位移传感器和轮廓测量设备制造技术

基于即使工件位移也抑制由光接收部检测的条纹的周期的变化的问题，本发明专利技术提供一种位移传感器10包括：照射部20，其用光照射在预定位移方向上可位移的工件W；光接收部30，其接收反射光，所述反射光是在由照射部照射的光在工件W上反射时生成的；以及条纹生成部40，其包括生成结构，所述生成结构用于当光接收部接收来自工件的反射光时在光接收部30的光接收表面32上生成条纹，其中，条纹生成部40和光接收部30布置成使得条纹生成部和光接收部平行于位移方向，或者平行于位移方向的虚像。或者平行于位移方向的虚像。或者平行于位移方向的虚像。

【技术实现步骤摘要】
位移传感器和轮廓测量设备


[0001]本公开涉及位移传感器和轮廓测量设备。

技术介绍

[0002]通常，三角测量传感器已被用作检测工件位移的位移传感器。在三角测量传感器中，首先，从辐射部的光源发射的光被工件反射。由工件反射的光通过成像透镜成像在光接收部(例如成像元件)的光接收表面(成像表面)上。
[0003]在上述三角测量传感器中，由光接收部接收的光的分布可能出现不均匀，导致位置变化。因此，为了抑制光分布的不均匀性，可以考虑应用下面专利文献1中公开的技术。专利文献1公开了一种技术，其中用来自光源的光照射光栅以生成条纹，并且由光接收部检测条纹的相位以测量光源的位置。
[0004]专利文献
[0005]专利文献1：日本专利公开号4503902

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的问题
[0007]然而，当应用上述技术时，由光接收部检测的条纹的周期取决于工件的位置而变化。因此，当工件位移时，在检测光接收部上的条纹的检测元件的周期和条纹的周期之间存在偏差，导致检测精度降低。
[0008]本公开集中于这些点，并且本公开的目的是即使当工件位移时也抑制由光接收部检测的条纹的周期的变化。
[0009]解决问题的手段
[0010]本公开的第一方面提供了一种位移传感器，包括：辐射部，其用光照射在预定位移方向上可位移的工件；光接收部，其接收当由辐射部辐射的光在工件上反射时生成的反射光；以及条纹生成部，其包括用于当光接收部接收来自工件的反射光时在光接收部的光接收表面上生成条纹的生成装置，其中，条纹生成部和光接收部布置成使得条纹生成部和光接收部平行于位移方向，或者平行于位移方向的虚像。
[0011]此外，条纹生成部可以包括具有作为生成装置的多个孔的衍射光栅，并且可以利用穿过孔的反射光在光接收表面上生成条纹。
[0012]此外，条纹生成部可以包括其上形成有作为生成装置的多个台阶的基板，并且可以利用透射通过台阶的反射光在光接收表面上生成条纹。
[0013]此外，条纹生成部可以包括以预定间隔布置的多个生成装置，并且条纹生成部和辐射部的辐射平面之间的距离可以具有与条纹生成部和光接收表面之间的距离相同的长度。条纹生成部可以包括具有作为生成装置的多个孔的衍射光栅，多个孔可以预定间隔布置，并且条纹生成部和辐射部的辐射平面之间的距离可以具有与条纹生成部和光接收表面之间的距离相同的长度。
[0014]另外，条纹生成部可以包括作为生成装置的多个图像形成元件，其沿着位移方向彼此相邻地成排布置。
[0015]此外，条纹生成部可以包括多个衍射光栅，其布置成平行于位移方向或虚像，并且具有作为生成装置的形成在其中的多个孔，并且衍射光栅的孔之间的间隔可以彼此不同。
[0016]此外，光接收部可以包括光电二极管阵列，其中排列有用于检测反射光的多个光电二极管。
[0017]此外，生成装置可以布置成使得沿着位移方向的相邻生成装置之间的间隔是随机的。条纹生成部可以包括其中形成有作为生成装置的多个孔的衍射光栅，并且多个孔可以布置成使得相邻孔之间的间隔是随机的。
[0018]此外，位移传感器还包括反射构件，其将来自工件的反射光朝向条纹生成部反射，其中，条纹生成部和光接收部可以布置成使得从反射构件观察时条纹生成部和光接收部平行于位移方向的虚像。
[0019]此外，辐射部可以用线形光照射工件，并且条纹生成部可以在光接收表面上生成可以检测两个正交轴上的位置的条纹。
[0020]本公开的第二方面提供了一种轮廓测量设备，包括：位移传感器，其包括：a)辐射部，用于用光照射在预定位移方向上可位移的工件，b)光接收部，用于接收当从辐射部辐射的光在工件上反射时生成的反射光，以及c)条纹生成部，其包括用于当光接收部接收来自工件的反射光时在光接收部的光接收表面上生成条纹的生成装置；以及计算部，其基于光接收部的输出来计算工件的轮廓，其中，条纹生成部和光接收部可以布置成使得条纹生成部和光接收部平行于位移方向，或者平行于位移方向上的虚像。
[0021]专利技术效果
[0022]根据本实施例，即使当工件位移时，也可以抑制由光接收部检测的条纹周期的变化。
附图说明
[0023]图1是用于解释根据第一实施例的位移传感器10的配置的示意图。
[0024]图2是用于解释当工件W位移时条纹的周期d
D
的示意图。
[0025]图3是用于解释根据比较示例的位移传感器110的示意图。
[0026]图4是用于解释轮廓测量设备1的配置的示意图。
[0027]图5是用于解释根据第二实施例的位移传感器10的配置的示意图。
[0028]图6是用于解释根据第三实施例的位移传感器10的配置的示意图。
[0029]图7是用于解释根据第四实施例的位移传感器10的配置的示意图。
[0030]图8是用于解释根据第五实施例的位移传感器10的配置的示意图。
[0031]图9是用于解释根据第六实施例的位移传感器10的配置的示意图。
[0032]图10是用于解释根据第七实施例的位移传感器10的配置的示意图。
[0033]图11是用于解释根据第八实施例的位移传感器10的配置的示意图。
[0034]图12是用于解释根据第九实施例的位移传感器10的配置的示意图。
具体实施方式
[0035]<第一实施例>
[0036](位移传感器的配置)
[0037]将参照图1描述根据第一实施例的位移传感器10的配置。
[0038]图1是用于解释根据第一实施例的位移传感器10的配置的示意图。位移传感器10用光照射工件W，以测量到工件W的距离(位移)。位移传感器10是三角测量传感器。如图1所示，位移传感器10包括辐射部20、光接收部30和条纹生成部40。
[0039]辐射部20用光照射工件W。例如，辐射部20向下向工件W辐射线性光。工件W在作为预定位移方向的竖直方向上位移。辐射部20将光辐射到工件W，工件W通过沿着辐射平面26在竖直方向上移动而位移。辐射平面26是包括由辐射部20辐射的光的光轴的平面。
[0040]辐射部20包括光源22和透镜24。光源22发射具有预定波长的激光束。透镜24例如是准直透镜或棒状透镜，并且将从光源22发射的光作为线性光辐射到工件W。从辐射部20辐射的光被工件W反射(具体地，辐射点P)。如图1所示，来自工件W的反射光被散射。
[0041]光接收部30接收当由辐射部20辐射的光在工件W上反射时生成的反射光。光接收部30包括用于接收反射光(具体地，由条纹生成部40使用反射光生成的条纹)的光接收表面32。光接收表面32在对应于从位移传感器10到工件W的距离(位移)的位置接收反射光。因此，当光接收表面32上接收反射光的位置能够被指定时，工件W的位移被检测。光接收表面32定位成使得光接收表面32平行于工件W的位移方向(竖直方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种位移传感器，包括：照射部，其用光照射在预定位移方向上可位移的工件；光接收部，其接收反射光，所述反射光是在由照射部照射的光在工件上反射时生成的；以及条纹生成部，其包括生成结构，所述生成结构用于在光接收部接收来自工件的反射光时在光接收部的光接收表面上生成条纹，其中，条纹生成部和光接收部布置成使得条纹生成部和光接收部平行于位移方向，或者平行于位移方向的虚像。2.根据权利要求1所述的位移传感器，其中，所述条纹生成部包括衍射光栅，所述衍射光栅具有作为所述生成结构的多个孔，并且所述条纹生成部利用穿过所述孔的反射光在所述光接收表面上生成条纹。3.根据权利要求1所述的位移传感器，其中，所述条纹生成部包括基板，在该基板上形成有作为所述生成结构的多个台阶，并且所述条纹生成部利用穿过台阶透射的反射光在所述光接收表面上生成条纹。4.根据权利要求1所述的位移传感器，其中，所述条纹生成部包括以预定间隔布置的多个生成结构，并且所述条纹生成部和所述照射部的照射平面之间的距离具有与所述条纹生成部和所述光接收表面之间的距离相同的长度。5.根据权利要求1所述的位移传感器，其中，所述条纹生成部包括衍射光栅，所述衍射光栅具有作为所述生成结构的多个孔，所述多个孔以预定间隔布置，并且所述条纹生成部和所述照射部的照射平面之间的距离具有与所述条纹生成部和所述光接收表面之间的距离相同的长度。6.根据权利要求1所述的位移传感器，其中，所述条纹生成部包括作为所述生成结构的多个图像形成元件，所述图像形成元件沿着所述位移方向彼此相邻地布置成行。7.根据权利要求1所述的位移传感器，其中，所述条纹生成部包括多个衍射光栅，所述衍射光栅...

【专利技术属性】
技术研发人员：木村彰秀，
申请(专利权)人：株式会社三丰，
类型：发明
国别省市：