光學檢查設備和光學檢查系統的制作方法

光學檢查設備和光學檢查系統的制作方法
【專利摘要】本發明涉及光學檢查設備和光學檢查系統。一種通過測量從光學掃描設備發射的掃描光的光量來檢查光學掃描設備的光學系統的光學檢查設備包括：縫隙板，提供有用于允許一部分掃描光通過的多個縫隙以使得包括掃描有效部；擴散器，擴散已經通過縫隙的掃描光；光導，引導由擴散器擴散的掃描光；光學傳感器，測量由光導引導的掃描光的光量；以及檢查裝置，通過將光學傳感器獲取的測量結果與預設參考值進行比較來檢查光學系統的狀態，其中在利用掃描光在縫隙板上執行掃描的方向上間隔地布置縫隙。
【專利說明】光學檢查設備和光學檢查系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及用于檢查光學掃描設備的光學系統的光學檢查設備和光學檢查系統。【背景技術】
[0002]傳統地，已經開發了在用于數字復印機或激光打印機等的光學掃描設備中檢查是否存在侵入光學系統中的灰塵、光學元件上的沾污(在下文中，被簡單稱為灰塵)的各種方法。已經知道通過將從光學掃描設備發射的激光會聚到在像面上提供的可移動的縫隙板上來執行檢查的一種方法。一個縫隙被布置為使得縫隙的開口的縱向方向與光學掃描方向垂直(參見日本專利申請公開N0.2003-240675)。這個檢查方法基于通過縫隙的束斑的光量的變化測量該束斑的狀態，并且基于該狀態執行對于光學掃描設備的光學系統上是否存在灰塵的檢查。
[0003]這個檢查方法將包括一個縫隙和一個檢測傳感器的光檢測單兀在掃描方向上移動到需要檢查的像面上的位置，接收該位置處的激光，因此執行檢查。然后將光檢測單元順序地移動到整個像面上的許多檢查位置，接收每個檢查位置處的激光以便執行檢查，由此允許進行整個像面上的檢查。
[0004]然而，在日本專利申請公開N0.2003-240675中描述的檢查光學掃描設備的方法中，要求光檢測單元被順序地移動到整個掃描范圍上的許多檢查位置。因此，該檢查要求較長時間。
[0005]本發明的一個目的是，提供可以減少用于檢查光學掃描設備的光學系統的檢查時間的光學檢查設備和光學檢查系統。

【發明內容】

[0006]本發明是一種光學檢查設備，通過測量從光學掃描設備發射的掃描光的光量來檢查光學掃描設備的光學系統，所述光學檢查設備包括:縫隙板，具有多個縫隙；擴散器，擴散已經通過縫隙的掃描光；光導，引導由擴散器擴散的掃描光；光學傳感器，測量由光導引導的掃描光的光量；以及檢查裝置，通過將光學傳感器獲取的測量結果與預設參考值進行比較來檢查光學系統的狀態，其中在執行利用掃描光的在縫隙板上的掃描的方向上在包括從光學掃描設備發射的掃描光的掃描范圍中的掃描有效部的范圍中間隔地布置縫隙。
[0007]本發明的一種光學檢查系統包括:光學掃描設備，包括光源、以及使從光源發射的光偏轉和反射作為朝向縫隙板的掃描光的旋轉多面反射鏡；以及所述光學檢查設備。
[0008]從以下參考附圖的示例性實施例的描述中本發明更多的特征將變得清晰。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1A和圖1B是示出根據本發明第一實施例的光學檢查設備的示意性配置的圖。圖1A是平面圖。圖1B是示出掃描有效部的圖。
[0010]圖2是示出根據本發明第一實施例的光學檢查設備的光檢測器的透視圖。[0011]圖3A和圖3B示出根據本發明第一實施例的光學檢查設備的光檢測器。圖3A是平面圖。圖3B是截面圖。
[0012]圖4A、圖4B和圖4C是示出在縫隙的節距P大于光斑直徑D的情況下的在不同縫隙寬度W的情況下的光斑光量、透過光量以及差別的曲線圖。圖4A示出W/D=0.1的情況。圖4B示出W/D=0.5的情況。圖4C示出W/D=0.9的情況。
[0013]圖5是示出在根據本發明第一實施例的光學檢查設備的光檢測器中在縫隙的節距P大于光斑直徑D的情況下縫隙寬度比W/D和靈敏度之間的關系的曲線圖。
[0014]圖6A、圖6B和圖6C是示出在縫隙的節距P等于光斑直徑D的情況下的在不同縫隙寬度W的情況下的光斑光量、透過光量以及差別的曲線圖。圖6A示出W/D=0.1的情況。圖6B示出W/D=0.5的情況。圖6C示出W/D=0.9的情況。
[0015]圖7A和圖7B是示出在縫隙寬度比W/D和靈敏度之間的關系的曲線圖。圖7A示出節距P等于光斑直徑D的情況。圖7B示出節距P等于光斑直徑D的1/2的情況。
[0016]圖8A、圖8B、圖8C和圖8D示出根據第一實施例的光學檢查設備的光檢測器的變化示例。圖8A示出光導彎曲的情況。圖SB示出光導具有基本上梯形形狀的情況。圖SC不出光導是束式光纖(bundle fibers)的情況。圖8D不出束式光纖插入縫隙板和擴散器(diffuser)之間的情況。
[0017]圖9是示出本發明第二實施例的光學檢查系統的示意性配置的圖。
【具體實施方式】
[0018]現在將根據附圖詳細描述本發明的優選實施例。
[0019][第一實施例]
[0020]如圖1A中所示出的，在該實施例中，光學檢查設備I檢查光學掃描設備2的光學系統。作為檢查對象的光學掃描設備2包括激光源(光源)50。從激光源50發射的激光(所發射的光)通過調節光束直徑的透鏡51，并且被會聚在旋轉多面反射鏡52的反射表面52a上。被布置為能圍繞旋轉軸旋轉的旋轉多面反射鏡52包括多個反射表面52a，并且被配置為使反射表面52a圍繞旋轉軸旋轉，由此在改變反射角的同時使激光偏轉和反射，并且因此使得光進入?.θ透鏡53。已經通過透鏡53的激光被會聚(成像)在像面上以便形成束斑S，并且在光斑在這個平面上移動的同時利用光在像面上執行掃描。束斑S移動的方向被稱為掃描方向。
[0021]遵循利用從光學掃描設備發射的光執行掃描的范圍，存在光學掃描設備的有效部和非有效部。圖1B示出這個情形。有效部是其中包括光學掃描設備2的激光束打印機掃描其中要在打印對象片材上形成圖像的區域的寬度的范圍。其余是非有效部。
[0022]圖1B示出在本發明的光學檢查設備I中包括的縫隙板11和由掃描光形成的束斑S的掃描范圍之間的對應關系。
[0023]非有效部是除有效部以外的區域。然而，存在使得光進入產生用于寫圖像的開始信號的傳感器的情況。在該情況下，對應的范圍可以是有效部。
[0024]隨后，包括有效部和非有效部的范圍可以被稱為掃描范圍。這個范圍中的有效部可以被稱為掃描有效部。
[0025]光學檢查設備I包括:光檢測器10，接收從光學掃描設備2發射的掃描光并且將光轉換成電信號；AD轉換器20，對電信號進行AD轉換；以及檢查裝置30，其基于AD轉換后的信號來檢查光學掃描設備2的光學系統的狀態。光學檢查設備I包括用于檢測利用掃描光進行掃描的定時的觸發光檢測器40。
[0026]從光學掃描設備2發射的激光被會聚在提供在光檢測器10中的稍后提到的縫隙板11的表面上，該表面用作像面；利用這個光掃描縫隙板11，使得該光的一部分通過在縫隙板11上形成的縫隙11s。提供在光檢測器10中的光學傳感器15測量已經透過縫隙Ils的掃描光的光量，并且將該量輸出到AD轉換器20。
[0027]同時，觸發光檢測器40被布置在光檢測器10的在掃描方向上的上游，每當旋轉多面反射鏡52旋轉時對于每次掃描發射一個電信號(觸發脈沖)，并且信號被傳送到AD轉換器20。AD轉換器20根據從觸發光檢測器40發射的觸發脈沖作為用于測量定時的參考，對于利用從光學掃描設備2發射的激光的每次掃描，對通過光檢測器10獲取的電信號進行AD轉換，并且將信號以時序的方式順序地輸出到檢查裝置30。
[0028]檢查裝置30包括例如計算機，并且基于作為通過光檢測器10獲取的測量結果的電信號來計算已經透過縫隙Ils的光量。構成檢查裝置30的計算機包括例如CPU、存儲用于基于來自光檢測器10的電信號計算已經透過縫隙Ils的光量的程序的ROM、臨時地存儲各種數據的RAM以及輸入和輸出接口電路。
[0029]檢查裝置30對經由AD轉換器20從多個光學傳感器15獲取的信號進行相加，并且計算在這個時間點已經透過縫隙Ils的光量的最大值。如稍后所述，檢查裝置30通過使用透過光量的最大值的變化來確定光學掃描設備2的光學系統中是否存在灰塵。
[0030]在下文中詳細描述作為本實施例的特征的光檢測器10。
[0031]如圖2、圖3A和圖3B中所示出的，光檢測器10被固定到光學檢查設備1，并且包括具有掃描光通過的多個縫隙Ils的縫隙板11。縫隙板11由其縱向方向與掃描方向一致的矩形的金屬板制成。縫隙Ils是被形成在縫隙板11上的透光孔，具有與掃描方向垂直的縱向方向，并且沿著掃描方向間隔地被布置。在該實施例中，縫隙板11的尺寸覆蓋掃描范圍。縫隙Ils被形成在縫隙板11中，至少橫過束斑S的有效部(掃描有效部)。也就是說，在縫隙板上沿著掃描光的掃描方向在覆蓋從光學掃描設備發射的掃描光的掃描范圍中的掃描有效部的范圍中間隔地布置縫隙。
[0032]稍后將描述縫隙Ils的布置的節距P以及縫隙Ils的開口寬度(縫隙寬度)W。
[0033]這里，縫隙板11由金屬板制成，并且縫隙Ils是在縫隙板11上形成的透光孔。可替代地，例如，稍后提到的擴散器12的入射表面可以用涂層掩蔽，并且縫隙可以通過圖案化被形成在表面的各個部分上。
[0034]已經通過縫隙Ils的掃描光進入與縫隙板11的背面接觸地提供的擴散器12，并且在通過擴散器12的同時被擴散。擴散器12具有基本上與縫隙板11的形狀相同的形狀，并且這里由乳色玻璃制成。
[0035]由擴散器12擴散的掃描光進入提供在擴散器12的背面上的光導13，并且由光導13引導到端面13c。在該實施例中，光導13由丙烯酸的棒制成，其是無色透明的透光構件，并且被布置在擴散器12的后方，使得縱向方向與掃描方向一致。光導13的正側面被形成為平面入射表面13a。擴散器12被布置為與入射表面13a接觸。相應地，已經被擴散器12擴散并且通過擴散器12的掃描光從入射表面13a進入光導13。[0036]光導13的背面(即，與入射表面13a相對的表面)被形成為平面反射表面13b。擴散膜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，由此形成擴散膜14。這里，因此擴散膜14是通過把光導13的反射表面13b拋光為粗糙表面并且將該膜涂敷有反射材料來形成的。配置不限于此。可替代地，例如，反射表面13b可以被形成為平坦表面并且涂敷有反射材料，或者可以接觸地提供擴散反射部件。
[0037]從入射表面13a進入光導13的掃描光被擴散器12和擴散膜14擴散和全反射,并且到達光導13的端面13c。
[0038]測量由光導13引導的掃描光的光量的光學傳感器15被提供在光導13的各個端面13c處。例如，任何光電傳感器(諸如光電二極管和光電倍增管)以及已知或新的合適的傳感器可以被采用作為光學傳感器15。由兩個光學傳感器15獲取的電信號經由AD轉換器20被輸入到檢查裝置30中，由檢查裝置30彼此相加，并且計算出已經通過縫隙Ils的光量。
[0039]接下來，描述縫隙寬度W和縫隙Ils的布置的節距P的設定。
[0040]首先，如果在光學掃描設備2的光學系統中有灰塵，則在反射和折射中出現異常，并且束斑S的形狀改變。結果，即使束總能量不改變并且整個光斑光(spot light)的光量不改變，光斑直徑D的變化也改變已經透過縫隙Ils的光量或透過光量的最大值。為了檢查已經透過縫隙Ils的光量或透過光量的最大值的變化，要求適當地設定對于光量的變化的分辨率和靈敏度。因此期望適當地設定節距P和縫隙寬度W。
[0041]這里分辨率是與掃描方向上的可檢查位置間隔對應的指標。如果分辨率高，則可以高度地精確地檢測灰塵的位置。這里靈敏度是與灰塵處產生的束斑S (中心部分處的最大光量和光斑直徑)的變化對應的指示。如果靈敏度高，則靈敏地反映光斑直徑D的變化，由此允許檢測更小的灰塵。
[0042]關于分辨率，縫隙Ils的布置的節距P越小，掃描方向的分辨率越高。為了檢查已經通過縫隙Ils的光量的變化以便定位灰塵的位置，優選的是掃描方向上的高分辨率。然而，如果分辨率太高而超過所要求的分辨率，則制造縫隙板11和檢查的過程復雜。遵循要求的分辨率來設定合適的節距P。例如，在為了檢測光學掃描設備2的光學系統中的約25 μ m的灰塵將束斑S的光斑直徑D設定為約0.1mm的情況下,節距P優選的是被設定為等同于光斑直徑D的0.1_。
[0043]在該實施例中，在利用掃描光掃描縫隙板11的方向上間隔地布置縫隙11s，其中每個節距(規定的檢查單位)P等同于光斑直徑D。這個布置實現支持可由光斑直徑D檢測的灰塵的尺寸的分辨率。
[0044]接下來，描述靈敏度的設定。圖4A、圖4B和圖4C示出在縫隙Ils的節距P被設定為大于光斑直徑D以便改變縫隙寬度比W/D為三個類型(即0.1,0.5和0.9)的情況下束斑S的位置與光量和差別之間的關系。在這些情況下，光斑光通過僅僅一個縫隙11s，或不通過任何縫隙Hs的光照射縫隙Ils之間的間隔。
[0045]在圖4A、圖4B和圖4C中的光斑光量的曲線圖中，在沒有灰塵的情況(在下文中，也稱為正常情況)下的束斑S的光量由實線表示。在具有灰塵的情況(在下文中，也稱為異常情況)下的束斑S的光量由虛線表示。這里,束斑S的光束輪廓(beam profile)具有高斯分布。在一些異常情況中，即使束斑S的光量相同,光斑直徑D也可以小于正常情況中的直徑。相應地，光斑中心部分處的最大光量變大。在異常情況中的光斑光量的曲線圖中，已經通過縫隙Ils的光量由陰影線表示。
[0046]在圖4A、圖4B和圖4C中示出的示例中，在束斑S的中心部分處，異常情況中的光量高于正常情況中的量。作為替代，在束斑S的周邊部分處，異常情況中的光量低于正常情況中的量。
[0047]在圖4A、圖4B和圖4C中的透過光量的曲線圖中，正常情況中的透過光的光量由實線表示，并且異常情況中的透過光的光量由虛線表示。此外，在圖4A到4C中的透過光量的差別的曲線圖中，表現出正常情況中的透過光量和異常情況中的透過光量之間的差別。
[0048]如圖4B中所示出的，在W/D=0.5的情況下，如果束斑S位于縫隙Ils的中心處，在透過光的幾乎所有部分處異常情況中的光量高于正常情況中的光量，異常情況中的光量和正常情況中的光量的量之間的差別增大，并且差別在正方向上增大。在W/D=0.5的情況下，隨著束斑S移動遠離縫隙Ils的中心，透過光的幾乎所有部分的異常情況中的光量變得低于正常情況中的光量，異常情況中的光量和正常情況中的量之間的差別增大，并且差別在負方向上變得更高。因此，在W/D=0.5或其附近的情況下，利用束斑S在縫隙Ils上的掃描增大異常情況中的光量和正常情況中的量的差別的最大值和最小值之間的差別(振幅)。相應地，相對于光斑變化的差別的變化變大，由此實現高靈敏度。
[0049]如圖4A中所示出的，在W/D=0.1的情況下，當束斑S位于縫隙Ils的中心處時，透過光的幾乎所有部分的異常情況中的光量變得高于正常情況中的量。然而，縫隙Ils窄于在W/D=0.5的情況下的縫隙并且透過光量低于在W/D=0.5的情況下的量。相應地，異常情況中的光量和正常情況中的量之間的差別變小。在W/D=0.1的情況下，隨著束斑S的縫隙Ils移動遠離中心，透過光的幾乎所有部分的異常情況中的光量變得低于正常情況中的量。然而，因為透過光量低于在W/D=0.5的情況下的量，所以異常情況中的光量和正常情況中的量之間的差別變小。相應地，在W/D=0.1或其附近的情況下，利用束斑S在縫隙Ils上的掃描減少了異常情況中的光量和正常情況中的量之間的差別的最大值和最小值之間的差另IJ (振幅)。相應地，相對于光斑變化的差別的變化變小，由此使得靈敏度低。
[0050]如圖4C中所示出的，在W/D=0.9的情況下，當束斑S位于縫隙Ils的中心處時，異常情況中的束斑S的中心部分處的光量高于正常情況中的光量。然而，在異常情況中的在束斑S的周邊部分中的光量低于正常情況中的光量。相應地，光量被抵消，并且異常情況中的光量和正常情況中的光量之間的差別變小。在W/D=0.9的情況下，隨著束斑S移動遠離縫隙Ils的中心，異常情況中的束斑S的周邊部分處的光量變得低于正常情況中的光量。然而，在異常情況中在束斑S的中心部分處的光量變得高于正常情況中的光量。相應地，光量被抵消，并且異常情況中的光量和正常情況中的光量之間的差別變小。因此，在W/D=0.9或其附近的情況下，利用束斑S在縫隙Ils上的掃描減少了異常情況中的光量和正常情況的光量之間的差別的最大值和最小值之間的差別(振幅)。相應地，相對于光斑變化的差別的變化減少，由此使得靈敏度低。
[0051]圖5示出在前述的縫隙Ils的節距P大于光斑直徑D的情況下縫隙寬度比W/D和靈敏度之間的關系。這里靈敏度為在光斑直徑D改變10%的情況下的透過光量的最大值和最小值之間的差別(振幅)。如圖5中所示出的，隨著縫隙寬度比W/D從O開始增大，靈敏度增大。隨著縫隙寬度比W/D從1.2開始減小,靈敏度增大。[0052]如圖5中所示出的，在P>D的情況下，靈敏度在下面范圍中顯著地高。
[0053]0.3<ff/D<0.7
[0054](P:縫隙的節距；W:縫隙寬度；D:光斑直徑)
[0055]在W/D=0.5的情況下，靈敏度變為最大值。
[0056]接下來，圖6A、6B和6C示出在縫隙Ils的節距P被設定與光斑直徑D相同并且縫隙寬度W被設定為三個類型(B卩，ff/D=0.1,0.5和0.9)的情況下束斑的位置和光量之間的關系和差別。每個曲線圖中示出的細節等同于圖4A到4C中的細節。因此，省略了詳細描述。在該情況下，光斑光通過僅僅一個縫隙Ils或同時通過兩個縫隙11s。
[0057]如圖6B中所示出的，在W/D=0.5的情況下，當束斑S位于縫隙Ils的中心處時(圖中的左邊)，透過光的幾乎所有部分的異常情況中的光量高于正常情況中的光量。異常情況中的光量和正常情況中的光量之間的差別增大；差別在正方向上增大。在W/D=0.5的情況下，當束斑S位于縫隙Ils之間的中心處時(圖中的右邊)，透過光的幾乎所有部分的異常情況中的光量低于正常情況中的光量。異常情況中的光量和正常情況中的光量之間的差別增大；差別在負方向上增大。因此，在W/D=0.5或其附近的情況下，利用束斑S在縫隙Ils上的掃描增大異常情況和正常情況中的光量的最大值和最小值之間的差別(振幅)。相應地，相對于光斑變化的差別的變化大，由此實現高靈敏度。
[0058]如圖6A中所示出的，在W/D=0.1的情況下，當束斑S位于縫隙Ils的中心處時(圖中的左邊)，透過光的幾乎所有部分的異常情況中的光量高于正常情況。然而，縫隙Ils窄于在W/D=0.5的情況下的縫隙并且透過光量低于在W/D=0.5的情況下的量。相應地，異常情況中的光量和正常情況中的光量之間的差別減少。在W/D=0.1的情況下，當束斑S位于縫隙Ils之間的中心處時(圖中的右邊)，透過光的幾乎所有部分的異常情況中的光量低于正常情況中的光量。然而，透過光量低于在W/D=0.5的情況下的量。相應地，異常情況中的光量和正常情況中的光量之間的差別為小。因此，在W/D=0.1或其附近的情況下，利用束斑S在縫隙Ils上的掃描減少異常情況中的光量和正常情況中的光量的最大值和最小值之間的差別(振幅)。相應地，相對于光斑變化的差別的變化小，由此使得靈敏度低。
[0059]如圖6C中所示出的，在W/D=0.9的情況下，當束斑S位于縫隙Ils的中心處時(圖中的左邊)，異常情況中的束斑S的中心部分的光量高于正常情況中的光量。然而，異常情況中的束斑S的周邊部分的光量低于正常情況中的光量。相應地，異常情況中的光量和正常情況中的光量之間的差別減少。在W/D=0.9的情況下，當束斑S位于縫隙Ils之間的中心處時(圖中的右邊)，異常情況中的束斑S的周邊部分的光量低于正常情況中的光量。然而，束斑S的中心部分中的光量高于正常情況中的光量。相應地，異常情況中的光量和正常情況中的光量的差別減少。因此，在W/D=0.9或其附近的情況下，利用束斑在縫隙Ils上的掃描減少異常情況和正常情況中的光量的最大值和最小值之間的差別(振幅)。相應地，相對于光斑變化的差別的變化小，由此使得靈敏度低。
[0060]圖7A示出在前述的縫隙Ils的節距P等同于光斑直徑D的情況下縫隙寬度比W/D和靈敏度之間的關系。這里靈敏度為在透過光量改變10%的情況下的透過光量的最大差別和最小差別之間的差別(振幅)。如圖7A中所示出的，當縫隙寬度比W/D為0.5時，靈敏度為最大值。隨著縫隙寬度比W/D減少到0.5以下，靈敏度減少。隨著縫隙寬度比W/D增大到0.5以上，靈敏度減少。[0061]接下來，圖7B示出在縫隙Ils的節距P小于光斑直徑D的情況下縫隙寬度比W/D和靈敏度之間的關系。繪制這個曲線圖的方法等同于圖7A中的方法。這里，P=0.5D。縫隙寬度比W/D的范圍從O到0.5。如圖7B中所示出的，當縫隙寬度比W/D為0.25時，靈敏度為最大值。隨著縫隙寬度比W/D減少到0.25以下，靈敏度減少。隨著縫隙寬度比W/D增大到0.25以上，靈敏度減少。
[0062]相應地，如圖7A和7B中所示出的，在P≤D的情況下，在該范圍中，
[0063]0.3<ff/P<0.7
[0064](P:縫隙的節距；W:縫隙寬度；D:光斑直徑)，
[0065]靈敏度顯著地高。特別地，當W/P=0.5時，靈敏度為最大值。
[0066]因此，如圖5、7A和7B中所示出的，基于節距P和光斑直徑D和要求的靈敏度來設定縫隙寬度W。在該實施例中，P=D，并且W/P=W/D=0.5。注意，當然該實施例不限于此。
[0067]由光學掃描設備2形成的束斑S的光斑直徑D在縫隙板11上的掃描方向上的整個范圍之上不均勻，而是在每個掃描位置上不同。相應地，縫隙Ils的縫隙寬度W可以遵循每個掃描位置地不同。例如，在縫隙板11的端部周圍的光斑直徑D大于中心部分周圍的光斑直徑D的情況下，縫隙板11的端部周圍的縫隙寬度W被設定為寬于縫隙寬度W。作為替代，例如，在縫隙板11 的端部周圍的光斑直徑D小于中心部分周圍的光斑直徑D的情況下，縫隙板11的端部周圍的縫隙窄度W被設定為窄于中心部分周圍的縫隙窄度W。因此，對于每個位置的遵循光斑直徑D的縫隙寬度W的設定可以相對于每個掃描位置中的光斑直徑D的變化而維持靈敏度恒定。
[0068]描述了前述的檢查光學掃描設備2的光學系統的光學檢查設備I的操作。
[0069]在光學掃描設備2中，激光源50發射激光。激光在光束直徑被調節的情況下通過透鏡51，被會聚在旋轉多面反射鏡52的反射表面52a上，被偏轉和反射，進入f Θ透鏡53，并且會聚在縫隙板11上，因此執行掃描。
[0070]在光學檢查設備I中，從光學掃描設備2發射的激光對于每次掃描進入觸發光檢測器40 一次。由觸發光檢測器40產生的觸發脈沖經由AD轉換器20被輸入到檢查裝置30中。基于從觸發脈沖開始的時間和掃描速度，可以識別在縫隙之中的光已經通過的縫隙。相應地，可以識別掃描方向上的灰塵存在于光學系統中的位置。
[0071]在光學檢查設備I中，從作為檢查對象的光學掃描設備2發射的激光被會聚在作為像面的縫隙板11的表面上，由此執行縫隙板11上的掃描；激光的一部分通過縫隙11s。已經通過縫隙IlS的掃描光進入與縫隙板11的背面接觸地提供的擴散器12，在通過擴散器12的同時被擴散，并且進入提供在擴散器12的背面上的光導13。已經進入光導13的掃描光在被擴散器12和擴散膜14擴散和全反射的同時被引導到光導13的端面13c,并且輸入到兩個光學傳感器15中。
[0072]每個光學傳感器15根據輸入光量產生電信號。該信號經由AD轉換器20被輸入到檢查裝置30中。檢查裝置30將來自光學傳感器15的信號彼此相加，計算在這個時間點已經通過縫隙Ils的光量的最大值，并且將該值存儲作為與激光掃描對應的時間數據。檢查裝置30將已經通過縫隙Ils的光量的最大值與預設的規定參考值進行比較，并且確定是否存在變化。基于該結果，檢查是否存在光斑光的光斑直徑D的變化。如果確定光斑直徑D改變，則確定灰塵在作為檢查對象的光學掃描設備2的光學系統上，并且基于改變的束斑S的位置估計存在灰塵的位置。
[0073]如上所述，根據本實施例的光學檢查設備1，縫隙Ils以每個規定節距P在包括有效部(掃描有效部)的范圍中被布置在整個縫隙板11之上。相應地，在利用光斑光的一次掃描中，光可以在形成縫隙Ils的多個位置處被接收。此外，光檢測器10以固定方式被提供，這消除了光檢測器10中的移動部件的需要。相應地，與對于每次掃描移動具有單個縫隙的光檢測單元并且接收光的情況相比，檢查所需的時間可以被減少。
[0074]本實施例的光學檢查設備I包括在縫隙板11和光導13之間的擴散器12。相應地，即使在入射在任何縫隙Ils上的光傾斜地進入縫隙板11的情況下，光束也可以由擴散器12擴散并且進入光導13。相應地，傾斜地進入縫隙板11、被光導13的表面反射并且不能進入光導13的光的量可以被減少。由光學傳感器15接收的光量可以增大。
[0075]根據本實施例的光學檢查設備1，擴散膜14被提供在光導13的與入射表面13a相對的表面上。已經進入光導13的掃描光被擴散器12和擴散膜14擴散和全反射,并且到達光導13的端面13c。相應地，已經進入光導13的掃描光可以被有效地引導到光學傳感器15，并且可以改善檢查精度。
[0076]根據本實施例的光學檢查設備I，光學傳感器15被提供在光導13的兩個端部處。配置不限于此。可替代地，光學傳感器15可以被提供在光導13的僅僅一個端部處，并且全反射鏡可以被提供在另一個端部處。在該情況下，光學傳感器15的數量可以減少，其促進成本減少。
[0077]在本實施例的光學檢查設備I中，光導13具有棒狀。配置不限于此。例如，如圖8A中所示出的，光導63可以具有平滑彎曲的形狀。在該情況下，光檢測器60包括:具有縫隙61s的縫隙板61 ;與板的背面接觸提供的擴散器62 ;具有向后彎曲部分63a的光導63 ；在光導63的正面和背面上形成的擴散膜64。光學傳感器65被提供在光導63的一個端部處。全反射鏡66被提供在另一個端部處。
[0078]在本實施例的光學檢查設備I中，光導13具有棒狀。配置不限于此。例如，如圖SB中所示出的，光導73可以具有基本上梯形的棱鏡。在該情況下，光檢測器70包括:具有縫隙71s的縫隙板71 ;與板的背面接觸提供的擴散器72 ;以這個光導的較寬底面與擴散器接觸的方式提供在擴散器72上的光導73 ；以及形成在光導73的斜坡上的擴散膜74。光學傳感器75被提供在光導73的較小底面上。
[0079]在本實施例的光學檢查設備I中，光導13由單件構件制成。配置不限于此。例如，如圖SC中所示出的，光導83可以由作為一束光纖的束式光纖制成。在該情況下，光檢測器80包括:具有縫隙81s的縫隙板81 ;后方與該板接觸地提供的擴散器82 ;在一個端部處與擴散器82接觸地提供的光導83 ;以及在光導83的另一個端部處提供的光學傳感器85。
[0080]在本實施例的光學檢查設備I中，縫隙板81與擴散器82接觸。配置不限于此。例如，如圖8D中所示出的，縫隙板91和擴散器92可以彼此分隔開，并且例如束式光纖96可以被提供在縫隙板91和擴散器92之間。在該情況下，光檢測器90包括:具有縫隙91s的縫隙板91 ;后方與該板接觸地提供的束式光纖96 ;后方與光纖接觸地提供的擴散器92 ;以及在一側處與擴散器92接觸地提供的光導93。這個檢測器還包括:提供在光導93的后面的擴散膜94 ；以及在光導93的兩個端部處提供的光學傳感器95。
[0081][第二實施例][0082]接下來，參考圖9描述根據本發明第二實施例的光學檢查系統100。
[0083]光學檢查系統100包括第一實施例的光學檢查設備I，并且還包括包含在光學掃描設備2內的激光源50、透鏡51以及旋轉多面反射鏡52。檢查對象是光學組件101，諸如f Θ透鏡，其可拆卸地附接在旋轉多面反射鏡52和光檢測器10之間。光學組件101可以被附接和分離，使得來自激光源50的激光可以被成像在縫隙板11的表面上。
[0084]光學檢查設備1、激光源50、透鏡51和旋轉多面反射鏡52具有等同于第一實施例中的配置的配置。相應地，相同的符號被分配給等同的組件，并且省略其詳細描述。縫隙Ils的節距P和縫隙寬度W和光斑直徑D之間的關系等同于第一實施例中的關系。
[0085]本實施例的光學檢查系統100可以僅僅利用這個系統作為單體(single item)來檢查光學組件101，諸如?.θ透鏡。相應地，包括灰塵和沾污的光學組件101可以被預先防止并入光學掃描設備2中。
[0086]因此，在第一實施例中作為掃描光學系統2的構造元件的激光源50、透鏡51、旋轉多面反射鏡52和光學組件101 (諸如f Θ透鏡)之中的任何一個或多個組件可以被可拆卸地提供。相應地，可以作為單體檢查每個可拆卸的構造組件。
[0087]此外，通過使用上述光學檢查設備，可以制造光學掃描設備。
[0088]首先，制備上述光學檢查設備和作為檢查對象的光學掃描設備。隨后，光學檢查設備檢查光學掃描設備，并且隨后基于檢查結果調節光學掃描設備，由此允許制造高質量光學掃描設備。
[0089]根據本發明，在 執行利用掃描光的掃描的方向上間隔地在縫隙板上提供多個縫隙。因此，利用光斑光的一個掃描允許在形成縫隙的多個位置處收到光。相應地，與對于利用掃描光的每次掃描移動具有單個縫隙的光檢測單元同時接收光的情況相比，檢查所需的時間可以被減少。
[0090]此外，根據本發明，擴散器被提供在縫隙板和光導之間。相應地，即使在入射在縫隙之中的一些縫隙上的光傾斜地進入縫隙板的情況下，傾斜的入射光也可以由擴散器擴散并且進入光導。相應地，傾斜地進入縫隙板并且由光導的表面反射而不進入光導的入射光的光量可以被減少，并且由光學傳感器接收的光量可以增大。因此，可以改善檢查精度。
[0091]雖然已經參考示例性實施例描述了本發明，但是應當理解，本發明不限于所公開的示例性實施例。以下權利要求的范圍將被給予最寬的解釋從而包括所有這樣的修改、等同的結構與功能。
【權利要求】
1.一種光學檢查設備，通過測量從光學掃描設備發射的掃描光的光量來檢查光學掃描設備的光學系統，所述光學檢查設備包括: 縫隙板，具有多個縫隙； 擴散器，擴散已經通過縫隙的掃描光； 光導，引導由擴散器擴散的掃描光； 光學傳感器，測量由光導引導的掃描光的光量；以及 檢查裝置，通過將光學傳感器獲取的測量結果與預設參考值進行比較來檢查光學系統的狀態， 其中在執行利用掃描光的在縫隙板上的掃描的方向上在包括從光學掃描設備發射的掃描光的掃描范圍中的掃描有效部的范圍中間隔地布置縫隙。
2.根據權利要求1所述的光學檢查設備，其中縫隙對于每個檢查單位被布置，并且檢查單位的長度是縫隙板上的掃描光的光斑直徑的長度。
3.根據權利要求1所述的光學檢查設備，其中光導具有棒狀形狀，縫隙板被布置在光導一側，并且光學傳感器被提供在光導的至少一個端面上。
4.根據權利要求1到3中任何一個所述的光學檢查設備， 其中布置縫隙的節距是P，縫隙上的掃描方向上的開口寬度是W，縫隙板上的掃描光的光斑直徑是D，并且滿足如下關系: 在P>D的情況下0.3<ff/D<0.7，以及 在P≤D的情況下0.3<ff/P<0.7。
5.一種光學檢查系統,包括: 光學掃描設備，包括光源、以及使從光源發射的光偏轉和反射作為朝向縫隙板的掃描光的旋轉多面反射鏡；以及 根據權利要求1所述的光學檢查設備。
6.根據權利要求5所述的光學檢查系統，其中使由旋轉多面反射鏡偏轉和反射的掃描光在縫隙板上成像的光學組件被提供在旋轉多面反射鏡和縫隙板之間，并且所述光學組件由光學檢查設備檢查。
7.—種制造光學掃描設備的方法，包括: 制備根據權利要求1所述的光學檢查設備以及光學掃描設備； 使用光學檢查設備檢查光學掃描設備；以及 基于檢查結果調節光學掃描設備。
【文檔編號】G01N21/958GK104034508SQ201410075590
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年3月4日 優先權日:2013年3月8日
【發明者】西脅正行, 春山弘司 申請人:佳能株式會社