位移传感器和轮廓测量设备的制作方法

1.本公开涉及位移传感器和轮廓测量设备。


背景技术：

2.通常，三角测量传感器已被用作检测工件位移的位移传感器。在三角测量传感器中，首先，从辐射部的光源发射的光被工件反射。由工件反射的光通过成像透镜成像在光接收部(例如成像元件)的光接收表面(成像表面)上。
3.在上述三角测量传感器中，由光接收部接收的光的分布可能出现不均匀，导致位置变化。因此，为了抑制光分布的不均匀性，可以考虑应用下面专利文献1中公开的技术。专利文献1公开了一种技术，其中用来自光源的光照射光栅以生成条纹，并且由光接收部检测条纹的相位以测量光源的位置。
4.专利文献
5.专利文献1：日本专利公开号4503902


技术实现要素：

6.本发明要解决的问题
7.然而，当应用上述技术时，由光接收部检测的条纹的周期取决于工件的位置而变化。因此，当工件位移时，在检测光接收部上的条纹的检测元件的周期和条纹的周期之间存在偏差，导致检测精度降低。
8.本公开集中于这些点，并且本公开的目的是即使当工件位移时也抑制由光接收部检测的条纹的周期的变化。
9.解决问题的手段
10.本公开的第一方面提供了一种位移传感器，包括：辐射部，其用光照射在预定位移方向上可位移的工件；光接收部，其接收当由辐射部辐射的光在工件上反射时生成的反射光；以及条纹生成部，其包括用于当光接收部接收来自工件的反射光时在光接收部的光接收表面上生成条纹的生成装置，其中，条纹生成部和光接收部布置成使得条纹生成部和光接收部平行于位移方向，或者平行于位移方向的虚像。
11.此外，条纹生成部可以包括具有作为生成装置的多个孔的衍射光栅，并且可以利用穿过孔的反射光在光接收表面上生成条纹。
12.此外，条纹生成部可以包括其上形成有作为生成装置的多个台阶的基板，并且可以利用透射通过台阶的反射光在光接收表面上生成条纹。
13.此外，条纹生成部可以包括以预定间隔布置的多个生成装置，并且条纹生成部和辐射部的辐射平面之间的距离可以具有与条纹生成部和光接收表面之间的距离相同的长度。条纹生成部可以包括具有作为生成装置的多个孔的衍射光栅，多个孔可以预定间隔布置，并且条纹生成部和辐射部的辐射平面之间的距离可以具有与条纹生成部和光接收表面之间的距离相同的长度。
14.另外，条纹生成部可以包括作为生成装置的多个图像形成元件，其沿着位移方向彼此相邻地成排布置。
15.此外，条纹生成部可以包括多个衍射光栅，其布置成平行于位移方向或虚像，并且具有作为生成装置的形成在其中的多个孔，并且衍射光栅的孔之间的间隔可以彼此不同。
16.此外，光接收部可以包括光电二极管阵列，其中排列有用于检测反射光的多个光电二极管。
17.此外，生成装置可以布置成使得沿着位移方向的相邻生成装置之间的间隔是随机的。条纹生成部可以包括其中形成有作为生成装置的多个孔的衍射光栅，并且多个孔可以布置成使得相邻孔之间的间隔是随机的。
18.此外，位移传感器还包括反射构件，其将来自工件的反射光朝向条纹生成部反射，其中，条纹生成部和光接收部可以布置成使得从反射构件观察时条纹生成部和光接收部平行于位移方向的虚像。
19.此外，辐射部可以用线形光照射工件，并且条纹生成部可以在光接收表面上生成可以检测两个正交轴上的位置的条纹。
20.本公开的第二方面提供了一种轮廓测量设备，包括：位移传感器，其包括：a)辐射部，用于用光照射在预定位移方向上可位移的工件，b)光接收部，用于接收当从辐射部辐射的光在工件上反射时生成的反射光，以及c)条纹生成部，其包括用于当光接收部接收来自工件的反射光时在光接收部的光接收表面上生成条纹的生成装置；以及计算部，其基于光接收部的输出来计算工件的轮廓，其中，条纹生成部和光接收部可以布置成使得条纹生成部和光接收部平行于位移方向，或者平行于位移方向上的虚像。
21.发明效果
22.根据本实施例，即使当工件位移时，也可以抑制由光接收部检测的条纹周期的变化。
附图说明
23.图1是用于解释根据第一实施例的位移传感器10的配置的示意图。
24.图2是用于解释当工件w位移时条纹的周期dd的示意图。
25.图3是用于解释根据比较示例的位移传感器110的示意图。
26.图4是用于解释轮廓测量设备1的配置的示意图。
27.图5是用于解释根据第二实施例的位移传感器10的配置的示意图。
28.图6是用于解释根据第三实施例的位移传感器10的配置的示意图。
29.图7是用于解释根据第四实施例的位移传感器10的配置的示意图。
30.图8是用于解释根据第五实施例的位移传感器10的配置的示意图。
31.图9是用于解释根据第六实施例的位移传感器10的配置的示意图。
32.图10是用于解释根据第七实施例的位移传感器10的配置的示意图。
33.图11是用于解释根据第八实施例的位移传感器10的配置的示意图。
34.图12是用于解释根据第九实施例的位移传感器10的配置的示意图。
具体实施方式
35.《第一实施例》
36.(位移传感器的配置)
37.将参照图1描述根据第一实施例的位移传感器10的配置。
38.图1是用于解释根据第一实施例的位移传感器10的配置的示意图。位移传感器10用光照射工件w，以测量到工件w的距离(位移)。位移传感器10是三角测量传感器。如图1所示，位移传感器10包括辐射部20、光接收部30和条纹生成部40。
39.辐射部20用光照射工件w。例如，辐射部20向下向工件w辐射线性光。工件w在作为预定位移方向的竖直方向上位移。辐射部20将光辐射到工件w，工件w通过沿着辐射平面26在竖直方向上移动而位移。辐射平面26是包括由辐射部20辐射的光的光轴的平面。
40.辐射部20包括光源22和透镜24。光源22发射具有预定波长的激光束。透镜24例如是准直透镜或棒状透镜，并且将从光源22发射的光作为线性光辐射到工件w。从辐射部20辐射的光被工件w反射(具体地，辐射点p)。如图1所示，来自工件w的反射光被散射。
41.光接收部30接收当由辐射部20辐射的光在工件w上反射时生成的反射光。光接收部30包括用于接收反射光(具体地，由条纹生成部40使用反射光生成的条纹)的光接收表面32。光接收表面32在对应于从位移传感器10到工件w的距离(位移)的位置接收反射光。因此，当光接收表面32上接收反射光的位置能够被指定时，工件w的位移被检测。光接收表面32定位成使得光接收表面32平行于工件w的位移方向(竖直方向)。
42.例如，光接收部30是用于对条纹成像的图像传感器。作为示例，光接收部30包括cmos光接收元件。
43.条纹生成部40具有用于接收来自位于一个位置的工件w的反射光并在光接收部30的光接收表面32上生成条纹的生成装置。例如，条纹生成部40接收多条反射光(图1中的三条反射光)，并在光接收表面32上的多个位置生成干涉条纹。通过在光接收表面32上生成条纹，可以抑制光分布的不均匀性，因此可以适当地检测工件w的位移。条纹以预定周期dd在光接收表面32上生成。
44.图2是用于解释当工件w位移时条纹的周期dd的示意图。图2(a)示出了位于位置x1的工件w，图2(b)示出了位于位置x2的工件w。从图2(a)和2(b)可以看出，当工件w从位置x1移动到位置x2时，光接收表面32上的条纹的位置移动。另一方面，即使当工件w从位置x1移动到位置x2时，条纹的周期dd也具有相同的大小。
45.这里，条纹生成部40包括衍射光栅42。如图1所示，多个孔44以预定间隔布置在衍射光栅42中。在本实施例中，孔44对应于用于生成条纹的生成装置。孔44是来自工件w的反射光穿过的透射部分，衍射光栅42的除孔44之外的部分是反射光穿过的非透射部分。衍射光栅42利用衍射生成干涉条纹。
46.如图1所示，根据本实施例的条纹生成部40布置成使得衍射光栅42平行于工件w的位移方向(竖直方向)。换句话说，条纹生成部40布置成使得衍射光栅42平行于辐射部20的辐射平面26。因此，衍射光栅42也平行于光接收部30的光接收表面32。这里，a)条纹生成部40(衍射光栅42)和辐射点p(辐射平面26)之间的距离u和b)条纹生成部40和光接收表面32之间的距离v是不同的。
47.在第一实施例中，条纹生成部40和光接收部30平行于工件w的位移方向布置，因此
即使当工件w位移时，工件w上的辐射点p和条纹生成部40之间的距离u也不会改变。因此，即使当工件w位移时，在光接收部30的光接收表面32上生成的条纹的周期也不会改变。
48.图3是用于解释根据比较示例的位移传感器110的示意图。根据比较示例的位移传感器110包括辐射部120、光接收部130和条纹生成部140。辐射部120具有类似于图1所示的位移传感器10的辐射部20的配置。另一方面，光接收部130和条纹生成部140相对于工件w的布置不同于位移传感器10的光接收部30和条纹生成部40相对于工件w的布置。也就是说，光接收部130和条纹生成部140正交于工件w的位移方向布置。这种配置不同于平行于工件w的位移方向布置的光接收部30和条纹生成部40的配置。
49.在根据比较示例的配置中，在光接收表面132上生成的条纹134的周期dd由以下等式(1)表示。
[0050][0051]
在等式(1)中，u是辐射点p和条纹生成部140之间的距离，v是条纹生成部140和光接收表面132之间的距离，且dg是衍射光栅142的晶格常数。
[0052]
在比较示例中，当工件w在位移方向(竖直方向)上位移时，工件w上的辐射点p和条纹生成部140之间的距离u改变，因此条纹134的周期dd改变，如从等式(1)显而易见。结果，在a)在光接收表面132上生成的条纹134的周期和b)放置在光接收表面132上的检测元件的周期之间存在偏差，因此条纹134不能以高精度被检测。
[0053]
相反，在根据第一实施例的位移传感器10中，工件w上的辐射点p和条纹生成部40之间的距离u即使在工件w位移时也不改变。条纹生成部40和光接收表面32之间的距离v也不改变。因此，如图2所示，即使当工件w位移时，在光接收表面32上生成的条纹的周期也不会改变。因此，由于在光接收表面32上的条纹的周期和检测元件的周期之间没有偏差，所以即使当工件w移动时，也可以精确地检测条纹。
[0054]
(轮廓测量设备的配置)
[0055]
将参照图4描述包括具有上述配置的位移传感器10的轮廓测量设备1的配置。
[0056]
图4是用于解释轮廓测量设备1的配置的示意图。轮廓测量设备1是用于基于位移传感器10的检测结果来测量工件w的轮廓的设备。如图4所示，轮廓测量设备1包括位移传感器10和控制器90。
[0057]
在轮廓测量设备1中，位移传感器10用作测量工件w的每个部分的位置坐标等的非接触光学探针。由于位移传感器10的配置具有上述图1所示的配置，因此这里省略其详细描述。
[0058]
控制器90控制位移传感器10(具体地，辐射部20和光接收部30)的操作。此外，控制器90控制例如用于在位移方向(竖直方向)上移动工件w的驱动源，并且可以移动工件w。控制器90包括存储器92和控制部94。
[0059]
存储器92包括例如只读存储器(rom)和随机存取存储器(ram)。存储器92存储可由控制部94执行的程序和各种类型的数据。例如，存储器92存储由位移传感器10检测的结果。
[0060]
控制部94例如是中央处理单元(cpu)。控制部94通过执行存储在存储器92中的程序来控制位移传感器10的操作。
[0061]
控制部94控制由辐射部20的光源22向工件w的光辐射。此外，控制部94获取光接收
部30的输出，并计算工件w的轮廓。也就是说，控制部94用作用于基于位移传感器10的光接收部30的输出来计算工件w的轮廓的计算部。
[0062]
(第一实施例中的效果)
[0063]
在根据第一实施例的位移传感器10中，光接收部30和条纹生成部40布置成使得它们平行于工件w的位移方向。
[0064]
因此，即使当工件w位移时，a)工件w上的辐射点p和条纹生成部40之间的距离u和b)条纹生成部40和光接收部30之间的距离v也不会改变，因此在光接收部30的表面32上生成的条纹的周期不会改变。因此，由于条纹的周期和光接收表面32的检测元件的周期之间不出现偏差，所以即使当工件w位移时，也可以精确地检测条纹。
[0065]
《第二实施例》
[0066]
将参照图5描述根据第二实施例的位移传感器10的配置。
[0067]
存在的不同在于，在第二实施例中生成装置是台阶部，而根据第一实施例的条纹生成部40的生成装置是衍射光栅42的孔44。
[0068]
图5是用于解释根据第二实施例的位移传感器10的配置的示意图。如图5所示，根据第二实施例的位移传感器10包括辐射部20、光接收部30和条纹生成部40。第二实施例中的辐射部20和光接收部30的配置与第一实施例中的相同，因此下面省略其描述。
[0069]
条纹生成部40包括具有多个台阶52的基板50，而不是具有孔的衍射光栅42。基板50具有透明体，并且透射来自工件w的反射光。这里的台阶52是基板50的凸起部分。基板50设置成使得基板50平行于工件w的位移方向(换句话说，辐射平面26)。条纹生成部40在光接收表面32上生成具有周期dd的条纹。
[0070]
应当注意，为了便于解释，当工件w位于位置x1时的条纹的周期在图5中示出，但即使当工件w位移时，条纹的周期也不改变。
[0071]
通过提供基板50，条纹生成部40使用透射通过台阶52的反射光在光接收表面32上生成条纹。在该过程中，在透射通过基板50的台阶52的反射光和透射通过除台阶52以外的部分的反射光之间出现相位差，导致反射光中的干涉。当由辐射部20辐射的光的波长是λ时，台阶52的厚度应设定成使得反射光的相位差变成λ/2。
[0072]
在第二实施例中，具有台阶52的基板50平行于工件w的位移方向放置，因此即使当工件w位移时，在光接收表面32上生成的条纹的周期也不会改变，如在第一实施例中。结果，在光接收表面32上的条纹的周期和检测元件的周期之间没有偏差，因此即使当工件w位移时，也可以精确地检测条纹。
[0073]
《第三实施例》
[0074]
将参照图6描述根据第三实施例的位移传感器10的配置。
[0075]
在第一实施例中，a)条纹生成部40和辐射点p之间的距离u和b)条纹生成部40和光接收表面32之间的距离v具有不同的长度，而在第三实施例中这两个距离具有相同的长度。
[0076]
图6是用于解释根据第三实施例的位移传感器10的配置的示意图。如图6所示，根据第三实施例的位移传感器10包括辐射部20、光接收部30和条纹生成部40。根据第三实施例的辐射部20和光接收部30的配置与第一实施例的配置相同。
[0077]
根据第三实施例的条纹生成部40包括以预定间隔布置的多个生成装置。例如，条纹生成部40包括作为生成装置的以预定间隔布置在衍射光栅42中的多个孔46。这里，假设
多个孔46以预定周期g布置
[0078]
条纹生成部40位于辐射部20的辐射点p和光接收表面32之间的中间位置。也就是说，条纹生成部40和辐射点p之间的距离u具有与条纹生成部40和光接收表面32之间的距离v相同的长度。
[0079]
如上所述，当多个孔46以预定周期g布置并且距离u和距离v具有相同长度时，在光接收表面32上生成具有周期g的条纹。也就是说，孔46的周期和条纹的周期g具有相同的大小。因此，通过使孔46之间的间隔更小，可以在光接收表面32上生成精细条纹。
[0080]
在第三实施例中，条纹生成部40和光接收部30布置成使得它们平行于工件w的位移方向。因此，即使当工件w在位移方向上位移时，条纹的周期g也不会改变。结果，在光接收表面32上的条纹的周期和检测元件的周期之间没有偏差，因此即使当工件w移动时，也可以精确地检测条纹。
[0081]
《第四实施例》
[0082]
将参照图7描述根据第四实施例的位移传感器10的配置。
[0083]
存在的不同在于，第一实施例中的条纹生成部40的生成装置是衍射光栅42的孔44，而第四实施例中的生成装置是图像形成元件。图像形成元件是具有通过利用光学系统获取图像的图像形成功能的元件。
[0084]
图7是用于解释根据第四实施例的位移传感器10的配置的示意图。如图7所示，根据第四实施例的位移传感器10包括辐射部20、光接收部30和条纹生成部40。根据第四实施例的辐射部20和光接收部30的配置与第一实施例的配置相同。
[0085]
条纹生成部40包括彼此相邻布置的多个图像形成元件55作为生成装置。具体地，如图7所示，三个图像形成元件55布置成使得它们平行于工件w的位移方向。因此，即使当工件w位移时，条纹也可以通过三个图像形成元件55在光接收表面32上生成。在以上描述中，提供了三个图像形成元件55，但本发明不限于此，并且可以提供四个或更多个图像形成元件55。
[0086]
例如，多个图像形成元件55是聚焦透镜。当使用聚焦透镜时，由光接收表面32接收的光的功率大。应当注意，在以上描述中，图像形成元件55是聚焦透镜，但本发明不限于此。例如，图像形成元件55可以是另一个透镜，比如菲涅耳透镜，或者衍射光学元件，比如菲涅耳波带板。因此，可以提供具有小厚度的图像形成元件55。
[0087]
在第四实施例中，条纹生成部40和光接收部30布置成使得它们平行于工件w的位移方向。因此，即使当工件w在位移方向上位移时，条纹的周期也不会改变。结果，在光接收表面32上的条纹的周期和检测元件的周期之间没有偏差，因此即使当工件w位移时，也可以精确地检测条纹。
[0088]
《第五实施例》
[0089]
将参照图8描述根据第五实施例的位移传感器10的配置。
[0090]
存在的不同在于，在第一实施例中条纹生成部40包括单个衍射光栅42，而在第五实施例中条纹生成部40包括多个衍射光栅。
[0091]
图8是用于解释根据第五实施例的位移传感器10的配置的示意图。如图8所示，根据第五实施例的位移传感器10包括辐射部20、光接收部30和条纹生成部40。根据第五实施例的辐射部20的配置与第一实施例的配置相同。
[0092]
根据第五实施例的条纹生成部40包括多个衍射光栅，其中形成有多个生成装置。例如，条纹生成部40包括第一衍射光栅60、第二衍射光栅62和第三衍射光栅64。第一衍射光栅60、第二衍射光栅62和第三衍射光栅64布置成排，使得它们平行于工件w的位移方向。
[0093]
在图8中以简化形式示出，但第一衍射光栅60、第二衍射光栅62和第三衍射光栅64包括类似于上述衍射光栅42的多个孔。第一衍射光栅60包括以第一周期布置的孔，第二衍射光栅62包括以第二周期布置的孔，第三衍射光栅64包括以第三周期布置的孔。第一周期、第二周期和第三周期的长度彼此不同。也就是说，第一衍射光栅60、第二衍射光栅62和第三衍射光栅64的孔之间的间隔彼此不同。
[0094]
光接收部30包括对应于条纹生成部40的多个衍射光栅的多个光接收表面。例如，光接收部30包括第一光接收表面36、第二光接收表面37和第三光接收表面38。第一光接收表面36、第二光接收表面37和第三光接收表面38布置成排，使得它们平行于工件w的位移方向。
[0095]
第一衍射光栅60在第一光接收表面36上生成条纹，第二衍射光栅62在第二光接收表面37上生成条纹，第三衍射光栅64在第三光接收表面38上生成条纹。在第一光接收表面36、第二光接收表面37和第三光接收表面38上生成的条纹的周期彼此不同。这允许第一光接收表面36、第二光接收表面37和第三光接收表面38输出不同波长的信号。通过输出不同波长的信号，可以获得工件w的绝对位置。
[0096]
在第五实施例中，条纹生成部40和光接收部30布置成使得它们平行于工件w的位移方向。因此，即使当工件w在位移方向上位移时，条纹的周期也不会改变。结果，在光接收表面32上的条纹的周期和检测元件的周期之间没有偏差，因此即使当工件w位移时，也可以精确地检测条纹。
[0097]
《第六实施例》
[0098]
将参照图9描述根据第六实施例的位移传感器10的配置。
[0099]
存在的不同在于，在第一实施例中光接收部30包括图像传感器，而在第六实施例中光接收部30包括布置有多个光电二极管的光电二极管阵列。
[0100]
图9是用于解释根据第六实施例的位移传感器10的配置的示意图。如图9所示，根据第六实施例的位移传感器10包括辐射部20、光接收部30和条纹生成部40。根据第六实施例的辐射部20和条纹生成部40的配置与第一实施例的配置相同。
[0101]
根据第六实施例的光接收部30包括其中布置有多个光电二极管35a至35d的光电二极管阵列34。光电二极管35a至35d是用于检测光的光学检测器。光电二极管35a至35d布置成排，使得它们平行于辐射平面26。此外，光电二极管35a至35d交替布置。
[0102]
光电二极管35a至35d输出电流作为模拟输出。因此，光接收部30的响应很快，从而能够快速检测。此外，当光电二极管35a至35d用于光接收部30时，与使用图像传感器的情况相比，可以抑制产生的热量。
[0103]
光接收部30可以通过确定a)光电二极管35a和光电二极管35c的输出之间的差(位移)和b)光电二极管35b和光电二极管35d的输出之间的差(位移)来确定由于工件w的位移而生成的条纹的位移量。应当注意，随着上述差的增加，位移量也增加。
[0104]
在第六实施例中，条纹生成部40和光接收部30布置成使得它们平行于工件w的位移方向。因此，即使当工件w在位移方向上位移时，条纹的周期也不会改变。结果，由于在光
接收表面32上的条纹的周期和检测元件的周期之间没有偏差，所以即使当工件w位移时，也可以精确地检测条纹。
[0105]
《第七实施例》
[0106]
将参照图10描述根据第七实施例的位移传感器10的配置。
[0107]
存在的不同在于，在第一实施例中，条纹生成部40的多个生成装置(衍射光栅42的孔)以预定周期布置，而在第七实施例中，多个生成装置布置成使得相邻生成装置之间的间隔是随机的。
[0108]
图10是用于解释根据第七实施例的位移传感器10的配置的示意图。如图10所示，根据第七实施例的位移传感器10包括辐射部20、光接收部30和条纹生成部40。根据第七实施例的辐射部20和光接收部30的配置与第一实施例的配置相同。
[0109]
根据第七实施例的条纹生成部40包括衍射光栅42，其布置成使得多个孔48之间的间隔是随机。例如，被称为最大长度序列(m序列)码的伪随机码可被应用为多个孔48的随机布置。m序列码由a)n级移位寄存器和b)通过加法计算的序列中的最长序列构成。
[0110]
对于工件w的每个位置，光接收表面32上接收条纹的三个光接收位置是不同的并且不重叠。
[0111]
图4的轮廓测量设备1的控制器90通过将a)接收由光接收部30输出的条纹的三个光接收位置与b)预先存储在存储器92中的光接收位置的图案相匹配来指定工件w的位移。
[0112]
存储器92存储指示接收条纹的光接收表面32上的光接收位置(具体地，接收条纹的三个光接收位置)的多个图案。存储在存储器92中的多个存储图案被预先测量，并且包括彼此不重叠的三个光接收位置。
[0113]
控制部94获取从光接收部30接收条纹的三个光接收位置。控制部94确定存储在存储器92中的多个存储图案中的哪一个与获取的三个光接收位置匹配。控制部94选择具有最高匹配度的存储图案，并基于选择的存储图案检测位移。
[0114]
在第七实施例中，条纹生成部40和光接收部30布置成使得它们平行于工件w的位移方向。因此，即使当工件w在位移方向上位移时，条纹的周期也不会改变。结果，在光接收表面32上的条纹的周期和检测元件的周期之间没有偏差，因此即使当工件w位移时，也可以精确地检测条纹。
[0115]
此外，在第七实施例中，由于多个图像形成装置随机布置成使得光接收表面32上接收条纹的光接收位置不重叠，因此工件w的位移被精确地指定。
[0116]
应当注意，当图10所示的工件w具有透明体时，即使透明体在其上具有多个测量点，采用上述配置也能够分离透明体上的多个测量点。例如，当图10的位置x1是透明体的后表面并且位置x2是透明体的前表面时，可以分别指定透明体的前表面和后表面。
[0117]
《第八实施例》
[0118]
将参照图11描述根据第八实施例的位移传感器10的配置。
[0119]
图11是用于解释根据第八实施例的位移传感器10的配置的示意图。如图11所示，除了辐射部20、光接收部30和条纹生成部40之外，位移传感器10还包括反射构件70。
[0120]
反射构件70是用于将来自工件w的反射光朝向条纹生成部40反射的构件。反射构件70例如是镜子，并且布置成使得表面的方向与工件w的位移方向相交。在工件w的位移方向上，反射构件70设置在辐射部20附近。
[0121]
根据第一实施例的条纹生成部40和光接收部30布置成平行于工件w的位移方向，而根据第八实施例的条纹生成部40和光接收部30布置成使得其方向与工件w的位移方向相交。另一方面，根据第八实施例的条纹生成部40和光接收部30布置成使得它们平行于工件w的位移方向的虚像。
[0122]
图11示出了工件w的位移方向的虚像75。虚像75是在关于图11中的反射构件70的纵向线与工件w的位移方向(竖直方向)线对称的位置处生成的虚像。条纹生成部40和光接收部30各自布置成使得它们平行于虚像75。此外，条纹生成部40和光接收部30在竖直方向上设置在与反射构件70基本相同的位置。
[0123]
在第八实施例中，由于条纹生成部40和光接收部30布置成使得它们在工件w的位移方向上平行于虚像75，所以即使当工件w在位移方向上位移时，条纹的周期也不会改变。结果，在光接收表面32上的条纹的周期和检测元件的周期之间没有偏差，因此即使当工件w位移时，也可以精确地检测条纹。
[0124]
此外，在第八实施例的情况下，设置反射构件70使得更容易将位移传感器10定位成远离工件w。也就是说，在工件w的位移方向上，在第一实施例中，条纹生成部40和光接收部30位于工件w附近，而在第八实施例中，条纹生成部40、光接收部30和反射构件70定位成远离工件w。
[0125]
《第九实施例》
[0126]
将参照图12描述根据第九实施例的位移传感器10的配置。
[0127]
存在的不同在于，根据第一实施例的辐射部20用点光照射工件w，而在第九实施例中，辐射部20用作为线形光的线光束照射工件w。作为示例，根据第九实施例的辐射部20包括用于将光源22(见图1)辐射的激光束转换成线光束的柱面透镜。
[0128]
图12是用于解释根据第九实施例的位移传感器10的配置的示意图。在图12中，粗线表示线光束。这里，线光束照射工件w，使得线光束的宽度比工件w的宽度更宽。条纹生成部40接收来自工件w的反射光(下文中，反射线光束)，并在光接收部30的光接收表面32上生成条纹。条纹生成部40包括例如上述衍射光栅42和台阶52作为用于生成条纹的装置。
[0129]
光接收部30的光接收表面32可以在两个正交轴方向上检测由条纹生成部40生成的条纹的位置。光接收表面32设置有例如能够检测两个正交轴方向上的位置的区域传感器。
[0130]
同样在第九实施例中，条纹生成部40和光接收部30布置成使得它们平行于工件w的位移方向。因此，即使当工件w在位移方向上位移时，条纹的周期也不会改变。结果，在光接收表面32上的条纹的周期和检测元件的周期之间没有偏差，因此即使当工件w位移时，也可以精确地检测条纹。
[0131]
此外，在第九实施例中，通过用线光束照射工件w，可以立即检测整个工件w的位移。
[0132]
基于示例性实施例解释本发明。本发明的技术范围不限于上述实施例中解释的范围，并且可以在本发明的范围内进行各种改变和修改。例如，该设备的全部或部分可以配置为在功能上或物理上分布并集成在任意单元中。此外，由它们的任意组合生成的新的示例性实施例包括在本发明的示例性实施例中。由组合产生的新实施例的效果也具有原实施例的效果。
[0133]
附图标记列表
[0134]
1 轮廓测量设备
[0135]
10 位移传感器
[0136]
20 辐射部
[0137]
30 光接收部
[0138]
32 光接收表面
[0139]
34 光电二极管阵列
[0140]
35a-35d 光电二极管
[0141]
40 条纹生成部
[0142]
42 衍射光栅
[0143]
52 台阶
[0144]
55 图像形成元件
[0145]
70 反射构件
[0146]
75 虚像
[0147]
94 控制部
[0148]
w 工件