共焦位移传感器制造技术

提供一种能够改善设置头单元时的可作业性的共焦位移传感器。共焦位移传感器包括：包括共焦光学系统的头单元；包括投光用光源的控制装置；包括用于使从投光用光源出射的光传送到头单元的光纤的光纤线缆。头单元包括光学构件，该光学构件被构造为在经由光纤的端面出射的检测光中引起轴向色像差并且使检测光朝向测量对象会聚。控制装置包括：分光器，其被构造为在经由光学构件照射到测量对象的检测光中使聚焦于测量对象时被反射而穿过光纤的端面的检测光光谱分散并产生受光信号；以及测量控制部，其被构造为基于受光信号计算测量对象的位移。头单元包括显示部。测量控制部使用控制装置的操作状态、受光波形或位移的测量值控制显示部的显示。

【技术实现步骤摘要】
共焦位移传感器
本专利技术涉及共焦位移传感器(confocaldisplacementsensor)，更详细地，涉及对使用共焦光学系统测量测量对象的位移的共焦位移传感器的改善。
技术介绍
共焦位移传感器是利用共焦原理(confocalprinciple)和轴向色像差现象(phenomenonofanaxialchromaticaberration)对测量对象的位移进行测量的光学测量装置，其中，共焦原理是指将从形成光源的像的成像面上接收到的光以缩小光圈(stopdown)的方式形成为反射光，轴向色像差现象是在光源的像中发生光轴方向上的颜色漂移(colordrift)的现象。共焦位移传感器由作为点光源的使从光源出射的光出射的销孔、在经由销孔出射的检测光中引起轴向色像差并朝向测量对象会聚该检测光的光学构件、以及使来自测量对象的反射光光谱分散(spectrallydisperse)并产生受光信号的分光器构成。作为检测光，使用具有多个波长的光(例如，白光)。在经由光学构件照射到测量对象的检测光中，销孔允许具有在聚焦于测量对象的同时被反射的波长的检测光穿过。根据轴向色像差，各波长的成像面的位置不同。因此，通过使穿过销孔的检测光的波长特定来计算测量对象的位移。位移是在光轴方向上从预定的基准位置到测量对象的距离。通过计算位移能够测量表面上的凹凸的深度或高度、透明体的厚度等。在一些共焦位移传感器中，包括共焦光学系统的头单元以及包括投光用光源和分光器的控制装置由独立的装置构成。投光用光源的光经由包括光纤的线缆传送到头单元。在该类型的位移计中，头单元通常设置在测量对象附近并且远离控制装置。在以上说明的传统共焦位移传感器中，难以在设置头单元期间辨识头单元是否被适当地设置。即使在控制装置侧设置了显示部，操作者也难以进行设置作业以从头单元的设置位置附近的位置确认控制装置的显示。因此，为了确认显示，操作者必须移动到控制装置的设置位置。如果头单元的设置状态不合适，则操作者必须反复作业，以移动到头单元的设置位置并调整头单元的位置和姿势，之后再次移动到控制装置的设置位置并确认显示。在传统的共焦位移传感器中，还难以在头单元的设置位置附近辨识控制装置是否正常操作。
技术实现思路
鉴于该情况作出了本专利技术，本专利技术的目的是提供能够改善设置头单元时的可作业性的共焦位移传感器。特别地，本专利技术的目的是提供能够在头单元的设置期间容易地辨识头单元是否被适当地设置的共焦位移传感器。本专利技术的目的是提供在防止头单元的构造复杂化的同时能够改善头单元的设置期间的可作业性的共焦位移传感器。此外，本专利技术的目的是提供能够在头单元的设置位置附近容易地识别控制装置是否正常操作的共焦位移传感器。根据本专利技术的第一方面的共焦位移传感器是一种共焦位移传感器，其包括：头单元，其包括共焦光学系统；控制装置，其包括投光用光源，所述投光用光源被构造为产生具有多个波长的光；以及光纤线缆，其包括用于将从所述投光用光源出射的光传送到所述头单元的光纤。所述头单元包括光学构件，所述光学构件被构造为在经由所述光纤的端面出射的检测光中引起轴向色像差并且使所述检测光朝向测量对象会聚。所述控制装置包括：分光器，其被构造为在经由所述光学构件照射于所述测量对象的所述检测光中使通过在聚焦于所述测量对象的同时被反射而穿过所述光纤的端面的检测光光谱分散，并且产生受光信号；以及测量控制部，其被构造为基于所述受光信号计算所述测量对象的位移。所述头单元包括显示部。所述测量控制部基于以所述控制装置的至少一个操作状态、代表各波长的受光强度的受光波形和所述位移的测量值为基础的演算结果控制所述显示部的显示。在共焦位移传感器中，能够使在头单元与控制装置之间传送投光用的光的光纤的端面具有共焦光学系统的销孔的功能。由于使用受光波形和位移的测量值来控制显示部的显示，所以在设置头单元时，能够根据显示部的显示来容易地辨识头单元是否被适当地设置。由于在控制装置侧控制显示部的显示，所以能够防止头单元的构造复杂化。此外，由于使用控制装置的操作状态来控制显示部的显示，所以能够在头单元的设置位置附近容易地辨识控制装置是否正常操作。在本专利技术的第二方面中，除了以上说明的构造之外，在共焦位移传感器中，所述控制装置可以包括被构造为产生显示光的显示用光源，所述光纤线缆包括用于传送所述显示光的光纤，并且所述显示部利用从所述显示用光源经由用于传送所述显示光的所述光纤传送的显示光进行显示。利用这样的构造，由于显示用光源存在于控制装置侧，所以用于显示的电路和配线基板不必设置于头单元。能够防止头单元大型化。由于防止了显示部的发热，所以能够防止由于支撑光学构件和头单元的夹具等的温度升高而使测量精度降低。在本专利技术的第三方面中，除了以上说明的构造之外，在共焦位移传感器中，可以通过在以所述检测光的投光轴线为中心的周向布置用于传送所述显示光的多个所述光纤的出射端而形成所述显示部。利用这样的构造，能够从以投光轴线为中心的周向上的多个位置确认显示部的显示。因此，能够改善显示部的可视性。在本专利技术的第四方面中，除了以上说明的构造之外，在共焦位移传感器中，所述显示部可以布置得比用于传送从所述投光用光源出射的光的所述光纤的出射端靠近所述控制装置侧。利用这样的构造，能够防止显示用的光进入检测光的光路从而降低测量精度。在本专利技术的第五方面中，除了以上说明的构造之外，在共焦位移传感器中，所述显示部可以布置得比构成所述光学构件的多个透镜中的与用于传送从所述投光用光源出射的光的所述光纤的出射端最接近的透镜靠近所述控制装置侧。利用这样的构造，能够防止头单元的构造复杂化。在本专利技术的第六方面中，除了以上说明的构造之外，在共焦位移传感器中，所述显示部可以包括显示用光源并且可以被构造为根据所述测量控制部对所述显示用光源的控制来进行所述显示。利用这样的构造，由于显示用光源存在于头单元侧，所以显示用的电路和配线基板不必设置于控制装置。能够防止控制装置大型化。在本专利技术的第七方面中，除了以上说明的构造之外，在共焦位移传感器中，所述测量控制部可以指定代表各波长的受光强度的受光波形的峰强度并且根据所述峰强度使所述显示部的显示形式不同。利用这样的构造，能够根据显示部的显示形式容易地辨识头单元的设置状态是否适当。在本专利技术的第八方面中，除了以上说明的构造之外，在共焦位移传感器中，所述测量控制部可以根据计算出的位移是否在预指定范围内来使所述显示部的显示形式不同。利用这样的构造，能够根据显示部的显示形式容易地辨识测量对象是否良好。在本专利技术的第九方面中，除了以上说明的构造之外，在共焦位移传感器中，所述测量控制部可以根据所述受光信号来控制所述显示部的显示。利用这样的构造，能够根据受光信号使显示部的显示不同。在本专利技术的第十方面中，除了以上说明的构造之外，在共焦位移传感器中，所述测量控制部可以基于从所述控制装置的外部输入的信号来控制所述显示部的显示。利用这样的构造，能够根据从外部输入的信号使显示部的显示不同。在本专利技术的第十一方面中，除了以上说明的构造之外，在共焦位移传感器中，所述光纤线缆可以包括用于传送从所述投光用光源出射的光的测量用光纤以及用于传送从所述显示用光源出射的光的显示用光纤。所述光纤线缆的位于所述控制装置侧的端部分支成叉状。检测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种共焦位移传感器，其包括：头单元，其包括共焦光学系统；控制装置，其包括投光用光源，所述投光用光源被构造为产生具有多个波长的光；以及光纤线缆，其包括用于将从所述投光用光源出射的光传送到所述头单元的光纤，所述头单元包括光学构件，所述光学构件被构造为在经由所述光纤的端面出射的检测光中引起轴向色像差并且使所述检测光朝向测量对象会聚，并且所述控制装置包括：分光器，其被构造为在经由所述光学构件照射于所述测量对象的所述检测光中使通过在聚焦于所述测量对象的同时被反射而穿过所述光纤的端面的检测光光谱分散，并且产生受光信号；以及测量控制部，其被构造为基于所述受光信号计算所述测量对象的位移，其中，所述头单元包括显示部，并且所述测量控制部基于以所述控制装置的至少一个操作状态、代表各波长的受光强度的受光波形和所述位移的测量值为基础的演算结果控制所述显示部的显示。

【技术特征摘要】
2017.06.13 JP 2017-1155531.一种共焦位移传感器，其包括：头单元，其包括共焦光学系统；控制装置，其包括投光用光源，所述投光用光源被构造为产生具有多个波长的光；以及光纤线缆，其包括用于将从所述投光用光源出射的光传送到所述头单元的光纤，所述头单元包括光学构件，所述光学构件被构造为在经由所述光纤的端面出射的检测光中引起轴向色像差并且使所述检测光朝向测量对象会聚，并且所述控制装置包括：分光器，其被构造为在经由所述光学构件照射于所述测量对象的所述检测光中使通过在聚焦于所述测量对象的同时被反射而穿过所述光纤的端面的检测光光谱分散，并且产生受光信号；以及测量控制部，其被构造为基于所述受光信号计算所述测量对象的位移，其中，所述头单元包括显示部，并且所述测量控制部基于以所述控制装置的至少一个操作状态、代表各波长的受光强度的受光波形和所述位移的测量值为基础的演算结果控制所述显示部的显示。2.根据权利要求1所述的共焦位移传感器，其特征在于，所述控制装置包括被构造为产生显示光的显示用光源，所述光纤线缆包括用于传送所述显示光的光纤，并且所述显示部利用从所述显示用光源经由用于传送所述显示光的所述光纤传送的显示光进行显示。3.根据权利要求2所述的共焦位移传感器，其特征在于，通过在以所述检测光的投光轴线为中心的周向布置用于传送所述显示光的多个所述光纤的出射端而形成所述显示部。4.根据权利要求1所述的共焦位移传感器，其特征在于，所述显示部布置得比用于传送从所述投光用光源出射的光的所述光纤的出射端靠近所述控制装置侧。5.根据权利要求1所述的共焦位移传感器，其特征在于，所述显示部布置得比构成所述光学构件的多个透镜中的与用于传送从所述投光用光源出射的光的所述光纤的...

【专利技术属性】
技术研发人员：坂口富一，武井英人，
申请(专利权)人：株式会社基恩士，
类型：发明
国别省市：日本,JP