[发明专利]共焦位移计

说明书

[问题]提供一种能够容易且正确地测量测量对象的位移的共焦位移计。[解决方案]利用透镜单元(220)使具有色像差的光会聚，并且从测量头(200)利用该光照射测量对象(S)。在聚焦的同时被测量对象(S)的表面反射的波长的光穿过测量头(200)内的光纤(314)。穿过了光纤(314)的光被引导至处理装置(100)内的分光部(130)，并且发生分光。在处理装置(100)中，由分光部(130)进行分光后的光被受光部(140)接收到，并且利用控制部(152)获取从受光部(140)输出的受光信号。控制部(152)基于所获取到的受光信号来测量位移，并且将该受光信号提供至外部PC(600)。PC(600)的CPU(601)将从在当前时间点之前的时间点获取到的受光信号向着在当前时间点获取到的受光信号的变化作为变化信息显示在显示部(700)上。

技术领域

本发明涉及使用宽波长带的光的共焦位移计。

背景技术

作为以非接触方式测量测量对象的表面的位移的装置，已知有共焦位移计。例如，日本特开2013-130581(专利文献1)描述了用于测量从预定基准位置到测量对象的距离作为测量对象的表面的位移的色差点传感器(CPS)系统。专利文献1所描述的CPS包括两个共焦系统的光路。向这些光路输入具有多个波长的光。穿过了任意光路的光被选择性地输出至测量对象。

第一光路被配置成使得具有不同波长的光聚焦于光轴方向上的测量对象的表面位置附近的不同距离。穿过了第一光路的光在测量对象的表面上反射。在反射光中，仅使聚焦于作为空间滤波器而布置在第一路径中的开口部的位置的光穿过该开口部以引导至波长检测器。波长检测器所检测到的光的光谱轮廓(第一输出光谱轮廓)包括表示测量距离的分量(距离依赖的轮廓分量)并且包括距离独立的轮廓分量。

第二光路被配置成使得具有不同波长的光聚焦于测量对象的表面位置附近的大致相同的距离。穿过了第二光路的光在测量对象的表面上反射。在反射光中，仅使聚焦于作为空间滤波器而布置在第二路径中的开口部的位置的光穿过该开口部以引导至波长检测器。波长检测器所检测到的光的光谱轮廓(第二输出光谱轮廓)不包括距离依赖的轮廓分量而是仅包括距离独立的轮廓分量。使用第二输出光谱轮廓对第一输出光谱轮廓进行针对与距离独立的轮廓分量有关的潜在测量误差的校正。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-130581

发明内容

发明要解决的问题

在专利文献1所描述的CPS系统中，由于针对第一输出光谱轮廓进行校正，因此可靠性得以提高。具体地，由于作为距离独立的轮廓分量的测量对象的材料分量、与光源相关联的光源的光谱轮廓分量或者与波长检测器相关联的分量而产生的测量误差减小。

顺便提及，根据从第一光路输出至测量对象的光的行进方向与测量对象的位置和姿势之间的关系，有时难以进行正确的测量。例如，在从第一光路输出的并且在聚焦于测量对象的表面的同时被反射的光中的大部分光行进到偏离第一光路的开口部的位置的情况下，该光有可能未被波长检测器检测到。

因此，使用者在实际测量测量对象的位移之前，需要进行第一光路和测量对象的相对定位，使得从第一光路输出的并且在聚焦于测量对象的表面的同时被反射的光中的大部分光穿过第一光路的开口部。然而，使用者不能直接从视觉上识别在聚焦于测量对象的表面的同时被反射的光和第一光路的开口部。因此，这种定位需要技巧。难以进行定位的准确作业。

本发明的目的是提供能够容易且正确地测量测量对象的位移的共焦位移计。

用于解决问题的方案