、角度調整光学系1312及びガルバノミラー1313の少なくとも一つを含んでいなくてもよい。
 位置調整光学系1311は、加工光学系131からの光源光SLの射出位置を調整可能である。位置調整光学系1311は、例えば、光源光SLの進行方向に対して傾斜可能な平行平面板を備え、平行平面板の傾斜角を変えることで光源光SLの射出位置を変更してもよい。
 角度調整光学系1312は、加工光学系131からの光源光SLの射出角度(つまり、射出方向)を調整可能である。角度調整光学系1312は、例えば、光源光SLの進行方向に対して傾斜可能なミラーを備え、このミラーの傾斜角を変えることで光源光SLの射出角度を変更してもよい。
 ガルバノミラー1313は、光源光SLを偏向する(つまり、光源光SLの射出角度を変更する)偏向光学系である。ガルバノミラー1313は、光源光SLを偏向することで、当該光源光SLから生成され且つ照射光学系136からワークWに向かう複数の加工光ELを移動させる。特に、ガルバノミラー1313は、光源光SLを偏向することで、照射光学系136からワークWに向かう複数の加工光ELを、照射光学系136の光軸136EXに交差する方向に沿って移動させる。その結果、ワークWの表面において複数の加工光ELがそれぞれ照射される複数の照射領域PAが、ワークWの表面に沿った方向において移動する。つまり、X軸方向及びY軸方向の少なくとも一方に沿って、複数の加工光ELがそれぞれ照射される複数の照射領域PAが移動する。
 ガルバノミラー1313は、X走査ミラー1313Xと、Y走査ミラー1313Yとを含む。X走査ミラー1313X及びY走査ミラー1313Yのそれぞれは、光源光SLが入射する偏向面を有する。偏向面は、光源光SLを反射することで光源光SLを偏向する反射面として機能してもよい。図3に示す例では、ガルバノミラー1313に入射した光源光SLがX走査ミラー1313Xの偏向面に入射し、X走査ミラー1313Xの偏向面が反射した光源光SLがY走査ミラー1313Yの偏向面に入射している。しかしながら、ガルバノミラー1313に入射した光源光SLがY走査ミラー1313Yの偏向面に入射し、Y走査ミラー1313Yの偏向面が反射した光源光SLがX走査ミラー1313Xの偏向面に入射してもよい。尚、偏向部材としては、ガルバノミラー1313には限定されず、ポリゴンミラー及びレゾナントミラーの少なくとも一つが、偏向部材として用いられてもよい。
 X走査ミラー1313X及びY走査ミラー1313Yのそれぞれは、ガルバノミラー1313に入射する光源光SLの光路に対する偏向面の角度を変更可能な傾斜角可変ミラーである。X走査ミラー1313Xは、ワークW上で複数の加工光ELがそれぞれ照射される複数の照射領域PAがX軸方向に沿って移動するように、光源光SLを偏向する。具体的には、X走査ミラー1313Xは、X走査ミラー1313Xの偏向面の角度を第1軸周りに変更することで複数の加工光ELの偏向角を変更するように、光源光SLを偏向する。その結果、X走査ミラー1313Xの偏向面の角度の変更により、複数の照射領域PAがX軸方向に沿って移動する。Y走査ミラー1313Yは、ワークW上で複数の加工光ELがそれぞれ照射される複数の照射領域PAがY軸方向に沿って移動するように、光源光SLを偏向する。具体的には、X走査ミラー1313Xは、Y走査ミラー1313Yの偏向面の角度を第1軸と交差する又は第1軸とひねりの関係にある第2軸周りに変更することで複数の加工光ELの偏向角を変更するように、光源光SLを偏向する。その結果、Y走査ミラー1313Yの偏向面の角度の変更により、複数の照射領域PAがY軸方向に沿って移動する。
 加工光学系131から射出された光源光SL(この場合、ガルバノミラー1313から射出された光源光SL)は、複数光生成光学系132に入射する。複数光生成光学系132は、光源光SLから複数の加工光ELを生成するための光学系である。本実施形態では、複数光生成光学系132は、光源光SLを分岐して複数の加工光ELを生成する。このため、複数光生成光学系132は、分岐光学系と称されてもよい。
 複数光生成光学系132は、複数光生成光学系132が生成した複数の加工光ELを、合成光学系134に向けて射出する光学系である。複数光生成光学系132は、複数光生成光学系132が生成した複数の加工光ELを、合成光学系134を介して偏向光学系135に向けて射出する光学系である。複数光生成光学系132は、複数光生成光学系132が生成した複数の加工光ELを、合成光学系134及び偏向光学系135を介して照射光学系136に向けて射出する光学系である。複数光生成光学系132が生成した複数の加工光ELは、合成光学系134、偏向光学系135及び照射光学系136を介してワークWに照射される。
 複数光生成光学系132から射出された複数の加工光ELは、合成光学系134に入射する。合成光学系134は、ビームスプリッタ(例えば、偏光ビームスプリッタ)1341を含む。ビームスプリッタ1341は、ビームスプリッタ1341に入射した複数の加工光ELを、偏向光学系135に向けて射出する。図3に示す例では、ビームスプリッタ1341に入射した複数の加工光ELは、ビームスプリッタ1341の偏光分離面を通過することで偏向光学系135に向けて射出される。このため、図3に示す例では、複数の加工光ELは、偏光分離面を通過可能な偏光方向(例えば、偏光分離面に対してp偏光となる偏光方向)を有する状態でビームスプリッタ1341の偏光分離面に入射する。
 合成光学系134から射出された複数の加工光ELは、偏向光学系135に入射する。偏向光学系135は、偏向光学系135に入射した複数の加工光ELを、照射光学系136に向けて射出する。
 偏向光学系135は、ガルバノミラー1351を備える。偏向光学系135に入射した複数の加工光ELは、ガルバノミラー1351に入射する。ここで、上述したように複数光生成光学系132が複数の加工光ELを生成する場合には、ガルバノミラー1351に入射する複数の加工光ELのうちの一の加工光ELの入射方向は、ガルバノミラー1351に入射する複数の加工光ELのうちの一の加工光ELとは異なる他の加工光ELの入射方向と異なっていてもよい。逆に言えば、複数光生成光学系132は、ガルバノミラー1351に入射する複数の加工光ELのうちの一の加工光ELの入射方向が、ガルバノミラー1351に入射する複数の加工光ELのうちの一の加工光ELとは異なる他の加工光ELの入射方向と異なるものとなるように、複数の加工光ELを生成してもよい。
 ガルバノミラー1351は、複数の加工光ELを偏向する。尚、加工光ELを偏向することは、加工光ELの進行方向を変更することと等価であるとみなしてもよい。具体的には、ガルバノミラー1351は、複数の加工光ELを偏向することで、ガルバノミラー1351から射出される複数の加工光ELの射出角度を変更する。この場合、ガルバノミラー1351は、複数の加工光ELを偏向することで、ガルバノミラー1351から照射光学系136を介してワークWに向かう複数の加工光ELを移動させているとみなしてもよい。特に、ガルバノミラー1351は、複数の加工光ELを偏向することで、ガルバノミラー1351から照射光学系136を介してワークWに向かう複数の加工光ELを、照射光学系136の光軸136EXに交差する方向に沿って移動させているとみなしてもよい。このため、ガルバノミラー1351は、ビーム移動装置又は第1ビーム移動装置と称されてもよい。その結果、ワークWの表面において複数の加工光ELがそれぞれ照射される複数の照射領域PAが、ワークWの表面に沿った方向において移動する。つまり、X軸方向及びY軸方向の少なくとも一方に沿って、複数の加工光ELがそれぞれ照射される複数の照射領域PAが移動する。
 ガルバノミラー1351に複数の加工光ELが入射するがゆえに、ガルバノミラー1351は、複数の加工光ELをまとめて偏向してもよい。つまり、ガルバノミラー1351は、複数の加工光ELをまとめて移動させてもよい。言い換えれば、ガルバノミラー1351は、複数の加工光ELの射出角度をまとめて変更させてもよい。その結果、複数の照射領域PAもまた、ワークW上においてまとめて移動してもよい。つまり、ガルバノミラー1351は、複数の照射領域PAを、ワークW上においてまとめて移動させてもよい。
 より具体的には、ガルバノミラー1351は、ガルバノミラー1351から照射光学系136を介してワークWに向かう複数の加工光ELの間の相対的な位置関係が維持されるように、複数の加工光ELをまとめて偏向してもよい。つまり、ガルバノミラー1351は、ガルバノミラー1351から照射光学系136を介してワークWに向かう複数の加工光ELの間の相対的な位置関係が変わらないように、複数の加工光ELをまとめて偏向してもよい。その結果、ガルバノミラー1351が複数の加工光ELをまとめて偏向する場合には、ワークW上での複数の照射領域PAの間の相対的な位置関係が維持されてもよい。つまり、ガルバノミラー1351が複数の加工光ELをまとめて偏向する場合には、ワークW上での複数の照射領域PAの間の相対的な位置関係が変更されなくてもよい。このため、複数の照射領域PAは、ワークW上において、同じ移動方向に同じ移動量だけ移動してもよい。言い換えれば、ガルバノミラー1351は、ワークW上において複数の照射領域PAが同じ移動方向に同じ移動量だけ移動するように、複数の加工光ELをまとめて偏向してもよい。一例として、ガルバノミラー1351は、複数の照射領域PAのうちの第1の照射領域PAの移動方向が、複数の照射領域PAのうちの第1の照射領域PAとは異なる第2の照射領域PAの移動方向と同じになり、且つ、第1の照射領域PAの移動量が、第2の照射領域PAの移動量と同じになるように、複数の加工光ELをまとめて偏向してもよい。
 ガルバノミラー1351は、X走査ミラー1351Xと、Y走査ミラー1351Yとを含む。X走査ミラー1351X及びY走査ミラー1351Yのそれぞれは、複数の加工光ELが入射する偏向面を有する。偏向面は、複数の加工光ELを反射することで複数の加工光ELを偏向する反射面として機能してもよい。図3に示す例では、ガルバノミラー1351に入射した複数の加工光ELがX走査ミラー1351Xの偏向面に入射し、X走査ミラー1351Xの偏向面が反射した複数の加工光ELがY走査ミラー1351Yの偏向面に入射している。しかしながら、ガルバノミラー1351に入射した複数の加工光ELがY走査ミラー1351Yの偏向面に入射し、Y走査ミラー1351Yの偏向面が反射した複数の加工光ELがX走査ミラー1351Xの偏向面に入射してもよい。
 X走査ミラー1351X及びY走査ミラー1351Yのそれぞれは、ガルバノミラー1351に入射する複数の加工光ELの光路に対する偏向面の角度が変更可能な傾斜角可変ミラーである。X走査ミラー1351Xは、ワークW上で複数の加工光ELがそれぞれ照射される複数の照射領域PAがX軸方向に沿って移動するように、複数の加工光ELを偏向する。具体的には、X走査ミラー1351Xは、X走査ミラー1351Xの偏向面の角度を変更することで複数の加工光ELの偏向角を変更するように、複数の加工光ELを偏向する。その結果、X走査ミラー1351Xの偏向面の角度の変更により、複数の照射領域PAがX軸方向に沿って移動する。Y走査ミラー1351Yは、ワークW上で複数の加工光ELがそれぞれ照射される複数の照射領域PAがY軸方向に沿って移動するように、複数の加工光ELを偏向する。具体的には、Y走査ミラー1351Yは、Y走査ミラー1351Yの偏向面の角度を変更することで複数の加工光ELの偏向角を変更するように、複数の加工光ELを偏向する。その結果、Y走査ミラー1351Yの偏向面の角度の変更により、複数の照射領域PAがY軸方向に沿って移動する。
 偏向光学系135から射出された複数の加工光ELは、照射光学系136に入射する。照射光学系136は、複数の加工光ELをワークWに照射可能な光学系である。その結果、照射光学系136は、ワークWの表面に、複数の加工光ELがそれぞれ照射される複数の照射領域PAを形成可能な光学系として機能する。複数の加工光ELをワークWに照射するために、照射光学系136は、fθレンズ1361を備えていてもよい。fθレンズ1361には、偏向光学系135から射出された複数の加工光ELが入射する。fθレンズ1361は、偏向光学系135から射出された複数の加工光ELを、ワークWに照射する。ここで、fθレンズ1361がワークW側にテレセントリックな光学系である場合には、fθレンズ1361からの複数の加工光ELのそれぞれの進行方向は互いに平行となっていてもよく、光軸136EXと平行であってもよい。尚、照射光学系136の光軸136EXは、fθレンズ1361の光軸であってもよい。また、fθレンズ1361はワークW側で非テレセントリックな光学系であってもよい。
 fθレンズ1361は、ガルバノミラー1351からの複数の加工光ELを、ワークW上に集光してもよい。この場合、fθレンズ1361は、集光光学系として機能しているとみなしてもよい。
 fθレンズ1361が複数の加工光ELをワークW上に集光する場合、fθレンズ1361から射出された複数の加工光ELは、パワーを有する他の光学要素(言い換えれば、光学部材であって、例えばレンズ等)を介することなく、ワークWに照射されてもよい。この場合、fθレンズ1361は、複数の加工光ELの光路上に配置される複数の光学要素のうちの最終段のパワーを有する光学要素(つまり、最もワークWに近い光学要素)であるため、最終光学素子又は対物光学系と称されてもよい。尚、光学要素のパワーは、光学要素の焦点距離の逆数であってもよい。また、この場合、ガルバノミラー1351からの複数の加工光ELは、平行光束であってもよい。ここで、ガルバノミラー1351からの複数の加工光ELのそれぞれの進行方向は互いに異なっていてもよい。尚、照射光学系136は、fθとは異なる射影特性を有する対物光学系を備えていてもよい。
 尚、ガルバノミラー1351を構成するX走査ミラー1351X及びY走査ミラー1351Y、並びに、ガルバノミラー1313を構成するX走査ミラー1313X及びY走査ミラー1313Yのうちの少なくとも一つは、照射光学系としてのfθレンズ1361の入射瞳位置及び/又はその共役位置に配置されていてもよい。X走査ミラー1351X及びY走査ミラー1351Y、並びに、X走査ミラー1313X及びY走査ミラー1313Yのうちの少なくとも一つは、fθレンズ1361の入射瞳位置と光学的に共役な位置に配置されていてもよい。ガルバノミラー1351及び1313を構成する走査ミラーが複数存在する場合、各走査ミラーを互いに光学的に共役にするためのリレー光学系が走査ミラー間に配置されていてもよい。また、この場合、各走査ミラーの間に、fθレンズ1361の入射瞳位置、或いは当該入射瞳位置と光学的に共役な位置が位置していてもよい。尚、ガルバノミラー1351は、互いに交差、典型的には互いに直交する2つの軸周りに回転(或いは傾斜)可能な反射面を有するものであってもよい。
 加工ヘッド13には更に、光ファイバ等の光伝送部材121を介して、計測光源12が生成した計測光MLが入射する。但し、加工ヘッド13には、ミラーを用いた空間伝送によって、計測光MLが入射してもよい。計測光源12は、加工ヘッド13の外部に配置されていてもよい。計測光源12は、加工ヘッド13の内部に配置されていてもよい。尚、計測光MLは、光ファイバ等の光伝送部材121を介することなく、加工ヘッド13に入射してもよい。また、光伝送部材121は、偏波面保存型の光ファイバであってもよい。
 計測光源12は、光コム光源を含んでいてもよい。光コム光源は、周波数軸上で等間隔に並んだ周波数成分を含む光(以降、“光周波数コム”と称する)をパルス光として生成可能な光源である。この場合、計測光源12は、周波数軸上で等間隔に並んだ周波数成分を含むパルス光を、計測光MLとして射出する。但し、計測光源12は、光コム光源とは異なる光源を含んでいてもよい。
 図3に示す例では、加工システムSYSは、複数の計測光源12を備えている。例えば、加工システムSYSは、計測光源12#1と、計測光源12#2とを備えていてもよい。複数の計測光源12は、互いに位相同期され且つ干渉性のある複数の計測光MLをそれぞれ射出してもよい。例えば、複数の計測光源12は、発振周波数が異なっていてもよい。このため、複数の計測光源12がそれぞれ射出する複数の計測光MLは、パルス周波数(例えば、単位時間当たりのパルス光の数であり、パルス光の発光周期の逆数)が異なる複数の計測光MLとなっていてもよい。但し、加工システムSYSは、単一の計測光源12を備えていてもよい。
 計測光源12から射出された計測光MLは、計測光学系133に入射する。計測光学系133は、計測光学系133に入射した計測光MLを、合成光学系134に向けて射出する光学系である。計測光学系133は、計測光学系133に入射した計測光MLを、合成光学系134を介して偏向光学系135に向けて射出する光学系である。計測光学系133は、計測光学系133に入射した計測光MLを、合成光学系134及び偏向光学系135を介して照射光学系136に向けて射出する光学系である。計測光学系133が射出した計測光MLは、合成光学系134、偏向光学系135及び照射光学系136を介してワークWに照射される。
 計測光学系133は、例えば、ミラー1330と、ビームスプリッタ1331と、ビームスプリッタ1332と、検出器1333と、ビームスプリッタ1334と、ミラー1335と、検出器1336と、ミラー1337と、ガルバノミラー1338とを備える。
 計測光源12から射出された計測光MLは、ビームスプリッタ1331に入射する。具体的には、計測光源12#1から射出された計測光ML(以降、“計測光ML#1”と称する)は、ビームスプリッタ1331に入射する。計測光源12#2から射出された計測光ML(以降、“計測光ML#2”と称する)は、ミラー1330を介して、ビームスプリッタ1331に入射する。ビームスプリッタ1331は、ビームスプリッタ1331に入射した計測光ML#1及びML#2を、ビームスプリッタ1332に向けて射出する。つまり、ビームスプリッタ1331は、それぞれ異なる方向からビームスプリッタ1331に入射した計測光ML#1及びML#2を、同じ方向(つまり、ビームスプリッタ1332が配置されている方向)に向けて射出する。
 ビームスプリッタ1332は、ビームスプリッタ1332に入射した計測光ML#1の一部である計測光ML#1-1を、検出器1333に向けて反射する。ビームスプリッタ1332は、ビームスプリッタ1332に入射した計測光ML#1の他の一部である計測光ML#1-2を、ビームスプリッタ1334に向けて射出する。ビームスプリッタ1332は、ビームスプリッタ1332に入射した計測光ML#2の一部である計測光ML#2-1を、検出器1333に向けて反射する。ビームスプリッタ1332は、ビームスプリッタ1332に入射した計測光ML#2の他の一部である計測光ML#2-2を、ビームスプリッタ1334に向けて射出する。
 ビームスプリッタ1332から射出された計測光ML#1-1及びML#2-1は、検出器1333に入射する。検出器1333は、計測光ML#1-1と計測光ML#2-1とを受光する(つまり、検出する)。特に、検出器1333は、計測光ML#1-1と計測光ML#2-1とが干渉することで生成される干渉光(言い換えれば、干渉ビーム)を受光する。尚、計測光ML#1-1と計測光ML#2-1とが干渉することで生成される干渉光を受光する動作は、計測光ML#1-1と計測光ML#2-1とを受光する動作と等価であるとみなしてもよい。検出器1333の検出結果は、制御ユニット2に出力される。
 ビームスプリッタ1332から射出された計測光ML#1-2及びML#2-2は、ビームスプリッタ1334に入射する。ビームスプリッタ1334は、ビームスプリッタ1334に入射した計測光ML#1-2の少なくとも一部を、ミラー1335に向けて射出する。ビームスプリッタ1334は、ビームスプリッタ1334に入射した計測光ML#2-2の少なくとも一部を、ミラー1337に向けて射出する。
 ビームスプリッタ1334から射出された計測光ML#1-2は、ミラー1335に入射する。ミラー1335に入射した計測光ML#1-2は、ミラー1335の反射面(反射面は、参照面と称されてもよい)によって反射される。具体的には、ミラー1335は、ミラー1335に入射した計測光ML#1-2をビームスプリッタ1334に向けて反射する。つまり、ミラー1335は、ミラー1335に入射した計測光ML#1-2を、その反射光である計測光ML#1-3としてビームスプリッタ1334に向けて射出する。この場合、計測光ML#1-3は、参照光と称されてもよい。ミラー1335から射出された計測光ML#1-3は、ビームスプリッタ1334に入射する。ビームスプリッタ1334は、ビームスプリッタ1334に入射した計測光ML#1-3をビームスプリッタ1332に向けて射出する。ビームスプリッタ1334から射出された計測光ML#1-3は、ビームスプリッタ1332に入射する。ビームスプリッタ1332は、ビームスプリッタ1332に入射した計測光ML#1-3を、検出器1336に向けて射出する。
 一方で、ビームスプリッタ1334から射出された計測光ML#2-2は、ミラー1337に入射する。ミラー1337は、ミラー1337に入射した計測光ML#2-2をガルバノミラー1338に向けて反射する。つまり、ミラー1337は、ミラー1337に入射した計測光ML#2-2をガルバノミラー1338に向けて射出する。
 ガルバノミラー1338は、計測光ML#2-2を偏向する。尚、計測光ML#2-2を偏向することは、計測光ML#2-2の進行方向を変更することと等価であるとみなしてもよい。具体的には、ガルバノミラー1338は、計測光ML#2-2を偏向することで、ガルバノミラー1338から射出される計測光ML#2-2の射出角度を変更する。この場合、ガルバノミラー1338は、計測光ML#2-2を偏向することで、ガルバノミラー1338から照射光学系136を介してワークWに向かう計測光ML#2-2を移動させているとみなしてもよい。特に、ガルバノミラー1338は、計測光ML#2-2を偏向することで、ガルバノミラー1351から照射光学系136を介してワークWに向かう計測光ML#2-2を、照射光学系136の光軸136EXに交差する方向に沿って移動させているとみなしてもよい。その結果、ワークWの表面において計測光ML#2-2がそれぞれ照射される照射領域MAが、ワークWの表面に沿った方向において移動する。つまり、X軸方向及びY軸方向の少なくとも一方に沿って、計測光ML#2-2が照射される照射領域MAが移動する。
 ガルバノミラー1338は、X走査ミラー1338Xと、Y走査ミラー1338Yとを含む。X走査ミラー1338X及びY走査ミラー1338Yのそれぞれは、計測光ML#2-2が入射する偏向面を有する。偏向面は、計測光ML#2-2を反射することで計測光ML#2-2を偏向する反射面として機能してもよい。図3に示す例では、ガルバノミラー1338に入射した計測光ML#2-2がX走査ミラー1338Xの偏向面に入射し、X走査ミラー1338Xの偏向面が反射した計測光ML#2-2がY走査ミラー1338Yの偏向面に入射している。しかしながら、ガルバノミラー1338に入射した計測光ML#2-2がY走査ミラー1338Yの偏向面に入射し、Y走査ミラー1338Yの偏向面が反射した計測光ML#2-2がX走査ミラー1338Xの偏向面に入射してもよい。
 X走査ミラー1338X及びY走査ミラー1338Yのそれぞれは、ガルバノミラー1338に入射する計測光ML#2-2の光路に対する偏向面の角度が変更可能な傾斜角可変ミラーである。X走査ミラー1338Xは、ワークW上で計測光ML#2-2が照射される照射領域MAがX軸方向に沿って移動するように、計測光ML#2-2を偏向する。具体的には、X走査ミラー1338Xは、X走査ミラー1338Xの偏向面の角度を変更することで計測光ML#2-2の偏向角を変更するように、計測光ML#2-2を偏向する。その結果、X走査ミラー1338Xの偏向面の角度の変更により、照射領域MAがX軸方向に沿って移動する。Y走査ミラー1338Yは、ワークW上で計測光ML#2-2が照射される照射領域MAがY軸方向に沿って移動するように、計測光ML#2-2を偏向する。具体的には、Y走査ミラー1338Yは、Y走査ミラー1338Yの偏向面の角度を変更することで計測光ML#2-2の偏向角を変更するように、計測光ML#2-2を偏向する。その結果、Y走査ミラー1338Yの偏向面の角度の変更により、照射領域MAがY軸方向に沿って移動する。
 計測光学系133から射出された計測光ML#2-2(この場合、ガルバノミラー1338から射出された計測光ML#2-2)は、合成光学系134に入射する。合成光学系134のビームスプリッタ1341は、ビームスプリッタ1341に入射した計測光ML#2-2を、偏向光学系135に向けて射出する。図3に示す例では、合成光学系134に入射した計測光ML#2-2は、偏光分離面において反射されることで偏向光学系135に向けて射出される。このため、図3に示す例では、計測光ML#2-2は、偏光分離面で反射可能な偏光方向(例えば、偏光分離面に対してs偏光となる偏光方向)を有する状態でビームスプリッタ1341の偏光分離面に入射する。尚、ガルバノミラー1338を設けず、ミラー1337(或いはビームスプリッタ1334)からの計測光ML#2-2が直接的にビームスプリッタ1341に入射する構成であってもよい。
 ここで、上述したように、ビームスプリッタ1341には、計測光ML#2-2に加えて加工光ELが入射する。つまり、計測光ML#2-2及び加工光ELの双方がビームスプリッタ1341を通過する。ビームスプリッタ1341は、ビームスプリッタ1341に異なる方向からそれぞれ入射してきた加工光EL及び計測光ML#2-2を、同じ方向に向けて(つまり、同じ偏向光学系135に向けて)射出する。従って、ビームスプリッタ1341は、実質的には、加工光EL及び計測光ML#2-2を合成する合成光学部材として機能する。
 尚、加工光ELの波長と計測光MLの波長とが異なる場合には、合成光学系134は、合成光学部材として、ビームスプリッタ1341に代えて、ダイクロイックミラーを備えていてもよい。この場合であっても、合成光学系134は、ダイクロイックミラーを用いて、加工光EL及び計測光ML#2-2を合成する(つまり、加工光ELの光路と計測光ML#2-2の光路とを合成する)ことができる。
 合成光学系134から射出された計測光ML#2-2は、偏向光学系135に入射する。偏向光学系135は、偏向光学系135に入射した計測光ML#2-2を、照射光学系136に向けて射出する。
 偏向光学系135に入射した計測光ML#2-2は、ガルバノミラー1351に入射する。ガルバノミラー1351は、複数の加工光ELを偏向する場合と同様に、計測光ML#2-2を偏向する。具体的には、ガルバノミラー1351は、計測光ML#2-2を偏向することで、ガルバノミラー1351から射出される計測光ML#2-2の射出角度を変更する。この場合、ガルバノミラー1351は、計測光ML#2-2を偏向することで、ガルバノミラー1351から照射光学系136を介してワークWに向かう計測光ML#2-2を移動させているとみなしてもよい。特に、ガルバノミラー1351は、計測光ML#2-2を偏向することで、ガルバノミラー1351から照射光学系136を介してワークWに向かう計測光ML#2-2を、照射光学系136の光軸136EXに交差する方向に沿って移動させているとみなしてもよい。その結果、ワークWの表面において計測光ML#2-2が照射される照射領域MAが、ワークWの表面に沿った方向において移動する。つまり、X軸方向及びY軸方向の少なくとも一方に沿って、計測光ML#2-2が照射される照射領域MAが移動する。
 上述したように、ガルバノミラー1351には、計測光ML#2-2に加えて複数の加工光ELが入射する。つまり、ガルバノミラー1351には、ビームスプリッタ1341が合成した加工光EL及び計測光ML#2-2が入射する。従って、計測光ML#2-2及び複数の加工光ELの双方が同じガルバノミラー1351を通過する。このため、ガルバノミラー1351は、複数の加工光ELの照射領域PAと計測光ML#2-2の照射領域MAとを同期して移動可能である。つまり、ガルバノミラー1351は、複数の加工光ELの照射領域PAと計測光ML#2-2の照射領域MAとを連動して移動可能である。
 一方で、上述したように、計測光ML#2-2は、ガルバノミラー1338を介してワークWに照射される一方で、複数の加工光ELは、ガルバノミラー1338を介することなくワークWに照射される。このため、加工システムSYSは、ガルバノミラー1338を用いて、複数の加工光ELの照射領域PAに対して、計測光ML#2-2の照射領域MAを独立して移動させることができる。つまり、加工システムSYSは、ガルバノミラー1338を用いて、複数の加工光ELの照射領域PAと計測光ML#2-2の照射領域MAとの相対的な位置関係を変更することができる。特に、加工システムSYSは、ガルバノミラー1338を用いて、複数の加工光ELの照射領域PAと計測光ML#2-2の照射領域MAとの相対的な位置関係を、計測光MLの照射方向と交差する方向に沿って(図3に示す例では、X軸方向及びY軸方向の少なくとも一方であり、照射光学系136の光軸136EXに交差する方向)に沿って変更することができる。
 同様に、上述したように、複数の加工光ELは、ガルバノミラー1313を介してワークWに照射される一方で、計測光ML#2-2は、ガルバノミラー1313を介することなくワークWに照射される。このため、加工システムSYSは、ガルバノミラー1313を用いて、計測光ML#2-2の照射領域MAに対して、複数の加工光ELの照射領域PAを独立して移動させることができる。つまり、加工システムSYSは、ガルバノミラー1313を用いて、複数の加工光ELの照射領域PAと計測光ML#2-2の照射領域MAとの相対的な位置関係を変更することができる。特に、加工システムSYSは、ガルバノミラー1313を用いて、複数の加工光ELの照射領域PAと計測光ML#2-2の照射領域MAとの相対的な位置関係を、加工光ELの照射方向と交差する方向(図3に示す例では、X軸方向及びY軸方向の少なくとも一方であり、照射光学系136の光軸136EXに交差する方向)に沿って変更することができる。
 偏向光学系135から射出された計測光ML#2-2は、照射光学系136に入射する。照射光学系136は、計測光ML#2-2をワークWに照射可能な光学系である。具体的には、fθレンズ1361は、偏向光学系135から射出された計測光ML#2-2を、ワークWに照射する。
 fθレンズ1361は、偏向光学系135から射出された計測光ML#2-2を、ワークW上に集光してもよい。この場合、fθレンズ1361は、集光光学系として機能しているとみなしてもよい。
 fθレンズ1361が計測光ML#2-2をワークW上に集光する場合、fθレンズ1361から射出された計測光ML#2-2は、パワーを有する他の光学要素(言い換えれば、光学部材であって、例えばレンズ等)を介することなく、ワークWに照射されてもよい。この場合、fθレンズ1361は、計測光ML#2-2の光路上に配置される複数の光学要素のうちの最終段のパワーを有する光学要素(つまり、最もワークWに近い光学要素)であるため、最終光学要素又は対物光学系と称されてもよい。この場合、偏向光学系135から射出されてfθレンズ1361に入射する計測光ML#2-2は、平行光束であってもよい。尚、照射光学系136は、fθとは異なる射影特性を有する対物光学系を備えていてもよい。
 ワークWに計測光ML#2-2が照射されると、計測光ML#2-2の照射に起因した光がワークWから発生する。つまり、ワークWに計測光ML#2-2が照射されると、計測光ML#2-2の照射に起因した光がワークWから射出される。計測光ML#2-2の照射に起因した光(言い換えれば、計測光ML#2-2の照射に起因してワークWから射出される光)は、ワークWで反射された計測光ML#2-2(つまり、反射光)、ワークWで散乱された計測光ML#2-2(つまり、散乱光)、ワークWで回折された計測光ML#2-2(つまり、回折光)、及びワークWを透過した計測光ML#2-2(つまり、透過光)のうちの少なくとも一つを含んでいてもよい。
 計測光ML#2-2の照射に起因してワークWから射出される光の少なくとも一部は、ワークWから加工ヘッド13に戻ってくる光として、加工ヘッド13に入射する。尚、以下の説明では、計測光ML#2-2が照射されたワークWから加工ヘッド13に戻ってくる光を、戻り光RLと称する。具体的には、計測光ML#2-2の照射に起因してワークWから射出される光のうちの、ワークWに入射する計測光ML#2-2の光路に沿って進行する光が、戻り光RLとして照射光学系136に入射する。この場合、照射光学系136から射出されてワークWに入射する計測光ML#2-2の光路と、ワークWから射出されて照射光学系136に入射する戻り光RLの光路とは同じであってもよい。照射光学系136に入射した戻り光RLは、fθレンズ1361を介して、偏向光学系135に入射する。偏向光学系135に入射した戻り光RLは、ガルバノミラー1351を介して、合成光学系134に入射する。合成光学系134のビームスプリッタ1341は、ビームスプリッタ1341に入射した戻り光RLを、計測光学系133に向けて反射する。
 ビームスプリッタ1341から射出された戻り光RLは、計測光学系133のガルバノミラー1338に入射する。ガルバノミラー1338は、ガルバノミラー1338に入射した戻り光RLをミラー1337に向けて射出する。ミラー1337は、ミラー1337に入射した戻り光RLをビームスプリッタ1334に向けて反射する。ビームスプリッタ1334は、ビームスプリッタ1334に入射した戻り光RLの少なくとも一部をビームスプリッタ1332に向けて射出する。ビームスプリッタ1332は、ビームスプリッタ1332に入射した戻り光RLの少なくとも一部を検出器1336に向けて射出する。
 上述したように、検出器1336には、戻り光RLに加えて、計測光ML#1-3が入射する。つまり、検出器1336には、ワークWを介して検出器1336に向かう戻り光RLと、ワークWを介することなく検出器1336に向かう計測光ML#1-3とが入射する。検出器1336は、計測光ML#1-3と戻り光RLとを受光する(つまり、検出する)。特に、検出器1336は、計測光ML#1-3と戻り光RLとが干渉することで生成される干渉光(言い換えれば、干渉ビーム)を受光する。尚、計測光ML#1-3と戻り光RLとが干渉することで生成される干渉光を受光する動作は、計測光ML#1-3と戻り光RLとを受光する動作と等価であるとみなしてもよい。検出器1336の検出結果は、制御ユニット2に出力される。
 制御ユニット2は、検出器1333の検出結果及び検出器1336の検出結果を取得する。制御ユニット2は、検出器1333の検出結果及び検出器1336の検出結果に基づいて、計測対象物Mの計測データ(例えば、計測対象物Mの位置及び形状の少なくとも一方に関する計測データ)を生成してもよい。
 具体的には、計測光ML#1のパルス周波数と計測光ML#2のパルス周波数とが異なるため、計測光ML#1-1のパルス周波数と計測光ML#2-1のパルス周波数とが異なる。従って、計測光ML#1-1と計測光ML#2-1との干渉光は、計測光ML#1-1を構成するパルス光と計測光ML#2-1を構成するパルス光とが同時に検出器1333に入射したタイミングに同期してパルス光が現れる干渉光となる。同様に、計測光ML#1-3のパルス周波数と戻り光RLのパルス周波数とが異なる。従って、計測光ML#1-3と戻り光RLとの干渉光は、計測光ML#1-3を構成するパルス光と戻り光RLを構成するパルス光とが同時に検出器1336に入射したタイミングに同期してパルス光が現れる干渉光となる。ここで、検出器1336が検出する干渉光のパルス光の位置(時間軸上の位置)は、加工ヘッド13と計測対象物Mとの位置関係に応じて変動する。なぜならば、検出器1336が検出する干渉光は、計測対象物Mを介して検出器1336に向かう戻り光RLと、計測対象物Mを介することなく検出器1336に向かう計測光ML#1-3との干渉光であるからである。一方で、検出器1333が検出する干渉光のパルス光の位置(時間軸上の位置)は、加工ヘッド13と計測対象物Mとの位置関係(つまり、実質的には、加工ヘッド13と計測対象物Mとの位置関係)に応じて変動することはない。このため、検出器1336が検出する干渉光のパルス光と検出器1333が検出する干渉光のパルス光との時間差は、加工ヘッド13と計測対象物Mとの位置関係を間接的に示していると言える。具体的には、検出器1336が検出する干渉光のパルス光と検出器1333が検出する干渉光のパルス光との時間差は、計測光MLの光路に沿った方向(つまり、計測光MLの進行方向に沿った方向)における加工ヘッド13と計測対象物Mとの間の距離を間接的に示していると言える。このため、制御ユニット2は、検出器1336が検出する干渉光のパルス光と検出器1333が検出する干渉光のパルス光との時間差に基づいて、計測光MLの光路に沿った方向(例えば、Z軸方向)における加工ヘッド13と計測対象物Mとの間の距離を算出することができる。言い換えれば、制御ユニット2は、計測光MLの光路に沿った方向(例えば、Z軸方向)における計測対象物Mの位置を算出することができる。より具体的には、制御ユニット2は、計測対象物Mのうち計測光ML#2-2が照射された被照射部分と加工ヘッド13との間の距離を算出することができる。制御ユニット2は、計測光MLの光路に沿った方向(例えば、Z軸方向)における被照射部分の位置を算出することができる。更には、計測対象物M上での計測光ML#2-2の照射位置がガルバノミラー1351及び1338の駆動状態によって決定されるがゆえに、制御ユニット2は、ガルバノミラー1351及び1338の駆動状態に基づいて、計測光MLの光路に交差する方向(例えば、X軸方向及びY軸方向の少なくとも一つ)における被照射部分の位置を算出することができる。その結果、制御ユニット2は、加工ヘッド13を基準とする計測座標系における被照射部分の位置(例えば、三次元座標空間内での位置)を示す計測データを生成することができる。
 加工ヘッド13は、計測対象物Mの複数の部位に計測光ML#2-2を照射してもよい。例えば、加工ヘッド13が計測対象物Mの複数の部位に計測光ML#2-2を照射するように、ガルバノミラー1351及び1338の少なくとも一方は、計測対象物M上での計測光ML#2-2の照射位置を変更してもよい。例えば、加工ヘッド13が計測対象物Mの複数の部位に計測光ML#2-2を照射するように、加工ヘッド13及びステージ15の少なくとも一方が移動してもよい。計測光ML#2-2が計測対象物Mの複数の部位に照射されると、制御ユニット2は、計測対象物Mの複数の部位の位置を示す計測データを生成することができる。その結果、制御ユニット2は、複数の部位の位置を示す計測データに基づいて、計測対象物Mの形状を示す計測データを生成することができる。例えば、制御ユニット2は、位置が特定された複数の部位を結ぶ仮想的な平面(或いは、曲面)から構成される三次元形状を、計測対象物Mの形状として算出することで、計測対象物Mの形状を示す計測データを生成することができる。
 (1-3)複数光生成光学系132の構成
 続いて、光源光SLを分岐して複数の加工光ELを生成する複数光生成光学系132の構成について説明する。光源光SLを分岐して複数の加工光ELを生成するために、複数光生成光学系132は、複数光生成光学系132の構成を示す断面図である図4に示すように、回折光学素子(DOE:Diffractive Optical Element)1321と、レンズ1322とを備えている。
 加工光学系131から射出された光源光SLは、回折光学素子1321に入射する。回折光学素子1321は、回折光学素子1321に入射した光源光SLを、その回折面にて各次数の回折光に分岐する。例えば、回折光学素子1321は、回折光学素子1321に入射した光源光SLを、0次の回折光と、+1次の回折光と、-1次の回折光とに分岐してもよい。尚、図4は、回折光学素子1321が透過型の回折光学素子である例を示しているが、回折光学素子1321は、反射型の回折光学素子であってもよい。
 光源光SLを分岐することで得られる複数の回折光のうちの少なくとも二つは、複数の加工光ELとして用いられる。例えば、光源光SLを分岐することで得られる0次の回折光と、+1次の回折光と、-1次の回折光とが、複数の加工光EL(この場合、三つの加工光EL)として用いられてもよい。このように、回折光学素子1321は、光源光SLを分岐することで、複数の回折光のうちの少なくとも二つを複数の加工光ELとして生成する。このため、回折光学素子1321は、複数の加工光ELを生成可能なビーム生成装置として機能しているとみなしてもよい。尚、回折光学素子1321としては、0次及び±1次の回折光を用いる回折光学素子には限定されず、±1次よりも高い次数の回折光も用いる回折光学素子であってもよい。このような回折光学素子としては、例えば米国特許第5,850,300号公報に開示されている回折光学素子を用いることができる。また、回折光学素子1321は、入射する光を3分岐する回折光学素子には限定されない。
 回折光学素子1321が生成した複数の加工光ELは、レンズ1322を介して、複数光生成光学系132から射出される。複数光生成光学系132から射出された複数の加工光ELは、上述したように、合成光学系134、偏向光学系135及び照射光学系136を介して、ワークWに照射される。このため、ワークW上に、複数の加工光ELがそれぞれ照射される複数の照射領域PAが形成される。その結果、複数の加工光ELによって物体が加工される。このように、加工ユニット1は、複数の加工光ELをワークWに照射してワークWの表面に複数の照射領域PAを形成することで、ワークWを加工する。
 加工ユニット1は、複数の照射領域PAがワークWの表面上で所定の配列パターンで並ぶように、ワークWの表面に複数の照射領域EAを形成してもよい。つまり、加工ユニット1は、複数の照射領域PAがワークWの表面上で並ぶように、ワークWに複数の加工光ELを照射してもよい。一例として、図5(a)に示すように、加工ユニット1は、複数の照射領域PAがワークWの表面上で一次元の配列パターンで並ぶように、ワークWに複数の加工光ELを照射してもよい。図5(a)は、複数の照射領域PAがワークWの表面上で所望の直線L1に沿って並ぶ例を示している。他の一例として、図5(b)及び図5(c)に示すように、加工ユニット1は、複数の照射領域PAがワークWの表面上で二次元の配列パターンで並ぶように、ワークWに複数の加工光ELを照射してもよい。図5(b)は、複数の照射領域PAがワークWの表面上で所望の曲線L2に沿って並ぶ例を示している。図5(c)は、複数の照射領域PAが、ワークWの表面上で所望の第1直線L31に沿って並ぶ少なくとも二つの照射領域PAと、ワークWの表面上で第1直線L31に交差する所望の第2直線L32に沿って並ぶ少なくとも二つの照射領域PAとを含む例を示している。
 尚、複数の照射領域PAがワークWの表面上で複数の直線又は複数の曲線に沿って並んでいてもよい。この場合、複数の照射領域PAが位置する複数の直線又は複数の曲線は互いに平行であってもよい。また、複数の照射領域PAがワークWの表面上で複数の直線又は複数の曲線に沿って並ぶ配置であるとき、複数の直線又は複数の曲線が延びる方向に関して、異なる直線又は異なる曲線上の複数の照射領域PA同士が異なる位置であってもよい。例えば、複数の照射領域PAがワークWの表面上において千鳥状に配列されていてもよい。
 加工ユニット1は、複数の照射領域PAがワークWの表面上で規則的な配列パターンで並ぶように、ワークWの表面に複数の照射領域PAを形成してもよい。図5(a)から図5(c)のそれぞれは、複数の照射領域PAが規則的な配列パターンで並ぶ例を示しているとみなしてもよい。或いは、加工ユニット1は、複数の照射領域PAがワークWの表面上で規則的な配列パターンで並ばないように、ワークWの表面に複数の照射領域PAを形成してもよい。例えば、加工ユニット1は、ワークWの表面上のランダムな複数の位置に複数の照射領域PAをそれぞれ形成してもよい。
 更に、図5(a)から図5(c)に示すように、加工ユニット1は、ワークWの表面上で複数の照射領域PAが互いに重複しないように、ワークWの表面に複数の照射領域PAを形成してもよい。加工ユニット1は、ワークWの表面上で複数の照射領域PAが、ワークWの表面に沿った方向において互いに離れるように、ワークWの表面に複数の照射領域PAを形成してもよい。この場合、加工ユニット1は、ワークWの表面に沿った方向において空間的に互いに離れた複数の加工光ELをワークWに照射してもよい。ワークWの表面が複数の加工光ELのうちの少なくとも一つの進行方向に交差するため(図4参照)、加工ユニット1は、複数の加工光ELのうちの少なくとも一つの進行方向に交差する方向(例えば、Z軸に交差する方向)に沿って空間的に互いに離れた複数の加工光ELをワークWに照射してもよい。ワークWの表面が上述した照射光学系136の光軸136EXに交差するため(図3参照)、加工ユニット1は、照射光学系136の光軸136EXに交差する方向(例えば、Z軸に交差する方向)に沿って空間的に互いに離れた複数の加工光ELをワークWに照射してもよい。
 但し、加工ユニット1は、ワークWの表面上で複数の照射領域PAのうちの少なくとも二つが少なくとも部分的に重複するように、ワークWの表面に複数の照射領域PAを形成してもよい。この場合、加工ユニット1は、ワークWの表面に沿った方向において光路が空間的に少なくとも部分的に重複する少なくとも二つの加工光ELを含む複数の加工光ELをワークWに照射してもよい。
 本実施形態では更に、加工ユニット1は、複数の照射領域PAの並び方向LDを変更可能であってもよい。本実施形態では、複数の照射領域PAの並び方向LDは、ワークWの表面上で複数の照射領域PAが並ぶ方向を意味していてもよい。例えば、図5(a)に示すように複数の照射領域PAが並んでいる場合には、複数の照射領域PAの並び方向LDは、複数の照射領域PAが並ぶ直線L1が延びる方向を意味していてもよい。例えば、図5(b)に示すように複数の照射領域PAが並んでいる場合には、複数の照射領域PAの並び方向LDは、複数の照射領域PAが並ぶ曲線L2が延びる方向を意味していてもよい。例えば、図5(c)に示すように複数の照射領域PAが並んでいる場合には、複数の照射領域PAの並び方向LDは、複数の照射領域PAのうちの少なくとも二つが並ぶ第1直線L31及び第2直線L32の少なくとも一方が延びる方向を意味していてもよい。
 尚、複数の照射領域PAがワークWの表面上で互いに平行又はほぼ平行な複数の直線又は複数の曲線に沿って並んでいる場合、複数の照射領域PAの並び方向LDは、複数の直線又は複数の曲線のうちの一の直線又は一の曲線が延びる方向を意味していてもよく、複数の直線又は複数の曲線の延びる方向を平均化した方向を意味していてもよい。
 加工ユニット1は、制御ユニット2の制御下で、加工ユニット1からワークWに向かう複数の加工光ELのうちの少なくとも一つを移動させることで、複数の照射領域PAの並び方向LDを変更してもよい。言い換えれば、制御ユニット2は、加工ユニット1からワークWに向かう複数の加工光ELのうちの少なくとも一つを移動させることで、複数の照射領域PAの並び方向LDを変更するように、加工ユニット1を制御してもよい。
 加工ユニット1からワークWに向かう複数の加工光ELのうちの少なくとも一つが移動すると、ワークWの表面上において、複数の照射領域PAの少なくとも一つが移動する。このため、加工ユニット1は、複数の照射領域PAの少なくとも一つを移動させることで、複数の照射領域PAの並び方向LDを変更してもよい。言い換えれば、制御ユニット2は、複数の照射領域PAの少なくとも一つを移動させることで、複数の照射領域PAの並び方向LDを変更するように、加工ユニット1を制御してもよい。
 加工ユニット1は、複数光生成光学系132を用いて、複数の照射領域PAの並び方向LDを変更(言い換えれば、制御)してもよい。特に、加工ユニット1は、複数光生成光学系132が備える回折光学素子1321を用いて、複数の照射領域PAの並び方向LDを変更してもよい。
 回折光学素子1321を用いて複数の照射領域PAの並び方向LDを変更するために、複数光生成光学系132は、図4に示すように、アクチュエータ1323を備えていてもよい。アクチュエータ1323は、回折光学素子1321を移動、典型的には回転移動させることが可能な駆動系である。複数光生成光学系132は、制御ユニット2の制御下でアクチュエータ1323を用いて回折光学素子1321を移動させることで、複数の照射領域PAの並び方向LDを変更してもよい。この場合、アクチュエータ1323は、複数の照射領域PAの並び方向LDを変更するビーム移動装置(第2ビーム移動装置)として機能しているとみなしてもよい。
 具体的には、アクチュエータ1323が移動させる回折光学素子1321を示す断面図である図6に示すように、複数光生成光学系132は、制御ユニット2の制御下でアクチュエータ1323を用いて回折光学素子1321を所望の回転軸RX1周りに回転させる(つまり、回転移動させる)ことで、複数の照射領域PAの並び方向LDを変更してもよい。尚、アクチュエータ1323が回折光学素子1321を回転させる場合には、アクチュエータ1323は、回転装置と称されてもよい。
 回転軸RX1として、複数光生成光学系132の光軸132EX又は当該光軸132EXに平行な軸が用いられてもよい。複数光生成光学系132の光軸132EXは、複数光生成光学系132が備えるレンズ1322の光軸であってもよい。複数光生成光学系132の光軸132EXは、複数光生成光学系132が備える回折光学素子1321の光軸であってもよい。尚、回折光学素子1331の光軸は、回折光学素子1331の回折面に垂直な軸であってもよい。この場合、回折光学素子1321が回転軸RX1周りに回転すると、回折光学素子1321から射出される複数の加工光ELもまた、回転軸RX1周りに回転する。つまり、回折光学素子1321の回転軸RX1周りの回転により、複数の加工光ELの回折光学素子1321からの射出方向(射出方位)が回転軸RX1周りに変更される。この場合、照射光学系136から射出される複数の加工光ELもまた、照射光学系136の光軸136EX又は光軸136EXに平行な軸である回転軸RX2周りに回転する。その結果、ワークW上における複数の照射領域PAを示す平面図である図7に示すように、ワークW上において、複数の照射領域PAもまた、ワークWの表面に交差する回転軸RX2周りに回転する。このため、図7に示すように、複数の照射領域PAの回転軸RX2周りの回転に伴って、複数の照射領域PAの並び方向LDが変わる。例えば、図7に示す例では、複数の照射領域PAの回転軸RX2周りの回転に伴って、複数の照射領域PAの並び方向LDが、Y軸方向からX軸方向に変わっている。
 尚、アクチュエータ1323を用いて回折光学素子1321を回転軸RX1周りに回転させる方法は、複数の加工光ELを回転軸RX1周りに(更には、回転軸RX2周りに)回転させる方法及び複数の照射領域PAの並び方向LDを変更する方法のそれぞれの一例である。このため、加工ユニット1は、アクチュエータ1323を用いて回折光学素子1321を回転軸RX1周りに回転させる方法とは異なる任意の方法を用いて、複数の加工光ELを回転軸RX1周りに(更には、回転軸RX2周りに)回転させてもよい。加工ユニット1は、アクチュエータ1323を用いて回折光学素子1321を回転軸RX1周りに回転させる方法とは異なる任意の方法を用いて、複数の照射領域PAの並び方向LDを変更してもよい。例えば、回折光学素子1321よりもワークW側の光路にイメージローテータを設け、アクチュエータを用いてイメージローテータを回転させてもよい。この場合、回折光学素子1321も回転させてもよい。
 また、複数の照射領域PAを回転軸RX2周りに回転させることで複数の照射領域PAの並び方向LDを変更する動作は、実質的には、複数の照射領域PAを移動させる動作と等価であるとみなしてもよい。なぜならば、複数の照射領域PAが回転移動しているからである。X軸方向及びY軸方向のそれぞれに沿って複数の照射領域PAを移動可能なガルバノミラー1351及び複数の照射領域PAを回転軸RX2周りに回転可能なアクチュエータ1323を含む装置は、照射光学系136に入射する複数の加工光ELの進行方向をそれぞれ変えてワークWの表面に形成される複数の照射領域PAを独立して移動させるビーム位置変更装置として機能しているとみなしてもよい。同様の理由から、X軸方向及びY軸方向のそれぞれに沿って複数の照射領域PAを移動可能なガルバノミラー1313及び複数の照射領域PAを回転軸RX2周りに回転可能なアクチュエータ1323を含む装置は、照射光学系136に入射する複数の加工光ELの進行方向をそれぞれ変えてワークWの表面に形成される複数の照射領域PAを独立して移動させるビーム位置変更装置として機能しているとみなしてもよい。
 (2)加工システムSYSの動作
 続いて、加工システムSYSが行う動作について説明する。
 (2-1)ワークWを加工する加工動作
 上述したように、加工システムSYSは、複数の加工光ELをワークWに照射することで、ワークWを加工可能である。つまり、加工システムSYSは、複数の加工光ELを用いてワークWを加工するための加工動作を行ってもよい。
 加工ユニット1は、ワークWに対して除去加工を行ってもよい。つまり、加工ユニット1は、ワークWの一部を除去する除去加工を行ってもよい。本実施形態では、加工ユニット1は、非熱加工(例えば、アブレーション加工)の原理を利用して、除去加工を行ってもよい。つまり、加工ユニット1は、ワークWに対して非熱加工(例えば、アブレーション加工)を行ってもよい。非熱加工を行うために、加工ユニット1は、光子密度(言い換えれば、フルエンス)が高い光を光源光SLとして(ひいては、加工光ELとして)用いてもよい。一例として、加工ユニット1は、発光時間がナノ秒以下、ピコ秒以下又はフェムト秒以下のパルス光を含む光を、光源光SLとして(ひいては、加工光ELとして)用いてもよい。つまり、加工ユニット1は、パルス幅がナノ秒以下、ピコ秒以下又はフェムト秒以下のパルス光を含む光を、光源光SLとして(ひいては、加工光ELとして)用いてもよい。この場合、ワークWのうち加工光ELのエネルギーが伝達されたエネルギー伝達部分を構成する材料は、瞬時に蒸発及び飛散する。つまり、ワークWのうちエネルギー伝達部分を構成する材料は、ワークWの熱拡散時間よりも十分に短い時間内に蒸発及び飛散する。ワークWのうちエネルギー伝達部分を構成する材料は、溶融状態を経ずに昇華することもある。この場合、ワークWのエネルギー伝達部分を構成する材料は、イオン、原子、ラジカル、分子、クラスタ及び固体片のうちの少なくとも一つとして、ワークWから放出されてもよい。但し、加工ユニット1は、非熱加工の原理を利用して、除去加工を行ってもよい。
 加工ユニット1は、ワークWに対して付加加工を行ってもよい。つまり、加工ユニット1は、ワークWに造形物を造形する付加加工を行ってもよい。この場合、加工ユニット1は、3Dプリンタとして機能可能であるとみなしてもよい。尚、付加加工を行うための方法として、粉末床溶融結合法(Powder Bed Fusion)が用いられてもよいし、レーザ肉盛溶接法(LMD:Laser Metal Deposition、又はDED(Directed Energy Deposition)が用いられてもよい。粉末床溶融結合法が用いられる場合、ワークWは造形プレートであってもよいし、粉末層であってもよい。
 加工ユニット1は、ワークWの表面を溶融すると共に溶融させた表面を固化させる溶融加工を行ってもよい。尚、溶融加工は、リメルト加工と称されてもよい。加工ユニット1は、溶融加工を行うことで、溶融加工が行われる前と比較してワークWの表面を平面に近づけるための平面加工を行ってもよい。本実施形態では、加工ユニット1は、熱加工の原理を利用して、溶融加工を行ってもよい。つまり、加工ユニット1は、ワークWに対して熱加工を行ってもよい。熱加工を行うために、加工ユニット1は、ミリ秒以上又はナノ秒以上のパルス光を含む光を、光源光SLとして(ひいては、加工光ELとして)用いてもよい。熱加工を行うために、加工ユニット1は、連続光を、光源光SLとして(ひいては、加工光ELとして)用いてもよい。
 加工ユニット1は、ワークWの表面に所望のマークを形成するマーキング加工を行ってもよい。加工ユニット1は、ワークWの表面の特性を変化させる表面改質加工を行ってもよい。加工ユニット1は、ワークWの表面の特性を変更するピーニング加工を行ってもよい。加工ユニット1は、ワークWの表面を剥離する剥離加工を行ってもよい。加工ユニット1は、一のワークWと他のワークWとを接合する溶接加工を行ってもよい。加工ユニット1は、ワークWを切断する切断加工を行ってもよい。
 加工ユニット1は、ワークWを加工することで、ワークWの表面に所望構造を形成してもよい。但し、加工ユニット1は、ワークWの表面に所望構造を形成するための加工とは異なる加工を行ってもよい。ワークWの表面に所望構造を形成するための加工とは異なる加工の一例としては、ワークWの平面出し加工であってもよい。ワークWの平面出し加工は、ワークWの表面を研削して平らにする加工を含んでいてもよい。
 所望構造の一例として、リブレット構造RBがあげられる。リブレット構造RBは、ワークWの表面の流体に対する抵抗(特に、摩擦抵抗及び乱流摩擦抵抗の少なくとも一方)を低減可能な構造(典型的には、凹凸構造)を含んでいてもよい。このため、リブレット構造RBは、流体中に設置される(言い換えれば、位置する)ワークWに形成されてもよい。リブレット構造RBは、流体中に設置される(言い換えれば、位置する)部材を有するワークWに形成されてもよい。言い換えれば、リブレット構造RBは、流体とその表面が接する対象で用いられるワークWに形成されてもよい。言い換えれば、リブレット構造RBは、流体とその表面が接触する態様で用いられる部材を有するワークWに形成されてもよい。
 尚、ここでいう「流体」とは、ワークWの表面に対して流れている媒質(例えば、気体及び液体の少なくとも一方)を意味していてもよい。例えば、媒質自体が静止している状況下でワークWの表面が媒質に対して移動する場合には、この媒質を流体と称してもよい。尚、媒質が静止している状態は、所定の基準物(例えば、地表面)に対して媒質が移動していない状態を意味していてもよい。
 このようなワークWの表面の流体に対する抵抗(特に、摩擦抵抗及び乱流摩擦抵抗の少なくとも一方)を低減可能な構造を含むリブレット構造RBがワークWに形成される場合には、ワークWは、流体に対して相対的に移動しやすくなる。このため、流体に対するワークWの移動を妨げる抵抗が低減されるがゆえに、省エネルギー化につながる。つまり、環境にやさしいワークWの製造が可能となる。
 リブレット構造RBが形成されるワークWの一例として、航空機、自動車、自動二輪車、風車、エンジン用タービン、及び、発電用タービンのうちの少なくとも一つがあげられる。例えば、ワークWが、航空機の機体表面に露出する部材である(例えば、航空機の少なくとも一部である)場合には、航空機の移動を妨げる抵抗が低減されるがゆえに、航空機の省燃費化につながる。例えば、ワークWが、自動車の車体外装を形成する部材である(例えば、自動車の少なくとも一部である)場合には、自動車の移動を妨げる抵抗が低減されるがゆえに、自動車の省燃費化につながる。例えば、ワークWが、自動二輪車の車体外装(例えば、カウル)を形成する部材である(例えば、自動二輪車の少なくとも一部である)場合には、自動二輪車の移動を妨げる抵抗が低減されるがゆえに、自動二輪車の省燃費化につながる。例えば、ワークWが風車である(例えば、風車の少なくとも一部である)場合には、風車の移動(典型的には、回転)を妨げる抵抗が低減されるがゆえに、風車の高効率化につながる。例えば、ワークWがエンジン用タービンである(例えば、エンジン用タービンの少なくとも一部である)場合には、エンジン用タービンの移動(典型的には、回転)を妨げる抵抗が低減されるがゆえに、エンジン用タービンの高効率化又は省エネルギー化につながる。例えば、ワークWが発電用タービンである(例えば、発電用タービンの少なくとも一部である)場合には、発電用タービンの移動(典型的には、回転)を妨げる抵抗が低減されるがゆえに、発電用タービンの高効率化(つまり、発電効率の向上)につながる。このため、加工システムSYSは、国連が主導する持続可能な開発目標(SDGs)の目標13(Goal 13)「気候変動及びその影響を軽減するための緊急対策を講じる(Take urgent action to conbat climate chnage and its impact)」に掲げられている目標の中の「13.2.2 年間温室効果ガス総排出量(Total Greenhouse gas emissions per year)の削減」に貢献できる可能性がある。
 ここで、図8(a)から図8(b)を参照しながら、リブレット構造RBについて説明する。図8(a)は、リブレット構造RBを示す斜視図であり、図8(b)は、リブレット構造RBを示す断面図(図8(a)のXIII-XIII’断面図)であり、図8(c)は、リブレット構造RBを示す上面図である。
 図8(a)から図8(c)に示すように、リブレット構造RBは、ワークWの表面に沿った第1の方向に沿って延びる凸状構造体81が、ワークWの表面に沿っており且つ第1の方向に交差する第2の方向に沿って複数配列された構造を含んでいてもよい。つまり、リブレット構造RBは、それぞれが第1の方向に沿って延びるように形成される複数の凸状構造体81が、第2の方向に沿って並んだ構造を含んでいてもよい。図8(a)から図8(c)に示す例では、リブレット構造RBは、X軸方向に沿って延びる凸状構造体81が、Y軸方向に沿って複数配列された構造を含んでいる。
 凸状構造体81は、凸状構造体81が延びる方向及び凸状構造体81が配列される方向の双方に交差する方向に沿って突き出た構造体である。凸状構造体81は、ワークWの表面から突き出た構造体である。図8(a)から図8(c)に示す例では、凸状構造体81は、Z軸方向に沿って突き出た構造体である。尚、凸状構造体81は、ワークWの表面に対して突起となる突起形状の構造を含んでいてもよい。凸状構造体81は、ワークWの表面に対して凸となる凸形状の構造を含んでいてもよい。凸状構造体81は、ワークWの表面に対して山となる山形状の構造を含んでいてもよい。
 隣り合う凸状構造体81の間には、周囲と比較して窪んだ溝構造82が形成される。このため、リブレット構造RBは、ワークWの表面に沿った第1の方向に沿って延びる溝構造82が、ワークWの表面に沿っており且つ第1の方向に交差する第2の方向に沿って複数配列された構造を含んでいてもよい。つまり、リブレット構造RBは、それぞれが第1の方向に沿って延びるように形成される複数の溝構造82が、第2の方向に沿って並んだ構造を含んでいてもよい。図8(a)から図8(c)に示す例では、リブレット構造RBは、X軸方向に沿って延びる溝構造82が、Y軸方向に沿って複数配列された構造を含んでいる。尚、溝構造82は、溝状構造体と称されてもよい。
 尚、凸状構造体81は、溝構造82から突き出た構造であるとみなしてもよい。凸状構造体81は、隣り合う二つの溝構造82の間に、突起形状の構造、凸形状の構造及び山形状の構造の少なくとも一つを形成する構造であるとみなしてもよい。溝構造82は、凸状構造体81から窪んだ構造であるとみなしてもよい。溝構造82は、隣り合う二つの凸状構造体81の間に、溝形状の構造を形成する構造であるとみなしてもよい。
 複数の凸状構造体81の少なくとも一つの高さH_rbは、凸状構造体81のピッチP_rbに応じて定まる高さに設定されていてもよい。例えば、複数の凸状構造体81の少なくとも一つの高さH_rbは、凸状構造体81のピッチP_rb以下であってもよい。例えば、複数の凸状構造体81の少なくとも一つの高さH_rbは、凸状構造体81のピッチP_rbの半分以下であってもよい。一例として、凸状構造体81のピッチP_rbは、5マイクロメートルより大きく且つ200マイクロメートルよりも小さくてもよい。この場合、複数の凸状構造体81の少なくとも一つの高さH_rbは、2.5マイクロメートルより大きく且つ100マイクロメートルよりも小さくてもよい。
 このように、リブレット構造RBは、凸状構造体81及び溝構造82を含む。この場合、凸状構造体81及び溝構造82の少なくとも一方が、ワークWの表面の流体に対する抵抗(特に、摩擦抵抗及び乱流摩擦抵抗の少なくとも一方)を低減可能な構造であるとみなしてもよい。
 加工ユニット1は、ワークWに対して除去加工を行うことで、リブレット構造RBに含まれる溝構造82を形成してもよい。例えば、加工ユニット1は、ワークWのうちの溝構造82が形成されるべき除去対象部分を除去することで、溝構造82を形成してもよい。この場合、加工ユニット1は、ワークWに対して除去加工を行うことで、リブレット構造RBを適切に形成することができる。
 尚、除去加工によって隣り合う二つの溝構造82が形成されると、二つの溝構造82の間に凸状構造体81が実質的に形成される。このため、加工ユニット1は、ワークWに対して除去加工を行うことで、リブレット構造RBに含まれる凸状構造体81を形成しているとみなしてもよい。つまり、加工ユニット1は、ワークWに対して除去加工を行うことで、リブレット構造RBに含まれる凸状構造体81及び溝構造82の双方を形成しているとみなしてもよい。
 加工ユニット1は、ワークWに対して付加加工を行うことで、リブレット構造RBに含まれる凸状構造体81を形成してもよい。例えば、加工ユニット1は、ワークWのうちの凸状構造体81が形成されるべき付加対象部分に、凸状構造体81となる造形物を造形することで、凸状構造体81を形成してもよい。この場合、加工ユニット1は、ワークWに対して付加加工を行うことで、リブレット構造RBを適切に形成することができる。
 尚、付加加工によって隣り合う二つの凸状構造体81が形成されると、二つの凸状構造体81の間に溝構造82が実質的に形成される。このため、加工ユニット1は、ワークWに対して付加加工を行うことで、リブレット構造RBに含まれる溝構造82を形成しているとみなしてもよい。つまり、加工ユニット1は、ワークWに対して付加加工を行うことで、リブレット構造RBに含まれる凸状構造体81及び溝構造82の双方を形成しているとみなしてもよい。
 このようなリブレット構造RBを形成するために、加工ユニット1は、ワークWの表面上で複数の加工光ELがそれぞれ照射される複数の照射領域PAを、ワークWに形成されるべき凸状構造体81及び溝構造82の少なくとも一方が延びる方向に沿って移動させてもよい。加工ユニット1は、複数の照射領域PAを、ワークWに形成されるべき凸状構造体81及び溝構造82の少なくとも一方が延びる方向に沿って移動させることで、凸状構造体81及び溝構造82の少なくとも一方を形成してもよい。
 具体的には、制御ユニット2は、ワークWに形成されるべき凸状構造体81及び溝構造82に関する情報に基づいて、ワークWの表面上での複数の照射領域PAの目標移動経路を生成してもよい。尚、本実施形態では、複数の照射領域PAの目標移動経路を、加工パスPPと称する。加工パスPPの一例が、図9に示されている。図9に示すように、加工パスPPは、ワークWに形成されるべき凸状構造体81及び溝構造82の少なくとも一方に沿って延びる。この場合、制御ユニット2は、ワークWに形成されるべき凸状構造体81及び溝構造82がワークWの表面上で延びる方向を示すリブレット方向情報に基づいて、加工パスPPを生成してもよい。その後、制御ユニット2は、生成した加工パスPPに沿って複数の照射領域PAが移動するように、複数の照射領域PAを移動可能なガルバノミラー1313及び1351の少なくとも一方を制御しながら、ワークWに複数の加工光ELを照射するように、加工ユニット1を制御してもよい。その結果、ワークWにリブレット構造RBが形成される。具体的には、図9に示す加工パスPPを用いて形成されるリブレット構造RBを示す図10に示すように、ワークWに、加工パスPPに沿って延びる凸状構造体81及び溝構造82の少なくとも一方を含むリブレット構造RBが形成される。
 加工パスPPを生成するために用いられるリブレット方向情報は、ワークWの表面の隆線が延びる方向を示す情報を含んでいてもよい。尚、本実施形態における流線は、ワークWの表面に対して流体が流れている状況下での、ワークWの表面の各部における流体の速度ベクトルを接線とする曲線を意味していてもよい。つまり、本実施形態における流線は、ワークWの表面における流れ場の速度ベクトルを接線とする曲線を意味していてもよい。この場合、図9に示すように、制御ユニット2は、ワークWの表面の各位置における加工パスPPが延びる方向が、ワークWの表面の各位置において流線が延びる方向と一致するように、加工パスPPを生成してもよい。制御ユニット2は、ワークWの表面の各位置における加工パスPPが、ワークWの表面の各位置において流線が延びる方向に沿って延びるように、加工パスPPを生成してもよい。この場合、図10に示すように、加工ユニット1は、加工パスPPに基づいて、ワークWの表面の各位置における凸状構造体81及び溝構造82の少なくとも一方が延びる方向が、ワークWの表面の各位置において流線が延びる方向と一致するように、リブレット構造RBを形成してもよい。加工ユニット1は、加工パスPPに基づいて、ワークWの表面の各位置における凸状構造体81及び溝構造82の少なくとも一方が、ワークWの表面の各位置において流線が延びる方向に沿って延びるように、リブレット構造RBを形成してもよい。加工ユニット1は、加工パスPPに基づいて、ワークWの表面の各位置に、ワークWの表面の各位置における流線に沿って延びる凸状構造体81及び溝構造82の少なくとも一方を形成するように、リブレット構造RBを形成してもよい。その結果、加工ユニット1は、ワークWの表面の流体に対する抵抗(特に、摩擦抵抗及び乱流摩擦抵抗の少なくとも一方)をより効率的に低減可能なリブレット構造RBを形成することができる。
 尚、加工ユニット1がリブレット構造RB等の所望構造を形成する場合のみならず、加工ユニット1がワークWを加工する任意の加工動作を行う場合においても、制御ユニット2は、加工パスPPを生成してもよい。更に、加工ユニット1がワークWを加工する任意の加工動作を行う場合においても、制御ユニット2は、生成した加工パスPPに沿って複数の照射領域PAが移動するように、複数の照射領域PAを移動可能なガルバノミラー1313及び1351の少なくとも一方を制御しながら、ワークWに複数の加工光ELを照射するように、加工ユニット1を制御してもよい。
 (2-2)複数の加工光ELがそれぞれ照射される複数の照射領域PAの並び方向LDを変更する動作の具体例
 本実施形態では、加工ユニット1が制御ユニット2の制御下で複数の照射領域PAの並び方向LDを変更してもよいことは、既に上述したとおりである。つまり、制御ユニット2が並び方向LDを変更するように加工ユニット1を制御してもよい(特に、アクチュエータ1323を制御してもよい)ことは、既に上述したとおりである。本実施形態では、加工ユニット1は、複数の照射領域PAの目標移動軌跡である加工パスPPに基づいて、並び方向LDを変更してもよい。つまり、制御ユニット2は、加工パスPPに基づいて、並び方向LDを変更するように、加工ユニット1を制御してもよい。
 具体的には、加工ユニット1は、加工パスPPが延びる方向(つまり、加工パスPPに沿った方向)であるパス方向PDに基づいて、並び方向LDを変更してもよい。つまり、制御ユニット2は、パス方向PDに基づいて並び方向LDを変更するように、加工ユニット1を制御してもよい。尚、パス方向PDは、経路方向と称されてもよい。一例として、加工ユニット1は、パス方向PDと並び方向LDとの間の関係が所定の関係となるように、並び方向LDを変更してもよい。つまり、制御ユニット2は、並び方向LDを変更することで、パス方向PDと並び方向LDとの間の関係が所定の関係となるように、加工ユニット1を制御してもよい。言い換えれば、加工ユニット1は、パス方向PDと並び方向LDとが所定の関係を有するように、並び方向LDを変更してもよい。つまり、制御ユニット2は、並び方向LDを変更することで、パス方向PDと並び方向LDとが所定の関係を有するように、加工ユニット1を制御してもよい。以下、加工パスPPに基づいて並び方向LDを変更する動作について説明する。
 尚、以下の説明では、説明の簡略化のために、複数の照射領域PAが図5(a)に示す配列パターンで並ぶ例を用いて説明を進める。更に、以下の説明では、説明の簡略化のために、加工ユニット1が、複数の照射領域PAにそれぞれ照射される複数の加工光ELを用いて除去加工を行う例を用いて説明を進める。一例として、以下の説明では、加工ユニット1が、複数の加工光ELをワークWに照射することで、リブレット構造RBの溝構造82を形成する例を用いて説明を進める。但し、複数の照射領域PAが図5(a)に示す配列パターンとは異なる配列パターンで並ぶ又はランダムな位置に位置する場合においても、加工ユニット1は、以下に示す変更態様で、加工パスPPに基づいて並び方向LDを変更してもよい。加工ユニット1が除去加工とは異なる加工を行う場合においても、加工ユニット1は、以下に示す変更態様で、加工パスPPに基づいて並び方向LDを変更してもよい。
 パス方向PDと並び方向LDとの間の関係の第1の例を示す図11(a)に示すように、加工ユニット1は、パス方向PDと並び方向LDとが一致するように、並び方向LDを変更してもよい。加工ユニット1は、並び方向LDがパス方向PDとなるように、並び方向LDを変更してもよい。加工ユニット1は、並び方向LDに沿って延びる軸とパス方向PDに沿って延びる軸とがなす角度がゼロ度となるように、並び方向LDを変更してもよい。
 より具体的には、加工ユニット1は、加工パスPPの各位置においてパス方向PDと並び方向LDとが一致するように、並び方向LDを変更してもよい。加工ユニット1は、加工パスPPの各位置における並び方向LDが、加工パスPPの各位置におけるパス方向PDとなるように、並び方向LDを変更してもよい。加工ユニット1は、加工パスPPの各位置における並び方向LDに沿って延びる軸と、加工パスPPの各位置におけるパス方向PDに沿って延びる軸とがなす角度がゼロ度となるように、並び方向LDを変更してもよい。
 この場合、図11(a)に示すように、加工ユニット1は、ワークWの表面上において複数の照射領域PAにそれぞれ照射される複数の加工光ELを用いて、一つの溝構造82を形成することができる。この場合、加工ユニット1は、ガルバノミラー1313及び1351の少なくとも一方を用いて複数の照射領域PAを並び方向LDに交差する方向に沿ってまとめて移動させることで、溝構造82のピッチを容易に変更することができる。このため、加工ユニット1は、様々なピッチの溝構造82を含むリブレット構造RBを容易に形成することができる。
 パス方向PDと並び方向LDとの間の関係の第2の例を示す図11(b)及びパス方向PDと並び方向LDとの間の関係の第3の例を示す図11(c)に示すように、加工ユニット1は、パス方向PDと並び方向LDとが交差するように、並び方向LDを変更してもよい。より具体的には、加工ユニット1は、加工パスPPの各位置においてパス方向PDと並び方向LDとが交差するように、並び方向LDを変更してもよい。
 図11(b)は、並び方向LDとパス方向PDとが直交する例を示している。つまり、図11(b)は、並び方向LDに沿って延びる軸とパス方向PDに沿って延びる軸とがなす角度が90度となる例を示している。言い換えれば、図11(b)は、並び方向LDとパス方向PDとが90度の交差角度で交差する例を示している。
 一方で、図11(c)は、並び方向LDとパス方向PDとが直交しないものの交差する例を示している。つまり、図11(c)は、並び方向LDに沿って延びる軸とパス方向PDに沿って延びる軸とがなす角度が0度より大きく且つ90度よりも小さくなる例を示している。言い換えれば、図11(c)は、並び方向LDとパス方向PDとが0度より大きく且つ90度よりも小さい交差角度で交差する例を示している。図11(c)は、並び方向LDがパス方向PDに対して傾斜する例を示している。
 この場合、図11(b)及び図11(c)に示すように、加工ユニット1は、ワークWの表面上において複数の照射領域PAにそれぞれ照射される複数の加工光ELを用いて、複数の溝構造82を同時に形成することができる。この場合、一つの照射領域PAに照射される一つの加工光ELを用いて一つの溝構造82が形成される。この場合、一つの溝構造82を形成するために、ワークW上において一つの溝構造82を形成するために加工光ELが照射されるべき線状の領域の端から端まで、一つの照射領域PAが移動することになる。つまり、ワークW上において一つの溝構造82を形成するために加工光ELが照射されるべき領域の第1の部分に照射領域PAが形成される回数と、ワークW上において一つの溝構造82を形成するために加工光ELが照射されるべき領域の第2の部分に照射領域PAが形成される回数とが異なるものとなることはない。このため、一の溝構造82の第1部分を形成するために加工光ELからワークWに伝達されるエネルギーの量が、一の溝構造82の第2部分を形成するために加工光ELからワークWに伝達されるエネルギーの量と大きく異なるものとなる可能性は低い。その結果、一つの溝構造82の第1の部分のサイズ(例えば、深さ)が、一の溝構造82の第2部分のサイズと大きく異なるものとなる可能性は低い。その結果、加工ユニット1は、均一なサイズを有する溝構造82を形成することができる。言い換えれば、加工ユニット1は、溝構造82のサイズのばらつきを抑制することができる。
 尚、図11(b)及び図11(c)に示すように並び方向LDとパス方向PDとが交差する複数の照射領域PAを用いて、ワークW上において一つの溝構造82を形成してもよい。この手法は、特に、二つの凸状構造体81の間の溝構造82の幅(当該二つの凸状構造体81が並ぶ方向における溝構造82の幅)が広い場合に有効である。
 加工ユニット1は、制御ユニット2の制御下で、ガルバノミラー1313及び1351の少なくとも一方を用いて複数の照射領域EAを加工パスPPに沿って移動させている期間の少なくとも一部において、加工パスPPに基づいて複数の照射領域PAの並び方向LDを変更してもよい。つまり、加工ユニット1は、ガルバノミラー1313及び1351の少なくとも一方を用いて複数の照射領域EAを加工パスPPに沿って移動させている第1期間の少なくとも一部である第2期間において、加工パスPPに基づいて複数の照射領域PAの並び方向LDを変更してもよい。加工ユニット1は、ガルバノミラー1313及び1351の少なくとも一方を用いて複数の照射領域EAを加工パスPPに沿って移動させながら、加工パスPPに基づいて複数の照射領域PAの並び方向LDを変更してもよい。
 複数の照射領域EAを加工パスPPに沿って移動させている期間中に、加工パスPPが延びるパス方向PDが変わることがある。例えば、加工パスPPの一例を示す図12(a)に示すように、パス方向PDが、X軸に沿った方向からY軸に沿った方向に変わることがある。例えば、加工パスPPの他の一例を示す図12(b)に示すように、パス方向PDが、X軸に沿った方向からX軸及びY軸の双方に交差する方向を経てY軸に沿った方向に徐々に変わることがある。この場合、加工ユニット1は、制御ユニット2の制御下で、複数の照射領域EAを加工パスPPに沿って移動させている期間中に変わるパス方向PDに基づいて、複数の照射領域PAの並び方向LDを変更してもよい。言い換えれば、加工ユニット1は、制御ユニット2の制御下で、複数の照射領域EAを加工パスPPに沿って移動させている期間中におけるパス方向PDの変化に合わせて、並び方向LDを変更してもよい。
 一例として、パス方向PDの変化に合わせて変更される並び方向LDの一例を示す図13に示すように、加工ユニット1は、加工パスPP上の各位置においてパス方向PDと並び方向LDとが揃うように、並び方向LDを変更してもよい。加工ユニット1は、加工パスPP上の各位置における並び方向LDが、加工パスPP上の各位置におけるパス方向PDとなるように、並び方向LDを変更してもよい。例えば、複数の照射領域PAが加工パスPP上の第1位置P11に位置している場合には、加工ユニット1は、第1位置P11における並び方向LDが、第1位置P11におけるパス方向PDとなるように、並び方向LDを変更してもよい。その後、複数の照射領域PAが加工パスPP上において第1位置P11から第1位置P11とは異なる第2位置P12に移動した場合には、加工ユニット1は、第2位置P12における並び方向LDが、第2位置P12におけるパス方向PDとなるように、並び方向LDを変更してもよい。この場合、図13に示すように、第2位置P12におけるパス方向PDが第1位置P11におけるパス方向PDとは異なる場合には、加工ユニット1は、第2位置P12における並び方向LDが、第1位置P11における並び方向LDとは異なる方向となるように、並び方向LDを変更してもよい。但し、第2位置P12におけるパス方向PDが第1位置P11におけるパス方向PDと同一である場合には、加工ユニット1は、並び方向LDを変更しなくてもよい。
 他の一例として、パス方向PDの変化に合わせて変更される並び方向LDの一例を示す図14に示すように、加工ユニット1は、加工パスPP上の各位置においてパス方向PDと並び方向LDとが同じ所定の交差角度で交差するように、並び方向LDを変更してもよい。尚、図14は、加工パスPP上の各位置においてパス方向PDと並び方向LDとが90度の交差角度で交差する例を示している。例えば、複数の照射領域PAが加工パスPP上の第1位置P21に位置している場合には、加工ユニット1は、第1位置P21における並び方向LDと、第1位置P21におけるパス方向PDとが、所定の交差角度(図14に示す例では、90度)で交差するように、並び方向LDを変更してもよい。その後、複数の照射領域PAが、加工パスPP上において第1位置P21から第1位置P21とは異なる第2位置P22に移動した場合には、加工ユニット1は、第2位置P22における並び方向LDと、第2位置P22におけるパス方向PDとが、所定の交差角度(図14に示す例では、90度)で交差するように、並び方向LDを変更してもよい。この場合、図14に示すように、第2位置P22におけるパス方向PDが第1位置P21におけるパス方向PDとは異なる場合には、加工ユニット1は、第2位置P22における並び方向LDが、第1位置P21における並び方向LDとは異なる方向となるように、並び方向LDを変更してもよい。但し、第2位置P22におけるパス方向PDが第1位置P21におけるパス方向PDと同一である場合には、加工ユニット1は、並び方向LDを変更しなくてもよい。
 いずれの場合においても、加工ユニット1は、複数の照射領域EAを加工パスPPに沿って移動させている期間中において、パス方向PDと並び方向LDとの間の関係が維持されるように、複数の照射領域PAの並び方向LDを変更しているとみなしてもよい。言い換えれば、加工ユニット1は、複数の照射領域EAを加工パスPPに沿って移動させている期間中において、パス方向PDと並び方向LDとの間の関係が変わらないように、複数の照射領域PAの並び方向LDを変更しているとみなしてもよい。
 但し、加工ユニット1は、複数の照射領域EAを加工パスPPに沿って移動させている期間中において、パス方向PDと並び方向LDとの間の関係が変わるように、並び方向LDを変更してもよい。例えば、加工ユニット1は、加工パスPP上の第1位置において、パス方向PDと並び方向LDとの間の関係が第1関係となり、且つ、加工パスPP上の第1位置とは異なる第2位置において、パス方向PDと並び方向LDとの間の関係が第1関係となり、変わるように、複数の照射領域PAの並び方向LDを変更してもよい。一例として、図15に示すように、加工ユニット1は、加工パスPPの第1パス部分PP1に沿って複数の照射領域EAを移動させている期間中において、パス方向PDと並び方向LDとが揃うように、並び方向LDを変更してもよい。その後、加工ユニット1は、第1パス部分PP1とは異なる加工パスPPの第2パス部分PP2に沿って複数の照射領域EAを移動させている期間中において、パス方向PDと並び方向LDとが交差するように、並び方向LDを変更してもよい。
 (3)技術的効果
 以上説明したように、本実施形態の加工システムSYSは、複数の加工光ELをワークWに照射することで、ワークWを加工することができる。このため、単一の加工光ELを用いてワークWを加工する場合と比較して、ワークWを加工するためのスループットが向上する。
 更に、加工システムSYSは、複数の照射領域PAの目標移動軌跡である加工パスPPに基づいて、複数の照射領域PAの並び方向LDを変更することができる。このため、加工システムSYSは、加工パスPPに対して複数の照射領域PAが適切な位置関係を有するように、複数の加工光ELをワークWに照射することができる。このため、加工パスPPに対して複数の照射領域PAが適切な位置関係を有していない場合と比較して、加工システムSYSは、ワークWを適切に加工することができる。
 一例として、上述したように、加工システムSYSは、パス方向PDと並び方向LDとが揃うように、並び方向LDを変更してもよい(図11(a)参照)。この場合、上述したように、加工システムSYSは、様々なピッチの溝構造82(或いは、様々なピッチの凸状構造体81)を含むリブレット構造RBを容易に形成することができる。
 他の一例として、上述したように、加工システムSYSは、パス方向PDと並び方向LDとが交差するように、並び方向LDを変更してもよい(図11(b)及び図11(c)参照)。この場合、上述したように、加工システムSYSは、溝構造82(或いは、凸状構造体81)のサイズのばらつきを抑制することができる。
 (4)変形例
 続いて、加工システムSYSの変形例について説明する。
 (4-1)第1変形例
 第1変形例では、加工ユニット1は、制御ユニット2の制御下で、加工パスPPの曲率に基づいて、複数の照射領域PAの間の相対的な位置関係を変更してもよい。例えば、図16(a)は、加工パスPPの一例又は加工パスPPの一部である加工パスPP11を示しており、図16(b)は、加工パスPPの他の一例又は加工パスPPの他の一部である加工パスPP12を示している。加工パスPP11の曲率は、曲率CV11である。加工パスPP12の曲率は、曲率CV11とは異なる曲率CV12である。この場合、加工ユニット1は、加工パスPP11に沿って移動する複数の照射領域PAの間の相対的な位置関係が、加工パスPP12に沿って移動する複数の照射領域PAの間の相対的な位置関係とは異なるものとなるように、複数の照射領域PAの間の相対的な位置関係を変更してもよい。
 複数の照射領域PAの間の相対的な位置関係は、照射領域PAのピッチPtを含んでいてもよい。照射領域PAのピッチPtは、図16(a)及び図16(b)に示すように、並び方向LDに沿って隣り合う二つの照射領域PAの間の間隔(言い換えれば、距離)を意味していてもよい。この場合、加工ユニット1は、加工パスPP11に沿って移動する複数の照射領域PAのピッチPtが、加工パスPP12に沿って移動する複数の照射領域PAのピッチPtとは異なるものとなるように、複数の照射領域PAのピッチPtを変更してもよい。
 尚、照射領域PAの数が3以上である場合、並び方向LDに沿って隣り合う二つの照射領域PAの間の間隔が互いに異なっていてもよい。並び方向LDに沿って隣り合う二つの照射領域PAの間の間隔が互いに異なっている場合には、隣り合う二つの照射領域PAの間の間隔のうち1以上の間隔(距離)を、複数の照射領域PAの間の相対的な位置関係と見なしてもよい。隣り合う二つの照射領域PAの間の間隔の平均値を、複数の照射領域PAの間の相対的な位置関係と見なしてもよい。
 加工ユニット1は、複数の照射領域PAのピッチPtを変更可能な光学部材を備えていてもよい。このような光学部材の一例として、複数の加工光ELが形成する仮想的な像の倍率を変更可能なズーム光学系があげられる。このような光学部材の他の一例として、複数の加工光ELをそれぞれ偏向可能な複数の偏向部材があげられる。偏向部材の一例として、ガルバノミラーがあげられる。
 加工ユニット1は、加工パスPPの曲率が大きくなるほど、加工パスPPに沿って移動する複数の照射領域PAのピッチPtが小さくなるように、複数の照射領域PAのピッチPtを変更してもよい。例えば、加工パスPPの曲率と複数の照射領域PAのピッチPtとの間の関係を示すグラフである図17(a)に示すように、加工ユニット1は、加工パスPPの曲率が大きくなるほど、複数の照射領域PAのピッチPtが連続的に小さくなるように、複数の照射領域PAのピッチPtを変更してもよい。例えば、加工パスPPの曲率と複数の照射領域PAのピッチPtとの間の関係を示すグラフである図17(b)に示すように、加工ユニット1は、加工パスPPの曲率が大きくなるほど、複数の照射領域PAのピッチPtが段階的に小さくなるように、複数の照射領域PAのピッチPtを変更してもよい。
 一例として、図16(b)に示す加工パスPP12の曲率CV11が、図16(a)に示す加工パスPP11の曲率CV11よりも大きい場合には、加工ユニット1は、加工パスPP12に沿って移動する複数の照射領域PAのピッチPtが、加工パスPP11に沿って移動する複数の照射領域PAのピッチPtよりも小さくなるように、複数の照射領域PAのピッチPtを変更してもよい。例えば、図16(a)に示すように、加工ユニット1は、加工パスPP11に沿って移動する複数の照射領域PAのピッチPtを、ピッチPt11に設定してもよい。一方で、図16(b)に示すように、加工ユニット1は、加工パスPP12に沿って移動する複数の照射領域PAのピッチPtを、ピッチPt11よりも小さいピッチPt12に設定してもよい。
 加工ユニット1は、図11(a)に示すようにパス方向PDと並び方向LDとが揃うように複数の照射領域PAが並んでいる場合に、加工パスPPの曲率が大きくなるほど、加工パスPPに沿って移動する複数の照射領域PAのピッチPtが小さくなるように、複数の照射領域PAのピッチPtを変更してもよい。ここで、図16(b)は、曲率が相対的に大きい加工パスPP12に沿って、パス方向PDと並び方向LDとが揃うように並んでいる複数の照射領域PAが移動する場合に、照射領域PAのピッチPtがピッチPt11からピッチPt12に変更される例を示している。一方で、図16(c)は、曲率が相対的に大きい加工パスPP12に沿って、パス方向PDと並び方向LDとが揃うように並んでいる複数の照射領域PAが移動する場合に、照射領域PAのピッチPtがピッチPt11のまま変更されない例を示している。図16(b)及び図16(c)に示すように、照射領域PAのピッチPtが変更されない場合と比較して、照射領域PAのピッチPtが変更される場合には、加工パスPPから離れた位置に位置する照射領域PAの数が少なくなる可能性が高くなる。照射領域PAのピッチPtが変更されない場合と比較して、照射領域PAのピッチPtが変更される場合には、加工パスPPから各照射領域PAまでの距離が短くなる可能性が高くなる。その結果、加工ユニット1は、複数の照射領域PAを可能な限り加工パスPPに沿って移動させることができ、結果として、加工パスPPに基づく加工態様でワークWを適切に加工することができる。
 尚、パス方向PDと並び方向LDとが揃うように並ぶ複数の照射領域PAのピッチPtを変更する動作は、パス方向PDに沿って(つまり、並び方向LDに沿って)移動する複数の照射領域PAの長さLPAを変更する動作と等価であるとみなしてもよい。パス方向PDに沿って移動する複数の照射領域PAの長さLPAは、図16(a)から図16(c)に示すように、パス方向PDに沿って並ぶ複数の照射領域PAのうちの両端の照射領域PAの間の間隔を意味していてもよい。この場合、加工ユニット1は、加工パスPP11に沿って移動する複数の照射領域PAの長さLPAが、加工パスPP12に沿って移動する複数の照射領域PAの長さLPAとは異なるものとなるように、複数の照射領域PAの長さLPAを変更しているとみなしてもよい。加工ユニット1は、加工パスPPの曲率が大きくなるほど、加工パスPPに沿って移動する複数の照射領域PAの長さLPAが短くなるように、複数の照射領域PAの長さLPAを変更しているとみなしてもよい。
 また、図16(a)から図16(c)のそれぞれは、加工パスPPが曲線状の目標移動経路を示す(つまり、加工パスPPの曲率がゼロよりも大きい)場合に、加工ユニット1が、加工パスPPの曲率に基づいて、複数の照射領域PAの間の相対的な位置関係を変更する例を示している。しかしながら、加工ユニット1は、加工パスPPが直線状の目標移動経路を示す(つまり、加工パスPPの曲率がゼロである)場合においても同様に、加工ユニット1は、加工パスPPの曲率に基づいて、複数の照射領域PAの間の相対的な位置関係を変更してもよい。例えば、加工ユニット1は、曲率がゼロよりも大きい曲線状の加工パスPPに沿って移動する複数の照射領域PAのピッチPtが、曲率がゼロとなる直線状の加工パスPPに沿って移動する複数の照射領域PAのピッチPtよりも小さくなるように、複数の照射領域PAのピッチPtを変更してもよい。一例として、例えば、図18(a)に示すように、加工ユニット1は、直線状の加工パスPP21に沿って移動する複数の照射領域PAのピッチPtを、ピッチPt21に設定してもよい。一方で、図18(b)に示すように、加工ユニット1は、曲線状の加工パスPP22に沿って移動する複数の照射領域PAのピッチPtを、ピッチPt21よりも小さいピッチPt22に設定してもよい。この場合においても、加工システムSYSは、上述した効果を享受することができる。
 また、パス方向PDと並び方向LDとが揃うように複数の照射領域PAが並んでいる場合のみならず、パス方向PDと並び方向LDとが交差するように複数の照射領域PAが並んでいる場合(図11(b)及び図11(c)参照)においても、加工ユニット1は、加工パスPPの曲率が大きくなるほど、加工パスPPに沿って移動する複数の照射領域PAのピッチPtが小さくなるように、複数の照射領域PAのピッチPtを変更してもよい。尚、パス方向PDと並び方向LDとが交差するように並ぶ複数の照射領域PAのピッチPtを変更する動作は、パス方向PDに沿って移動する複数の照射領域PAの幅を変更する動作と等価であるとみなしてもよい。パス方向PDに沿って移動する複数の照射領域PAの幅は、パス方向PDに交差する並び方向LDに沿って並ぶ複数の照射領域PAのうちの両端の照射領域PAの間の間隔を意味していてもよい。
 (4-2)第2変形例
 第2変形例では、加工ユニット1は、制御ユニット2の制御下で、加工パスPPの曲率に基づいて、照射領域PAの数を変更してもよい。例えば、図19(a)は、加工パスPPの一例又は加工パスPPの一部である加工パスPP13を示しており、図19(b)及び図19(c)のそれぞれは、加工パスPPの他の一例又は加工パスPPの他の一部である加工パスPP14を示している。加工パスPP13の曲率は、曲率CV13である。加工パスPP14の曲率は、曲率CV13とは異なる曲率CV14である。この場合、加工ユニット1は、加工パスPP13に沿って移動する照射領域PAの数が、加工パスPP14に沿って移動する照射領域PAの数とは異なるものとなるように、照射領域PAの数を変更してもよい。
 加工ユニット1は、加工パスPPの曲率が大きくなるほど、加工パスPPに沿って移動する照射領域PAの数が少なくなるように、照射領域PAの数を変更してもよい。例えば、図19(b)及び図19(c)に示す加工パスPP14の曲率CV14が、図19(a)に示す加工パスPP13の曲率CV13よりも大きい場合には、加工ユニット1は、加工パスPP14に沿って移動する照射領域PAの数が、加工パスPP13に沿って移動する照射領域PAの数よりも少なくなるように、照射領域PAの数を変更してもよい。例えば、図19(a)に示すように、加工ユニット1は、加工パスPP13に沿って移動する照射領域PAの数を、第1の数(図19(a)に示す例では、4)に設定してもよい。一方で、図19(b)及び図19(c)のそれぞれに示すように、加工ユニット1は、加工パスPP14に沿って移動する照射領域PAの数を、第1の数よりも少ない第2の数に設定してもよい。図19(b)は、加工パスPP14に沿って移動する照射領域PAの数が2である例を示している。図19(c)は、加工パスPP14に沿って移動する照射領域PAの数が1である例を示している。図19(c)に示すように、場合によっては、加工ユニット1は、複数の照射領域PAではなく単一の照射領域PAが加工パスPP14に沿って移動するように、照射領域PAの数を変更してもよい。
 加工ユニット1は、照射領域PAの数を変更可能な光学部材を備えていてもよい。このような光学部材の一例として、複数の加工光ELの少なくとも一つを遮光可能な遮光部材137があげられる。この場合、遮光部材137の状態は、遮光部材137が複数の加工光ELの少なくとも一つを遮光する遮光状態と、遮光部材137が複数の加工光ELを遮光しない非遮光状態との間で切り替えられてもよい。一例として、遮光状態にある遮光部材137を示す図20(a)に示すように、加工ユニット1は、遮光部材137が複数の加工光ELの少なくとも一つの光路上に位置するように遮光部材137を移動させることで、遮光部材137の状態を、遮光状態に設定してもよい。一方で、非遮光状態にある遮光部材137を示す図20(b)に示すように、加工ユニット1は、複数の加工光ELの光路から離れた位置に位置するように遮光部材137を移動させることで、遮光部材137の状態を、非遮光状態に設定してもよい。その結果、遮光状態における照射領域PAの数は、非遮光状態における照射領域PAの数よりも少なくなる。
 或いは、加工ユニット1は、複数光生成光学系132の状態を、複数光生成光学系132が複数の加工光ELを生成する生成状態と、複数光生成光学系132が複数の加工光ELを生成しない非生成状態との間で切り替えることで、照射領域PAの数を変更してもよい。例えば、図21(a)に示すように、加工ユニット1は、複数光生成光学系132(特に、回折光学素子1321)が光源光SLの光路上に位置するように複数光生成光学系132を移動させることで、複数光生成光学系132の状態を、生成状態に設定してもよい。この場合、複数光生成光学系132は、光源光SLを分岐して複数の加工光ELを生成する。一方で、図21(b)に示すように、加工ユニット1は、複数光生成光学系132(特に、回折光学素子1321)が光源光SLの光路から離れた位置に位置するように複数光生成光学系132を移動させることで、複数光生成光学系132の状態を、非生成状態に設定してもよい。この場合、複数光生成光学系132は、光源光SLを分岐せず、その結果、複数の加工光ELを生成しない。この場合、光源光SLが加工光ELとして用いられてもよい。その結果、非生成状態における照射領域PAの数は、生成状態における照射領域PAの数よりも少なくなる。典型的には、非生成状態における照射領域PAの数は、一つになる。
 尚、複数光生成光学系132として、アレイ状に配列された複数の可動ミラー素子で構成されたミラーアレイやLCOS-SLM(Liquid Crystal on Silicon-Spatial Light Modulator)等の反射型液晶素子や透過型液晶素子などに代表される空間光変調器を用いて、複数の加工光ELの生成数を変更してもよい。この場合、複数の照射領域PAの並び方向LDを空間光変調器そのもので変更してもよく、空間光変調器やイメージローテータの回転で変更してもよい。
 再び図19(a)から図19(c)において、加工ユニット1は、図11(a)に示すようにパス方向PDと並び方向LDとが揃うように複数の照射領域PAが並んでいる場合に、加工パスPPの曲率が大きくなるほど、加工パスPPに沿って移動する照射領域PAの数が少なくなるように、照射領域PAの数を変更してもよい。ここで、図19(d)は、曲率が相対的に大きい加工パスPP14に沿って、パス方向PDと並び方向LDとが揃うように並んでいる複数の照射領域PAが移動する場合に、照射領域PAの数が変更されない(つまり、多いまま変更されない)例を示している。図19(b)から図19(d)に示すように、照射領域PAの数が変更されない場合と比較して、照射領域PAの数が変更される場合には、加工パスPPから離れた位置に位置する照射領域PAの数が少なくなる可能性が高くなる。照射領域PAの数が変更されない場合と比較して、照射領域PAの数が変更される場合には、加工パスPPから各照射領域PAまでの距離が短くなる可能性が高くなる。その結果、加工ユニット1は、照射領域PAを可能な限り加工パスPPに沿って移動させることができ、結果として、加工パスPPに基づく加工態様でワークWを適切に加工することができる。
 尚、パス方向PDと並び方向LDとが揃うように複数の照射領域PAが並ぶ場合に照射領域PAの数を変更する動作は、パス方向PDに沿って(つまり、並び方向LDに沿って)移動する複数の照射領域PAの長さLPAを変更する動作と等価であるとみなしてもよい。尚、パス方向PDに沿って移動する複数の照射領域PAの長さLPAは、上述したように、パス方向PDに沿って並ぶ複数の照射領域PAのうちの両端の照射領域PAの間の間隔を意味していてもよい。但し、図19(c)に示すように単一の照射領域PAが加工パスPPに沿って移動する場合には、長さLPAは、パス方向PDにおける単一の照射領域PAのサイズを意味していてもよい。この場合、加工ユニット1は、加工パスPP13に沿って移動する複数の照射領域PAの長さLPAが、加工パスPP14に沿って移動する複数の照射領域PAの長さLPAとは異なるものとなるように、複数の照射領域PAの長さLPAを変更しているとみなしてもよい。加工ユニット1は、加工パスPPの曲率が大きくなるほど、加工パスPPに沿って移動する複数の照射領域PAの長さLPAが短くなるように、複数の照射領域PAの長さLPAを変更しているとみなしてもよい。
 また、図19(a)から図19(d)のそれぞれは、加工パスPPが曲線状の目標移動経路を示す(つまり、加工パスPPの曲率がゼロよりも大きい)場合に、加工ユニット1が、加工パスPPの曲率に基づいて、照射領域PAの数を変更する例を示している。しかしながら、加工ユニット1は、加工パスPPが直線状の目標移動経路を示す(つまり、加工パスPPの曲率がゼロである)場合においても同様に、加工ユニット1は、加工パスPPの曲率に基づいて、照射領域PAの数を変更してもよい。例えば、加工ユニット1は、曲率がゼロよりも大きい曲線状の加工パスPPに沿って移動する照射領域PAの数が、曲率がゼロとなる直線状の加工パスPPに沿って移動する照射領域PAの数よりも少なくなるように、複数の照射領域PAのを変更してもよい。一例として、例えば、図22(a)に示すように、加工ユニット1は、直線状の加工パスPP23に沿って移動する照射領域PAの数を、第3の数(図22(a)に示す例では、4)に設定してもよい。一方で、図22(b)及び図22(c)のそれぞれに示すように、加工ユニット1は、曲線状の加工パスPP24に沿って移動する照射領域PAの数を、第3の数よりも少ない第4の数に設定してもよい。図22(b)は、加工パスPP24に沿って移動する照射領域PAの数が2である例を示している。図22(c)は、加工パスPP24に沿って移動する照射領域PAの数が1である例を示している。この場合においても、加工システムSYSは、上述した効果を享受することができる。
 また、パス方向PDと並び方向LDとが揃うように複数の照射領域PAが並んでいる場合のみならず、パス方向PDと並び方向LDとが交差するように複数の照射領域PAが並んでいる場合(図11(b)及び図11(c)参照)においても、加工ユニット1は、加工パスPPの曲率が大きくなるほど、加工パスPPに沿って移動する照射領域PAの数が小さくなるように、照射領域PAの数を変更してもよい。尚、パス方向PDと並び方向LDとが交差するように複数の照射領域PAが並ぶ場合に照射領域PAの数を変更する動作は、パス方向PDに沿って移動する複数の照射領域PAの幅を変更する動作と等価であるとみなしてもよい。パス方向PDに沿って移動する複数の照射領域PAの幅は、上述したように、パス方向PDに交差する並び方向LDに沿って並ぶ複数の照射領域PAのうちの両端の照射領域PAの間の間隔を意味していてもよい。但し、図19(c)に示すように単一の照射領域PAが加工パスPPに沿って移動する場合には、幅は、並び方向LDにおける単一の照射領域PAのサイズを意味していてもよい。
 (4-3)第3変形例
 上述した説明では、加工ユニット1は、回折光学素子1321を回転軸RX1周りに回転させることで、複数の照射領域PAの並び方向LDを変更している。一方で、第3変形例では、回折光学素子1321を回転軸RX1周りに回転させる方法とは異なる方法で、複数の照射領域PAの並び方向LDを変更してもよい。
 回折光学素子1321を回転軸RX1周りに回転させる方法とは異なる方法で複数の照射領域PAの並び方向LDを変更可能な第3変形例における複数光生成光学系132の構成の一例が、図23及び図24に示されている。図23は、第3変形例における複数光生成光学系132の構成を模式的に示す示す断面図である。図24は、第3変形例における複数光生成光学系132の構成を模式的に示す示す斜視図である。尚、以下の説明では、第3変形例における複数光生成光学系132を、複数光生成光学系132cと称する。
 図23及び図24に示すように、第3変形例における複数光生成光学系132cは、上述した複数光生成光学系132と比較して、少なくとも一つのガルバノミラー1324を備えているという点で異なる。尚、第3変形例では、説明の簡略化のために、複数光生成光学系132cが二つのガルバノミラー1324#1及び1324#2を備えている例について説明する。但し、複数光生成光学系132cは、単一のガルバノミラー1324を備えていてもよいし、三つ以上のガルバノミラー1324を備えていてもよい。複数光生成光学系132cのその他の特徴は、複数光生成光学系132のその他の特徴と同一であってもよい。
 少なくとも一つのガルバノミラー1324は、複数の加工光ELのうちの少なくとも一つの光路上に配置される。尚、第3変形例では、説明の簡略化のために、回折光学素子1321が光源光SLから三つの加工光EL#0、EL#1及びEL#2を生成し、ガルバノミラー1324#1が加工光EL#1の光路上に配置され、且つ、ガルバノミラー1324#2が加工光EL#2の光路上に配置される例について説明する。
 ガルバノミラー1324#k(尚、kは1又は2を示す変数)は、加工光EL#kを偏向可能な偏向光学系(偏向光学部材)である。ガルバノミラー1324#kは、加工光EL#kが入射する偏向面を有する。偏向面は、加工光EL#kを反射することで加工光EL#kを偏向する反射面として機能してもよい。ガルバノミラー1324#kは、ガルバノミラー1324#kに入射する加工光EL#kの光路に対する偏向面の角度を変更可能な傾斜角可変ミラーである。ガルバノミラー1324#kは、ワークW上で加工光EL#kが照射される照射領域PAが移動するように、加工光EL#kを偏向する。具体的には、ガルバノミラー1324#kは、ガルバノミラー1324#kの偏向面の角度を変更することで加工光EL#kの偏向角を変更するように、加工光EL#kを偏向する。つまり、加工光EL#kの射出方向を変更する。その結果、ガルバノミラー1324#kの偏向面の角度の変更により、照射領域PAが移動する。
 ガルバノミラー1324#kが偏向した加工光EL#kは、不図示の合成光学系134、レンズ138を介して、ガルバノミラー1351に入射する。ガルバノミラー1351に入射した加工光EL#kは、照射光学系136を介してワークWに照射される。
 第3変形例では特に、複数の照射領域PAを示す図25に示すように、ガルバノミラー1324#kは、加工光EL#kが照射される照射領域PAを移動させることで複数の照射領域PAの並び方向が変わるように、加工光EL#kを偏向する。例えば、図25は、ガルバノミラー1324#1及び1324#2は、加工光EL#1が照射される照射領域PA#1と加工光EL#2が照射される照射領域PA#2とが、照射領域PA#1及びPA#2を移動させる前の並び方向LD(図25に示す例では、Y軸方向)に対して傾斜する方向に沿って、互いに逆向きに同じ移動量だけ移動するように、加工光EL#1及びEL#2をそれぞれ偏向している。その結果、図25に示すように、複数の照射領域PAの並び方向LDが変更される。尚、図25は、複数の照射領域PAの並び方向LDが、Y軸方向からX軸方向に変更される例を示している。
 このような第3変形例においても、上述した効果と同様の効果が享受可能である。
 (4-4)その他の変形例
 上述した説明では、複数光生成光学系132は、回折光学素子1321を用いて、光源光SLを分岐して複数の加工光ELを生成している。しかしながら、回折光学素子1321は、光源光SLから複数の加工光ELを生成可能なビーム生成装置の一例であり、複数光生成光学系132は、回折光学素子1321とは異なる任意のビーム生成装置を用いて、光源光SLから複数の加工光ELを生成してもよい。一例として、複数光生成光学系132は、音響光学素子(AOM:Acousto Optics Modulator)をビーム生成装置として用いることで、光源光SLから複数の加工光ELを生成してもよい。音響光学素子は、高周波の交流電圧が音響光学素子に印加されると、音響光学素子内に正弦波状の屈折率分布が付与されることで位相型回折格子として機能可能である。このため、複数光生成光学系132は、回折格子として機能可能な音響光学素子を用いて光源光SLを複数の回折光に分岐することで、複数の回折光のうちの少なくとも二つを複数の加工光ELのうちの少なくとも二つとして生成してもよい。他の一例として、複数光生成光学系132は、偏光ビームスプリッタをビーム生成装置として用いることで、光源光SLから複数の加工光ELを生成してもよい。この場合、複数光生成光学系132は、偏光ビームスプリッタを用いて光源光SLをp偏光及びs偏光に分岐することで、p偏光及びs偏光を複数の加工光ELのうちの少なくとも二つとして生成してもよい。
 複数光生成光学系132が回折光学素子1321とは異なるビーム生成装置を備えている場合であっても、アクチュエータ1323は、所望の回転軸RX1周りにビーム生成装置を回転させることで、複数の加工光ELがそれぞれ照射される複数の照射領域PAの並び方向を変更してもよい。例えば、音響光学素子がビーム生成装置として用いられる場合には、アクチュエータ1323は、所望の回転軸RX1周りに音響光学素子を回転させることで、複数の加工光ELがそれぞれ照射される複数の照射領域PAの並び方向を変更してもよい。例えば、偏光ビームスプリッタがビーム生成装置として用いられる場合には、アクチュエータ1323は、所望の回転軸RX1周りに偏光ビームスプリッタを回転させることで、複数の加工光ELがそれぞれ照射される複数の照射領域PAの並び方向を変更してもよい。この場合も、所望の回転軸RX1として、複数光生成光学系132の光軸132EX又は光軸132EXに平行な軸が用いられてもよい。尚、この場合、音響光学素子からワークWに至る光路中にイメージローテータを設け、このイメージローテータを回転させて複数の照射領域PAの並び方向を変更してもよい。
 上述した説明(特に、第1変形例)では、加工ユニット1は、加工パスPPの曲率に基づいて、複数の照射領域PAの間の相対的な位置関係を変更している。しかしながら、加工パスPPの曲率がゼロである場合、即ち加工パスPPが直線である場合に、加工ユニット1は、複数の照射領域PAの間の相対的な位置関係を変更してもよい。
 上述した説明では、ガルバノミラー1313は、2以上の走査ミラーを備えている。しかしながら、ガルバノミラー1313は、互いに交差(直交)する2軸周りに回転する反射面を備える2軸ガルバノミラーであってもよい。また、ガルバノミラー1313は、リレー光学系によって複数の反射面同士が互いに共役な位置にされた複数の1軸走査ミラーを備えるガルバノミラーであってもよい。
 ガルバノミラー1313が、互いに交差する第1及び第2軸周り(或いは互いにひねりの関係にある第1及び第2軸周り)に回転可能な複数の走査ミラー1313X及び1313Yを備える場合には、複数の走査ミラーのうち2番目以降に複数の加工ビームELが入射する反射面(図3の例ではY走査ミラー1313Y)に入射する複数の加工光ELが、当該Y走査ミラー1313Yの反射面の回転軸に垂直な方向から外れる状態で入射する可能性がある。その結果、Y走査ミラー1313Yの回転に応じて、複数の加工光ELのワークW上での複数の照射領域PAの並び方向LDが、照射光学系136の光軸136EX又は光軸136EXと平行な軸周りに回転する可能性がある。
 この照射領域PAの並び方向LDの回転が許容値を超えるような場合には、X走査ミラー1313X及びY走査ミラー1313Yの反射面の偏向角度に応じて、複数光生成光学系132が備える回折光学素子1321を光軸周りに回転させてもよい。ここで、X走査ミラー1313X及びY走査ミラー1313Yの反射面は光偏向面と称されてもよい。このとき、制御ユニット2、或いは第1又は第2制御装置によって、回折光学素子1321を回転させるアクチュエータ1323の回転駆動量が制御されていてもよい。そして、制御ユニット2、或いは第1又は第2制御装置の記憶装置は、偏向部材としてのガルバノミラー1313に送る偏向角度の指令値と、回折光学素子1321の回転駆動量の指令値との関係を記憶していてもよく、制御ユニット2、或いは第1又は第2制御装置は、偏向角度の指令値と回転駆動量の指令値とを用いて、偏向部材としてのガルバノミラー1313と回転駆動装置としてのアクチュエータ1323とを制御してもよい。ここで、回転駆動量は、複数光生成光学系からの複数の加工光ELの射出方向に関連する制御量と称してもよい。
 上述した説明では、加工ユニット1は、ヘッド駆動系141を備えている。しかしながら、加工ユニット1は、ヘッド駆動系141を備えていなくてもよい。つまり、加工ヘッド13は、移動可能でなくてもよい。また、上述した説明では、加工ユニット1は、ステージ駆動系161を備えている。しかしながら、加工ユニット1は、ステージ駆動系161を備えていなくてもよい。つまり、ステージ15は、移動可能でなくてもよい。
 上述した説明では、加工システムSYSは、一つの加工ユニット1を備えている。しかしながら、加工システムSYSは、複数の加工ユニット1を備えていてもよい。この場合、加工システムSYSは、複数の加工ユニット1をそれぞれ制御する複数の制御ユニット2を備えていてもよい。一例として、加工システムSYSは、第1の加工ユニット1と、第2の加工ユニット1と、第1の加工ユニット1を制御する第1の制御ユニット2と、第2の加工ユニット1を制御する第2の制御ユニット2とを備えていてもよい。或いは、加工システムSYSは、複数の加工ユニット1のうちの少なくとも二つを制御する制御ユニット2を備えていてもよい。一例として、加工システムSYSは、第1の加工ユニット1と、第2の加工ユニット1と、第1の加工ユニット1を制御し且つ第2の加工ユニット1を制御する一つの制御ユニット2とを備えていてもよい。
 上述した説明では、加工システムSYSは、ワークWに加工光ELを照射することで、ワークWを加工している。つまり、加工システムSYSは、光という形態のエネルギビームをワークWに照射することで、ワークWを加工している。しかしながら、加工システムSYSは、光とは異なる任意のエネルギビームをワークWに照射して、ワークWを加工させてもよい。任意のエネルギビームの一例として、荷電粒子ビーム及び電磁波の少なくとも一方があげられる。荷電粒子ビームの一例として、電子ビーム及びイオンビームの少なくとも一方があげられる。また、上述した説明では、加工システムSYSは、ワークWに計測光MLを照射することで、ワークWを加工している。しかしながら、加工システムSYSは、光とは異なる任意のエネルギビームをワークWに照射して、ワークWを計測させてもよい。
 (5)付記
 以上説明した実施形態に関して、更に以下の付記を開示する。
[付記1]
 互いに空間的に離れた複数の加工ビームを物体に照射して前記物体の表面に複数の照射領域を並んで形成することと、
 前記複数の照射領域を前記物体の表面上で移動することで前記物体を加工することと
 を含み、
 前記形成することは、
 前記複数の加工ビームを生成することと、
 前記生成された後に前記物体に向かう前記複数の加工ビームを移動させることと、
 前記複数の照射領域が並ぶ並び方向を変更することと
 を含み、
 前記移動させることは、前記複数の照射領域を前記物体の表面上での目標移動経路に沿って移動させることを含み、
 前記変更することは、前記複数の照射領域の前記並び方向を前記目標移動経路に基づいて変更することを含む
 加工方法。
[付記2]
 前記変更することは、前記複数の加工ビームが移動する期間の少なくとも一部において前記並び方向を変更することを含む
 付記1に記載の加工方法。
[付記3]
 前記形成することは、前記生成された前記複数の加工ビームのそれぞれを前記物体に集光することを含み、
 前記移動させることは、前記複数の加工ビームが入射する偏向面の角度を変え前記複数の加工ビームの前記複数の照射領域を移動させる
 付記1又は2に記載の加工方法。
[付記4]
 前記移動させることは、前記物体へ向かう複数の加工ビームの相対位置関係を維持するように前記複数の加工ビームを移動させることを含む
 付記1から3のいずれか一項に記載の加工方法。
[付記5]
 前記変更することは、前記目標移動経路上の各位置における前記並び方向を、各位置における前記目標移動経路に沿った方向にするように前記並び方向を変更することを含む
 付記1から4のいずれか一項に記載の加工方法。
[付記6]
 前記変更することは、前記目標移動経路上の各位置における前記並び方向を、各位置における前記目標移動経路に交差する方向にするように前記並び方向を変更することを含む
 付記1から5のいずれか一項に記載の加工方法。
[付記7]
 前記変更することは、前記目標移動経路上の各位置における前記並び方向を、各位置における前記目標移動経路に直交する方向にするように前記並び方向を変更することを含む
 付記1から6のいずれかい一項に記載の加工方法。
[付記8]
 前記変更することは、前記目標移動経路上の各位置において、前記並び方向と各位置における前記目標移動経路が延びる経路方向との相対的な位置関係を維持するように前記並び方向を変更することを含む
 付記1から7のいずれか一項に記載の加工方法。
[付記9]
 前記変更することは、前記移動させることにおける動作に基づいて、前記複数の照射領域の前記並び方向を変更することを含む
 付記1から8のいずれか一項に記載の加工方法。
[付記10]
 前記移動させることは、前記複数の加工ビームを偏向する偏向部材を用いて、前記複数の照射領域の前記物体の前記表面上での位置を移動させることを含み、
 前記変更することは、前記偏向部材の動作に基づいて前記複数の照射領域の前記並び方向を変更することを含む
 付記9に記載の加工方法。
[付記11]
 前記移動させることは、前記偏向部材の光偏向面の偏向角度を制御することを含む
 付記10に記載の加工方法。
[付記12]
 前記変更することは、前記偏向部材からの前記偏向角度に関する情報に基づいて、前記複数の照射領域の前記並び方向を変更することを含む
 付記11に記載の加工方法。
[付記13]
 前記変更することは、前記偏向部材に前記偏向角度の指令値を送り、前記指令値に基づいて、前記複数の前記照射領域の前記並び方向を変更することを含む
 付記11に記載の加工方法。
[付記14]
 前記変更することは、前記複数の加工ビームが射出される射出方向のうち一以上の射出方向を変更することを含む
 付記11から13のいずれか一項に記載の加工方法。
[付記15]
 前記変更することは、前記偏向角度と、前記射出方向に関連する制御量との関係に基づいて、前記複数の前記照射領域の前記並び方向を変更することを含む
 付記14に記載の加工方法。
[付記16]
 前記移動させることは、回転軸周りに回転可能な反射面を有する2以上の偏向ミラーを用いて前記複数の照射領域を移動させることを含む
 付記9から15のいずれか一項に記載の加工方法。
[付記17]
 前形成することは、前記複数の加工ビームのそれぞれを照射光学系によって前記物体に集光することを含み、
 前記2以上の偏向ミラーのうちの少なくとも1つの偏向ミラーは、前記照射光学系の入射瞳から外れた位置に配置される
 付記16に記載の加工方法。
[付記18]
 前記加工することは、前記物体に溝を形成するように、前記物体を加工することを含み、
 前記目標移動経路は、前記溝が延びる方向に沿った目標移動経路を含む
 付記1から17のいずれか一項に記載の加工方法。
[付記19]
 前記物体は、前記物体の表面が流体と接触する態様で用いられ、
 前記加工することは、前記物体の表面の各位置に、各位置における前記物体の表面の流線に沿って延びる溝を形成するように、前記物体を加工することを含み、
 前記目標移動経路は、前記流線が延びる方向に沿った目標移動経路を含む
 付記1から18のいずれか一項に記載の加工方法。
[付記20]
 前記溝は、前記物体の表面の流体に対する抵抗を低減させる溝を含む
 付記18又は19に記載の加工方法。
[付記21]
 前記変更することは、前記物体へ向かう前記複数の加工ビームのうちの少なくとも一つを移動させることで、前記複数の照射領域の前記並び方向を変更することを含む
 付記1から20のいずれか一項に記載の加工方法。
[付記22]
 前記形成することは、前記複数の加工ビームのそれぞれを照射光学系によって前記物体に集光することを含み、
 前記変更することは、前記物体へ向かう前記複数の加工ビームを前記照射光学系の光軸又は前記光軸と平行な軸である回転軸周りに回転させて前記複数の照射領域の前記並び方向を変更することを含む
 付記1から20のいずれか一項に記載の加工方法。
[付記23]
 前記生成することは、ビーム生成装置を用いて前記複数の加工ビームを生成することを含み、
 前記変更することは、前記ビーム生成装置を用いて、前記複数の照射領域の前記並び方向を変更することを含む
 付記1から22のいずれか一項に記載の加工方法。
[付記24]
 前記形成することは、加工光学系を用いて前記複数の加工ビームを前記物体に照射することを含み、
 前記変更することは、前記ビーム生成装置を、前記加工光学系の光軸又は前記光軸と平行な軸である回転軸周りに回転させて前記複数の照射領域の前記並び方向を変更することを含む
 付記21に記載の加工方法。
[付記25]
 前記ビーム生成装置は、光源からの光ビームを分岐して前記複数の加工ビームを生成する回折光学素子を含み、
 前記変更することは、前記回折光学素子を、前記加工光学系の光軸又は前記光軸と平行な軸である回転軸周りに回転させて前記複数の照射領域の前記並び方向を変更することを含む
 付記23又は24に記載の加工方法。
[付記26]
 前記変更することは、偏向光学部材を用いて前記複数の加工ビームのうちの一つの加工ビームを偏向することで、前記複数の照射領域のうちの前記一つの加工ビームが照射される一つの照射領域を前記物体の表面上で移動させて前記複数の照射領域の前記並び方向を変更することを含む
 付記1から25のいずれか一項に記載の加工方法。
[付記27]
 前記変更することは、それぞれが前記加工ビームを偏向して前記物体の前記表面上での前記照射領域を移動させる複数の偏向光学部材のうち少なくとも一つを用いて、前記複数の照射領域の前記並び方向を変更することを含む
 付記1から26のいずれか一項に記載の加工方法。
[付記28]
 前記複数の加工ビームを生成することは、光源によって生成された光ビームから前記複数の加工ビームを生成することを含む
 付記1から27のいずれか一項に記載の加工方法。
[付記29]
 前記加工することは、前記複数の加工ビームのうちの少なくとも一つの進行方向に交差する方向に沿って互いに空間的に離れた前記複数の加工ビームを前記物体に照射することで、前記物体を加工することを含む
 付記1から28のいずれか一項に記載の加工方法。
[付記30]
 前記移動させることは、前記複数の照射領域を、同じ移動方向に同じ移動量だけ移動させることを含む
 付記1から29のいずれか一項に記載の加工方法。
[付記31]
 前記目標移動経路は、曲率が第1の曲率となる曲線状の第1目標移動経路と、曲率が前記第1の曲率とは異なる第2の曲率となる曲線状の第2目標移動経路を含み、
 前記第1目標移動経路に沿って移動する前記複数の照射領域の間の相対的な位置関係と、前記第2目標移動経路に沿って移動する前記複数の照射領域の間の相対的な位置関係とが異ならせる
 付記1から30のいずれか一項に記載の加工方法。
[付記32]
 前記第2の曲率は、前記第1の曲率よりも大きく、
 前記第2目標移動経路に沿って移動する前記複数の照射領域の間の間隔が、前記第1目標移動経路に沿って移動する前記複数の照射領域の間の間隔よりも小さくする
 付記31に記載の加工方法。
[付記33]
 前記目標移動経路は、曲率が第3の曲率となる曲線状の第3目標移動経路と、曲率が前記第3の曲率とは異なる第4の曲率となる曲線状の第4目標移動経路を含み、
 前記第3目標移動経路に沿って移動する前記照射領域の数と、前記第4目標移動経路に沿って移動する前記照射領域の数とを異ならせる
 付記1から32のいずれか一項に記載の加工方法。
[付記34]
 前記第4の曲率は、前記第3の曲率よりも大きく、
 前記制御装置は、前記第4目標移動経路に沿って移動する前記照射領域の数を、前記第3目標移動経路に沿って移動する前記照射領域の数よりも少なくする
 付記33に記載の加工方法。
[付記35]
 前記第4目標移動経路に沿って単一の照射領域を移動させ、前記第3目標移動経路に沿って少なくとも二つの照射領域を移動させる
 付記33又は34に記載の加工方法。
[付記36]
 前記目標移動経路は、直線状の第5目標移動経路と、曲線状の第6目標移動経路を含み、
 前記第5目標移動経路に沿って移動する前記照射領域の数と、前記第6目標移動経路に沿って移動する前記照射領域の数とを異ならせる
 付記1から35のいずれか一項に記載の加工方法。
[付記37]
 前記第6目標移動経路に沿って移動する前記照射領域の数を、前記第5目標移動経路に沿って移動する前記照射領域の数よりも少なくする
 付記36に記載の加工方法。
[付記38]
 前記第6目標移動経路に沿って単一の照射領域を移動させ、前記第5目標移動経路に沿って少なくとも二つの照射領域を移動させる
 付記36又は37に記載の加工方法。
[付記39]
 前記目標移動経路は、曲率が第3の曲率となる曲線状の第3目標移動経路と、曲率が前記第3の曲率とは異なる第4の曲率となる曲線状の第4目標移動経路を含み、
 前記第3目標移動経路に沿って移動する前記複数の照射領域の前記第3目標移動経路に沿った長さと、前記第4目標移動経路に沿って移動する前記複数の照射領域の前記第4目標移動経路に沿った長さとを異ならせる
 付記1から38のいずれか一項に記載の加工方法。
[付記40]
 前記第4の曲率は、前記第3の曲率よりも大きく、
 前記第4目標移動経路に沿って移動する前記複数の照射領域の長さを、前記第3目標移動経路に沿って移動する前記複数の照射領域の長さよりも短くする
 付記39に記載の加工方法。
[付記41]
 前記第4目標移動経路に沿って単一の照射領域を移動させ、前記第3目標移動経路に沿って少なくとも二つの照射領域を移動させる
 付記39又は40に記載の加工方法。
[付記42]
 前記目標移動経路は、直線状の第5目標移動経路と、曲線状の第6目標移動経路を含み、
 前記第5目標移動経路に沿って移動する前記複数の照射領域の前記第5目標移動経路に沿った長さと、前記第6目標移動経路に沿って移動する前記複数の照射領域の前記第6目標移動経路に沿った長さとを異ならせる
 付記1から41のいずれか一項に記載の加工方法。
[付記43]
 前記第6目標移動経路に沿って移動する前記複数の照射領域の長さを、前記第5目標移動経路に沿って移動する前記複数の照射領域の長さよりも短くする
 付記42に記載の加工方法。
[付記44]
 前記第6目標移動経路に沿って単一の照射領域を移動させ、前記第5目標移動経路に沿って少なくとも二つの照射領域を移動させる
 付記42又は43に記載の加工方法。
[付記45]
 互いに空間的に離れた複数の加工ビームを照射光学系を介して物体に照射して前記物体の表面に複数の照射領域を形成し、前記複数の照射領域を前記物体の表面上で移動することで前記物体を加工することを含み、
 前記加工することは、
 前記複数の加工ビームを生成することと、
 前記生成された前記複数の加工ビームの偏向角をビーム移動装置を用いて変えて、前記照射光学系を介して前記物体に向かう前記複数の加工ビームを移動させることと
 を含み、
 前記ビーム移動装置に入射する前記複数の加工ビームのうち一の加工ビームの入射方向を、前記ビーム移動装置に入射する前記複数の加工ビームのうち前記一の加工ビームとは異なる他の加工ビームの入射方向とを変える
 加工方法。
[付記46]
 前記ビーム生成装置を回転軸周りに回転させることを含む
 付記45に記載の加工方法。
[付記47]
 前記回転させることは、前記ビーム移動装置によって前記複数の加工ビームが移動する第1期間の少なくとも一部である第2期間において前記ビーム生成装置を回転させる
 付記46に記載の加工方法。
[付記48]
 前記ビーム移動装置は、前記複数の加工ビームが入射する偏向面を備え、
 前記移動させることは、前記偏向面の角度を変えて前記偏向角を変えることを含む
 付記45から47のいずれか一項に記載の加工方法。
[付記49]
 互いに空間的に離れた複数の加工ビームを物体に照射することで前記物体の表面に複数の照射領域を形成し、前記複数の照射領域を前記物体の表面上で移動させることで前記物体を加工することを含み、
 前記加工することは、
 前記複数の加工ビームを生成することと、
 生成された複数の加工ビームを集光して前記物体の前記表面に複数の照射領域を形成することと
 を含み、
 前記複数の照射領域のそれぞれを前記物体の表面上で目標移動経路に沿って移動させる
 加工方法。
[付記50]
 前記移動させることは、前記照射光学系に入射する前記複数の加工ビームの進行方向をそれぞれ変えて前記物体の前記表面に形成される前記複数の照射領域を独立して移動させることを含む
 付記49に記載の加工方法。
 上述の各実施形態の構成要件の少なくとも一部は、上述の各実施形態の構成要件の少なくとも他の一部と適宜組み合わせることができる。上述の各実施形態の構成要件のうちの一部が用いられなくてもよい。また、法令で許容される限りにおいて、上述の各実施形態で引用した全ての公開公報及び米国特許の開示を援用して本文の記載の一部とする。
 本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う加工システムもまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
 SYS 加工システム
 1 加工ユニット
 13 加工ヘッド
 131 加工光学系
 1313 ガルバノミラー
 132 加工光学系
 1321 回折光学素子
 1322 レンズ
 1323 アクチュエータ
 1324 ガルバノミラー
 133 計測光学系
 134 合成光学系
 135 偏向光学系
 1351 ガルバノミラー
 136 照射光学系
 1361 fθレンズ
 2 制御ユニット
 W ワーク
 M 計測対象物
 EL 加工光
 ML 計測光
 PA、MA 照射領域
 PP 加工パス
 PD パス方向
 LD 並び方向

Claims (50)

  1.  互いに空間的に離れた複数の加工ビームを物体に照射して前記物体の表面に複数の照射領域を並んで形成し、前記複数の照射領域を前記物体の表面上で移動することで前記物体を加工する加工装置と、
     前記加工装置を制御する制御装置と
     を備え、
     前記加工装置は、
     前記複数の加工ビームを生成するビーム生成装置と、
     前記ビーム生成装置が生成した前記複数の加工ビームが入射し、且つ、前記物体に向かう前記複数の加工ビームを移動させる第1ビーム移動装置と、
     前記複数の照射領域が並ぶ並び方向を変更する第2ビーム移動装置と
     を備え、
     前記制御装置は、前記複数の照射領域が前記物体の表面上での目標移動経路に沿って移動するように前記第1ビーム移動装置を制御し、
     前記制御装置は、前記複数の照射領域の前記並び方向を前記目標移動経路に基づいて変更するように、前記第2ビーム移動装置を制御する
     加工システム。
  2.  前記制御装置は、前記第1ビーム移動装置によって前記複数の加工ビームが移動する期間の少なくとも一部において前記並び方向を変更する
     請求項1に記載の加工システム。
  3.  前記加工装置は、前記第1ビーム移動装置を介した前記複数の加工ビームのそれぞれを前記物体に集光する照射光学系を備え、
     前記第1ビーム移動装置は、前記複数の加工ビームが入射する偏向面を備え、前記偏向面の角度を変えて前記照射光学系を介した前記複数の加工ビームの前記複数の照射領域を移動させる
     請求項1又は2に記載の加工システム。
  4.  前記第1ビーム移動装置は、前記物体へ向かう複数の加工ビームの相対位置関係を維持するように前記複数の加工ビームを移動させる
     請求項1から3のいずれか一項に記載の加工システム。
  5.  前記制御装置は、前記目標移動経路上の各位置における前記並び方向が、各位置における前記目標移動経路に沿った方向となるように、前記第2ビーム移動装置を制御する
     請求項1から4のいずれか一項に記載の加工システム。
  6.  前記制御装置は、前記目標移動経路上の各位置における前記並び方向が、各位置における前記目標移動経路に交差する方向となるように、前記第2ビーム移動装置を制御する
     請求項1から5のいずれか一項に記載の加工システム。
  7.  前記制御装置は、前記目標移動経路上の各位置における前記並び方向が、各位置における前記目標移動経路に直交する方向となるように、前記加工装置を制御する
     請求項1から6のいずれかい一項に記載の加工システム。
  8.  前記制御装置は、前記目標移動経路上の各位置において、前記並び方向と各位置における前記目標移動経路が延びる経路方向との相対的な位置関係が維持されるように、前記加工装置を制御する
     請求項1から7のいずれか一項に記載の加工システム。
  9.  前記制御装置は、前記第1ビーム移動装置の動作に基づいて、前記第2ビーム移動装置による前記複数の照射領域の前記並び方向を変更する
     請求項1から8のいずれか一項に記載の加工システム。
  10.  前記第1ビーム移動装置は、前記複数の照射領域の前記物体の前記表面上での位置が移動するように前記複数の加工ビームを偏向する偏向部材を備え、
     前記制御装置は、前記偏向部材の動作に基づいて前記第2ビーム移動装置による前記複数の照射領域の前記並び方向を変更する
     請求項9に記載の加工システム。
  11.  前記制御装置は、前記偏向部材の光偏向面の偏向角度を制御する
     請求項10に記載の加工システム。
  12.  前記制御装置は、前記偏向部材からの前記偏向角度に関する情報に基づいて、前記第2ビーム移動装置による前記複数の照射領域の前記並び方向を変更する
     請求項11に記載の加工システム。
  13.  前記制御装置は、前記偏向部材に前記偏向角度の指令値を送り、前記指令値に基づいて、前記第2ビーム移動装置による前記複数の前記照射領域の前記並び方向を変更する
     請求項11に記載の加工システム。
  14.  前記第2ビーム移動装置は、前記複数の加工ビームが射出される射出方向のうち一以上の射出方向を変更する
     請求項11から13のいずれか一項に記載の加工システム。
  15.  前記制御装置は、前記偏向角度と、前記射出方向に関連する制御量との関係を記憶する記憶装置を備える
     請求項14に記載の加工システム。
  16.  前記第1ビーム移動装置は、回転軸周りに回転可能な反射面を有する2以上の偏向ミラーを備える
     請求項9から15のいずれか一項に記載の加工システム。
  17.  前記加工装置は、前記第1ビーム移動装置を介した前記複数の加工ビームのそれぞれを前記物体に集光する照射光学系を備え、
     前記2以上の偏向ミラーのうちの少なくとも1つの偏向ミラーは、前記照射光学系の入射瞳から外れた位置に配置される
     請求項16に記載の加工システム。
  18.  前記加工装置は、前記物体に溝を形成するように、前記物体を加工し、
     前記目標移動経路は、前記溝が延びる方向に沿った目標移動経路を含む
     請求項1から17のいずれか一項に記載の加工システム。
  19.  前記物体は、前記物体の表面が流体と接触する態様で用いられ、
     前記加工装置は、前記物体の表面の各位置に、各位置における前記物体の表面の流線に沿って延びる溝を形成するように、前記物体を加工し、
     前記目標移動経路は、前記流線が延びる方向に沿った目標移動経路を含む
     請求項1から18のいずれか一項に記載の加工システム。
  20.  前記溝は、前記物体の表面の流体に対する抵抗を低減させる溝を含む
     請求項18又は19に記載の加工システム。
  21.  前記制御装置は、前記物体へ向かう前記複数の加工ビームのうちの少なくとも一つを移動させることで、前記複数の照射領域の前記並び方向を変更するように、前記加工装置を制御する
     請求項1から20のいずれか一項に記載の加工システム。
  22.  前記加工装置は、前記複数の加工ビームのそれぞれを前記物体に集光する照射光学系を備え、
     前記制御装置は、前記物体へ向かう前記複数の加工ビームを前記照射光学系の光軸又は前記光軸と平行な軸である回転軸周りに回転させることで、前記複数の照射領域の前記並び方向を変更するように、前記加工装置を制御する
     請求項1から20のいずれか一項に記載の加工システム。
  23.  前記制御装置は、前記ビーム生成装置を用いて、前記複数の照射領域の前記並び方向を変更する
     請求項1から22のいずれか一項に記載の加工システム。
  24.  前記加工装置は、前記ビーム生成装置及び前記第1ビーム移動装置を含む加工光学系を備え、
     前記第2ビーム移動装置は、前記ビーム生成装置を、前記加工光学系の光軸又は前記光軸と平行な軸である回転軸周りに回転させることで、前記複数の照射領域の前記並び方向を変更する
     請求項21に記載の加工システム。
  25.  前記ビーム生成装置は、光源からの光ビームを分岐して前記複数の加工ビームを生成する回折光学素子を含み、
     前記制御装置は、前記回折光学素子を、前記加工光学系の光軸又は前記光軸と平行な軸である回転軸周りに回転させることで、前記複数の照射領域の前記並び方向を変更する
     請求項23又は24に記載の加工システム。
  26.  前記第2ビーム移動装置は、前記複数の加工ビームのうちの一つの加工ビームを偏向することで、前記複数の照射領域のうちの前記一つの加工ビームが照射される一つの照射領域を前記物体の表面上で移動可能な偏向光学部材を備えており、
     前記制御装置は、前記偏向光学部材を用いて、前記複数の照射領域の前記並び方向を変更する
     請求項1から25のいずれか一項に記載の加工システム。
  27.  前記第2ビーム移動装置は、前記複数の加工ビームのそれぞれを偏向することで、前記複数の照射領域を前記物体の表面上でそれぞれ移動可能な複数の偏向光学部材を備えており、
     前記制御装置は、前記複数の偏向光学部材のうちの少なくとも一つを用いて、前記複数の照射領域の前記並び方向を変更する
     請求項1から26のいずれか一項に記載の加工システム。
  28.  前記加工システムは、光ビームを生成可能な光源を更に備え、
     前記ビーム生成装置は、前記光ビームから前記複数の加工ビームを生成する
     請求項1から27のいずれか一項に記載の加工システム。
  29.  前記加工装置は、前記複数の加工ビームのうちの少なくとも一つの進行方向に交差する方向に沿って互いに空間的に離れた前記複数の加工ビームを前記物体に照射することで、前記物体を加工する
     請求項1から28のいずれか一項に記載の加工システム。
  30.  前記第1ビーム移動装置は、前記複数の照射領域を、同じ移動方向に同じ移動量だけ移動させる
     請求項1から29のいずれか一項に記載の加工システム。
  31.  前記目標移動経路は、曲率が第1の曲率となる曲線状の第1目標移動経路と、曲率が前記第1の曲率とは異なる第2の曲率となる曲線状の第2目標移動経路を含み、
     前記制御装置は、前記第1目標移動経路に沿って移動する前記複数の照射領域の間の相対的な位置関係と、前記第2目標移動経路に沿って移動する前記複数の照射領域の間の相対的な位置関係とが異なるものとなるように、前記加工装置を制御する
     請求項1から30のいずれか一項に記載の加工システム。
  32.  前記第2の曲率は、前記第1の曲率よりも大きく、
     前記制御装置は、前記第2目標移動経路に沿って移動する前記複数の照射領域の間の間隔が、前記第1目標移動経路に沿って移動する前記複数の照射領域の間の間隔よりも小さくなるように、前記加工装置を制御する
     請求項31に記載の加工システム。
  33.  前記目標移動経路は、曲率が第3の曲率となる曲線状の第3目標移動経路と、曲率が前記第3の曲率とは異なる第4の曲率となる曲線状の第4目標移動経路を含み、
     前記制御装置は、前記第3目標移動経路に沿って移動する前記照射領域の数と、前記第4目標移動経路に沿って移動する前記照射領域の数とが異なるものとなるように、前記加工装置を制御する
     請求項1から32のいずれか一項に記載の加工システム。
  34.  前記第4の曲率は、前記第3の曲率よりも大きく、
     前記制御装置は、前記第4目標移動経路に沿って移動する前記照射領域の数が、前記第3目標移動経路に沿って移動する前記照射領域の数よりも少なくなるように、前記加工装置を制御する
     請求項33に記載の加工システム。
  35.  前記制御装置は、前記第4目標移動経路に沿って単一の照射領域が移動し、前記第3目標移動経路に沿って少なくとも二つの照射領域が移動するように、前記加工装置を制御する
     請求項33又は34に記載の加工システム。
  36.  前記目標移動経路は、直線状の第5目標移動経路と、曲線状の第6目標移動経路を含み、
     前記制御装置は、前記第5目標移動経路に沿って移動する前記照射領域の数と、前記第6目標移動経路に沿って移動する前記照射領域の数とが異なるものとなるように、前記加工装置を制御する
     請求項1から35のいずれか一項に記載の加工システム。
  37.  前記制御装置は、前記第6目標移動経路に沿って移動する前記照射領域の数が、前記第5目標移動経路に沿って移動する前記照射領域の数よりも少なくなるように、前記加工装置を制御する
     請求項36に記載の加工システム。
  38.  前記制御装置は、前記第6目標移動経路に沿って単一の照射領域が移動し、前記第5目標移動経路に沿って少なくとも二つの照射領域が移動するように、前記加工装置を制御する
     請求項36又は37に記載の加工システム。
  39.  前記目標移動経路は、曲率が第3の曲率となる曲線状の第3目標移動経路と、曲率が前記第3の曲率とは異なる第4の曲率となる曲線状の第4目標移動経路を含み、
     前記制御装置は、前記第3目標移動経路に沿って移動する前記複数の照射領域の前記第3目標移動経路に沿った長さと、前記第4目標移動経路に沿って移動する前記複数の照射領域の前記第4目標移動経路に沿った長さとが異なるものとなるように、前記加工装置を制御する
     請求項1から38のいずれか一項に記載の加工システム。
  40.  前記第4の曲率は、前記第3の曲率よりも大きく、
     前記制御装置は、前記第4目標移動経路に沿って移動する前記複数の照射領域の長さが、前記第3目標移動経路に沿って移動する前記複数の照射領域の長さよりも短くなるように、前記加工装置を制御する
     請求項39に記載の加工システム。
  41.  前記制御装置は、前記第4目標移動経路に沿って単一の照射領域が移動し、前記第3目標移動経路に沿って少なくとも二つの照射領域が移動するように、前記加工装置を制御する
     請求項39又は40に記載の加工システム。
  42.  前記目標移動経路は、直線状の第5目標移動経路と、曲線状の第6目標移動経路を含み、
     前記制御装置は、前記第5目標移動経路に沿って移動する前記複数の照射領域の前記第5目標移動経路に沿った長さと、前記第6目標移動経路に沿って移動する前記複数の照射領域の前記第6目標移動経路に沿った長さとが異なるものとなるように、前記加工装置を制御する
     請求項1から41のいずれか一項に記載の加工システム。
  43.  前記制御装置は、前記第6目標移動経路に沿って移動する前記複数の照射領域の長さが、前記第5目標移動経路に沿って移動する前記複数の照射領域の長さよりも短くなるように、前記加工装置を制御する
     請求項42に記載の加工システム。
  44.  前記制御装置は、前記第6目標移動経路に沿って単一の照射領域が移動し、前記第5目標移動経路に沿って少なくとも二つの照射領域が移動するように、前記加工装置を制御する
     請求項42又は43に記載の加工システム。
  45.  互いに空間的に離れた複数の加工ビームを照射光学系を介して物体に照射することで前記物体の表面に複数の照射領域を形成し、前記複数の照射領域を前記物体の表面上で移動することで前記物体を加工する加工装置を備え、
     前記加工装置は、
     前記複数の加工ビームを生成するビーム生成装置と、
     前記ビーム生成装置が生成した前記複数の加工ビームの偏向角を変えて、前記照射光学系を介して前記物体に向かう前記複数の加工ビームを移動させるビーム移動装置と
     を備え、
     前記ビーム移動装置に入射する前記複数の加工ビームのうち一の加工ビームの入射方向を、前記ビーム移動装置に入射する前記複数の加工ビームのうち前記一の加工ビームとは異なる他の加工ビームの入射方向とを変える
     加工システム。
  46.  前記加工装置は、前記ビーム生成装置を回転軸周りに回転させる回転装置を更に備える
     請求項45に記載の加工システム。
  47.  前記回転装置は、前記ビーム移動装置によって前記複数の加工ビームが移動する第1期間の少なくとも一部である第2期間において前記ビーム生成装置を回転させる
     請求項46に記載の加工システム。
  48.  前記ビーム移動装置は、前記複数の加工ビームが入射する偏向面を備え、前記偏向面の角度を変えて前記偏向角を変える
     請求項45から47のいずれか一項に記載の加工システム。
  49.  互いに空間的に離れた複数の加工ビームを物体に照射することで前記物体の表面に複数の照射領域を形成し、前記複数の照射領域を前記物体の表面上で移動させることで前記物体を加工する加工装置と、
     前記加工装置を制御する制御装置と
     を備え、
     前記加工装置は、
     前記複数の加工ビームを生成するビーム生成装置と、
     前記ビーム生成装置が生成した複数の加工ビームを集光して前記物体の前記表面に複数の照射領域を形成する照射光学系と
     を備え、
     前記制御装置は、前記複数の照射領域のそれぞれを前記物体の表面上で目標移動経路に沿って移動させる
     加工システム。
  50.  前記加工装置は、前記照射光学系に入射する前記複数の加工ビームの進行方向をそれぞれ変えて前記物体の前記表面に形成される前記複数の照射領域を独立して移動させるビーム位置変更装置を備える
     請求項49に記載の加工システム。
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