专利名称：投射光束的调整方法
技术领域：
本发明涉及一种光学位移传感器中的投射光束的调整方法，尤其是涉及一种在测定精度稳定的光学位移传感器中的投射光束的调整方法。
背景技术：
例如，在JP特开2008-145160号公报(专利文献I)中公开了一种现有的光学位移传感器。图7是示出了专利文献I所公开的现有的光学位移传感器100的图。如图7所 不，光学位移传感器100具有投光模块101,其包括激光二极管IOla以及投光透镜IOlb,该激光二极管IOla用于将光照射至测定对象物106，该投光透镜IOlb用于对来自激光二极管IOla的光进行会聚；CCD103，其受光面103a接收特定反射光，该特定反射光是指，来自投光模块101的光被测定对象物106反射的反射光；受光透镜104,其用于使反射光成像在CCD103的受光面103a上。在光学位移传感器100中，激光二极管IOla将光照射至测定对象物106，所照射的光被测定对象物106反射，经过受光透镜的该反射光被CCD103的受光面103a接收，由此能够基于接收到的该反射光的像的位置，来测定出测定对象物106的位移。此时，来自激光二极管101的光经过投光透镜IOlb投射至测定对象物106。将经过该投光透镜IOIb的投射光线称为投射光束。现有技术文献专利文献专利文献I JP特开2008-145160号公报
发明内容
发明要解决的课题此时，投光模块101、(XD103以及受光透镜104调整配置为满足交线条件(Scheimpflug condition :向甫鲁条件)。具体地讲,CCD103的受光面103a具有规定的宽度W2，而且在受光面103a能够接收反射光的范围内的对象物的反射位置，在激光二极管IOla的光轴即投光轴L1上具有规定的宽度I。而且，调整配置成反射位置、受光面103a、受光透镜104的主面104a各自的延长线相交于一点D。通过这样的调整，不管被规定的宽度W1内的哪一位置反射的反射光，成像时在整个受光面103a上都能够实现对焦。图8是示出了在调整配置成满足交线条件的现有的位移传感器的光学系统中位于测定对象物的位置的投射光束108的光斑直径SI S3以及该光斑直径SI S3被反射成像在(XD103上的像的大小的示意图。这里，区分为测定对象物离投光透镜IOlb近的情况(附图
标注为“近”)、远的情况(附图中标注为“远”)以及位于它们的中间位置的情况(附图中标注为“中”)来示出。在现有技术中，投射光束108的焦点设定在中间位置的投光透镜IOlb —侧，所以投射光束108处于图8所示的状态。其结果，在测定对象物离投光透镜IOlb近的情况下的光斑直径SI最大，接下来，远的情况下的光斑直径S3稍微比近的情况下的光斑直径SI小，而且在位于中间位置的情况下的光斑直径S2最小。若通过受光透镜104来将这些光斑直径SI S3成像在(XD103上，则在测定对象物离光源近的情况下的像的宽度最宽，远的情况下的像的宽度其次宽，而在位于中间位置的情况下的像的宽度最窄。这是因为，像的尺寸取决于光斑直径X倍率。这里，倍率是指，在图7及图8所示的光学系统中，由成像在(XD103上的像的尺寸相对于测定对象物的光斑直径SI S3的比率来决定的光学倍率。 例如，假设近的情况下的光斑直径SI为2，那么，在位于中间位置的情况下的S2为1，远的情况下的S3为2. O。另一方面，就光学倍率而言，例如，近的情况下约为O. 3倍，在位于中间位置的情况下为O. 25倍，远的情况下为O. 2倍。根据这些值可知，像的尺寸在近的情况下为O. 6，在位于中间位置的情况下为O. 25，在远的情况下为O. 4。表I示出了这样的状态。表I
权利要求
1.一种投射光束的调整方法，用于调整光学位移传感器的投射光束，该光学位移传感器具有用于将光向测定对象物投射的投光透镜，其特征在于， 上述光学位移传感器具有 受光部，其用于接收被上述测定对象物反射的反射光， 受光透镜，其位于上述对象物和上述受光部之间，用于将上述反射光成像在上述受光面上； 将上述投光透镜、上述受光部和上述受光透镜配置成满足交线条件， 调整从上述投光透镜照射的光的焦点位置，使得上述反射光成像在上述受光部上的像的尺寸不受上述投光透镜和上述测定对象物之间的距离的影响而恒定不变。
2.如权利要求I所述的投射光束的调整方法，其特征在于，上述投射光束为激光。
3.如权利要求I或2所述的投射光束的调整方法，其特征在于，上述像的尺寸取决于特定光斑直径和光学倍率之积，该特定光斑直径是指，通过上述投射光束来形成的上述测定对象物的光斑直径，而且该光学倍率是由成像在上述受光部上的像的尺寸相对于上述测定对象物的光斑直径的比率来决定的。
4.如权利要求I 3中任一项所述的投射光束的调整方法，其特征在于，调整从光源发出的光的焦点位置，使得上述受光部上的像的尺寸不受光源和测定对象物之间的距离的影响而恒定不变的步骤包括以使受光部上的像的尺寸具有能够使像成像在用于构成受光部的多个光电二极管中的至少3个以上光电二极管上的大小的方式进行调整的步骤。
5.一种投射光束的调整方法，用于调整光学位移传感器的投射光束，该光学位移传感器具有用于将光向测定对象物投射的投光透镜，其特征在于， 上述光学位移传感器具有 受光部，其用于接收被上述测定对象物反射的反射光， 受光透镜，其位于上述对象物和上述受光部之间，用于将上述反射光成像在上述受光面上； 将上述投光透镜、上述受光部和上述受光透镜配置成满足交线条件， 调整从上述投光透镜照射的光的焦点位置，使得上述反射光成像在上述受光部上的像的尺寸不受上述投光透镜和上述测定对象物之间的距离的影响，而且受光部上的像的尺寸具有能够使像成像在用于构成受光部的多个光电二极管上的大小。
全文摘要
采用向甫鲁光学系统的光学位移传感器(10)具有投光模块(9)，其用于将光照射至测定对象物；受光部(13)，其利用受光面来接收来自投光模块(9)的光被测定对象物反射的反射光；受光透镜(14)，其位于测定对象物和受光部(13)之间，用于将反射光成像在受光面上。在投射光束的调整方法中，调整从光源(11)发出的光的焦点位置，使得受光部(13)上的像的尺寸不受用于构成投光模块(9)的投光透镜(12)和测定对象物之间的距离的影响而恒定不变。
文档编号G01S17/48GK102822620SQ20118001545
公开日2012年12月12日 申请日期2011年3月24日 优先权日2010年9月30日
发明者山川健太, 一柳星文 申请人:欧姆龙株式会社