[發明專利]光譜共焦傳感器和測量方法

有效

• 申請號: 201710984723.3
• 申請日: 2017-10-20
• 公開（公告）號: CN107976145B
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 久保光司
• 申請（專利權）人: 株式會社三豐
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G01B11/06
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇

1.一種光譜共焦傳感器，包括：

光源部，用于射出具有不同波長的多個光束；

多個光學頭，用于將從所述光源部射出的所述多個光束會聚于不同的聚焦位置處，并且射出在所述聚焦位置處被測量點反射的測量光；

分光器，其包括：

線傳感器，以及

光學系統，其包括用于使從所述多個光學頭射出的多個測量光束發生衍射的衍射光柵，并且向所述線傳感器的不同的多個受光區域射出通過所述衍射光柵所衍射的所述多個測量光束中的各個測量光束；以及

位置計算部，用于基于所述線傳感器的所述多個受光區域各自的受光位置來計算作為所述多個光學頭的測量對象的多個測量點各自的位置，

其中，所述線傳感器是在使用預定基準軸作為基準的情況下布置的，以及

所述光學系統是在使用所述預定基準軸作為基準的情況下配置的，并且所述光學系統包括所述多個測量光束入射的多個光入射口，其中，所述多個光入射口在使用所述預定基準軸作為基準的情況下設置在不同位置處，并且所述多個光入射口之間的距離被設置為使得所述線傳感器上的針對各個測量光束的受光位置彼此不重疊。

2.根據權利要求1所述的光譜共焦傳感器，其中，

所述預定基準軸與在使所述測量光從所述分光器的虛擬光入射口入射至所述光學系統的情況下的光軸相對應。

3.根據權利要求1或2所述的光譜共焦傳感器，其中，

所述多個光入射口被設置成從所述多個光入射口入射的所述多個測量光束各自的光軸變得與所述預定基準軸大致平行。

4.根據權利要求1所述的光譜共焦傳感器，其中，

所述多個光入射口設置在相對于所述預定基準軸相互對稱的位置處。

5.根據權利要求2所述的光譜共焦傳感器，其中，

所述多個光入射口設置在相對于所述虛擬光入射口相互對稱的位置處。

6.根據權利要求1所述的光譜共焦傳感器，其中，

所述多個光入射口沿著與所述線傳感器的線方向相對應的預定方向設置。

7.根據權利要求6所述的光譜共焦傳感器，其中，

所述分光器包括設置有所述多個光入射口的光入射面，以及

所述多個光入射口設置在包括所述線方向和所述預定基準軸的方向的平面與所述光入射面相交的直線上。

8.根據權利要求1所述的光譜共焦傳感器，其中，

在針對所述多個光學頭中的各光學頭將如下區域假定為測量對象區域的情況下，所述多個受光區域與分別對應于所述多個光學頭的多個測量對象區域相對應，其中，所述如下區域是所述線傳感器的從在射出所述多個光束中的具有最短波長的光作為所述測量光的情況下的受光位置到在射出具有最長波長的光作為所述測量光的情況下的受光位置為止的區域。

9.根據權利要求1所述的光譜共焦傳感器，其中，

所述多個光學頭是2個光學頭或者3個光學頭。

10.一種測量方法，包括以下步驟：

射出具有不同波長的多個光束；

通過多個光學頭中的各光學頭將所射出的所述多個光束會聚于不同的聚焦位置處，并且射出在所述聚焦位置處被測量點反射的測量光；

利用光學系統使從所述多個光學頭射出的多個測量光束發生衍射，并且向線傳感器的不同的多個受光區域射出衍射光束；以及

基于所述線傳感器的所述多個受光區域各自的受光位置來計算作為所述多個光學頭的測量對象的多個測量點各自的位置，

其中，所述線傳感器是在使用預定基準軸作為基準的情況下布置的，以及

所述光學系統是在使用所述預定基準軸作為基準的情況下配置的，并且所述光學系統包括所述多個測量光束入射的多個光入射口，其中，所述多個光入射口在使用所述預定基準軸作為基準的情況下設置在不同位置處，并且所述多個光入射口之間的距離被設置為使得所述線傳感器上的針對各個測量光束的受光位置彼此不重疊。