JPH11119073A - Automatic optical axis control device - Google Patents

Automatic optical axis control device

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Publication number
JPH11119073A
JPH11119073A JP27894797A JP27894797A JPH11119073A JP H11119073 A JPH11119073 A JP H11119073A JP 27894797 A JP27894797 A JP 27894797A JP 27894797 A JP27894797 A JP 27894797A JP H11119073 A JPH11119073 A JP H11119073A
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JP
Japan
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optical axis
mirror
axis
laser beam
light
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Application number
JP27894797A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuaki Iwase
和明 岩瀬
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 入射角度のズレを伴うレーザビームを補正で
き、しかも調整工数及びソフトウェアの開発工数も不要
にする。 【解決手段】 本発明の自動光軸制御装置は、レーザビ
ームの光軸Lが固定点P1を通過しているか否かを検出
する光検出部10と、光軸Lが固定点P2を通過してい
るか否かを検出する光検出部12と、光軸Lの方向を変
える駆動部14と、光検出部10,12の検出信号に基
づき、光軸Lが固定点P1,P2を通過するように駆動
部14を介して光軸Lを調整する制御部16とを備えて
いる。このように2箇所において光軸Lを検出している
ので、入射角度のズレを伴うレーザビームを補正でき
る。
(57) [Summary] [PROBLEMS] To correct a laser beam accompanied by a deviation of an incident angle, and eliminate the need for adjustment man-hours and software development man-hours. SOLUTION: The automatic optical axis control device of the present invention includes a light detecting unit 10 for detecting whether or not an optical axis L of a laser beam passes a fixed point P1, and an optical axis L passing through a fixed point P2. A light detecting unit 12 for detecting whether or not the optical axis L is being driven, a driving unit 14 for changing the direction of the optical axis L, and an optical axis L passing through the fixed points P1 and P2 based on detection signals from the light detecting units 10 and 12. And a control unit 16 for adjusting the optical axis L via the drive unit 14. Since the optical axis L is detected at two locations as described above, it is possible to correct a laser beam accompanied by a deviation in the incident angle.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ応用装置に
用いられ、レーザビームの光軸を自動的に調整するため
の自動光軸制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an automatic optical axis control device used in a laser application apparatus for automatically adjusting the optical axis of a laser beam.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のレーザ装置では、光軸ズレが発生
した場合のために、内部に光軸調整ミラーが付設されて
いる。従来、この光軸調整ミラーに対しては、人手によ
り調整するもの、ソフトウェアにより調整するもの、特
開平5−66832号公報に開示されている2軸駆動ア
クチュエータにより調整するもの等が知られている。
2. Description of the Related Art In a conventional laser device, an optical axis adjusting mirror is provided inside in the case where an optical axis shift occurs. Conventionally, as the optical axis adjusting mirror, those which are manually adjusted, those which are adjusted by software, and those which are adjusted by a two-axis driving actuator disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-66832. .

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、人手に
よるものは調整工数がかかり過ぎ、ソフトウェアによる
ものはソフトウェアの開発工数がかかり過ぎるという問
題があった。
However, there is a problem in that manual adjustment requires too much adjustment man-hour and software-based adjustment requires too much software development man-hour.

【0004】また、2軸駆動アクチュエータによるもの
は、光軸が特定の一点のみを通過するように調整するも
のであるため、入射角度のズレを伴うレーザビームを補
正できないという問題があった。そのため、2軸駆動ア
クチュエータによるものは、入射角度のズレを伴なわな
いレーザビームを使用するレーザ応用装置にしか適用で
きなかった。
Further, since the two-axis drive actuator adjusts the optical axis so that it passes through only one specific point, there is a problem that it is impossible to correct a laser beam accompanied by a deviation of the incident angle. Therefore, the two-axis drive actuator can be applied only to a laser application device using a laser beam without a deviation of the incident angle.

【0005】[0005]

【発明の目的】そこで、本発明は、入射角度のズレを伴
うレーザビームを補正でき、しかも調整工数及びソフト
ウェアの開発工数も不要にできる、自動光軸制御装置を
提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an automatic optical axis control apparatus which can correct a laser beam accompanied by a deviation of an incident angle, and can eliminate the need for man-hours for adjusting and software development.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明に係る自動光軸制
御装置は、レーザビームの光軸が第1の固定点を通過し
ているか否かを検出する第1の光検出部と、前記光軸が
第2の固定点を通過しているか否かを検出する第2の光
検出部と、前記光軸の方向を変える駆動部と、前記第1
及び第2の光検出部の検出信号に基づき、前記光軸が前
記第1及び第2の固定点を通過するように前記駆動部を
介して当該光軸を調整する制御部と、を備えたものであ
る。
According to the present invention, there is provided an automatic optical axis control device, comprising: a first light detection unit for detecting whether an optical axis of a laser beam passes a first fixed point; A second light detection unit that detects whether the optical axis passes through a second fixed point, a driving unit that changes the direction of the optical axis, and the first light detection unit.
And a control unit that adjusts the optical axis via the drive unit such that the optical axis passes through the first and second fixed points based on a detection signal of the second light detection unit. Things.

【0007】本発明では、光軸上の2箇所の位置に光検
出部を配置して、それぞれ例えばX軸方向及びY軸方向
の光軸ズレを検出し、その検出信号を駆動部へフィード
バックして光軸ズレの補正を行う。
According to the present invention, the light detecting units are arranged at two positions on the optical axis, and the optical axis shifts in the X-axis direction and the Y-axis direction are detected, for example, and the detection signals are fed back to the driving unit. To correct the optical axis deviation.

【0008】レーザビームが入射角度にズレを伴ってい
る場合においても、2箇所の位置において光軸をモニタ
しているため、そのズレ量を検出することができる。し
たがって、入射角度のズレを補正して、正規の光軸に合
わせることが可能である。また、制御部によってリアル
タイムに光軸を調整できるため、人手又はソフトウェア
による調整が不要となる。
[0008] Even when the incident angle of the laser beam is shifted, the optical axis is monitored at two positions, so that the shift amount can be detected. Therefore, it is possible to correct the deviation of the incident angle so as to match the normal optical axis. In addition, since the optical axis can be adjusted in real time by the control unit, it is not necessary to adjust manually or by software.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】図1は、本発明に係る自動光軸制
御装置の一実施形態を示す光路図である。以下、この図
面に基づき説明する。
FIG. 1 is an optical path diagram showing an embodiment of an automatic optical axis control device according to the present invention. Hereinafter, description will be made based on this drawing.

【0010】本実施形態の自動光軸制御装置は、レーザ
ビームの光軸Lが固定点P1を通過しているか否かを検
出する光検出部10と、光軸Lが固定点P2を通過して
いるか否かを検出する光検出部12と、光軸Lの方向を
変える駆動部14と、光検出部10,12の検出信号に
基づき、光軸Lが固定点P1,P2を通過するように駆
動部14を介して光軸Lを調整する制御部16とを備え
ている。
The automatic optical axis control device according to the present embodiment includes a light detecting unit 10 for detecting whether or not an optical axis L of a laser beam passes a fixed point P1, and an optical axis L passing through a fixed point P2. A light detecting unit 12 for detecting whether or not the optical axis L is being driven, a driving unit 14 for changing the direction of the optical axis L, and an optical axis L passing through the fixed points P1 and P2 based on detection signals from the light detecting units 10 and 12. And a control unit 16 for adjusting the optical axis L via the drive unit 14.

【0011】光検出部10は、レーザビーム(光軸L)
を透過光T1及び反射光R1に分岐するビームスプリッ
トミラー101と、反射光R1を受光する4分割フォト
デテクタ102とを備えている。光検出部12は、透過
光T1を透過光T2及び反射光R2に分岐するビームス
プリットミラー121と、反射光R2を受光する4分割
フォトデテクタ122とを備えている。
The light detecting section 10 is provided with a laser beam (optical axis L).
A beam split mirror 101 for splitting the reflected light R1 into transmitted light T1 and reflected light R1, and a four-segment photodetector 102 for receiving the reflected light R1. The light detection unit 12 includes a beam split mirror 121 that splits the transmitted light T1 into the transmitted light T2 and the reflected light R2, and a four-segment photodetector 122 that receives the reflected light R2.

【0012】駆動部14は、互いに直交するX軸及びY
軸を中心に光軸Lを回動するジンバル調整機構であり、
レーザビーム(光軸L)を反射させるミラー20と、ミ
ラー20をX軸及びY軸を中心に回動するモータ20
x,20yと、ミラー20で反射したレーザビーム(光
軸L)を更に反射させるミラー22と、ミラー22をX
軸及びY軸を中心に回動するモータ22x,22yとを
備えている。
The driving unit 14 has an X axis and a Y axis orthogonal to each other.
A gimbal adjustment mechanism for rotating the optical axis L about the axis,
A mirror 20 for reflecting a laser beam (optical axis L), and a motor 20 for rotating the mirror 20 about the X axis and the Y axis
x, 20y, a mirror 22 that further reflects the laser beam (optical axis L) reflected by the mirror 20, and X
Motors 22x and 22y that rotate about the axis and the Y axis.

【0013】レーザビーム(光軸L)は、ミラー20,
22で折り返し反射された後、固定点P1,P2におい
て、それぞれビームスプリットミラー101,121に
より一部が反射する。その反射光R1,R2を4分割フ
ォトデテクタ102,122で受光することにより、光
軸Lを検出する。
The laser beam (optical axis L) is transmitted to the mirror 20,
After being reflected back at 22, it is partially reflected by beam split mirrors 101 and 121 at fixed points P 1 and P 2, respectively. The reflected light R1, R2 is received by the quadrant photodetectors 102, 122 to detect the optical axis L.

【0014】図2は、図1の自動光軸制御装置における
制御系の一例を示すブロック図である。以下、この図面
に基づき説明する。
FIG. 2 is a block diagram showing an example of a control system in the automatic optical axis control device of FIG. Hereinafter, description will be made based on this drawing.

【0015】4分割フォトデテクタ102,122にて
検出されたX,Y軸方向の検出信号102a,122a
は、差動アンプ回路161を経由して、ゲインコントロ
ール回路162によりミラー20,22の角度補正量に
変換された後、モータ駆動回路163を経由してモータ
20x,20y,22x,22yへ出力される。また、
コンパレータ回路164は、差動アンプ回路161を経
由した後のX,Y軸方向の検出信号を常に基準値と比較
して光軸ズレ量を検出している。タイミングコントロー
ル回路165は、各軸のゲインコントロール回路162
にゲインを変換させるタイミングを生成して光軸ズレを
補正するシーケンスを制御している。
X- and Y-axis detection signals 102a and 122a detected by the four-divided photodetectors 102 and 122
Is converted into an angle correction amount of the mirrors 20 and 22 by the gain control circuit 162 via the differential amplifier circuit 161, and is output to the motors 20x, 20y, 22x and 22y via the motor drive circuit 163. You. Also,
The comparator circuit 164 always detects the optical axis shift amount by comparing the detection signals in the X and Y axis directions after passing through the differential amplifier circuit 161 with a reference value. The timing control circuit 165 includes a gain control circuit 162 for each axis.
The sequence for correcting the optical axis shift is generated by generating the timing for converting the gain into the optical axis.

【0016】図3は、図1の自動光軸制御装置におい
て、光軸ズレを補正する制御シーケンスの一例を示す図
表である。以下、図1乃至図3に基づき説明する。
FIG. 3 is a chart showing an example of a control sequence for correcting an optical axis shift in the automatic optical axis control device of FIG. Hereinafter, description will be made with reference to FIGS.

【0017】光軸ズレが発生して、固定点P1における
X,Y軸についての検出信号102a、及び固定点P2
におけるX,Y軸についての検出信号122aが、それ
ぞれの状態になったとする。すると、検出信号102
aが変位量△Yの半分の変位△Y/2だけ逆方向に変位
するように、モータ20x,20yへ出力信号を出して
の状態とする。続いて、検出信号122aが0レベル
に変位するように、モータ22x,22yへ出力信号を
出す。このとき、検出信号102aのレベルが0でなけ
れば、再度→の行程を繰り返す。検出信号102
a,122aのレベルがともに0(状態)となれば、
補正を終了する。
When the optical axis shift occurs, the detection signal 102a for the X and Y axes at the fixed point P1 and the fixed point P2
It is assumed that the detection signals 122a for the X and Y axes in the above state are in the respective states. Then, the detection signal 102
An output signal is output to the motors 20x and 20y so that a is displaced in the reverse direction by a displacement ΔY / 2 which is half of the displacement ΔY. Subsequently, output signals are output to the motors 22x and 22y so that the detection signal 122a is displaced to the 0 level. At this time, if the level of the detection signal 102a is not 0, the process of → is repeated again. Detection signal 102
If the levels of a and 122a both become 0 (state),
The correction ends.

【0018】[0018]

【発明の効果】本発明に係る自動光軸制御装置によれ
ば、レーザビームの光軸が第1の固定点を通過している
か否かを検出する第1の光検出部と、光軸が第2の固定
点を通過しているか否かを検出する第2の光検出部と、
光軸の方向を変える駆動部と、第1及び第2の光検出部
の検出信号に基づき、光軸が第1及び第2の固定点を通
過するように駆動部を介して光軸を調整する制御部とを
備えたことにより、2箇所において光軸を検出している
ので、入射角度のズレを伴うレーザビームを補正でき
る。したがって、入射角度のズレを伴うレーザビームを
使用するレーザ応用装置に対しても適用することができ
る。しかも、人手による光軸調整工数、及び光軸調整用
ソフトウェアの開発工数を不要にできる。
According to the automatic optical axis control device according to the present invention, the first optical detector for detecting whether or not the optical axis of the laser beam passes through the first fixed point, A second light detection unit that detects whether or not the light passes through a second fixed point;
A drive unit for changing the direction of the optical axis, and adjusting the optical axis via the drive unit based on detection signals from the first and second light detection units so that the optical axis passes through the first and second fixed points. Since the optical axis is detected at two locations by providing the control unit, the laser beam accompanied by the deviation of the incident angle can be corrected. Therefore, the present invention can also be applied to a laser application device that uses a laser beam with a deviation of the incident angle. In addition, the man-hour for adjusting the optical axis by hand and the man-hour for developing the software for adjusting the optical axis can be eliminated.

【0019】また、レーザビームを反射させる第1のミ
ラーと、第1のミラーをX軸及びY軸を中心に回動する
第1のモータと、第1のミラーで反射したレーザビーム
を更に反射させる第2のミラーと、第2のミラーをX軸
及びY軸を中心に回動する第2のモータとを備えた駆動
部とすることにより、第1のミラー及びモータと第2の
ミラー及びモータとを組み合わせて光軸を平行移動させ
ること等も可能になるので、多種多様な入射角度のズレ
に対してもレーザビームを補正できる。
A first mirror for reflecting the laser beam, a first motor for rotating the first mirror about the X axis and the Y axis, and further reflecting the laser beam reflected from the first mirror The first mirror and the motor, the second mirror, and the second mirror are configured as a drive unit including a second mirror to be rotated and a second motor that rotates about the X axis and the Y axis. Since the optical axis can be translated in combination with a motor, the laser beam can be corrected even for a variety of deviations of the incident angle.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る自動光軸制御装置の一実施形態を
示す光路図である。
FIG. 1 is an optical path diagram showing an embodiment of an automatic optical axis control device according to the present invention.

【図2】図1の自動光軸制御装置における制御系の一例
を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing an example of a control system in the automatic optical axis control device of FIG.

【図3】図1の自動光軸制御装置において光軸ズレを補
正する制御シーケンスの一例を示す図表である。
FIG. 3 is a chart showing an example of a control sequence for correcting an optical axis shift in the automatic optical axis control device of FIG. 1;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 第1の光検出部 12 第2の光検出部 14 駆動部 16 制御部 20 第1のミラー 20x,20y 第1のモータ 22 第2のミラー 22x,22y 第2のモータ 101 第1のビームスプリットミラー 102 第1の4分割フォトデテクタ 121 第2のビームスプリットミラー 122 第2の4分割フォトデテクタ L 光軸 P1 第1の固定点 P2 第2の固定点 R1 第1の反射光 R2 第2の反射光 T1 第1の透過光 T2 第2の透過光 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 1st light detection part 12 2nd light detection part 14 drive part 16 control part 20 1st mirror 20x, 20y 1st motor 22 2nd mirror 22x, 22y 2nd motor 101 1st beam split Mirror 102 First quadrant photodetector 121 Second beam split mirror 122 Second quadrant photodetector L Optical axis P1 First fixed point P2 Second fixed point R1 First reflected light R2 Second reflection Light T1 First transmitted light T2 Second transmitted light

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 レーザビームの光軸が第1の固定点を通
過しているか否かを検出する第1の光検出部と、 前記光軸が第2の固定点を通過しているか否かを検出す
る第2の光検出部と、 前記光軸の方向を変える駆動部と、 前記第1及び第2の光検出部の検出信号に基づき、前記
光軸が前記第1及び第2の固定点を通過するように前記
駆動部を介して当該光軸を調整する制御部と、を備えた
自動光軸制御装置。
A first light detection unit that detects whether an optical axis of the laser beam passes through a first fixed point; and whether the optical axis passes through a second fixed point. A second light detection unit for detecting a direction of the optical axis, a drive unit for changing the direction of the optical axis, and the first and second fixed positions of the optical axis based on detection signals from the first and second light detection units. A control unit for adjusting the optical axis via the driving unit so as to pass through a point.
【請求項2】 前記第1の光検出部は、前記レーザビー
ムを第1の透過光及び第1の反射光に分岐する第1のビ
ームスプリットミラーと、前記第1の反射光を受光する
第1の4分割フォトデテクタとを備え、 前記第2の光検出部は、前記第1の透過光を第2の透過
光及び第2の反射光に分岐する第2のビームスプリット
ミラーと、前記第2の反射光を受光する第2の4分割フ
ォトデテクタとを備えた、 請求項1記載の自動光軸制御装置。
A first beam splitting mirror for splitting the laser beam into a first transmitted light and a first reflected light; and a first light splitting mirror for receiving the first reflected light. A four-segment photodetector, wherein the second light detection unit is configured to split the first transmitted light into a second transmitted light and a second reflected light, a second beam split mirror, 2. The automatic optical axis control device according to claim 1, further comprising a second quadrant photodetector that receives the two reflected lights. 3.
【請求項3】 前記駆動部は、互いに直交するX軸及び
Y軸を中心に前記光軸を回動するジンバル調整機構であ
る、請求項1又は2記載の自動光軸制御装置。
3. The automatic optical axis control device according to claim 1, wherein the drive unit is a gimbal adjustment mechanism that rotates the optical axis about an X axis and a Y axis that are orthogonal to each other.
【請求項4】 前記ジンバル調整機構は、前記レーザビ
ームを反射させる第1のミラーと、この第1のミラーを
前記X軸及びY軸を中心に回動する第1のモータと、前
記第1のミラーで反射した前記レーザビームを更に反射
させる第2のミラーと、この第2のミラーを前記X軸及
びY軸を中心に回動する第2のモータとを備えた、請求
項3記載の自動光軸制御装置。
4. The gimbal adjustment mechanism includes: a first mirror for reflecting the laser beam; a first motor for rotating the first mirror about the X axis and the Y axis; 4. The apparatus according to claim 3, further comprising a second mirror that further reflects the laser beam reflected by the mirror, and a second motor that rotates the second mirror about the X axis and the Y axis. Automatic optical axis control device.
JP27894797A 1997-10-13 1997-10-13 Automatic optical axis control device Pending JPH11119073A (en)

Priority Applications (1)

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JP (1) JPH11119073A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001028470A (en) * 1999-07-14 2001-01-30 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Adjustment method of cavity axis
JPWO2015118687A1 (en) * 2014-02-10 2017-03-23 ギガフォトン株式会社 Laser apparatus and extreme ultraviolet light generation system

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