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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023151730
(43)【公開日】2023-10-16
(54)【発明の名称】レーザ加工システム
(51)【国際特許分類】
B23K 26/00 20140101AFI20231005BHJP
B23K 26/02 20140101ALI20231005BHJP
【ＦＩ】
B23K26/00 B
B23K26/02 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022061503
(22)【出願日】2022-04-01
(71)【出願人】
【識別番号】000002945
【氏名又は名称】オムロン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001195
【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】芦原 克充
【テーマコード（参考）】
4E168
【Ｆターム（参考）】
4E168AA00
4E168CA06
4E168CA07
4E168CA13
4E168CB04
4E168CB23
4E168EA15
(57)【要約】
【課題】ユーザによるレーザマーカの座標系とカメラの座標系との座標合わせが不要な、ユーザにとってより使い勝手のよいレーザ加工システムを提供する。
【解決手段】レーザ加工システム１は、レーザマーカ１００とカメラ５００と画像処理機器６００とを備える。画像処理機器６００は、カメラ５００の撮像画像から第１ワークの設置位置を認識し、当該設置位置に基づいて印字位置をカメラの第１座標系で特定する。レーザマーカ１００は、キャリブレーション処理により、第１座標系からレーザマーカの第２座標系への変換のためのパラメータを算出する。レーザマーカ１００は、当該パラメータを用いて印字位置の座標を第１座標系から第２座標系へ変換する。
【選択図】図１
【解決手段】レーザ加工システム１は、レーザマーカ１００とカメラ５００と画像処理機器６００とを備える。画像処理機器６００は、カメラ５００の撮像画像から第１ワークの設置位置を認識し、当該設置位置に基づいて印字位置をカメラの第１座標系で特定する。レーザマーカ１００は、キャリブレーション処理により、第１座標系からレーザマーカの第２座標系への変換のためのパラメータを算出する。レーザマーカ１００は、当該パラメータを用いて印字位置の座標を第１座標系から第２座標系へ変換する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
レーザ加工システムであって、
レーザ光を用いて印字対象である第１ワークの表面に印字を行うレーザマーカと、
前記第１ワークを撮像するカメラと、
前記カメラにより撮像された画像を処理する画像処理機器とを備え、
前記画像処理機器は、前記カメラにより撮像された前記第１ワークの画像から前記第１ワークの設置位置を認識し、当該設置位置に基づいて印字位置を前記カメラの第１座標系で特定する第１特定部を含み、
前記レーザマーカは、
前記印字位置の前記第１座標系での座標を取得する第１取得部と、
前記第１座標系から前記レーザマーカの第２座標系への変換のためのパラメータを用いて、前記印字位置の座標を前記第１座標系から前記第２座標系へ変換する変換部と、
変換後の前記第２座標系での座標に基づいて前記レーザ光を走査して、前記第１ワークの前記表面に前記印字を行うレーザヘッドとを含み、
前記レーザヘッドは、前記第２座標系での座標が予め定められたキャリブレーション用のパターンをキャリブレーション用の第２ワークの表面に形成する形成処理をさらに行い、
前記カメラは、前記パターンが形成された前記第２ワークをさらに撮像し、
前記画像処理機器は、前記カメラにより撮像された前記第２ワークの画像から前記パターンの前記第１座標系での座標を特定する第２特定部をさらに含み、
前記レーザマーカは、
前記パターンの前記第１座標系での座標を取得する第２取得部と、
前記パターンの前記第１座標系での座標と、前記パターンの前記第２座標系での座標とを基に、前記パラメータを算出する算出部とをさらに含み、
前記レーザ光の光軸と前記カメラに含まれるレンズの光軸とは同軸ではなく、
前記レーザヘッドが前記レーザ光を走査可能な印字領域は前記カメラの撮像領域に含まれる、レーザ加工システム。
レーザ光を用いて印字対象である第１ワークの表面に印字を行うレーザマーカと、
前記第１ワークを撮像するカメラと、
前記カメラにより撮像された画像を処理する画像処理機器とを備え、
前記画像処理機器は、前記カメラにより撮像された前記第１ワークの画像から前記第１ワークの設置位置を認識し、当該設置位置に基づいて印字位置を前記カメラの第１座標系で特定する第１特定部を含み、
前記レーザマーカは、
前記印字位置の前記第１座標系での座標を取得する第１取得部と、
前記第１座標系から前記レーザマーカの第２座標系への変換のためのパラメータを用いて、前記印字位置の座標を前記第１座標系から前記第２座標系へ変換する変換部と、
変換後の前記第２座標系での座標に基づいて前記レーザ光を走査して、前記第１ワークの前記表面に前記印字を行うレーザヘッドとを含み、
前記レーザヘッドは、前記第２座標系での座標が予め定められたキャリブレーション用のパターンをキャリブレーション用の第２ワークの表面に形成する形成処理をさらに行い、
前記カメラは、前記パターンが形成された前記第２ワークをさらに撮像し、
前記画像処理機器は、前記カメラにより撮像された前記第２ワークの画像から前記パターンの前記第１座標系での座標を特定する第２特定部をさらに含み、
前記レーザマーカは、
前記パターンの前記第１座標系での座標を取得する第２取得部と、
前記パターンの前記第１座標系での座標と、前記パターンの前記第２座標系での座標とを基に、前記パラメータを算出する算出部とをさらに含み、
前記レーザ光の光軸と前記カメラに含まれるレンズの光軸とは同軸ではなく、
前記レーザヘッドが前記レーザ光を走査可能な印字領域は前記カメラの撮像領域に含まれる、レーザ加工システム。
【請求項2】
前記パターンは、４以上の特徴点を示す、請求項１に記載のレーザ加工システム。
【請求項3】
前記形成処理は、前記レーザ光を走査して、前記第２ワークの前記表面に前記４以上の特徴点を印字することを含む、請求項２に記載のレーザ加工システム。
【請求項4】
前記レーザヘッドは、可視光をさらに走査し、
前記４以上の特徴点は、前記可視光を走査することにより形成される投影像であり、
前記形成処理は、前記４以上の特徴点を１つずつ順に形成することを含み、
前記カメラの露光時間は、前記４以上の特徴点のうち一の特徴点が形成されてから残りの特徴点の全ての形成が終了するまでの時間以上である、請求項２に記載のレーザ加工システム。
前記４以上の特徴点は、前記可視光を走査することにより形成される投影像であり、
前記形成処理は、前記４以上の特徴点を１つずつ順に形成することを含み、
前記カメラの露光時間は、前記４以上の特徴点のうち一の特徴点が形成されてから残りの特徴点の全ての形成が終了するまでの時間以上である、請求項２に記載のレーザ加工システム。
【請求項5】
前記第２特定部は、
前記カメラにより撮像された前記第２ワークの画像を上下および左右にそれぞれ２分割することにより、当該画像を４つの部分画像に分割し、
前記４つの部分画像の少なくとも１つが前記４以上の特徴点のいずれも含んでいない場合には、エラーを出力する、請求項３または４に記載のレーザ加工システム。
前記カメラにより撮像された前記第２ワークの画像を上下および左右にそれぞれ２分割することにより、当該画像を４つの部分画像に分割し、
前記４つの部分画像の少なくとも１つが前記４以上の特徴点のいずれも含んでいない場合には、エラーを出力する、請求項３または４に記載のレーザ加工システム。
【請求項6】
前記レーザヘッドは、可視光をさらに走査し、
前記４以上の特徴点は、前記可視光を走査することにより形成される投影像であり、
前記形成処理は、前記４以上の特徴点を１つずつ順に形成することを含み、
前記カメラは、前記４以上の特徴点のうち一の特徴点が形成される毎に前記第２ワークを撮像することにより、前記第２ワークの画像を特徴点の数だけ取得する、請求項２に記載のレーザ加工システム。
前記４以上の特徴点は、前記可視光を走査することにより形成される投影像であり、
前記形成処理は、前記４以上の特徴点を１つずつ順に形成することを含み、
前記カメラは、前記４以上の特徴点のうち一の特徴点が形成される毎に前記第２ワークを撮像することにより、前記第２ワークの画像を特徴点の数だけ取得する、請求項２に記載のレーザ加工システム。
【請求項7】
前記第２特定部は、前記特徴点の数分の画像の同一の領域に前記４以上の特徴点がいずれも含まれない場合には、エラーを出力し、
前記同一の領域は、前記特徴点の数分の画像の各々を上下および左右にそれぞれ２分割することにより得られる４つの領域のうちの少なくとも１つである、請求項６に記載のレーザ加工システム。
前記同一の領域は、前記特徴点の数分の画像の各々を上下および左右にそれぞれ２分割することにより得られる４つの領域のうちの少なくとも１つである、請求項６に記載のレーザ加工システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、レーザ加工システムに関する。
【背景技術】
【0002】
特開２０１６－３６８４０号公報（特許文献１）は、ワークの撮像画像を基に基準位置とのずれ量を算出し、当該ずれ量に基づいて印字位置を補正するレーザ印字装置を開示する。
【0003】
特開２０２１－８７９６７号公報（特許文献２）は、加工痕が形成されたダミーウエーハを撮像し、撮像画像から特定される加工痕の座標に基づいて、レーザ光の目標照射位置の座標を補正すレーザ加工装置を開示する。
【0004】
特許第６７９５０６０号公報（特許文献３）および特許第６９３９９５５号公報（特許文献４）は、ワークの設置位置に応じて、レーザ加工位置（以下、「印字位置」とも称する）を補正するレーザ加工システムを提供する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０１６－３６８４０号公報
【特許文献2】特開２０２１－８７９６７号公報
【特許文献3】特許第６７９５０６０号公報
【特許文献4】特許第６９３９９５５号公報
【非特許文献】
【0006】
【非特許文献1】“射影変換の導出式”、［online］、［２０２２年３月１１日検索］、インターネット（URL:https://fermiumbay13.hatenablog.com/entry/2018/08/14/032643）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
特開２０１６－３６８４０号公報に開示のレーザ印字装置では、レーザ光の光軸とカメラに含まれるレンズの光軸とが同軸となるように、カメラが設けられている。このような場合には、カメラとハーフミラーとの位置調整が重要となる。そのため、通常は、カメラはハーフミラーとの位置調整がされたうえで、レーザ印字装置に内蔵される。そのため、カメラを取り外すことができない。
【0008】
特開２０２１－８７９６７号公報に開示のレーザ加工装置は、加工痕が形成されたダミーウエーハを撮像する際には、移動手段によってダミーウエーハを移動させて加工痕にカメラを位置づける。すなわち、レーザ印字のタイミングと撮像のタイミングとで、ダミーウエーハに対するレーザ加工装置のカメラの相対位置を変える必要がある。そのため、特開２０２１－８７９６７号公報に開示のレーザ加工装置は、移動手段を有する大がかりな装置となるとともに、業務効率が低下する可能性がある。
【0009】
特許第６７９５０６０号公報および特許第６９３９９５５号公報に開示の技術によれば、ユーザは、表示装置の表示画面に映し出される印字イメージを見ながら、レーザマーカの座標系での座標とカメラの座標系での座標とを合わせる必要がある。このような、レーザマーカの座標系での座標とカメラの座標系での座標とを合わせる作業はユーザにとって手間である。
【0010】
本開示の目的は、ユーザによるレーザマーカの座標系とカメラの座標系との座標合わせが不要な、ユーザにとってより使い勝手のよいレーザ加工システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本開示のある局面に従うレーザ加工システムは、レーザ光を用いて印字対象である第１ワークの表面に印字を行うレーザマーカと、第１ワークを撮像するカメラと、カメラにより撮像された画像を処理する画像処理機器とを備える。画像処理機器は、カメラにより撮像された第１ワークの画像から第１ワークの設置位置を認識し、当該設置位置に基づいて印字位置をカメラの第１座標系で特定する第１特定部を含む。レーザマーカは、印字位置の第１座標系での座標を取得する第１取得部と、第１座標系からレーザマーカの第２座標系への変換のためのパラメータを用いて、印字位置の座標を第１座標系から第２座標系へ変換する変換部と、変換後の第２座標系での座標に基づいてレーザ光を走査して、第１ワークの表面に印字を行うレーザヘッドとを含む。レーザヘッドは、第２座標系での座標が予め定められたキャリブレーション用のパターンをキャリブレーション用の第２ワークの表面に形成する形成処理をさらに行う。カメラは、キャリブレーション用のパターンが形成された第２ワークをさらに撮像する。画像処理機器は、カメラにより撮像された第２ワークの画像からキャリブレーション用のパターンの第１座標系での座標を特定する第２特定部をさらに含む。レーザマーカは、キャリブレーション用のパターンの第１座標系での座標を取得する第２取得部と、キャリブレーション用のパターンの第１座標系での座標と、キャリブレーション用のパターンの第２座標系での座標とを基に、パラメータを算出する算出部とをさらに含む。レーザ光の光軸とカメラに含まれるレンズの光軸とは同軸ではない。レーザヘッドがレーザ光を走査可能な印字領域はカメラの撮像領域に含まれる。
【0012】
これにより、ユーザによるレーザマーカの座標系とカメラの座標系との座標合わせが不要な、ユーザにとってより使い勝手のよいレーザ加工システムを提供することができる。
【0013】
上述の開示において、好ましくは、キャリブレーション用のパターンは、４以上の特徴点を示す。
【0014】
これにより、第１座標系から第２座標系への変換のためのパラメータを算出することができる。
【0015】
上述の開示において、好ましくは、形成処理は、レーザ光を走査して、第２ワークの表面に４以上の特徴点を印字することを含む。
【0016】
これにより、レーザマーカの印字機能を用いることでキャリブレーション用のパターンを形成することができることから、キャリブレーション用のパターンの形成用に別途装置を設ける必要がない。
【0017】
上述の開示において、好ましくは、レーザヘッドは、可視光をさらに走査する。４以上の特徴点は、可視光を走査することにより形成される投影像である。形成処理は、４以上の特徴点を１つずつ順に形成することを含む。カメラの露光時間は、４以上の特徴点のうち一の特徴点が形成されてから残りの特徴点の全ての形成が終了するまでの時間以上である。
【0018】
これにより、キャリブレーション用のパターンが第２ワークの表面に印字されないことから、第２ワークを再利用することができる。その結果、第２ワークの廃棄数を抑えることができる。
【0019】
上述の開示において、好ましくは、第２特定部は、カメラにより撮像された第２ワークの画像を上下および左右にそれぞれ２分割することにより、当該画像を４つの部分画像に分割する。第２特定部は、４つの部分画像の少なくとも１つが４以上の特徴点のいずれも含んでいない場合には、エラーを出力する。
【0020】
これにより、ユーザは、カメラにより撮像された第２ワークの画像が上記パラメータの算出に適していないことを知ることができる。
【0021】
上述の開示において、好ましくは、レーザヘッドは、可視光をさらに走査する。４以上の特徴点は、可視光を走査することにより形成される投影像である。形成処理は、４以上の特徴点を１つずつ順に形成することを含む。カメラは、４以上の特徴点のうち一の特徴点が形成される毎に第２ワークを撮像することにより、第２ワークの画像を特徴点の数だけ取得する。
【0022】
これにより、キャリブレーション用のパターンが第２ワークの表面に印字されないことから、第２ワークを再利用することができる。その結果、第２ワークの廃棄数を抑えることができる。
【0023】
上述の開示において、好ましくは、第２特定部は、特徴点の数分の画像の同一の領域に４以上の特徴点がいずれも含まれない場合には、エラーを出力する。同一の領域は、特徴点の数分の画像の各々を上下および左右にそれぞれ２分割することにより得られる４つの領域のうちの少なくとも１つである。
【0024】
これにより、ユーザは、カメラにより撮像された第２ワークの画像が上記パラメータの算出に適していないことを知ることができる。
【発明の効果】
【0025】
本開示によれば、ユーザによるレーザマーカの座標系とカメラの座標系との座標合わせが不要な、ユーザにとってより使い勝手のよいレーザ加工システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0026】
【図1】本実施の形態におけるレーザ加工システムの概要を示す図である。
【図2】本実施の形態における制御装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
【図3】本実施の形態における、レーザヘッド、および、観察光学系の構成の一例を示す図である。
【図4】本実施の形態における画像処理機器のハードウェア構成の一例を示す図である。
【図5】本実施の形態におけるレーザ加工システムによる印字処理の概要を説明するための図である。
【図6】キャリブレーション用のパターンが形成されたワークを真上から見た図である。
【図7】キャリブレーション用のパターン情報の一例を示す図である。
【図8】キャリブレーション用のパターンの選択画面の一例を示す図である。
【図9】算出部によるパラメータの算出方法を説明するための図である。
【図10】エディタ画面の一例を示す図である。
【図11】印字開始位置を入力するための入力画面の一例を示す図である。
【図12】本実施の形態におけるレーザ加工システムが実行するキャリブレーション処理の一例を示すフローチャートである。
【図13】本実施の形態におけるレーザ加工システムが実行する本加工の処理の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0027】
以下、図面を参照しつつ、本発明に従う実施の形態および変形例について説明する。以下の説明では、同一の部品および構成要素には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、これらについての詳細な説明は繰り返さない。なお、以下で説明される実施の形態および変形例は、適宜選択的に組み合わされてもよい。
【0028】
［実施の形態］
＜Ａ．適用例＞
主に、図１を参照して、本開示の適用例について説明する。一例として、本開示は、レーザ加工システムに適用される。図１は、本実施の形態におけるレーザ加工システムの概要を示す図である。
＜Ａ．適用例＞
主に、図１を参照して、本開示の適用例について説明する。一例として、本開示は、レーザ加工システムに適用される。図１は、本実施の形態におけるレーザ加工システムの概要を示す図である。
【0029】
図１を参照して、レーザ加工システム１は、レーザマーカ１００と、設定装置３００と、観察光学系としてのカメラ５００と、画像処理機器６００と、設定装置７００とを備える。レーザマーカ１００は、レーザ光を用いて印字対象であるワークＷの表面にパターンを形成する。「形成」には、レーザ光をワークＷの表面に照射して、当該ワークＷの表面にパターンを印字することを含み、後述するガイド光をワークＷの表面に照射して投影像を形成することをさらに含んでもよい。また、当該パターンは、文字、数字、マーク、および記号のうち少なくとも１つを含んでいてもよい。以下では、ワークＷの表面のうちパターンが形成される面を「加工面」とも称する。
【0030】
レーザマーカ１００は、レーザヘッド１０と、制御装置２０とを備える。レーザヘッド１０は、制御装置２０の指示に従って、レーザ光ＬａをステージＳＴに設置されているワークＷの加工面２に照射する。これにより、ワークＷの表面が加工され、ユーザにより指定されたパターンがワークＷの表面に印字される。
【0031】
設定装置３００は、入力装置３０１と、表示装置３０２とを備える。入力装置３０１は、たとえば、キーボード、マウス、およびタッチパネル等を含む。表示装置３０２は、たとえばディスプレイである。設定装置３００は、レーザマーカ１００の各種設定を行う。設定装置３００は、本加工用の印字パターン、および、後述のキャリブレーション工程で使用されるキャリブレーション用のパターン等を受け付ける。カメラ５００は、ワークＷの加工面２に対して斜め方向からワークＷを撮像し、ワークＷの加工面２を含む画像（以下、単に「ワークの画像」とも称する）を取得する。レーザヘッド１０がレーザ光Ｌａを走査可能な印字領域はカメラ５００の撮像領域Ｆｖに含まれる。
【0032】
画像処理機器６００は、カメラに５００により撮像された画像を処理する。設定装置７００は、入力装置７０１と、表示装置７０２とを備える。入力装置７０１は、たとえば、キーボード、マウス、およびタッチパネル等を含む。表示装置７０２は、たとえばディスプレイである。設定装置７００は、画像処理機器６００の各種設定を行う。設定装置７００は、本加工用の印字パターンの印字開始位置を受け付ける。
【0033】
＜Ｂ．制御装置２０のハードウェア構成＞
図２は、本実施の形態における制御装置のハードウェア構成の一例を示す図である。制御装置２０は、プロセッサ２１と、ＲＡＭ（Random Access Memory）２２と、ＲＯＭ（Read Only Memory）２３と、記憶装置２４と、レーザヘッドインターフェイス２５と、入力インターフェイス２６と、表示インターフェイス２７と、通信インターフェイス２８と、メモリーカードインターフェイス２９とを含む。プロセッサ２１と、ＲＡＭ２２と、ＲＯＭ２３と、記憶装置２４と、レーザヘッドインターフェイス２５と、入力インターフェイス２６と、表示インターフェイス２７と、通信インターフェイス２８と、メモリーカードインターフェイス２９とは、内部バス２９９を介して互いに通信可能に接続されている。
図２は、本実施の形態における制御装置のハードウェア構成の一例を示す図である。制御装置２０は、プロセッサ２１と、ＲＡＭ（Random Access Memory）２２と、ＲＯＭ（Read Only Memory）２３と、記憶装置２４と、レーザヘッドインターフェイス２５と、入力インターフェイス２６と、表示インターフェイス２７と、通信インターフェイス２８と、メモリーカードインターフェイス２９とを含む。プロセッサ２１と、ＲＡＭ２２と、ＲＯＭ２３と、記憶装置２４と、レーザヘッドインターフェイス２５と、入力インターフェイス２６と、表示インターフェイス２７と、通信インターフェイス２８と、メモリーカードインターフェイス２９とは、内部バス２９９を介して互いに通信可能に接続されている。
【0034】
プロセッサ２１は、たとえば、少なくとも１つの集積回路によって構成される。集積回路は、たとえば、少なくとも１つのＣＰＵ（Central Processing Unit）、少なくとも１つのＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、少なくとも１つのＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、またはそれらの組み合わせなどによって構成される。
【0035】
プロセッサ２１は、記憶装置２４に格納されているプログラム２４１をＲＡＭ２２に展開して実行することで、本実施の形態に従う各種処理を実現する。ＲＡＭ２２は、揮発性メモリーにより構成され、プロセッサ２１によるプログラム２４１の実行に必要なワークメモリとして機能する。ＲＯＭ２３は、プロセッサ２１により実行されるＯＳ（Operating System）などのプログラムを格納する。
【0036】
記憶装置２４は、不揮発性メモリーによって構成される。または、記憶装置２４は、たとえば、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）などであってもよく、内蔵式、外付け式のいずれであってもよい。記憶装置２４は、本実施の形態に従う各種の処理を実現するためのプログラム２４１や各種データ（たとえば、キャリブレーション用のパターン情報２４２等）を格納する。
【0037】
レーザヘッドインターフェイス２５は、レーザヘッド１０と接続されており、プロセッサ２１からの内部コマンドに従って、レーザ光の照射および走査を指示するための信号と、後述するガイド光の照射および走査を指示するための信号とをレーザヘッド１０へ出力する。
【0038】
入力インターフェイス２６は、プロセッサ２１と入力装置３０１との間のデータ伝送を仲介する。入力インターフェイス２６は、ユーザが入力装置３０１を操作することで与えられる操作指令を受け付ける。
【0039】
表示インターフェイス２７は、表示装置３０２と接続されており、プロセッサ２１からの内部コマンドに従って、各種の情報を表示するための信号を表示装置３０２へ出力する。
【0040】
通信インターフェイス２８は、制御装置２０と画像処理機器６００との間のデータ伝送を仲介する。一例として、制御装置２０は、通信インターフェイス２８を介して、画像処理機器６００からカメラ５００によって撮像された画像のカメラ５００の座標系での座標を取得する。
【0041】
プログラム２４１は、メモリーカード２９Ａなどの記憶媒体に格納されて提供される。プログラム２４１は、メモリーカードインターフェイス２９により、メモリーカード２９Ａから読み出されて制御装置２０にインストールされる。
【0042】
プログラム２４１は、単体のプログラムとしてではなく、任意のプログラムの一部に組み込まれて提供されてもよい。この場合、任意のプログラムと協働して本実施の形態に従う処理が実現される。このような一部のモジュールを含まないプログラムであっても、本実施の形態に従う制御装置２０の趣旨を逸脱するものではない。また、プログラム２４１によって提供される機能の一部または全部は、専用のハードウェアによって実現されてもよい。
【0043】
また、メモリーカード２９Ａに格納されたプログラム２４１を制御装置２０にインストールする形態に代えて、配信サーバーなどからダウンロードしたプログラムを制御装置２０にインストールしてもよい。
【0044】
＜Ｃ．レーザヘッド１０、および、観察光学系の構成＞
図３は、本実施の形態における、レーザヘッド、および、観察光学系の構成の一例を示す図である。
図３は、本実施の形態における、レーザヘッド、および、観察光学系の構成の一例を示す図である。
【0045】
（ｃ１：レーザヘッド１０の構成）
レーザヘッド１０は、レーザ発振器１１と、ガイド光用のＬＤ（Laser Diode）１２と、ダイクロイックミラー１３と、３Ｄ（three-dimensional）光学系１４と、ミラー１５と、ガルバノミラー１６とを含む。
レーザヘッド１０は、レーザ発振器１１と、ガイド光用のＬＤ（Laser Diode）１２と、ダイクロイックミラー１３と、３Ｄ（three-dimensional）光学系１４と、ミラー１５と、ガルバノミラー１６とを含む。
【0046】
レーザ発振器１１は、制御装置２０の指示に従って、レーザ光を出力する。ガイド光用のＬＤ１２は、制御装置２０の指示に従って、補助光（以下、「ガイド光」とも称する）を出力する。ガイド光には、可視光が用いられる。ダイクロイックミラー１３は、特定の波長の光を反射し、その他の波長の光を透過させる光学素子である。本実施の形態では、ダイクロイックミラー１３は、レーザ発振器１１から出力されたレーザ光を透過させ、ガイド光用のＬＤ１２から出力されたガイド光を反射し、レーザ光およびガイド光を同軸でミラー１５へと誘導する。
【0047】
ミラー１５は、レーザ光およびガイド光を反射し、レーザ光およびガイド光を同軸でガルバノミラー１６へと誘導する。ガルバノミラー１６は図示しないステッピングモータによって駆動する。ステッピングモータが制御装置２０の指示に従って駆動することにより、ガルバノミラー１６はレーザ発振器１１から出力されたレーザ光、および、ガイド光用のＬＤ１２から出力されたガイド光を、ワークＷの加工面２において走査する。すなわち、ガルバノミラー１６がステッピングモータによって駆動することにより、レーザ光およびガイド光がワークＷの加工面２における所望の位置へ照射される。
【0048】
本実施の形態では、レーザヘッド１０は、ワークＷの加工面２に対して直上からレーザ光およびガイド光を照射するように配置されている。すなわち、レーザヘッド１０は、レーザヘッド１０から照射されるレーザ光およびガイド光の光軸ＯＰ１がワークＷの加工面２に対して略垂直となるように配置されている。レーザ光およびガイド光がレーザヘッド１０によって走査されることにより、光軸ＯＰ１がワークＷの加工面２に対して傾くことから、レーザ光およびガイド光が加工面２の所望の位置へ照射される。
【0049】
これにより、レーザヘッド１０は、レーザ光によってワークＷの表面に所望のパターンを印字することができる。また、レーザヘッド１０は、レーザ光と同軸でガイド光をワークＷの加工面２に照射することにより、ワークＷの表面に所望のパターンの投影像を形成することができる。
【0050】
（ｃ２：観察光学系の構成）
観察光学系５２５は、レーザヘッド１０によってレーザ光が照射されるワークＷの加工面２を含むワークＷの画像を取得するカメラ５００と、ミラー５０５とを含む。カメラ５００は、ミラー５０５を介して、ワークの画像を取得し、当該ワークの画像を画像処理機器６００へ送信する。
観察光学系５２５は、レーザヘッド１０によってレーザ光が照射されるワークＷの加工面２を含むワークＷの画像を取得するカメラ５００と、ミラー５０５とを含む。カメラ５００は、ミラー５０５を介して、ワークの画像を取得し、当該ワークの画像を画像処理機器６００へ送信する。
【0051】
カメラ５００は、レーザヘッド１０に対し取り外し可能に取り付けられている。これにより、ユーザはワークや加工パターンに合わせてカメラ５００の種類を変更することができる。ユーザがカメラ５００を取り外しし易く、かつ、レーザヘッド１０から出射されるレーザ光を遮らないように、カメラ５００の取付位置はレーザヘッド１０の下面であって、レーザ光の出射口１７と重ならない位置に設けられる。このようなカメラ５００の取付位置により、カメラ５００に含まれるレンズ５０１の光軸ＯＰ２は、ワークＷの加工面２と直交しない。そのため、カメラ５００によって取得されるワークの画像は歪んで見える。たとえば、ワークＷの加工面２に正方形の４つの頂点が印字されている場合には、カメラ５００によって取得されたワークの画像では、当該４つの頂点は台形の４つの頂点のように見える。
【0052】
また、このようなカメラ５００の取付位置により、レーザ光の光軸ＯＰ１とカメラ５００に含まれるレンズ５０１の光軸ＯＰ２とは同軸ではない。レーザ光の光軸ＯＰ１は、加工を行っていない状態では、レーザマーカ１００の座標系（「第２座標系」に相当）の原点を向くように設定されている。これに対し、カメラ５００の座標系（「第１座標系」に相当）の原点は、取得したワークの画像の左下となるように設定されている。また、レーザマーカ１００の座標系とカメラ５００の座標系とでは、１目盛りの値が一致していない。したがって、レーザ加工システム１において、レーザマーカ１００の座標系での座標とカメラ５００の座標系での座標とは一致していない。
【0053】
＜Ｄ．画像処理機器６００のハードウェア構成＞
図４は、本実施の形態における画像処理機器のハードウェア構成の一例を示す図である。画像処理機器６００は、プロセッサ６０１と、ＲＡＭ６０２と、ＲＯＭ６０３と、記憶装置６０４と、カメラインターフェイス６０５と、入力インターフェイス６０６と、表示インターフェイス６０７と、通信インターフェイス６０８と、メモリーカードインターフェイス６０９とを含む。プロセッサ６０１と、ＲＡＭ６０２と、ＲＯＭ６０３と、記憶装置６０４と、カメラインターフェイス６０５と、入力インターフェイス６０６と、表示インターフェイス６０７と、通信インターフェイス６０８と、メモリーカードインターフェイス６０９とは、内部バス６９９９を介して互いに通信可能に接続されている。
図４は、本実施の形態における画像処理機器のハードウェア構成の一例を示す図である。画像処理機器６００は、プロセッサ６０１と、ＲＡＭ６０２と、ＲＯＭ６０３と、記憶装置６０４と、カメラインターフェイス６０５と、入力インターフェイス６０６と、表示インターフェイス６０７と、通信インターフェイス６０８と、メモリーカードインターフェイス６０９とを含む。プロセッサ６０１と、ＲＡＭ６０２と、ＲＯＭ６０３と、記憶装置６０４と、カメラインターフェイス６０５と、入力インターフェイス６０６と、表示インターフェイス６０７と、通信インターフェイス６０８と、メモリーカードインターフェイス６０９とは、内部バス６９９９を介して互いに通信可能に接続されている。
【0054】
プロセッサ６０１は、たとえば、少なくとも１つの集積回路によって構成される。集積回路は、たとえば、少なくとも１つのＣＰＵ、少なくとも１つのＡＳＩＣ、少なくとも１つのＦＰＧＡ、またはそれらの組み合わせなどによって構成される。
【0055】
プロセッサ６０１は、記憶装置６０４に格納されているプログラム６４１をＲＡＭ６０２に展開して実行することで、本実施の形態に従う各種処理を実現する。ＲＡＭ６０２は、揮発性メモリーにより構成され、プロセッサ６０１によるプログラム６４１の実行に必要なワークメモリとして機能する。ＲＯＭ６０３は、プロセッサ６０１により実行されるＯＳなどのプログラムを格納する。
【0056】
記憶装置６０４は、不揮発性メモリーによって構成される。または、記憶装置６０４は、たとえば、ハードディスク、ＳＳＤなどであってもよく、内蔵式、外付け式のいずれであってもよい。記憶装置６０４は、本実施の形態に従う各種の処理を実現するためのプログラム６４１等を格納する。
【0057】
カメラインターフェイス６０５は、プロセッサ６０１とカメラ５００との間のデータ伝送を仲介する。より具体的には、プロセッサ６０１からカメラインターフェイス６０５を介してカメラ５００に撮像指示が出力される。カメラインターフェイス６０５は、カメラ５００から受信した画像をプロセッサ６０１に出力する。
【0058】
入力インターフェイス６０６は、プロセッサ６０１と入力装置７０１との間のデータ伝送を仲介する。入力インターフェイス６０６は、ユーザが入力装置７０１を操作することで与えられる操作指令を受け付ける。
【0059】
表示インターフェイス６０７は、表示装置７０２と接続されており、プロセッサ６０１からの内部コマンドに従って、各種の情報を表示するための信号を表示装置７０２へ出力する。
【0060】
通信インターフェイス６０８は、画像処理機器６００と制御装置２０との間のデータ伝送を仲介する。一例として、画像処理機器６００は、カメラ５００から取得した画像のカメラ５００の座標系での座標を通信インターフェイス６０８を介して制御装置２０へ送信する。
【0061】
プログラム６４１は、メモリーカード２９Ａなどの記憶媒体に格納されて提供される。プログラム６４１は、メモリーカードインターフェイス６０９により、メモリーカード２９Ａから読み出されて画像処理機器６００にインストールされる。
【0062】
プログラム６４１は、単体のプログラムとしてではなく、任意のプログラムの一部に組み込まれて提供されてもよい。この場合、任意のプログラムと協働して本実施の形態に従う処理が実現される。このような一部のモジュールを含まないプログラムであっても、本実施の形態に従う画像処理機器６００の趣旨を逸脱するものではない。また、プログラム６４１によって提供される機能の一部または全部は、専用のハードウェアによって実現されてもよい。
【0063】
また、メモリーカード２９Ａに格納されたプログラム６４１を画像処理機器６００にインストールする形態に代えて、配信サーバーなどからダウンロードしたプログラムを画像処理機器６００にインストールしてもよい。
【0064】
【0065】
図５は、本実施の形態におけるレーザ加工システムによる印字処理の概要を説明するための図である。図５に示す、第１特定部６５２、第２特定部６５０、および第２登録部６５１は、プロセッサ６０１がプログラム６４１を実行することにより実現される。また、図５に示す、受付部１５１、第１登録部１５０、第１取得部１５４、変換部１５５、第２取得部１５２、および算出部１５３は、プロセッサ２１がプログラム２４１を実行することにより実現される。
【0066】
レーザ加工システム１で行われる印字処理は、４つの処理を含む。第１処理は、カメラ５００の座標系での座標をレーザマーカ１００の座標系での座標に変換するためのパラメータ（以下、単に「パラメータ」とも称する）を算出するキャリブレーション処理である。第２処理は、本加工用のパターン情報を登録する加工パターン登録処理である。第３処理は、ティーチング情報を登録するティーチング処理である。第４処理は、本加工用の印字パターンを本加工用のワーク（「第１ワーク」に相当）に印字する本加工の処理である。
【0067】
（ｅ１：キャリブレーション処理）
キャリブレーション処理について説明する。キャリブレーション処理においては、まず、ユーザの選択操作に従って、レーザヘッド１０による形成処理が行われる。形成処理とは、レーザマーカ１００の座標系での座標が予め定められたキャリブレーション用のパターンを、ステージＳＴに設置されているキャリブレーション用のワーク（「第２ワーク」に相当）の表面に視認可能なように形成することである。
キャリブレーション処理について説明する。キャリブレーション処理においては、まず、ユーザの選択操作に従って、レーザヘッド１０による形成処理が行われる。形成処理とは、レーザマーカ１００の座標系での座標が予め定められたキャリブレーション用のパターンを、ステージＳＴに設置されているキャリブレーション用のワーク（「第２ワーク」に相当）の表面に視認可能なように形成することである。
【0068】
キャリブレーション用のワークは、レーザヘッド１０に対する距離が本加工用のワークと同じになるように配置される。キャリブレーション用のパターンは、４以上の特徴点を示す。本実施の形態においては、キャリブレーション用のパターンとして、正方形の４つの頂点を採用する。制御装置２０の記憶装置２４には、キャリブレーション用のパターンとして、互いに正方形の１辺の長さが異なる複数のパターンが保存されている。詳細には、キャリブレーション用のパターン情報２４２（図２参照）として、キャリブレーション用の各パターンを示すレーザマーカ１００の座標系での座標が制御装置２０の記憶装置２４に保存されている。ユーザは、設定装置３００に表示される選択画面上で、キャリブレーション用の複数のパターンの中から一のパターンを選択する。
【0069】
ここで、図６～図８を参照して、キャリブレーション用のパターンの一例、キャリブレーション用のパターン情報２４２の一例、および、ユーザによるキャリブレーション用のパターンの選択方法の一例について説明する。図６は、キャリブレーション用のパターンが形成されたワークを真上から見た図である。図７は、キャリブレーション用のパターン情報の一例を示す図である。図８は、キャリブレーション用のパターンの選択画面の一例を示す図である。
【0070】
図６を参照して、キャリブレーション用のパターンは、正方形の４つの頂点を示す。具体的には、正方形の４つの頂点とは、点Ｐ１、点Ｐ２、点Ｐ３、および点Ｐ４である。これら４つの点のレーザマーカ１００の座標系での座標がキャリブレーション用のパターン情報２４２として、記憶装置２４に保存されている。
【0071】
図６に示す例では、点Ｐ１の座標は（８０，－８０）であり、点Ｐ２の座標は（－８０，－８０）であり、点Ｐ３の座標は（－８０，８０）であり、点Ｐ４の座標は（８０，８０）である。また、レーザマーカ１００の座標系の１目盛りは１ミリメートルに設定されている。したがって、図６に示す例では、点Ｐ１、点Ｐ２、点Ｐ３、および点Ｐ４を頂点とする正方形の１辺の長さＬは、１６０ミリメートルである。
【0072】
図７を参照して、テーブルＴＢは、キャリブレーション用のパターン情報２４２の一例である。図７に示す例では、キャリブレーション用のパターンとして、４つのパターンが記憶装置２４に保存されている。第１のパターンは、１辺の長さＬが１０ミリメートルの正方形の４つの頂点を示すパターンである。第２のパターンは、１辺の長さＬが３０ミリメートルの正方形の４つの頂点を示すパターンである。第３のパターンは、１辺の長さＬが９０ミリメートルの正方形の４つの頂点を示すパターンである。第４のパターンは、１辺の長さＬが１６０ミリメートルの正方形の４つの頂点を示すパターンである。
【0073】
図８を参照して、選択画面Ｇ２は、ユーザがキャリブレーション用のパターンを選択するための画面であり、設定装置３００の表示装置３０２に表示される。選択画面Ｇ２は、キャリブレーション用のパターンを識別する情報を含む。図８に示す例では、キャリブレーション用のパターンを識別する情報は、当該キャリブレーション用のパターンが示す４つの点を頂点とする正方形の１辺の長さである。ユーザは、本加工の印字領域に応じて、キャリブレーション用の複数のパターンの中から一のパターンを選択する。これにより、ユーザにより選択されたキャリブレーション用のパターンがレーザマーカ１００に入力される。
【0074】
再び、図５を参照して、受付部１５１は、ユーザが選択画面Ｇ２上で選択したキャリブレーション用のパターンを受け付ける。受付部１５１は、受け付けたキャリブレーション用のパターンで形成処理を行うように、レーザヘッド１０に対し指示する。レーザヘッド１０は、当該指示を受けて、形成処理として、受付部１５１によって受け付けられたキャリブレーション用のパターンを、キャリブレーション用のワークの表面に形成する。詳細には、レーザヘッド１０は、レーザ光を走査して、キャリブレーション用のワークの表面に４つの頂点を印字する。
【0075】
次いで、カメラ５００は、キャリブレーション用のパターンが形成された、キャリブレーション用のワークを撮像する。カメラ５００は、キャリブレーション用のワークの画像を画像処理機器６００へ送信する。
【0076】
第２特定部６５０は、カメラ５００からキャリブレーション用のワークの画像を取得する。第２特定部６５０は、カメラ５００から取得したキャリブレーション用のワークの画像からキャリブレーション用のパターンのカメラ５００の座標系での座標を特定する。第２特定部６５０は、特定した座標をレーザマーカ１００へ送信する。
【0077】
第２取得部１５２は、キャリブレーション用のパターンのカメラ５００の座標系での座標を取得する。一例として、第２取得部１５２は、画像処理機器６００からキャリブレーション用のパターンのカメラ５００の座標系での座標を受信する。算出部１５３は、画像処理機器６００から取得されたキャリブレーション用のパターンのカメラ５００の座標系での座標と、キャリブレーション用のパターンのレーザマーカ１００の座標系での座標とに基づいて、カメラ５００の座標系での座標をレーザマーカ１００の座標系での座標に変換するためのパラメータを算出する。算出部１５３は、算出したパラメータを記憶装置２４に保存する。これにより、キャリブレーション処理が完了する。
【0078】
なお、第２特定部６５０は、キャリブレーション用のパターンのカメラ５００の座標系での座標をメモリーカード２９Ａ（図２および図４参照）に保存してもよい。その場合には、第２取得部１５２は、メモリーカード２９Ａからキャリブレーション用のパターンのカメラ５００の座標系での座標を取得する。
【0079】
また、第２特定部６５０は、キャリブレーション用のパターンのカメラ５００の座標系での座標を表示装置７０２に表示してもよい。その場合には、ユーザは、表示装置７０２に表示されたキャリブレーション用のパターンのカメラ５００の座標系での座標を、入力装置３０１を用いてレーザマーカ１００に入力する。そして、第２取得部１５２は、入力されたキャリブレーション用のパターンのカメラ５００の座標系での座標を受け付ける。
【0080】
【0081】
図９に示す画像Ｉ２は、カメラ５００により撮像されたキャリブレーション用のワークの画像の一例である。図９に示す点Ｐ１、点Ｐ２、点Ｐ３、および点Ｐ４は、キャリブレーション処理において、キャリブレーション用のワークに形成されたキャリブレーション用のパターンの一例である。
【0082】
算出部１５３により算出されるパラメータには、カメラ５００の座標系での座標を正規座標に変換するための第１のパラメータと、正規座標をレーザマーカ１００の座標系での座標に変換するための第２のパラメータとを含む。正規座標は、点Ｐ１、点Ｐ２、点Ｐ３、および点Ｐ４の各点が写っている画素の射影変換後の座標である。本実施の形態においては、点Ｐ１、点Ｐ２、点Ｐ３、および点Ｐ４の各点の正規座標として、（１，０）、（０，０）、（０，１）、および（１，１）を割り当てるものとする。
【0083】
画像Ｉ２において任意の点Ｐが写っている画素のカメラ５００の座標系での座標（ｘ，ｙ）は、以下の式１、式２、式３、および式４を用いることにより、レーザマーカ１００の座標系での座標（ｘ’’，ｙ’’）に変換されることができる。式１および式２は、画像Ｉ２において任意の点Ｐが写っている画素のカメラ５００の座標系での座標（ｘ，ｙ）を正規座標（ｘ’，ｙ’）に変換するための式である。式３および式４は、任意の点Ｐの正規座標（ｘ’，ｙ’）をレーザマーカ１００の座標系での座標（ｘ’’，ｙ’’）に変換するための式である。式１および式２における「ａ」～「ｈ」は変数を示す。また、式３および式４における「Ｌ」は、点Ｐ１、点Ｐ２、点Ｐ３、および点Ｐ４を頂点とする正方形の１辺の長さ（ミリメートル）を示す。
【0084】
ｘ’＝（ａｘ＋ｂｙ＋ｃ）／（ｇｘ＋ｈｙ＋１）・・・（式１）
ｙ’＝（ｄｘ＋ｅｙ＋ｆ）／（ｇｘ＋ｈｙ＋１）・・・（式２）
ｘ’’＝ｘ’Ｌ－Ｌ／２・・・（式３）
ｙ’’＝ｙ’Ｌ－Ｌ／２・・・（式４）
ｙ’＝（ｄｘ＋ｅｙ＋ｆ）／（ｇｘ＋ｈｙ＋１）・・・（式２）
ｘ’’＝ｘ’Ｌ－Ｌ／２・・・（式３）
ｙ’’＝ｙ’Ｌ－Ｌ／２・・・（式４）
【0085】
図９に示す例では、画像Ｉ２において点Ｐ１が写っている画素のカメラ５００の座標系での座標は（ｘ１，ｙ１）であり、画像Ｉ２において点Ｐ２が写っている画素のカメラ５００の座標系での座標は（ｘ２，ｙ２）であり、画像Ｉ２において点Ｐ３が写っている画素のカメラ５００の座標系での座標は（ｘ３，ｙ３）であり、画像Ｉ２において点Ｐ４が写っている画素のカメラ５００の座標系での座標は（ｘ４，ｙ４）である。点Ｐ１、点Ｐ２、点Ｐ３、および点Ｐ４の各々が写っている画素のカメラ５００の座標系での座標は、キャリブレーション用のパターンのカメラ５００の座標系での座標として、第２取得部１５２（図５参照）により取得される。
【0086】
また、点Ｐ１、点Ｐ２、点Ｐ３、および点Ｐ４の各々の正規座標は算出部１５３により割り当てられる。点Ｐ１、点Ｐ２、点Ｐ３、および点Ｐ４は正方形の４つの頂点であることから、図９に示す例では、算出部１５３は、点Ｐ１が写っている画素の正規座標として（１，０）を割り当て、点Ｐ２が写っている画素の正規座標として（０，０）を割り当て、点Ｐ３が写っている画素の正規座標として（０，１）を割り当て、点Ｐ４が写っている画素の正規座標として（１，１）を割り当てる。
【0087】
算出部１５３は、点Ｐ１、点Ｐ２、点Ｐ３、および点Ｐ４について、式１および式２を解くことにより、式１および式２における変数ａ～ｈの値を算出する。
【0088】
詳細には、算出部１５３は、式１および式２における「ｘ」、「ｙ」、「ｘ’」、および「ｙ’」にそれぞれ、画像Ｉ２において点Ｐ１が写っている画素のカメラ５００の座標系でのｘ座標「ｘ１」、画像Ｉ２において点Ｐ１が写っている画素のカメラ５００の座標系でのｙ座標「ｙ１」、点Ｐ１が写っている画素のｘ座標の正規座標「１」、および点Ｐ１が写っている画素のｙ座標の正規座標「０」を代入することにより、点Ｐ１についての式１および式２を取得する。
【0089】
また、算出部１５３は、式１および式２における「ｘ」、「ｙ」、「ｘ’」、および「ｙ’」にそれぞれ、画像Ｉ２において点Ｐ２が写っている画素のカメラ５００の座標系でのｘ座標「ｘ２」、画像Ｉ２において点Ｐ２が写っている画素のカメラ５００の座標系でのｙ座標「ｙ２」、点Ｐ２が写っている画素のｘ座標の正規座標「０」、および点Ｐ２が写っている画素のｙ座標の正規座標「０」を代入することにより、点Ｐ２についての式１および式２を取得する。
【0090】
また、算出部１５３は、式１および式２における「ｘ」、「ｙ」、「ｘ’」、および「ｙ’」にそれぞれ、画像Ｉ２において点Ｐ３が写っている画素のカメラ５００の座標系でのｘ座標「ｘ３」、画像Ｉ２において点Ｐ３が写っている画素のカメラ５００の座標系でのｙ座標「ｙ３」、点Ｐ３が写っている画素のｘ座標の正規座標「０」、および点Ｐ３が写っている画素のｙ座標の正規座標「１」を代入することにより、点Ｐ３についての式１および式２を取得する。
【0091】
また、算出部１５３は、式１および式２における「ｘ」、「ｙ」、「ｘ’」、および「ｙ’」にそれぞれ、画像Ｉ２において点Ｐ４が写っている画素のカメラ５００の座標系でのｘ座標「ｘ４」、画像Ｉ２において点Ｐ４が写っている画素のカメラ５００の座標系でのｙ座標「ｙ４」、点Ｐ４が写っている画素のｘ座標の正規座標「１」、および点Ｐ４が写っている画素のｙ座標の正規座標「１」を代入することにより、点Ｐ４についての式１および式２を取得する。
【0092】
算出部１５３は、取得した８個の式から８個の変数ａ～ｈの値を算出する。算出部１５３は、たとえば「“射影変換の導出式”、［online］、［２０２２年３月１１日検索］、インターネット（URL:https://fermiumbay13.hatenablog.com/entry/2018/08/14/032643）」（非特許文献１）に記載の式を用いて変数ａ～ｈの値を算出することができる。
【0093】
算出部１５３は、算出した変数ａ～ｈの値と、式３および式４における「Ｌ」の値とを、カメラ５００の座標系での座標をレーザマーカ１００の座標系での座標に変換するためのパラメータとして、記憶装置２４に保存する。式３および式４における「Ｌ」の値とは、受付部１５１（図５参照）により受け付けられたキャリブレーション用のパターンの正方形の１辺の長さである。変数ａ～ｈの値は上述の第１のパラメータの一例であり、式３および式４における「Ｌ」の値は上述の第２のパラメータの一例である。
【0094】
【0095】
図５を参照して、加工パターン登録処理において、まず、ユーザは設定装置３００を用いて、本加工用のパターン情報をレーザマーカ１００に入力する。ここで、図１０を参照して、ユーザによる本加工用のパターン情報の入力方法について説明する。図１０は、エディタ画面の一例を示す図である。エディタ画面Ｇ１は、設定装置３００の表示装置３０２に表示される。ユーザは、エディタ画面Ｇ１上で本加工用の印字パターンＱを作成する。本加工用の印字パターンＱは、レーザマーカ１００に入力される本加工用のパターン情報の一例である。ユーザは、印字パターンＱの作成後、エディタ画面Ｇ１上の登録ボタンを押す。これにより、本加工用のパターン情報がレーザマーカ１００に入力される。
【0096】
再び図５を参照して、第１登録部１５０は、入力された本加工用のパターン情報を受け付け、当該本加工用のパターン情報を記憶装置２４に保存する。これにより、加工パターン登録処理が完了する。
【0097】
（ｅ３：ティーチング処理）
図５および図１１を参照して、ティーチング処理について説明する。ティーチング処理は、ティーチング情報を登録する処理である。ティーチング情報とは、本加工の際の印字開始位置を示す情報である。
図５および図１１を参照して、ティーチング処理について説明する。ティーチング処理は、ティーチング情報を登録する処理である。ティーチング情報とは、本加工の際の印字開始位置を示す情報である。
【0098】
ティーチング処理においては、まず、カメラ５００が、ティーチング用のワークを撮像する。ティーチング用のワークとは、本加工用のワークと同一形状のワーク、もしくは、本加工が行われていない状態の本加工用のワークそのものである。ティーチング用のワークは、レーザヘッド１０に対する距離が本加工用のワークと同じになるように配置される。カメラ５００は、ティーチング用のワークの画像を画像処理機器６００へ送信する。
【0099】
第２登録部６５１は、カメラ５００からティーチング用のワークの画像を取得する。第２登録部６５１は、カメラ５００から取得したティーチング用のワークの画像の表示を設定装置７００の表示装置７０２に対し指示する。これにより、表示装置７０２に、カメラ５００により撮像されたティーチング用のワークの画像が表示される。
【0100】
ここで、図１１を参照して、ユーザによる印字開始位置の入力方法について説明する。図１１は、印字開始位置を入力するための入力画面の一例を示す図である。入力画面Ｇ３は、設定装置７００の表示装置７０２に表示される。入力画面Ｇ３には、カメラ５００により撮像されたティーチング用のワークの画像Ｉ１が表示される。
【0101】
ユーザは、ティーチング用のワークの画像Ｉ１を見ながら、本加工用の印字パターンＱを本加工用のワークのどこに印字するかを指定する。一例として、ユーザは、表示装置７０２に表示されるティーチング用のワークの画像Ｉ１上で、印字開始位置Ｒを指定する。これにより印字開始位置が画像処理機器６００に入力される。
【0102】
ユーザにより印字開始位置Ｒが指定されると、第２登録部６５１（図５参照）は、ティーチング用のワークの画像Ｉ１に写っているティーチング用のワークの特徴部分Ｅと、指定された印字開始位置Ｒとの相対座標をカメラ５００の座標系で特定する。ワークの特徴部分Ｅとは、たとえば、ワークのエッジ部分である。ワークの特徴部分Ｅと指定された印字開始位置Ｒとの相対座標、および、ワークの特徴部分Ｅの画像は、本加工の際の印字開始位置を示す情報、すなわち、ティーチング情報の一例である。
【0103】
再び、図５を参照して、第２登録部６５１は、ワークの特徴部分Ｅと指定された印字開始位置Ｒとの相対座標、および、ワークの特徴部分Ｅの画像を、ティーチング情報として記憶装置６０４に保存する。これにより、ティーチング処理が完了する。
【0104】
（ｅ４：本加工の処理）
図５を参照して、本加工の処理について説明する。本加工の処理は、本加工用の印字パターンを本加工用のワークに印字する処理である。
図５を参照して、本加工の処理について説明する。本加工の処理は、本加工用の印字パターンを本加工用のワークに印字する処理である。
【0105】
本加工の処理においては、まず、カメラ５００が、本加工用のワークを撮像する。カメラ５００は、本加工用のワークの画像を画像処理機器６００へ送信する。
【0106】
第１特定部６５２は、カメラ５００から本加工用のワークの画像を取得する。第１特定部６５２は、カメラ５００から取得した本加工用のワークの画像から本加工用のワークの設置位置を認識し、当該設置位置に基づいて印字位置をカメラ５００の座標系で特定する。詳細には、まず、第１特定部６５２は、カメラ５００から取得した本加工用のワークの画像と、ティーチング処理において記憶装置６０４に保存された特徴部分Ｅの画像とを基に、特徴部分Ｅの座標をカメラ５００の座標系で特定する。これにより、本加工用のワークの設置位置が認識される。次いで、第１特定部６５２は、特定した特徴部分Ｅの座標と、ティーチング処理において記憶装置６０４に保存された相対座標とを基に、本加工の際の印字開始位置をカメラ５００の座標系で特定する。印字開始位置は「印字位置」の一例である。第１特定部６５２は、特定した座標、すなわち、本加工の際の印字開始位置のカメラ５００の座標系での座標をレーザマーカ１００へ送信する。
【0107】
第１取得部１５４は、画像処理機器６００から本加工の際の印字開始位置のカメラ５００の座標系での座標を取得する。変換部１５５は、パラメータを用いて、本加工の際の印字開始位置の座標をカメラ５００の座標系からレーザマーカ１００の座標系へ変換する。詳細には、変換部１５５は、画像処理機器６００から取得した印字開始位置のカメラ５００の座標系での座標と、キャリブレーション処理において記憶装置２４に保存されたパラメータとを上述の式１、式２、式３、および式４に代入して、上述の式１、式２、式３、および式４を解くことにより、本加工の際の印字開始位置のレーザマーカ１００の座標系での座標を特定する。変換部１５５は、加工パターン登録処理において記憶装置２４に保存された本加工用のパターン情報と、レーザマーカ１００の座標系で特定された印字開始位置の座標とに基づいて本加工用の印字パターンを本加工用のワークの表面に印字するようにレーザヘッド１０に対し指示する。レーザヘッド１０は、当該指示を受けて、本加工用のパターン情報と、レーザマーカ１００の座標系で特定された印字開始位置の座標とに基づいて、レーザ光を走査して、本加工用のワークの表面に印字を行う。これにより、本加工の処理が完了する。
【0108】
レーザ加工システム１においては、キャリブレーション用のワークのレーザヘッド１０に対する距離と、ティーチング用のワークのレーザヘッド１０に対する距離と、本加工用のワークのレーザヘッド１０に対する距離とが互いに等しくなるように、キャリブレーション処理、ティーチング処理、および本加工の処理の各処理においてワークが配置される。
【0109】
＜Ｆ．印字処理の手順＞
（ｆ１：キャリブレーション処理の手順）
図１２は、本実施の形態におけるレーザ加工システムが実行するキャリブレーション処理の一例を示すフローチャートである。ステップＳ１、ステップＳ２、ステップＳ６、およびステップＳ７は、レーザマーカ１００のプロセッサ２１がプログラム２４１を実行することで実現される。ステップＳ３～ステップＳ５は、画像処理機器６００のプロセッサ６０１がプログラム６４１を実行することで実現される。
（ｆ１：キャリブレーション処理の手順）
図１２は、本実施の形態におけるレーザ加工システムが実行するキャリブレーション処理の一例を示すフローチャートである。ステップＳ１、ステップＳ２、ステップＳ６、およびステップＳ７は、レーザマーカ１００のプロセッサ２１がプログラム２４１を実行することで実現される。ステップＳ３～ステップＳ５は、画像処理機器６００のプロセッサ６０１がプログラム６４１を実行することで実現される。
【0110】
ステップＳ１において、プロセッサ２１は、キャリブレーション用のワークに形成する、キャリブレーション用のパターンを受け付ける。
【0111】
ステップＳ２において、プロセッサ２１は、受け付けたキャリブレーション用のパターンをキャリブレーション用のワークに形成するように、レーザヘッド１０に対し指示する。これにより、キャリブレーション用のワークにキャリブレーション用のパターンが形成される。その後、カメラ５００により、キャリブレーション用のワークが撮像される。
【0112】
ステップＳ３において、プロセッサ６０１は、カメラ５００からキャリブレーション用のワークの画像を受信する。
【0113】
ステップＳ４において、プロセッサ６０１は、キャリブレーション用のパターンのカメラ５００の座標系での座標を特定する。
【0114】
ステップＳ５において、プロセッサ６０１は、キャリブレーション用のパターンのカメラ５００の座標系での座標をレーザマーカ１００に送信する。
【0115】
ステップＳ６において、プロセッサ２１は、画像処理機器６００からキャリブレーション用のパターンのカメラ５００の座標系での座標を受信する。
【0116】
ステップＳ７において、プロセッサ２１は、受信したキャリブレーション用のパターンのカメラ５００の座標系での座標と、キャリブレーション用のパターンのレーザマーカ１００の座標系での座標とに基づいて、カメラ５００の座標系での座標をレーザマーカ１００の座標系での座標に変換するためのパラメータを算出し、当該パラメータを記憶装置２４に保存する。
【0117】
ステップＳ７の後、キャリブレーション処理が終了する。
【0118】
（ｆ２：本加工の処理の手順）
図１３は、本実施の形態におけるレーザ加工システムが実行する本加工の処理の一例を示すフローチャートである。ステップＳ２１～ステップＳ２３は、画像処理機器６００のプロセッサ６０１がプログラム６４１を実行することで実現される。ステップＳ２４～ステップＳ２６は、レーザマーカ１００のプロセッサ２１がプログラム２４１を実行することで実現される。
図１３は、本実施の形態におけるレーザ加工システムが実行する本加工の処理の一例を示すフローチャートである。ステップＳ２１～ステップＳ２３は、画像処理機器６００のプロセッサ６０１がプログラム６４１を実行することで実現される。ステップＳ２４～ステップＳ２６は、レーザマーカ１００のプロセッサ２１がプログラム２４１を実行することで実現される。
【0119】
ステップＳ２１において、プロセッサ６０１は、カメラ５００から本加工用のワークの画像を受信する。
【0120】
ステップＳ２２において、プロセッサ６０１は、受信した本加工用のワークの画像から本加工用のワークの設置位置を認識し、当該設置位置に基づいて印字位置をカメラ５００の座標系で特定する。印字位置は、少なくとも印字開始位置を含む。
【0121】
ステップＳ２３において、プロセッサ６０１は、印字位置のカメラ５００の座標系での座標をレーザマーカ１００に送信する。
【0122】
ステップＳ２４において、プロセッサ２１は、画像処理機器６００から印字位置のカメラ５００の座標系での座標を受信する。
【0123】
ステップＳ２５において、プロセッサ２１は、キャリブレーション処理において算出したパラメータを用いて、印字位置の座標をカメラ５００の座標系からレーザマーカ１００の座標系へ変換する。
【0124】
ステップＳ２６において、プロセッサ２１は、変換後のレーザマーカ１００の座標系での座標に基づいて本加工用のワークに印字を行うように、レーザヘッド１０に対し指示する。
【0125】
ステップＳ２６の後、本加工の処理が終了する。
【0126】
＜Ｇ．利点＞
このように、レーザマーカ１００は、キャリブレーション処理によりカメラ５００の座標系での座標をレーザマーカ１００の座標系での座標に変換するためのパラメータを算出する。また、画像処理機器６００は、本加工用のワークの設置位置に基づいて印字位置を補正し、補正後の印字位置のカメラ５００の座標系での座標を特定する。また、レーザマーカ１００は、補正後の印字位置のカメラ５００の座標系での座標を取得し、キャリブレーション処理により算出したパラメータを用いて、補正後の印字位置の座標をカメラ５００の座標系からレーザマーカ１００の座標系へ変換する。そのため、レーザ加工システム１によれば、ユーザによるレーザマーカの座標系とカメラの座標系との座標合わせが不要である。
このように、レーザマーカ１００は、キャリブレーション処理によりカメラ５００の座標系での座標をレーザマーカ１００の座標系での座標に変換するためのパラメータを算出する。また、画像処理機器６００は、本加工用のワークの設置位置に基づいて印字位置を補正し、補正後の印字位置のカメラ５００の座標系での座標を特定する。また、レーザマーカ１００は、補正後の印字位置のカメラ５００の座標系での座標を取得し、キャリブレーション処理により算出したパラメータを用いて、補正後の印字位置の座標をカメラ５００の座標系からレーザマーカ１００の座標系へ変換する。そのため、レーザ加工システム１によれば、ユーザによるレーザマーカの座標系とカメラの座標系との座標合わせが不要である。
【0127】
さらに、レーザ光の光軸とカメラ５００に含まれるレンズ５０１の光軸とは同軸ではない。そのため、レーザ光の光軸とカメラ５００に含まれるレンズ５０１の光軸とを同軸にするためのハーフミラーは不要であることから、当該ハーフミラーとカメラ５００との位置調整もまた不要である。したがって、レーザ加工システム１によれば、カメラ５００をレーザマーカ１００に内蔵しておく必要が無いことから、カメラ５００を取り外ししやすい。
【0128】
さらに、レーザヘッド１０がレーザ光を走査可能な印字領域はカメラ５００の撮像領域に含まれる。そのため、レーザ印字のタイミングと撮像のタイミングとで、ワークに対するカメラ５００の相対位置を変える必要がない。したがって、レーザ加工システム１によれば、移動手段を有する大がかりな装置は不要であるとともに、業務効率が低下することを抑えることができる。
【0129】
したがって、レーザ加工システム１によれば、ユーザによるレーザマーカの座標系とカメラの座標系との座標合わせが不要な、ユーザにとってより使い勝手のよいレーザ加工システムを提供することができる。
【0130】
なお、上記においては、キャリブレーション用のパターンとして、正方形の４つの頂点を採用したが、これに限られない。キャリブレーション用のパターンは、４以上の特徴点を示していればよい。したがって、キャリブレーション用のパターンは長方形の４つの頂点を示していてもよいし、台形の４つの頂点を示していてもよいし、平行四辺形の４つの頂点を示していてもよいし、５角形の５つの頂点を示していてもよい。すなわち、キャリブレーション用のパターンは、ｎ角形（ｎは４以上）の各頂点を示していてもよい。また、レーザヘッド１０は、キャリブレーション用のパターンとして、４以上の特徴点を印字してもよいし、４以上の特徴点を頂点とする多角形を印字してもよい。４以上の特徴点の各々は、１つの点でもよいし、所定のマーク（たとえば、十字マーク等）でもよい。
【0131】
また、キャリブレーション用のパターンが５以上の特徴点を示す場合には、上述の第１のパラメータは、最小二乗法などを適用することにより算出することができる。
【0132】
また、第２特定部６５０は、カメラ５００により取得されたキャリブレーション用のワークの画像にキャリブレーション用のパターンが適切に写っていない場合には、エラーを出力してもよい。カメラ５００により取得されたキャリブレーション用のワークの画像にキャリブレーション用のパターンが適切に写っていない場合とは、たとえば、カメラ５００により取得されたキャリブレーション用のワークの画像において、４以上の特徴点が近接して写っていたり、直線に近い状態で写っていたりする場合である。カメラ５００により取得されたキャリブレーション用のワークの画像にキャリブレーション用のパターンが適切に写っていない場合には、算出部１５３は、カメラ５００の座標系での座標をレーザマーカ１００の座標系での座標に変換するための適切なパラメータを算出することができない。
【0133】
そこで、第２特定部６５０は、カメラ５００により撮像されたキャリブレーション用のワークの画像を上下および左右にそれぞれ２分割することにより、キャリブレーション用のワークの画像を４つの部分画像に分割してもよい。そして、第２特定部６５０は、４つの部分画像の少なくとも１つが４以上の特徴点のいずれも含んでいない場合には、エラーを出力してもよい。一例として、第２特定部６５０は、表示装置７０２に対し、エラーの表示を指示する。他の例として、設定装置７００がスピーカーを備える場合には、第２特定部６５０は、スピーカーに対し、エラー音の出力を指示する。他の例として、設定装置７００がインジケータを備える場合には、第２特定部６５０は、インジケータに対し、エラーを示す色（たとえば、赤色）の点灯を指示する。
【0134】
これにより、ユーザは、カメラ５００により撮像されたキャリブレーション用のワークの画像がパラメータの算出に適していないことを知ることができる。
【0135】
［変形例１］
変形例１におけるレーザ加工システムの構成は、上記実施の形態におけるレーザ加工システム１の構成と同様であることから、同じ構成には同じ符号を付し、その説明を繰り返さない。上記実施の形態においては、レーザヘッド１０は、形成処理として、キャリブレーション用のワークの表面にレーザ光を照射して、キャリブレーション用のワークの表面に、レーザマーカ１００の座標系での座標が予め定められた４以上の特徴点を印字した。これに対し、変形例１におけるレーザヘッド１０は、形成処理として、キャリブレーション用のワークの表面に可視光を照射して、キャリブレーション用のワークの表面に、レーザマーカ１００の座標系での座標が予め定められた４以上の特徴点を示す投影像を形成する。
変形例１におけるレーザ加工システムの構成は、上記実施の形態におけるレーザ加工システム１の構成と同様であることから、同じ構成には同じ符号を付し、その説明を繰り返さない。上記実施の形態においては、レーザヘッド１０は、形成処理として、キャリブレーション用のワークの表面にレーザ光を照射して、キャリブレーション用のワークの表面に、レーザマーカ１００の座標系での座標が予め定められた４以上の特徴点を印字した。これに対し、変形例１におけるレーザヘッド１０は、形成処理として、キャリブレーション用のワークの表面に可視光を照射して、キャリブレーション用のワークの表面に、レーザマーカ１００の座標系での座標が予め定められた４以上の特徴点を示す投影像を形成する。
【0136】
すなわち、変形例１における４以上の特徴点は、可視光を走査することにより形成される投影像である。可視光は、ガイド光用のＬＤ１２から出力される。レーザヘッド１０は、形成処理として、４以上の特徴点を１つずつ順に形成する。カメラ５００がキャリブレーション用のワークを撮像する際には、カメラ５００の露光時間は、４以上の特徴点のうち一の特徴点が形成されてから残りの特徴点の全ての形成が終了するまでの時間以上に設定される。
【0137】
なお、変形例１においても、第２特定部６５０は、カメラ５００により取得されたキャリブレーション用のワークの画像にキャリブレーション用のパターンが適切に写っていない場合には、エラーを出力してもよい。詳細には、第２特定部６５０は、カメラ５００により撮像されたキャリブレーション用のワークの画像を上下および左右にそれぞれ２分割することにより、キャリブレーション用のワークの画像を４つの部分画像に分割してもよい。そして、第２特定部６５０は、４つの部分画像の少なくとも１つが４以上の特徴点のいずれも含んでいない場合には、エラーを出力してもよい。
【0138】
［変形例２］
変形例２におけるレーザ加工システムの構成は、上記実施の形態におけるレーザ加工システム１の構成と同様であることから、同じ構成には同じ符号を付し、その説明を繰り返さない。上記実施の形態においては、レーザヘッド１０は、形成処理として、キャリブレーション用のワークの表面にレーザ光を照射して、キャリブレーション用のワークの表面に、レーザマーカ１００の座標系での座標が予め定められた４以上の特徴点を印字した。これに対し、変形例２におけるレーザヘッド１０は、変形例１と同様に、形成処理として、キャリブレーション用のワークの表面に可視光を照射して、キャリブレーション用のワークの表面に、レーザマーカ１００の座標系での座標が予め定められた４以上の特徴点を示す投影像を形成する。
変形例２におけるレーザ加工システムの構成は、上記実施の形態におけるレーザ加工システム１の構成と同様であることから、同じ構成には同じ符号を付し、その説明を繰り返さない。上記実施の形態においては、レーザヘッド１０は、形成処理として、キャリブレーション用のワークの表面にレーザ光を照射して、キャリブレーション用のワークの表面に、レーザマーカ１００の座標系での座標が予め定められた４以上の特徴点を印字した。これに対し、変形例２におけるレーザヘッド１０は、変形例１と同様に、形成処理として、キャリブレーション用のワークの表面に可視光を照射して、キャリブレーション用のワークの表面に、レーザマーカ１００の座標系での座標が予め定められた４以上の特徴点を示す投影像を形成する。
【0139】
すなわち、変形例２における４以上の特徴点は、可視光を走査することにより形成される投影像である。可視光は、ガイド光用のＬＤ１２から出力される。レーザヘッド１０は、形成処理として、４以上の特徴点を１つずつ順に形成する。変形例１と変形例２との違いは、カメラ５００によるキャリブレーション用のワークの撮像の仕方である。詳細には、カメラ５００は、４以上の特徴点のうち一の特徴点が形成される毎にキャリブレーション用のワークを撮像することにより、キャリブレーション用のワークの画像を特徴点の数だけ取得する。
【0140】
なお、変形例２においても、第２特定部６５０は、キャリブレーション用のワークの画像、すなわち、特徴点の数分の画像にキャリブレーション用のパターンが適切に写っていない場合には、エラーを出力してもよい。詳細には、第２特定部６５０は、特徴点の数分の画像の同一の領域に４以上の特徴点がいずれも含まれない場合には、エラーを出力してもよい。同一の領域とは、特徴点の数分の画像の各々を上下および左右にそれぞれ２分割することにより得られる４つの領域のうちの少なくとも１つである。
【0141】
［変形例３］
上記実施の形態においては、レーザマーカ１００用の設定装置と、画像処理機器６００用の設定装置とは、別個に設けられていた。これに対し、変形例３においては、レーザマーカ１００と、画像処理機器６００とで１台の設定装置を共用する。変形例３におけるレーザ加工システムの構成は、レーザマーカ１００と、画像処理機器６００とで１台の設定装置を共用する点を除き、上記実施の形態と同様であることから、同じ構成には同じ符号を付し、その説明を繰り返さない。
上記実施の形態においては、レーザマーカ１００用の設定装置と、画像処理機器６００用の設定装置とは、別個に設けられていた。これに対し、変形例３においては、レーザマーカ１００と、画像処理機器６００とで１台の設定装置を共用する。変形例３におけるレーザ加工システムの構成は、レーザマーカ１００と、画像処理機器６００とで１台の設定装置を共用する点を除き、上記実施の形態と同様であることから、同じ構成には同じ符号を付し、その説明を繰り返さない。
【0142】
［変形例４］
変形例４におけるレーザ加工システムの構成は、上記実施の形態におけるレーザ加工システム１の構成と同様であることから、同じ構成には同じ符号を付し、その説明を繰り返さない。上記実施の形態においては、キャリブレーション用のワークは、レーザヘッド１０に対する距離が本加工用のワークと同じになるように配置されていた。これに対し、変形例４においては、キャリブレーション用のワークは、レーザヘッド１０に対する距離が本加工用のワークと異なるように配置される。すなわち、変形例４においては、キャリブレーション用のワークのレーザヘッド１０に対する距離と、本加工用のワークのレーザヘッド１０に対する距離とが異なる。変形例４においては、第２特定部６５０は、キャリブレーション用のパターンのカメラ５００の座標系での座標を、キャリブレーション用のワークのレーザヘッド１０に対する距離と、本加工用のワークのレーザヘッド１０に対する距離とに応じて補正する。
変形例４におけるレーザ加工システムの構成は、上記実施の形態におけるレーザ加工システム１の構成と同様であることから、同じ構成には同じ符号を付し、その説明を繰り返さない。上記実施の形態においては、キャリブレーション用のワークは、レーザヘッド１０に対する距離が本加工用のワークと同じになるように配置されていた。これに対し、変形例４においては、キャリブレーション用のワークは、レーザヘッド１０に対する距離が本加工用のワークと異なるように配置される。すなわち、変形例４においては、キャリブレーション用のワークのレーザヘッド１０に対する距離と、本加工用のワークのレーザヘッド１０に対する距離とが異なる。変形例４においては、第２特定部６５０は、キャリブレーション用のパターンのカメラ５００の座標系での座標を、キャリブレーション用のワークのレーザヘッド１０に対する距離と、本加工用のワークのレーザヘッド１０に対する距離とに応じて補正する。
【0143】
［その他の変形例］
変形例１と変形例３とを組み合わせてもよい。変形例１と変形例４とを組み合わせてもよい。変形例１と変形例３と変形例４とを組み合わせてもよい。変形例２と変形例３とを組み合わせてもよい。変形例２と変形例４とを組み合わせてもよい。変形例２と変形例３と変形例４とを組み合わせてもよい。
変形例１と変形例３とを組み合わせてもよい。変形例１と変形例４とを組み合わせてもよい。変形例１と変形例３と変形例４とを組み合わせてもよい。変形例２と変形例３とを組み合わせてもよい。変形例２と変形例４とを組み合わせてもよい。変形例２と変形例３と変形例４とを組み合わせてもよい。
【0144】
［付記］
上述した実施の形態は、以下のような技術思想を含む。
上述した実施の形態は、以下のような技術思想を含む。
【0145】
［構成１］
レーザ加工システム（１）であって、
レーザ光を用いて印字対象である第１ワークの表面に印字を行うレーザマーカ（１００）と、
前記第１ワークを撮像するカメラ（５００）と、
前記カメラ（５００）により撮像された画像を処理する画像処理機器（６００）とを備え、
前記画像処理機器（６００）は、前記カメラ（５００）により撮像された前記第１ワークの画像から前記第１ワークの設置位置を認識し、当該設置位置に基づいて印字位置を前記カメラ（５００）の第１座標系で特定する第１特定部（６５２）を含み、
前記レーザマーカ（１００）は、
前記印字位置の前記第１座標系での座標を取得する第１取得部（１５４）と、
前記第１座標系から前記レーザマーカ（１００）の第２座標系への変換のためのパラメータを用いて、前記印字位置の座標を前記第１座標系から前記第２座標系へ変換する変換部（１５５）と、
変換後の前記第２座標系での座標に基づいて前記レーザ光を走査して、前記第１ワークの前記表面に前記印字を行うレーザヘッド（１０）とを含み、
前記レーザヘッド（１０）は、前記第２座標系での座標が予め定められたキャリブレーション用のパターンをキャリブレーション用の第２ワークの表面に形成する形成処理をさらに行い、
前記カメラ（５００）は、前記パターンが形成された前記第２ワークをさらに撮像し、
前記画像処理機器（６００）は、前記カメラ（５００）により撮像された前記第２ワークの画像から前記パターンの前記第１座標系での座標を特定する第２特定部（６５０）をさらに含み、
前記レーザマーカ（１００）は、
前記パターンの前記第１座標系での座標を取得する第２取得部（１５２）と、
前記パターンの前記第１座標系での座標と、前記パターンの前記第２座標系での座標とを基に、前記パラメータを算出する算出部（１５３）とをさらに含み、
前記レーザ光の光軸と前記カメラ（５００）に含まれるレンズ（５０１）の光軸とは同軸ではなく、
前記レーザヘッド（１０）が前記レーザ光を走査可能な印字領域は前記カメラ（５００）の撮像領域に含まれる、レーザ加工システム。
レーザ加工システム（１）であって、
レーザ光を用いて印字対象である第１ワークの表面に印字を行うレーザマーカ（１００）と、
前記第１ワークを撮像するカメラ（５００）と、
前記カメラ（５００）により撮像された画像を処理する画像処理機器（６００）とを備え、
前記画像処理機器（６００）は、前記カメラ（５００）により撮像された前記第１ワークの画像から前記第１ワークの設置位置を認識し、当該設置位置に基づいて印字位置を前記カメラ（５００）の第１座標系で特定する第１特定部（６５２）を含み、
前記レーザマーカ（１００）は、
前記印字位置の前記第１座標系での座標を取得する第１取得部（１５４）と、
前記第１座標系から前記レーザマーカ（１００）の第２座標系への変換のためのパラメータを用いて、前記印字位置の座標を前記第１座標系から前記第２座標系へ変換する変換部（１５５）と、
変換後の前記第２座標系での座標に基づいて前記レーザ光を走査して、前記第１ワークの前記表面に前記印字を行うレーザヘッド（１０）とを含み、
前記レーザヘッド（１０）は、前記第２座標系での座標が予め定められたキャリブレーション用のパターンをキャリブレーション用の第２ワークの表面に形成する形成処理をさらに行い、
前記カメラ（５００）は、前記パターンが形成された前記第２ワークをさらに撮像し、
前記画像処理機器（６００）は、前記カメラ（５００）により撮像された前記第２ワークの画像から前記パターンの前記第１座標系での座標を特定する第２特定部（６５０）をさらに含み、
前記レーザマーカ（１００）は、
前記パターンの前記第１座標系での座標を取得する第２取得部（１５２）と、
前記パターンの前記第１座標系での座標と、前記パターンの前記第２座標系での座標とを基に、前記パラメータを算出する算出部（１５３）とをさらに含み、
前記レーザ光の光軸と前記カメラ（５００）に含まれるレンズ（５０１）の光軸とは同軸ではなく、
前記レーザヘッド（１０）が前記レーザ光を走査可能な印字領域は前記カメラ（５００）の撮像領域に含まれる、レーザ加工システム。
【0146】
［構成２］
前記パターンは、４以上の特徴点を示す、構成１に記載のレーザ加工システム。
前記パターンは、４以上の特徴点を示す、構成１に記載のレーザ加工システム。
【0147】
［構成３］
前記形成処理は、前記レーザ光を走査して、前記第２ワークの前記表面に前記４以上の特徴点を印字することを含む、構成２に記載のレーザ加工システム。
前記形成処理は、前記レーザ光を走査して、前記第２ワークの前記表面に前記４以上の特徴点を印字することを含む、構成２に記載のレーザ加工システム。
【0148】
［構成４］
前記レーザヘッド（１０）は、可視光をさらに走査し、
前記４以上の特徴点は、前記可視光を走査することにより形成される投影像であり、
前記形成処理は、前記４以上の特徴点を１つずつ順に形成することを含み、
前記カメラ（５００）の露光時間は、前記４以上の特徴点のうち一の特徴点が形成されてから残りの特徴点の全ての形成が終了するまでの時間以上である、構成２に記載のレーザ加工システム。
前記レーザヘッド（１０）は、可視光をさらに走査し、
前記４以上の特徴点は、前記可視光を走査することにより形成される投影像であり、
前記形成処理は、前記４以上の特徴点を１つずつ順に形成することを含み、
前記カメラ（５００）の露光時間は、前記４以上の特徴点のうち一の特徴点が形成されてから残りの特徴点の全ての形成が終了するまでの時間以上である、構成２に記載のレーザ加工システム。
【0149】
［構成５］
前記第２特定部（６５０）は、
前記カメラ（５００）により撮像された前記第２ワークの画像を上下および左右にそれぞれ２分割することにより、当該画像を４つの部分画像に分割し、
前記４つの部分画像の少なくとも１つが前記４以上の特徴点のいずれも含んでいない場合には、エラーを出力する、構成３または４に記載のレーザ加工システム。
前記第２特定部（６５０）は、
前記カメラ（５００）により撮像された前記第２ワークの画像を上下および左右にそれぞれ２分割することにより、当該画像を４つの部分画像に分割し、
前記４つの部分画像の少なくとも１つが前記４以上の特徴点のいずれも含んでいない場合には、エラーを出力する、構成３または４に記載のレーザ加工システム。
【0150】
［構成６］
前記レーザヘッド（１０）は、可視光をさらに走査し、
前記４以上の特徴点は、前記可視光を走査することにより形成される投影像であり、
前記形成処理は、前記４以上の特徴点を１つずつ順に形成することを含み、
前記カメラ（５００）は、前記４以上の特徴点のうち一の特徴点が形成される毎に前記第２ワークを撮像することにより、前記第２ワークの画像を特徴点の数だけ取得する、構成２に記載のレーザ加工システム。
前記レーザヘッド（１０）は、可視光をさらに走査し、
前記４以上の特徴点は、前記可視光を走査することにより形成される投影像であり、
前記形成処理は、前記４以上の特徴点を１つずつ順に形成することを含み、
前記カメラ（５００）は、前記４以上の特徴点のうち一の特徴点が形成される毎に前記第２ワークを撮像することにより、前記第２ワークの画像を特徴点の数だけ取得する、構成２に記載のレーザ加工システム。
【0151】
［構成７］
前記第２特定部（６５０）は、前記特徴点の数分の画像の同一の領域に前記４以上の特徴点がいずれも含まれない場合には、エラーを出力し、
前記同一の領域は、前記特徴点の数分の画像の各々を上下および左右にそれぞれ２分割することにより得られる４つの領域のうちの少なくとも１つである、構成６に記載のレーザ加工システム。
前記第２特定部（６５０）は、前記特徴点の数分の画像の同一の領域に前記４以上の特徴点がいずれも含まれない場合には、エラーを出力し、
前記同一の領域は、前記特徴点の数分の画像の各々を上下および左右にそれぞれ２分割することにより得られる４つの領域のうちの少なくとも１つである、構成６に記載のレーザ加工システム。
【0152】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【0153】
１ レーザ加工システム、２ 加工面、１０ レーザヘッド、１１ レーザ発振器、１３ ダイクロイックミラー、１４ ３Ｄ光学系、１５，５０５ ミラー、１６ ガルバノミラー、１７ 出射口、２０ 制御装置、２１，６０１ プロセッサ、２２，６０２ ＲＡＭ、２３，６０３ ＲＯＭ、２４，６０４ 記憶装置、２５ レーザヘッドインターフェイス、２６，６０６ 入力インターフェイス、２７，６０７ 表示インターフェイス、２８，６０８ 通信インターフェイス、２９，６０９ メモリーカードインターフェイス、２９Ａ メモリーカード、１００ レーザマーカ、１５０ 第１登録部、１５１ 受付部、１５２ 第２取得部、１５３ 算出部、１５４ 第１取得部、１５５ 変換部、２４１，６４１ プログラム、２４２ キャリブレーション用のパターン情報、２９９，６９９９ 内部バス、３００，７００ 設定装置、３０１，７０１ 入力装置、３０２，７０２ 表示装置、５００ カメラ、５０１ レンズ、５２５ 観察光学系、６００ 画像処理機器、６０５ カメラインターフェイス、６５０ 第２特定部、６５１ 第２登録部、６５２ 第１特定部、Ｅ 特徴部分、Ｇ１ エディタ画面、Ｇ２ 選択画面、Ｇ３ 入力画面、Ｉ１，Ｉ２ 画像、Ｌ 長さ、Ｌａ レーザ光、ＯＰ１ 光軸、ＯＰ２ カメラ光軸、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４ 点、Ｑ 印字パターン、Ｒ 印字開始位置、ＳＴ ステージ、Ｗ ワーク。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】