[发明专利]光学探测器、可装配盖和形状测量设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于在无需接触被测物的情况下测量该被测物的形状的光学探测器等。

背景技术

用于测量被测物的形状的非接触测量设备的传统示例包括采用光切测量方法的装置。在光切法中，例如，向被测物照射具有线状形状的光并且利用二维光接收元件接收反射光。光接收元件所获得的接收光分布由放大器进行放大，之后进行数字化，并且基于数字数据中的峰位置来检测被测物的截面形状。

日本特开2012-230097例如公开了包括基于具有线状形状的光的线方向来选择性地反射该光并且向被测物照射该光的DMD(数字微镜装置)的光学探测器。DMD没有向从被测物的表面区域上照射光的一个线中所选择的预定区域照射光。因此，DMD可以抑制由于从多次反射接收到的光而发生错误值(虚像)(例如，参见日本特开2012-230097的说明书中的第[0008]段和第[0026]段)。

多次反射的一个情形如下：例如在被测物的表面具有相对较高的反射率(即，是镜面)的情况下，来自被测物的镜面反射光返回至探测器，然后该光进一步被探测器反射并且指向被测物。在将反射离开探测器之后的这种反射定义为二次反射的情况下，光接收元件接收二次反射光，因而在接收光分布中发生错误值。

本发明提供一种即使在被测物的表面具有相对较高的反射率的情况下、也能够抑制由于二次反射光而导致在接收光分布中发生错误值的光学探测器、可装配盖和形状测量设备。

发明内容

根据本发明的一个方面的一种光学探测器，包括：探测器盖，其包括：与被测物相对的相对区域；以及出射区域和入射区域，用于使光穿过，其中所述出射区域和所述入射区域设置在所述相对区域中；以及光学系统，其设置在所述探测器盖内，用于经由所述出射区域使光射出，并且还用于经由所述入射区域接收被测物所反射的光，其中，所述探测器盖的至少所述相对区域包括用于使所反射的光中沿着镜面反射方向的光从来自所述出射区域的出射光照射在被测物上的位置起、在远离所述入射区域的方向上反射的面。

探测器盖的相对区域包括用于使所反射的光中沿着镜面反射方向的光在远离入射区域的方向上反射的面。因此，可以抑制入射到入射区域的二次反射光的量。因此，即使在被测物的表面具有相对较高的反射率的情况下，也可以抑制接收光分布中的错误值的发生。

所述面可以是被形成为跨度从所述出射区域至所述入射区域的平面，并且不与所述光学系统的出射光轴垂直。因此，可以实现所反射的光中沿着镜面反射方向的光从来自出射区域的出射光照射在被测物上的位置起、在远离入射区域的方向上反射的面。

所述平面还可以被设置为相对于所述出射光轴成45°以上且85°以下的角度。在平面相对于出射光轴的角度大于85°的情况下，所反射的光中沿着镜面反射方向的光在远离入射区域的方向上反射变得实质更难。在平面的相对于出射光轴的角度小于45°的情况下，要入射到入射区域的测量光可能不再适当入射，并且形状测量可能无法有效地进行。

所述面还可以是被设置成跨度从所述出射区域至所述入射区域的凸面或者是设置在所述出射区域和所述入射区域之间的凸面。可选地，所述面可以是被设置成跨度从所述出射区域至所述入射区域并且形成台阶的曲柄形状(即，台阶状)的面。因此，可以实现用于使所反射的光中沿着镜面反射方向的光从来自出射区域的出射光照射在被测物上的位置起、在远离入射区域的方向上反射的面。

所述光学探测器还可以包括可装配盖，所述可装配盖被设置成能够相对于所述探测器盖进行装配和拆卸以覆盖所述相对区域，所述可装配盖包括用于使所反射的光中沿着镜面反射方向的光在远离所述入射区域的方向上反射的面。通过将可装配盖安装在不具有该面的探测器盖上，可以抑制入射到入射区域的二次反射光的量，并且可以抑制接收光分布中的错误值的发生。

根据本发明的另一方面的一种可装配盖，包括：安装部，用于连接至探测器盖，所述探测器盖包括与被测物相对的相对区域、以及用于使光穿过的出射区域和入射区域，其中所述出射区域和所述入射区域设置在所述相对区域中；相对部，其包括：开口，在所述可装配盖安装在所述探测器盖上以覆盖所述相对区域的状态下，所述开口分别与所述出射区域和所述入射区域相对，从而使得来自所述出射区域的出射光和入射到所述入射区域的测量光穿过；以及用于使所述被测物所反射的光中沿着镜面反射方向的光从来自所述出射区域的出射光照射在被测物上的位置起、在远离所述入射区域的方向上反射的面。