[发明专利]形状测量装置

说明书

一种设置在形状测量装置上的头部，包括与光源和光接收器整体位移的半透明的触笔头，并且布置在光源和光接收器之间。触笔头包括使来自光源的光入射到触笔头内部的入射部分、全反射入射光的反射部分和向光接收器发射被全反射的光的光发射部分。由被全反射表面全反射的光在测量表面处产生倏逝光。触笔头使测量表面和可测量物体的表面面向彼此，将测量表面与可测量物体的表面分开，并且被布置成使得倏逝光到达可测量物体的表面。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年4月12日提交的日本申请第2019-076219号的优先权，该申请的公开内容通过整体引用明确地并入本文。

技术领域

本发明涉及一种形状测量装置。

背景技术

传统上，已知一种形状测量装置，在该装置中触针(触笔头)接触半透明的被测物体的表面，以基于触针在垂直于被测物体的表面的方向上的位移量来测量被测物体的表面的形状。由于触针与被测物体的表面接触，这种形状测量装置可能会通过触针损坏被测物体的表面。因此，已知一种形状测量装置，在该装置中，通过使用光来测量被测物体的表面的形状，而无需触针接触被测物体的表面。这种形状测量装置包括头部和检测器。头部包括光源和光接收器，光源向被测物体的表面发射光，光接收器与光源整体位移并通过被测物体的表面接收光。检测器基于由光接收器接收的光来检测被测物体的表面的形状。

图9示出了传统的形状测量装置100。在该示例中，被测物体W是诸如玻璃的半透明材料，并且被放置在测量台D上，如图9所示，并且当形状测量装置100中的光源300向被测物体W的表面H发射光时，产生由被测物体W的表面H反射的光(以虚线箭头示出)和穿透被测物体W的光(以实线箭头示出)。穿透被测物体W的光(以实线箭头示出)被测量台D反射，并再次穿过被测物体W向着光接收器400行进。光接收器400最终接收具有不同强度的光线：被测量台D反射的光(以实线箭头示出)，以及由被测物体W的表面H反射的光(以虚线箭头示出)。然后，检测器(图中未示出)基于分别具有不同光强度的多条光线来检测被测物体W的表面H的形状。因此，检测器不能根据被测量台D反射的光(以实线箭头示出)精确地测量被测物体W的表面H。

为了解决上述问题，日本专利公开特许公报第2017-32297号中描述的表面形状测量装置(形状测量装置)包括向半透明的被测物体的表面发射激光的激光光源(光源)和接收由被测物体的表面反射的激光并测量位移的激光位移计(光接收器和检测器)。并且，与表面形状测量装置一起使用的测量台至少在与发射激光的被测物体的测量位置相对应的位置下方具有凹部，该凹部比不包含测量位置的其他区域凹得更多。该凹部阻止穿透由半透明材料构成的被测物体的光被测量台反射，并且阻止穿透被测物体的光向激光位移计反射。因此，表面形状测量装置可以使用从被测物体表面反射出的光来检测被测物体表面的形状。

然而，在日本专利公开特许公报第2017-32297号中描述的表面形状测量装置需要在对侧包括具有凹部的测量台，其中半透明的被测物体介于两者之间。另外，从激光光源发射的大部分激光穿透由半透明材料构成的被测物体，并且因此，激光位移计不能获得足够的被半透明被测物体的表面反射的反射光，不能执行足够的位移测量。

发明内容

本发明提供了一种形状测量装置，其可以使用光以高精度测量被测物体的形状，并且无需接触被测物体的表面。