CN101153820A - 测量装置和测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种测量装置，包括：测量光源(14)，用于向镜平面(11)发射测量光(28)；投射单元(17)，测量光源发射的测量光(28)从镜平面(11)反射时形成的反射光(13)投射在投射单元上作为投射光点；图像拾取单元(18)，用于拾取投射单元(17)的图像，反射光(13)投射在投射单元上作为投射光点；控制单元(31)，用于控制镜平面(11)的倾斜度；以及测量单元(33)，用于基于图像拾取单元拾取的投射单元的图像，测量投射光点(50)的移动量，投射光点随着受控制单元(31)控制的镜平面(11)的倾斜度变化而移动。本发明使得能够在短时间内高准确度地测量具有可改变倾斜度的镜平面(11)的镜系统(12)的偏转特性。
Description
技术领域
本发明涉及一种测量方法，该方法用于测量具有可改变倾斜度(inclination)的镜平面的镜系统的特性，更具体地，涉及一种适用于基于镜平面的反射光来测量镜系统的偏转特性的技术。
背景技术
近年来，例如在使用光纤的通信领域，当光信号从当前流经的一个光纤网络转换到另一个光纤网络时，或者在其它情况下，采用使得光信号路径能够以光的形式转换的光开关。在这种光开关中通常使用镜系统，镜系统包括通过反射光信号来改变光信号传播方向的镜子，并且镜系统控制该镜子的镜平面(表面)的偏转角(倾斜度)来实现光信号的三维转换。除了用于光开关，该镜系统还用于将多个镜子设置为阵列形式、并利用镜子阵列通过入射光进行扫描的装置中。
已知的镜系统例如有MEMS(微电子机械系统)镜，设计为利用静电力控制镜平面的偏转角，如下述专利文献1的图5所示；例如还有电镀镜(galvanomirror)，其中，镜平面安装在马达轴上，从而通过利用电磁力驱动马达来控制安装在马达轴上的镜平面的偏转角。
图16示意性地示出MEMS镜的布置实例。例如，如图16所示，MEMS(微电子机械系统)镜(一般用附图标记70表示)由镜平面71、内框72、外框73、第一扭力杆弹簧74、74以及第二扭力杆弹簧75、75构成。第一扭力杆弹簧74、74沿X轴方向设置，分别在矩形镜平面71的一对相对的侧边的中央位置与这对侧边垂直相交。并且，在MEMS镜70中，第二扭力杆弹簧75、75沿与X轴方向垂直的Y轴方向设置，分别在矩形内框72的一对相对的侧边的中央位置与这对侧边垂直相交。此外，镜平面71通过第一扭力杆弹簧74、74附接于内框72，从而能够绕X轴旋转，并且内框72与镜平面71一起通过第二扭力杆弹簧75、75附接于外框73，从而能够绕Y轴旋转。
此外，MEMS镜70包括驱动电路(未示出)，驱动电路响应电压的输入产生静电力，并且，利用对应上述静电力的第一扭力杆弹簧74、74或者第二扭力杆弹簧75、75的扭转功能，镜平面71的偏转角可不受限制地改变。
诸如上述MEMS镜70的镜系统设计为使得其偏转角是通过接收输入电压来控制，并且其偏转特性(最大偏转角、输入预定电压时的偏转角、当通过预定振动频率改变输入电压时的偏转速度和共振点、等等)会出现个体差异。例如，即使向多个相同布置的镜系统输入相同的电压，相对于输入的电压而言，偏转角或者共振点以及偏转速度也会出现差异，因此，在制造时需要提供处理来测量镜系统的偏转特性，以基于测量结果校正使镜系统运行的电压设定值。
通常，是基于镜平面反射的反射光(在下文中简称为反射光)进行对镜系统的偏转特性的测量，并且在传统技术中已知有利用PSD(位置传感器)元件测量反射光的强度和位置的方法(PSD方法)、利用激光多普勒振动系统测量反射光的干涉的方法(激光多普勒振动系统方法)以及其它方法。
图17和图18为示出传统测量装置的布置实例的示意图。例如，如图17所示，基于PSD方法的测量装置80包括：测量光源82，用于向镜平面71发射测量光81；以及PSD元件84，用于接收测量光源82发射的测量光81在镜平面71上反射后产生的反射光83。当PSD元件84接收到反射光83，包括反射光83的强度以及在PSD元件上的入射位置在内的测量结果以电压的形式(模拟信号)输出到例如计算机这样的评估设备(未示出)中。并且，对镜系统的偏转特性的评估是基于输入到镜系统的输入电压(电压值、振动频率等等)以及PSD元件84上反射光的测量结果来进行。
[专利文献1]
日本特开No.2005-283932
同时，例如对于在制造过程中镜系统的测量存在这样的情况：是利用测量结果动态地进行特性校正，在这种情况下，需要在短时间内准确地测量镜系统的偏转特性。
但是，在上述PSD方法中会出现这样的问题：由于PSD元件84设计为将反射光83的位置信息以模拟信号的形式输出，所以位置信息的可靠性(稳定性)会下降，从而难以完成高准确度的测量。此外，例如在如图18所示、保护玻璃盖(cover glass)85位于镜系统70外的情况下，PSD元件84不仅会接收来自镜平面71的反射光83，还会接收来自玻璃盖85的前表面85a和后表面85b的反射光86a、86b以及86c。对于PSD元件84，就会遇到在同时接收多个输入光的情况下如何实现准确测量的困难。
此外，在反射光83由于镜平面71的高速振动(偏转)而高速移动的情况下，会因为PSD元件84在响应性能上的限制而出现如何准确读取反射光83的移动量的困难。
此外，如果采用激光多普勒振动系统方法，需要测量反射光83与由于反射光83的反射而出现的光之间的干涉，这样就会导致复杂的条件设置，例如测量装置的位置，并且使得测量装置的成本增加。
发明内容
考虑到上述问题而发展了本发明，因此本发明的目的是在短时间内高准确度地测量具有可改变倾斜度的镜平面的镜系统的偏转特性。
为此，根据本发明，提供一种测量装置，用于测量具有可改变倾斜度的镜平面的镜系统的特性，所述测量装置包括：测量光源，用于向所述镜平面发射测量光；投射单元，当所述测量光源发射的测量光从所述镜平面反射时形成的反射光投射在所述投射单元上作为投射光点；图像拾取单元，用于拾取所述投射单元的图像，所述反射光投射在所述投射单元上作为投射光点；控制单元，用于控制所述镜平面的倾斜度；以及测量单元，用于基于所述图像拾取单元拾取的所述投射单元的图像，测量所述投射光点的移动量，所述投射光点随着受所述控制单元控制的所述镜平面的倾斜度变化而移动。
在这种情况下，优选地，所述图像拾取单元首先在所述控制单元改变所述镜平面的倾斜度之前拾取所述投射光点的图像作为第一图像，然后在所述控制单元改变所述镜平面的倾斜度之后拾取所述投射光点的图像作为第二图像，以及所述测量单元基于所述图像拾取单元拾取的所述第一图像和第二图像，测量所述投射光点的移动量。
优选地，所述图像拾取单元当所述控制单元改变所述镜平面的倾斜度时拾取所述投射光点的轨迹的图像，以及所述测量单元基于所述图像拾取单元拾取的所述轨迹的图像，测量所述投射光点的移动量。
此外，优选地，所述测量装置还包括：提取单元，用于基于所述图像拾取单元拾取的图像，从投射在所述投射单元上的多个光点中提取作为测量对象的所述投射光点。
此外，优选地，所述提取单元基于所述多个光点的强度提取作为测量对象的所述投射光点。
此外，所述提取单元可以基于所述多个光点的大小提取作为测量对象的所述投射光点；或者，所述提取单元基于所述多个光点的排列位置提取作为测量对象的所述投射光点。
此外，优选地，所述提取单元基于所述控制单元改变所述镜平面的倾斜度前后所述光点的坐标值之间的差值，提取作为测量对象的所述投射光点。
此外，优选地，所述镜系统包括多个旋转轴，使得所述镜平面能够绕所述多个旋转轴的每一个旋转，以及当投射在所述投射单元上的多个光点在所述投射单元中以排列在一条线上的状态呈现时，所述控制单元旋转所述镜系统中的一个旋转轴，使所述镜平面产生偏转角，从而使得作为测量对象的所述投射光点和不是测量对象的光点呈现在不同线上，然后，所述控制单元通过旋转所述镜系统中的另一个旋转轴来控制所述镜平面的偏转角。
此外，根据本发明，提供一种测量方法，用于测量具有可改变倾斜度的镜平面的镜系统的特性，所述测量方法包括以下步骤：发射步骤，向所述镜平面发射测量光；投射步骤，当所述发射步骤中发射的测量光从所述镜平面反射时形成的反射光投射在投射单元上作为投射光点；图像拾取步骤，拾取所述投射单元的图像，所述反射光在所述投射步骤中投射在所述投射单元上作为投射光点；控制步骤，控制所述镜平面的倾斜度；以及测量步骤，基于所述图像拾取步骤中拾取的所述投射单元的图像，测量所述投射光点的移动量，所述投射光点随着在所述控制步骤中控制的所述镜平面的倾斜度变化而移动。
在这种情况下，优选地，在所述图像拾取步骤中，首先在所述控制步骤改变所述镜平面的倾斜度之前拾取所述投射光点的图像作为第一图像，然后在所述控制步骤改变所述镜平面的倾斜度之后拾取所述投射光点的图像作为第二图像，以及在所述测量步骤，基于所述图像拾取步骤中拾取的所述第一图像和第二图像，测量所述投射光点的移动量。
优选地，在所述图像拾取步骤中，当所述控制步骤改变所述镜平面的倾斜度时拾取所述投射光点的轨迹的图像，以及在所述测量步骤，基于所述图像拾取步骤中拾取的所述轨迹，测量所述投射光点的移动量。
此外，优选地，所述的测量方法还包括：提取步骤，基于所述图像拾取步骤中拾取的图像，从在所述投射步骤中投射在所述投射单元上的多个光点中提取作为测量对象的所述投射光点。
此外，优选地，在所述提取步骤，基于所述多个光点的强度提取作为测量对象的所述投射光点。
此外，在所述提取步骤，可以基于所述多个光点的大小提取作为测量对象的所述投射光点，或者，在所述提取步骤，基于所述多个光点的排列位置提取作为测量对象的所述投射光点。
此外，优选地，在所述提取步骤，基于所述控制步骤改变所述镜平面的倾斜度前后所述光点的坐标值之间的差值，提取作为测量对象的所述投射光点。
此外，优选地，所述镜系统包括多个旋转轴，使得所述镜平面能够绕所述多个旋转轴的每一个旋转，以及在所述控制步骤，当在所述投射步骤投射的多个光点在所述投射单元中以排列在一条线上的状态呈现时，旋转所述镜系统中的一个旋转轴，使所述镜平面产生偏转角，从而使得作为测量对象的所述投射光点和不是测量对象的光点呈现在不同线上，然后，通过旋转所述镜系统中的另一个旋转轴来控制所述镜平面的偏转角。
此外，根据本发明，提供一种镜系统制造方法，用于制造具有可改变倾斜度的镜平面的镜系统，所述制造方法包括以下步骤：制造步骤，制造所述镜系统；检查步骤，检查所述制造步骤中制造的所述镜系统；其中，所述检查步骤包括以下步骤：发射步骤，向所述镜平面发射测量光；投射步骤，当所述发射步骤中发射的测量光从所述镜平面反射时形成的反射光投射在投射单元上作为投射光点；图像拾取步骤，拾取所述投射单元的图像，所述反射光在所述投射步骤中投射在所述投射单元上作为投射光点；控制步骤，控制所述镜平面的倾斜度；以及测量步骤，基于所述图像拾取步骤中拾取的所述投射单元的图像，测量所述投射光点的移动量，所述投射光点随着在所述控制步骤中控制的所述镜平面的倾斜度变化而移动。
根据本发明，测量光从镜平面反射时形成的反射光投射在投射单元上作为投射光点，从而拾取反射光投射在上面作为投射光点的投射单元的图像，这使得能够进行镜系统的特性(最大偏转角、输入预定电压时的偏转角、当通过预定振动频率改变输入电压时的偏转速度和共振点、等等)的二维测量。此外，只需要拾取反射光投射在上面作为投射光点的投射单元的图像，就可以进行镜系统特性的测量，这使得不必设定复杂的条件例如测量装置的布置，就能够在短时间内进行测量。因此，能够在短时间内高准确度地测量镜系统的特性。
此外，通过测量根据受控的镜平面的倾斜度变化而移动的投射光点的移动量(距离)，能够容易地测量镜系统的特性。
此外，在改变镜平面的倾斜度之前拾取投射光点的图像作为第一图像，在改变镜平面的倾斜度之后拾取投射光点的图像作为第二图像，从而使得容易进行与镜平面的倾斜移动相关的镜系统特性的测量。
此外，在镜平面的倾斜度改变过程中拾取投射光点轨迹的图像，从而基于所拾取的轨迹图像来测量投射光点的移动量，这使得即使在投射光点根据镜系统中镜平面的高速倾斜振动而高速移动的情况下，也能够准确地测量投射光点的移动量，并且这样就不需要进行复杂的调节，例如为了适当的延迟而使得与振动频率同步。因此，能够容易并准确地测量投射光点对应于偏转角的移动量，而无关于镜平面的偏转速度和振动频率。
此外，即使在除了作为测量对象的反射光之外，来自玻璃盖等的不是测量对象的不必要光也出现并投射在投射单元上作为光点的情况下，由于能够基于所拾取的投射单元的图像，从多个投射光点中提取作为测量对象的投射光点，所以能够高准确度地测量镜系统的特性。
此外，当基于投射光点的强度提取作为测量对象的投射光点时，能够准确地确定作为测量对象的投射光点。
此外，例如，在来自玻璃盖等的不是测量对象的不必要光也投射作为光点，从而在投射平面中多个光点以排列在同一条线上的状态来呈现的情况下，由于对镜平面偏转角的控制，镜平面旋转并维持在某一偏转角，使得作为测量对象的投射光点和不是测量对象的光点呈现在不同线上，从而能够在作为测量对象的投射光点与不是测量对象的光点彼此分开的状态下进行测量。
附图说明
图1为示出根据本发明实施例的测量装置的构造实例的示意图；
图2为示出作为根据本发明实施例的测量装置的测量对象的MEMS镜的构造实例的示意图；
图3为根据本发明实施例的测量装置的图像拾取单元所拾取的图像实例的示意图；
图4为示出根据本发明实施例的测量装置中的测量过程的一个实例的流程图；
图5为示出根据本发明实施例的测量装置的构造实例的示意图；
图6为根据本发明实施例的测量装置的图像拾取单元所拾取的图像实例的示意图；
图7为示出根据本发明实施例的测量装置的构造实例的示意图；
图8为示出根据本发明实施例的测量装置的构造实例的示意图；
图9为根据本发明实施例的测量装置的图像拾取单元所拾取的图像实例的示意图；
图10为根据本发明实施例的测量装置的图像拾取单元所拾取的图像实例的示意图；
图11为根据本发明实施例的测量装置的图像拾取单元所拾取的图像实例的示意图；
图12为根据本发明实施例的测量装置的图像拾取单元所拾取的图像实例的示意图；
图13为根据本发明实施例的测量装置的图像拾取单元所拾取的图像实例的示意图；
图14为示出根据本发明实施例的测量装置的第一改型的构造实例的示意图；
图15为示出根据本发明实施例的测量装置的第二改型的构造实例的示意图；
图16为示出传统MEMS镜的构造实例的示意图；
图17为示出传统测量装置的构造实例的示意图；以及
图18为示出传统测量装置的构造实例的示意图。
具体实施方式
以下参照附图说明本发明的实施例。
[1]本发明实施例的说明
图1为示出根据本发明实施例的测量装置的构造实例的示意图，图2为示意性地示出作为测量装置的测量对象的MEMS(微电子机械系统)镜的构造实例的示意图，图3为测量装置的图像拾取单元所拾取(捕获)的图像实例的示意图。
根据本实施例的测量装置10是用于测量MEMS(微电子机械系统)镜
(镜系统)12的偏转特性(最大偏转角、输入预定电压时的偏转角、当通过预定振动频率改变输入电压时的偏转速度和共振点、等等)的器件，MEMS镜12的镜平面11的偏转角(倾斜度)可变，并且，如图1所示，测量装置10包括：测量光源14、测量光控制单元15、平台16、投射屏(投射单元)17、图像拾取单元18、图像拾取控制单元19、图像处理单元20、处理终端21以及驱动波形产生单元22。
在此构造中，MEMS镜(被测量的偏转镜)12用于例如光开关，光开关通过控制镜平面(表面)11的偏转角(倾斜度)来实现光信号的三维转换。例如，如图2所示，MEMS镜12包括：镜平面11、内框23、外框24、第一扭力杆弹簧(旋转轴)25、25以及第二扭力杆弹簧(旋转轴)26、26。第一扭力杆弹簧25、25沿X轴方向设置，分别在矩形镜平面11的一对相对的侧边的中央位置与这对侧边垂直相交。并且，在MEMS镜12中，第二扭力杆弹簧26、26沿与X轴方向垂直的Y轴方向设置，分别在矩形内框23的一对相对的侧边的中央位置与这对侧边垂直相交。此外，镜平面11通过第一扭力杆弹簧25、25附接于内框23，从而能够绕X轴旋转，并且内框23与镜平面11一起通过第二扭力杆弹簧26、26附接于外框24，从而能够绕Y轴旋转。
此外，MEMS镜12设置有驱动电路27(参见图1)，驱动电路27响应电压的输入产生静电力，并且，利用与产生的静电力相对应的第一扭力杆弹簧25、25或者第二扭力杆弹簧26、26的扭转功能，镜平面11的偏转角可不受限制地改变。
在下文中，有时候将镜平面11在如图2所示的X轴方向和Y轴方向这两个轴向上可旋转的MEMS镜12称为两轴MEMS镜12。
此外，在下文中，有时候为方便起见将第一扭力杆弹簧25、25和第二扭力杆弹簧26、26简称为扭力杆弹簧。此外，这种MEMS镜12不仅适用于上述光开关，还适用于将多个镜子设置为阵列形式、并利用镜子阵列通过入射光进行扫描的装置中。
测量光源14用于向镜平面11发射激光(测量光)28，可利用设计为向镜平面11发射激光28的各种现有技术来实现。
测量光控制单元15用于控制测量光源14输出的激光28，并且例如设置有：快门(光拦截器件，未示出)，能够通过其开和关操作任意地切断激光28；以及光量调节器(调节透镜，未示出)，能够调节激光28的强度和大小(光直径)。此外，在本实施例中，根据将在下文中描述的控制单元31向快门输入的信号来进行快门的开和关操作。
平台16用于支撑放置在其上的作为测量对象的MEMS镜12。
投射屏17用于接收当测量光源14发射的激光28在镜平面11上被反射时形成的反射光13的投射(发射)作为投射光点50，并且如图3所示，投射屏17用于将镜平面11的反射光13显示(图像形成)作为投射光点50(点图像)。该投射屏17用扩散板(diffusion plate)来实现，扩散板允许一部分镜平面11的反射光13透射(transmission)，具体而言，投射屏17是利用允许一部分光透射的具有透光性的部件制作，并且，反射光13投射在上面的投射表面17a以及后表面17b(与投射表面17a相对的表面)中的每一个表面都形成为不规则(凹面和凸面)形状，从而将入射的反射光13扩散。
此外，投射屏17设置为使得反射光13相对于投射表面17a以非90度的入射角入射。也就是说，投射屏17设置为使得投射表面17a的法线方向A与反射光13不平行，并且，反射光13入射到投射表面17a并从投射表面17a反射的反射光不会与反射光13重叠。换而言之，在该测量装置10中，投射屏17放置为相对于反射光13倾斜，其中反射光13不包括投射屏17反射的不必要光线。这表示包括投射屏17和后续器件的图像拾取系统的光轴是倾斜的，以消除不必要的光反射。
图像拾取单元18用于拾取投射屏17的图像，反射光13投射在投射屏17上成为投射光点50，如图3所示，并且图像拾取单元18包括图像获取单元29以及图像拾取透镜30。
图像获取单元29拾取反射光13投射在上面成为投射光点50的投射屏17的图像，以获得投射屏17的图像(参见图3)，并且，例如，图像获取单元29可通过具有图像拾取元件(成像元件、传感器)的摄像机装置(TV摄像机等等)来实现，所述图像拾取元件例如为CCD(电荷耦合器件)或者CMOS(互补金属氧化物半导体)传感器。
此外，图像获取单元29具有例如能够任意设定成像元件接收光线的时间(图像拾取存储时间)的快门速度改变功能，以及能够在以组合方式将多幅图像合成为一幅图像的情形下实行曝光的多次曝光功能。在本实施例中，图像获取单元29设计为将获得的图像作为图像数据输出到将在下文中描述的图像拾取控制单元19。
图像拾取透镜30用于通过在给定范围内自由地改变焦距从而将投射屏17(后表面17b)置于焦点上，以及用于使得图像获取单元29以任意放大倍数拾取投射屏17的图像。例如，图像拾取透镜30可通过变焦透镜来实现。
此外，在图1所示的实例中，图像拾取单元18设置在投射屏17的后表面17b一侧，以拾取投射屏17的后表面17b的图像，并且能够基于图像拾取透镜30的放大倍数等等任意地设定图像拾取单元18与投射屏17之间的距离。
也就是说，在该测量装置10中，MEMS镜12(镜平面11)反射的光(反射光13)一旦投射在投射屏17上，则图像拾取单元18利用图像获取单元29拾取投射屏17的后表面17b的图像，以捕获偏转光(反射光13)的变化作为图像。
图像拾取控制单元19设计作为控制电路，以控制图像拾取单元18捕获图像获取单元29获得的图像，并且，图像拾取控制单元19不仅用于将从图像获取单元29输入的图像数据进行数字转换(quantize)，还用于向例如图像获取单元29以及图像拾取透镜30输出控制信号，从而向图像获取单元29发出图像拾取指令，以改变图像获取单元29的快门速度以及调节图像拾取透镜30的放大倍数。在本实施例中，由图像拾取控制单元19数字转换的数字化图像输出到将在下文描述的图像处理单元20。
图像处理单元20构成为图像处理电路，以处理从图像拾取控制单元19输入的数字化图像，以及例如，图像处理单元20能够去除数字化图像中的噪声，进而将经过处理的图像输出到将在下文中描述的处理终端21。
处理终端21构成为用作控制单元31、提取单元32以及测量单元33的计算机。
此外，该处理终端21除了上述CPU之外还包括例如：显示器(未示出)，用于显示与处理终端有关的各种信息；以及输入设备(键盘、鼠标等，未示出)，用于通过检查人员的各种输入和操作向处理终端21输入数据、指令内容等等。
控制单元31用于控制镜平面11的偏转角，并且控制单元31设计为例如，当前述检查人员通过输入设备输入驱动条件(输入电压值、输入电压的振动频率等等)以改变镜平面11的偏转角时，控制单元31向驱动波形产生单元22输出对应于所输入的驱动条件的控制信号。此外，控制单元31用于通过测量光控制单元15执行对快门的开/关操作的控制，并且例如，当检查人员通过输入设备输入测量启动指令时，其进行快门打开操作，而当检查人员输入测量终止指令时，其进行快门关闭操作。
提取单元32用于基于图像处理单元20输出的经过处理的图像，从投射在投射屏17上的多个光点中提取作为测量对象的投射光点。在下文中将描述具体的提取技术。
测量单元33用于基于图像拾取单元18拾取的投射屏17上的图像(经过处理的图像)测量MEMS镜12的偏转特性，并且，测量单元33能够测量作为测量对象的投射光点50的强度(亮度)、大小(尺度)以及坐标值(位置)，以测量偏转特性(最大偏转角、输入预定电压时的偏转角、当通过预定振动频率改变输入电压时的偏转速度和共振点、等等)。
此外，检查人员基于输入的测量条件(输入电压值、输入电压的振动频率等等)以及测量单元33的测量结果来评估MEMS镜12的偏转特性。
上述作为控制单元31、提取单元32以及测量单元33的功能可通过CPU(中央处理器，未示出)来实现。适当地，上述作为控制单元31、提取单元32以及测量单元33的各功能也可以通过由计算机(包括CPU、信息处理装置以及各种终端)执行预定应用程序的方式来实现。
程序以记录在计算机可读的记录介质例如软盘、CD(CD-ROM、CD-R、CD-RW等)或者DVD(DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-R、DVD-RW、DVD+R、DVD+RW等)的方式来提供。在这种情况下，为了使用此程序，计算机从记录介质读取此程序并将它传输到内部存储单元或外部存储单元存储下来。也可以将此程序首先记录在存储单元(记录介质)例如磁盘、光盘或者磁光盘中，然后通过通信线路将此程序从该存储单元提供给计算机。
在这种情况下，计算机的概念是包括硬件和OS(操作系统)，并表示硬件操作由OS控制。此外，如果不需要OS，并且应用程序自行操作硬件，那么硬件本身对应于计算机。该硬件至少具有微处理器例如CPU，以及读取记录在记录介质中的计算机程序的装置。
充当上述程序的应用程序包含程序代码，用于使计算机例如上述计算机实现作为控制单元31、提取单元32以及测量单元33的功能。此外，这些功能的一部分也可以通过OS而不是通过应用程序来实现。
此外，除了上述软盘、CD、DVD、磁盘、光盘以及磁光盘，本实施例的记录介质还可包括IC卡、ROM盒(cartridge)、磁带、穿孔卡、计算机的内部存储单元(存储器，例如RAM或ROM)、外部存储单元等等，也可包括计算机可读的各种介质，例如具有打印码(条形码等等)的打印材料。
驱动波形产生单元22构成为波形产生电路，能够基于从控制单元31输入的驱动条件产生带有驱动波形的控制信号(驱动信号)，当产生的驱动信号输出到MEMS镜12的驱动电路27时，驱动电路27根据驱动条件，通过扭力杆弹簧25、25以及26、26使镜平面11倾斜至预定角度，或者使镜平面11振动。
参照图4的流程图(步骤S11至S15)，以下将说明根据本发明实施例而构造的测量装置10中的测量过程的一个实例。
首先，在步骤S11(发射步骤)，检查人员将MEMS镜12放在平台16上，通过输入设备输入测量启动指令，测量光控制单元15进行快门打开操作，测量光源14向镜平面11发射激光28。
在投射步骤，测量光源14发射的激光28在镜平面11上反射形成反射光13，反射光13随后投射在投射屏17上。在上面投射有反射光13的投射屏17中，反射光13在投射表面17a和后表面17b上显示为投射光点50。
之后，在步骤S12(控制步骤)，检查人员通过输入设备将驱动条件(输入电压值、输入电压的振动频率等等)输入控制单元31，驱动波形产生单元22基于输入的驱动条件产生驱动信号，并将此驱动信号输出到驱动电路27。响应驱动信号的输入，基于此驱动信号，驱动电路27将镜平面11倾斜至预定角度。
此外，在步骤S13(图像拾取步骤)，图像获取单元29拾取投射屏17的后表面17b的图像，以获得其图像。然后，图像获取单元29将获得的图像作为图像数据输出到图像拾取控制单元19。
图像获取单元29输出的图像数据经图像拾取控制单元19进行数字转换后，在图像处理单元20中进行图像处理，例如去除噪声。
在提取步骤，在有多个光点投射在投射屏17上的情况下，提取单元32基于在图像拾取控制单元19和图像处理单元20中经过处理的图像，从投射在投射屏17上的多个光点中提取作为测量对象的投射光点；在步骤S 14(测量步骤)，测量单元33测量作为测量对象的投射光点的强度(亮度)、大小(尺度)以及坐标值(位置)等等。
测量后，在再次进行测量之前镜平面11的偏转角改变的情况下(参见步骤S15的连续测量路线)，操作流向回到步骤S12。另一方面，在测量终止的情况下(参见步骤S15的测量终止路线)，测量被终止。
图5为利用根据本发明实施例的测量装置，测量在镜平面外设置玻璃盖的镜系统的一个实例的示意图，图6为在这种情况下图像拾取单元所拾取的图像实例的示意图，图7为反射光的光点和不必要光的光点以排列在同一(一条)线上的状态呈现的实例的示意图，图8为反射光的光点和不必要光的光点在不同线上呈现的实例的示意图，图9为在图8所示情形下图像拾取单元所拾取的图像实例的示意图。
如图5所示，在于镜平面11外设置玻璃盖(玻璃板)35以保护镜平面11的情况下，测量光源14发射的激光28在镜平面11上反射，从而不仅形成反射光13，还因为在玻璃盖35的前表面35a和后表面35b上反射而形成各个不必要光线34a、34b以及34c。因此，如图6所示，除了投射光点50之外，在投射屏17上还呈现不必要光线34a、34b以及34c的不必要光点51a、51b以及51c。
以下说明利用根据本发明实施例的测量装置进行测量而不受不必要光线影响的情况。
根据本发明实施例的测量装置10捕获从MEMS镜12和玻璃盖35反射的光(反射光13，不必要光线34a、34b、34c)作为图像，从而基于出现或不出现来自偏转的移动，来区分被镜平面11偏转的反射光13与从玻璃盖35反射的不必要光线34a、34b、34c之间的强度等，以从多个获取的图像中选择目标光(反射光13)并对其进行测量。
首先，描述基于投射到投射屏上的光点特性，仅提取作为测量对象的投射光点的方法。
在有多个光点(在图6所示的实例中，为四个光点：50，51a，51b，51c)投射到投射屏17上的情况下，提取单元32能够基于图像拾取单元18拾取的图像从所述多个光点50、51a、51b、51c中提取作为测量对象的投射光点50，这使得能够基于多个亮点(光点50，51a，51b，51c)检测作为测量对象的投射光点50。利用PSD的方法无法实现这种检测。此外，对于所述多个光点50、51a、51b、51c中的每一个光点，可以获得亮点中心(重心)位置、大小、亮度等，从而使得能够基于这些信息提取主光束的亮点(投射光点50)。
具体而言，基于对所述多个光点50、51a、51b、51c中的每一个光点的中心(重心)位置、大小(尺度)、亮度(光点强度)等的测量结果，提取单元32能够提取例如亮点强度最高的光点(或亮点强度按顺序为第n位的光点，n为自然数)或亮点大小最大的光点(或亮点大小按顺序为第n位的光点，n为自然数)作为投射光点50(即测量对象)。并且，适当的是，基于光点(亮点)50、51a、51b、51c的阵列位置，来提取作为测量对象的投射光点(主光束形成的亮点)50的位置。
此外，适当的是，提取单元32拾取处于原位置(处于未旋转的状态)的MEMS镜12(测量时的偏转镜)的图像，以获得与偏转至各个角度的图像的差别，从而去除来自玻璃盖35的直接反射光的亮点(不必要光点51a、51b、51c)。即，适当的是，基于多个光点在镜平面11的偏转角改变前后坐标值的差别，来提取作为测量对象的投射光点50，或者通过上述技术的组合来对其进行提取。
另外，以下描述利用在MEMS镜12的一个扭力杆弹簧固定在预定偏转角的状态下、控制另一个扭力杆弹簧的技术，来避免不必要光线的影响的方法。
在图7所示的测量装置中，根据MEMS镜12中第一扭力杆弹簧25、25的旋转，使作为测量对象的投射光点50在投射屏17上沿线g移动，而由于玻璃盖35的前表面35a或后表面35b的反射产生的不必要光线51出现在线g上投射光点50的附近，这会导致干扰测量。并且，在这种情况下，当通过旋转第一扭力杆弹簧25、25而使投射光点50沿线g移动时，投射光点50和不必要光点51可能以相互重叠的状态合成于投射屏17上，从而难以区分投射光点50和不必要光点51。
为此，在本实施例中，在MEMS镜12具有图8所示的X轴和Y轴这两个偏转轴(镜轴)的情况下，为测量两个轴中任一轴的偏转特性，进行测量以使一个镜轴上的偏转先使光束(反射光13或不必要光线34)朝向受玻璃盖35等影响较小的位置偏转。因此，在测量的偏转镜具有多个偏转轴的情况下，在对一个轴进行测量时，控制另一轴以使偏转角相对于原位置(处于未旋转的状态)较大或较小，从而在测量所不必要的亮点(不必要光点51)与来自主光束的亮点(投射光点50)之间产生距离。这种方法在小偏转角的情况下尤其有效，从而可避免在投射屏17上投射光点50与不必要光点51之间的重叠状态。
因此，如图8所示，第二扭力杆弹簧26、26(一个旋转轴，非测量轴)预先旋转(偏移)，以使不必要光点51(由不必要光线产生的亮点，测量所不必要的亮点)位于与线g相偏离的线m(图8中，线m与线g平行)上，因而偏转镜的反射光和玻璃盖的反射光不位于同一(一条)线上，如图9所示，从而能够进行准确测量。
即，通过预先旋转非测量轴，作为测量对象的投射光点50可与不必要反射产生的亮点(不必要光点51a、51b、51c)相分离，因此，即使在旋转第一扭力杆弹簧25、25(另一旋转轴)以移动(shift)投射光点50(主光束产生的亮点)的情况下，投射光点50和不必要光点51也不会以重叠状态呈现在投射屏17上(见图9)。
例如，在如图6所示、投射光点50和不必要光点51a、51b、51c以排列在线g上的状态呈现于投射屏17中的情况下(其中投射光点50随第一扭力杆弹簧25、25的旋转沿线g移动)，通过旋转与测量无关的轴(图8所示实例中的第二扭力杆弹簧26、26)，不必要光点51a、51b、51c移动直到偏离线g的位置。在这种状态下，控制单元31仅旋转第一扭力杆弹簧25、25，从而控制镜平面11测量前的偏转角。
接着，描述利用根据本发明实施例的测量装置来测量MEMS镜12的偏转特性的情况，其中该MEMS镜12以高速改变(振动，偏转)镜平面11的偏转角。
图10示出在镜平面的偏转角高速振动(改变)的情况下，由根据本发明实施例的测量装置的图像拾取单元所拾取的图像实例；图11示出在图10所示情况下，图像拾取单元的快门速度设置为长时间的状态下所拾取的图像实例；图12示出在同时驱动两轴扭力杆弹簧的情况下，由根据本发明实施例的测量装置的图像拾取单元所拾取的图像实例；图13示出在图12所示情况下，图像拾取单元的快门速度设置为长时间的状态下所拾取的图像实例。
在本实施例中，测量单元33能够基于图像拾取单元18获得的后表面17b的图像，测量投射光点50的移动量(距离)，其中该投射光点50随控制单元31对镜平面11的偏转角的改变而移动。
首先，描述基于镜平面的偏转角变化之前与之后获得的图像来测量移动量的方法。
在本实施例中，图像拾取单元18拾取控制单元31改变镜平面11的偏转角之前投射光点50的图像作为第一图像，再拾取控制单元31改变镜平面11的偏转角之后投射光点50的图像作为第二图像，并且测量单元33基于对应于第一图像的投射光点50和对应于第二图像的投射光点50的坐标值，来测量所述投射光点50与50之间的长度L1，从而得到镜平面11的偏转量(偏转角)等。
接着，描述在图像拾取单元18的快门速度设置为长时间的状态下测量移动量的方法。
在基于镜平面11的偏转角变化之前与之后投射光点50的各坐标值来计算移动量，以测量MEMS镜12(其镜平面11高速振动(偏转)偏转角)的偏转特性的方法中，由于通过连续拾取图像来如图10所示间歇性地拾取光点(图10所示实例中的三个投射光点50a、50b、50c)，以获取投射光点50的准确移动量，所以需要在与振动频率同步且适当延迟的状态下进行图像拾取。
但是，这需要提供同步电路用于与振动频率的同步和对延迟的图像拾取的调整，从而使测量操作复杂化。
在图10所示的实例中，通过多次曝光将图像拾取单元18拾取的三个投射光点50a、50b、50c呈现在同一(一个)图像中。
因此，在反射光13随MEMS镜12的镜平面11的偏转角在控制单元31控制下的高速振动(偏转)而高速移动的情况下，图像拾取单元18在快门速度(成像元件上的光接收所用的时间，图像拾取存储/累加时间)设置为长时间的状态下进行图像拾取，从而拾取投射光点50的轨迹52(见图11)的图像。成像元件的光接收的时间设置为充分地长于镜平面11的振动周期。
因此，在该技术中，如图11所示，在控制单元31改变镜平面11的偏转角的同时，图像拾取单元18拾取投射光点50的轨迹(轨道)52的图像，并且测量单元33测量图像拾取单元18获得的投射光点50的轨迹52的长度L2，从而获得镜平面11的偏转量(最大偏转角等)。并且，此时，不论驱动波形产生单元22产生的驱动信号的驱动频率如何，都可以获得镜平面11的偏转量。
这种方法是对于高速偏转操作时的偏转角测量不使用高速光检测器而实现测量的技术，并且图像获取单元29的图像拾取存储时间(快门速度)设置为较长，以捕获由MEMS镜12的偏转而形成的光(反射光13)的轨迹52，从而检测轨迹52的最大长度L2作为偏转量。
此外，以下描述在根据本发明实施例的测量装置中，通过同时(在两个轴向上)驱动扭力杆弹簧25、25和26、26来测量MEMS镜12的偏转特性的方法。
在该方法中，为测量MEMS镜12的特性，测量单元33同时驱动扭力杆弹簧25、25和26、26，从而二维地测量投射到投射屏17上的投射光点50的移动。
即，通过同时驱动扭力杆弹簧25、25和26、26，如图12所示，图像拾取单元18首先拾取控制单元31改变镜平面11的偏转角之前投射光点50a的图像作为第一图像，然后拾取控制单元31改变镜平面11的偏转角之后投射光点50b的图像作为第二图像，并且测量单元33基于对应于第一图像的投射光点50a的坐标值和对应于第二图像的投射光点50b的坐标值，利用上述计算镜平面11的偏转角变化之前与之后投射光点50的移动量的技术，来测量t方向上投射光点50a与50b之间的长度L3以及s方向上它们之间的长度L4，从而得到镜平面11的偏转量(最大偏转角等)。
在图12所示的实例中，通过多次曝光将图像拾取单元18拾取的两个投射光点50a、50b呈现在同一(一个)图像中。
此外，在快门速度设置为长时间的状态下，通过同时驱动扭力杆弹簧25、25和26、26，以及利用上述测量光点移动量的方法，如图13所示，在控制单元31改变镜平面11的偏转角的同时，图像拾取单元18也能拾取投射光点50的轨迹(利萨如图形)53的图像。
测量单元33判断图像拾取单元18拾取的投射光点50的轨迹(利萨如图形)53，从而能够测量与X轴和Y轴相关的特性，以及这两个轴之间的关系(相位延迟等)。例如，通过测量t方向上的长度L5和s方向上的长度L6，通过获得镜平面11的偏转量(最大偏转角等)，或者通过测量形成为椭圆利萨如图形的轨迹53的短轴长度L7，能够获得两个轴之间的关系(相位延迟等)。
顺便提及，在具有两个轴的MEMS镜12中，在对于两个轴同时驱动/测量的情况下，偏转光所绘示的轨迹对于使入射光和旋转轴平行的轴线并不显示为直线(绘示出圆弧)。因此，需要校正图像拾取单元18拾取/测量的值。
因此，对于根据本发明实施例的测量装置10，以使得激光28在镜平面11上反射的方式形成的反射光13投射到投射屏17的投射表面17a上，并由图像拾取单元18拾取投射了反射光13的投射表面17a的图像，从而能够基于图像拾取单元18拾取的投射表面17a的图像，对MEMS镜12的偏转特性(最大偏转角、输入预定电压时的偏转角、当通过预定振动频率改变输入电压时的偏转速度和共振点等等)进行二维测量。此外，通过在视觉上确认由此拾取的投射表面17a的图像，能够容易地测量MEMS镜12的偏转特性，并且通过由图像处理单元20、处理终端21等对所拾取的投射表面17a的图像进行图像处理，能够实现高准确度测量。另外，由于仅通过拾取投射了反射光13的投射表面17a的图像作为投射光点50，就能够测量MEMS镜12的偏转特性，所以能够在短时间内进行测量，而无需进行复杂的条件设置(如测量设备的布置)。因此，能够在短时间内高准确度、容易地测量MEMS镜12的偏转特性。
此外，由于被MEMS镜12偏转的光(反射光13)投射到投射屏17上，并由图像拾取单元18拾取其后表面17b的图像，所以对图像获取单元29的图像拾取元件的大小和图像拾取单元18的位置未加限制，从而能够提供高度的便利。
此外，与利用PSD的传统方法相比，能够以较低成本容易地构成具有更高功能性和准确度高一位或更多位(figure)的测量系统(与具有相同功能的PSD方法相比，成本可最多降低为几分之一)。
此外，在玻璃盖35等设置在镜平面11外部的情况下，即使不是测量对象的多个不必要光线34a、34b、34c与作为测量对象的投射光点50一起投射到投射表面17a上成为不必要光点51a、51b、51c，也能够基于图像拾取单元18所拾取的图像容易地判别所述多个光点50、51a、51b、51c，从而能够从多个光点50、51a、51b、51c中仅提取作为测量对象的投射光点50，因而能够进行高准确度测量。这意味着能够不受来自玻璃盖35等的不必要光线34的影响而进行检测(测量)。
此外，基于受控制单元31控制的镜表面11的反射光13来测量MEMS镜12的偏转特性，从而能够基于控制单元31的控制信息(驱动条件)和镜表面11的偏转角，更准确地测量MEMS镜12的偏转特性。
此外，将能够透射镜平面11的一部分反射光13的扩散板用作投射屏17，并且图像拾取单元18从投射屏17的后表面17b一侧拾取投射屏17的后表面17b的图像，因此，用于测量的以受到微弱阻隔的状态从测量光源14输出的激光(高能量密度光)28的图像形成是在投射屏17上进行，不直接入射到图像拾取单元18上，由此防止图像拾取单元18被激光28损坏。
此外，在投射表面17a中，当镜表面11的反射光13以非90°的角度入射到投射屏17a上时，入射到投射屏17上的反射光13在投射表面17a上反射。在这种情况下，从该投射屏17反射的反射光与激光28或镜平面11的反射光13不发生干涉等，因此测量不会变得不稳定，并且能够以更高准确度测量MEMS镜12的偏转特性。
此外，在基于所拾取的投射屏17的图像来测量随着受控制的镜平面11的偏转角变化而移动的投射光点50的移动量时，能够容易地测量MEMS镜12的偏转特性。
此外，首先将镜平面11的偏转角变化之前投射光点50a的图像拾取作为第一图像，然后将镜平面11的偏转角变化之后投射光点50b的图像拾取作为第二图像，从而基于对应于第一图像的投射光点50a的坐标值和对应于第二图像的投射光点50b的坐标值来测量投射光点50a与50b之间的长度L1，以获得投射光点50的移动量。这样就能够二维地检测MEMS镜12的反射光13的移动，并且能够测量与镜平面11的偏转操作相关的MEMS镜12的偏转特性。
此外，通过在镜平面11的偏转角变化期间拾取投射光点50的轨迹52的图像，从而基于所拾取的投射光点50的轨迹52的图像长度L2，来测量投射光点50的移动量，则即使在由于MEMS镜12中镜平面11的偏转角高速振动(偏转)而使投射光点50高速移动的情况下，也能够测量投射光点50的准确移动量，并且可以不再需要诸如与振动频率同步和适当的延迟操作等复杂的调整。因此，不论镜平面11的偏转速度和振动频率如何，都能够容易且准确地测量与偏转角相对应的投射光点50的移动量。
特别地，当投射光点50由于镜平面11的振动而在投射表面17a上往复移动时，基于投射光点50的轨迹52，能够准确且容易地测量投射光点50的最大移动量。
在图像拾取单元18中，通过在快门速度设置为长时间的状态下拾取投射表面17a的图像，能够容易地对轨迹52进行图像拾取。
此外，在该技术应用于具有两个轴的MEMS镜12且以高速旋转驱动各扭力杆弹簧25、25和26、26的情况下，图像拾取单元18拾取的投射光点50的轨迹53的图像例如绘示出利萨如图形，并且基于轨迹53测量其t方向的长度L5和其s方向的长度L6时，能够同时测量与最大偏转角相对应的反射光13的二维移动量等。另外，通过测量轨迹53在其宽度方向上的长度L7，能够测量上述两个轴的扭力杆弹簧25、25和26、26的关系(相位延迟等)。因此，不论镜平面11的偏转速度和振动频率如何，都能够容易且准确地测量具有两个轴的MEMS镜12的偏转特性。
此外，在基于所拾取的图像从投射到投射表面17a上的多个光点50、51a、51b、51c中提取作为测量对象的投射光点50时，即使除了作为测量对象的反射光13之外还有来自玻璃盖35等的不是测量对象的不必要光线投射到投射表面17a上，也能够基于图像拾取单元18拾取的后表面17b的图像容易地区分上述多个光点50、51a、51b、51c，从而实现以更高准确度测量MEMS镜12的偏转特性。
此外，通过基于在投射表面17a上显示为亮点的多个光点50、51a、51b、51c的强度、大小和布置位置，来提取作为测量对象的投射光点50，或者通过基于镜平面11的偏转角变化之前与之后光点50、51a、51b、51c之间坐标值的差异，来提取作为测量对象的投射光点50，能够从投射到投射表面17a上的多个光点50、51a、51b、51c中更准确地提取作为测量对象的投射光点50。
此外，当在分组状态下处理多个亮点时，或者当在多个亮点(光点50、51a、51b、51c)间进行选择时，能够选择性地检测(测量)多个亮点的位置。另外，通过将多个亮点分组并且获得所述多个亮点移动量的平均值，能够测量MEMS镜12中的偏转角。
此外，在投射光点50和不必要光点51a、51b、51c以排列在同一线g(投射光点50随第一扭力杆弹簧25、25的旋转在线g上移动)上的状态呈现于投射屏17上的情况下，第二扭力杆弹簧26、26旋转以使镜平面11出现偏转角，从而不必要光点51a、51b、51c呈现在偏离于线g的位置，并且随后仅旋转第一扭力杆弹簧25、25来控制镜平面11的偏转角，从而能够在投射光点50与不必要光点51a、51b、51c相互分离的状态下进行测量。
此外，由于对于投射屏17可以任意选择图像拾取透镜30中透镜的规格，从而自由地设置镜平面11、投射屏17和图像拾取单元18各自的布置，因此可容易地节省测量装置10的空间。另外，通过在图像拾取透镜中采用高放大倍数透镜，可以对投射到投射表面17a上的作为测量对象的投射光点50以放大的状态进行图像拾取，因此，能够以更高准确度测量MEMS镜12的偏转特性；并且，即使在图像拾取单元18中光接收平面小的情况下，也能够高精度地测量MEMS镜12的偏转特性。再者，由于不需要使用高分辨率相机作为图像拾取单元18，因此可降低测量装置10的成本。
[2]其它
应当理解，本发明不限于上述实施例，而是应涵盖不脱离本发明精神和范围的本发明实施例的所有变化和改型。
例如，虽然本发明的上述实施例应用于内部具有驱动电路27的MEMS镜12，但本发明不限于此，本发明也可应用于在外部具有驱动电路27的MEMS镜12。另外，本发明也可应用于除MEMS镜12之外的镜系统。例如，也可以将本发明应用于这样的电镀镜：其中，镜平面安装在马达轴上，并且通过电磁力驱动马达来控制安装在马达轴上的镜平面的偏转角。
此外，虽然上述实施例中投射屏17的投射表面17a和后表面17b成形为不规则形状，但本发明不限于此，投射表面17a和后表面17b仅仅其中之一成形为不规则形状也是适当的。再者，除了上述投射表面17a和后表面17b之外的构造，即能够扩散上面投射的反射光13的各种现有技术也可应用。
此外，虽然上述实施例中反射光13以非90°的入射角入射到投射表面17a上，但本发明不限于此，也可以如图14所示的测量装置10A，反射光13以90°角入射到投射表面17a上。在这种情况下，需要考虑测量因反射光13返回镜平面11而变得不稳定。
此外，虽然上述实施例中图像拾取单元18设计为从投射屏17的后表面17b一侧拾取投射屏17的后表面17b的图像，但本发明不限于此，也可以如图15所示的测量装置10B，从投射屏17的投射表面17a一侧对投射屏17的投射表面17a进行图像拾取。在这种情况下，不需要用透光材料制成投射屏17。
由于本实施例的主要用途原本是用于获得所测量的偏转镜(MEMS镜12)的偏转角，所以基于多个亮点(光点50、51a、51b、51c)由于偏转镜(镜平面11)的移动而同时变化的事实，能够获取偏转量，因而，并不总是需要在各亮点之间进行分离。因此，虽然上述实施例中提取单元20基于图像拾取单元18拾取的图像从多个光点50、51a、51b、51c中提取了作为测量对象的投射光点50，但本发明不限于此，也可以同时测量多个光点50、51a、51b、51c，而不利用提取单元20。另外，也可以测量光源14发出除激光之外的光束作为测量光28。
上述MEMS镜12可利用各种现有技术(制造步骤)制造。此外，根据本实施例的测量装置10用于MEMS镜12的检查过程(检查步骤)中，该检查过程是制造工艺的一部分。
Claims (19)
1.一种测量装置(10)，用于测量具有可改变倾斜度的镜平面(11)的镜系统(12)的特性，所述测量装置(10)包括：
测量光源(14)，用于向所述镜平面(11)发射测量光(28)；
投射单元(17)，当所述测量光源(14)发射的测量光(28)从所述镜平面(11)反射时形成的反射光(13)投射在所述投射单元(17)上作为投射光点(50)；
图像拾取单元(18)，用于拾取所述投射单元(17)的图像，所述反射光(13)投射在所述投射单元(17)上作为投射光点(50)；
控制单元(31)，用于控制所述镜平面(11)的倾斜度；以及
测量单元(33)，用于基于所述图像拾取单元(18)拾取的所述投射单元(17)的图像，测量所述投射光点(50)的移动量，所述投射光点(50)随着受所述控制单元(31)控制的所述镜平面(11)的倾斜度变化而移动。
2.如权利要求1所述的测量装置，其中，所述图像拾取单元(18)首先在所述控制单元(31)改变所述镜平面(11)的倾斜度之前拾取所述投射光点(50)的图像作为第一图像，然后在所述控制单元(31)改变所述镜平面(11)的倾斜度之后拾取所述投射光点(50)的图像作为第二图像，以及
所述测量单元(33)基于所述图像拾取单元(18)拾取的所述第一图像和第二图像，测量所述投射光点(50)的移动量。
3.如权利要求1所述的测量装置，其中，所述图像拾取单元(18)在所述控制单元(31)改变所述镜平面(11)的倾斜度时拾取所述投射光点(50)的轨迹的图像，以及
所述测量单元(33)基于所述图像拾取单元(18)拾取的所述轨迹的图像，测量所述投射光点(50)的移动量。
4.如权利要求1所述的测量装置，还包括：提取单元(32)，用于基于所述图像拾取单元(18)拾取的图像，从投射在所述投射单元(17)上的多个光点中提取作为测量对象的所述投射光点(50)。
5.如权利要求4所述的测量装置，其中，所述提取单元(32)基于所述多个光点的强度提取作为测量对象的所述投射光点(50)。
6.如权利要求4所述的测量装置，其中，所述提取单元(32)基于所述多个光点的大小提取作为测量对象的所述投射光点(50)。
7.如权利要求4所述的测量装置，其中，所述提取单元(32)基于所述多个光点的排列位置提取作为测量对象的所述投射光点(50)。
8.如权利要求4所述的测量装置，其中，所述提取单元(32)基于所述控制单元(31)改变所述镜平面(11)的倾斜度前后所述多个光点的坐标值之间的差值，提取作为测量对象的所述投射光点(50)。
9.如权利要求4所述的测量装置，其中，所述镜系统(12)包括多个旋转轴(25，26)，使得所述镜平面(11)能够绕所述多个旋转轴(25，26)的每一个旋转，以及
当投射在所述投射单元(17)上的多个光点在所述投射单元(17)中以排列在一条线上的状态呈现时，所述控制单元(31)旋转所述镜系统(12)中的一个旋转轴(26)，使所述镜平面(11)产生偏转角，从而使得作为测量对象的所述投射光点(50)和不是测量对象的光点呈现在不同线上，并且，在这种状态下，所述控制单元(31)通过旋转所述镜系统(12)中的另一个旋转轴(25)来控制所述镜平面(11)的偏转角。
10.一种测量方法，用于测量具有可改变倾斜度的镜平面(11)的镜系统(12)的特性，所述测量方法包括以下步骤：
发射步骤，向所述镜平面(11)发射测量光(28)；
投射步骤，当所述发射步骤中发射的测量光(28)从所述镜平面(11)反射时形成的反射光(13)投射在投射单元(17)上作为投射光点(50)；
图像拾取步骤，拾取所述投射单元(17)的图像，所述反射光(13)在所述投射步骤中投射在所述投射单元(17)上作为投射光点(50)；
控制步骤，控制所述镜平面(11)的倾斜度；以及
测量步骤，基于所述图像拾取步骤中拾取的所述投射单元(17)的图像，测量所述投射光点(50)的移动量，所述投射光点(50)随着在所述控制步骤中控制的所述镜平面(11)的倾斜度变化而移动。
11.如权利要求10所述的测量方法，其中，在所述图像拾取步骤中，首先在所述控制步骤改变所述镜平面(11)的倾斜度之前拾取所述投射光点(50)的图像作为第一图像，然后在所述控制步骤改变所述镜平面(11)的倾斜度之后拾取所述投射光点(50)的图像作为第二图像，以及
在所述测量步骤，基于在所述图像拾取步骤中拾取的所述第一图像和第二图像，测量所述投射光点(50)的移动量。
12.如权利要求10所述的测量方法，其中，在所述图像拾取步骤中，在所述控制步骤改变所述镜平面(11)的倾斜度时拾取所述投射光点(50)的轨迹的图像，以及
在所述测量步骤，基于在所述图像拾取步骤中拾取的所述轨迹，测量所述投射光点(50)的移动量。
13.如权利要求10所述的测量方法，还包括：提取步骤，基于在所述图像拾取步骤中拾取的图像，从在所述投射步骤中投射在所述投射单元(17)上的多个光点中提取作为测量对象的所述投射光点(50)。
14.如权利要求13所述的测量方法，其中，在所述提取步骤，基于所述多个光点的强度提取作为测量对象的所述投射光点(50)。
15.如权利要求13所述的测量方法，其中，在所述提取步骤，基于所述多个光点的大小提取作为测量对象的所述投射光点(50)。
16.如权利要求13所述的测量方法，其中，在所述提取步骤，基于所述多个光点的排列位置提取作为测量对象的所述投射光点(50)。
17.如权利要求13所述的测量方法，其中，在所述提取步骤，基于在所述控制步骤改变所述镜平面(11)的倾斜度前后所述多个光点的坐标值之间的差值，提取作为测量对象的所述投射光点(50)。
18.如权利要求13所述的测量方法，其中，所述镜系统(12)包括多个旋转轴(25，26)，使得所述镜平面(11)能够绕所述多个旋转轴(25，26)的每一个旋转，以及在所述控制步骤，当在所述投射步骤投射的多个光点在所述投射单元中以排列在一条线上的状态呈现时，旋转所述镜系统(12)中的一个旋转轴(26)，使所述镜平面产生偏转角，从而使得作为测量对象的所述投射光点(50)和不是测量对象的光点呈现在不同线上，然后，通过旋转所述镜系统(12)中的另一个旋转轴(25)来控制所述镜平面(11)的偏转角。
19.一种镜系统制造方法，用于制造具有可改变倾斜度的镜平面(11)的镜系统(12)，所述制造方法包括以下步骤：
制造步骤，制造所述镜系统(12)；以及
检查步骤，检查所述制造步骤中制造的所述镜系统(12)；
所述检查步骤包括以下步骤：
发射步骤，向所述镜平面(11)发射测量光(28)；
投射步骤，当所述发射步骤中发射的测量光(28)从所述镜平面(11)反射时形成的反射光(13)投射在投射单元(17)上作为投射光点(50)；
图像拾取步骤，拾取所述投射单元(17)的图像，所述反射光(13)在所述投射步骤中投射在所述投射单元(17)上作为投射光点(50)；
控制步骤，控制所述镜平面(11)的倾斜度；以及
测量步骤，基于所述图像拾取步骤中拾取的所述投射单元(17)的图像，测量所述投射光点(50)的移动量，所述投射光点(50)随着在所述控制步骤中控制的所述镜平面(11)的倾斜度变化而移动。
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