(57)【要約】【課題】接合対象物となる２つの部材が互いに接する界面であって、レーザ照射により接合面となるにおいて、レーザ光の焦点を高精度に位置させることができるレーザ接合装置及び焦点合わせ方法を提供する。【解決手段】本発明の一実施形態に係るレーザ接合装置１は、積層された複数の透明な部材からなる積層部材１００の接合部位１０１にレーザ光１１０を照射し、積層部材１００を接合するレーザ接合装置１であって、積層部材１００を載置する載置部２と、載置部２上の積層部材１００にレーザ光１１０を出射するレーザ光源３と、積層部材１００の合わせ面１０３に対してレーザ光源３側に位置する第１の部材１０２の厚みを計測する厚み計測手段４と、第１の部材１０２の厚み及び該第１の部材１０２の屈折率に基づいて、集光レンズ５の先端から合わせ面までの第１の距離を算出し、該第１の距離に基づいてレーザ光１１０の焦点位置を制御する制御装置７とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の部材と該第２の部材とを積層させた積層体にレーザ光を照射し、前記第１の部材と前記第２の部材とを接合するレーザ接合装置であって、
前記積層体を載置するための載置部と、
レーザ光を出射するレーザ光源と、
前記レーザ光源から出射されたレーザ光を前記載置部に集光するように設けられた集光レンズであって、該集光レンズから集光されたレーザ光が前記載置部に載置された積層体に直接入射するように設けられた集光レンズと、
前記集光レンズを移動させる移動部と、
前記載置部に載置された前記積層体の、前記第１の部材と前記第２の部材との合わせ面に対して前記集光レンズ側に位置する前記第１の部材の厚みを計測する厚み計測手段と、
前記厚み計測手段にて計測された前記第１の部材の厚み及び前記第１の部材の屈折率により、前記集光レンズの先端から前記合わせ面までの第１の距離を算出する算出手段と、
前記集光レンズの先端と前記合わせ面との間の距離が前記算出手段にて算出された第１の距離となるように前記移動部を制御する制御手段と
を備えることを特徴とするレーザ接合装置。
【請求項２】
前記集光レンズの開口数をＮＡとし、前記集光レンズのワーキングディスタンスをＷＤとし、前記第１の部材の屈折率をｎとし、該第１の部材の厚みをｔ１としたときに、前記集光レンズの先端から前記第１の部材の前記合わせ面と対向する面までの距離ｙ１を
ｙ１＝ ＷＤ−（ｔ１／ｎ）×ｃｏｓ（ｓｉｎ−１（ＮＡ））／ｃｏｓ（ｓｉｎ−１（ＮＡ／ｎ））
とし、
前記算出手段は、前記厚み計測手段にて計測された厚みにより前記距離ｙ１を算出し、該算出された距離ｙ１と前記厚み計測手段にて計測された厚みとの和を計算して前記第１の距離を算出することを特徴とする請求項１に記載のレーザ接合装置。
【請求項３】
前記載置部に載置された前記積層体の、前記合わせ面に対して前記集光レンズと反対側に位置する前記第２の部材の厚みを計測する第２の厚み計測手段をさらに備え、
前記算出手段は、前記算出された第１の距離と前記第２の厚み計測手段により計測された前記第２の部材の厚みとの和である第２の距離を算出するように構成され、
前記制御手段は、前記集光レンズの先端と前記第２の部材の前記合わせ面と対向する面との間の距離が前記第２の距離となるように前記移動部を移動させることにより、前記集光レンズの先端と前記合わせ面との間の距離が前記算出された第１の距離とするように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のレーザ接合装置。
【請求項４】
前記載置部は、該載置部に載置された前記積層体を所定の方向に搬送するように構成され、
前記厚み計測手段は、前記所定の方向に搬送されている前記積層体に対して、所定の間隔毎に前記厚みを複数計測するように構成され、
前記算出手段は、前記所定の間隔毎に計測された厚みにより、厚みを計測した領域毎に対応する第１の距離を算出するように構成され、
前記制御手段は、１番目の厚みを計測した領域に対して前記レーザ光による接合を行う前に、前記集光レンズの先端と前記合わせ面との間の距離が、前記１番目の厚みを計測した領域に対応する第１の距離となるように前記移動部を移動させ、ｋ−１（ｋは、２以上の整数）番目の厚みを計測した領域に対する前記レーザ光による接合が終了し、かつｋ番目の厚みを計測した領域に対して前記レーザ光による接合を行う前に、前記集光レンズの先端と前記合わせ面との間の距離が前記ｋ番目の厚みを計測した領域に対応する第１の距離となるように前記移動部を移動させるように構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のレーザ接合装置。
【請求項５】
前記厚み計測手段は、前記集光レンズから離間していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のレーザ接合装置。
【請求項６】
前記集光レンズは、前記厚み計測手段と一体的に設けられていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のレーザ接合装置。
【請求項７】
第１の部材と第２の部材とを積層させた積層体にレーザ光を照射して前記第１の部材と前記第２の部材とを接合するために、レーザ光源から出射された前記レーザ光を集光レンズによって集光して前記第１の部材と前記第２の部材の合わせ面に焦点を合わせるための焦点合わせ方法であって、
前記積層体の前記第１の部材が前記積層部材の合わせ面に対して前記集光レンズ側に位置するように前記積層体を配置すること、
前記第１の部材の厚みを計測すること、
前記計測された第１の部材の厚み及び前記第１の部材の屈折率により、前記集光レンズの先端から前記合わせ面までの第１の距離を算出すること、および
前記厚みを計測した領域に対して前記レーザ光による接合を行う前に、前記集光レンズの先端と前記合わせ面との間の距離が前記算出された第１の距離となるように前記集光レンズを位置決めすること
を有することを特徴とする焦点合わせ方法。
【請求項８】
前記積層体の、前記合わせ面に対して前記集光レンズと反対側に位置する前記第２の部材の厚みを計測し、
前記集光レンズを位置決めすることの前に、前記算出された第１の距離と前記第２の部材の厚みとの和である第２の距離を算出し、
前記集光レンズを位置決めすることは、前記集光レンズの先端と前記第２の部材の前記合わせ面と対向する面との間の距離が前記第２の距離となるように前記集光レンズを位置決めすることを特徴とする請求項７に記載の焦点合わせ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層された透明な部材を接合するために、積層部材の接合部位にレーザ光の焦点を合わせることができるレーザ接合装置、及びその焦点合わせ方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、多光子吸収現象を利用したレーザ加工方法として、ガラス基板等の加工対象物にレーザ光を照射して切断する方法があった。この切断方法においては、レーザ光の焦点を切断予定ラインに沿って移動させることにより、加工対象物の内部に改質領域が形成される。そのため、加工対象物の内部における所望の位置に焦点を合わせる必要がある。そこで、算出により求められた移動量に従って加工対象物を移動させることによって焦点を合わせるレーザ加工装置がある（特許文献１）。
【０００３】
特許文献１では、レーザ加工装置が加工対象物の表面を可視光線で照明し、可視光線の反射光を撮像素子で撮像することによって撮像データを取得している。そして、レーザ加工装置は、加工対象物の表面から該加工対象物の内部の所望の位置までの距離を撮像データに基づいて算出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−４７２９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、多光子吸収現象を利用すると、積層された透明な部材からなる積層部材の接合部位に超短パルスレーザを照射することにより、切断だけではなく積層部材を接合（溶接）することもできる。このような積層部材、例えば積層されたガラス部材からなる積層部材を接合する場合、熱の影響によってガラス部材に割れ等が生じてしまう可能性がある。そのため、超短パルスレーザ、例えばフェムト秒レーザ、ピコ秒レーザ又はナノ秒レーザを、短時間で積層部材の合わせ面に照射する必要がある。その結果、レーザの光軸方向の高い位置精度が要求されるため、合わせ面の位置を検出して正確な位置に焦点を形成しなければならない。
【０００６】
しかし、積層部材が透明な部材を積層して構成されている場合は、積層部材が透明であるために、その合わせ面の位置を正確に検出することが困難である。例えば、画像処理を用いる位置検出の場合は、積層部材の合わせ面に位置を検出する基準となる目標がない。そのため、画像内の合わせ面を検出することができず、画像を処理することが困難である。また、反射光を検出する方式を用いる場合は、特に積層部材が有する各部材の屈折率が同じ場合、積層部材が密着しているために光を透過してしまい反射光を検出できない可能性がある。そのため、積層部材の合わせ面の正確な位置に焦点を形成することが難しい。
【０００７】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、接合対象物となる２つの部材が互いに接する界面であって、レーザ照射により接合面となる面（以下、合わせ面とも呼ぶ）において、レーザ光の焦点を高精度に位置させることができるレーザ接合装置及び焦点合わせ方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような目的を達成するため、本発明の第１の態様は、第１の部材と該第２の部材とを積層させた積層体にレーザ光を照射し、前記第１の部材と前記第２の部材とを接合するレーザ接合装置であって、前記積層体を載置するための載置部と、レーザ光を出射するレーザ光源と、前記レーザ光源から出射されたレーザ光を前記載置部に集光するように設けられた集光レンズであって、該集光レンズから集光されたレーザ光が前記載置部に載置された積層体に直接入射するように設けられた集光レンズと、前記集光レンズを移動させる移動部と、前記載置部に載置された前記積層体の、前記第１の部材と前記第２の部材との合わせ面に対して前記集光レンズ側に位置する前記第１の部材の厚みを計測する厚み計測手段と、前記厚み計測手段にて計測された前記第１の部材の厚み及び前記第１の部材の屈折率により、前記集光レンズの先端から前記合わせ面までの第１の距離を算出する算出手段と、前記集光レンズの先端と前記合わせ面との間の距離が前記算出手段にて算出された第１の距離となるように前記移動部を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の第２の態様は、第１の部材と第２の部材とを積層させた積層体にレーザ光を照射して前記第１の部材と前記第２の部材とを接合するために、レーザ光源から出射された前記レーザ光を集光レンズによって集光して前記第１の部材と前記第２の部材の合わせ面に焦点を合わせるための焦点合わせ方法であって、前記積層体の前記第１の部材が前記積層部材の合わせ面に対して前記集光レンズ側に位置するように前記積層体を配置すること、前記第１の部材の厚みを計測すること、前記計測された第１の部材の厚み及び前記第１の部材の屈折率により、前記集光レンズの先端から前記合わせ面までの第１の距離を算出すること、および前記厚みを計測した領域に対して前記レーザ光による接合を行う前に、前記集光レンズの先端と前記合わせ面との間の距離が前記算出された第１の距離となるように前記集光レンズを位置決めすることを有することを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、レーザ光の焦点を、接合対象物となる２つの部材の合わせ面に正確に位置させることができる。よって、上記部材の厚みのばらつきを反映して、合わせ面において、例えば所定の一軸方向（例えば、接合時のレーザの走査方向）に沿ってレーザ光の焦点をより正確に形成することができる。そのため、接合対象物となる２つの部材を確実にレーザ接合することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係るレーザ接合装置を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る焦点合わせを説明する概略拡大図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る集光レンズの先端から合わせ面までの距離の算出を説明するための模式図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るレンズを変位させる移動部を制御するためのブロック図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るレーザ接合装置を示すブロック図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る積層部材の載置の様子を説明するための模式図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るレンズを変位させる移動部を制御するためのブロック図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る焦点合わせを説明する概略拡大図である。
【図９】本発明の一実施形態に係るレーザ接合装置を示すブロック図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係るレンズを変位させる移動部を制御するためのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための例示的な実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。ただし、以下の実施形態で説明する寸法、材料、形状、構成要素の相対的な位置等は任意であり、本発明が適用される装置の構成又は様々な条件に応じて変更できる。また、特別な記載がない限り、本発明の範囲は、以下に説明される実施形態で具体的に記載された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。
【００１３】
［第１実施形態］
図１は、レーザ接合装置１を示すブロック図である。レーザ接合装置１は、少なくとも２つの透明な部材を有する積層部材１００を載置する載置部２と、載置部２を矢印Ａ（積層部材１００の搬送方向）に沿って移動させるためのモータおよび該モータに設けられたロータリエンコーダ２ｂを有する駆動部２ａと、載置部２上の積層部材１００にレーザ光１１０を出射するレーザ光源３と、第１の部材１０２の厚みおよび第２の部材１０４の厚みを計測する厚み計測手段としての厚み計測センサ４と、レーザ接合装置１の各種構成要素の制御および所定の演算を行う制御装置７とを備える。ここで、透明な部材とは、例えば、ガラス又はサファイア等の部材であり、レーザ光の波長に対して透明であり且つバンドギャップが大きな部材であることが好ましい。また、第１の部材１０２は、積層部材１００の合わせ面１０３に対してレーザ光源３側に位置する。さらに、レーザ接合装置１は、レーザ光源３から出射されたレーザ光１１０を集光する集光レンズ５と、集光レンズ５をレーザ光１１０の光軸１２０方向に移動させる移動部６とを備える。
【００１４】
制御装置７は、集光レンズ５を所望の位置に移動させるように移動部６を制御すると共に、所望のタイミングでレーザ光１１０を出射させるようにレーザ光源３を制御することができる。また、制御装置７は、第１の部材１０２の厚みおよび第２の部材１０４の厚みをそれぞれ計測するように厚み計測センサ４を制御することができる。さらに、制御装置７は、駆動部２ａの動作を制御することができ、ロータリエンコーダ２ｂから、駆動部２ａ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。
【００１５】
載置部２であるステージ上に載置された積層部材１００は、第１の部材１０２（以下、入射側部材という）と、積層部材１００の合わせ面１０３に対して載置部２側に位置する第２の部材１０４（以下、反対側部材という）とを重ねた構造（積層体）である。すなわち、反対側部材１０４は、積層部材１００のうち、レーザ光源３に対して入射側部材１０２とは反対側に位置する部材である。そして、レーザ光源３から出射されたレーザ光は、集光レンズ５によって集光され、入射側部材１０２と反対側部材１０４との合わせ面１０３上の接合部位１０１に照射される。これにより、接合部位１０１に多光子吸収現象を発生させ、少なくとも入射側部材１０２と反対側部材１０４のいずれか一方を溶融させて両部材を溶接することができる。両部材を接合する際には、駆動部２ａの駆動により載置部２が積層部材１００を矢印Ａで示す方向に搬送する。その結果、積層部材１００がレーザ光源３に対して相対的に移動する。これにより、レーザ光１１０が積層部材１００の接合部位１０１を相対的に走査して、積層部材１００の所望の領域を接合することができる。
【００１６】
このように積層部材１００を接合する場合、熱の影響による積層部材１００の割れ等を避けるため、レーザ光１１０の光軸１２０方向における高い位置精度が要求される。また、合わせ面１０３にレーザ光１１０の焦点を位置させようとする場合、レーザ光１１０の焦点位置は入射側部材１０２の厚みによって変動する。そのため、レーザ光１１０の光軸１２０方向において、集光レンズ５から合わせ面１０３までの距離を正確に検出することが重要となる。
【００１７】
図１に示すように、積層部材１００は、計測位置Ｃを経て接合位置Ｄへと矢印Ａで示す方向に搬送される。そして、レーザ変位センサ等の厚み計測センサ４は、レーザ光源３及び集光レンズ５に対して積層部材１００の搬送方向上流に配置され、制御装置７に接続されている。この厚み計測センサ４は、例えば、積層部材１００に光を照射し、入射側部材１０２の表面及び合わせ面１０３からの反射光を検出し、該反射光の検出結果を制御装置７に送信する。該制御装置７は、受信した反射光の検出結果に基づいて、入射側部材１０２の厚みを計測する。同様に、厚み計測センサ４は、積層部材１００に光を照射し、合わせ面１０３および反対側部材１０４の合わせ面１０３と対向する面（載置部２と接する面であって、以降、“下側面”という）からの反射光を検出し、該反射光の検出結果を制御装置７に送信する。該制御装置７は、受信した反射光の検出結果に基づいて、反対側部材１０４の厚みを計測する。本実施形態では、厚み計測センサ４のサンプリング間隔は、移動部６の移動が追随できる時間間隔以上に設けられている。
【００１８】
また、集光レンズ５は、厚み計測センサ４から所定の距離だけ離間した状態で、集光レンズ支持アーム５１によって厚み計測センサ４と一体的に設けられている。これらの構成により、レーザ接合装置１を小型化することができる。さらに、厚み計測センサ４が集光レンズ５から離間しているため、計測位置Ｃにおいては、レーザ接合時の加熱に起因する積層部材１００の厚み変化の影響が少ない。また、上記離間により、厚み計測センサ４はレーザ接合時に発生するプラズマの影響を受けない、ないしは厚み計測センサ４に対するその影響を少なくすることができる。そのため、より正確に入射側部材１０２の厚みを計測できる。
【００１９】
レーザ接合装置１の移動部６は、例えばピエゾアクチュエータ等であり、制御装置７によって制御される。そして、移動部６は、集光レンズ５を、矢印Ｂに沿って、レーザ光１１０の光軸１２０方向に移動することができる。その結果、移動部６は、集光レンズ５を所望の位置に移動することができる。なお、本実施形態では、矢印Ｂに沿った軸（ｚ軸）の移動部６の位置決めを、載置部２を基準に行う。
【００２０】
制御装置７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、レーザ接合装置１全体を制御すると共に、図２、７に示す各種処理についても統括的に制御する。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。また、制御装置７には、所定の指令あるいはデータなどを入力するキーボードあるいは各種スイッチなどを含む入力操作部７１、およびレーザ接合装置１の入力・設定状態、各種計測結果などをはじめとする種々の表示を行う表示部７２が接続されている。
【００２１】
このような第１実施形態では、計測位置Ｃにおいて入射側部材１０２の厚みおよび反対側部材１０４の厚みが計測される。そして、集光レンズ５の先端（集光レンズ５のワーキングディスタンスＷＤのレンズ側の距離測定の基準点）から合わせ面１０３までの距離（以下、第１の距離という）は、入射側部材１０２の厚み及び屈折率に基づいて算出される。そして、積層部材１００における厚み計測箇所を接合するときに、第１の距離に基づいて集光レンズ５を移動させる。具体的には、接合位置に位置する積層部材１００のある領域について、合わせ面１０３から集光レンズ５までの距離が、上記ある領域における計測された入射側部材１０２の厚みに基づいて算出された第１の距離と一致するように、制御装置７が移動部６を制御して集光レンズ５を移動させ、この状態でレーザ光を照射する。よって、集光レンズ５を介したレーザ光１１０の焦点を合わせ面１０３に正確に位置させることができる。
【００２２】
このように、本実施形態では、積層部材１００のある領域において、該ある領域における入射側部材１０２の厚みをレーザ照射前に測定して該厚みおよび入射側部材の屈折率により第１の距離を算出し、上記ある領域が接合位置Ｄに位置する時には、集光レンズ５の先端と合わせ面１０３との間の距離を上記算出された第１の距離にしておくことが本質である。このために、第１の距離を算出することが重要である。この第１の距離の算出については、図１における点線の円で囲まれた部分を示す図２を参照して説明する。なお、図２に示すように、レーザ光１１０は入射角θ１で入射側部材１０２に入射し、入射時に入射側部材１０２の屈折角θ２で屈折する。そのため、集光レンズ５から接合部位１０１に形成されるレーザ光１１０の焦点までの距離は、集光レンズ５のワーキングディスタンスＷＤよりも長くなる。なお、ワーキングディスタンスとは、空気中における集光レンズ５の先端５ａから焦点位置までの距離である。
【００２３】
図２に示すように、第１の距離は、集光レンズ５の先端から入射側部材１０２のレンズ側の面までの距離ｙ１と入射側部材１０２の厚みｔ１との和となる。該厚みｔ１は厚み計測センサ４の計測結果から取得できるので、距離ｙ１を取得すれば、上記厚みｔ１を計測した領域における第１の距離を取得することができる。集光レンズ５の開口数をＮＡとし、集光レンズ５のワーキングディスタンスをＷＤとし、入射側部材１０２の屈折率をｎとすると、距離ｙ１は、以下のようになる。  
ｙ１＝ＷＤ−（ｔ１／ｎ）×ｃｏｓ（ｓｉｎ−１（ＮＡ））／ｃｏｓ（ｓｉｎ−１（ＮＡ／ｎ））      （１）
【００２４】
上記距離ｙ１の導出を説明する。
上述のように、入射側部材１０２の屈折率はｎであるので、スネルの法則から、
ｓｉｎθ１＝ｎ・ｓｉｎθ２      （２）
となる。
図３から、ｔａｎθ１＝Ｘ／（ＷＤ−ｙ１）の関係式が得られ、該関係式から、
ｓｉｎθ１＝Ｘ・ｃｏｓθ１／（ＷＤ−ｙ１）      （３）
が得られる。
また、図３からｔａｎθ２＝Ｘ／ｔ１の関係式が得られ、該関係式から、
ｓｉｎθ２＝Ｘ・ｃｏｓθ２／ｔ１      （４）
が得られる。
【００２５】
上記式（２）〜（４）から、
Ｘ・ｃｏｓθ１／（ＷＤ−ｙ１）＝ｎ・Ｘ・ｃｏｓθ２／ｔ１
が得られ、これより、
ｙ１＝ＷＤ−（ｔ１／ｎ）×ｃｏｓθ１／ｃｏｓθ２      （５）
が得られる。
ここで、集光レンズ５のＮＡ＝ｓｉｎθ１であるので、θ１＝ｓｉｎ−１（ＮＡ）であり、これを式（５）に代入すると、式（１）を得ることができる。
【００２６】
図４は、本実施形態に係る移動部６の移動（変位）を制御するための構成を示すブロック図である。
厚み取得部７ａは、入射側部材１０２の厚みを計測するように厚み計測センサ４を制御し、該厚み計測センサ４から受信した計測結果に基づいて、入射側部材１０２の厚みｔ１を取得する。また、厚み取得部７ａは、厚み計測センサ４の制御により、反対側部材１０４の厚みｔ２を取得することもできる。このように、取得された厚みｔ１およびｔ２は、メモリ部に格納される。厚み取得部７ａからの計測指令により厚み計測センサ４は、計測位置Ｃにおける入射側部材１０２の厚みを取得するための計測を行うが、該計測時において計測位置Ｃに位置する積層部材１００の領域を、「厚み計測点」と呼ぶことにする。すなわち、該厚み計測点における入射側部材１０２、反対側部材１０４の厚みが計測されることになる。なお、本実施形態では、厚み取得部７ａは、接合予定線に沿って所定の間隔ｄ毎に厚みｔ１を取得するように構成されている。よって、厚み計測開始時に計測位置Ｃに位置する積層部材１００の領域が１番目の厚み計測点となり、該厚み開始時に計測位置Ｃに位置する領域から、接合予定線と一致する搬送方向（矢印方向Ａ）に沿って所定の間隔ｄだけずれた位置が２番目の厚み計測点となる。よって、ｋ番目（ｋは２以上の整数）の厚み計測点は、ｋ−１番目の厚み計測点から上記所定の間隔ｄだけ離間している。厚み取得部７ａは、厚み計測点の順序に対応付けて厚みｔ１をメモリ部に格納する。よって、メモリ部には、１番目〜ｋ番目の計測点の各々について、対応する厚みｔ１が関連付けて格納されている。
【００２７】
屈折率取得部７ｄは、入射側部材１０２の屈折率を取得する。例えば、ユーザが入力操作部７１を介して、入射側部材１０２の屈折率ｎを入力すると、屈折率取得部７ｄは、該ユーザ入力を受け付け、該ユーザ入力により入射側部材１０２の屈折率ｎを取得する。また、メモリ部に各材料の屈折率が予め格納されている場合は、ユーザが入力操作部７１を介して入射側部材１０２の材料を指定することにより、屈折率取得部７ｄは、該ユーザ指定に応じた材料の屈折率をメモリ部から抽出して入射側部材１０２の屈折率ｎを取得するように構成されても良い。
【００２８】
第１の距離算出部７ｂは、厚み取得部７ａにて取得された厚みｔ１と屈折率取得部７ｄにて取得された入射側部材１０２の屈折率ｎとにより、式（１）を用いて第１の距離を算出する。なお、集光レンズ５のワーキングディスタンスＷＤおよび集光レンズ５の開口数ＮＡについては、メモリ部に予め格納しておけば良い。具体的には、第１の距離算出部７ｂは、メモリ部に格納されたワーキングディスタンスＷＤ、開口数ＮＡ、ある厚み計測点に対する厚みｔ１、および屈折率ｎを読み出し、式（１）に従って上記ある厚み計測点に関する距離ｙ１を算出し、該算出されたｙ１に上記ある厚み計測点に関する厚みｔ１を足して該ある厚み計測点に関する第１の距離を算出する。第１の距離算出部７ｂは、各厚み計測点に対応する厚みｔ１に基づいて各厚み計測点に対する第１の距離を求め、１番目〜ｋ番目の厚み計測点の各々について、対応する第１の距離を関連付けてメモリ部に格納する。
【００２９】
位置検出部７ｅは、積層部材１００の厚み計測点が接合位置Ｄに位置することを検出し、厚み計測点が接合位置Ｄに位置することを移動部駆動制御部７ｃに通知する。具体的には、位置検出部７ｅは、ロータリエンコーダ２ｂから受信した駆動部２ａが有するモータの回転情報に基づいて、各厚み計測点が接合位置Ｄに位置することを検知する。本実施形態では、厚み計測センサ４と集光レンズ５との相対的な位置関係は不変であるので、計測位置Ｃと接合位置Ｄとの間の距離は一定である。よって、駆動部２ａが有するモータの回転により積層部材１００が搬送される場合において、計測位置Ｃを通過したある領域が接合位置Ｄに位置することを上記回転情報から検知することができるのである。本実施形態では、位置検出部７ｅは、１番目の厚み計測点が接合位置Ｄに位置することを上記回転情報に基づいて検出し、該検出結果を移動部駆動制御部７ｃに通知する。２番目の厚み計測点については、位置検出部７ｅは、上記回転情報に基づいて、１番目の厚み計測点の検出（厚み計測点が接合位置Ｄに位置することの検出）から上記所定の間隔ｄだけ積層部材１００が移動した後に、移動部駆動制御部７ｃに２番目の厚み計測点の検出を通知する。すなわち、位置検出部７ｅは、移動部駆動制御部７ｃへの、ｋ番目の厚み検出点の検出通知（厚み計測点が接合位置Ｄに位置することを検出したことの通知）については、上記回転情報に基づいて、ｋ−１番目の検出から所定の間隔ｄだけ積層部材１００が移動する毎に行うように構成されている。従って、移動部駆動制御部７ｃは、各厚み計測点が接合位置Ｄに位置することを知ることができる。
【００３０】
移動部駆動制御部７ｃは、積層部材１００の、厚み計測センサ４にて厚みを計測した領域（厚み計測点）について、合わせ面１０３と集光レンズ５の先端との間の距離が、第１の距離算出部７ｂにて算出された第１の距離となるように移動部６を移動させる。具体的には、移動部駆動制御部７ｃは、上記回転情報に基づいて１番目の厚み計測点が接合位置Ｄに位置する前に、該１番目の厚み計測点に対応する第１の距離をメモリ部から読み出し、合わせ面１０３と集光レンズ５の先端との間の距離が、上記１番目の厚み計測点に対応する第１の距離となるように移動部６を移動させる。また、移動部駆動制御部７ｃには、位置検出部７ｅから厚み計測点の序数通り（厚み計測センサ４による厚み計測の順番通り）に上記検出通知が送信されるので、移動部駆動制御部７ｃは、ｋ−１（ｋは２以上の整数）番目の検出通知を受信してからｋ番目の厚み計測点に対応する第１の距離をメモリ部から読み出し、ｋ番目の検出通知を受信する前に、合わせ面１０３と集光レンズ５の先端との間の距離が該読み出されたｋ番目の厚み計測点に対応する第１の距離となるように移動部６を変位させる。例えば、位置検出部７ｅより１番目の検出通知を受信すると、移動部駆動制御部７ｃは２番目の厚み計測点に対応する第１の距離をメモリ部から読み出し、２番目の検出通知を受信する前に、該読み出された第１の距離を確立する。また、２番目の検出通知を受信すると、３番目の厚み計測点に対応する第１の距離をメモリ部から読み出し、３番目の検出通知を受信する前に、該読み出された第１の距離を確立する。このように制御することにより、ある厚み計測点にとっては、該厚み計測点が接合位置Ｄに位置する時には、上記ある厚み計測点に応じた第１の距離を確立しておくことができる。
【００３１】
なお、本実施形態では、合わせ面１０３と集光レンズ５の先端との間の距離は、合わせ面１０３を基準に定義される。従って、本実施形態では移動部６の矢印方向Ｂに沿ったｚ軸の位置決めは載置部２を基準に行われるので、移動部駆動制御部７ｃは、メモリ部から厚みｔ２を読み出し、ｚ軸において集光レンズ５側に厚みｔ２に相当する距離だけずらした位置を基準として、移動部６を移動させる。具体的には、移動部駆動制御部７ｃは、載置部２から集光レンズ５の先端が第１の距離と厚みｔ２との和だけ離間するように移動部６を制御する。
【００３２】
次に、本実施形態に係る接合動作について説明する。
まずは、積層部材１００が載置部２に載置されると、制御装置７は、駆動部２ａを制御して、積層部材１００を所定の位置に静止させる。このとき、計測位置Ｃが積層部材１００の接合開始位置に位置するようにする。次いで、厚み取得部７ａが厚み計測センサ４を制御して、反対側部材１０４の厚みｔ２を取得する。次いで、制御装置７は、駆動部２ａを制御して、載置部２を矢印方向Ａに沿って移動させ、積層部材１００の搬送を開始する。この搬送開始と共に、厚み取得部７ａは、厚み計測センサ４を制御して、入射側部材１０２の厚みｔ１を取得する。すなわち、搬送開始時において計測位置Ｃに位置する、積層部材１００の領域が１番目の厚み計測点となり、該１番目の厚み計測点における厚みｔ１を取得する。制御装置７は、１番目の厚み計測点が接合位置Ｄに到着する前にレーザ光源３を駆動してレーザ光１１０の照射を開始し、接合時にはレーザ光１１０を連続照射させる。このレーザ光１１０の発振開始は、ロータリエンコーダ２ｂからの回転情報に基づいて行えば良い。
【００３３】
上記厚みｔ１が取得されると、第１の距離算出部７ｂは、厚み取得部７ａにて取得された１番目の厚み計測点における厚みｔ１および屈折率取得部７ｄにより取得された入射側部材１０２の屈折率ｎに基づいて、式（１）により上記１番目の厚み計測点における距離ｙ１を算出し、該１番目の厚み計測点における第１の距離を算出する。そして、移動部駆動制御部７ｃは、回転情報に基づいて１番目の厚み計測点が接合位置Ｄに到達する前に、載置部２から移動部６のｚ軸の位置決めの基準を厚みｔ２だけずらし、合わせ面１０３と集光レンズ５の先端５ａとの間の距離が１番目の厚み計測点における第１の距離となるように移動部６を移動させる。従って、１番目の厚み計測点が接合位置Ｄに到達する前の段階で、集光レンズ５を介したレーザ光１１０の焦点が接合面１０３に位置するような位置に集光レンズ５を位置させることができる。上述のように、１番目の厚み計測点が接合位置Ｄに到達する前にはレーザ光１１０が照射されているので、１番目の厚み計測点が接合位置Ｄに位置すると、接合面１０３とレーザ光１１０の焦点とが正確に位置決めされた状態で接合することができる。
【００３４】
２番目の厚み計測点は、積層部材１００において、１番目の厚み計測点から所定の間隔ｄだけ離間した位置であり、該２番目の厚み計測点が計測位置Ｃに到達すると、厚み取得部７ａは２番目の厚み計測点における厚みｔ１を取得し、第１の距離算出部７ｂは２番目の厚み計測点における厚みｔ１に基づいて、該２番目の厚み計測点における第１の距離を算出する。移動部駆動制御部７ｃは、位置検出部７ｅから１番目の検出通知を受けると、２番目の検出通知を受信する前に、接合面１０３と集光レンズ５の先端５ａとの間の距離が上記算出された第２の厚み計測点における第１の距離となるように、移動部６を移動させる。３番目以降の厚み計測点についても、上記２番目の厚み計測点における処理と同様の処理が行われる。
【００３５】
なお、本実施形態では、上記１番目の厚み計測点における、上記厚みｔ１の取得から、第１の距離を確立する移動部６の移動までの間にも、２番目〜ｋ番目〜Ｎ（Ｎはｋ以上の整数）番目の厚み計測点の各々について厚みｔ１を取得している。従って、各厚み計測点に対する厚みｔ１の取得から算出された第１の距離を確立するための移動部６の移動までの動作については、他の厚み計測点に対する諸動作と同時に行っても良い。従って、この場合は、算出された第１の距離の確立を逐次行いながら連続照射されたレーザによる接合を行い、それと同時にレーザ照射される前の接合予定部の厚みｔ１を逐次計測し、該接合予定部の第１の距離の算出を逐次行う。
【００３６】
第１実施形態によれば、入射側部材１０２のレーザ光源３側の表面から集光レンズ５までの距離を入射側部材１０２の厚み及び屈折率等に基づき算出し、当該算出した距離に基づいて焦点合わせが行われる。これにより、入射側部材１０２の厚みのばらつきを反映して、積層部材１００の合わせ面１０３に焦点をより正確に形成することができる。すなわち、本実施形態では、積層部材１００の接合予定線に沿った複数の領域（厚み計測点）の各々において接合用のレーザ照射の前に予め入射側部材１０２の厚みを求め、該求められた各々の厚みから上記複数の領域の各々について第１の距離を求める。そして、上記複数の領域の各々がレーザ照射位置である接合位置Ｄに位置する時には集光レンズ５と接合面１０３との間の距離が、対応する第１の距離になるように集光レンズ５を移動させる。従って、入射側部材１０２の厚みが上記接合予定線に沿って変動していても、その変動に追従して該変動を緩和するように集光レンズ５を移動させることができる。よって、上記入射部材１０２の厚みの変動があっても、接合予定線に沿ってレーザ光１１０の焦点を接合面１０３に位置させることができる。そのため、積層部材１００を確実にレーザ接合することができる。
【００３７】
［第２実施形態］
第１実施形態では、第１の距離を算出し、各厚み計測点において、集光レンズ５の先端と合わせ面１０３との間の距離が対応する第１の距離となるように移動部６の移動を制御している。本実施形態では、第１の距離と反対側部材１０４の厚みｔ２との和である第２の距離を算出し、集光レンズ５の先端と下側面との間の距離が第２の距離となるように移動部６の移動を制御する。
【００３８】
図５は、第２実施形態に係るレーザ接合装置２０１の構成を示す図である。また、図６は、本実施形態に係る積層部材１００の配置の様子を説明するための模式図であって、図５においては矢印方向Ａ側から見た模式図である。本実施形態では、図６に示すように、積層部材１００の溶接部分を載置部２の縁から外側に突き出すように積層部材１００を載置部２上に配置する。従って、移動部６および集光レンズ５についても、載置部２の縁から外の領域上に設けられている。また、載置部２の縁から外側には、支持部としての２つのボールローラ８１と、押接部としてのボールローラ８が設けられている。２つのボールローラはそれぞれ、レーザによる接合時においては、集光レンズ５側から積層部材１００（すなわち、入射側部材１０２）と当接するように構成されている。また、ボールローラ８は、レーザによる接合時においては、集光レンズ５とは反対側から積層部材１００（すなわち、反対側部材１０４）と当接し、かつ該積層部材を押圧するように構成されている。すなわち、第２実施形態の積層部材１００は、載置部２に加えて、２つのボールローラ８１及びボールローラ８によっても支持されている。このボールローラ８はレーザ光１１０の光軸１２０上に配置されており、２つのボールローラは光軸１２０を挟むように光軸１２０の両側に配置されている。積層部材１００は、ボールローラ８によりボールローラ８１に向かって押された状態で、矢印Ａで示す方向に搬送される。
【００３９】
このように、本実施形態では、レーザ光１１０の光軸１２０上に集光レンズ５と対向する側から積層部材１００を押圧する押さえ部材としてのボールローラ８を設け、さらに集光レンズ５側においては、光軸１２０を挟むように２つの押さえ部材としてのボールローラ８１を積層部材１００に当接させているので、レーザ光１１０の焦点が位置する接合部位１０１に対して、合わせ面１０３の法線方向から応力を印加することができる。従って、接合部位１０１の密着性を高めることができる。
【００４０】
なお、本実施形態では、ボールローラ８により積層部材１００を押圧するようにしているが、ボールローラ８１に該押圧機能を持たせても良い。すなわち、ボールローラ８および２つのボールローラ８１の少なくとも一方に積層部材１００を押圧する機能を持たせれば、接合部位１０１に対して合わせ面１０３の法線方向から応力を印加することができるので、上述のように密着性を向上させることができる。
【００４１】
なお、本実施形態では、矢印Ｂに沿った軸（ｚ軸）の移動部６の位置決めを、ボールローラ８が下側面に当接した際のボールローラ８の位置、すなわち載置部２を基準に行う。
【００４２】
また、第２実施形態のレーザ接合装置２０１は、載置部２に対して集光レンズ５側に配置された厚み計測センサ４１と、載置部２に対して集光レンズ５とは反対側に配置された厚み計測センサ４２とを備える。厚み計測センサ４１、４２はそれぞれ、厚み計測センサ４と同一の構成とすることができ、厚み計測センサ４１により入射側部材１０２の厚みｔ１が計測され、厚み計測センサ４２により反対側部材１０４の厚みｔ２が計測される。
【００４３】
また、ボールローラ８は、厚み計測センサ４２から所定の距離だけ離間した状態で、押接部支持アーム８２によって厚み計測センサ４２と一体的に設けられている。これにより、レーザ接合装置２０１を小型化することができる。さらに、ボールローラ８は、厚み計測センサ４１及び厚み計測センサ４２から離間している。これにより、積層部材１００の厚み計測箇所である計測位置Ｃではボールローラ８による押接荷重の影響が少なく、合わせ面１０３において隙間を形成することができる。そのため、より正確に入射側部材１０２および反対側部材１０４の厚みをそれぞれ計測することができる。このボールローラ８による押接荷重は、ボールローラ８に接続された押接荷重計測部８３によって計測される。
【００４４】
図７は、本実施形態に係る移動部６の移動（変位）を制御するための構成を示すブロック図である。
厚み取得部７ｆは、各厚み計測点において、厚みｔ１およびｔ２を取得するように、厚み計測センサ４１、４２を制御し、該厚み計測センサ４１、４２からの計測結果から、各厚み計測点における厚みｔ１、ｔ２をそれぞれ取得する。なお、厚み取得部７ａは、１番目〜ｋ番目の計測点の各々について、対応する厚みｔ１、ｔ２を関連付けてメモリ部に格納する。
【００４５】
第２の距離算出部７ｇは、第１の距離算出部７ｂと同様の演算により、厚み取得部７ｆにて取得された厚みｔ１と屈折率取得部７ｄにて取得された入射側部材１０２の屈折率ｎとにより、式（１）を用いて第１の距離を算出する。さらに、第２の距離算出部７ｇは、該算出された第１の距離（ｙ１＋ｔ１）と厚み取得部７ｆにて取得された厚みｔ２との和を算出して、第２の距離を取得する。図８に示すように、集光レンズ５の先端５ａから下側面１０４ａまでの距離である第２の距離は、ｙ１と厚みｔ１と厚みｔ２との和となる。第２の距離算出部７ｇは、各厚み計測点に対応する厚みｔ１、ｔ２に基づいて各厚み計測点に対する第２の距離を求め、１番目〜ｋ番目の厚み計測点の各々について、対応する第２の距離を関連付けてメモリ部に格納する。
【００４６】
移動部駆動制御部７ｈは、移動部駆動制御部７ｃと同様の処理により、各厚み計測点について、下側面と集光レンズ５の先端との間の距離が、第２の距離算出部７ｇにて算出された第２の距離となるように移動部６を移動させる。具体的には、移動部駆動制御部７ｈは、ロータリエンコーダ２ｂからの回転情報に基づいて１番目の厚み計測点が接合位置Ｄに位置する前に、該１番目の厚み計測点に対応する第２の距離をメモリ部から読み出し、下側面と集光レンズ５の先端との間の距離が、上記１番目の厚み計測点に対応する第２の距離となるように移動部６を移動させる。また、移動部駆動制御部７ｈは、ｋ−１（ｋは２以上の整数）番目の検出通知を受信してからｋ番目の厚み計測点に対応する第２の距離をメモリ部から読み出し、ｋ番目の検出通知を受信する前に、下側面と集光レンズ５の先端との間の距離が該読み出された第２の距離となるように移動部６を変位させる。なお、本実施形態では、反対側部材１０４の合わせ面と対向する面（下側面）が、移動部６のｚ軸方向の位置決めの基準となる位置と一致しているので、上記下側面が移動部６のｚ軸方向の位置決めの基準となる。
【００４７】
次に、本実施形態に係る接合動作について説明する。  
積層部材１００が載置部２に載置されると、制御装置７は、駆動部２ａを制御して、積層部材１００を所定の位置に静止させる。このとき、計測位置Ｃが積層部材１００の接合開始位置に位置するようにする。次いで、制御装置７は、駆動部２ａを制御して、載置部２を矢印方向Ａに沿って移動させ、積層部材１００の搬送を開始する。この搬送開始と共に、厚み取得部７ｆは、厚み計測センサ４１、４２を制御して、入射側部材１０２の厚みｔ１および反対側部材１０４の厚みｔ２を取得する。すなわち、厚み取得部７ｆは１番目の厚み計測点における厚みｔ１、ｔ２を取得する。制御装置７は、１番目の厚み計測点が接合位置Ｄに到着する前にレーザ光源３を駆動してレーザ光１１０の照射を開始し、接合時にはレーザ光１１０を連続照射させる。
【００４８】
上記厚みｔ１、ｔ２が取得されると、第２の距離算出部７ｇは、厚み取得部７ｆにて取得された１番目の厚み計測点における厚みｔ１および屈折率取得部７ｄにより取得された入射側部材１０２の屈折率ｎに基づいて、式（１）により上記１番目の厚み計測点における距離ｙ１を算出し、該１番目の厚み計測点における第１の距離を算出する。さらに、第２の距離算出部７ｇは、該算出された第１の距離と１番目の厚み計測点における厚みｔ２との和を計算して、１番目の厚み計測点における第２の距離を算出する。そして、移動部駆動制御部７ｈは、回転情報に基づいて１番目の厚み計測点が接合位置Ｄに到達する前に、下側面１０４ａと集光レンズ５の先端５ａとの間の距離が１番目の厚み計測点における第２の距離となるように移動部６を移動させる。従って、１番目の厚み計測点が接合位置Ｄに到達する前の段階で、集光レンズ５を介したレーザ光１１０の焦点が接合面１０３に位置するような位置に集光レンズ５を位置させることができる。上述のように、１番目の厚み計測点が接合位置Ｄに到達する前にはレーザ光１１０が照射されているので、１番目の厚み計測点が接合位置Ｄに位置すると、接合面１０３とレーザ光１１０の焦点とが正確に位置決めされた状態で接合することができる。
【００４９】
２番目の厚み計測点は、積層部材１００において、１番目の厚み計測点から所定の間隔ｄだけ離間した位置であり、該２番目の厚み計測点が計測位置Ｃに到達すると、厚み取得部７ｆは２番目の厚み計測点における厚みｔ１、ｔ２を取得し、第２の距離算出部７ｇは２番目の厚み計測点における厚みｔ１、ｔ２に基づいて、該２番目の厚み計測点における第２の距離を算出する。移動部駆動制御部７ｈは、位置検出部７ｅから１番目の検出通知を受けると、２番目の検出通知を受信する前に、下側面１０４ａと集光レンズ５の先端５ａとの間の距離が上記算出された第２の厚み計測点における第２の距離となるように、移動部６を移動させる。３番目以降の厚み計測点についても、上記２番目の厚み計測点における処理と同様の処理が行われる。
【００５０】
なお、本実施形態では、上記１番目の厚み計測点における、上記厚みｔ１の取得から、第２の距離を確立する移動部６の移動までの間にも、２番目〜ｋ番目〜Ｎ（Ｎはｋ以上の整数）番目の厚み計測点の各々について厚みｔ１、ｔ２を取得している。従って、各厚み計測点に対する厚みｔ１、ｔ２の取得から算出された第２の距離を確立するための移動部６の移動までの動作については、他の厚み計測点に対する諸動作と同時に行っても良い従って、この場合は、算出された第２の距離の確立を逐次行いながら連続照射されたレーザによる接合を行い、それと同時にレーザ照射される前の接合予定部の厚みｔ１、ｔ２を逐次計測し、該接合予定部の第２の距離の算出を逐次行う。
【００５１】
本実施形態では、積層部材１００のレーザ照射点（厚み計測点に対応）の各々において、対応する第１の距離にそのレーザ照射点における反対側部材１０４の厚みｔ２を加えた第２の距離だけ、集光レンズ５の先端５ａと下側面１０４ａとを離間させている。すなわち、２つの接合対象物の各々（入射側部材１０２および反対側部材１０４）の接合予定線に沿った厚みのバラツキを反映させて、集光レンズ５の先端５ａと下側面１０４ａとの間の確立すべき距離（第２の距離）を算出し、算出対象となるレーザ照射点においては該確立すべき距離だけ離間するように集光レンズ５を位置させている。従って、入射側部材１０２の厚みおよび反対側部材１０４の厚みの少なくとも一方が上記接合予定線に沿って変動していても、その変動に追従して該変動を緩和するように集光レンズ５を移動させることができる。よって、上記入射部材１０２の厚みおよび反対側部材１０４の厚みの少なくとも一方の変動があっても、接合予定線に沿ってレーザ光１１０の焦点を接合面１０３に位置させることができる。
【００５２】
なお、本実施形態では、厚み計測センサ４２が積層部材１００の反対側部材１０４の厚みを計測している。しかし、厚み計測センサ４１のみを設けて、厚み計測センサ４１に反対側部材１０４の厚みを計測させることもできる。または、厚み計測センサ４２のみを設けて、厚み計測センサ４２に入射側部材１０２の厚みを計測させることもできる。
【００５３】
［第３実施形態］
図９は、本実施形態に係るレーザ接合装置３０１のブロック図である。
本実施形態に係るレーザ接合装置３０１は、図１にて説明したレーザ接合装置１の構造に加えてさらに、移動部６の移動の基準となる基準距離を取得するためのＣＣＤカメラ３０２を備えている。また、合わせ面１０３にはＣＣＤカメラ３０２が検知可能なマーキング３０３が設けられている。制御装置７は、ＣＣＤカメラ３０２の動作を制御するように構成されている。ＣＣＤカメラ３０２は、パッシブオートフォーカス機能を有しており、該パッシブオートフォーカス機能により撮影された撮像データを制御装置７に送信する。制御装置７は、ＣＣＤカメラ３０２から受信した撮像データから、ＣＣＤカメラ３０２から所定の対象物までの距離を取得することができる。
なお、本実施形態では、マーキング３０３は上記基準距離を決定するために用いるものであるので、合わせ面１０３のいずれの場所に設けても良い。
【００５４】
本実施形態では、まずマーキング３０３がＣＣＤカメラ３０２と対向するように積層部材１００を位置させる。次いで、制御装置７の制御により、ＣＣＤカメラ３０２にパッシブオートフォーカス機能を用いてＣＣＤカメラ３０２からマーキング３０３までの距離を取得させる。本実施形態では、このように取得されたＣＣＤカメラ３０２からマーキング３０３までの距離を基準距離とする。なお、制御装置７は、接合開始の前に、集光レンズ５の先端のｚ軸上の位置が、ＣＣＤカメラ３０２の撮像素子のｚ軸上の位置と一致するように移動部６を移動させる。これにより、集光レンズ５の先端とマーキング３０２との間の距離が上記基準距離と一致する。
【００５５】
図１０は、本実施形態に係る移動部６の移動（変位）を制御するための構成を示すブロック図である。
基準距離取得部７ｊは、ＣＣＤカメラ３０２から上記基準距離を取得する。
差分算出部７ｉは、第１の距離算出部７ｂにて算出された第１の距離と基準距離取得部７ｊにて取得された基準距離との差分を算出する。すなわち、差分算出部７ｉは、各厚み計測点に対応する第１の距離と基準距離との差分を算出し、１番目〜ｋ番目の厚み計測点の各々について、対応する差分量を関連付けてメモリ部に格納する。
【００５６】
移動部駆動制御部７ｋは、差分算出部７ｉにて算出された差分に応じて移動部６を移動させる。例えば、上記差分が「基準距離−算出された第１の距離」である場合、該差分が−Ｙｃｍである場合は、確立すべき第１の距離は基準距離よりも長いので、基準距離からＹｃｍだけレーザ光源３側に移動部６を移動させる。逆に＋Ｙｃｍである場合は、確立すべき第１の距離は基準距離よりも短いので、基準距離からＹｃｍだけレーザ光源３と反対側に移動部６を移動させる。移動部駆動制御部７ｋはこのようにして、集光レンズ５の先端から合わせ面１０３までの距離を第１の距離とするように移動部６を制御する。
【００５７】
［第４実施形態］
接合予定線に沿って、第１の距離や第２の距離のプロファイルを作成し、該プロファイルに従って移動部６の移動を制御しても良い。この場合は、まず、厚み計測センサ４によって積層部材１００の接合予定線を走査することにより、該接合予定線に沿って厚み計測センサ４により厚みｔ１やｔ２を計測し、制御装置７は、該接合予定線に沿った厚みプロファイルを作成する。次いで、制御装置７は、厚みプロファイルの各プロットの厚みに基づいて第１の距離や第２の距離を算出し、接合予定線に沿った距離プロファイルを作成する。積層部材１００の上記走査を開始した領域を接合位置Ｄに位置させ、レーザを照射しながら積層部材１００の搬送と共に上記距離プロファイルに従って移動部６を移動させる。
【００５８】
［その他の実施形態］
第１〜第４実施形態では、集光レンズとして凸レンズを使用しているが、凹レンズを用いても良い。このときは、第１〜第４実施形態における、「集光レンズの先端」を「凹レンズの先端」と読み替えれば良い。なお、「凹レンズの先端」とは、凹レンズのワーキングディスタンスＷＤのレンズ側の距離測定の基準点と一致する。
【符号の説明】
【００５９】
１：レーザ接合装置、２：載置部、２ａ：駆動部、２ｂ：ロータリエンコーダ、３：レーザ光源、４：厚み計測センサ、５：集光レンズ、６：移動部、７：制御装置、１００：積層部材、１０２：第１の部材、１０３：合わせ面、１０４：第２の部材
【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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【図１０】
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