JP3162458B2 - Automatic alignment adjustment device - Google Patents
Automatic alignment adjustment deviceInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、レーザ増幅器、レーザ
加工器等におけるレーザ光の光軸を自動的に調整する自
動アライメント調整装置の改良に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement in an automatic alignment adjusting device for automatically adjusting the optical axis of a laser beam in a laser amplifier, a laser beam machine or the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般に、レーザ加工装置、レーザ測定装
置等では、精密加工、高精度測定を実現するためにレー
ザ光のアライメント調整が行われており、このようなア
ライメント調整を行なう装置として自動アライメント調
整装置がある。2. Description of the Related Art In general, laser processing apparatuses, laser measuring apparatuses, and the like perform alignment adjustment of laser light in order to realize precision processing and high-precision measurement. There is an adjustment device.
【０００３】従来の自動アライメント調整装置は、光源
で発生したレーザ光を光軸偏向装置に入射させ、この入
射光を角度調整可能な複数のミラーで反射させて被加工
対象物等のターゲットへ導いている。その一方で、ター
ゲット側に反射されたレーザ光をビームスプリッタで分
離して光軸ずれ検出手段に取込んでいる。光軸ずれ検出
手段に取込まれたレーザ光は、図３に示すように、レン
ズ１を介してビームスプリッタ２に入射し、その透過光
成分が光軸角度検出部３の検出面に照射され、その反射
光成分は光軸位置検出部４の検出面に照射される。光軸
角度検出部３の検出面は一様な抵抗に設定された長方形
状をなすフォトダイオード３ａで形成されており、集光
レンズ１の焦点位置に設定されている。そして、フォト
ダイオード３ａの各辺から取出された４つの検出信号を
増幅器３ｂを介して制御演算装置へ出力する。また、光
軸位置検出部４の検出面は例えば４分割されたフォトダ
イオード４ａで形成されており、集光レンズ１の非焦点
位置に設置されている。そして、フォトダイオード４ａ
の各分割領域からの検出信号を増幅器４ｂを介して制御
演算装置へ出力する。制御演算装置では、入力した検出
信号からレーザ光の光軸の角度ずれおよび平行ずれを算
出し、この算出結果に基づいて偏向装置のミラーの角度
を調整する。In a conventional automatic alignment adjusting device, a laser beam generated by a light source is incident on an optical axis deflecting device, and the incident light is reflected by a plurality of mirrors whose angles can be adjusted and guided to a target such as a workpiece. ing. On the other hand, the laser light reflected on the target side is separated by a beam splitter and taken into the optical axis deviation detecting means. As shown in FIG. 3, the laser light taken into the optical axis deviation detecting means enters the beam splitter 2 via the lens 1, and the transmitted light component is applied to the detection surface of the optical axis angle detecting unit 3. The reflected light component is applied to the detection surface of the optical axis position detection unit 4. The detection surface of the optical axis angle detection unit 3 is formed of a rectangular photodiode 3 a set to have a uniform resistance, and is set at the focal position of the condenser lens 1. Then, the four detection signals extracted from each side of the photodiode 3a are output to the control operation device via the amplifier 3b. The detection surface of the optical axis position detection unit 4 is formed of, for example, a photodiode 4a divided into four parts, and is installed at a non-focus position of the condenser lens 1. And the photodiode 4a
Are output to the control arithmetic unit via the amplifier 4b. The control arithmetic unit calculates the angle shift and parallel shift of the optical axis of the laser beam from the input detection signal, and adjusts the angle of the mirror of the deflecting device based on the calculation result.
【０００４】ところで、上記自動アライメント調整装置
では、図４（ａ）に示すように、多分割光検出器４ａで
検出したレーザ光のビームスポットＰの光強度中心が、
予め設定されている光軸位置と一致するように制御し
て、光軸の平行ずれを補正している。In the automatic alignment adjusting device, as shown in FIG. 4A, the center of the light intensity of the beam spot P of the laser light detected by the multi-segment light detector 4a is
The optical axis is controlled so as to coincide with a preset optical axis position to correct the parallel deviation of the optical axis.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかし、レーザ光がビ
ーム増幅器内の側壁からの反射波の影響を受けたり、ビ
ーム増幅器内の反射ミラーに損傷等がある場合には、光
の強度分布に偏りが生じてしまい、実際の光軸位置と測
定される光の強度中心とがずれてしまう。例えば、図４
（ｂ）に示す斜線部のような強度分布の場合には、光の
強度中心Ｍに基づいて光軸位置の平行ずれを補正する
と、図４（ｃ）に示す状態に補正され、実際の光軸Ｎは
予め設定されている光軸位置からずれた位置になるよう
に補正される。However, when the laser beam is affected by the reflected wave from the side wall in the beam amplifier or the reflection mirror in the beam amplifier is damaged, the light intensity distribution is deviated. Occurs, and the actual optical axis position and the intensity center of the measured light are shifted. For example, FIG.
In the case of the intensity distribution as shown by the hatched portion shown in FIG. 4B, when the parallel displacement of the optical axis position is corrected based on the light intensity center M, the state is corrected to the state shown in FIG. The axis N is corrected so as to be shifted from the optical axis position set in advance.
【０００６】したがって、従来の自動アライメント調整
装置は、レーザ光の強度分布に偏りがあると、高精度な
アライメント調整を行なうことができないという問題が
あった。Therefore, the conventional automatic alignment adjusting device has a problem that if the intensity distribution of the laser beam is deviated, it is not possible to perform highly accurate alignment adjustment.
【０００７】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、光の強度分布に影響されることなく、高精度なアラ
イメント調整を行なうことのできる自動アライメント調
整装置を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an automatic alignment adjusting device capable of performing high-accuracy alignment adjustment without being affected by the light intensity distribution.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、光源から被照射対象物に照射した光の光軸
ずれを検出し、この検出した光軸ずれに基づいて光軸補
正を自動的に行なう自動アライメント調整装置におい
て、前記光源からの光を複数の反射部材で反射させて任
意の方向へ偏向させる偏向手段と、この偏向手段で反射
された光の輪郭中心、光軸角度、光軸位置を検出する光
軸情報検出手段と、この光軸情報検出手段で検出された
前記光軸位置と予め設定されている光軸位置との偏差に
基づいて光軸の平行ずれを補正するための光軸位置制御
信号を出力する光軸位置補正手段と、前記光軸情報検出
手段で検出された光軸角度と予め設定されている光軸角
度との偏差に基づいて光軸の角度補正を行なうための光
軸角度制御信号を出力する光軸角度補正手段と、前記光
軸情報検出手段で検出された光の輪郭中心と予め設定さ
れている輪郭中心との偏差に基づいて光軸の平行ずれ補
正を行なうための光軸ずれ制御信号を出力すると共に、
この補正結果から前記光軸位置補正手段の光軸位置の設
定値を更新する輪郭中心補正手段と、前記光軸位置補正
手段、光軸角度補正手段および輪郭中心補正手段から各
々出力される制御信号に基づいて前記偏向手段の反射部
材の角度を駆動制御する駆動制御手段とを備える構成と
した。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention detects an optical axis shift of light emitted from a light source to an object to be irradiated, and corrects an optical axis based on the detected optical axis shift. An automatic alignment adjustment device that automatically performs light deflection by deflecting the light from the light source by a plurality of reflecting members and deflecting the light in an arbitrary direction; a center of an outline of the light reflected by the deflecting means; and an optical axis angle. An optical axis information detecting means for detecting an optical axis position, and correcting a parallel displacement of the optical axis based on a deviation between the optical axis position detected by the optical axis information detecting means and a preset optical axis position. An optical axis position correcting means for outputting an optical axis position control signal for performing the operation, and an optical axis angle based on a deviation between the optical axis angle detected by the optical axis information detecting means and a preset optical axis angle. Outputs the optical axis angle control signal for performing the correction. Optical axis angle correcting means for performing optical axis shift control for correcting a parallel shift of an optical axis based on a deviation between the contour center of light detected by the optical axis information detecting means and a preset contour center. Output a signal,
Contour center correcting means for updating the set value of the optical axis position of the optical axis position correcting means from the correction result, and control signals respectively outputted from the optical axis position correcting means, optical axis angle correcting means and contour center correcting means And a drive control means for driving and controlling the angle of the reflecting member of the deflecting means based on the above.
【０００９】[0009]
【作用】本発明は以上のような手段を講じたことによ
り、光軸情報検出手段で被照射対象物へ照射される光の
輪郭中心、光軸角度、光軸位置が検出される。光軸位置
補正手段では予め設定されている光軸位置と検出した光
軸位置との偏差が求められ、この偏差に基づいて生成さ
れた光軸位置制御信号が駆動制御手段に出力され、この
駆動制御手段が偏向手段の反射部材の角度を調節して、
光軸の平行ずれを補正する。同様に、光軸角度補正手段
では、予め設定されている光軸角度と検出した光軸角度
との偏差から生成した光軸角度制御信号を、駆動制御手
段に出力し反射部材を駆動制御して光軸角度のずれを補
正する。また、輪郭中心補正手段では、ビームの輪郭か
ら求めた輪郭中心と予め設定されている輪郭中心との偏
差から生成した光軸ずれ制御信号を駆動制御手段に出力
し、反射部材を駆動制御して光軸の平行ずれを補正す
る。輪郭中心による光軸位置補正がなされたならば、こ
の補正後の光軸位置が光軸位置補正手段の設定値として
更新される。そして、光軸情報検出手段ではこの更新さ
れた光軸位置を設定値として偏差の算出が行われる。し
たがって、ビームスポットの輪郭中心で光軸位置の補正
が行われ、光の強度分布の偏りに影響されない光軸位置
の補正がなされる。According to the present invention, by taking the above-described means, the optical axis information detecting means detects the contour center, the optical axis angle, and the optical axis position of the light irradiated on the irradiation target. In the optical axis position correcting means, a deviation between a preset optical axis position and the detected optical axis position is obtained, and an optical axis position control signal generated based on this deviation is output to the drive control means, The control means adjusts the angle of the reflecting member of the deflecting means,
Correct the parallel displacement of the optical axis. Similarly, the optical axis angle correction means outputs an optical axis angle control signal generated from the deviation between the preset optical axis angle and the detected optical axis angle to the drive control means to drive and control the reflection member. Correct the deviation of the optical axis angle. Further, the contour center correction means outputs an optical axis deviation control signal generated from a deviation between the contour center obtained from the contour of the beam and a preset contour center to the drive control means, and drives and controls the reflection member. Correct the parallel displacement of the optical axis. If the optical axis position is corrected based on the center of the contour, the corrected optical axis position is updated as a set value of the optical axis position correcting means. Then, the optical axis information detecting means calculates a deviation using the updated optical axis position as a set value. Therefore, the optical axis position is corrected at the center of the contour of the beam spot, and the optical axis position is corrected without being affected by the bias of the light intensity distribution.
【００１０】[0010]
【実施例】以下、本発明の一実施例について図１および
図２を参照して説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
【００１１】図１は本実施例に係る自動アライメント調
整装置の構成を示す図である。この自動アライメント調
整装置は、発光源からのレーザ光Ｃを偏向装置１０の第
１のミラー１１および第２のミラー１２で反射させてタ
ーゲットへ導き、一方で、第２のミラー１２で反射した
レーザ光Ｃを、そのレーザ光Ｃの光軸上に設置した第１
のビームスプリッタ２１で分離してその反射光成分を光
軸ずれ検出手段２０に導いている。そして、光軸ずれ検
出手段２０で検出した光軸ずれ情報に基づいて、モータ
駆動制御装置４０から偏向装置１０へ送出される駆動制
御信号により、第１および第２のミラー１１，１２の反
射角を調整し光軸ずれを補正する構成となっている。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an automatic alignment adjusting apparatus according to the present embodiment. This automatic alignment adjustment device reflects a laser beam C from a light emitting source on a first mirror 11 and a second mirror 12 of a deflecting device 10 and guides the laser beam C to a target. The first light C is set on the optical axis of the laser light C.
And the reflected light component is led to the optical axis deviation detecting means 20. Then, based on the optical axis deviation information detected by the optical axis deviation detecting means 20, the reflection angles of the first and second mirrors 11, 12 are determined by a drive control signal sent from the motor drive control device 40 to the deflection device 10. Is adjusted to correct the optical axis deviation.
【００１２】ここで、偏向装置１０の第１および第２の
ミラー１１，１２には、Ｘ軸およびＹ軸方向の角度調整
を行なうミラー駆動モータ１Ｘ，１Ｙおよび２Ｘ，２Ｙ
が取付けられており、モータ駆動制御装置４０から送ら
れてくる駆動制御信号により駆動制御される。また、光
軸ずれ検出手段２０は、第１のビームスプリッタ２１の
反射光成分を集光レンズ２２を介して第２のビームスプ
リッタ２３に入射して分離し、その反射光成分をＣＣＤ
からなる輪郭中心検出部２４に入射し、透過光成分を第
３のビームスプリッタ２５でさらに分離して、反射光成
分を光軸位置検出部２６に入射し、透過光成分を光軸角
度検出部２７に入射している。輪郭中心位置検出部２４
は、ＣＣＤの結像面上に形成されたビームスポットを光
電変換し、ビームスポットの輪郭を示す検出信号をＣＣ
Ｄ信号処理部２８へ出力する。ＣＣＤ信号処理部２８
は、輪郭中心検出部２４から送られてくる検出信号を１
画面毎にＡ／Ｄ変換し、ビームスポットの輪郭中心情報
として記憶すると共に、所定のタイミングで演算制御部
３０へ出力する。また、光軸位置検出部２６は、集光レ
ンズ２２の非焦点位置に設置されており、ビームスポッ
トが形成される検出面が４分割されたフォトダイオード
で構成されている。そして、フォトダイオードの各分割
領域から、このフォトダイオード上に形成されたビーム
スポットの光軸の平行ずれに応じた検出信号が出力され
る。光軸角度検出部２７は、集光レンズ２２の焦点位置
に設置されており、ビームスポットの形成される検出面
が一様な抵抗に設定された長方形状をなすフォトダイオ
ードで構成されている。そして、このフォトダイオード
の各々対向する４辺から光軸の角度に応じた検出信号が
出力される。光軸位置検出部２６および光軸角度検出部
２７から出力される検出信号は、各々に対応して設けら
れた増幅器３１，３２で増幅され、さらにＡ／Ｄ変換器
３３でＡ／Ｄ変換された後、光軸位置情報および光軸角
度情報として制御演算部３０に送出される。The first and second mirrors 11 and 12 of the deflecting device 10 have mirror drive motors 1X and 1Y and 2X and 2Y for adjusting the angles in the X-axis and Y-axis directions.
Is mounted, and is driven and controlled by a drive control signal sent from the motor drive control device 40. The optical axis deviation detecting means 20 separates the reflected light component of the first beam splitter 21 by entering the second beam splitter 23 via the condenser lens 22 and separates the reflected light component into a CCD.
, The transmitted light component is further separated by a third beam splitter 25, the reflected light component is incident on an optical axis position detecting unit 26, and the transmitted light component is converted into an optical axis angle detecting unit. 27. Contour center position detector 24
Converts the beam spot formed on the imaging surface of the CCD into a photoelectric signal, and outputs a detection signal indicating the contour of the beam spot to the CC.
The signal is output to the D signal processing unit 28. CCD signal processing unit 28
Indicates that the detection signal sent from the contour center detection unit 24 is 1
A / D conversion is performed for each screen, stored as beam spot outline center information, and output to the arithmetic and control unit 30 at a predetermined timing. The optical axis position detector 26 is provided at a non-focus position of the condenser lens 22, and is constituted by a photodiode in which a detection surface on which a beam spot is formed is divided into four. Then, a detection signal corresponding to the parallel displacement of the optical axis of the beam spot formed on the photodiode is output from each divided region of the photodiode. The optical axis angle detection unit 27 is provided at the focal position of the condenser lens 22, and is configured by a rectangular photodiode having a detection surface on which a beam spot is formed and having a uniform resistance. Then, detection signals corresponding to the angle of the optical axis are output from the four sides facing each other of the photodiode. The detection signals output from the optical axis position detecting section 26 and the optical axis angle detecting section 27 are amplified by amplifiers 31 and 32 provided correspondingly, and further A / D converted by an A / D converter 33. After that, it is sent to the control calculation unit 30 as optical axis position information and optical axis angle information.
【００１３】演算制御部３０は、図２に示すように、Ｃ
ＣＤ信号処理部２８から送られてくる輪郭中心情報を比
較器５１に入力し、光軸位置検出部２６から送られてく
る光軸位置情報を比較器５２に入力し、さらに光軸角度
検出部２７から送られてくる光軸角度情報を比較器５３
にそれぞれ入力している。比較器５１は、送られてきた
輪郭中心情報と、最適輪郭中心位置設定器５４で設定さ
れた設定値とを比較し、その偏差をスイッチ５５を介し
て駆動量演算部５６へ送出すると共に、制御部５７へ制
御終了信号を送出する。比較器５２は、送られてくる光
軸位置情報と、最適光軸位置設定器５９で設定した設定
値とを比較し、その偏差をスイッチ６１を介して駆動量
演算部６２に出力すると共に、制御部５７に制御終了信
号を出力する。なお、スイッチ５５，６１の開閉は、制
御部５７から出力される光軸位置／輪郭中心制御切換え
信号により制御される。また、最適光軸位置設定器５９
の設定値の更新は、輪郭中心の偏差に基づいた光軸の平
行ずれ補正を行なった後に行われ、制御部５７から最適
光軸位置更新信号が出力され、かつ光軸位置／輪郭中心
制御切換え信号が出力されていない場合に、スイッチ６
３が閉じて光軸位置情報が新たに設定される。比較器５
３は、送られてくる光軸角度情報と、光軸設定器６４で
設定した設定値とを比較し、その偏差を駆動量演算部６
５へ出力すると共に、制御部５７へ制御終了信号を出力
する。各駆動量演算部５６，６２，６５では、それぞれ
に対応した比較器５１〜５３から出力された偏差から第
１および第２のミラー１１，１２の偏向量および偏向方
向を算出し、光軸制御切換部６６を介してモータ駆動制
御部４０へ光軸制御信号を出力する。光軸制御切換部６
６は、制御部５７から出力される光軸制御選択信号で各
駆動量演算部５６，６２，６５から出力される光軸制御
信号を選択して切換える。As shown in FIG. 2, the arithmetic control unit 30
The contour center information sent from the CD signal processor 28 is input to the comparator 51, the optical axis position information sent from the optical axis position detector 26 is input to the comparator 52, and the optical axis angle detector The optical axis angle information sent from the
Respectively. The comparator 51 compares the transmitted contour center information with the set value set by the optimum contour center position setting unit 54, and sends the deviation to the drive amount calculation unit 56 via the switch 55. A control end signal is sent to the control unit 57. The comparator 52 compares the transmitted optical axis position information with the set value set by the optimal optical axis position setter 59, and outputs the deviation to the drive amount calculation unit 62 via the switch 61. The control unit 57 outputs a control end signal to the control unit 57. The opening and closing of the switches 55 and 61 are controlled by an optical axis position / contour center control switching signal output from the control unit 57. In addition, the optimum optical axis position setting device 59
Is updated after the correction of the parallel deviation of the optical axis based on the deviation of the center of the contour, the optimum optical axis position update signal is output from the control unit 57, and the switching of the optical axis position / contour center control is performed. When no signal is output, switch 6
3 is closed and the optical axis position information is newly set. Comparator 5
Numeral 3 compares the transmitted optical axis angle information with the set value set by the optical axis setter 64, and compares the deviation with the drive amount calculator 6.
5 and a control end signal to the control unit 57. The drive amount calculation units 56, 62, and 65 calculate the deflection amounts and the deflection directions of the first and second mirrors 11 and 12 from the deviations output from the corresponding comparators 51 to 53, and control the optical axis. An optical axis control signal is output to the motor drive control unit 40 via the switching unit 66. Optical axis control switching unit 6
Reference numeral 6 denotes an optical axis control selection signal output from the control unit 57, which selects and switches the optical axis control signal output from each of the driving amount calculation units 56, 62, and 65.
【００１４】次に、以上のように構成された自動アライ
メント調整装置の具体的な作用について説明する。光源
から出力されたレーザ光Ｃは、第１のミラー１１で反射
し、さらに第２のミラー１２で反射して第１のビームス
プリッタ２１に入射する。第１のビームスプリッタ２１
に入射したレーザ光Ｃは、透過光成分と反射光成分とに
分離され、透過光成分は被照射対象物となるターゲット
に導かれ、反射光成分は集光レンズ２２を介して第２の
ビームスプリッタ２３に入射する。第２ビームスプリッ
タ２３に入射したレーザ光は、再び分離され、反射光成
分は多分割光検出部２４に入射してＣＣＤの検出面上に
ビームスポットを形成する。一方、透過光成分は第３の
ビームスプリッタ２５に入射して分離され、反射光成
分、光軸位置検出部２６に入射し、透過光成分は光軸角
度検出部２７に入射する。Next, a specific operation of the automatic alignment adjusting device configured as described above will be described. The laser light C output from the light source is reflected by the first mirror 11, further reflected by the second mirror 12, and enters the first beam splitter 21. First beam splitter 21
Is split into a transmitted light component and a reflected light component, the transmitted light component is guided to a target to be irradiated, and the reflected light component is passed through a condenser lens 22 to the second beam. The light enters the splitter 23. The laser light incident on the second beam splitter 23 is separated again, and the reflected light component is incident on the multi-segmented light detection unit 24 to form a beam spot on the detection surface of the CCD. On the other hand, the transmitted light component is incident on the third beam splitter 25 and separated therefrom. The reflected light component is incident on the optical axis position detecting unit 26, and the transmitted light component is incident on the optical axis angle detecting unit 27.
【００１５】ここで、初期設定は、作業員がマニュアル
操作により最適光軸調整を行なう。そして、レーザ光に
光軸ずれが生じた場合は、光軸角度検出部２７で光軸ず
れを含んだ光軸角度が検出され、検出信号として出力さ
れる。この検出信号は増幅器３１で増幅され、Ａ／Ｄ変
換器３３でＡ／Ｄ変換されて光軸角度情報として制御演
算部３０に出力される。制御演算部３０では、比較器５
３において取込んだ光軸角度情報と予め設定されている
最適光軸角度とを比較し、測定した光軸角度と最適光軸
角度との偏差をＸ，Ｙ成分について求める。そして、第
２のミラー１２の偏向量と偏向方向を駆動量演算部６５
で算出する。この算出して得た偏向量と偏向方向を示す
光軸制御信号をモータ駆動制御部へ送出し、このモータ
駆動制御部４０でミラー駆動モータ２Ｘ，２Ｙを駆動し
て光軸の角度補正を行ない、最適光軸と平行にする。Here, in the initial setting, an operator performs an optimum optical axis adjustment by manual operation. Then, when the optical axis shift occurs in the laser light, the optical axis angle detecting unit 27 detects the optical axis angle including the optical axis shift and outputs it as a detection signal. This detection signal is amplified by the amplifier 31, A / D converted by the A / D converter 33, and output to the control operation unit 30 as optical axis angle information. In the control operation unit 30, the comparator 5
In step 3, the acquired optical axis angle information is compared with a preset optimal optical axis angle, and a deviation between the measured optical axis angle and the optimal optical axis angle is obtained for the X and Y components. Then, the amount of deflection and the direction of deflection of the second mirror 12 are determined by the driving amount calculating section 65.
Is calculated by An optical axis control signal indicating the calculated deflection amount and deflection direction is sent to the motor drive control unit, and the motor drive control unit 40 drives the mirror drive motors 2X and 2Y to correct the angle of the optical axis. Parallel to the optimal optical axis.
【００１６】次に、光軸位置検出部２６で検出された光
軸位置は、検出信号に変換され、増幅器３１で増幅した
後Ａ／Ｄ変換器３３でデジタル信号に変換される。そし
て、光軸位置情報として演算制御部３０に入力し、比較
器５２において測定した光軸位置と予め設定されている
最適光軸位置との偏差（光軸平行ずれ）をＸ，Ｙ成分に
ついて求め、この求めた偏差から駆動量演算部６２で第
１のミラー１１と第２のミラー１２の偏向量および偏向
方向を算出する。なお、第１のミラー１１の偏向量と第
２のミラー１２の偏向量とは等しい。そして、この算出
した偏向量および偏向方向を示す光軸制御信号をモータ
駆動制御装置４０に送出し、このモータ駆動制御装置４
０により第１および第２のミラー１１，１２のミラー駆
動モータ１Ｘ，１Ｙ，２Ｘ，２Ｙを駆動して光軸平行ず
れの補正が行われる。Next, the optical axis position detected by the optical axis position detector 26 is converted into a detection signal, amplified by an amplifier 31, and then converted into a digital signal by an A / D converter 33. Then, it is input to the arithmetic and control unit 30 as optical axis position information, and a deviation (optical axis parallel deviation) between the optical axis position measured by the comparator 52 and a preset optimal optical axis position is obtained for the X and Y components. The deflection amount and the deflection direction of the first mirror 11 and the second mirror 12 are calculated by the drive amount calculation unit 62 from the obtained deviation. Note that the amount of deflection of the first mirror 11 and the amount of deflection of the second mirror 12 are equal. Then, an optical axis control signal indicating the calculated deflection amount and deflection direction is sent to the motor drive control device 40, and the motor drive control device 4
By 0, the mirror driving motors 1X, 1Y, 2X, 2Y of the first and second mirrors 11, 12 are driven to correct the optical axis parallel displacement.
【００１７】また、多分割光検出部２４では、検出面上
に形成されたビームスポットの輪郭が検出され、この輪
郭検出信号がＣＣＤ信号処理部２８でＡ／Ｄ変換され
る。そして、ビームスポットの輪郭中心情報が演算制御
部３０の比較器５１に入力する。比較器５１で測定した
輪郭中心と予め設定されている最適輪郭中心との偏差を
求め、この求めた偏差から駆動量演算部５６で第１およ
び第２のミラー１１，１２の偏向量および偏向方向を算
出する。そして、この算出した偏向量および偏向方向を
示す光軸制御信号をモータ駆動制御装置４０へ出力し、
このモータ駆動制御装置４０によりミラー駆動モータ１
Ｘ，１Ｙ，２Ｘ，２Ｙを駆動して輪郭中心に基づいた光
軸の平行ずれ補正が行われる。この輪郭に基づいた補正
が終了したならば、直ちに制御部５７より最適光軸位置
更新信号を出力してスイッチ６３を閉じ、輪郭中心によ
り光軸補正のなされた光軸位置を比較器５２の設定値と
して登録する。In the multi-segment light detecting section 24, the contour of the beam spot formed on the detection surface is detected, and this contour detection signal is A / D-converted by the CCD signal processing section 28. Then, the contour center information of the beam spot is input to the comparator 51 of the arithmetic and control unit 30. The deviation between the contour center measured by the comparator 51 and the preset optimal contour center is obtained, and the deflection amount and the deflection direction of the first and second mirrors 11 and 12 are calculated by the driving amount calculation unit 56 from the obtained deviation. Is calculated. Then, an optical axis control signal indicating the calculated deflection amount and deflection direction is output to the motor drive control device 40,
The motor drive control device 40 controls the mirror drive motor 1
By driving X, 1Y, 2X, and 2Y, the parallel displacement of the optical axis is corrected based on the center of the contour. When the correction based on the contour is completed, the control unit 57 immediately outputs an optimum optical axis position update signal, closes the switch 63, and sets the optical axis position corrected by the contour center for the optical axis position in the comparator 52. Register as a value.
【００１８】なお、輪郭中心による光軸位置の補正は、
多量のデータを扱うため光軸位置検出部２６で検出され
る光軸位置情報を用いた補正時間に比べて長時間を要す
る。そこで、輪郭中心を用いた補正は、光軸角度および
光軸位置による補正よりも長い周期で行なうようにす
る。The correction of the optical axis position by the center of the contour is as follows.
Since a large amount of data is handled, it takes a longer time than the correction time using the optical axis position information detected by the optical axis position detection unit 26. Therefore, the correction using the contour center is performed in a longer cycle than the correction based on the optical axis angle and the optical axis position.
【００１９】このように本実施例によれば、光軸位置検
出部２５で検出した光軸位置情報および光軸角度検出部
２７で検出した光軸角度情報に基づいて光軸ずれを検出
すると共に、多分割光検出部２４でビームスポットの輪
郭を検出し、この輪郭から輪郭中心を求め、輪郭中心の
ずれから光軸の平行ずれを検出するようにしたので、レ
ーザ光の強度分布に偏りがある場合でも、高精度な自動
アライメント調整が可能となる。また、光軸角度情報お
よび光軸位置情報による光軸補正を実行する制御ループ
よりも、輪郭中心情報に基づいて光軸補正を行なう制御
ループを長い周期で実行させるようにしたので、光軸補
正時間を従来のものと同等の速さに保つことができる。As described above, according to this embodiment, the optical axis deviation is detected based on the optical axis position information detected by the optical axis position detecting section 25 and the optical axis angle information detected by the optical axis angle detecting section 27. Since the contour of the beam spot is detected by the multi-segment light detection unit 24, the center of the contour is obtained from the contour, and the parallel displacement of the optical axis is detected from the displacement of the center of the contour. Even in some cases, highly accurate automatic alignment adjustment can be performed. Further, since a control loop for performing optical axis correction based on contour center information is executed at a longer cycle than a control loop for performing optical axis correction based on optical axis angle information and optical axis position information, optical axis correction is performed. Time can be kept as fast as the conventional one.
【００２０】[0020]
【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、輪
郭中心に基づいて光軸位置を補正でき、高精度な光軸制
御を行なうことのできる自動アライメント調整装置を提
供できる。As described above in detail, according to the present invention, it is possible to provide an automatic alignment adjusting device capable of correcting the optical axis position based on the center of the contour and performing high-precision optical axis control.
【図１】本発明の一実施例の構成図。FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of the present invention.
【図２】演算制御部の構成図。FIG. 2 is a configuration diagram of an arithmetic control unit.
【図３】光軸角度検出部および光軸位置検出部の構成
図。FIG. 3 is a configuration diagram of an optical axis angle detection unit and an optical axis position detection unit.
【図４】ビームスポットの平面図。FIG. 4 is a plan view of a beam spot.
１０…偏向装置、２０…光軸ずれ検出手段、３０…演算
制御部、４０…モータ駆動制御装置。DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Deflection device, 20 ... Optical axis deviation detection means, 30 ... Operation control part, 40 ... Motor drive control device.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−278987（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−224088（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−194886（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−180291（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−162591（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23K 26/04 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A 1-278987 (JP, A) JP-A 58-224088 (JP, A) JP-A 63-194886 (JP, A) 180291 (JP, A) JP-A-1-162591 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) B23K 26/04
Claims (1)
軸ずれを検出し、この検出した光軸ずれに基づいて光軸
補正を自動的に行なう自動アライメント調整装置におい
て、前記光源からの光を複数の反射部材で反射させて任
意の方向へ偏向させる偏向手段と、この偏向手段で反射
された光の輪郭中心、光軸角度、光軸位置を検出する光
軸情報検出手段と、この光軸情報検出手段で検出された
前記光軸位置と予め設定されている光軸位置との偏差に
基づいて光軸の平行ずれを補正するための光軸位置制御
信号を出力する光軸位置補正手段と、前記光軸情報検出
手段で検出された光軸角度と予め設定されている光軸角
度との偏差に基づいて光軸の角度補正を行なうための光
軸角度制御信号を出力する光軸角度補正手段と、前記光
軸情報検出手段で検出された光の輪郭中心と予め設定さ
れている輪郭中心との偏差に基づいて光軸の平行ずれ補
正を行なうための光軸ずれ制御信号を出力すると共に、
この補正結果から前記光軸位置補正手段の光軸位置の設
定値を更新する輪郭中心補正手段と、前記光軸位置補正
手段、光軸角度補正手段および輪郭中心補正手段から各
々出力される制御信号に基づいて前記偏向手段の反射部
材の角度を駆動制御する駆動制御手段とを具備したこと
を特徴とする自動アライメント調整装置。1. An automatic alignment adjustment device for detecting an optical axis shift of light emitted from a light source to an object to be irradiated and automatically correcting an optical axis based on the detected optical axis shift. A deflecting means for reflecting light by a plurality of reflecting members and deflecting the light in an arbitrary direction; an optical axis information detecting means for detecting a contour center, an optical axis angle, and an optical axis position of the light reflected by the deflecting means; Optical axis position correction for outputting an optical axis position control signal for correcting a parallel shift of the optical axis based on a deviation between the optical axis position detected by the optical axis information detecting means and a preset optical axis position. Means for outputting an optical axis angle control signal for correcting the angle of the optical axis based on a deviation between the optical axis angle detected by the optical axis information detecting means and a preset optical axis angle. Angle correction means and the optical axis information detection means Outputting an optical axis shift control signal for performing parallel shift correction of the optical axis based on a deviation between the contour center of the emitted light and a preset contour center,
Contour center correcting means for updating the set value of the optical axis position of the optical axis position correcting means from the correction result, and control signals respectively outputted from the optical axis position correcting means, optical axis angle correcting means and contour center correcting means And a drive control means for driving and controlling the angle of the reflecting member of the deflecting means on the basis of the above.
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- 1992-02-17 JP JP02965892A patent/JP3162458B2/en not_active Expired - Lifetime
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