JP2016517019A - 表面粗さ測定装置 - Google Patents
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Abstract
Description
11 ケーブルアダプタ
12 ファイバ束
13 補助発光ファイバ
14 光学ハウジング
15 主反射鏡
16 補助反射鏡
17 補助発光ファイバ
18 補助反射鏡
20 対象物
22 加工マーク
41 レーザ発生器
42 ビームスイッチ
43 光検出器
44 信号処理部
45 結果ディスプレイ
46 電荷結合素子(CCD)
47 光分波器
48 光検出器アレイ
61〜64 曲線
65、66 比率曲線
71〜73 曲線
91〜94 強度画像
122 主発光ファイバ
124 集光ファイバ
141 開口
142 開口
Claims (20)
- 主発光ファイバ(122)および複数の集光ファイバ(124)を含むファイバ束(12)と、
第1の補助発光ファイバ(13)と、
前記ファイバ束(12)および前記第1の補助発光ファイバ(13)を含み、対象物(20)の表面に光学的に接触するための開口(142)を画定する光学ハウジング(14)と、
前記主発光ファイバ(122)から発光した光を前記開口(142)の検出点へ反射し、前記対象物(20)によって反射された光を前記複数の集光ファイバ(124)へ反射するための、前記光学ハウジング(14)に配置された主反射鏡(15)と、
前記第1の補助発光ファイバ(13)から発光した光を前記開口(142)の前記検出点へ反射するための、前記光学ハウジング(14)に配置された第1の補助反射鏡(16)と、
前記主発光ファイバ(122)および前記第1の補助発光ファイバ(13)に対してレーザビームを生成し、前記複数の集光ファイバ(124)から前記反射光を集光し、前記集光した反射光に基づいて前記対象物(20)の表面粗さを算出するための外部回路と、を含む表面粗さ測定装置(10)。 - 前記外部回路は、
前記レーザビームを生成するためのレーザ発生器(41)と、
前記複数の集光ファイバ(124)から集光した前記反射光を検出して、前記集光した光を電気信号に変換するための光検出器(43)と、
前記主発光ファイバ(122)からの前記反射光から変換された、および前記第1の補助発光ファイバ(13)からの前記反射光から変換された、前記変換された電気信号に基づいて、前記対象物(20)の前記表面粗さを算出するための少なくとも1つの信号処理部(44)と、を含む、請求項1に記載の表面粗さ測定装置(10)。 - 前記対象物(20)の前記表面粗さは、前記表面粗さと、前記主発光ファイバ(122)から発光した前記光に基づく前記検出した反射光の強度と前記第1の補助発光ファイバ(13)から発光した前記光に基づく前記検出した反射光の強度との比率と、の間の所定の関係に基づいて算出される、請求項2に記載の表面粗さ測定装置(10)。
- 前記比率は、式R=(MI−AI)/(MI+AI)により算出され、
ここで、Rは前記比率であり、MIは前記主発光ファイバ(122)から発光した前記光に基づく前記検出した反射光の強度であり、AIは前記第1の補助発光ファイバ(13)から発光した前記光に基づく前記検出した反射光の強度である、請求項3に記載の表面粗さ測定装置(10)。 - 前記外部回路は、前記主発光ファイバ(122)および前記第1の補助発光ファイバ(13)に対して前記レーザビームを選択的に切り換えるためのビームスイッチ(42)をさらに含む、請求項2に記載の表面粗さ測定装置(10)。
- 前記外部回路は、
電荷結合素子(CCD)(46)と、
前記複数の集光ファイバ(124)から集光した前記反射光を前記光検出器(43)および前記CCD(46)へそれぞれ分波するための光分波器(47)と、をさらに含む、請求項2に記載の表面粗さ測定装置(10)。 - 前記主発光ファイバ(122)は、前記ファイバ束(12)の前記複数の集光ファイバ(124)の中心の周りに配置される、請求項1に記載の表面粗さ測定装置(10)。
- 前記光学ハウジング(14)は、一端において開口(141)を画定し、前記ファイバ束(12)の遠位端は、前記第1の補助発光ファイバ(13)と共に、前記開口(141)を通して前記光学ハウジング(14の少なくとも一部において保持される、請求項1に記載の表面粗さ測定装置(10)。
- 前記主反射鏡(15)は、前記光学ハウジング(14)に配置され、かつ、前記ファイバ束(12)に対して45度に配置される、請求項8に記載の表面粗さ測定装置(10)。
- 前記第1の補助反射鏡(16)は、前記光学ハウジング(14)に配置され、かつ、前記第1の補助発光ファイバ(13)に対して45度未満の傾斜角度で配置され、前記第1の補助発光ファイバ(13)と前記第1の補助反射鏡(16)との間の距離は、前記ファイバ束(12)と前記主反射鏡(15)との間の距離より小さい、請求項9に記載の表面粗さ測定装置(10)。
- 前記外部回路は、
前記レーザビームを生成するためのレーザ発生器(41)と、
前記複数の集光ファイバ(124)から集光した前記反射光をそれぞれ検出して、前記集光した光を電気信号にそれぞれ変換するための、複数の光検出器(43)を含む光検出器アレイ(48)と、
前記変換電気信号に基づいて前記検出した反射光の強度分布画像をディスプレイ(45)を通して示すための信号処理部(44)と、含む、請求項1に記載の表面粗さ測定装置(10)。 - 前記光学ハウジング(14)に保持された第2の補助発光ファイバ(17)と、
前記第2の補助発光ファイバ(17)から発光した光を前記開口(142)の前記検出点へ反射するための、前記光学ハウジング(14)に配置された第2の補助反射鏡(18)と、をさらに含み、
前記外部回路は、前記第2の補助発光ファイバ(17)に対して前記レーザビームをさらに提供する、請求項1に記載の表面粗さ測定装置(10)。 - 前記対象物(20)の前記表面粗さは、前記表面粗さと、前記主発光ファイバ(122)から発光した前記光に基づく前記検出した反射光の強度と前記第1の補助発光ファイバ(13)および前記第2の補助発光ファイバ(17)の一方から発光した前記光に基づく前記検出した反射光の強度との比率と、の間の所定の関係に基づいて算出される、請求項12に記載の表面粗さ測定装置(10)。
- 前記比率は、式R=(MI−AI)/(MI+AI)により算出され、 ここで、Rは前記比率であり、MIは前記主発光ファイバ(122)から発光した前記光に基づく前記検出した反射光の強度であり、AIは前記第1の補助発光ファイバ(13)または前記第2の補助発光ファイバ(17)から発光した前記光に基づく前記検出した反射光の強度である、請求項13に記載の表面粗さ測定装置(10)。
- 前記主反射鏡(15)の前記反射されたレーザビームおよび前記第1の補助発光ファイバ(13)の前記反射されたレーザビームによって形成される平面は、前記主反射鏡(15)の前記反射されたレーザビームおよび前記第2の補助発光ファイバ(17)の前記反射されたレーザビームによって形成される平面に垂直である、請求項12に記載の表面粗さ測定装置(10)。
- 前記第2の補助発光ファイバ(17)は、前記第1の補助発光ファイバ(13)に対して90度の方向に配置される、請求項15に記載の表面粗さ測定装置(10)。
- 前記外部回路は、前記主発光ファイバ(122)、前記第1の補助発光ファイバ(13)、および前記第2の補助発光ファイバ(17)に対して前記レーザビームを選択的に切り換えるためのビームスイッチ(42)をさらに含む、請求項12に記載の表面粗さ測定装置(10)。
- 主発光ファイバ(122)および複数の集光ファイバ(124)を含むファイバ束(12)と、
複数の補助発光ファイバと、
前記ファイバ束(12)および前記複数の補助発光ファイバを含み、対象物(20)の表面に光学的に接触するための開口(142)を画定する光学ハウジング(14)と、
前記主発光ファイバ(122)から発光した光を前記開口(142)の検出点へ反射し、前記対象物(20)によって反射された光を前記複数の集光ファイバ(124)へ反射するための、前記光学ハウジング(14)に配置された主反射鏡(15)と、
前記複数の補助発光ファイバから発光した光を前記開口(142)の前記検出点へそれぞれ反射するための、前記光学ハウジング(14)に配置された複数の補助反射鏡と、
前記主発光ファイバ(122)および前記複数の補助発光ファイバに対してレーザビームを生成し、前記複数の集光ファイバ(124)から前記反射光を集光し、前記集光した反射光に基づいて前記対象物(20)の表面粗さを算出するための外部回路と、を含む表面粗さ測定装置(10)。 - 前記対象物(20)の前記表面粗さは、前記表面粗さと、前記主発光ファイバ(122)から発光した前記光に基づく前記検出した反射光の強度と前記複数の補助発光ファイバのうちの1つから発光した前記光に基づく前記検出した反射光の強度との比率と、の間の所定の関係に基づいて算出される、請求項18に記載の表面粗さ測定装置(10)。
- 前記比率は、式R=(MI−AI)/(MI+AI)により算出され、
ここで、Rは前記比率であり、MIは前記主発光ファイバから発光した前記光に基づく前記検出した反射光の強度であり、AIは前記複数の補助発光ファイバのうちの1つから発光した前記光に基づく前記検出した反射光の強度である、請求項19に記載の表面粗さ測定装置(10)。
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