照明装置和计测装置制造方法及图纸

照明装置具有：光源部，其包含射出具有相干性的光的半导体激光器(101)；偏振光分离部，其包含金红石(111)、1/2相位差膜(112)和金红石(113)，该偏振光分离部根据所入射的光的偏振方向对光路进行分离；以及投影偏振光切换机构，其包含1/2波片单元(105)、1/4波片单元(107)以及偏振光膜(114)，该投影偏振光切换机构使从偏振光分离部射出并投影的光在透过了由偏振光分离部分离出的各个光路后的光的偏振光成分与透过了任意一个光路后的光的偏振光成分之间进行切换。由此，能够提供将观察用照明和计测用照明的光源以及光学系统共用化的小型的照明装置以及使用了该照明装置的计测装置。

Lighting and measuring devices

The lighting device has a light source, comprising a semiconductor laser with optical coherence injection (101); a polarization separation section, which contains rutile (111), 1/2 phase difference film (112) and (113), the rutile polarization separation section according to the polarization of incident light to the light way to separation; the projection and polarized light switching mechanism, which comprises a 1/2 plate element (105), 1/4 (107) and polarized light plate unit (114), membrane polarization switching mechanism of the injection and separation of the projection projection light in polarized light component by the polarized light from each of the separated road after the light and through the switch between an arbitrary polarized component of light through the optical path from polarized light. Thus, a small lighting device that can be used for illumination and metering lighting and optical system can be provided, and a measuring device using the lighting device.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】照明装置和计测装置
本专利技术涉及在三维形状计测中使用的照明装置和使用该照明装置的计测装置。
技术介绍
在以非接触的方式对物体表面的三维形状进行计测的方法中，公知有图案投影法(例如，参照专利文献1和专利文献2)。该方法是：对计测对象物体投影特定的基准图案，从与投影方向不同的方向利用摄像器来捕捉根据投影的面的三维形状而变形的投影图案，对该拍摄到的图案进行分析而对计测对象面的三维形状进行计算。例如，在专利文献1中公开了配置在内窥镜的前端的计测装置。在该装置中，为了对计测对象物的表面的三维形状进行计测而使用相位偏移法。相位偏移法是如下方法：通过对计测对象物体投影干涉条纹，使所投影的光栅图案的相位依次变化而拍摄图像，根据拍摄到的图像数据，通过运算来求出该初始相位分布。根据该相位分布，通过三角测量的原理来求出物体表面形状。基于这样的图案投影法的计测方法具有如下等优点：由于是非接触的方式，所以不会对计测对象造成损伤，并且对柔软的物体也能够进行计测；通过瞬间捕获计测对象面的宽范围内的信息，能够进行高速的计测或动态变化的物体的计测；以及与干涉计测相比，计测的动态范围更宽。因此，能够广泛地应用于各种领域。现有技术文献专利文献专利文献1：美国专利第8107083号说明书专利文献2：日本特开平5-211988号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题但是，在基于以往的图案投影法的计测装置中，具有用于观察对象物的观察用照明(无图案)和用于计测三维形状的计测用照明(有图案)这两个照明系统，通过光源的开/关而对照明的切换进行控制。因此，为了进行观察用照明和计测用照明而需要两个光源和光学系统，因此存在装置大型化的问题。因此，本专利技术是着眼于这些点而完成的，其目的在于，提供使光源和光学系统在观察用照明与计测用照明之间共用化的小型的照明装置和使用了该照明装置的计测装置。用于解决课题的手段达成上述目的的照明装置的专利技术的特征在于，具有：光源部，其射出具有相干性的光；偏振光分离部，其根据所入射的光的偏振方向对光路进行分离；以及投影偏振光切换机构，其使从所述偏振光分离部射出并投影的光在透过了由所述偏振光分离部分离出的各个光路后的光的偏振光成分与透过了任意一个光路后的光的偏振光成分之间进行切换。在一个实施方式中，所述投影偏振光切换机构可以具有：偏振光调整部，其配置在所述光源部与所述偏振光分离部之间，使从所述光源部射出的光的偏振光状态以能够调整的方式发生变化；以及偏振片，其配置在所述偏振光分离部的后段，仅使特定方向的直线偏振光透过。优选所述偏振光调整部具有：1/2波片；以及1/2波片旋转部，其构成为能够通过使该1/2波片旋转而对该1/2波片的光学轴的朝向进行调整。并且，所述偏振光调整部可以构成为具有：1/4波片，其配置在所述1/2波片的所述偏振光分离部侧；以及1/4波片旋转部，其构成为能够通过使该1/4波片旋转而对该1/4波片的光学轴的朝向进行调整。或者，优选所述偏振光调整部在所述1/2波片的所述光源部侧具有相位调制部，该相位调制部控制由所述偏振光分离部对光路进行分离而得到的各个偏振光的相位差。在其他实施方式中，所述投影偏振光切换机构可以具有：偏振光调整部，其配置在所述光源部与所述偏振光分离部之间，使从所述光源部射出的光的偏振光状态发生变化；以及偏振片，其构成为配置在所述偏振光分离部的后段，能够对透过轴的朝向进行调整。优选所述偏振光调整部具有：1/2波片；1/2波片旋转部，其构成为能够使该1/2波片旋转而调整该1/2波片的光学轴的朝向；以及1/4波片，其配置在所述1/2波片的所述偏振光分离部侧。进而优选在所述各照明装置中具有偏振波保持波导，该偏振波保持波导配置在从所述光源部到所述偏振光分离部之间以使得偏振波保持方向与所述偏振光分离部所分离出的各个偏振方向相等。达成上述目的的计测装置的专利技术的特征在于，具有：上述任意的照明装置；摄像部，其拍摄由所述照明装置投影出干涉条纹而得到的被摄体的图像；以及运算部，其根据所述照明装置与所述摄像部的位置关系以及由所述摄影部拍摄到的所述被摄体的图像的干涉条纹而导出被摄体的形状。专利技术效果根据本专利技术，构成为能够通过投影偏振光切换机构使从所述偏振光分离部射出并投影的光在透过了由偏振光分离部分离出的各个光路后的光的特定方向的偏振光成分与透过了任意一个光路后的光的偏振光成分之间进行切换，因此能够提供使光源和光学系统在观察用照明和计测用照明之间共用化的小型的照明装置以及使用了该照明装置的计测装置。附图说明图1是对第1实施方式的照明装置的概略结构进行说明的图，(a)是光学系统的概略结构图，(b)是示出计测用照明照射时的各光学元件的朝向的图，(c)是示出观察用照明照射时的各光学元件的朝向的图。图2是使用了第1实施方式的照明装置的计测装置的概略结构图。图3是对第2实施方式的照明装置的概略结构进行说明的图。图4是对第3实施方式的照明装置的概略结构进行说明的图。图5是对第4实施方式的照明装置的概略结构进行说明的图。图6是对第5实施方式的照明装置的概略结构进行说明的图，(a)是光学系统的概略结构图，(b)是示出计测用照明照射时的各光学元件的朝向的图，(c)是示出观察用照明照射时的各光学元件的朝向的图。具体实施方式以下，参照附图对本专利技术的实施方式进行说明。(第1实施方式)图1是对第1实施方式的照明装置的概略结构进行说明的图，图1的(a)是光学系统的概略结构图，图1的(b)是示出观察用照明照射时的各光学元件的朝向的图，图1的(c)是示出计测用照明照射时的各光学元件的朝向的图。如图1的(a)所示，照明装置包含：作为照明光源的半导体激光器101、以及按照从半导体激光器101射出的光所透过的顺序排列的准直透镜102、1/2波片103、偏振板104、1/2波片单元105、1/4波片单元107、耦合透镜109、PANDA(Polarization-maintainingANDAbsorption-reducing：偏振波保持和吸收减少)光纤110(偏振波保持波导)、金红石111、1/2相位差膜112、金红石113、偏振光膜114(偏振片)以及广角投影透镜115。本实施方式的光源部包含半导体激光器101、准直透镜102、1/2波片103以及偏振板104，偏振光分离部构成为包含金红石111、1/2相位差膜112以及金红石113。并且，投影偏振光切换机构构成为包含1/2波片单元105、1/4波片单元107以及偏振光膜114。其中，1/2波片单元105和1/4波片单元107构成了偏振光调整部。在图1和以下的图中，将沿着从半导体激光器101射出的光的主光线的方向设为z方向，将在与z方向垂直的平面内互相垂直的方向分别设为x方向、y方向。从半导体激光器101射出的光经由准直透镜102而变成平行光，该平行光通过1/2波片103、偏振板104、1/2波片单元105以及1/4波片单元107，经由耦合透镜109而与PANDA光纤110耦合。与PANDA光纤110耦合的光在PANDA光纤110中传输而从与入射面不同的端面射出。在射出的光透过金红石111、1/2相位差膜112以及金红石113时，根据偏振方向对光路进行分支。分支出的各个光通过偏振光膜114而变成仅具有偏振光膜114本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种照明装置，该照明装置具有：光源部，其射出具有相干性的光；偏振光分离部，其根据所入射的光的偏振方向对光路进行分离；以及投影偏振光切换机构，其使从所述偏振光分离部射出并投影的光在透过了由所述偏振光分离部分离出的各个光路后的光的偏振光成分与透过了任意一个光路后的光的偏振光成分之间进行切换。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种照明装置，该照明装置具有：光源部，其射出具有相干性的光；偏振光分离部，其根据所入射的光的偏振方向对光路进行分离；以及投影偏振光切换机构，其使从所述偏振光分离部射出并投影的光在透过了由所述偏振光分离部分离出的各个光路后的光的偏振光成分与透过了任意一个光路后的光的偏振光成分之间进行切换。2.一种照明装置，其特征在于，所述投影偏振光切换机构具有：偏振光调整部，其配置在所述光源部与所述偏振光分离部之间，使从所述光源部射出的光的偏振光状态以能够调整的方式发生变化；以及偏振片，其配置在所述偏振光分离部的后段，仅使特定方向的直线偏振光透过。3.根据权利要求2所述的照明装置，其特征在于，所述偏振光调整部具有：1/2波片；以及1/2波片旋转部，其构成为能够通过使该1/2波片旋转而对该1/2波片的光学轴的朝向进行调整。4.根据权利要求3所述的照明装置，其中，所述偏振光调整部具有：1/4波片，其配置在所述1/2波片的所述偏振光分离部侧；以及1/4波片旋转部，其构成为能够通过使该1/4波片旋转而对该1/4波片的光学轴的朝向进行调整。5.根据权利要求3所述的照明装置，其特征在于，所述偏振光调整部在所述1/2波片的所述光源部侧具有相位调制部，...

【专利技术属性】
技术研发人员：渡边大智，
申请(专利权)人：奥林巴斯株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP