用于光学测量装置的校正设备及校正方法
【专利说明】用于光学测量装置的校正设备及校正方法
[0001]相关申请的引用
[0002]本申请要求2014年3月28日提交的日本申请N0.2014-068612的优先权，该申请的全部内容明确地通过引用合并于此。
技术领域
[0003]本发明涉及用于通过光束扫描对测量对象物进行测量的光学测量装置的校正设备及校正方法。
【背景技术】
[0004]该类型的光学测量装置包括光束扫描部和光接收部，在光束扫描部和光接收部之间配置有光束扫描区域。测量对象物被放置于该扫描区域，该扫描区域被由光束扫描部发出的光束反复扫描，穿过该扫描区域的透过光束被光接收部接收。通过对光束被遮挡的时间量进行计数来对测量对象物的直径等进行测量。
[0005]然而，在上述光学测量装置的情况中，由于光学系统误差和扫描驱动系统误差，并且扫描速度取决于测量位置而变化，所以难以以恒定的速度使来自光束扫描部的光束精确地扫描。因此，为了获得更精确的测量结果，优选使用为每个位置确定的校正数据对测量结果进行校正。
【发明内容】
[0006]本发明提供用于光学测量装置的校正设备及校正方法，其能够适当地校正测量结果并在短的循环时间内获得校正数据。
[0007]根据本发明的实施方式的用于光学测量装置的校正设备为来自光学测量装置的光束的每个扫描位置获得校正数据，所述光学测量装置包括光束扫描部和光接收部，所述光束扫描部用光束扫描放置测量对象物用的测量区域(测量区)，所述光接收部接收来自所述测量区的透过光束。所述校正设备包括:透光性的刻度尺，其具有以预定节距配置的刻度标记；和支撑台，其构造成以所述刻度标记的配置方向为所述光束的扫描方向的方式将所述刻度尺安装于所述测量区。
[0008]根据本发明的实施方式的用于光学测量装置的校正方法是一种用于光学测量装置的校正方法，所述光学测量装置包括光束扫描部和光接收部，所述光束扫描部用光束扫描放置测量对象物用的测量区，所述光接收部接收来自所述测量区的透过光束，所述校正方法包括:将具有以预定节距配置的刻度标记的透光性的刻度尺配置在所述测量区中，使得所述刻度标记的配置方向为所述光束的扫描方向；用所述光学测量装置测量所述刻度标记的节距；并且基于所述光学测量装置的测量结果与所述刻度尺的预定节距之间的差计算用于校正所述光学测量装置的测量结果的校正数据。
[0009]本发明提供用于光学测量装置的校正设备及校正方法，其能够适当地校正测量结果的误差并在短的循环时间内获得校正数据。
【附图说明】
[0010]在如下的详细描述中，通过本发明的示例性实施方式的非限定性示例的方式参照已注明的多个附图进一步地描述本发明，其中，在附图中的几个视图中用相同的附图标记标记相似的部件，其中:
[0011]图1是光学测量装置的功能框图；
[0012]图2是光学测量装置的测量部的外观图；
[0013]图3示出了对光学测量装置中的测量误差的产生起作用的因素；
[0014]图4A和图4B示出了根据比较例的光学测量装置的校正方法；
[0015]图5是用于根据本发明的实施方式的光学测量装置的校正设备的外观图；以及
[0016]图6示出了用于根据本发明的实施方式的光学测量装置的校正方法。
【具体实施方式】
[0017]这里示出的细节仅作为示例且仅用于本发明的实施方式的说明性讨论的目的，并且为提供被认为是本发明的原理和概念方面的最有用的且容易理解的描述而呈现。在这方面，没有试图详细地示出本发明的对本发明的基本理解不必要的结构细节，结合附图进行描述使在实践中如何实施本发明的形式对于本领域技术人员来说显而易见。
[0018]以下，参照附图描述用于根据本发明的实施方式的光学测量装置的校正设备和校正方法。
[0019]作为描述用于光学测量装置的校正设备和校正方法的前提，首先，提供对光学测量装置的概要描述。
[0020]图1是光学测量装置的示例性功能框图。图2是光学测量装置的测量部的外观的一个示例。
[0021]光学测量装置包括测量部100和控制部200，控制部200使用从测量部100获得的信号计算测量对象物W的各种尺寸。
[0022]测量部100包括光束扫描部110、光接收部120和连接部130。光束扫描部110输出扫描测量对象物W的光束。光接收部120接收从由光束扫描部110射出并且通过了测量对象物W的光束中获得的透过光束。连接部130以预定间隔连接光束扫描部110和光接收部120。限定在光束扫描部110和光接收部120之间的、由连接部130固定的区域为测量区域140，该测量区域140包括测量对象物W被放置并被扫描的扫描区域。
[0023]测量部100的光束扫描部110具有激光光源111、镜112、多面镜113、马达114、马达驱动电路115、马达同步电路116、准直透镜117和复位用光检测器118。测量部100的光接收部120具有聚光透镜121、测量用光检测器122和放大器123。
[0024]控制部200具有CPU 201、边缘检测电路202、门电路203、计数器204、诸如ROM或RAM等的存储器205和向测量部100的马达同步电路116和门电路203输出时钟脉冲CLK的时钟发生电路206。CPU 201和边缘检测电路202、门电路203、计数器204、存储器205以及时钟发生电路206经由总线207连接。
[0025]具有上述构造的光学测量装置的操作原理如下。测量部100的激光光源111输出激光束LI。所输出的激光束LI被镜112反射并接着射至多面镜113。多面镜113被马达114转动地驱动，这将激光束LI转换成转动扫描束L2O在此方面，马达114被马达驱动电路115中基于同步信号产生的驱动信号驱动。同步信号是在马达同步电路116中基于时钟脉冲CLK产生的。接下来，转动扫描束L2被进一步转换成具有恒定速度和窄化的束径的平行扫描束L3 (光束)。平行扫描束L3被以与多面镜113的转动连动地扫描测量区域140 (放置有测量对象物W的地方)的方式射出；然后，平行扫描束L3穿过聚光透镜121并进入测量用光检测器122。测量用光检测器122的输出(扫描信号)被放大器123放大并接着输入至控制部200的边缘检测电路202。
[0026]输入至控制部200的边缘检测电路202的扫描信号SI以例如50%的阈值进行格式化，并接着作为边缘检测信号S2输入至门电路203。在门电路203中，通过基于输入的边缘检测信号S2对时钟脉冲CLK进行门控产生门信号S3并接着将门信号S3输入至计数器204。在计数器204中，对所输入的门信号S3的脉冲数进行计数。在CPU 201中，执行使用脉冲计数的计算处理，并计算出作为测量对象物W的直径等的测量值。由于测量区域140被平行扫描束L3反复扫描，所以CPU 201计算多个测量值；然而，通过对这些测量值取平均来获得最终的测量结果。
[0027]复位用光检测器118设置在转动扫描束L2的有效扫描范围之外并检测一次扫描的开始或结束。作为复位用光检测器118的输出的复位信号RST被输出至控制部200的门电路203并被用作使门电路203复位的定时器。
[0028]接下来，描述对光学测量装置中的测量误差的产生起作用的因素。图3示出了对光学测量装置中的测量误差的产生起作用的因素。图3示出了设置于测量区域并沿平行扫描束L3的扫描方向以等间隔D分隔开的销规(pingauge)的测量，各销规均具有与间隔D的长度相等的外径。
[0029]在图3所示的情况中，理想地，对于所有销规，光学测量装置应该获得相同尺寸的