專利名稱：光束掃描裝置、激光加工裝置、測試方法和激光加工方法
技術領域：
本發明涉及光束掃描裝置、包括該光束掃描裝置的激光加工裝 置、用于測試光束掃描裝置的測試方法、和激光加工方法。
背景技術：
光束掃描裝置(掃描設備(galvano apparatus ))被用于諸如激 光鉆孔裝置、激光修整(trimmer)裝置和激光修理裝置的加工工具 中。掃描設備具有安裝在馬達的旋轉軸上的反射鏡(mirror)，并在
控制反射鏡的旋轉角的同時使得該反射鏡將激光向目標位置反射。為 了將激光的照射位置精確地設置到目標位置，有必要精確地控制反射 鏡的旋轉角。可使用靜電電容傳感器、或者光或磁編碼器來檢測反射 鏡的旋轉角。
因為也要求高速地操作加工工具，所以有必要高速地旋轉/驅動 掃描設備的反射鏡。然而，如果反射鏡和馬達的旋轉軸之間的動態平 衡差、或者由馬達的磁體和線圏產生的力包含除旋轉方向以外的分量， 則沿相對于馬達的旋轉軸的傾斜方向在馬達中激發振動。傳統上已知 對于旋轉軸執行動態平衡調整，以抑制馬達中的振動(日本專利公開 No. 61-116632 )。
檢測傳統光束掃描裝置的反射鏡的旋轉角的檢測器不能檢測傾 斜方向的振動。結果，在存在振動的情況下加工產品，并且因此可出 現加工不合格。
發明內容
本發明抑制由例如反射鏡的傾斜引起的處理光的定位精度和產品的處理精度的劣化。
本發明的第一方面提供一種用于掃描光束的裝置，該裝置包括 反射鏡，被配置為使入射光束反射；馬達，被配置為使反射鏡旋轉， 以改變被反射鏡反射的光束行進的方向；檢測器，被配置為檢測反射 鏡的被檢測區域相對于反射鏡的旋轉角的傾斜；以及處理器，被配置 為基于反射鏡旋轉角和檢測器所檢測到的被檢測區域的傾斜，計算反 射鏡相對于沿馬達旋轉軸的方向的傾斜量。
本發明的第二方面提供一種激光加工裝置，包括本發明的第一 方面所定義的裝置；以及被配置為用激光照射該裝置的反射鏡的激光 裝置，其中通過反射鏡的旋轉角控制要加工的工件(work)上的激光 照射位置。
本發明的第三方面提供一種用于掃描光束的裝置的測試方法，該 裝置包括反射鏡，被配置為使入射光束反射；以及馬達，被配置為 使反射鏡旋轉，以改變被反射鏡反射的光束行進的方向，該方法包括 下述步驟測量反射鏡的旋轉角；檢測反射鏡的被檢測區域相對于該 旋轉角的傾斜；以及基于反射鏡的旋轉角和被檢測區域的傾斜，獲取 反射鏡相對于沿馬達旋轉軸的方向的傾斜量。
本發明的第四方面提供一種激光加工方法，包括下述步驟通過 本發明的第三方面所定義的測試方法獲取反射鏡的傾斜量；以及在反 射鏡的傾斜量落入允許值內之后，通過用激光照射要加工的工件來加 工該工件。
從參照附圖對示例性實施例的以下描述，本發明的進一步的特征 將變得明顯。
圖1是示意性地示出根據本發明的第 一 實施例的光束掃描裝置的 布置的視圖2是用于解釋在本發明的第 一 實施例中檢測反射鏡的傾斜角的 原理的視圖；圖3是用于解釋在本發明的第一實施例中檢測反射鏡的傾斜角的 原理的浮見圖4是用于解釋在本發明的第一實施例中檢測反射鏡的傾斜角的 原理的視圖5是示出根據本發明的優選實施例的激光加工裝置的布置的視
圖6是示意性地示出根據本發明的第二實施例的光束掃描裝置的 布置的視圖7是示出一般的邁克耳遜(Michelson)干涉儀的布置的視圖； 圖8是用于解釋在本發明的第二實施例中檢測反射鏡的傾斜角的 原理的視圖9是用于解釋在本發明的第二實施例中檢測反射鏡的傾斜角的 原理的視圖10是用于解釋在本發明的第二實施例中檢測反射鏡的傾斜角 的原理的—見圖11是示意性地示出根據本發明的第三實施例的光束掃描裝置 的布置的視圖12是用于解釋在本發明的第三實施例中檢測反射鏡的傾斜角 的原理的^f見圖13是用于解釋在本發明的第三實施例中檢測反射鏡的傾斜角 的原理的視圖；以及
圖14是示意性地示出本發明的第四實施例的激光加工裝置的布 置的視圖。
具體實施例方式
將在下面參照附圖描述本發明的優選實施例。 [第一實施例
圖1是示意性地示出根據本發明第 一 實施例的掃描光束的光束掃 描裝置的布置的視圖。根據本發明第一實施例的光束掃描裝置GM1包括反射鏡2、馬達(旋轉馬達)1、檢測器DT1、和處理器50。 馬達1使反射鏡2旋轉，以改變被反射鏡2反射的光束行進的方向。 檢測器DT1檢測反射鏡2的被檢測區域6相對于反射鏡2旋轉角的傾 斜。處理器50基于檢測器DT1所檢測到的被檢測區域6的傾斜和反 射鏡2的旋轉角，計算反射鏡2相對于沿馬達1旋轉軸的方向的傾斜 角(傾斜量)。
反射鏡2安裝在馬達1的旋轉軸9上。反射鏡2將從激光裝置(未 示出)照射的激光束向要加工的工件或另一個反射鏡反射。馬達l沿 旋轉方向3使反射鏡2旋轉。旋轉編碼器(旋轉檢測器)8檢測反射 鏡2的旋轉角。反射鏡2沿軸傾斜方向4傾斜。傾斜是指相對于馬達 1的旋轉軸方向的偏斜。
在該實施例中，處理器50也用作控制反射鏡2的旋轉角的控制 單元，并且基于來自旋轉編碼器8的輸出(旋轉角)反饋控制馬達l， 以便將反射鏡2相對于基準表面的旋轉角設置為目標旋轉角。
在該實施例中，檢測器DT1包括用檢測光照射反射鏡2的照射 單元5、以及具有接收被反射鏡2反射的檢測光的光接收表面的傳感 器7。檢測器DT1基于檢測光入射光接收表面的位置，檢測反射鏡2 的被檢測區域6的傾斜。作為傳感器7，合適地使用例如PSD (位置 靈敏檢測器)，其可以基于光接收表面上的檢測光的光接受位置來檢 測被檢測區域6的傾斜。
圖2是用于解釋檢測反射鏡2的傾斜角(傾斜量)的原理的視圖。 在該實施例中，在反射鏡2的上部上形成平坦反射表面作為被檢測區 域6。例如，假設其中作為被檢測區域6的反射表面垂直于馬達1的 旋轉軸9的情況。
假設傳感器7是一維PSD。傳感器7被放置為垂直于馬達1的旋 轉軸9和用于激光加工的反射鏡2的反射表面6r。設9 [rad]為從照射 單元5發射的檢測光相對于被檢測區域6的入射角，被檢測區域6以 反射角6 [rad]反射檢測光，并且檢測光入射傳感器7。
設Z為傳感器7的光接收表面與馬達1的旋轉軸9的延長線相交的位置，以及R為傳感器7的光接收表面和被檢測區域6之間的距離， 則檢測光在傳感器7上的入射位置與點Z分隔開R*tane。
圖3是示出在反射鏡2中已出現對應于角度et [rad的傾斜的狀 態的視圖。旋轉軸9可以被軸承10支持。軸承10支持徑向的負載。 軸承10的內環安裝在馬達1的旋轉軸(所謂的轉子側)上，軸承10 的外環安裝在馬達l的外殼側(所謂的定子側)。
由該布置中出現的傾斜導致的振動的主導振動模式源自以軸承 10用作固定端的旋轉軸9和反射鏡2的傾斜。被檢測區域6上的檢測 光的入射角為e + et[rad]，且光的反射角為e + et [rad。此時，傳感 器7的光接收表面上的檢測光的入射位置與點Z分隔開R4an(e +
2et)。
圖4是示出圖3所示的狀態中的反射鏡2被馬達l旋轉經過em [rad]的狀態的視圖。當反射鏡2被旋轉經過em [rad]時，被檢測區域 6上的檢測光的入射角變為9 + 9t'cos(6m) [rad]。檢測光以反射角0 + et.cos(em) [rad被反射，并入射傳感器7。此時，傳感器7上的入射 位置與點Z分隔開R'tan(e + 2et'cos(9m))。
在該情況下，R和e為i殳計值，因此是已知的。可通過^走轉編碼
器8檢測em。
因此，處理器50通過使用檢測器DT1測量R'tan(e + 20t'cos(9m))
和R.tane，并通過基于測量值的計算獲取傾斜角(傾斜量)et。如果
傾斜角(傾斜量)9t超過了允許值，則處理器50輸出表示對應信息 的出4晉(error) 4言號。
圖5示出包含有兩個圖l所示的光束掃描裝置的激光加工裝置的 例子。該激光加工裝置可包括控制照射要加工的工件32的激光31的 X軸方向位置的X軸掃描單元(第一掃描單元(galvano unit))、控 制激光31的Y軸方向位置的Y軸掃描單元(第二掃描單元)、和控 制單元20。 X軸和Y軸基于X-Y坐標系統，并4皮此垂直。
X軸掃描單元包括X軸反射鏡(第一反射鏡)23、使X軸反射 鏡23旋轉的X軸馬達(第一馬達)24、和測量X軸反射鏡23的傾斜角(傾斜量)的X軸反射鏡傾斜角測量單元(第一測量單元)25。 X 軸反射鏡傾斜角測量單元25包括與參照圖1至4所描述的檢測器(第 一檢測器)DT1、和處理器(第一處理器)50對應的組件。X軸掃描 單元可進一步包括控制X軸馬達24的X軸馬達控制單元22、和通過 對X軸馬達24指定旋轉角來控制激光的X軸方向位置的X軸馬達位 置指定單元21。
Y軸掃描單元包括Y軸反射鏡(第二反射鏡)28、使Y軸反射 鏡28旋轉的Y軸馬達(第二馬達)29、和測量Y軸反射鏡28的傾斜 角(傾斜量)的Y軸反射鏡傾斜角測量單元(第二測量單元)30。 Y 軸反射鏡傾斜角測量單元30包括與參照圖1至4所描述的檢測器(第 二檢測器)DT1、和處理器(第二處理器)50對應的組件。Y軸掃描 單元可進一步包括控制Y軸馬達29的Y軸馬達控制單元27、和通過 對Y軸馬達29指定旋轉角來控制激光的Y軸方向位置的Y軸馬達位 置指定單元26。 X軸馬達24的旋轉軸和Y軸馬達29的旋轉軸彼此垂 直。如果從X軸反射鏡傾斜角測量單元25提供的X軸反射鏡23的傾 斜角和從Y軸反射鏡傾斜角測量單元30提供的Y軸反射鏡28的傾斜 角超過了允許值，則控制單元20等待，直到它們落入允許值內。在兩 個傾斜角都落入各自的允許值內之后，控制單元20控制激光裝置35、 X軸馬達位置指定單元21、和Y軸馬達位置指定單元26，以開始或 重新開始對工件32的加工。
當對工件32執行激光加工時，控制單元20對X軸馬達位置指定 單元21和Y軸馬達位置指定單元26指定工件32上的加工位置(激 光的照射位置)的坐標。X軸馬達位置指定單元21和Y軸馬達位置 指定單元26將從控制單元20發送的坐標變換為X軸反射鏡23和Y 軸反射鏡28的旋轉角，并對X軸馬達控制單元22和Y軸馬達控制單 元27指定表示旋轉角的信息。
隨著增大反射鏡的角加速度以提高加工速度，當停止反射鏡的驅 動時反射鏡傾斜(或振動)。該傾斜可保持相當長的時間段。因此， 如上所述，等待開始或重新開始對工件的加工直到反射鏡的傾斜落入
9允許值內可減少對工件的處理不合格。 [第二實施例
圖6是示意性地示出根據本發明的第二實施例的光束掃描裝置的 布置的視圖。除了用檢測器DT2代替檢測器DT1之外，第二實施例 的光束掃描裝置GM2與第一實施例的相同。第二實施例中沒有描述 的任何事項可遵從第一實施例。
檢測器DT2包括由干涉儀形成的位移計(位移測量設備)，并 通過使用位移計來檢測反射鏡2的被檢測區域13的傾斜。檢測器DT2 包括光源5a、半反射鏡(halfmirror) 11、反射鏡12、和傳感器14。 從光源5a發射的部分光透射穿過半反射鏡11，并被作為反射鏡2的 被檢測區域13的反射表面反射。反射光被半反射鏡11進一步反射， 并入射傳感器14的光接收表面。例如，可在反射鏡2的后表面上設置 被檢測區域13。從光源5a發射的光的其他部分被半反射鏡11反射， 然后被反射鏡12反射。然后，反射光透射穿過半反射鏡11，并入射 傳感器14的光接收表面。被反射鏡2的被檢測區域13反射的光和被 反射鏡12反射的光在傳感器14的光接收表面上形成干涉條紋圖案。 然后，傳感器14檢測該干涉條紋圖案。這樣的干涉儀稱為邁克耳遜干 涉儀。注意，可由另一種類型的干涉儀形成檢測器DT2。
圖7是示出一般的邁克耳遜干涉儀的布置的視圖。已知邁克耳遜 千涉儀是用于測量振動物體的位移的測量設備。從光源A發射的光被 分為透射穿過半反射鏡B的第一光、和被半反射鏡B反射的第二光。 透射穿過半反射鏡B的第一光被反射器(要測量的物體)D反射，并 被半反射鏡B進一步反射，以入射觀察點E。被半反射鏡B反射的笫 二光被反射器C反射，并透射穿過半反射鏡B，以入射觀察點E。入 射觀察點E的第一光和第二光彼此干涉，以形成干涉條紋圖案。隨著 第一光和第二光的光路長度根據反射器D的位移而變化，干涉條紋圖 案變化。檢測該變化使得可測量光路長度(即，反射器D的位移)的 變化。
圖8是用于解釋反射鏡2的傾斜角(傾斜量)的檢測的視圖。假設反射鏡2沒有傾斜時，反射鏡2的加工反射表面(反射加工激光的 表面)垂直于光源5a的光軸。入射作為被檢測區域13的反射表面的 光沿半反射鏡11的方向被反射，所述被檢測區域13設置在反射鏡2 的后表面上，以便與加工反射表面平行。假設該狀態中由干涉儀(檢 測器DT2)獲取的測量值(位移量)為基準值0。
圖9是示出反射鏡2已以角度0t [rad傾斜的狀態的視圖。在該 狀態中，反射鏡2的被檢測區域13與光源5a之間的距離增大 R2tan(0t)。干涉儀(檢測器DT2)測量該位移。
圖10是示出圖9所示狀態中的反射鏡2被馬達1旋轉經過0m [rad的狀態的視圖。當反射鏡2旋轉經過0m [rad時，被檢測區域13 與光源5a之間的距離增大R2tan(et)/cos(em)。干涉儀(檢測器DT2 ) 測量該位移。
在該情況下，參考符號R2表示從反射鏡2側的軸承10到被檢測 區域13的距離，其是已知值。旋轉編碼器8可檢測角度0m。作為角 度0m，可使用目標旋轉角。
通過測量根據R2tan(0t)/cos(em)由干涉儀計算的位移量，處理器 50可計算傾斜角(傾斜量)et。
根據該實施例的光束掃描裝置也可并入如圖5所示的激光加工裝 置。該激光加工裝置的控制單元20等待，直到從X軸反射鏡傾斜角 測量單元25提供的X軸反射鏡23的傾斜角、和從Y軸反射鏡傾斜角 測量單元30提供的Y軸反射鏡28的傾斜角分別落入允許值內。在兩 個傾斜角都落入允許值內之后，控制單元20控制激光裝置35、 X軸 馬達位置指定單元21、和Y軸馬達位置指定單元26，以開始或重新 開始對工件32的加工。
該實施例已例示了對其應用邁克耳遜干涉儀的檢測器。然而，代 替該檢測器，可使用例如激光多普勒速度計、激光多普勒振動計或激 光編碼器。
[第三實施例
圖11是示意性地示出根據本發明的第三實施例的光束掃描裝置的布置的視圖。除了用檢測器DT3代替檢測器DT1之外，第三實施 例的光束掃描裝置GM3與第一實施例的相同。第三實施例中沒有描 述的任何事項可遵從第一實施例。
檢測器DT3包括靜電電容傳感器，并通過使用該靜電電容傳感 器來檢測反射鏡2的被檢測區域的傾斜。檢測器DT3包括安裝在反射 鏡2的被檢測區域上的接收電極16、和被放置為平行地面對接收電極 16的分裂(split)結構電極15。分裂結構電極15具有例如通過將圓 形電極分裂為一對半圓形電極(分裂電極)而獲取的結構。接收電極 16和分裂結構電極15形成電容。當對兩個半圓形電極施加具有1/2 周期的相位差的正弦波電信號時，接收電極16通過與分裂結構電極 15的各半圓形電極之間的電容耦合而產生電信號。檢測器DT3通過 測量該電信號來檢測反射鏡2的被檢測區域的傾斜角(傾斜量)。
圖12是用于解釋反射鏡2的傾斜角(傾斜量)的檢測的視圖。 圖12是圖11所示的布置的平面圖。當反射鏡2沒有傾斜時，設置在 反射鏡2的被檢測區域上的接收電極16的中心與分裂結構電極15的 中心一致(coincide)。由于該原因，如圖12所示，因為4妄收電才及16 以相同方式與分裂結構電極15的兩個半圓形電極重疊，所以由接收電 極16產生的信號的強度變為0。
圖13是示出反射鏡2已以角度0t [rad傾斜的狀態的視圖。軸承 10支持徑向的負載。軸承10的內環安裝在馬達1的旋轉軸(所謂的 轉子側)上，且軸承10的外環安裝在馬達1的外殼側(所謂的定子側)。 由該布置中出現的傾斜導致的振動的主導振動模式源自以軸承10用 作固定端的旋轉軸9的傾斜和反射鏡2的傾斜。當旋轉軸9振動(即， 反射鏡2傾斜)時，在給定時刻，分裂結構電極15的兩個半圓形電極 中的一個比另 一個半圓形電極更多地影響接收電極16。由于該原因， 預先登記(register)表示反射鏡2的傾斜角9t和由接收電極16產生 的信號之間的關系的數據。這使得在操作光束掃描裝置GM3時，可 基于由接收電極16產生的信號和登記數據，檢測反射鏡2的被檢測區
域的傾斜角(傾斜量)et。當反射鏡2被馬達l旋轉經過0m [rad時，接收電極16和分裂 結構電極15的空間布置改變。由于該原因，預先獲取相對于旋轉角em 的表示反射鏡2的被檢測區域的傾斜角et和由接收電極16產生的信 號之間的關系的數據。在操作光束掃描裝置GM3時，處理器50可基 于由接收電極16產生的信號和獲取的數據，獲取反射鏡2的被檢測區 域相對于旋轉角0m的傾斜角(傾斜量)et。
該實施例的光束掃描裝置也可并入諸如圖5所示的激光加工裝 置。該激光加工裝置的控制單元20等待，直到從X軸反射鏡傾斜角 測量單元25提供的X軸反射鏡23的傾斜角、和從Y軸反射鏡傾斜角 測量單元30提供的Y軸反射鏡28的傾斜角分別落入允許值內。在兩 個傾斜角都落入允許值內之后，控制單元20控制激光裝置35、 X軸 馬達位置指定單元21、和Y軸馬達位置指定單元26，以開始或重新 開始對工件32的加工。
[第四實施例
圖14是示意性地示出根據本發明的第四實施例的激光加工裝置 的布置的視圖。該激光加工裝置可包括根據第一至第三實施例的光束 掃描裝置中的 一 個。該激光加工裝置可包括控制照射要加工的工件3 2 的激光31的X軸方向位置的X軸掃描單元(第一掃描單元)、控制 激光31的Y軸方向位置的Y軸掃描單元(第二掃描單元)、和控制 單元20。 X軸和Y軸基于X-Y坐標系統，并彼此垂直。
X軸掃描單元包括X軸反射鏡23、使X軸反射鏡23旋轉的X 軸馬達24、和測量X軸反射鏡23的傾斜角(傾斜量)的X軸反射鏡 傾斜角測量單元25。 X軸反射鏡傾斜角測量單元25包括與根據第一 至第三實施例的檢測器DT1至DT3之一、和處理器50對應的組件。 X軸掃描單元可進一步包括控制X軸馬達24的X軸馬達控制單元22、 和通過對X軸馬達24指定旋轉角來控制激光的X軸方向位置的X軸 馬達位置指定單元21。
Y軸掃描單元包括Y軸反射鏡28、使Y軸反射鏡28旋轉的Y 軸馬達29、和測量Y軸反射鏡28的傾斜角(傾斜量)的Y軸反射鏡傾斜角測量單元30。 Y軸反射鏡傾斜角測量單元30包括與根據第一 到第三實施例的檢測器DT1至DT3之一、和處理器50對應的組件。 Y軸掃描單元可進一步包括控制Y軸馬達29的Y軸馬達控制單元27、 和通過對Y軸馬達29指定旋轉角來控制激光的Y軸方向位置的Y軸 馬達位置指定單元26。 X軸馬達24的旋轉軸與Y軸馬達29的旋轉軸 互相垂直。
X軸反射鏡23的傾斜沿垂直于X軸方向的Y軸方向改變了入射 要加工的工件32的激光31的位置，激光31沿X軸方向由X軸馬達 24旋轉X軸反射鏡23而被掃描。Y軸反射鏡28的傾斜沿垂直于Y 軸方向的X軸方向改變了入射要加工的工件32的激光31的位置，激 光31沿Y軸方向由Y軸馬達29旋轉Y軸反射鏡28而纟皮掃描。
因此，通過Y軸馬達29旋轉Y軸反射鏡28可補償X軸反射鏡 23的傾斜角(傾斜量)。此外，通過X軸馬達24旋轉X軸反射鏡23 可補償Y軸反射鏡28的傾斜角(傾斜量)。
當對工件32執行激光加工時，控制單元20對X軸馬達位置指定 單元21和Y軸馬達位置指定單元26指定工件32上的加工位置(激 光的照射位置)的坐標。X軸馬達位置指定單元21和Y軸馬達位置 指定單元26將從控制單元20發送的坐標變換為X軸反射鏡23和Y 軸反射鏡28的旋轉角，并對X軸馬達控制單元22和Y軸馬達控制單 元27指定表示旋轉角的信息。
X軸馬達位置指定單元21包括補償單元21a。補償單元21a才交正 被指定到X軸馬達控制單元22的X軸反射鏡23的旋轉角，以便補償 由Y軸反射鏡28的傾斜角(傾斜量)引起的激光31沿X方向的位置 偏移，所述Y軸反射鏡28的傾斜角(傾斜量)是由Y軸反射鏡傾斜 角測量單元30測量的。Y軸馬達位置指定單元26包括補償單元26a。 補償單元26a校正被指定到Y軸馬達控制單元27的Y軸反射鏡28的 旋轉角，以便補償由X軸反射鏡23的傾斜角(傾斜量)引起的激光 31沿Y方向的位置偏移，所述X軸反射鏡23的傾斜角(傾斜量)是 由X軸反射鏡傾斜角測量單元25測量的。根據該實施例，可通過Y軸反射鏡的旋轉角來補償由X軸反射 鏡的傾斜引起的激光的偏移。可通過X軸反射鏡的旋轉角來補償由Y 軸反射鏡的傾斜引起的激光的偏移。這使得能以高精度和高速處理工 件。
盡管已參照示例性實施例描述了本發明，但是應理解，本發明不 限于所公開的示例性實施例。下述權利要求的范圍應被賦予最寬的解 釋，以包含所有這樣的修改以及等同的結構和功能。
權利要求
1.一種用于掃描光束的裝置，該裝置包括反射鏡，被配置為使入射光束反射；馬達，被配置為使所述反射鏡旋轉，以改變被所述反射鏡反射的光束行進的方向；檢測器，被配置為檢測所述反射鏡的被檢測區域相對于所述反射鏡的旋轉角的傾斜；以及處理器，被配置為基于所述反射鏡的旋轉角和所述檢測器所檢測到的所述被檢測區域的傾斜，計算所述反射鏡相對于沿所述馬達的旋轉軸的方向的傾斜量。
2. 根據權利要求1所述的裝置，其中，當所述反射鏡的傾斜量 超過允許值時，所述處理器輸出表示所述傾斜量超過所述允許值的出 錯信號。
3. 根據權利要求1所述的裝置，其中，所述反射鏡、所述馬達、所述檢測器和所述處理器構成第一單元， 所述裝置還包括第二單元，所述第二單元包括第二反射鏡，被 配置為使入射光束反射；第二馬達，被配置為使所述第二反射鏡旋轉， 以改變被所述第二反射鏡反射的光束行進的方向；第二檢測器，被配 置為檢測所述第二反射鏡的第二被檢測區域相對于所述第二反射鏡的 旋轉角的傾斜；以及第二處理器，被配置為基于所述第二反射鏡的旋 轉角和所述第二檢測器所檢測到的所述第二被檢測區域的傾斜，計算所述第二反射鏡相對于沿所述第二馬達的旋轉軸的方向的傾斜量，以 及補償單元，被配置為通過所述第二單元的所述第二反射鏡的旋轉 角補償所述第一單元的所述反射鏡的傾斜量，并且通過所述笫一單元 的所述反射鏡的旋轉角補償所述第二單元的所述第二反射鏡的傾斜 量，以及所述第一單元的所述馬達的旋轉軸垂直于所述第二單元的所述第二馬達的旋轉軸。
4. 根據權利要求1所述的裝置，其中，所述檢測器包括照射 單元，被配置為用檢測光照射所述反射鏡；以及傳感器，具有接收被 所述反射鏡反射的檢測光的光接收表面，并且所述檢測器基于所述檢 測光入射所述光接收表面的位置檢測所述反射鏡的傾斜。
5. 根據權利要求l所述的裝置，其中，所述檢測器包括干涉儀。
6. 根據權利要求1所述的裝置，其中，所述檢測器包括靜電電 容傳感器。
7. —種激光加工裝置，包括權利要求1所定義的用于掃描光束的裝置；以及 激光裝置，被配置為用激光照射所述用于掃描光束的裝置的所述 反射鏡，其中，通過所述反射鏡的旋轉角控制要加工的工件上的激光照射位置。
8. 根據權利要求7所述的激光加工裝置，還包括控制單元， 被配置為當所述反射鏡的傾斜超過允許值時，停止對所述工件的加工。
9. 一種用于掃描光束的裝置的測試方法，所述裝置包括被配置 為使入射光束反射的反射鏡、以及被配置為使所述反射鏡旋轉以改變 被所述反射鏡反射的光束行進的方向的馬達，所述方法包括下述步驟測量所述反射鏡的旋轉角；檢測所述反射鏡的被檢測區域相對于所述旋轉角的傾斜；以及 基于所述反射鏡的旋轉角和所述被檢測區域的傾斜，獲取所述反 射鏡相對于沿所述馬達的旋轉軸的方向的傾斜量。
10. —種激光加工方法，包括下述步驟通過權利要求9所定義的測試方法獲取所述反射鏡的傾斜量；以及在所述反射鏡的傾斜量落入允許值內之后，通過用激光照射要加 工的工件來加工所述工件。
全文摘要
本發明公開一種光束掃描裝置、激光加工裝置、測試方法和激光加工方法。用于掃描光束的裝置包括被配置為使入射光束反射的反射鏡；被配置為使反射鏡旋轉以改變被反射鏡反射的光束行進的方向的馬達；被配置為檢測反射鏡的被檢測區域相對于反射鏡旋轉角的傾斜的檢測器；以及被配置為基于反射鏡的旋轉角和檢測器所檢測到的被檢測區域的傾斜，計算反射鏡相對于沿馬達旋轉軸的方向的傾斜量的處理器。
文檔編號G05D3/20GK101587241SQ200910141138
公開日2009年11月25日 申請日期2009年5月22日 優先權日2008年5月22日
發明者上田伸治 申請人:佳能株式會社