專利名稱：激光處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種激光處理裝置，更具體地說，涉及對通過施加激光來對處理對象進(jìn)行處理的激光處理裝置的改進(jìn)。
背景技術(shù)：
激光打標(biāo)裝置是一種通過施加激光來對處理對象(工件)進(jìn)行處理并且可通過掃射激光的照射位置而將字符、標(biāo)記、圖形等印制在工件上的激光處理裝置。在這樣的激光打標(biāo)裝置中，已知一種裝置，其中通過相機(jī)來拍攝工件，并且執(zhí)行對處理位置的檢查和調(diào)節(jié) (例如，日本未審查專利公開No. 2009-78280)。日本未審查專利公開No. 2009-78280所描述的激光打標(biāo)裝置在頭部殼體中并入了用于對工件拍照的相機(jī)，并且在處理之前通過使相機(jī)的光接收軸與激光的發(fā)射軸一致來以高精度檢查和調(diào)節(jié)處理位置。這種類型的激光打標(biāo)裝置具有由諸如金屬之類的遮光部件制成的防塵結(jié)構(gòu)的頭部殼體，并且將用于發(fā)射激光的光學(xué)系統(tǒng)容納在該頭部殼體中，以防止激光泄漏以及防止由于灰塵等的影響而造成的性能下降。因此，日本未審查專利公開No. 2009-78280中描述的與激光軸同軸的相機(jī)被容納在該頭部殼體中，因此不能由用戶安裝/拆卸，由此不能更換相機(jī)。為了能夠更換相機(jī)，相機(jī)必須接在頭部殼體的外部，為此，需要在該頭部殼體上提供用于將相機(jī)的光接收軸引出到頭部殼體外的相機(jī)開口。但是，如果采用這種結(jié)構(gòu)，則激光可能從該相機(jī)開口發(fā)射出來作為來自工件的返回光或者光系統(tǒng)的散射光。例如，如果在激光照射期間拆卸相機(jī)或者如果在沒有安裝相機(jī)的情況下執(zhí)行激光照射，則激光可能泄漏到頭部殼體的外部。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述情況，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種激光處理裝置，其中可附接或拆卸用于拍攝處理對象的相機(jī)，該相機(jī)具有從激光的發(fā)射軸分支出來的光接收軸。本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供其中可安全地更換相機(jī)的激光處理裝置。具體地說，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供了一種能夠在拆卸相機(jī)的情況下防止由于輸出激光而將激光泄漏至殼體外部的激光處理裝置。本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供一種即使在輸出激光期間拆卸相機(jī)也能防止激光泄漏至殼體外部的激光處理裝置。并且，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種能夠可靠地檢測相機(jī)蓋從殼體卸下、并且在未附接相機(jī)蓋時(shí)能防止激光輸出的激光處理裝置。此外，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種能夠調(diào)節(jié)相機(jī)中的成像元件的位置和相機(jī)的附接角度的變化的激光處理裝置。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的激光處理裝置是這樣一種激光處理裝置其包括用于控制激光發(fā)生器的控制器、以及具有掃描光學(xué)系統(tǒng)和殼體的頭部，所述激光發(fā)生器用于產(chǎn)生用來對處理對象進(jìn)行處理的激光，所述掃描光學(xué)系統(tǒng)用于針對所述處理對象來掃描激光，所述殼體用于容納所述掃描光學(xué)系統(tǒng)；所述激光處理裝置包括用于拍攝所述處理對象的相機(jī)，所述相機(jī)可拆卸地附接至所述殼體并且具有從激光的發(fā)射軸分支出來的光接收軸；可拆卸地附接至所述殼體以覆蓋所述相機(jī)的相機(jī)蓋；用于檢測所述相機(jī)蓋從所述殼體卸下的蓋檢測部分；以及用于根據(jù)所述蓋檢測部分的檢測結(jié)果來禁止激光發(fā)射至所述處理對象的激光輸出控制部分。根據(jù)該激光處理裝置，來自處理對象的返回光可通過基本上與激光同軸的光路被附接至殼體的相機(jī)接收，并且可以在處理之前以高精度執(zhí)行處理位置的檢查和調(diào)節(jié)。相機(jī)可從殼體拆卸下來以便被更換成期望的相機(jī)。但是，在拆卸相機(jī)時(shí)，首先需要從殼體卸下用于覆蓋相機(jī)的相機(jī)蓋。當(dāng)卸下相機(jī)蓋時(shí)，該卸下被蓋檢測部分所檢測到，從而禁止向處理對象發(fā)射激光。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，在從殼體卸下相機(jī)的情況下朝向處理對象發(fā)射激光時(shí)，可防止激光泄漏至殼體外部作為來自處理目標(biāo)的回光或發(fā)光系統(tǒng)的散射光。除了上述結(jié)構(gòu)之外，根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的激光處理裝置進(jìn)一步包括快門， 用于以可開/可關(guān)的方式阻擋所述相機(jī)的光接收路徑以及用于在激光輸出時(shí)阻擋所述光接收路徑。根據(jù)該結(jié)構(gòu)的激光處理裝置，即使相機(jī)在激光的照射期間被卸下，也能防止激光從殼體泄漏出去。因此，用戶可在任何時(shí)候安全地拆卸相機(jī)。并且，即使沒有附接相機(jī)也可向處理對象發(fā)射激光。因此，用戶可以安全地更換相機(jī)。除了上述結(jié)構(gòu)之外，在根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例的激光處理裝置中，所述相機(jī)蓋包括突起物，并且所述蓋檢測部分包括機(jī)械觸點(diǎn)，當(dāng)所述相機(jī)蓋附接至所述殼體從而被所述突起物觸碰時(shí)，所述機(jī)械觸點(diǎn)轉(zhuǎn)換為導(dǎo)通狀態(tài)，并且當(dāng)從所述殼體卸下了所述相機(jī)蓋時(shí)， 所述機(jī)械觸點(diǎn)轉(zhuǎn)換為阻斷狀態(tài)。根據(jù)該結(jié)構(gòu)的激光處理裝置，可以可靠地檢測相機(jī)蓋從殼體卸下，并且在沒有附接相機(jī)蓋的狀態(tài)下可以防止向處理對象射出激光。除了上述結(jié)構(gòu)之外，在根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例的激光處理裝置中，所述激光發(fā)生器包括用于產(chǎn)生激勵光的激勵光源以及用于根據(jù)激勵光產(chǎn)生激光的激光振蕩器；進(jìn)一步布置用于利用商用電源向所述激勵光源供電的激勵光源電源；以及所述激光輸出控制部分根據(jù)所述蓋檢測部分的檢測結(jié)果來控制針對激勵光源電源的電力供應(yīng)。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在將相機(jī)蓋從殼體卸下時(shí)可阻斷對激勵光源電源的電力供應(yīng)，從而可以可靠地防止向處理對象射出激光。除了上述結(jié)構(gòu)之外，在根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例的激光處理裝置中，所述激勵光源包括發(fā)光元件和用于向所述發(fā)光元件提供驅(qū)動電流的驅(qū)動電路；并且所述激光輸出控制部分根據(jù)所述蓋檢測部分的檢測結(jié)果來指示針對驅(qū)動電路的驅(qū)動電流的電流值。根據(jù)該結(jié)構(gòu)的激光處理裝置，在相機(jī)蓋從殼體卸下時(shí)可阻斷對激勵光源電源的電力供應(yīng)、并停止對激勵光源的發(fā)光元件的電流供應(yīng)，從而可以更可靠地防止向處理對象射出激光。除了上述結(jié)構(gòu)之外，根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例的激光處理裝置包括通知部分，用于根據(jù)所述蓋檢測部分的檢測結(jié)果來通知從所述殼體卸下了所述相機(jī)蓋。根據(jù)該結(jié)構(gòu)的激光處理裝置，可以快速地識別出相機(jī)蓋從殼體卸下。除了上述結(jié)構(gòu)之外，根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例的激光處理裝置包括用于在所述殼體外部布置所述相機(jī)的相機(jī)安裝件，所述相機(jī)安裝件包括用于使相機(jī)側(cè)的光接收軸與殼體側(cè)的光接收軸基本一致的偏移調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、以及用于以光接收軸為中心來調(diào)節(jié)所述相機(jī)的附接角度的角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。根據(jù)該結(jié)構(gòu)的激光處理裝置，能夠調(diào)節(jié)相機(jī)中的成像元件的位置和相機(jī)的附接角度的變化。除了上述結(jié)構(gòu)之外，根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例的激光處理裝置包括遠(yuǎn)心透鏡，用于不管激光的入射角如何都使激光的發(fā)射角恒定，所述遠(yuǎn)心透鏡相對于所述掃描光學(xué)系統(tǒng)布置在處理對象側(cè)；以及分光器，用于從激光的發(fā)射路徑分支出相機(jī)的光接收路徑，所述分光器相對于所述掃描光學(xué)系統(tǒng)布置在激光發(fā)生器側(cè)。根據(jù)該結(jié)構(gòu)的激光處理裝置，由于掃描光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)特性，激光的照射位置和相機(jī)的拍攝位置可以高度一致。因此，可以根據(jù)拍攝圖像以高精度執(zhí)行處理位置的檢查和調(diào)節(jié)。并且，由于即使在掃描激光的出光軸時(shí)也以恒定角度向處理對象施加激光，所以激光處理的精度得到提高，并且可以獲得具有很小失真的拍攝圖像，而且能夠以高精度執(zhí)行處理位置的檢查和調(diào)節(jié)。在根據(jù)本發(fā)明的激光處理裝置中，提供了從激光的發(fā)射軸分支出來的光接收軸， 并且可以附接或拆卸用于拍攝處理對象的相機(jī)。具體地說，通過在從殼體卸下相機(jī)的情況下向處理對象發(fā)射激光，可防止激光泄漏至殼體外部而成為來自處理對象的返回光或光學(xué)系統(tǒng)的散射光。在根據(jù)本發(fā)明的激光處理裝置中，即使在激光的發(fā)射期間卸下相機(jī)，也能防止激光泄漏至殼體外部，并且用戶可隨時(shí)卸下相機(jī)。而且，即使沒有附接相機(jī)也能向處理對象發(fā)射激光。因此，用戶可以安全地更換相機(jī)。并且，在根據(jù)本發(fā)明的激光處理裝置中，可以可靠地檢測相機(jī)蓋從殼體的卸下，并且可以防止在未附接相機(jī)蓋的狀態(tài)下向處理對象發(fā)射激光。而且，在根據(jù)本發(fā)明的激光處理裝置中，可以調(diào)節(jié)相機(jī)中的成像元件的位置和相機(jī)的附接角度的變化。


圖I是示出了包括根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的激光打標(biāo)器的激光打標(biāo)系統(tǒng)的示意結(jié)構(gòu)的一個(gè)示例的系統(tǒng)示意圖；圖2是示出了圖I的激光打標(biāo)器的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的框圖；圖3A至圖3C是示出了圖2的遠(yuǎn)心透鏡(telecentric lens)的操作示例的示意圖；圖4是示出了圖2的通過半反射鏡(half mirror)的光路徑的示例的示意圖；圖5是示出了圖2的光學(xué)單元的空間布置的示圖；圖6是示出了圖I的打標(biāo)器頭部的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的透視圖；圖7是示出了圖5的照明模塊的一種結(jié)構(gòu)示例的平面圖；圖8是沿線A-A截取的圖7中的照明模塊的截面圖；圖9是示出圖5的相機(jī)模塊的一種結(jié)構(gòu)示例的外觀；圖IOA和圖IOB是示出了圖9的相機(jī)及相機(jī)附接部分的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的示圖；圖11是沿線B-B截取的圖9中的相機(jī)及相機(jī)附接部分的截面圖；圖12A至圖12C是示出了圖9的相機(jī)模塊中的相機(jī)的成像元件的位置和相機(jī)附接角度的變化的示意圖；圖13是示出了圖I的打標(biāo)器頭部中的相機(jī)蓋的附接結(jié)構(gòu)的透視圖；圖14A和圖14B是示出了圖13的相機(jī)蓋的結(jié)構(gòu)示例的示圖；圖15A和圖15B是示出了圖13的打標(biāo)器頭部中的限位SW(開關(guān))的結(jié)構(gòu)示例的示圖；圖16是示出了在附接了圖13的打標(biāo)器頭部中的相機(jī)蓋時(shí)的狀態(tài)；圖17是示出了圖2的激光打標(biāo)器中的打標(biāo)器控制器的結(jié)構(gòu)示例的框圖；圖18是示出了圖17的激光輸出控制單元中的電源控制部分的結(jié)構(gòu)示例的示圖； 以及圖19是示意性地示出了圖2的激光打標(biāo)器中的Q開關(guān)的驅(qū)動系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施例方式<激光標(biāo)記系統(tǒng)1>圖I是示出了包括根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的激光處理裝置的激光打標(biāo)系統(tǒng)I的示意結(jié)構(gòu)的一個(gè)示例的系統(tǒng)示意圖，其中示出了作為激光處理裝置的示例的激光打標(biāo)器20。激光打標(biāo)系統(tǒng)I由用于通過施加激光L來處理工件W的激光打標(biāo)器20、以及用于編輯處理?xiàng)l件的終端裝置10構(gòu)造而成。激光打標(biāo)器20包括用于產(chǎn)生并掃描激光L的打標(biāo)器頭部21、以及用于執(zhí)行對打標(biāo)器頭部21的操作控制的打標(biāo)器控制器22。終端裝置10是用于控制激光打標(biāo)器20的裝置，例如，其可以是安裝有激光打標(biāo)器應(yīng)用程序的個(gè)人計(jì)算機(jī)。用戶使用終端裝置10來創(chuàng)建及編輯定義了激光打標(biāo)器20的處理?xiàng)l件的處理設(shè)置數(shù)據(jù)。打標(biāo)器控制器22根據(jù)從終端裝置10接收到的處理設(shè)置數(shù)據(jù)來執(zhí)行對打標(biāo)器頭部21的操作控制。用于激光振蕩的激勵光在打標(biāo)器控制器22中產(chǎn)生，并且通過光纖23傳輸至打標(biāo)器頭部21。打標(biāo)器控制器22包括具有用于連接諸如PLC之類的外部裝置的多個(gè)輸入/輸出端子的端子塊31。打標(biāo)器頭部21根據(jù)來自打標(biāo)器控制器22的激勵光產(chǎn)生激光L,并且將激光L施加至工件W。此處，諸如字符、標(biāo)記以及圖形之類的符號可通過根據(jù)來自打標(biāo)器控制器22的控制信號掃描激光L的發(fā)射軸而印制在工件W上。打標(biāo)器頭部21中并入了照明光源和相機(jī) (未示出)，其中相關(guān)相機(jī)拍攝的工件W的拍攝圖像通過打標(biāo)器控制器22傳輸至終端裝置 10并顯示在顯示器上。用戶還可通過瀏覽拍攝圖像來檢查或調(diào)節(jié)工件W上的處理位置。〈激光打標(biāo)器20>圖2是示出了圖I的激光打標(biāo)器20的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的框圖，其示出了打標(biāo)器頭部21 和打標(biāo)器控制器22的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的一個(gè)不例。激光打標(biāo)器20可通過施加穿過遠(yuǎn)心透鏡48的激光L來執(zhí)行高度精確的激光處理。并且，激光打標(biāo)器20配置有用于拍攝工件W的照明光源53以及相機(jī)56，它們被布置成使照明光源53的光軸和相機(jī)56的拍攝軸與激光L的發(fā)射軸同軸。因此，通過遠(yuǎn)心透鏡48 可獲得具有很少失真的拍攝圖像。照明光源53產(chǎn)生波長與激光L基本相同的照明光,并且相機(jī)56拍攝波長與激光基本相同的返回光。因此，可利用波長與激光L基本相同的光拍攝工件W，并且獲得清晰的拍攝圖像。并且，通過在相機(jī)56的拍攝軸上提供相機(jī)快門55，可防止工件W所反射的激光L作為返回光進(jìn)入相機(jī)56并損壞相機(jī)56?！创驑?biāo)器控制器22>打標(biāo)器控制器22利用商用電源為打標(biāo)器頭部21供電，并且產(chǎn)生用于激光振蕩的激勵光。激勵光通過光纖23傳輸至打標(biāo)器頭部21。并且，打標(biāo)器控制器22根據(jù)從終端裝置10傳輸過來的處理設(shè)置數(shù)據(jù)來控制打標(biāo)器頭部21，并且執(zhí)行激光L的輸出控制以及掃描控制。〈打標(biāo)器頭部21〉打標(biāo)器頭部21由激光振蕩器41、光束米樣器42、振蕩器快門43、混合鏡44、Z掃描器45、偏振光束分離器46、XY掃描器47、遠(yuǎn)心透鏡48、功率監(jiān)控器51、引導(dǎo)光源52、照明光源53、半反射鏡54、相機(jī)快門55以及相機(jī)56配置而成。激光振蕩器41是用于通過吸收激勵光而產(chǎn)生包括激光束的激光L的激光發(fā)生器， 激光振蕩器41由激光介質(zhì)、諧振器、Q開關(guān)等配置而成。激光振蕩器41在此被假設(shè)為執(zhí)行脈沖振蕩的一個(gè)固定的激光振蕩器，例如SHG激光振蕩器。SHG激光振蕩器使用摻雜Nd (釹) 的YVO4(I凡酸乾，yttrium Vanadate)晶體作為激光介質(zhì),并且使用二次諧波來輸出波長為 532nm的綠光。波長為808nm的激光被用作激勵上述激光介質(zhì)的激勵光。激光振蕩器41所產(chǎn)生的激光L依次通過光束米樣器42、混合鏡44、Z掃描器45、偏振光束分離器46、XY掃描器47以及遠(yuǎn)心透鏡48，并且被施加至工件W。光束采樣器42是用于從激光振蕩器41輸出的激光L分支出恒定比例的激光作為采樣光束的分光器。例如，利用透明基板的表面反射等來劃分出輸入激光L的總的光量的大約3 %，并且將其作為采樣光束輸入至功率監(jiān)控器51。功率監(jiān)控器51是用于檢測激光振蕩器41的輸出功率的光強(qiáng)檢測部分，其包括諸如熱電堆之類的熱敏元件，并且其檢測結(jié)果被用在激光振蕩器41的輸出控制中。振蕩器快門43是用于通過以可打開/可關(guān)閉的方式阻擋激光L的發(fā)射路徑來防止激光L的泄漏的防泄漏阻擋部分，其被布置在偏振光束分離器46的上游側(cè)。在此，振蕩器快門43布置在光束采樣器42和混合鏡44之間，所以除了根據(jù)激光L的輸出控制信號照射激光L的時(shí)間之外，激光L的發(fā)射路徑均被阻擋。因此，在利用相機(jī)56拍攝工件W時(shí)，通過振蕩器快門43阻擋激光L的發(fā)射路徑?；旌乡R44是用于使引導(dǎo)光的發(fā)射軸與激光L的發(fā)射軸基本一致的光混合分光器 (light mixing optical splitter),其中來自激光振蕩器41的激光L被發(fā)射并且來自導(dǎo)光源52的導(dǎo)光被反射,從而它們均被發(fā)送至Z掃描器45。引導(dǎo)光源52是用于產(chǎn)生對工件 W上的處理位置進(jìn)行顯示的引導(dǎo)光的光源裝置，其包括諸如LD(光電二極管)之類的發(fā)光元件。通過引導(dǎo)光的點(diǎn)亮控制和引導(dǎo)光的發(fā)射軸的高速掃描，能夠?qū)⒁≈频姆枅D案可視地識別為照射光斑(irradiation spot)的余像。Z掃描器45是用于調(diào)節(jié)激光L的束直徑的束直徑控制部分，其包括布置在激光L 的光軸上的兩個(gè)透鏡，其中例如，通過改變這些透鏡的相對距離，束直徑為2πιπιΦ的激光L 可被放大成最大直徑8_Φ?？赏ㄟ^放大激光的光斑直徑來執(zhí)行降低光斑中的能量密度的散焦控制。偏振光束分離器46是相機(jī)分光器,其在激光L的發(fā)射路徑上相比XY掃描器47布置在上游，用于傳輸來自Z掃描器45的激光L并使相機(jī)56的光接收軸與激光L的發(fā)射軸基本一致。換言之，進(jìn)入遠(yuǎn)心透鏡48并且回到激光L的反射路徑的由工件W所反射光的返回光被偏振光束分離器46反射，因此脫離激光L的發(fā)射軸并進(jìn)入相機(jī)56。偏振光束分離器 46將通過半反射鏡54進(jìn)入的照明光朝著XY掃描器47反射，并且使照明光的發(fā)射軸與激光 L的發(fā)射軸一致。例如，如果通過激光振蕩器41來生成P偏振光的激光L，則選擇性地傳輸 P偏振光分量，且在使用反射S偏振光分量的偏振光束分尚器46分別反射包括S偏振光分量的返回光和照射光的同時(shí)傳送激光L。XY掃描器47是用于對激光L的發(fā)射軸進(jìn)行二維掃描的掃描裝置，其包括諸如用于反射激光L的掃描鏡之類的光學(xué)系統(tǒng)以及用于轉(zhuǎn)動掃描鏡的驅(qū)動單元。掃描鏡被稱為電流鏡(galvano-mirror),并且被布置在激光L的發(fā)射路徑上。XY掃描器47根據(jù)來自打標(biāo)器控制器22的位置控制信號來轉(zhuǎn)動掃描鏡。遠(yuǎn)心透鏡48是用于朝著工件W發(fā)射激光L的發(fā)射光學(xué)系統(tǒng),其被布置在XY掃描器47下游，即激光L的發(fā)射路徑的工件W側(cè)。遠(yuǎn)心透鏡48由多個(gè)光透鏡以及防護(hù)玻璃罩配置而成，其包括其中工件W的場角(field angle)大約為0°的物體側(cè)遠(yuǎn)心光學(xué)系統(tǒng)。即， 遠(yuǎn)心透鏡48以使得不管激光L的入射角如何激光的主光線都變得基本上與透鏡光軸平行的方式向工件W發(fā)射激光L。照明光源53是適于產(chǎn)生用于照亮工件W的照明光的光源，其包括諸如LED (發(fā)光二極管)之類的發(fā)光元件。照明光源53產(chǎn)生波長至少與激光L的波長基本相等的照明光， 并將其發(fā)射至半反射鏡54。半反射鏡54是一個(gè)照明分光器,其布置在相機(jī)56的光接收路徑上,用于傳輸來自偏振光束分離器46的返回光并使照明光的發(fā)射軸與相機(jī)56的光接收軸基本一致。換言之, 半反射鏡54將來自偏振光束分離器46的返回光傳輸進(jìn)入相機(jī)56,并且使來自照明光源53 的照明光朝著偏振光束分離器反射。相機(jī)快門55是用于通過以可打開/可關(guān)閉的方式阻擋相機(jī)56的光接收路徑以在激光L的照射期間阻擋返回光進(jìn)入相機(jī)56的相機(jī)保護(hù)阻擋部分，其被布置在偏振光束分離器46的上游側(cè)。在這種情況下，相機(jī)快門55布置在半反射鏡54和相機(jī)56之間,根據(jù)激光 L的輸出控制信號而打開和關(guān)閉，并且至少在激光L的照射期內(nèi)阻擋相機(jī)56的光接收路徑。 因此，可通過使得激光照射的定時(shí)不同于相機(jī)的拍攝定時(shí)來防止激光L的返回光損壞相機(jī) 56。相機(jī)56是用于拍攝工件W并產(chǎn)生拍攝圖像的成像單元，相機(jī)56根據(jù)來自打標(biāo)器控制器22的成像控制信號來進(jìn)行拍攝，并且將所獲取的拍攝圖像輸出至打標(biāo)器控制器22。 此處，相機(jī)56被假設(shè)成接收波長與激光波長基本相等的光并產(chǎn)生拍攝圖像。<遠(yuǎn)心透鏡48>圖3A至圖3C是示出了圖2的遠(yuǎn)心透鏡48的操作的一個(gè)示例的示意圖。圖3A示出了其中激光L施加至可印制區(qū)域的中部的情況，圖3B示出了其中激光L施加至可印制區(qū)域的靠近左端的情況，圖3C示出了其中激光L施加至可印制區(qū)域的靠近右端的情況。遠(yuǎn)心透鏡48以使得不管激光L的入射角如何其主光束都變得大體平行于遠(yuǎn)心透鏡48的光軸的方式發(fā)射激光L。因此，形成在工件W上的激光L的光斑直徑不會改變，并且即使XY掃描器47的掃描角變深(de印，大)并且入射到遠(yuǎn)心透鏡48的入射角變大，也能執(zhí)行高精度的激光處理。
在這樣的激光打標(biāo)器20中，可通過利用光接收軸基本與激光L的發(fā)射軸一致的相機(jī)56來拍攝工件W以獲取具有較少失真的拍攝圖像。換言之，即使XY掃描器47的掃描角變深并且入射到遠(yuǎn)心透鏡48的入射角變大，拍攝圖像也不會失真。并且，不管XY掃描器47 的掃描角如何，拍攝圖像中的周圍圖像也不會失真。因此，可以根據(jù)具有很少失真的拍攝圖像來以高精度對處理位置進(jìn)行檢查或調(diào)節(jié)。<半反射鏡54>圖4是示出了通過圖2的半反射鏡54的光路的一個(gè)示例的示意圖。半反射鏡54 處的反射發(fā)生在光線進(jìn)入的第一表面以及與第一表面相對的第二表面。因此，如果拍攝半反射鏡54的反射光，則發(fā)生圖像呈現(xiàn)重影的幻像。如果拍攝所傳輸?shù)墓鈩t不會出現(xiàn)這樣的問題。因此，通過在經(jīng)半反射鏡54發(fā)射從偏振光束分離器46進(jìn)入的返回光的方向上安裝相機(jī)56，且通過安裝照明光源53以使半反射鏡54反射的照明光進(jìn)入偏振光束分離器 46，能夠獲得清晰的拍攝圖像。<光學(xué)單元的空間布置>圖5是不出了圖2的光學(xué)單兀41至48、51至56的空間布置的不圖。激光振蕩器 41、光束米樣器42、混合鏡44、Z掃描器45、偏振光束分離器46以及XY掃描器47對齊并且在水平方向基本布置成一條直線，并且激光L通過該直線路徑從激光振蕩器41到達(dá)XY掃描器47，由XY掃描器47使之向下折彎，并進(jìn)入遠(yuǎn)心透鏡48。利用這種結(jié)構(gòu)，可減少激光折彎的次數(shù)，從而可抑制由于光學(xué)單元41至47的變化而產(chǎn)生的錯(cuò)誤，從而提高激光處理的精度。激光振蕩器41被形成為T型，其中從右下方的輸入端41T輸入激勵光，并且從形成在左上方的輸出管41B的末端處的輸出窗口 41W輸出激光L。光束米樣器42和混合鏡44被布置成相對于激光L的發(fā)射軸傾斜45°。振蕩器快門43由遮光板43a、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元43b、位置檢測單元43c以及反射光吸收裝置43d配置而成。遮光板43a是用于阻擋激光L的光路的遮光部分，其由例如金屬板制成。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元43b是用于旋轉(zhuǎn)遮光板43a的驅(qū)動部分，并且使用了例如旋轉(zhuǎn)螺線管。 當(dāng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元43b旋轉(zhuǎn)遮光板43a時(shí)，可以以可打開/可關(guān)閉的方式阻擋激光L的光路。 位置檢測單元43c是用于檢測遮光板43a的旋轉(zhuǎn)位置的檢測部分，例如采用了光電耦合器 (photocoupler)。反射光吸收裝置43d吸收被遮光板43a反射的激光L，并且防止激光L散射。偏振光束分離器46被布置成相對于激光L的反射軸傾斜約56. 6°，并且激光L的入射角變得與布魯斯特(Brewster)角基本一致。激光L由此幾乎100%傳輸。偏振光束分離器46反射返回光，并且返回光以相對激光L在水平方向的發(fā)射軸成約66. 8°的角度向上定向。照明模塊530是其中將照明光源53布置在繪圖平面的近端并且將半反射鏡54布置在繪圖平面的遠(yuǎn)端的模塊，其中從近端發(fā)射至遠(yuǎn)端的照明光被半反射鏡54反射、并且在左下方向進(jìn)入偏振光束分離器46。從偏振光束分離器46進(jìn)入的返回光透過半反射鏡54, 并向右上方向進(jìn)入相機(jī)模塊560。相機(jī)模塊560是由相機(jī)56和透鏡桶57配置而成的模塊,其中相對于透鏡桶57以可更換的方式附接相機(jī)56。<打標(biāo)器頭部21的內(nèi)部結(jié)構(gòu)>圖6是示出了圖I的打標(biāo)器頭部21的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的示意圖。打標(biāo)器頭部21將圖2 所示的光學(xué)單元41至48以及51至56中除了遠(yuǎn)心透鏡48和相機(jī)56之外的每個(gè)光學(xué)單元容納在殼體框架60中。殼體框架60是由諸如鋁之類的金屬整體成型的框架，其被其中整體成型的分隔板61分成兩個(gè)容納部分62、63。通過使殼體框架60整體成型并將每個(gè)光學(xué)單元41至48 以及51至56固定在殼體框架60中，可提高光學(xué)單元的排布精度，并且提高激光處理的精度。右側(cè)的容納部分62容納了激光振蕩器41，并具有附接至外壁的光纖電纜230的連接部分231，由此使得光纖23穿過壁表面。激勵光通過光纖23進(jìn)入激光振蕩器41的右下部分，并且激光L從激光振蕩器41的左上部分處的輸出窗口 41W輸出。輸出窗口 41W布置在穿過分隔板61的激光振蕩器41的輸出管的末端，即，左側(cè)的容納部分63。左側(cè)的容納部分63容納了除了激光振蕩器41、遠(yuǎn)心透鏡48和相機(jī)56之外的每個(gè)光學(xué)單元。容納部分63具有防塵結(jié)構(gòu)，從而防止了由于灰塵的影響而造成的激光處理精度的下降。用于支撐打標(biāo)器頭部21的三個(gè)高度調(diào)節(jié)腿65附接至殼體框架60。每個(gè)高度調(diào)節(jié)腿65都是圓柱形支撐部件，其長度可以單獨(dú)調(diào)節(jié)。每個(gè)高度調(diào)節(jié)腿65都被附接至公共附接板66，并且通過附接板66將打標(biāo)器頭部21安裝在工作臺等上?！凑彰髂K530〉圖7是示出了圖5的照明模塊530的一個(gè)結(jié)構(gòu)示例的平面圖。圖8是沿A-A截取的圖7的照明模塊530的截面圖。照明模塊530由照明光源53、散熱器531、孔徑532、聚光透鏡(light collecting lens) 533和半反射鏡54配置而成,其中附接表面534緊固地附接至殼體框架60。散熱器531是具有多個(gè)熱輻射鰭的熱輻射板，其附接至照明光源53的后表面?？讖?32是僅僅傳播發(fā)射軸附近的照明光的光學(xué)孔徑，其包括由照明光的發(fā)射軸上的小傳輸窗口形成的遮光板。傳輸通過孔徑532的照明光通過聚光透鏡533并進(jìn)入半反射鏡54。以相對于相機(jī)56的光接收軸傾斜45°的方式布置半反射鏡54。通過在照明光源53的前側(cè)布置孔徑532，可以阻擋并非拍攝所需的光，并且可以抑制照射光的光量。因此，可以抑制拍攝圖像中產(chǎn)生透鏡眩光。具體地說，當(dāng)XY掃描器47 具有淺(shallow，小)的掃描角度時(shí)，抑制了照明光被遠(yuǎn)心透鏡48反射從而在拍攝圖像中產(chǎn)生透鏡眩光的情況。<相機(jī)模塊560〉圖9是不出了圖5的相機(jī)模塊560的一個(gè)結(jié)構(gòu)不例的外觀。相機(jī)模塊560包括相機(jī)56和透鏡桶57。相機(jī)56是包括成像元件56a、電路基板56b和安裝部分56c的拍攝單元。成像元件56a是其中以矩陣形式布置了多個(gè)光接收元件的成像部分，用于輸出工件W的拍攝圖像， 可以采用例如CCD (電荷耦合器件)。電路基板56b是布置了成像元件56a及其控制電路的印刷基板。安裝部分56c是用于將相機(jī)56與透鏡桶57接合的接合部分，其緊固地附接至電路基板56b。此處，安裝部分56c具有形成在內(nèi)表面上的螺紋槽的圓柱體，其構(gòu)成了諸如 C安裝件(C mount)的通用螺紋安裝件。透鏡桶57包括筒框體571和相機(jī)附接部分572。筒框體571是一端面對半反射鏡 54且另一端布置有相機(jī)附接部分572的基本呈管狀的殼體，其緊固地附接至殼體框架60。 容納在透鏡桶57中的圖像形成透鏡57r是用于使成像元件56a對返回光進(jìn)行成像的光學(xué)系統(tǒng)，其包括波長選擇濾光片57f。波長選擇濾光片57f是用于選擇性地傳輸至少與激光L的波長基本相等的波長的濾光片。通過利用波長選擇濾光片57f使波長與激光L基本相等的返回光進(jìn)入相機(jī)56、并去除并非拍攝必須的波長分量，可以獲得清晰的拍攝圖像。<相機(jī)56的角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)以及偏移調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)>圖IOA和圖IOB是示出了圖9的相機(jī)56和相機(jī)附接部分572的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的示圖， 其中圖IOA是從光接收軸(相機(jī)56側(cè))看到的示圖，圖IOB是從與光接收軸正交的方向看到的示圖。圖11是沿線B-B截取的圖9的相機(jī)56和相機(jī)附接部分572的截面圖。相機(jī)附接部分572是包括可拆卸安裝部分573和安裝支撐部分574的相機(jī)安裝件，其可拆卸地附接至相機(jī)56。相機(jī)附接部分572可調(diào)節(jié)相機(jī)56的附接位置。利用相機(jī)附接部分572將相機(jī)56布置在殼體框架60的外部?？刹鹦栋惭b部分573是與相機(jī)56接合的接合部分，其由安裝支撐部分574支撐。 可拆卸安裝部分573包括布置成中心軸彼此一致的圓柱主體57a和盤狀凸緣57b。安裝支撐部分574包括由包括相機(jī)56的光接收軸的通孔形成的內(nèi)管狀體57c、以及用于容納內(nèi)管狀體57c的外管狀體57d?？刹鹦栋惭b部分573以使盤狀凸緣57b與安裝支撐部分574的上端面相接觸的方式附接至安裝支撐部分574。從盤狀凸緣57b向上突出的圓柱主體57a具有形成在其外周表面的螺紋槽，并且構(gòu)造了與相機(jī)56接合的諸如C安裝件的螺紋安裝件。即，通過將安裝部分56c螺紋裝配(screw-fitting)至可拆卸安裝部分573來將相機(jī)56可拆卸地附接至相機(jī)附接部分572。利用6個(gè)可調(diào)節(jié)的螺釘AJ1、AJ2來固定可拆卸的安裝部分573。4個(gè)調(diào)節(jié)螺釘AJl 是用于調(diào)節(jié)成像元件56a上的光接收軸的位置的調(diào)節(jié)部件。2個(gè)調(diào)節(jié)螺釘AJ2是用于以光接收軸為中心來調(diào)節(jié)成像元件56a的方向的調(diào)節(jié)部件。4個(gè)調(diào)節(jié)螺釘AJl分別布置成與光軸正交，使得相鄰的調(diào)節(jié)螺釘AJl形成直角。調(diào)節(jié)螺釘從外側(cè)穿過在安裝支撐部分574的外管狀體57d中形成的沿Z方向延伸的長形孔 57b，從而與內(nèi)管狀體57c進(jìn)行螺紋裝配。因此，通過旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺釘AJ1，可拆卸安裝部分573 可二維移動，從而可在XY方向上移動成像元件56a上的光接收軸的位置(圖10)。而且，通過松開調(diào)節(jié)螺釘AJl并調(diào)節(jié)位置，可在Z方向(光軸方向)上移動可拆卸安裝部分573，并且可在Z方向上精細(xì)地調(diào)節(jié)成像元件56a與圖像形成透鏡57r之間的距離。X方向和Y方向上的偏移調(diào)節(jié)范圍約為I至2mm。兩個(gè)調(diào)節(jié)螺釘AJ2均布置為與光軸平行，并且從外側(cè)穿過沿可拆卸安裝部分573 的凸緣57b的外周延伸的弓形長孔57a，從而與安裝支撐部分574的內(nèi)管狀體57c的上端面進(jìn)行螺紋裝配。因此，通過松開調(diào)節(jié)螺釘AJ2并轉(zhuǎn)動可拆卸安裝部分573，可以以光軸為中心調(diào)節(jié)成像元件56a的方向(附接角度Θ)。附接角度Θ的調(diào)節(jié)范圍大約為90°。
圖12A至圖12C是示出了圖9的相機(jī)模塊560中的相機(jī)56的成像元件56a的位置和附接角度的變化的示意圖。圖12A示出了正常情況，圖12B示出了其中相機(jī)56的附接角度發(fā)生了改變的情況，圖12C示出了其中成像元件56a的位置發(fā)生了改變的情況。相機(jī)56通過將相機(jī)附接部分572螺紋裝配到安裝部分56c中而固定至相機(jī)附接部分572。因此，相機(jī)56的附接角度隨著螺紋槽和螺紋的加工狀況而變化。即使相機(jī)56的附接角度變化，相機(jī)附接部分572也可利用上述角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)來校正相機(jī)56的附接角度。電路基板56b的成像元件56a的位置并不容易與相機(jī)56的安裝部分56c的中心軸一致。由此，成像元件56a相對于安裝部分56c的位置會變化。即使成像元件56a的位置變化，相機(jī)附接部分572也可利用上述角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)來校正成像元件56a相對于安裝部分56c的位置。<相機(jī)蓋70的附接結(jié)構(gòu)>圖13是示出了圖I的打標(biāo)器頭部21中的相機(jī)蓋70的附接結(jié)構(gòu)的透視圖。相機(jī) 56通過以螺紋裝配的方式固定至相對于殼體框架60固定的相機(jī)附接部分572的可拆卸安裝部分573。向激光打標(biāo)器20附接用于蓋住相機(jī)56以使附接至可拆卸安裝部分573的相機(jī)56 不暴露的相機(jī)蓋70。相機(jī)蓋70可拆卸地附接至殼體框架60。在本示例中，相機(jī)蓋70通過蓋附接螺釘75固定至殼體框架60。當(dāng)從可拆卸安裝部分573卸下相機(jī)56時(shí)，激光L會從相機(jī)附接部分572的開口泄漏出去作為工件W的返回光或發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)、XY掃描器47等的散射光。在激光打標(biāo)器20 中，為了防止激光L的泄漏，在從殼體框架60卸下相機(jī)蓋70時(shí)停止激光L的輸出?！聪鄼C(jī)蓋70>圖14A和圖14B是示出了圖13的相機(jī)蓋70的詳細(xì)結(jié)構(gòu)示例的示圖。圖14A是相機(jī)蓋70的平面圖，圖14B是相機(jī)蓋70的側(cè)視圖。通過對遮光部件(例如金屬)制成的平板執(zhí)行折彎處理等來形成相機(jī)蓋70，其包括用于容納相機(jī)56的相機(jī)容納部分71以及將固定至殼體框架60的附接表面72。附接表面72形成有螺紋孔73和推動元件74。相機(jī)蓋70通過借助螺紋孔73將蓋附接螺釘75螺紋裝配至殼體框架60來進(jìn)行固定。推動元件74是用于打開和關(guān)閉限位 SW (開關(guān))80的操作體，限位SW80用于檢測相機(jī)蓋70的附接和拆卸，并且推動元件74是從附接表面72突出的圓柱體?！聪尬籗W80>圖15A和圖15B是示出了圖13的打標(biāo)器頭部21中的限位SW80的結(jié)構(gòu)示例的示圖。圖15A是限位SW80的側(cè)視圖，圖15B示出了從上方看到的限位SW80的狀態(tài)。限位SW80 是用于檢測相機(jī)蓋70從殼體框架60拆卸的蓋附接/拆卸檢測部分，其包括主體81、彈簧片 82和推動元件83。主體81具有包括布置成彼此相對的兩個(gè)端子電極的機(jī)械觸點(diǎn)84，主體81被布置在殼體框架60中。機(jī)械觸點(diǎn)84通過借助推動彈黃片82的末端而向下移動的推動兀件83 而變換為導(dǎo)通狀態(tài)，并且通過釋放彈簧片82而進(jìn)入阻斷狀態(tài)。當(dāng)相機(jī)蓋70附接至殼體框架60從而使推動元件74與彈簧片82接觸并推動彈簧片82時(shí)，限位SW80變換為導(dǎo)通狀態(tài)。另一方面，當(dāng)從殼體框架60拆卸下相機(jī)蓋70從而釋放彈簧片82時(shí)，限位SW80變換為阻擋狀態(tài)。相機(jī)蓋70的附接或拆卸的檢測信號通過端子電極85輸出至打標(biāo)器控制器22。圖16是示出了在圖13的打標(biāo)器頭部21中附接了相機(jī)蓋70時(shí)的狀態(tài)，其示出了沿著與打標(biāo)器頭部21垂直的平面所取的截面圖。對殼體框架60附接相機(jī)蓋70，以從上側(cè)覆蓋相機(jī)56。在這種情況下，使相機(jī)蓋70的推動元件74通過殼體框架60的通孔60a與限位SW80的彈簧片82接觸，由此彈簧片82向下彈性變形。限位SW80通過將相機(jī)蓋70附接至殼體框架60來變換為導(dǎo)通狀態(tài)，并且通過從殼體框架60拆卸相機(jī)蓋70來變換為阻擋狀態(tài)?！创驑?biāo)器控制器22>圖17是示出了圖2的激光打標(biāo)器20中的打標(biāo)器控制器22的結(jié)構(gòu)示例的框圖。打標(biāo)器控制器22由端子塊31、DC電源32、Q開關(guān)驅(qū)動電路33、SSR34、激勵光源電源35、LD驅(qū)動電路36、LD37、激光輸出控制單元38、以及通知單元39配置而成。DC電源32是用于將由商用電源提供的交流電轉(zhuǎn)換成直流電、并將電力提供給打標(biāo)器頭部21、Q開關(guān)驅(qū)動電路33和激光輸出控制單元38的供電裝置。Q開關(guān)驅(qū)動電路33 是用于驅(qū)動激光振蕩器41中的Q開關(guān)的驅(qū)動器電路，其向Q開關(guān)輸出用于指示振蕩頻率、 脈沖寬度等的預(yù)定Q開關(guān)控制信號。SSR(固態(tài)繼電器)34是用于根據(jù)來自激光輸出控制單元38的繼電器控制信號來針對激勵光源電源35阻斷供電或釋放阻斷狀態(tài)并恢復(fù)供電的繼電器電路，其由半導(dǎo)體元件構(gòu)成。激勵光源電源35是用于利用通過SSR34提供的商用電源向LD驅(qū)動電路36提供電力的電源裝置。LD驅(qū)動電路36和LD (激光二極管)37是用于產(chǎn)生用于激光振蕩的激勵光的激勵光源。LD37是用于產(chǎn)生作為激勵光的激光的發(fā)光元件，其由半導(dǎo)體元件構(gòu)成。LD 驅(qū)動電路36向LD37提供驅(qū)動電流I。激光輸出控制單元38包括電源控制部分381、處理設(shè)置數(shù)據(jù)存儲部分382、光強(qiáng)控制部分383和快門控制部分384，其執(zhí)行激光L的輸出控制。激光輸出控制單元38根據(jù)來自限位SW80的蓋檢測信號來防止激光L射向工件W。即，激光輸出控制單元38起到用于判斷相機(jī)蓋70是否拆卸的蓋附接/拆卸確定部分的作用，并且激光輸出控制單元38在判定拆卸了相機(jī)蓋70的時(shí)候禁止激光L的發(fā)射。具體地說，通過停止激光振蕩、控制Q開關(guān)、或關(guān)閉振蕩器快門43來阻止向工件W發(fā)射激光L。處理設(shè)置數(shù)據(jù)存儲部分382保持從終端裝置10傳輸?shù)奶幚碓O(shè)置數(shù)據(jù)。光強(qiáng)控制部分383根據(jù)處理設(shè)置數(shù)據(jù)存儲部分382中的處理設(shè)置數(shù)據(jù)來控制Q開關(guān)驅(qū)動電路33和 LD驅(qū)動電路36，從而執(zhí)行激光L的輸出調(diào)節(jié)。電源控制部分381根據(jù)來自限位SW80的蓋檢測信號來產(chǎn)生用于控制針對激勵光源電源35的電力供應(yīng)的預(yù)定繼電器控制信號，并將該信號輸出給SSR34。具體地說，如果通過限位SW80檢測出從殼體框架60拆卸了相機(jī)蓋70，則阻斷針對激勵光源電源35的電力供應(yīng)。另一方面，如果檢測出相機(jī)蓋70附接至殼體框架60，則恢復(fù)針對激勵光源電源35 的電力供應(yīng)。光強(qiáng)控制部分383根據(jù)來自限位SW80的蓋檢測信號來指示針對LD驅(qū)動電路36的驅(qū)動電流I的電流值。具體地說，如果通過限位SW80檢測出從殼體框架60拆卸了相機(jī)蓋70，則針對LD驅(qū)動電路36指示驅(qū)動電流I的電流值=0，從而變換至激光輸出停止?fàn)顟B(tài)。 即，即使在激光L的照射期間，也能在拆卸了相機(jī)蓋70時(shí)停止激勵光的輸出。如果檢測出相機(jī)蓋70附接至殼體框架60，則釋放激光輸出停止?fàn)顟B(tài)?？扉T控制部分384根據(jù)來自限位SW80的蓋檢測信號來產(chǎn)生用于控制振蕩器快門 43和相機(jī)快門55的預(yù)定快門控制信號。具體地說，如果通過限位SW80檢測出從殼體框架 60拆卸了相機(jī)蓋70，則振蕩器快門43和相機(jī)快門55關(guān)閉，以變換至激光輸出停止?fàn)顟B(tài)。 即，即使在激光L的照射期間，也能在拆卸了相機(jī)蓋70時(shí)阻擋激光L的發(fā)射路徑。并且，即使在相機(jī)拍照時(shí)錯(cuò)誤地拆卸了相機(jī)56，相機(jī)56的接收路徑也能被相機(jī)快門55阻擋。另一方面，如果檢測出相機(jī)蓋70附接至殼體框架60，則釋放激光輸出停止?fàn)顟B(tài)。例如，可通過關(guān)閉一次主電源并再次打開電源來釋放激光輸出的停止?fàn)顟B(tài)。通知單元39根據(jù)來自限位SW80的蓋檢測信號來通知從殼體框架60拆卸了相機(jī)蓋70。具體地說，如果通過限位SW80檢測出從殼體框架60拆卸了相機(jī)蓋70，則針對與端子塊31連接的外部裝置或連接到打標(biāo)器控制器22的控制臺輸出指示未附接相機(jī)蓋70的警告信號?！措娫纯刂撇糠?81〉圖18是示出了圖17中的激光輸出控制單元38的電源控制部分381的結(jié)構(gòu)示例的示圖。通過電阻器元件R1拉升的限位SW80的輸出被提供給電源控制部分381。限位 SW80的輸出是蓋檢測信號，其電壓電平在機(jī)械觸點(diǎn)84導(dǎo)通時(shí)為低電平，并且在釋放時(shí)為高電平。電源控制部分381包括兩個(gè)晶體管91及92、上拉電阻器R2、以及繼電器控制電路 93,其在輸入信號的電壓電平為高電平時(shí)輸出低電平的繼電器控制信號,從而關(guān)閉SSR34。晶體管91及92各自的集電極端子連接至公共輸出端子，并且晶體管91及92通過上拉電阻器R2接收DC電源。兩個(gè)發(fā)射極端子均接地。向晶體管91的基極端子和繼電器控制電路93提供輸入信號。繼電器控制電路93的輸出被提供給晶體管92的基極端子。繼電器控制電路93是用于根據(jù)蓋檢測信號來控制晶體管92的打開/關(guān)斷的電子電路。具體地說，在輸入信號的電壓電平為低電平時(shí)輸出低電平，并且在輸入信號的電壓電平為高電平時(shí)輸出高電平，從而使晶體管92導(dǎo)通。可利用諸如FPGA(現(xiàn)場可編程門陣列) 通過硬件方式構(gòu)造這種繼電器控制電路93。FPGA是包括可編程邏輯電路的半導(dǎo)體裝置?？赏ㄟ^以預(yù)定應(yīng)用程序操作處理器來以軟件方式配置繼電器控制電路93。繼電器控制信號被輸出作為晶體管91、92的邏輯和，并且在晶體管91、92中的至少一個(gè)導(dǎo)通時(shí)從高電平變換為低電平。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，即使晶體管91和繼電器控制電路93 中的任意一個(gè)發(fā)生故障，或者繼電器控制電路93失控，SSR34也可正確地關(guān)斷。圖19是示意性地示出了圖2的激光打標(biāo)器20中的Q開關(guān)414的驅(qū)動系統(tǒng)的示意圖。需要高電壓來驅(qū)動激光振蕩器41中的Q開關(guān)414。根據(jù)本實(shí)施例的激光打標(biāo)器20包括用于保護(hù)其它電路和組件不受Q開關(guān)414及其驅(qū)動系統(tǒng)的高電壓的影響以及用于防止起電的保護(hù)機(jī)構(gòu)。激光振蕩器41包括激光介質(zhì)411、諧振鏡(resonance mirror) 412及413、Q開關(guān)414以及熱輻射板415。激光介質(zhì)411受通過光纖電纜230的光纖23從打標(biāo)器控制器 22傳輸過來的激勵光的激勵，并通過感生輻射來放大激光L。激光介質(zhì)411布置在諧振鏡412及413之間。每次激光L經(jīng)過激光介質(zhì)411就被放大一次。Q開關(guān)414是用于通過改變Q值來獲取高能量密度的激光脈沖的光學(xué)元件，其根據(jù)通過信號傳輸電纜101從打標(biāo)器控制器22傳輸過來的Q開關(guān)控制信號來操作。Q開關(guān)414 包括能夠通過施加電壓利用雙折射來調(diào)節(jié)傳輸光量的光電元件，其布置在激光介質(zhì)411和諧振鏡(輸出鏡)413之間。Q開關(guān)414通過熱輻射板415等固定至殼體框架60。信號傳輸電纜101是用于傳輸Q開關(guān)控制信號的布線電纜，其包括例如同軸電纜。 信號傳輸電纜101的一端通過連接單元102附接至打標(biāo)器頭部21的殼體框架60，信號傳輸電纜101的另一端通過連接單元102附接至打標(biāo)器控制器22的控制器殼體220。光纖電纜230是包括用于傳輸激勵光的光纖23的電纜。光纖23由導(dǎo)電金屬等屏蔽。類似于信號傳輸電纜101，光纖電纜230也是一端通過連接單元231附接至殼體框架 60，另一端通過連接單元231附接至控制器殼體220。信號傳輸電纜101的連接單元102包括具有預(yù)定鎖定機(jī)構(gòu)的BNC(Bayonet Neill Concelman)連接器，且是不能拆卸的。殼體框架60通過光纖電纜230和控制器殼體220的金屬屏蔽來接地。Q開關(guān)驅(qū)動電路33產(chǎn)生高電壓作為Q開關(guān)控制信號。因此，增強(qiáng)了與Q開關(guān)驅(qū)動電路33導(dǎo)通的電路區(qū)域221、并且與另一電路區(qū)域223隔離。因此，電路區(qū)域221和223之間的信號的發(fā)送和接收是通過隔離信號傳輸元件222 (例如光耦合器)來執(zhí)行的。根據(jù)本實(shí)施例，附接至殼體框架60的可拆卸安裝部分573的相機(jī)56可通過基本上與激光L同軸的光路來接收來自工件W的返回光，并且可以在處理之前以高精度執(zhí)行處理位置的檢查和調(diào)節(jié)。相機(jī)56可從可拆卸安裝部分573拆卸下來以便利用期望相機(jī)進(jìn)行更換。但是，在拆卸相機(jī)56時(shí)，首先需要從殼體框架60卸下用于覆蓋相機(jī)56的相機(jī)蓋70。 當(dāng)卸下相機(jī)蓋70時(shí)，該卸下被限位SW80所檢測到，從而停止激光L的輸出。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)， 在從可拆卸安裝部分573卸下相機(jī)56時(shí)，可防止激光L從可拆卸安裝部分573的開口泄漏出去作為來自工件W的返回光或發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)等的散射光。并且，即使相機(jī)56在激光L的照射期間被錯(cuò)誤地卸下，也能防止激光L從可拆卸安裝部分573泄漏出去。因此，用戶可在任何時(shí)候拆卸相機(jī)56。即使沒有附接相機(jī)56也可輸出激光L。在將相機(jī)蓋70從殼體框架60卸下時(shí)，通過阻斷對激勵光源電源35的電力供應(yīng)來可靠地停止激光L的輸出。并且，可以可靠地檢測相機(jī)蓋70從殼體框架60的卸下，并且可以防止由于盡管沒有附接相機(jī)蓋70卻斷開了蓋檢測信號的傳輸而導(dǎo)致的錯(cuò)誤地釋放激光L的輸出停止?fàn)顟B(tài)。 可以調(diào)節(jié)成像元件56a的位置和相機(jī)56的附接角度Θ的變化。在本實(shí)施例中，已經(jīng)描述了檢測相機(jī)蓋70的拆卸并關(guān)閉振蕩器快門43和相機(jī)快門55的情況，但是本發(fā)明并不限于此。例如，可以采用在激光輸出時(shí)執(zhí)行關(guān)閉相機(jī)快門55 的控制的結(jié)構(gòu)。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，即使相機(jī)56在激光L的照射期間被錯(cuò)誤地卸下，也能防止激光L從可拆卸安裝部分573泄漏出去。因此，用戶可在任何時(shí)候拆卸相機(jī)56。在沒有附接相機(jī)56的狀態(tài)下也可輸出激光L。在本實(shí)施例中，已經(jīng)描述了蓋檢測部分包括在從殼體框架60卸下相機(jī)蓋70時(shí)變換為阻斷狀態(tài)的機(jī)械觸點(diǎn)的情況，但是本發(fā)明并不限于其中蓋檢測部分的結(jié)構(gòu)是機(jī)械觸點(diǎn)的情況。例如，可通過利用光中斷器(photo-interrupter)的非接觸式電路來檢測相機(jī)蓋 70的拆卸。并且，在本實(shí)施例中，已經(jīng)描述了根據(jù)蓋檢測信號來阻斷針對激勵光源電源的電力供應(yīng)的情況，但是強(qiáng)制地停止激光L的輸出的結(jié)構(gòu)并不限于此。例如，可通過控制激光振蕩器41的Q開關(guān)414來停止激光L的輸出。此外，在本實(shí)施例中，已經(jīng)描述了其中激光打標(biāo)器20是SHG激光打標(biāo)裝置的情況， 但是根據(jù)本發(fā)明的激光處理裝置并不限于此。例如，本發(fā)明還可應(yīng)用至光纖激光打標(biāo)裝置。 光纖激光打標(biāo)裝置是使用摻雜了 Yb (鐿)的光纖作為放大器的激光打標(biāo)器。
權(quán)利要求
1.一種激光處理裝置，包括用于控制激光發(fā)生器的控制器、以及具有掃描光學(xué)系統(tǒng)和殼體的頭部，所述激光發(fā)生器用于產(chǎn)生用來對處理對象進(jìn)行處理的激光，所述掃描光學(xué)系統(tǒng)用于針對所述處理對象來掃描激光，所述殼體用于容納所述掃描光學(xué)系統(tǒng)；所述激光處理裝置包括相機(jī)，用于拍攝所述處理對象，所述相機(jī)可拆卸地附接至所述殼體并且具有從激光的發(fā)射軸分支出來的光接收軸；相機(jī)蓋，其可拆卸地附接至所述殼體以覆蓋所述相機(jī)；蓋檢測部分，用于檢測所述相機(jī)蓋從所述殼體的拆卸；以及激光輸出控制部分，用于根據(jù)所述蓋檢測部分的檢測結(jié)果來禁止向所述處理對象發(fā)射激光。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的激光處理裝置，進(jìn)一步包括快門，用于以可開/可關(guān)的方式阻擋所述相機(jī)的光接收路徑并在輸出激光時(shí)阻擋所述光接收路徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的激光處理裝置，其中所述相機(jī)蓋包括突起物；并且所述蓋檢測部分包括機(jī)械觸點(diǎn)，當(dāng)所述相機(jī)蓋附接至所述殼體從而被所述突起物觸碰時(shí)，所述機(jī)械觸點(diǎn)變換為導(dǎo)通狀態(tài)，以及當(dāng)從所述殼體卸下所述相機(jī)蓋時(shí)，所述機(jī)械觸點(diǎn)變換為阻斷狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的激光處理裝置，其中所述激光發(fā)生器包括用于產(chǎn)生激勵光的激勵光源、以及用于根據(jù)激勵光產(chǎn)生激光的激光振蕩器；進(jìn)一步布置了用于利用商用電源向所述激勵光源供電的激勵光源電源；并且所述激光輸出控制部分根據(jù)所述蓋檢測部分的檢測結(jié)果來控制針對所述激勵光源電源的電力供應(yīng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的激光處理裝置，其中所述激勵光源包括發(fā)光元件、和用于向所述發(fā)光元件提供驅(qū)動電流的驅(qū)動電路；并且所述激光輸出控制部分根據(jù)所述蓋檢測部分的檢測結(jié)果來指示針對驅(qū)動電路的驅(qū)動電流的電流值。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的激光處理裝置，進(jìn)一步包括通知部分，用于根據(jù)所述蓋檢測部分的檢測結(jié)果來通知從所述殼體卸下了所述相機(jī)蓋。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的激光處理裝置，進(jìn)一步包括用于將所述相機(jī)布置在所述殼體外部的相機(jī)安裝件，所述相機(jī)安裝件包括用于使相機(jī)側(cè)的光接收軸與殼體側(cè)的光接收軸基本一致的偏移調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、以及用于以光接收軸為中心來調(diào)節(jié)所述相機(jī)的附接角度的角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的激光處理裝置，進(jìn)一步包括遠(yuǎn)心透鏡，用于不管激光的入射角如何都使激光的發(fā)射角恒定，所述遠(yuǎn)心透鏡相對于所述掃描光學(xué)系統(tǒng)布置在處理對象側(cè)；以及分光器，用于從激光的發(fā)射路徑分支出相機(jī)的光接收路徑，所述分光器相對于所述掃描光學(xué)系統(tǒng)布置在激光發(fā)生器側(cè)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種激光處理裝置，其能夠防止在拆卸下相機(jī)的情況下由于向處理對象發(fā)射激光而使激光泄漏至殼體外部。激光處理裝置包括激光發(fā)生器；用于針對工件來掃描激光的掃描光學(xué)系統(tǒng)；用于容納掃描光學(xué)系統(tǒng)的殼體框架；用于拍攝工件的相機(jī)，所述相機(jī)可拆卸地附接至殼體框架并且具有從激光的發(fā)射軸分支出來的光接收軸；可拆卸地附接至殼體框架以覆蓋相機(jī)的相機(jī)蓋；用于檢測相機(jī)蓋從殼體框架卸下的限位SW；以及用于根據(jù)蓋檢測信號來禁止激光發(fā)射至工件的激光輸出控制部分。
文檔編號B41J2/45GK102602161SQ20121001798
公開日2012年7月25日 申請日期2012年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月19日
發(fā)明者洼田誠 申請人:株式會社其恩斯