(57)【要約】      （修正有）【課題】レーザを用いて材料に穴を開ける装置および方法が開示される。【解決手段】レーザを用いて材料に穴を開ける装置１００は、第１の導光素子１１０、第２の導光素子１２０、およびレンズ１３０を含む。第１の導光素子１１０は、レーザからのビーム１４０を導光するために配置される。第２の導光素子１２０は、第１の導光素子１１０からのビーム１４０を導光するために配置される。レンズ１３０は、第２の導光素子１２０からのビーム１４０を集束させる。第１および第２の導光素子１１０，１２０は、ビーム１４０に対して動くように構成される。第１および第２の導光素子１１０，１２０を動かすことによって、ビーム１４０が材料に接触するところのビーム１４０の角度を変更する。装置は、テーパを有しない、または逆テーパを有する穴を開けるように動作可能である。【選択図】図１
2011121119.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザを用いて材料に穴を開ける装置であって、
前記レーザからのビームを導光するために配置された第１の導光素子と、
前記第１の導光素子からの前記ビームを導光するために配置された第２の導光素子と、
前記第２の導光素子からの前記ビームを集束させるレンズと
を備え、
前記第１および第２の導光素子は、前記ビームに対して動くように構成され、
前記第１および第２の導光素子を動かすことによって、前記ビームが前記材料に接触するところの前記ビームの角度を変更する装置。
【請求項２】
前記第１および第２の導光素子を動かすことによって、前記ビームが前記材料に接触するところの前記ビームの位置をさらに変更する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第１および第２の導光素子は走査ミラーである、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記第１の導光素子はガラスブロックであり、前記第２の導光素子は走査ミラーである、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記第１の導光素子へ結合され、前記第１の導光素子を、前記ビームに対して２つの次元で動かすために構成された少なくとも１つの圧電アクチュエータと、
前記第２の導光素子へ結合され、前記第２の導光素子を、前記ビームに対して２つの次元で動かすために構成された少なくとも１つの圧電アクチュエータと
をさらに備え、
前記圧電アクチュエータは前記第１および第２の導光素子の動きを調整する、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記第１の導光素子へ結合された前記少なくとも１つの圧電アクチュエータは、第１および第２の圧電アクチュエータを備え、
前記第１の圧電アクチュエータは、前記第１の導光素子を、前記２つの次元の１つにおける正弦波運動として動かすために構成され、
前記第２の圧電アクチュエータは、前記第１の導光素子を、前記２つの次元の他の１つにおける余弦波運動として動かすために構成され、
前記第２の導光素子へ結合された前記少なくとも１つの圧電アクチュエータは、第３および第４の圧電アクチュエータを備え、
前記第３の圧電アクチュエータは、前記第２の導光素子を、前記２つの次元の１つにおける正弦波運動として動かすために構成され、
前記第４の圧電アクチュエータは、前記第２の導光素子を、前記２つの次元の他の１つにおける余弦波運動として動かすために構成された、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記第１の導光素子へ結合され、前記第１の導光素子を、前記ビームに対して２つの次元で動かすために構成された第１の検流計と、
前記第２の導光素子へ結合され、前記第２の導光素子を、前記ビームに対して２つの次元で動かすために構成された第２の検流計と
をさらに備え、
前記第１および第２の検流計は、前記第１および第２の導光素子の動きを調整する、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記第２の導光素子からの前記ビームを分割するビーム分割素子をさらに備え、前記レンズはテレセントリック走査レンズである、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
レーザを用いて材料に穴を開ける方法であって、
第１の導光素子を用いて前記ビームを導光するステップと、
第２の導光素子を用いて前記第１の導光素子からの前記ビームを導光するステップと、
前記第２の導光素子からの前記ビームを前記材料の上に集束させるステップと、
前記ビームに対して前記第１および第２の導光素子を動かすことによって、前記ビームが前記材料に接触するところの前記ビームの角度を変更するステップと
を備える方法。
【請求項１０】
前記変更するステップは、
前記第１および第２の導光素子を前記ビームに対して動かすことによって、前記ビームが前記材料に接触するところの前記ビームの角度および位置を変更すること
を備える、請求項９に記載の方法。
【請求項１０】
前記レーザを用いて、前記材料にテーパを実質的に有しない穴を開けるステップをさらに備える、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記レーザを用いて、前記材料に逆テーパを有する穴を開けるステップをさらに備える、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記動かすステップは、
第１の次元で前記第１および第２の導光素子の各々へ正弦波運動を適用し、前記第１の次元に垂直な第２の次元で前記第１および第２の導光素子の各々へ余弦波運動を適用することによって、前記第１および第２の導光素子を前記ビームに関して回転させることを備える、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記動かすステップは、
前記ビームに対して前記第１および第２の導光素子を同期させて動かすことを備える、請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
前記集束させるステップは、
レンズを用いて前記ビームを前記材料の上に集束させ、前記ビームは前記レンズの軸上の点の上に集束されることを備える、請求項９に記載の方法。
【請求項１５】
前記集束させるステップは、
レンズを用いて前記ビームを前記材料の上に集束させ、前記ビームは前記レンズの前記軸から離れた点の上に集束されることを備える、請求項９に記載の方法。
【請求項１６】
前記導光するステップは、
第１の走査ミラーを用いて前記ビームを導光することと、
第２の走査ミラーを用いて前記第１の走査ミラーからの前記ビームを導光することと
を備える、請求項９に記載の方法。
【請求項１７】
前記導光するステップは、
ガラスブロックを用いて前記ビームを導光することと、
走査ミラーを用いて前記ガラスブロックからの前記ビームを導光することと、
を備える、請求項９に記載の方法。
【請求項１８】
前記集束させるステップは、
ビーム分割素子を用いて前記第２の導光素子からの前記ビームを分割することと、
テレセントリック走査レンズを用いて前記ビーム分割素子からの前記ビームを前記材料の上に集束させることと、
を備える、請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的にはレーザで穴を開ける装置および方法に関し、さらに具体的には、テーパを有しない、または逆テーパを有する穴をレーザで開ける装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザ微細加工は、多くの応用、例えば、プラズマ・ディスプレイ・パネル（ＰＤＰ）の蛍光体印刷用ストリップダイの製造で採用され得る。レーザでの穴開けは、一般的に、パーカッション穴開け、トレパニング、またはミリングによって実行される。パーカッション穴開けの場合、レーザビームは単純に材料の上の１つの位置へ集束される。トレパニングの場合、レーザビームは、穴開けされる穴の外側輪郭をたどる。ミリングの場合、レーザビームは渦巻き形経路をたどって材料を融除する。これらのプロセスの各々は、レーザビームを法線入射で材料へと照射する。これらのプロセスを使用し、レーザビームを用いて穴を開けることによって、一般的に、テーパを有する穴、即ち、入口の直径が出口の直径よりも大きい穴が生成される。しかしながら、応用によっては、テーパを有しない穴または逆テーパを有する穴を開けることが望ましい。
【発明の概要】
【０００３】
本発明の態様は、レーザを用いて材料に穴を開ける装置および方法へ向けられる。本発明の態様によれば、レーザを用いて材料に穴を開ける装置は、第１の導光素子、第２の導光素子、およびレンズを備える。第１の導光素子は、レーザからのビームを導光するために配置される。第２の導光素子は、第１の導光素子からのビームを導光するために配置される。レンズは、第２の導光素子からのビームを集束させる。第１および第２の導光素子は、ビームに対して動くように構成される。第１および第２の導光素子を動かすことによって、ビームが材料に接触するところのビームの角度を変更する。
【０００４】
本発明の他の態様によれば、レーザを用いて材料に穴を開ける方法は、第１の導光素子を用いてビームを導光すること、第２の導光素子を用いて第１の導光素子からのビームを導光すること、第２の導光素子からのビームを材料の上に集束させること、および第１および第２の導光素子をビームに対して動かすことによって、ビームが材料に接触するところのビームの角度を変更することを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
本発明は、添付の図面と関連づけて読まれる時、次の詳細な説明から最も良く理解される。一般的な慣例に従って、図面の様々な特徴は一定の比率になっていないことを強調しておく。一方、様々な特徴の寸法は、明瞭にするため任意に拡大または縮小されている。以下の図が、図面に含まれる。
【図１】本発明の態様に従って、レーザを用いて穴を開ける装置の図である。
【図２】本発明の態様に従って、レーザを用いて複数の穴を開ける装置の図である。
【図３】本発明の態様に従って、材料に穴を開ける例示的方法を示すフローチャートである。
【図４】図１の装置の他の図である。
【図５】図１の装置のさらなる他の図である。
【図６】本発明の態様に従って、レーザを用いて穴を開ける他の例示的装置の図である。
【図７】本発明の態様に従って、レーザを用いて複数の穴を開ける装置の図である。
【図８】図６の装置の他の図である。
【図９】図６の装置のさらなる他の図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
本明細書において開示される例示的装置および方法は、材料に丸形または長円形の穴をレーザで開けるのに適している。本明細書において開示される例示的装置および方法は、数十ミクロン、例えば、約１０μｍから約１００μｍ程度の直径を有する穴を開けるのに特に適している。本発明の態様は、本発明の範囲から逸脱することなく、任意の適切な材料に任意の形状の穴をレーザで微細加工するのに使用されてもよい。
【０００７】
ここで図面を参照すると、図１は、本発明の態様に従って穴を開ける例示的装置１００の図である。装置１００は、実質的にテーパを有しない穴または逆テーパを有する穴を、材料にレーザで開けるために使用される。本明細書において使用される場合、実質的にテーパを有しない穴とは、出口直径と実質的に同じ入口直径を有する穴である。逆テーパを有する穴とは、出口直径が入口直径よりも大きい穴である。
【０００８】
一般的な概観として、装置１００は、第１の導光素子１１０、第２の導光素子１２０、およびレンズ１３０を含む。装置１００の追加の詳細は、以下に説明する。
【０００９】
第１の導光素子１１０は、レーザからのビームを導光する。装置１００は、レーザ（図示されず）と共に使用される。レーザは、材料に穴を開けるビーム１４０を生成する。第１の導光素子１１０は、レーザからビーム１４０を受け取ってビーム１４０を導光するように配置される。例示的実施形態において、第１の導光素子１１０は走査ミラーである。
【００１０】
第１の導光素子１１０は、ビーム１４０に対して動くように構成される。第１の導光素子１１０は、第１の導光素子１１０を動かす第１の運動素子１１２を含む。本明細書においてさらに説明されるように、第１の運動素子１１２を用いて第１の導光素子１１０を動かすことによって、穴開けされるべき材料にビーム１４０が接触するところのビーム１４０の角度および／または位置を変更することができる。例示的実施形態において、第１の運動素子１１２は少なくとも１つの圧電アクチュエータを備える。少なくとも１つの圧電アクチュエータは、望ましくはＰＺＴアクチュエータである。他の適切な圧電アクチュエータは、当業者にとって公知であろう。圧電アクチュエータは、第１の導光素子１１０を１つの次元で動かすように構成される。故に、第１の運動素子１１２は、第１の導光素子１１０を２つの次元で動かす２つの圧電アクチュエータを含んでもよい。代替の例示的実施形態において、第１の運動素子１１２は検流計を備える。検流計は、第１の導光素子１１０を２つの次元で動かすように構成されてもよい。運動素子１１２の適切な検流計は、当業者にとって公知であろう。
【００１１】
第２の導光素子１２０は、第１の導光素子１１０からのビーム１４０を導光する。導光素子１２０は、第１の導光素子１１０からビーム１４０を受け取ってビーム１４０を導光するように配置される。例示的実施形態において、第２の導光素子１２０も走査ミラーである。
【００１２】
第１の導光素子１１０と同じように、第２の導光素子１２０はビーム１４０に対して動くように構成される。第２の導光素子１２０は、第２の導光素子１２０を動かす第２の運動素子１２２を含んでもよい。本明細書においてさらに説明されるように、第２の運動素子１２２を用いて第２の導光素子１２０を動かすことによって、穴開けされるべき材料にビーム１４０が接触するところのビーム１４０の角度および／または位置を変更することができる。第１の運動素子１１２に関して上記で説明したように、第２の運動素子１２２は少なくとも１つの圧電アクチュエータであるか検流計であってもよい。
【００１３】
第１および第２の運動素子１１２および１２２は、第１および第２の導光素子１１０および１２０の動きを調整するように構成される。例えば、第１および第２の運動素子１１２および１２２は導光素子を同時に動かしてもよい。第１および第２の運動素子１１２および１２２は、望ましくは、導光素子を同じ方法で、即ち、同期させて動かしてもよい。或いは、第１および第２の運動素子１１２および１２２は、異なる方法で導光素子を動かしてもよい。第１および第２の導光素子１１０および１２０の動きは、本明細書においてさらに説明される。
【００１４】
レンズ１３０は、第２の導光素子１２０からのビーム１４０を集束させる。レンズ１３０は、穴開けされるべき材料の上にビーム１４０を集束させる。例示的実施形態において、レンズ１３０は集束レンズである。ビーム１４０を集束させる他の適切なレンズ１３０は、本明細書の説明から当業者にとって公知であろう。
【００１５】
図２に示されるように、装置１００はビーム分割素子１５０をさらに備えてもよい。ビーム分割素子１５０は、第２の導光素子１２０からのレーザビーム１４０を複数のビームへ分割する。これにより、材料の中へ複数の穴を同時に開けることが可能となる。例示的実施形態において、ビーム分割素子１５０は回折光学素子である。回折光学素子は、複数のビームが異なる方向へ伝搬するように、ビーム１４０を分割してもよい。このように、本実施形態では、材料へ向けて平行な方向にビームを集束させるため、テレセントリック走査レンズを使用することが望ましい。走査レンズのテレセントリック性は、各ビーム軸が加工対象物へ同じ角度で突き当たるようにする。それ故に、同じ形状を有する複数の穴が同時に開けられ得る。ビーム分割素子１５０は、選択肢として、ビームの一部分を通過させる複数の開口を有するマスクを含んでもよい。本実施形態は、マスク上にビームを拡大するため、発散レンズおよびコリメーティングレンズを含むビーム拡大器をさらに含んでもよい。他の適切なビーム分割器は、本明細書の説明から当業者にとって公知であろう。
【００１６】
図３は、本発明の態様に従って、レーザを用いて材料に穴を開ける例示的方法２００を示すフローチャートである。方法２００は、実質的にテーパを有しない穴または逆テーパを有する穴を開けるために使用される。概観として、方法２００は、第１の導光素子を用いてレーザビームを導光すること、第２の導光素子を用いて第１の導光素子からのビームを導光すること、第２の導光素子からのビームを材料の上に集束させること、およびビームが材料に接触するところのビームの角度を変更することを含む。例証を目的として、方法２００を、装置１００の構成部品を参照して説明する。方法２００の追加の詳細は、以下に説明する。
【００１７】
ステップ２０２において、レーザからのビームは、第１の導光素子を用いて導光される。例示的実施形態において、第１の導光素子１１０はレーザからのビーム１４０を導光する。上述したように、第１の導光素子１１０は、ビーム１４０を反射する走査ミラーであってもよい。
【００１８】
ステップ２０４において、第１の導光素子からのビームは、第２の導光素子を用いて導光される。例示的実施形態において、第２の導光素子１２０は、第１の導光素子からのビーム１４０を導光する。上述したように、第２の導光素子も、ビーム１４０を反射する走査ミラーであってもよい。
【００１９】
ステップ２０６では、第２の導光素子からのビームが材料の上に集束される。例示的実施形態において、レンズ１３０は、穴開けされるべき材料の上にビーム１４０を集束させる。上述したように、レンズ１３０は望ましくはテレセントリック走査レンズである。
【００２０】
ステップ２０８では、ビームが材料に接触するところのビームの角度が変更される。例示的実施形態において、ビーム１４０が材料に接触するところのビーム１４０の角度は、第１および第２の導光素子１１０および１２０をビーム１４０に対して動かすことによって変更される。ここで、第１および第２の導光素子１１０および１２０を動かす例示的な方法を、図１、図４、および図５を参照して説明する。
【００２１】
図１は、基準位置にある装置１００を示す。基準位置では、ビーム１４０が法線入射で（即ち、材料表面に対して垂直な角度で）材料に接触するように、装置１００がビーム１４０を導光する。この基準位置では、通常のテーパを有する穴が材料に開けられる。
【００２２】
図４は、第１および第２の導光素子１１０および１２０を動かす１つの方法を示す。上述したように、第１および第２の導光素子１１０および１２０は、ビーム１４０に対して動くように構成される。図４では、第１および第２の導光素子１１０および１２０が同じ程度に傾けられている。双方の導光素子は同じ角度に動かされているので、導光素子１２０からのビーム１４０は、依然としてレンズ１３０の軸に平行である。
【００２３】
第１および第２の導光素子１１０および１２０は、ビームに関して回転するようにさらに構成されてもよく、その結果第２の導光素子１２０からのビーム１４０はレンズ１３０の軸の周りを回転する。導光素子へ１つの方向で正弦波運動を適用し、垂直な方向で余弦波運動を適用することによって、第１および第２の導光素子１１０および１２０が回転される。例えば、運動素子１１２は、ｘ方向に第１の圧電（ＰＺＴ）アクチュエータ（ｘ−ＰＺＴアクチュエータ）を、ｙ方向に第２の圧電（ＰＺＴ）アクチュエータを、含んでもよい。ｘ−ＰＺＴアクチュエータが正弦波運動を受け取ることで、導光素子１１０がｘ軸の周りを回転し、一方、ｙ−ＰＺＴアクチュエータが余弦波運動を受け取ることで、１１０がｙ軸方向で回転する。これらの動きによって、導光素子１１０が回転し得る。第１および第２の導光素子１１０および１２０を同期させて回転させる（即ち、同じように動かす）ことが望ましく、その結果、第２の導光素子１２０からのビームがレンズ１３０の軸に対して常に平行を維持する。
【００２４】
図４に示すように、第２の導光素子１２０からのビーム１４０はレンズ軸に平行であるが、それはまた、第１および第２の導光素子１１０および１２０の傾きに起因してレンズ軸からシフトされている。故に、ビーム１４０がレンズによって集束されるとき、ビーム１４０は、それが基準位置で突き当たる点と同じ点、例えば、レンズの軸に沿った点で、材料に突き当たる。しかしながら、ビームは、ここで、材料に対して非垂直角を形成する。
【００２５】
ビームの角度は、望ましくは、ビームによって生成される通常のテーパを実質的に打ち消す。故に、ビームは実質的にテーパを有しない穴（即ち、材料表面に対して垂直な壁を有する穴）を開けられる。或いは、ビームの角度は、望ましくは、ビームによって生成される通常のテーパを超過してもよい。故に、ビームは、逆テーパを有する穴（即ち、レーザビームの入口側よりも出口側で広い穴）を開けられる。ビームが材料に接触する角度は、第１および第２の導光素子１１０および１２０の角度に基づいて調節される。（導光素子の基準位置に対して）導光素子の角度が大きくなればなるほど、ビーム１４０はレンズ軸から遠くに離され、レーザが材料に接触するところの、レーザによって形成される角度は、（法線入射に対して）大きくなる。
【００２６】
ビームは材料上で同じ位置に突き当たるので、図４に示すように導光素子を回転することにより、実質的にテーパを有しない、または逆テーパを有する丸形または円形の穴をパーカッション穴開けすることが可能となる。
【００２７】
図５は、第１および第２の導光素子１１０および１２０を動かす他の方法を示す。図５では、第１および第２の導光素子１１０および１２０が同期されて動かされるが、それらの導光素子は異なる量だけ傾けられている。双方の導光素子は異なる量だけ動かされるので、導光素子１２０からのビーム１４０はレンズ１３０の軸に平行でない。
【００２８】
第１および第２の導光素子１１０および１２０はビームに関して回転するようにさらに構成されてもよく、その結果第２の導光素子１２０からのビーム１４０がレンズ１３０の軸の周りを回転する。第１および第２の導光素子１１０および１２０を同期させて回転する（即ち、対応するように動かす）ことが望ましく、その結果、第２の導光素子１２０からのビームがレンズ１３０の軸に対して常に同じ角度を維持する。
【００２９】
図５に示すように、ビーム１４０はレンズの軸に平行でないから、ビーム１４０がレンズによって集束されるとき、ビーム１４０は、それが基準位置で突き当たる点とは異なる点、例えば、レンズの軸から離れた点で、材料に突き当たる。ビームはまた、材料に対して非垂直角を形成する。
【００３０】
図４に関して上記で説明したように、ビームの角度は、望ましくは、ビームによって生成される通常のテーパを実質的に打ち消すか超過する。図４に関して上記で説明したように、ビームが材料に接触するところの角度は、第１および第２の導光素子１１０および１２０の角度に基づいて調節される。
【００３１】
ビームは材料上の異なる位置に突き当たるので、図４に示すように導光素子を回転することによって、レンズの軸に沿った点の周りをビームが回転する。（上述したように）同じ振幅を有する正弦波および余弦波を使用して導光素子を回転することによって、実質的にテーパを有しない、または逆テーパを有する丸形または円形の穴のミリングが可能となる。また、導光素子１１０および１２０の回転は、円形以外の形状が穴開けされ得るように調節される。例えば、正弦波および余弦波の振幅を連続的に増加または減少することによって、導光素子１１０および１２０は、レーザビームが渦巻き形経路を生成するように回転する。他の例の場合、異なる振幅を有する正弦波および余弦波を使用して導光素子を回転することによって、長円形の穴が開けられる。
【００３２】
方法２００は、ビーム分割素子を用いて、第２の導光素子からのビームを分割することをさらに含んでもよい。例示的実施形態において、ビーム分割素子１５０は、第２の導光素子１２０からのビーム１４０を複数のビームへ分割する。レンズ１３０は、材料へ向けてビームを平行な方向へ集束させるために使用される。故に、材料に複数の穴が同時に開けられる。
【００３３】
図６は、本発明の態様に従って穴を開ける他の例示的装置３００の図である。装置３００は、材料に、実質的にテーパを有しない、または逆テーパを有する穴を、レーザで開けるために使用される。一般的な概観として、装置３００は、第１の導光素子３１０、第２の導光素子３２０、およびレンズ３３０を含む。装置３００は、後述することを除いて、実質的に装置１００と同じである。
【００３４】
第１の導光素子３１０は、レーザからのビームを導光する。第１の導光素子３１０は、レーザからビーム３４０を受け取ってビーム３４０を導光するように配置される。例示的実施形態において、第１の導光素子３１０はガラスブロックである。ガラスブロックは、ビーム３４０の軸と交差する２つの平行な表面を有する。ガラスブロックは、ビームがガラスブロックを通過するときビームを屈折することによって、ビーム１４０を導光する。第１の導光素子１１０に関して上記で説明したように、第１の導光素子３１０はビーム３４０に対して動くように構成される。したがって、第１の運動素子１１２に関して上記で説明したように、第１の導光素子３１０は第１の運動素子３１２を含む。
【００３５】
第２の導光素子３２０は、第１の導光素子３２０からのビームを導光する。第２の導光素子３２０は走査ミラーとして示されるが、第２の導光素子３２０はガラスブロックであってもよく、または他の適切なビーム導光構成部品であってもよいことが理解される。第２の導光素子１２０に関して上記で説明したように、第２の導光素子３２０はビーム３４０に対して動くように構成される。
【００３６】
図７に示すように、装置３００はビーム分割素子３５０をさらに備えてもよい。ビーム分割素子３５０に関して上記で説明したように、ビーム分割素子３５０は第２の導光素子３２０からのレーザビーム３４０を複数のビームへ分割する。
【００３７】
ここで、第１および第２の導光素子３１０および３２０を動かす例示的な方法を、図６、図８、および図９を参照して説明する。
【００３８】
図６は、基準位置にある装置３００を示す。基準位置において、装置３００は、ビーム３４０が法線入射で（即ち、材料表面に対して垂直な角度で）材料に接触するように、ビーム３４０を導光する。この基準位置では、通常のテーパを有する穴が材料に開けられる。
【００３９】
図８は、第１の導光素子３１０を動かす１つの方法を示す。上述したように、第１および第２の導光素子３１０および３２０は、ビーム１４０に対して動くように構成される。図８において、第１の導光素子３１０は傾けられている。これにより、ビーム１４０の軸がシフトされるが、その伝搬方向はシフトされない。本実施形態において、第２の導光素子３２０を動かすことは必要でない。
【００４０】
第１の導光素子３１０は、ビームに関して回転するようにさらに構成されてもよく、したがって第２の導光素子３２０からのビーム３４０がレンズ３３０の軸の周りを回転する。図８に示すように、第２の導光素子３２０からのビーム３４０はレンズ軸に平行であるが、それはまた、第１の導光素子３１０の傾きに起因してレンズ軸からシフトされている。故に、ビーム３４０がレンズによって集束されるとき、ビーム３４０は、それが基準位置で突き当たる点と同じ点、例えば、レンズの軸に沿った点で、材料に突き当たる。しかしながら、ビームは、ここで、材料に対して非垂直角を形成する。
【００４１】
図４に関して上記で説明したように、ビームの角度は、望ましくは、ビームによって生成される通常のテーパを実質的に打ち消すか超過する。 図４に関して上記で説明したように、ビームが材料に接触するところの角度は、第１の導光素子３１０の角度に基づいて調節される。
【００４２】
ビームは材料上で同じ位置に突き当たるので、図８に示すように導光素子を回転することによって、実質的にテーパを有しない、または逆テーパを有する丸形または円形の穴のパーカッション穴開けが可能となる。
【００４３】
図９は、第１および第２の導光素子３１０および１２０を動かす他の方法を示す。図９では、第１および第２の導光素子３１０および３２０の双方が傾けられている。第２の導光素子３２０が傾けられているので、導光素子３２０からのビーム３４０はレンズ３３０の軸に平行でない。
【００４４】
第１および第２の導光素子３１０および３２０はビームに関して回転するようにさらに構成されてもよく、その結果第２の導光素子３２０からのビーム３４０がレンズ３３０の軸の周りを回転する。第１および第２の導光素子３１０および３２０を同期させて回転させることが望ましく、その結果第２の導光素子３２０からのビームがレンズ３３０の軸に対して常に同じ角度を維持する。
【００４５】
図９に示すように、ビーム３４０はレンズの軸に平行でないから、ビーム３４０がレンズによって集束されるとき、ビーム３４０は、それが基準位置で突き当たる点とは異なる点、例えば、レンズの軸から離れた点で、材料に突き当たる。ビームは、また、材料に対して非垂直角を形成する。
【００４６】
図４に関して上記で説明したように、ビームの角度は、望ましくは、ビームによって生成される通常のテーパを実質的に打ち消すか超過する。図４に関して上記で説明したように、ビームが材料に接触するところの角度は、第１および第２の導光素子３１０および３２０の角度に基づいて調節される。
【００４７】
本発明は、本明細書において特定の実施形態を参照して図解および説明されたが、本発明は、示された詳細部分へ限定されることを意図されない。むしろ、請求項の等価の範囲および限度の中で、本発明から逸脱することなく、様々な修正が詳細部分で行われてもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【外国語明細書】
2011121119000001.pdf