[發明專利]非接觸形狀測定裝置

在審

• 申請號: 202011327103.0
• 申請日: 2020-11-24
• 公開（公告）號: CN112880585A
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 三浦勝弘
• 申請（專利權）人: 三鷹光器株式會社
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24
• 代理公司: 上海華誠知識產權代理有限公司 31300
• 代理人: 劉煜

本發明涉及非接觸形狀測定裝置。由于激光探針機構(11)的光軸(K)相對于X軸傾斜，所以能夠將激光(L)照射到內徑小的保持孔(2)內來測定其內表面形狀。由于不使用插入到保持孔(2)內的反射鏡，所以還能夠測定數mm以下的小的內徑。通過向Z方向掃描測定工件或者使測定工件向θ方向旋轉，還能夠測定保持孔(2)的圓度、直徑或者剖面輪廓、三維形狀。

技術領域

本發明涉及一種非接觸形狀測定裝置。

背景技術

眾所周知，利用激光自動聚焦的激光探針式的非接觸形狀測定裝置能夠在寬范圍內以納米級的分辨率測量精密構件的形狀、粗糙度。即，構造如下：作為三維正交坐標軸XYZ，針對作為測定對象的測定工件的表面，一邊通過以Z軸為光軸的激光探針的激光在Z方向上執行自動聚焦，一邊在XY方向上掃描測定工件，根據自動聚焦光學系統的物鏡的移動量來獲取與測定工件的表面形狀相關的測定數據。

最近，還已知有如下技術：將使激光呈直角地反射的反射鏡設于物鏡側，將激光探針的光軸轉換成X方向，將該反射鏡插入到測定工件的孔洞部等，一邊相對于其內表面實施自動聚焦，一邊測定內表面形狀。在日本專利公開公報特開2012－2573號中例示出相關技術。

發明內容

然而，對于這樣的相關技術，由于是將反射鏡插入到測定工件的孔洞部等來測定內表面形狀的構造，所以，能夠測定的內徑受到所插入的反射鏡的大小的制約，無法進行數mm以下的小的內徑的測定。

本發明是著眼于這樣的相關技術而完成的，根據本發明，能夠提供一種還能夠測定數mm以下的小的內徑的非接觸形狀測定裝置。

根據本發明的第1技術方面，一種非接觸形狀測定裝置，規定三維正交坐標軸XYZ，由設置于光軸上的物鏡、朝向物鏡照射與光軸平行的激光的光照射單元以及接收經過物鏡照射到測定工件的表面并在該處反射并且再次穿過物鏡的激光的光位置檢測單元來構成激光探針機構，具備聚焦單元，該聚焦單元基于來自光位置檢測單元的位置信號，為了使激光的焦點與測定工件的表面吻合，使激光探針機構整體在X方向上移動，所述非接觸形狀測定裝置的特征在于，所述激光探針機構的光軸在包含X軸和Z軸的垂直面內相對于X軸傾斜。

根據本發明的第2技術方面，其特征在于，設有使測定工件相對于激光向Z方向相對移動的Z方向移動單元以及以沿著Z方向的θ軸為中心地向θ方向相對旋轉的θ方向移動單元。

根據本發明的第3技術方面，其特征在于，物鏡的倍率是50倍，激光探針機構的光軸相對于X軸的傾斜角度是45度以下。

附圖說明

圖1是示出非接觸形狀測定裝置的概略圖。

圖2是示出容納有透鏡的鏡筒的截面圖。

圖3是示出鏡筒的截面圖。

圖4是示出可測定最大傾斜角度的說明圖。

圖5是示出鏡筒的4個臺階的內周圓度的測定結果的圖表。

具體實施方式

圖1～圖5是示出本發明的適當的實施方式的圖。

圖1示出本實施方式的非接觸形狀測定裝置，XY是在水平面上正交的兩個方向，X是自動聚焦(AF)的控制方向，Y是掃描方向。Z是鉛垂方向。θ是以沿著Z方向的θ軸為中心的測定工件的旋轉方向。

在該實施方式中，使用智能手機用攝像機鏡頭的鏡筒1作為測定工件。攝像機鏡頭是在鏡筒1的保持孔2內裝入有5塊非球面透鏡3～7的構造。在非球面透鏡3～7的情況下，各透鏡的偏心量對光學性能有很大影響。為了減小偏心量，必須以μm級的精度組裝鏡筒1的保持孔2中的內徑與透鏡的外徑的嵌合。