倾斜检测装置以及旋转激光装置的制造方法_2

文档序号:9885408阅读:来源:国知局
光束分光器12例如具有透射P偏振光的光并且反射S偏振光的光的偏振光特性。
[0026]前述光源7、前述照明透镜9、前述偏光板11、前述偏振光束分光器12、前述I/4波长板13、前述聚光透镜14构成照明光学系统15。
[0027]在前述偏振光束分光器12的反射光轴16上配设有成像透镜17、作为二维传感器的光接收元件18。关于该光接收元件18,使用例如作为像素的集合体的轮廓传感器(profilesensor)ο
[0028]关于该轮廓传感器,像素呈矩阵状排列,能够仅通过正交的2个方向(X方向、Y方向)的各列的量的像素的信息来检测在轮廓传感器内的对象物的位置。因此,通过轮廓传感器能够在不取得全部像素的信息的情况下简便地检测在轮廓传感器内的对象物的位置。
[0029]再有,也可以使用CCD、CM0S传感器来作为前述光接收元件18,取得全部像素的信息,检测在前述光接收元件18上的对象物的位置。
[0030]该光接收元件18将光接收信号输出到运算部19,该运算部19基于光接收信号来运算对象物的位置。此外,该运算部19运算对象物的位置的移位、移位方向,基于运算结果来检测前述倾斜转动基板2的倾斜角、倾斜方向。
[0031]前述聚光透镜14、前述1/4波长板13、前述偏振光束分光器12、前述成像透镜17、前述光接收元件18构成光接收光学系统21。此外,由前述偏光板11和前述1/4波长板13构成光隔离器(isolator)。
[0032]接着,对前述角度检测图案6进行说明。该角度检测图案6通过印刷或刻印等所需要的方法形成在前述枢轴部3的下表面。
[0033]前述角度检测图案6例如如图2所示那样呈格子状地配置有焊盘(land)22。各焊盘22在X方向上尺寸分别不同,此外,各焊盘22在Y方向上尺寸分别不同。因此,前述角度检测图案6被构成为包含X方向、Y方向的二维的信息。
[0034]从前述光源7射出的照明光通过前述照明透镜9而被做成平行光束,在通过前述偏光板11的过程中被做成例如P偏振光,透射前述偏振光束分光器12 O透射该偏振光束分光器12的照明光通过前述1/4波长板13,被前述聚光透镜14聚光,向前述枢轴部3的下表面即前述角度检测图案6入射。
[0035]在前述枢轴部3的下表面反射的反射光即前述角度检测图案6的图案像再次通过前述1/4波长板13,被前述偏振光束分光器12反射。照明光两次通过前述1/4波长板13,由此,从P偏振光变更为S偏振光。
[0036]S偏振光的照明光被前述偏振光束分光器12反射,通过前述成像透镜17聚光到前述光接收元件18。因此,前述聚光透镜14、前述成像透镜17作为用于使前述角度检测图案6投影到前述光接收元件18的成像透镜发挥作用。
[0037]再有,也可以使用半球状的透镜等倍率大的透镜来作为前述成像透镜17。使前述成像透镜17采用以单体在前述光接收元件18上成像的屈光力,由此,能够省略前述聚光透镜14。
[0038]前述倾斜转动基板2倾斜转动,前述枢轴部3相对于前述倾斜检测部5而相对旋转,由此,前述角度检测图案6相对于前述底板I即前述倾斜检测部5而相对地进行移位。通过前述角度检测图案6进行移位,从而被前述光接收元件18光接收的前述角度检测图案6的图案像的投影位置发生变化。前述运算部19能够基于来自前述光接收元件18的光接收信号来运算投影位置的移位,基于运算结果来检测前述倾斜转动基板2的倾斜。
[0039]再有,该倾斜转动基板2的倾斜也可以基于倾斜后的前述光接收元件18上的图案像的位置相对于倾斜前的前述光接收元件18上的图案像的位置的移动量、移动方向来检测。此外,也可以在前述光接收元件18上设定座标系和原点,基于相对于座标系的原点的前述光接收元件18上的图案像的位置来检测前述倾斜转动基板2的倾斜。
[0040]前述枢轴部3在旋转方向上没有限制,在XY这2个方向上自由地进行旋转,此外,前述光接收元件18能够检测前述角度检测图案6的二维的移位。因此,关于前述倾斜检测装置中的倾斜方向,能够分别检测X方向、Y方向、进而XY的复合方向。
[0041 ]在可动部即前述倾斜转动基板2设置用于使该倾斜转动基板2倾斜转动的驱动部,由此,能够基于前述倾斜检测装置的倾斜检测结果而利用前述驱动部使前述倾斜转动基板2倾斜为任意的倾斜角。
[0042]图3示出了本发明的第二实施例的倾斜检测装置。在图3中,对与在图1中所示的部分同等的部分标注相同附图标记,省略其说明。
[0043]在图3所示的倾斜检测装置中,枢轴部3被设置在固定侧。该枢轴部3与作为固定部的支柱23为整体。倾斜转动基板2将前述枢轴部3作为支点,能够相对于该枢轴部3在水平2个方向上相对旋转。
[0044]倾斜检测部5被设置在前述倾斜转动基板2侧,该倾斜转动基板2与前述倾斜检测部5整体地构成。因此,该倾斜检测部5相对于前述枢轴部3以能相对旋转的方式设置。通过使前述倾斜转动基板2倾斜转动,从而该倾斜转动基板2和前述倾斜检测部5相对于前述枢轴部3整体地倾斜转动。
[0045]在前述枢轴部3形成角度检测图案6。此外,当前述倾斜转动基板2在与固定部之间相对旋转时前述枢轴部3相对于前述倾斜检测部5相对旋转的情况与第一实施例同样。前述倾斜转动基板2和前述倾斜检测部5整体地倾斜转动,因此,前述角度检测图案6相对于前述倾斜检测部5相对地进行旋转,此外,相对地进行移位。
[0046]与图1同样地,从光源7经由照明光学系统15向前述角度检测图案6照射照明光。该角度检测图案6的图案像经由光接收光学系统21而投影到光接收元件18。
[0047]因此,前述角度检测图案6相对于前述光接收元件18进行移位。此外,能够基于前述角度检测图案6相对于该光接收元件18的移位来检测前述倾斜转动基板2的倾斜。
[0048]在可动部即前述倾斜转动基板2设置用于使该倾斜转动基板2倾斜转动的驱动部,由此,能够基于前述倾斜检测装置的倾斜检测结果来利用前述驱动部使前述倾斜转动基板2倾斜为任意的倾斜角。
[0049]在图4、图5中,说明了应用了前述倾斜检测装置的测量机的一个例子。在图4、图5中,对与在图3中所示的部分同等的部分标注相同附图标记,省略其说明。此外,在以下的说明中,例示旋转激光装置24来作为测量机,对在该旋转激光装置24的倾斜设定部设置有前述倾斜检测装置的情况进行说明。
[0050]在前述旋转激光装置24中,倾斜转动基板2为可动部,倾斜检测部5被设置于前述倾斜转动基板2。
[0051 ] 在外壳(casing)25的中央形成有截顶圆锥形的凹部26,在该凹部26的中央形成有支承座27。关于该支承座27,在前述凹部26贯穿设置有圆形的贯通孔28,在对该贯通孔28的内周进行3等分后的位置形成平滑地隆起的突起29。
[0052]发出照明光的激光照明器31被插入到前述贯通孔28,该激光照明器31的头部32被前述支承座27所支承。前述头部32的下部为球面形状的球面部32a,该球面部32a滑动自由地抵接于前述突起29,由此,前述激光照明器31被相对于垂
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