[发明专利]受光透镜的配置方法及光学位移传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种受光透镜的配置方法以及光学位移传感器，尤其是涉及一种基于三角测量原理来对测定对象物的位移进行测定的光学位移传感器以及在这样的光学位移传感器中使用的受光透镜的配置方法。

背景技术

例如，在JP特开2008-145160号公报（专利文献1）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1所公开的现有的光学位移传感器100的图。如图7所示，光学位移传感器100具有：投光模块101，其包括激光二极管101a以及投光透镜101b，该激光二极管101a用于将光照射至测定对象物106，该投光透镜101b用于对来自激光二极管101a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101a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。

而且，投光模块101、CCD103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，在受光面103a能够接收反射光的范围内的测定对象物106的反射位置，在投光模块101的光轴即投光轴L₁上具有规定的宽度W₁。即，该规定的宽度W₁，就是光学位移传感器100的对测定对象物106的测定范围。而且，调整配置成满足交线条件，即，规定的宽度W₁的反射位置、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。由此，不管被规定的宽度W₁内的哪一位置反射的反射光，成像时在受光面103a上都能够实现对焦。此外，这里，为了便于说明，将受光透镜104视为薄透镜。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开2008-145160号公报

发明内容

发明要解决的课题

这里，在如专利文献1所公开那样的现有的光学位移传感器100中，将通过受光透镜104的中心的受光透镜104的光轴即受光轴L₂′，配置为通过规定的宽度W₁（测定范围）的中心。即，该中心是受光轴L₂′和投光轴L₁相交叉的交叉点P_C′，而且从离激光二极管101a近的第一位置P_N1到交叉点P_C′的距离a′和从离激光二极管101a远的第二位置P_F1到交叉点P_C′的距离b′为相同的距离。

然而，在这样的配置中，来自第一位置P_N1的反射光的入射角（视场角）θ1′和来自第二位置P_F1的反射光的入射角（视场角）θ2′具有不同的大小。即，视场角θ1′比视场角θ2′更大。因此，若在受光面103a上成像时发生了彗差，则由于视场角不同，彗差对来自第一位置P_N1的反射光所成的像和来自第二位置P_F1的反射光所成的像的影响程度不同，这会使像的模糊程度发生差异。即，视场角大的来自第一位置P_N1的反射光所成的像，严重受到彗差的影响。其结果，光学位移传感器100的测定精度可能会根据测定对象物106的不同位置而发生偏差。

图8是示出了现有技术中的与激光二极管101a在投光轴L₁上的距离和光学位移传感器100的测定误差之间的关系的曲线图。如图8所示，在第一位置P_N1的误差E_N比在第二位置P_F1的误差E_F更大。

本发明的第一目的在于，针对光学位移传感器，提供一种不管对测定范围内的哪一位置都能够恰当地进行测定的受光透镜的配置方法。

本发明的第二目的在于，提供一种不管对测定范围内的哪一位置都能够恰当地进行测定的光学位移传感器。

用于解决课题的手段