光学测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术的一个方面的光学测量装置(1)包括：光源(10)，其产生具有多个波长成分的照射光；传感器头部(30)，其使从光源发出的照射光产生轴向色差，并接收从至少一部分配置在光轴的延长线上的测量对象(2)反射的反射光；光接收部(40)，其将由传感器头部接收的反射光分离成各波长成分，并接收各波长成分的光；导光部(20)，其将光源(10)、光接收部以及传感器头部光学性地连接；以及处理部(50)，其基于光接收部中的各波长成分的受光量，计算从光学系统到测量对象的距离。处理部将光接收波形中的多个波长成分的各受光量与受光量的基准值比较，基于该比较结果，判断是否正常测定到所述测量对象的所述距离。

Optical measuring device

【技术实现步骤摘要】
光学测量装置申请是申请日为2017年1月17日、申请号为2017100349213、专利技术名称为“光学测量装置”的申请的分案申请。
本专利技术关于以白色共焦点方式可对测量对象的表面形状等进行测量的光学测量装置。
技术介绍
作为检测测量对象的表面形状等的装置，已知白色共焦点方式的光学测量装置。这种光学测量装置包括：产生具有多个波长成分的照射光的光源；使从光源发出的照射光产生轴向色差的光学系统；将由光学系统接收的反射光分离成各波长成分，并接收各波长成分的光的光接收部；将光源、光接收部和所述光学系统光学连接的导光部。例如，特开2012-208102号公报记载了一种利用共焦点光学系统以非接触的方式对测量对象的位移进行测量的共焦点测量装置。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2012-208102号公报在白色共焦点原理的位移传感器中，由于返回光束的增加等，光接收波形发生变化，这成为了影响测量的原因。目前，无法检测出这样的光接收波形的变化，从而用户无法注意到光接收波形是不正常的。返回光束的增加带来传感器的测量精度的下降，但存在用户察觉不到该情况而继续使用传感器的可能性。
技术实现思路
本专利技术的目的是，提供一种可检测出光接收波形发生异常的白色共焦点原理的光学测量装置。本专利技术的一个方面的光学测量装置，包括：光源，其产生具有多个波长成分的照射光；光学系统，其使从光源发出的照射光产生轴向色差，并接收从至少一部分配置在光轴的延长线上的测量对象反射的反射光；光接收部，其将由光学系统接收的反射光分离成各波长成分，并接收各波长成分的光；以及处理部，其基于光接收部中的各波长成分的受光量，计算从光学系统到测量对象的距离。处理部将光接收波形中的多个波长成分的各受光量与受光量的基准值比较，当多个波长成分中的每个波长成分的受光量相对于基准值的变化量均为预设的阈值以上时，检测出光接收波形的异常。根据上述结构，能够提供一种可检测光接收波形的异常的白色共焦点原理的光学测量装置。需要说明的是，“从光学系统到测量对象的距离”是指从光学系统到测量对象上的测量对象位置的距离，不限定于从光学系统到测量对象的最短距离。测量对象位置是指照射有从光源发出的照射光的测量对象上的位置。测量对象位置不限定于1个。优选地，当多个波长成分中的至少一个受光量的变化量小于阈值时，处理部基于光接收波形中的峰值的波长，计算测量对象的位移。根据上述结构，即使在所选择的多个波长中的一个与测量波长一致时，也能基于其他波长的受光量检测出异常波形。优选地，多个的波长成分包括五个波长。根据上述结构，例如测量对象具有由两个透明体(玻璃等)之间的间隔构成的空间结构，即使在所选择的五个波长中有四个与测量波长一致的情况下，也能基于余下的一个波长的受光量检测出异常波形。优选地，阈值基于光源的光谱按每个波长而被确定。根据上述结构，按每个波长设定阈值，由此能正确检测出异常波形。本专利技术的另一方面的光学测量装置，光源，其产生具有多个波长成分的照射光；光学系统，其使从光源发出的照射光产生轴向色差，并接收从至少一部分配置在光轴的延长线上的测量对象反射的反射光；光接收部，其将由光学系统接收的反射光分离成各波长成分，并接收各波长成分的光；以及处理部，其基于光接收部中的各波长成分的受光量，计算从光学系统到测量对象的距离。处理部将位于对应于测量对象的位移测量范围的波长区域外的波长成分的各受光量与受光量的基准值比较，当受光量相对于基准值的变化量为预设的阈值以上时，检测出表示受光量的光接收波形的异常。根据上述结构，能够减少对对象的位移的测量的影响，并能够监视光接收波形。优选地，上述任一光学测量装置中，当检测出了异常时，处理部通知该异常。根据上述结构，用户能够注意到光学测量装置的光接收波形为异常。由此，用户能够采取适当的对策以排除异常的原因。因此，能够维持高精度测量对象的位移。可参照附图理解本专利技术的上述以及其他目的、特征、方面及优点，可通过如下的关于本专利技术的详细说明来了解。附图说明图1是用于说明通过白色共焦点方式进行的距离测量的原理图。图2A是用于说明本实施方式的光学测量装置的导光部的结构的示意图。图2B是用于说明本实施方式的光学测量装置的导光部的其他结构的示意图。图3是示出本实施方式的光学测量装置的装置结构的一例的示意图。图4是用于说明导光部中途的反射照射光的一部分的示意图。图5是用于说明在导光部的中途反射了照射光的一部分的情况时的问题的图。图6A是说明了光学测量装置在正常情况下获得的光接收波形的波形图。图6B是说明了光学测量装置在异常情况下获得的光接收波形的波形图。图7是用于说明由第1实施方式进行的光学测量装置的异常判定的示意性波形图。图8是说明了由本实施方式的光学测量装置进行的测量对象的多个表面的位移的测定的图。图9是示出照射光的一部分在导光部的中途反射并返回时的背景成分的受光量的变化的示意图。图10是示出监测波长与阈值之间的关系的一例的图。图11是用于说明第1实施方式的异常波形的检出处理的流程图。图12是说明用于说明第2实施方式的异常波形的检出的光源的光谱的图。图13是用于说明第2实施方式的异常波形的检出处理的流程图。具体实施方式参照附图详细说明本专利技术的实施方式。图中的相同或相当部分标上相同的符号并省略对其的说明。<A.概要>首先，简要说明由本实施方式的光学测量装置所解决的问题以及用于实现其的结构。图1是用于说明通过白色共焦点方式进行的距离测量的原理图。参照图1，光学测量装置1包括：光源10、导光部20、传感器头部30、光接收部40和处理部50。传感器头部30包括色差单元32以及物镜34，光接收部40包括分光器42以及检测器44。由光源10产生的具有规定的波长扩展的照射光，经由导光部20传播并到达传感器头部30。在传感器头部30中，从光源10发出的照射光由物镜34会聚后照射到测量对象2上。照射光经过色差单元32并由此产生轴向色差，因此，从物镜34发射出的照射光的焦点位置对于每个波长来说都是不同的。在测量对象2的表面被反射的波长中，只有在测量对象2上合焦的波长的光，才会成为以共焦点的方式再次入射到传感器头部30的导光部20的中的光纤的光。以下，为了便于说明，将在测量对象2上合焦的波长的光作为测量光而被检测出的状态作为“仅反射特定的波长”来表述。再次入射到传感器头部30的反射光，经由导光部20入射到光接收部40。光接收部40中，在分光器42处入射的反射光被分离成各波长成分，在检测器44处检测出各波长成分的强度。处理部50基于检测器44的检测结果，计算出从传感器头部30到测量对象2的距离(位移)。在图1所示的例子中，例如，包含多个的波长λ1、λ2、λ3的照射光被波长色散，并在光轴AX上的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学测量装置，其特征在于，/n包括：/n光源，其产生具有多个波长成分的照射光，/n光学系统，其使从所述光源发出的照射光产生轴向色差，并接收从至少一部分配置在光轴的延长线上的测量对象反射的反射光，/n光接收部，其将由所述光学系统接收的反射光分离成各波长成分，并接收所述各波长成分的光，以及/n处理部，其基于所述光接收部中的所述各波长成分的受光量，计算从所述光学系统到所述测量对象的距离；/n所述处理部将光接收波形中的多个波长成分的各受光量与所述受光量的基准值比较，基于该比较结果，判断是否正常测定到所述测量对象的所述距离。/n

【技术特征摘要】
20160324 JP 2016-0602741.一种光学测量装置，其特征在于，
包括：
光源，其产生具有多个波长成分的照射光，
光学系统，其使从所述光源发出的照射光产生轴向色差，并接收从至少一部分配置在光轴的延长线上的测量对象反射的反射光，
光接收部，其将由所述光学系统接收的反射光分离成各波长成分，并接收所述各波长成分的光，以及
处理部，其基于所述光接收部中的所述各波长成分的受光量，计算从所述光学系统到所述测量对象的距离；
所述处理部将光接收波形中的多个波长成分的各受光量与所述受光量的基准值比较，基于该比较结果，判断是否正常测定到所述测量对象的所述距离。


2.根据权利要求1所述的光学测量装置，其特征在于，
当所述多个波长成分中的至少一个所述受光量的所述变化量小于阈值时，所述处理部基于所述光接收波形中的峰值的波长，计算所述测量对象的位移。


3.根据权利要求1所述的光学测量装置，其特征在于，
所述多个波长成分含有5个波长。


4.根据权利要求1所述的光学测量装置，其特征在于，
所述阈值基于所述光源的光谱按每个波长而被确定。


5.一种光学测量装置，其特征在于，
包括：
光源，其产生具有多个波长成分的照射光，
光学系统，其使从所述光源发出的照射光产生轴向色差，并接收从至少一部分配置在光轴的延长线上的测量对象反射的反射光，
光接收部，其将由所述光学系统接收的反射光分离成各波长成分，并接收所述各波长成分的光，以及
处理部，其基于所述光接收部中的所述各波长成分的受光量，计算从所述光学系统到所述测量对象的距离；
所述处理部将位于对应于所述测量对象的位移测量范围的波长区域外的波长成分的各受光量与所述受光量的基准值比较，当所述受光量相对于所述基准值的变化量为预设的阈值以上时，检测出表示所述受光量的所述光接收波形的异常。


6.根据权利要求1～5中任一项所述的光学测量装置，其特征在于，
当检测出了所述异常时，所述处理部通知所述异常。


7.一种光学测量装置，其特征在于，
包括：
光源，其产生具有多个波长成分的照射光，
光学系统，其使从所述光源发出的照射光产生轴向色差，并接收从至少一部分配置在光轴的延长线上的测量对象反射的反射光，
光接收部，其将由所述光学系统接收的反射光分离成各波长成分，并接收所述各波长成分的光，以及
处理部，其基于所述光接收部中的所述各波长成分的受光量，计算从所述光学系统到所述测量对象的距离；
所述处理部将位于与所述测量对象的位移的预定测量范围相对应的波长区域之外的波长成分的各受光量与所述受光量的基准值比较，当所述受光量与所述基准值的差为预设的阈值以上时，检测出表示所述受光量的光接收波形的异常。


8.根据权利要求7所述的光学测量装置，其特征在于，
当检测出了所述异常时，所述处理部通知所述异常。


9.一种光学测量装置，其特征在于，
包括：
光源，其产生具有多个波长成分的照射光，
光学系统，其使从所述光源发出的所述照射光产生轴向色差，并接收从至少一部分配置在光轴的延长线上的测量对象反射的反射光，
光接收部，其将由所述光学系统接收的反射光分离成各波长成分，并接收所述各波长成分的光，以及
处理部，其基于所述光接收部中的所述各波长成分的受光量，计算从所述光学系统到所述测量对象的距离；
所述处理部将光接收波形中的多个波长成分的各受光量与所述受光量的基准值比较，在该比较结果正常时计算到所述测量对象的距离，在所述比较结果异常时通知异常。


10.一种光学测量装置，其特征在于，

【专利技术属性】
技术研发人员：森野久康，的场贤一，菅孝博，
申请(专利权)人：欧姆龙株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP