[發明專利]光譜共焦傳感器

在審

• 申請號: 201710997257.2
• 申請日: 2017-10-20
• 公開（公告）號: CN107966098A
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發明（設計）人: 松宮貞行;岡部憲嗣;久保光司;金子展也
• 申請（專利權）人: 株式會社三豐
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00
• 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

技術領域

本發明涉及光譜共焦傳感器。

背景技術

過去，已經使用了光譜共焦傳感器的技術來測量待測物體的高度等。例如，美國專利申請公開2006/0109483(以下稱為專利文獻1)公開了顯微鏡和光譜共焦傳感器一體化的結構。如專利文獻1的圖5所示，在顯微鏡的物鏡7之前配置分束器6。將包括無焦色散透鏡5等的共焦光學系統與作為起點的分束器6進行組合。

發明內容

為了實現使用光譜共焦傳感器的高精度的測量，傳感器的定位和測量部位的確認等變得重要。

有鑒于如上所述的情形，本發明的目的是提供能夠高精度地對測量待測物體的光譜共焦傳感器。

為了實現上述目的，根據本發明的實施例的光譜共焦傳感器包括光源部、物鏡、射出口、位置計算部、觀察部和分束器。

所述光源部射出具有不同波長的多個光束。

所述物鏡使所述多個光束各自會聚于不同的聚焦位置處。

所述多個光束中的在所述聚焦位置處被待測物體反射的測量光從所述射出口射出。

所述位置計算部基于所射出的測量光來計算所述待測物體的位置。

所述觀察部包括圖像傳感器和用于射出觀察光的觀察光源。

所述分束器使穿過所述物鏡的所述測量光的至少一部分射出到所述射出口，并且使穿過所述物鏡并被所述待測物體反射的所述觀察光的至少一部分射出到所述圖像傳感器。

在該光譜共焦傳感器中，包括觀察光源和圖像傳感器的觀察部與分束器分開。利用分束器，使被待測物體反射并且穿過物鏡的測量光和觀察光分別向著射出口和圖像傳感器射出。利用基于圖像傳感器的輸出的圖像等，可以提高定位精度，并且可以容易地確認測量部位。結果，可以高精度地測量待測物體。

所述分束器可以配置在所述物鏡和所述射出口之間，并且可以使從所述光源部射出的所述多個光束和從所述觀察光源射出的所述觀察光沿著相同光軸向著所述物鏡射出。

利用該結構，使得能夠進行使用物鏡的同軸觀察，并且可以提高測量精度。

所述光源部可以射出預定波長帶中所包括的多個波長的光。在這種情況下，所述觀察光源可以射出所述預定波長帶中沒有包括的波長的光。此外，所述分束器可以是分色鏡，其中所述分色鏡用于將從所述光源部射出的所述多個波長的光和從所述觀察光源射出的波長的光分離。

利用該結構，可以抑制測量光和觀察光各自的光量的損失，從而使得能夠進行高精度的測量和觀察。

所述觀察部可以是作為單元而配置成的。在這種情況下，所述光譜共焦傳感器還可以包括：連接部，其是在使用所述分束器的位置作為基準的狀態下所設置的，其中所述觀察部能夠從所述連接部拆卸。

利用該結構，可以利用其它類型的觀察部或其它單元來容易地替換觀察部，并且可以實現用于不同目的的觀察和引導光照射等。

所述光譜共焦傳感器還可以包括引導光照射部，其能夠與所述連接部相連接，并且被配置為包括用于射出引導光的激光光源的單元。在這種情況下，所述分束器可以使從與所述連接部相連接的所述引導光照射部的所述激光光源射出的所述引導光向著所述物鏡射出。

可以利用引導光來從視覺上確認測量部位并且可以提高定位精度。結果，可以高精度地測量待測物體。

要照射到所述待測物體上的所述引導光的光斑形狀可以是環形。

利用該結構，可以在測量點的周圍照射環形的引導光，并且可以實現高的測量精度。

所述觀察光可以是可見光。

利用該結構，可以使用觀察光作為引導光，并且可以高精度地測量待測物體。

所述光源部可以射出白色光。在這種情況下，所述觀察光源可以射出紅外光。

利用該結構，可以高精度地測量待測物體。

所述引導光可以是可見光。

利用該結構，可以高精度地測量待測物體。

所述觀察光源可以射出與所述光源部的光相同的光。在這種情況下，所述分束器可以是半透半反鏡。

利用該結構，可以使用相同光來執行測量和觀察并且可以提高測量精度。

所述光源部和所述觀察光源可以射出白色光。

利用該結構，可以生成測量部位的全色圖像并且可以提高測量精度。

所述觀察部可以包括校正透鏡，所述校正透鏡用于校正被所述待測物體反射的所述觀察光的像差，其中所述像差是由所述物鏡引起的。

利用該結構，可以以高精度進行觀察。

如上所述，根據本發明，可以高精度地測量待測物體。應當注意，不必局限于這里所述的效果，并且可以獲得本說明書所述的任何效果。