[发明专利]位移传感器

说明书

技术领域

本发明涉及位移传感器，尤其涉及适用于自动对焦控制中的位移传感器。

背景技术

在对薄膜太阳能电池面板执行激光加工的情况中，由于发射出加工激光束的物镜与加工表面之间的距离发生改变（所述改变是由于薄膜在其上蒸发的玻璃基板的弯曲所致），因而激光束的焦点位置需要遵从加工表面。因此，激光加工设备通常装有自动对焦功能，所述自动对焦功能根据加工表面的竖直变化，使物镜自动聚焦。

位移传感器通常用于控制自动对焦功能。位移传感器使用作为测量激光束的探测光照射工件（比如，薄膜太阳能电池面板），并且使用从工件反射的光，测量工件的位移或到工件的距离（比如，见日本未审定专利公开号2005-111534）。

由位移传感器执行的测量方法被分成正反射法（规则反射法）和扩散反射法（漫反射法），在正反射法中，使用从所测量的物体中正反射的光，在扩散反射法中，使用从所测量的物体中扩散反射的光。因此，根据工件的加工表面是正反射表面还是扩散反射表面，需要切换由位移传感器所执行的测量方法或更换位移传感器。

另一方面，比如，日本未审定的专利公开号2007-221491提出了光电传感器，无论物体表面的反射状态如何，该光电传感器均根据反射光的受光量分布的峰值数量和峰值以及受光波形的宽度提高物体的检测精度。

然而，在日本未审定专利公开号2007-221491中所提出的光电传感器中，并未特别地描述，无论物体表面的反射状态如何，在无需切换测量方法的情况下都能精确地测量物体的位移或到物体的距离。

已经提出了本发明，以便解决上述问题，其目的在于消除了根据所测量的物体的表面的反射状态而切换由位移传感器所执行的测量方法或更换位移传感器的需要。

发明内容

根据本发明的一个方面，一种位移传感器包括：投光部，使用测量光倾斜地照射所测量的物体的表面；扩散反射器，设置在从所测量的物体的表面正反射的测量光所入射的位置中；受光部，接收测量光的第一反射光或者测量光的第二反射光，所述第一反射光从扩散反射器中被扩散地反射并且从所测量的物体的表面中被进一步反射，所述第二反射光从所测量的物体的表面被扩散地反射；以及信号处理器，所述信号处理器使用受光部所接收的第一反射光检测第一距离或使用受光部所接收的第二反射光检测第二距离，所述第一距离对应于从投光部通过所测量的物体的表面到扩散反射器的测量光行程，所述第二距离对应于从投光部到所测量的物体的表面的测量光行程。

在本发明一个方面的位移传感器中，投光部使用测量光倾斜地照射所测量的物体的表面，扩散反射器设置在从所测量的物体的表面正反射的测量光所入射的位置中，受光部接收测量光的第一反射光和测量光的第二反射光中之一，所述第一反射光从扩散反射器中被扩散地反射并且从所测量的物体的表面中被进一步反射，所述第二反射光从所测量的物体的表面被扩散地反射，并且信号处理器使用所接收的第一反射光检测第一距离或使用第二反射光检测第二距离，所述第一距离对应于通过所测量的物体的表面从投光部到扩散反射器的测量光行程，所述第二距离对应于从投光部到所测量的物体的表面的测量光行程。

因此，不需要根据所测量的物体的表面的反射状态来切换位移传感器所执行的测量方法或更换位移传感器。

比如，投光部由激光束光源和透镜等构成。比如，扩散反射器由金属块或陶瓷块构成，在金属块中在表面上进行梨皮电镀或喷砂。扩散反射器形成为任何形状的，比如，板形和球形。比如，受光部由线性传感器构成，比如，一维CCD图像传感器和一维CMOS图像传感器。比如，信号处理器由模拟或数字信号处理电路和运算装置构成，比如，CPU。

根据所检测的距离是否落在预定范围内，信号处理器可确定所测量的物体的表面是正反射表面还是扩散反射表面。

因此，能够简单并正确地确定所测量的物体的表面是正反射表面还是扩散反射表面。

当所测量的物体的表面为正反射表面时，信号处理器可基于第一距离和入射到所测量的物体的表面的测量光的入射角来计算所测量的物体的位移，并且当所测量的物体的表面为扩散反射表面时，信号处理器可基于第二距离和入射角来计算所测量的物体的位移。

因此，无论所测量的物体的表面的反射状态如何，均可正确地测量所测量的物体的位移。

根据本发明的一个方面，不需要根据所测量的物体的表面的反射状态来切换由位移传感器所执行的测量方法或更换位移传感器。

附图说明

图1为示出了根据本发明一个实施例的激光加工设备的透视图；