[发明专利]校准装置、校准方法和测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及校准装置、校准方法和测量装置。

背景技术

近年来，作为用于测量物体的形状的装置，已经研究扫描类型形状测量装置（以下称为“测量装置”），其在测量面上扫描探头（测量头）。这种测量装置通过用来自测量头的光照射（投射）物体，并且检测被物体反射的光，来计算测量头和物体之间的距离，并且基于该距离计算物体的形状。测量头通常包括照射单元和检测单元，照射单元包括二维地扫描光（用该光照射物体）所需的检流计反射镜（galvanometer mirror）、多面反射镜等，检测单元检测被物体反射的光。

可以通过检测检流计反射镜或多面反射镜的旋转角度来计算光在物体上的扫描角度。然而，由于包括在照射单元中的光学元件的布置偏差，要由照射单元用光照射的位置（理想照射位置）通常可能与由照射单元用光实际照射的位置（实际照射位置）具有偏差。因此，为了精确地测量物体的形状，必须检测（确认）实际照射位置，并且必须校准照射单元以使得实际照射位置匹配理想照射位置。涉及这种校准的技术已经由日本专利公开No.2004-245672提出。

由日本专利公开No.2004-245672提出的技术，更具体地，使用以一维模式布置的平面反射镜的校准装置1000将在下面参考图13进行描述。校准装置100包括：其上放置测量头1010的载置台1020，旋转载置台1020的旋转单元1030，以及靶（target）1040。靶1040由平面反射镜配置，并且被以一维模式（例如，沿着x轴）布置，如图13所示。旋转单元1030具有使从测量头1010的照射单元照射的光的位置（照射位置）与靶1040的布置方向匹配的功能。

在使用旋转单元1030旋转放置测量头1010的载置台1020的同时，每个靶1040被测量头1010的照射单元用光顺序地照射，并且由测量头1010的检测单元来检测被每个靶1040反射的光。然后，将与由测量头1010的检测单元检测的光相关的实际数据与当用光照射理想照射位置时与被靶1040反射的光相关的基准数据进行比较，并且基于实际照射位置与理想照射位置之间的偏差来计算扫描角度（其偏差）。

然而，关于日本专利公开No.2004-245672的技术，因为使用平面反射镜作为靶，所以相对于扫描角度的改变，由检测单元检测的光的改变（实际数据）较小，进而难以精确地检测扫描角度（其偏差）。

例如，假设从测量头（照射单元）至每个靶的距离是150mm，且光在物体上的直径是30μm。此外，假设“光垂直地进入靶、并且由检测单元检测的光的光量变成最大光量的状态”是第一状态，而“光倾斜地进入靶、并且由检测单元检测的光的光量变成最大光量的1/2的状态”是第二状态。在这种情况下，为了将第一状态变成第二状态，即使当将具有3μm直径的光圈布置在测量头的检测单元的正前方时，也需要将扫描角度改变22μrad。换言之，即使当由测量头的照射单元发射的光的位置改变约6.4μm时，由检测单元检测的光的光量也仅改变1/2（即，灵敏度低）。出于此原因，不能精确地检测扫描角度（其偏差）。

发明内容

本发明提供有利于精确地校准具有扫描部件的光学装置的技术。

根据本发明的第一方面，提供一种用于校准光学装置的校准装置，所述光学装置具有扫描部件并且通过旋转扫描部件来在物体上扫描光，所述校准装置包括：靶部件，包括被来自扫描部件的光照射的区域；取得单元，被配置成取得被所述区域反射的光的光量；以及处理单元，被配置成执行用于计算校准扫描部件的旋转角度所需的校准值的处理，其中，所述区域被配置成非平面的以使得通过取得单元取得的光量根据光照射位置而改变，并且处理单元执行：第一处理，用于在扫描部件被旋转以用光照射所述区域的基准位置的状态中，通过取得单元取得被所述区域反射的光的光量；第二处理，用于基于在第一处理中取得的光量，计算在第一处理中所述区域被光实际照射的实际照射位置；以及第三处理，用于根据在第二处理中计算的实际照射位置和所述区域的基准位置，计算校准值。