專利名稱：用于制造位移刻度尺的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及用于確定位移的刻度尺，該刻度尺采用多個全內(nèi)反射 (TIR)光學棱鏡作為用于測量位移的刻度特征物。
背景技術(shù)：
光學編碼器用于測量基底或所關注的其它制品的位移。通常，光
學編碼器包括光源、附接到基底或所關注的其它制品的刻度尺和光感 測元件。刻度尺通過反射、透射、和/或阻擋光的一些來調(diào)制從光源導 向的光。光感測元件被被定位成感測已調(diào)制光并且生成與已調(diào)制光相 對應的輸出信號。通過分析光傳感器的輸出信號確定所關注制品的位 移。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實施例涉及用于在基底上形成包括TIR棱鏡的位移刻度 尺的方法和系統(tǒng)。根據(jù)一個實施例，用于形成位移刻度尺的系統(tǒng)包括 一個或多個具有負突起形式的全內(nèi)反射(TIR)棱鏡特征物的輥。驅(qū)動 機構(gòu)被構(gòu)造用于旋轉(zhuǎn)輥使得包括TIR特征物的刻度尺在基底表面上形 成。輥可以還包括負突起形式的圖案特征。在該構(gòu)造中，輥的旋轉(zhuǎn)在 基底上同時形成位移刻度尺和圖案特征。
在一些實施例中，分配器將材料分配在基底表面上，并且輥的旋 轉(zhuǎn)在基底表面上的材料中形成包括TIR棱鏡特征物的位移刻度尺。例如，材料可包括可固化材料、UV固化型樹脂、澆注型聚合物、熱固化 型材料、或其他固化型或澆注型材料。在這些實施例中，系統(tǒng)可包括
固化工位，例如被構(gòu)造用于固化刻度尺的TIR棱鏡特征物的熱源或UV光源。
在一些實施例中，系統(tǒng)可包括一個或多個包括負突起形式的幅材 圖案特征的另外的輥。另外的驅(qū)動機構(gòu)旋轉(zhuǎn)一個或多個另外的輥使得 圖案特征在基底上形成。幅材圖案特征可在形成刻度尺的同時形成。
在一個構(gòu)造中，除了位移刻度尺特征物之外，輥還具有負突起形
式的第一組圖案特征。輥的旋轉(zhuǎn)在基底上同時形成TIR刻度尺和第一 組圖案特征?？潭瘸弑粯?gòu)造為便于轉(zhuǎn)印另外的圖案特征到基底以對準 第一組圖案特征。
根據(jù)多種方面，基底可包含柔性幅材，例如聚合物幅材，或基底 可包含剛性材料，例如玻璃。
可取向TIR特征物從而提供橫向位移測量，或縱向位移測量，或 兩者都包括。TIR特征物可被構(gòu)造用于測量角旋轉(zhuǎn)或測量多種幅材參 數(shù)。
另一個實施例涉及在基底上形成包括TIR棱鏡特征物的刻度尺的 方法?；着c具有負突起形式的全內(nèi)反射(TIR)棱鏡特征物的一個或 多個輥接觸或貼近。相對于基底旋轉(zhuǎn)輥，使得包括TIR棱鏡特征物的 位移刻度尺在基底的表面上形成。
在一些構(gòu)造中，將用于形成TIR棱鏡的材料分配到基底上。旋轉(zhuǎn) 輥使得TIR棱鏡在基底上的材料中形成。
第一層圖案特征可在形成刻度尺的同時形成。隨后刻度尺可用于
7接下來的工序步驟中以使另外的圖案特征與第一組圖案特征對齊。
本發(fā)明的另一個實施例涉及被構(gòu)造用于在基底上形成位移刻度尺 的工具。工具包括具有被布置以形成位移刻度尺的負突起形式的全內(nèi) 反射(TIR)棱鏡特征物和負突起形式的圖案特征的輥。輥被構(gòu)造用于 當旋轉(zhuǎn)輥使得其與基底接觸或貼近時，在基底上同時形成位移刻度尺 和圖案特征。
以上本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容并非意圖描述本發(fā)明的每一個實施例或每 種實施方式。通過參見下面結(jié)合附圖的具體實施方式
和權(quán)利要求書， 本發(fā)明的優(yōu)點和成就與對本發(fā)明更完整的理解一起將變得顯而易見并 被理解。


圖1A示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例用于指示幅材位置的全內(nèi)反射 的使用；
圖1B示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的包括直角正棱鏡的刻度尺元 件，其被構(gòu)造用于提供指示幅材位置的全內(nèi)反射；
圖2A示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的以反射模式操作的用于指示 幅材位置的系統(tǒng)；
圖2B示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的以透射模式操作的用于指示 幅材位置的系統(tǒng)；
圖2C示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的以反射模式操作的用于控制 幅材移動的系統(tǒng)；
圖2D示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的以透射模式操作的用于控制 幅材移動的系統(tǒng)；
圖2 E和圖2 F示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的在幅材上縱向布置的 刻度特征物；
圖2G和圖2H示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的在幅材上橫向布置的 刻度特征物；圖21示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的棋盤圖案的縱向刻度特征物和 橫向刻度特征物；
圖3A為在光電檢測器表面處的光強度的曲線圖，該光強度由根據(jù) 本發(fā)明的實施例的刻度特征物來調(diào)制；
圖3B示出在雙光傳感器表面處的光強度的曲線圖，該光強度由根 據(jù)本發(fā)明的實施例的刻度特征物和掃描調(diào)制盤來調(diào)制以實現(xiàn)相位差為 約90°的正弦光強度；
圖4A為示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例使用TIR刻度尺指示基底位 置的過程的流程圖4B為示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例用于確定粗幅材和細幅材位 置的方法的流程圖5A為根據(jù)本發(fā)明的實施例的巻制品的示意圖，該巻制品包括具 有整合的刻度特征物的幅材；
圖5B為根據(jù)本發(fā)明的實施例的巻制品的一部分的示意圖，該部分 的巻制品包括具有整合的刻度尺并且另外具有沉積在幅材上的圖案特 征的幅材；
圖5C為根據(jù)本發(fā)明的實施例己經(jīng)與幅材分隔開的刻度尺的示意
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的輥的一部分的側(cè)視圖，該輥具 有可以用于在基底上形成TIR刻度尺的負突起形式的TIR特征物；
圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于在基底上形成包括TIR棱 鏡特征物的刻度尺的系統(tǒng)；
圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于同時在基底上形成包括 TIR棱鏡特征物的刻度尺和第一層圖案特征的系統(tǒng)；
圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于制備雙面幅材基底的系統(tǒng)， 該雙面幅材基底在幅材的兩個相對表面上都包括特征物；
圖IO示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的可以用于制備雙面幅材基底的 第一壓花輥和第二壓花輥，該雙面幅材基底在幅材的兩個相對表面上 都包括特征物；
圖11示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的系統(tǒng)，其中在之前制造步驟中形成的TIR刻度尺用于在后續(xù)的制造步驟中控制基底的位置；并且
圖12示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的在幅材的一個表面上縱向布置 的刻度尺特征物和在幅材背面上的第二圖案。
雖然本發(fā)明可被修改成多種修改形式和可供選擇的形式，但是其 具體細節(jié)已經(jīng)以舉例的方式在附圖中示出，并且將做詳細的描述。然 而應當理解，其意圖不是將本發(fā)明限于所述的具體實施例。相反，其 意圖在于覆蓋落入所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的范圍內(nèi)的所有修 改形式、等同形式和可供選擇的形式。
具體實施例方式
存在用于指示基底位移的增強的方法和系統(tǒng)的需要。本發(fā)明滿足 了這些和其它需要，并且提供了優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的其它優(yōu)點。
在以下所示實施例的描述中，參考了形成其一部分的附圖，并且 其中以舉例說明的方式示出其中可以實踐本發(fā)明的多種實施例。應當 理解，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可以利用實施例并且可以進 行結(jié)構(gòu)上的改變。
本發(fā)明的實施例示出了用于確定基底的位移或所關注的其它制品 的位移的刻度尺、以及用于制備和使用刻度尺的方法和系統(tǒng)。刻度尺 可以用于提供幅材平移位移和/或旋轉(zhuǎn)位移的指示，并且可以用于確定 幅材位置和/或控制柔性幅材的移動。另外或可供選擇地，除了指示幅 材的平移位移和/或旋轉(zhuǎn)位移之外，另外還可以使用刻度尺來測量幅材 的多種參數(shù)或圍繞幅材的周圍環(huán)境的多種參數(shù)。例如，如以下更詳細 討論的，刻度尺可以用于測量幅材的溫度和/或彈性模量，和/或可以用 于測量幅材應變?；卓梢杂赏该鞯?、剛性的材料(例如，玻璃)制 成，或可以包括透明的、柔性的可拉伸材料(例如，柔性的聚合幅材)。
刻度尺包括被構(gòu)造為全內(nèi)反射(TIR)棱鏡的多個光學刻度特征物。當棱鏡表面上的光的入射角6i大于或等于臨界角0e時，會出現(xiàn)全內(nèi)反 射。對于大于6e的入射角而言，所有的入射光都被反射。
圖1A示出了基底105上包括TIR特征物115的刻度尺，并且示
出了根據(jù)多種實施例所使用的全內(nèi)反射的原理。光源(未示出)產(chǎn)生
的光被導向具有整合的刻度尺的基底105，該整合的刻度尺包括TIR刻 度特征物115。如果被導向TIR刻度特征物115的光111的角度e i大 于或等于臨界角6e，則光以角度、被反射，如圖1A所指出的那樣。
TIR刻度特征物可以由通過TIR提供反射的任何形狀或構(gòu)型形成。 在一些實施例中，TIR刻度特征物可以包括直角正棱鏡，如圖1B所示。 在該實施例中，如果入射到TIR刻度特征物116的左表面117上的入 射光的角度9 n大于9 c，則光以0 i2的入射角被全內(nèi)反射至右棱鏡表面 118。在右棱鏡表面118處，光以角度e。被再次全內(nèi)反射，并且基本 上平行于入射光地射出棱鏡116。通過TIR的反射方便地將入射在TIR 刻度特征物的表面上的幾乎所有光都反射，而沒有通常用于反射型刻 度尺的金屬化表面可能出現(xiàn)的損耗。
圖2A至圖2D為被構(gòu)造用于使用設置在基底上的TIR刻度尺指示 基底位移的系統(tǒng)的示意圖。如圖2A和圖2B所示，系統(tǒng)包括光源210， 其將光211導向可相對于光源210和光傳感器220的固定位置移動的 基底205。
圖2A的系統(tǒng)示出了以反射模式操作的用于指示基底位移的系統(tǒng)。 在反射模式下，光源210 (可以是多光源陣列)和一個或多個光傳感器 220設置在基底205的同一表面206附近。光源210將光211導向基底 205的表面206。光212的一部分被TIR刻度特征物215導向光傳感器 220。光傳感器220感測到反射光，并產(chǎn)生可以用于指示基底位移的模 擬輸出信號。在該實施例中，基底205可以為透明的或可以為不透明 的。在基底205為透明的構(gòu)型中，光221的一部分可以透過基底205
11透射。應當理解，如果基底205是透明的，則TIR刻度特征物215可 以設置在基底205的表面206和表面207中的任何一者上，或設置在 表面206和表面207兩者上。
圖2B示出了以透射模式操作的用于指示幅材位置的系統(tǒng)。在該構(gòu) 型中，光源210和光傳感器220設置在幅材205的相對表面206、表面 207上。光源210將光211導向幅材205的表面206。光212的一部分 被刻度尺元件215反射。光221的另一部分穿過透明幅材205到達光 傳感器220。光傳感器220感測透射的光221并產(chǎn)生模擬輸出信號。
在圖2A和圖2B中，當基底205相對于光源210和光傳感器220 的固定位置移動時，在光傳感器220的有源表面222處的光強度由TIR 刻度特征物來調(diào)制。在用于圖2A和圖2B的系統(tǒng)的光傳感器220的有 源表面222處的光強度通過圖3A中的光強度曲線圖310來示出?；?205的相對運動造成在光傳感器220的表面222處的光強度被正弦調(diào) 偉U。光傳感器220檢測該光，并產(chǎn)生跟蹤在光傳感器220的有源表面 222處的光強度的對應的正弦模擬輸出信號。由光傳感器220產(chǎn)生的模 擬輸出信號可以用于確定基底205的位移。
在一些實施例中，由光傳感器產(chǎn)生的模擬輸出信號可以用于控制 基底的移動。例如，使用設置在柔性的、伸長的幅材基底上的TIR刻 度特征物對于滾筒式制備應用是特別有用的。圖2C和圖2D示出了當 用于指示幅材位置的組件被布置成以反射(圖2C)模式和透射(圖2D) 模式操作時用于控制幅材的移動的系統(tǒng)。伸長的幅材235可以從巻上 退繞，或可以來自此前的制備處理。在圖2C和圖2D中用于指示幅材 位置的組件分別與圖2A和圖2B中示出的組件類似，不同之處在于， 圖2C至圖2D的系統(tǒng)均額外地包括掃描調(diào)制盤240并且具有雙光傳感 器250、光傳感器255。幅材235相對于光源210、掃描調(diào)制盤240和 光傳感器250、光傳感器255的固定位置運動。掃描調(diào)制盤240以離幅材235短距離的方式設置，使得調(diào)制窗241 允許被導向幅材235的光的一部分穿過掃描調(diào)制盤240。位于窗241之 間的掃描調(diào)制盤240的區(qū)域242阻擋光的一部分。
光傳感器250、 255感測在傳感器250、 255的表面處存在的光并 產(chǎn)生獨立的輸出信號。如此前所述，當幅材235相對于光源210和光 傳感器250運動時，TIR刻度特征物215引起在光傳感器250處存在的 光強度被正弦調(diào)制。掃描調(diào)制盤可以用于進一步調(diào)制在光傳感器250、 光傳感器255處存在的光。通過使用掃描調(diào)制盤240，在光傳感器250、 光傳感器255處的光強度對應于相位移90°的兩個對稱的正弦信號 320、正弦信號330，如圖3B所示。跟蹤在光傳感器250、光傳感器255 的表面處存在的已調(diào)制光強度的輸出信號由光傳感器250、光傳感器 255產(chǎn)生，以指示幅材位置。
通過幅材位置處理器260來分析由光傳感器250、光傳感器255 產(chǎn)生的輸出信號，以確定幅材位置。例如，幅材位置處理器260可以 確定幅材235相對于光傳感器250、光傳感器255的位置和運動方向。 采用適當設置的TIR刻度特征物和系統(tǒng)的相關位置指示組件，可以確 定橫維方向和縱維方向中的一者或兩者的幅材位置。幅材運動控制器 270使用該信息來控制移動幅材的幅材傳輸系統(tǒng)230。
在一些實施例中，可以使用多個光源和/或多個光傳感器來感測幅 材的平移位移和/或角位移和/或確定幅材參數(shù)。使用多個傳感器組合的 系統(tǒng)提供了信號冗余，從而提供了更穩(wěn)固的系統(tǒng)。在一些實施例中， 通過不止一個刻度特征物(例如，約3至20個特征物)來調(diào)制能量。 來自傳感器的輸出信號可以均分或者說是組合多重特征物所調(diào)制的能 量。如果單個特征物、或甚至若干特征物損壞或由于污物而變暗，均 分的輸出信號受影響的程度最低。
刻度特征物可以包括縱向布置的特征物、橫向布置的特征物或縱向布置的特征物和橫向布置的特征物兩者的組合。如圖2E和圖2F所 示，在一個實施例中，在幅材205的頂部207、底部206或頂部207和 底部206兩者的表面上，可以布置用于縱向位移測量的一組刻度特征 物230。 一組光源和傳感器組件(如圖2A至2D所示)被構(gòu)造用于檢 測縱向刻度特征物230調(diào)制的能量，并且用于產(chǎn)生指示幅材205縱向 位移的信號和/或可以用于測量其它幅材參數(shù)。在圖2G和2H所示的一 個實施例中，在幅材205的頂部207、底部206或頂部207和底部206 兩者的表面上，可以布置用于橫向位移測量的一組刻度特征物240。 一 組光源和傳感器組件被構(gòu)造用于檢測橫向刻度特征物調(diào)制的能量，并 且用于產(chǎn)生指示幅材橫向位移的信號和/或可以用于測量其它幅材參 數(shù)。
圖2E至圖2H所示的刻度特征物是線性三棱鏡，其可以具有下限 為幾微米的條距和棱鏡間的距離。該類型的棱鏡的便利的維度包括約 40jum的條距初約20pm的棱鏡間的距離。
同時使用縱向刻度特征物和橫向刻度特征物以及兼容的源/傳感 器組合使得能夠指示縱向幅材位移和橫向幅材位移以及角位移。圖21 示出了幅材，在幅材205的頂表面207上設置有縱向刻度特征物230 和橫向刻度特征物240兩者?？v向刻度特征物230和橫向刻度特征物 240可以設置在幅材205相背的兩面或者在幅材的同一面上。如果縱向 刻度特征物230和橫向刻度特征物240設置在幅材205的同一面上， 則它們可以形成如圖2I所示的棋盤圖案。縱向刻度特征物和橫向刻度 特征物可以如圖21中所示地連接，或可以包括不連續(xù)、不連接的棱鏡 的交替圖案。在一些實施例中，棋盤圖案可以包括與多重橫向刻度特 征物的區(qū)域交替的多重縱向刻度特征物的區(qū)域。
使用設置在幅材上的整合的TIR刻度尺確定連續(xù)幅材位置，以在 一個或多個連續(xù)制備工序中在沉積圖案特征期間控制幅材的運動。例 如，結(jié)合本文所提供的本發(fā)明實施例描述的TIR刻度尺可以用于指示說明書第10/21頁
連續(xù)幅材位置。指示幅材位置有助于在滾筒式制備處理期間沉積或者 說是形成在幅材上的多層圖案特征之間的對齊。本文所述的刻度尺對 于制備柔性的、多層電子器件或光學器件是特別有用的，這些器件的 制備需要多重沉積工序以在柔性的幅材上形成連續(xù)的圖案特征層。例
如，TIR刻度特征物可以形成在(例如)柔性的、聚合物型幅材上，該 幅材的彎曲半徑(例如)小于約100mm、小于約50mm、小于約25mm、 或甚至小于約5mm。小彎曲半徑使得能夠?qū)IR刻度尺制成巻制品。
另外，本文描述的方法可以用于自動補償在幅材加工應用中通常 出現(xiàn)的幅材應變的變化。例如，在一些實施例中，刻度特征物基本上 與幅材圖案特征層(例如，用于形成多層電子器件或光電器件的第一
層幅材圖案特征)同時地沉積在幅材上。當沉積刻度特征物和幅材圖 案特征時，幅材圖案特征和刻度特征物經(jīng)歷等量的幅材應變。在該構(gòu) 型中，刻度特征物可以用于精確地跟蹤第一層幅材圖案特征的位置， 而與隨后處理中的幅材應變量無關。刻度特征物可以用于精確地跟蹤 第一層幅材圖案特征的橫向位置、縱向位置、禾口/或角旋轉(zhuǎn)，而與隨后 處理中的幅材應變量無關。
當幅材應變增大(即，幅材被更大程度地拉伸)時，刻度特征物 與幅材上形成的對應幅材圖案特征一起被拉伸。這種現(xiàn)象使得刻度特 征物能夠用于更精確地跟蹤幅材上沉積的特征物的位置。使用根據(jù)本 文多種實施例所述的刻度尺，即使當幅材被拉伸時，也能夠?qū)崿F(xiàn)與同 時或隨后沉積的幅材圖案特征的精確對齊。關于使用刻度特征物指示 柔性幅材位置(其方面可以結(jié)合本發(fā)明實施例使用)的額外的詳情在 與本專利申請同時提交、以引用方式并入本文中的共同擁有的美國專 利申請(代理人案巻號No. 62854US002)中提供。
另外或可供選擇地，除了提供指示幅材的平移位移和/或角旋轉(zhuǎn)之 外，另外還可以使用刻度尺來測量幅材或圍繞幅材的周圍環(huán)境的多種 參數(shù)。例如，如以下更詳細討論的，可以使用刻度尺來測量幅材的溫度、幅材的彈性模量、和/或幅材應變。
圖4A為示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的使甩TIR刻度尺指示基底 位置的過程的流程圖。光被導向其上設置了 TIR刻度尺的基底(401)。 例如，在一個具體實施中，刻度特征物可以包括縱向布置在幅材上的 一系列不連續(xù)棱鏡?？v向布置的棱鏡被構(gòu)造用于光調(diào)制，可以測量該 光調(diào)制以確定縱向位移。在另一個具體實施中，刻度特征物可以包括 縱向布置的第一組棱鏡和橫向布置的另一組棱鏡?？v向棱鏡和橫向棱 鏡被構(gòu)造用于調(diào)制光以確定幅材的縱向位移和橫向位移，并且另外可 以用于確定幅材的角旋轉(zhuǎn)。
刻度尺的TIR特征物調(diào)制被導向基底的光(402)。已調(diào)制光由光 傳感器感測(403)，并且根據(jù)被感測光來產(chǎn)生指示基底位移的輸出信 號(404)。通過這種方法，可測量到幅材的一個更大的自由度。輸出 信號可以提供幅材的縱向位移、橫向位移、禾D/或角旋轉(zhuǎn)的連續(xù)指示。
如此前結(jié)合圖3B討論的，用于跟蹤幅材位置的信號可以包括正弦 信號和余弦信號。正弦信號和余弦信號有利地使得能夠確定粗幅材和 細幅材位置。圖4B為示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例用于確定粗幅材和細 幅材位置的方法的流程圖。光被導向其上設置了 TIR特征物的基底
(410) 。 TIR特征物調(diào)制被導向基底的光(420)。已調(diào)制光由光傳感 器感測(430)并且產(chǎn)生相位移為90°的第一輸出信號和第二輸出信號
(440)。應用幅材位置校正(450)。計算相位移的輸出信號的反正 切(460)，并且該輸出信號的反正切用于跟蹤粗幅材和細幅材位置
(470)。
如此前所討論的，具有整合的刻度尺的柔性的、伸長的幅材的使 用特別有利于用于滾筒式制備處理。例如，對于在連續(xù)的制備工序(例 如，在形成分層的電子器件或光學器件的過程中)期間需要對齊的制 備處理，整合的刻度尺可以用于定位幅材。如本文所示使用整合的刻
16度尺的幅材定位可以用在制備低成本的電子器件、存儲器、標牌、電
子紙、包含液晶(LCD)或有機發(fā)光二極管(OLED)的顯示器、或其它應 用的柔性電路中。
圖5A示出了可以作為巻制品500銷售的具有整合的TIR刻度尺 511的幅材505的一部分。TIR刻度尺511可以包括TIR特征物512和 TIR特征物513中的一者或兩者，TIR特征物512被布置用于縱向(縱 維)定位，TIR特征物513被布置用于橫向(橫維)定位。用于縱向定 位的TIR棱鏡512的布置方式使得棱鏡514的軸與幅材515的縱向成 一定角度(如，基本上垂直)。用于橫向定位的TIR棱鏡513的布置 方式使得棱鏡516的軸與幅材517的橫向成一定角度(如，基本上垂 直)。幅材/刻度尺巻制品產(chǎn)品500可以用于制備工藝，并且刻度尺511 用于提供位置信息以有助于在幅材505上形成圖案特征。
或*,如圖5B中所示，巻制品501可以包括具有整合的TIR刻 度尺511連同第一層幅材圖案特征520 —起的柔性的幅材506。 TIR刻 度尺511可以與第一層幅材圖案特征520同時形成在幅材506上，或 TIR刻度尺511和幅材圖案特征520可以在單獨的制備工序中形成在幅 材506上。在補償連續(xù)層沉積期間幅材506的短暫或永久維度變化時， 具有整合的TIR刻度尺511連同第一層幅材圖案特征520 —起的幅材 506的構(gòu)型是特別有幫助的。例如，聚合物幅材可以易于拉緊，該拉緊 的過程改變了由于熱處理、和/或吸附或解吸附水或其它溶劑而導致的 制品收縮或膨脹的長度，從而使得層與層的對齊變得困難。當TIR刻 度特征物512、刻度特征物513和第一層幅材圖案特征520同時形成時， 隨后使用整合的TIR刻度尺511來進行沉積過程中的對齊自動補償了 在幅材加工應用過程中共同出現(xiàn)的幅材應變的變化。當幅材應變增大 (即，幅材被更大程度地拉伸)時，刻度尺元件與形成在幅材上的第 一層幅材圖案特征一起被拉伸。當幅材圖案特征520和刻度特征物512、 刻度特征物513在形成過程中經(jīng)歷相同的維度變化時，刻度特征物512、 刻度特征物513能夠更精確地跟蹤幅材506上沉積的幅材圖案特征520的位置。在一些實施例中，幅材505可以包括幅材505 —個表面上的 粘合劑層555。
在圖5C所示的一些實施例中，刻度尺部分530可以與具有圖案特 征的那部分幅材507分開?？潭瘸卟糠?30和幅材部分507可以作為 單獨的巻制品銷售?？潭瘸卟糠?30可以附接到不同的幅材，并且可 以用于如本文所述的幅材定位。如此前結(jié)合圖5B所討論的，刻度尺部 分530和/或幅材部分507可以包括粘合劑555。例如，粘合劑555對 于將刻度尺部分530附接到不同的幅材來說是特別有用的。
形成在柔性材料上的刻度尺在它們附接到基部基底時是特別有用 的。當將刻度尺附接到機器或其它基底時遇到的一個需要考慮的問題 是，基底與刻度尺之間的熱膨脹系數(shù)(CTE)之差。例如，如果使用非常 剛性的刻度尺，則刻度尺將以不同于基底的速率膨脹，所以刻度尺按 照(CTE證尺-CTE基底)'AT*刻度尺長度來改變不同的量。如果刻度 尺的膨脹量小于基底，則刻度尺由于處于拉緊狀態(tài)而相對容易控制， 并且將始終隨直線而變。然而，如果刻度尺的膨脹的量大于基底，則 刻度尺將處于壓縮狀態(tài)，并且產(chǎn)生使刻度尺往往會彎曲(即，刻度尺 往往會起鈹出面外)的額外的力。所產(chǎn)生的壓縮力為A (模量)、(面 積)*應變。
根據(jù)本發(fā)明多種實施例形成的柔性的刻度尺的CTE比通常使用的 鋼尺高約5倍，但是其彈性模量比鋼尺小約300倍。凈力小約60倍。 因此，本文所述的柔性的刻度尺可以粘結(jié)到基底而沒有顯著的彎曲， 這使得刻度尺能夠更精密地跟蹤基底位置。
通過使用柔性的刻度尺，例如具有棱錐的矩形陣列(使得x/y能 夠讀出)的塑料或聚合物刻度尺，可以使柔性的刻度尺比當前可用的 刻度尺大得多。例如，可以制備寬度為60英寸或更大的數(shù)英里長的刻 度尺。本文所述的實施例涉及具有用于指示基底位移的TIR刻度特征物 的位移刻度尺。這些刻度尺可以用于指示基底位移，并且可用于提供 幅材的縱向(縱維)、橫向(橫維)、和/或角位移的連續(xù)跟蹤。另外 或可供選擇地，刻度特征物可以在測量多種幅材參數(shù)的過程中采用。 在多種實施例中，可以使用刻度特征物來測量取決于幅材維度變化的 參數(shù)，例如溫度、應變、禾口/或彈性模量。
在一個應用中，可以使用刻度特征物來測量幅材溫度差。幅材溫
度差ST造成對應的維度差SLT?？潭忍卣魑锖蛡鞲衅麟娐房梢杂糜?測量維度差5LT。幅材溫度差ST可以衍生自測量的維度差。
刻度特征物可以用于測量幅材應變、由拉伸幅材的力造成的變形 量。例如，只考慮到縱向應變，當具有初始長度L的幅材沿著其縱向 (x)軸被拉伸時，幅材長度差為S L，從第一長度L,變?yōu)榈诙L度L2。 縱向拉伸幅材的線性應變e x用e ,SL/Lo來表示。在幅材任意點處沿 著x軸的應變可以表達為沿著軸在任意點處沿著x方向位移的微分， 即，f、-=3".T/&。角應變或剪切應變考慮到沿著縱向(x)軸和橫向(y)
軸的變形。在幅材任意點處的角應變或剪切應變?yōu)? 、5x °
沿著縱向(x)和橫向(y)方向布置的刻度特征物可以與兼容的能量 源/傳感器組合一起使用，以測量幅材的縱向變形和橫向變形。這些變 形可以用于計算沿著x軸和y軸的線性應變以及角應變或剪切應變。
在一個應用中，測量的幅材變形可以用于計算彈性模量。模量可 以計算為^=應力/應變。因此，如上所述使用已知的力并且測量幅材應
變，可以確定幅材的彈性模量。TIR刻度特征物可以通過多種技術(shù)形成在基底中或形成在基底上。 例如，刻度特征物可以通過澆注和固化工藝沉積或者說是形成在基底 上?；蛘?，刻度特征物可以通過壓印、刻線、燒蝕、印刷或其它技術(shù) 來形成。
在基底上形成TIR刻度尺的方法涉及使用輥，該輥包括負突起形 式的刻度尺的TIR刻度特征物。例如，輥可以包括圖2F至圖2G中所 示的刻度特征物的負突起形式的圖案或其它構(gòu)型。在使用縱向刻度特 征物和橫向刻度特征物的情況下，可以構(gòu)造輥，以同時形成縱向刻度 特征物和橫向亥(j度特征物。
輥接觸或保持貼近基底，并且旋轉(zhuǎn)以在基底上形成TIR刻度特征 物。用于形成TIR特征物的材料可以沉積在基底上，并且輥的旋轉(zhuǎn)形 成基底上材料中的TIR特征物。作為另外一種選擇或除此之外，材料
還可以沉積在輥上，然后從輥被轉(zhuǎn)印到基底，以完成特征物的形成。 例如，材料可以包括樹脂、可澆注聚合物或固化型液體，例如UV或熱 固化型材料。
在一些具體實施中，輥可以另外包括負突起形式的圖案特征。當 輥接觸基底或者保持貼近基底并且旋轉(zhuǎn)時，圖案特征和刻度特征物一 起同時形成在基底的表面上。在其它具體實施中，使用第一輥和第二 輥，第一輥具有負突起形式的刻度特征物，并且第二輥具有負突起形 式的圖案特征。使用第一輥和第二輥，刻度特征物和圖案特征可以同 時或者順序地形成在基底上。
在又一個具體實施中，第一輥用于在基底表面上形成刻度特征物 和第一組圖案特征。第二輥用于在基底(例如，基底的相背表面)上 形成第二組圖案特征。在該具體實施中，刻度特征物可以用來確定幅 材位置，以方便形成與第一組圖案特征對準的第二組圖案特征。圖6示出了具有可以用于在基底上形成TIR刻度尺的負突起形式
的TIR特征物610的輥600的一部分的側(cè)視圖。應當注意，該輥的維 度被大大地夸大了，以方便示出輥。在該實例中，TIR特征物峰的間距 p為約40|im并且特征物之間的距離d為約20pm，但可以使用用于p 和d的其它值。
應當注意，雖然沒有示出，但是輥600可以附加包括負突起形式 的圖案特征。輥的操作使得如本文所述在幅材上同時形成刻度尺和圖 案特征。
圖7示出了用于在基底705上形成包括TIR棱鏡特征物720的刻 度尺701的系統(tǒng)。系統(tǒng)包括具有負突起形式的TIR刻度特征物711的 輥710。輥710被構(gòu)造用于當接觸或者貼近基底705時旋轉(zhuǎn)。輥710的 旋轉(zhuǎn)在基底705上形成刻度尺的TIR棱鏡特征物720。
在一些構(gòu)型中，由分配器740將可固化材料741分配到基底705 的表面上。輥710旋轉(zhuǎn)，以在材料741中形成TIR棱鏡特征物?？扇?選地是，系統(tǒng)可以包括固化工位750，其包括被構(gòu)造用于發(fā)射固化能的 能量源，所述固化能是例如紫外光、熱、或使基底705上的材料741 固化的其它固化能。
圖8的示意圖示出了用于將TIR刻度尺801沉積到基底805上的 系統(tǒng)的替代實施例。在該實施例中，輥810包括負突起形式的TIR刻 度特征物811和負突起形式的圖案特征812。接觸或貼近基底805的輥 810的旋轉(zhuǎn)在基底805上同時形成TIR刻度特征物820和圖案特征821。
在圖8所示的實施例中，TIR棱鏡820和圖案特征821由相同的 材料841形成。分配器840將材料841分配到基底805的表面上。輥 旋轉(zhuǎn)，從而在材料841中形成TIR棱鏡特征物?？扇芜x地是，系統(tǒng)可 以包括固化工位850，該固化工位包括被構(gòu)造用于發(fā)射固化能的能量
21源，所述固化能是例如紫外光、熱、或使基底805上的材料841固化
的其它能量。
在一些構(gòu)型中，用于形成TIR刻度特征物和圖案特征的材料可以 不同。在這些構(gòu)型中，可以使用單獨的材料分配器和/或固化工位。
圖9示出了用于產(chǎn)生雙面幅材基底912的實例系統(tǒng)910，該雙面幅 材基底912包括幅材相對表面上的特征物。例如，刻度尺和第一組圖 案特征可以形成在幅材的第一表面上，而第二組圖案特征形成在幅材 的相對表面上。在一些構(gòu)型中，系統(tǒng)包括第一分配器916和第二分配 器920、軋輥9M、和第一壓花輥918和第二壓花輥924。在某些情況 下，第一分配器916可以是第一擠出模頭916，而第二分配器920可以 是第二擠出模頭920。
在圖示實施例中，第一材料922在與第一壓花輥918接觸之前被 設置在幅材表面上，第二材料928在與第二壓花輥924接觸之前被設 置在相對幅材表面上。在其它實施例中，第一材料設置在第一壓花輥 上和/或第二材料設置在第二壓花輥上。這些實施例中，第一材料和第 二材料從壓花輥被轉(zhuǎn)印到幅材上。
在一個具體實施中，第一擠出模頭916將第一固化型液體涂層922 分配到幅材912的第一表面上。軋輥914將第一材料922壓到第一壓 花輥918中，以在幅材表面上形成特征物。例如，第一壓花輥918將 負突起形式的TIR刻度特征物和負突起形式的第一組圖案特征圖案化。 在一些情況下，軋輥914可以是被橡膠覆蓋的輥。當幅材經(jīng)過第一壓 花輥918與軋輥914之間時，在幅材912的第一表面上的第一材料922 中，形成TIR棱鏡特征物和第一組圖案特征。使用提供合適固化能的 能量源926固化第一材料922。在某些情況下，能量源926可以提供紫 外光，如，波長范圍從約200納米至約500納米的光。使用第二擠出模頭920將第二固化型液體層928涂覆在幅材912 的相對面上。將第二層928壓進第二壓花輥924中，第二壓花輥924 將負突起形式的第二組圖案特征圖案化。當幅材912經(jīng)過第一壓花輥 918與第二壓花輥924之間時，第二組圖案特征被轉(zhuǎn)印到第二層928。 對第二涂層928重復該固化處理。
在一些構(gòu)型中，可以使用幅材912的第一表面上由TIR棱鏡形成 的刻度尺，從而得到形成在幅材相對面上的第一組圖案特征和第二組 圖案特征之間的對齊。
圖10提供了第一壓花輥1044和第二壓花輥1046的更靠近的視圖。 第一壓花輥1044和第二壓花輥1046可以視為參照圖9討論的壓花輥 918、壓花輥924的具體實施例。第一壓花輥1044包括負突起形式的 TIR刻度特征物1042和負突起形式的第一組圖案特征。第二壓花輥 1046具有第二組圖案特征1050。
當幅材1030經(jīng)過第一壓花輥1044的上方時，沉積在幅材1030的 第一表面1032上的第一固化型液體可以通過固化能來固化，該固化能 是通過接近第一壓花輥1044上的第一區(qū)域1036的能量源1034提供的。 TIR刻度特征物1054和第一組圖案特征形成在幅材1030的第一面1043 上，并且液體被固化。
在形成了 TIR刻度特征物1054和第一組圖案特征之后，將第二固 化型液體1052分配到幅材1030的第二表面1038上。為了確保第二液 體1052沒有過早固化，通常通過設置第一能量源1034使得第一能量 源1034發(fā)射的能量沒有落到第二液體1052上，將第二液體1052與第 一能量源1034隔離。如果需要，固化源1034、固化源1040可以位于 其各自的壓花輥1044、壓花輥1046的內(nèi)部。
在形成了 TIR刻度特征物1054和第一圖案特征之后，幅材1030繼續(xù)沿著第一輥1044運動。幅材1030的移動可以使用此前沉積的TIR 刻度尺來控制。幅材繼續(xù)移動，直到其進入第一壓花輥1044和第二壓 花輥1046之間的間隙區(qū)域1048為止。然后，第二液體1052設置在幅 材的第二表面上，并且通過第二壓花輥1046形成為第二組圖案特征。 第二圖案特征通過第二能量源1040發(fā)射的固化能來固化。當幅材1030 進入第一壓花輥1044和第二壓花輥1046之間的間隙1048中時，在幅 材1030開始移動到間隙1048中并且在第二壓花輥1046周圍移動時， 此時基本固化并且粘結(jié)到幅材1030的TIR刻度特征物1054和第一圖 案特征約束幅材1030滑動。這樣減少了幅材拉伸和滑動，而幅材的拉 伸和滑動是形成在幅材1030的相對面1032、 1038上的特征物之間的 對準誤差的原因。
通過將幅材1030支承在第一壓花輥1044上，同時使第二液體1052 接觸第二壓花輥1046，形成在幅材1030的相對面1032、 1038上的特 征物1054、特征物1056之間的對準程度變成控制第一壓花輥1044和 第二壓花輥1046的表面之間位置關系的函數(shù)。在第一壓花輥1044和 第二壓花輥1046周圍以及在壓花輥形成的間隙1048之間的幅材的S 形環(huán)繞，使得張力、幅材應變變化、溫度、由鉗住幅材的機構(gòu)造成的 微滑動以及橫向位置控制的效應最小化。S形環(huán)繞可保持幅材1030以 180度的包角與每個壓花輥接觸，但包角可或多或少地取決于具體要 求。適用于本發(fā)明實施例的在幅材相對面上形成特征物的另外方面在 共同擁有的美國專利公布20060210714中有所描述，該專利公布以引 用方式并入本文。
在一些具體實施中，此前制備工序中形成的TIR刻度尺可以在后 續(xù)的制備工序中用于控制基底位置。在圖11中示出了這種具體實施， 其中，為了圖解的目的，大大地夸大了 TIR刻度特征物和圖案特征。 第一分配器1101將第一層材料1111沉積在透明幅材1105的表面上。 第一層材料1111沉積在其上的幅材1105與具有負突起形式的TIR刻 度特征物1121和負突起形式的第一圖案特征(未示出)的輥1120接觸。當幅材1105經(jīng)過第一壓花輥1120和第一軋輥1125之間時，TIR 刻度特征物1126和第一圖案特征(未示出)形成在幅材1105上的第 一層材料1111中。
在形成了包括TIR刻度特征物1126的刻度尺之后，在后續(xù)的加工 工序中，使用刻度尺來控制幅材1105的位置。光源1130將光1131導 向TIR刻度特征物1126。光由TIR刻度特征物1126來調(diào)制。己調(diào)制 光由產(chǎn)生表征幅材位移的輸出信號的光傳感器1140來感測。光傳感器 1140均分視圖中由圖案調(diào)制的光。幅材位置處理器1150使用光傳感器 輸出來確定幅材位置。幅材運動控制器1160使用來自幅材位置處理器 1150的信息來控制幅材1105的縱維位置和/或橫維位置，以方便第- 圖案特征和第二圖案特征之間的對齊。
在后續(xù)的加工工序中，在幅材上形成第二圖案特征。例如，在與 上面形成了 TIR刻度尺元件1126的表面相背的幅材表面上，可以形成 第二圖案特征1176。第二分配器1102將第二層材料1112沉積在幅材 1105上。使第二層材料1112設置在其上的幅材1105經(jīng)過第二壓花輥 1170與第二軋輥1175之間。第二壓花輥1171包括負突起形式的第二 圖案特征1171。當幅材1105經(jīng)過第二壓花輥1171與第二軋輥1175之 間時，第二圖案特征1176形成在第二材料層1112中。包括編碼器(光 源1130、 TIR刻度尺1126和光傳感器1140)的運動控制組件1180、 幅材位置處理器1150、和幅材運動控制器1160保持第一圖案特征(未 示出)和第二圖案特征1176之間的對齊。
本文所述的TIR刻度尺可用于形成編碼器，該編碼器使形成在基 底兩面上的特征物對齊，并且提供幅材張力控制、幅材操縱和增強的 轉(zhuǎn)換操作。TIR刻度特征物可在柔性的幅材上高速制備，并且不需要涂 層起作用。因此，TIR刻度特征物可以用于在沒有第二涂覆工序的情 況下， 一形成特征物，就確定幅材位移。另外可以利用還可選的后續(xù)的加工工序。示例性加工工序可包括 在將已經(jīng)涂覆到幅材的材料固化之后，向幅材施加更高的張力。相似 地，另一個示例性加工工序可包括在固化了所涂覆的特征物之后， 將巻纏繞；這種纏繞可以包括對幅材和幅材上所形成特征物的更大程 度的拉伸。這類可選的加工工序可為有利的方面在于使由施加在特 征物區(qū)域內(nèi)的幅材上的不均一應力造成的幅材的任何收縮最小化。這 類收縮可造成幅材彎曲或形成小的褶皺；諸如以上討論的可選工序可 使可能出現(xiàn)的任何彎曲或褶皺最小化。在閱讀了本說明書的情況下， 本領域的技術(shù)人員將認識到如何實現(xiàn)這類可選的加工工序。
使任何彎曲或褶皺最小化的另一個方法可以包括在幅材的背面上 使用二次結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)的示例性類型將會是要補償或排除幅材的彎曲趨 勢的類型?？稍趫D12中看到這種結(jié)構(gòu)的實例。如圖12所示，幅材205 包括較小的結(jié)構(gòu)體(本文稱作背面圖案特征1210)位于其側(cè)面(在該 示例性實施例中)的光學刻度特征物215。
在閱讀了本說明書的情況下，本領域的技術(shù)人員將理解的是，例 如，根據(jù)參照圖11討論的示例性方法，可制備包括背面特征物(如圖 12中示例的)的這種幅材。
本發(fā)明多種實施例的上述說明為舉例說明的目的而提供。這些說 明并非意圖窮舉性的或?qū)⒈景l(fā)明限于所公開的精確形式。按照上述教 導，多個修改形式和變形形式是可以的。本發(fā)明的范圍旨在不受具體 實施方式的限制，而是受所附權(quán)利要求書的限制。
2權(quán)利要求
1.一種用于在基底上形成位移刻度尺的系統(tǒng)，包括一個或多個輥，所述一個或多個輥具有負突起形式的全內(nèi)反射棱鏡特征；以及驅(qū)動機構(gòu)，所述驅(qū)動機構(gòu)被構(gòu)造用于旋轉(zhuǎn)所述輥，使得包括全內(nèi)反射棱鏡特征的位移刻度尺在所述基底上形成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述輥還具有負突起形式的 圖案特征，并且所述輥的旋轉(zhuǎn)在所述基底上同時形成所述位移刻度尺和所述圖案特征。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括被構(gòu)造用于將材料分配在 所述基底的表面上的分配器，并且其中所述輥的旋轉(zhuǎn)在所述基底上的 材料中形成包括所述全內(nèi)反射棱鏡特征的所述位移刻度尺。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中所述材料包括UV固化型樹脂。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中所述材料包括澆注型聚合物。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中所述材料包括可固化材料。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，還包括被構(gòu)造用于固化所述刻度 尺的所述全內(nèi)反射棱鏡特征的固化站。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中所述固化站包括UV光源。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中 所述材料包括熱固化型材料；并且所述固化站包括熱源。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括-一個或多個另外的輥，所述一個或多個另外的輥包括負突起形式 的另外的圖案特征；以及另外的驅(qū)動機構(gòu)，所述另外的驅(qū)動機構(gòu)被構(gòu)造用于旋轉(zhuǎn)所述一個 或多個另外的輥，使得另外的圖案特征在所述基底上形成。
11. 根據(jù)權(quán)利要求io所述的系統(tǒng)，其中所述圖案特征在形成所述 位移刻度尺的同時形成。
12. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的系統(tǒng)，其中所述輥具有負突起形式的第一組圖案特征，并且所述輥的旋轉(zhuǎn)在 所述基底上同時形成所述位移刻度尺和所述第一組圖案特征；以及所述刻度尺被構(gòu)造為便于轉(zhuǎn)印所述另外的圖案特征以對準所述 第一組圖案特征。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述基底包含柔性幅材。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述基底包含剛性材料。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述基底包含聚合物。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述位移刻度尺包括被構(gòu) 造用于測量橫向位移的第一組全內(nèi)反射棱鏡和被構(gòu)造用于測量縱向位 移的第二組全內(nèi)反射棱鏡。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中所述第一組全內(nèi)反射棱鏡 和所述第二組全內(nèi)反射棱鏡以棋盤圖案形式布置。
18. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述位移刻度尺被構(gòu)造用 于測量角位移。
19. 一種在基底上形成包括全內(nèi)反射棱鏡特征的位移刻度尺的方 法，包括.-使所述基底與所述一個或多個輥接觸或貼近，所述一個或多個輥具有負突起形式的全內(nèi)反射棱鏡特征；以及相對于所述基底旋轉(zhuǎn)所述輥，使得包括全內(nèi)反射棱鏡特征的位移 刻度尺在所述基底的表面上形成。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，還包括 將材料分配在所述基底的表面上；以及其中旋轉(zhuǎn)所述輥使得刻度尺形成的步驟包括旋轉(zhuǎn)所述輥使得全 內(nèi)反射棱鏡特征在所述材料中形成。
21. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，還包括在形成所述全內(nèi)反射棱 鏡特征的同時在所述基底上形成圖案特征。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，還包括將另外的材料沉積在所述幅材的相對表面上或者一個或多個另 外的輥上以形成另外的幅材圖案特征，所述一個或多個另外的輥具有 負突起形式的另外的幅材圖案特征；使所述幅材與所述一個或多個另外的輥接觸或貼近；以及 在所述幅材的所述相對表面上形成所述另外的幅材圖案特征D
23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，還包括使用所述刻度尺保持所 述幅材圖案特征和所述另外的幅材圖案特征之間的對準。
24. —種被構(gòu)造用于在基底上形成刻度尺的工具，所述工具包括 輥，所述輥具有負突起形式的布置的全內(nèi)反射棱鏡特征和圖案特征，所述輥被構(gòu)造用于當所述輥與所述基底接觸或貼近時，在基底上同時 形成包括所述全內(nèi)反射棱鏡特征的刻度尺和圖案特征。
25. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的工具，其中所述全內(nèi)反射棱鏡特征包 括直角正棱鏡。
26. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的工具，其中所述全內(nèi)反射棱鏡特征包 括棋盤圖案，所述棋盤圖案包括被構(gòu)造用于測量縱向位移的第一組特 征和被構(gòu)造用于測量橫向位移的第二組特征。
27. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的工具，其中棱鏡峰之間的距離約為 40fim。
28. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的工具，其中所述棱鏡之間的距離約為 20拜。
全文摘要
本發(fā)明描述了一種用于在基底上形成包括全內(nèi)反射棱鏡的位移刻度尺的方法和系統(tǒng)。用于形成所述位移刻度尺的系統(tǒng)包括一個或多個具有負突起形式的全內(nèi)反射(TIR)棱鏡特征物圖案的輥。當所述輥旋轉(zhuǎn)時，所述刻度尺在所述基底上形成。所述輥還可以包括負突起形式的圖案特征。旋轉(zhuǎn)所述輥在所述基底上同時形成所述位移刻度尺和所述圖案特征?？扇∠蛩鑫灰瓶潭瘸叩乃鋈珒?nèi)反射棱鏡特征從而提供橫向位移、縱向位移和角位移的一個或多個的測量。
文檔編號G01B11/02GK101688794SQ200880021241
公開日2010年3月31日 申請日期2008年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月19日
發(fā)明者丹尼爾·H·卡爾森, 丹尼爾·S·沃茨, 利文特·伯耶克勒, 艾倫·B·坎貝爾, 路易斯·A·阿吉雷, 達萊·L·埃內(nèi)斯 申請人:3M創(chuàng)新有限公司