[發(fā)明專(zhuān)利]光學(xué)測(cè)量裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110147297.4
• 申請(qǐng)日: 2021-02-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113390334A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 奧田貴啟;高嶋潤(rùn);谷沢元春
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 歐姆龍株式會(huì)社
• 主分類(lèi)號(hào): G01B11/00
• 分類(lèi)號(hào): G01B11/00
• 代理公司: 北京同立鈞成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11205
• 代理人: 馬爽;臧建明

本發(fā)明不會(huì)加大景深而能夠降低粗糙面的測(cè)量誤差。光學(xué)測(cè)量裝置包括：光源，輸出多個(gè)波長(zhǎng)的光；第一狹縫構(gòu)件，形成有使來(lái)自光源的光的一部分通過(guò)的第一開(kāi)口；光學(xué)系統(tǒng)，用于使通過(guò)了第一開(kāi)口的光沿光軸產(chǎn)生色差；物鏡，將產(chǎn)生了色差的光照射至測(cè)量對(duì)象物；第二狹縫構(gòu)件，形成有使照射至測(cè)量對(duì)象物的光的反射光的一部分通過(guò)的第二開(kāi)口；受光用光纖，對(duì)通過(guò)了第二開(kāi)口的光進(jìn)行傳播；以及受光傳感器，獲取經(jīng)傳播的光，對(duì)所述光的光譜進(jìn)行測(cè)量，第一開(kāi)口及第二開(kāi)口分別具有包含多個(gè)針孔的形狀。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)涉及一種光學(xué)測(cè)量裝置。

背景技術(shù)

以往，已知有一種光學(xué)測(cè)量裝置，其能夠使用共焦光學(xué)系統(tǒng)來(lái)對(duì)測(cè)量對(duì)象物的表面形狀等進(jìn)行測(cè)量。

例如，下述專(zhuān)利文獻(xiàn)1中記載了一種光學(xué)測(cè)量裝置，其將從點(diǎn)光源出射的光照射至測(cè)量對(duì)象物，使被測(cè)量對(duì)象物反射的光經(jīng)由光圈孔(針孔(pinhole))而被受光元件接收。所述光學(xué)測(cè)量裝置構(gòu)成為，當(dāng)從點(diǎn)光源出射的光對(duì)焦至測(cè)量對(duì)象物上時(shí)，對(duì)焦至光圈孔的位置，當(dāng)由受光元件接收的受光量達(dá)到最大時(shí)，能夠探測(cè)測(cè)量對(duì)象物位于規(guī)定位置的情況。而且，還已知有一種光學(xué)測(cè)量裝置，通過(guò)在此種共焦光學(xué)系統(tǒng)中組合輸出多個(gè)波長(zhǎng)的點(diǎn)光源、色差光學(xué)系統(tǒng)及分光器，從而對(duì)測(cè)量對(duì)象物在光軸上的位置進(jìn)行測(cè)量。

[現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)]

[專(zhuān)利文獻(xiàn)]

專(zhuān)利文獻(xiàn)1：日本專(zhuān)利特開(kāi)2010-216873號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容

[發(fā)明所要解決的問(wèn)題]

此處，在對(duì)具有粗糙面的測(cè)量對(duì)象物進(jìn)行測(cè)量的情況下，若加大對(duì)測(cè)量對(duì)象物照射的光的點(diǎn)徑，則粗糙面的凹凸得以平均化。因此，通過(guò)加大點(diǎn)徑，能夠降低粗糙面的測(cè)量誤差。

但是，若加大點(diǎn)徑，則光學(xué)測(cè)量裝置的景深也會(huì)變大(變深)。其結(jié)果，光學(xué)測(cè)量裝置的線性(linearity)、分辨率等性能將下降。

因此，本發(fā)明的目的之一在于提供一種光學(xué)測(cè)量裝置，不會(huì)加大景深而能夠降低粗糙面的測(cè)量誤差。

[解決問(wèn)題的技術(shù)手段]

本公開(kāi)的一實(shí)施例的光學(xué)測(cè)量裝置包括：光源，輸出多個(gè)波長(zhǎng)的光；第一限制構(gòu)件，形成有使來(lái)自光源的光的一部分通過(guò)的第一開(kāi)口；光學(xué)系統(tǒng)，用于使通過(guò)了第一開(kāi)口的光沿著光軸產(chǎn)生色差；物鏡，將產(chǎn)生了色差的光照射至測(cè)量對(duì)象物；第二限制構(gòu)件，形成有使照射至測(cè)量對(duì)象物的光的反射光的一部分通過(guò)的第二開(kāi)口；光纖，對(duì)通過(guò)了第二開(kāi)口的光進(jìn)行傳播；以及受光傳感器，獲取經(jīng)傳播的光，對(duì)所述光的光譜進(jìn)行測(cè)量，第一開(kāi)口及第二開(kāi)口分別具有包含多個(gè)針孔的形狀。

根據(jù)此實(shí)施例，第一限制構(gòu)件的第一開(kāi)口具有包含多個(gè)針孔的形狀。由此，不會(huì)加大開(kāi)口的短徑方向的點(diǎn)徑，而能夠在測(cè)量對(duì)象物的面上形成沿一方向延伸的線點(diǎn)(linespot)，因此能夠維持景深而不會(huì)使其變化。因而，能夠抑制線性及分辨率等性能的下降。而且，通過(guò)了第二限制構(gòu)件的第二開(kāi)口的反射光由光纖進(jìn)行傳播。由此，成為下述狀態(tài)，即，通過(guò)了第二開(kāi)口的光受到交混，而在線點(diǎn)所延伸的一方向上聚焦的多個(gè)點(diǎn)的距離信息(高度信息)受到積分，因此線點(diǎn)內(nèi)的粗糙面的凹凸得以平均化，能夠抑制聚焦的波長(zhǎng)的測(cè)量場(chǎng)所引起的變動(dòng)。因而，能夠降低測(cè)量對(duì)象物的粗糙面的測(cè)量誤差。

前述的實(shí)施例中，光纖也可為塑料光纖。

根據(jù)此實(shí)施例，光纖為塑料光纖。由此，與其他種類(lèi)的光纖相比，能夠廉價(jià)地制作芯徑大的光纖，因此能夠更多地導(dǎo)入來(lái)自第二限制構(gòu)件的第二開(kāi)口的光，從而能夠使線點(diǎn)內(nèi)的粗糙面的凹凸進(jìn)一步平均化。

前述的實(shí)施例中，受光傳感器也可包含呈一維排列的多個(gè)受光元件。

根據(jù)此實(shí)施例，受光傳感器包含呈一維排列的多個(gè)受光元件。由此，與多個(gè)受光元件呈二維排列的情況相比，能夠低成本地對(duì)測(cè)量對(duì)象物進(jìn)行測(cè)量。