JPH0577067A - Laser beam machine and laser beam machining method - Google Patents
Laser beam machine and laser beam machining methodInfo
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- JPH0577067A JPH0577067A JP3262620A JP26262091A JPH0577067A JP H0577067 A JPH0577067 A JP H0577067A JP 3262620 A JP3262620 A JP 3262620A JP 26262091 A JP26262091 A JP 26262091A JP H0577067 A JPH0577067 A JP H0577067A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はレーザ加工装置およびレ
ーザ加工方法に係り、特にパターンマスクとして液晶マ
スクを使用したレーザマーキングなどに好適なレーザ加
工装置およびレーザ加工方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser processing apparatus and a laser processing method, and more particularly to a laser processing apparatus and a laser processing method suitable for laser marking using a liquid crystal mask as a pattern mask.
【０００２】[0002]
【従来の技術】この種のレーザ加工方式として例えば特
開平１−１１０８８号公報に開示されたものがある。こ
れを図１２〜図１７により説明する。2. Description of the Related Art As a laser processing method of this type, there is one disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-11088. This will be described with reference to FIGS.
【０００３】図１２において、１は可視から近赤外まで
の波長範囲のなかに発振波長を有するレーザ発振器であ
る。このレーザ発振器１から出射されるＹＡＧレーザに
代表される直線偏光レーザ光２は、凹状および凸状のシ
リンドリカルレンズを組み合せたエキスパンダ３により
拡大され、液晶マスク４に照射される。液晶マスク４は
駆動・制御部５により動作する。In FIG. 12, reference numeral 1 denotes a laser oscillator having an oscillation wavelength in the wavelength range from visible to near infrared. The linearly polarized laser light 2 typified by a YAG laser emitted from the laser oscillator 1 is expanded by an expander 3 having a combination of concave and convex cylindrical lenses, and is applied to the liquid crystal mask 4. The liquid crystal mask 4 is operated by the drive / control unit 5.
【０００４】この液晶マスク４としては捩れネマテイッ
ク型のドットマトリックス方式透過形液晶マスクを使用
するが、これは図１３に示すような構成を有している。
すなわち、上ガラス板３０に形成されたドットマトリッ
クス用走査電極３１と、この電極３１と直交する方向に
配置形成された下ガラス板３４上のドットマトリックス
用信号電極３３とにそれぞれ配向処理を行い、これらの
間に液晶３２をはさみ込んで透過形液晶セルを構成して
いる。As the liquid crystal mask 4, a twisted nematic type dot matrix type transmission liquid crystal mask is used, which has a structure as shown in FIG.
That is, the dot matrix scanning electrodes 31 formed on the upper glass plate 30 and the dot matrix signal electrodes 33 on the lower glass plate 34 arranged in a direction orthogonal to the electrodes 31 are respectively subjected to orientation treatment, The liquid crystal 32 is sandwiched between them to form a transmissive liquid crystal cell.
【０００５】再び図１２に戻って、あるマーキングパタ
ーンを液晶マスク４上へ表示させたとすると、この液晶
マスク４を透過したレーザ光６は、偏光ビームスプリッ
タ７により、液晶マスク４上のマーキングパターン部分
を通過したものだけが透過しその他は反射される。透過
したレーザ光８はベンドミラー１０にて反射されその後
集光レンズ１１を通過し、印字対象物１２上に結像され
てこれをマーキングする。一方マーキングパターン以外
の部分を通過したレーザ光はビームスプリッタ７により
分離・反射されてレーザ光９となり、吸収体１３へ照射
され吸収される。Returning again to FIG. 12, when a certain marking pattern is displayed on the liquid crystal mask 4, the laser beam 6 transmitted through the liquid crystal mask 4 is polarized by the polarization beam splitter 7 and the marking pattern portion on the liquid crystal mask 4 is displayed. Only those that pass through are transmitted and others are reflected. The transmitted laser beam 8 is reflected by the bend mirror 10 and then passes through the condenser lens 11 to be imaged on the print target 12 to mark it. On the other hand, the laser light that has passed through the portion other than the marking pattern is separated and reflected by the beam splitter 7 to become laser light 9, which is applied to the absorber 13 and absorbed.
【０００６】いま図１４の（ａ）に示すような格子状の
パターンを液晶マスク４上に表示した場合、結像レンズ
の設計あるいは製作が適正でないと歪曲収差と呼ばれる
歪が生じて、図１４の（ｂ）や（ｃ）に示すように変形
した像が結像され、結果としてマーキングが歪んでしま
う。図１４の（ｂ）のようになる収差は糸巻収差、図１
４の（ｃ）のようになる収差は樽型収差と呼ばれてい
る。一般に結像レンズに求められる性能は上記のような
収差がないことの他に、透過率が良いこと、上記収差以
外の収差が少ないこと、焦点深度が大きいこと等がある
が、これらのすべての条件を満足することは困難であ
る。ｆθレンズと呼ばれるレンズは上記の条件を満たす
べく設計、製作されるものであるが、一般に非常に高価
である。専門メーカに発注した場合、設計には数ヶ月を
要し更に製作にも数ヶ月を要することも珍しくない。こ
の様に従来は結像レンズに多大な費用と時間とが必要で
あった。When a lattice-shaped pattern as shown in FIG. 14A is displayed on the liquid crystal mask 4, distortion called distortion aberration occurs if the imaging lens is not properly designed or manufactured. A deformed image is formed as shown in (b) and (c), and as a result, the marking is distorted. Aberrations shown in FIG. 14B are pincushion aberrations and FIG.
The aberration as shown in (c) of 4 is called barrel aberration. In general, the performance required of an imaging lens includes not only the above-mentioned aberrations but also good transmittance, little aberrations other than the above-mentioned aberrations, and a large depth of focus. It is difficult to satisfy the conditions. A lens called an fθ lens is designed and manufactured so as to satisfy the above conditions, but is generally very expensive. When ordering from a specialized manufacturer, it often takes several months for design and several months for production. As described above, conventionally, the imaging lens has required a great deal of cost and time.
【０００７】一方、図１２中のエキスパンダ３によりレ
ーザビームを広げ、かつまたレーザビームを所望の形状
に整形するが、この際に図１５の（ａ）や（ｂ）に示す
ようにレーザビームの縦方向と横方向の広がり角が等し
くなくなってしまう場合がある。これは主にエキスパン
ダ３を構成する光学部品（凹状と凸状のシリンドリカル
レンズ３５，３６）の配置の調整不良により起こるが、
光学部品の設計又は製作の不良によっても起こり得る。
この場合には図１６に示すような歪が生じる。すなわ
ち、図１６の（ａ）に示すような等間隔格子を液晶マス
ク４上に表示すると、マーキング結果は図１６の
（ｂ），（ｃ）に示すように縦方向と横方向の間隔が異
なるようになってしまう。On the other hand, the expander 3 shown in FIG. 12 spreads the laser beam and shapes the laser beam into a desired shape. At this time, as shown in FIGS. The divergence angle in the vertical direction may not be equal to that in the horizontal direction. This is mainly caused by an improper adjustment of the arrangement of the optical components (concave and convex cylindrical lenses 35, 36) forming the expander 3,
It can also be caused by poor design or fabrication of optical components.
In this case, distortion as shown in FIG. 16 occurs. That is, when an equally-spaced grid as shown in FIG. 16A is displayed on the liquid crystal mask 4, the marking result has different vertical and horizontal intervals as shown in FIGS. 16B and 16C. It becomes like this.
【０００８】上述の歪の他にも上記光学部品の配置の調
整不良によっては、図１７に示すような歪のパターンが
表われる。図１７の（ａ）〜（ｃ）に示すパターンはい
ずれも等間隔格子パターンのマスクからマーキングした
ものである。In addition to the above-mentioned distortion, a distortion pattern as shown in FIG. 17 may appear depending on the misalignment of the arrangement of the optical components. All of the patterns shown in (a) to (c) of FIG. 17 are marked from a mask having an equidistant lattice pattern.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように従来
技術においては、実際のマーキングパターンと全く相似
形のマスクパターンを用いてマーキングを行っていた
が、この方式の場合、所望のマーキングを印字対象物に
対して行う場合、光学系に寸分の誤差も許されないの
で、歪のなるべく少ない高価な光学部品を使用し、これ
を入念な調整を行いながら配置するという作業が必要で
あった。またその入念な調整後、所望のマーキングが得
られたとしても、経年変化等により光学部品の配置等に
狂いが生じた場合には、結果としてマーキングパターン
に歪が生じる。したがって、光学部品とそれらの調整に
非常な配慮がないと満足な歪の少ないマーキングが得ら
れない問題があった。As described above, in the prior art, marking was carried out using a mask pattern which was completely similar to the actual marking pattern, but in the case of this method, the desired marking was printed. When performing on an object, a small error is not allowed in the optical system, so it was necessary to use expensive optical components with minimal distortion and arrange them while performing careful adjustment. In addition, even if the desired marking is obtained after the careful adjustment, if the arrangement of the optical components is distorted due to aging or the like, the marking pattern is distorted as a result. Therefore, there is a problem that satisfactory marking with less distortion cannot be obtained unless great care is taken in the optical components and their adjustment.
【００１０】本発明の目的は、比較的安価な光学部品を
使用して、労力を要する面倒な調整作業を省くことので
きるレーザマーキングなどに好適なレーザ加工装置およ
びレーザ加工方法を提供することにある。An object of the present invention is to provide a laser processing apparatus and a laser processing method suitable for laser marking and the like, which uses relatively inexpensive optical parts and can save laborious and troublesome adjustment work. is there.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のレーザ加工装置は、記憶手段に記憶された
パターン情報を補正して液晶マスクに与えるパターン情
報補正手段を設けたことを特徴とし、また本発明のレー
ザ加工方法は、被加工物上に加工されるパターンが液晶
マスクに表示されたパターンに対して変形していると
き、この変形量が少なくなるように液晶マスクに与える
上記パターン情報を補正して液晶マスクに表示するパタ
ーンを変形することを特徴とする。In order to achieve the above object, the laser processing apparatus of the present invention is provided with a pattern information correction means for correcting the pattern information stored in the storage means and giving it to the liquid crystal mask. Further, in the laser processing method of the present invention, when the pattern to be processed on the workpiece is deformed with respect to the pattern displayed on the liquid crystal mask, the deformation amount is given to the liquid crystal mask so that the deformation amount is reduced. It is characterized in that the pattern information is corrected to change the pattern displayed on the liquid crystal mask.
【００１２】[0012]
【作用】本発明のレーザ加工装置およびレーザ加工方法
によれば、被加工物に加工されるパターンが歪などで液
晶マスクに表示されたパターンに対して変形していると
きには、この変形量が少なくなるようにパターン情報を
補正して液晶マスクに表示するパターンを故意に変形す
ることにより、歪などの変形を補正して良好なパターン
を被加工物に加工することができる。According to the laser processing apparatus and the laser processing method of the present invention, when the pattern processed on the workpiece is deformed with respect to the pattern displayed on the liquid crystal mask due to distortion or the like, this deformation amount is small. By intentionally deforming the pattern displayed on the liquid crystal mask by correcting the pattern information as described above, it is possible to correct deformation such as distortion and process a good pattern on the workpiece.
【００１３】[0013]
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１に示す。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT An embodiment of the present invention is shown in FIG.
【００１４】図１において、１は可視から近赤外までの
波長範囲のなかに発振波長を有するレーザ発振器であ
る。このレーザ発振器１から出射されるＹＡＧレーザに
代表される直線偏光レーザ光２は、凹状および凸状のシ
リンドリカルレンズを組み合わせたエキスパンダ３によ
り拡大され、液晶マスク４に照射される。液晶マスク４
は液晶マスクドライバ１４により駆動され、マスクパタ
ーンデータ補正装置１５から与られたデータに応じて液
晶マスク４上にマーキングパターンを現す。マスクパタ
ーンデータ補正装置１５はマスクパターンデータ記憶装
置１６に記憶されているマスクパターンデータを補正す
るものである。マーキングパターンが表示された液晶マ
スク４を透過したレーザ光６は偏光ビームスプリッタ７
により液晶マスク４上のマーキングパターン部分を通過
したものだけが透過してその他は反射される。透過した
レーザ光８はベンドミラー１０にて反射され、その後集
光レンズ１１を通過し印字対象物１２上に結像されてこ
れをマーキングする。一方マーキングパターン以外の部
分を通過したレーザ光はビームスプリッタ７により分
離、反射されてレーザ光９となり、吸収体１３へ照射さ
れ吸収される。In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a laser oscillator having an oscillation wavelength within a wavelength range from visible to near infrared. The linearly polarized laser light 2 typified by a YAG laser emitted from the laser oscillator 1 is expanded by an expander 3 having a combination of concave and convex cylindrical lenses, and is applied to the liquid crystal mask 4. LCD mask 4
Is driven by the liquid crystal mask driver 14 to display a marking pattern on the liquid crystal mask 4 in accordance with the data given from the mask pattern data correction device 15. The mask pattern data correction device 15 corrects the mask pattern data stored in the mask pattern data storage device 16. The laser beam 6 transmitted through the liquid crystal mask 4 on which the marking pattern is displayed is polarized by the polarization beam splitter 7.
As a result, only those that have passed through the marking pattern portion on the liquid crystal mask 4 are transmitted and the others are reflected. The transmitted laser beam 8 is reflected by a bend mirror 10, then passes through a condenser lens 11 and is imaged on a print target 12 to mark it. On the other hand, the laser light that has passed through the portion other than the marking pattern is separated and reflected by the beam splitter 7 to become laser light 9, which is irradiated onto the absorber 13 and absorbed.
【００１５】ここで、液晶マスク４上にマーキングパタ
ーンとして表示する像を、印字対象物１２上にマーキン
グされるパターンの歪をなくすために、故意に変形させ
ることが本実施例の特長である。従来のハードマスク式
マーキング装置では、マスクパターンを任意に変形させ
ることが困難であるが、液晶マスク式マーキング装置の
場合はマスクパターンの変形は、マスクパターンデータ
を変えるだけなので、そのマスクパターンデータを適当
に変更するソフトウェアを作成することにより容易に実
現できる。Here, it is a feature of this embodiment that the image displayed as the marking pattern on the liquid crystal mask 4 is intentionally deformed in order to eliminate the distortion of the pattern marked on the printing object 12. In the conventional hard mask type marking device, it is difficult to arbitrarily change the mask pattern, but in the case of the liquid crystal mask type marking device, the mask pattern deformation only changes the mask pattern data. It can be easily realized by creating software to be changed appropriately.
【００１６】次に、印字対象物上にマーキングされたパ
ターンに生じた歪を補正する方法について述べる。図１
４の（ｂ）は糸巻型収差による歪の生じた例であり、図
１４の（ｃ）は樽型収差による歪の生じた例であるが、
これは液晶マスク上に表示された像の高さと、印字対象
物上に結像した像の高さに比例関係がない場合に生じ
る。これを図２により説明する。液晶マスク４上に表示
された像１７は結像レンズ１１を透過して印字対象物１
２上に結像し像１８を作る。この時液晶マスク４上の像
の高さと印字対象物上に結像した像の高さの関係が図３
に示す曲線のようになっている時には糸巻型収差にな
り、また図４に示す曲線のようになっている時には樽型
収差となる。そこで、これらの収差を補正するために
は、図５および図６に示す曲線のように液晶マスク上の
本来の像の高さを、歪を打ち消すように変えれば良い。
一般的には、印字対象物上の像の高さをｙ、液晶マスク
上の像の高さをｘとすると、 ｙ＝ｆ（ｘ） の関係で歪が生じているときには、補正後の液晶マスク
上の像の高さをＹ、液晶マスク上の本来の像の高さをＸ
として、 Ｙ＝１／ｆ（Ｘ） となるように補正をかければ良い。Next, a method of correcting the distortion generated in the pattern marked on the printing object will be described. Figure 1
4 (b) is an example in which distortion due to pincushion aberration occurs, and FIG. 14 (c) is an example in which distortion due to barrel aberration occurs.
This occurs when the height of the image displayed on the liquid crystal mask is not proportional to the height of the image formed on the print target. This will be described with reference to FIG. The image 17 displayed on the liquid crystal mask 4 passes through the imaging lens 11 and is printed on the object 1 to be printed.
An image 18 is formed by imaging on 2. At this time, the relationship between the height of the image on the liquid crystal mask 4 and the height of the image formed on the printing object is shown in FIG.
When the curve is as shown in Fig. 4, the pincushion type aberration is obtained, and when the curve is as shown in Fig. 4, the barrel type aberration is obtained. Therefore, in order to correct these aberrations, the original height of the image on the liquid crystal mask may be changed so as to cancel the distortion as indicated by the curves shown in FIGS.
Generally, when the height of the image on the printing object is y and the height of the image on the liquid crystal mask is x, when distortion occurs due to the relationship of y = f (x), the corrected liquid crystal is corrected. The image height on the mask is Y, and the original image height on the liquid crystal mask is X.
As a result, the correction may be made so that Y = 1 / f (X).
【００１７】具体例を示すと、ある結像レンズを使用し
たことにより糸巻型の収差が発生し、この場合の印字対
象物上の像の高さｙと液晶マスク上の像の高さｘの間
に、 ｙ＝tan ｘ のような関係があるとした場合には、補正後の液晶マス
ク上の像の高さＹが、液晶マスク上の本来の像の高さＸ
に対して Ｙ＝１／ｔａｎＸ となるように補正をすれば良い。図７にこのような補正
をした後の液晶マスク上の像の形状がどうなるかを示
す。また図８は同様に樽型の収差が出た場合の、補正後
の液晶マスク上の像の形状を示す。As a specific example, a pincushion-type aberration is generated by using a certain imaging lens, and in this case, the height y of the image on the printing object and the height x of the image on the liquid crystal mask are different from each other. If there is a relationship such as y = tan x, the height Y of the image on the liquid crystal mask after correction is the original height X of the image on the liquid crystal mask.
However, it may be corrected so that Y = 1 / tanX. FIG. 7 shows what happens to the shape of the image on the liquid crystal mask after such correction. Similarly, FIG. 8 shows the shape of the image on the liquid crystal mask after the correction when barrel-shaped aberration appears.
【００１８】また、従来例で説明したような図１６の
（ｂ），（ｃ）に示すような形で歪が生じる場合がある
が、この場合の補正のやり方は、まず縦方向と横方向そ
れぞれにどの程度の割合で伸びたり縮んだりしているか
を調べる。縦方向がＡ倍となり横方向がＢ倍となってい
たとすると、補正前の像の形状を縦方向を１/Ａに、横
方向を１/Ｂとすれば良い。Distortion may occur in the form shown in (b) and (c) of FIG. 16 as described in the conventional example. In this case, the correction method is first of all in the vertical and horizontal directions. Find out how much each is growing and shrinking. Assuming that the vertical direction is A times and the horizontal direction is B times, the shape of the image before correction may be 1 / A in the vertical direction and 1 / B in the horizontal direction.
【００１９】図１６の（ｂ）のように歪んだ場合は図９
の（ａ）のような形状が補正後の液晶マスク上の像の形
状であり、図１６の（ｃ）のように歪んだ場合は図９の
（ｂ）のような形状が補正後の液晶マスク上の像の形状
である。When the image is distorted as shown in FIG.
16A is the shape of the image on the liquid crystal mask after correction, and when the image is distorted as shown in FIG. 16C, the shape as shown in FIG. 9B is the corrected liquid crystal. The shape of the image on the mask.
【００２０】その他、図１７の（ａ）〜（ｃ）に示すよ
うな歪や他にも種々の歪が考えられるが、歪により変形
が生じた部分について、どのような割合でどのような方
向や角度だけずれたかを知ることができれば、その逆方
向に液晶マスク上の像を同じ割合で変形させることによ
り歪を取り除くことができる。In addition, distortions such as those shown in FIGS. 17 (a) to 17 (c) and various other distortions are conceivable. However, in what proportion and in what direction the deformation is caused by the distortions. If it is possible to know whether or not it is shifted by an angle, the distortion can be removed by deforming the image on the liquid crystal mask in the opposite direction at the same rate.
【００２１】また図１０に本発明の他の実施例を示す。
これは図１に示した実施例に視覚センサ２０と画像処理
装置１９を付加したものである。視覚センサ２０にて常
時マーキング結果をモニタしこのデータを画像処理装置
１９へ送り、ここでマスクパターン記憶装置１６から送
られてくる正常パターンデータとの比較を行う。ここで
正常パターンデータとのずれが検出された場合、このず
れ量やずれ方向のデータをマスクパターンデータ補正装
置１５へ送り、マスクパターンデータを補正して変形さ
せ、歪を取り除くことができる。この実施例は特に経年
変化により生じた歪を取り除く場合に好適である。FIG. 10 shows another embodiment of the present invention.
This is obtained by adding a visual sensor 20 and an image processing device 19 to the embodiment shown in FIG. The visual sensor 20 constantly monitors the marking result and sends this data to the image processing device 19, where it is compared with the normal pattern data sent from the mask pattern storage device 16. When a deviation from the normal pattern data is detected, the deviation amount and deviation direction data can be sent to the mask pattern data correction device 15 to correct and deform the mask pattern data to remove the distortion. This embodiment is particularly suitable for removing the distortion caused by aging.
【００２２】さらに他の実施例を図１１に示す。レーザ
発振器２１から出射されたレーザ光２２はＸ方向スキャ
ンミラー２３に入射して反射され、次にＹ方向スキャン
ミラー２４に入射して反射される。ここで、Ｘ方向スキ
ャンミラー２３はガルバノメータ２５によって回転され
るようになっており、またＹ方向スキャンミラー２４は
ガルバノメータ２６によって回転されるようになってい
る。それぞれのガルバノメータ２５，２６は駆動装置２
７により駆動される。この駆動装置２７やレーザ発振器
２１は制御装置２８により制御される。これにより、液
晶マスク４上の任意の点へレーザ光を当てることがで
き、また任意のタイミングでレーザ光をＯＮ又はＯＦＦ
することができる。液晶マスク４は図１の実施例と同じ
く液晶マスクドライバ１４により駆動される。液晶マス
ク４に入射されたレーザ光は、液晶マスク４上に表示さ
れた像の部分を通るかどうかによって偏光方向が変わ
る。このため、液晶マスク４を通過した後のレーザ光を
ビームスプリッタ７に入射させると、液晶マスクの像の
部分を通過したものとその他の部分を通過したものとに
分離できる。液晶マスク４上の像の部分を通過したレー
ザ光はビームスプリッタ７を通過して集光レンズ２９に
より集光されて印字対象物１２上へ照射されてマーキン
グを行う。一方、液晶マスク４上で像でない部分を通過
したレーザ光はビームスプリッタ７で反射されて吸収体
１３に照射され吸収される。このようなマーキング装置
の場合、集光レンズには高価なｆθレンズと呼ばれる歪
の小さなレンズを使うが、このようなレンズを使わなく
とも、液晶マスク４上に表示する像を、使用するレンズ
による歪を補正するように、変形させればよい。これは
図１の実施例と同様な方法である。マスクパターンデー
タ記憶装置１６から送られるマスクパターンデータをマ
スクパターンデータ補正装置１５が一定の法則で変形さ
せて、液晶マスクドライバ１４を介して液晶マスク４上
に補正された像を表示することにより光学系の歪を補正
する。像の変形の方法は前述したものと同じである。本
実施例は図１の実施例とは光学系の一部の構成が異なる
が他は同じである。したがって、この実施例において
も、図１０の実施例のように画像処理装置１９と視覚セ
ンサ２０を付加してもよい。FIG. 11 shows still another embodiment. The laser light 22 emitted from the laser oscillator 21 enters the X-direction scan mirror 23 and is reflected, and then enters the Y-direction scan mirror 24 and is reflected. Here, the X-direction scan mirror 23 is rotated by the galvanometer 25, and the Y-direction scan mirror 24 is rotated by the galvanometer 26. Each of the galvanometers 25 and 26 is a drive unit 2.
Driven by 7. The driving device 27 and the laser oscillator 21 are controlled by the control device 28. Thereby, the laser light can be applied to any point on the liquid crystal mask 4, and the laser light can be turned on or off at any timing.
can do. The liquid crystal mask 4 is driven by the liquid crystal mask driver 14 as in the embodiment shown in FIG. The polarization direction of the laser light incident on the liquid crystal mask 4 changes depending on whether or not it passes through the portion of the image displayed on the liquid crystal mask 4. For this reason, when the laser beam after passing through the liquid crystal mask 4 is made incident on the beam splitter 7, it can be separated into one that has passed the image portion of the liquid crystal mask and one that has passed the other portions. The laser beam that has passed through the image portion on the liquid crystal mask 4 passes through the beam splitter 7, is condensed by the condenser lens 29, and is irradiated onto the print target 12 to perform marking. On the other hand, the laser beam that has passed through the portion other than the image on the liquid crystal mask 4 is reflected by the beam splitter 7 and is irradiated and absorbed by the absorber 13. In the case of such a marking device, an expensive lens having a small distortion called an fθ lens is used as a condensing lens, but even if such a lens is not used, an image displayed on the liquid crystal mask 4 depends on the lens used. It may be deformed so as to correct the distortion. This is the same method as the embodiment of FIG. The mask pattern data correction device 15 deforms the mask pattern data sent from the mask pattern data storage device 16 according to a certain law, and the corrected image is displayed on the liquid crystal mask 4 via the liquid crystal mask driver 14 to display the corrected image. Correct the system distortion. The method of deforming the image is the same as that described above. This example is different from the example of FIG. 1 in part of the configuration of the optical system, but is the same as the others. Therefore, also in this embodiment, the image processing device 19 and the visual sensor 20 may be added as in the embodiment of FIG.
【００２３】なお、上記各実施例では液晶マスクとして
捩れネマティック型のドットマトリックス方式透過形液
晶マスクを使用しているが、その他の液晶マスクを使用
することもできる。そして液晶マスクとして、液晶マス
ク上に表示されたパターン部分に照射されたレーザビー
ムのみが液晶マスクを透過する方式の液晶マスクを使用
する場合には、偏光ビームスプリッタは設ける必要がな
い。Although a twisted nematic dot matrix type transmission liquid crystal mask is used as the liquid crystal mask in each of the above embodiments, other liquid crystal masks may be used. When a liquid crystal mask of the type in which only the laser beam applied to the pattern portion displayed on the liquid crystal mask passes through the liquid crystal mask is used as the liquid crystal mask, the polarization beam splitter need not be provided.
【００２４】また、本発明は各実施例に示したようなマ
ーキング手段に限らず、その他の加工手段に適用するこ
ともできる。Further, the present invention is not limited to the marking means as shown in each embodiment, but can be applied to other processing means.
【００２５】[0025]
【発明の効果】本発明によれば、被加工物に加工される
パターンが歪などで液晶マスクに表示されたパターンに
対して変形しているときには、この変形量が少なくなる
ようにパターン情報を補正して液晶マスクに表示するパ
ターンを故意に変形することにより、歪などの変形を補
正して良好なパターンを被加工物に加工することができ
る。したがって、比較的安価な光学部品を使用して、労
力を要する面倒な調整作業を省くことのできるレーザ加
工装置およびレーザ加工方法を提供することが可能とな
る。According to the present invention, when the pattern to be processed on the workpiece is deformed due to distortion or the like with respect to the pattern displayed on the liquid crystal mask, the pattern information is provided so as to reduce the deformation amount. By intentionally deforming the pattern to be corrected and displayed on the liquid crystal mask, it is possible to correct deformation such as distortion and process a good pattern on the workpiece. Therefore, it is possible to provide a laser processing apparatus and a laser processing method that can use labor-intensive adjustment work by using relatively inexpensive optical components.
【図１】本発明の一実施例を示すレーザーマーキング装
置の全体構成図である。FIG. 1 is an overall configuration diagram of a laser marking device showing an embodiment of the present invention.
【図２】液晶マスク上の像の高さと印字対象物上の像の
高さの関係を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a relationship between an image height on a liquid crystal mask and an image height on a print target.
【図３】糸巻型収差発生時における液晶マスク上の像の
高さと印字対象物上の像の高さの関係を示す特性図であ
る。FIG. 3 is a characteristic diagram showing a relationship between an image height on a liquid crystal mask and an image height on a print target when a pincushion aberration occurs.
【図４】樽型収差発生時における液晶マスク上の像の高
さと印字対象物上の像の高さの関係を示す特性図であ
る。FIG. 4 is a characteristic diagram showing a relationship between the height of an image on a liquid crystal mask and the height of an image on a print target when barrel-shaped aberration occurs.
【図５】糸巻収差補正時における液晶マスク上の本来の
像の高さと補正後の液晶マスク上の像の高さの関係を示
す特性図である。FIG. 5 is a characteristic diagram showing the relationship between the original image height on the liquid crystal mask when the pincushion aberration is corrected and the corrected image height on the liquid crystal mask.
【図６】樽型収差補正時における液晶マスク上の本来の
像の高さと補正後の液晶マスク上の像の高さの関係を示
す特性図である。FIG. 6 is a characteristic diagram showing a relationship between the original image height on the liquid crystal mask and the height of the image on the liquid crystal mask after the correction when the barrel aberration is corrected.
【図７】糸巻型収差を補正するマスクパターンを示す説
明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing a mask pattern for correcting pincushion type aberration.
【図８】樽型収差を補正するマスクパターンを示す説明
図である。FIG. 8 is an explanatory diagram showing a mask pattern for correcting barrel aberration.
【図９】縦方向と横方向のレーザビームの開き角が異な
る場合を補正するマスクパターンの説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of a mask pattern for correcting the case where the divergence angles of the laser beams in the vertical direction and the horizontal direction are different.
【図１０】本発明の他の実施例を示すレーザマーキング
装置の全体構成図である。FIG. 10 is an overall configuration diagram of a laser marking device showing another embodiment of the present invention.
【図１１】本発明のさらに他の実施例を示すレーザマー
キング装置の全体構成図である。FIG. 11 is an overall configuration diagram of a laser marking device showing still another embodiment of the present invention.
【図１２】従来のレーザマーキング装置の全体構成図で
ある。FIG. 12 is an overall configuration diagram of a conventional laser marking device.
【図１３】液晶マスクの構成を示す縦断面図である。FIG. 13 is a vertical cross-sectional view showing the structure of a liquid crystal mask.
【図１４】収差による変形パターン例を示す説明図であ
る。FIG. 14 is an explanatory diagram showing an example of a deformation pattern due to aberration.
【図１５】ビーム整形部におけるレーザビームの状態を
示す説明図である。FIG. 15 is an explanatory diagram showing a state of a laser beam in a beam shaping unit.
【図１６】他の変形パターン例を示す説明図である。FIG. 16 is an explanatory diagram showing another modification pattern example.
【図１７】さらに他の変形パターン例を示す説明図であ
る。FIG. 17 is an explanatory diagram showing still another modified pattern example.
１，２１ レーザ発振器 ３ エキスパンダ ４ 液晶マスク １１，２９ 集光レンズ １２ 印字対象物 １４ 液晶マスクドライバ １５ マスクパターンデータ補正装置 １６ マスクパターンデータ記憶装置 １９ 画像処理装置 ２０ 視覚センサ ２３ Ｘ方向スキャンミラー ２４ Ｙ方向スキャンミラー 1, 21 Laser oscillator 3 Expander 4 Liquid crystal mask 11, 29 Condensing lens 12 Object to be printed 14 Liquid crystal mask driver 15 Mask pattern data correction device 16 Mask pattern data storage device 19 Image processing device 20 Visual sensor 23 X-direction scan mirror 24 Y direction scan mirror
フロントページの続き (72)発明者 鈴木 実 茨城県日立市国分町１丁目１番１号 株式 会社日立製作所国分工場内 (72)発明者 藤本 実 茨城県日立市国分町１丁目１番１号 株式 会社日立製作所国分工場内 (72)発明者 石黒 浩二 茨城県日立市国分町１丁目１番１号 株式 会社日立製作所国分工場内 (72)発明者 奥村 清 茨城県日立市国分町１丁目１番１号 株式 会社日立製作所国分工場内 (72)発明者 中沢 彰男 茨城県日立市国分町１丁目１番１号 株式 会社日立製作所国分工場内Front Page Continuation (72) Inventor Minoru Suzuki 1-1-1 Kokubuncho, Hitachi City, Ibaraki Hitachi Ltd. Kokubun Plant (72) Inventor Minoru Fujimoto 1-1-1 Kokubuncho, Hitachi City, Ibaraki Kokubun Plant, Hitachi, Ltd. (72) Koji Ishiguro 1-1-1, Kokubun-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Stock Company, Kokubun Plant, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Kiyoshi Okumura 1-1-1, Kokubun-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture No. Hitachi Co., Ltd. Kokubun Plant (72) Inventor Akio Nakazawa 1-1-1, Kokubuncho, Hitachi City, Ibaraki Hitachi Co. Ltd., Kokubun Plant
Claims (8)
ーザビームを拡大する手段と、この拡大されたレーザビ
ームが照射されると共に与えられるパターン情報に応じ
て被加工物に加工すべきパターンを表示する液晶マスク
と、この液晶マスクに表示されたパターン部分を透過し
たレーザビームを被加工物上に集光して照射するレンズ
と、上記パターン情報を記憶しこれを上記液晶マスクに
与える記憶手段とを備えたレーザ加工装置において、上
記記憶手段に記憶された上記パターン情報を補正して上
記液晶マスクに与えるパターン情報補正手段を設けたこ
とを特徴とするレーザ加工装置。1. A laser source, a means for enlarging a laser beam generated by the laser source, and a pattern to be processed on an object to be processed according to pattern information given when the expanded laser beam is irradiated. A liquid crystal mask for displaying, a lens for focusing and irradiating a laser beam transmitted through a pattern portion displayed on the liquid crystal mask on a workpiece, and storage means for storing the pattern information and giving it to the liquid crystal mask. A laser processing apparatus including: a laser processing apparatus including pattern information correction means for correcting the pattern information stored in the storage means and giving the pattern information to the liquid crystal mask.
加工物に加工されるパターンを監視する手段と、この監
視手段で検知したパターンデータと上記パターン情報を
比較する手段とを設け、上記パターン情報補正手段は上
記比較手段の比較結果に基いて上記パターン情報を補正
して上記液晶マスクに与えるものであることを特徴とす
るレーザ加工装置。2. The pattern according to claim 1, further comprising means for monitoring a pattern to be processed on a workpiece, and means for comparing the pattern data detected by the monitoring means with the pattern information. The laser processing apparatus, wherein the information correction means corrects the pattern information based on the comparison result of the comparison means and applies the pattern information to the liquid crystal mask.
ーザビームを偏向走査する手段と、この偏向走査された
レーザビームが照射されると共に与えられるパターン情
報に応じて被加工物に加工すべきパターンを表示する液
晶マスクと、この液晶マスクに表示されたパターン部分
を透過したレーザビームを被加工物上に集光して照射す
るレンズと、上記パターン情報を記憶しこれを上記液晶
マスクに与える記憶手段とを備えたレーザ加工装置にお
いて、上記記憶手段に記憶されたパターン情報を補正し
て上記液晶マスクに与えるパターン情報補正手段を設け
たことを特徴とするレーザ加工装置。3. A laser source, means for deflecting and scanning a laser beam generated by this laser source, and irradiation of this deflected and scanned laser beam and processing of a workpiece according to given pattern information. A liquid crystal mask that displays a pattern, a lens that focuses and irradiates a laser beam that has passed through the pattern portion displayed on the liquid crystal mask onto a workpiece, and stores the pattern information and gives it to the liquid crystal mask. A laser processing apparatus provided with a storage means, characterized by further comprising pattern information correction means for correcting the pattern information stored in the storage means and giving it to the liquid crystal mask.
加工物に加工されるパターンを監視する手段と、この監
視手段で検知したパターンデータと上記パターン情報を
比較する手段とを設け、上記パターン情報補正手段は上
記比較手段の比較結果に基いて上記パターン情報を補正
して上記液晶マスクに与えるものであることを特徴とす
るレーザ加工装置。4. The pattern according to claim 3, further comprising means for monitoring a pattern to be processed on a workpiece, and means for comparing the pattern data detected by the monitoring means with the pattern information. The laser processing apparatus, wherein the information correction means corrects the pattern information based on the comparison result of the comparison means and applies the pattern information to the liquid crystal mask.
応じた被加工物に加工すべきパターンが表示された液晶
マスクに照射し、この液晶マスクに表示されたパターン
部分を透過したレーザビームを被加工物上に集光、照射
して被加工物を加工するレーザ加工方法において、被加
工物上に加工されるパターンが液晶マスクに表示された
パターンに対して変形しているとき、この変形量が少な
くなるように上記液晶マスクに与えるパターン情報を補
正して液晶マスクに表示するパターンを変形することを
特徴とするレーザ加工方法。5. A laser beam is expanded to irradiate a liquid crystal mask on which a pattern to be machined is displayed according to the pattern information, and the laser beam transmitted through the pattern portion displayed on the liquid crystal mask is irradiated. In the laser processing method that focuses and irradiates onto the workpiece to process the workpiece, when the pattern to be processed on the workpiece is deformed with respect to the pattern displayed on the liquid crystal mask, this deformation amount The method for laser processing is characterized in that the pattern information given to the liquid crystal mask is corrected so as to reduce the number of defects and the pattern displayed on the liquid crystal mask is deformed.
に加工されるパターンを検知し、このパターンデータと
上記パターン情報を比較し、この比較結果に基いて上記
変形量が少なくなるように上記液晶マスクに与えるパタ
ーン情報を補正して液晶マスクに表示するパターンを変
形することを特徴とするレーザ加工方法。6. The pattern according to claim 5, wherein a pattern to be processed on the workpiece is detected, the pattern data is compared with the pattern information, and the deformation amount is reduced based on the comparison result. A laser processing method characterized in that the pattern information given to the liquid crystal mask is corrected to deform the pattern displayed on the liquid crystal mask.
報に応じた被加工物に加工すべきパターンが表示された
液晶マスクに照射し、この液晶マスクに表示されたパタ
ーン部分を透過したレーザビームを被加工物上に集光、
照射して被加工物を加工するレーザ加工方法において、
被加工物上に加工されるパターンが液晶マスクに表示さ
れたパターンに対して変形しているとき、この変形量が
少なくなるように上記液晶マスクに与えるパターン情報
を補正して液晶マスクに表示するパターンを変形するこ
とを特徴とするレーザ加工方法。7. A liquid crystal mask on which a pattern to be processed is displayed on a work piece according to pattern information by deflecting and scanning a laser beam, and a laser beam transmitted through a pattern portion displayed on the liquid crystal mask is irradiated. Focus on the work piece,
In the laser processing method of irradiating and processing a workpiece,
When the pattern to be processed on the work is deformed with respect to the pattern displayed on the liquid crystal mask, the pattern information given to the liquid crystal mask is corrected and displayed on the liquid crystal mask so as to reduce the deformation amount. A laser processing method characterized by deforming a pattern.
に加工されるパターンを検知し、このパターンデータと
上記パターン情報を比較し、この比較結果に基いて上記
変形量が少なくなるように上記液晶マスクに与えるパタ
ーン情報を補正して液晶マスクに表示するパターンを変
形することを特徴とするレーザ加工方法。8. The pattern according to claim 7, wherein a pattern to be processed on a workpiece is detected, the pattern data is compared with the pattern information, and the deformation amount is reduced based on the comparison result. A laser processing method characterized in that the pattern information given to the liquid crystal mask is corrected to deform the pattern displayed on the liquid crystal mask.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3262620A JPH0577067A (en) | 1991-09-17 | 1991-09-17 | Laser beam machine and laser beam machining method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3262620A JPH0577067A (en) | 1991-09-17 | 1991-09-17 | Laser beam machine and laser beam machining method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0577067A true JPH0577067A (en) | 1993-03-30 |
Family
ID=17378323
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3262620A Pending JPH0577067A (en) | 1991-09-17 | 1991-09-17 | Laser beam machine and laser beam machining method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0577067A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997038820A1 (en) * | 1996-04-12 | 1997-10-23 | Komatsu Ltd. | Liquid crystal mask, liquid crystal laser marker and marking method using the same |
| US6710292B2 (en) | 2000-01-19 | 2004-03-23 | Hamamatsu Photonics K.K. | Laser machining device |
| KR100581851B1 (en) * | 2002-06-12 | 2006-05-22 | 삼성에스디아이 주식회사 | Laser marker |
-
1991
- 1991-09-17 JP JP3262620A patent/JPH0577067A/en active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997038820A1 (en) * | 1996-04-12 | 1997-10-23 | Komatsu Ltd. | Liquid crystal mask, liquid crystal laser marker and marking method using the same |
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| US6710292B2 (en) | 2000-01-19 | 2004-03-23 | Hamamatsu Photonics K.K. | Laser machining device |
| DE10085411B3 (en) * | 2000-01-19 | 2017-03-02 | Hamamatsu Photonics K.K. | Laser light processing device with a spatial light modulator |
| KR100581851B1 (en) * | 2002-06-12 | 2006-05-22 | 삼성에스디아이 주식회사 | Laser marker |
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