[发明专利]投射光束的调整方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光学位移传感器中的投射光束的调整方法，尤其是涉及一种在测定精度稳定的光学位移传感器中的投射光束的调整方法。

背景技术

例如，在JP特开2008-145160号公报（专利文献1）中公开了一种现有的光学位移传感器。图7是示出了专利文献1所公开的现有的光学位移传感器100的图。如图7所示，光学位移传感器100具有：投光模块101，其包括激光二极管101a以及投光透镜101b，该激光二极管101a用于将光照射至测定对象物106，该投光透镜101b用于对来自激光二极管101a的光进行会聚；CCD103，其受光面103a接收特定反射光，该特定反射光是指，来自投光模块101的光被测定对象物106反射的反射光；受光透镜104，其用于使反射光成像在CCD103的受光面103a上。

在光学位移传感器100中，激光二极管101a将光照射至测定对象物106，所照射的光被测定对象物106反射，经过受光透镜的该反射光被CCD103的受光面103a接收，由此能够基于接收到的该反射光的像的位置，来测定出测定对象物106的位移。

此时，来自激光二极管101的光经过投光透镜101b投射至测定对象物106。将经过该投光透镜101b的投射光线称为投射光束。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开2008-145160号公报

发明内容

发明要解决的课题

此时，投光模块101、CCD103以及受光透镜104调整配置为满足交线条件（Scheimpflug condition：向甫鲁条件）。具体地讲，CCD103的受光面103a具有规定的宽度W₂，而且在受光面103a能够接收反射光的范围内的对象物的反射位置，在激光二极管101a的光轴即投光轴L₁上具有规定的宽度W₁。而且，调整配置成：反射位置、受光面103a、受光透镜104的主面104a各自的延长线相交于一点D。通过这样的调整，不管被规定的宽度W₁内的哪一位置反射的反射光，成像时在整个受光面103a上都能够实现对焦。

图8是示出了在调整配置成满足交线条件的现有的位移传感器的光学系统中位于测定对象物的位置的投射光束108的光斑直径S1～S3以及该光斑直径S1～S3被反射成像在CCD103上的像的大小的示意图。这里，区分为测定对象物离投光透镜101b近的情况（附图标注为“近”）、远的情况（附图中标注为“远”）以及位于它们的中间位置的情况（附图中标注为“中”）来示出。在现有技术中，投射光束108的焦点设定在中间位置的投光透镜101b一侧，所以投射光束108处于图8所示的状态。其结果，在测定对象物离投光透镜101b近的情况下的光斑直径S1最大，接下来，远的情况下的光斑直径S3稍微比近的情况下的光斑直径S1小，而且在位于中间位置的情况下的光斑直径S2最小。若通过受光透镜104来将这些光斑直径S1～S3成像在CCD103上，则在测定对象物离光源近的情况下的像的宽度最宽，远的情况下的像的宽度其次宽，而在位于中间位置的情况下的像的宽度最窄。这是因为，像的尺寸取决于光斑直径×倍率。这里，倍率是指，在图7及图8所示的光学系统中，由成像在CCD103上的像的尺寸相对于测定对象物的光斑直径S1～S3的比率来决定的光学倍率。

例如，假设近的情况下的光斑直径S1为2，那么，在位于中间位置的情况下的S2为1，远的情况下的S3为2.0。另一方面，就光学倍率而言，例如，近的情况下约为0.3倍，在位于中间位置的情况下为0.25倍，远的情况下为0.2倍。根据这些值可知，像的尺寸在近的情况下为0.6，在位于中间位置的情况下为0.25，在远的情况下为0.4。表1示出了这样的状态。

表1