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KR20090033817A - Adjusting device, laser processing device, adjusting method, and adjusting program - Google Patents

Adjusting device, laser processing device, adjusting method, and adjusting program Download PDF

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KR20090033817A
KR20090033817A KR1020080096603A KR20080096603A KR20090033817A KR 20090033817 A KR20090033817 A KR 20090033817A KR 1020080096603 A KR1020080096603 A KR 1020080096603A KR 20080096603 A KR20080096603 A KR 20080096603A KR 20090033817 A KR20090033817 A KR 20090033817A
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KR
South Korea
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pattern
image
irradiation
light
calibration
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KR1020080096603A
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Korean (ko)
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류이치 야마자키
Original Assignee
올림푸스 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 조정 장치, 레이저 가공 장치, 조정 방법 및 조정 프로그램에 관한 것으로서, 공간 변조된 광의 조사를 자동적으로 효율적으로 조정하는 것을 과제로 한다.The present invention relates to an adjusting apparatus, a laser processing apparatus, an adjusting method and an adjusting program, and an object thereof is to automatically and efficiently adjust the irradiation of spatially modulated light.

본 발명에 의하면, 제어부(113)가 DMD(106)에 교정 패턴을 지정하면, LED 광원(116)으로부터의 LED 광은, DMD(106)에 의해 공간 변조되어 피가공물(102) 상에 조사된다. CCD 카메라(112)는 피가공물(102)을 촬상한다. 제어부(113)는, 촬상된 화상을 받아들이고, 교정 패턴에 대응하여 화상 상에 생기는 출력 패턴과 교정 패턴을 변환하는 변환 파라미터를 산출한다. 조작부(114) 등으로부터 지정된 조사 패턴에 따라, 레이저 발진기(103)로부터의 레이저광을 DMD(106)에서 공간 변조하여 피가공물(102)에 조사할 때, 제어부(113)는 변환 파라미터에 기초하여 레이저광의 조사를 조정한다.According to the present invention, when the controller 113 designates a calibration pattern to the DMD 106, the LED light from the LED light source 116 is spatially modulated by the DMD 106 and irradiated onto the workpiece 102. . The CCD camera 112 picks up the workpiece 102. The control part 113 accepts a picked-up image, and calculates the conversion parameter which converts the output pattern and correction pattern which generate | occur | produce on an image corresponding to a correction pattern. When the laser beam from the laser oscillator 103 is spatially modulated by the DMD 106 and irradiated to the workpiece 102 in accordance with the irradiation pattern designated by the operation unit 114 or the like, the control unit 113 based on the conversion parameter. The irradiation of the laser light is adjusted.

Description

조정 장치, 레이저 가공 장치, 조정 방법, 및 조정 프로그램{ADJUSTING APPARATUS, LASER BEAM MACHINING APPARATUS, ADJUSTING METHOD, AND ADJUSTING PROGRAM}ADJUSTING APPARATUS, LASER BEAM MACHINING APPARATUS, ADJUSTING METHOD, AND ADJUSTING PROGRAM}

본 발명은, 공간 변조 소자에 의해 공간 변조된 광의 조사를 조정하는 기술에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD This invention relates to the technique of adjusting the irradiation of the space modulated by the spatial modulation element.

종래, 레이저광을 피가공물에 조사함으로써 피가공물을 가공하는 레이저 가공 장치가 사용되고 있다. 가공에는, 문자나 그림의 묘화, 노광, 기판의 제조 과정에서의 복구(리페어: repair) 등의 종류가 있다. 또한, 기판에는, 액정 디스플레이(LCD: Liquid Crystal Display)나 플라즈마 디스플레이 패널(PDP: Plasma Display Panel) 등의 평판 디스플레이(FPD: Flat Panel Display), 반도체 웨이퍼(wafer), 적층 프린트 기판(multilayer printed circuit board) 등의 종류가 있다.Conventionally, the laser processing apparatus which processes a to-be-processed object by irradiating a to-be-processed object with a laser beam is used. There are kinds of processing, such as drawing of a character and a picture, exposure, repair (repair) in the manufacturing process of a board | substrate. In addition, the substrate may include a flat panel display (FPD), a semiconductor wafer, or a multilayer printed circuit such as a liquid crystal display (LCD) or a plasma display panel (PDP). board).

이와 같은 레이저 가공 장치에는, 지정된 위치, 방향 및 형상으로 레이저광을 조사하기 위한 메카니즘이 갖추어져 있다. 종래부터, 이 메카니즘으로서 슬릿 등이 사용되고 있다. 최근에는, 이 메카니즘으로서 미소 미러가 어레이형으로 배 열된 DMD(Digital Micromirror Device) 등의 공간 변조 소자도 사용되고 있다. 공간 변조 소자는 공간 광변조기(SLM: spatial light modulator)라고도 한다.Such a laser processing apparatus is equipped with a mechanism for irradiating a laser beam to a designated position, direction, and shape. Conventionally, slits etc. are used as this mechanism. Recently, as this mechanism, spatial modulation elements such as DMDs (Digital Micromirror Devices) in which micromirrors are arranged in an array are also used. Spatial modulators are also referred to as spatial light modulators (SLMs).

그런데, 결과적으로, 지정된 위치, 방향 및 형상과 실제로 레이저광이 조사된 위치, 방향 및 형상이 다른 경우가 있다. 왜냐하면, 레이저 광원으로부터 피가공물까지의 광로 상에는 복수의 광학 부품이 존재하고, 이들 광학 부품의 불균일, 장착 위치의 어긋남, 장착 방향의 어긋남 등의 영향을 받기 때문이다.However, as a result, the position, direction, and shape to which the laser beam was actually radiated may differ from the designated position, direction, and shape. This is because a plurality of optical parts are present on the optical path from the laser light source to the workpiece, and are affected by non-uniformity of these optical parts, misalignment of the mounting position, misalignment of the mounting direction, and the like.

그래서, 지정된 위치, 방향 및 형상과 실제로 레이저광이 조사되는 위치, 방향 및 형상이 일치하도록, 교정(calibration)를 행하고, 레이저광의 조사의 방법을 조정할 필요가 있다.Therefore, it is necessary to calibrate and adjust the method of irradiation of a laser beam so that the designated position, direction, and shape may actually match the position, direction, and shape to which the laser beam is irradiated.

그리고, "교정"이라는 말은 "조정"을 포함하는 의미로 사용되는 경우도 있지만, 이하에서는 "교정"에는 "조정"이 포함되지 않은 것으로서 설명한다. 또한, 이하에서는 특별히 언급하지 않는 이상 "조정"은 교정의 결과에 따른 조정을 의미한다.In addition, although the term "calibration" may be used by the meaning including "adjustment", it demonstrates below as "calibration" not including "adjustment". In addition, unless otherwise indicated, "adjustment" means the adjustment according to the result of a calibration.

특허 문헌 1∼특허 문헌 3에는, 레이저광의 조사를 조정하는 종래의 기술이 기재되어 있다.Patent Literatures 1 to 3 describe conventional techniques for adjusting the irradiation of laser light.

특허 문헌 1에 기재된 레이저 가공 장치는, 레이저빔을 조사하는 대상인 가공 패턴의 화상 상의 좌표 위치와, 레이저빔이 조사되는 점의 화상 상의 좌표 위치를 구하여, 양측의 위치 편차량을 산출한다. 그리고, 위치 편차량을 스테이지를 이동시키기 위한 보정량으로 환산하여 스테이지를 이동시키고, 레이저빔의 조사 위치에 가공 패턴의 위치가 일치하도록 조정한다.The laser processing apparatus of patent document 1 calculates the coordinate position on the image of the processing pattern which is the object which irradiates a laser beam, and the coordinate position on the image of the point to which a laser beam is irradiated, and calculates the amount of position deviation of both sides. Then, the position deviation amount is converted into a correction amount for moving the stage, and the stage is moved to adjust the position of the processing pattern to match the irradiation position of the laser beam.

그러나, 특허 문헌 1에는, X 방향 또는 Y 방향의 위치 어긋남의 조정이 기재되어 있을 뿐이며, 비정상 회전, 확대 또는 축소 등의 스케일 변환, 형상의 불균일에 대한 기재가 없다.However, Patent Document 1 only describes adjustment of position shift in the X direction or the Y direction, and there is no description of scale conversion such as abnormal rotation, enlargement or reduction, or irregularity in shape.

특허 문헌 2의 표본 관찰 시스템에서는, 소정 종류의 비정상 회전이나 불균일이 고려되고 있다. 이 시스템은, 현미경에 레이저 주사 장치와 화상 취득 장치가 장착된 구성이다. 이 시스템에서는, 레이저 주사 장치에 의해 조사된 레이저광의 조사 위치가, 화상 취득 장치에서 취득된 화상으로부터 측정된다. 그리고, 이 측정에 의해 얻어진 조사 위치와, 레이저 주사 장치에 대하여 지시된 레이저광 조사의 조사 지시 위치와의 차이를 나타낸 정보에 기초하여 교정과 조정이 행해진다.In the sample observation system of patent document 2, the predetermined kind of abnormal rotation and nonuniformity are considered. This system is a structure in which a laser scanning device and an image acquisition device are attached to a microscope. In this system, the irradiation position of the laser beam irradiated by the laser scanning apparatus is measured from the image acquired by the image acquisition apparatus. And correction and adjustment are performed based on the information which showed the difference between the irradiation position obtained by this measurement, and the irradiation instruction position of the laser beam irradiation instruct | indicated with respect to the laser scanning apparatus.

이 시스템에서는, 조사 위치와 조사 지시 위치와의 차이에 관한 4개의 요인이 고려되고, 이러한 요인에 따른 조정 방법이 취해진다. 예를 들면, 화상 취득 장치와 레이저 주사 장치 각각의 광학계의 광축의 위치 어긋남이나 비정상 회전은, 레이저광을 편향시키는 편향용 미러의 편향 동작을 보정하는 제어에 의해, 오프셋(offset)된다.In this system, four factors regarding the difference between the irradiation position and the irradiation instruction position are considered, and an adjustment method in accordance with these factors is taken. For example, the positional shift and abnormal rotation of the optical axis of the optical system of each of the image acquisition device and the laser scanning device are offset by the control of correcting the deflection operation of the deflection mirror for deflecting the laser light.

특허 문헌 3에는, YAG 레이저 가공기에서 YAG 레이저광의 초점 위치를 공작물의 레이저 가공점에 맞추는 티칭 방법이 개시되어 있다. 이 방법에서는, YAG 레이저광의 광축 방향인 Z 방향의 교정, Z 방향에 수직인 X 방향 및 Y 방향의 교정이 행해진다.Patent document 3 discloses a teaching method for matching the focal position of a YAG laser light with a laser processing point of a workpiece in a YAG laser processing machine. In this method, correction in the Z direction, which is the optical axis direction of the YAG laser light, and correction in the X direction and the Y direction perpendicular to the Z direction are performed.

Z 방향의 교정에는, Z축에 대하여 경사진 방향으로 공작물(workpiece) 상에 조사되고, 공작물 상에서는 X축에 평행한 선으로서 보이는, 측정용 슬릿 광이 사용 된다. 레이저 가공 헤드의 Z 방향의 움직임과 공작물을 촬상한 화상에서의 슬릿 광의 Y 좌표의 관계로부터 Z 방향의 교정 데이터가 얻어진다. 이 데이터에 기초하여, YAG 레이저광의 초점을 공작물의 표면에 위치시키기 위한 Z 방향의 교정이 행해진다.In the calibration of the Z direction, the slit light for measurement, which is irradiated on the workpiece in the direction inclined with respect to the Z axis, and appears as a line parallel to the X axis on the workpiece, is used. Correction data in the Z direction is obtained from the relationship between the movement in the Z direction of the laser processing head and the Y coordinate of the slit light in the image picked up the workpiece. Based on this data, correction in the Z direction for positioning the focus of the YAG laser light on the surface of the workpiece is performed.

X-Y 방향의 교정은, Z 방향의 보정후에 행해진다. 구체적으로 설명하면, 레이저 가공 헤드가, 툴 좌표계(XYZ 좌표계)에서의 원점으로 이동하고, 레이저광이 1샷(shot)만큼 조사되고, 이 조사에 의해 형성된 비드(bead) 흔적이 촬상되어 얻어진 화상에서의 비드 흔적의 좌표가 취득된다. 마찬가지로, 툴(tool) 좌표계에서의, X축 상에 있는 X축 정의점과, Y축 상에 있는 Y축 정의점에도 차례로 레이저 가공 헤드가 이동하여 레이저광의 조사, 촬상 및 좌표의 취득이 행해진다.Correction in the X-Y direction is performed after correction in the Z direction. Specifically, an image obtained by moving the laser processing head to the origin in the tool coordinate system (XYZ coordinate system), irradiating the laser light by one shot, and bead traces formed by the irradiation are captured. The coordinates of the bead trace at are obtained. Similarly, in the tool coordinate system, the laser processing head is also sequentially moved to the X axis defining point on the X axis and the Y axis defining point on the Y axis, so that irradiation, imaging, and acquisition of coordinates of the laser beam are performed. .

이들 3점의 툴 좌표계에서의 좌표와, 화상의 좌표계인 픽셀(pixel) 좌표계에서의 좌표를 사용하여, 툴 좌표계로부터 픽셀 좌표계로의 변환 행렬이 구해진다. 이 변환 행렬은 병진 이동과 회전 이동의 조합을 나타낸다.The transformation matrix from a tool coordinate system to a pixel coordinate system is calculated | required using the coordinate in these three tool coordinate systems and the coordinate in the pixel coordinate system which is an image coordinate system. This transformation matrix represents a combination of translational and rotational movements.

이 변환 행렬에 의한 변환의 역변환에 의해, 픽셀 좌표계로 나타낸 검출점의 좌표가 툴 좌표계로 변환된다. 그리고, 툴 좌표계에서의 보정량이 산출되고, 레이저 가공 헤드가 보정량만큼 X-Y 방향으로 이동한다.The inverse transformation of the transformation by this transformation matrix transforms the coordinates of the detection point represented by the pixel coordinate system into the tool coordinate system. The correction amount in the tool coordinate system is calculated, and the laser processing head moves in the X-Y direction by the correction amount.

[특허 문헌 1] 일본 특허출원 공개번호 평6-277864호 공보[Patent Document 1] Japanese Patent Application Publication No. 6-277864

[특허 문헌 2] 일본 특허출원 공개번호 2004-109565호 공보[Patent Document 2] Japanese Patent Application Publication No. 2004-109565

[특허 문헌 3] 일본 특허출원 공개번호 2000-263273호 공보[Patent Document 3] Japanese Patent Application Publication No. 2000-263273

전술한 특허 문헌 1∼특허 문헌 3은 모두, 조사하는 레이저광이 공간 변조되어 있지 않은 경우의 교정과 조정 방법을 기재하고 있다. 또한, 공간 변조 소자를 통한 광의 조사의 교정과 조정은 지금까지 사람에 의한 수작업으로 행해지는 경우가 많았다.All the above-mentioned patent documents 1-patent document 3 describe the calibration and adjustment method in the case where the laser beam to irradiate is not spatially modulated. In addition, correction and adjustment of the irradiation of light through the spatial modulation element have often been performed manually by humans.

본 발명의 하나의 태양에 의하면, 지정된 입력 패턴에 따라, 공간 변조 소자에 의해 공간 변조된 광의, 대상물로의 조사를 조정하는 조정 장치가 제공된다. 상기 조정 장치는, 상기 공간 변조 소자에 의해 공간 변조된 광이 조사된 상기 대상물을 촬상한 화상을 받아들이는 취입부와, 상기 화상 상에 상기 입력 패턴에 대응하여 생기는 출력 패턴과, 상기 입력 패턴을 변환하는 변환 파라미터를 산출하는 산출부와, 상기 입력 패턴으로서 교정 패턴을 사용했을 때 상기 산출부가 산출한 상기 변환 파라미터에 기초하여, 지정된 조사 패턴에 따른 상기 대상물로의 광의 조사를 조정하는 조정부를 구비한다.According to one aspect of the present invention, there is provided an adjusting apparatus for adjusting irradiation of light modulated by a spatial modulation element to an object in accordance with a designated input pattern. The adjusting device includes a taking-in part that receives an image of the object to which the light modulated by the spatial modulation element is irradiated, an output pattern corresponding to the input pattern on the image, and the input pattern. A calculation unit for calculating a conversion parameter to be converted, and an adjustment unit for adjusting irradiation of light to the object according to a designated irradiation pattern based on the conversion parameter calculated by the calculation unit when a calibration pattern is used as the input pattern. do.

본 발명의 다른 태양에 의하면, 레이저 가공 장치가 제공된다. 상기 레이저 가공 장치는, 레이저 광원으로부터 출사된 레이저광을 대상물 상으로 안내하는 광학계와, 상기 레이저 광원으로부터 상기 대상물로의 광로 상에 설치되고, 입사광을 공간 변조하는 공간 변조 소자와, 상기 조정 장치를 구비하고, 상기 조사 패턴에 따라서, 상기 대상물에 조사되는 광으로서 상기 레이저광을 사용하고, 상기 대상물 에 대한 상기 레이저광의 조사를 상기 조정 장치에 의해 조정하여, 상기 대상물을 가공하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, a laser processing apparatus is provided. The laser processing apparatus includes an optical system for guiding a laser light emitted from a laser light source onto an object, a spatial modulation element provided on an optical path from the laser light source to the object, and spatially modulating incident light, and the adjusting device. And the laser beam is used as the light irradiated to the object in accordance with the irradiation pattern, and the irradiation of the laser light with respect to the object is adjusted by the adjustment device to process the object.

본 발명의 다른 태양에 의하면, 컴퓨터가 상기 조정 장치를 실현하기 위해 실행하는 방법, 및 컴퓨터를 상기 조정 장치로서 기능하게 하는 프로그램이 제공된다. 상기 프로그램은, 컴퓨터가 판독 가능한 기억 매체에 저장되어 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method that a computer executes to realize the adjusting device, and a program for causing the computer to function as the adjusting device. The program is stored and provided in a computer-readable storage medium.

전술한 어느 태양에서도, 산출된 상기 변환 파라미터에 기초하여 상기 대상물에 대한 광의 조사가 조정된다. 따라서, 지정된 상기 조사 패턴과 실제로 조사된 상기 광의 패턴의 차이가 조정되지 않는 경우에 비해 저감한다.In any of the above aspects, the irradiation of light to the object is adjusted based on the calculated conversion parameter. Therefore, compared with the case where the difference between the specified irradiation pattern and the pattern of the actually irradiated light is not adjusted, it is reduced.

본 발명에 의하면, 공간 변조 소자에 의해 공간 변조된 광의 조사가 변환 파라미터에 따라 자동적으로 조정되므로, 보다 정확한 조사를 실현할 수 있다.According to the present invention, since the irradiation of the spatially modulated light by the spatial modulation element is automatically adjusted in accordance with the conversion parameter, more accurate irradiation can be realized.

또한, 본 발명에 의하면, 하나의 교정 패턴으로부터 변환 파라미터가 산출되므로, 변환 파라미터를 얻기 위한 광의 조사는 1회만으로 충분하고, 종래와 같이 조사와 구조물의 기계적인 이동을 반복할 필요가 없다. 따라서, 본 발명에 의하면, 효율적으로 교정을 행하고, 광의 조사를 조정할 수 있다.Further, according to the present invention, since the conversion parameter is calculated from one calibration pattern, the irradiation of light for obtaining the conversion parameter is sufficient once, and there is no need to repeat the irradiation and the mechanical movement of the structure as in the prior art. Therefore, according to this invention, a calibration can be performed efficiently and light irradiation can be adjusted.

이하, 본 발명의 실시예에 대하여, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 서로 다른 실시예를 나타내는 복수의 도면에서, 서로 대응하는 구성 요소에는 동일한 부호를 기재하고 설명을 생략한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the Example of this invention is described in detail, referring drawings. In the plurality of drawings showing different embodiments, the same reference numerals are given to components corresponding to each other, and description thereof will be omitted.

이하에서는, 먼저 제1 실시예에 대하여 설명하고, 그 후, 제1 실시예를 변형 한 제2 실시예∼제8 실시예에 대하여 설명한다. 제1 실시예∼제8 실시예는 모두, 레이저 가공 장치에서의 레이저광의 조사를 조정하는 것에 본 발명을 적용하는 예이다. 다음에, 프로젝터에 의한 광의 조사를 조정하는 것에 본 발명을 적용하는 예로서, 제9 실시예에 대하여 설명하고, 마지막으로 그 외의 변형예에 대하여 설명한다.Hereinafter, the first embodiment will be described first, and then the second to eighth embodiments of the first embodiment will be described. All of the first to eighth embodiments are examples of applying the present invention to adjusting the irradiation of laser light in the laser processing apparatus. Next, as an example of applying the present invention to adjusting the irradiation of light by the projector, the ninth embodiment will be described, and finally, other modifications will be described.

도 1은 제1 실시예에서의 레이저 가공 장치의 구성을 나타낸 모식도이다. 제2 실시예∼제8 실시예에서도, 도 1과 동일한 구성의 레이저 가공 장치가 사용된다.1 is a schematic diagram showing the configuration of a laser processing apparatus in the first embodiment. Also in the second to eighth embodiments, a laser processing apparatus having the same configuration as that in FIG. 1 is used.

도 1의 레이저 가공 장치(100)는, 스테이지(101) 상에 탑재된 피가공물(102)을, 레이저 발진기(103)로부터 출사된 레이저광에 의해 가공하는 장치이다. 레이저 가공 장치(100)는, 용융, 절단, 그림이나 문자 등의 인화, 노광, 또는 회로 패턴의 복구(리페어) 등, 소정의 가공을 피가공물(102)에 대하여 행한다. 그리고, 이하에서는 간단하게 하기 위하여, 스테이지(101)의 상면은 연직 방향에 대하여 수직으로 가정한다. The laser processing apparatus 100 of FIG. 1 is an apparatus which processes the to-be-processed object 102 mounted on the stage 101 by the laser beam radiate | emitted from the laser oscillator 103. FIG. The laser processing apparatus 100 performs predetermined processing with respect to the to-be-processed object 102, such as fusion | melting, cutting | disconnection, printing of figures, characters, etc., exposure, or restoration (repair) of a circuit pattern. In the following description, for the sake of simplicity, the upper surface of the stage 101 is assumed to be perpendicular to the vertical direction.

피가공물(102)은, FPD 기판, 반도체 웨이퍼, 적층 프린트 기판 등이라도 되고, 그 외 일반적인 시료라도 된다.The workpiece 102 may be an FPD substrate, a semiconductor wafer, a laminated printed circuit board, or the like or another general sample.

레이저 발진기(103)로부터 출사된 레이저광은, 하프 미러(104)를 투과하고, 미러(105)에서 반사되어 DMD(106)에 입사한다.The laser light emitted from the laser oscillator 103 passes through the half mirror 104, is reflected by the mirror 105, and enters the DMD 106.

DMD(106)는, 미소 미러가 2차원 어레이형으로 배열된 공간 변조 소자이다. 미소 미러의 경사각은 적어도 2종류로 전환 가능하다. 경사각이 제1 각도와 제2 각도일 때의 미러 상태를, 각각 이하에서는 "온 상태"와 "오프 상태"라고 한다. The DMD 106 is a spatial modulation element in which micromirrors are arranged in a two-dimensional array. The tilt angle of the micromirror can be switched to at least two types. The mirror state when the inclination angle is the first angle and the second angle is hereinafter referred to as "on state" and "off state", respectively.

DMD(106)는, 후술하는 제어부(113)로부터의 지시에 기초하여, 개개의 미소 미러의 경사각, 즉 개개의 미소 미러 상태를 독립적으로 전환한다. DMD(106)에 대한 지시는, 예를 들면 레이저광을 조사해야 할지의 여부를 나타내는 2진값 데이터를 2차원 어레이형으로 배열된 데이터에 의해 나타내고, 제어부(113)로부터 송신된다.The DMD 106 independently switches the inclination angles of the individual micromirrors, that is, the individual micromirror states, based on the instructions from the control unit 113 to be described later. The instruction to the DMD 106 indicates, for example, binary value data indicating whether or not laser light should be irradiated by data arranged in a two-dimensional array type, and is transmitted from the control unit 113.

미러(105)로부터 DMD(106)에 입사된 입사광이, 온 상태의 미소 미러에서 반사 되었을 때, 반사광의 방향이 연직 방향이 되도록, 레이저 발진기(103), 하프 미러(104), 미러(105) 및 DMD(106)가 배치되어 있다. 온 상태의 미소 미러에서 반사된 레이저광의, 피가공물(102)의 표면에 도달하는 광로 상에는, 하프 미러(107)와 결상 렌즈(108)와 하프 미러(109)와 대물 렌즈(110)를 가지는 투영 광학계가 배치되어 있다. 온 상태의 미소 미러에서 반사된 레이저광은, 투영 광학계를 통하여, 피가공물(102)의 표면에 투영, 즉 조사된다. 투영 광학계는, 피가공물(102)의 표면과 DMD(106)를 공역의 위치로 하도록 구성되어 있다.When the incident light incident on the DMD 106 from the mirror 105 is reflected by the on-line micromirror, the laser oscillator 103, the half mirror 104, and the mirror 105 are arranged so that the direction of the reflected light is in the vertical direction. And DMD 106 are arranged. The projection having the half mirror 107, the imaging lens 108, the half mirror 109, and the objective lens 110 on the optical path reaching the surface of the workpiece 102 of the laser light reflected by the micro mirror in the on state. The optical system is arranged. The laser light reflected by the on-line micromirror is projected, ie irradiated, to the surface of the to-be-processed object 102 through a projection optical system. The projection optical system is configured so that the surface of the workpiece 102 and the DMD 106 are in the conjugate position.

오프 상태의 미소 미러는 경사각이 온 상태일 때와는 상이하다. 따라서, 미러(105)로부터 DMD(106)에 입사된 입사광은, 오프 상태의 미소 미러에서, 하프 미러(107)에 도달하는 방향과는 상이한 방향으로 반사되어 피가공물(102) 상에는 조사되지 않는다. 도 1에서는, 오프 상태의 미소 미러에 의한 반사광의 광로를 파선 화살표로 나타낸다.The micromirrors in the off state are different from when the tilt angle is 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 of reaching the half mirror 107 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 micromirror of an off state is shown with the broken arrow.

따라서, 개개의 미소 미러를 온 상태 또는 오프 상태로 제어함으로써, 각 미 소 미러에 대응하는 피가공물(102) 상의 위치에 레이저광을 조사할지의 여부를 제어할 수 있다. 즉, DMD(106)를 사용함으로써, 임의의 위치, 방향 및 형상으로 레이저광을 피가공물(102) 상에 조사할 수 있다.Therefore, by controlling the individual micromirrors in the on state or the off state, it is possible to control whether or not the laser light is irradiated to a position on the workpiece 102 corresponding to each micromirror. That is, by using the DMD 106, the laser beam can be irradiated onto the workpiece 102 at any position, direction, and shape.

레이저 가공 장치(10O)는, LED(Light Emitting Diode: 발광 다이오드) 광원(116)을 구비한다. LED 광원(116)으로부터 조사된 광(이하 "LED 광"이라고 함)은 하프 미러(104)에서 반사되어 미러(105)에 입사한다.The laser processing apparatus 100 includes an LED (Light Emitting Diode) light source 116. Light irradiated from the LED light source 116 (hereinafter referred to as "LED light") is reflected by the half mirror 104 and enters the mirror 105.

여기서, 레이저 발진기(103)와 하프 미러(104)와 LED 광원(116)은, 하프 미러(104)를 투과한 레이저광과, 하프 미러(104)에서 반사된 LED 광의 광축이 일치하도록 배치되어 있다. 따라서, 하프 미러(104)에서 반사된 후의 LED 광의 광로는, 레이저광의 광로와 같으며, LED 광도 피가공물(102)에 조사된다.Here, the laser oscillator 103, the half mirror 104, and the LED light source 116 are arranged so that the optical axis of the laser beam transmitted through the half mirror 104 and the LED light reflected from the half mirror 104 coincide. . Therefore, the optical path of the LED light after being reflected by the half mirror 104 is the same as the optical path of the laser light, and the LED light is also irradiated onto the workpiece 102.

본 실시예에서는, DMD(106)를 통한 레이저광의 조사를 조정하기 위해 교정이 행해지고, LED 광은 교정을 위해 사용된다.In this embodiment, a calibration is made to adjust the irradiation of the laser light through the DMD 106, and the LED light is used for the calibration.

또한, 레이저 가공 장치(10O)는, 조명용 광원(111)과 CCD(Charge Coupled Device: 전하 결합 소자) 카메라(112)를 구비한다. 촬상에 조명광이 필요한 경우, 조명용 광원(111)으로부터의 조명광이 하프 미러(109)에서 반사되어 대물 렌즈(110)를 통하여 피가공물(102)의 표면에 조사된다. 그리고, CCD 카메라(112) 대신, CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor: 상호보완형 금속 산화물 반도체) 카메라 등의 촬상 장치를 사용해도 된다.In addition, the laser processing apparatus 100 includes an illumination light source 111 and a CCD (Charge Coupled Device) camera 112. When illumination light is required for imaging, illumination light from the illumination light source 111 is reflected by the half mirror 109 and irradiated to the surface of the workpiece 102 through the objective lens 110. Instead of the CCD camera 112, an imaging device such as a CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) camera may be used.

레이저광, LED 광 및 조명광의, 피가공물(102)의 표면에서의 반사광은, 모두 대물 렌즈(110), 하프 미러(109), 결상 렌즈(108), 하프 미러(107)를 가지는 광학 계를 통하여 CCD 카메라(112)의 광전 변환 소자에 입사한다. 이에 따라, CCD 카메라(112)는 피가공물(102)의 표면을 촬상한다.The reflected light on the surface of the workpiece 102 of the laser light, the LED light, and the illumination light all includes an optical system having an objective lens 110, a half mirror 109, an imaging lens 108, and a half mirror 107. Incident on the photoelectric conversion element of the CCD camera 112 through. Accordingly, the CCD camera 112 picks up the surface of the workpiece 102.

본 실시예에서는, 반사광을 CCD 카메라(112)로 촬상할 수있는 파장의 레이저광, LED 광 및 조명광이 사용된다. 따라서, DMD(106)를 사용하여 레이저광 또는 LED 광을 조사한 상태에서 피가공물(102)을 CCD 카메라(112)가 촬상하면, 촬상된 화상에는, 피가공물(102) 상에 조사된 레이저광 또는 LED 광의 패턴이 나타난다.In this embodiment, laser light, LED light and illumination light of a wavelength capable of imaging the reflected light with the CCD camera 112 are used. Therefore, when the CCD camera 112 photographs the workpiece 102 in the state in which the laser light or the LED light is irradiated using the DMD 106, the captured image includes the laser beam irradiated onto the workpiece 102 or the like. The pattern of LED light appears.

레이저 가공 장치(100)가 불균일이나 어긋남을 전혀 포함하지 않으면, 화상에 나타난 패턴은 DMD(106)에 지정된 패턴과 위치, 방향(각도) 및 형상이 모두 일치한다. 그러나, 실제로는 2개의 패턴은 일치하지 않는 경우가 있다. 이 불일치가 교정의 대상이다.If the laser processing apparatus 100 does not contain any nonuniformity or misalignment at all, the pattern shown in the image coincides with the pattern, position, direction (angle), and shape specified in the DMD 106. However, in practice, the two patterns may not match. This discrepancy is the subject of correction.

레이저 가공 장치(100)는, 제어부(113)와 조작부(114)와 모니터(115)를 더 구비한다.The laser processing apparatus 100 further includes a control unit 113, an operation unit 114, and a monitor 115.

제어부(113)는 레이저 가공 장치(100) 전체를 제어한다. 조작부(114)는, 키보드나 포인팅 디바이스 등의 입력 기기에 의해 실현된다. 조작부(114)로부터 입력된 지시는, 제어부(113)에 보내진다.The control unit 113 controls the entire laser processing apparatus 100. The operation unit 114 is realized by an input device such as a keyboard or a pointing device. The instruction input from the operation unit 114 is sent to the control unit 113.

또한, 모니터(115)는, 제어부(113)로부터의 지시에 따라, 화상이나 문자 등을 표시한다. 모니터(115)는, 예를 들면 CCD 카메라(112)가 촬상한 피가공물(102)의 화상을 거의 실시간으로 표시해도 된다. 이하에서는, CCD 카메라(112)가 촬상하고 제어부(113)가 판독한 화상을 "라이브(live) 화상"이라고 할 경우도 있다.In addition, the monitor 115 displays an image, a character, or the like according to an instruction from the control unit 113. The monitor 115 may display, for example, an image of the workpiece 102 captured by the CCD camera 112 in almost real time. In the following description, the image captured by the CCD camera 112 and read by the control unit 113 may be referred to as a "live image".

제어부(113)의 상세한 것은 도 2와 함께 후술하지만, 간단하게 설명하면 다 음과 같다Details of the control unit 113 will be described later with reference to FIG. 2, but will be briefly described as follows.

제어부(113)로의 입력은 조작부(114)로부터의 지시와, CCD 카메라(112)로부터 화상 데이터이다. 제어부(113)에 의해 제어되는 것은 스테이지(101), 레이저 발진기(103), DMD(l06), 모니터(115) 및 LED 광원(116)이다.Inputs to the control unit 113 are instructions from the operation unit 114 and image data from the CCD camera 112. Controlled by the control unit 113 are the stage 101, the laser oscillator 103, the DMD 1006, the monitor 115, and the LED light source 116.

또한, 제어부(113)는 범용 컴퓨터일 수도 있고 전용 제어 장치일 수도 있다. 제어부(113)의 기능은, 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 또는 이들 조합 중에서 어느 하나에 의해 실현되어도 된다.In addition, the controller 113 may be a general-purpose computer or a dedicated control device. The function of the control part 113 may be implemented by any one of hardware, software, firmware, or a combination thereof.

예를 들면, CPU(Central Processlng Unit)와, R0M(Read 0nly Memory) 등의 불휘발성 메모리와, 워킹 영역(working area)으로 사용되는 RAM(Random Access Memory)과, 하드 디스크 장치 등의 외부 기억 장치와, 외부 기기와의 접속 인터페이스를 구비하고, 이들이 버스로 서로 접속된, PC(Personal Computer) 등의 컴퓨터에 의해 제어부(113)가 실현되어도 된다.For example, a CPU (Central Processlng Unit), a nonvolatile memory such as R0M (Read 0nly Memory), a random access memory (RAM) used as a working area, and an external storage device such as a hard disk device. And the control unit 113 may be realized by a computer such as a personal computer (PC) provided with a connection interface with an external device and connected to each other by a bus.

이 경우, 스테이지(101), 레이저 발진기(103), DMD(106), 모니터(115), LED 광원(116)이, 각각의 접속 인터페이스에 의해 이 컴퓨터와 접속된다. CPU는, 하드디스크 장치, 또는 컴퓨터가 판독 가능한 휴대형 기억 매체 등에 저장된 프로그램을 RAM에 로드(load)하여 실행함으로써, 제어부(113)의 기능을 실현한다.In this case, the stage 101, the laser oscillator 103, the DMD 106, the monitor 115, and the LED light source 116 are connected to this computer by respective connection interfaces. The CPU realizes the function of the control unit 113 by loading and executing a program stored in a hard disk device or a portable storage medium that can be read by a computer in the RAM.

다음에, 피가공물(102)이 기판이고, 레이저 가공 장치(100)가 기판 표면의 결함에 레이저광을 조사하여 결함을 복구하는 레이저 리페어 장치인, 구체예를 사용하여, 제1 실시예의 레이저 가공 장치(100)의 동작의 개요를 설명한다.Next, the workpiece 102 is a substrate, and the laser processing apparatus 100 is a laser repair apparatus for irradiating a laser beam onto a defect on the substrate surface to repair the defect, using the specific example, the laser processing of the first embodiment. An outline of the operation of the apparatus 100 will be described.

도 1에 나타낸 바와 같이, 레이저 가공 장치(100)는, 결상 렌즈(108)와 대물 렌즈(110)를 포함하는 현미경을 구비한다. 따라서, CCD 카메라(112)는, 현미경을 통하여 피가공물(102) 상의 미세한 회로 패턴이나 미세한 결함을 촬상할 수 있다. 촬상된 라이브 화상은 거의 실시간으로 모니터(115)에 표시된다.As shown in FIG. 1, the laser processing apparatus 100 includes a microscope including an imaging lens 108 and an objective lens 110. Therefore, the CCD camera 112 can image the fine circuit pattern and the minute defect on the to-be-processed object 102 through a microscope. The captured live image is displayed on the monitor 115 in near real time.

피가공물(102)의 표면에서 결함이 존재하는 영역을 "결함 영역"이라고 하고, 모니터(115)에 표시되는 화상 중에서 결함 영역이 촬상된 영역을 "결함 표시 영역"이라고 하기로 한다. 레이저 리페어 장치는, 결함 영역에 레이저광을 조사함으로써 기판을 복구한다. 예를 들면, 티끌이나 불필요한 레지스트는 결함이기는 하지만, 레이저광을 조사하여 증발시킬 수 있으므로, 복구 가능한 결함이다. 예를 들면, 이와 같은 결함이 레이저 리페어 장치에 의한 복구의 대상이다.A region where a defect exists on the surface of the workpiece 102 is referred to as a "defect region", and a region where the defect region is imaged among the images displayed on the monitor 115 will be referred to as a "defect display region". The laser repair apparatus recovers a board | substrate by irradiating a laser beam to a defect area. For example, dust and unnecessary resist are defects, but they are recoverable defects because they can be evaporated by irradiation with laser light. For example, such a defect is the object of recovery by the laser repair apparatus.

결함이 없는 영역에 레이저광이 조사됨으로써, 정상적으로 형성된 회로 패턴이 손상되는 것을 방지하기 위해서는, 레이저광이 조사되는 영역은, 결함 영역과 양호한 정밀도로 일치되어야 한다. 그러므로, 교정과 조정이 요구된다.In order to prevent damage of the circuit pattern normally formed by irradiating a laser beam to the area | region without a defect, the area | region to which laser beam is irradiated must match with a defective area with good precision. Therefore, correction and adjustment are required.

예를 들면, 오퍼레이터가 조작부(114)를 통하여 결함 표시 영역을 선택, 즉 지정한다. 지정된 결함 표시 영역은 결함 영역을 나타낸 패턴이다. 이 패턴을 제어부(113)가 DMD(106)에 지정함으로써, "결함 영역에 레이저광을 조사하고, 결함 영역 외의 영역에는 레이저광을 조사하지 않는다"라고 제어된 조사가 가능하게 된다. 다시 말하면, 결함 표시 영역에 포함되는 화소에 대응하는 DMD(106)의 미소 미러에 대하여 온 상태를 지시하고, 그 외의 미소 미러에 대하여 오프 상태를 지시함으로써, 결함 영역에 레이저광이 조사되어 결함이 복구되고, 그 외의 영역에는 레이저광이 조사되지 않는다.For example, the operator selects, that is, designates the defect display area via the operation unit 114. The designated defect display area is a pattern representing the defect area. By assigning this pattern to the DMD 106, the control section 113 enables irradiation controlled to "irradiate laser light to the defect area and not irradiate the laser light to a region other than the defect area". In other words, by instructing the micromirror of the DMD 106 corresponding to the pixel included in the defect display region to instruct the on state and the other micromirror to instruct the off state, the laser beam is irradiated to the defect region so that a defect is generated. It recovers, and a laser beam is not irradiated to other area | regions.

만약, 레이저 가공 장치(100)에 불균일이나 어긋남이 전혀 없으면, 결함 표시 영역에 포함되는 화소에 대응하는 DMD(106)의 미소 미러는, 이 미소 미러에 대응하는 피가공물(102) 상의 위치에 레이저광을 조사하기 위해 온 상태로 되어야 한다. 또한, 결함 영역에 포함되지 않은 화소에 대응하는 미소 미러는, 이 미소 미러에 대응하는 피가공물(102) 상의 위치에 레이저광을 조사하지 않도록 하기 위해 오프 상태로 되어야 한다.If there is no nonuniformity or misalignment in the laser processing apparatus 100, the micromirror of the DMD 106 corresponding to the pixel contained in the defect display area | region has a laser in the position on the to-be-processed object 102 corresponding to this micromirror. It must be turned on to irradiate light. In addition, the micromirror corresponding to the pixel not included in the defective area should be turned off so as not to irradiate the laser light to a position on the workpiece 102 corresponding to the micromirror.

그러나, 실제로는 레이저 가공 장치(100)에는 불균일이나 어긋남이 있는 경우가 있다. 그래서 교정이 행해진다. 그리고, 레이저광이, 교정 결과에 기초하여 조정되고, 기판인 피가공물(102) 상에 조사된다. 이에 따라, 기판 상의 결함 영역과 양호한 정밀도로 일치하는 패턴으로 레이저광이 조사된다. 즉, 레이저 리페어 장치인 레이저 가공 장치(100)는, 정상적인 부분을 레이저광에 의해 손상시키지 않도록 하면서, 기판의 결함을 복구할 수 있다.However, in practice, there may be a nonuniformity or a deviation in the laser processing apparatus 100. So calibration is done. And a laser beam is adjusted based on a calibration result, and is irradiated on the to-be-processed object 102 which is a board | substrate. As a result, the laser beam is irradiated in a pattern that matches the defect region on the substrate with good accuracy. That is, the laser processing apparatus 100 which is a laser repair apparatus can repair the defect of a board | substrate, without damaging a normal part by a laser beam.

다음에, 제어부(113)를 상세하게 설명한다.Next, the control part 113 is demonstrated in detail.

도 2는 제1 실시예에서의 제어부(113)의 기능을 나타낸 기능 블록도이다.2 is a functional block diagram showing the functions of the control unit 113 in the first embodiment.

제어부(113)는, CCD 카메라(112)로부터 화상을 받아들이는 취입부(201)와, 교정을 행하는 산출부(202)와, 교정의 결과에 기초하여 광의 조사를 조정하는 조정부(203)와, DMD(106)를 제어하는 공간 변조 제어부(204)와, 스테이지(101)를 제어하는 스테이지 제어부(205)와, 레이저 발진기(103) 또는 LED 광원(116) 중에서 한쪽을 광원으로서 선택하는 선택부(206)를 구비한다. 본 발명에 의한 조정 장치를 제1 실시예에서 실현하는 것은, 취입부(201)와 산출부(202)와 조정부(203)이다.The control unit 113 includes an intake unit 201 that receives an image from the CCD camera 112, a calculation unit 202 that performs calibration, an adjustment unit 203 that adjusts light irradiation based on the result of the calibration, A selection unit for selecting one of the spatial modulation control unit 204 for controlling the DMD 106, the stage control unit 205 for controlling the stage 101, and the laser oscillator 103 or the LED light source 116 as a light source ( 206. In the first embodiment, the adjusting device according to the present invention is implemented by the blowing unit 201, the calculating unit 202, and the adjusting unit 203.

취입부(201)는, 피가공물(102)을 촬상한 화상을 CCD 카메라(112)로부터 입력한다. 예를 들면, 제어부(113)가 PC에 의해 실현되는 경우, PC에 장착된 화상 캡쳐 보드에 의해 취입부(201)를 실현해도 된다.The blowing unit 201 inputs an image obtained by photographing the workpiece 102 from the CCD camera 112. For example, when the control part 113 is implement | achieved by a PC, the taking-in part 201 may be implement | achieved by the image capture board attached to the PC.

취입부(201)가 받아들이는 화상의 종류는 실시예에 따라 상이하지만, 어떤 실시예에서도 취입부(201)가 반드시 받아들이는 화상은, 교정 패턴에 따른 조사를 행할 때의 피가공물(102)의 화상이다.Although the kind of the image which the taking-in part 201 accepts differs according to an embodiment, in any embodiment, the image which the taking-in part 201 necessarily accepts of the to-be-processed object 102 when irradiating according to a correction pattern is carried out. It is a burn.

교정 패턴은, DMD(106)에 대하여 지시되는 입력 패턴의 일종이다. 이하의 설명에서, "입력 패턴"은 DMD(106)에 대한 지시를 나타내는 패턴이며, 광을 조사하는 영역(에리어: area)을, 개개의 미소 미러에 대한 "온" 또는 "오프"의 지시에 의해 나타내는 패턴이다. 교정을 위한, 또는 레이저광에 의한 가공을 위한 목적에 따라, 입력 패턴으로서 구체적으로 지정되는 패턴은 상이하다.The calibration pattern is a kind of input pattern instructed to the DMD 106. In the following description, the "input pattern" is a pattern indicating an instruction to the DMD 106, and an area (area) to which light is irradiated is referred to as an "on" or "off" instruction for each micromirror. It is a pattern represented by. Depending on the purpose for calibration or for processing by laser light, the pattern specifically designated as the input pattern is different.

어떤 입력 패턴에 따라, 광이 조사된 피가공물(102)을 촬상한 화상 상에는, 이 입력 패턴에 대응한 패턴이 생긴다. 이하에서는, 화상 상에 생긴 패턴을 "출력 패턴"이라고 한다.According to a certain input pattern, the pattern corresponding to this input pattern arises on the image which image | photographed the to-be-processed workpiece 102 to which light was irradiated. Hereinafter, the pattern which generate | occur | produced on the image is called "output pattern."

출력 패턴은, "광이 조사되었다" 또는 "광이 조사되지 않았다"의 2진값으로, 화상 상의 각 점이 나타난 패턴이다. 입력 패턴에서의 "온"과 "오프"의 지시가, 출력 패턴에서의 "광이 조사되었다" 상태와 "광이 조사되지 않았다" 상태에 각각 대응한다.The output pattern is a binary value of "light is irradiated" or "light is not irradiated", and is a pattern in which each point on the image appeared. Indications of "on" and "off" in the input pattern correspond to states of "light is irradiated" and "light is not irradiated" in the output pattern, respectively.

그러나, 일반적으로, 레이저 가공 장치(100)에 존재하는 불균일이나 어긋남 등에 기인하여, 입력 패턴과 출력 패턴은 상이하다. 예를 들면, 교정 패턴은, 교 정을 위해 사용되는 기준 패턴이지만, 출력 패턴은 기준 패턴과 상이하다.However, in general, the input pattern and the output pattern are different due to the nonuniformity, the deviation, and the like present in the laser processing apparatus 100. For example, the calibration pattern is a reference pattern used for calibration, but the output pattern is different from the reference pattern.

즉, 입력 패턴을 기준으로 하면, 출력 패턴은, 기준 위치로부터 어긋나 있거나, 기준 각도로부터 회전되어 있거나, 형상이 확대 혹은 축소되어 있거나 변형되어 있다.That is, based on the input pattern, the output pattern is shifted from the reference position, rotated from the reference angle, enlarged or reduced in shape, or deformed.

그래서, 산출부(202)는, 입력 패턴을 출력 패턴으로 변환하는 변환 파라미터를 산출한다. 이하의 각 실시예에서, 교정은 변환 파라미터를 산출하는 것이다. 변환 파라미터의 구체예는 실시예에 의해 상이하므로, 자세한 것은 후술한다.Thus, the calculation unit 202 calculates a conversion parameter for converting the input pattern into an output pattern. In each of the examples below, the calibration is to calculate the conversion parameters. Since the specific example of a conversion parameter differs by an Example, the detail is mentioned later.

산출부(202)는, 입력 패턴으로서 교정 패턴이 이용되었을 때 산출한 변환 파라미터를 조정부(203)에 출력한다. 그리고, 산출부(202)는, 도시하지 않은 기억 장치에 저장된 미리 정해진 교정 패턴을 판독하여 변환 파라미터의 산출에 이용해도 되고, 교정할 때마다 교정 패턴을 작성해도 된다.The calculation unit 202 outputs the conversion parameter calculated when the calibration pattern is used as the input pattern to the adjustment unit 203. And the calculating part 202 may read out the predetermined calibration pattern stored in the memory | storage device which is not shown in figure, and may use it for calculation of a conversion parameter, and may generate a calibration pattern every time it corrects.

조정부(203)는, 제어부(113)의 외부로부터 지정된 조사 패턴에 따른 레이저광의 조사를 변환 파라미터에 기초하여 조정한다. 조정을 위해 제어할 대상은 실시예에 따라 상이하지만, 제1 실시예에서는, 조작부(114)로부터 부여되는 조사 패턴을 조정부(203)가 조정한다.The adjustment unit 203 adjusts the irradiation of the laser light according to the irradiation pattern specified from the outside of the control unit 113 based on the conversion parameter. The object to be controlled for adjustment differs depending on the embodiment, but in the first embodiment, the adjustment unit 203 adjusts the irradiation pattern provided from the operation unit 114.

제어부(113)가 PC에 의해 실현되는 경우, 산출부(202)와 조정부(203)는, 프로그램을 RAM에 로드하여 실행하는 CPU에 의해 실현되어도 된다. 또한, 교정 패턴을 미리 기억 장치에 저장해 둘 경우, 이 기억 장치는 PC가 구비하는 RAM 또는 하드 디스크 장치 등이라도 된다.When the control part 113 is implemented by a PC, the calculating part 202 and the adjustment part 203 may be implemented by the CPU which loads a program into RAM and runs it. When the calibration pattern is stored in the storage device in advance, the storage device may be a RAM or a hard disk device included in the PC.

공간 변조 제어부(204)는, DMD(106)에 지시해야 할 입력 패턴을 받고, 이 입 력 패턴에 따라, DMD(106)의 개개의 미소 미러를, 온 상태 또는 오프 상태로 하는 제어를 행한다. 그 결과, 레이저 발진기(103) 또는 LED 광원(116)으로부터 조사된 광은, DMD(106)에 의해 공간 변조되고, 피가공물(102) 상에 조사된다.The spatial modulation control unit 204 receives an input pattern to be instructed to the DMD 106, and performs control to turn individual micromirrors of the DMD 106 into an on state or an off state according to the input pattern. As a result, the light irradiated from the laser oscillator 103 or the LED light source 116 is spatially modulated by the DMD 106 and irradiated onto the workpiece 102.

공간 변조 제어부(204)는, 교정을 위한 LED 광의 조사에 있어서, 산출부(202)로부터 입력 패턴으로서 교정 패턴을 받는다. 또한, 가공을 위한 레이저광의 조사에 있어서, 공간 변조 제어부(204)는, 조정부(203)에 의해 조정된 입력 패턴을 조정부(203)로부터 받는다.The spatial modulation control unit 204 receives a calibration pattern from the calculation unit 202 as an input pattern when irradiating LED light for calibration. In addition, in the irradiation of the laser beam for processing, the spatial modulation control unit 204 receives the input pattern adjusted by the adjustment unit 203 from the adjustment unit 203.

스테이지 제어부(205)는, 광학계를 구성하는 도 1의 각 구성 요소와 스테이지(101)와의 상대 위치를 변화시키기 위해 스테이지(101)를 제어한다. 다른 실시예에서는, 스테이지(101)가 아닌 광학계를 이동시킴으로써 상대 위치를 변화시켜도 된다.The stage control unit 205 controls the stage 101 in order to change the relative position between each component of FIG. 1 constituting the optical system and the stage 101. In another embodiment, the relative position may be changed by moving the optical system instead of the stage 101.

예를 들면, 레이저 가공 장치(100)가 레이저 리페어 장치인 경우, 복구해야 할 결함의 대략의 위치가 결함 검사 장치로부터 레이저 가공 장치(100)에 미리 통지된다. 그리고, 스테이지 제어부(205)는, 통지된 피가공물(102) 상의 위치가, 레이저광의 조사 범위 내이고, CCD 카메라(112)의 촬상 범위 내로 되도록, 스테이지(101)를 제어하여 이동시킨다.For example, when the laser processing apparatus 100 is a laser repair apparatus, the approximate position of the defect to be repaired is notified to the laser processing apparatus 100 from the defect inspection apparatus in advance. Then, the stage control unit 205 controls and moves the stage 101 so that the position on the notified workpiece 102 falls within the irradiation range of the laser beam and falls within the imaging range of the CCD camera 112.

그 후, CCD 카메라(112)가 피가공물(102)을 촬상하고, 촬상된 화상을 취입부(201)가 받아들이고, 이 화상을 모니터(115)가 표시한다. 레이저광을 조사하여 복구해야 할 패턴, 즉 결함 표시 영역은, 예를 들면, 모니터(115)에 표시된 화상에 기초하여, 오퍼레이터가 조작부(114)로부터 지시한다. 또한, 우량품의 피가공물로 부터 얻은 화상과의 비교에 의한 주지의 기술에 의해, 결함 표시 영역을 추출해도 된다. Thereafter, the CCD camera 112 picks up the workpiece 102, and the taking-in unit 201 receives the picked-up image, and the monitor 115 displays this image. The pattern to be recovered by irradiating the laser beam, that is, the defect display area, is instructed by the operator from the operation unit 114 based on the image displayed on the monitor 115, for example. In addition, you may extract a defect display area by the well-known technique by comparison with the image obtained from the to-be-processed object.

선택부(206)는, 레이저 발진기(103)와 LED 광원(116) 중에서 어느 하나를 광원으로서 선택하고, 선택된 쪽의 광원을 온으로, 선택되지 않은 쪽의 광원을 오프로 한다. 구체적으로 설명하면, 선택부(206)는, 교정일 때는 레이저 발진기(103)를 오프로 하고 LED 광원(116)을 온으로 하는 제어를 행하고, 가공일 때는 레이저 발진기(103)를 온으로 하고 LED 광원(116)을 오프로 하는 제어를 행한다. 또한, 양쪽의 광원을 함께 오프로 하는 제어를 선택부(206)가 행하는 경우도 있다.The selection unit 206 selects one of the laser oscillator 103 and the LED light source 116 as a light source, turns on the light source on the selected side, and turns off the light source on the unselected side. Specifically, the selection unit 206 controls the laser oscillator 103 to be turned off when the calibration is performed and the LED light source 116 is turned on, and when the processing is performed, the laser oscillator 103 is turned on and the LED is turned on. Control to turn off the light source 116 is performed. In addition, the selection unit 206 may control to turn off both light sources.

제어부(113)가 PC에 의해 실현되는 경우, 공간 변조 제어부(204)와 스테이지 제어부(205)와 선택부(206) 모두는, 프로그램을 RAM에 로드하여 실행하는 CPU와, 외부 장치와 PC와의 접속 인터페이스에 의해 실현될 수 있다.When the control unit 113 is realized by a PC, both the spatial modulation control unit 204, the stage control unit 205, and the selection unit 206 are connected to a CPU that loads and executes a program into a RAM, an external device, and a PC. It can be realized by the interface.

다음에, 도 3을 참조하여, 교정 대상에 대하여 설명한다.Next, the calibration target will be described with reference to FIG. 3.

도 3은 레이저 가공 장치(100)에 존재하는 어긋남이나 불균일에 기인하는 조사 패턴의 변형, 즉 입력 패턴으로부터 출력 패턴으로의 변형을 예시하는 도면이다.3 is a diagram illustrating the deformation of the irradiation pattern due to the misalignment and non-uniformity present in the laser processing apparatus 100, that is, the deformation from the input pattern to the output pattern.

설명의 편의를 위해, 이하에서는 CCD 카메라(112)에 의해 촬상되는 화상의 가로 방향의 좌표 축을 x축, 세로 방향의 좌표 축을 y축이라고 한다. 그리고, 화상의 크기는 임의이지만, 본 실시예에서는, x 방향으로 640화소, y 방향으로 480화소로 한다. 또한, 이 크기를 " 640×480 화소"라고 표기한다. 화상 내의 각 화소의 위치는, x 좌표와 y 좌표의 세트(x, y)에 의해 나타낸다. 도 3에서의 조사 패 턴(310)의 좌상 꼭지점과 우하 꼭지점의 좌표는 각각 (0, 0)와 (639, 479)이다.For convenience of explanation, hereinafter, the horizontal axis of the image captured by the CCD camera 112 will be referred to as the x axis and the vertical axis of the image will be referred to as the y axis. Although the size of the image is arbitrary, in the present embodiment, 640 pixels in the x direction and 480 pixels in the y direction. This size is referred to as "640 x 480 pixels". The position of each pixel in an image is represented by the set (x, y) of x coordinate and y coordinate. The coordinates of the upper left vertex and the lower right vertex of the irradiation pattern 310 in FIG. 3 are (0, 0) and (639, 479), respectively.

도 3의 조사 패턴(310)은, CCD 카메라(112)에 의해 촬상된 화상에 대하여, 그 화상의 어느 부분에 레이저광을 조사해야 하는지를 나타낸 패턴이다. 따라서, 조사 패턴(310) 내의 위치도 x 좌표와 y 좌표의 세트 (x, y)에 의해 나타낼 수 있고, 조사 패턴(310)의 크기는, CCD 카메라(112)에 의해 촬상되는 화상과 같은 640×480 화소이다.The irradiation pattern 310 of FIG. 3 is a pattern showing which part of the image should be irradiated with the laser beam on the image picked up by the CCD camera 112. Therefore, the position in the irradiation pattern 310 can also be represented by the set (x, y) of the x coordinate and the y coordinate, and the size of the irradiation pattern 310 is equal to an image captured by the CCD camera 112. X 480 pixels.

여기서, 레이저광을 조사하는 것을 백색으로, 조사하지 않는 것을 검은색으로 도시하면, 조사 패턴(310)은, 도 3에 나타낸 바와 같이, 흑백 2진값 화상으로서 표현할 수 있다. 도 3의 예에서는, 조사 패턴(310)은, 화상의 중심부에 있는, x축에 평행한 굵은 선과 y축에 평행한 굵은 선이 만나는 흰 십자 형상과 배경의 검은색으로 이루어지고, 흰 십자 형상에 해당하는 피가공물(102) 상의 부분에 레이저광을 조사해야 할 것을 나타낸다.Here, when irradiating a laser beam is shown in white and not irradiating in black, the irradiation pattern 310 can be represented as a monochrome binary value image, as shown in FIG. In the example of FIG. 3, the irradiation pattern 310 is formed of a white cross shape where a thick line parallel to the x-axis and a thick line parallel to the y-axis meet at a central portion of the image and a black background color. It shows that the laser beam should be irradiated to the part on the to-be-processed object 102 corresponding to this.

본 실시예에서는, 조사 패턴(310)은 다음과 같이 하여 조작부(114)로부터 지시된다. 먼저, 조명용 광원(111)으로부터의 조명광에 의한 조명 하에서, 레이저광도 LED 광도 조사하지 않은 상태에서, 피가공물(102)을 CCD 카메라(112)가 촬상한다. 그리고, 제어부(113)의 취입부(201)가, 촬상된 화상을 받아들여서 모니터(115)에 출력한다.In this embodiment, the irradiation pattern 310 is instructed from the operation unit 114 as follows. First, under the illumination by illumination light from the illumination light source 111, the CCD camera 112 image | photographs the to-be-processed object 102 in the state which neither the laser nor LED light was irradiated. Then, the taking-in unit 201 of the control unit 113 receives the captured image and outputs it to the monitor 115.

그 후, 오퍼레이터가, 모니터(115)에 출력된 화상을 보고, 레이저광을 조사해야 할 범위를 조작부(114)로부터 지시한다. 이 지시는, 조작부(114)와 제어부(113)을 접속하는 인터페이스를 통하여, 640×480 화소 크기의 조사 패턴(310)의 데이터의 형태로 제어부(113)에 주어진다.After that, the operator looks at the image output to the monitor 115 and instructs the operating unit 114 the range in which the laser light should be irradiated. This instruction is given to the control unit 113 in the form of data of the irradiation pattern 310 having a size of 640x480 pixels through an interface connecting the operation unit 114 and the control unit 113.

다른 실시예에서는, 다른 장치로부터 조사 패턴(310)의 데이터가 제어부(113)에 보내져도 된다. 예를 들면, 레이저 가공 장치(100)가 FPD 기판 등의 레이저 리페어 장치인 경우, 결함 검사 장치로부터 조사 패턴(310)의 데이터가 제어부(113)에 보내져도 된다. 또는, 레이저 리페어 장치가 화상 인식부를 구비하고, 화상 인식부가 화상 인식 처리에 의해 결함의 형상을 인식하고, 인식된 형상을 나타내는 조사 패턴(310)의 데이터를 생성하여 제어부(113)에 출력해도 된다.In another embodiment, the data of the irradiation pattern 310 may be sent to the control unit 113 from another device. For example, when the laser processing apparatus 100 is a laser repair apparatus, such as an FPD board | substrate, the data of the irradiation pattern 310 may be sent to the control part 113 from a defect inspection apparatus. Alternatively, the laser repair apparatus may include an image recognition unit, and the image recognition unit may recognize the shape of the defect by the image recognition process, generate data of the irradiation pattern 310 representing the recognized shape, and output the data to the control unit 113. .

어떤 방법을 사용하더라도, 조사 패턴(310)의 데이터가 제어부(113)에 주어진다. 그러면, 제어부(113)는, 개개의 미소 미러의 온과 오프를 DMD(106)에 지시하기 위한 DMD 전송용 데이터(320)를 조사 패턴(310)으로부터 생성한다. DMD 전송용 데이터(320)는 입력 패턴을 나타내는 데이터이며, DMD(106)에 전송(즉, 송신)된다.In either case, the data of the irradiation pattern 310 is given to the control unit 113. The control unit 113 then generates, from the irradiation pattern 310, DMD transmission data 320 for instructing the DMD 106 to turn on and off individual micromirrors. The DMD transmission data 320 is data representing an input pattern and is transmitted (that is, transmitted) to the DMD 106.

DMD(106)에서는 미소 미러가 2차원 어레이형으로 배열되어 있고, 미소 미러의 위치를 u 좌표와 v 좌표의 조 (u, v)에 의해 나타낼 수 있다. 또한, 이하에서는 설명을 간단하게 하기 위하여, 화상 내의 화소의 좌표 (x, y)와 미소 미러의 좌표 (u, v)에는,In the DMD 106, the micromirrors are arranged in a two-dimensional array type, and the position of the micromirrors can be represented by a combination (u, v) of u coordinates and v coordinates. In addition, below, in order to simplify description, in the coordinate (x, y) of the pixel in an image, and the coordinate (u, v) of a micromirror,

x=u, y=vx = u, y = v

의 관계가 있다고 가정한다. 미소 미러를 적절하게 배치하고, uv 좌표계의 원점을 적절하게 정하는 것만으로, 이 관계는 성립하므로, 이하의 설명의 일반성은 없어지지 않는다.Assume that there is a relationship between Since the relationship is established only by properly arranging the micromirrors and appropriately setting the origin of the uv coordinate system, the generality of the following description is not lost.

여기서, 조사 패턴(310)의 도면과 마찬가지로, 레이저광을 조사하는 것을 백색으로, 조사하지 않는 것을 검은색으로 나타내기로 하면, DMD 전송용 데이터(320)도 흑백 2진값 화상으로서 표현할 수 있다. 다시 말하면, 미소 미러를 온 상태로 하는 것을 나타내는 백색, 또는 미소 미러를 오프 상태로 하는 것을 나타내는 검은색에 의해, 위치(u, v)의 점을 나타낸 흑백 2진값 화상으로서 DMD 전송용 데이터(320)를 표현할 수 있다.Here, similarly to the drawing of the irradiation pattern 310, if the irradiation of the laser light is shown in white and the irradiation not in black, the DMD transmission data 320 can also be expressed as a black and white binary value image. In other words, the data for DMD transmission (320) as a black and white binary value image representing the points of positions (u, v) by white indicating that the micromirror is on or black indicating that the micromirror is off. ) Can be expressed.

본 실시예에서는, DMD(106)에 800×600개의 미소 미러가 배열되어 있다고 가정한다. 즉, CCD 카메라(112)가 촬상한 화상의 화소 수보다 미소 미러의 개수가 많다. 따라서, DMD 전송용 데이터(320)를 나타내는 화상은, 조사 패턴(310)을 나타내는 화상의 주위를, 검은색 마진으로 둘러싼 화상이 된다. 이와 같은 마진이 있는 이유에 대해서는 후술한다.In this embodiment, it is assumed that 800x600 micromirrors are arranged in the DMD 106. That is, the number of the micromirrors is larger than the number of pixels of the image picked up by the CCD camera 112. Therefore, the image which shows the DMD transmission data 320 becomes an image which enclosed the black margin around the image which shows the irradiation pattern 310. As shown in FIG. The reason for such a margin will be described later.

즉, 조사 패턴(310)을 나타내는 화상의 위치(x, y)에서의 색(백색 또는 검은색)과, DMD 전송용 데이터(320)를 나타내는 화상의, u=x, v=y가 되는 위치(u, v)에서의 색은 같다. 그리고, 위치(u, v)가 That is, the color (white or black) at the position (x, y) of the image representing the irradiation pattern 310 and the position at which u = x and v = y of the image representing the DMD transmission data 320. The colors in (u, v) are the same. And position (u, v)

u<0 또는 640≤u 또는 v<0 또는 480≤v u <0 or 640≤u or v <0 or 480≤v

로 되는 범위에 있는 경우, DMD 전송용 데이터(320)를 나타내는 화상의 위치(u, v)에서의 색은 검은색이다.When it is in the range of, the color at the positions u and v of the image representing the DMD data 320 is black.

그리고, 도 3에서는, DMD 전송용 데이터(320)에는 백색 직사각형의 테두리선이 있지만, 이 테두리선은 설명의 편의 상, 조사 패턴(310)에 해당하는 640×480화소의 범위를 표시한 것이며, 백색 테두리선 상의 미소 미러를 온 상태로 하는 것을 나타낸 것은 아니다. 또한, 본 실시예에서는, DMD 전송용 데이터(320)에서 백색 테두리선보다 위의 마진과 아래의 마진의 폭이 같고, 또한 우측의 마진과 좌측의 마진의 폭도 같다. 그러나, 마진의 폭은 실시예에 따라 적절하게 정해져도 된다.In FIG. 3, the DMD transmission data 320 has a white rectangular border, but this border indicates a range of 640x480 pixels corresponding to the irradiation pattern 310 for the sake of explanation. It does not show turning on the micromirror on a white border line. In the present embodiment, the width of the margin above and below the white border line in the DMD data 320 is the same, and the width of the right margin and the left margin are also the same. However, the margin width may be appropriately determined according to the embodiment.

조사 패턴(310)과 DMD 전송용 데이터(320) 사이의 전술한 바와 같은 관계에 기초하여, 제어부(113)는, 조사 패턴(310)의 데이터로부터 DMD 전송용 데이터(320)를 생성한다. 전술한 바와 같이, DMD 전송용 데이터(320)를 생성하기 위해서는, 제어부(113)는, 간단하게 조사 패턴(310)의 주위에 검은 마진을 추가하면 된다.Based on the above-described relationship between the irradiation pattern 310 and the DMD transmission data 320, the control unit 113 generates the DMD transmission data 320 from the data of the irradiation pattern 310. As described above, in order to generate the DMD transmission data 320, the control unit 113 may simply add a black margin around the irradiation pattern 310.

그리고, 제어부(113) 내의 공간 변조 제어부(204)는, DMD 전송용 데이터(320)를 DMD(106)에 출력함으로써, 800×600개의 미소 미러 각각에 대하여, 온 또는 오프의 지시를 내린다.The spatial modulation control unit 204 in the control unit 113 outputs the DMD transmission data 320 to the DMD 106 to give an on or off instruction to each of the 800 × 600 micromirrors.

여기서, 교정에 따른 조정을 행하지 않고, 주어진 DMD 전송용 데이터(320) 그 자체에 따라, DMD(106)의 미소 미러가 온 상태 또는 오프 상태가 되고, 레이저 발진기(103)로부터 레이저광이 출사된다고 가정한다.Here, without the adjustment according to the correction, according to the DMD transmission data 320 itself, the micromirror of the DMD 106 is turned on or off, and the laser light is emitted from the laser oscillator 103. Assume

이 경우, 일반적으로는, 피가공물(102) 상에 조사된 레이저광의 패턴은, 원하는 조사 패턴(310)과는 상이하다. 왜냐하면, 레이저 가공 장치(100)의 광학계 및/또는 촬상계에는 어긋남이나 불균일이 있기 때문이다.In this case, generally, the pattern of the laser beam irradiated on the to-be-processed object 102 differs from the desired irradiation pattern 310. This is because the optical system and / or the imaging system of the laser processing apparatus 100 may be misaligned or uneven.

예를 들면, 미러나 렌즈가 비뚤어져 있거나, 레이저 가공 장치(100)의 각 구성 요소의 장착 위치가 어긋나 있거나, 장착 각도가 어긋나서 본래의 각도로부터 회전되어 장착된 부품이 있을 수도 있다.For example, there may be a component in which the mirror or the lens is skewed, the mounting position of each component of the laser processing apparatus 100 is shifted, or the mounting angle is shifted and mounted from the original angle.

도 3의 라이브 화상(330)은, 이와 같이, 원하는 조사 패턴(310)과는 상이한 패턴이 피가공물(102) 상에 조사된 경우, CCD 카메라(112)에 의해 촬상되는 화상의 예이다. 따라서, 라이브 화상(330) 상의 위치도, xy 좌표계에 의해 나타낼 수 있고, 라이브 화상(330)의 크기는 640×480화소이다.The live image 330 of FIG. 3 is an example of the image image | photographed by the CCD camera 112, when a pattern different from the desired irradiation pattern 310 is irradiated on the to-be-processed object 102 in this way. 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 640x480 pixels.

도 3의 라이브 화상(330)에서는, 레이저광이 실제로 조사된 부분이 백색으로, 조사되지 않았던 부분이 검은색으로 나타나 있다. 라이브 화상(330)을 조사 패턴(310)과 비교하면, 흰 십자 형상이 x축의 플러스 방향으로 이동하고, 또한 반시계 방향으로 약 15°회전되어 있다. 조사 패턴(310)으로부터 라이브 화상(330)으로의 변형은, 실제로는, 이와 같은 평행이동(시프트)과 회전 뿐만아니라, 확대 혹은 축소, 즉 스케일 변환이나, 전단 변형 등의 형상의 불균일을 포함할 수도 있다.In the live image 330 of FIG. 3, a portion where the laser beam is actually irradiated is white, and a portion that is not irradiated is 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 is rotated about 15 ° in the counterclockwise direction. The deformation from the irradiation pattern 310 to the live image 330 may include not only such parallel movement (shift) and rotation, but also unevenness of shapes such as enlargement or reduction, that is, scale conversion or shear deformation. It may be.

따라서, 이와 같은 변형을 방지하기 위하여, 교정을 행하고, 교정의 결과에 기초하여, 레이저광의 조사를 조정할 필요가 있다. 본 실시예에서는, 레이저 가공 장치(100)에 존재하는 어긋남이나 불균일에 기인하는 전술한 바와 같은 조사 패턴의 변형을 일종의 변환의 결과로 보고, 이 변환을 수학적으로 모델화하고 있다.Therefore, in order to prevent such deformation | transformation, it is necessary to perform a calibration and adjust irradiation of a laser beam based on the result of a calibration. In the present embodiment, the deformation of the above-described irradiation pattern caused by the deviation and nonuniformity present in the laser processing apparatus 100 is regarded as a result of a kind of transformation, and this transformation is mathematically modeled.

다음에, 이 수학적으로 모델화된 변환을 나타내는 파라미터를 교정에 의해 취득하고, 취득한 파라미터에 기초하여 조정하는 처리에 대하여 설명한다.Next, a process of acquiring a parameter representing this mathematically modeled transformation by calibration and adjusting it based on the acquired parameter will be described.

도 3에서, DMD 전송용 데이터(320)는, 마진 이외는 조사 패턴(310)과 같다. 따라서, 조사 패턴(310)은 사실상, DMD(106)에 지정되는 입력 패턴이라고 할 수 있다. 그리고, 라이브 화상(330)은, 이 입력 패턴에 대응하여, 아무것도 조정되지 않고 변형된 레이저광이 피가공물(102) 상에 조사되는 경우에 화상에 생기는 출력 패턴이다. 따라서, 조사 패턴(310)으로부터 라이브 화상(330)으로의 변형은, 상기 입력 패턴으로부터 상기 출력 패턴으로의 변환에 의한 것이라고 볼 수 있다.In FIG. 3, the data for DMD transmission 320 is the same as the irradiation pattern 310 except for a margin. Therefore, the irradiation pattern 310 can be said to be an input pattern actually assigned to the DMD 106. And the live image 330 is an output pattern which arises in an image, when the laser beam transformed without adjusting anything is irradiated on the to-be-processed object 102 corresponding to this input pattern. Therefore, the deformation | transformation from the irradiation pattern 310 to the live image 330 can be considered that it is by conversion from the said input pattern to the said output pattern.

본 실시예에서는, 이 변환이 변환 행렬 T에 의해 나타내는 아핀(affine) 변환이라는 수학적 모델을 채용한다. 즉, 변환 행렬 T의 각 요소가, 교정에 있어서 산출해야 할 변환 파라미터이다.In the present embodiment, a mathematical model called an affine transformation represented by the transformation matrix T is adopted. That is, each element of the transformation matrix T is a transformation parameter to be calculated in the calibration.

전술한 바와 같이, 입력 패턴과 출력 패턴은 모두 xy 좌표계로 나타낼 수 있고, 또한 항상 u=x, v=y이므로, uv 좌표계와 xy 좌표계를 동일시해도, 변환 파라미터의 산출에는 문제가 없다. 즉, 본 실시예에서의 수학적 모델은, "DMD 전송용 데이터(320)에서의 좌표(u, v)와 동일한 조사 패턴(310)에서의 좌표(x, y)가 아핀 변환을 나타내는 변환 행렬 T에 의해, 라이브 화상(330)에서의 좌표(x', y')로 변환된다"이다.As described above, since both the input pattern and the output pattern can be represented by the xy coordinate system and are always u = x and v = y, even if the uv coordinate system and the xy coordinate system are identified, there is no problem in calculating the conversion parameter. That is, the mathematical model in this embodiment is " the transformation matrix T in which the coordinates (x, y) in the irradiation pattern 310 which are the same as the coordinates (u, v) in the DMD transmission data 320 indicate the affine transformation. Is converted into the coordinates (x ', y') in the live image 330 ".

이 수학적 모델을 식으로 나타내면 식 1과 같다.This mathematical model is represented by equation (1).

[식 1][Equation 1]

Figure 112008069066807-PAT00001
Figure 112008069066807-PAT00001

여기서, 변환 행렬 T가 식 2의 3×3행렬로 정의된다.Here, the transformation matrix T is defined by the 3x3 matrix of expression (2).

[식 2][Equation 2]

Figure 112008069066807-PAT00002
Figure 112008069066807-PAT00002

그러면, 식 3의 행렬 연산에 의해, 입력 패턴으로부터 출력 패턴으로의 변환 을 나타낼 수 있다.Then, the transformation from the input pattern to the output pattern can be represented by the matrix operation of equation (3).

[식 3][Equation 3]

Figure 112008069066807-PAT00003
Figure 112008069066807-PAT00003

여기서, 변환 행렬 T의 제3 열의 요소 d1과 d2는 평행이동의 양을 나타낸다. 그리고, 변환 행렬 T 중에서, 요소 a1, b1, a2, b2로 이루어지는 부분을 2×2행렬로 보면, 이 2×2행렬은 아핀 변환의 정의로부터 정칙행렬이며, 회전, 확대, 축소 및 전단 변형이 합성된 변형을 나타낸다. 이것은, 하기의 식 4∼식 12로부터도 이해될 수 있다.Here, elements d 1 and d 2 in the third column of the transformation matrix T represent the amount of parallel movement. In the transformation matrix T, when a part consisting of elements a 1 , b 1 , a 2 , and b 2 is regarded as a 2 × 2 matrix, the 2 × 2 matrix is a regular matrix from the definition of the affine transformation, and is rotated, enlarged, and reduced. And shear strains synthesized. This can also be understood from the following Expressions 4 to 12.

즉, 임의의 정칙 2×2행렬 S는 식 4와 같이 분해될 수 있다.That is, any regular 2x2 matrix S can be resolved as in Equation 4.

[식 4][Equation 4]

Figure 112008069066807-PAT00004
Figure 112008069066807-PAT00004

또한, 일반적으로, 회전을 나타내는 행렬 X는 식 5에 의해 나타내고, 확대 또는 축소를 나타내는 행렬 Y는 식 6에 의해 나타내고, 전단 변형을 나타내는 행렬 Z는 식 7에 의해 나타낸다.In general, the matrix X representing rotation is represented by equation 5, the matrix Y representing enlargement or reduction is represented by equation 6, and the matrix Z representing shear deformation is represented by equation 7.

[식 5][Equation 5]

Figure 112008069066807-PAT00005
Figure 112008069066807-PAT00005

[식 6][Equation 6]

Figure 112008069066807-PAT00006
Figure 112008069066807-PAT00006

[식 7][Equation 7]

Figure 112008069066807-PAT00007
Figure 112008069066807-PAT00007

여기서, α, β, γ가 각각 식 8, 식 9, 식 10으로 나타내고, θ가 식 11 및 식 12를 만족하면, 행렬 S는 식 13을 만족시킨다.Here, when?,?, And? Are represented by Expressions 8, 9, and 10, respectively, and? Satisfies Expressions 11 and 12, the matrix S satisfies Expression 13.

[식 8][Equation 8]

Figure 112008069066807-PAT00008
Figure 112008069066807-PAT00008

[식 9][Equation 9]

Figure 112008069066807-PAT00009
Figure 112008069066807-PAT00009

[식 10][Equation 10]

Figure 112008069066807-PAT00010
Figure 112008069066807-PAT00010

[식 11][Equation 11]

Figure 112008069066807-PAT00011
Figure 112008069066807-PAT00011

[식 12][Equation 12]

Figure 112008069066807-PAT00012
Figure 112008069066807-PAT00012

[식 13][Equation 13]

S = XYZS = XYZ

즉, 변환 행렬 T를 산출함으로써, 평행이동, 회전, 확대, 축소, 및 전단 변형을 고려한 교정이 가능해진다. 그래서, 다음으로 변환 행렬 T를 산출하는 방법에 대하여 설명한다.In other words, by calculating the transformation matrix T, it becomes possible to calibrate in consideration of translation, rotation, enlargement, reduction, and shear deformation. Therefore, a method of calculating the transformation matrix T will next be described.

일반적으로, 3점 a, b, c가 아핀 변환에 의해 점 a', b', c'로 사상될 때, 이 아핀 변환을 나타내는 변환 행렬 T는, 점 a, b, c의 좌표와 점 a', b', c'의 좌표로부터 다음과 같이 산출할 수 있다.In general, when three points a, b and c are mapped to points a ', b' and c 'by the affine transformation, the transformation matrix T representing this affine transformation is the coordinates of the points a, b and c and the point a. From the coordinates of ', b', c 'can be calculated as follows.

먼저, xy 좌표계에서,First, in the xy coordinate system

점 a의 좌표를 (xa, ya)T Set the coordinate of point a to (x a , y a ) T

점 b의 좌표를 (xb, yb)T Set the coordinates of point b to (x b , y b ) T

점 c의 좌표를 (xc, yc)T Set the coordinates of point c to (x c , y c ) T

점 a'의 좌표를 (xa', ya')T Coordinates of point a '(x a ', y a ') T

점 b'의 좌표를 (xb', yb')T Coordinates of point b '(x b ', y b ') T

점 c'의 좌표를 (xc', yc')T Coordinates of point c '(x c ', y c ') T

가 되는 열 벡터로 나타낸다. 여기서, 전술한 위첨자 문자인 "T"는 전치를 나타낸다. 그러면, 점 a, b, c와 점 a', b', c'의 좌표를 사용하여, 하기의 식 14에 의해 나타내는 행렬 P와 하기의 식 15에 의해 나타내는 행렬 Q를 정의할 수 있다.It is represented by the column vector to be. Here, the above superscript letter "T" represents a transposition. Then, using the coordinates of points a, b, c and points a ', b', and c ', the matrix P represented by the following expression 14 and the matrix Q represented by the following expression 15 can be defined.

[식 14][Equation 14]

Figure 112008069066807-PAT00013
Figure 112008069066807-PAT00013

[식 15][Equation 15]

Figure 112008069066807-PAT00014
Figure 112008069066807-PAT00014

여기서, 식 3으로부터, 3점 a, b, c와 3점 a', b', c'와의 관계는, 하기의 식 16과 같이 나타낼 수 있다.Here, from the equation 3, the relationship between the three points a, b, c and the three points a ', b', and c 'can be expressed as in Expression 16 below.

[식 16][Equation 16]

TP=QTP = Q

이다. 3점 a, b, c의 위치를 적절하게 선택하면, 행렬 P는 정칙 행렬이 되고, 역행열 P-1가 존재한다. 그래서, 양 변의 우측으로부터, 역행열 P-1를 곱하여 식 17을 얻을 수 있다.to be. If the positions of the three points a, b, and c are appropriately selected, the matrix P becomes a regular matrix and an inverse matrix P −1 exists. Therefore, equation 17 can be obtained by multiplying inverse matrix P −1 from the right side of both sides.

[식 17]Formula 17

T =QP-1 T = QP -1

따라서, 산출부(202)는, 식 17로부터 변환 행렬 T를 산출할 수 있다. 즉, 행렬 P가 정칙 행렬이 되도록 적절한 위치의 3점 a, b, c를 정하고, 이 3점이 변환 행렬 T에 의해 사상된 점 a', b', c'의 위치를 알 수 있으면, 변환 행렬 T는 산출될 수 있다. 본 실시예에서는, 점 a', b', c'의 위치를 알기 위해 교정 패턴에 따른 LED 광의 조사가 행해진다.Therefore, the calculating part 202 can calculate the conversion matrix T from Formula (17). That is, if three points a, b, and c are determined at appropriate positions such that the matrix P is a regular matrix, and the positions of the points a ', b', and c 'mapped by the transformation matrix T are known, T can be calculated. In this embodiment, the LED light according to the calibration pattern is irradiated to know the positions of the points a ', b', and c '.

도 4는 교정 패턴의 예를 나타낸 도면이다. 도 4에는 3개의 교정 패턴의 예를 나타내지만, 이들은 모두 행렬 P가 정칙 행렬이 되도록 위치가 결정된 3점 a, b, c를 서로 구별 가능하도록 표현한 패턴이다.4 is a diagram illustrating an example of a calibration pattern. Although an example of three calibration patterns is shown in FIG. 4, these are the patterns which express three points a, b, and c which are positioned so that matrix P turns into a regular matrix so that they can distinguish from each other.

교정 패턴은, 교정량마다, 예를 들면 산출부(202)가 생성해도 되고, 미리 생성되어 기억 장치에 기억되어 있어도 된다.The calibration pattern may be generated by the calculation unit 202 for each calibration amount, or may be generated in advance and stored in the storage device.

교정 패턴은 DMD(106)로의 입력 패턴의 일종이므로, 도 3과 마찬가지로, 온 상태를 나타낸 백색과 오프 상태를 나타낸 검은색의 2진값 화상으로서 나타낼 수 있다. 또한, 도 3에서 설명한 바와 같이, 본 실시예에서 uv 좌표계는 xy 좌표계와 동일하다고 볼 수 있으므로, 도 4에는 x축과 y축을 도시하였다.Since the calibration pattern is a kind of input pattern to the DMD 106, it can be represented as a white binary value image showing the on state and black showing the off state similarly to FIG. In addition, as described in FIG. 3, since the uv coordinate system is the same as the xy coordinate system in the present embodiment, FIG. 4 illustrates the x-axis and the y-axis.

교정 패턴(340)에는, 직경이 상이한 3개의 원(써클)이 배치되어 있고, 직경의 상이에 따라 3점이 구별될 수 있다. 즉, 가장 직경의 작은 원의 중심이 점 a이며, 직경이 2번째로 작은 원의 중심이 점 b이며, 가장 직경의 큰 원의 중심이 점 c이다. 서로 직경이 상이한 원은, 서로 면적도 상이하므로, 화상 처리에 의해 용이하게 서로를 구별하여 인식할 수 있다.Three circles (circles) different in diameter are arranged in the calibration pattern 340, and three points can be distinguished according to the difference in diameter. In other words, the center of the smallest diameter circle is point a, the center of the second smallest circle is point b, and the center of the largest circle is point c. Circles with different diameters are also different in area from each other, and can be easily distinguished from each other by image processing.

교정 패턴(341)에서는, 형상의 상이에 따라 3점을 구별하고 있다. 즉, 직사각형의 중심이 점 a이며, 마름모의 중심이 점 b이며, 삼각형의 중심이 점 c이다.In the calibration pattern 341, three points are distinguished according to the shape difference. That is, the center of the rectangle is point a, the center of the rhombus is point b, and the center of the triangle is point c.

교정 패턴(342)에서는, 2개의 선분으로 이루어지는 도형을 사용하여 3점을 구별하고 있다. 교정 패턴(342)에서, y축에 평행한 선분의 한쪽의 끝점이 점 a이며, 다른 한쪽의 끝점이 점 b이다. 또한, x축에 평행한 선분의, 선분 ab에 접하고 있지 않은 쪽의 끝점이 점 c이다. 여기서, 선분 ab와 x축에 평행한 선분과의 접점을 점 w라고 하면, 점 a와 점 w의 거리 aw와 점 b와 점 w의 거리 bw가 서로 상이하도록, 점 a, b, c의 위치가 결정될 수 있다.In the calibration pattern 342, three points are distinguished using the figure which consists of two line segments. In the calibration pattern 342, one end point of the line segment parallel to the y axis is point a, and the other end point is point b. In addition, the end point of the line segment parallel to the x-axis which is not in contact with the line segment ab is the point c. Here, if the point of contact between the line segment ab and the line segment parallel to the x-axis is point w, the positions of points a, b, and c are different so that the distance aw between point a and point w and the distance bw between point b and point w are different from each other. Can be determined.

물론, 도 4에 예시한 이외의 교정 패턴도 이용 가능하다. 예를 들면, 3변의 길이가 서로 상이한 삼각형만으로 이루어지는 패턴이라도, 3변의 길이에 기초하여, 3개의 정점을 서로 구별 가능하므로, 교정 패턴으로서 이용할 수 있다. 또한, 서로 구별 가능한 4점 이상의 점을 표현한 패턴을 사용하여, 그 중에서 특정한 3점만을 교정에 사용해도 된다. 요컨대, 변환 행렬 T가 아핀 변환을 나타내는 수학적 모델을 채용하는 경우, 3점을 서로 구별하는 것이 가능하면, 교정 패턴은 어떠한 형상의 패턴이라도 된다.Of course, calibration patterns other than those illustrated in FIG. 4 are also available. For example, the three vertices can be distinguished from each other on the basis of the length of the three sides, even if the pattern consists only of triangles in which the lengths of the three sides are different from each other. In addition, you may use the pattern which expressed the 4 or more points distinguishable from each other, and may use only 3 specific points among them for calibration. In short, when the transformation matrix T employs a mathematical model representing an affine transformation, the calibration pattern may be any shape pattern as long as it is possible to distinguish three points from each other.

그런데, 교정 패턴에 따라, 광이 조사된 피가공물(102)을 CCD 카메라(112)가 촬상하면, 전술한 바와 같이, 변환 행렬 T에 의해 변형된 출력 패턴을 포함하는 화상을 얻을 수 있다. 변환 행렬 T를 산출하기 위해서는, 이 출력 패턴으로부터, 점 a', b', c'의 위치를 인식할 필요가 있다.By the way, when the CCD camera 112 image | photographs the to-be-processed object 102 to which light was irradiated according to the correction pattern, the image containing the output pattern transformed by the conversion matrix T can be obtained as mentioned above. In order to calculate the transformation matrix T, it is necessary to recognize the positions of the points a ', b', and c 'from this output pattern.

여기서, 변환 행렬 T에 의한 변형의 원인은, 레이저 가공 장치(100)에 잠복하는 어긋남이나 불균일이므로, 변환 행렬 T에 의한 변형의 정도는, 극단적을 크지는 않다. 따라서, 다소 교정 패턴이 변형되어도 "3점이 구별 가능하다"라는 성질이 유지되도록, "3점 a, b, c의 구별하기 쉬운 정도"를 높게한 교정 패턴을 사용함으로써, 출력 패턴에서의 점 a', b', c'를 서로 구별하여 인식할 수 있게 된다.Here, since the cause of the deformation by the transformation matrix T is a deviation or non-uniformity lurking in the laser processing apparatus 100, the degree of deformation by the transformation matrix T is not extreme. Therefore, the point a in the output pattern is used by using a calibration pattern in which the "degree of distinguishing three points a, b, c" is made high so that the property of "three points can be distinguished" is maintained even if the calibration pattern is somewhat deformed. ', b', c 'can be distinguished from each other.

예를 들면, 교정 패턴(340)의 예에서는, 3개의 원의 직경이 상이하면, 3점 a, b, c가 구별 가능하다. 그러나, 이 구별하기 용이한 정도는 3개의 원의 직경의 비에 따라 상이하다.For example, in the example of the calibration pattern 340, if three diameters differ, three points a, b, and c can be distinguished. However, this distinguishable degree differs depending on the ratio of the diameters of the three circles.

만약, 3개의 직경의 값이 근사하다면, 3개의 원은, 변환 행렬 T에 의해, 거의 구별 불가능한 3개의 타원(또는 원)으로 사상될 수도 있다. 그러나, 3개의 직경의 값이 서로 많이 다르면, 3개의 원은, 변환 행렬 T에 의해 변형된 출력 패턴에서도, 서로 면적이 많이 다르고, 구별이 용이한 3개의 타원(또는 원)으로 사상된다. 따라서, 3 점 a', b', c'는 구별 가능하다. 즉, 3개의 타원(또는 원) 각각의 중심을 3 점 a', b', c'로서 인식할 수 있다.If the values of the three diameters are approximated, the three circles may be mapped into three ellipses (or circles) that are almost indistinguishable by the transformation matrix T. However, if the values of the three diameters are significantly different from each other, the three circles are mapped into three ellipses (or circles) which are largely different in area from each other even in an output pattern deformed by the transformation matrix T. Therefore, three points a ', b', and c 'are distinguishable. That is, the center of each of the three ellipses (or circles) can be recognized as three points a ', b', and c '.

즉, 교정 패턴(340)의 예에서는, 3개의 원의 직경이 서로 많이 다를수록, 3점 a, b, c를 구별하기 용이한 정도가 높다. 교정 패턴(340)에서 3개의 원의 직경 이 어느 정도 상이하면, 출력 패턴에서 3점 a', b', c'가 구별 가능한지는 실시예에 따라 상이하다. 따라서, 예비적인 실험을 행하여, 3개의 원의 직경을 정해도 된다.In other words, in the example of the calibration pattern 340, the more the diameters of the three circles differ from each other, the higher the degree of easy discrimination between the three points a, b, and c is. If the diameters of the three circles in the calibration pattern 340 are somewhat different, it is different depending on the embodiment whether the three points a ', b', and c 'are distinguishable in the output pattern. Therefore, you may perform a preliminary experiment and determine the diameter of three circles.

교정 패턴(341)에서는, 삼각형과 사각형은 출력 패턴에서도 용이하게 구별 가능하다. 또한, 예를 들면, 직사각형의 2변의 길이가 많이 다르도록 하거나, 직사각형과 마름모의 면적이 많이 다르면, 출력 패턴에서 "3점이 구별 가능하다"라는 성질이 유지된다. 따라서, 출력 패턴에서 3개의 도형 각각의 중심을 3점 a', b', C'로서 인식할 수 있다.In the calibration pattern 341, triangles and squares can be easily distinguished from the output pattern. For example, if the length of the two sides of the rectangle is greatly different, or if the area of the rectangle and the rhombus is much different, the property of "three points can be distinguished" is maintained in the output pattern. Therefore, the center of each of the three figures in the output pattern can be recognized as three points a ', b', and C '.

교정 패턴(342)에 대해서도, 2개의 거리 aw와 bw가 서로 많이 다르게 함으로써, 출력 패턴에서 "3점이 구별 가능하다"라는 성질이 유지되고, 3점 a', b', c'를 서로 구별하여 인식할 수 있다.Also for the calibration pattern 342, the two distances aw and bw differ from each other so that the property of "three points can be distinguished" is maintained in the output pattern, and the three points a ', b', and c 'are distinguished from each other. I can recognize it.

다음에, 도 5를 참조하여, 이와 같은 교정 패턴을 사용하여 변환 행렬 T를 산출하는 처리에 대하여 설명한다.Next, with reference to FIG. 5, the process of calculating the conversion matrix T using such a correction pattern is demonstrated.

도 5는 제1 실시예에서의 변환 파라미터로서의 변환 행렬 T의 산출 단계를 나타내는 흐름도이다.Fig. 5 is a flowchart showing the calculation step of the transformation matrix T as the conversion parameter in the first embodiment.

단계 S101에서, 산출부(202)는, 예를 들면 도 4에 예시한 바와 같은 교정 패턴을 작성하고, 공간 변조 제어부(204)에 출력한다. 또는, 산출부(202)는, 미리 기억 장치에 저장된 교정 패턴을 단계 S101에서 판독해도 된다.In step S101, the calculation unit 202 creates a calibration pattern as illustrated in FIG. 4, and outputs the correction pattern to the spatial modulation control unit 204, for example. Alternatively, the calculation unit 202 may read the calibration pattern stored in the storage device in advance in step S101.

교정 패턴은 DMD(106)에 입력 패턴으로서 지정되며, 2진값 화상으로서 표현될 수 있다. 따라서, 도 5에서는 단계 S101을 "DMD 화상 작성"이라고 표현하고 있 다.The calibration pattern is assigned to the DMD 106 as an input pattern and can be represented as a binary value image. Therefore, in Fig. 5, step S101 is expressed as "DMD image creation."

다음에, 단계 S102에서, 산출부(202)는 교정 패턴의 데이터로부터 3점 a, b, c의 좌표를 취득한다.Next, in step S102, the calculation unit 202 acquires coordinates of three points a, b, and c from the data of the calibration pattern.

예를 들면, 도 4의 교정 패턴(340)의 경우, 산출부(202)는, 화상 인식 처리에 의해, 교정 패턴으로부터 "백색"의 원을 3개 인식하고, 인식된 3개의 원의 중심(즉 무게 중심)의 좌표를 각각 산출하여 취득한다. 이들 3개의 좌표가 점 a, b, c의 좌표이다.For example, in the case of the calibration pattern 340 of FIG. 4, the calculation unit 202 recognizes three "white" circles from the calibration pattern by the image recognition process, and the center of the recognized three circles ( In other words, the coordinates of the center of gravity are calculated and acquired respectively. These three coordinates are the coordinates of points a, b and c.

그리고, 단계 S103에서, 선택부(206)가 LED 광원(116)을 광원으로서 선택한다. 또한, 교정 패턴에 따라, 미소 미러의 온 상태와 오프 상태를 전환하도록, 공간 변조 제어부(204)가 DMD(106)를 제어한다. 이에 따라, LED 광원(116)으로부터 출사된 LED 광이, 교정 패턴에 따라 공간 변조되고, DMD(106)를 통하여 피가공물(102)의 표면에 투영된다(즉, 조사된다).And in step S103, the selection unit 206 selects the LED light source 116 as a light source. In addition, the spatial modulation control unit 204 controls the DMD 106 to switch between the on state and the off state of the micromirror in accordance with the calibration pattern. Accordingly, the LED light emitted from the LED light source 116 is spatially modulated in accordance with the calibration pattern, and is projected (ie irradiated) onto the surface of the workpiece 102 through the DMD 106.

이어서, 단계 S104에서, CCD 카메라(112)가 피가공물(102)을 촬상하고, 취입부(201)가 촬상된 화상의 데이터를 CCD 카메라(112)로부터 받아들인다[즉, 캡쳐(capture)한다]. 이 화상에는, 교정 패턴에 대응하는 출력 패턴이 존재한다.Subsequently, in step S104, the CCD camera 112 picks up the workpiece 102, and the taking-in unit 201 receives (ie, captures) data of the captured image from the CCD camera 112. . In this image, an output pattern corresponding to the calibration pattern exists.

다음의 단계 S105에서, 산출부(202)는, 취입부(201)가 받아들인 화상의 출력 패턴으로부터, 3점 a', b', c'의 좌표를 다음과 같이 취득한다.In following step S105, the calculating part 202 acquires the coordinates of three points a ', b', c 'from the output pattern of the image which the taking-in part 201 received as follows.

본 실시예에서는, 취입부(201)가 받아들인 화상은 그레이 스케일 화상이다. 물론, 다른 실시예에서는, 컬러 화상을 촬상하는 CCD 카메라(112)를 사용해도 되지만, 그러한 경우도 하기와 마찬가지로 하여, 산출부(202)는 3점 a', b', c'의 좌표 를 취득한다.In this embodiment, the image received by the blowing unit 201 is a gray scale image. Of course, in another embodiment, although the CCD camera 112 which picks up a color image may be used, the calculation part 202 acquires the coordinates of three points a ', b', and c 'in such a case as well. do.

산출부(202)는, 먼저 취입부(201)가 받아들인 화상을 흑백 2진값 화상으로 변환한다. 이 2진값화는, 예를 들면, 각 화소의 휘도값과 임계값의 비교에 기초하여 행해진다. 변환된 흑백 2진값 화상에서, 백색 영역은 LED 광이 조사된 영역 부분이며, 검은색 영역은 LED 광이 조사되지 않은 영역이다. 산출부(202)는 변환된 흑백 2진값 화상을 사용하여 이하의 처리를 행한다.The calculator 202 first converts the image received by the take-up unit 201 into a monochrome binary value image. This binarization is performed based on, for example, a comparison of the luminance value and the threshold value of each pixel. In the converted black-and-white binary value image, the white area is the portion of the area irradiated with LED light, and the black area is the area not irradiated with the LED light. The calculation unit 202 performs the following processing using the converted monochrome binary value image.

예를 들면, 도 4의 교정 패턴(340)이 사용되는 경우, 산출부(202)는, 화상 인식 처리에 의해, 원 또는 타원에 가까운 형상의 존재 및 위치를 인식한다. 그 결과, 3개의 형상이 인식된다. 교정 패턴(340)의 예에서는, 3개의 원의 면적이 작은 순서대로, 각각 점 a, b, c에 대응한다. 따라서, 산출부(202)는, 인식된 3개의 형상의 면적을 산출하고, 그 면적이 작은 차례대로 각각 형상을 점 a', b', c'에 대응시킨다. 또한, 산출부(202)는, 인식된 3개의 형상 각각의 중심의 좌표를 산출하고, 이들 3개의 좌표를 3점 a', b', c'의 좌표로서 취득한다.For example, when the correction pattern 340 of FIG. 4 is used, the calculating part 202 recognizes the presence and position of the shape near a circle or an ellipse by image recognition processing. As a result, three shapes are recognized. In the example of the correction pattern 340, the area of three circles corresponds to the points a, b, and c in order of decreasing order, respectively. Therefore, the calculation unit 202 calculates the areas of the three recognized shapes and associates the shapes with the points a ', b', and c 'in order of decreasing area. In addition, the calculation unit 202 calculates the coordinates of the center of each of the three recognized shapes, and obtains these three coordinates as coordinates of three points a ', b', and c '.

다른 교정 패턴이 사용되는 경우도 마찬가지로서, 산출부(202)는 출력 패턴을 나타내는 흑백 2진값 화상으로부터 3점 a', b', c'의 좌표를 단계 S105에서 취득한다.Similarly, in the case where other calibration patterns are used, the calculation unit 202 acquires, in step S105, the coordinates of three points a ', b', and c 'from the monochrome binary value image representing the output pattern.

이어서, 단계 S106에서 산출부(202)는 전술한 식 17에 따라 변환 행렬 T를 산출한다. 여기서, 행렬 Q는 단계 S105에서 얻은 3점 a', b', c'의 좌표로부터 식 15에 의해 정의되고, 행렬 P는 단계 S102에서 얻은 3점 a, b, c의 좌표로부터 식 14에 의해 정의된다.Subsequently, in step S106, the calculation unit 202 calculates the transformation matrix T according to the above-described equation (17). Here, the matrix Q is defined by equation 15 from the coordinates of three points a ', b', c 'obtained in step S105, and the matrix P is expressed by equation 14 from the coordinates of three points a, b, c obtained in step S102. Is defined.

또한, 식 16에 대하여 설명한 바와 같이, 본 실시예에서 행렬 P는 정칙 행렬이므로 산출부(202)는 단계 S106에서 역행열 P-1를 산출할 수 있다. 역행열의 계산 방법은 다양한 방법이 알려져 있고, 임의의 방법을 채용할 수 있다.In addition, as described with respect to Equation 16, in this embodiment, the matrix P is a regular matrix, and therefore, the calculation unit 202 may calculate the inverse matrix P −1 in step S106. Various methods are known for calculating the inverse matrix, and any method may be adopted.

산출부(202)는, 이와 같이 하여 작성된 변환 행렬 T의 데이터를, 도 2에서는 도시하지 않은 RAM 또는 하드 디스크 등의 기억 장치에 저장한다.The calculation unit 202 stores the data of the conversion matrix T thus created in a storage device such as a RAM or a hard disk, not shown in FIG. 2.

마지막으로, 단계 S107에서 산출부(202)는, 변환 행렬 T로부터 그 역행열인 역변환 행렬 T'(=T-1)를 산출한다. 역변환 행렬 T'는, 변환 파라미터로서의 변환 행렬 T에 의한 변환의 역변환을 나타내는 역변환 파라미터이다. 산출부(202)는 역변환 행렬 T'의 데이터도 기억 장치에 저장한다.Finally, in step S107, the calculation unit 202 calculates the inverse transformation matrix T '(= T -1 ), which is the inverse matrix, from the transformation matrix T. Inverse transformation matrix T 'is an inverse transformation parameter which shows the inverse transformation of the transformation by the transformation matrix T as a transformation parameter. The calculator 202 also stores the data of the inverse transformation matrix T 'in the storage device.

이상, 도 5의 처리, 즉 교정은 종료한다. 교정 종료 후, 역변환 행렬 T'에 따른 조정이 행해진 레이저 발진기(103)로부터의 레이저광의 조사가 행해진다. 그리고, 역변환 행렬 T'는 변환 행렬 T로부터 산출되므로 역변환 행렬 T'에 기초한 조정은, 간접적으로는 변환 행렬 T에 기초한 조정인 것에 주의해야 한다.In the above, the process of FIG. 5, ie, a calibration, is complete | finished. After the completion of the calibration, the irradiation of the laser beam from the laser oscillator 103 in which the adjustment according to the inverse transformation matrix T 'is performed is performed. In addition, since the inverse transformation matrix T 'is calculated from the transformation matrix T, it should be noted that the adjustment based on the inverse transformation matrix T' is indirectly an adjustment based on the transformation matrix T.

도 6은 제1 실시예에서의 조정 방법을 설명하는 도면이다.6 is a view for explaining an adjustment method in the first embodiment.

도 6의 조사 패턴(310)과 DMD 전송용 데이터(320)는 도 3과 같다. 또한, 도 6은 도 3과 같은 변환 행렬 T를 사용하여 설명하는 도면이다.The irradiation pattern 310 of FIG. 6 and the data 320 for DMD transmission are the same as in FIG. 3. 6 is a figure explaining using the transformation matrix T like FIG.

제1 실시예에서는, 도 2의 산출부(202)가, 이미 산출하여 기억 장치에 저장된 변환 행렬 T와 역변환 행렬 T'를 조정부(203)에 출력한다.In the first embodiment, the calculation unit 202 of FIG. 2 outputs the transformation matrix T and the inverse transformation matrix T 'which have already been calculated and stored in the storage device to the adjustment unit 203.

또한, 조정부(203)가, 조작부(114)로부터 조사 패턴(310)을 받아서, DMD 전 송용 데이터(320)를 생성한다. 조정부(203)는, 또한 DMD 전송용 데이터(320)를 역변환 행렬 T'에 의해 변환하여 DMD 전송용 데이터(321)를 생성하고, 공간 변조 제어부(204)에 출력한다.In addition, the adjustment unit 203 receives the irradiation pattern 310 from the operation unit 114 to generate the DMD transmission data 320. The adjustment unit 203 further converts the DMD transmission data 320 by the inverse transformation matrix T 'to generate the DMD transmission data 321, and outputs the data to the spatial modulation control unit 204.

그리고, 공간 변조 제어부(204)는, DMD 전송용 데이터(321)를 DMD(106)로의입력 패턴으로서 지정하고, DMD(106)를 제어한다. 즉, 조정부(203)는, 공간 변조 제어부(204)를 통하여, DMD(106)에 입력 패턴으로서 DMD 전송용 데이터(321)를 지정하는 기능을 가진다.The spatial modulation control unit 204 then designates the DMD transmission data 321 as an input pattern to the DMD 106, and controls the DMD 106. That is, the adjustment unit 203 has a function of designating the DMD transmission data 321 as an input pattern to the DMD 106 via the spatial modulation control unit 204.

도 6에 나타낸 예에서는, 도 3과 마찬가지로, 변환 행렬 T는, x축의 플러스 방향으로의 이동과 반시계 방향의 약 15°의 회전을 합성한 변환을 나타낸다. 따라서, 도 6에서, 역변환 행렬 T'에 의해 변환된 DMD 전송용 데이터(321)는, DMD 전송용 데이터(320)의 패턴을 시계 방향으로 약 15° 회전시키고, x축의 마이너스 방향으로 이동한 패턴이다.In the example shown in FIG. 6, similarly to FIG. 3, the transformation matrix T represents a transformation obtained by combining the movement in the positive direction of the x-axis and the rotation of about 15 ° in the counterclockwise direction. Therefore, in FIG. 6, the DMD transmission data 321 transformed by the inverse transformation matrix T 'rotates the pattern of the DMD transmission data 320 clockwise by about 15 ° and moves in the negative direction of the x-axis. to be.

여기서, 도 2의 선택부(206)가 레이저 발진기(103)를 광원으로서 선택하면, 레이저 발진기(103)로부터 레이저광이 출사된다. 이 레이저광은, DMD 전송용 데이터(321)가 입력 패턴으로서 지정된 DMD(106)를 통하여 피가공물(102) 상에 조사된다. 본 실시예에서는, 여기서 CCD 카메라(112)가 피가공물(102)을 촬상하고, 조정부(203)가 CCD 카메라(112)로부터 화상을 받아들인다. 이와 같이 하여 받아들여진 화상이 도 6의 라이브 화상(331)이다.Here, when the selector 206 of FIG. 2 selects the laser oscillator 103 as the light source, the laser light is emitted from the laser oscillator 103. The laser beam is irradiated onto the workpiece 102 via the DMD 106 in which the data for transmission DMD 321 is designated as an input pattern. In this embodiment, the CCD camera 112 picks up the workpiece 102, and the adjusting unit 203 receives an image from the CCD camera 112. The image thus received is the live image 331 of FIG. 6.

도 6에 나타낸 바와 같이, 라이브 화상(331)에 나타내는 출력 패턴은, 역변환 행렬 T'에 의한 변형과 변환 행렬 T에 의한 변형이 상쇄되므로, 조사 패턴(310) 과 동일한 패턴이다. 그리고, "라이브 화상(331) 상의 출력 패턴과 조사 패턴(310)이 동일하다"는 것은 정확하게는, "식 3에 의한 수학적 모델과 실제로 생기는 변환과의 차이 등에 의한 오차를 무시하면 동일하다"는 의미이다. 이하의 설명에서도, 특별히 언급하지 않는 한 이 의미로 "동일하다"라는 용어를 사용한다.As shown in FIG. 6, the output pattern shown in the live image 331 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 cancel each other. In addition, "the output pattern on the live image 331 and the irradiation pattern 310 are the same" is exactly the same as "ignoring the error by the difference between the mathematical model and the conversion which actually occurs," It means. In the following descriptions, the term "identical" is used in this sense unless otherwise specified.

라이브 화상(331) 상의 출력 패턴이 조사 패턴(310)과 동일하다는 것은, 조정부(203)에 의한 조정에 의해, 가공해야 할 위치에 가공해야 할 형상으로 정확하게 레이저광이 조사되고, 이 정확한 조사가 라이브 화상(331)으로서 촬상되었다는 의미이다.The fact that the output pattern on the live image 331 is the same as that of the irradiation pattern 310 means that the laser beam is precisely irradiated into the shape to be processed at the position to be processed by the adjustment by the adjustment unit 203. It means that the image was captured as the live image 331.

그리고, DMD 전송용 데이터(320과 321)를 비교하면 알 수 있는 바와 같이, 역변환 행렬 T'에 의한 변환의 결과, 미소 미러를 온 상태로 해야 할 것을 나타내는 백색 부분이, DMD 전송용 데이터(321)에서는As can be seen from comparing the DMD transmission data 320 and 321, the white portion indicating that the micromirror should be turned on as a result of the conversion by the inverse transformation matrix T 'is the DMD transmission data 321. )

u<0 또는 640≤u 또는 v<0 또는 480≤vu <0 or 640≤u or v <0 or 480≤v

가 되는 범위를 초과할 가능성이 있다. 그러므로, 본 실시예에서는, 조사 패턴(310)을 나타내는 화상의 화소 수(예를 들면, 640×480화소)보다 많은(예를 들면, 800×600개의) 미소 미러를 구비한 DMD(106)가 사용된다. 이 경우, 도 3 또는 도 6에 나타낸 바와 같이, DMD(106)에 지정되는 입력 패턴인 DMD 전송용 데이터(320)를 나타내는 화상은, 조사 패턴(310)을 나타내는 화상의 주위를 검은색(즉, 광을 조사 하지 않는 것을 나타내는) 마진으로 둘러싼 화상이다.There is a possibility to exceed the range of. Therefore, in the present embodiment, the DMD 106 having more (e.g., 800x600) micromirrors than the number of pixels (e.g., 640x480 pixels) of the image representing the irradiation pattern 310 is Used. In this case, as shown in FIG. 3 or FIG. 6, the image showing the DMD transmission data 320 which is the input pattern designated to the DMD 106 is black (that is, the periphery of the image showing the irradiation pattern 310). The image surrounded by margins, indicating not to irradiate light.

여기서, 변환 행렬 T는, 레이저 가공 장치(100)에 존재하는 불균일이나 어긋남의 영향을 나타낸다. 또한, 이와 같은 불균일이나 어긋남은 레이저 가공 장 치(100)의 사양에서 허용되는 범위 내에 들어간다. 따라서, 변환 행렬 T에 의한 변형의 정도도 극단적으로 크지는 않다. 즉, 극단적으로 큰 마진은 필요없다. 예를 들면, 실험적으로 필요한 마진의 양을 추측하고, 추측된 마진의 양에 따라 DMD(106)에 필요한 미소 미러의 개수를 정해도 된다.Here, the transformation matrix T shows the influence of the nonuniformity and the deviation which exist in the laser processing apparatus 100. In addition, such a nonuniformity and a deviation fall in the range allowable by the specification of the laser processing apparatus 100. FIG. Therefore, the degree of deformation by the transformation matrix T is not extremely large. In other words, you do not need an extremely large margin. For example, the amount of margin required for experimentation may be estimated, and the number of minute mirrors required for the DMD 106 may be determined according to the estimated amount of margin.

다음에, 도 7∼도 11을 참조하여, 제2 실시예와 제3 실시예에 대하여 설명한다. 제2 실시예와 제3 실시예에서는, 변환 파라미터를 취득한 후의, 레이저광의 조사를 조정하는 조정 방법, 즉 조정부(203)의 동작이 제1 실시예와 상이하다. 변환 파라미터에 의해 나타내는 변환을 상쇄하는 조정 방법은 여러가지 존재하므로, 실시예에 따라 적절한 조정 방법을 채용하는 것이 바람직하다.Next, the second embodiment and the third embodiment will be described with reference to FIGS. 7 to 11. In the second embodiment and the third embodiment, the adjustment method for adjusting the irradiation of the laser light after acquiring the conversion parameters, that is, the operation of the adjustment unit 203 is different from the first embodiment. Since there are various adjustment methods for canceling the conversion indicated by the conversion parameters, it is preferable to adopt an appropriate adjustment method according to the embodiment.

도 7은 제2 실시예와 제3 실시예에서의 조정 방법을 설명하는 전제로서 입력 패턴으로부터 출력 패턴으로의 변환의 예를 설명하는 도면이다. 도 7의 내용은 도 3과 유사하지만, 설명의 편의 상, 도시하는 방법이 도 3과 도 7은 상이하다.FIG. 7 is a view for explaining an example of conversion from an input pattern to an output pattern as a premise for explaining the adjustment method in the second embodiment and the third embodiment. FIG. Although the contents of FIG. 7 are similar to those of FIG. 3, for convenience of description, the illustrated method is different from FIGS. 3 and 7.

그리고, 제2 실시예와 제3 실시예에서는, 도 8과 도 10에 나타낸 바와 같이 제어부(113)의 구성이, 제1 실시예에서의 도 2의 구성과는 일부 상이하지만, 도 7에 대해서는, 도 2와의 차이에 의한 영향은 없다.Incidentally, in the second and third embodiments, as shown in FIGS. 8 and 10, the configuration of the control unit 113 is partially different from the configuration of FIG. 2 in the first embodiment, but with respect to FIG. 7. There is no influence by the difference from FIG.

도 7의 화상(300)은, 스테이지(101)에 탑재된 피가공물(102)을, 조명용 광원(111)으로부터의 조명광만이 조사된 상태에서, CCD 카메라(112)가 촬상한 화상이다. 도 7의 예에서는, 피가공물(102) 상에 3개의 직선형의 회로 패턴이 존재한다.The image 300 of FIG. 7 is an image which the CCD camera 112 image | photographed the to-be-processed object 102 mounted in the stage 101 in the state which only the illumination light from the illumination light source 111 was irradiated. In the example of FIG. 7, three linear circuit patterns exist on the workpiece 102.

화상(300)이 취입부(201)에 의해 받아들여지고, 모니터(115)에 출력되면, 오퍼레이터는, 조작부(114)를 통하여 가공 대상 범위를 지정한다. 지정된 범위는, 화상(300) 점으로 칠한 직사각형의 범위이다.When the image 300 is received by the take-up part 201 and output to the monitor 115, an operator designates a process target range via the operation part 114. FIG. The specified range is a range of rectangles painted with the image 300 points.

공간 변조 제어부(204)는, 조작부(114)로부터의 지정을 받고, 이 지정에 기초하여 조사 패턴(311)을 생성한다. 조사 패턴(311)을 나타내는 화상은, 화상(300) 상에서 지정된 직사각형의 범위가 백색이며, 그 외는 검은색 화상이다. 조사 패턴(311)에 대응하여 DMD(106)에 지정되는 입력 패턴은, 도시하지 않지만, 조사 패턴(311)의 주위를 단지 검은색 마진으로 둘러싼 화상에 의해 나타낼 수 있다. 공간 변조 제어부(204)는 조사 패턴(311)에 대응하는 DMD(106)로의 입력 패턴도 생성한다.The spatial modulation control unit 204 receives the designation from the operation unit 114, and generates the irradiation pattern 311 based on the designation. As for the image which shows the irradiation pattern 311, the range of the rectangle designated on the image 300 is white, and the others are black images. Although not shown, the input pattern assigned to the DMD 106 corresponding to the irradiation pattern 311 can be represented by an image surrounding only the irradiation pattern 311 with only black margins. The spatial modulation control unit 204 also generates an input pattern to the DMD 106 corresponding to the irradiation pattern 311.

만약, 조사 패턴(311)에 대응하는 입력 패턴의 지시에 따라 DMD(106)에 의해 공간 변조된 레이저광이 피가공물(102) 상에 조사되고, 피가공물(102)을 CCD 카메라(112)가 촬상하면, 라이브 화상(332)을 얻을 수 있다. 도 7의 예에서는, 라이브 화상(332)에서 실제로 레이저광이 조사된 범위는, 점으로 칠한 직사각형의 범위이며, 화상(300)에 대하여 지정된 가공해야 할 범위와는 상이하다.If the laser light spatially modulated by the DMD 106 is irradiated onto the workpiece 102 according to the instruction of the input pattern corresponding to the irradiation pattern 311, the workpiece 102 is transferred to the CCD camera 112. By imaging, the live image 332 can be obtained. In the example of FIG. 7, the range in which the laser light is actually irradiated in the live image 332 is a range of rectangles filled with dots, and is different from the range to be processed for the image 300.

화상(300)과 라이브 화상(332)을 비교하면, 회로 패턴의 위치, 방향 및 형상은 같다. 그러나, 화상(300)에서 지정되고, DMD(106)에 주어진 입력 패턴과는 상이한 패턴으로 레이저광이 조사된 것을 알 수 있다. 이 입력 패턴으로부터 출력 패턴의 변환은 변환 행렬 T에 의해 나타낸다. 그리고, 도 3과 도 7에서 같은 "T"라는 문자를 사용하고 있지만, 변환 행렬 T의 개개의 요소의 구체적인 값은 도 3과 도 7에서 상이하다. 도 7에서는 간단하게 하기 위하여, 변환 행렬 T가, 라이브 화상(332)의 중심 부근을 중심으로 하는 반시계 방향으로 약 30°의 회전을 나타내는 경우를 도시하고 있다.When the image 300 and the live image 332 are compared, the position, direction, and shape of the circuit pattern are the same. However, it can be seen that the laser beam is irradiated in a pattern different from the input pattern designated in the image 300 and given to the DMD 106. The conversion of the output pattern from this input pattern is represented by the transformation matrix T. In addition, although the same letter "T" is used in FIGS. 3 and 7, specific values of individual elements of the transformation matrix T are different in FIGS. 3 and 7. In FIG. 7, for the sake of simplicity, the case where the transformation matrix T represents a rotation of about 30 ° in the counterclockwise direction centering around the center of the live image 332 is shown.

이상, 도 7을 참조하여 설명했다는 전제 하에, 다음에, 도 8과 도 9를 참조하여 제2 실시예에 대하여 설명한다.As mentioned above, on the premise that it demonstrated with reference to FIG. 7, a 2nd Example is demonstrated with reference to FIG. 8 and FIG.

도 8은 제2 실시예에서의 제어부(113)의 기능을 나타내는 기능 블록도이다. 제1 실시예를 나타낸 도 2와 비교하면, 제어부(113)가 취입부(201), 산출부(202), 조정부(203), 공간 변조 제어부(204), 스테이지 제어부(205) 및 선택부(206)를 구비하는 점에서, 도 8은 도 2와 같다.8 is a functional block diagram showing the functions of the control unit 113 in the second embodiment. Compared with FIG. 2 showing the first embodiment, the control unit 113 includes the blowing unit 201, the calculating unit 202, the adjusting unit 203, the spatial modulation control unit 204, the stage control unit 205 and the selection unit ( 8 is the same as FIG. 2 in that 206 is provided.

도 8에서 도 2와 다른 점은, 화살표로 나타낸 데이터 및/또는 제어의 흐름이다. 즉, 제1 실시예와 제2 실시예는 조정 방법이 상이하므로, 조정부(203)를 향하는 화살표와 조정부(203)로부터 나가는 화살표가 도 2와 도 8에서 상이하다. 도 8에서의 화살표의 의미는, 도 9를 참조하여 이하에서 설명하는 조정 방법으로부터 명백하게 된다.The difference from FIG. 2 in FIG. 8 is the flow of data and / or control indicated by arrows. That is, since the adjustment method is different in the first embodiment and the second embodiment, the arrow directed toward the adjustment unit 203 and the arrow exiting from the adjustment unit 203 are different in FIGS. 2 and 8. The meaning of the arrow in FIG. 8 becomes clear from the adjustment method demonstrated below with reference to FIG.

도 9는 제2 실시예에서의 조정 방법을 설명하는 도면이다.9 is a view for explaining an adjustment method in the second embodiment.

도 8에 나타낸 스테이지 제어부(205)가 스테이지(101)의 움직임을 제어함으로써, 레이저 가공 장치(100)의 광학계와 스테이지(101)와의 상대 위치가 변화한다. 제어 가능한 스테이지(101)의 움직임의 종류는 실시예에 따라 상이해도 되지만, 제2 실시예에서, 스테이지 제어부(205)는 다음과 같은 종류의 스테이지(101)의 움직임을 제어한다.As the stage control unit 205 shown in FIG. 8 controls the movement of the stage 101, the relative position between the optical system of the laser processing apparatus 100 and the stage 101 changes. The type of movement of the controllable stage 101 may be different depending on the embodiment, but in the second embodiment, the stage control unit 205 controls the movement of the following kinds of stages 101.

(a) 연직 방향의 이동(a) vertical movement

(b) 연직 축에 수평인 평면 내에서의 평행이동(b) translation in a plane parallel to the vertical axis

(c) 연직 축에 수평인 평면 내에서의 회전(c) rotation in a plane parallel to the vertical axis

(d) 스테이지(101)의 상면과 연직 축과 이루는 각도을 바꾸는 움직임(d) a movement for changing the angle formed between the upper surface of the stage 101 and the vertical axis

즉, 제2 실시예에서는, 이들 종류의 움직임을 가능하게 하는 도시하지 않은 구동 모터 및/또는 액츄에이터(actuator)가 스테이지(1O1)에 장착되어 있다. 스테이지 제어부(205)는, 구동 모터 및/또는 액츄에이터를 제어하여 스테이지(101)를 움직이게 한다.That is, in the second embodiment, a drive motor and / or actuator (not shown) that enable these kinds of movements are mounted on the stage 101. The stage control unit 205 controls the drive motor and / or actuator to move the stage 101.

그리고, 제2 실시예에서는, 필요에 따라 스토퍼(stopper) 등으로 피가공물(102)이 스테이지(101) 상에 고정되어 있고, 상기 (d)의 움직임에 의해 스테이지(101)가 경사져도, 피가공물(102)은 미끌어져서 떨어지지 않는다.In the second embodiment, the workpiece 102 is fixed on the stage 101 with a stopper or the like as necessary, and even if the stage 101 is inclined by the movement of (d), Workpiece 102 does not slip and fall off.

이와 같은 구성에서, 산출부(202)는, 이미 산출하여 기억 장치에 저장되어 있는 변환 행렬 T의 데이터를 조정부(203)에 출력한다. 그리고, 조정부(203)는, 변환 행렬 T에 기초하여 스테이지(101)를 움직이게 하는 제어를 스테이지 제어부(205)에 지시한다. 스테이지 제어부(205)는, 조정부(203)로부터의 지시에 따라 스테이지(101)를 움직이게 한다. 이 제어의 결과, 레이저 가공 장치(100)의 광학계와 피가공물(102)과의 상대 위치도 변환 행렬 T에 따라 변화한다.In such a configuration, the calculation unit 202 outputs the data of the conversion matrix T already calculated and stored in the storage device to the adjustment unit 203. And the adjustment part 203 instructs the stage control part 205 to control the movement of the stage 101 based on the conversion matrix T. FIG. The stage control unit 205 moves the stage 101 in accordance with an instruction from the adjustment unit 203. As a result of this control, the relative position of the optical system of the laser processing apparatus 100 and the to-be-processed object 102 also changes with conversion matrix T. As shown in FIG.

이 시점에서, 설명의 편의 상, CCD 카메라(112)가 피가공물(102)을 촬상한다고 가정한다. 그러면, 도 9에 나타낸 바와 같이, 변환 행렬 T에 의해 화상(300)이 변형된 화상과 동등한 화상(301)이 촬상된다. 도 9에서는, 화상(300과 301)에 각각 촬상된 피가공물(102) 상의 회로 패턴의 비교에 의해, 변환 행렬 T에 의한 변형이 눈으로 확인될 수 있다.At this point, for convenience of explanation, it is assumed that the CCD camera 112 captures the workpiece 102. Then, as shown in FIG. 9, the image 301 equivalent to the image in which the image 300 was transformed by the transformation matrix T is imaged. In FIG. 9, by the comparison of the circuit pattern on the workpiece 102 picked up in the images 300 and 301, respectively, deformation by the transformation matrix T can be visually confirmed.

한편, 도 7에서 설명한바와 마찬가지로 화상(300)에 기초하여 조사 패턴(311)이 지정된다. 그리고, 지정된 조사 패턴(311)에 기초하여 공간 변조 제어부(204)가 DMD(106)에 입력 패턴을 지정한다. 그리고, 선택부(206)가 광원으로서 레이저 발진기(103)를 선택한다.On the other hand, the irradiation pattern 311 is specified based on the image 300 as described with reference to FIG. 7. Then, the spatial modulation control unit 204 designates the input pattern to the DMD 106 based on the designated irradiation pattern 311. Then, the selection unit 206 selects the laser oscillator 103 as the light source.

그러면, 레이저 발진기(103)로부터 조사되는 레이저광은, 변환 행렬 T에 의해 나타내는 어긋남이나 불균일의 영향을 받아 피가공물(102) 상에 조사된다. 그러나, 도 7의 경우와는 달리 제2 실시예에서는, 화상(301)에 나타낸 바와 같이, 레이저광이 조사되는 시점에서 피가공물(102) 자체나 변환 행렬 T에 대응하는 움직임을 행한 후의 상태이다. 이와 같이, 조사되는 레이저광과 피가공물(102)이 모두 같은 변환 행렬 T의 영향을 받은 상태이므로, 변환 행렬 T에 의한 영향은 상쇄된다. 즉, 조정의 결과, 지정된 영역에 정확하게 레이저광이 조사된다.Then, the laser beam irradiated from the laser oscillator 103 is irradiated on the to-be-processed object 102 under the influence of the shift | offset | difference and the nonuniformity represented by the conversion matrix T. FIG. However, unlike the case of FIG. 7, in the second embodiment, as shown in the image 301, the state after the movement corresponding to the workpiece 102 itself or the transformation matrix T is performed at the time when the laser light is irradiated. . In this way, since the irradiated laser light and the workpiece 102 are both affected by the same conversion matrix T, the influence by the conversion matrix T is canceled out. That is, as a result of the adjustment, the laser beam is irradiated to the designated area accurately.

이는, 도 9에서 다음과 같이 도시되어 있다. 레이저광이 조사된 상태에서 CCD 카메라(112)가 피가공물(102)을 촬상한 라이브 화상(333)에서, 실제로 레이저광이 조사된 범위는 점으로 칠해져 나타나 있다. 또한, 화상(300)과 라이브 화상(333)을 비교하면, 3개의 회로 패턴의 선의 방향이나 화상에 찍혀 있는 부분은 상이하지만, 3개의 회로 패턴의 선과 망으로 칠한 영역의 상대적인 관계는 같다. 즉, 지정된 바라는 영역에 정확하게 레이저광이 조사되고 있다.This is illustrated in FIG. 9 as follows. In the live image 333 in which the CCD camera 112 picks up the workpiece 102 in the state where the laser light is irradiated, the range where the laser light is actually irradiated is indicated by dots. In addition, when the image 300 and the live image 333 are compared, the directions of the lines of the three circuit patterns and the portions imprinted on the images are different, but the relative relationship between the lines of the three circuit patterns and the areas painted with the network is the same. In other words, the laser beam is precisely irradiated to the designated desired area.

이상의 설명으로부터 명백한 바와 같이, 제2 실시예에서는, 도 5의 단계 S107의 처리가 생략될 수 있다.As is apparent from the above description, in the second embodiment, the processing of step S107 of Fig. 5 can be omitted.

그리고, 변환 행렬 T에 따라 스테이지(101)를 움직이게 하기 위해서 필요한 제어 파라미터의 값은, 실험적으로 결정되어도 되고, 레이저 가공 장치(100)의 사양 등으로 계산되어도 된다.And the value of the control parameter required in order to move the stage 101 according to the conversion matrix T may be experimentally determined, and may be calculated by the specification of the laser processing apparatus 100, etc. As shown in FIG.

예를 들면, 상기 (a)의 움직임에 대해서는, 스테이지(101)를 연직 축을 따라 위 또는 아래로 1mm 움직이게 했을 때의, CCD 카메라(112)에 의해 촬상되는 화상에서의 확대 비율 또는 축소 비율의 값을 미리 실험적으로 검토해 두어도 된다. 조정부(203)는, 변환 행렬 T에 포함되는 확대 또는 축소의 요소로부터, 미리 검토한 값에 기초하여 연직 방향의 이동량을 산출하고, 산출된 이동량을 스테이지(101)의 제어 파라미터로서 스테이지 제어부(205)에 출력해도 된다. 상기 (b) 내지 (d)의 움직임에 대해서도 마찬가지로 하여, 조정부(203)는 제어 파라미터의 값을 취득할 수 있다.For example, about the movement of said (a), the value of the enlargement ratio or reduction ratio in the image image | photographed by CCD camera 112 when the stage 101 is moved 1 mm up or down along a vertical axis | shaft. May be experimentally reviewed in advance. The adjusting unit 203 calculates the amount of movement in the vertical direction from the factors of enlargement or reduction included in the transformation matrix T based on the values examined in advance, and uses the calculated amount of movement as the control parameter of the stage 101 to control the stage control unit 205. ) May be output. Similarly with respect to the motions of (b) to (d), the adjustment unit 203 can acquire the value of the control parameter.

또한, 전술한 설명으로부터 명백하지만, 제2 실시예의 조정 방법은, 스테이지(101)의 이동을 행하는 기구의 기계적인 정밀도가 높은 경우에 적합하다.In addition, although apparent from the above description, the adjustment method of the second embodiment is suitable when the mechanical precision of the mechanism for moving the stage 101 is high.

다음에, 도 10과 도 11을 참조하여, 제3 실시예에서의 조정 방법을 설명한다. 제3 실시예에서는, 조정부(203)가 화상 처리에 의해 조정을 행한다.Next, with reference to FIG. 10 and FIG. 11, the adjustment method in a 3rd Example is demonstrated. In the third embodiment, the adjusting unit 203 adjusts by image processing.

도 10은 제3 실시예에서의 제어부(113)의 기능을 나타내는 기능 블록도이다. 제1 실시예를 나타낸 도 2와 비교하면, 제어부(113)가 취입부(201), 산출부(202), 조정부(203), 공간 변조 제어부(204), 스테이지 제어부(205) 및 선택부(206)를 구비하는 점에서, 도 10은 도 2와 같다.10 is a functional block diagram showing the functions of the control unit 113 in the third embodiment. Compared with FIG. 2 showing the first embodiment, the control unit 113 includes the blowing unit 201, the calculating unit 202, the adjusting unit 203, the spatial modulation control unit 204, the stage control unit 205 and the selection unit ( 10 is the same as FIG. 2 in that 206 is provided.

도 10에서 도 2와 다른 점은, 화살표로 나타낸 데이터 및/또는 제어의 흐름이다. 즉, 제1 실시예와 제3 실시예는 조정 방법이 상이하므로, 조정부(203)를 향 하는 화살표와 조정부(203)로부터 나가는 화살표가, 도 2와 도 10에서 상이하다.The difference from FIG. 2 in FIG. 10 is the flow of data and / or control indicated by arrows. That is, since the adjustment method is different in the first embodiment and the third embodiment, the arrow directed toward the adjustment unit 203 and the arrow exiting from the adjustment unit 203 are different in FIGS. 2 and 10.

또한, 도 2에는, 조사 패턴을 지정하기 위하여, CCD 카메라(112)로부터 판독된 화상을 모니터(115)에 출력하는 것을 나타내는 취입부(201)로부터 모니터(115)로 가는 화살표가 있지만, 도 10에는 없다. 이하에 설명하는 바와 같이, 제3 실시예에서는, 조사 패턴의 지정 단계부터 조정이 행해지기 때문이다. 그 외의 화살표의 의미도, 도 11을 참조하여 이하에서 설명하는 조정 방법으로부터 명백하게 된다.In addition, although FIG. 2 has an arrow from the taking-in part 201 to the monitor 115 which shows that the image read out from the CCD camera 112 is output to the monitor 115 in order to designate an irradiation pattern, FIG. There is not. As described below, in the third embodiment, the adjustment is performed from the step of specifying the irradiation pattern. The meanings of the other arrows also become apparent from the adjustment method described below with reference to FIG.

도 11은 제3 실시예에서의 조정 방법을 설명하는 도면이다.11 is a view for explaining an adjustment method in the third embodiment.

도 11에서, 화상(302)은 CCD 카메라(112)가 촬상하고, 취입부(201)가 CCD 카메라(112)로부터 받아들인 화상이다. 도 7이나 도 10의 화상(300)과 마찬가지의 3개의 회로 패턴의 선이 화상(302)에도 찍혀져 있다.In FIG. 11, the image 302 is an image picked up by the CCD camera 112, and the take-up part 201 receives from the CCD camera 112. The lines of three circuit patterns similar to the image 300 of FIG. 7 or FIG. 10 are also imprinted on the image 302.

제3 실시예에서의 조정에서는, 먼저 산출부(202)가, 이미 산출하여 기억 장치에 저장되어 있는 역변환 행렬 T'의 데이터를 조정부(203)에 출력한다. 그리고, 조정부(203)가 화상(302)을 역변환 행렬 T'에 의해 변형하여 화상(303)을 생성하는 화상 처리를 행하고, 화상(303)을 모니터(115)에 출력한다.In the adjustment in the third embodiment, first, the calculation unit 202 outputs the data of the inverse transformation matrix T 'that is already calculated and stored in the storage device to the adjustment unit 203. Then, the adjusting unit 203 deforms the image 302 by the inverse transformation matrix T 'to perform image processing to generate the image 303, and outputs the image 303 to the monitor 115.

도 7과 같이 도 11에서도, 변환 행렬 T는 반시계 방향으로 약 30°의 회전을 나타낸다. 따라서, 화상(303)에서는, 3개의 회로 패턴의 선이 화상(302)과 비교하여 시계 방향으로 약 30° 경사져 있다.Also in FIG. 11 as in FIG. 7, the transformation matrix T represents a rotation of about 30 ° in the counterclockwise direction. Therefore, in the image 303, the lines of the three circuit patterns are inclined approximately 30 ° clockwise as compared with the image 302.

오퍼레이터는, 모니터(115)에 표시된 화상(303)을 보고, 조작부(114)를 통하여, 레이저광을 조사해야 할 영역을 지정한다. 도 11의 화상(304)에서는, 지정된 영역이 점으로 칠해져 나타나 있다. 공간 변조 제어부(204)는 조작부(114)로부터의 지정을 받고, 이 지정에 기초하여 조사 패턴(312)을 생성한다. 조사 패턴(312)은 화상(304)의 점으로 칠한 영역에 대응한다.The operator looks at the image 303 displayed on the monitor 115, and designates the area to which the laser beam should be irradiated through the operation unit 114. In the image 304 of FIG. 11, the designated area is shown with the dot. The spatial modulation control unit 204 receives a designation from the operation unit 114, and generates the irradiation pattern 312 based on this designation. The irradiation pattern 312 corresponds to the area shaded by the points of the image 304.

공간 변조 제어부(204)는, 또한 조사 패턴(312)에 기초하여, DMD(106)에 지정하는 입력 패턴을 생성한다. 그리고, 공간 변조 제어부(204)는, 입력 패턴을 DMDl(06)에 대하여 지정한다. 또한, 선택부(206)가, 광원으로서 레이저 발진기(103)를 선택한다.The spatial modulation control unit 204 further generates an input pattern designated to the DMD 106 based on the irradiation pattern 312. The spatial modulation control unit 204 then assigns an input pattern to the DMDl 06. In addition, the selection unit 206 selects the laser oscillator 103 as a light source.

그러면, 레이저 발진기(103)로부터 조사되는 레이저광은, 변환 행렬 T에 의해 나타내는 어긋남이나 불균일의 영향을 받아 피가공물(102) 상에 조사된다. 그러나, 역변환 행렬 T'에 의해 변형된 화상(304)을 기준으로 하여 지정된 조사 패턴(312)에 기초하여 레이저광이 조사되고, 이 조사가 변환 행렬 T의 영향을 받으면, 역변환 행렬 T'에 의한 영향과 변환 행렬 T에 의한 영향이 상쇄된다. 즉, 조정의 결과, 지정된 바라는 영역에 정확하게 레이저광이 조사된다.Then, the laser beam irradiated from the laser oscillator 103 is irradiated on the to-be-processed object 102 under the influence of the shift | offset | difference and the nonuniformity represented by the conversion matrix T. FIG. However, when the laser light is irradiated based on the irradiation pattern 312 designated on the basis of the image 304 deformed by the inverse transformation matrix T ', and this irradiation is affected by the transformation matrix T, the inverse transformation matrix T' The influence and the influence by the transformation matrix T cancel out. That is, as a result of the adjustment, the laser beam is irradiated to the designated desired area accurately.

이는, 도 11에서 다음과 같이 도시되어 있다. 레이저광이 조사된 상태에서 CCD 카메라(112)가 피가공물(102)을 촬상한 라이브 화상(334)에서, 실제로 레이저광이 조사된 범위는 점으로 칠해져 나타나 있다. 또한, 화상(304)과 라이브 화상(334)을 비교하면, 3개의 회로 패턴의 선의 방향이나 화상에 찍혀져 있는 부분은 상이하지만, 3개의 회로 패턴의 선과 점으로 칠한 영역의 상대적인 관계는 같다. 즉, 지정된 원하는 영역에 정확하게 레이저광이 조사되어 있다.This is illustrated in FIG. 11 as follows. In the live image 334 in which the CCD camera 112 picks up the workpiece 102 in the state where the laser light is irradiated, the range in which the laser light is actually irradiated is indicated by dots. When the image 304 and the live image 334 are compared, the directions of the lines of the three circuit patterns and the portions imprinted on the images are different, but the relative relationship between the lines of the three circuit patterns and the areas painted with dots is the same. That is, the laser beam is irradiated to the designated desired area correctly.

이상, 제2 실시예와 제3 실시예에 대하여, 변환 행렬 T가 비교적 단순한 변 형을 나타내는 경우를 예로 들어 도시하여 설명하였으나, 변환 행렬 T에 의한 변형이, 평행이동, 회전, 전단 변형, 확대 혹은 축소의 모든 것을 포함하는 복잡한 변형일 수도 있다.As mentioned above, although the case where the transformation matrix T shows the comparatively simple deformation | transformation was demonstrated and demonstrated about the 2nd Example and 3rd Example, the deformation by the transformation matrix T is parallel movement, rotation, shear deformation, and expansion. Or it could be a complex variant that includes all of the reductions.

다음에, 제4 실시예∼제6 실시예에 대하여 설명한다. 제4 실시예∼제6 실시예는, 입력 패턴으로부터 출력 패턴로의 변환의 수학적 모델이 제1 실시예와 상이하고, 수학적 모델의 차이에 따라 제어부(113)의 동작이 상이한 점 외는, 제1 실시예와 마찬가지이다. 어느 수학적 모델을 채용하는 것이 바람직한지는, 실제 레이저 가공 장치(10O)에 있는 불균일이나 어긋남의 특성이나 정도에 의존한다.Next, the fourth to sixth embodiments will be described. In the fourth to sixth embodiments, the mathematical model of the conversion from the input pattern to the output pattern is different from the first embodiment, except that the operation of the control unit 113 differs depending on the difference in the mathematical model. It is similar to the Example. Which mathematical model is preferable to be employed depends on the characteristics and degree of nonuniformity or misalignment in the actual laser processing apparatus 100.

제4 실시예에서는, 평행이동(시프트)과 회전만을 고려한 수학적 모델을 채용한다. 제4 실시예의 교정 패턴은, 서로 구별 가능한 2점 a, b를 나타낼 수 있으면 된다. 예를 들면, 제4 실시예에서는, 서로 직경이 상이한 2개의 원으로 이루어지는 패턴을 도 4의 교정 패턴(340) 대신 사용할 수 있다.In the fourth embodiment, a mathematical model in which only parallel movement (shift) and rotation are considered is adopted. The calibration pattern of the fourth embodiment only needs to be able to represent two points a and b that can be distinguished from each other. For example, in the fourth embodiment, a pattern composed of two circles having different diameters may be used instead of the calibration pattern 340 of FIG.

제1 실시예와 마찬가지로,As in the first embodiment,

점 a의 좌표를 (xa, ya)T Set the coordinate of point a to (x a , y a ) T

점 b의 좌표를 (xb, yb)T Set the coordinates of point b to (x b , y b ) T

점 a'의 좌표를 (xa', ya')T Coordinates of point a '(x a ', y a ') T

점 b'의 좌표를 (xb', yb')T Coordinates of point b '(x b ', y b ') T

가 되는 열 벡터로 나타낸다. 제4 실시예에서는, 산출부(202)가 이들 4개의 좌표로부터,It is represented by the column vector to be. In the fourth embodiment, the calculating unit 202 uses these four coordinates,

x 방향의 평행이동의 양: The amount of translation in the x direction:

[식 18][Equation 18]

d1=xa' - xa d 1 = x a '-x a

y 방향의 평행이동의 양: The amount of translation in the y direction:

[식 19][Equation 19]

d2=ya' - ya d 2 = y a '-y a

회전량: Turnover:

[식 20][Equation 20]

θ=tan-1{(yb' - ya')/(xb' - xa')} - tan-1{(yb - ya)/(xb - xa)}θ = tan -1 {(y b '-y a ') / (x b '-x a ')}-tan -1 {(y b -y a ) / (x b -x a )}

의 3개의 변환 파라미터를 산출한다. 이들 변환 파라미터는, 제1 실시예와 마찬가지로 식 2의 변환 행렬 T의 형태로 나타낼 수도 있다. 즉,Three conversion parameters are calculated. These transformation parameters can also be expressed in the form of the transformation matrix T of the expression 2 as in the first embodiment. In other words,

[식 21]Formula 21

a1 = cosθa 1 = cosθ

[식 22]Formula 22

b1 = -sinθb 1 = -sinθ

[식 23]Formula 23

a2 = sinθa 2 = sinθ

[식 24]Formula 24

b2 = cosθb 2 = cosθ

와 식 2에 대입하면 된다. 이와 같이 하여 산출부(202)가 변환 행렬 T를 산출한 후의 레이저 가공 장치(100)의 동작은, 제1 실시예와 마찬가지이다.Substituting into Equation 2 and In this manner, the operation of the laser processing apparatus 100 after the calculation unit 202 calculates the conversion matrix T is similar to that of the first embodiment.

제5 실시예에서는, 평행이동(시프트)만을 고려한 수학적 모델을 채용한다. 제5 실시예의 교정 패턴은, 하나의 점 a만을 나타낼 수 있으면 된다. 예를 들면, 제5 실시예에서는, 하나의 원만으로 이루어지는 패턴을 도 4의 교정 패턴(340) 대신 사용할 수 있다.In the fifth embodiment, a mathematical model in which only parallel movement (shift) is considered is adopted. The calibration pattern of the fifth embodiment only needs to represent one point a. For example, in the fifth embodiment, a pattern consisting of only one circle can be used instead of the calibration pattern 340 of FIG.

제1 실시예와 마찬가지로,As in the first embodiment,

점 a의 좌표를 (xa, ya)T Set the coordinate of point a to (x a , y a ) T

점 a'의 좌표를 (xa', ya')T Coordinates of point a '(x a ', y a ') T

가 되는 열 벡터로 나타낸다. 제5 실시예에서는, 산출부(202)가, 이들 2개의 좌표로부터, 제4 실시예와 마찬가지로, 식 18과 식 19에 의해, x 방향의 평행이동의 양 d1과 y 방향의 평행이동의 양 d2의 2개의 변환 파라미터를 산출한다. 이들 변환 파라미터는, 제1 실시예와 마찬가지로 식 2의 변환 행렬 T의 형태로 나타낼 수도 있다. 즉, Represented by the column vector to be In the fifth embodiment, the calculation unit 202 calculates, from these two coordinates, in the same manner as in the fourth embodiment, by the expressions 18 and 19, the parallel movements in both the d 1 and y directions of the parallel movements in the x direction. Calculate two conversion parameters of both d 2 . These transformation parameters can also be expressed in the form of the transformation matrix T of the expression 2 as in the first embodiment. In other words,

[식 25][Equation 25]

a1 = 1a 1 = 1

[식 26]Formula 26

b1 = 0b 1 = 0

[식 27][Equation 27]

a2 = 0a 2 = 0

[식 28][Equation 28]

b2 = 1b 2 = 1

과 식 2에 대입하면 된다. 이와 같이 하여 산출부(202)가 변환 행렬 T를 산출한 후의 레이저 가공 장치(100)의 동작은, 제1 실시예와 마찬가지이다.Substituting in Equation 2 In this manner, the operation of the laser processing apparatus 100 after the calculation unit 202 calculates the conversion matrix T is similar to that of the first embodiment.

제6 실시예에서는, 수학적 모델로서 유사 아핀 변환을 채용한다. 유사 아핀 변환에서는, 아핀 변환에서 고려되는 평행사변형 변형(전단 변형) 외에, 사다리꼴 변형도 고려된다. 제6 실시예에서는, 서로 구별 가능한 4점 a, b, c, d를 나타내는 교정 패턴이 사용된다. 예를 들면, 제6 실시예에서는, 서로 직경이 다른 4개의 원으로 이루어지는 패턴을 도 4의 교정 패턴(340) 대신 사용할 수 있다.In the sixth embodiment, pseudo affine transformation is employed as the mathematical model. In the pseudo affine transformation, trapezoidal deformation is also considered in addition to the parallelogram deformation (shear deformation) considered in the affine transformation. In the sixth embodiment, a calibration pattern indicating four points a, b, c, d that can be distinguished from each other is used. For example, in the sixth embodiment, a pattern consisting of four circles of different diameters may be used instead of the calibration pattern 340 of FIG.

제1 실시예와 마찬가지로,As in the first embodiment,

점 a의 좌표를 (xa, ya)T Set the coordinate of point a to (x a , y a ) T

점 b의 좌표를 (xb, yb)T Set the coordinates of point b to (x b , y b ) T

점 c의 좌표를 (xc, yc)T Set the coordinates of point c to (x c , y c ) T

점 a'의 좌표를 (xa', ya')T Coordinates of point a '(x a ', y a ') T

점 b'의 좌표를 (xb', yb')T Coordinates of point b '(x b ', y b ') T

점 c'의 좌표를 (xc', yc')T Coordinates of point c '(x c ', y c ') T

가 되는 열 벡터로 나타낸다. 또한, 마찬가지로,It is represented by the column vector to be. Likewise,

점 d의 좌표를 (xd, yd)T The coordinate of the point d (x d , y d ) T

점 d'의 좌표를 (xd', yd')T Coordinates of point d '(x d ', y d ') T

가 되는 열 벡터로 나타낸다.It is represented by the column vector to be.

유사 아핀 변환은 식 29에 의해 모델화된다.The pseudo affine transformation is modeled by equation 29.

[식 29]Formula 29

Figure 112008069066807-PAT00015
Figure 112008069066807-PAT00015

변환 행렬 T는 식 30과 같이 정의된다.The transformation matrix T is defined as in Equation 30.

[식 30]Formula 30

Figure 112008069066807-PAT00016
Figure 112008069066807-PAT00016

또한, 제1 실시예와 마찬가지로, 점 a, b, c, d와 점 a', b', c', d'의 좌표를 사용하여, 식 31 및 식 32와 같이 행렬 P와 Q를 정의할 수 있다.Also, as in the first embodiment, using the coordinates of points a, b, c, d and points a ', b', c ', and d', matrices P and Q can be defined as in Equations 31 and 32. Can be.

[식 31]Formula 31

Figure 112008069066807-PAT00017
Figure 112008069066807-PAT00017

[식 32]Formula 32

Figure 112008069066807-PAT00018
Figure 112008069066807-PAT00018

여기서 식 29로부터, 4 점 a, b, c, d와 4점 a', b', c', d'의 관계는, 하기 식 33에 의해 나타낸 수 있다.Here, from the expression 29, the relationship between the four points a, b, c, d and the four points a ', b', c ', and d' can be represented by the following expression (33).

[식 33][Equation 33]

TP=QTP = Q

4점 a, b, c, d의 위치를 적절하게 선택하면, 행렬 P는 정칙 행렬이 되고, 역행열 P-1가 존재하므로, 식 33으로부터 식 34를 얻을 수 있다.If the positions of the four points a, b, c, and d are appropriately selected, the matrix P becomes a regular matrix, and since the inverse matrix P −1 exists, equation 34 can be obtained from equation 33.

[식 34][Equation 34]

T=QP-1 T = QP -1

따라서, 식 34로부터 산출부(202)는 변환 행렬 T를 산출할 수 있다. 또한, 산출부(202)는 변환 행렬 T로부터 역변환 행렬 T'를 산출할 수도 있다.Therefore, the calculation unit 202 can calculate the transformation matrix T from equation (34). The calculator 202 may also calculate an inverse transform matrix T 'from the transform matrix T.

그리고, 제1 실시예∼제6 실시예에서 설명한 바와 같이, 입력 패턴으로부터 출력 패턴으로의 변환의 수학적 모델은 다양하다. 그리고, 전술한 바에 의하면, 채용한 수학 모델에서의 변환 파라미터를 산출하기 위하여 최소한 필요한 개수의 점을 교정 패턴에 의해 나타내는 예에 대하여 설명하였다.As described in the first to sixth embodiments, the mathematical models of the conversion from the input pattern to the output pattern vary. As described above, the example in which at least the necessary number of points are indicated by the calibration pattern in order to calculate the conversion parameters in the adopted mathematical model has been described.

그러나, 보다 많은 점을 나타내는 교정 패턴을 사용해도 상관없다. 예를 들면, 제1 실시예∼제3 실시예와 마찬가지로, 수학적 모델로서 아핀 변환을 작용하는 경우, m≥4가 되는 서로 구별 가능한 m점을 나타내는 교정 패턴을 사용해도 된다. 이 경우, 1≤i≤m이 되는 각 i에 대하여 식 35와 같이, 예를 들면 최소 자승법에 따라 식 2의 변환 행렬 T의 요소인 al, bl, dl, a2, b2, d2의 값을 산출부(202)가 산출해도 된다.However, you may use the calibration pattern which shows more points. For example, similarly to the first to third embodiments, when the affine transformation is applied as a mathematical model, a correction pattern representing m points that can be distinguished from each other such that m≥4 may be used. In this case, for each i where 1 ≦ i ≦ m, as in Equation 35, for example, a l , b l , d l , a 2 , b 2 , The calculation unit 202 may calculate the value of d 2 .

[식 35]Formula 35

(xi', yi', 1)T = T(xi, yi, 1)T (x i ', y i ', 1) T = T (x i , y i , 1) T

그리고, 여기서 (xi, yi)T는 교정 패턴으로 나타낸 i번째의 점의 좌표를 나타내는 열 벡터이며, (xi', yi')T는 이 i번째의 점의 출력 패턴에서의 좌표를 나타내는 열 벡터이다.Here, (x i , y i ) T is a column vector indicating the coordinates of the i th point represented by the calibration pattern, and (x i ', y i ') T is the coordinate in the output pattern of this i th point. Is a column vector representing.

다음에, 도 12와 도 13을 참조하여 제7 실시예에 대하여 설명한다. 제7 실시예에 의하면, 피가공물(102)의 표면에 요철이 있어도 교정의 정밀도가 악화되지 않는다.Next, a seventh embodiment will be described with reference to FIGS. 12 and 13. According to the seventh embodiment, even if the surface of the workpiece 102 has irregularities, the accuracy of the calibration does not deteriorate.

일반적으로, 피가공물(102)의 표면 상에 입체적인 3차원 형상, 즉 요철이 있으면, 교정의 정밀도가 저하되는 경우가 있다. 왜냐하면, 교정 패턴에 대응하는 출력 패턴의 형상이, 요철의 영향이나 표면 재료의 반사율 등의 영향으로 비뚤어져 있을 가능성이 있기 때문이다.Generally, when a three-dimensional three-dimensional shape, ie, unevenness, is present on the surface of the workpiece 102, the accuracy of calibration may be lowered. This is because the shape of the output pattern corresponding to the calibration pattern may be skewed under the influence of the unevenness and the reflectance of the surface material.

예를 들면, 도 4의 교정 패턴(340)을 사용한 경우, 우연히 점 a를 나타내는 원의 윤곽이 피가공물(102) 상의 요철 부분을 횡단할 경우가 있다. 이 때, 출력 패턴에서 점 a를 나타내는 형상은 비뚤어진다.For example, when the calibration pattern 340 of FIG. 4 is used, the contour of the circle which shows the point a may cross the uneven | corrugated part on the to-be-processed object 102 by chance. At this time, the shape representing the point a in the output pattern is skewed.

따라서, 점 a에 대응하는 점 a'의 위치로서 산출부(202)가 산출하는 좌표는, 그 불균일한 형상의 중심 좌표이며, 분명히 오차를 포함한다. 예를 들면, 오차의 양이 몇 개의 픽셀일 경우도 있다. 이 경우, 변환 행렬 T는 오차를 포함하는 좌표에 기초하여 산출되므로, 교정의 정밀도가 저하된다. 그 결과, 고정밀도로 조정하기 곤란하게 된다.Therefore, the coordinate computed by the calculating part 202 as the position of the point a 'corresponding to the point a is the center coordinate of the nonuniform shape, and obviously contains an error. For example, the amount of error may be several pixels. In this case, since the transformation matrix T is calculated based on the coordinates containing the error, the accuracy of the calibration decreases. As a result, it becomes difficult to adjust to high precision.

예를 들면, 피가공물(102)이 FPD 기판이나 적층 프린트 기판 등인 경우, 피가공물(102) 상에는 3차원 형상의 회로 패턴이 형성되어 있다. 회로 패턴은 교정 패턴이 조사되었을 때의 형상을 비뚤어지게 하는 장애물이 될 수 있다. 따라서, 교정 패턴이 조사되는 위치에 따라서는, 교정의 정밀도가 저하되는 경우가 있다.For example, when the workpiece 102 is an FPD substrate, a laminated printed circuit board or the like, a three-dimensional circuit pattern is formed on the workpiece 102. The circuit pattern can be an obstacle that skews the shape when the calibration pattern is irradiated. Therefore, the precision of a correction may fall depending on the position to which a correction pattern is irradiated.

이 문제를 방지하여 양호한 정밀도로 교정을 행하기 위해서는, 회로 패턴이 형성되어 있지 않은 기판이나, 회로 패턴이 형성되어 있지 않은, 기판의 외측 둘레부의 마진 영역을 교정에 사용해도 된다. 그러나, 상세한 것에 대해서는 후술하지만, 실제 피가공물(102)의 가공 대상의 영역을 사용하여 교정을 행하는 것이 요구될 경우도 있다. 제7 실시예에 따르면, 그와 같은 경우라도 교정의 정밀도 저하를 방지할 수 있다.In order to prevent this problem and to calibrate with good precision, the margin area of the outer peripheral part of the board | substrate with which the circuit pattern is not formed or the board | substrate with which the circuit pattern is not formed may be used for a calibration. However, although details are mentioned later, it may be required to perform correction using the area | region of the process target of the actual to-be-processed object 102. FIG. According to the seventh embodiment, even in such a case, the deterioration of the accuracy of the calibration can be prevented.

도 12는 제 7 실시예에서 교정 패턴을 조사했을 때 촬상되는 화상의 예이다. 도 12의 화상(306)은, 피가공물(102)인 기판(401) 상에 교정 패턴이 조사되었을 때, CCD 카메라(112)가 촬상한 화상이다. 화상(306)에는, 기판(401) 상에 형성된 3차원 상태의 회로 패턴(402)과, 교정 패턴에 대응하는 출력 패턴을 구성하는 원(403, 404, 405)이 찍혀 있다. 화상(306)에서는, 원(403, 404, 405) 모두가 회로 패턴(402)과 중첩되어 있지 않으므로, 형상은 많이 비뚤어져 있지는 않다.12 is an example of an image picked up when the calibration pattern is irradiated in the seventh embodiment. The image 306 of FIG. 12 is an image which the CCD camera 112 image | photographed when the calibration pattern was irradiated on the board | substrate 401 which is the to-be-processed object 102. FIG. In the image 306, the circuit pattern 402 of the three-dimensional state formed on the board | substrate 401, and the circles 403, 404, 405 which comprise the output pattern corresponding to a calibration pattern are imprinted. In the image 306, since the circles 403, 404, and 405 do not all overlap the circuit pattern 402, the shape is not much skewed.

피가공물(102)의 표면에서, 상대적으로 요철이 작은 평평한 부분을 "배경부"라고 한다면, 기판(401)에서는, 회로 패턴(402)이 형성되어 있지 않은 부분이 배경부이다. 그리고, 교정 패턴을 배경부에 조사하도록 제어부(113)가 제어를 행함으로써, 피가공물(102)의 표면에 요철이 있어도 교정 정밀도의 저하를 방지할 수 있 다.On the surface of the workpiece 102, if a flat portion having a relatively small unevenness is called a "background portion", the portion where the circuit pattern 402 is not formed in the substrate 401 is the background portion. By controlling the control unit 113 to irradiate the calibration pattern with the background portion, it is possible to prevent the deterioration of the calibration accuracy even if the surface of the workpiece 102 is uneven.

도 13은 제7 실시예에서의 제어부(113)의 기능을 설명하는 기능 블록도이다. 작성부(207)가 추가 되어 있는 점에서, 도 13은 도 2와 상이하다. 작성부(207)는, 요철을 피해 피가공물(102)의 배경부에 광이 조사되도록 교정 패턴을 작성한다. 그러므로, 제7 실시예에서는, 예비적인 교정과 예비적인 조정이 실행된다. 이하, 예비적인 교정에서 입력 패턴으로서 지정되는 패턴을 "예비 교정 패턴"이라고 한다.13 is a functional block diagram for explaining the functions of the control unit 113 in the seventh embodiment. 13 is different from FIG. 2 in that the creation unit 207 is added. The creation unit 207 creates a calibration pattern so that light is irradiated to the background portion of the workpiece 102 to avoid irregularities. Therefore, in the seventh embodiment, preliminary correction and preliminary adjustment are performed. Hereinafter, a pattern designated as an input pattern in preliminary calibration is referred to as a "preliminary calibration pattern".

이하, 제1 실시예와 비교하면서, 제7 실시예에서의 레이저 가공 장치(100)의 동작에 대하여 설명한다.Hereinafter, the operation of the laser processing apparatus 100 in the seventh embodiment will be described while comparing with the first embodiment.

먼저, 작성부(207)는, 적당한 3점 a 내지 c를 선택하고, 점 a 내지 c를 서로 구별 가능한 형상의 예비 교정 패턴을 작성한다. 여기서, 점 a 내지 c의 좌표를 각각,First, the preparation unit 207 selects appropriate three points a to c, and creates a preliminary correction pattern having a shape in which points a to c can be distinguished from each other. Here, the coordinates of the points a to c are respectively

(xa, ya)T와 (xb, yb)T와 (xc, yc)T (x a , y a ) T and (x b , y b ) T and (x c , y c ) T

가 되는 열 벡터로 나타낸다. 그리고, 이 예비 교정 패턴을 사용한 예비적인 교정이 실행된다.It is represented by the column vector to be. Then, preliminary calibration using this preliminary calibration pattern is performed.

즉, 선택부(206)가 LED 광원(116)을 광원으로서 선택하고, 작성부(207)가 예비 교정 패턴을 공간 변조 제어부(204)에 출력하고, 공간 변조 제어부(204)가 예비 교정 패턴을 입력 패턴으로서 DMD(106)에 지정한다. 이에 따라, 예비 교정 패턴에 따른 LED 광의 조사가 행해진다.That is, the selection unit 206 selects the LED light source 116 as a light source, the creation unit 207 outputs the preliminary calibration pattern to the spatial modulation control unit 204, and the space modulation control unit 204 outputs the preliminary calibration pattern. The DMD 106 is designated as an input pattern. Thereby, LED light irradiation according to a preliminary correction pattern is performed.

그리고, LED 광이 조사된 피가공물(102)을 CCD 카메라(112)가 촬상하고, 취입부(201)가 화상을 받아들인다.And the CCD camera 112 image | photographs the to-be-processed object 102 to which LED light was irradiated, and the taking-in part 201 receives an image.

산출부(202)는, 예비 교정 패턴에 대응하여 화상 상에 생긴 출력 패턴 상에서, 점 a, b, c에 각각 대응하는 점 a', b', c'의 좌표를 산출한다. 산출된 좌표를 각각,The calculation unit 202 calculates the coordinates of the points a ', b', and c 'corresponding to the points a, b, and c on the output pattern generated on the image corresponding to the preliminary correction pattern. Each of the calculated coordinates,

(xa', ya)T와 (xb', yb)T와 (xc', yc)T (x a ', y a ) T and (x b ', y b ) T and (x c ', y c ) T

가 되는 열 벡터로 나타낸다. 또한, 예비 교정 패턴을 규정한 3점 a, b, c의 좌표가, 작성부(207)로부터 산출부(202)에 출력된다.It is represented by the column vector to be. In addition, the coordinates of three points a, b, and c, which define the preliminary correction pattern, are output from the creation unit 207 to the calculation unit 202.

여기서, 제1 실시예에서 변환 행렬 T를 산출한 것과 마찬가지의 방법에 의해, 산출부(202)는,Here, by the same method as that in which the conversion matrix T is calculated in the first embodiment, the calculation unit 202,

(xa, ya)T와 (xb, yb)T와 (xc, yc)T(x a , y a ) T and (x b , y b ) T and (x c , y c ) T and

(xa', ya)T와 (xb', yb)T와 (xc', yc)T (x a ', y a ) T and (x b ', y b ) T and (x c ', y c ) T

에 기초하여 변환 행렬 T1을 산출한다. 또한, 산출부(202)는, 변환 행렬 T1을 작성부(207)에 출력한다.The transformation matrix T 1 is calculated on the basis of. In addition, the calculator 202 outputs the transformation matrix T 1 to the generator 207.

작성부(207)는, 변환 행렬 T1의 역변환 행렬 T1'=T1 -1를 산출한다. 또는, 산출부(202)가 역변환 행렬 T1'를 산출하여 작성부(207)에 출력해도 된다.Write unit 207 calculates a conversion inverse transformation matrix T 1 '= T 1 -1 of the matrix T 1. Alternatively, the calculator 202 may calculate the inverse transform matrix T 1 ′ and output it to the creator 207.

이상의 처리가, 예비적인 교정이다. 예비적인 교정에서는, 전술한 바와 같 이, 피 가공물(102) 상의 요철의 영향으로, 무시할 수 없을 정도의 오차를, 산출된 점 a', b', c'의 좌표, 변환 행렬 T1, 및 역변환 행렬 T1'가 포함하는 경우도 있다. 그러나, 변환 행렬 T1은, 최종적으로 취득해야 할 변환 행렬과 많이 다르지 않기 때문에, 예비적인 조정에 사용하기에는 충분히 유효하다.The above process is a preliminary correction. In the preliminary correction, as described above, due to the unevenness on the workpiece 102, the error of the degree that cannot be ignored is calculated, the coordinates of the points a ', b', c ', the transformation matrix T 1 , and In some cases, the inverse transformation matrix T 1 ′ may be included. However, since the transformation matrix T 1 is not much different from the transformation matrix to be finally obtained, it is effective enough to be used for preliminary adjustment.

다음에, 조명용 광원(111)에 의해 조명되어 있을 뿐이며, 레이저광이나 LED 광이 조사되고 있지 않은 상태의 피가공물(102)을 CCD 카메라(112)가 촬상한다. 취입부(201)가 촬상된 화상(이하 "배경 검출용 화상"이라고 함)을 받아들이고, 작성부(207)는 배경 검출용 화상을 사용하여 배경 검출 처리를 행한다.Next, the CCD camera 112 captures the workpiece 102 that is only illuminated by the illumination light source 111 and is not irradiated with laser light or LED light. The taking-in unit 201 accepts the captured image (hereinafter referred to as "background detection image"), and the creation unit 207 performs background detection processing using the background detection image.

배경 검출 처리는, 배경 검출용 화상에서 피가공물(102) 상의 배경부가 찍힌 영역(이하 "배경 영역"이라고 함)을 검출하는 처리이다.The background detection process is a process of detecting a region (hereinafter, referred to as a "background area") in which a background portion on the workpiece 102 is taken from the background detection image.

예를 들면, 작성부(207)는, 배경 검출용 화상 음영 필터를 적용시키고, 배경 검출용 화상에 찍힌 피가공물(102) 상의 요철(예를 들면, 회로 패턴)의 상을 제거하고 배경 화상을 취득한다. 그리고, 작성부(207)는, 화소마다 배경 검출용 화상에서의 화소값과 배경 화상에서의 화소값의 차분을 산출한다.For example, the creation unit 207 applies a background detection image shading filter, removes an image of the unevenness (for example, a circuit pattern) on the workpiece 102 captured on the background detection image, and removes the background image. Acquire. The creating unit 207 calculates the difference between the pixel value in the background detection image and the pixel value in the background image for each pixel.

배경 영역에서는 차분의 절대값은 작으며, 피가공물(102) 상의 요철이 찍힌 영역(이하 "비배경 영역"이라고 함)에서는 차분의 절대값이 크다. 그래서, 작성부(207)는, 예를 들면 미리 결정된 임계값보다 차분의 절대값이 작은 영역을 배경 영역으로서 검출한다.The absolute value of the difference is small in the background region, and the absolute value of the difference is large in the region where the irregularities on the workpiece 102 are stamped (hereinafter referred to as the "non-background region"). Thus, the creation unit 207 detects, for example, the area having a smaller absolute value of the difference than the predetermined threshold value as the background area.

배경 영역을 검출하기 위해서는, 전술한 바와 같이 음영 필터를 사용하는 방 법 외에도, 에지 추출이나 특징점 추출 등, 다양한 화상 처리 방법을 이용할 수 있다.In order to detect the background area, various image processing methods, such as edge extraction and feature point extraction, may be used in addition to the method of using the shadow filter as described above.

또한, 작성부(207)는, 검출된 배경 영역에 속하는 적당한 3점 d1, e1, f1을 선택한다. 3점 d1, e1, f1의 좌표를 각각,In addition, the creation unit 207 selects appropriate three points d 1 , e 1 , f 1 belonging to the detected background region. 3 coordinates d 1 , e 1 , f 1 ,

(xd1, yd1)T와 (xe1, ye1)T와 (xf1, yf1)T (x d1 , y d1 ) T and (x e1 , y e1 ) T and (x f1 , y f1 ) T

가 되는 열 벡터로 나타낸다.It is represented by the column vector to be.

그리고, 여기서, 3점 d1, e1, f1으로서, 배경 영역 중에서 비배경 영역으로부터 먼 위치에 있는 점을 선택하는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 피가공물(102) 상의 요철에 광이 조사되지 않는 교정 패턴을 만들기 용이해지기 때문이다.Here, as the three points d 1 , e 1 , f 1 , it is preferable to select a point located at a position far from the non-background area among the background areas. This is because it becomes easy to make a correction pattern in which light is not irradiated on the unevenness on the workpiece 102.

작성부(207)는 다음에, 역변환 행렬 T1'를 사용하여 3점 d1, e1, f1의 좌표를 각각 변환한다. 변환된 좌표로 나타내는 3점을 d, e, f라고 한다. 제1 실시예에서, 조정부(203)가 도 6의 DMD 전송용 데이터(320)를 역변환 행렬 T'로 변환하여 DMD 전송용 데이터(321)를 얻은 처리와 비교로부터, 역변환 행렬 T1'를 사용하여 3점을 d, e, f의 좌표를 얻는 처리가 예비적인 조정인 것을 이해할 수 있게 된다.Next, the creation unit 207 transforms the coordinates of the three points d 1 , e 1 , f 1 using the inverse transformation matrix T 1 ′. The three points represented by the converted coordinates are called d, e, f. In the first embodiment, the adjusting unit 203 uses the inverse transform matrix T 1 ′ from the processing and comparison of the DMD transmission data 320 shown in FIG. 6 to the inverse transform matrix T 'to obtain the DMD transmission data 321. It is understood that the process of obtaining the coordinates of d, e, and f by three points is a preliminary adjustment.

작성부(207)는, 예비적인 조정에 의해 얻어진 3점 d, e, f의 좌표에 기초하여, 3점 d, e, f를 서로 구별 가능한 교정 패턴을 작성하고, 산출부(202)에 출력한다. 3점 d, e, f의 좌표를 각각,The creation unit 207 creates a calibration pattern that can distinguish the three points d, e, and f from each other based on the coordinates of the three points d, e, and f obtained by preliminary adjustment, and outputs them to the calculation unit 202. do. The coordinates of three points d, e, and f,

(xd, yd)T와 (xe, ye)T와 (xf, yf)T (x d , y d ) T and (x e , y e ) T and (x f , y f ) T

가 되는 열 벡터로 나타낸다. 교정 패턴은 이들 3개의 좌표를 나타내는 패턴이다.It is represented by the column vector to be. The calibration pattern is a pattern representing these three coordinates.

그리고, 제7 실시예에서의 교정 패턴은, 실제로 광이 조사되는 범위가 가능한 한 배경부에 포함되도록, 즉 배경부 외에는 가능한 한 광이 조사되지 않도록, 검출된 배경 영역에 기초하여 설정된다.And the correction pattern in 7th Example is set based on the detected background area | region so that the range to which light is actually irradiated is included in a background part as much as possible, ie, so that light may not be irradiated as much as possible except the background part.

예를 들면, 도 4의 교정 패턴(340)과 같이 서로 상이한 직경의 3개의 원에 의해 3점 d, e, f를 나타내는 경우, 불필요하게 큰 직경의 원을 사용하면, 피가공물(102) 상의 3차원 형상으로 광이 조사되는 경우가 있다.For example, when three points d, e, and f are represented by three circles of different diameters as shown in the calibration pattern 340 of FIG. 4, when an unnecessarily large diameter circle is used, the workpiece 102 may be placed on the workpiece 102. Light may be irradiated in a three-dimensional shape.

즉, 그 상태의 피가공물(102)을 촬상한 화상에서, 실제로 광이 조사된 범위가 비배경 영역과 중첩될 경우가 있다. 따라서, 서로 다른 직경의 3개의 원으로 이루어지는 교정 패턴을 채용하는 경우에는, 작성부(207)는 3개의 원의 직경을 배경 영역의 형상 및 위치에 따라 정하는 것이 바람직하다.That is, in the image which image | photographed the to-be-processed object 102 in that state, the range to which the light was actually irradiated may overlap with the non-background area. Therefore, when employ | adopting the correction pattern which consists of three circles of different diameter, it is preferable that the creation part 207 determines the diameter of three circles according to the shape and position of a background area | region.

도 4의 교정 패턴(341 혹은 342), 또는 그 외의 종류의 교정 패턴을 채용하는 경우에도, 마찬가지로, 작성부(207)는, 실제로 광이 조사되는 범위가 가능한 한 배경부에 포함되도록 교정 패턴을 작성한다.Similarly, in the case of employing the calibration patterns 341 or 342 of FIG. 4 or other types of calibration patterns, the creator 207 similarly adopts the calibration patterns so that the range where the light is actually irradiated is included in the background as much as possible. Write.

예를 들면, 작성부(207)는, 3점 d1, e1, f1을 나타내는 잠정적 패턴을 작성하고, 잠정적 패턴에 기초하여 교정 패턴을 작성해도 된다.For example, the creation unit 207 may create a provisional pattern representing three points d1, e1, f1, and create a correction pattern based on the provisional pattern.

예를 들면, 광을 조사하는 것을 나타내는 부분이 모두 배경 영역에 포함되도 록, 작성부(207)는 잠정적 패턴을 작성한다. 또한, 잠정적 패턴은, 광을 조사하는 것을 나타내는 부분의 비배경 영역으로부터의 거리가 가능한 한 임계값 이상이 되도록, 작성부(207)에 의해 형상 및 위치가 결정된다.For example, the creation unit 207 creates a provisional pattern so that all the portions indicating the irradiation of light are included in the background area. In addition, the shape and position are determined by the creation unit 207 so that the potential pattern has a distance from the non-background area of the portion indicating the irradiation of light to be at least as large as possible.

전술한 바와 같이 변환 행렬 T1이나 역변환 행렬 T1'는 오차를 포함할 수도 있지만, 최종적으로 취득해야 할 변환 행렬과 많이 다른 것이 아니다. 따라서, 임계값의 값이 적절하면, 잠정적 패턴을 역변환 행렬 T1'로 변환하여 얻어지는 패턴을 입력 패턴으로서 이용하면, 실제로는 배경부에만 광이 조사되는 것으로 기대된다. 따라서, 잠정적 패턴을 역변환 행렬 T1'로 변환하여 얻어진 패턴을 교정 패턴으로서 사용하는 것은 적절하다. 적절한 임계값은, 예를 들면, 실험에 의해 구할 수 있다.As described above, although the transformation matrix T 1 or the inverse transformation matrix T 1 ′ may include an error, the transformation matrix T 1 or the inverse transformation matrix T 1 ′ is not much different from the transformation matrix to be finally obtained. Therefore, if the value of the threshold value is appropriate, when the pattern obtained by converting the temporary pattern into the inverse transformation matrix T 1 ′ is used as the input pattern, it is expected that light is actually irradiated only on the background portion. Therefore, it is appropriate to use a pattern obtained by converting a tentative pattern into an inverse transformation matrix T 1 ′ as a calibration pattern. Appropriate thresholds can be obtained, for example, by experiment.

또한, 잠정적 패턴에서의 형상이 교정 패턴에서 유지되지 않을 수도 다. 이 경우, 예를 들면 원의 중심에 의해 점 d1을 나타내고 있으면, 교정 패턴에서 점 d는 원이 아닌 형상에 의해 나타내어 지고, 출력 패턴으로부터 점 d의 좌표를 산출하기에 지장이 생길 수도 있다. 그러나, 예를 들면, 하나의 짧은 선분의 중점에 의해 점 d1을 나타내고, 2개의 짧은 선분의 교점에 의해 점 e1을 나타내고, 3개의 짧은 선분의 교점에 의해 점 f1을 나타내는 패턴이라면, 잠정적 패턴에서의 형상이 교정 패턴에서 유지되지 않아도 문제는 없다.Also, the shape in the tentative pattern may not be maintained in the calibration pattern. In this case, for example, if the point d1 is represented by the center of the circle, the point d in the calibration pattern is represented by a shape other than a circle, and there may be a problem in calculating the coordinates of the point d from the output pattern. However, for example, if the pattern represents the point d1 by the midpoint of one short line segment, the point e1 by the intersection of two short line segments, and the point f1 by the intersection of three short line segments, There is no problem even if the shape of is not maintained in the calibration pattern.

어찌되었든, 작성부(207)는, 가능한 한 배경부에만 광이 조사되도록, 역변환 행렬 T1'를 사용하여, 배경 영역에 속하는 3점 d1, e1, f1에 기초하여, 3점 d, e, f 에 의해 정의되는 교정 패턴을 작성한다. 교정 패턴이 작성된 후의 처리, 즉 교정과 조정은, 제1 실시예와 마찬가지이다.In any case, the creation unit 207 uses the inverse transformation matrix T 1 ′ so that light is irradiated to only the background portion as much as possible, based on the three points d1, e1, f1 belonging to the background region, and the three points d, e, Create the calibration pattern defined by f. Processing after the calibration pattern has been created, that is, calibration and adjustment, is the same as in the first embodiment.

즉, 선택부(206)가 LED 광원(116)을 광원으로서 선택하고, 공간 변조 제어부(204)가 교정 패턴에 기초하여 DMD(106)를 제어함으로써, 교정 패턴에 따라, LED 광이 피가공물(102)에 조사된다. 그리고, LED 광이 조사된 피가공물(102)을 CCD 카메라(112)가 촬상하고, 취입부(201)가 화상을 받아들인다.That is, the selection unit 206 selects the LED light source 116 as a light source, and the spatial modulation control unit 204 controls the DMD 106 based on the calibration pattern, so that the LED light is processed according to the calibration pattern ( 102). And the CCD camera 112 image | photographs the to-be-processed object 102 to which LED light was irradiated, and the taking-in part 201 receives an image.

전술한 바와 같이 작성된 교정 패턴이 조사되면, 예를 들면, 도 12에 나타낸 바와 같이, 받아들여진 화상에서, 광이 조사된 부분은 배경 영역에 포함되어 있는 것으로 기대된다. 즉, 전술한 바와 같이 작성된 교정 패턴은, 교정의 정밀도 저하를 방지하는 것으로 기대된다.When the correction pattern created as described above is irradiated, for example, as shown in FIG. 12, the portion to which light is irradiated is expected to be included in the background area in the received image. That is, the calibration pattern created as mentioned above is expected to prevent the fall of the precision of calibration.

산출부(202)는, 받아들여진 화상 상에 교정 패턴에 대응하여 생긴 출력 패턴으로부터, 점 d, e, f에 각각 대응하는 3점 d', e', f'의 좌표The calculator 202 coordinates three points d ', e', and f 'respectively corresponding to the points d, e, and f from the output pattern generated corresponding to the calibration pattern on the received image.

(xd', yd')T와 (xe', ye')T와 (xf', yf')T (x d ', y d ') T and (x e ', y e ') T and (x f ', y f ') T

를 산출한다. 또한, 산출부(202)는, 점 d, e, f의 좌표와 점 d', e', f'의 좌표로부터, 제1 실시예와 마찬가지로 하여, 변환 행렬 T2와 그 역행열인 역변환 행렬 T2'= T2 -1를 산출한다. 변환 행렬 T2와 역변환 행렬 T2'의 산출에 의해 교정은 종료한다.Calculate In addition, the calculation unit 202 performs the transformation matrix T 2 and its inverse transformation matrix in the same manner as in the first embodiment from the coordinates of the points d, e, and f and the coordinates of the points d ', e', and f '. Calculate T 2 '= T 2 -1 . Correction ends by calculating the transformation matrix T 2 and the inverse transformation matrix T 2 ′.

그 후는, 역변환 행렬 T2'를 사용하여 조정부(203)가 제1 실시예와 마찬가지 의 조정을 행한다.After that, the adjustment unit 203 performs the same adjustment as in the first embodiment using the inverse transformation matrix T 2 ′.

그런데, 전술한 제1 실시예∼제7 실시예에서는, 가공용의 레이저광과 다른 LED 광을 교정에 사용하고 있었다. 그 이유는, 교정을 위한 광의 조사에 의해 피가공물(102)에 영향을 주지 않도록 하기 위해서이다.By the way, in 1st Example-7th Example mentioned above, LED light different from the laser beam for a process was used for calibration. The reason is that the workpiece 102 is not affected by irradiation of light for calibration.

따라서, 조사되어도 피가공물(102)가 영향을 받지 않을 정도로까지 레이저광을 약하게 할 수 있고, 레이저광이 CCD 카메라(112)가 촬상 가능한 파장의 광이면, 다른 실시예에서는, 레이저광을 교정량으로 사용해도 된다. 이 경우, 도 1의 LED 광원(116)과 하프 미러(104)는 불필요하게 된다.Therefore, even if irradiated, the laser beam can be weakened to such an extent that the workpiece 102 is not affected. If the laser beam is light of a wavelength that can be picked up by the CCD camera 112, in another embodiment, the laser beam is corrected. You can also use In this case, the LED light source 116 and the half mirror 104 of FIG. 1 become unnecessary.

그러나, 레이저광이나 피가공물(102)의 성질에 따라서는, 교정에 레이저광을 사용할 수가 없거나, 또는 교정에 레이저광을 사용하는 것이 바람직하지 않을 경우가 있다.However, depending on the nature of the laser beam or the workpiece 102, it may not be possible to use the laser beam for calibration or to use the laser beam for calibration.

그래서, 교정에 사용되는 광과 가공에 사용되는 광이, 상이한 광원으로부터의 상이한 광인 것의 영향에 대하여 고찰하면, 실제로는, 전술한 제1 실시예∼제7 실시예에는 암묵의 전제가 있으므로, 그 전제가 성립하지 않을 때, 교정을 보다 정밀하게 해야할 여지가 있다.Therefore, when considering the effects of the light used for calibration and the light used for processing being different light from different light sources, the first to seventh embodiments described above have implicit assumptions. When the premises do not hold, there is room for more precise corrections.

이 암묵의 전제는, 도 1에서 레이저광이 하프 미러(104)를 투과하여 미러(105)에 입사할 때의 레이저광의 광축과, LED 광이 하프 미러(104)에서 반사되어 미러(105)에 입사할 때의 LED 광의 광축이 일치한다는 가정이다. 또는, 양자가 완전하게 일치하지 않는다 하더라도, 무시하여 문제가 없을 정도의 근소한 어긋남 밖에 없다는 가정이다.This implicit premise is that the optical axis of the laser beam when the laser beam passes through the half mirror 104 and enters the mirror 105 in FIG. 1, and the LED light is reflected from the half mirror 104 to the mirror 105. It is assumed that the optical axes of the LED light at the time of incidence coincide. Or, even if the two do not coincide completely, it is assumed that there is only a slight misalignment that is negligible and there is no problem.

그러나, 이 암묵의 가정이 항상 성립된다고는 할 수 없다. 그래서, 제8 실시예에서는, 이 가정이 성립되지 않는 경우에, 도 1에 있어서 레이저 발진기(103), 하프 미러(104), 미러(105) 및 LED 광원(116)으로 이루어지는 광원 광학계에 기인하여 출력 패턴이 받는 변형에 대해서도, 교정 대상으로서, 교정량을 보다 정밀화한다.However, this tacit assumption cannot always be made. Therefore, in the eighth embodiment, when this assumption does not hold, due to the light source optical system composed of the laser oscillator 103, the half mirror 104, the mirror 105, and the LED light source 116 in FIG. Regarding the deformation that the output pattern receives, the correction amount is further refined as a correction target.

도 14는 제8 실시예에서의 제어부(113)의 기능을 설명하는 기능 블록도이다. 제2 산출부(208)가 추가 되어 있는 점에서, 도 14는 도 2와 다르다. 제2 산출부(208)는, LED 광과 레이저광의 광축의 어긋남에 관한 교정을 행한다.14 is a functional block diagram for explaining the functions of the control unit 113 in the eighth embodiment. 14 differs from FIG. 2 in that a second calculator 208 is added. The second calculator 208 corrects the misalignment between the optical axis of the LED light and the laser light.

제8 실시예에서는 다음과 같은 수학적 모델을 채용한다.In the eighth embodiment, the following mathematical model is adopted.

·광원으로서 LED 광원(116)을 선택한 상태에서의 입력 패턴으로부터 출력 패턴으로의 변환은 아핀 변환이다.The conversion from the input pattern to the output pattern in the state where the LED light source 116 is selected as the light source is an affine transformation.

·이 변환은, 식 2의 변환 행렬 T에 의해 나타낸다.This transformation is represented by the transformation matrix T of the expression (2).

·광원으로서 LED 광원(116)이 선택된 상태에서, 어떤 입력 패턴에 대응하는 제1 출력 패턴과, 광원으로서 레이저 발진기(103)가 선택된 상태에서, 같은 입력 패턴에 대응하는 제2 출력 패턴에는 어긋남이 있다. 이 어긋남도 아핀 변환에 의해 모델화된다.When the LED light source 116 is selected as the light source, the first output pattern corresponding to a certain input pattern is different from the second output pattern corresponding to the same input pattern while the laser oscillator 103 is selected as the light source. have. This shift is also modeled by the affine transformation.

·제1 출력 패턴과 제2 출력 패턴의 어긋남을 나타내는 어긋남 파라미터는, 변환 행렬 T와 마찬가지의 형식의 식 36에 나타내는 변환 행렬 R에 의해 표현된다. 즉, 제1 출력 패턴은 변환 행렬 R에 의해 제2 출력 패턴으로 변환된다.The shift parameter representing the shift between the first output pattern and the second output pattern is represented by the transform matrix R shown in equation 36 in the same format as the transform matrix T. That is, the first output pattern is converted into the second output pattern by the transformation matrix R.

[식 36]Formula 36

Figure 112008069066807-PAT00019
Figure 112008069066807-PAT00019

·아무런 조정을 행하지 않으면, 입력 패턴에서 좌표 (x, y)T에 있는 점은, 광원으로서 레이저 발진기(103)를 선택하면, 출력 패턴에서 좌표 (x", y")T로 변환된다. 이 2개의 좌표의 관계는 식 37이다.If no adjustment is made, the point at coordinates (x, y) T in the input pattern is converted to coordinates (x ", y") T in the output pattern when the laser oscillator 103 is selected as the light source. The relationship between these two coordinates is equation 37.

[식 37]Formula 37

Figure 112008069066807-PAT00020
Figure 112008069066807-PAT00020

이상의 수학적 모델에 따라, 제8 실시예에서는, 변환 행렬 T와 역변환 행렬 T'를 취득하는 제1 교정과, 변환 행렬 R과 역변환 행렬 R'=R-1를 취득하는 제2 교정과, 역변환 행렬 T'와 역변환 행렬 R'를 사용한 조정이 행해진다.According to the mathematical model described above, in the eighth embodiment, the first calibration obtains the transformation matrix T and the inverse transformation matrix T ', the second calibration acquires the transformation matrix R and the inverse transformation matrix R' = R -1 , and the inverse transformation matrix. Adjustment using T 'and the inverse transformation matrix R' is performed.

변환 행렬 T와 역변환 행렬 T'를 취득하는 제1 교정은 제1 실시예와 마찬가지이다.The first correction for obtaining the transformation matrix T and the inverse transformation matrix T 'is the same as that of the first embodiment.

변환 행렬 R과 역변환 행렬 R'를 취득하는 제2 교정는 다음과 같이 행해진다. 먼저, 제2 산출부(208)가 적당한 3점 a, b, c를 선택하고, 3점 a, b, c를 서로 구별 가능한 교정 패턴을 작성한다. 이 교정 패턴도, 도 4의 예와 같아도 된다. 이하, 제2 교정에서의 교정 패턴을, 제1 교정에서의 교정 패턴과 구별하기 위 하여, "시험 패턴"이라고 한다.The second correction for obtaining the transform matrix R and the inverse transform matrix R 'is performed as follows. First, the second calculation unit 208 selects appropriate three points a, b, and c, and creates a calibration pattern that can distinguish the three points a, b, and c from each other. This calibration pattern may also be the same as the example of FIG. Hereinafter, in order to distinguish the calibration pattern in 2nd calibration from the calibration pattern in 1st calibration, it is called "test pattern."

3점 a, b, c의 좌표를 각각,The coordinates of three points a, b, and c,

(xa, ya)T와 (xb, yb)T와 (xc, yc)T (x a , y a ) T and (x b , y b ) T and (x c , y c ) T

가 되는 열 벡터로 나타낸다.It is represented by the column vector to be.

제2 산출부(208)는 시험 패턴을 공간 변조 제어부(204)에 출력한다. 그리고, 가공 대상의 피가공물(102)과 같은 종류의 시료가 스테이지(101) 상에 탑재된 상태에서, 공간 변조 제어부(204)에 의해 DMD(106)가 제어되고, 시험 패턴에 기초한 LED 광의 조사와 레이저광의 조사가 행해진다. 광원의 전환은, 선택부(206)에 의해 행해진다. 그리고, 조사의 순서는 임의로 정해진다.The second calculator 208 outputs the test pattern to the spatial modulation controller 204. And the DMD 106 is controlled by the spatial modulation control part 204 in the state in which the sample of the same kind as the to-be-processed object 102 is mounted on the stage 101, and irradiation of LED light based on a test pattern And irradiation with laser light is performed. The switching of the light source is performed by the selection unit 206. And the order of investigation is arbitrarily determined.

선택부(206)가 LED 광원(116)을 광원으로서 선택하고, LED 광이 시료에 조사되었을 때, CCD 카메라(112)가 시료를 촬상하고, 취입부(201)가 촬상된 화상을 받아들인다. 시험 패턴에 대응하여 화상에 생긴 출력 패턴에서, 점 a, b, c에 대응하는 점을 a', b', c'라 하고, 이들 3점 a', b', c'의 좌표를 각각,When the selection unit 206 selects the LED light source 116 as a light source, and the LED light is irradiated to the sample, the CCD camera 112 picks up the sample and the taking-in unit 201 receives the captured image. In the output pattern generated in the image corresponding to the test pattern, the points corresponding to the points a, b and c are called a ', b' and c ', and the coordinates of these three points a', b 'and c' are respectively

(xa', ya')T와 (xb', yb')T와 (xc', yc')T (x a ', y a ') T and (x b ', y b ') T and (x c ', y c ') T

가 되는 열 벡터로 나타낸다.It is represented by the column vector to be.

또한, 선택부(206)가 레이저 발진기(103)를 광원으로서 선택하고, 레이저광이 시료에 조사되었을 때, CCD 카메라(112)가 시료를 촬상하고, 취입부(201)가 촬상된 화상을 받아들인다. 시험 패턴에 대응하여 화상에 생긴 출력 패턴에서, 점 a, b, c에 대응하는 점을 a", b", c"라고 하고, 이들 3점 a", b", c"의 좌표를 각각,In addition, the selection unit 206 selects the laser oscillator 103 as a light source, when the laser light is irradiated onto the sample, the CCD camera 112 picks up the sample, and the receiving unit 201 receives the captured image. It is. In the output pattern generated in the image corresponding to the test pattern, the points corresponding to the points a, b and c are called a ", b", c ", and the coordinates of these three points a", b "and c" are respectively

(xa", ya")T와 (xb", yb")T와 (xc", yc")T (x a ", y a ") T and (x b ", y b ") T and (x c ", y c ") T

가 되는 열 벡터로 나타낸다.It is represented by the column vector to be.

제1 실시예에서, 산출부(202)가, 행렬 P와 행렬 Q로부터 변환 행렬 T를 산출한 것과 마찬가지의 방법으로, 제2 산출부(208)는, 식 37에 기초하여 3점 a', b', c'의 좌표와 3점 a", b", c"의 좌표로부터, 변환 행렬 R을 산출한다. 또한, 제2 산출부(208)는, 변환 행렬 R로부터 역변환 행렬 R'를 산출한다. 이상에 의해, 제2 교정이 종료한다.In the first embodiment, the calculation unit 202 calculates the transformation matrix T from the matrix P and the matrix Q, and the second calculation unit 208 uses the three points a ', The transformation matrix R is calculated from the coordinates of b 'and c' and the coordinates of three points a ", b" and c ". The second calculation unit 208 calculates the inverse transformation matrix R 'from the transformation matrix R. By the above, 2nd calibration is complete | finished.

제8 실시예에서의 조정은, 제1 실시예와 마찬가지로, 조정부(203)가 DMD 전송용 데이터를 변환하고, 공간 변조 제어부(204)가 이 변환된 DMD 전송용 데이터를 입력 패턴으로서 사용하여 DMD(106)를 제어함으로써 실현된다.In the eighth embodiment, as in the first embodiment, the adjustment unit 203 converts the DMD transmission data, and the spatial modulation control unit 204 uses the converted DMD transmission data as an input pattern to perform the DMD. It is realized by controlling 106.

조정부(203)는, 제1 실시예에서는 역변환 행렬 T'를 사용한 변환을 행하지만, 제8 실시예에서는 역변환 행렬 T'와 역변환 행렬 R'의 적인 행렬(T' R')를 사용한 변환을 행한다. 이 변환에 의해, 원하는 부분에 정확하게 레이저광이 조사되어 가공되었는지는, 다음과 같이 확인된다.The adjusting unit 203 performs the transformation using the inverse transformation matrix T 'in the first embodiment, but performs the transformation using the matrix T' R 'of the inverse transformation matrix T' and the inverse transformation matrix R 'in the eighth embodiment. . It is confirmed as follows whether this laser beam was irradiated and processed correctly to a desired part by this conversion.

제1 실시예와 마찬가지로 하여 조작부(114)로부터 오퍼레이터에 의해 지정된 조사 패턴에서, 좌표(xp1, yp1)T의 점 p가 광을 조사해야 할 부분에 포함되어 있다고 가정한다. 조정부(203)에 의한 조정의 결과, 공간 변조 제어부(204)가 DMD(106)에 지시하는 입력 패턴에서, 점 p는, 식 38에 의해 나타내는 좌표(xp2, yp2)T로 변환되어 있다.In the irradiation pattern specified by the operator from the operation unit 114 in the same manner as in the first embodiment, it is assumed that the point p of the coordinates (x p1 , y p1 ) T is included in the portion to be irradiated with light. As a result of the adjustment by the adjustment unit 203, in the input pattern that the spatial modulation control unit 204 instructs the DMD 106, the point p is converted into coordinates (x p2 , y p2 ) T represented by the equation (38). .

[식 38]Formula 38

(xp2, yp2, 1)T = T' R'(xp1, yp1, 1)T (x p2 , y p2 , 1) T = T 'R' (x p1 , y p1 , 1) T

여기서, 광원으로서 레이저 발진기(103)를 선택했을 때, 입력 패턴에서의 좌표(xp2, yp2)T에 대응하는 출력 패턴 상의 점의 좌표를 (xp3, yp3)T라고 한다. 그러면 식 37과 식 38로부터 식 39가 유도된다.Here, when the laser oscillator 103 is selected as the light source, the coordinates of the points on the output pattern corresponding to the coordinates (x p2 , y p2 ) T in the input pattern are referred to as (x p3 , y p3 ) T. Then equation 39 is derived from equations 37 and 38.

[식 39]Formula 39

(xp3, yp3, 1)T (x p3 , y p3 , 1) T

= RT(xp2, yp2, 1)T = RT (x p2 , y p2 , 1) T

= RTT'R'(xp1, yp1, 1)T = RTT'R '(x p1 , y p1 , 1) T

= (xp1, yp1, 1)T = (x p1 , y p1 , 1) T

즉, 조정부(203)에 의한 조정의 결과, 레이저광이 조사되어야 한다고 조사 패턴에서 지정된 좌표와, 실제로 레이저광이 조사된 위치를 나타내는 출력 패턴 상의 좌표가 일치하고, 레이저광은 원하는 위치에 정확하게 조사되었다.That is, as a result of the adjustment by the adjusting unit 203, the coordinate specified in the irradiation pattern that the laser light should be irradiated coincides with the coordinate on the output pattern indicating the position where the laser light is actually irradiated, and the laser light is irradiated accurately to the desired position It became.

다음에, 제9 실시예에 대하여 설명한다. 제9 실시예는, 공간 변조 소자를 사용한 프로젝터에 본 발명을 적용하는 예이다. 투영용의 광원으로부터의 광을, DMD 등의 공간 변조 소자로 공간 변조하고, 벽이나 스크린 등에 문자, 기호, 그림, 화상 등을 투영하는 프로젝터(조명 광학계)에서, 광의 투영을 조정할 때, 본 발명을 적용할 수 있다.Next, a ninth embodiment will be described. The ninth embodiment is an example in which the present invention is applied to a projector using a spatial modulation element. When adjusting the projection of light in a projector (lighting system) that spatially modulates light from a light source for projection with a spatial modulator such as a DMD and projects characters, symbols, pictures, images, etc. on walls and screens, Can be applied.

광학계 또는 스크린에 존재하는 어긋남이나 불균일의 영향으로, 지정된 그대로의 형상과 지정된 그대로의 위치에 광이 투영되지 않고, 투영된 상에서 이동, 회전, 확대, 축소, 불균일 등이 생기는 경우가 있다. 그래서, 제9 실시예에서는, 전술한 프로젝터가, 스크린을 촬상하는 촬상부와 제어부를 구비한다. 촬상부는, 예를 들면 CCD 카메라이다. 제어부는, 도 2의 취입부(201), 산출부(202), 조정부(203) 및 공간 변조 제어부(204)와 마찬가지의 기능을 가진다.Due to the influence of misalignment and non-uniformity present in the optical system or the screen, light may not be projected to the shape as specified and the position as specified, and the movement, rotation, enlargement, reduction, non-uniformity, etc. may occur in the projected image. Thus, in the ninth embodiment, the projector described above includes an imaging section and a control section for imaging the screen. The imaging unit is, for example, a CCD camera. The control unit has the same functions as the intake unit 201, the calculation unit 202, the adjustment unit 203, and the spatial modulation control unit 204 in FIG. 2.

이와 같이 구성된 프로젝터에 의하면, 전술한 각 실시예와 마찬가지로 하여, 교정을 행하고, 교정의 결과에 따라 조정된 투영을 행할 수 있다. 그리고, 제9 실시예는 프로젝터를 대상으로 하므로 "투영"이라는 말을 사용하였지만, 본 명세서의 제9 실시예에서의 "투영"은, 제1 실시예∼제8 실시예에서의 "조사"와 같은 의미이다.According to the projector comprised in this way, it can carry out calibration similarly to each Example mentioned above, and can perform the projection adjusted according to the result of calibration. In the ninth embodiment, the term "projection" is used because it is intended for a projector, but "projection" in the ninth embodiment of the present specification is equivalent to "irradiation" in the first to eighth embodiments. It means the same.

그리고, 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않고, 여러 가지로 변형 가능하다. 이하 몇개의 예를 설명한다.In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, It can variously change. Some examples are described below.

레이저 가공 장치(100)의 물리적인 구성은 도 1에 예시한 구성에 한정되지 않는다. 예를 들면, 반사형의 공간 변조 소자인 DMD(106) 대신, 액정을 사용한 투 과형의 공간 변조 소자를 사용해도 된다. 즉, 조정하여 조사해야 할 제1 광과, 조정에 필요한 데이터를 얻기 위한 교정에 사용되는 제2 광이, 함께 공간 변조 소자로 공간 변조되어 피가공물(102) 상에 조사되고, 피가공물(102)을 촬상할 수 있는 구성에 의하면, 레이저 가공 장치(100)의 구체적인 구성은 실시예에 따라 상이하게 되어 있어도 된다. 또한, 제1 광과 제2 광은 상이해도 되고 같아도 된다.The physical configuration of the laser processing apparatus 100 is not limited to the configuration illustrated in FIG. 1. For example, a transmissive spatial modulator using liquid crystal may be used instead of the DMD 106 which is a reflective spatial modulator. That is, the first light to be adjusted and irradiated, and the second light to be used for calibration to obtain data necessary for adjustment are spatially modulated with a spatial modulation element and irradiated onto the workpiece 102, and the workpiece 102 ), The specific configuration of the laser processing apparatus 100 may be different depending on the embodiment. In addition, a 1st light and a 2nd light may differ or may be the same.

또한, 예를 들면, 도 2에 나타낸 각 부 중에서, 공간 변조 제어부(204)와 스테이지 제어부(205)와 선택부(206)만이 도 1의 레이저 가공 장치(100)의 제어부(113) 내에 실장되고, 도 2의 취입부(201)와 산출부(202)와 조정부(203)는, 레이저 가공 장치(100)의 외부의 컴퓨터에 의해 실현되어 있어도 된다.In addition, for example, of each part shown in FIG. 2, only the spatial modulation control part 204, the stage control part 205, and the selection part 206 are mounted in the control part 113 of the laser processing apparatus 100 of FIG. 2 may be implemented by a computer external to the laser processing apparatus 100. The blowing unit 201, the calculating unit 202, and the adjusting unit 203 shown in FIG.

조정 방법도, 전술한 예시로 한정되지 않는다. 예를 들면, 제2 실시예에서는 조정부(203)로부터의 지시에 기초하여 스테이지 제어부(205)가 스테이지(101)를 움직이게 하는 조정이 행해졌다. 다른 실시예에서는, 스테이지(101) 대신 DMD(106)의 위치나 각도를 바꾸는 것에 의해 조정이 행해져도 된다.The adjustment method is also not limited to the above described example. For example, in the second embodiment, adjustment is made to cause the stage control unit 205 to move the stage 101 based on an instruction from the adjustment unit 203. In another embodiment, adjustment may be made by changing the position or angle of the DMD 106 instead of the stage 101.

즉, DMD(106)에 각도나 위치를 바꾸기 위한 액츄에이터가 장착되어 있고, 도 2의 구성을, 공간 변조 제어부(204)가 입력 패턴의 지정 이외에, 액츄에이터의 제어도 행하도록 변형된 구성을 채용해도 된다. 이 경우에는, 조정부(203)가, 역변환 행렬 T'에 따라 DMD(106)를 움직이도록 공간 변조 제어부(204)에 지시함으로써, 조정을 행해도 된다. DMD(106)의 움직임에 의해, 레이저광의 샷 위치가 평행이동(시프트)하거나, 어느 점을 중심으로 회전이동하거나, 조사되는 영역의 크기나 형상이 변화한다.That is, even if the actuator for changing an angle and a position is attached to DMD 106, and the structure which was modified so that the space modulation control part 204 also controls an actuator other than designation of an input pattern is employ | adopted in the structure of FIG. do. In this case, the adjustment unit 203 may instruct the spatial modulation control unit 204 to move the DMD 106 in accordance with the inverse transformation matrix T ', thereby performing the adjustment. By the movement of the DMD 106, the shot position of the laser light is shifted (shifted), rotated about a certain point, or the size or shape of the irradiated area is changed.

전술한 복수의 실시예는, 서로 모순되지 않는 한 임의로 조합할 수 있다. 예를 들면, 다음과 같이 3개 이상의 실시예를 조합할 수도 있다.The plurality of embodiments described above can be arbitrarily combined as long as they do not contradict each other. For example, three or more embodiments may be combined as follows.

·피가공물(102) 상의 요철을 피하는 교정 패턴을 작성하는 제7 실시예에 있어서,In the seventh embodiment of creating a calibration pattern that avoids irregularities on the workpiece 102,

·레이저광과 LED 광의 광축의 어긋남도 교정의 대상으로 하는 제8 실시예와 유사한 제2 산출부(208)를 추가하고,A second calculation unit 208 similar to the eighth embodiment to be subjected to correction of the deviation of the optical axis of the laser light and the LED light,

·수학적 모델로서 제6 실시예의 유사 아핀 변환을 채용하고,Employing the pseudo affine transformation of the sixth example as a mathematical model,

·상기 수학적 모델 하에서, 제8 실시예와 유사한 방법에 의해, 레이저광과 LED 광의 광축의 어긋남을 고려하기 위한 변환 행렬 R과 역변환 행렬 R'를 제2 산출부(208)가 산출하고Under the mathematical model, by the method similar to the eighth embodiment, the second calculation unit 208 calculates the transformation matrix R and the inverse transformation matrix R 'for considering the misalignment of the optical axes of the laser light and the LED light.

·조정부(203)는, 공간 변조 제어부(204)에 주는 DMD 전송용 데이터를 조정하는 대신, 제3 실시예와 마찬가지로 하여, 조사 패턴을 지정하기 위한 화상을 변형함으로써 조정을 행한다.• The adjusting unit 203 adjusts the image for specifying the irradiation pattern in the same manner as in the third embodiment instead of adjusting the DMD transmission data to the spatial modulation control unit 204.

또한, 교정을 행하는 타이밍은 실시예에 따라 다양하다. 그러므로, 전술한 각 실시예의 설명에서도, 교정을 행하고 나서 조정을 하는 순서 외에, 특별히 교정의 타이밍에 대하여 언급하지 않았다.In addition, the timing for performing calibration varies depending on the embodiment. Therefore, in the description of each of the above-described embodiments, the timing of the calibration is not particularly mentioned except for the procedure of the adjustment after the calibration.

제1 실시예의 예로 설명하면, 레이저 가공 장치(100)를 처음으로 사용할 때 1회만 교정을 행하고, 그 이후는 항상 같은 역변환 행렬 T'에 기초하여 레이저광의 조사를 조정해도 된다. 또는, 레이저 가공 장치(100)의 시간 경과에 의한 변화에 대응하기 위하여, 정기적으로 교정을 행해도 된다.As an example of the first embodiment, the calibration may be performed only once when the laser processing apparatus 100 is used for the first time, and after that, the irradiation of the laser light may always be adjusted based on the same inverse transformation matrix T '. Or in order to respond to the change by the time progress of the laser processing apparatus 100, you may perform a calibration regularly.

또는, 하나의 피가공물(102)에 대하여 1회 교정을 행해도 된다. 물론, 하나의 피가공물(102)의 복수 개소를 레이저 가공 장치(100)로 가공하는 경우, 가공 대상 개소마다 교정을 행해도 된다.Alternatively, one work may be calibrated once. Of course, when processing the several places of one to-be-processed object 102 with the laser processing apparatus 100, you may correct | amend every process object point.

예를 들면, 피가공물(102)이 대형 FPD 기판이며, 스테이지(101)가 에어 캐스터를 사용한 부상식 스테이지인 경우, 피가공물(102)이 휘어져 있을 수 있다. 이 경우, 휨의 영향으로, 가공의 대상 개소가 FPD 기판 상의 어느 위치에 있는 가에 의해, 피가공물(102)과 레이저 가공 장치(100)의 광학계[예를 들면, 대물 렌즈(110)]와의 거리가 상이하다.For example, when the workpiece 102 is a large FPD substrate and the stage 101 is a floating stage using an air caster, the workpiece 102 may be bent. In this case, depending on the position of the object to be processed on the FPD substrate under the influence of the warpage, the object 102 and the optical system (for example, the objective lens 110) of the laser processing apparatus 100 are used. The distance is different.

피가공물(102)과 광학계와의 거리의 변동은 아주 적지만, 거리의 변동에 따라 DMD(106)를 통하여 조사되는 광의 확대율이나 어긋남의 크기가 변화한다. 따라서, 그와 같은 아주 작은 변동의 영향도 고려한 고정밀도의 조정이 요구되는 경우에는, 가공의 대상 개소마다 교정을 행해도 된다.Although the variation in the distance between the workpiece 102 and the optical system is very small, the magnification of the light irradiated through the DMD 106 and the magnitude of the deviation vary depending on the variation in the distance. Therefore, when the high precision adjustment which considered the influence of such a very small fluctuation | variation is calculated | required, you may correct | amend every process target object.

또한, 교정 패턴이 조사되는 피가공물(102) 상의 영역과, 가공하기 위해 조정된 조사 패턴이 조사되는 피가공물(102) 상의 영역의 관계도, 실시예에 따라 다양하다.Moreover, the relationship between the area | region on the workpiece | work 102 with which a correction pattern is irradiated, and the area | region on the workpiece | work 102 with which the irradiation pattern adjusted for processing is irradiated also varies with an Example.

예를 들면, 피가공물(102)이 기판인 경우를 예로 설명한다. 처음에 1회만, 또는 정기적으로 교정을 행하는 경우, 가공 대상의 기판과 같은 종류의 임의의 기판을 사용하여 교정을 행하는 것이 바람직하다.For example, the case where the to-be-processed object 102 is a board | substrate is demonstrated to an example. When performing calibration only once or periodically, it is preferable to perform calibration using arbitrary board | substrates of the same kind as the board | substrate of a process object.

하나의 기판에 대하여 1회 교정을 행하는 경우, 기판의 단부에 마진이 있으면, 이 마진을 교정에 사용해도 된다. 즉, 마진에 LED 광이 조사되는 위치에 스테 이지(101)를 이동시킨 후에, 교정을 행하고, 그 후, 교정의 결과에 따라 조정한 레이저광의 조사를 행하도록, 제어부(113)가 레이저 가공 장치(100)를 제어해도 된다.When performing one calibration of one board | substrate, if a margin exists in the edge part of a board | substrate, you may use this margin for a calibration. That is, after the stage 101 is moved to the position where the LED light is irradiated to the margin, the control unit 113 performs the laser processing apparatus so as to perform the calibration and then irradiate the laser light adjusted according to the calibration result. You may control (100).

또는, 하나의 기판에 대하여 1회 또는 복수회 교정을 행하는 경우, 가공 대상 개소에 레이저광이 조사되는 위치에 스테이지(101)를 이동시킨 후에, 교정을 행하도록, 제어부(113)가 레이저 가공 장치(100)를 제어해도 된다. 이 경우에는, 교정에 의해 피가공물(102)이 영향을 받지 않도록, 교정에는, 가공용 레이저광과는 다른 LED 광이나, 출력을 약하게 한 레이저광을 사용하는 것이 바람직하다.Alternatively, in the case where calibration is performed once or plural times with respect to one substrate, after the stage 101 is moved to the position where the laser beam is irradiated to the processing target point, the control unit 113 performs the laser processing apparatus so as to perform calibration. You may control (100). In this case, it is preferable to use LED light different from a laser beam for processing and a laser beam whose output is weakened so that the workpiece 102 may not be affected by the calibration.

이 외에도, 본 발명은 여러 가지로 변형되어 행할 수 있다. 예를 들면, 도 5의 흐름도에 나타낸 처리의 단계는, 여러 가지로 변경될 수 있다.In addition to this, the present invention can be modified in various ways. For example, the steps of the process shown in the flowchart of FIG. 5 can be changed in various ways.

예를 들면, 단계 S102의 처리와, 단계 S103∼단계 S105의 처리는, 독립적으로 병행하여 실행할 수 있다. 따라서, 단계 S102의 처리와 동시에 단계 S103∼단계 S105의 처리를 실행해도 되고, 단계 S103, S104, S105, S102의 순서로 처리를 실행해도 된다.For example, the process of step S102 and the process of step S103-step S105 can be performed independently and in parallel. Therefore, the processes of steps S103 to S105 may be executed simultaneously with the process of step S102, or the processes may be executed in the order of steps S103, S104, S105, and S102.

또한, 복수회의 교정에서 동일한 하나의 교정 패턴을 사용해도 된다. 이 경우, 산출부(202)는, 1회째 교정의 단계 S1O1에서 교정 패턴을 작성했을 때, 이 교정 패턴을 기억 장치에 저장해도 된다. 그리고, 2회째 이후의 교정의 단계 S101에서, 산출부(202)는 기억 장치로부터 교정 패턴을 판독해도 된다.In addition, the same single calibration pattern may be used for multiple calibrations. In this case, the calculation unit 202 may store the calibration pattern in the storage device when the calibration pattern is created in step S10 of the first calibration. In step S101 of the second and subsequent calibrations, the calculation unit 202 may read the calibration pattern from the storage device.

또한, 교정 패턴은, 먼저 결정된 3점 a, b, c의 좌표에 기초하여 작성된다. 따라서, 단계 S102에서 다시 3점 a, b, c의 좌표를 취득하지 않아도 되고, 단계 S102를 생략할 수 있다. 즉, 산출부(202)는, 교정 패턴을 작성할 때 3점 a, b, c의 좌표도 함께 기억 장치에 저장하고, 단계 S106에서 3점의 좌표를 기억 장치로부터 판독해도 된다.In addition, a calibration pattern is created based on the coordinate of three points a, b, and c determined previously. Therefore, it is not necessary to acquire the coordinates of three points a, b, and c again in step S102, and step S102 can be omitted. That is, the calculation unit 202 may also store the coordinates of the three points a, b, and c together in the storage device when creating the calibration pattern, and read the coordinates of the three points from the storage device in step S106.

또한, 제2 실시예와 같이, 조정에 역변환 행렬 T'를 이용하지 않는 실시예에서는, 마지막 단계 S107이 불필요하다.Also, as in the second embodiment, in the embodiment in which the inverse transformation matrix T 'is not used for adjustment, the last step S107 is unnecessary.

이상, 다양한 실시예에 대하여 설명하였으나, 전술한 실시예에 공통되는 효과에 대하여 대략 살펴보면, 이하와 같다.Although various embodiments have been described above, the effects common to the above embodiments will be described as follows.

DMD(106) 등의 공간 변조 소자를 사용하여 임의의 교정 패턴에 따라, 광을 피가공물(102) 상에 조사할 수 있다. 즉, 복수의 점의 위치를 하나의 교정 패턴으로 나타낼 수 있고, 교정을 한번에 효율적으로 행할 수 있다.Light may be irradiated onto the workpiece 102 in accordance with any calibration pattern using a spatial modulation element such as the DMD 106. That is, the positions of the plurality of points can be represented by one calibration pattern, and the calibration can be efficiently performed at once.

또한, 광학계 또는 스테이지(101)의 기계적인 이동과 광의 조사를 교정을 위해 반복할 필요가 없다. 따라서, 예를 들면, 광학계의 물리적인 배치를 기계적으로 이동시키기 위한 액츄에이터의 동작에 포함되는 오차의 영향을 배제하여, 교정을 행할 수 있다.In addition, the mechanical movement of the optical system or the stage 101 and the irradiation of light need not be repeated for calibration. Thus, for example, the correction can be performed by excluding the influence of an error included in the operation of the actuator for mechanically moving the physical arrangement of the optical system.

또한, 교정 패턴의 형상이 임의이므로, 교정에 사용하는 피가공물(102)의 성질에 따라 적절한 형상의 교정 패턴을 취득하기가 용이하다. 여기서 "피가공물(102)의 성질"은, 3차원 형상이나 재질 등의 다양한 성질을 일컫는다. 또한, 적절한 형상의 교정 패턴을 취득하기 위해서는, 미리 작성되고 기억된 복수의 교정 패턴 중에서 적절한 교정 패턴을 선택해도 되고, 그 자리에서 적절한 교정 패턴을 작성해도 된다.Moreover, since the shape of a calibration pattern is arbitrary, it is easy to acquire the calibration pattern of an appropriate shape according to the property of the to-be-processed object 102 used for calibration. Here, "the property of the workpiece 102" refers to various properties such as a three-dimensional shape and a material. In addition, in order to acquire the correction pattern of an appropriate shape, you may select the appropriate correction pattern from the some correction pattern previously created and memorize | stored, or you may create an appropriate correction pattern on the spot.

예를 들면, 제7 실시예에 관하여 설명한 바와 같이, 어느 교정 패턴에 따라서 광을 조사하고자 하는 피가공물(102) 상의 영역에, 교정 패턴의 형상을 비뚤어지게 하는 입체적인 구성물이 있는 경우, 그 교정 패턴은 사용하지 않는 것이 좋다. 이 경우, 구성물을 피해 광을 조사하는 다른 교정 패턴을 사용하는 것이 바람직하다.For example, as described with respect to the seventh embodiment, in a region on the workpiece 102 to which light is to be irradiated in accordance with a certain calibration pattern, when there is a three-dimensional structure that skews the shape of the calibration pattern, the calibration pattern Is not recommended. In this case, it is preferable to use another calibration pattern that irradiates light away from the structure.

제7 실시예와 같이, 사전에 정보가 아무것도 주어져 있지 않아도, CCD 카메라(112)가 촬상한 화상에 기초하여, 피가공물(102) 상의 입체적인 구성물을 피하도록, 적절한 형상의 교정 패턴을 그 자리에서 작성부(207)가 생성할 수도 있다.As in the seventh embodiment, even if no information is given in advance, a correction pattern of a suitable shape is in place so as to avoid a three-dimensional structure on the workpiece 102 based on the image picked up by the CCD camera 112. The creation unit 207 can also generate it.

또한, 항상 예비적인 교정을 행하지 않고, 필요할 때만 예비적인 교정을 행하도록 제7 실시예를 변형해도 된다. 예를 들면, 교정의 실행중에, 피가공물(102)의 표면 상의 요철에 기인한 것으로 여겨지는 출력 패턴의 불균일을 산출부(202)가 검출하고, 불균일이 검출되었을 때만, 제7 실시예에 따라서, 교정 패턴을 다시 설정해도 된다.Further, the seventh embodiment may be modified so as to perform preliminary calibration only when necessary without always performing preliminary calibration. For example, according to the seventh embodiment only when the calculation unit 202 detects a non-uniformity of an output pattern that is believed to be due to irregularities on the surface of the workpiece 102 during calibration, and the non-uniformity is detected. The calibration pattern may be set again.

또는, 제7 실시예 외의 실시예에서, 산출부(202)가, 피가공물(102)의 설계 데이터 등의 정보를 사전에 취득하고, 설계 데이터로부터 배경부의 범위를 추출하고, 배경부에 광이 조사되도록 한 교정 패턴을 생성해도 된다. 어느 경우라 하더라도, 교정량 패턴은 임의이므로, 적절한 교정 패턴을 작성부(207) 또는 산출부(202)가 용이하게 찾아낼 수 있다.Alternatively, in embodiments other than the seventh embodiment, the calculation unit 202 acquires information such as design data of the workpiece 102 in advance, extracts the range of the background portion from the design data, and provides light to the background portion. You may generate the calibration pattern which let it irradiate. In any case, since the calibration amount pattern is arbitrary, the preparation unit 207 or the calculation unit 202 can easily find the appropriate calibration pattern.

또한, 광의 반사율이 상이한 복수의 물질로부터 피가공물(102)이 만들어지고 있는 경우, 이들 복수의 물질 중에서 광의 반사율이 낮은 물질이 사용되고 있은 영 역을 피해 광이 조사되도록, 적절한 교정 패턴을 취득하고, 이용해도 된다. 제7 실시예와 같이 화상에 기초하면, 혹은 설계 데이터에 기초하면, 적절한 교정 패턴을 용이하게 취득할 수 있다.In addition, when the workpiece 102 is made from a plurality of materials having different reflectances of light, an appropriate correction pattern is obtained so that light is irradiated to avoid the area where a material having a low reflectance is used among the plurality of materials. You may use it. If it is based on an image or based on design data as in the seventh embodiment, an appropriate calibration pattern can be easily obtained.

이와 같이, 교정의 정밀도를 낮출 가능성이 있는 피가공물(102)을 사용하여 교정을 행하는 경우에도, 피가공물(102)의 성질에 따른 적절한 교정 패턴을 취득하고, 이용하는 것이 용이하므로, 교정의 정밀도의 향상을 도모할 수 있다.In this way, even when the calibration is performed using the workpiece 102, which may lower the accuracy of the calibration, it is easy to obtain and use an appropriate calibration pattern according to the properties of the workpiece 102. Improvement can be aimed at.

또한, 특허 문헌 1∼특허 문헌3에 기재된 종래의 기술에서는, 교정의 대상이 한정되어 있고, 예를 들면, 회전, 불균일, 또는 스케일 변환이 고려되지 않을 경우가 있었다. 그러나, 본 발명의 실시예서는, 요구되는 교정의 정밀도나, 교정 대상의 장치[예를 들면, 레이저 가공 장치(100)]의 특성에 따라, 적절하게 선택한 수학 모델에 따라 교정을 행할 수 있다.In addition, in the conventional techniques described in Patent Literatures 1 to 3, the subject of calibration is limited, and for example, rotation, nonuniformity, or scale conversion may not be considered. However, in the embodiment of the present invention, calibration can be performed according to a mathematical model appropriately selected according to the required accuracy of calibration and the characteristics of the device to be calibrated (for example, the laser processing apparatus 100).

왜냐하면, 교정 패턴이 임의이므로, 종래 기술에 비해 다양한 수학적 모델이 채용 가능하기 때문이다. 따라서, 보다 정밀한 수학적 모델을 채용하면, 다양한 요소가 고려되어, 보다 정밀도가 높은 조정이 행해진다.This is because various mathematical models can be employed compared to the prior art because the calibration pattern is arbitrary. Therefore, by employing a more precise mathematical model, various factors are taken into account, and more precise adjustment is performed.

그리고, 교정을 위한 수학적 모델은, 전술한 예시 외라도 된다. 예를 들면, 영역에 의해 상이하게 변형되는 수학적 모델을 채용해도 된다. 즉, CCD 카메라(112)가 촬상한 화상을 복수의 영역으로 분할하고, 영역마다 산출부(202)가 변환 행렬 T와 역변환 행렬 T'를 산출하고, 영역마다 상이한 역변환 행렬 T'에 기초하여 조정부(203)가 조정을 행해도 된다.The mathematical model for calibration may be other than the above-described example. For example, you may employ a mathematical model that is deformed differently by regions. That is, the image captured by the CCD camera 112 is divided into a plurality of regions, and the calculation unit 202 calculates the transformation matrix T and the inverse transformation matrix T 'for each region, and the adjusting unit based on the inverse transformation matrix T' different for each region. 203 may adjust.

도 1은 제1 실시예에서의 레이저 가공 장치의 구성을 나타낸 모식도이다.1 is a schematic diagram showing the configuration of a laser processing apparatus in the first embodiment.

도 2는 제1 실시예에서의 제어부의 기능을 나타낸 기능 블록도이다.Fig. 2 is a functional block diagram showing the functions of the controller in the first embodiment.

도 3은 레이저 가공 장치에 존재하는 어긋남이나 불균일에 기인하는 조사 패턴의 변형을 예시하는 도면이다.It is a figure which illustrates the deformation | transformation of the irradiation pattern resulting from the shift | offset | difference and the nonuniformity which exist in a laser processing apparatus.

도 4는 교정 패턴의 예를 나타낸 도면이다.4 is a diagram illustrating an example of a calibration pattern.

도 5는 제1 실시예에서의 변환 파라미터의 산출 단계를 나타낸 흐름도이다.Fig. 5 is a flowchart showing the calculating step of the conversion parameter in the first embodiment.

도 6은 제1 실시예에서의 조정 방법을 설명하는 도면이다.6 is a view for explaining an adjustment method in the first embodiment.

도 7은 입력 패턴으로부터 출력 패턴으로의 변환의 예를 설명하는 도면이다.It is a figure explaining the example of the conversion from an input pattern to an output pattern.

도 8은 제2 실시예에서의 제어부의 기능을 나타낸 기능 블록도이다.8 is a functional block diagram showing the functions of the controller in the second embodiment.

도 9는 제2 실시예에서의 조정 방법을 설명하는 도면이다.9 is a view for explaining an adjustment method in the second embodiment.

도 10은 제3 실시예에서의 제어부의 기능을 나타낸 기능 블록도이다.Fig. 10 is a functional block diagram showing the functions of the controller in the third embodiment.

도 11은 제3 실시예에서의 조정 방법을 설명하는 도면이다.11 is a view for explaining an adjustment method in the third embodiment.

도 12는 제7 실시예에서 교정 패턴을 조사했을 때의 화상의 예이다.12 is an example of an image when the calibration pattern is irradiated in the seventh embodiment.

도 13은 제7 실시예에서의 제어부의 기능을 나타낸 기능 블록도이다.Fig. 13 is a functional block diagram showing the functions of the controller in the seventh embodiment.

도 14는 제8 실시예에서의 제어부의 기능을 나타낸 기능 블록도이다.Fig. 14 is a functional block diagram showing the functions of the controller in the eighth embodiment.

[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명][Explanation of symbols on the main parts of the drawings]

100: 레이저 가공 장치 101: 스테이지100: laser processing apparatus 101: stage

102: 피가공물 103: 레이저 발진기102: workpiece 103: laser oscillator

104, 107, 109: 하프 미러 105: 미러104, 107, and 109: half mirror 105: mirror

106: DMD 108: 결상 렌즈106: DMD 108: imaging lens

110: 대물 렌즈 111: 조명용 광원110: objective lens 111: light source for illumination

112: CCD 카메라 113: 제어부112: CCD camera 113: control unit

114: 조작부 115: 모니터114: control panel 115: monitor

116: LED 광원 201: 취입부116: LED light source 201: blowing in

202: 산출부 203: 조정부202: calculating unit 203: adjusting unit

204: 공간 변조 제어부 205: 스테이지 제어부204: spatial modulation controller 205: stage controller

206: 선택부 207: 작성부206: selection unit 207: creation unit

208: 제2산출부 300∼304: 화상208: second output unit 300 to 304: image

310∼312: 조사 패턴 320, 321: DMD 전송용 데이터310 to 312: irradiation pattern 320, 321: data for DMD transmission

330∼334: 라이브 화상 340∼342: 교정 패턴330 to 334: live image 340 to 342: correction pattern

411: 기판 402: 회로 패턴411: substrate 402: circuit pattern

403∼405: 원403 to 405: Won

Claims (13)

지정된 입력 패턴에 따라, 공간 변조 소자에 의해 공간 변조된 광의, 대상물에 대한 조사를 조정하는 조정 장치로서,An adjusting device for adjusting irradiation of an object on an object of space modulated by a spatial modulation element according to a designated input pattern, 상기 공간 변조 소자에 의해 공간 변조된 광이 조사된 상기 대상물을 촬상한 화상을 받아들이는 취입부,A taking-in part which receives an image which picked up the object to which the space-modulated light was irradiated by the said space modulation element, 상기 화상 상에 상기 입력 패턴에 대응하여 생기는 출력 패턴과, 상기 입력 패턴을 변환하는 변환 파라미터를 산출하는 산출부, 및A calculation unit for calculating an output pattern generated corresponding to the input pattern on the image, a conversion parameter for converting the input pattern, and 상기 입력 패턴으로서 조정 패턴을 사용했을 때 상기 산출부가 산출한 상기 변환 파라미터에 기초하여, 지정된 조사 패턴에 따른 상기 대상물에 대한 광의 조사를 조정하는 조정부An adjusting unit that adjusts irradiation of light to the object according to a designated irradiation pattern based on the conversion parameter calculated by the calculating unit when the adjustment pattern is used as the input pattern 를 포함하는 조정 장치.Adjusting device comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 변환 파라미터는 행렬에 의해 나타내어지는, 조정 장치The conversion parameter is represented by a matrix 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 조정부가 상기 변환 파라미터에 의한 변환의 역변환을 나타내는 역변환 파라미터를 산출하고, 상기 역변환 파라미터에 기초하여 조정을 행하는, 조정 장치.And the adjustment unit calculates an inverse transform parameter indicating an inverse transform of the transform by the transform parameter and adjusts based on the inverse transform parameter. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 조정부가, 상기 조사 패턴을 상기 역변환 파라미터로 변환한 제2 조사 패턴을, 상기 입력 패턴으로서 지정함으로써 조정을 행하는, 조정 장치.And the adjusting unit performs adjustment by designating a second irradiation pattern obtained by converting the irradiation pattern into the inverse conversion parameter as the input pattern. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 조정부가, 상기 대상물을 촬상한 제1 화상을 상기 역변환 파라미터로 변환하여 제2 화상을 취득하고, 상기 조사 패턴을 지정하기 위한 위치를 나타내기 위해 사용되는 화상으로서 상기 제2 화상을 제공함으로써 조정을 행하는, 조정 장치.The adjusting unit adjusts by providing the second image as an image used to convert the first image photographing the object into the inverse transform parameter to obtain a second image, and to indicate a position for designating the irradiation pattern. Adjusting device. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 조정부가, 상기 공간 변조 소자의 위치와 방향 중에서 적어도 한쪽을 상기 역변환 파라미터에 기초하여 조정하는, 조정 장치.And the adjusting unit adjusts at least one of the position and the direction of the spatial modulation element based on the inverse transform parameter. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 조정부가, 상기 대상물의 위치와 방향 중에서 적어도 한쪽을 상기 변환 파라미터에 기초하여 조정하는, 조정 장치.And the adjusting unit adjusts at least one of the position and the direction of the object based on the conversion parameter. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 교정 패턴이 상기 입력 패턴으로서 지정되었을 때, 상기 대상물의 표면의 배경부에 상기 광이 조사되도록, 상기 대상물의 상기 표면의 정보에 기초하여 상기 교정 패턴을 작성하는 작성부를 더 포함하는 조정 장치.And a creation unit that creates the calibration pattern based on information on the surface of the object so that the light is irradiated to a background portion of the surface of the object when the calibration pattern is designated as the input pattern. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 작성부는,The creation unit, 예비 교정 패턴을 상기 입력 패턴으로서 지정하여, 상기 산출부에 제2 변환 파라미터를 산출시키고,A preliminary calibration pattern is designated as the input pattern, and a second conversion parameter is calculated in the calculator; 상기 제2 변환 파라미터에 의해 나타내어지는 변환의 역변환을 나타내는 제2 역변환 파라미터를 산출하고,Calculating a second inverse transform parameter representing an inverse transform of the transform represented by the second transform parameter, 상기 대상물을 촬상한 배경 검출용 화상에서 상기 배경부가 찍힌 배경 영역을 검출하고, 상기 배경 영역에 기초하여, 상기 배경부에 광이 조사되도록, 상기 제2 역변환 파라미터를 사용하여 상기 교정량 패턴을 작성하는,The correction amount pattern is created by using the second inverse transform parameter so as to detect a background area in which the background part is taken from a background detection image of the object image, and to irradiate light to the background part based on the background area. doing, 조정 장치.Adjustment device. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 제1 광원과 제2 광원 중에서 한쪽으로부터 출사된 광이 상기 공간 변조 소자에 입사되도록, 상기 제1 광원과 상기 제2 광원 중에서 한쪽을 선택하는 선택부와,A selection unit for selecting one of the first light source and the second light source so that light emitted from one of the first light source and the second light source is incident on the spatial modulation element; 상기 입력 패턴으로서 시험 패턴이 지정되었을 때, 상기 제1 광원과 상기 제2 광원 중에서 어느 쪽이 선택되어 있는지에 의해 상기 출력 패턴에 생기는 어긋남 을 나타내는 어긋남 파라미터를 산출하는 제2 산출부를 더 포함하고,When a test pattern is designated as the input pattern, the apparatus further includes a second calculator configured to calculate a misalignment parameter indicating a misalignment occurring in the output pattern depending on which one of the first light source and the second light source is selected. 상기 선택부는, 상기 교정 패턴에 따라서 조사하는 광의 광원으로서 상기 제1 광원을 선택하고,The selection unit selects the first light source as a light source of light to be irradiated according to the calibration pattern, 상기 제2 광원이 선택된 상태에서, 상기 조정부가, 상기 변환 파라미터와 상기 어긋남 파라미터의 양쪽 파라미터에 기초하여 상기 제2 광원으로부터 상기 대상물에 대한 상기 조사 패턴에 따른 광의 조사를 조정하는,In the state where the second light source is selected, the adjustment unit adjusts the irradiation of light according to the irradiation pattern from the second light source to the object based on both parameters of the conversion parameter and the misalignment parameter, 조정 장치.Adjustment device. 레이저 광원으로부터 출사된 레이저광을 대상물 상으로 안내하는 광학계와,An optical system for guiding the laser light emitted from the laser light source onto the object, 상기 레이저 광원으로부터 상기 대상물에 대한 광로 상에 설치되고, 입사광을 공간 변조하는 공간 변조 소자와,A spatial modulation element installed on the optical path to the object from the laser light source and spatially modulating the incident light; 제1항에 기재된 상기 조정 장치를 포함하고,Including the said adjustment apparatus of Claim 1, 제1항에 기재된 상기 조사 패턴에 따라, 상기 대상물에 조사되는 광으로서 상기 레이저광을 사용하고,According to the said irradiation pattern of Claim 1, using the said laser beam as light irradiated to the said object, 상기 대상물에 대한 상기 레이저광의 조사를 상기 조정 장치에 의해 조정하여, 상기 대상물을 가공하는 레이저 가공 장치.The laser processing apparatus which processes the said object by adjusting the irradiation of the said laser beam with respect to the said target object by the said adjustment apparatus. 컴퓨터가,Computer, 지정된 교정 패턴에 따라, 공간 변조 소자에 의해 공간 변조된 광이 조사된 대상물을 촬상한 화상을 받아들이고,According to the designated calibration pattern, the image which image | photographed the object to which the light which was spatially modulated by the space modulation element was irradiated is received, 상기 화상 상에 상기 교정 패턴에 대응하여 생기는 패턴과, 상기 교정 패턴을 변환하는 변환 파라미터를 산출하고,Calculating a pattern generated on the image corresponding to the correction pattern and a conversion parameter for converting the correction pattern; 지정된 조사 패턴에 따른 상기 대상물에 대한 광의 조사를, 상기 변환 파라미터에 기초하여 조정하는To adjust the irradiation of light to the object according to a designated irradiation pattern based on the conversion parameter 조정 방법.Adjustment method. 지정된 교정 패턴에 따라, 공간 변조 소자에 의해 공간 변조된 광이 조사된 대상물을 촬상한 화상을 받아들이는 단계,Accepting an image obtained by capturing an object to which light spatially modulated by the spatial modulation element is irradiated according to a designated calibration pattern; 상기 화상 상에 상기 교정 패턴에 대응하여 생기는 패턴과, 상기 교정 패턴을 변환하는 변환 파라미터를 산출하는 단계, 및Calculating a pattern generated on the image corresponding to the correction pattern and a conversion parameter for converting the correction pattern; and 지정된 조사 패턴에 따른 상기 대상물로의 광의 조사를, 상기 변환 파라미터에 기초하여 조정하는 단계Adjusting the irradiation of light onto the object according to a designated irradiation pattern based on the conversion parameter 를 컴퓨터에 실행시키는 조정 프로그램을 저장한 컴퓨터가 판독 가능한 기억 매체.A computer-readable storage medium storing an adjustment program for causing a computer to run.
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