JP2021139678A - Diffraction grating pitch deviation measuring device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回折格子ピッチ偏差測定装置に関する。 The present invention relates to a diffraction grating pitch deviation measuring device.
産業機械においては、加工や計測などの目的のために、対象物を目標の位置に精度よく停止させる、いわゆる位置決め動作がなされており、この目的のために精密リニアスライダなどの位置決め機構が用いられている。特にサブマイクロメートル単位の高分解能で高精度な位置決めが要求される位置決め機構においては、スライドテーブルの移動量を高分解能で高精度に検出可能な変位センサを用い、その出力を基にスライドテーブルの位置を制御するフルクローズドループ制御が必要となる。 In industrial machines, so-called positioning operations are performed to accurately stop an object at a target position for purposes such as machining and measurement, and a positioning mechanism such as a precision linear slider is used for this purpose. ing. In particular, in a positioning mechanism that requires high-resolution and high-precision positioning in units of sub-micrometers, a displacement sensor that can detect the amount of movement of the slide table with high resolution and high accuracy is used, and the slide table is based on the output. Full closed loop control to control the position is required.
このフルクローズドループ制御向けの変位センサとしては、主に光学式リニアエンコーダやレーザ干渉変位計が用いられている。特に、センサ設置の容易さやコストの観点から、近年、光学式リニアエンコーダを適用する例が増加している。リニアエンコーダでは、例えば、スライドテーブルのテーブル側に位置検出用の微細パターンを有するスケールを搭載し、ベース側に固定して設置した光学式読み取りヘッドでこの微細パターンを検出することで、スライドテーブルのテーブルの移動量を測定する。微細パターンとしては、スケール上での絶対位置検出を可能とするいわゆるアブソリュートパターンや、ナノメートル超の高分解能位置検出を実現する格子状のパターンからなるいわゆるインクリメンタルパターンが用いられている。特に、この格子状のパターンにより生じる回折光から干渉縞を生成することでスケールの変位を検出する光干渉方式のリニアエンコーダでは、ナノメートルよりも微細な変位の検出が可能である(非特許文献1)。その一方で、この光干渉方式では、スケールに刻まれた格子状パターンを目盛りとして変位検出がなされるため、格子状パターンの間隔(格子ピッチ)の揺らぎ、すなわち格子ピッチ偏差がそのまま変位検出精度に影響するという原理的特徴がある。よって、リニアエンコーダの精度を保証するために、この格子状スケールの格子ピッチ偏差を高精度に計測評価する必要がある。 As the displacement sensor for this fully closed loop control, an optical linear encoder and a laser interference displacement meter are mainly used. In particular, from the viewpoint of ease of sensor installation and cost, the number of cases in which an optical linear encoder is applied has increased in recent years. In a linear encoder, for example, a scale having a fine pattern for position detection is mounted on the table side of the slide table, and this fine pattern is detected by an optical reading head fixedly installed on the base side of the slide table. Measure the amount of movement of the table. As the fine pattern, a so-called absolute pattern that enables absolute position detection on a scale and a so-called incremental pattern consisting of a grid-like pattern that realizes high-resolution position detection over nanometers are used. In particular, an optical interference type linear encoder that detects scale displacement by generating interference fringes from diffracted light generated by this lattice pattern can detect displacement finer than nanometers (Non-Patent Documents). 1). On the other hand, in this optical interference method, displacement is detected using the grid pattern engraved on the scale as a scale, so that the fluctuation of the grid pattern interval (grid pitch), that is, the grid pitch deviation is directly used for the displacement detection accuracy. There is a principle feature of influencing. Therefore, in order to guarantee the accuracy of the linear encoder, it is necessary to measure and evaluate the lattice pitch deviation of this grid-like scale with high accuracy.
スケールの格子ピッチ偏差を高精度に計測する手法としては、測長型の原子間力顕微鏡を用いる方法がある。この方法では、格子ピッチ偏差のみならず、スケール上の個々の格子パターンのプロファイルをサブナノメートル単位の分解能で測定できる一方で、測定レンジが数mm程度に限られていることから、上記のような光学式リニアエンコーダのスケール全長にわたる格子ピッチの偏差計測への適用は困難であるという欠点がある(非特許文献2)。 As a method for measuring the lattice pitch deviation of the scale with high accuracy, there is a method using a length-measuring atomic force microscope. With this method, not only the lattice pitch deviation but also the profile of each lattice pattern on the scale can be measured with a resolution of sub-nanometer units, but the measurement range is limited to about several mm, as described above. There is a drawback that it is difficult to apply the optical linear encoder to the deviation measurement of the lattice pitch over the entire scale (Non-Patent Document 2).
また、光学式計測手法からなるリニアスケール用のコンパレータを用いる方法も、スケールの格子ピッチを高精度に計測する方法として用いられている。この方法では、収束光による格子パターンのエッジ検出と、高精度レーザ干渉計との組み合わせによりスケール全長にわたり格子ピッチの偏差の計測評価が可能である。その一方で、格子ピッチが狭くなると光回折の影響が出ることから、概ね8マイクロメートル以下の格子ピッチの格子では、エッジ検出が困難である。また、エッジ検出精度はレーザ干渉計の安定性に依存することから、その分解能はサブナノメートルに留まる(非特許文献3)。 Further, a method using a comparator for a linear scale, which is an optical measurement method, is also used as a method for measuring the lattice pitch of the scale with high accuracy. In this method, it is possible to measure and evaluate the deviation of the grid pitch over the entire length of the scale by combining the edge detection of the grid pattern with the focused light and the high-precision laser interferometer. On the other hand, when the lattice pitch becomes narrow, the influence of light diffraction appears, so that edge detection is difficult with a lattice having a lattice pitch of about 8 micrometers or less. Moreover, since the edge detection accuracy depends on the stability of the laser interferometer, its resolution remains at the sub-nanometer (Non-Patent Document 3).
これに対して、スケール全長にわたり迅速に格子ピッチ偏差を高精度計測する手法として、スケールの回折格子にレーザ光を入射した際に得られる回折光の回折角を検出し、この回折角をもとに格子ピッチを計測評価する方法が知られている。例えば、高精度な角度検出機構を有する回転テーブルにスケールを載置し、回折角(リトロー角)を検出することで格子ピッチを検出する手法が提案されている(非特許文献4)。この手法を用い、入射するレーザ光(レーザビーム)に対してスケールを走査してレーザ光入射位置を変えながらスケール全長に渡り回折角に基づいて格子ピッチ検出を行うことで、格子ピッチ偏差を計測評価することができる。なお、スケール走査時の回転運動誤差については、エアベアリングスライドなど高精度な摺動機構を用いることでその影響を抑制できるとともに、例えば光学式オートコリメータなどを用いてスライドの回転運動誤差をモニタすることで、その影響をキャンセルすることができる(非特許文献5)。また、フィゾー干渉計を用いて評価対象であるスケールを0次、および±1次のリトロー角に配置した際の波面を検出し、演算することでスケールの平面度誤差の影響をキャンセルした形で格子ピッチ偏差を一括検出する手法も提案されている(特許文献1)。 On the other hand, as a method for quickly measuring the lattice pitch deviation over the entire length of the scale with high accuracy, the diffraction angle of the diffracted light obtained when the laser beam is incident on the diffraction grating of the scale is detected, and the diffraction angle is used as the basis. A method of measuring and evaluating the grating pitch is known. For example, a method has been proposed in which a scale is placed on a rotary table having a highly accurate angle detection mechanism and the lattice pitch is detected by detecting the diffraction angle (retrow angle) (Non-Patent Document 4). Using this method, the grid pitch deviation is measured by scanning the scale with respect to the incident laser light (laser beam) and detecting the grid pitch based on the diffraction angle over the entire length of the scale while changing the laser light incident position. Can be evaluated. The effect of rotational motion error during scale scanning can be suppressed by using a high-precision sliding mechanism such as an air bearing slide, and the rotational motion error of the slide can be monitored using, for example, an optical autocollimator. By doing so, the effect can be canceled (Non-Patent Document 5). In addition, the wave surface when the scale to be evaluated is placed at the 0th and ± 1st retrow angles using a Fizeau interferometer is detected and calculated to cancel the influence of the flatness error of the scale. A method for collectively detecting the lattice pitch deviation has also been proposed (Patent Document 1).
特許文献1及び非特許文献4に記載の手法を用いれば、測定対象であるスケールの格子ピッチ偏差を測定できる。しかしながら、非特許文献4に記載の手法では、スケールの平面度誤差の影響を取り除くことが原理的に困難である。また、特許文献1に記載の手法では、格子ピッチ偏差の計測評価時にスケールの平面度誤差も同時に評価可能であるが、その測定可能範囲はフィゾー干渉計の測定範囲によって制限され、スケール全長の寸法によってはスケール全長にわたる格子ピッチ偏差の計測評価が困難となる。さらに、これらの手法では、フィゾー干渉計や高精度な角度検出機構を有する回転テーブルなどの高精度測定機が必須である。そのため、例えば加工現場に設置された工作機械のリニアスライダに搭載された状態で、スケールの格子ピッチ偏差を計測評価することはできない。実際のスケール使用環境においては、温度変動などの環境外乱や装置への取り付けに伴うスケールの変形の発生が避けられないため、スケール使用環境下において実施可能でしかもスケールの平面度誤差の影響を受けない、スケールの格子ピッチ偏差を高精度に検出する手法の確立が望まれている。
By using the methods described in
本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、変位検出対象物にスケールが搭載された状態においても、取り付け等に伴うスケール変形の影響を受けることなく高精度に格子ピッチの偏差を検出可能な装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and even when the scale is mounted on the displacement detection object, the deviation of the lattice pitch is highly accurate without being affected by the scale deformation due to the mounting or the like. It is an object of the present invention to provide a device capable of detecting.
本発明の第1の態様である格子ピッチ偏差測定装置は、光を照射する光照射部と、前記光が照射された回折格子からの回折光のうち、第1の回折光を受光する第1の受光部と、前記光が照射された前記回折格子からの回折光のうち、前記第1の回折光と回折次数が異なる第2の回折光を受光する第2の受光部と、前記第1の回折光の入射位置の変動から前記第1の回折光の第1の角度変動を算出し、前記第2の回折光の入射位置の変動から前記第2の回折光の第2の角度変動を算出し、前記第1の角度変動と前記第2の角度変動との差分に基づいて、前記回折格子の格子ピッチの偏差を算出する演算部と、を有することを特徴とするものである。これにより、変位検出対象物にスケールが搭載された状態においても、取り付け等に伴うスケール変形の影響を受けることなく高精度に格子ピッチの偏差を検出することができる。 The lattice pitch deviation measuring device according to the first aspect of the present invention receives the first diffracted light of the light irradiation unit that irradiates the light and the diffracted light from the diffractive lattice irradiated with the light. The light receiving unit of the above, the second light receiving unit that receives the second diffracted light having a diffraction order different from that of the first diffracted light among the diffracted light from the diffractive lattice irradiated with the light, and the first light receiving unit. The first angular variation of the first diffracted light is calculated from the variation of the incident position of the diffracted light, and the second angular variation of the second diffracted light is calculated from the variation of the incident position of the second diffracted light. It is characterized by having a calculation unit that calculates and calculates the deviation of the lattice pitch of the diffraction grid based on the difference between the first angle variation and the second angle variation. As a result, even when the scale is mounted on the displacement detection object, the deviation of the grid pitch can be detected with high accuracy without being affected by the scale deformation due to the mounting or the like.
本発明の第2の態様である格子ピッチ偏差測定装置は、上記の格子ピッチ偏差測定装置において、前記第1の回折光は、0次回折光又は反射光であり、前記第2の回折光は、+1次回折光又は−1次回折光であることを特徴とすることが望ましい。これにより、0次回折光又は反射光と、+1次回折光又は−1次回折光と、を受光して、+1次回折光又は−1次回折光の角度ズレを検出することで、高精度に格子ピッチの偏差を検出することができる。 In the lattice pitch deviation measuring device according to the second aspect of the present invention, in the above-mentioned lattice pitch deviation measuring device, the first diffracted light is 0th-order diffracted light or reflected light, and the second diffracted light is It is desirable that the light is +1st-order diffracted light or -1st-order diffracted light. As a result, the 0th-order diffracted light or the reflected light and the + 1st-order diffracted light or the -1st-order diffracted light are received, and the angular deviation of the + 1st-order diffracted light or the -1st-order diffracted light is detected to obtain a deviation of the lattice pitch with high accuracy. Can be detected.
本発明の第3の態様である格子ピッチ偏差測定装置は、上記の格子ピッチ偏差測定装置において、前記第1の回折光は、+1次回折光であり、前記第2の回折光は、−1次回折光であることを特徴とすることが望ましい。これにより、+1次回折光及び−1次回折光を受光して、+1次回折光及び−1次回折光の角度ズレを検出することで、高精度に格子ピッチの偏差を検出することができる。 In the lattice pitch deviation measuring device according to the third aspect of the present invention, in the above lattice pitch deviation measuring device, the first diffracted light is +1st order diffracted light, and the second diffracted light is -1 next time. It is desirable to be characterized by being diffracted. As a result, the deviation of the lattice pitch can be detected with high accuracy by receiving the +1st-order diffracted light and the -1st-order diffracted light and detecting the angular deviation of the + 1st-order diffracted light and the -1st-order diffracted light.
本発明の第4の態様である格子ピッチ偏差測定装置は、上記の格子ピッチ偏差測定装置において、前記演算部は、前記第1の角度変動と前記第2の角度変動との和分に基づいて、前記回折格子の真直度誤差を算出することを特徴とすることが望ましい。これにより、検出結果を用いて、前記回折格子の真直度誤差を算出することができる。 The grating pitch deviation measuring device according to the fourth aspect of the present invention is the above-mentioned grating pitch deviation measuring device, in which the calculation unit is based on the sum of the first angle variation and the second angle variation. , It is desirable to calculate the straightness error of the diffraction grating. Thereby, the straightness error of the diffraction grating can be calculated by using the detection result.
本発明の第5の態様である格子ピッチ偏差測定装置は、上記の格子ピッチ偏差測定装置において、前記回折格子と前記第1の受光部との間に、その基準平面が前記回折格子の基準平面と平行、かつ、前記回折格子の格子の配列方向となるように前記回折格子の平均格子ピッチと同じピッチで配置された第1の回折格子と、前記回折格子と前記第2の受光部との間に、その基準平面が前記回折格子の基準平面と平行、かつ、前記回折格子の格子の配列方向となるように前記回折格子の平均格子ピッチと同じピッチで配置された第2の回折格子と、を更に有し、前記第1の受光部は、中心軸が前記第1の回折格子の前記基準平面と垂直になるように配置され、前記第2の受光部は、中心軸が前記第2の回折格子の前記基準平面と垂直になるように配置されることを特徴とすることが望ましい。これにより、光照射部が出力する光の波長がズレた場合でも、波長ズレの影響を抑制しつつ格子ピッチの偏差を検出することができる。 In the lattice pitch deviation measuring device according to the fifth aspect of the present invention, in the above-mentioned lattice pitch deviation measuring device, the reference plane between the diffraction grating and the first light receiving portion is the reference plane of the diffraction grating. A first diffraction grating arranged parallel to and at the same pitch as the average lattice pitch of the diffraction grating so as to be in the arrangement direction of the grating of the diffraction grating, and the diffraction grating and the second light receiving portion. Between the second diffraction gratings arranged at the same pitch as the average lattice pitch of the diffraction gratings so that the reference plane is parallel to the reference plane of the diffraction gratings and is in the arrangement direction of the gratings of the diffraction gratings. The first light-receiving part is arranged so that the central axis is perpendicular to the reference plane of the first diffraction grating, and the second light-receiving part has a central axis of the second. It is desirable that the diffraction grating is arranged so as to be perpendicular to the reference plane. As a result, even when the wavelength of the light output by the light irradiation unit deviates, the deviation of the lattice pitch can be detected while suppressing the influence of the wavelength deviation.
本発明の第6の態様である格子ピッチ偏差測定装置は、上記の格子ピッチ偏差測定装置において、前記演算部は、前記光照射部から、前記回折格子に照射される前記光の強度を取得し、前記第1及び第2の受光部が受光した前記第1及び第2の回折光の強度をそれぞれ算出し、前記回折格子に照射される前記光の強度と、前記第1及び第2の回折光の強度と、から、前記第1及び第2の回折光の回折効率をそれぞれ算出することを特徴とすることが望ましい。これにより、検出結果を用いて、回折効率をも算出することができる。 In the lattice pitch deviation measuring device according to the sixth aspect of the present invention, in the lattice pitch deviation measuring device, the calculation unit acquires the intensity of the light applied to the diffraction grating from the light irradiation unit. , The intensity of the first and second diffracted light received by the first and second light receiving units is calculated, respectively, and the intensity of the light applied to the diffraction grating and the first and second diffractions are calculated. It is desirable to calculate the diffraction efficiency of the first and second diffracted light from the light intensity. As a result, the diffraction efficiency can also be calculated using the detection result.
本発明の第7の態様である格子ピッチ偏差測定装置は、上記の格子ピッチ偏差測定装置において、前記第1及び第2の受光部は、入射する回折光の、入射方向と交差する方向における入射位置の変動を検出可能に構成されることを特徴とすることが望ましい。これにより、受光部に入射する光の角度ズレを検出することができる。 The grid pitch deviation measuring device according to the seventh aspect of the present invention is the above-mentioned grid pitch deviation measuring device, in which the first and second light receiving units are incident on the incident diffracted light in a direction intersecting the incident direction. It is desirable that it is configured so that the fluctuation of the position can be detected. As a result, it is possible to detect an angular deviation of the light incident on the light receiving portion.
本発明の第8の態様である格子ピッチ偏差測定装置は、上記の格子ピッチ偏差測定装置において、前記第1及び第2の受光部は、前記入射する回折光の入射方向と交差する前記方向に配列された複数の受光素子を有することを特徴とすることが望ましい。これにより、受光部に入射する光の角度ズレを検出することができる。 The lattice pitch deviation measuring device according to the eighth aspect of the present invention is the lattice pitch deviation measuring device, wherein the first and second light receiving units are in the direction intersecting the incident direction of the incident diffracted light. It is desirable to have a plurality of arranged light receiving elements. As a result, it is possible to detect an angular deviation of the light incident on the light receiving portion.
本発明の第9の態様である格子ピッチ偏差測定装置は、上記の格子ピッチ偏差測定装置において、前記光照射部が出力する前記光は、レーザ光をコリメートした光であることを特徴とすることが望ましい。これにより、高精度に格子ピッチの偏差を検出することができる。 The lattice pitch deviation measuring device according to the ninth aspect of the present invention is characterized in that, in the above-mentioned lattice pitch deviation measuring device, the light output by the light irradiation unit is light obtained by collimating laser light. Is desirable. As a result, the deviation of the lattice pitch can be detected with high accuracy.
本発明によれば、変位検出対象物にスケールが搭載された状態においても、取り付け等に伴うスケール変形の影響を受けることなく高精度に格子ピッチの偏差を検出可能な装置を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide an apparatus capable of detecting the deviation of the lattice pitch with high accuracy without being affected by the scale deformation due to the attachment or the like even when the scale is mounted on the displacement detection object.
本発明の上述及び他の目的、特徴、及び長所は以下の詳細な説明及び付随する図面からより完全に理解されるだろう。付随する図面は図解のためだけに示されたものであり、本発明を制限するためのものではない。 The above and other objects, features, and advantages of the present invention will be more fully understood from the following detailed description and accompanying drawings. The accompanying drawings are provided for illustration purposes only and are not intended to limit the invention.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。各図面においては、同一要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略される。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each drawing, the same elements are designated by the same reference numerals, and duplicate explanations are omitted as necessary.
<実施の形態1>
実施の形態1にかかる格子ピッチ偏差測定装置について、図1〜図4を用いて説明する。図1は、実施の形態1にかかる格子ピッチ偏差測定装置100の構成を模式的に示す図である。格子ピッチ偏差測定装置100は、被測定対象物であるリニアスライド1に搭載されたスケール2に設けられた回折格子パターン3の格子ピッチ偏差を測定する装置であり、受光部10及び20、光照射部30及び演算部40を有する。図2に、実施の形態1にかかる格子ピッチ偏差測定装置100のより詳細な構成を示す。
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The lattice pitch deviation measuring device according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 4. FIG. 1 is a diagram schematically showing the configuration of the lattice pitch
光照射部30は、レーザ光源31、レーザドライバ32、コリメート光生成機構33、コリメート光伝播方向調整機構34を有する。レーザ光源31は、所定の波長のレーザ光L1を出力する光源であり、例えば半導体レーザモジュールとして構成される。レーザドライバ32は、レーザ光源31を駆動するものとして構成される。コリメート光生成機構33は、レーザ光源31から出力されたレーザ光L1をコリメート光L2に変換する。コリメート光伝播方向調整機構34は、コリメート光L2の伝搬方向を調整するものであり、この例では、スケール2に設けられた回折格子パターン3の基準平面RP(X−Y平面)と平行な方向(この例ではX方向)に伝搬するコリメート光L2の伝搬方向を、回折格子パターン3の基準平面(X−Y平面)に垂直な方向(Z方向)に変更するものである。なお、本構成では、回折格子パターン3は、その基準平面RPがスケール2の基準平面(X−Y平面)と平行になるように形成されている。
The
本構成においては、コリメート光伝播方向調整機構34は、偏光ビームスプリッタ34A及び1/4波長板34Bを有する。偏光ビームスプリッタ34Aは、コリメート光生成機構33からX方向に沿って伝搬するコリメート光L2のうち、所定の偏光成分(例えばp偏光)を反射し、その他の偏光成分(例えばs偏光)を透過するものとして構成される。コリメート光L2のうちで反射された偏光成分は、1/4波長板34Bを通過した後、回折格子パターン3の基準平面(X−Y平面)に垂直な方向(Z方向)に沿って伝搬し、入射光L3として回折格子パターン3に入射する。
In this configuration, the collimating light propagation
入射光L3は、回折格子パターン3で回折されて、各次の回折光が生じる。本構成では、0次光D0と+1次光DP1を用いて格子ピッチ偏差の測定を行う。0次光D0は、入射光L3の伝搬方向と反対方向に伝搬するので、コリメート光伝播方向調整機構34に入射する。よって、0次光D0は、1/4波長板34Bを通過した後に、偏光ビームスプリッタ34Aに入射する。つまり、0次光D0は、偏光ビームスプリッタ34Aに到達するまでに2回1/4波長板34Bを通過することとなるため、0次光D0は、コリメート光L2と比べて偏光面が90°回転している(例えば、p偏光→s偏光)。そのため、0次光D0は、偏光ビームスプリッタ34Aを透過することとなる。
The incident light L3 is diffracted by the
コリメート光伝播方向調整機構34を透過した0次光D0は受光部10に入射し、+1次光DP1は受光部20に入射する。
The 0th-order light D0 transmitted through the collimating light propagation
受光部10は、入射した0次光D0を電気信号に変換するものとして構成され、集光レンズ11、光電センサ12、電流電圧(I−V)変換部13及びアナログ−ディジタル(A/D)変換器14を有する。集光レンズ11に入射した0次光D0は、集光レンズ11によって集光されて、光電センサ12に入射する。光電センサ12は、入射した0次光D0を電流信号IS1に変換する。光電センサ12は、Z−X平面において入射するこの0次光D0の光軸に対して直交ないしは概ね直交する面内に複数のフォトダイオードが配列された構成を有する。光電センサ12は、光電センサ12の受光面の中心を通ると共にこの受光面の法線に平行な中心軸が回折格子パターン3の基準平面RPに対して垂直となる位置に配置されている。これにより、フォトダイオードごとに電流信号を得ることができるので、電流信号を観測することでZ−X平面内の光の入射位置を検出することができる。ここでは、簡略化のため、複数のフォトダイオードからの複数の電流信号をまとめて電流信号IS1として表記している。電流電圧変換部13は、電流信号IS1を電圧信号VS1に変換する。アナログ−ディジタル変換器14は、アナログ信号である電圧信号VS1をディジタル電圧信号S1に変換する。
The
受光部20は、受光部10と同様の構成を有するものであり、入射した+1次光DP1を電気信号に変換するものとして構成され、集光レンズ21、光電センサ22、電流電圧(I−V)変換部23及びアナログ−ディジタル(A/D)変換器24を有する。集光レンズ21に入射した+1次光DP1は、集光レンズ21によって集光されて、光電センサ22に入射する。光電センサ22は、入射した+1次光DP1を電流信号IS2に変換する。光電センサ22は、Z−X平面内において入射する光の光軸に直交ないしは概ね直交する方向に複数のフォトダイオードが配列された構成を有する。光電センサ22は、光電センサ22の受光面の中心を通ると共にこの受光面の法線に平行な中心軸が光電センサ22の中心軸(すなわち、入射光L3の伝搬方向)に対して、回折格子パターン3の格子ピッチが平均格子ピッチgmに等しく、かつスケール2の局所的傾斜角β(x)がゼロの場合の+1次光DP1の回折角αと同じ角度をなす位置に配置されている。これにより、フォトダイオードごとに電流信号を得ることができるので、電流信号を観測することでZ−X平面内の光の入射位置を検出することができる。ここでは、簡略化のため、複数のフォトダイオードからの複数の電流信号をまとめて電流信号IS2として表記している。電流電圧変換部23は、電流信号IS2を電圧信号VS2に変換する。アナログ−ディジタル変換器24は、アナログ信号である電圧信号VS2をディジタル電圧信号S2に変換する。
The
演算部40は、受光部10からのディジタル電圧信号S1と受光部20からのディジタル電圧信号S2とに基づいて、回折格子パターン3の格子ピッチ偏差を算出する。以下、回折格子パターン3の格子ピッチ偏差算出の原理について説明する。
The
演算部40は、角度変動算出部41及び42、格子ピッチ偏差算出部43を有する。角度変動算出部41は、受光部10からのディジタル電圧信号S1に基づいて、受光部10が受光した0次光D0の角度変動情報Δθ0(x)を算出する。角度変動算出部42は、受光部20からのディジタル電圧信号S2に基づいて、受光部20が受光した+1次光DP1の角度変動情報Δθ1(x)を算出する。格子ピッチ偏差算出部43は、0次光D0の角度変動情報Δθ0(x)及び+1次光DP1の角度変動情報Δθ1(x)に基づいて、入射光L3の入射位置xにおける回折格子パターン3の格子ピッチ偏差Δgを算出する。角度変動算出部41及び42における演算と格子ピッチ偏差算出部43における演算との詳細については、後述する。
The
図3は、実施の形態1にかかる格子ピッチ偏差測定装置100をY軸のプラス方向から見た場合の構成を模式的に示す図である。図3では、回折格子パターン3の位置xに入射光L3が照射されているものとする。ここでは、説明を簡略化するため、入射光L3は回折格子パターン3の基準平面RP(すなわち、X−Y平面)に対して垂直に入射するものとする。
FIG. 3 is a diagram schematically showing a configuration when the lattice pitch
まず、0次光D0について検討する。本実施の形態では、受光部10は、中心軸が回折格子パターン3の基準平面RPに対して垂直となる位置に配置されている。よって、格子ピッチg(x)が回折格子パターン3の平均格子ピッチgmに等しく、かつスケール2の局所的傾斜角β(x)がゼロの場合、0次光D0が光電センサ12の基準位置、すなわちフォトダイオードアレイのZ−X平面内の中央位置に入射することとなる。
First, the 0th order light D0 will be examined. In the present embodiment, the
図4は、光電センサ12の構成の一例を模式的に示す図である。光電センサ12は、スケール2に対向する基板12Aの基準平面上に、Z−X平面に平行な配列方向AFに複数のフォトダイオードPDが配列されている。光電センサ12は、複数のフォトダイオードPDのアレイの中央を通る中心軸12Bが回折格子パターン3の基準平面RPの法線に沿うように配置されるので、配列方向AFはX方向となる。回折格子パターン3に格子ピッチ偏差が無い場合には、図4に示す中心軸12Bに沿った光LAの経路に沿って、0次光D0が入射する。この場合、フォトダイオードアレイの中央のフォトダイオードに0次光D0が入射する。これに対し、回折格子パターン3に格子ピッチ偏差が有る場合には0次光D0の入射角が変動するので、例えば図4に示す光LBの経路に沿って、0次光D0が入射する。この場合、入射角が大きくなるに従って、フォトダイオードアレイの中央から離れたフォトダイオードPDに0次光D0が入射する。
FIG. 4 is a diagram schematically showing an example of the configuration of the
なお、光電センサ22の構成は、光電センサ12の構成と同様である。すなわち、光電センサ22は、複数のフォトダイオードPDのアレイの中央を通る中心軸12Bが、回折格子パターン3の格子ピッチ偏差及び局所的傾斜角が無い場合に+1次光DP1が回折される方向に沿うように配置される。回折格子パターン3に格子ピッチ偏差が無い場合には、図4に示す中心軸12Bに沿った光LAの経路に沿って、+1次光DP1が入射する。この場合、フォトダイオードアレイの中央のフォトダイオードに+1次光DP1が入射する。これに対し、回折格子パターン3に格子ピッチ偏差が有る場合には+1次光DP1の入射角が変動するので、例えば図4に示す光LBの経路に沿って、+1次光DP1が入射する。この場合、入射角が大きくなるに従って、フォトダイオードアレイの中央から離れたフォトダイオードPDに+1次光DP1が入射する。
The configuration of the
光電センサ12及び22の構成は、上述の構成に限定されるものではなく、Z−X平面内の光の入射位置を検出することができるならば、他の任意の構成としてもよい。例えば、光電センサは、フォトダイオードの表面抵抗を利用した位置検出素子(PSD:Position Sensitive Device)、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)等の撮像素子、又は、入射光のスポットの移動に応じて1つのフォトダイオードにかかるスポットの面積が変化することを利用した角度センサ(例えば、特許文献2)などを用いてもよい。
The configurations of the
次いで、回折光の角度変動の算出について説明する。この場合において、スケール2上の位置xにおける0次光D0の基準位置からのズレを示す角度変動情報Δθ0(x)は、以下の式で得ることができる。
次いで、+1次光について検討する。本実施の形態では、受光部20は、受光部20の中心軸が、受光部10の中心軸(すなわち、入射光L3伝搬方向)に対して、回折格子パターン3の格子ピッチが平均格子ピッチgmに等しく、かつスケール2の局所的傾斜角β(x)がゼロの場合の+1次光DP1の回折角αと同じ角度をなす位置に配置されている。つまり、この場合、+1次光DP1が光電センサ22の基準位置、すなわちフォトダイオードアレイのZ−X平面内の中央位置に入射することとなる。
Next, the +1st order light is examined. In the present embodiment, in the
本構成において、スケール2上の位置xにおける、+1次光DP1が入射光L3に対してなす角θ1(x)は、回折格子パターン3の実際の格子ピッチg(x)及び入射光L3の波長λを変数とする回折格子方程式で決まる+1次光回折角α1(x)と、スケール2の位置xにおける局所的傾斜角β(x)との和として、以下の式で得ることができる。
この場合において、スケール2上の位置xにおける+1次光DP1の基準位置からのズレを示す角度変動情報Δθ1(x)は、以下の式で得ることができる。
以上より、式[1]及び式[3]を用いて、以下の式に示す通り、格子ピッチ偏差による角度ズレを算出することが可能である。
式[4]を変形することで、格子ピッチ偏差Δgを得ることができる。なお、式[4]の導出するにあたり、+1次光DP1の角度ズレは極めて小さいため、arcsin(λ/g)≒λ/gの近似を用いている。
入射光L3の波長λは光学系の設計値として既知であり、Δθ1(x)及びΔθ0(x)は本構成により測定可能であるので、式[5]によって格子ピッチ偏差Δg=g(x)−gmを算出することが可能である。
Since the wavelength λ of the incident light L3 is known as a design value of the optical system and Δθ1 (x) and Δθ0 (x) can be measured by this configuration, the lattice pitch deviation Δg = g (x) according to the equation [5]. It is possible to calculate −gm.
また、演算部40は、式[1]を用いて、以下の式に示す通り、回折格子パターン3の局所的傾斜角β(x)を算出することが可能である。
得られた回折格子パターン3の局所的傾斜角β(x)をもとに積分演算を行うことで、回折格子パターン3の真直度誤差を算出することが可能である。
It is possible to calculate the straightness error of the
実際に、本実施の形態にかかる格子ピッチ偏差測定装置100で用いる光学系を構築し、リニアスライド1をX軸方向にスライドさせて得られた0次光D0の角度変動情報Δθ0(x)及び+1次光DP1の角度変動情報Δθ1(x)を測定し、格子ピッチ偏差Δgを算出した結果の一例を図5に示す。図5は、400マイクロメートルの測定範囲(スライド距離)において、入射光L3の変化に応じた格子ピッチ偏差をプロットしたものである。スケール2を逆方向にスライドさせた場合でも、同一の測定範囲において同様の結果が得られたことから、測定には繰り返し性が認められることが確認されている。
Actually, the angle fluctuation information Δθ0 (x) of the 0th-order light D0 obtained by constructing the optical system used in the lattice pitch
また、スケールの測定範囲を80mmに拡大して格子ピッチ偏差Δgの変動を算出した結果の一例を図6に示す。本測定においても、スケール2を逆方向にスライドさせた場合でも、同一の測定範囲において同様の結果が得られたことから、測定には繰り返し性が認められることが確認されている。
Further, FIG. 6 shows an example of the result of calculating the fluctuation of the lattice pitch deviation Δg by expanding the measurement range of the scale to 80 mm. In this measurement as well, even when the
以上より、回折格子の1箇所に照射された光により生じた、次数が異なる2つの回折光を観測することで、スケールの局所的傾斜角βの影響を受けることなく、回折格子パターンの格子ピッチ偏差を測定することができる。 From the above, by observing two diffracted lights of different orders generated by the light irradiating one part of the diffraction grating, the lattice pitch of the diffraction grating pattern is not affected by the local tilt angle β of the scale. The deviation can be measured.
また、図5及び6を参照して説明したように、本構成によれば、測定対象のスケールを移動させつつ格子ピッチ偏差の測定を連続的に行うことが可能であり、スケールの格子ピッチの均一性を評価することができる。 Further, as described with reference to FIGS. 5 and 6, according to this configuration, it is possible to continuously measure the lattice pitch deviation while moving the scale to be measured, and it is possible to continuously measure the lattice pitch of the scale. The uniformity can be evaluated.
さらに、図6に示した格子ピッチ偏差変動の測定時に得られた+1次光DP1の角度変動情報および0次光D0の角度変動情報をもとに、スケール2の平面度誤差に付随するスケール表面傾斜変動を算出した結果を図7に示す。図7に示すように、本構成によれば、スケールに平面度誤差が存在する状態での格子ピッチ偏差変動測定に対して有効であることが理解できる。
Further, based on the angle variation information of the +1st order light DP1 and the angle variation information of the 0th order light D0 obtained at the time of measuring the lattice pitch deviation variation shown in FIG. 6, the scale surface associated with the flatness error of the
<実施の形態2>
実施の形態2にかかる格子ピッチ偏差測定装置200について説明する。実施の形態1では、0次光D0及び+1次光DP1を用いて格子ピッチ偏差を算出していたのに対し、実施の形態2では、+1次光DP1及び−1次光DM1を用いて格子ピッチ偏差を算出する構成について説明する。図8は、実施の形態2にかかる格子ピッチ偏差測定装置200の構成を模式的に示す図である。図9は、実施の形態にかかる格子ピッチ偏差測定装置200のY軸プラス方向から見た場合の構成を模式的に示す図である。
<
The lattice pitch
格子ピッチ偏差測定装置200では、格子ピッチ偏差測定装置100と比べて、受光部10が−1次光DM1を受光するように配置されている。具体的には、光電センサ12は、光電センサ12の受光面の中心を通ると共にこの受光面の法線に平行な中心軸が回折格子パターン3の基準平面RP(すなわち、入射光L3の伝搬方向)に対して、回折格子パターン3の格子ピッチが平均格子ピッチgmに等しく、かつスケール2の局所的傾斜角β(x)がゼロの場合の−1次光DM1の回折角と同じ角度をなす位置に配置されている。換言すれば、受光部10と受光部20とは、入射光L3の入射位置xを通る回折格子パターン3の基準平面RPの法線を中心として線対称に配置されている。
In the grid pitch
次に、+1次光DP1の角度変動情報ΔθP1(x)及び−1次光DM1の角度変動情報ΔθM1(x)の角度変動情報について説明する。 Next, the angle fluctuation information of the angular fluctuation information ΔθP1 (x) of the +1st order light DP1 and the angle fluctuation information ΔθM1 (x) of the -1st order light DM1 will be described.
+1次光DP1については、受光部20が実施の形態1と同様であるので、+1次光DP1が入射光L3に対してなす角θ1(x)は、以下の式で得られる。
この場合において、スケール2上の位置xにおける+1次光DP1の基準位置からのズレを示す角度変動情報ΔθP1(x)は、以下の式で得ることができる。
−1次光DM1については、回折角は+1次光回折角α1(x)の符号をマイナスにしたものとなるので、スケール2上の位置xにおける−1次光DM1の基準位置からのズレを示す角度変動情報ΔθM1(x)は、以下の式で得ることができる。
この場合において、スケール2上の位置xにおける−1次光DM1の基準位置からのズレを示す角度変動情報ΔθM1(x)は、以下の式で得ることができる。
以上より、式[8]及び式[10]を用いて、以下の式に示す通り、格子ピッチ偏差による角度ズレを算出することが可能である。
但し、本構成では、格子ピッチ偏差による+1次光DP1の角度変動と−1次光DP1の角度変動とが加算されている。そのため、式[11]のΔθP1(x)−ΔθM1(x)は、式[4]のΔθ1(x)−Δθ0(x)の2倍の値となっている。よって、式[10]より、格子ピッチ偏差Δgを以下の式によって得ることができる。なお、式[11]を導出するにあたり、+1次光DP1及び−1次光DP1の角度ズレは極めて小さいため、arcsin(λ/g)≒λ/gの近似を用いている。
また、演算部40は、式[8]及び式[10]を用いて、以下の式に示す通り、0次光D0の角度を検出しなくとも、回折格子パターン3の局所的傾斜角β(x)を算出することが可能である。
得られた回折格子パターン3の局所的傾斜角β(x)をもとに積分演算を行うことで、回折格子パターン3の真直度誤差を算出することが可能である。
It is possible to calculate the straightness error of the
以上、本構成によれば、±1次光を用いる場合でも、実施の形態1と同様にスケール2の格子ピッチ偏差を測定することが可能である。
As described above, according to this configuration, it is possible to measure the lattice pitch deviation of the
<実施の形態3>
実施の形態3にかかる格子ピッチ偏差測定装置300について説明する。実施の形態1及び2では、格子ピッチ偏差のみが変動する場合を想定していたが、実際には、レーザ光源31の安定性などに起因して、入射光L2の波長が変動することも考えうる。そこで、本実施の形態では、入射光L2波長変動に対して耐性を有する格子ピッチ偏差測定装置300について説明する。図10は、実施の形態3にかかる格子ピッチ偏差測定装置300をY軸プラス方向から見た場合の構成を模式的に示す図である。格子ピッチ偏差測定装置300は、実施の形態2にかかる格子ピッチ偏差測定装置200に、回折格子GR1及びGR2を追加した構成を有する。
<
The lattice pitch
回折格子GR1は、その基準平面RPがスケール2の基準平面と平行になるように配置される。また、受光部10は、中心軸がスケール2の基準平面の法線に沿うように配置される。回折格子GR2も、その基準平面RPがスケール2の基準平面と平行になるように配置される。また、受光部20は、中心軸が回折格子パターン3の基準平面の法線に沿うように配置される。回折格子GR1及びGR2は、水平方向に回折格子パターン3の平均格子ピッチgmと同じ格子ピッチで形成された透過型回折格子である。
The diffraction grating GR1 is arranged so that its reference plane RP is parallel to the reference plane of the
次いで、回折格子GR1の機能について説明する。まず回折格子パターン3に格子ピッチ偏差がない状態、回折格子パターン3の格子ピッチが平均格子ピッチgmである状態で、入射光L2の波長がΔλだけ変動した場合を想定する。このときの+1次光DP1が、入射光L2、すなわちスケール2の法線に対してなす角θM1(x)は、回折格子パターンが反射型であることを考慮すると、以下の式を満たす。
これにより、sinθM1(x)は、以下の式で表される。
その後、+1次光DP1が回折格子GR1に入射すると、再度回折する。このとき、回折格子GR1の法線と回折された+1次光DP1の光軸とがなす角をγとする。回折格子GR1が透過型であることを考慮すると、角γは以下の式を満たす。
これにより、sinγは、以下の式で表される。
よって、回折角γは0となる。図11に、入射光の波長が変動した場合の回折光の光路を示す。+1次光DP1は、光電センサ12の受光面の法線と平行に伝搬して集光レンズ11に入射する。集光レンズ11は、同じ方向に伝搬して入射した光を同じ焦点に集まるように集光する。つまり、入射光の波長にズレが生じて角θM1(x)が変動しても、集光レンズ11への入射角度が回折格子GR1によって補正される。この結果、入射光L2の波長が変動した場合でも、+1次光DP1は常にフォトダイオードアレイ上の同じ位置に集光されるので、格子ピッチ偏差測定への影響を防止することができる。
Therefore, the diffraction angle γ becomes 0. FIG. 11 shows an optical path of diffracted light when the wavelength of the incident light fluctuates. The +1st order light DP1 propagates in parallel with the normal of the light receiving surface of the
次に、波長ズレと格子ピッチ偏差の両方が生じている場合を想定する。このとき、+1次光DP1が、入射光L2、すなわちスケール2の法線に対してなす角θM1(x)は、回折格子パターン3が反射型であることを考慮すると、以下の式を満たす。
これにより、sinθM1(x)は、以下の式で表される。
その後、+1次光DP1が回折格子GR1に入射すると、再度回折する。このとき、回折格子GR1の法線と回折された+1次光DP1とがなす角をγとする。回折格子GR1が透過型であることを考慮すると、角γは以下の式を満たす。
これにより、sinγは、以下の式で表される。
図12に、入射光の波長が変動し、かつ、格子ピッチ偏差が存在する場合の回折光の光路を示す。Δgは極めて小さな値であるここと、式[21]の分母が2乗されていることに鑑みれば、式[15]で示す実施の形態1及び2における構成での波長ズレの影響と比べて、回折光の入射角度の変動が抑制できることが理解できる。 FIG. 12 shows an optical path of diffracted light when the wavelength of the incident light fluctuates and a lattice pitch deviation exists. Considering that Δg is an extremely small value and that the denominator of the formula [21] is squared, it is compared with the influence of the wavelength shift in the configurations of the first and second embodiments represented by the formula [15]. It can be understood that the fluctuation of the incident angle of the diffracted light can be suppressed.
なお、回折格子GR2と受光部20についても、回折格子GR1と受光部10と同様の原理で波長ズレの影響を軽減できる。
Regarding the diffraction grating GR2 and the
<実施の形態4>
実施の形態4にかかる格子ピッチ偏差測定装置について説明する。実施の形態4にかかる偏差測定装置400は、実施の形態2にかかる格子ピッチ偏差測定装置200の演算部40を、演算部60に置換した構成を有する。図13は、実施の形態4にかかる演算部60の構成を模式的に示す図である。
<Embodiment 4>
The lattice pitch deviation measuring apparatus according to the fourth embodiment will be described. The deviation measuring device 400 according to the fourth embodiment has a configuration in which the
演算部60は、演算部40に、光強度算出部61及び62、回折効率算出部63を追加した構成を有する。
The
光強度算出部61は、ディジタル電圧信号S1に基づいて、光電センサ12が受光した回折光の光強度PW1を算出する。光強度算出部62は、ディジタル電圧信号S2に基づいて、光電センサ22が受光した回折光の光強度PW2を算出する。
The light
回折効率算出部63は、光照射部30がモニタしているレーザ光L1又はコリメート光L2の光強度PW0を示す信号を光照射部30から受け取る。回折効率算出部63は、光強度PW1及びPW2で、光強度PW0を除算することで、光電センサ12及び光電センサ22が受光した回折光の回折効率を算出する。
The diffraction
なお、レーザ光L1、コリメート光L2及び受光した回折光のロスが予め判明している場合には、回折効率算出部63はこれらのロスを補正した上で、回折効率を算出してもよい。
When the losses of the laser light L1, the collimated light L2, and the received diffracted light are known in advance, the diffraction
以上、本構成によれば、格子ピッチ偏差だけでなく、回折効率を測定することが可能となる。これにより、格子ピッチ偏差及び回折効率を同時並行的に測定することができる。 As described above, according to this configuration, it is possible to measure not only the lattice pitch deviation but also the diffraction efficiency. Thereby, the lattice pitch deviation and the diffraction efficiency can be measured in parallel.
<その他の実施の形態>
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、受光部10は、0次回折光に代えて、回折格子パターン3からの反射光を受光してもよい。この場合には、0次回折光を受光するときと同様の処理で、格子ピッチ偏差を算出することが可能である。
<Other embodiments>
The present invention is not limited to the above embodiment, and can be appropriately modified without departing from the spirit. For example, the
実施の形態3について実施の形態2の変形例として説明したが、これに限らず実施の形態1にかかる格子ピッチ偏差測定装置100に、回折格子GR1及びGR2のいずれかを追加した構成としてもよい。この場合、+1次回折光を受光する受光部20にのみ回折格子を追加しても、入射光の波長変動の影響を防止できる。
Although the third embodiment has been described as a modification of the second embodiment, the present invention is not limited to this, and the lattice pitch
実施の形態4について実施の形態2の変形例として説明したが、これに限らず実施の形態1にかかる格子ピッチ偏差測定装置100に演算部60を導入した構成としてもよい。この場合、0次光及び+1次光の回折効率を算出することが可能である。
Although the fourth embodiment has been described as a modification of the second embodiment, the present invention is not limited to this, and the lattice pitch
1 リニアスライド
2 スケール
3 回折格子パターン
10、20 受光部
11、21 集光レンズ
12、22 光電センサ
12A 基板
12B 中心軸
13、23 電流電圧変換部
14、24 A/D変換器
30 光照射部
31 レーザ光源
32 レーザドライバ
33 コリメート光生成機構
34 コリメート光伝播方向調整機構
34A 偏光ビームスプリッタ
34B 波長板
40、60 演算部
41、42 角度変動算出部
43 格子ピッチ偏差算出部
GR1、GR2 回折格子
61、62 光強度算出部
63 回折効率算出部
100、200、300、400 格子ピッチ偏差測定装置
D0 0次光
DM1 −1次光
DP1 +1次光
IS1、IS2 電流信号
L1 レーザ光
L2 コリメート光、入射光
L3 入射光
PD フォトダイオード
PW0〜PW2 光強度
RP 基準平面
S1、S2 ディジタル電圧信号
VS1、VS2 電圧信号
Δθ0、Δθ1、ΔθM1、ΔθP1 角度変動情報
1
Claims (8)
前記光が照射された回折格子からの回折光のうち、第1の回折光を受光する第1の受光部と、
前記光が照射された前記回折格子からの回折光のうち、前記第1の回折光と回折次数が異なる第2の回折光を受光する第2の受光部と、
前記第1の回折光の入射位置の変動から前記第1の回折光の第1の角度変動を算出し、前記第2の回折光の入射位置の変動から前記第2の回折光の第2の角度変動を算出し、前記第1の角度変動と前記第2の角度変動との差分に基づいて、前記回折格子の格子ピッチの偏差を算出する演算部と、
を備えることを特徴とする回折格子ピッチ偏差測定装置。 A light irradiation part that irradiates light and
Of the diffracted light from the diffraction grating irradiated with the light, the first light receiving portion that receives the first diffracted light and
Of the diffracted light from the diffraction grating irradiated with the light, a second light receiving portion that receives the second diffracted light having a diffraction order different from that of the first diffracted light, and
The first angular variation of the first diffracted light is calculated from the variation of the incident position of the first diffracted light, and the second angular variation of the second diffracted light is calculated from the variation of the incident position of the second diffracted light. An arithmetic unit that calculates the angle variation and calculates the deviation of the lattice pitch of the diffraction grating based on the difference between the first angle variation and the second angle variation.
A diffraction grating pitch deviation measuring device comprising.
前記第2の回折光は、+1次回折光又は−1次回折光であることを特徴とする請求項1に記載の回折格子ピッチ偏差測定装置。 The first diffracted light is 0th-order diffracted light or reflected light.
The diffraction grating pitch deviation measuring apparatus according to claim 1, wherein the second diffracted light is +1st-order diffracted light or -1st-order diffracted light.
前記第2の回折光は、−1次回折光であることを特徴とする請求項1に記載の回折格子ピッチ偏差測定装置。 The first diffracted light is +1st order diffracted light.
The diffraction grating pitch deviation measuring device according to claim 1, wherein the second diffracted light is a first-order diffracted light.
前記回折格子と前記第2の受光部との間に、その基準平面が前記回折格子の基準平面と平行、かつ、前記回折格子の格子の配列方向となるように前記回折格子の平均格子ピッチと同じピッチで配置された第2の回折格子と、を更に備え、
前記第1の受光部は、中心軸が前記第1の回折格子の前記基準平面と垂直になるように配置され、
前記第2の受光部は、中心軸が前記第2の回折格子の前記基準平面と垂直になるように配置されることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の回折格子ピッチ偏差測定装置。 Between the diffraction grating and the first light receiving portion, the average lattice pitch of the diffraction grating is set so that the reference plane is parallel to the reference plane of the diffraction grating and is in the arrangement direction of the grating of the diffraction grating. With the first diffraction grating arranged at the same pitch,
Between the diffraction grating and the second light receiving portion, the average lattice pitch of the diffraction grating is set so that the reference plane is parallel to the reference plane of the diffraction grating and is in the arrangement direction of the grating of the diffraction grating. Further equipped with a second diffraction grating arranged at the same pitch,
The first light receiving portion is arranged so that the central axis is perpendicular to the reference plane of the first diffraction grating.
The diffraction grating according to any one of claims 1 to 4, wherein the second light receiving portion is arranged so that the central axis is perpendicular to the reference plane of the second diffraction grating. Pitch deviation measuring device.
前記光照射部から、前記回折格子に照射される前記光の強度を取得し、
前記第1及び第2の受光部が受光した前記第1及び第2の回折光の強度をそれぞれ算出し、
前記回折格子に照射される前記光の強度と、前記第1及び第2の回折光の強度と、から、前記第1及び第2の回折光の回折効率をそれぞれ算出することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の回折格子ピッチ偏差測定装置。 The calculation unit
The intensity of the light applied to the diffraction grating is obtained from the light irradiation unit, and the intensity of the light is obtained.
The intensities of the first and second diffracted light received by the first and second light receiving units were calculated, respectively.
A claim characterized in that the diffraction efficiency of the first and second diffracted light is calculated from the intensity of the light applied to the diffraction grating and the intensity of the first and second diffracted light, respectively. Item 6. The diffraction grating pitch deviation measuring apparatus according to any one of Items 1 to 5.
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