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JP5791908B2 - ADJUSTMENT DEVICE, LASER PROCESSING DEVICE, AND ADJUSTMENT METHOD - Google Patents
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ADJUSTMENT DEVICE, LASER PROCESSING DEVICE, AND ADJUSTMENT METHOD Download PDF

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Description

本発明は、空間変調素子により空間変調されたレーザ光の照射を調整する調整装置、レーザ加工装置および調整方法に関する。   The present invention relates to an adjustment device, a laser processing device, and an adjustment method for adjusting irradiation of laser light spatially modulated by a spatial modulation element.

従来、レーザ光を被加工物に照射することによって被加工物を加工するレーザ加工装置が使用されている。加工としては、文字や絵の描画、露光、基板の製造過程で生じた欠陥の修復(リペア)等がある。また、基板としては、液晶ディスプレイ(LCD:Liquid Crystal Display)やプラズマディスプレイパネル(PDP:Plasma Display Panel)、有機ELディスプレイ等のフラットパネルディスプレイ(FPD:Flat Panel Display)、半導体ウエハ、積層プリント基板等がある。   Conventionally, a laser processing apparatus for processing a workpiece by irradiating the workpiece with laser light has been used. Examples of the processing include drawing of characters and pictures, exposure, repair of defects generated in the manufacturing process of the substrate (repair), and the like. In addition, as a substrate, a liquid crystal display (LCD), a plasma display panel (PDP), a flat panel display (FPD: Flat Panel Display) such as an organic EL display, a semiconductor wafer, a multilayer printed circuit board, etc. There is.

このようなレーザ加工装置には、指定された位置、方向、形状でレーザ光を照射するためのメカニズムが設けられている。そのメカニズムには、スリット等が用いられている。近年では、そのメカニズムとして、微小ミラーがアレイ状に配列された空間変調素子(DMD:Digital Micromirror Device)なども使われている。この空間変調素子は、空間光変調器(SLM:spatial light modulator)とも呼ばれている。   Such a laser processing apparatus is provided with a mechanism for irradiating laser light at a designated position, direction, and shape. As the mechanism, a slit or the like is used. In recent years, a spatial modulation element (DMD: Digital Micromirror Device) in which micromirrors are arranged in an array is used as the mechanism. This spatial modulation element is also called a spatial light modulator (SLM).

ところが、指定された位置、方向、形状と、実際にレーザ光が照射された位置、方向、形状とが、結果的に異なる場合がある。それは、レーザ光源から被加工物までの光路上には複数の光学部品が存在し、これらの光学部品の歪み、取り付け位置のずれ、取り付け方向のずれなどが影響を及ぼすためである。   However, the designated position, direction, and shape may be different from the position, direction, and shape where the laser beam is actually irradiated as a result. This is because there are a plurality of optical components on the optical path from the laser light source to the workpiece, and the distortion of these optical components, the shift of the mounting position, the shift of the mounting direction, and the like have an effect.

そこで、指定された位置、方向、形状と、実際にレーザ光が照射される位置、方向、形状とが一致するように、キャリブレーションを行い、レーザ光の照射の仕方を調整する必要がある。   Therefore, it is necessary to perform calibration and adjust the method of laser light irradiation so that the designated position, direction, and shape match the actual position, direction, and shape of the laser light irradiation.

その調整技術としては、例えば、ガイド光により照射された画像から、加工のためのレーザ光の出力パターンへ変換するためのパラメータを算出し、この算出された変換パラメータに基づいてレーザ光の照射位置を調整する技術が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。   As the adjustment technique, for example, a parameter for converting an image irradiated with guide light into an output pattern of laser light for processing is calculated, and an irradiation position of the laser light is calculated based on the calculated conversion parameter. Is disclosed (for example, refer to Patent Document 1).

特開2009−82966号公報JP 2009-82966 A

上述のようなレーザ加工装置による被加工物の加工の際には、指定された位置、方向、形状通りであるのかを前もって確認するために、可視光からなるガイド光を被加工物に照射することが行われている。   When processing the workpiece by the laser processing apparatus as described above, the workpiece is irradiated with guide light composed of visible light in order to confirm in advance whether the specified position, direction, or shape is as it is. Things have been done.

ところが、波長の異なるレーザ光とガイド光が同じ光路を通るため、レーザ光とガイド光との間に微妙なズレが生じてしまう。したがって、ガイド光を用いてキャリブレーションを実行すると、ガイド光で確認した加工すべき位置と実際のレーザ光の照射位置とにズレが生じる、という問題点があった。   However, since the laser light and the guide light having different wavelengths pass through the same optical path, a slight deviation occurs between the laser light and the guide light. Therefore, when the calibration is performed using the guide light, there is a problem that a deviation occurs between the position to be processed confirmed by the guide light and the actual irradiation position of the laser light.

特に、より精度の高い加工が求められる場合には、そのズレが製品である被加工物の品質に大きな影響を与えてしまう、という問題点があった。   In particular, when higher-precision machining is required, there is a problem that the deviation greatly affects the quality of a workpiece that is a product.

本発明は、上述のような実状に鑑みたものであり、所定のキャリブレーションパターンで感光体に照射されたレーザ痕に基づいてレーザキャリブレーションを実行することにより、レーザ加工の精度を向上させることが可能な調整装置、レーザ加工装置および調整方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described actual situation, and improves the accuracy of laser processing by executing laser calibration based on laser marks irradiated on a photoconductor with a predetermined calibration pattern. It is an object of the present invention to provide an adjustment device, a laser processing device, and an adjustment method that are capable of performing the above.

本発明は、上記課題を解決するため、下記のような構成を採用した。
すなわち、本発明の一態様によれば、本発明の調整装置は、レーザ光源から出射されたレーザ光を所望の形状に成形させる複数の微小可動素子が配列された空間変調手段と、入力パターンに従って前記空間変調手段を構成する各微小可動素子を個々にオン状態とオフ状態に切り換え指示する転送データを生成する制御手段と、前記制御手段より転送された前記転送データを前記空間変調手段への前記入力パターンとして指定する領域設定手段と、前記空間変調手段によって成形された前記レーザ光を前記被加工物に照射するレーザ光照射手段と、前記被加工物の表面を撮像する撮像手段と、前記入力パターンとして複数の異なる図形からなるキャリブレーションパターンを用い、前記キャリブレーションパターンに対する前記レーザ光照射手段により前記被加工物に照射された前記レーザ光のレーザ痕を前記撮像手段で撮像した出力パターンの形状への変形を示す変換パラメータを算出する変換パラメータ算出手段と、前記被加工物上での前記レーザ光の照射形状が前記キャリブレーションパターンの形状に一致するように補正するため前記変換パラメータを逆変換して逆変換パラメータを算出する逆変換パラメータ算出手段と、前記出力パターンが前記入力パターンに一致するように前記転送データを前記逆変換パラメータで変換し、ここで変換された転送データを前記空間変調手段への入力パターンとして前記領域設定手段を介して前記空間変調手段に指示することで前記被加工物への前記レーザ光の照射を調整する調整手段と、前記調整手段により調整された前記レーザ光の照射前に前記撮像手段により撮像した前記被加工物の画像上に、前記逆変換パラメータで変換された転送データに基づく前記レーザ光が照射される領域を重畳させて表示させる表示手段とを備えることを特徴とする。
The present invention employs the following configuration in order to solve the above problems.
That is, according to one aspect of the present invention, the adjustment device according to the present invention is in accordance with a spatial modulation unit in which a plurality of micro movable elements that form laser light emitted from a laser light source into a desired shape are arranged, and an input pattern. Control means for generating transfer data for instructing to individually switch the micro movable elements constituting the spatial modulation means between the on state and the off state, and the transfer data transferred from the control means to the spatial modulation means An area setting unit that is designated as an input pattern, a laser beam irradiation unit that irradiates the workpiece with the laser beam formed by the spatial modulation unit, an imaging unit that images the surface of the workpiece, and the input A calibration pattern composed of a plurality of different figures is used as a pattern, and the laser beam irradiation hand for the calibration pattern is used. Wherein a conversion parameter calculating means that to calculate the conversion parameter indicating a modification to the shape of the output pattern imaged by the imaging unit of the laser mark of the laser beam irradiated to the workpiece, the at the work piece by An inverse conversion parameter calculating means for inversely converting the conversion parameter to calculate an inverse conversion parameter in order to correct the irradiation shape of the laser light to match the shape of the calibration pattern, and the output pattern is the input pattern The transfer data is converted with the inverse conversion parameter so as to match the above, and the transfer data converted here is instructed to the spatial modulation unit via the region setting unit as an input pattern to the spatial modulation unit. wherein the adjusting means for adjusting the irradiation of the laser beam to the workpiece, the laser light adjusted by said adjusting means On the image of the workpiece captured by the imaging means prior morphism, further comprising a display means for the laser light based on the converted data transferred by the inverse transformation parameter is displayed by superimposing the area irradiated It is characterized by.

また、本発明の一態様によれば、本発明のレーザ加工装置は、被加工物を加工するレーザ光源と、前記レーザ光源から出射されたレーザ光を前記被加工物に導く光学系と、前記光学系の光路上に配置され前記レーザ光を入力パターンの形状に成形する複数の微小可動素子が配列された空間変調手段と、前記入力パターンに従って前記空間変調手段を構成する微小可動素子を個々にオン状態とオフ状態に切り換え指示する転送データを生成する制御手段と、前記制御手段により転送された転送データを前記入力パターンとして前記空間変調手段に指定する領域設定手段と、前記被加工物の表面を撮像する撮像手段とを備えたレーザ加工装置において、前記入力パターンとして複数の異なる図形からなるキャリブレーションパターンを用い、前記キャリブレーションパターンに対する前記レーザ光照射手段により前記被加工物上に照射された前記レーザ光のレーザ光痕を前記撮像手段で撮像した出力パターンと前記入力パターンの変形を示す変換パラメータを算出する変換パラメータ算出手段と、前記被加工物上での前記レーザ光の照射形状が前記キャリブレーションパターンの形状に一致するように補正するため前記変換パラメータを逆変換して逆変換パラメータを算出する逆変換パラメータ算出手段とを有し、前記出力パターンが前記入力パターンに一致するように前記転送データを前記逆変換パラメータで変換し、ここで変換された転送データを前記空間変調手段への入力パターンとして前記領域設定手段を介して前記空間変調手段に指示することで前記被加工物への前記レーザ光の照射を調整する調整手段、前記調整手段により調整された前記レーザ光の照射前に前記撮像手段により撮像した前記被加工物の画像上に、前記逆変換パラメータで変換された転送データに基づく前記レーザ光が照射される領域を重畳させて表示させる表示手段とを備えることを特徴とする。 According to another aspect of the present invention, a laser processing apparatus according to the present invention includes a laser light source that processes a workpiece, an optical system that guides laser light emitted from the laser light source to the workpiece, Spatial modulation means arranged on the optical path of the optical system and arranged with a plurality of minute movable elements for shaping the laser light into the shape of an input pattern, and each minute movable element constituting the spatial modulation means according to the input pattern individually Control means for generating transfer data for instructing to switch between an on state and an off state, an area setting means for designating the transfer data transferred by the control means as the input pattern to the spatial modulation means, and the workpiece in the laser processing apparatus provided with an imaging means for imaging the surface, using a calibration pattern comprising a plurality of different shapes as the input pattern, prior to Transformation parameters to calculate a conversion parameter indicating a variation of the input pattern and the output pattern imaged by the imaging unit of the laser beam traces the irradiated the laser beam said to be work piece by said laser beam irradiation means for the calibration pattern Inverse conversion parameter calculation for inversely converting the conversion parameter and calculating an inverse conversion parameter in order to correct the calculation means and the irradiation shape of the laser light on the workpiece to match the shape of the calibration pattern Means for converting the transfer data with the inverse conversion parameter so that the output pattern matches the input pattern, and setting the region as the input pattern to the spatial modulation means By instructing the spatial modulation means via the means to the workpiece on the workpiece. And adjusting means for adjusting the irradiation of light, on the image of the workpiece captured by the image pickup means before the irradiation of the adjusted the laser beam by the adjusting means, the converted data transferred by the inverse transformation parameter And a display means for displaying the region irradiated with the laser beam based thereon in a superimposed manner.

また、本発明の一態様によれば、本発明の調整方法は、レーザ光源から出射されたレーザ光を入力パターンの形状に成形する空間変調手段の調整方法において、前記入力パターンとして複数の異なる図形からなるキャリブレーションパターンを用い、前記キャリブレーションパターンに対する前記空間変調手段により前記キャリブレーションパターンの形状に成形された前記レーザ光が照射された被加工物上のレーザ光痕を撮像手段で撮像した出力パターンの形状への変形を示す変換パラメータを算出するとともに、前記変換パラメータを逆変換した逆変換パラメータを算出し、前記被加工物上での前記レーザ光の照射形状が前記キャリブレーションパターンの形状に一致するように前記空間変調手段の個々の微小可動素子をオン状態とオフ状態に切り換え指示する転送データを前記レーザ光が照射される領域を前記空間変調手段への入力パターンとして前記空間変調手段に指示することで前記被加工物への前記レーザ光の照射を調整し、前記調整された前記レーザ光の照射前に前記撮像手段により撮像した前記被加工物の画像上に、前記逆変換パラメータで変換された転送データに基づく前記レーザ光が照射される領域を重畳させて表示させることを特徴とする。 According to a further aspect of the present invention, the adjustment method of the present invention is a method of adjusting the spatial modulating means for shaping the laser beam emitted from the laser light source to the shape of the input pattern, a plurality of different shapes as the input pattern An output obtained by imaging an image of a laser beam trace on a workpiece irradiated with the laser beam shaped into the shape of the calibration pattern by the spatial modulation unit for the calibration pattern A conversion parameter indicating deformation into a pattern shape is calculated, and an inverse conversion parameter obtained by inversely converting the conversion parameter is calculated. The irradiation shape of the laser light on the workpiece is changed to the shape of the calibration pattern. the space each micro movable device in the oN state and oFF of the modulation means as matching Wherein by instructing a region of the transfer data for instructing switching to state that the laser beam is irradiated to the spatial modulation means as an input pattern to the spatial modulating means adjusts the irradiation of the laser beam to the workpiece, A region irradiated with the laser beam based on the transfer data converted by the inverse conversion parameter is superimposed on the image of the workpiece imaged by the imaging unit before the adjusted laser beam irradiation. It is characterized by being displayed .

本発明によれば、実際に加工に用いるレーザ光と空間変調素子との間でキャリブレーションを実行するので、従来のガイド光とのキャリブレーションに比較して高精度なレーザ加工が可能となる。   According to the present invention, since calibration is performed between the laser light actually used for processing and the spatial modulation element, laser processing can be performed with higher accuracy than the calibration with the conventional guide light.

また、本発明によれば、空間変調素子により任意のキャリブレーションパターンを投影可能なため、一度に効率よくキャリブレーションを実行することが可能である。
また、本発明によれば、空間変調素子により任意形状のキャリブレーションパターンを投影可能であるため、照射対象領域にキャリブレーションパターンの形状をゆがめるような構成物が存在する場合であっても、それを避けるようなパターン配置で空間変調素子に設定することが可能である。
Further, according to the present invention, since an arbitrary calibration pattern can be projected by the spatial modulation element, it is possible to execute calibration efficiently at a time.
In addition, according to the present invention, since a calibration pattern having an arbitrary shape can be projected by the spatial modulation element, even if there is a component that distorts the shape of the calibration pattern in the irradiation target region, It is possible to set the spatial modulation element in a pattern arrangement that avoids the above.

本発明を実行するためのレーザ加工装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the laser processing apparatus for implementing this invention. キャリブレーションパターンの例を示す図である。It is a figure which shows the example of a calibration pattern. 入力パターンから出力パターンへの変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification from an input pattern to an output pattern. キャリブレーションパターン座標検出処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of a calibration pattern coordinate detection process. 第1の実施の形態における変換パラメータとしての変換行列Tの算出手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the calculation procedure of the conversion matrix T as a conversion parameter in 1st Embodiment. 調整方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the adjustment method. 第2の実施の形態を説明するための図である。It is a figure for demonstrating 2nd Embodiment. 第3の実施の形態におけるレーザ加工装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the laser processing apparatus in 3rd Embodiment. 第3の実施の形態におけるガイド光とレーザ光のキャリブレーションを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the calibration of the guide light and laser beam in 3rd Embodiment. 第5の実施の形態を説明するための図である。It is a figure for demonstrating 5th Embodiment. 第6の実施の形態を説明するための図である。It is a figure for demonstrating 6th Embodiment.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
なお、通常「キャリブレーション」という語は「調整」を含む意味に使われることもあるが、以下の説明においては「キャリブレーション」には「調整」が含まれないものとする。また、特に断らない限り、「調整」とは「キャリブレーションの結果に基づく調整」を意味するものとする。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
Note that the term “calibration” is sometimes used to mean “adjustment”, but in the following description, “calibration” does not include “adjustment”. Unless otherwise specified, “adjustment” means “adjustment based on the result of calibration”.

(第1の実施の形態)
図1は、本発明を実施するためのレーザ加工装置の構成を示す図である。
本発明が適用される調整装置は、図1に示すようなレーザ加工装置100を制御する装置である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a laser processing apparatus for carrying out the present invention.
The adjustment apparatus to which the present invention is applied is an apparatus that controls a laser processing apparatus 100 as shown in FIG.

このレーザ加工装置100を概説すると、レーザ光源103から出射されたレーザ光を被加工物102が載置されたステージ101上へ導くための光学系と、レーザ光源103から被加工物102への光路上に設けられ、レーザ光を所望の入力パターンで被加工物102に照射するために複数個の配列された微小可動素子から構成された空間変調手段DMDを備えている。そして、このレーザ加工装置100は、空間変調手段DMDによって入力パターンの形状に成形されたレーザ光を被加工物102に照射する照射手段を備えている。   An outline of the laser processing apparatus 100 is as follows. An optical system for guiding laser light emitted from a laser light source 103 onto a stage 101 on which the workpiece 102 is placed, and light from the laser light source 103 to the workpiece 102. Spatial modulation means DMD, which is provided on the road and includes a plurality of micro movable elements arranged in order to irradiate the workpiece 102 with laser light in a desired input pattern, is provided. The laser processing apparatus 100 includes an irradiating unit that irradiates the workpiece 102 with laser light shaped into the shape of the input pattern by the spatial modulation unit DMD.

より具体的に説明する。
図1において、レーザ加工装置100は、ステージ101の上に載置された被加工物102の表面を撮像するカメラ112、被加工物102の表面に対し照明光を照射する照明用光源111、被加工物102の表面に対しレーザ光を照射するレーザ光源103、レーザ光源103から出射されたレーザ光を任意の空間形状に変形させる空間変調素子(DMD)106、レーザ加工装置100全体を制御するための制御PC113、任意の位置でレーザ加工が可能なように加工位置を制御するステージ制御部118、制御PC113を操作するための入力部114、カメラ112から撮像された画像を処理する画像処理部116、画像処理部116で処理された画像、またはカメラ112で撮像された被加工物102の表面の画像をライブ画像として表示する表示部115、任意形状にDMD106を調整可能な領域設定部117、後述する変換パラメータを算出する変換パラメータ算出部120、変換パラメータ算出部120で算出された変換パラメータや任意のキャリブレーションパターンを記憶する記憶部119を備える。
This will be described more specifically.
In FIG. 1, a laser processing apparatus 100 includes a camera 112 that captures an image of the surface of a workpiece 102 placed on a stage 101, an illumination light source 111 that irradiates illumination light to the surface of the workpiece 102, To control the laser light source 103 that irradiates the surface of the workpiece 102 with laser light, the spatial modulation element (DMD) 106 that deforms the laser light emitted from the laser light source 103 into an arbitrary spatial shape, and the entire laser processing apparatus 100. Control PC 113, stage control unit 118 that controls the processing position so that laser processing can be performed at an arbitrary position, input unit 114 for operating control PC 113, and image processing unit 116 that processes an image captured from camera 112. , An image processed by the image processing unit 116, or an image of the surface of the workpiece 102 captured by the camera 112, as a live image Display unit 115, region setting unit 117 that can adjust DMD 106 to an arbitrary shape, conversion parameter calculation unit 120 that calculates a conversion parameter to be described later, conversion parameters calculated by conversion parameter calculation unit 120, and arbitrary calibration A storage unit 119 for storing the pattern is provided.

レーザ加工装置100は、ステージ101の上に載置された被加工物102上の欠陥を、レーザ光源103から出射された任意形状のレーザ光によって取り除き、欠陥を有する回路パターンを正常な回路パターンに加工する装置である。ここで、被加工物102は、FPD基板、半導体ウエハ、積層プリント基板などでもよく、その他の一般的な試料でもよい。   The laser processing apparatus 100 removes a defect on the workpiece 102 placed on the stage 101 by a laser beam having an arbitrary shape emitted from the laser light source 103, and converts the circuit pattern having the defect into a normal circuit pattern. It is a processing device. Here, the workpiece 102 may be an FPD substrate, a semiconductor wafer, a laminated printed board, or the like, or may be another general sample.

このようなレーザ加工装置100において、レーザ光源103から出射されたレーザ光は、ミラー105で反射され、DMD106に入射する。
DMD106は、微小ミラー(微小可動素子)が2次元アレイ状に配列された空間変調素子である。微小ミラーの傾斜角は、少なくとも2種類に切り替え可能である。傾斜角が第1と第2の角度であるときの微小ミラーの状態を、それぞれ以下では「オン状態」と「オフ状態」という。
In such a laser processing apparatus 100, the laser light emitted from the laser light source 103 is reflected by the mirror 105 and enters the DMD 106.
The DMD 106 is a spatial modulation element in which minute mirrors (minute movable elements) are arranged in a two-dimensional array. The inclination angle of the micromirror can be switched between at least two types. The state of the micromirror when the tilt angle is the first and second angles is hereinafter referred to as “on state” and “off state”, respectively.

DMD106は、制御PC113からの指示に基づいて、個々の微小ミラーの傾斜角、すなわち個々の微小ミラーの状態を独立に切り替える。DMD106に対する指示は、例えば、レーザ光を照射すべきか否かを表す2値データを2次元アレイ状に並べたデータにより表され、制御PC113から送信される。   Based on an instruction from the control PC 113, the DMD 106 switches the inclination angle of each micromirror, that is, the state of each micromirror independently. The instruction to the DMD 106 is represented by, for example, data in which binary data indicating whether or not to irradiate laser light is arranged in a two-dimensional array, and is transmitted from the control PC 113.

ミラー105からDMD106へ入射した入射光が、オン状態の微小ミラーにおいて反射されたとき、反射光の向きが鉛直方向となるように、レーザ光源103、ミラー105、およびDMD106が配置されている。そして、オン状態の微小ミラーで反射され、ミラー121およびハーフミラー107で反射されたレーザ光が、被加工物102の表面へ至る光路上には、結像レンズ108とハーフミラー109と対物レンズ110とを有する投影光学系が配置されている。オン状態の微小ミラーで反射されたレーザ光は、この投影光学系を介して、被加工物102の表面に投影、すなわち照射される。この投影光学系は、被加工物102の表面とDMD106とを共役の位置とするよう構成されている。   The laser light source 103, the mirror 105, and the DMD 106 are arranged so that the incident light that has entered the DMD 106 from the mirror 105 is reflected by the micro mirror in the on state so that the direction of the reflected light is in the vertical direction. Then, the imaging lens 108, the half mirror 109, and the objective lens 110 are arranged on the optical path where the laser light reflected by the micro mirror in the on state and reflected by the mirror 121 and the half mirror 107 reaches the surface of the workpiece 102. Are arranged. The laser beam reflected by the micro mirror in the on state is projected, that is, irradiated onto the surface of the workpiece 102 through this projection optical system. This projection optical system is configured so that the surface of the workpiece 102 and the DMD 106 are in a conjugate position.

オフ状態の微小ミラーは傾斜角がオン状態のときと異なる。よって、ミラー105からDMD106へ入射した入射光は、オフ状態の微小ミラーにおいて、ミラー121へ至る方向とは異なる方向に反射され、被加工物102上には照射されない。図1中では、オフ状態の微小ミラーによる反射光の光路を破線矢印で示す。   The micro mirror in the off state is different from that in the on state. Therefore, incident light incident on the DMD 106 from the mirror 105 is reflected in a direction different from the direction reaching the mirror 121 in the off-state micromirror, and is not irradiated onto the workpiece 102. In FIG. 1, the optical path of the reflected light by the micro mirror in the off state is indicated by a broken line arrow.

したがって、個々の微小ミラーをオン状態またはオフ状態に制御することによって、各微小ミラーに対応する被加工物102上の位置にレーザ光を照射するか否かを制御することができる。つまり、DMD106を用いることにより、任意の位置・方向・形状でレーザ光を被加工物102上に照射することができる。   Therefore, by controlling the individual micromirrors to the on state or the off state, it is possible to control whether or not to irradiate the laser beam to the position on the workpiece 102 corresponding to each micromirror. That is, by using the DMD 106, the workpiece 102 can be irradiated with laser light at an arbitrary position, direction, and shape.

また、レーザ加工装置100は、照明用光源111を備える。
被加工物102の撮像に照明光が必要な場合は、照明用光源111からの照明光がレンズ122を介してハーフミラー109で反射され、対物レンズ110を介して被加工物102の表面に照射される。なお、カメラ112の代わりに、CMOS(Complementary Mental-Oxide Semiconductor:相補型金属酸化物半導体)カメラ等の撮像装置を用いてもよい。
In addition, the laser processing apparatus 100 includes an illumination light source 111.
When illumination light is necessary for imaging the workpiece 102, the illumination light from the illumination light source 111 is reflected by the half mirror 109 via the lens 122 and irradiated onto the surface of the workpiece 102 via the objective lens 110. Is done. Note that an imaging device such as a CMOS (Complementary Mental-Oxide Semiconductor) camera may be used instead of the camera 112.

レーザ光、および照明光の、被加工物102の表面における反射光は、いずれも、対物レンズ110、ハーフミラー109、結像レンズ108、ハーフミラー107、レンズ123を有する光学系を介してカメラ112の光電変換素子に入射する。それにより、カメラ112は被加工物102の表面を撮像する。   The reflected light of the laser light and the illumination light on the surface of the workpiece 102 are all connected to the camera 112 via an optical system having the objective lens 110, the half mirror 109, the imaging lens 108, the half mirror 107, and the lens 123. Incident on the photoelectric conversion element. Thereby, the camera 112 images the surface of the workpiece 102.

制御PC113は、レーザ加工装置100の全体を制御する。入力部114は、キーボードやポインティングデバイスなどの入力機器により実現される。入力部114から入力された指示は、制御PC113に送られる。   The control PC 113 controls the entire laser processing apparatus 100. The input unit 114 is realized by an input device such as a keyboard or a pointing device. The instruction input from the input unit 114 is sent to the control PC 113.

また、表示部115は、制御PC113からの指示にしたがって、画像や文字等を表示する。表示部115は、例えば、カメラ112が撮像した被加工物102の画像を、ほぼリアルタイムに表示する。ここで、カメラ112が撮像し制御PC113が取り込んだ画像を「ライブ画像」ということもある。   The display unit 115 displays images, characters, and the like in accordance with instructions from the control PC 113. The display unit 115 displays, for example, an image of the workpiece 102 captured by the camera 112 in almost real time. Here, an image captured by the camera 112 and captured by the control PC 113 may be referred to as a “live image”.

本実施の形態において、制御PC113は、汎用的なコンピュータでも専用の制御装置でもよい。制御PC113の機能は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはそれらの組み合わせ、のいずれかにより実現されてもよい。例えば、CPU(Central Processing Unit)と、ROM(Read Only Memory)等の不揮発性メモリと、ワーキングエリアとして使われるRAM(Random Access Memory)と、ハードディスク装置等の外部記憶装置と、外部機器との接続インターフェイスとを備え、これらがバスで相互に接続された、PC(Personal Computer)などのコンピュータによって制御PC113が実現されてもよい。CPUは、ハードディスク装置、またはコンピュータ読み取り可能な可搬型記憶媒体等に格納されたプログラムを、RAMにロードして実行することにより、制御PC113の機能を実現する。   In the present embodiment, the control PC 113 may be a general-purpose computer or a dedicated control device. The function of the control PC 113 may be realized by any one of hardware, software, firmware, or a combination thereof. For example, a CPU (Central Processing Unit), a non-volatile memory such as a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory) used as a working area, an external storage device such as a hard disk device, and a connection to an external device The control PC 113 may be realized by a computer such as a PC (Personal Computer) that includes an interface and is connected to each other via a bus. The CPU implements the function of the control PC 113 by loading a program stored in a hard disk device or a computer-readable portable storage medium into the RAM and executing it.

次に、被加工物102が基板であり、レーザ加工装置100が、基板表面の欠陥にレーザ光を照射して欠陥を修復するレーザリペア装置であるという具体例を使って、第1の実施の形態のレーザ加工装置100の動作の概要を説明する。   Next, using the specific example in which the workpiece 102 is a substrate and the laser processing apparatus 100 is a laser repair apparatus that repairs a defect by irradiating a defect on the surface of the substrate with a laser beam, The outline | summary of operation | movement of the laser processing apparatus 100 of a form is demonstrated.

上述のDMD106で形成されたパターンと被加工物102上に形成されるパターンとの位置関係の対応をとるのが、本発明で適用されるキャリブレーションである。
そして、上述のようなレーザ加工装置100は、次のような処理を実行する。
The calibration applied in the present invention takes the correspondence of the positional relationship between the pattern formed by the DMD 106 and the pattern formed on the workpiece 102.
And the laser processing apparatus 100 as mentioned above performs the following processes.

まず、前記DMD106によって任意のキャリブレーションパターンの形状に成形された前記レーザ光を任意の感光体に照射し、カメラ112を用いて前記レーザ光が照射された前記感光体の画像を撮像する。そして、撮像されたキャリブレーションパターン画像を画像処理部116により抽出し、各パターン位置を検出する。   First, an arbitrary photoconductor is irradiated with the laser light shaped into an arbitrary calibration pattern by the DMD 106, and an image of the photoconductor irradiated with the laser light is captured using a camera 112. Then, the captured calibration pattern image is extracted by the image processing unit 116, and each pattern position is detected.

図2は、キャリブレーションパターンの例を示す図である。
図2に示すように、キャリブレーションパターンは、面積の異なる数点の図形から構成される。例えば、図2の(1)に示したキャリブレーションパターンの例は、4点の円から構成されている。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a calibration pattern.
As shown in FIG. 2, the calibration pattern is composed of several figures with different areas. For example, the example of the calibration pattern shown in (1) of FIG. 2 is composed of four circles.

また、キャリブレーションマークを感光する感光体としては、例えば、波長が1.355nmのレーザ光を高エネルギーで照射する場合であれば、素ガラスを用いることができる。また、波長が2.266nmのレーザ光の場合は、レジストが均一に塗布されたガラスに照射することでキャリブレーションマークを感光することができる。   In addition, as a photosensitive member that sensitizes the calibration mark, for example, raw glass can be used if laser light having a wavelength of 1.355 nm is irradiated with high energy. In the case of laser light having a wavelength of 2.266 nm, the calibration mark can be exposed by irradiating the glass on which the resist is uniformly applied.

感光体の画像を撮像したレーザ加工装置100は、キャリブレーションを実行する。すなわち、変換パラメータ算出部120によって、前記撮像された画像のレーザ痕の形状と前記キャリブレーションパターンの形状とのズレ値を算出し、この算出されたズレ値に基づいて、前記レーザ光の前記被加工物上での形状が前記入力パターンの形状と一致するように補正するための変換パラメータを算出する。そして、前記算出された変換パラメータに基づいて、前記入力パターンに従った前記被加工物102へのレーザ光の照射を調整する。   The laser processing apparatus 100 that has captured the image of the photoconductor executes calibration. That is, the conversion parameter calculation unit 120 calculates a deviation value between the shape of the laser mark of the captured image and the shape of the calibration pattern, and based on the calculated deviation value, the object of the laser light is calculated. A conversion parameter for correcting the shape on the workpiece so as to match the shape of the input pattern is calculated. Then, based on the calculated conversion parameter, the irradiation of the laser beam to the workpiece 102 according to the input pattern is adjusted.

ここで、キャリブレーションの対象について説明する。
図3は、入力パターンから出力パターンへの変形例を示す図である。
説明の便宜上、以下ではカメラ112により撮像される画像の横方向の座標軸をx軸、縦方向の座標軸をy軸と呼ぶ。そして、画像の大きさは任意であるが、本実施の形態では、x方向に640画素、y方向に480画素であるとする。また、この大きさを「640×480画素」と表記する。画像内の各画素の位置は、x座標とy座標の組(x,y)により表される。すなわち、図3における照射パターン310の左上隅と右下隅の座標はそれぞれ、(0,0)と(639,479)である。
Here, a calibration target will be described.
FIG. 3 is a diagram illustrating a modification example from an input pattern to an output pattern.
For convenience of explanation, the horizontal coordinate axis of an image captured by the camera 112 is hereinafter referred to as an x-axis, and the vertical coordinate axis is referred to as a y-axis. The size of the image is arbitrary, but in the present embodiment, it is assumed that it is 640 pixels in the x direction and 480 pixels in the y direction. This size is expressed as “640 × 480 pixels”. The position of each pixel in the image is represented by a set of x and y coordinates (x, y). That is, the coordinates of the upper left corner and the lower right corner of the irradiation pattern 310 in FIG. 3 are (0, 0) and (639, 479), respectively.

図3の照射パターン310は、カメラ112により撮像された画像に対して、その画像のどの部分にレーザ光を照射すべきかを表すパターンである。したがって、照射パターン310内の位置もx座標とy座標の組(x,y)により表すことができ、照射パターン310の大きさは、カメラ112により撮像される画像と同じ640×480画素である。   The irradiation pattern 310 in FIG. 3 is a pattern that indicates which part of an image captured by the camera 112 should be irradiated with laser light. Therefore, the position in the irradiation pattern 310 can also be represented by a set of x and y coordinates (x, y), and the size of the irradiation pattern 310 is 640 × 480 pixels, which is the same as the image captured by the camera 112. .

図3の例では、照射パターン310は、画像の中心部にある、x軸に平行な太線とy軸に平行な太線が交わった白い十字形状と、背景の黒からなり、白い十字形状に相当するレーザ光を被加工物102上の部分に照射すべきことを表す。   In the example of FIG. 3, the irradiation pattern 310 is composed of a white cross shape in which the thick line parallel to the x-axis and the thick line parallel to the y-axis intersect at the center of the image, and the background black, and corresponds to the white cross-shape. This represents that the portion on the workpiece 102 should be irradiated with the laser beam.

本実施の形態では、照射パターン310は次のようにして入力部114から指示される。
まず、照明用光源111からの照明光による照明のもとで、レーザ光を照射しない状態で、被加工物102をカメラ112が撮像する。そして、画像処理部116が、撮像された画像を取り込んで表示部115に出力する。
In the present embodiment, the irradiation pattern 310 is instructed from the input unit 114 as follows.
First, the camera 112 captures an image of the workpiece 102 under the illumination by the illumination light from the illumination light source 111 without irradiating the laser beam. Then, the image processing unit 116 captures the captured image and outputs it to the display unit 115.

その後、オペレータが、表示部115に出力された画像を見て、レーザ光を照射すべき範囲を入力部114から指示する。その指示は、入力部114と制御PC113を接続するインターフェイスを介して、640×480画素の大きさの照射パターン310のデータの形で、制御PC113に与えられる。   After that, the operator looks at the image output on the display unit 115 and instructs the range to be irradiated with the laser beam from the input unit 114. The instruction is given to the control PC 113 through the interface connecting the input unit 114 and the control PC 113 in the form of data of the irradiation pattern 310 having a size of 640 × 480 pixels.

なお、照射パターン310のデータは、外部装置から制御PC113に送られてもよい。例えば、レーザ加工装置100がFPD基板等のレーザリペア装置である場合には、欠陥検査装置から照射パターン310のデータが制御PC113に送られてもよい。あるいは、レーザリペア装置が画像認識部を備え、画像認識部が画像認識処理によって欠陥の形状を認識し、認識した形状を表す照射パターン310のデータを生成して制御PC113に出力してもよい。   The data of the irradiation pattern 310 may be sent from the external device to the control PC 113. For example, when the laser processing apparatus 100 is a laser repair apparatus such as an FPD substrate, the data of the irradiation pattern 310 may be sent from the defect inspection apparatus to the control PC 113. Alternatively, the laser repair device may include an image recognition unit, and the image recognition unit may recognize the shape of the defect by image recognition processing, generate irradiation pattern 310 data representing the recognized shape, and output the data to the control PC 113.

いずれにしろ、照射パターン310のデータが制御PC113に与えられる。すると、制御PC113は、個々の微小ミラーのオンとオフをDMD106に指示するためのDMD転送用データ320を、照射パターン310から生成する。DMD転送用データ320は入力パターンを表すデータであり、DMD106に転送(すなわち送信)される。   In any case, the data of the irradiation pattern 310 is given to the control PC 113. Then, the control PC 113 generates DMD transfer data 320 for instructing the DMD 106 to turn on and off individual micromirrors from the irradiation pattern 310. The DMD transfer data 320 is data representing an input pattern, and is transferred (that is, transmitted) to the DMD 106.

DMD106では微小ミラーが2次元アレイ状に配列されており、微小ミラーの位置をu座標とv座標の組(u,v)により表すことができる。また、以下では説明を簡単にするため、画像内の画素の座標(x,y)と微小ミラーの座標(u,v)には、x=uおよびy=vの関係があるものとする。微小ミラーを適当に配置し、uv座標系の原点を適当に定めるだけで、この関係は成立するので、以下の説明の一般性は失われない。   In the DMD 106, micromirrors are arranged in a two-dimensional array, and the position of the micromirrors can be represented by a set of u coordinates and v coordinates (u, v). In the following, for the sake of simplicity, it is assumed that the coordinates (x, y) of the pixels in the image and the coordinates (u, v) of the micromirror have a relationship of x = u and y = v. Since this relationship is established only by appropriately arranging the micromirrors and appropriately determining the origin of the uv coordinate system, the generality of the following explanation is not lost.

ここで、照射パターン310と同様に、レーザ光を照射することを白で、照射しないことを黒で表すことにすると、DMD転送用データ320も、白黒2値画像として表現することができる。換言すれば、微小ミラーをオン状態にすることを示す白、または微小ミラーをオフ状態にすることを示す黒により、位置(u,v)の点を表した白黒2値画像としてDMD転送用データ320を表現することができる。   Here, similarly to the irradiation pattern 310, if the laser light irradiation is expressed in white and the non-irradiation is expressed in black, the DMD transfer data 320 can also be expressed as a monochrome binary image. In other words, DMD transfer data as a black and white binary image representing a point at position (u, v) with white indicating that the micromirror is turned on or black indicating that the micromirror is turned off. 320 can be expressed.

本実施の形態では、DMD106に800×600個の微小ミラーが配列されていると仮定する。すなわち、カメラ112が撮像した画像の画素数よりも微小ミラーの個数のほうが多い。よって、DMD転送用データ320を表す画像は、照射パターン310を表す画像の周囲を、黒いマージンで囲んだ画像となる。このようなマージンがある理由は後述する。   In the present embodiment, it is assumed that 800 × 600 micromirrors are arranged on DMD 106. That is, the number of micromirrors is larger than the number of pixels of the image captured by the camera 112. Therefore, the image representing the DMD transfer data 320 is an image in which the periphery of the image representing the irradiation pattern 310 is surrounded by a black margin. The reason for such a margin will be described later.

すなわち、照射パターン310を表す画像の位置(x,y)における色(白または黒)と、DMD転送用データ320を表す画像の、u=x、v=yなる位置(u,v)における色は等しい。そして、位置(u,v)が、u<0または640≦uまたはv<0または480≦vとなる範囲にある場合、DMD転送用データ320を表す画像の位置(u,v)における色は黒である。   That is, the color (white or black) at the position (x, y) of the image representing the irradiation pattern 310 and the color at the position (u, v) where u = x, v = y of the image representing the DMD transfer data 320. Are equal. When the position (u, v) is in a range where u <0 or 640 ≦ u or v <0 or 480 ≦ v, the color at the position (u, v) of the image representing the DMD transfer data 320 is Black.

なお、図3では、DMD転送用データ320には白い矩形状の枠線があるが、この枠線は説明の便宜上、照射パターン310に相当する640×480画素の範囲を表示したものであり、白い枠線上の微小ミラーをオン状態にすることを示すものではない。   In FIG. 3, the DMD transfer data 320 has a white rectangular frame line. For convenience of explanation, this frame line displays a range of 640 × 480 pixels corresponding to the irradiation pattern 310. It does not indicate that the minute mirror on the white frame line is turned on.

また、本実施の形態では、DMD転送用データ320において、白い枠線よりも上のマージンと下のマージンの幅が等しく、かつ右のマージンと左のマージンの幅も等しい。しかし、マージンの幅は適宜定めてよい。   In the present embodiment, in DMD transfer data 320, the margins above and below the white frame are the same, and the right margin and the left margin are also equal. However, the margin width may be determined as appropriate.

照射パターン310とDMD転送用データ320との間の上記のような関係に基づいて、制御PC113は、照射パターン310のデータからDMD転送用データ320を生成する。上記の通り、DMD転送用データ320を生成するには、制御PC113は、単に照射パターン310の周囲に黒いマージンを追加すればよい。   Based on the above relationship between the irradiation pattern 310 and the DMD transfer data 320, the control PC 113 generates DMD transfer data 320 from the irradiation pattern 310 data. As described above, in order to generate the DMD transfer data 320, the control PC 113 simply adds a black margin around the irradiation pattern 310.

そして、制御PC113内の領域設定部117は、DMD転送用データ320をDMD106に出力することによって、800×600個の微小ミラーのそれぞれに対し、オンまたはオフの指示を与える。   Then, the region setting unit 117 in the control PC 113 outputs the DMD transfer data 320 to the DMD 106, thereby giving an ON / OFF instruction to each of the 800 × 600 micromirrors.

ここで、キャリブレーションに基づく調整を行わずに、与えられたDMD転送用データ320そのものにしたがってDMD106の微小ミラーがオン状態またはオフ状態となり、レーザ発振器103からレーザ光が出射されると仮定する。   Here, it is assumed that the fine mirror of the DMD 106 is turned on or off according to the given DMD transfer data 320 itself without performing adjustment based on calibration, and the laser light is emitted from the laser oscillator 103.

この場合、一般には、被加工物102上に照射されたレーザ光のパターンは、所望の照射パターン310とは異なる。なぜなら、レーザ加工装置100の光学系および/または撮像系にはずれや歪みがあるためである。   In this case, generally, the pattern of the laser light irradiated onto the workpiece 102 is different from the desired irradiation pattern 310. This is because the optical system and / or the imaging system of the laser processing apparatus 100 has a deviation or distortion.

例えば、ミラーやレンズが歪んでいたり、レーザ加工装置100の各構成要素の取り付け位置がずれていたり、取り付け角度がずれて本来の角度から回転して取り付けられた部品があったりするかもしれない。   For example, the mirror or the lens may be distorted, the mounting position of each component of the laser processing apparatus 100 may be shifted, or the mounting angle may be shifted and there may be a component that is mounted by rotating from the original angle.

図3のライブ画像330は、そのように、所望の照射パターン310とは異なるパターンが被加工物102上に照射された場合に、カメラ112によって撮像される画像の例である。したがって、ライブ画像330上の位置も、xy座標系により表すことができ、ライブ画像330の大きさは640×480画素である。   A live image 330 in FIG. 3 is an example of an image captured by the camera 112 when a pattern different from the desired irradiation pattern 310 is irradiated onto the workpiece 102 as described above. Therefore, the position on the live image 330 can also be represented by the xy coordinate system, and the size of the live image 330 is 640 × 480 pixels.

図3のライブ画像330では、レーザ光が実際に照射された部分が白で、照射されなかった部分が黒で表されている。ライブ画像330を照射パターン310と比較すると、白い十字形状がx軸のプラス方向に移動し、さらに、反時計回りに約15度回転している。照射パターン310からライブ画像330への変形は、実際には、このような平行移動(シフト)と回転だけではなく、拡大・縮小すなわちスケール変換や、剪断ひずみ等の形状の歪みを含むこともある。   In the live image 330 of FIG. 3, the portion actually irradiated with the laser light is represented in white, and the portion not irradiated is represented in black. When the live image 330 is compared with the irradiation pattern 310, the white cross shape moves in the positive direction of the x axis, and further rotates about 15 degrees counterclockwise. Deformation from the irradiation pattern 310 to the live image 330 actually includes not only such translation (shift) and rotation, but also enlargement / reduction, that is, scale conversion, and distortion of a shape such as shear strain. .

したがって、このような変形を防ぐために、キャリブレーションを行い、キャリブレーションの結果に基づいて、レーザ光の照射を調整する必要がある。
本実施の形態では、レーザ加工装置100に存在するずれや歪みに起因する上記のような照射パターンの変形を、一種の変換の結果であると見なし、その変換を数学的にモデル化している。
Therefore, in order to prevent such deformation, it is necessary to perform calibration and adjust the laser light irradiation based on the result of the calibration.
In the present embodiment, the above-described deformation of the irradiation pattern caused by deviation or distortion existing in the laser processing apparatus 100 is regarded as a result of a kind of conversion, and the conversion is mathematically modeled.

次に、その数学的にモデル化された変換を表すパラメータをキャリブレーションにより取得し、取得したパラメータに基づいて調整する処理について説明する。
まず、キャリブレーション方法について説明する。
Next, a description will be given of a process of acquiring parameters representing the mathematically modeled transformation by calibration and adjusting based on the acquired parameters.
First, the calibration method will be described.

制御PC113が領域設定部117に対して、図2に示すような面積の異なる数点の図形から構成されるキャリブレーションパターンを与える。面積がそれぞれ異なることにより、画像処理による領域設定部117に与えるキャリブレーションパターンと感光体の表面に焼き付けられたキャリブレーションパターンの図形間の識別を容易にする。したがって、キャリブレーションパターンは、3点それぞれの区別がつくのであればどのような形状パターンでもよい。   The control PC 113 gives the area setting unit 117 a calibration pattern composed of several figures having different areas as shown in FIG. Different areas facilitate the identification between the calibration pattern given to the region setting unit 117 by image processing and the figure of the calibration pattern printed on the surface of the photoreceptor. Therefore, the calibration pattern may be any shape pattern as long as the three points can be distinguished.

次に、カメラ112により感光体の表面に焼き付けられたキャリブレーションパターンを撮像する。画像処理部116は、取得されたキャリブレーションパターン画像から各図形の重心位置と面積を検出する。同様に、画像処理部116は、領域設定部117に与えたキャリブレーションパターン画像から各図形の重心位置と面積を検出する。   Next, the calibration pattern burned onto the surface of the photoconductor is imaged by the camera 112. The image processing unit 116 detects the centroid position and area of each figure from the acquired calibration pattern image. Similarly, the image processing unit 116 detects the barycentric position and area of each figure from the calibration pattern image given to the region setting unit 117.

そして、領域設定部117に与えたキャリブレーションパターンからの3点と、感光体の表面に焼き付けたキャリブレーションパターンからの3点の位置関係をもとに、領域設定部117から感光体表面間の変換行列を作成する。   Then, based on the positional relationship between the three points from the calibration pattern given to the region setting unit 117 and the three points from the calibration pattern burned on the surface of the photosensitive member, the region setting unit 117 transfers the distance between the photosensitive member surfaces. Create a transformation matrix.

変換行列は次にようにして作成する。
すなわち、領域設定部117によりONされるミラー位置をミラー座標値、レーザ光源103により感光体表面に焼き付けられる上記ミラー位置に対応した位置を照射座標値とする。
The transformation matrix is created as follows.
That is, a mirror position turned on by the region setting unit 117 is a mirror coordinate value, and a position corresponding to the mirror position burned on the surface of the photosensitive member by the laser light source 103 is an irradiation coordinate value.

そして、次の2ステップにより変換行列を求める。
まず、第1のステップとして、数点のミラー座標値とそれに対応する数点の照射座標値を求める。
Then, a conversion matrix is obtained by the following two steps.
First, as a first step, several mirror coordinate values and corresponding irradiation coordinate values are obtained.

DMD106は、領域設定部117にDMD106上の全微小ミラーのON、OFFに1対1対応した所定の2次元の2値画像を与えることで調整することが可能である。そこで、図2に示したような、位置と面積の異なる数点の図形を含む2値画像を領域設定部117に渡すことでDMD106が形成するパターンの形状を調整する。そして、レーザ光源103から空間変調されたレーザ光を照射することで、感光体表面に2値画像に対応したパターンの焼付けを実行する。カメラ112により焼き付けられたパターンを含む感光体表面の画像を撮像する。領域設定部117に与える2値画像と感光体表面に焼き付けられたパターン画像を画像処理部116に渡し、キャリブレーションパターン座標検出処理を実行する。   The DMD 106 can be adjusted by providing the region setting unit 117 with a predetermined two-dimensional binary image that has a one-to-one correspondence with ON and OFF of all the micromirrors on the DMD 106. Therefore, the shape of the pattern formed by the DMD 106 is adjusted by passing a binary image including several figures having different positions and areas as shown in FIG. 2 to the region setting unit 117. The laser light source 103 irradiates a spatially modulated laser beam, thereby printing a pattern corresponding to the binary image on the surface of the photoreceptor. An image of the surface of the photoreceptor including the pattern printed by the camera 112 is taken. The binary image given to the region setting unit 117 and the pattern image printed on the surface of the photosensitive member are transferred to the image processing unit 116, and calibration pattern coordinate detection processing is executed.

図4は、キャリブレーションパターン座標検出処理の流れを示すフローチャートである。
ステップS401において、感光体表面に焼き付けられたパターン画像に対し画像処理部116は、白をパターン、黒を背景とした2値化を実行する。2値化の方法としては、浮動二値化処理など、周知の方法を用いればよい。領域設定部117に与えられた2値画像も、白をパターン、黒を背景として作成される。
FIG. 4 is a flowchart showing the flow of calibration pattern coordinate detection processing.
In step S401, the image processing unit 116 performs binarization on the pattern image printed on the surface of the photosensitive member with white as a pattern and black as a background. As a binarization method, a known method such as a floating binarization process may be used. The binary image given to the region setting unit 117 is also created with white as a pattern and black as a background.

そして、ステップS402において、2値化した画像に対して収縮処理を施した後に膨張処理を施し、パターンについての前景二値化画像を得る。収縮処理は、背景の領域を収縮させる処理であり、この収縮処理により線幅が所定の幅以下の部分は消去される。そして、収縮処理で残ったパターンの領域について、膨張処理によって元の大きさの領域に戻すことになる。   In step S402, the binarized image is subjected to a contraction process and then an expansion process to obtain a foreground binarized image for the pattern. The shrinking process is a process of shrinking the background area, and the shrinking process erases a portion whose line width is equal to or smaller than a predetermined width. Then, the area of the pattern remaining in the contraction process is returned to the original size area by the expansion process.

ステップS403では、膨張・収縮処理を施した2値化画像の孤立領域をラベリングする。ラベリングの方法は任意であり、周知の方法を適用すればよい。
次に、ステップS404において、各パターンの重心位置を算出し、ステップS405において、各パターンの面積を算出する。そして、ステップS406において、ステップS405で算出した面積の大きさでソートすることにより、領域設定部117に与えられた2値画像上の数点のパターンと、感光体表面に焼き付けられた数点のパターンをおのおの対応させる。例えば、領域設定部117に与えられた2値画像上の数点のパターンのうち、面積が最大のパターンと、感光体表面に焼き付けられた数点のパターンのうち、面積が最大のパターンは対応するものとみなす。
In step S403, an isolated region of the binarized image that has been subjected to the expansion / contraction process is labeled. The labeling method is arbitrary, and a known method may be applied.
Next, in step S404, the barycentric position of each pattern is calculated, and in step S405, the area of each pattern is calculated. Then, in step S406, by sorting by the size of the area calculated in step S405, several patterns on the binary image given to the region setting unit 117 and several points burned on the surface of the photoreceptor are obtained. Make each pattern correspond. For example, among the several patterns on the binary image given to the region setting unit 117, the pattern with the largest area corresponds to the pattern with the largest area among the several patterns printed on the surface of the photoconductor. It is considered to be.

このようにして、領域設定部117に与えられた2値画像上の数点のパターンと、感光体表面に焼き付けられた数点のパターンの対応関係を取得する。
次に、第2のステップとして、数点のミラー座標値とそれに対応する数点の照射座標値をもとにアフィン変換行列を求める。
In this way, the correspondence between several patterns on the binary image given to the area setting unit 117 and several patterns printed on the surface of the photoreceptor is acquired.
Next, as a second step, an affine transformation matrix is obtained based on several mirror coordinate values and several corresponding irradiation coordinate values.

例えば、図3において、DMD転送用データ320は、マージン以外は照射パターン310と同じである。よって、照射パターン310は事実上、DMD106に指定される入力パターンと言える。そして、ライブ画像330は、その入力パターンに対応して、何も調整されずに変形を受けたレーザ光が被加工物102上に照射される場合に画像に生じる出力パターンである。したがって、照射パターン310からライブ画像330への変形は、上記入力パターンから上記出力パターンへの変換によるものと見なせる。   For example, in FIG. 3, the DMD transfer data 320 is the same as the irradiation pattern 310 except for the margin. Therefore, it can be said that the irradiation pattern 310 is effectively an input pattern designated for the DMD 106. The live image 330 is an output pattern generated in an image when the workpiece 102 is irradiated with laser light that is deformed without any adjustment corresponding to the input pattern. Therefore, the deformation from the irradiation pattern 310 to the live image 330 can be considered as a result of conversion from the input pattern to the output pattern.

本実施の形態では、この変換が変換行列Tにより表されるアフィン変換であるという数学的モデルを採用する。すなわち、変換行列Tの各要素が、キャリブレーションにおいて算出すべき変換パラメータである。   In the present embodiment, a mathematical model is adopted in which this transformation is an affine transformation represented by a transformation matrix T. That is, each element of the transformation matrix T is a transformation parameter to be calculated in calibration.

上述のごとく、入力パターンと出力パターンはいずれもxy座標系で表すことができ、また、常にu=xかつv=yであるから、uv座標系とxy座標系を同一視しても、変換パラメータの算出には問題がない。   As described above, both the input pattern and the output pattern can be expressed in the xy coordinate system. Since u = x and v = y are always set, even if the uv coordinate system and the xy coordinate system are regarded as the same, conversion is possible. There is no problem in parameter calculation.

すなわち、本実施の形態における数学的モデルは、「DMD転送用データ320における座標(u,v)と等しい照射パターン310における照射座標(x,y)が、アフィン変換を表す変換行列Tによって、ライブ画像330におけるミラー座標(x’,y’)に変換される」というものである。   That is, the mathematical model in the present embodiment indicates that “the irradiation coordinates (x, y) in the irradiation pattern 310 equal to the coordinates (u, v) in the DMD transfer data 320 are live by the transformation matrix T representing the affine transformation. It is converted into mirror coordinates (x ′, y ′) in the image 330 ”.

この数学的モデルを数式で表すと下記の通りである。

This mathematical model is expressed as follows:

ここで、アフィン変換行列をTとすると

となる。
Here, if the affine transformation matrix is T,

It becomes.

このアフィン変換行列Tは、DMD画像上の任意の位置からレーザ照射画像上の一意の位置への変換を表すものである。そこで、DMD画像に対し、一度、逆変換行列T´で変換することにより、DMD画像に設定した任意の画像形状と同様のレーザ照射を実行することが可能となる。   This affine transformation matrix T represents a transformation from an arbitrary position on the DMD image to a unique position on the laser irradiation image. Therefore, once the DMD image is converted by the inverse transformation matrix T ′, it is possible to execute laser irradiation similar to an arbitrary image shape set in the DMD image.

次に、上述のようなキャリブレーションパターンを用いて変換行列Tを算出する処理について説明する。
図5は、第1の実施の形態における変換パラメータとしての変換行列Tの算出手順を示すフローチャートである。
Next, a process for calculating the transformation matrix T using the calibration pattern as described above will be described.
FIG. 5 is a flowchart showing a procedure for calculating a transformation matrix T as a transformation parameter in the first embodiment.

まず、ステップS401において、制御PC113は、例えば図2に例示したようなキャリブレーションパターンを作成し、領域設定部117に出力する。なお、制御PC113は、キャリブレーションパターンを作成する代わりに、予め記憶部119に格納されたキャリブレーションパターンを読み出してもよい。   First, in step S <b> 401, the control PC 113 creates a calibration pattern as exemplified in FIG. 2 and outputs it to the region setting unit 117. Note that the control PC 113 may read a calibration pattern stored in advance in the storage unit 119 instead of creating a calibration pattern.

そして、ステップS402において、ステップS401で作成されたキャリブレーションパターンを、DMD106に入力パターンとして指定する。
次に、ステップS403において、制御PC113は、キャリブレーションパターンのデータから座標を取得する。例えば、図2の(1)のキャリブレーションパターンの場合、制御PC113は、画像処理部116で実行する画像認識処理により、キャリブレーションパターンから4つの円を認識し、認識した4つの円の中心(すなわち重心)の座標をそれぞれ算出して取得する。これら4つの座標を、座標a、b、c、dとする。
In step S402, the calibration pattern created in step S401 is designated as an input pattern to the DMD 106.
In step S403, the control PC 113 acquires coordinates from calibration pattern data. For example, in the case of the calibration pattern of (1) in FIG. 2, the control PC 113 recognizes four circles from the calibration pattern by the image recognition processing executed by the image processing unit 116, and the centers of the recognized four circles ( That is, the coordinates of the center of gravity) are calculated and acquired. These four coordinates are set as coordinates a, b, c, and d.

そして、ステップS404において、レーザ光を照射する。すなわち、キャリブレーションパターンにしたがって微小ミラーのオン状態とオフ状態を切り替えるように、領域設定部117がDMD106を制御する。それにより、レーザ光源103から出射されたレーザ光が、キャリブレーションパターンにしたがって空間変調され、DMD106を介して感光体の表面に投影される(すなわち照射される)。   In step S404, laser light is irradiated. That is, the region setting unit 117 controls the DMD 106 so as to switch between the on state and the off state of the micromirror according to the calibration pattern. As a result, the laser light emitted from the laser light source 103 is spatially modulated according to the calibration pattern and projected (that is, irradiated) onto the surface of the photoconductor via the DMD 106.

続いて、ステップS405において、カメラ112が感光体を撮像し、制御PC113によって撮像された画像のデータをカメラ112から取り込む(すなわちキャプチャする)。この画像には、キャリブレーションパターンに対応する出力パターンが存在する。   Subsequently, in step S405, the camera 112 images the photoconductor, and captures (that is, captures) image data captured by the control PC 113 from the camera 112. This image has an output pattern corresponding to the calibration pattern.

次に、ステップS406において、制御PC113は、ステップS405で取り込んだ画像の出力パターンから、4点a´、b´、c´、d´の座標を以下のようにして取得する。   Next, in step S406, the control PC 113 acquires the coordinates of the four points a ′, b ′, c ′, and d ′ from the image output pattern captured in step S405 as follows.

すなわち、制御PC113は、まず取り込んだ画像を白黒2値画像に変換する。この2値化は、例えば各画素の輝度値と閾値との比較に基づいて行われる。変換された白黒2値画像において、白い領域はレーザ光が照射された領域部分であり、黒い領域はレーザ光が照射されなかった領域である。そして、制御PC113は、変換された白黒2値画像を使って、以下の処理を行う。
That is, the control PC 113 first converts the captured image into a monochrome binary image. This binarization is performed, for example, based on a comparison between the luminance value of each pixel and a threshold value. In the converted black and white binary image, the white area is the area irradiated with the laser beam, and the black area is the area not irradiated with the laser beam. The control PC 113 performs the following processing using the converted monochrome binary image.

例えば、図2の(1)のキャリブレーションパターンが使われる場合、制御PC113は、画像認識処理により、円または楕円に近い形状の存在および位置を認識する。その結果、4つの形状が認識される。図2の(1)のキャリブレーションパターンの例では、4つの円の面積が小さい順に、それぞれ点a、b、c、dに対応しているとする。したがって、制御PC113は、認識した4つの形状の面積を算出し、その面積が小さい順にそれぞれ形状を点a´、b´、c´、d´に対応づける。さらに制御PC113は、認識した4つの形状それぞれの重心の座標を算出し、それら4つの座標を4点a´、b´、c´、d´の座標として取得する。   For example, when the calibration pattern (1) in FIG. 2 is used, the control PC 113 recognizes the presence and position of a shape close to a circle or an ellipse through image recognition processing. As a result, four shapes are recognized. In the example of the calibration pattern of (1) in FIG. 2, it is assumed that the four circles correspond to points a, b, c, and d in ascending order of area. Therefore, the control PC 113 calculates the areas of the four recognized shapes, and associates the shapes with the points a ′, b ′, c ′, and d ′ in ascending order of the areas. Further, the control PC 113 calculates the coordinates of the center of gravity of each of the four recognized shapes, and acquires these four coordinates as the coordinates of four points a ′, b ′, c ′, and d ′.

続いて、ステップS407において、制御PC113は、上述したような変換行列Tを算出する。そして、作成した変換行列Tのデータを、RAMまたはハードディスク等の記憶部119に格納する。   Subsequently, in step S407, the control PC 113 calculates the conversion matrix T as described above. Then, the data of the created transformation matrix T is stored in a storage unit 119 such as a RAM or a hard disk.

次に、第1の実施の形態における調整方法を説明する。
図6は、調整方法を説明するための図である。
図6に示す照射パターン310とDMD転送用データ320は、図3に示したものと同様である。また、図6は、図3と同様の変換行列Tを用いて説明する図である。
Next, the adjustment method in the first embodiment will be described.
FIG. 6 is a diagram for explaining the adjustment method.
The irradiation pattern 310 and the DMD transfer data 320 shown in FIG. 6 are the same as those shown in FIG. FIG. 6 is a diagram for explaining using the same transformation matrix T as in FIG.

第1の実施の形態では、図2の制御PC113が、既に算出して記憶部119に格納済みの変換行列Tと逆変換行列T´を読み出す。なお、逆変換行列T´は、変換行列Tの逆行列(=T-1)として算出される。すなわち、逆変換行列T´は、変換パラメータとしての変換行列Tによる変換の逆変換を表す逆変換パラメータである。なお、逆変換行列T´のデータも、記憶部119に格納されている。 In the first embodiment, the control PC 113 in FIG. 2 reads the transformation matrix T and the inverse transformation matrix T ′ that have already been calculated and stored in the storage unit 119. Note that the inverse transformation matrix T ′ is calculated as an inverse matrix (= T −1 ) of the transformation matrix T. That is, the inverse transformation matrix T ′ is an inverse transformation parameter that represents the inverse transformation of the transformation by the transformation matrix T as the transformation parameter. Note that the data of the inverse transformation matrix T ′ is also stored in the storage unit 119.

また、制御PC113は、入力部114から照射パターン310を受け取り、DMD転送用データ320を生成する。さらに、DMD転送用データ320を逆変換行列T´によって変換してDMD転送用データ621を生成し、領域設定部117に出力する。   In addition, the control PC 113 receives the irradiation pattern 310 from the input unit 114 and generates DMD transfer data 320. Further, the DMD transfer data 320 is converted by the inverse transformation matrix T ′ to generate DMD transfer data 621, which is output to the region setting unit 117.

そして、領域設定部117は、DMD転送用データ621をDMD106への入力パターンとして指定し、DMD106を制御する。すなわち、制御PC113は、領域設定部117を介して、DMD106に入力パターンとしてDMD転送用データ621を指定する機能を有する。   Then, the area setting unit 117 specifies the DMD transfer data 621 as an input pattern to the DMD 106 and controls the DMD 106. That is, the control PC 113 has a function of designating DMD transfer data 621 as an input pattern to the DMD 106 via the area setting unit 117.

図6に示した例では、図3と同様に、変換行列Tは、x軸のプラス方向への移動と、反時計回りの約15度の回転とを合成した変換を表す。したがって、図6において、逆変換行列T´により変換されたDMD転送用データ621は、DMD転送用データ320のパターンを時計回りに約15度回転させ、x軸のマイナス方向に移動したパターンである。   In the example shown in FIG. 6, as in FIG. 3, the transformation matrix T represents a transformation obtained by combining the movement of the x axis in the plus direction and the rotation of about 15 degrees counterclockwise. Therefore, in FIG. 6, the DMD transfer data 621 converted by the inverse conversion matrix T ′ is a pattern obtained by rotating the pattern of the DMD transfer data 320 about 15 degrees clockwise and moving in the minus direction of the x axis. .

そして、欠陥を修正するために、レーザ光源103からレーザ光が出射されと、そのレーザ光は、DMD転送用データ621が入力パターンとして指定されたDMD106を介して被加工物102上に照射される。本実施の形態では、ここでカメラ112が被加工物102を撮像し、カメラ112から画像を取り込む。こうして取り込まれた画像が図6のライブ画像631である。   In order to correct the defect, when laser light is emitted from the laser light source 103, the laser light is irradiated onto the workpiece 102 through the DMD 106 in which the DMD transfer data 621 is designated as an input pattern. . In this embodiment mode, the camera 112 captures an image of the workpiece 102 and captures an image from the camera 112. The captured image is the live image 631 in FIG.

図6に示したように、ライブ画像631に現れる出力パターンは、逆変換行列T´による変形と変換行列Tによる変形が相殺されるため、照射パターン310と等しいパターンとなる。   As shown in FIG. 6, the output pattern appearing in the live image 631 is the same pattern as the irradiation pattern 310 because the deformation by the inverse transformation matrix T ′ and the deformation by the transformation matrix T are offset.

このように、ライブ画像631上の出力パターンが照射パターン310と等しいということは、制御PC113による調整によって、加工すべき位置に加工すべき形状で正しくレーザ光が照射され、その正しい照射がライブ画像631として撮像されたということである。   Thus, the fact that the output pattern on the live image 631 is equal to the irradiation pattern 310 means that the adjustment by the control PC 113 correctly irradiates the laser beam in the shape to be processed at the position to be processed, and the correct irradiation is the live image. 631 was picked up.

なお、DMD転送用データ320とDMD転送用データ621を比較すると分かるように、逆変換行列T´による変換の結果、微小ミラーをオン状態とすべきことを示す白い部分が、DMD転送用データ621においては、u<0または640≦uまたはv<0または480≦vの範囲にはみ出す可能性がある。そのため、本実施の形態では、照射パターン310を表す画像の画素数(例えば640×480画素)よりも多い(例えば800×600個の)微小ミラーを備えたDMD106が用いられる。この場合、図3や図6に示すように、DMD106に指定される入力パターンであるDMD転送用データ320を表す画像は、照射パターン310を表す画像の周りを黒い(すなわち光を照射しないことを示す)マージンで囲んだ画像である。   As can be seen from a comparison between the DMD transfer data 320 and the DMD transfer data 621, the white portion indicating that the micromirror should be turned on as a result of the conversion by the inverse conversion matrix T ′ is the DMD transfer data 621. , There is a possibility that it falls outside the range of u <0 or 640 ≦ u or v <0 or 480 ≦ v. For this reason, in the present embodiment, the DMD 106 having a minute mirror (for example, 800 × 600 pixels) larger than the number of pixels (for example, 640 × 480 pixels) of the image representing the irradiation pattern 310 is used. In this case, as shown in FIGS. 3 and 6, the image representing the DMD transfer data 320 that is the input pattern designated by the DMD 106 is black around the image representing the irradiation pattern 310 (that is, no light is irradiated). This is an image surrounded by a margin.

以上が本発明を適用した第1の実施の形態の説明である。
本実施の形態によれば、実際に加工に用いるレーザ光とDMD106との間でキャリブレーションを実行するので、従来のガイド光とのキャリブレーションに比較して高精度なレーザ加工が可能となる。
The above is the description of the first embodiment to which the present invention is applied.
According to the present embodiment, since calibration is performed between the laser light actually used for processing and the DMD 106, high-precision laser processing is possible as compared with the calibration with the conventional guide light.

次に、本発明を適用した第2の実施の形態を説明する。
(第2の実施の形態)
第2の実施の形態は、第1の実施の形態で実行した処理の後に、欠陥修正のための加工で用いるレーザ光照射の予定位置を、表示部115に表示する実施の形態である。
Next, a second embodiment to which the present invention is applied will be described.
(Second Embodiment)
In the second embodiment, after the processing executed in the first embodiment, a planned position of laser light irradiation used in processing for defect correction is displayed on the display unit 115.

図7は、第2の実施の形態を説明するための図である。
すなわち、第1の実施の形態のようにして調整されたレーザ光の照射前に、被加工物102の表面をカメラ112により撮像する。そして、撮像された画像上に、例えば図7の(1)のようにパターン701が形成された被加工物102の画像にレーザ光が照射される領域702を重畳させた状態で表示部115上に表示する。ここで、レーザ光の照射予定の領域702は、図7の(2)のように外枠でもよいし、(3)のように塗りつぶしてもよいし、(4)のように半透明で重畳させてもよい。
FIG. 7 is a diagram for explaining the second embodiment.
That is, the surface of the workpiece 102 is imaged by the camera 112 before irradiation with the laser light adjusted as in the first embodiment. Then, on the captured image, the region 702 irradiated with the laser light is superimposed on the image of the workpiece 102 on which the pattern 701 is formed as shown in FIG. To display. Here, the region 702 to be irradiated with the laser beam may be an outer frame as shown in (2) of FIG. 7, may be painted as shown in (3), or is semitransparent and overlapped as shown in (4). You may let them.

このように、表示部115上に照射予定領域を表示させるので、従来のようなガイド光用の光源を構成に追加する必要がない。
次に、本発明を適用した第3の実施の形態を説明する。
Thus, since the irradiation planned area is displayed on the display unit 115, it is not necessary to add a light source for guide light as in the conventional case to the configuration.
Next, a third embodiment to which the present invention is applied will be described.

(第3の実施の形態)
第3の実施の形態は、第1の実施の形態の構成に、ガイド光として利用するための光源が追加されている。
図8は、第3の実施の形態におけるレーザ加工装置の構成を示す図である。
(Third embodiment)
In the third embodiment, a light source to be used as guide light is added to the configuration of the first embodiment.
FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration of a laser processing apparatus according to the third embodiment.

レーザ加工装置800は、図1を用いて説明したレーザ加工装置100に加え、さらに、ガイド用のLED(Light Emitting Diode;発光ダイオード)光源801を備える。LED光源801から照射された光(以下「ガイド光」という)は、ハーフミラー802で反射され、ミラー105に入射する。このガイド光は、オペレータに対しレーザ加工位置を予め示すために用いられる。   The laser processing apparatus 800 includes a guide LED (Light Emitting Diode) light source 801 in addition to the laser processing apparatus 100 described with reference to FIG. Light emitted from the LED light source 801 (hereinafter referred to as “guide light”) is reflected by the half mirror 802 and enters the mirror 105. This guide light is used to indicate in advance the laser processing position to the operator.

ここで、レーザ光源103とハーフミラー802とLED光源801は、ハーフミラー802を透過したレーザ光と、ハーフミラー802で反射されたガイド光との光軸が一致するように配置されている。したがって、ハーフミラー802で反射した後のガイド光の光路は、レーザ光源103からのレーザ光の光路と同じであり、レーザ光と同様ガイド光も被加工物102に照射される。   Here, the laser light source 103, the half mirror 802, and the LED light source 801 are arranged so that the optical axes of the laser light transmitted through the half mirror 802 and the guide light reflected by the half mirror 802 coincide. Therefore, the optical path of the guide light after being reflected by the half mirror 802 is the same as the optical path of the laser light from the laser light source 103, and the workpiece 102 is irradiated with the guide light as well as the laser light.

このガイド光とレーザ光は同じ光路を辿るが、同焦調整が実行されない場合、被加工物102の表面上で微妙なズレを有する。そのため、特許文献1に開示したような従来のガイド光によるキャリブレーションを実行した後にレーザ光で加工すると、微妙にずれて加工されることとなる。   The guide light and the laser light follow the same optical path, but have a slight deviation on the surface of the workpiece 102 when the in-focus adjustment is not executed. For this reason, if processing is performed with laser light after performing calibration using conventional guide light as disclosed in Patent Document 1, processing is performed with a slight shift.

本実施の形態では、ガイド光とレーザ光との間でキャリブレーションを実行することにより、高精度なレーザ加工を実行する。
すなわち、レーザ光が入力パターンの形状で被加工物102に照射されることを確認するために、ガイド光とレーザ光が辿る同じ光路を構成する光学系を介して、被加工物102に照射されるガイド光を、キャリブレーションパターンの形状に成形させて感光体に照射し、ガイド光が照射された感光体の画像を撮像する。そして、撮像された画像のガイド光痕の形状とレーザ痕の形状とのズレ値を算出し、第1の実施の形態と同様にして算出したレーザ痕の形状とキャリブレーションパターンの形状とのズレ値と、ガイド光痕の形状とレーザ痕の形状とのズレ値とに基づいて、変換パラメータを算出する。
In the present embodiment, highly accurate laser processing is performed by executing calibration between the guide light and the laser light.
That is, in order to confirm that the laser beam is irradiated to the workpiece 102 in the shape of the input pattern, the workpiece 102 is irradiated via an optical system that constitutes the same optical path that the guide light and the laser beam follow. The guide light is shaped into the shape of a calibration pattern and irradiated to the photosensitive member, and an image of the photosensitive member irradiated with the guide light is taken. Then, a deviation value between the shape of the guide light mark and the shape of the laser mark in the captured image is calculated, and the difference between the shape of the laser mark and the shape of the calibration pattern calculated in the same manner as in the first embodiment. The conversion parameter is calculated based on the value and the deviation value between the shape of the guide light trace and the shape of the laser mark.

図9は、第3の実施の形態におけるガイド光とレーザ光のキャリブレーションを説明するための図である。
まず、DMD106にキャリブレーションパターンを調整した状態で、ガイド光(白)とレーザ光(黒)で被加工物102の表面に対し光を照射した画像をそれぞれ取得する(図9の(5))。
FIG. 9 is a diagram for explaining calibration of guide light and laser light in the third embodiment.
First, images obtained by irradiating the surface of the workpiece 102 with light with guide light (white) and laser light (black) with the calibration pattern adjusted on the DMD 106 are acquired ((5) in FIG. 9). .

次に、取得された画像に対し、第1の実施の形態で用いた方法により、各キャリブレーションパターンの座標を取得する(図9の(1)、(2))。その取得されたキャリブレーションパターン座標により、ガイド光とレーザ光間の対応関係を変換行列T2として取得する(図9の(6))。   Next, the coordinates of each calibration pattern are acquired for the acquired image by the method used in the first embodiment ((1) and (2) in FIG. 9). Based on the acquired calibration pattern coordinates, the correspondence between the guide light and the laser light is acquired as a conversion matrix T2 ((6) in FIG. 9).

次に、第1の実施の形態に記載の方法で、DMD106とガイド光間の対応関係を変換行列T1として取得する(図9の(3)、(4))。DMD106に調整するマスク画像に対し(図9の(8))、変換行列T1をかけることで、ガイド光が被加工面に照射されている状態をシミュレートすることが可能である(図9の(9))。さらに、変換行列T2をかけることで、レーザ光が被加工面に照射されている状態をシミュレートすることが可能である(図9の(10))。   Next, the correspondence relationship between the DMD 106 and the guide light is acquired as a transformation matrix T1 by the method described in the first embodiment ((3) and (4) in FIG. 9). By applying the transformation matrix T1 to the mask image to be adjusted to the DMD 106 ((8) in FIG. 9), it is possible to simulate a state in which the processing target is irradiated with the guide light (FIG. 9). (9)). Furthermore, by applying the transformation matrix T2, it is possible to simulate the state in which the laser beam is irradiated on the processing surface ((10) in FIG. 9).

そして、変換行列T1に変換行列T2をかけた状態を変換行列Tとして計算することで、レーザ光を照射せず、ガイド光だけで、DMD106とレーザ光間のキャリブレーションを実行することが可能となる。   Then, by calculating the conversion matrix T2 by multiplying the conversion matrix T1 by the conversion matrix T2, it is possible to execute calibration between the DMD 106 and the laser light using only the guide light without irradiating the laser light. Become.

なお、上述とは逆に、ガイド光をレーザ光からシミュレートしてもよい。
次に、本発明を適用した第4の実施の形態を説明する。
(第4の実施の形態)
In contrast to the above, the guide light may be simulated from laser light.
Next, a fourth embodiment to which the present invention is applied will be described.
(Fourth embodiment)

第4の実施の形態は、上述の第3の実施の形態と同様の構成のレーザ加工装置で実行される。
上述した第3の実施の形態のように、ガイド光を用いる構成の場合、DMD106上での回折角の影響によってガイド光とレーザ加工形状に位置ずれが生じる。そのため、オペレータが表示部115などで加工位置を確認する際、ガイド光が実際の加工位置よりずれて見えることがある。
The fourth embodiment is executed by a laser processing apparatus having the same configuration as that of the above-described third embodiment.
In the case of the configuration using guide light as in the third embodiment described above, the guide light and the laser processing shape are displaced due to the influence of the diffraction angle on the DMD 106. For this reason, when the operator confirms the machining position on the display unit 115 or the like, the guide light may appear to deviate from the actual machining position.

そこで、本第4の実施の形態では、加工前にガイド光用のマスクパターンをDMD106に設定し、加工用マスクパターンを加工直前にDMD106に設定する。これにより、ガイド光とレーザ加工位置の見た目のずれを無くすことが可能となる。   Therefore, in the fourth embodiment, a guide light mask pattern is set in the DMD 106 before processing, and a processing mask pattern is set in the DMD 106 immediately before processing. This makes it possible to eliminate the apparent shift between the guide light and the laser processing position.

すなわち、ステージ制御部118からの指示で被加工物102が載置したステージ101を制御することにより、被加工物102を加工位置に移動後、被加工物102の表面を撮像する。そして、画像処理部116で実行する画像処理により加工可能領域以外をマスクするマスク画像を作成する。次に、ガイド光とレーザ加工痕により作成された変換行列により、ガイド光用マスクと加工用マスクを作成する。   That is, by controlling the stage 101 on which the workpiece 102 is placed in accordance with an instruction from the stage control unit 118, the surface of the workpiece 102 is imaged after the workpiece 102 is moved to the machining position. Then, a mask image that masks areas other than the processable region is created by image processing executed by the image processing unit 116. Next, a guide light mask and a processing mask are created by a conversion matrix created by the guide light and the laser processing trace.

そして、作成されたガイド光用マスクをDMD106に調整する。すると、ガイド光用のマスクは調整されているので、表示部115上にズレのない状態でのガイド光が被加工物102の加工位置を示すことになる。   Then, the prepared guide light mask is adjusted to the DMD 106. Then, since the mask for the guide light is adjusted, the guide light in a state where there is no deviation on the display unit 115 indicates the processing position of the workpiece 102.

そして、レーザ光の発射準備がOKになると、加工用マスクをDMD106に調整し、レーザ照射後、ガイド光用マスクをDMD106に調整することで、加工位置の精度を確認することも可能となる。   When the laser beam emission preparation is OK, the processing mask is adjusted to the DMD 106, and after the laser irradiation, the guide light mask is adjusted to the DMD 106, so that the accuracy of the processing position can be confirmed.

次に、本発明を適用した第5の実施の形態を説明する。
(第5の実施の形態)
図10は、第5の実施の形態を説明するための図である。
Next, a fifth embodiment to which the present invention is applied will be described.
(Fifth embodiment)
FIG. 10 is a diagram for explaining the fifth embodiment.

上述の各実施の形態においては、精度良くキャリブレーションを実行するために、キャリブレーションパターンを照射する領域1002(図10の(1))にパターン1001などの照射形状を歪める障害物が存在しないことが望ましい。パターン1001などの3次元物体上にレーザ光を照射すると(図10の(2))、カメラ112により撮像されるキャリブレーションパターン画像の加工状態が、不均一で歪んだ状態となってしまう。   In each of the above-described embodiments, there is no obstacle that distorts the irradiation shape such as the pattern 1001 in the region 1002 (FIG. 10 (1)) to which the calibration pattern is irradiated in order to execute calibration with high accuracy. Is desirable. When laser light is irradiated onto a three-dimensional object such as the pattern 1001 ((2) in FIG. 10), the processing state of the calibration pattern image captured by the camera 112 becomes uneven and distorted.

このような画像は、キャリブレーションパターンが不均一で歪んだ状態であるので、画像処理部116による画像処理で計測されたキャリブレーションパターン位置や重心がピクセル単位の誤差を有するため、精度良くキャリブレーションを実行することが困難となる。   Since such an image has a non-uniform and distorted calibration pattern, the calibration pattern position and the center of gravity measured by the image processing by the image processing unit 116 have an error in units of pixels, so that the calibration is performed with high accuracy. It becomes difficult to perform.

そこで、精度良くキャリブレーションを実行するために、パターン1001の形成されていない基板を用意することやパターン1001が形成されていない領域1002A、1002B、1002C、1002D(図10の(3))にキャリブレーションパターンを照射する必要がある。   Therefore, in order to perform calibration with high accuracy, a substrate on which the pattern 1001 is not formed is prepared, and calibration is performed on the areas 1002A, 1002B, 1002C, and 1002D (FIG. 10 (3)) where the pattern 1001 is not formed. It is necessary to irradiate the pattern.

本第5の実施の形態では、次のような処理を実行する。
まず、背景を検出する手段により、背景部分を検出する。この背景を検出する手段とは、例えば、ぼかしフィルターによりパターン1001を消去した背景画像(図10の(4))と、キャプチャ画像(図10の(5))とを差分することにより浮きでるパターン1001以外の領域(図10の(6)の黒色の4つの矩形領域)を検出する手法が上げられる。
In the fifth embodiment, the following processing is executed.
First, the background portion is detected by means for detecting the background. The background detecting means is, for example, a pattern that floats by subtracting the background image ((4) in FIG. 10) from which the pattern 1001 has been deleted by the blur filter and the captured image ((5) in FIG. 10). A method of detecting a region other than 1001 (four black rectangular regions in (6) of FIG. 10) is raised.

そして、上述の各実施の形態において実行したようにして、キャリブレーションパターンを背景部分内に収まる位置に配置する(図10の(7))。
すなわち、レーザ光源103から照射される前記レーザ光が、前記感光体として回路パターンが形成された被加工物102の表面のうち前記回路パターン部分以外の部分に照射されるように、キャプチャ画像から得られる表面の情報に基づいて前記キャリブレーションパターンを作成する。例えば、前記表面の情報としての回路パターンまたは欠陥を避けるようにキャリブレーションパターンを作成する。
Then, as performed in each of the above-described embodiments, the calibration pattern is arranged at a position that falls within the background portion ((7) in FIG. 10).
In other words, the laser light emitted from the laser light source 103 is obtained from the captured image so that the portion other than the circuit pattern portion is irradiated on the surface of the workpiece 102 on which the circuit pattern is formed as the photosensitive member. The calibration pattern is created based on the surface information to be obtained. For example, a calibration pattern is created so as to avoid a circuit pattern or a defect as information on the surface.

次に、本発明を適用した第6の実施の形態を説明する。
(第6の実施の形態)
本発明を適用した第6の実施の形態は、一度、キャリブレーションが実行された後、再度キャリブレーションを実行する実施の形態である。または、ガイド光でキャリブレーションを実行した後、レーザでキャリブレーションを実行する実施の形態である。
Next, a sixth embodiment to which the present invention is applied will be described.
(Sixth embodiment)
The sixth embodiment to which the present invention is applied is an embodiment in which calibration is executed again after calibration is executed once. Alternatively, after the calibration is performed with the guide light, the calibration is performed with the laser.

図11は、第6の実施の形態を説明するための図である。
レーザ光の光量分布の均一性が失われると、DMD106のミラーを全部ONの状態で被加工物102に対してレーザ光を全面照射した場合(図11の(1))、被加工物102の表面には加工ムラが発生する(図11の(2))。
FIG. 11 is a diagram for explaining the sixth embodiment.
If the uniformity of the light quantity distribution of the laser beam is lost, when the entire surface of the workpiece 102 is irradiated with the laser beam with all the mirrors of the DMD 106 turned on ((1) in FIG. 11), the workpiece 102 Processing unevenness occurs on the surface ((2) in FIG. 11).

このような加工ムラが存在する状態でキャリブレーションを実行すると(図11の(3))、加工後のキャリブレーションパターンにグラデーションのようなムラが発生し(図11の(4))、2値化によるキャリブレーションパターン検出を実行すると、キャリブレーションパターン形状を正確に検出することが困難となる(図11の(5))。   If calibration is executed in the presence of such processing unevenness ((3) in FIG. 11), unevenness such as gradation occurs in the processed calibration pattern ((4) in FIG. 11). When the calibration pattern detection by the conversion is executed, it is difficult to accurately detect the calibration pattern shape ((5) in FIG. 11).

そこで、あらかじめムラの発生する部分を特定し(図11の(6))、ムラを避けるようにキャリブレーションパターンを配置することで(図11の(7))、ムラのないキャリブレーションパターンを作成することができ(図11の(8))、キャリブレーションパターン形状を正確に検出することができる(図11の(9))。   Therefore, a portion where unevenness occurs is identified in advance ((6) in FIG. 11), and a calibration pattern is arranged so as to avoid unevenness ((7) in FIG. 11), thereby creating a calibration pattern without unevenness. The calibration pattern shape can be accurately detected ((9) in FIG. 11).

具体的な処理としては、まず、加工前と加工後の画像間差分をとることで、差分画像を作成する。作成された差分画像には、加工により変化した部分のみが検出されるので、レーザ光の全面照射形状を取得することが可能である。   As a specific process, first, a difference image is created by taking a difference between images before and after processing. Since only the part changed by processing is detected in the created difference image, it is possible to acquire the entire irradiation shape of the laser light.

次に、差分画像に対し2値化処理を実行することで、良好な加工部分とムラの影響を受けた加工部分とを分離する。キャリブレーションパターンは、光量分布の一定なレーザ光が良好に加工される領域に配置されることが望ましい。そこで、2値化処理により検出された良好に加工される領域上に配置されるように、キャリフレーションパターンの位置を移動させる。具体的には、キャリブレーションパターンとレーザ光の光量分布が一定な領域との差分が少なくなり、円の中心に近づかない方向へキャリブレーションパターンを移動させる。キャリブレーションパターンとレーザ光の光量分布が一定な領域との差分がなくなれば完了である。   Next, by performing binarization processing on the difference image, a good processed portion and a processed portion affected by unevenness are separated. The calibration pattern is desirably arranged in an area where a laser beam with a constant light amount distribution is processed satisfactorily. Therefore, the position of the calibration pattern is moved so as to be arranged on the region to be processed favorably detected by the binarization processing. Specifically, the difference between the calibration pattern and the region where the light amount distribution of the laser light is constant decreases, and the calibration pattern is moved in a direction that does not approach the center of the circle. If there is no difference between the calibration pattern and the region where the light quantity distribution of the laser light is constant, the process is complete.

このようにしてムラを避けるようにパターンを配置することで、良好なレーザ加工結果を得ることができ(図11の(8))、良好にキャリブレーションパターン形状を検出することが可能となる(図11の(9))。   By arranging the patterns so as to avoid unevenness in this way, a good laser processing result can be obtained ((8) in FIG. 11), and the calibration pattern shape can be detected satisfactorily ( (9) in FIG.

次に、本発明を適用した第7の実施の形態を説明する。
(第7の実施の形態)
上述の第1乃至第6の実施の形態としては、キャリブレーションパターンを構成する図形の点数を、4点として説明してきたが、4点ではなく、2点として、変換行列を求めてもよい。また、一般的に、N点として、アフィン変換行列や擬似アフィン変換行列や射影変換行列を求めてもよい。
Next, a seventh embodiment to which the present invention is applied will be described.
(Seventh embodiment)
In the first to sixth embodiments described above, the number of figures constituting the calibration pattern has been described as four points. However, instead of four points, the transformation matrix may be obtained as two points. In general, an affine transformation matrix, a pseudo affine transformation matrix, or a projective transformation matrix may be obtained as N points.

以上説明してきたように、本発明を適用した各実施の形態によれば、実際に加工に用いるレーザ光と空間変調素子との間でキャリブレーションを実行するので、従来のガイド光とのキャリブレーションに比較して高精度なレーザ加工が可能となる。   As described above, according to each embodiment to which the present invention is applied, calibration is performed between the laser light actually used for processing and the spatial modulation element, so that calibration with conventional guide light is performed. Compared to the above, high-precision laser processing becomes possible.

また、空間変調素子により任意のキャリブレーションパターンを投影可能なため、一度に効率よくキャリブレーションを実行することが可能である。
また、空間変調素子により任意形状のキャリブレーションパターンを投影可能であるため、照射対象領域にキャリブレーションパターンの形状をゆがめるような構成物が存在する場合であっても、それを避けるようなパターン配置で空間変調素子に設定することが可能である。
In addition, since an arbitrary calibration pattern can be projected by the spatial modulation element, it is possible to execute calibration efficiently at a time.
In addition, since a calibration pattern with an arbitrary shape can be projected by the spatial modulation element, even if there is a component that distorts the shape of the calibration pattern in the irradiation target area, a pattern arrangement that avoids it It is possible to set to a spatial modulation element.

なお、本発明は、以上に述べた実施の形態等に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の構成または形状を取ることができる。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments and the like, and can take various configurations or shapes without departing from the gist of the present invention.

100、800 レーザ加工装置
101 ステージ
102 被加工物
103 レーザ光源
105、121 ミラー
106 DMD(空間変調素子)
107、109、802 ハーフミラー
108 結像レンズ
110 対物レンズ
111 照明用光源
112 カメラ
113 制御PC
114 入力部
115 表示部
116 画像処理部
117 領域設定部
118 ステージ制御部
119 記憶部
120 変換パラメータ算出部
122、123 レンズ
310 照射パターン
320、621 DMD転送用データ
330、631 ライブ(Live)画像
701 パターン
702 領域
801 LED光源
1001 パターン
1002(1002A、1002B、1002C、1002D) 領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100,800 Laser processing apparatus 101 Stage 102 Work piece 103 Laser light source 105, 121 Mirror 106 DMD (spatial modulation element)
107, 109, 802 Half mirror 108 Imaging lens 110 Objective lens 111 Light source for illumination 112 Camera 113 Control PC
114 Input unit 115 Display unit 116 Image processing unit 117 Area setting unit 118 Stage control unit 119 Storage unit 120 Conversion parameter calculation unit 122, 123 Lens 310 Irradiation pattern 320, 621 DMD transfer data 330, 631 Live image 701 pattern 702 area 801 LED light source 1001 pattern 1002 (1002A, 1002B, 1002C, 1002D) area

Claims (4)

レーザ光源から出射されたレーザ光を所望の形状に成形させる複数の微小可動素子が配列された空間変調手段と、
入力パターンに従って前記空間変調手段を構成する各微小可動素子を個々にオン状態とオフ状態に切り換え指示する転送データを生成する制御手段と、
前記制御手段より転送された前記転送データを前記空間変調手段への前記入力パターンとして指定する領域設定手段と、
前記空間変調手段によって成形された前記レーザ光を前記被加工物に照射するレーザ光照射手段と、
前記被加工物の表面を撮像する撮像手段と、
前記入力パターンとして複数の異なる図形からなるキャリブレーションパターンを用い、前記キャリブレーションパターンに対する前記レーザ光照射手段により前記被加工物に照射された前記レーザ光のレーザ痕を前記撮像手段で撮像した出力パターンの形状への変形を示す変換パラメータを算出する変換パラメータ算出手段と、
前記被加工物上での前記レーザ光の照射形状が前記キャリブレーションパターンの形状に一致するように補正するため前記変換パラメータを逆変換して逆変換パラメータを算出する逆変換パラメータ算出手段と、
前記出力パターンが前記入力パターンに一致するように前記転送データを前記逆変換パラメータで変換し、ここで変換された転送データを前記空間変調手段への入力パターンとして前記領域設定手段を介して前記空間変調手段に指示することで前記被加工物への前記レーザ光の照射を調整する調整手段と、
前記調整手段により調整された前記レーザ光の照射前に前記撮像手段により撮像した前記被加工物の画像上に、前記逆変換パラメータで変換された転送データに基づく前記レーザ光が照射される領域を重畳させて表示させる表示手段と、
を備えることを特徴とする調整装置。
Spatial modulation means in which a plurality of micro movable elements for forming laser light emitted from a laser light source into a desired shape are arranged;
Control means for generating transfer data instructing to individually switch each micro movable element constituting the spatial modulation means according to an input pattern between an on state and an off state;
Area setting means for designating the transfer data transferred from the control means as the input pattern to the spatial modulation means;
Laser light irradiation means for irradiating the workpiece with the laser light formed by the spatial modulation means;
Imaging means for imaging the surface of the workpiece;
An output pattern in which a laser trace of the laser beam irradiated on the workpiece by the laser beam irradiation unit with respect to the calibration pattern is imaged by the imaging unit using a calibration pattern composed of a plurality of different figures as the input pattern. a conversion parameter calculating means that to calculate the conversion parameter indicating a modification to the shape of,
Inverse conversion parameter calculation means for calculating an inverse conversion parameter by inversely converting the conversion parameter in order to correct the irradiation shape of the laser light on the workpiece to match the shape of the calibration pattern ;
The transfer data is converted by the inverse conversion parameter so that the output pattern matches the input pattern, and the converted transfer data is input as an input pattern to the spatial modulation means through the area setting means. Adjusting means for adjusting the irradiation of the laser beam to the workpiece by instructing a modulating means ;
A region irradiated with the laser beam based on the transfer data converted by the inverse conversion parameter on the image of the workpiece imaged by the imaging unit before the irradiation of the laser beam adjusted by the adjusting unit. Display means for superimposing and displaying;
Adjustment device characterized by comprising a.
前記変換パラメータ手段が、前記キャリブレーションパターンに従って成形されたレーザ光で前記被加工物に焼き付けたレーザ痕を前記撮像手段で撮像した画像を2値化した後に、収縮膨張処理を施して得た前記出力パターンに対して、前記キャリブレーションパターンの各図形と対応する前記出力パターンの各図形との重心位置をもとに前記変換パラメータとして変換行列を算出することを特徴とする請求項1に記載の調整装置。 The conversion parameter means is obtained by performing a contraction / expansion process after binarizing an image obtained by imaging the laser mark burned on the workpiece with a laser beam shaped according to the calibration pattern. The conversion matrix is calculated as the conversion parameter based on the barycentric position of each graphic of the calibration pattern and each graphic of the output pattern corresponding to the output pattern. Adjustment device. 被加工物を加工するレーザ光源と、前記レーザ光源から出射されたレーザ光を前記被加工物に導く光学系と、前記光学系の光路上に配置され前記レーザ光を入力パターンの形状に成形する複数の微小可動素子が配列された空間変調手段と、前記入力パターンに従って前記空間変調手段を構成する微小可動素子を個々にオン状態とオフ状態に切り換え指示する転送データを生成する制御手段と、前記制御手段により転送された転送データを前記入力パターンとして前記空間変調手段に指定する領域設定手段と、前記被加工物の表面を撮像する撮像手段とを備えたレーザ加工装置において、
前記入力パターンとして複数の異なる図形からなるキャリブレーションパターンを用い、前記キャリブレーションパターンに対する前記レーザ光照射手段により前記被加工物上に照射された前記レーザ光のレーザ光痕を前記撮像手段で撮像した出力パターンの形状への変形を示す変換パラメータを算出する変換パラメータ算出手段と、
前記被加工物上での前記レーザ光の照射形状が前記キャリブレーションパターンの形状に一致するように補正するため前記変換パラメータを逆変換して逆変換パラメータを算出する逆変換パラメータ算出手段とを有し、
前記出力パターンが前記入力パターンに一致するように前記転送データを前記逆変換パラメータで変換し、ここで変換された転送データを前記空間変調手段への入力パターンとして前記領域設定手段を介して前記空間変調手段に指示することで前記被加工物への前記レーザ光の照射を調整する調整手段
前記調整手段により調整された前記レーザ光の照射前に前記撮像手段により撮像した前記被加工物の画像上に、前記逆変換パラメータで変換された転送データに基づく前記レーザ光が照射される領域を重畳させて表示させる表示手段と、
を備えることを特徴とするレーザ加工装置。
A laser light source that processes a workpiece, an optical system that guides laser light emitted from the laser light source to the workpiece, and a laser light that is disposed on the optical path of the optical system and shapes the laser light into an input pattern shape Spatial modulation means in which a plurality of minute movable elements are arranged, and control means for generating transfer data for instructing to individually switch each minute movable element constituting the spatial modulation means according to the input pattern between an on state and an off state; In a laser processing apparatus comprising region setting means for designating transfer data transferred by the control means as the input pattern to the spatial modulation means, and imaging means for imaging the surface of the workpiece,
A calibration pattern composed of a plurality of different figures is used as the input pattern, and the laser beam trace of the laser beam irradiated onto the workpiece by the laser beam irradiation unit for the calibration pattern is imaged by the imaging unit. Conversion parameter calculation means for calculating a conversion parameter indicating deformation of the output pattern into a shape ;
In order to correct the irradiation shape of the laser beam on the workpiece so as to match the shape of the calibration pattern, there is provided an inverse conversion parameter calculation means for inversely converting the conversion parameter and calculating an inverse conversion parameter. And
The transfer data is converted by the inverse conversion parameter so that the output pattern matches the input pattern, and the converted transfer data is input as an input pattern to the spatial modulation means through the area setting means. Adjusting means for adjusting the irradiation of the laser beam to the workpiece by instructing a modulating means ;
A region irradiated with the laser beam based on the transfer data converted by the inverse conversion parameter on the image of the workpiece imaged by the imaging unit before the irradiation of the laser beam adjusted by the adjusting unit. Display means for superimposing and displaying;
A laser processing apparatus comprising:
レーザ光源から出射されたレーザ光を入力パターンの形状に成形する空間変調手段の調整方法において、
前記入力パターンとして複数の異なる図形からなるキャリブレーションパターンを用い、前記キャリブレーションパターンに対する前記空間変調手段により前記キャリブレーションパターンの形状に成形された前記レーザ光が照射された被加工物上のレーザ光痕を撮像手段で撮像した出力パターンの形状への変形を示す変換パラメータを算出するとともに、前記変換パラメータを逆変換した逆変換パラメータを算出し、
前記被加工物上での前記レーザ光の照射形状が前記キャリブレーションパターンの形状に一致するように前記空間変調手段の個々の微小可動素子をオン状態とオフ状態に切り換え指示する転送データを前記レーザ光が照射される領域を前記空間変調手段への入力パターンとして前記空間変調手段に指示することで前記被加工物への前記レーザ光の照射を調整し、
前記調整された前記レーザ光の照射前に前記撮像手段により撮像した前記被加工物の画像上に、前記逆変換パラメータで変換された転送データに基づく前記レーザ光が照射される領域を重畳させて表示させることを特徴とする調整方法。
In the adjustment method of the spatial modulation means for shaping the laser light emitted from the laser light source into the shape of the input pattern,
A laser beam on a workpiece irradiated with the laser beam shaped into the shape of the calibration pattern by the spatial modulation means for the calibration pattern using a calibration pattern made of a plurality of different figures as the input pattern While calculating a conversion parameter indicating the deformation to the shape of the output pattern obtained by imaging the trace by the imaging means, calculating an inverse conversion parameter obtained by inversely converting the conversion parameter,
The laser transfer data to which the irradiation shape of the laser beam at the work piece and instructs switching to the individual micro movable device on and off states of the spatial modulation means to conform to the shape of the calibration pattern Adjust the irradiation of the laser beam to the workpiece by instructing the spatial modulation unit as an input pattern to the spatial modulation unit the region irradiated with light ,
A region irradiated with the laser beam based on the transfer data converted by the inverse conversion parameter is superimposed on the image of the workpiece imaged by the imaging unit before the adjusted laser beam irradiation. An adjustment method characterized by displaying .
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