[发明专利]间隙测定装置

说明书

技术领域

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

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

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

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。

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。

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。

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。

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

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

附图说明

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

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。

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1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。

间隙测定装置1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。