JP5700540B2 - 光学装置、及び光学式測定装置 - Google Patents
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Description
一方、ロッドレンズ103に対して平行光が曲がった状態で入射した(即ち、アライメントがずれている)場合、図12(B)、(C)に示すように、ワークWに対して円弧状に曲がったレーザ光L2、L3が照射されることとなる。
また、スライド式の湾曲調整機構を用いて調整を行う技術が開示されている(非特許文献1参照)。
前記レーザ光源により出射されたレーザ光を平行光とするコリメータレンズと、
前記コリメータレンズにより平行光とされたレーザ光をライン形状の光に変形する光形状変形手段と、
を備える光学装置において、
前記光形状変形手段を内部に保持するとともに、突起部が形成されたホルダと、
前記ホルダに固定され、前記突起部と対向する位置にV字状の第1のV溝が形成されたV溝ブロックと、を有する光学系調整機構を備え、
前記ホルダに前記V溝ブロックが固定される際、前記ホルダに設けられた前記突起部に、前記V溝ブロックに設けられた前記第1のV溝が係合し、
前記突起部は、前記ホルダの上面部に形成されたV字状の第2のV溝に係合された円筒体により構成されることを特徴とする。
前記光形状変形手段により変形されたライン形状の光が照射された測定対象物からの反射光に基づいて、前記測定対象物の形状を測定する測定手段と、
を備えることを特徴とする。
なお、以下の説明において、図1におけるX方向を左右方向とし、Y方向を前後方向とし、Z方向を上下方向とする。また、X−Y面を水平面とする。
光学部1Aは、レーザ光源11と、コリメータレンズ12と、ロッドレンズ13と、を備えて構成されている。
なお、レーザ光源11、コリメータレンズ12、及びロッドレンズ13は、光軸が同一となるように配置されている。
光学系調整機構18は、図3〜5に示すように、ロッドレンズ13を内部に保持するレンズホルダ16と、レンズホルダ16の上面部161に載置されるV溝ブロック17と、を備えて構成されている。
また、レンズホルダ16には、上面部161及び底面部163の略中央部分を貫通した円形孔165が形成されており、コリメータレンズ12から入射した平行光Cが、この円形孔165を通過することができるようになっている。レンズホルダ16の内部では、この円形孔165を覆うようにロッドレンズ13が保持されているため、コリメータレンズ12から入射した平行光Cは、円形孔165を通過する際、ロッドレンズ13によりライン形状ビームに変形されるようになっている。
また、V溝ブロック17には、略中央部分に上面部171から底面部173に貫通した円形孔174が形成されており、コリメータレンズ12から入射した平行光Cが、この円形孔174を通過することができるようになっている。そして、円形孔174を通過した平行光Cは、レンズホルダ16に形成された円形孔165を通過することとなる。
作業者は、光学系の調整に際して、例えば、レンズホルダ16の上面部161に設けられた突起部166a、166bに、V溝ブロック17の底面部173に設けられたV溝176a、176bが係合するようにV溝ブロック17を載置した状態で、レンズホルダ16の底面部163側から調整ネジ19、20をネジ孔であるU溝167a、167bに挿入し、レンズホルダ16の上面部161側から調整ネジ19、20の先端部分を突出させて、レンズホルダ16とV溝ブロック17とを固定する。
ここで、V溝ブロック17のネジ孔177a、177bは、レンズホルダ16のU溝167a、167bと対向する位置に形成されているため、レンズホルダ16の上面部161側から突出した調整ネジ19、20は、例えば、図6(A)に示すように、V溝ブロック17の底面部173側からネジ孔177a、177bに挿入されることとなる。
調整ネジ19、20は、それぞれ所望の位置でネジ孔177a、177bと螺合することができるように構成されており、例えば、図6(B)に示すように、左側の調整ネジ19を深い位置で締め、右側の調整ネジ20を浅い位置で締めるようにすると、レンズホルダ16の左側が上がった状態でV溝ブロック17と固定されることとなる。これにより、ロッドレンズ13は、光軸に対して左側が上がった状態で固定されることとなる。
一方、例えば、図6(C)に示すように、右側の調整ネジ20を深い位置で締め、左側の調整ネジ19を浅い位置で締めるようにすると、レンズホルダ16の右側が上がった状態でV溝ブロック17と固定されることとなる。これにより、ロッドレンズ13は、光軸に対して右側が上がった状態で固定されることとなる。
このように、左右両側の調整ネジ19、20の螺合位置を調整することで、光軸に対するロッドレンズ13の傾き具合を自在に調整することができるので、容易に光学系のアライメントを合わせることが可能となる。
このため、レンズホルダ16に設けられた突起部166a、166bが、V溝ブロック17に設けられたV溝176a、176bに係合しつつ、突起部166a、166bとV溝176a、176bで自在に調整しながらV溝176a、176bとV溝ブロック17とを固定することができるので、光軸に対するロッドレンズ13の傾き具合を自在に調整することができ、容易に光学系のアライメントを合わせることが可能となる。
このため、調整ネジ19、20の螺合位置を調整することで、光軸に対するロッドレンズ13の傾き具合を自在に調整することができるので、容易に光学系のアライメントを合わせることが可能となる。
実施形態では、V溝ブロック17の底面部173に設けられたV溝176a、176bに、レンズホルダ16の上面部161に設けた直方体状の突起部166a、166bを係合させることで、光軸に対するロッドレンズ13の傾き具合を自在に調整できるようにしているが、例えば、図7〜10に示すように、直方体状ではなく球面状に突起させた突起部を設けるようにしてもよい。
なお、説明の簡略化のため、実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
これにより、例えば、図8に示すように、レンズホルダ16の上面部161に設けられた突起部(球体21a、21b)が、V溝ブロック17の底面部173に設けられたV溝176a、176bに係合する際に、突起部21a、21bの形状が球面状であるので、直方体状の突起部166a、166bと比べて、より滑らかにレンズホルダ16を移動させることができることとなって、光軸に対するロッドレンズ13の傾き具合をより精密に調整することが可能となる。
なお、ここでは、球面状の溝168a、168bに球体21a、21bを嵌合させることにより球面状に突起させた突起部を形成するようにしているが、これに限定されるものではなく、例えば、レンズホルダ16の上面部161の幅方向両端部に、少なくとも先端部が球面状の突起部(図示せず)を設けるようにしてもよい。
これにより、例えば、図10(A)、(B)に示すように、レンズホルダ16の上面部161に設けられた突起部(円筒体22a、22b)が、V溝ブロック17の底面部173に設けられたV溝176a、176bに係合する際に、突起部22a、22bの形状が円筒状であるので、直方体状の突起部166a、166bと比べて、より滑らかにレンズホルダ16を移動させることができることとなって、光軸に対するロッドレンズ13の傾き具合をより精密に調整することが可能となる。また、レンズホルダ16の上面部161にV溝169a、169bを形成し、このV溝169a、169bに円筒体22a、22bを係合させるようにしたので、レンズホルダ16を移動させる際に、例えば図6に示したような調整ネジ19、20による調整機構を必要とせず、より簡易な構成で光学系のアライメントを合わせることが可能となる。
なお、ここでは、V字状のV溝169a、169bに円筒体22a、22bを係合させることにより円筒状に突起させた突起部を形成するようにしているが、これに限定されるものではなく、例えば、円筒体22a、22bの代わりに球体21a、21bを使用するようにしてもよい。この場合、特に図示はしないが、球体21a、21bがV溝169a、169bを伝って、外周面や円形孔165に落下することのないように、落下を防止する機構を設けるようにすることが好ましい。
このため、直方体状の突起部166a、166bと比べて、より滑らかにレンズホルダ16を移動させることができることとなって、光軸に対するロッドレンズ13の傾き具合をより精密に調整することが可能となる。また、レンズホルダ16を移動させる際に、調整ネジ19、20による調整機構を必要とせず、より簡易な構成で光学系のアライメントを合わせることが可能となる。
1 光学式プローブ(光学式測定装置)
1A 光学部(光学装置)
1B 測定部(測定手段)
11 レーザ光源
12 コリメータレンズ
13 ロッドレンズ(光形状変形手段)
14 受光レンズ
15 CMOSイメージセンサ
16 レンズホルダ(ホルダ)
161 上面部
162a〜d 側面部
163 底面部
166a、166b 突起部
167a、167b U溝(第1のネジ孔)
168a、168b 溝
169a、169b V溝(第2のV溝)
17 V溝ブロック
171 上面部
172 周面部
173 底面部
176a、176b V溝(第1のV溝)
177a、177b ネジ孔(第2のネジ孔)
18 光学系調整機構
19,20 調整ネジ
21a、21b 球体(突起部)
22a、22b 円筒体(突起部)
Claims (3)
- レーザ光を出射するレーザ光源と、
前記レーザ光源により出射されたレーザ光を平行光とするコリメータレンズと、
前記コリメータレンズにより平行光とされたレーザ光をライン形状の光に変形する光形状変形手段と、
を備える光学装置において、
前記光形状変形手段を内部に保持するとともに、突起部が形成されたホルダと、
前記ホルダに固定され、前記突起部と対向する位置にV字状の第1のV溝が形成されたV溝ブロックと、を有する光学系調整機構を備え、
前記ホルダに前記V溝ブロックが固定される際、前記ホルダに設けられた前記突起部に、前記V溝ブロックに設けられた前記第1のV溝が係合し、
前記突起部は、前記ホルダの上面部に形成されたV字状の第2のV溝に係合された円筒体により構成されることを特徴とする光学装置。 - 前記光形状変形手段は、ロッドレンズ又はシリンドリカルレンズであることを特徴とする請求項1に記載の光学装置。
- 請求項1又は2に記載の光学装置と、
前記光形状変形手段により変形されたライン形状の光が照射された測定対象物からの反射光に基づいて、前記測定対象物の形状を測定する測定手段と、
を備えることを特徴とする光学式測定装置。
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