[發明專利]共焦位移傳感器

有效

• 申請號: 201810609046.1
• 申請日: 2018-06-13
• 公開（公告）號: CN109084685B
• 公開（公告）日: 2022-01-11
• 發明（設計）人: 坂口富一;武井英人
• 申請（專利權）人: 株式會社基恩士
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02
• 代理公司: 北京格羅巴爾知識產權代理事務所(普通合伙) 11406
• 代理人: 孫德崇

提供一種能夠改善設置頭單元時的可作業性的共焦位移傳感器。共焦位移傳感器包括：包括共焦光學系統的頭單元；包括投光用光源的控制裝置；包括用于使從投光用光源出射的光傳送到頭單元的光纖的光纖線纜。頭單元包括光學構件，該光學構件被構造為在經由光纖的端面出射的檢測光中引起軸向色像差并且使檢測光朝向測量對象會聚?？刂蒲b置包括：分光器，其被構造為在經由光學構件照射到測量對象的檢測光中使聚焦于測量對象時被反射而穿過光纖的端面的檢測光光譜分散并產生受光信號；以及測量控制部，其被構造為基于受光信號計算測量對象的位移。頭單元包括顯示部。測量控制部使用控制裝置的操作狀態、受光波形或位移的測量值控制顯示部的顯示。

技術領域

本發明涉及共焦位移傳感器(confocal displacement sensor)，更詳細地，涉及對使用共焦光學系統測量測量對象的位移的共焦位移傳感器的改善。

背景技術

共焦位移傳感器是利用共焦原理(confocal principle)和軸向色像差現象(phenomenon of an axial chromatic aberration)對測量對象的位移進行測量的光學測量裝置，其中，共焦原理是指將從形成光源的像的成像面上接收到的光以縮小光圈(stopdown)的方式形成為反射光，軸向色像差現象是在光源的像中發生光軸方向上的顏色漂移(color drift)的現象。

共焦位移傳感器由作為點光源的使從光源出射的光出射的銷孔、在經由銷孔出射的檢測光中引起軸向色像差并朝向測量對象會聚該檢測光的光學構件、以及使來自測量對象的反射光光譜分散(spectrally disperse)并產生受光信號的分光器構成。作為檢測光，使用具有多個波長的光(例如，白光)。在經由光學構件照射到測量對象的檢測光中，銷孔允許具有在聚焦于測量對象的同時被反射的波長的檢測光穿過。

根據軸向色像差，各波長的成像面的位置不同。因此，通過使穿過銷孔的檢測光的波長特定來計算測量對象的位移。位移是在光軸方向上從預定的基準位置到測量對象的距離。通過計算位移能夠測量表面上的凹凸的深度或高度、透明體的厚度等。

在一些共焦位移傳感器中，包括共焦光學系統的頭單元以及包括投光用光源和分光器的控制裝置由獨立的裝置構成。投光用光源的光經由包括光纖的線纜傳送到頭單元。在該類型的位移計中，頭單元通常設置在測量對象附近并且遠離控制裝置。

在以上說明的傳統共焦位移傳感器中，難以在設置頭單元期間辨識頭單元是否被適當地設置。即使在控制裝置側設置了顯示部，操作者也難以進行設置作業以從頭單元的設置位置附近的位置確認控制裝置的顯示。因此，為了確認顯示，操作者必須移動到控制裝置的設置位置。如果頭單元的設置狀態不合適，則操作者必須反復作業，以移動到頭單元的設置位置并調整頭單元的位置和姿勢，之后再次移動到控制裝置的設置位置并確認顯示。

在傳統的共焦位移傳感器中，還難以在頭單元的設置位置附近辨識控制裝置是否正常操作。

發明內容

鑒于該情況作出了本發明，本發明的目的是提供能夠改善設置頭單元時的可作業性的共焦位移傳感器。特別地，本發明的目的是提供能夠在頭單元的設置期間容易地辨識頭單元是否被適當地設置的共焦位移傳感器。本發明的目的是提供在防止頭單元的構造復雜化的同時能夠改善頭單元的設置期間的可作業性的共焦位移傳感器。此外，本發明的目的是提供能夠在頭單元的設置位置附近容易地識別控制裝置是否正常操作的共焦位移傳感器。