(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも可視光に対して透明な第１の透明部材と第２の透明部材との界面に、前記第１及び第２の透明部材を透過するレーザ光を照射する際に、前記レーザ光の焦点の前記界面からのずれを検出することが可能なレーザ照射装置であって、
重ね合わされた前記第１及び第２の透明部材を載置可能なステージと、
前記ステージ上に載置されている前記第１及び第２の透明部材の前記界面の法線方向から、前記第１及び第２の透明部材の内部に焦点を合わせて前記レーザ光を照射する接合用レーザと、
少なくとも前記レーザ光が照射されている間に、前記ステージ上に載置されている前記第１及び第２の透明部材の端面側から、前記第１及び第２の透明部材の内部に発生されている発光を計測する計測手段と、
前記発光及び前記発光から取得される情報の少なくとも一方から、前記接合用レーザの焦点が前記界面からずれているか否かを判定する手段と、
を備え、
前記判定する手段は、前記第１及び第２の透明部材の内部に前記接合用レーザの焦点における発光のみが発生されていることを検知する場合に、前記接合用レーザの焦点が前記界面からずれていないという判定を下し、
前記判定する手段は、前記第１及び第２の透明部材の内部に、前記接合用レーザの焦点における発光と、前記接合用レーザの焦点から前記界面を挟んで等距離に位置する反対点における発光とが発生されていることを検知する場合に、前記接合用レーザの焦点が前記界面からずれているという判定を下す、レーザ照射装置。
【請求項２】
前記計測手段は、前記第１及び第２の透明部材の内部に発生されている発光の一次元又は二次元の分布を計測することを特徴とする、請求項１に記載のレーザ照射装置。
【請求項３】
前記接合用レーザの焦点が前記界面からずれているという前記判定が下されると、前記接合用レーザを停止させる手段をさらに備える、請求項１に記載のレーザ照射装置。
【請求項４】
音及び光の少なくとも一方を発生させる通知手段と、
前記接合用レーザの焦点が前記界面からずれているという前記判定が下されると、音及び光の少なくとも一方を発生してユーザに通知するように前記通知手段を制御する手段と、
をさらに備える、請求項１に記載のレーザ照射装置。
【請求項５】
前記発光及び前記発光から取得される情報の少なくとも一方の表示を行う表示手段と、
前記表示に基づいて前記接合用レーザを停止させる指示を行うための入力手段と、
をさらに備える、請求項１に記載のレーザ照射装置。
【請求項６】
少なくとも可視光に対して透明な第１の透明部材と第２の透明部材との界面に、前記第１及び第２の透明部材を透過する接合用レーザ光を照射する際に、前記接合用レーザ光の焦点の前記界面からのずれを検出することが可能なレーザ照射方法であって、
重ね合わされた前記第１及び第２の透明部材の前記界面の法線方向から、前記第１及び第２の透明部材の内部に焦点を合わせて前記接合用レーザ光を照射するステップと、
少なくとも前記接合用レーザ光が照射されている間に、前記第１及び第２の透明部材の端面側から、前記第１及び第２の透明部材の内部に発生されている発光を計測するステップと、
前記発光及び前記発光から取得される情報の少なくとも一方から、前記第１及び第２の透明部材の内部に、前記接合用レーザ光の焦点における発光のみが発生されていることが検知される場合に、前記接合用レーザ光の焦点が前記界面からずれていないという判定を下すステップと、
前記発光及び前記発光から取得される情報の少なくとも一方から、前記第１及び第２の透明部材の内部に、前記接合用レーザ光の焦点における発光と、前記接合用レーザ光の焦点から前記界面を挟んで等距離に位置する反対点における発光とが発生されていることが検知される場合に、前記接合用レーザ光の焦点が前記界面からずれているという判定を下すステップと、
を備えるレーザ照射方法。
【請求項７】
前記計測するステップでは、前記第１及び第２の透明部材の内部に発生されている発光の一次元又は二次元の分布を計測する
ことを特徴とする、請求項６に記載のレーザ照射方法。
【請求項８】
前記接合用レーザ光の焦点が前記界面からずれているという前記判定が下されると、前記接合用レーザ光の照射を停止するステップをさらに備える、請求項６に記載のレーザ照射方法。
【請求項９】
前記接合用レーザ光の焦点が前記界面からずれているという前記判定が下されると、音及び光の少なくとも一方を発生してユーザに通知するステップをさらに備える、請求項６に記載のレーザ照射方法。
【請求項１０】
前記発光及び前記発光から取得される情報の少なくとも一方の表示を行うステップと、
前記表示に基づいて前記接合用レーザ光の照射を停止するステップと、
をさらに備える、請求項６に記載のレーザ照射方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、重ね合わされた透明な部材の界面にレーザ光を照射して行うレーザ接合において、レーザ光焦点の界面からのずれを検出する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガラス等の透明部材同士の界面にレーザ光を照射して接合する手法が知られている。しかしながら、透明部材同士の界面は目に見えないため、界面上にレーザ光の焦点を合わせることは難しい。そのため、レーザ光の焦点が界面からずれてしまい、接合が部分的に行われない、又は接合強度が低下してしまうという問題が発生することがあった。
【０００３】
特許文献１に記載されている技術においては、重ね合わされた２枚の透明部材の界面にレーザ光の吸収剤を塗布してからレーザ光を照射し、溶接を行う。これにより、レーザ光の界面から焦点が多少ずれていたとしても、レーザ光のエネルギーを界面上の吸収剤が吸収するため、透明部材同士の接合が行われる。
【０００４】
特許文献２に記載されている技術は、被加工物の表面にレーザ光の焦点を合わせて溶接を行うための装置を提供する。そのために、溶接対象箇所に低出力のレーザ光を照射し、発生するプラズマの輝度を光センサにより計測する。レーザ光の焦点が表面に合っている時にプラズマ輝度が最大になるため、プラズマ輝度が最大になるようにレーザ光の焦点位置を調整することによって、高精度のレーザ溶接を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１７０２９０号公報
【特許文献２】特開昭５９−２１８２９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示された技術では、レーザ光の焦点が透明部材同士の界面からずれたとしても接合が可能であるが、ずれ自体を検出することはできない。また、界面にレーザ光の吸収剤を塗布するためのコストと手間が必要であり、また吸収剤が接合後にも残留するという問題がある。
【０００７】
特許文献２に開示された技術は、レーザ光を被加工物の表面に照射して溶接するものであるため、被加工物と空気との界面にレーザ光の焦点を合わせることを前提としている。その前提に基づけば、レーザ光の焦点が被加工物の表面からずれた場合は、被加工物表面でのレーザスポット径が大きくなり、プラズマ輝度が変化する。しかしながら、この手法は、用いるレーザ光に対して透明な透明部材同士の界面を接合する際には適用できない。透明部材同士を密着させて重ね合わせると、用いるレーザに対して略一体となった透明体となる。その状態では、たとえレーザ光の焦点が透明部材同士の界面からずれたとしても、焦点が透明部材中に位置することには変わりなく、プラズマ輝度の変化はほとんど起こらない。
【０００８】
本発明の目的は、透明部材同士の界面にレーザ光を照射して接合を行う際に、レーザ光焦点に界面からのずれが発生していることを検出することが可能な方法及び装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、上記の目的を達成するために鋭意研究を行った結果、重ね合わせた２つの少なくとも可視光に対して透明な透明部材の一方の内部に、該透明部材を透過するレーザ光を該透明部材の内部に焦点を合わせて照射し、プラズマを発生させた状態で、該２つの透明部材の端面側から目視又はカメラ撮影することにより、他方の透明部材の内部にも発光を観測できることを見出した。本明細書においては、焦点とは別に該発光が観測される場所を、反対点と呼ぶこととする。また、該プラズマ光と該発光とは、２つの透明部材の界面を挟んでほぼ等距離にあることも見出した。本発明は、この現象を利用することによって、レーザ光の焦点が界面からずれていることを検出することができる。
【００１０】
本発明の第１の態様は、少なくとも可視光に対して透明な第１の透明部材と第２の透明部材との界面に、前記第１及び第２の透明部材を透過するレーザ光を照射する際に、前記レーザ光の焦点の前記界面からのずれを検出することが可能なレーザ照射装置であって、重ね合わされた前記第１及び第２の透明部材を載置可能なステージと、前記ステージ上に載置されている前記第１及び第２の透明部材の前記界面の法線方向から、前記第１及び第２の透明部材の内部に焦点を合わせてレーザ光を照射するレーザ照射手段と、少なくとも前記レーザ光が照射されている間に、前記ステージ上に載置されている前記第１及び第２の透明部材の端面側から、前記第１及び第２の透明部材の内部に発生されている発光を計測する計測手段と、を備える。
【００１１】
本発明の第２の態様は、少なくとも可視光に対して透明な第１の透明部材と第２の透明部材との界面に、前記第１及び第２の透明部材を透過するレーザ光を照射する際に、前記レーザ光の焦点の前記界面からのずれを検出することが可能なレーザ照射方法であって、重ね合わされた前記第１及び第２の透明部材の前記界面の法線方向から、前記第１及び第２の透明部材の内部に焦点を合わせてレーザ光を照射するステップと、少なくとも前記レーザ光が照射されている間に、前記第１及び第２の透明部材の端面側から、前記第１及び第２の透明部材の内部に発生されている発光を計測するステップと、を備える。
【００１２】
本発明の第３の態様は、少なくとも可視光に対して透明な第１の透明部材と第２の透明部材との界面に、前記第１及び第２の透明部材を透過するレーザ光を照射する際に、前記レーザ光の焦点を前記界面に合わせるための焦点合わせ装置であって、重ね合わされた前記第１及び第２の透明部材を載置可能なステージと、前記ステージ上に載置されている前記第１及び第２の透明部材の前記界面の法線方向から、前記第１及び第２の透明部材の内部に焦点を合わせてレーザ光を照射するレーザ照射手段と、少なくとも前記レーザ光が照射されている間に、前記ステージ上に載置されている前記第１及び第２の透明部材の端面側から、前記第１及び第２の透明部材の内部に発生されている発光を計測する計測手段と、  前記発光及び前記発光から取得される情報の少なくとも一方の表示を行う表示手段と、前記表示に基づいて、前記ステージ及び前記レーザ照射手段の少なくとも一方を、前記界面の法線方向に移動させるための位置調整手段と、を備える。
【００１３】
本発明の第４の態様は、少なくとも可視光に対して透明な第１の透明部材と第２の透明部材との界面に、前記第１及び第２の透明部材を透過するレーザ光を照射する際に、前記レーザ光の焦点を前記界面に合わせるための焦点合わせ方法であって、前記第１及び第２の透明部材の前記界面の法線方向から、前記第１及び第２の透明部材の内部に焦点を合わせてレーザ光を照射するステップと、少なくとも前記レーザ光が照射されている間に、前記第１及び第２の透明部材の端面側から、前記第１及び第２の透明部材の内部に発生されている発光を計測するステップと、前記発光及び前記発光から取得される情報の少なくとも一方の表示を行うステップと、前記表示に基づいて、前記レーザ光の焦点が前記界面に合うように、前記ステージ及び前記レーザ照射手段の少なくとも一方を、前記界面の法線方向に移動させるステップと、を備える。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、レーザ光焦点の界面からのずれを検出することができ、ずれにより生じる接合品質の劣化を防止または低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る、レーザ照射装置の概略図である。
【図２】（ａ）焦点ずれが発生していない状態の発光位置を表す模式図である。（ｂ）焦点ずれが発生している状態の発光位置を表す模式図である。
【図３】発光強度の分布を示す図である。
【図４】（ａ）焦点ずれが発生していない状態で透明部材を撮影した像を示す図である。（ｂ）焦点ずれが発生している状態で透明部材を撮影した像を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る、レーザ照射装置の概略図である。
【図６】（ａ）焦点ずれが発生していない状態の発光位置を表す模式図である。（ｂ）焦点ずれが発生している状態の発光位置を表す模式図である。（ｃ）焦点ずれが発生している状態の発光位置を表す模式図である。
【図７】（ａ）発光強度の分布を示す図である。（ｂ）発光強度の分布を示す図である。
【図８】（ａ）焦点ずれが発生していない状態で透明部材を撮影した像を示す図である。（ｂ）焦点ずれが発生している状態で透明部材を撮影した像を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明するが、本発明は本実施形態に限定されるものではない。なお、以下で説明する図面で、同機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略することもある。
【００１７】
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態に係るレーザ照射装置１００の概略構成図である。レーザ照射装置１００は、重ね合わされた透明部材１０１ａ、１０１ｂにレーザ光を照射するための接合用レーザ１０２と、透明部材１０１ａ、１０１ｂを端面側から撮影するための計測部１０３と、透明部材１０１ａ、１０１ｂを載置するための可動ステージ１０４と、可動ステージ１０４を矢印Ａ（透明部材１０１ａ、１０１ｂの搬送方向）に沿って移動させるためのモータ及び該モータに設けられたロータリエンコーダ１０８ｂを有するステージ駆動部１０８ａと、接合用レーザ１０２から出射されるレーザ光の光軸方向に可動ステージ１０４を移動させる位置調整部１０９と、を備える。接合用レーザ１０２、計測部１０３、及びステージ駆動部１０８ａは、各部位を協調的に制御するための制御部１０５に接続される。制御部１０５には、ユーザに情報を出力するための表示部１０６及びユーザからの入力を受けるための入力操作部１０７が設けられる。
【００１８】
本発明において、透明部材１０１ａ、１０１ｂには、可視光の少なくとも一部に対して透明であり、かつ用いるレーザ光を透過可能なものを用いる。また、本発明の基となる現象は異素材間の接合でも同様に発生するため、透明部材１０１ａ、１０１ｂは、同一の素材でなくてもよい。透明部材１０１ａ、１０１ｂには、例えば、ソーダガラス（青板ガラス又は白板ガラス）、ホウケイ酸ガラスが利用できる。
【００１９】
透明部材１０１ａ、１０１ｂは各部位において多少なりとも厚さや表面形状に差があるため、レーザ光を照射する位置によって、レーザ光の光軸方向に対する界面の位置が相対的に変わることがある。例えば、レーザ光を照射する位置において、下側の透明部材１０１ｂが厚くなれば、界面は図中の上方向、つまり接合用レーザ１０２に近付く方向にシフトし、下側の透明部材１０１ｂが薄くなれば、界面は図中の下方向、つまり接合用レーザ１０２から遠ざかる方向にシフトする。そのため、透明部材１０１ａ、１０１ｂを移動させながらレーザ接合を行っていると、レーザ光の焦点が、界面からレーザ光の光軸方向に沿ってずれてしまうことがある。その結果、部分的に接合が行われなかったり、接合強度が低下したりして、接合品質の低下が起こる。本発明によれば、レーザ光の焦点が透明部材同士の界面からレーザ光の光軸方向に沿ってずれた場合に、該ずれを検知することができるため、接合品質を改善することができる。
【００２０】
接合用レーザ１０２は、接合用レーザ光源１０２ｂとレンズ１０２ａとを備える。透明部材１０１ａ、１０１ｂの界面の法線方向から接合用レーザ光源１０２ｂにより出射されるレーザ光は、レンズ１０２ａによって、透明部材１０１ａ、１０１ｂの界面に焦点が合うように集光され、それによって透明部材１０１ａ、１０１ｂの界面を接合させる。接合用レーザ１０２からのレーザ光は、透明部材１０１ａ、１０１ｂを融解して接合できる出力になるよう構成されている。その際に、レーザ光の焦点の近傍には、プラズマが発生する。なお、図１では接合用レーザ光源１０２ｂとレンズ１０２ａとが一体的に構成されているが、接合用レーザ光源１０２ｂとレンズ１０２ａとが離れて設けられていてもよい。
【００２１】
計測部１０３は、少なくとも接合用レーザ１０２からのレーザ光が透明部材１０１ａ、１０１ｂに照射されている間に、透明部材１０１ａ、１０１ｂの端面側から像を撮影する。計測部１０３は、少なくとも接合用レーザ１０２の接合位置Ｄの周辺を含む領域を撮影できるように構成される。レーザ光により透明部材１０１ａ、１０１ｂの内部で発生されたプラズマからの発光が、透明部材１０１ａ、１０１ｂの内部を通過し、計測部１０３により像として記録される。計測部１０３には、例えばＣＣＤカメラ、一次元イメージセンサなど、一次元又は二次元で発光の分布を取得できるものであればいずれも利用することができる。
【００２２】
ステージ駆動部１０８ａは、接合と並行して透明部材１０１ａ、１０１ｂを矢印Ａの方向に移動させる。この際に、ステージ駆動部１０８ａの有するモータの回転数をロータリエンコーダ１０８ｂにより取得することで、接合を行っている位置を正確に計測することができる。
【００２３】
制御部１０５は、所望のタイミングでレーザ光を出射させるように接合用レーザ１０２を制御することができる。また、制御部１０５は、透明部材１０１ａ、１０１の端面側からの像を撮影するように計測部１０３を制御し、該像から所望の情報を取得することができる。さらに、制御部１０５は、ステージ駆動部１０８ａの動作を制御することができ、ロータリエンコーダ１０８ｂから、駆動部１０８ａが有するモータの回転情報を受信するように構成されている。
【００２４】
制御部１０５は、ＣＰＵ（不図示）やメモリ部（不図示）等を有している。該ＣＰＵは、メモリ部に記憶されたプログラム等に基づいて、レーザ照射装置１００を統括的に制御する。上記メモリ部は、ＣＰＵが動作するためのシステムワークメモリであるＲＡＭ、および上記プログラムやシステムソフトウェア等を格納するＲＯＭ、ハードディスクドライブ等を有する。本実施形態では、ＣＰＵが、ＲＯＭやハードディスクドライブに記憶された本実施形態に係る処理などの制御プログラムに従って、種々の演算、制御、判別などの処理動作を実行することができる。
【００２５】
表示部１０６は、計測部１０３により撮影される像や、該像から取得される情報を表示するためのディスプレイを含む。さらに、表示部１０６は、ずれの発生をユーザに音や光を用いて通知するための音声スピーカーや、インジケータランプ等の通知機能を備えてもよい。入力操作部１０７は、ユーザが制御部に指示を行うためのキーボードやスイッチ等のインターフェースを含む。
【００２６】
図２（ａ）は、接合用レーザ１０２からのレーザ光１１０を透明部材１０１ａ、１０１ｂに照射する際に、接合用レーザ１０２の焦点１１２ａが界面１１１に合っている場合に、計測部１０３により撮影される像の中で観測される発光の位置を模式的に示す図である。図２（ｂ）は、接合用レーザ１０２からのレーザ光１１０を透明部材１０１ａ、１０１ｂに照射する際に、接合用レーザ１０２の焦点１１２ａが界面１１１からずれている場合に、計測部１０３により撮影される像の中で観測される発光の位置を模式的に示す図である。
【００２７】
図２（ａ）に示すように、接合用レーザ１０２の焦点１１２ａが界面１１１に合っている場合には、焦点１１２ａにおいて発生されるプラズマによってのみ発光が観測される。それに対して、図２（ｂ）に示すように、接合用レーザ１０２の焦点１１２ａが、界面１１１から接合用レーザ１０２の光軸方向にずれている場合には、焦点１１２ａにおいて発生されるプラズマによる光に加えて、焦点１１２ａから界面１１１をはさんで反対側の地点１１２ｂ（反対点１１２ｂと呼ぶ）においても発光が観測される。焦点１１２ａと反対点１１２ｂとは、界面１１１に対して等しい距離Ｌに位置している。
【００２８】
したがって、焦点１１２ａにおける発光とは別に、反対点１１２ｂにおいて発光が発生していると判断することによって、接合用レーザ１０２の焦点１１２ａが界面からずれていることを検知することができる。焦点１１２ａ及び反対点１１２ｂにおいて観察される発光はそれぞれある程度の面積を持つように観察される。そのため、特に焦点１１２ａ及び反対点１１２ｂが近接している場合には、観察される発光の面積同士の一部が重複するため、何らかの手法を用いて発光が２つあるか否かを判定する必要がある。この判定を行うためには、必要とする精度に応じていかなる手法を用いてもよい。
【００２９】
例えば、計測部１０３により撮影される像から焦点１１２ａ及び反対点１１２ｂを含む領域の発光強度分布を取得し、その形状を利用して焦点１１２ａ及び反対点１１２ｂにおける光を分離してもよい。図３は、計測部１０３により撮影される像から取得できる焦点１１２ａ及び反対点１１２ｂを含む領域の発光強度分布を模式的に表すグラフである。図３の実線は、図２（ａ）の状態で撮影される像から取得できる発光強度分布を模式的に表すグラフである。図３の破線は、図２（ｂ）の状態で撮影される像から取得できる発光強度分布を模式的に表すグラフである。図３の横軸は透明部材１０１ａ、１０１ｂの界面からの、透明部材１０１ａ、１０１ｂの厚さ方向における距離を表し、縦軸は発光強度を表す。このような発光強度分布においては、焦点１１２ａ及び反対点１１２ｂにおいて発光強度がピークとなるものとみなせる。したがって、接合用レーザ１０２の焦点１１２ａが界面１１１からずれていない場合には、図３において実線で示すように、界面からの距離が０の地点において１つのピーク１１３ａのみが観察されるが、ずれている場合には、図３において破線で示すように、界面からの距離が０の地点の両側にピーク１１３ｂ、１１３ｃの２つのピークが観察される。逆に言えば、発光強度分布に２つのピークがあれば、焦点１１２ａにおける光とは別に、反対点１１２ｂにおいても発光が観測されているため、接合用レーザ１０２の焦点１１２ａが界面からずれていると判定できる。
【００３０】
制御部１０５が計測部１０３により撮影される像から発光強度分布を取得し、該発光強度分布を表示部１０６に表示し、ユーザが該発光強度分布を観察し、目視で２つのピークの分離を判定してもよい。それによって、ユーザが接合用レーザ１０２の焦点１１２ａが界面１１１からずれていると判断する場合には、ユーザは入力操作部１０７から接合処理の停止指示を行うことができる。又は、計測部１０３により撮影される像自体を表示部１０６に表示し、ユーザが該像を観察し、目視で焦点１１２ａ及び反対点１１２ｂに発光が観察されることを判定してもよい。それによって、ユーザが接合用レーザ１０２の焦点１１２ａが界面１１１からずれていると判断する場合には、ユーザは入力操作部１０７から接合処理の停止指示を行うことができる。
【００３１】
別の方法として、制御部１０５が計測部１０３により撮影される像から発光強度分布を取得し、制御部１０５が該発光強度分布にピークの数が２つあるか否かを検知するように構成し、該検知の結果に従って接合処理を自動的に停止してもよい。また、該判定に従って表示部１０６から音や光を発することによってユーザにずれの発生を通知してもよい。
【００３２】
なお、図２（ａ）及び図２（ｂ）においては、上側の透明部材１０１ａの方へ焦点１１２ａがずれる場合のみ示しているが、下側の透明部材１０１ｂの方へ焦点１１２ａがずれる場合も同様にずれを検出できる。その場合には、反対点１１２ｂが上側の透明部材１０１ａの内部に形成される点が異なるのみであり、上述のずれを検出する手法は同様であることは理解されたい。
【００３３】
以下に本実施形態に係る接合動作の一例を説明する。
ユーザは、接合開始時に接合用レーザ１０２からのレーザ光が透明部材１０１ａ、１０１ｂ上の接合の開始位置に照射されるように、透明部材１０１ａ、１０１ｂを重ね合わせて可動ステージ１０４上に載置する。
【００３４】
初期位置において、接合用レーザ１０２の焦点が界面１１１に合うように調整する。そのために、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示す現象を利用して焦点合わせを行うことができる。その場合には、初期位置において、制御部１０５は、計測部１０３を制御して透明部材１０１ａ、１０１ｂの像を撮影させ、該像を表示部１０６に表示させる。ユーザは、表示部１０６を見て、焦点１１２ａ及び反対点１１２ｂにおける２つの発光が観測される場合には、発光が１つになるように（つまり、図２（ｂ）の状態から図２（ａ）の状態になるように）、接合用レーザ１０２及び可動ステージ１０４の少なくとも一方の位置を接合用レーザ１０２の光軸方向に沿って調整することによって、接合用レーザ１０２の焦点が界面に合うようにする。本実施形態においては、可動ステージ１０４に接合用レーザ１０２の光軸方向に沿って位置を調整するための位置調整部１０９を設けているため、ユーザは位置調整部１０９を動作させて可動ステージ１０４の位置を調整する。接合用レーザ１０２の焦点の位置を接合用レーザ１０２の光軸方向に調整可能にするためには、接合用レーザ１０２及び可動ステージ１０４の少なくとも一方を接合用レーザ１０２の光軸方向に移動可能にすればよいため、接合用レーザ１０２に位置調整部１０９を設けても構わない。位置調整部１０９には、例えばねじの締め具合により、接続された部材の位置を微調整することが可能な調整ねじを用いることができる。また、接合用レーザ１０２の有するレンズ１０２ａのみを移動するように構成してもよい。
【００３５】
なお、初期位置における焦点合わせの具体的な手法は、上述の手法に限らず、当技術分野で周知の手段を利用して焦点合わせを行ってもよい。
【００３６】
その後、ユーザは入力操作部１０７から制御部１０５に対して接合処理の開始指示を行う。開始指示を受けると、制御部１０５は、ステージ駆動部１０８ａを制御して、矢印Ａの方向へ可動ステージ１０４を移動開始させる。それと同時に、制御部１０５は、接合用レーザ１０２を駆動し、透明部材１０１ａ、１０１ｂに対してレーザ光１１０を連続的に照射させる。それと並行して、制御部１０５は、計測部１０３を制御して透明部材１０１ａ、１０１ｂの像を撮影させる。像は動画として連続的に取得してもよいし、静止画として所望のサンプリング間隔で取得してもよい。
【００３７】
制御部１０５は、計測部１０３により撮影される像、又は該像から取得される情報（例えば、上述の発光強度分布）を表示部１０６に表示させる。ユーザは、表示部１０６を見て、接合用レーザ１０２の焦点が界面からずれていると判断する場合に、入力操作部１０７から停止指示を行うことができる。停止指示を受けると、制御部１０５は、接合用レーザ１０２及びステージ駆動部１０８ａの動作を停止させ、接合処理を停止する。
【００３８】
接合処理が停止されている状態で、ユーザは接合用レーザ１０２の焦点が界面１１１に合うように調整を行い、再度接合処理を開始してもよい。該調整は、例えば、上述の初期位置における焦点合わせと同様の方法で行うことができる。
【００３９】
（第１の実施例）
本実施形態に係る実施例として、接合用レーザ１０２から透明部材１０１ａ、１０１ｂの内部に焦点を合わせてレーザ光を照射し、該透明部材の端面から発光の観測を行った。透明部材１０１ａ、１０１ｂには、それぞれ１ｍｍ厚の青板ガラスを用いた。接合用レーザ１０２にはフェムト秒ファイバレーザを用い、パルス幅５００ｆｓ、繰り返し周波数１００ｋＨｚ、平均強度４００ｍＷ、波長１．０４μｍとした。接合用レーザのレンズ１０２ａにはＮＡ＝０．４のものを用いた。また、雰囲気は大気とした。この条件でレーザ光の照射を行った際に、計測部１０３により撮影された像を図４（ａ）及び図４（ｂ）に示す。各図中の線Ｂは透明部材１０１ａ、１０１ｂの界面の位置（不可視）を表すために引いた線である。図４（ａ）は、レーザ光の焦点が透明部材１０１ａ、１０１ｂの界面に合っている状態の像である。この像のように、焦点１１２ａにおける光のみが観察される場合には、レーザ光の焦点が透明部材１０１ａ、１０１ｂの界面に合っていると判定できる。図４（ｂ）は、レーザ光の焦点が透明部材１０１ａ、１０１ｂの界面からずれている状態の像である。この像のように、焦点１１２ａにおける光と、反対点１１２ｂにおける発光とが観察される場合には、レーザ光の焦点が透明部材１０１ａ、１０１ｂの界面からずれていると判定できる。
【００４０】
なお、本実施例においては、意図的にレーザ光の焦点に界面からのずれを生じさせるために、接合用レーザ１０２の位置を、図中の上方向、つまり接合用レーザ１０２の光軸方向に沿って透明部材１０１ａ、１０１ｂから遠ざかる方向に５０μｍ移動させた。これにより、接合用レーザ１０２の焦点１１２ａの位置に、界面から接合用レーザ１０２の光軸方向に沿って図中の上方向に５０μｍのずれが生じた。
なお、本実施例と異なり、焦点位置のずれが透明部材１０１ａ、１０１ｂの厚さが変わることにより生じたとしても、撮影される像は本実施例の場合と本質的に変わらないことを理解されたい。
【００４１】
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、接合用レーザの焦点における発光と反対点における発光とを観測することでずれの発生を検知している。本実施形態では、接合用レーザとは別にモニタ用レーザを設けることによって、ずれの発生を検知することに加えて、ずれの向きと大きさを取得することが可能になる。また、第１の実施形態では焦点における発光と反対点における発光とが重複するため、ずれが小さい場合にずれを検知することが難しいが、本実施形態ではモニタ用レーザの焦点における発光と反対点における発光とを重複しないように離して発生させるため、ずれが小さい場合でもずれを検知することが可能になる。
【００４２】
図５は、本実施形態に係るレーザ照射装置２００の概略構成図である。第１の実施形態との違いは、接合用レーザ１０２とは別に、モニタ用レーザ１１４を備える点である。
【００４３】
レーザ照射装置２００は、接合用レーザ１０２から出射されるレーザ光の光軸方向と平行にレーザ光を出射するモニタ用レーザ１１４をさらに備える。モニタ用レーザ１１４は、モニタ用レーザ光源１１４ｂとレンズ１１４ａとを備える。透明部材１０１ａ、１０１ｂの界面の法線方向からモニタ用レーザ光源１１４ｂにより出射されるレーザ光は、レンズ１１４ａによって、透明部材１０１ａ及び１０１ｂのいずれか一方の内部であって、透明部材１０１ａ、１０１ｂの界面から所定の距離離れた地点に焦点が合うように集光され、透明部材１０１ａ又は１０１ｂの内部にプラズマ光を発生させる。モニタ用レーザ１１４からのレーザ光は、透明部材１０１ａ、１０１ｂを融解せずにプラズマ光を発生させる程度の低出力であることが好ましい。そうすることで、接合したい界面以外の場所での融解又は劣化を低減させることができる。レーザ光を照射すると、レーザ光の焦点の近傍には、プラズマが発生する。なお、図５ではモニタ用レーザ光源１１４ｂとレンズ１１４ａとが一体的に構成されているが、モニタ用レーザ光源１１４ｂとレンズ１１４ａとが離れて設けられていてもよい。
【００４４】
モニタ用レーザ１１４のレンズ１１４ａは、可動ステージ１０４に対して、レンズ１１４ａから出射されるレーザ光の光軸方向において相対的に固定されている。例えば、図５において可動ステージ１０４が載置面の法線方向（ｚ軸方向とする）、すなわちモニタ用レーザ１１４の光軸方向に移動可能ならば、レンズ１１４ａもｚ軸方向に追随するように移動するように構成される必要がある。なぜなら、ある基準状態でのモニタ用レーザ１１４の焦点の位置を基準として、透明部材の厚さ変動等によりｚ軸方向の界面位置のずれが生じた場合の、モニタ用レーザ１１４の焦点のずれ量をモニタリングし、該ずれ量を用いて結合用レーザ１０２の焦点の位置を補正するため、可動ステージ１０４の載置面をｚ軸方向の原点とした場合の、レンズ１１４ａの座標は一定である必要があるのである。
【００４５】
レーザ照射装置２００は、接合用レーザ１０２ｂとレンズ１０２ａとが離れて設けられており、レンズ１０２ａを矢印Ｅ（接合用レーザ１０２から出射されるレーザ光の光軸方向）に沿って移動させるための移動部１１５をさらに備える。
【００４６】
接合用レーザ１０２からのレーザ光の照射位置（測定位置Ｃと呼ぶ）と、モニタ用レーザ１１４からのレーザ光の照射位置（接合位置Ｄと呼ぶ）とは、近接していることが望ましい。本実施形態は、測定位置Ｃと接合位置Ｄとは十分に近接しており、測定位置Ｃにおいて透明部材１０１ａ、１０１ｂの界面位置が変化する場合には、接合位置Ｄにおいても同様に界面位置が変化することを前提としている。
【００４７】
計測部１０３は、少なくともモニタ用レーザ１１４からのレーザ光が透明部材１０１ａ、１０１ｂに照射されている間に、透明部材１０１ａ、１０１ｂの端面側から像を撮影する。計測部１０３は、少なくともモニタ用レーザ１１４の測定位置Ｃの周辺を含む領域を撮影できるように構成される。レーザ光により透明部材１０１ａ、１０１ｂの内部で発生されたプラズマからの発光が、透明部材１０１ａ、１０１ｂの内部を通過し、計測部１０３により像として記録される。計測部１０３には、例えばＣＣＤカメラ、一次元イメージセンサなど、一次元又は二次元で発光の分布を取得できるものであればいずれも利用することができる。
【００４８】
制御部１０５は、さらにモニタ用レーザ１１４に接続され、所望のタイミングでレーザ光を出射させるようにモニタ用レーザ１１４を制御することができる。
【００４９】
図６（ａ）は、モニタ用レーザ１１４からのレーザ光１１７を透明部材１０１ａの内部に照射する際に、ずれの基準とする状態（基準状態と呼ぶ）において、計測部１０３により撮影される像の中で観測される発光の位置を模式的に示す図である。基準状態においては、接合用レーザ１０２の焦点は透明部材１０１ａ、１０１ｂの界面に合うように調整されており、通常は接合開始時を基準状態とする。図６（ｂ）は、モニタ用レーザ１１４からのレーザ光１１７を透明部材１０１ａの内部に照射する際に、モニタ用レーザ１１４の焦点１１８ａが基準状態に比べて図中の上方向、つまりモニタ用レーザ１１４に近付く方向にずれている場合に、計測部１０３により撮影される像の中で観測される発光の位置を模式的に示す図である。図６（ｃ）は、モニタ用レーザ１１４からのレーザ光１１７を透明部材１０１ａの内部に照射する際に、モニタ用レーザ１１４の焦点１１８ａが基準状態に比べて図中の下方向、つまりモニタ用レーザ１１４から遠ざかる方向にずれている場合に、計測部１０３により撮影される像の中で観測される発光の位置を模式的に示す図である。
【００５０】
図６（ａ）に示す基準状態においては、モニタ用レーザ１１４の焦点１１８ａにおいて発生されるプラズマによる発光に加えて、焦点１１８ａから界面１１１をはさんで反対側の地点１１８ｂ（反対点１１８ｂと呼ぶ）においても発光が観測される。焦点１１８ａと反対点１１８ｂとは、界面１１１に対して等しい距離Ｍに位置している。このとき、焦点１１８ａと反対点１１８ｂとの間の距離は２Ｍである。
【００５１】
図６（ｂ）に示すように、モニタ用レーザ１１４の焦点１１８ａが基準状態に比べて図中の上方向に距離Ｎの分ずれる、すなわち界面１１１が焦点１１８ａに対して相対的に下方向に距離Ｎの分ずれると、反対点１１８ｂは基準状態に比べて図中の下方向に距離Ｎの分ずれる。このとき、焦点１１８ａと反対点１１８ｂとの間の距離は２Ｍ＋２Ｎに変化する。
【００５２】
図６（ｃ）に示すように、モニタ用レーザ１１４の焦点１１８ａが基準状態に比べて図中の下方向に距離Ｎの分ずれる、すなわち界面１１１が焦点１１８ａに対して相対的に上方向に距離Ｎの分ずれると、反対点１１８ｂは基準状態に比べて図中の上方向に距離Ｎの分ずれる。このとき、焦点１１８ａと反対点１１８ｂとの間の距離は２Ｍ−２Ｎに変化する。
【００５３】
したがって、焦点１１８ａと反対点１１８ｂとの間の距離を測定することによって、モニタ用レーザ１１４の焦点１１８ａの基準状態に対するずれの大きさと向き（図中の上方向又は下方向）を検知することができる。基準状態での焦点１１８ａと反対点１１８ｂとの間の距離をＸ０とし、測定時の該距離をＸとすると、変位ΔＸは次の式（１）で求められる。
【００５４】
ΔＸ＝（Ｘ−Ｘ０）／２      （１）
【００５５】
変位ΔＸが０のとき、モニタ用レーザ１１４の焦点１１８ａに基準状態からのずれは発生していないため、接合用レーザ１０２の焦点は界面からずれていないと判定できる。変位ΔＸが０より大きいとき、焦点１１８ａは基準状態から図中の上方向に変位ΔＸの絶対値の分だけずれが発生しているため、その領域における界面は下方向にΔＸの絶対値の分だけずれていると判定できる。変位ΔＸが０より小さいとき、焦点１１８ａは基準状態から図中の下方向に変位ΔＸの絶対値の分だけずれが発生しているため、その領域における界面は上方向にΔＸの絶対値の分だけずれていると判定できる。
【００５６】
本実施形態においては、接合用レーザ１０２からのレーザ光の照射位置とモニタ用レーザ１１４からのレーザ光の照射位置とが近接しているため、モニタ用レーザ１１４の焦点の基準状態からの変位を、接合用レーザ１０２の焦点の界面からの変位とみなすことができる。
【００５７】
焦点１１８ａ及び反対点１１８ｂにおいて観察される発光はそれぞれある程度の面積を持つように観察される。そのため、焦点１１８ａ及び反対点１１８ｂの間の距離を求めるためには、何らかの手法を用いて焦点１１８ａ及び反対点１１８ｂにおける発光の像から焦点１１８ａ及び反対点１１８ｂを定める必要がある。この判定を行うためには、必要とする精度に応じていかなる手法を用いてもよい。
【００５８】
例えば、計測部１０３により撮影される像から焦点１１８ａ及び反対点１１８ｂを含む領域の発光強度分布を取得し、その形状を利用して焦点１１８ａ及び反対点１１８ｂの位置を定めてもよい。図７（ａ）及び図７（ｂ）は、計測部１０３により撮影される像から取得できる焦点１１８ａ及び反対点１１８ｂを含む領域の発光強度分布を模式的に表すグラフである。図７（ａ）及び図７（ｂ）の実線は、図６（ａ）の状態（基準状態）で撮影される像から取得できる発光強度分布を模式的に表すグラフである。図７（ａ）の破線は、図６（ｂ）の状態（基準状態より焦点が上方向にずれている状態）で撮影される像から取得できる発光強度分布を模式的に表すグラフである。図７（ｂ）の破線は、図６（ｃ）の状態（基準状態より焦点が下方向にずれている状態）で撮影される像から取得できる発光強度分布を模式的に表すグラフである。図７（ａ）及び図７（ｂ）の横軸は透明部材１０１ａ、１０１ｂの界面からの、透明部材１０１ａ、１０１ｂの厚さ方向における距離を表し、縦軸は発光強度を表す。
【００５９】
このような発光強度分布においては、焦点１１８ａ及び反対点１１８ｂにおいて発光強度はピークとなるものとみなせる。したがって、図７（ａ）の実線のピーク１１９ａ、１１９ｂの位置を、それぞれ基準状態の焦点１１８ａ及び反対点１１８ｂの位置とし、図７（ａ）の破線のピーク１１９ｃ、１１９ｄの位置を、それぞれモニタ用レーザ１１４の焦点１１８ａが基準状態より上方向にずれている状態の焦点１１８ａ及び反対点１１８ｂの位置とすることができる。よって、ピーク１１９ａ、１１９ｂ間の距離が式（１）におけるＸ０となり、ピーク１１９ｃ、１１９ｄ間の距離が式（１）におけるＸとなるため、変位ΔＸが計算できる。同様に、図７（ｂ）の実線のピーク１１９ａ、１１９ｂの位置を、基準状態の焦点１１８ａ及び反対点１１８ｂの位置とみなし、同様に、図７（ｂ）の破線のピーク１１９ｅ、１１９ｆの位置を、モニタ用レーザ１１４の焦点１１８ａが基準状態より下方向にずれている状態の焦点１１８ａ及び反対点１１８ｂの位置とみなすことができる。よって、ピーク１１９ａ、１１９ｂ間の距離が式（１）におけるＸ０となり、ピーク１１９ｅ、１１９ｆ間の距離が式（１）におけるＸとなるため、変位ΔＸが計算できる。
【００６０】
制御部１０５が計測部１０３により撮影される像から発光強度分布を取得し、制御部１０５が該発光強度分布から２つのピークの間の距離Ｘを計算し、該距離Ｘ及び予めメモリ部に記憶しておいた基準状態での距離Ｘ０を表示部１０６に表示し、ユーザが表示部１０６に表示された該距離Ｘ及び該基準状態での距離Ｘ０を見てずれの発生を判定してもよい。それによって、ユーザがモニタ用レーザ１１４の焦点１１８ａが基準状態からずれている、すなわち接合用レーザ１０２の焦点１１２ａが界面１１１からずれていると判断する場合には、ユーザは入力操作部１０７から接合処理の停止指示を行うことができる。
【００６１】
別の方法として、制御部１０５が計測部１０３により撮影される像から発光強度分布を取得し、制御部１０５が該発光強度分布から２つのピークの間の距離Ｘを計算し、該距離Ｘが予めメモリ部に記憶しておいた基準状態での距離Ｘ０から、予め設定された許容範囲を超えて変化している場合にずれが発生していると判定し、該判定に従って接合処理を自動的に停止するように構成してもよい。また、該判定に従って表示部１０６から音や光を発することによってユーザにずれの発生を通知してもよい。
【００６２】
制御部１０５が計測部１０３により撮影される像又は該像から取得される発光強度分布を表示部１０６に表示し、ユーザが表示部１０６から距離Ｘを計算してもよい。さらにユーザが該距離Ｘを入力操作部１０７から入力し、その値をずれの判定に用いてもよい。
【００６３】
なお、図６（ａ）、図６（ｂ）及び図６（ｃ）においては、上側の透明部材１０１ａの内部に焦点１１８ａを合わせているが、下側の透明部材１０１ｂの内部に焦点１１８ａを合わせてもよい。その場合には、反対点１１８ｂが上側の透明部材１０１ａの内部に形成される点が異なるのみであり、式（１）の符号を逆にすれば、上述のずれを検出する手法は同様に適用できることは理解されたい。
【００６４】
以下に本実施形態に係る接合動作の一例を説明する。
ユーザは、接合開始時に接合用レーザ１０２からのレーザ光が透明部材１０１ａ、１０１ｂ上の接合の開始位置に照射されるように、透明部材１０１ａ、１０１ｂを重ね合わせて可動ステージ１０４上に載置する。
【００６５】
この初期位置において、接合用レーザ１０２の焦点１１２ａが界面１１１に合うように調整する。この調整がされた時の状態を、以降の接合動作においてずれの基準とする基準状態とする。そのために、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示す現象を利用して焦点合わせを行うことができる。その場合には、計測部１０３は、モニタ用レーザ１１４の測定位置Ｃの周辺を含む領域に加えて、接合用レーザ１０２の接合位置Ｄの周辺を含む領域を撮影できるように構成される。初期位置において、制御部１０５は、計測部１０３を制御して透明部材１０１ａ、１０１ｂの像を撮影させる。制御部１０５は、該像から取得された情報、例えば、接合用レーザ１０２の焦点１１２ａ及び反対点１１２ｂの発光強度分布を表示部１０６に表示させる。ユーザは、表示部１０６を見て、焦点１１２ａ及び反対点１１２ｂに係る２つの発光強度分布のピークが観測される場合には、ピークが１つになるように（つまり、図３における破線の分布が実線の分布になるように）、接合用レーザ１０２及び可動ステージ１０４の少なくとも一方の位置を、接合用レーザ１０２の光軸方向に沿って調整することによって、接合用レーザ１０２の焦点１１２ａが界面に合うようにする。本実施形態においては、接合用レーザ１０２のレンズ１０２ａを接合用レーザ１０２の光軸方向に沿って位置を調整するための移動部１１５を設けているため、ユーザは移動部１１５を動作させてレンズ１０２ａの位置を調整する。接合用レーザ１０２の焦点の位置を接合用レーザ１０２の光軸方向に調整可能にするためには、レンズ１０２ａ及び可動ステージ１０４の少なくとも一方を接合用レーザ１０２の光軸方向に移動可能にすればよいため、可動ステージ１０４に移動部１１５を設けても構わない。移動部１１５には、例えばねじの締め具合により、接続された部材の位置を微調整することが可能な調整ねじを用いることができる。本実施形態では、レンズ１０２ａのみが移動されているが、接合用レーザ光源１０２ｂとレンズ１０２ａとが一体化されて移動されるように構成されてもよい。
【００６６】
なお、初期位置における焦点合わせの具体的な手法は、上述の手法に限らず、当技術分野で周知の手段を利用して焦点合わせを行ってもよい。
【００６７】
その後、初期位置においてモニタ用レーザ１１４の焦点１１８ａが、上側の透明部材１０１ａの内部であって、界面１１１から離間した位置に焦点が合うように調整する。初期位置において、制御部１０５は、計測部１０３を制御して透明部材１０１ａ、１０１ｂの像を撮影させ、該像を表示部１０６に表示させる。ユーザは表示部１０６を見て、焦点１１８ａにおける発光及び反対点１１８ｂにおける発光の両方が計測部１０３によって撮影可能な範囲に入るように、モニタ用レーザ１１４の位置を調整する。そのために、モニタ用レーザ１１４の取り付け位置を手動で変更してもよいし、モニタ用レーザ１１４を光軸方向に移動するための移動部をさらに設けてもよい。モニタ用レーザ１１４のレンズ１１４ａのみの位置を調整してもよい。モニタ用レーザ１１４の位置は、焦点１１８ａにおける発光と反対点１１８ｂにおける発光とが十分に分離されるように調整することが望ましい。
【００６８】
初期位置での調整を行った後、ユーザは入力操作部１０７から制御部１０５に対して接合処理の開始指示を行う。開始指示を受けると、制御部１０５は、ステージ駆動部１０８ａを制御して、矢印Ａの方向へ可動ステージ１０４を移動開始させる。それと同時に、制御部１０５は、接合用レーザ１０２及びモニタ用レーザ１１４を駆動し、透明部材１０１ａ、１０１ｂに対してレーザ光１１０、１１７を連続的に照射させる。それと並行して、制御部１０５は、計測部１０３を制御して透明部材１０１ａ、１０１ｂの像を撮影させる。像は動画として連続的に取得してもよいし、静止画として所望のサンプリング間隔で取得してもよい。
【００６９】
制御部１０５は、計測部１０３により撮影される像、又は該像から取得される情報（例えば、モニタ用レーザ１１４の焦点１１８ａ及び反対点１１８ｂを含む領域の発光強度分布、又は該発光強度分布における２つのピーク間の距離Ｘ及び基準状態での距離Ｘ０）を表示部１０６に表示させる。ユーザは、表示部１０６を見て、モニタ用レーザ１１４の焦点が基準状態からずれている、すなわち接合用レーザ１０２の焦点が界面からずれていると判断する場合に、入力操作部１０７から停止指示を行うことができる。停止指示を受けると、制御部１０５は、接合用レーザ１０２、モニタ用レーザ１１４及びステージ駆動部１０８ａの動作を停止させ、接合処理を停止する。
【００７０】
接合処理が停止されている状態で、ユーザは接合用レーザ１０２の焦点が界面１１１に合うように調整を行い、再度接合処理を開始してもよい。該調整は、例えば、上述の初期位置における焦点合わせと同様の方法で行うことができる。
【００７１】
（第２の実施例）
本実施形態に係る実施例として、モニタ用レーザ１１４から透明部材１０１ａ、１０１ｂの内部に焦点を合わせてレーザ光を照射し、該透明部材の端面から発光の観測を行った。透明部材１０１ａ、１０１ｂには、それぞれ１ｍｍ厚の青板ガラスを用いた。モニタ用レーザ１１４にはフェムト秒ファイバレーザを用い、パルス幅５００ｆｓ、繰り返し周波数１００ｋＨｚ、平均強度４００ｍＷ、波長１．０４μｍとした。モニタ用レーザのレンズ１１４ａにはＮＡ＝０．４のものを用いた。また、雰囲気は大気とした。これらの条件は、上述の第１の実施例と同一にしているが、モニタ用レーザ１１４の平均強度は、透明部材を融解しない程度の低出力、例えば１００ｍＷにするとより望ましい。
【００７２】
この条件でレーザ光の照射を行った際に、計測部１０３により撮影された像を図８（ａ）及び図８（ｂ）に示す。各図中の線Ｂは透明部材１０１ａ、１０１ｂの界面の位置（不可視）を表すために引いた線である。図８（ａ）は、基準状態の像である。この像から、線Ｂより上にモニタ用レーザ１１４の焦点１１８ａにおける発光が観察され、線Ｂより下にモニタ用レーザ１１４の反対点１１８ｂにおける発光が観察されていることがわかる。なお、この状態では、モニタ用レーザ１１４の焦点１１８ａは、モニタ用レーザ１１４の光軸方向に沿って界面より上側の５０μｍの地点に合わせられている。図８（ｂ）は、モニタ用レーザ１１４の焦点１１８ａの位置が、基準状態よりモニタ用レーザ１１４の光軸方向に沿って上側に５０μｍずれている状態（つまり、焦点１１８ａは界面より１００μｍ上側にある状態）の像である。これらの像から、例えば上述の発光強度分布を取得して、焦点１１８ａにおける光と、反対点１１８ｂにおける発光との間の距離を計算することによって、モニタ用レーザ１１４の焦点１１８ａが基準状態からずれている、すなわち接合用レーザ１０２の焦点１１２ａが界面１１１からずれていると判定でき、さらにずれの方向及び大きさを求めることができる。
【００７３】
なお、本実施例においては、意図的にレーザ光焦点の基準状態からのずれを生じさせるために、モニタ用レーザ１１４のレンズ１１４ａの位置を、図中の上方向、つまりモニタ用レーザ１１４の光軸方向に沿って透明部材１０１ａ、１０１ｂから遠ざかる方向に５０μｍ移動させた。これにより、モニタ用レーザ１１４の焦点１１８ａの位置に、モニタ用レーザ１１４の光軸方向に沿って基準状態より図中の上方向に５０μｍのずれが生じた。
なお、本実施例と異なり、焦点位置のずれが透明部材１０１ａ、１０１ｂの厚さが変わることにより生じたとしても、撮影される像は本実施例の場合と本質的に変わらないことを理解されたい。
【符号の説明】
【００７４】
１００、２００  レーザ照射装置
１０１ａ、１０１ｂ  透明部材
１０２  接合用レーザ
１０２ａ  接合用レーザのレンズ
１０２ｂ  接合用レーザ光源
１０３  計測部
１０４  可動ステージ
１０５  制御部
１０６  表示部
１０７  入力操作部
１０８ａ  ステージ駆動部
１０８ｂ  ロータリエンコーダ
１０９  位置調整部
１１０、１１７  レーザ光
１１１  界面
１１２ａ、１１８ａ  焦点
１１２ｂ、１１８ｂ  反対点
１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ、１１９ａ、１１９ｂ、１１９ｃ、１１９ｄ、１１９ｅ、１１９ｆ  ピーク
１１４  モニタ用レーザ
１１４ａ  モニタ用レーザのレンズ
１１４ｂ  モニタ用レーザ光源
１１５  移動部
Ａ  搬送方向
Ｂ  界面位置
Ｃ  測定位置
Ｄ  接合位置
Ｅ  移動方向
【図１】
0005867781.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図４】
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【図８】
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