光学检查设备和光学检查系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及光学检查设备和光学检查系统。一种通过测量从光学扫描设备发射的扫描光的光量来检查光学扫描设备的光学系统的光学检查设备包括：缝隙板，提供有用于允许一部分扫描光通过的多个缝隙以使得包括扫描有效部；扩散器，扩散已经通过缝隙的扫描光；光导，引导由扩散器扩散的扫描光；光学传感器，测量由光导引导的扫描光的光量；以及检查装置，通过将光学传感器获取的测量结果与预设参考值进行比较来检查光学系统的状态，其中在利用扫描光在缝隙板上执行扫描的方向上间隔地布置缝隙。
【专利说明】光学检查设备和光学检查系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于检查光学扫描设备的光学系统的光学检查设备和光学检查系统。【背景技术】
[0002]传统地，已经开发了在用于数字复印机或激光打印机等的光学扫描设备中检查是否存在侵入光学系统中的灰尘、光学元件上的沾污(在下文中，被简单称为灰尘)的各种方法。已经知道通过将从光学扫描设备发射的激光会聚到在像面上提供的可移动的缝隙板上来执行检查的一种方法。一个缝隙被布置为使得缝隙的开口的纵向方向与光学扫描方向垂直(参见日本专利申请公开N0.2003-240675)。这个检查方法基于通过缝隙的束斑的光量的变化测量该束斑的状态，并且基于该状态执行对于光学扫描设备的光学系统上是否存在灰尘的检查。
[0003]这个检查方法将包括一个缝隙和一个检测传感器的光检测单兀在扫描方向上移动到需要检查的像面上的位置，接收该位置处的激光，因此执行检查。然后将光检测单元顺序地移动到整个像面上的许多检查位置，接收每个检查位置处的激光以便执行检查，由此允许进行整个像面上的检查。
[0004]然而，在日本专利申请公开N0.2003-240675中描述的检查光学扫描设备的方法中，要求光检测单元被顺序地移动到整个扫描范围上的许多检查位置。因此，该检查要求较长时间。
[0005]本发明的一个目的是，提供可以减少用于检查光学扫描设备的光学系统的检查时间的光学检查设备和光学检查系统。
【发明内容】
[0006]本发明是一种光学检查设备，通过测量从光学扫描设备发射的扫描光的光量来检查光学扫描设备的光学系统，所述光学检查设备包括:缝隙板，具有多个缝隙；扩散器，扩散已经通过缝隙的扫描光；光导，引导由扩散器扩散的扫描光；光学传感器，测量由光导引导的扫描光的光量；以及检查装置，通过将光学传感器获取的测量结果与预设参考值进行比较来检查光学系统的状态，其中在执行利用扫描光的在缝隙板上的扫描的方向上在包括从光学扫描设备发射的扫描光的扫描范围中的扫描有效部的范围中间隔地布置缝隙。
[0007]本发明的一种光学检查系统包括:光学扫描设备，包括光源、以及使从光源发射的光偏转和反射作为朝向缝隙板的扫描光的旋转多面反射镜；以及所述光学检查设备。
[0008]从以下参考附图的示例性实施例的描述中本发明更多的特征将变得清晰。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1A和图1B是示出根据本发明第一实施例的光学检查设备的示意性配置的图。图1A是平面图。图1B是示出扫描有效部的图。
[0010]图2是示出根据本发明第一实施例的光学检查设备的光检测器的透视图。[0011]图3A和图3B示出根据本发明第一实施例的光学检查设备的光检测器。图3A是平面图。图3B是截面图。
[0012]图4A、图4B和图4C是示出在缝隙的节距P大于光斑直径D的情况下的在不同缝隙宽度W的情况下的光斑光量、透过光量以及差别的曲线图。图4A示出W/D=0.1的情况。图4B示出W/D=0.5的情况。图4C示出W/D=0.9的情况。
[0013]图5是示出在根据本发明第一实施例的光学检查设备的光检测器中在缝隙的节距P大于光斑直径D的情况下缝隙宽度比W/D和灵敏度之间的关系的曲线图。
[0014]图6A、图6B和图6C是示出在缝隙的节距P等于光斑直径D的情况下的在不同缝隙宽度W的情况下的光斑光量、透过光量以及差别的曲线图。图6A示出W/D=0.1的情况。图6B示出W/D=0.5的情况。图6C示出W/D=0.9的情况。
[0015]图7A和图7B是示出在缝隙宽度比W/D和灵敏度之间的关系的曲线图。图7A示出节距P等于光斑直径D的情况。图7B示出节距P等于光斑直径D的1/2的情况。
[0016]图8A、图8B、图8C和图8D示出根据第一实施例的光学检查设备的光检测器的变化示例。图8A示出光导弯曲的情况。图SB示出光导具有基本上梯形形状的情况。图SC不出光导是束式光纤(bundle fibers)的情况。图8D不出束式光纤插入缝隙板和扩散器(diffuser)之间的情况。
[0017]图9是示出本发明第二实施例的光学检查系统的示意性配置的图。
【具体实施方式】
[0018]现在将根据附图详细描述本发明的优选实施例。
[0019][第一实施例]
[0020]如图1A中所示出的，在该实施例中，光学检查设备I检查光学扫描设备2的光学系统。作为检查对象的光学扫描设备2包括激光源(光源)50。从激光源50发射的激光(所发射的光)通过调节光束直径的透镜51，并且被会聚在旋转多面反射镜52的反射表面52a上。被布置为能围绕旋转轴旋转的旋转多面反射镜52包括多个反射表面52a，并且被配置为使反射表面52a围绕旋转轴旋转，由此在改变反射角的同时使激光偏转和反射，并且因此使得光进入?.θ透镜53。已经通过透镜53的激光被会聚(成像)在像面上以便形成束斑S，并且在光斑在这个平面上移动的同时利用光在像面上执行扫描。束斑S移动的方向被称为扫描方向。
[0021]遵循利用从光学扫描设备发射的光执行扫描的范围，存在光学扫描设备的有效部和非有效部。图1B示出这个情形。有效部是其中包括光学扫描设备2的激光束打印机扫描其中要在打印对象片材上形成图像的区域的宽度的范围。其余是非有效部。
[0022]图1B示出在本发明的光学检查设备I中包括的缝隙板11和由扫描光形成的束斑S的扫描范围之间的对应关系。
[0023]非有效部是除有效部以外的区域。然而，存在使得光进入产生用于写图像的开始信号的传感器的情况。在该情况下，对应的范围可以是有效部。
[0024]随后，包括有效部和非有效部的范围可以被称为扫描范围。这个范围中的有效部可以被称为扫描有效部。
[0025]光学检查设备I包括:光检测器10，接收从光学扫描设备2发射的扫描光并且将光转换成电信号；AD转换器20，对电信号进行AD转换；以及检查装置30，其基于AD转换后的信号来检查光学扫描设备2的光学系统的状态。光学检查设备I包括用于检测利用扫描光进行扫描的定时的触发光检测器40。
[0026]从光学扫描设备2发射的激光被会聚在提供在光检测器10中的稍后提到的缝隙板11的表面上，该表面用作像面；利用这个光扫描缝隙板11，使得该光的一部分通过在缝隙板11上形成的缝隙11s。提供在光检测器10中的光学传感器15测量已经透过缝隙Ils的扫描光的光量，并且将该量输出到AD转换器20。
[0027]同时，触发光检测器40被布置在光检测器10的在扫描方向上的上游，每当旋转多面反射镜52旋转时对于每次扫描发射一个电信号(触发脉冲)，并且信号被传送到AD转换器20。AD转换器20根据从触发光检测器40发射的触发脉冲作为用于测量定时的参考，对于利用从光学扫描设备2发射的激光的每次扫描，对通过光检测器10获取的电信号进行AD转换，并且将信号以时序的方式顺序地输出到检查装置30。
[0028]检查装置30包括例如计算机，并且基于作为通过光检测器10获取的测量结果的电信号来计算已经透过缝隙Ils的光量。构成检查装置30的计算机包括例如CPU、存储用于基于来自光检测器10的电信号计算已经透过缝隙Ils的光量的程序的ROM、临时地存储各种数据的RAM以及输入和输出接口电路。
[0029]检查装置30对经由AD转换器20从多个光学传感器15获取的信号进行相加，并且计算在这个时间点已经透过缝隙Ils的光量的最大值。如稍后所述，检查装置30通过使用透过光量的最大值的变化来确定光学扫描设备2的光学系统中是否存在灰尘。
[0030]在下文中详细描述作为本实施例的特征的光检测器10。
[0031]如图2、图3A和图3B中所示出的，光检测器10被固定到光学检查设备1，并且包括具有扫描光通过的多个缝隙Ils的缝隙板11。缝隙板11由其纵向方向与扫描方向一致的矩形的金属板制成。缝隙Ils是被形成在缝隙板11上的透光孔，具有与扫描方向垂直的纵向方向，并且沿着扫描方向间隔地被布置。在该实施例中，缝隙板11的尺寸覆盖扫描范围。缝隙Ils被形成在缝隙板11中，至少横过束斑S的有效部(扫描有效部)。也就是说，在缝隙板上沿着扫描光的扫描方向在覆盖从光学扫描设备发射的扫描光的扫描范围中的扫描有效部的范围中间隔地布置缝隙。
[0032]稍后将描述缝隙Ils的布置的节距P以及缝隙Ils的开口宽度(缝隙宽度)W。
[0033]这里，缝隙板11由金属板制成，并且缝隙Ils是在缝隙板11上形成的透光孔。可替代地，例如，稍后提到的扩散器12的入射表面可以用涂层掩蔽，并且缝隙可以通过图案化被形成在表面的各个部分上。
[0034]已经通过缝隙Ils的扫描光进入与缝隙板11的背面接触地提供的扩散器12，并且在通过扩散器12的同时被扩散。扩散器12具有基本上与缝隙板11的形状相同的形状，并且这里由乳色玻璃制成。
[0035]由扩散器12扩散的扫描光进入提供在扩散器12的背面上的光导13，并且由光导13引导到端面13c。在该实施例中，光导13由丙烯酸的棒制成，其是无色透明的透光构件，并且被布置在扩散器12的后方，使得纵向方向与扫描方向一致。光导13的正侧面被形成为平面入射表面13a。扩散器12被布置为与入射表面13a接触。相应地，已经被扩散器12扩散并且通过扩散器12的扫描光从入射表面13a进入光导13。[0036]光导13的背面(即，与入射表面13a相对的表面)被形成为平面反射表面13b。扩散膜14被提供在反射表面13b上。反射表面13b是粗糙表面。反射表面13b涂敷有白色反射材料，由此形成扩散膜14。这里，因此扩散膜14是通过把光导13的反射表面13b抛光为粗糙表面并且将该膜涂敷有反射材料来形成的。配置不限于此。可替代地，例如，反射表面13b可以被形成为平坦表面并且涂敷有反射材料，或者可以接触地提供扩散反射部件。
[0037]从入射表面13a进入光导13的扫描光被扩散器12和扩散膜14扩散和全反射,并且到达光导13的端面13c。
[0038]测量由光导13引导的扫描光的光量的光学传感器15被提供在光导13的各个端面13c处。例如，任何光电传感器(诸如光电二极管和光电倍增管)以及已知或新的合适的传感器可以被采用作为光学传感器15。由两个光学传感器15获取的电信号经由AD转换器20被输入到检查装置30中，由检查装置30彼此相加，并且计算出已经通过缝隙Ils的光量。
[0039]接下来，描述缝隙宽度W和缝隙Ils的布置的节距P的设定。
[0040]首先，如果在光学扫描设备2的光学系统中有灰尘，则在反射和折射中出现异常，并且束斑S的形状改变。结果，即使束总能量不改变并且整个光斑光(spot light)的光量不改变，光斑直径D的变化也改变已经透过缝隙Ils的光量或透过光量的最大值。为了检查已经透过缝隙Ils的光量或透过光量的最大值的变化，要求适当地设定对于光量的变化的分辨率和灵敏度。因此期望适当地设定节距P和缝隙宽度W。
[0041]这里分辨率是与扫描方向上的可检查位置间隔对应的指标。如果分辨率高，则可以高度地精确地检测灰尘的位置。这里灵敏度是与灰尘处产生的束斑S (中心部分处的最大光量和光斑直径)的变化对应的指示。如果灵敏度高，则灵敏地反映光斑直径D的变化，由此允许检测更小的灰尘。
[0042]关于分辨率，缝隙Ils的布置的节距P越小，扫描方向的分辨率越高。为了检查已经通过缝隙Ils的光量的变化以便定位灰尘的位置，优选的是扫描方向上的高分辨率。然而，如果分辨率太高而超过所要求的分辨率，则制造缝隙板11和检查的过程复杂。遵循要求的分辨率来设定合适的节距P。例如，在为了检测光学扫描设备2的光学系统中的约25 μ m的灰尘将束斑S的光斑直径D设定为约0.1mm的情况下,节距P优选的是被设定为等同于光斑直径D的0.1_。
[0043]在该实施例中，在利用扫描光扫描缝隙板11的方向上间隔地布置缝隙11s，其中每个节距(规定的检查单位)P等同于光斑直径D。这个布置实现支持可由光斑直径D检测的灰尘的尺寸的分辨率。
[0044]接下来，描述灵敏度的设定。图4A、图4B和图4C示出在缝隙Ils的节距P被设定为大于光斑直径D以便改变缝隙宽度比W/D为三个类型(即0.1,0.5和0.9)的情况下束斑S的位置与光量和差别之间的关系。在这些情况下，光斑光通过仅仅一个缝隙11s，或不通过任何缝隙Hs的光照射缝隙Ils之间的间隔。
[0045]在图4A、图4B和图4C中的光斑光量的曲线图中，在没有灰尘的情况(在下文中，也称为正常情况)下的束斑S的光量由实线表示。在具有灰尘的情况(在下文中，也称为异常情况)下的束斑S的光量由虚线表示。这里,束斑S的光束轮廓(beam profile)具有高斯分布。在一些异常情况中，即使束斑S的光量相同,光斑直径D也可以小于正常情况中的直径。相应地，光斑中心部分处的最大光量变大。在异常情况中的光斑光量的曲线图中，已经通过缝隙Ils的光量由阴影线表示。
[0046]在图4A、图4B和图4C中示出的示例中，在束斑S的中心部分处，异常情况中的光量高于正常情况中的量。作为替代，在束斑S的周边部分处，异常情况中的光量低于正常情况中的量。
[0047]在图4A、图4B和图4C中的透过光量的曲线图中，正常情况中的透过光的光量由实线表示，并且异常情况中的透过光的光量由虚线表示。此外，在图4A到4C中的透过光量的差别的曲线图中，表现出正常情况中的透过光量和异常情况中的透过光量之间的差别。
[0048]如图4B中所示出的，在W/D=0.5的情况下，如果束斑S位于缝隙Ils的中心处，在透过光的几乎所有部分处异常情况中的光量高于正常情况中的光量，异常情况中的光量和正常情况中的光量的量之间的差别增大，并且差别在正方向上增大。在W/D=0.5的情况下，随着束斑S移动远离缝隙Ils的中心，透过光的几乎所有部分的异常情况中的光量变得低于正常情况中的光量，异常情况中的光量和正常情况中的量之间的差别增大，并且差别在负方向上变得更高。因此，在W/D=0.5或其附近的情况下，利用束斑S在缝隙Ils上的扫描增大异常情况中的光量和正常情况中的量的差别的最大值和最小值之间的差别(振幅)。相应地，相对于光斑变化的差别的变化变大，由此实现高灵敏度。
[0049]如图4A中所示出的，在W/D=0.1的情况下，当束斑S位于缝隙Ils的中心处时，透过光的几乎所有部分的异常情况中的光量变得高于正常情况中的量。然而，缝隙Ils窄于在W/D=0.5的情况下的缝隙并且透过光量低于在W/D=0.5的情况下的量。相应地，异常情况中的光量和正常情况中的量之间的差别变小。在W/D=0.1的情况下，随着束斑S的缝隙Ils移动远离中心，透过光的几乎所有部分的异常情况中的光量变得低于正常情况中的量。然而，因为透过光量低于在W/D=0.5的情况下的量，所以异常情况中的光量和正常情况中的量之间的差别变小。相应地，在W/D=0.1或其附近的情况下，利用束斑S在缝隙Ils上的扫描减少了异常情况中的光量和正常情况中的量之间的差别的最大值和最小值之间的差另IJ (振幅)。相应地，相对于光斑变化的差别的变化变小，由此使得灵敏度低。
[0050]如图4C中所示出的，在W/D=0.9的情况下，当束斑S位于缝隙Ils的中心处时，异常情况中的束斑S的中心部分处的光量高于正常情况中的光量。然而，在异常情况中的在束斑S的周边部分中的光量低于正常情况中的光量。相应地，光量被抵消，并且异常情况中的光量和正常情况中的光量之间的差别变小。在W/D=0.9的情况下，随着束斑S移动远离缝隙Ils的中心，异常情况中的束斑S的周边部分处的光量变得低于正常情况中的光量。然而，在异常情况中在束斑S的中心部分处的光量变得高于正常情况中的光量。相应地，光量被抵消，并且异常情况中的光量和正常情况中的光量之间的差别变小。因此，在W/D=0.9或其附近的情况下，利用束斑S在缝隙Ils上的扫描减少了异常情况中的光量和正常情况的光量之间的差别的最大值和最小值之间的差别(振幅)。相应地，相对于光斑变化的差别的变化减少，由此使得灵敏度低。
[0051]图5示出在前述的缝隙Ils的节距P大于光斑直径D的情况下缝隙宽度比W/D和灵敏度之间的关系。这里灵敏度为在光斑直径D改变10%的情况下的透过光量的最大值和最小值之间的差别(振幅)。如图5中所示出的，随着缝隙宽度比W/D从O开始增大，灵敏度增大。随着缝隙宽度比W/D从1.2开始减小,灵敏度增大。[0052]如图5中所示出的，在P>D的情况下，灵敏度在下面范围中显著地高。
[0053]0.3<ff/D<0.7
[0054](P:缝隙的节距；W:缝隙宽度；D:光斑直径)
[0055]在W/D=0.5的情况下，灵敏度变为最大值。
[0056]接下来，图6A、6B和6C示出在缝隙Ils的节距P被设定与光斑直径D相同并且缝隙宽度W被设定为三个类型(B卩，ff/D=0.1,0.5和0.9)的情况下束斑的位置和光量之间的关系和差别。每个曲线图中示出的细节等同于图4A到4C中的细节。因此，省略了详细描述。在该情况下，光斑光通过仅仅一个缝隙Ils或同时通过两个缝隙11s。
[0057]如图6B中所示出的，在W/D=0.5的情况下，当束斑S位于缝隙Ils的中心处时(图中的左边)，透过光的几乎所有部分的异常情况中的光量高于正常情况中的光量。异常情况中的光量和正常情况中的光量之间的差别增大；差别在正方向上增大。在W/D=0.5的情况下，当束斑S位于缝隙Ils之间的中心处时(图中的右边)，透过光的几乎所有部分的异常情况中的光量低于正常情况中的光量。异常情况中的光量和正常情况中的光量之间的差别增大；差别在负方向上增大。因此，在W/D=0.5或其附近的情况下，利用束斑S在缝隙Ils上的扫描增大异常情况和正常情况中的光量的最大值和最小值之间的差别(振幅)。相应地，相对于光斑变化的差别的变化大，由此实现高灵敏度。
[0058]如图6A中所示出的，在W/D=0.1的情况下，当束斑S位于缝隙Ils的中心处时(图中的左边)，透过光的几乎所有部分的异常情况中的光量高于正常情况。然而，缝隙Ils窄于在W/D=0.5的情况下的缝隙并且透过光量低于在W/D=0.5的情况下的量。相应地，异常情况中的光量和正常情况中的光量之间的差别减少。在W/D=0.1的情况下，当束斑S位于缝隙Ils之间的中心处时(图中的右边)，透过光的几乎所有部分的异常情况中的光量低于正常情况中的光量。然而，透过光量低于在W/D=0.5的情况下的量。相应地，异常情况中的光量和正常情况中的光量之间的差别为小。因此，在W/D=0.1或其附近的情况下，利用束斑S在缝隙Ils上的扫描减少异常情况中的光量和正常情况中的光量的最大值和最小值之间的差别(振幅)。相应地，相对于光斑变化的差别的变化小，由此使得灵敏度低。
[0059]如图6C中所示出的，在W/D=0.9的情况下，当束斑S位于缝隙Ils的中心处时(图中的左边)，异常情况中的束斑S的中心部分的光量高于正常情况中的光量。然而，异常情况中的束斑S的周边部分的光量低于正常情况中的光量。相应地，异常情况中的光量和正常情况中的光量之间的差别减少。在W/D=0.9的情况下，当束斑S位于缝隙Ils之间的中心处时(图中的右边)，异常情况中的束斑S的周边部分的光量低于正常情况中的光量。然而，束斑S的中心部分中的光量高于正常情况中的光量。相应地，异常情况中的光量和正常情况中的光量的差别减少。因此，在W/D=0.9或其附近的情况下，利用束斑在缝隙Ils上的扫描减少异常情况和正常情况中的光量的最大值和最小值之间的差别(振幅)。相应地，相对于光斑变化的差别的变化小，由此使得灵敏度低。
[0060]图7A示出在前述的缝隙Ils的节距P等同于光斑直径D的情况下缝隙宽度比W/D和灵敏度之间的关系。这里灵敏度为在透过光量改变10%的情况下的透过光量的最大差别和最小差别之间的差别(振幅)。如图7A中所示出的，当缝隙宽度比W/D为0.5时，灵敏度为最大值。随着缝隙宽度比W/D减少到0.5以下，灵敏度减少。随着缝隙宽度比W/D增大到0.5以上，灵敏度减少。[0061]接下来，图7B示出在缝隙Ils的节距P小于光斑直径D的情况下缝隙宽度比W/D和灵敏度之间的关系。绘制这个曲线图的方法等同于图7A中的方法。这里，P=0.5D。缝隙宽度比W/D的范围从O到0.5。如图7B中所示出的，当缝隙宽度比W/D为0.25时，灵敏度为最大值。随着缝隙宽度比W/D减少到0.25以下，灵敏度减少。随着缝隙宽度比W/D增大到0.25以上，灵敏度减少。
[0062]相应地，如图7A和7B中所示出的，在P≤D的情况下，在该范围中，
[0063]0.3<ff/P<0.7
[0064](P:缝隙的节距；W:缝隙宽度；D:光斑直径)，
[0065]灵敏度显著地高。特别地，当W/P=0.5时，灵敏度为最大值。
[0066]因此，如图5、7A和7B中所示出的，基于节距P和光斑直径D和要求的灵敏度来设定缝隙宽度W。在该实施例中，P=D，并且W/P=W/D=0.5。注意，当然该实施例不限于此。
[0067]由光学扫描设备2形成的束斑S的光斑直径D在缝隙板11上的扫描方向上的整个范围之上不均匀，而是在每个扫描位置上不同。相应地，缝隙Ils的缝隙宽度W可以遵循每个扫描位置地不同。例如，在缝隙板11的端部周围的光斑直径D大于中心部分周围的光斑直径D的情况下，缝隙板11的端部周围的缝隙宽度W被设定为宽于缝隙宽度W。作为替代，例如，在缝隙板11 的端部周围的光斑直径D小于中心部分周围的光斑直径D的情况下，缝隙板11的端部周围的缝隙窄度W被设定为窄于中心部分周围的缝隙窄度W。因此，对于每个位置的遵循光斑直径D的缝隙宽度W的设定可以相对于每个扫描位置中的光斑直径D的变化而维持灵敏度恒定。
[0068]描述了前述的检查光学扫描设备2的光学系统的光学检查设备I的操作。
[0069]在光学扫描设备2中，激光源50发射激光。激光在光束直径被调节的情况下通过透镜51，被会聚在旋转多面反射镜52的反射表面52a上，被偏转和反射，进入f Θ透镜53，并且会聚在缝隙板11上，因此执行扫描。
[0070]在光学检查设备I中，从光学扫描设备2发射的激光对于每次扫描进入触发光检测器40 一次。由触发光检测器40产生的触发脉冲经由AD转换器20被输入到检查装置30中。基于从触发脉冲开始的时间和扫描速度，可以识别在缝隙之中的光已经通过的缝隙。相应地，可以识别扫描方向上的灰尘存在于光学系统中的位置。
[0071]在光学检查设备I中，从作为检查对象的光学扫描设备2发射的激光被会聚在作为像面的缝隙板11的表面上，由此执行缝隙板11上的扫描；激光的一部分通过缝隙11s。已经通过缝隙IlS的扫描光进入与缝隙板11的背面接触地提供的扩散器12，在通过扩散器12的同时被扩散，并且进入提供在扩散器12的背面上的光导13。已经进入光导13的扫描光在被扩散器12和扩散膜14扩散和全反射的同时被引导到光导13的端面13c,并且输入到两个光学传感器15中。
[0072]每个光学传感器15根据输入光量产生电信号。该信号经由AD转换器20被输入到检查装置30中。检查装置30将来自光学传感器15的信号彼此相加，计算在这个时间点已经通过缝隙Ils的光量的最大值，并且将该值存储作为与激光扫描对应的时间数据。检查装置30将已经通过缝隙Ils的光量的最大值与预设的规定参考值进行比较，并且确定是否存在变化。基于该结果，检查是否存在光斑光的光斑直径D的变化。如果确定光斑直径D改变，则确定灰尘在作为检查对象的光学扫描设备2的光学系统上，并且基于改变的束斑S的位置估计存在灰尘的位置。
[0073]如上所述，根据本实施例的光学检查设备1，缝隙Ils以每个规定节距P在包括有效部(扫描有效部)的范围中被布置在整个缝隙板11之上。相应地，在利用光斑光的一次扫描中，光可以在形成缝隙Ils的多个位置处被接收。此外，光检测器10以固定方式被提供，这消除了光检测器10中的移动部件的需要。相应地，与对于每次扫描移动具有单个缝隙的光检测单元并且接收光的情况相比，检查所需的时间可以被减少。
[0074]本实施例的光学检查设备I包括在缝隙板11和光导13之间的扩散器12。相应地，即使在入射在任何缝隙Ils上的光倾斜地进入缝隙板11的情况下，光束也可以由扩散器12扩散并且进入光导13。相应地，倾斜地进入缝隙板11、被光导13的表面反射并且不能进入光导13的光的量可以被减少。由光学传感器15接收的光量可以增大。
[0075]根据本实施例的光学检查设备1，扩散膜14被提供在光导13的与入射表面13a相对的表面上。已经进入光导13的扫描光被扩散器12和扩散膜14扩散和全反射,并且到达光导13的端面13c。相应地，已经进入光导13的扫描光可以被有效地引导到光学传感器15，并且可以改善检查精度。
[0076]根据本实施例的光学检查设备I，光学传感器15被提供在光导13的两个端部处。配置不限于此。可替代地，光学传感器15可以被提供在光导13的仅仅一个端部处，并且全反射镜可以被提供在另一个端部处。在该情况下，光学传感器15的数量可以减少，其促进成本减少。
[0077]在本实施例的光学检查设备I中，光导13具有棒状。配置不限于此。例如，如图8A中所示出的，光导63可以具有平滑弯曲的形状。在该情况下，光检测器60包括:具有缝隙61s的缝隙板61 ;与板的背面接触提供的扩散器62 ;具有向后弯曲部分63a的光导63 ；在光导63的正面和背面上形成的扩散膜64。光学传感器65被提供在光导63的一个端部处。全反射镜66被提供在另一个端部处。
[0078]在本实施例的光学检查设备I中，光导13具有棒状。配置不限于此。例如，如图SB中所示出的，光导73可以具有基本上梯形的棱镜。在该情况下，光检测器70包括:具有缝隙71s的缝隙板71 ;与板的背面接触提供的扩散器72 ;以这个光导的较宽底面与扩散器接触的方式提供在扩散器72上的光导73 ；以及形成在光导73的斜坡上的扩散膜74。光学传感器75被提供在光导73的较小底面上。
[0079]在本实施例的光学检查设备I中，光导13由单件构件制成。配置不限于此。例如，如图SC中所示出的，光导83可以由作为一束光纤的束式光纤制成。在该情况下，光检测器80包括:具有缝隙81s的缝隙板81 ;后方与该板接触地提供的扩散器82 ;在一个端部处与扩散器82接触地提供的光导83 ;以及在光导83的另一个端部处提供的光学传感器85。
[0080]在本实施例的光学检查设备I中，缝隙板81与扩散器82接触。配置不限于此。例如，如图8D中所示出的，缝隙板91和扩散器92可以彼此分隔开，并且例如束式光纤96可以被提供在缝隙板91和扩散器92之间。在该情况下，光检测器90包括:具有缝隙91s的缝隙板91 ;后方与该板接触地提供的束式光纤96 ;后方与光纤接触地提供的扩散器92 ;以及在一侧处与扩散器92接触地提供的光导93。这个检测器还包括:提供在光导93的后面的扩散膜94 ；以及在光导93的两个端部处提供的光学传感器95。
[0081][第二实施例][0082]接下来，参考图9描述根据本发明第二实施例的光学检查系统100。
[0083]光学检查系统100包括第一实施例的光学检查设备I，并且还包括包含在光学扫描设备2内的激光源50、透镜51以及旋转多面反射镜52。检查对象是光学组件101，诸如f Θ透镜，其可拆卸地附接在旋转多面反射镜52和光检测器10之间。光学组件101可以被附接和分离，使得来自激光源50的激光可以被成像在缝隙板11的表面上。
[0084]光学检查设备1、激光源50、透镜51和旋转多面反射镜52具有等同于第一实施例中的配置的配置。相应地，相同的符号被分配给等同的组件，并且省略其详细描述。缝隙Ils的节距P和缝隙宽度W和光斑直径D之间的关系等同于第一实施例中的关系。
[0085]本实施例的光学检查系统100可以仅仅利用这个系统作为单体(single item)来检查光学组件101，诸如?.θ透镜。相应地，包括灰尘和沾污的光学组件101可以被预先防止并入光学扫描设备2中。
[0086]因此，在第一实施例中作为扫描光学系统2的构造元件的激光源50、透镜51、旋转多面反射镜52和光学组件101 (诸如f Θ透镜)之中的任何一个或多个组件可以被可拆卸地提供。相应地，可以作为单体检查每个可拆卸的构造组件。
[0087]此外，通过使用上述光学检查设备，可以制造光学扫描设备。
[0088]首先，制备上述光学检查设备和作为检查对象的光学扫描设备。随后，光学检查设备检查光学扫描设备，并且随后基于检查结果调节光学扫描设备，由此允许制造高质量光学扫描设备。
[0089]根据本发明，在 执行利用扫描光的扫描的方向上间隔地在缝隙板上提供多个缝隙。因此，利用光斑光的一个扫描允许在形成缝隙的多个位置处收到光。相应地，与对于利用扫描光的每次扫描移动具有单个缝隙的光检测单元同时接收光的情况相比，检查所需的时间可以被减少。
[0090]此外，根据本发明，扩散器被提供在缝隙板和光导之间。相应地，即使在入射在缝隙之中的一些缝隙上的光倾斜地进入缝隙板的情况下，倾斜的入射光也可以由扩散器扩散并且进入光导。相应地，倾斜地进入缝隙板并且由光导的表面反射而不进入光导的入射光的光量可以被减少，并且由光学传感器接收的光量可以增大。因此，可以改善检查精度。
[0091]虽然已经参考示例性实施例描述了本发明，但是应当理解，本发明不限于所公开的示例性实施例。以下权利要求的范围将被给予最宽的解释从而包括所有这样的修改、等同的结构与功能。
【权利要求】
1.一种光学检查设备，通过测量从光学扫描设备发射的扫描光的光量来检查光学扫描设备的光学系统，所述光学检查设备包括: 缝隙板，具有多个缝隙； 扩散器，扩散已经通过缝隙的扫描光； 光导，引导由扩散器扩散的扫描光； 光学传感器，测量由光导引导的扫描光的光量；以及 检查装置，通过将光学传感器获取的测量结果与预设参考值进行比较来检查光学系统的状态， 其中在执行利用扫描光的在缝隙板上的扫描的方向上在包括从光学扫描设备发射的扫描光的扫描范围中的扫描有效部的范围中间隔地布置缝隙。
2.根据权利要求1所述的光学检查设备，其中缝隙对于每个检查单位被布置，并且检查单位的长度是缝隙板上的扫描光的光斑直径的长度。
3.根据权利要求1所述的光学检查设备，其中光导具有棒状形状，缝隙板被布置在光导一侧，并且光学传感器被提供在光导的至少一个端面上。
4.根据权利要求1到3中任何一个所述的光学检查设备， 其中布置缝隙的节距是P，缝隙上的扫描方向上的开口宽度是W，缝隙板上的扫描光的光斑直径是D，并且满足如下关系: 在P>D的情况下0.3<ff/D<0.7，以及 在P≤D的情况下0.3<ff/P<0.7。
5.一种光学检查系统,包括: 光学扫描设备，包括光源、以及使从光源发射的光偏转和反射作为朝向缝隙板的扫描光的旋转多面反射镜；以及 根据权利要求1所述的光学检查设备。
6.根据权利要求5所述的光学检查系统，其中使由旋转多面反射镜偏转和反射的扫描光在缝隙板上成像的光学组件被提供在旋转多面反射镜和缝隙板之间，并且所述光学组件由光学检查设备检查。
7.—种制造光学扫描设备的方法，包括: 制备根据权利要求1所述的光学检查设备以及光学扫描设备； 使用光学检查设备检查光学扫描设备；以及 基于检查结果调节光学扫描设备。
【文档编号】G01N21/958GK104034508SQ201410075590
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年3月4日 优先权日:2013年3月8日
【发明者】西胁正行, 春山弘司 申请人:佳能株式会社