JP6258491B2 - 非接触式光学的距離測定のための装置 - Google Patents
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Description
(1)100μm≦MR*NA2 MR≦450μm
(2)1.0μm≦rPH*NAPH≦5.5μm
が同時に満たされることが好ましい。
f1:第1レンズの部分焦点距離
f2:第2レンズの部分焦点距離
νd1:第1レンズのアッべ数
νd2:第2レンズのアッべ数
L:測定ヘッドの構造長さ
d:測定ヘッドの直径
2:第2屈折レンズ
3:光源
4:光分析ユニット
5:測定ヘッド
6:アパーチャ開口
7:光ファイバ
8:光学素子
9:距離要素
10:装置
11:非球面レンズ面
12:光学レンズ系
13:多色光
14:測定光
15:ビームスプリッタ
16:ビーム偏向素子
17:ファイバ端面
18:光学素子の端面
21:焦点面
22:焦点面
23:焦点面
30:光軸
MR:測定領域
rPH:アパーチャ開口の半径
αPH:エッジビームの角度
Claims (14)
- 非接触式光学的距離測定のための装置であって、当該装置は、光源(3)と、光分析ユニット(4)と、測定ヘッド(5)とを備え、
前記光源(3)は、連続スペクトルの光(13)を前記測定ヘッド(5)内に放射するのに適した多色光源であり、
前記光分析ユニット(4)は、前記測定ヘッド(5)からの受光(14)を受けて、スペクトル分析するのに適しており、
前記測定ヘッド(5)は、
前記光源(3)の前記光(13)が前記測定ヘッド(5)内に入射するため、且つ、前記受光(14)が前記測定ヘッド(5)から前記光分析ユニット(4)に出射するためのアパーチャ開口(6)を有し、
前記測定ヘッド(5)は、長手方向色収差を有する光学レンズ系(12)を有し、
前記光学レンズ系(12)は、第1の屈折レンズ(1)及び第2の屈折レンズ(2)のみから成り、
前記屈折レンズ(1,2)の少なくとも一方は、少なくとも1つの非球面湾曲レンズ面(11)を有し、
前記第1屈折レンズ(1)及び/又は前記第2屈折レンズ(2)は、アッベ数が20≦νd≦41の光学材料を有し、
前記光学レンズ系(12)は、長手方向色収差を有し、
当該長手方向色収差は、前記光学レンズ系(12)の波長450nm〜波長700nmにおける軸方向焦点移動に相当する測定領域(MR)が0.2mmから10mmであるような長手方向色収差であって、
前記第1屈折レンズ(1)及び前記第2屈折レンズ(2)の両方は、アッベ数20≦νd≦41の光学材料を有し、
前記測定領域(MR)と前記測定領域(MR)側の数値アパーチャの二乗(NA2 MR)との積は、100μmから450μmである、装置。 - 前記アパーチャ開口の半径(rPH)と前記アパーチャ開口(6)側の数値アパーチャ(NAPH)との積は、1.0μmから5.5μmである、請求項1に記載の装置。
- 前記光源(3)及び前記光分析ユニットは、光ファイバ(7)により前記測定ヘッド(5)に接続されている、請求項1又は2に記載の装置。
- 前記測定ヘッド(5)の前記アパーチャ開口(6)は、前記光ファイバ(7)のファイバ端面(17)により形成されている、請求項3に記載の装置。
- 光学素子(8)は、前記光学レンズ系(12)に面したファイバ端面(17)上に配置されている、請求項3又は4に記載の装置。
- 前記光学素子(8)は光学窓である、請求項5に記載の装置。
- 前記光学素子(8)は屈折発散レンズである、請求項5に記載の装置。
- 前記光学素子(8)は、屈折率分布型発散レンズである、請求項5に記載の装置。
- 前記光学素子(8)は、屈折率分布型収束レンズである、請求項5に記載の装置。
- 前記光学素子(8)は、屈折率分布型レンズであり、
当該屈折率分布型レンズは、前記ファイバ端面(17)により形成された前記光源(3)の光点を1以上の中間像に結像する、請求項5に記載の装置。 - 距離要素(9)は、前記ファイバ端面(17)と前記光学素子(8)との間に配置されている、請求項5から10のうちのいずれか一項に記載の装置。
- 前記ファイバ端面(17)及び前記ファイバ端面(17)に面した前記光学素子(8)の面は、光軸(30)に対して斜めに構成されている、請求項5〜10のうちいずれか一項に記載の装置。
- 前記ファイバ端面(17)及び前記ファイバ端面(17)に面した前記距離要素(9)の面は、光軸(30)に対して斜めに構成されている、請求項11に記載の装置。
- ビーム偏向素子(16)は、前記測定ヘッド(5)に配置されている、請求項1〜13のうちいずれか一項に記載の装置。
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