[發明專利]形狀測量裝置

在審

• 申請號: 202010227400.1
• 申請日: 2020-03-27
• 公開（公告）號: CN111811423A
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 加藤慶顯
• 申請（專利權）人: 株式會社三豐
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 邸萬奎

一種設置在形狀測量裝置上的頭部，包括與光源和光接收器整體位移的半透明的觸筆頭，并且布置在光源和光接收器之間。觸筆頭包括使來自光源的光入射到觸筆頭內部的入射部分、全反射入射光的反射部分和向光接收器發射被全反射的光的光發射部分。由被全反射表面全反射的光在測量表面處產生倏逝光。觸筆頭使測量表面和可測量物體的表面面向彼此，將測量表面與可測量物體的表面分開，并且被布置成使得倏逝光到達可測量物體的表面。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2019年4月12日提交的日本申請第2019-076219號的優先權，該申請的公開內容通過整體引用明確地并入本文。

技術領域

本發明涉及一種形狀測量裝置。

背景技術

傳統上，已知一種形狀測量裝置，在該裝置中觸針(觸筆頭)接觸半透明的被測物體的表面，以基于觸針在垂直于被測物體的表面的方向上的位移量來測量被測物體的表面的形狀。由于觸針與被測物體的表面接觸，這種形狀測量裝置可能會通過觸針損壞被測物體的表面。因此，已知一種形狀測量裝置，在該裝置中，通過使用光來測量被測物體的表面的形狀，而無需觸針接觸被測物體的表面。這種形狀測量裝置包括頭部和檢測器。頭部包括光源和光接收器，光源向被測物體的表面發射光，光接收器與光源整體位移并通過被測物體的表面接收光。檢測器基于由光接收器接收的光來檢測被測物體的表面的形狀。

圖9示出了傳統的形狀測量裝置100。在該示例中，被測物體W是諸如玻璃的半透明材料，并且被放置在測量臺D上，如圖9所示，并且當形狀測量裝置100中的光源300向被測物體W的表面H發射光時，產生由被測物體W的表面H反射的光(以虛線箭頭示出)和穿透被測物體W的光(以實線箭頭示出)。穿透被測物體W的光(以實線箭頭示出)被測量臺D反射，并再次穿過被測物體W向著光接收器400行進。光接收器400最終接收具有不同強度的光線：被測量臺D反射的光(以實線箭頭示出)，以及由被測物體W的表面H反射的光(以虛線箭頭示出)。然后，檢測器(圖中未示出)基于分別具有不同光強度的多條光線來檢測被測物體W的表面H的形狀。因此，檢測器不能根據被測量臺D反射的光(以實線箭頭示出)精確地測量被測物體W的表面H。

為了解決上述問題，日本專利公開特許公報第2017-32297號中描述的表面形狀測量裝置(形狀測量裝置)包括向半透明的被測物體的表面發射激光的激光光源(光源)和接收由被測物體的表面反射的激光并測量位移的激光位移計(光接收器和檢測器)。并且，與表面形狀測量裝置一起使用的測量臺至少在與發射激光的被測物體的測量位置相對應的位置下方具有凹部，該凹部比不包含測量位置的其他區域凹得更多。該凹部阻止穿透由半透明材料構成的被測物體的光被測量臺反射，并且阻止穿透被測物體的光向激光位移計反射。因此，表面形狀測量裝置可以使用從被測物體表面反射出的光來檢測被測物體表面的形狀。

然而，在日本專利公開特許公報第2017-32297號中描述的表面形狀測量裝置需要在對側包括具有凹部的測量臺，其中半透明的被測物體介于兩者之間。另外，從激光光源發射的大部分激光穿透由半透明材料構成的被測物體，并且因此，激光位移計不能獲得足夠的被半透明被測物體的表面反射的反射光，不能執行足夠的位移測量。

發明內容

本發明提供了一種形狀測量裝置，其可以使用光以高精度測量被測物體的形狀，并且無需接觸被測物體的表面。