发明名称 位移测量装置以及使用该装置的形状检查装置
摘要 一种测量技术,藉由具备可根据被测量物上的测量点的形状而从不同角度检测出正反射的光的复眼功能的光感测器,其不仅测量顶点或平坦面的位移也测量斜面的位移。其具备多个受光部(200)、(210)、(220),利用投光部(100),使光在被测量物上的测量点聚光,接收来自测量点的正反射的反射光,多个受光部在包括所照明的光并与大致垂直于被测量物的平面交叉的方向上,以测量点为轴大致排列为扇形,且各受光部的受光面所占据的可从测量点接收光的受光范围,以邻接的受光部的受光面彼此相连续的方式而配置。
申请公布号 TWI288226 申请公布日期 2007.10.11
申请号 TW095135532 申请日期 2006.09.26
申请人 安立公司 发明人 田沼敦郎;中岛将行
分类号 G01B11/24(2006.01) 主分类号 G01B11/24(2006.01)
代理机构 代理人 詹铭文 台北市中正区罗斯福路2段100号7楼之1;萧锡清 台北市中正区罗斯福路2段100号7楼之1
主权项 1.一种位移测量装置,包括: 一光源; 一聚光透镜,透过使从该光源射出的光聚光于被测 量物上而将聚光的位置作为测量点而照射; 一受光透镜,接收来自上述被测量物的以上述测量 点对称地进行正反射的光;以及 一受光元件,接收在该受光透镜聚光的光, 该位移测量装置根据上述受光元件的受光面上的 受光位置,检测上述测量点上的上述被测量物的位 移,其特征在于: 由上述受光透镜与上述受光元件形成受光部,且以 上述测量点为中心包括多个上述受光部。 2.如申请专利范围第1项所述之位移测量装置,其特 征在于: 在上述多个受光部中,上述测量点与上述受光透镜 的距离全部为大致相同,进而上述受光透镜与上述 受光元件的距离全部为大致相同。 3.一种位移测量装置,包括: 一光源; 一聚光透镜,透过使从该光源射出的光聚光于被测 量物上而将聚光的位置作为测量点而照射; 一受光透镜,接收来自上述被测量物的以上述测量 点对称地进行正反射的光;以及 一受光元件,接收在该受光透镜聚光的光,且透过 上述光源、上述聚光透镜、上述受光透镜、以及 上述受光元件相对于上述被测量物移动,使上述测 量点扫瞄上述被测量物, 该位移测量装置根据上述受光元件的受光面上的 受光位置,检测上述测量点上的上述被测量物的位 移,其特征在于: 以即使将沿着上述被测量物的上述扫瞄方向的剖 面上的两侧倾斜面以及其中间的顶部的任一个作 为测量点也可接收光的方式,将由上述受光透镜与 上述受光元件形成的多个受光部以上述测量点为 中心而排列。 4.一种位移测量装置,包括一光位移感测器, 该光位移感测器包括: 一投光部,利用使光在被测量物上聚光而将聚光的 位置作为测量点而照射;以及 一受光部,用以接收从上述测量点进行正反射的反 射光, 该位移测量装置透过在与包括上述所照明的光并 与上述被测量物大致垂直的平面正交的方向上,使 上述光位移感测器相对地移动而扫瞄,并测量上述 被测量物的位移,其特征在于: 上述光位移感测器包括多个上述受光部,该多个受 光部在与上述平面交叉的方向上,以上述测量点为 轴大致排列为扇形,且各上述受光部的受光面所占 据的可从上述测量点接收光的受光范围,在位移测 量方面,以邻接的受光部的受光面彼此相连续的方 式而配置。 5.如申请专利范围第4项所述之位移测量装置,其特 征在于:上述多个受光部,在与上述平面交叉的点 设置1个,并在其两侧对称地排列相同数量。 6.如申请专利范围第4项或第5项所述之位移测量装 置,其特征在于: 上述投光部包括:一光源;以及一聚光透镜,透过使 从该光源射出的光聚光于被测量物上而将聚光的 位置作为测量点而照射, 上述多个受光部包括:一受光透镜功能元件,接收 从上述测量点进行正反射的光并聚光;以及一受光 元件,接收在该受光透镜功能元件聚光的光, 且上述受光部的受光面是上述受光透镜功能元件 的受光面。 7.如申请专利范围第6项所述之位移测量装置,其特 征在于: 从上述多个受光透镜功能元件到该上述所聚光的 位置的距离为大致相同,且上述各受光透镜功能元 件配置成到上述测量点的距离大致相同,且以邻接 的受光透镜功能元件的受光面相连接的方式配置 在附近。 8.如申请专利范围第6项所述之位移测量装置,其特 征在于: 上述各受光透镜功能元件包括: 一准直透镜,接收从上述测量点进行正反射的光并 使其变为平行光;以及 一受光用聚光透镜,将来自该准直透镜的平行光聚 光到上述对应的受光元件, 且上述受光部的受光面是上述准直透镜的受光面, 且邻接的准直透镜的受光面相对于上述测量点所 占据的受光范围,在位移测量方面以相连续的方式 而配置,并且各受光透镜功能元件中,上述测量点 与上述准直透镜间的距离和上述受光用聚光透镜 与上述受光元件间的距离的比为大致相同。 9.如申请专利范围第4项或第5项所述之位移测量装 置,其特征在于:上述光位移感测器包括2个,且各个 上述扫瞄配置为可以向不同方向扫瞄。 10.一种形状检查装置,包括: 一光位移感测器,包括:一投光部,利用使光在被测 量物上聚光而将聚光的位置作为测量点而照射;以 及一受光部,用以接收从上述测量点进行正反射的 反射光; 一位移测量部,透过在与包括上述所照明的光并与 上述被测量物大致垂直的平面正交的方向上,使上 述光位移感测器相对地移动而扫瞄,并根据上述光 感测器的输出测量上述被测量物的位移;以及 一检查部,接收位移测量部的输出并判断该被测量 物的形状是否合格,其特征在于: 上述光位移感测器包括多个上述受光部,该多个受 光部在与上述平面交叉的方向上,以上述测量点为 轴大致排列为扇形,且各上述受光部的受光面所占 据的可从上述测量点接收光的受光范围,在位移测 量方面,以邻接的受光部的受光面彼此相连续的方 式而配置。 11.如申请专利范围第10项所述之形状检查装置,其 特征在于:上述光位移感测器包括2个,且各个上述 扫瞄配置为可以向不同方向扫瞄。 图式简单说明: 图1(A)、图1(B)是用以说明本发明的光位移感测器 的实施形态的示意构成图。 图2是大致从箭头A的方向观察图1(A)的构成的示意 图。 图3是用以说明包括作为受光元件的PSD以及受光透 镜(功能元件)的受光部的图,且是用以说明多个受 光部为相同构成时的图。 图4是用以说明改变多个受光部的受光透镜功能元 件时的示例图。 图5(A)、图5(B)是用以说明多个受光部中的受光透 镜功能元件以及受光元件PSD不同时的示例图。 图6是表示本发明的位移测量装置的实施形态的功 能构成的图。 图7是表示使用图6的实施形态的形状检查装置的 实施形态的功能构成的图。 图8是表示位移测量结果的示例图。 图9是用以说明受光透镜的受光范围的连续性的图 。 图10(A)、10(B)、10(C)是表示包括2个光位移感测器的 构成例的图。 图11是用以说明照相机位置的图。 图12(A)、12(B)是用以说明先行技术的图。
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