间隙测定装置制造方法
【专利摘要】本发明提出一种间隙测定装置，该间隙测定装置能接收来自具有宽度的间隙的特定点的光，而无需在间隙附近配置掩膜。间隙测定装置包括：光源，该光源对测定对象的间隙进行照射；透镜光学系统，该透镜光学系统使由间隙的透过光形成的间隙影像在成像面上成像；以及受光元件，该受光元件接收形成在透镜光学系统的成像面上的间隙影像。在成像面上配置有带孔掩膜，该带孔掩膜具有规定口径的光通过用的孔，受光元件经由孔接收间隙影像。利用透镜光学系统对具有宽度的间隙的像进行成像，能通过在该透镜光学系统的成像面上的希望测定的点设置带孔掩膜的孔，来测定间隙在测定对象的点的间隙尺寸。
【专利说明】间隙测定装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及被称为测隙法的间隙测定装置，该测隙法利用受光元件接收照射在测定对象物的被测定面与测定用主体之间形成的间隙而获得的间隙影像，并基于该受光量来测定间隙间隔。
【背景技术】
[0002]这种由测隙法构成的间隙测定装置在本发明人等所发明的专利文献1、2中提出。 现有技术文献
专利文献
[0003]专利文献1:日本专利特开2010-156630号公报专利文献2:日本专利特开2009-229312号公报
【发明内容】
发明所要解决的技术问题
[0004]在测隙法中，可能需要在沿规定方向延伸的间隙(具有宽度的间隙)的特定点上，测定间隙间隔。在该情况下，使用如下方法:即，在间隙附近配置具有针孔或窗口等的掩膜，来遮挡来自目的点以外的间隙部分的光。或者使用如下方法:即，将点光源放置在接近间隙的特定目的点，使得不会产生来自周边的间隙部分的光。
[0005]然而，在前者的将掩膜紧接着放置在间隙之后的方法中，通过掩膜的光会产生衍射。为此，考虑对衍射图案进行解析来获知间隙大小的方法，但存在解析困难的问题。此外，也可能发生难以将掩膜接近配置于间隙的状况。
[0006]在后者的使用点光源的方法中，在希望测定的部位较小的情况下，可能会产生难以将来自光源的射出光对准目标部位的情况。此外，对于具有厚度的测定物的情况，需要想办法使光源倾斜对准等，产生空间上的限制。
[0007]本发明的目的在于提出一种间隙测定装置，该间隙测定装置能接收来自具有宽度的间隙的特定点的光，而无需在间隙附近配置掩膜。
[0008]此外，本发明的目的还在于提出一种能二维或三维地测定间隙的间隙测定装置。 解决技术问题所采用的技术方案
[0009]为了解决上述问题，本发明的间隙测定装置的特征在于，包括:
光源，该光源对测定对象的间隙进行照射；
透镜光学系统，该透镜光学系统使通过照射所述间隙而获得的间隙影像在规定位置成像；以及
受光元件，该受光元件接收形成在所述透镜光学系统的成像面上的所述间隙影像。
[0010]此处，优选为在所述成像面上配置带孔掩膜，该带孔掩膜具有规定口径的光通过用的孔，将所述孔设为在所述间隙影像的粗细方向上其大小在该间隙影像的粗细以上的孔，所述受光元件经由所述孔接收所述间隙影像。
[0011]本发明中，利用透镜光学系统对具有宽度的间隙的像进行成像，能通过在该透镜光学系统的成像面上的特定点设置开口(受光元件的受光面或者带孔掩膜的孔)，从而利用受光元件仅接收来自间隙中的目的点(测定对象的间隙位置)的光。由此，无需紧接着间隙之后配置具有针孔等的掩膜。
[0012]本发明中，所述透镜光学系统能构成为包括:聚光镜，该聚光镜使所述间隙的透过光成为平行光；以及成像透镜，该成像透镜使来自该聚光镜的平行光聚焦在所述成像面。
[0013]根据该结构，能将间隙的目的点限制到透镜光学系统的衍射边界为止。由此，受光元件能高精度地捕捉到间隙尺寸较小的变化以作为光量变化。
[0014]此外，通过采用该透镜光学系统，将透镜光学系统、带孔掩膜、以及受光元件作为一体化的单元，该单元能在与透镜光学系统的光轴正交的二维方向上、或者与光轴正交的方向以及与光轴平行的方向的三维方向上移动。其结果是，能对螺旋齿轮等复杂形状的测定使用本发明的间隙测定装置。
[0015]并且，通过采用该透镜光学系统，间隙无需位于聚光镜(物镜)的焦点位置。若间隙在焦点位置的附近，则能高效地对来自整个宽度较小的间隙的光线进行聚光并成像。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是表示本发明的间隙测定装置的基本结构的说明图。
图2是表示具有可移动单元的间隙测定装置的结构的说明图。
图3是表示间隙测定装置的透镜光学系统的结构例的说明图。
【具体实施方式】
[0017]下面，参照附图，对应用本发明的间隙测定装置的实施方式进行说明。
[0018]图1是表示应用本发明的间隙测定装置的基本结构的说明图。间隙测定装置I具有测定用主体4，该测定用主体(master) 4在测定对象物的被测定面(物体面)2、与测定对象物之间形成规定的间隙3。测定用主体4是根据测定对象物的形状而预先制成的。通过测定间隙3的间隔，能计算出被测定面2上的测定对象物的轮廓形状误差等。
[0019]间隙测定装置I具有:从一侧对间隙3进行照射的光源5、以及配置在间隙3的另一侧的透镜光学系统6。透镜光学系统6是将利用光源5对间隙3进行照射而形成的间隙影像3A成像在位于光轴6a上的规定位置的成像面7上的透镜光学系统。
[0020]此外，间隙测定装置I具有:配置在成像面7上的带孔掩膜8、以及对通过该带孔掩膜8的孔8a的光进行接收的受光元件9。孔8a例如为圆形孔，是大小在成像面7上的间隙影像3A的粗细以上的孔。受光元件9的受光面9a配置在孔8a的背面。使用光纤等导光构件，能将孔8a的透过光导向位于较远位置的受光元件9的受光面9a。
[0021]图2是表示将间隙测定装置I的受光侧的部位单元化，并能在与其光轴6a正交的方向上移动的结构的说明图。如该图所示，除了测定用主体4以外，透镜光学系统6、带孔掩膜8以及受光元件9成为一体化的单元10。单元10以能在与透镜光学系统6的光轴6a正交的方向上移动的状态搭载在未图示的装置支架上，能利用未图示的单轴驱动机构在与光轴6a正交的正交面上移动。
[0022]例如，如图2所示，与由被测定面2及测定用主体4形成的间隙3相对应的间隙影像3A形成在成像面7上。带孔掩膜8的孔8a的位置称为测定点。若如箭头Al所示那样，使单元10沿着间隙影像3A移动，则孔8a也沿着间隙像3A移动，能利用受光元件9来接收希望测定的点的受光量。由此，能测定希望测定的点的间隙尺寸。
[0023]图3是表示透镜光学系统6的一个示例的说明图。透镜光学系统6包括:使间隙3的透过光成为平行光的聚光镜11、以及将来自该聚透镜11的平行光聚焦在成像面7上的成像透镜12。根据该结构，能高效地对来自整个宽度较小的间隙的光线进行聚光并成像。此外，通过使单元10在沿着光轴6a的方向上移动，能测定在光轴6a的方向上处于不同位置A、B、C的被测定面2上的间隙。通过移动单元10，能使成像面7上的掩膜8移动至位置A、B、C的间隙影像的成像位置A’、B’、C’。
标号说明
[0024]I间隙测定装置
2被测定面(物体面)
3间隙 3A间隙影像 4测定用主体 5光源
6透镜光学系统 6a光轴 7成像面 8带孔掩膜 8a孔
9受光元件 9a受光面 10单元 11聚光镜 12成像透镜
【权利要求】
1.一种间隙测定装置，其特征在于，包括: 光源，该光源对测定对象的间隙进行照射； 透镜光学系统，该透镜光学系统使通过照射所述间隙而获得的间隙影像在规定位置成像；以及 受光元件，该受光元件接收形成在所述透镜光学系统的成像面上的所述间隙影像。
2.如权利要求1所述的间隙测定装置，其特征在于， 具备带孔掩膜，该带孔掩膜配置在所述成像面上，且具有规定口径的光通过用的孔， 所述孔是在所述间隙影像的粗细方向上其大小在该间隙影像的粗细以上的孔， 所述受光元件经由所述孔接收所述间隙影像。
3.如权利要求2所述的间隙测定装置，其特征在于， 所述透镜光学系统包括:聚光镜，该聚光镜使所述间隙的透过光成为平行光；以及成像透镜，该成像透镜使来自该聚光镜的平行光聚焦在所述成像面。
4.如权利要求3所述的间隙测定装置，其特征在于， 在所述成像面上，所述带孔掩膜能移动至所述间隙影像中的希望测定的间隙位置。
5.如权利要求4所述的间隙测定装置，其特征在于， 将所述透镜光学系统、所述带孔掩膜以及所述受光元件一体化并形成单元， 所述单元能在与所述透镜光学系统的光轴正交的二维方向上、或者与所述光轴正交的方向以及与所述光轴平行的方向的三维方向上移动。
【文档编号】G01B11/14GK104180764SQ201410219373
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年5月22日 优先权日:2013年5月22日
【发明者】平林英树, 花冈浩毅, 清野慧 申请人:谐波传动系统有限公司, 清野慧