[发明专利]具有可调量程和可调间隔距离的色点传感器光学笔

权利要求书

1.一种色点传感器(CPS)光学笔，可操作为提供可用于测量距一表面的距离的信号，该光学笔包括：

壳体；

孔，输出源辐射并接收反射辐射；和

轴向色差部分，其沿着所述CPS光学笔的光学轴线布置，以接收来自所述孔的源辐射，将其作为具有轴向色散的聚焦测量光束向所述表面输出，接收来自所述表面的反射辐射，并且以轴向色散将所述反射辐射聚焦到所述孔附近，其中：

轴向色差部分由多个轴向色散聚焦元件形成，所述多个轴向色散聚焦元包括：第一轴向色散聚焦元件，其接收源辐射并将该辐射聚焦在轴向色差部分内部的第一聚焦区；第二轴向色散聚焦元件，其接收来自第一聚焦区的辐射并将该辐射聚焦在轴向色差部分内部的第二聚焦区；以及第三轴向色散聚焦元件，其接收来自第二聚焦区的辐射并输出测量光束；其中

第一和第二轴向色散聚焦元件之间的第一长度被配置为可调，第二和第三轴向色散聚焦元件之间的第二长度被配置为可调。

2.根据权利要求1所述的CPS光学笔，包括：

致动器，被配置为调节第一长度和第二长度，该致动器可由所述CPS光学笔的用户操作。

3.根据权利要求2所述的CPS光学笔，其中，所述致动器包括一个或多个线性致动器，以使所述第一、第二和第三轴向色散聚焦元件中的至少一个相对于彼此滑动，以改变所述第一长度和所述第二长度。

4.根据权利要求1所述的CPS光学笔，其可配置为多种配置，其中所述多种配置由第一长度的相应值和第二长度的相应值限定。

5.根据权利要求4所述的CPS光学笔，其中所述多种配置与所述CPS光学笔的间隔距离的相应值以及所述CPS光学笔的量程的相应值相关联，并且其中所述CPS光学笔的量程的值为3mm到30mm，并且所述CPS光学笔的间隔距离的值为2mm到7mm。

6.根据权利要求4所述的CPS光学笔，其中所述多种配置与所述CPS光学笔的间隔距离的相应值以及所述CPS光学笔的量程的相应值相关联，并且其中所述多种配置与所述间隔距离处的测量光束的光斑尺寸的相应值以及所述量程加上所述间隔距离处的测量光束的光斑尺寸的相应值相关联。

7.根据权利要求1所述的CPS光学笔，其中所述第二轴向色散聚焦元件由至少两个中间轴向色散聚焦元件形成，所述至少两个中间轴向色散聚焦元件包括第一中间轴向色散聚焦元件和最末中间轴向色散聚焦元件，所述第一中间轴向色散聚焦元件接收来自所述第一聚焦区的辐射并将该辐射聚焦在第一中间聚焦区，并且所述最末中间轴向色散聚焦元件接收来自最末中间聚焦区的辐射并将该辐射聚焦在第二聚焦区。

8.根据权利要求1所述的CPS光学笔，其中所述多个轴向色散聚焦元件中的每一个包括在所述多个轴向色散聚焦元件中相同的至少一个光学部件。

9.根据权利要求8所述的CPS光学笔，其中所述多个轴向色散聚焦元件彼此相同。

10.根据权利要求1所述的CPS光学笔，其中所述多个轴向色散聚焦元件中的每一个包括一个或多个非球面透镜。

11.根据权利要求1所述的CPS光学笔，还包括具有信号处理器的电子部分，其中第一和第二长度的调节实现足以测量特定尺寸的工件的间隔距离和量程，并且电子部分被配置为被操作以确定工件的测量。

12.根据权利要求11所述的CPS光学笔，其中，所确定的测量被包括在第一组测量中，所述第一组测量是在第一和第二长度已经被调节到作为第一配置的一部分的第一值情况下进行的，并且在电子部分被操作以进行第一组测量之后，所述第一和第二长度被配置为可被调节到作为第二配置的一部分的第二值，并且所述电子部分被配置为被操作以确定工件的测量，作为第二组测量的一部分。