JPH0621902B2 - ビームポジショナ - Google Patents

ビームポジショナ

Info

Publication number
JPH0621902B2
JPH0621902B2 JP60082650A JP8265085A JPH0621902B2 JP H0621902 B2 JPH0621902 B2 JP H0621902B2 JP 60082650 A JP60082650 A JP 60082650A JP 8265085 A JP8265085 A JP 8265085A JP H0621902 B2 JPH0621902 B2 JP H0621902B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
output
circuit
position control
value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP60082650A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS61241720A (ja
Inventor
健 臼井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Electric Co Ltd filed Critical Nippon Electric Co Ltd
Priority to JP60082650A priority Critical patent/JPH0621902B2/ja
Priority to US06/854,042 priority patent/US4714830A/en
Publication of JPS61241720A publication Critical patent/JPS61241720A/ja
Publication of JPH0621902B2 publication Critical patent/JPH0621902B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/08Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/08Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/082Scanning systems, i.e. devices involving movement of the laser beam relative to the laser head
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/0025Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical correction, e.g. distorsion, aberration
    • G02B27/0031Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical correction, e.g. distorsion, aberration for scanning purposes

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はレーザビームを使用して抵抗膜などのトリミン
グを行うレーザトリマ装置等に関するもので、特に該装
置において光ビームの移動を行うビームポジショナに関
するものである。
〔従来の技術〕
一般にレーザトリマ装置等において、レーザ加工を行う
ためにはビーム位置を移動するか被加工物を移動するこ
とが必要であるが、通常処理能力の観点からビーム移動
方式、さらに多くの場合、高速動作が可能なガルバノメ
ータ型のオプティカルスキャナを用いたビームポジショ
ナが採用されている。
第3図は従来のこのようなタイプのビームポジショナの
概略構成を示す図であって、おのおのミラーを持つ2組
のガルバノメータ型オプティカルスキャナ1と2をその
走査方向が直交するように配置し、X軸位置制御信号1
01,Y軸位置制御信号102を用いて光ビーム3を2
個のオプティカルスキャナ1,2のミラーで偏向し、f
・θ型の対物レンズ4を通したのち、偏向角に比例した
加工面上の所要の位置に集光させる。この所要の位置へ
の光ビームの偏向は2つの位置制御信号101,102
によりそれぞれオプティカルスキャナのミラーを微小回
転させることにより行うが、その慣性が小さいことから
例えば10メートル/秒の高速移動も可能であるという
特長があり、レーザトリマ装置を中心に多用されてい
る。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかし上記のビームポジショナでは、光ビームは2個の
オプティカルスキャナで順次偏向され、かつf・θ型の
対物レンズを使用していることから、このビームポジシ
ョナを使用して正方形の軌跡を画くと実際には歪を生じ
る欠点がある。
第4図はこのような歪の一例を示す図である。この歪は
一般にスキャン歪と呼ばれ、X軸上およびY軸上では発
生せずそれ以外の位置で生じる。
上記のようなスキャン歪があると微細パターンのトリミ
ングができなくなるので、従来特定の用途では、位置デ
ータを入力する際にあらかじめ歪量相当分だけ値を変え
ておく方法が採られている。しかし任意の走査を行うた
めには、コンピュータにより自動的に補正演算を行うよ
うにしても、ごく低速度の走査を除き一般的には補正し
ながら走査を行うことは難しく、高速度で走査する場合
にも有効なスキャン歪の補正手段は知られていなかっ
た。
したがって本発明の目的は、高速度で任意の走査を行う
場合でも、常に自動的にスキャン歪を補正し、所望の軌
跡でビームを走査できるビームポジショナを提供するこ
とにある。
〔問題点を解決する手段〕
本発明は上記の目的を達成するために、3つの乗算器を
用いたスキャン歪補正回路を設けてX軸,Y軸位置制御
信号を補正するようにしたものである。
すなわち本発明によれば、第1及び第2の位置制御信号
を個々に用いて動作する、光ビームの偏向方向が互いに
直交する2つのオプティカルスキャナと、これら2つの
オプティカルスキャナで偏向された光ビームを集光する
対物レンズとを備えたビームポジショナにおいて、前記
第1の位置制御信号と第1の帰還信号を減算する差回路
及び前記第2の位置制御信号と第2の帰還信号を加算す
る和回路から成る加減算手段と、前記差回路の出力信号
と前記和回路の出力信号を乗算して二次値の信号を出力
する第1の乗算器、該出力された二次値の信号と前記差
回路の出力信号を乗算して三次値に比例した信号からな
る第1の補正信号を前記第2の帰還信号として出力する
第2の乗算器、及び前記出力された二次値の信号と前記
和回路の出力信号を乗算して三次値に比例した信号から
なる第2の補正信号を前記第1の帰還信号として出力す
る第3の乗算器を有する補正信号発生手段とを設けるこ
とにより、前記第1及び第2の帰還信号が同時に歪補償
された補正信号として出力されることを特徴とするビー
ムポジショナが得られる。
このビームポジショナでは光学的に生じるスキャン歪を
電気回路的に補正することが可能となるので、実現容易
であり且つ応答速度も速いので、高速移動を行う場合で
も適正にスキャン歪の補正を行うことが可能である。
〔実施例〕
次に図面を参照して、本発明について詳細に説明する。
まず、本発明の実施例を説明する前に、第1図に示すフ
ィードバックをかけていない場合のスキャナ歪補正回路
について説明する。
このスキャナ歪補正回路は第3図に示した従来のビーム
ポジショナの構成において、X軸,Y軸位置制御信号1
01,102をオプティカルスキャナ1,2に入力する
部分にスキャン歪補正回路を追加したものである。従っ
て全体の構成は第3図から容易に分かるので全体図は省
略する。
第1図に示すスキャン歪補正回路は3個のアナログ乗算
器11〜13を用いて構成されている。この回路におい
て、X軸位置制御信号101とY軸位置制御信号102
の電圧をそれぞれVとVで表わし、アナログ乗算器
11〜13の乗算係数(定数)をk〜kとすると、
これらアナログ乗算器11〜13の出力電圧P〜P
は P:k:k :k で表される。従って差回路14及び和回路15の出力信
号103と104の電圧VとVは、可変抵抗器16
と17により設定される減衰量によって決まる定数をa
とbとすると、 V=V−ak …(1) V=V+bk …(2) のように表される。なお上式のakおよびbk
は定数である。
一方先に第4図に例示したようなスキャン歪は幾何光学
的な論理検討から求めることができ、導出過程は省略す
るが、制御したいビーム位置の座標を(x,y)とする
と、実際のビーム位置の座標(x′,y′)は、対物レ
ンズの焦点距離をfで表すと、下記のように表される。
但し なお上式はX軸スキャナを出たビームがy軸スキャナに
入射するように配置した場合の式であり、もし逆の順序
の場合には上記(3),(4)式のxとyおよびx′と
y′を入れ替えればよい。
前記(3),(4)式は、xおよびyの値が対物レンズ
の焦点距離fに比べて充分に小さいことを考慮して近似
式をもとめると、 のように表される。(5),(6)式をf》x′,y′
という条件を用いてx,yについて解き第3項以下を省
略すると と表すことができる。
一方、X軸位置制御信号101,Y軸位置制御信号10
2の電圧V,V,補償後のX軸位置制御信号10
3,Y軸位置制御信号104の電圧V,Vにおい
て、X軸,Y軸スキャナのドライバへの単位入力電圧当
たりのビーム集光位置の移動量をgとすると、次式の関
係が成立する。
x′=gV,y′=gV …(9) x =gV,y =gV …(10) 上式を(7),(8)式に代入すると が得られる。(11),(12)式において、第2項が
歪補償成分である。
(1),(2)式で得られる出力信号が(11),(1
2)式の出力信号であるためには でなければならない。したがって上式の関係を満たすよ
うに可変抵抗器16及び17によってa,bの値を調整
すれば、光学的なスキャン歪を電気回路で補正すること
ができて、スキャン歪を大幅に低減したビームポジショ
ナが得られる。
この第1図のスキャン歪補正回路に於いては、乗算器と
して11〜13の3個の乗算器で必要な補正信号を得る
ことが出来るので、構成が簡単となる。
アナログ乗算器にはP−N接合の対数特性を利用したア
ナログ演算器などが使用でき、また差回路および和回路
はいわゆるオペアンプを使用できるので、市販されてい
る部品のみで容易にスキャン歪補正回路を構成できる。
このスキャン歪補正回路において、(13),(14)
式の関係になるようにスキャン歪の補正を行ったときの
効果を数式的に表すために、まず、(10)式の関係を
(5),(6)式に代入して補正後の位置制御信号の電
圧V,Vとビーム位置の座標(x′,y′)の関係
を求めると となる。これらの式に歪補正回路の関係式である
(1),(2)式を代入すると が得られる。
ところが、上記式では(13),(14)式の関係があ
っても、5次以上の項が残ってしまい、十分な歪補正を
行うことができない。
そこで、本発明のスキャン歪補正回路は、より正確な歪
補正を行うために、第2図に示す様に差回路31及び和
回路32を入力側にもってくる様に構成されている。こ
の構成では、図から分かるように、乗算器13と12の
出力信号をそれぞれ差回路31及び和回路32に帰還し
ている。つまり、入力制御信号の電圧V,Vと補正
後の制御信号V,Vの関係は V=V/(1+ak ) …(19) V=V/(1−bk ) …(20) のように表される。
よって、位置制御信号電圧とビーム位置の座標(x′,
y′)との関係は、(15),(16)式に(19),
(20)式を代入して となる。
従って、上記式で、(13),(14)式の関係があれ
ば x′=gV …(23) y′=gV …(24) となり、正確に補正ができるので、スキャン歪補償が第
1図に示したスキャン歪補正回路の場合より高い精度で
可能である。
〔発明の効果〕
以上詳述した様に、本発明によればガルバノメータ型の
オプティカルスキャナを使用したビームポジショナの本
質的な欠点であったスキャン歪を3個のアナログ乗算器
を用いた電気的手段で補正することができ、所要の位置
に正確にレーザビームを移動することが可能なビームポ
ジショナを提供できる。またこの歪補正回路は高速応答
が可能であるので、高速移動というオプティカルスキャ
ナの特徴をそこなうこともなく、この種のビームポジシ
ョナの適用領域を拡大できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を説明するための参考例である
スキャン歪補正回路の構成を示す図、第2図は本発明の
実施例で用いるスキャン歪補正回路の構成を示す図、第
3図は従来のビームポジショナの概略を示す構成図、第
4図は四角形画いたとき従来のビームポジショナで生じ
るスキャン歪を示す軌跡図である。 記号の説明:1と2はオプティカルスキャナ、3は光ビ
ーム、4は対物レンズ、11から13はアナログ乗算
器、14は差回路、15は和回路、16,17は可変抵
抗器、101はX軸位置制御信号、102はY軸位置制
御信号、103は補正されたX軸位置制御信号、104
は補正されたY軸位置制御信号をそれぞれあらわしてい
る。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1及び第2の位置制御信号を個々に用い
    て動作する、光ビームの偏向方向が互いに直交する2つ
    のオプティカルスキャナと、これら2つのオプティカル
    スキャナで偏向された光ビームを集光する対物レンズと
    を備えたビームポジショナにおいて、 前記第1の位置制御信号と第1の帰還信号を減算する差
    回路及び前記第2の位置制御信号と第2の帰還信号を加
    算する和回路から成る加減算手段と、 前記差回路の出力信号と前記和回路の出力信号を乗算し
    て二次値の信号を出力する第1の乗算器、該出力された
    二次値の信号と前記差回路の出力信号を乗算して三次値
    に比例した信号からなる第1の補正信号を前記第2の帰
    還信号として出力する第2の乗算器、及び前記出力され
    た二次値の信号と前記和回路の出力信号を乗算して三次
    値に比例した信号からなる第2の補正信号を前記第1の
    帰還信号として出力する第3の乗算器を有する補正信号
    発生手段とを設けることにより、 前記第1及び第2の帰還信号が同時に歪補償された補正
    信号として出力されることを特徴とするビームポジショ
    ナ。
JP60082650A 1985-04-19 1985-04-19 ビームポジショナ Expired - Lifetime JPH0621902B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60082650A JPH0621902B2 (ja) 1985-04-19 1985-04-19 ビームポジショナ
US06/854,042 US4714830A (en) 1985-04-19 1986-04-21 Light beam positioner with scan distortion compensation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60082650A JPH0621902B2 (ja) 1985-04-19 1985-04-19 ビームポジショナ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS61241720A JPS61241720A (ja) 1986-10-28
JPH0621902B2 true JPH0621902B2 (ja) 1994-03-23

Family

ID=13780303

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60082650A Expired - Lifetime JPH0621902B2 (ja) 1985-04-19 1985-04-19 ビームポジショナ

Country Status (2)

Country Link
US (1) US4714830A (ja)
JP (1) JPH0621902B2 (ja)

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4755876A (en) * 1987-07-27 1988-07-05 Eastman Kodak Company Image scanner
US5514861A (en) * 1988-05-11 1996-05-07 Symbol Technologies, Inc. Computer and/or scanner system mounted on a glove
JPH03110512A (ja) * 1989-09-26 1991-05-10 Canon Inc 光ビーム走査装置
US5543610A (en) * 1989-10-30 1996-08-06 Symbol Technologies, Inc. Compact bar code scanning arrangement
US4974810A (en) * 1989-12-18 1990-12-04 Eastman Kodak Company Flare light compensation
JP2780409B2 (ja) * 1990-01-20 1998-07-30 キヤノン株式会社 角度検出装置
US5150249A (en) * 1990-07-06 1992-09-22 General Scanning, Inc. Two-mirror scanner with pincushion error correction
KR950007875B1 (ko) * 1991-01-30 1995-07-20 삼성전자주식회사 레이저를 이용한 표시장치
DE4103298A1 (de) * 1991-02-04 1992-08-13 Heidelberg Engineering Optisch Vorrichtung zur abbildung eines objektes
JPH04283792A (ja) * 1991-03-13 1992-10-08 Pioneer Electron Corp 2次元情報表示装置
US5173796A (en) * 1991-05-20 1992-12-22 Palm Steven G Three dimensional scanning system
US5184012A (en) * 1991-12-26 1993-02-02 Olympus Optical Co., Ltd. Optical scanning apparatus with axis deviation correction
US5206497A (en) * 1992-04-06 1993-04-27 At&T Bell Laboratories Free-space optical switching apparatus
JP3389270B2 (ja) * 1992-05-15 2003-03-24 シンボル テクノロジイズ インコーポレイテッド 小型バーコード走査装置
US5708262A (en) * 1992-05-15 1998-01-13 Symbol Technologies, Inc. Miniature high speed scan element mounted on a personal computer interface card
US6036098A (en) * 1992-05-15 2000-03-14 Symbol Technologies, Inc. Miniature scan element operably connected to a personal computer interface card
US5646765A (en) * 1994-10-05 1997-07-08 Synrad, Inc. Laser scanner
US5633736A (en) * 1995-03-28 1997-05-27 Eastman Kodak Company Scan lens and an optical scanner system incorporating two deflectors
EP0885426B1 (en) * 1996-03-07 2001-09-26 Accu-Sort Systems, Inc. Dynamic focusing apparatus for optical imaging systems
US6072898A (en) * 1998-01-16 2000-06-06 Beaty; Elwin M. Method and apparatus for three dimensional inspection of electronic components
US6915007B2 (en) 1998-01-16 2005-07-05 Elwin M. Beaty Method and apparatus for three dimensional inspection of electronic components
US6915006B2 (en) * 1998-01-16 2005-07-05 Elwin M. Beaty Method and apparatus for three dimensional inspection of electronic components
US6350085B1 (en) * 1998-08-04 2002-02-26 Sonsub International, Inc. Cable deployment system and method of using same
ES2190901B1 (es) * 2002-02-13 2005-09-16 Fundacion Fatronik Maquina-herramienta con regulacion de posicion en continuo.
EP1676077A2 (en) * 2003-09-23 2006-07-05 Greenco L.L.C. DBA LFI International Programmable laser illuminated sign apparatus
JP4961870B2 (ja) * 2006-07-18 2012-06-27 オムロン株式会社 光走査装置
US8426768B2 (en) * 2008-02-20 2013-04-23 Aerotech, Inc. Position-based laser triggering for scanner

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52108142A (en) * 1976-03-08 1977-09-10 Fuji Photo Film Co Ltd Light beam scanning system
JPS5596916A (en) * 1979-01-17 1980-07-23 Canon Inc Two-dimensional scanner
JPS5596917A (en) * 1979-01-17 1980-07-23 Canon Inc Two-dimensional scanner
JPS59163947A (ja) * 1983-03-08 1984-09-17 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 画像変形方法
JPS59206194A (ja) * 1983-05-10 1984-11-21 Fuji Electric Co Ltd レ−ザ加工装置
JPS6044193A (ja) * 1983-08-22 1985-03-09 Fuji Electric Co Ltd レ−ザ加工装置

Also Published As

Publication number Publication date
US4714830A (en) 1987-12-22
JPS61241720A (ja) 1986-10-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0621902B2 (ja) ビームポジショナ
JP2616990B2 (ja) 光ビーム位置誤差補正方法と装置
US4504144A (en) Simple electromechanical tilt and focus device
US20050165590A1 (en) System and method for virtual laser marking
HK1000354B (en) Light beam positioning system
CA2201365A1 (en) Laser scanner
JP2835097B2 (ja) 荷電ビームの非点収差補正方法
US5166505A (en) Measuring process and arrangement for the three-dimensional position control of the focal point of high-energy laser beam
WO2018168757A1 (ja) 画像処理装置、システム、画像処理方法、物品の製造方法、プログラム
US4851656A (en) Method and apparatus for enhancing optical photoplotter accuracy
JPS631743B2 (ja)
JPS58224088A (ja) レ−ザ加工装置
US4197486A (en) Control system for deflecting an electron beam
JPH01278987A (ja) 光軸調整装置
US5331147A (en) Scanning optical apparatus having at least one division sensor
JP4935981B2 (ja) レーザスキャニング装置
JPS62207591A (ja) ビ−ムポジシヨナ
JPH02205289A (ja) レーザ加工装置
JPH01239937A (ja) 電子線描画装置
JP2000284199A (ja) 光走査装置
JPH0567563A (ja) 電子ビーム描画装置
JP3245201B2 (ja) 電子ビーム露光装置
JPS60173834A (ja) マルチ荷電ビ−ム露光装置
JPS6258834B2 (ja)
JPH0513757B2 (ja)

Legal Events

Date Code Title Description
S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R371 Transfer withdrawn

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term