JP2002206920A - 傾き検出方法及び装置 - Google Patents

傾き検出方法及び装置

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JP2002206920A
JP2002206920A JP2001001800A JP2001001800A JP2002206920A JP 2002206920 A JP2002206920 A JP 2002206920A JP 2001001800 A JP2001001800 A JP 2001001800A JP 2001001800 A JP2001001800 A JP 2001001800A JP 2002206920 A JP2002206920 A JP 2002206920A
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light
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tilt
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JP2001001800A
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English (en)
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Yasumasa Suga
恭正 菅
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Publication date
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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成で、測定面の傾きを精度良く測定
する。 【解決手段】 測定面(20)に対して、傾きを検出し
たい面内で複数本の平行ビーム24、26を近接照射
し、照射方向とは異なる方向から反射光を受光した時の
受光点P1、P2の間隔Pnに基づいて、測定面の傾き
を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、測定面の傾きを検
出するための傾き検出方法及び装置に係り、特に、液晶
アニール装置や半導体製造装置に用いるのに好適な、簡
単な構成で精度良く傾きを測定することが可能な傾き検
出方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】液晶アニール装置や半導体製造装置にお
いては、半導体基板等の傾きを高精度に検出する必要が
ある。
【0003】しかしながら従来は、平板の傾きを簡単且
つ高精度に測定する方法がなかった。
【0004】測定面の高さを検出するものとしては、図
1に示す如く、レーザ光源14から測定面10に向けて
照射したレーザビーム15の反射点Rが、測定面10の
上下動位置によって変化することを利用して、検出器1
8により検出する、いわゆる三角測量方式のレーザ変位
計12が知られている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、1台で
は傾きを計測することはできず、測定面10の傾きは、
計測された高さの誤差として計測されていた。
【0006】一方、図2に示す如く、このようなレーザ
変位計を離隔して2台設け、各レーザ変位計12、12
´によって測定される高さH、H´の差として傾きを計
測することも考えられるが、レーザ変位計が2台必要で
あるため、構成が複雑となるだけでなく、レーザービー
ム15、15′の平行度等の調整も面倒であるという問
題点を有する。
【0007】本発明は、前記従来の問題点を解決するべ
くなされたもので、測定面の傾きを簡単且つ高精度に検
出することを課題とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、測定面に対し
て複数本の平行ビームを照射し、照射方向とは異なる方
向から反射光を受光した時の受光点の間隔に基づいて、
測定面の傾きを検出するようにして、前記課題を解決し
たものである。
【0009】本発明は、又、傾き検出装置において、測
定面に対して複数本の平行ビームを照射するビーム照射
手段と、照射方向とは異なる方向から反射光を受光する
光検出手段と、該光検出手段によって検出された受光点
の間隔に基づいて、測定面の傾きを演算する手段とを備
えることにより、同じく前記課題を解決したものであ
る。
【0010】更に、前記複数本の平行ビームを、単一の
光源から発生させるようにして、光源の数を減らせるよ
うにしたものである。
【0011】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して、本発明の実
施形態を詳細に説明する。
【0012】本発明の第1実施形態は、図3に示す如
く、測定面である反射板20の上面に対して、傾きを検
出したい面内(本実施例では図の上下方向面内)に複数
本(実施例では2本)の平行ビーム23、25を、所定
間隔Dpで近接照射する2台の半導体レーザ22、24
と、照射方向とは異なる方向から反射光を受光する、例
えばリニアCCDやPSD(半導体位置検出器)等の一
次元受光素子26と、該一次元受光素子26によって検
出された受光点P1、P2の間隔Dnに基づいて、反射板
20の傾きを演算する傾き演算装置28とを備えてい
る。
【0013】なお、反射板20の上面は鏡面仕上げされ
ている。
【0014】以下、本実施形態の作用を説明する。
【0015】図3に示したように、一方の半導体レーザ
22からのレーザビーム23は、反射板20に対して入
射角θsで入射し、同じ反射角θsで反射する。反射点R
1から反射方向に向かって距離Drの位置に置かれた受
光素子26に対して反射光が当り、その受光点P1の位
置が傾き演算装置28に入力される。
【0016】又、前記半導体レーザ22から平行に距離
Dpだけ離れた位置にある他方の半導体レーザ24から
のレーザビーム25も、同様の原理で、受光点P2の位
置を計測することができる。
【0017】図3に示したように、反射板20の傾きθ
tが0°(横に平行)であれば、受光点P1−P2間の距
離Dnは、半導体レーザ間の距離Dpに等しい。又、距離
Dnは、入射角θsの大小によらず一定となる。
【0018】一方、図4に示すように、反射板20が時
計方向にθt(>0)だけ傾いた場合、半導体レーザ2
4の光の反射点R2は、傾きにより、半導体レーザ22
の反射点R1よりも上に移動する。このため、受光点間
の距離Dnは、傾きが無いときに比較して短くなる(Dn
<Dp)。
【0019】又、図5に示すように、反射板20が逆に
反時計方向にθt(<0)だけ傾いた場合、半導体レー
ザ24の光の反射点R2は、傾きにより、半導体レーザ
22の反射点R1より下に移動する。このため、受光点
間の距離Dnは、傾きが無い時に比較して長くなる(Dn
>Dp)。
【0020】今、半導体レーザ22による受光点の位置
をP1、半導体レーザ24による受光点の位置をP2とす
ると、2点間の距離Dnは次式で表わすことができる。
【0021】 Dn=P1−P2=Dp−K×θt …(1)
【0022】ここで、Kは任意の係数である。
【0023】従って、反射板20の傾き角θtは、次式
で計算することができる。
【0024】 θt=(Dp−Dn)/K …(2)
【0025】図6に、入射(反射)角θs=45°、レ
ーザ間隔Dp=20mm、反射点と受光点間の距離Dr=
150mmのときの、反射板20の傾き角θt(deg)と
受光点間距離Dnの変化量ΔDn(=(P1−P2)−D
p)(μm)の関係の例を示す。
【0026】従って、前記傾き演算装置28は、前記一
次元受光素子26の信号から受光点P1、P2の位置を求
めた後、上記(1)、(2)式による演算を行って、反
射板の傾きθtを得ることができる。
【0027】本実施形態においては、小型の半導体レー
ザ20、22を2台平行に設けているので、構成が簡略
である。
【0028】次に、図7を参照して、本発明の第2実施
形態を詳細に説明する。
【0029】本実施形態は、2本のレーザビーム23、
25を、ビームスプリッタ30と反射鏡32を用いて1
台の半導体レーザ22から形成するようにしたものであ
る。
【0030】本実施形態によれば、半導体レーザの数を
減らして、消費電力を低減できる。又、レーザ光源が大
きい場合でも、小型化が容易である。
【0031】前記実施形態においては、いずれも、ビー
ム照射手段として半導体レーザを用いているので、構成
が簡略であり、且つ、小型化が容易である。なお、ビー
ム照射手段の構成や数は、前記実施形態に限定されな
い。
【0032】又、前記実施形態においては、いずれも、
受光素子として、リニアCCD又はPSD等の一次元受
光素子を用いているので、受光素子の構成が簡略であ
る。なお、受光点の間隔を検出する手段はこれに限定さ
れず、例えば2次元CCDカメラを用いても良い。
【0033】又、前記実施形態においては、いずれも、
反射板20の傾きのみを検出するようにされていたが、
2点のレーザのうち1点のレーザを使用することによ
り、従来と同様の高さ計測も併せて行うことが可能であ
る。
【0034】本発明は、液晶アニール装置や半導体製造
装置等の半導体基板の傾きを検出するのに用いるのに好
適であるが、本発明の適用範囲はこれに限定されず、他
の測定対象の傾きを同様に検出することも可能である。
【0035】
【発明の効果】本発明によれば、簡単な構成で、測定面
の傾きを精度良く測定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の三角測量方式レーザ変位計の構成を示す
線図
【図2】該レーザ変位計を2台用いて傾きを検出してい
る様子を示す線図
【図3】本発明の第1実施形態の構成を示す線図
【図4】同じく反射板が時計方向に傾いている状態を示
す線図
【図5】同じく反射板が反時計方向に傾いている状態を
示す線図
【図6】同じく反射板の傾きと受光点間の距離変化量の
関係の例を示す線図
【図7】本発明の第2実施形態の構成を示す線図
【符号の説明】
20…反射板(測定面) 22、24…半導体レーザ 23、25…レーザビーム Dp…レーザビーム間隔 R1、R2…反射点 26…一次元受光素子 P1、P2…受光点 Dn…受光点間隔 28…傾き演算装置 θt…傾き角 30…ビームスプリッタ 32…反射鏡

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】測定面に対して複数本の平行ビームを照射
    し、 照射方向とは異なる方向から反射光を受光した時の受光
    点の間隔に基づいて、測定面の傾きを検出することを特
    徴とする傾き検出方法。
  2. 【請求項2】測定面に対して複数本の平行ビームを照射
    するビーム照射手段と、 照射方向とは異なる方向から反射光を受光する光検出手
    段と、 該光検出手段によって検出された受光点の間隔に基づい
    て、測定面の傾きを演算する手段と、 を備えたことを特徴とする傾き検出装置。
  3. 【請求項3】前記複数本の平行ビームを、単一の光源か
    ら発生させることを特徴とする請求項2に記載の傾き検
    出装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008258365A (ja) * 2007-04-04 2008-10-23 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 位置検出装置、パターン描画装置および位置検出方法
JP2009109923A (ja) * 2007-10-31 2009-05-21 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd 取付姿勢測定装置
CN102354224A (zh) * 2011-08-30 2012-02-15 浙江大学 基于人造光源的日光反射装置校正系统及校正方法
JP2016166885A (ja) * 2016-04-18 2016-09-15 トヨタ自動車株式会社 サスペンションシステム

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