发明名称 即时量测平台角度误差之光学式量测单元及其方法
摘要 一种即时量测平台角度误差之光学式量测单元及其方法,系于平台上利用夹治具将光学尺、以及由光源体、分光镜(或1/4λ波片及偏极分光镜)、准直透镜、及四象限位移感测器所组成之光学式量测单元对准;藉该光源体射出先通过分光镜(或1/4λ波片、再通过偏极分光镜),由分光镜进行分光,以取得之反射光,再经准直透镜透后形成准直的雷射光束,再入射至光学尺上,产生绕射光;当线性平台移动时的角度误差,使得准直光束照射在光栅上的入射方向有角度变化,令其所产生的零阶绕射光方向改变;利用零阶绕射光的反射方向改变使得反射后的光再通过一次分光镜(或1/4λ波片后再穿过偏极分光镜)后,直接聚焦在四象限位移感测器不同位置上,即求得量测结果。
申请公布号 TWI274139 申请公布日期 2007.02.21
申请号 TW095108528 申请日期 2006.03.14
申请人 国立虎尾科技大学 发明人 刘建宏;觉文郁;谢奇辰;徐东晖
分类号 G01B11/26(2006.01) 主分类号 G01B11/26(2006.01)
代理机构 代理人 简靖峰 台中市南屯区文心路1段73号4楼之2
主权项 1.一种即时量测平台角度误差之光学式量测单元, 系为定位于平台上并与光学尺对准,而其内部结构 系由一光源体、分光镜、一准直透镜、及一四象 限位移感测器所组成,其中: 该光源体,提供光源投射至分光镜; 该分光镜,系与光源体相对应,为供上述光源体通 过进行分光而产生反射光; 准直透镜,系与分光镜产生反射光的方位相对应, 为将上述反射光准直成一光束,照射于光学尺上而 产生绕射光; 四象限位移感测器,系与分光镜相对应,用来测得 平台位移的变化量,以供准直光束照射在光学尺上 的方向有受平台角度变化时,会造成绕射光的反射 方向改变,使得反射后的光再通过一次分光镜后, 直接聚焦在四象限位移感测器不同位置上,以供不 同位置的讯号经由处理后而能得到其角度误差値 。 2.一种即时量测平台角度误差之光学式量测单元, 系为定位于平台上并与光学尺对准,而其内部结构 系由一光源体、一1/4波片、一偏极分光镜、一 准直透镜、及一四象限位移感测器所组成,其中: 该光源体,提供光源投射至1/4波片; 该1/4波片,系与光源体相对应,为供上述光源通 过,并让该光源体振动后改变方向90度; 该偏极分光镜,系与1/4波片结合,并与四象限位 移感测器相对应,为供上述振动方向改变90度的光 源体通过,进行分光而产生反射光; 准直透镜,系与1/4波片及光学尺相对应,为将上 述反射光准直成一光束,照射于光学尺上而产生绕 射光; 四象限位移感测器,系与偏极分光镜相对应,以供 准直光束照射在光学尺上的方向有受平台角度变 化时,会造成绕射光的反射方向改变,使得反射后 的光再通过一次1/4波片后,此时通过1/4波片之 光束的振动方向已转向90度后,可再穿过偏极分光 镜后,直接聚焦在四象限位移感测器不同位置上, 以供不同位置的讯号经由处理后而能得到其角度 误差値。 3.如申请专利范围第1项或第2项所述一种即时量测 平台角度误差之光学式量测单元,其中该光源体可 采一般雷射二极体。 4.如申请专利范围第1项或第2项所述一种即时量测 平台角度误差之光学式量测单元,其中该绕射光系 为零阶绕射光。 5.一种即时量测平台角度误差之方法,其步骤如下: 系于平台上以夹治具将一光学式量测单元固定并 与光学尺对准定位,而该光学式量测单元内部设有 光源体、分光镜、准直透镜、及四象限位移感测 器; 接着启动光源体,使光源体之射出会先通过分光镜 进行分光,该分光镜分光后所得反射光,再透过准 直透镜而形成准直光束,入射至光学尺上,产生绕 射光; 当平台移动时,此时准直光束照射在光学尺上角度 变化时,即令其所产生的绕射光方向改变; 利用绕射光的反射方向改变,使得反射后的光再通 过分光镜后,直接聚焦在四象限位移感测器之不同 位置上,俾可即时量测求得角度误差。 6.如申请专利范围第5项所述一种即时量测平台角 度误差之方法,其中该分光镜可采以1/4波片及偏 极分光镜结合之取代,以供其除可分光以外,更可 降低光源强度减弱。 7.如申请专利范围第5项所述一种即时量测平台角 度误差之方法,其中该光源体可采一般雷射二极体 。 8.如申请专利范围第5项所述一种即时量测平台角 度误差之方法,其中该平台可采线性移动平台。 9.如申请专利范围第5项所述一种即时量测平台角 度误差之方法,其中该绕射光系为零阶绕射光。 图式简单说明: 图一系习知利用干涉方式校正角度的量测示意图; 图二系习知利用自动视准仪校正角度的方式图; 图三为本发明光学式量测单元的结构简示暨实施 作动图; 图四为本发明光学式量测单元的另一结构简示暨 实施作动图;以及 图五系为本发明即时量测平台角度误差之整体量 测系统图。
地址 云林县虎尾镇文化路64号