[发明专利]波长检测器及使用波长检测器的接触探头

权利要求书

1.一种接触探头，包括：

触针，其被保持为姿势随其尖部与待测物体的接触方式而变化；

光学检测器，用于以光学方式检测所述触针的姿势；以及

照明对象部，其形成在所述触针上并且由所述光学检测器照亮，所述照明对象部具有三个或更多个反射面；

其中所述光学检测器包括：

三个或更多个光纤，用于把照明光束传播到各个所述反射面；

光源，用于为各个所述光纤提供光谱位于预定波长范围内的照明光束；

聚光透镜组，用于使用在所述光纤和相应的反射面之间延伸的光轴上所设置的聚光透镜把来自各个所述光纤的照明光束聚集到各个所述反射面上；以及

波长检测器，用于分别通过光纤接收从位于照明光束中具有部分波长范围的分量的聚焦位置附近的反射面的区域所反射的反射光束，并用于检测各个反射光束的波长；

其中所述波长检测器包括：

平行透镜组，用于使用三个或更多个透镜把具有部分波长范围的光束转换成彼此平行的光束，所述具有部分波长范围的光束是从通过用光谱位于预定波长范围内的三个或更多个照明光束照射照明对象部的三个或更多个反射面而产生的三个或更多个反射光束中提取的；

分光镜元件，用于接收来自所述平行透镜组的光束，并分别在与光束的部分波长范围对应的出射方向上输出光束；

检测透镜组，用于使用三个或更多个透镜分别聚集所述分光镜元件的输出光束；以及

光检测元件组，用于分别检测所述检测透镜组聚集的三个或更多个光束的聚焦位置，所述光检测元件组包括排列在一个平面上的多个光检测元件，所述多个光检测元件覆盖所述检测透镜组聚集的三个或更多个光束的取决于所述分光镜元件的出射方向的聚焦位置的变化范围，

其中所述波长检测器根据各个检测到的聚焦位置计算所述三个或更多个光束的波长；

其中所述波长检测器用于基于分别由所述聚光透镜组和三个或更多个反射面之间的间隔变化引起的反射光束的波长变化计算所述触针的姿势信息；以及

其中所述接触探头基于所述光学检测器获得的姿势信息得到与待测物体的接触位置的坐标。

2.根据权利要求1所述的接触探头，其中所述光检测元件组包括排列在一个平面上的多个光检测元件阵列，在每个光检测元件阵列中多个光检测元件排列成一条线。

3.根据权利要求2所述的接触探头，其中所述多个光检测元件阵列的每一个包括多个光检测元件且用于确定所述检测透镜组聚集的相应光束的波长，所述多个光检测元件按照覆盖取决于所述分光镜元件的相应输出光束的波长的出射方向变化范围的方向排列。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的接触探头，其中所述分光镜元件是衍射光栅。

5.根据权利要求1所述的接触探头，其中所述三个或更多个反射面设置在照明对象部的圆锥形表面或倒圆锥形表面上，所述圆锥形表面或倒圆锥形表面的轴与探头轴重合。

6.根据权利要求1所述的接触探头，其中所述三个或更多个反射面排列在所述照明对象部的与探头轴垂直的平面上。