[發(fā)明專利]形狀測量裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310413996.4
• 申請日: 2013-09-12
• 公開（公告）號: CN103673921A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發(fā)明（設計）人: 久保圭司
• 申請（專利權）人: 松下電器產業(yè)株式會社
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 張寶榮

技術領域

本發(fā)明涉及使用探針等測量形狀的形狀測量裝置，該形狀測量裝置利用工作臺使在XY軸方向上確定表面的探針或測量物在XY軸方向上移動，并利用探針對測量物的形狀進行測量。

背景技術

由于近年來光電技術的進步，在數(shù)碼相機等照相機和智能手機等使用照相機的移動設備中，對于提高畫質的要求越來越高。特別是，作為照相機所使用的透鏡的表面形狀，對于加工為相對于設計形狀誤差為0.1μm(100nm)以下的、高精度透鏡的要求越來越高。其中，在進行高精度測量的形狀測量裝置中，對于通過降低測量時的噪聲來實現(xiàn)高精度化的要求也越來越高。特別是，在通過使探針進行掃描來進行形狀測量的形狀測量裝置中，要求降低掃描測量時的振動噪聲，降低掃描時的振動的效果在于XY工作臺的性能所占的比例較高。

以往的形狀測量裝置等所使用的工作臺結構公知有這樣的結構：利用與工作臺的可動部和固定部不同的另外的支承構件支承線性電動機端部的承受線性電動機的驅動力的部分，使驅動工作臺時的力的反作用不由工作臺整體承受，從而來降低在形狀測量裝置產生的振動(例如參照專利文獻1)。

圖8A及圖8B表示專利文獻1記載的以往的工作臺結構。

在圖8A及圖8B中，101是平臺，102是可動工作臺，103X是第一X軸方向的線性電動機，103Y是第一Y軸方向的線性電動機，104X是第二X軸方向的線性電動機，104Y是第二Y軸方向的線性電動機，105X是支承第二X軸方向的線性電動機104X的支承板，105Y是支承第二Y軸方向的線性電動機104Y的支承板。支承板105X、105Y設置于與平臺101不同的底盤109上。另外，平臺101構成為利用除振裝置110除振。另外，支承第二X軸方向的線性電動機104X和第二Y軸方向的線性電動機104Y的支承板105X、105Y構成為從底盤109延伸出臂來進行支承。

可動工作臺102被以下述方式支承，即，使用空氣軸承等在X軸軛106X和Y軸軛106Y的交點位置以能在XY方向上移動的方式對可動工作臺102進行定位，該X軸軛106X在Y方向上移動且對X方向的移動方向進行控制，該Y軸軛106Y在X方向上移動且對Y方向的移動方向進行控制。利用該結構，X軸軛106X利用第二Y軸方向的線性電動機104Y的推力在Y方向上動作，從而進行可動工作臺102的Y方向的粗定位。利用同樣的步驟，Y軸軛106Y利用第二X軸方向的線性電動機104X的推力在X方向上動作，從而進行可動工作臺102的X方向的粗定位。

在此，就X軸軛106X在Y軸方向上移動的引導而言，利用Y軸空氣軸承107Y來限定移動方向，就Y軸軛106Y在X軸方向上移動的引導而言，利用X軸空氣軸承107X來限定移動方向。

另外，利用設于X軸軛106X及Y軸軛106Y的、在X方向上進行驅動的線圈108X及在Y方向上進行驅動的線圈108Y，分別在X方向及Y方向上相對于可動工作臺102產生推力，從而進行微定位。

在圖8A及圖8B中，表示在Y軸方向上驅動可動工作臺102的以往例，以下說明使用第二Y軸方向的線性電動機104Y以較大推力且以高速對可動臺102進行粗定位。此時，第二Y軸方向的線性電動機104Y的支承板105Y從底盤109延伸出臂來進行支承。因此，在第二Y軸方向的線性電動機104Y驅動時，相對于利用X軸軛106X驅動可動工作臺102時產生的力，在第二Y軸方向的線性電動機104Y的固定側產生反作用的力。該反作用的力不會傳遞至構成工作臺單元的平臺101。因此，在由第二Y軸方向的線性電動機104Y以較大推力且以高速進行粗定位時，平臺101不會產生振動等。

專利文獻

專利文獻1：日本特開平5-77126號公報

但是，在進行微定位時，由于在底盤109上設置支承板105Y來支承第二Y軸方向的線性電動機104Y的固定側，因此，來自底盤109的振動等通過第二Y軸方向的線性電動機104Y的驅動力傳遞至X軸軛106X，無法進行高精度的定位。

因此，在進行微細的位置控制時，在利用第二Y軸方向的線性電動機104Y進行的粗定位結束后，切斷第二Y軸方向的線性電動機104Y的驅動力。然后，利用配置于防振裝置110上且設置于Y軸軛106Y上的第一Y軸方向的線性電動機103Y，對設置于工作臺102的磁鐵部分產生推力，從而避免底盤振動地進行高精度的定位。

但是，在該結構中，相對于為驅動工作臺102而產生的力，在作為力的產生源的Y軸軛106Y上產生反作用的力。