CN113439193B - 传感头 - Google Patents

Abstract

提供一种传感头，可在缩短测量时间的同时，提高测定精度。传感头(100)包括壳(1)，所述壳(1)具有：在内部具有透镜(5)的第一壳部(2)、在内部具有物镜(7)的第二壳部(3)、以及将第一壳部(2)与第二壳部(3)之间连接的第三壳部(13)；在第三壳部(13)，在内部配置有使从透镜(5)侧入射的光朝向物镜(7)侧弯曲的反射镜构件(135)，且设置有将分别形成于反射镜构件(135)及物镜(7)的贯通孔连通的中空的筒(310)。

Description

传感头

技术领域

本发明涉及一种传感头。

背景技术

作为不与测量对象物接触而对其位置进行测量的装置，使用共焦光学系统的共焦测量装置正在普及。

例如，专利文献1所记载的共焦测量装置，在光源与测量对象物之间使用配置有产生色差的透镜的共焦光学系统。朝向测量对象物出射的光以与其波长相应的距离对焦。测量装置可基于经测量对象物反射的光的波长的波峰，来对测量对象物的位置进行测量。

在此种测量装置中，朝向测量对象物而配置有被称为“传感头”等的设备，从传感头朝向测量对象物出射光。传感头具有在内部形成有成为光路的空间的壳(case)，在此空间中收容着构成共焦光学系统的零件。

专利文献2中记载了使用所述共焦光学系统，来观测涂布于基材上的药液(测定试样)的装置。在专利文献2中记载了从喷嘴向基材上涂布了药液之后，使传感头扫描所述药液进行测量。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2012-208102号公报

专利文献2：日本专利特开2016-165424号公报

发明内容

发明所要解决的问题

如专利文献2所记载那样，在从喷嘴向基材上涂布了药液之后，扫描传感头的方法中，存在需要扫描传感头的时间的问题。为了解决所述问题，例如，考虑以下方法：在设为传感头也能够与喷嘴的移动联动地移动的结构的基础上，使传感头朝向喷嘴的前端与基板之间的间隙倾斜地配置，利用所述传感头测定喷嘴的正下方的位置。或者，也考虑以下方法：与喷嘴邻接地将传感头相对于测定对象物(药液)垂直地配置(即，以喷嘴的轴向与传感头的光轴的方向成为相同方向的方式，使传感头与喷嘴邻接地配置)，且以追随喷嘴的移动的方式，利用传感头测定从所述喷嘴进行涂布的药液。

然而，在所述的在使传感头朝向喷嘴的前端倾斜的状态下进行测定的方法中，与将传感头的光轴相对于测定对象物垂直地配置并进行测量的情况相比较，存在误差变大的问题。另外，在将传感头与喷嘴邻接地配置且将所述传感头的光轴相对于测定对象物垂直地配置的状态下进行测量的方法中，由于传感头不朝向喷嘴前端，因此，有时无法准确地利用传感头捕捉从喷嘴涂布的测定对象物，从而，存在利用所述测量方法也产生误差的问题。

因此，本发明的目的在于提供一种传感头，可在缩短测量时间的同时，提高测定精度。

解决问题的技术手段

本发明的一实施例的传感头是对测量对象物的位置进行测量的传感器的传感头，且所述传感头包括：透镜，使从光源侧入射的光以沿着光轴的方式出射，且使所述光产生色差；物镜，配置于比透镜更靠测量对象物侧，将从透镜侧入射的光聚集并出射至测量对象物侧，并且使从测量对象物侧入射的光出射至透镜侧；以及壳，在内部具有收容空间，且在所述收容空间中至少收容着透镜及物镜，壳具有在内部具有透镜的第一壳部、在内部具有物镜的第二壳部、以及将第一壳部与第二壳部之间连接的第三壳部，在第三壳部，在内部配置有使从透镜侧入射的光朝向物镜侧弯曲的反射镜构件，且设置有将分别形成于反射镜构件及物镜的贯通孔连通的中空的筒。

根据所述实施例，能够使规定的物体(例如，涂布涂布液的喷嘴、照相机的透镜、吸附喷嘴等)插通至将反射镜构件及物镜各自的贯通孔连通的中空的筒的内部。由此，可使穿过贯通物镜而形成的筒的内部的规定的物体的轴与传感头的光轴实质上位于同轴上，因此可在不使传感头倾斜的情况下进行测量。其结果，可在缩短测量时间的同时提高测定精度。

在所述实施例中，也可为：筒是在沿着从物镜出射至测量对象物侧的光的光轴的方向上延伸地配置。

根据所述实施例，可在使插通筒的内部的物体的轴与出射至测量对象物侧的光的光轴实质上位于同轴上的状态下进行涂布，同时进行测定，因此可在缩短时间的同时进一步提高测定精度。

在所述实施例中，也可为：在筒的上端设置有对插通至筒的内部的物体进行固定的光圈机构。另外，也可为：光圈机构具有使光圈口径变化的光圈叶片，通过使光圈叶片与物体的外周面抵接来对物体进行固定。

根据所述实施例，由于设置有对涂布涂布液的物体进行固定的光圈机构，因此可将物体稳定地固定。由此，可使物体的定位容易，结果可进一步提高测定精度。

在所述实施例中，也可为：在物镜与产生色差的透镜之间，设置有使从物镜出射至产生色差的透镜侧的光分支的半反射镜构件，且设置有接收由半反射镜构件分支的光来生成表示传感头的测量位置的图像信息的摄像装置。另外，也可为：所述摄像装置包括：受光透镜，将由半反射镜构件分支的光聚集；以及摄像元件，基于由受光透镜聚集的光来生成图像信息。

根据所述实施例，设置有半反射镜构件以及接收由半反射镜构件分支的光来生成图像信息的摄像装置，因此可基于由所述摄像装置生成的图像信息来确认传感头的测量位置。

在所述实施例中，也可为：在物镜与产生色差的透镜之间设置有使从物镜出射至产生色差的透镜侧的光分支的半反射镜构件，且设置有接收由半反射镜构件分支的光来监视传感头的测量位置的开闭窗。

根据所述实施例，由于设置有能够基于由半反射镜构件分支的光来监视传感头的测量位置的开闭窗，因此可经由所述开闭窗来监视测量位置，从而例如可通过目视来确认是否产生了误差。

发明的效果

根据本发明，可提供一种传感头，可在缩短测量时间的同时，提高测定精度。

附图说明

图1是共焦测量装置的概要图。

图2是表示第一实施方式的传感头的立体图。

图3是将图2所示的传感头的一部分加以分解而示出的分解立体图。

图4是表示图2的传感头的俯视图。

图5是表示图2的传感头的侧面图。

图6是表示图2的VI-VI剖面的剖面图。

图7是表示第二实施方式的传感头的立体图。

图8是表示图7的VIII-VIII剖面的剖面图。

图9是表示第三实施方式的传感头的立体图。

图10是表示图9的X-X剖面的剖面图。

图11是用于说明设置于图9的框体的开闭窗的结构的图。

图12是用于说明光圈机构的结构的分解立体图。

符号的说明

1：壳

2：第一壳部

3：第二壳部

5：透镜

6：连接构件

7：物镜群(物镜)

13：第三壳部

50：光圈机构

100：传感头

135：反射镜构件

150：半反射镜

200：测量对象物

300：物体

310：筒

400：摄像装置

610：开闭窗

AX1：第一轴线(光轴)

AX2：第二轴线(光轴)

具体实施方式

参照附图，对本发明的优选实施方式进行说明。此外，各图中标注相同符号的构件，具有相同或同样的构成。

图1是共焦测量装置S的概要图。共焦测量装置S是对测量对象物200的位置进行测量的装置，且包括：光源160、第一光纤161、第二光纤162、第三光纤163、光耦合器170、分光器190、处理部180及传感头100。

光源160将白色光输出至第一光纤161。光源160可基于处理部180的指令来调整白色光的光量。第一光纤161可为任意的光纤，例如，可为芯径为50μm的折射率分布型光纤。第一光纤161可在连接于光耦合器170的近前，连结于芯径更细的光纤。

光耦合器170为滤波器型耦合器、空间光学系统型耦合器、熔接拉伸型耦合器或波导型耦合器，所述光耦合器170连接有第一光纤161、第二光纤162及第三光纤163，并使表示从第一光纤161向第二光纤162传输光时的波长与光量的关系的第一传输波形、和表示从第二光纤162向第三光纤163传输光时的波长与光量的关系的第二传输波形接近。

传感头100与第二光纤162连接，收容使所入射的白色光沿着光轴方向产生色差的透镜5，并将产生了色差的光照射至测量对象物200。传感头100收容了：将从第二光纤162的端面出射的白色光转换为平行光的准直透镜42、沿着光轴方向产生色差的透镜5、以及将产生了色差的光聚集在测量对象物200的物镜7。在本例中，图示了焦点距离相对较长的第一波长的光210、及焦点距离相对较短的第二波长的光220。在本例的情况下，第一波长的光210在测量对象物200的表面聚焦，但第二波长的光220在测量对象物200的近前聚焦。

经测量对象物200的表面反射的光由物镜7聚集，穿过透镜5，由准直透镜42聚集，并返送至第二光纤162的芯。反射光中的第一波长的光210在第二光纤162的端面对焦，因此，其大部分入射至第二光纤162，但其他波长的光在第二光纤162的端面不对焦，其大部分不入射至第二光纤162。入射至第二光纤162的反射光经由光耦合器170而传输至第三光纤163，并被输入至分光器190。此外，入射至第二光纤162的反射光经由光耦合器170也传输至第一光纤161，但由光源160终止。

分光器190与第三光纤163连接，经由第二光纤162、光耦合器170及第三光纤163获取由测量对象物200反射并由传感头100聚集的反射光，并对反射光的光谱进行测量。分光器190包括：将从第三光纤163出射的反射光聚集的第一透镜191、将反射光分光的衍射光栅192、将被分光的反射光聚集的第二透镜193、接收被分光的反射光的受光元件194、以及读出由受光元件194产生的受光信号的读出电路195。读出电路195基于由受光元件194产生的受光信号读出接收到的光的波长及光量。所读出的光的波长及光量由处理部180替换至测量对象物200的位置。在本例的情况下，第一波长的光210以波峰的方式显现，高精度地对与所述波长对应的位置进行测量。

若传感头100处于静止状态，则共焦测量装置S能够以数十nm(纳米)的分辨率，对测量对象物200的位置进行测量。

[第一实施方式]

继而，对第一实施方式的传感头100的结构进行说明。图2是表示传感头100的立体图。传感头100构成对测量对象物200的位置进行测量的传感器的一部分，且包括壳1。壳1具有：第一壳部2、第二壳部3及第三壳部13。

第一壳部2例如呈大致圆筒形状，在其内部配置有后述的透镜5(参照图3等)。在壳1的端部连接着纤壳8。在纤壳8的内部，配置有将从光源出射的白色光导向第一壳部2的光纤。透镜5使从光纤出射的光在沿着光轴的方向上产生色差。

第二壳部3例如呈大致圆筒形状，在其内部配置有后述的物镜群7。第二壳部3以使物镜群7的一部分露出的方式，对物镜群7进行固定。本实施方式中的物镜群7具有中空结构。在物镜群7各自的大致中央部，形成有能够供物体300插通的贯通孔(图6所示的贯通孔74a、贯通孔73a、贯通孔72a、贯通孔71a)。此外，本说明书中的物体300，例如，包括：涂布涂布液的喷嘴、照相机的透镜、吸附喷嘴等。例如，在插通照相机的透镜的情况下，可同时地对测定对象物的图像与高度信息进行测量。例如，在插通用于拾取和放置电子零件等的吸附喷嘴的情况下，可对与对象物的距离进行测量，并在确认其结果的同时使吸附喷嘴接近对象物。由此，无论对象物的设置状态如何，均可在一定的压力下吸附对象物，不耐压力的对象物可防止破损。

关于第三壳部13，例如其外形呈角形状，且将第一壳部2与第二壳部3连接。在第三壳部13的内部，配置有使光轴弯曲的反射镜构件135(图3等)。本实施方式中的反射镜构件135具有中空结构。在反射镜构件135的大致中央部，形成有能够供物体300插通的贯通孔(图6所示的贯通孔135a)。

在第三壳部13的弯曲部中的开口的部分设置有盖构件136，在盖构件136形成有能够供涂布涂布液(例如药液)的物体300插通的贯通孔136a(参照图3)。在第二壳部3及第三壳部13的内部，设置有将中空结构的物镜群7及反射镜构件135各自的贯通孔连通的圆筒状的筒310。图2等所示的筒310形成为将第三壳部13中的盖构件136、反射镜构件135及物镜群7各自的贯通孔连通。关于筒310，例如，呈其两端开口的大致圆筒形状，且形成为能够在其内部插通物体300。在本实施方式中，筒310优选为在沿着从物镜群7出射至测量对象物侧的光的光轴的方向上延伸地配置。由此，可在使插通至筒310的内部的物体300的轴与出射至测量对象物侧的光的光轴一致的状态下进行测量，因此，可与涂布同时地利用传感头100对物体300的正下方进行测量。如图2所示，物体300经由圆筒状的筒310穿过第三壳部13及第二壳部3的内部，以从第二壳部3内朝向测量对象物200侧突出的状态配置。

光圈机构50是用于对插通筒310内的物体300进行固定的机构。光圈机构50配设于筒310的上端310a(参照图6)，在壳1外对物体300进行固定。光圈机构50例如设置于第三壳部13的上表面(在图5所示的侧面视时为第三壳部13的上表面)上。光圈机构50在大致中央具有用于供物体300插通的开口。光圈机构50具有使光圈口径变化的光圈叶片(后述)，通过使所述光圈叶片与物体300的外周面抵接来对物体300进行固定。光圈机构50的详细情况将在后面叙述。

以使物镜群7朝向测量对象物200的方式而使用传感头100。透过透镜5而产生了色差的光，通过反射镜构件135而其方向变成朝向物镜群7的方向，经物镜群7折射并聚集，向测量对象物200侧出射。图2图示了焦点距离相对较长的第一波长的光210、及焦点距离相对较短的第二波长的光220。第一波长的光210在测量对象物200的表面对焦，但第二波长的光220在测量对象物200的近前对焦。

经测量对象物200的表面反射的光入射至物镜群7中。此光是通过物镜群7而聚集，并通过反射镜构件135而其方向变成朝向透镜5的方向，透过透镜5而向光纤侧行进。第一波长的光210在光纤处对焦，其大部分入射至光纤中。另一方面，其他波长的光在光纤处并未对焦，几乎未入射至光纤中。

入射至光纤中的光，被引导至与光纤连接的分光器190(参照图1)。分光器190检测光的波长的波峰，并基于此波峰来对测量对象物200的位置进行测量。

[结构例]

接下来，参照图3至图6对传感头100的结构的一例进行说明。图3是表示传感头100的一部分的分解立体图。图4是表示传感头100的俯视图(平面图)。图5是表示传感头100的侧面图。图6是表示图2的VI-VI剖面的剖面图。

＜第一壳部＞

第一壳部2呈一端经开放的大致圆筒形状，且以其中心轴与第一轴线AX1(参照图6)大致一致的方式配置。第一轴线AX1为虚拟的直线。

如图3及图4所示，在第一壳部2的另一端形成有用于对传感头100进行固定的固定部21、固定部22。如图3所示，在固定部21、固定部22之间，形成有使第一壳部2的内外连通的连通孔2b。第一壳部2在其内部收容着透镜固持器4及透镜5。

透镜固持器4为呈大致圆筒形状的构件。透镜固持器4的内径视部位而不同。如图6所示，在透镜固持器4的内部配置有第一准直透镜42a与第二准直透镜42b。

第一准直透镜42a固定于透镜固持器4的内部。第二准直透镜42b是与第一准直透镜42a空开间隔而配置。

关于透镜固持器4，其整体收容于第一壳部2的内部，通过贯通第一壳部2的螺杆(未图示)而固定于第一壳部2。由此，图6所示的第一准直透镜42a及第二准直透镜42b均是以光轴与第一轴线AX1大致一致的方式配置。透镜固持器4通过螺杆(未图示)松动而能够在沿着第一轴线AX1的方向(以下，称为“第一轴线AX1方向”)上移动。通过使透镜固持器4移动，可调整第一准直透镜42a及第二准直透镜42b的位置。

透镜5是以其光轴与第一轴线AX1大致一致的方式，配置在比透镜固持器4更靠测量对象物200侧。透镜5使所入射的光在第一轴线AX1方向上产生色差。可采用焦点距离与光的波长成反比例的透镜作为透镜5。

＜第二壳部＞

第二壳部3经由第三壳部13而与第一壳部2连接。第二壳部3呈大致圆筒形状。第二壳部3的一端经开放，在另一端形成有开口3b(参照图6)。如图3所示，在第二壳部3的一端侧的内周面形成有内螺纹部3d。开口3b在沿着第二壳部3的中心轴观察的情况下，呈大致正圆形状。如图3所示，在第二壳部3的外周面形成有多个凹部3a。凹部3a的底面为平面。如图6所示，第二壳部3在其内部收容着物镜群7、隔离物31～隔离物33以及挤压构件34。

物镜群7为本发明的“物镜”的一例。物镜群7具有：第一物镜71、第二物镜72、第三物镜73及第四物镜74。此物镜群7的各透镜均呈大致圆形状，其直径与第二壳部3的内径大致相同。

此外，本发明的“物镜”，可如物镜群7那样包含多个透镜，也可为单一的透镜。

隔离物31～隔离物33呈大致圆环形状。隔离物31～隔离物33的外径与物镜群7的各透镜的外径大致相同。

挤压构件34呈大致圆环形状，其外周面卡合固定于第二壳部3的内周面。挤压构件34与第二壳部3的卡合方法并无特别限定，例如，通过形成于挤压构件34的外周面的外螺纹部(未图示)与第二壳部3的内周面的内螺纹部3d螺合而相互固定。如上所述那样，挤压构件34的一端侧卡合固定于第二壳部3的内周面，挤压构件34的另一端侧卡合固定于后述的第三壳部13的第二通路部131b的内周面。

物镜群7的各透镜是相互空开间隔，并均以光轴与第二轴线AX2大致一致的方式呈直线状排列。详细而言，第一物镜71是以与第二壳部3的开口3b的周缘3c抵接且从开口3b露出的方式配置。第二物镜72是以隔着隔离物31而与第一物镜71相向的方式配置。第三物镜73是以隔着隔离物32而与第二物镜72相向的方式配置。第四物镜74是隔着隔离物33而与第三物镜73相向，并且夹持于隔离物33与挤压构件34之间而固定于第二壳部3的内部。挤压构件34的外周面的外螺纹部(未图示)与第二壳部3的内周面的内螺纹部3d螺合。物镜群7的各透镜是以所透过的光不产生波像差的方式排列。

＜纤壳＞

如图3及图6所示，纤壳8经由板弹簧81而固定于第一壳部2。板弹簧81是通过螺杆27而固定于第一壳部2的上部，并且通过螺杆28而固定于第一壳部2的端部。纤壳8在内部收容着光纤(未图示)。在光纤的前端连接着插芯82(ferrule)。如图4所示，插芯82插通至第一壳部2的连通孔2b中。

如图3所示，在第一壳部2的上部以覆盖螺杆27的方式贴附有上部标签91。另外，在第一壳部2的下部以覆盖螺杆(未图示)的方式贴附有下部标签92。在上部标签91及下部标签92上也可印刷产品名等商标。

＜挤压构件、连接构件＞

如图3及图6所示，连接构件6及挤压构件23呈大致圆环形状。在挤压构件23的端部形成有多个缺口23b。挤压构件23的外径与连接构件6的外径大致相同，挤压构件23的内径与连接构件6的内径大致相同。另外，沿着中心轴的方向上的挤压构件23的尺寸，小于此方向上的连接构件6的尺寸。

挤压构件23的外周面与第一壳部2的内周面的卡合方法并无特别限定，例如，也可设为形成于挤压构件23的外周面的外螺纹部(未图示)与第一壳部2的内螺纹部螺合。作业者可通过使工具(未图示)与缺口23b卡合而从工具将力矩传递至挤压构件23，从而使形成于挤压构件23的外周面的外螺纹部螺合。由此，挤压构件23是在比透镜5更靠测量对象物200侧，以其中心轴与第一轴线AX1大致一致的方式配置于第一壳部2的内部。

若将挤压构件23配置于第一壳部2的内部，则透镜5被挤压构件23向光源侧按压。透镜5被夹持于挤压构件23与第一壳部2的阶部25之间，在第一壳部2的内部被固定。

连接构件6的外周面与第一壳部2的内周面的卡合方法并无特别限定，例如，也可设为在形成于连接构件6的外周面的外螺纹部(未图示)处与第一壳部2的内螺纹部螺合。与第一壳部2的内周面卡合的连接构件6从第一壳部2的一端向外部露出。第三壳部13与连接构件6中的从第一壳部2的一端向外部露出的部分连接并加以固定。即，第三壳部13经由连接构件6而与第一壳部2连接。第三壳部13中的第一壳部2侧的部分是以其中心轴与第一轴线AX1大致一致的方式连接。

＜第三壳部＞

第三壳部13配置于第一壳部2与第二壳部3之间，并将第一壳部2与第二壳部3连接。关于第三壳部13，其外形呈角形状，而具有弯曲的形状。如图5所示，本实施方式的传感头100呈在第三壳部13处弯曲的侧面视大致L字状。

第三壳部13具有其第一壳部2侧的端部及第二壳部3侧的端部开口的形状。另外，第三壳部13具有其弯曲部外侧(在图4中为第三壳部13的左上端侧)开口的形状。在第三壳部13的弯曲部中的开口的部分，配置后述的反射镜构件135及盖构件136等。

如图6所示，在第三壳部13的内部，形成有将第一壳部2的内部及第二壳部3的内部连通的连通路131。连通路131将第三壳部13中的向第一壳部2侧开口的开口部与第三壳部13中的向第二壳部3侧开口的开口部贯通。连通路131具有弯曲的形状。在本实施方式中，连通路131具有弯曲成90度的形状，但并不限于90度，也可为90度以外的角度。连通路131具有沿着第一轴线AX1方向延伸的大致圆筒状的第一通路部131a、及沿着第二轴线AX2方向延伸的大致圆筒状的第二通路部131b。

如图3及图6所示，在第一通路部131a的第一壳部2侧连接有连接构件6。第一通路部131a的内径大于连接构件6的外径。以连接构件6的一端侧收容于第一通路部131a的内部、连接构件6的另一端侧收容于第一壳部2的内部的状态进行固定。即，第三壳部13的第一通路部131a侧经由连接构件6而固定于第一壳部2。第三壳部13的第一通路部131a侧与连接构件6的固定方法的详细情况将在后面叙述。

如图3及图6所示，在第二通路部131b的第二壳部3侧，连接有挤压构件34。在挤压构件34的端部形成有多个缺口34b(图3)。第二通路部131b的内径大于挤压构件34的外径。以挤压构件34的一端侧配置于第二通路部131b的内部、挤压构件34的另一端侧配置于第二壳部3的内部的状态进行固定。即，第三壳部13的第二通路部131b侧，经由挤压构件34而固定于第二壳部3。

如图3所示，第三壳部13的连通路131的弯曲部外侧(在图5中为第三壳部13的左上端侧)开口，且在此开口部配置反射镜构件135。反射镜构件135使光轴弯曲。反射镜构件135具有板状的形状。如图6所示，反射镜构件135相对于第一轴线AX1方向及第二轴线AX2方向倾斜地配置。在本实施方式中，反射镜构件135使第一轴线AX1方向的光轴弯曲成第二轴线AX2方向的光轴。即，反射镜构件135使从透镜5侧入射的光朝向物镜群7侧弯曲成大致直角，并且使从测量对象物200侧入射的光朝向透镜5侧弯曲成大致直角。在本实施方式中，第一轴线AX1方向与第二轴线AX2方向垂直。其中，第一轴线AX1方向与第二轴线AX2方向之间的角度并不限于90度，也可为90度以外的角度。

如图3及图6所示，以覆盖反射镜构件135的方式配置盖构件136。盖构件136呈侧面视三角形状。如上所述，盖构件136具有能够供物体300插通的贯通孔136a(参照图3)。在反射镜构件135与盖构件136之间配置弹性构件137，盖构件136例如通过螺杆139而固定于第三壳部13的弯曲部外周侧，但也可使用其他构件进行固定。弹性构件137是以按压反射镜构件135的状态进行保持。通过将弹性构件137配置于反射镜构件135与盖构件136之间，在利用螺杆139对盖构件136进行固定时，反射镜构件135是以被弹性构件137按压的状态被固定。

在第三壳部13的弯曲部配置呈侧面视三角形状的盖构件136，由此，如图4所示，传感头100的前端侧(第三壳部13侧)呈大致长方体形状。由于传感头100的前端侧呈大致长方体形状，因此，与传感头整体为大致圆筒形状的结构相比较，可容易进行对位。另外，在本实施方式中，如图2～图5所示，第三壳部13的外形呈角形状，因此，可容易地进行配置于第三壳部13的内部的反射镜构件135的位置调整。

[动作例]

光源所发出的白色光被光纤引导至传感头100侧，到达插芯82。此光在扩散的同时从插芯82进入壳1的内部。

进入壳1内部的光的一部分进入透镜固持器4的内部。此光依次透过第二准直透镜42b与第一准直透镜42a。第一准直透镜42a及第二准直透镜42b改变从光源侧入射的光的行进方向，向测量对象物200侧出射。具体而言，如图6中箭头L11所示，从第一准直透镜42a出射而朝向透镜5的光以沿着第一轴线AX1的方式行进。

透镜5使从第一准直透镜42a侧入射的光产生色差，如箭头L12所示，以沿着第一轴线AX1的方式出射。以沿着第一轴线AX1的方式出射的光，通过反射镜构件135而其光轴弯曲成沿着第二轴线AX2的方向(图6中所示的箭头L13)，经物镜群7折射并聚集，经过第二壳部3的开口3b而朝向测量对象物200出射。

经测量对象物200的表面反射的光，经过第二壳部3的开口3b而入射至物镜群7中。物镜群7使所入射的光折射，并如箭头L21所示，以沿着第二轴线AX2的方式向反射镜构件135侧出射。从物镜群7朝向反射镜构件135侧的光，通过反射镜构件135而其光轴弯曲成沿着第一轴线AX1的方向(图6中所示的箭头L22)并朝向透镜5侧(图6中所示的箭头L23)。透镜5使从测量对象物200侧入射的光透过，并如箭头L24所示那样向光源侧出射。第一准直透镜42a及第二准直透镜42b将从测量对象物200侧入射的光聚集，并向光源侧出射。

另外，连接构件6配置于透镜5与第三壳部13之间。在此位置，光以沿着也为光轴的第一轴线AX1的方式行进。因此，根据此结构，与将连接构件6配置于光以相对于第一轴线AX1而倾斜的方式行进的位置的情况相比，可减轻壳1的尺寸所产生的不均的影响，并抑制测量精度的降低。

此外，当经由连接构件6而将第三壳部13与第一壳部2连接时，存在第一轴线AX1方向的外力作用于连接构件6。假设连接构件6兼具按压透镜5而加以固定的功能的情况下，有因此种外力发挥作用而透镜5的固定变得不稳定的担忧。

相对于此，在传感头100中，将透镜5向光源侧按压而加以固定的挤压构件23是与连接构件6以分体的方式配置于连接构件6与透镜5之间。因此，即便在第一轴线AX1方向的外力作用于连接构件6的情况下，此外力也不会波及挤压构件23。其结果，可将透镜5稳定地固定，并且经由连接构件6而将第一壳部2与第三壳部13连接。

另外，在第一轴线AX1方向上，挤压构件23的尺寸小于连接构件6的尺寸。根据所述实施例，通过使挤压构件23的尺寸相对较小，可使连接构件6的尺寸相对较大，从而可将第一壳部2与第二壳部3可靠地连接。

另外，第二壳部3在其外周面上形成有凹部3a，所述凹部3a的底面为平面。根据所述实施例，可在组装传感头100时，使工具稳定地与凹部3a的底面抵接，并将力矩传递至形成有所述凹部3a的第二壳部3。其结果，虽然在将呈大致圆筒形状的第一壳部2及第二壳部3用于壳1，也可施加转矩而容易地进行传感头100的组装。

此外，传感头100仅在第二壳部3形成有凹部3a。然而，不限定于所述实施例，只要在第一壳部2及第二壳部3的至少一者上形成有凹部3a即可。

[第二实施方式]

继而，对第二实施方式的传感头的结构进行说明。图7是表示第二实施方式的传感头100b的结构的立体图。图8是表示图7的VIII-VIII剖面的剖面图。第二实施方式的传感头100b除了第一实施方式所示的传感头100的结构之外，还追加了半反射镜150及摄像装置400等，除此以外的结构及功能与第一实施方式的传感头100相同。因此，关于与第一实施方式的传感头100相同的部分，使用与第一实施方式相同的符号，并省略关于它们的说明。

半反射镜150配设于壳1内的透镜5与物镜7之间。在本实施方式中，半反射镜150配设于反射镜构件135与透镜5之间的连接构件6内。半反射镜150具有：在经测量对象物200反射的光通过了物镜群7之后，通过反射镜构件135使朝向透镜5侧的方向的光的一部分分支的功能。在本实施方式中，倾斜地配设有半反射镜150，以使经半反射镜150反射的光被导入至摄像装置400内。此外，在壳1形成有使光通过(透过)的透过部(未图示)，以使经半反射镜150反射的光被导入至与壳1外连接的摄像装置400内。

摄像装置400(例如，照相机等)包括：将经半反射镜150反射的光聚集的受光透镜410、以及基于由受光透镜410聚集的光来生成图像数据(图像信息)的摄像元件420。经半反射镜150反射的光，穿过摄像装置400内的受光透镜410被传送至摄像元件420(例如，光电二极管阵列、电荷耦合器件(Charge Coupled Device，CCD)、互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)摄像元件等)并成像。

对第二实施方式的传感头100b的动作例进行说明。如图8所示，经测量对象物200反射的反射光L21通过反射镜构件135而其方向变成朝向透镜5侧的方向，并被引导至半反射镜150。其后，光被半反射镜150反射而其方向改变(图8所示的反射光L23)，如图8所示，被引导至摄像装置400内的受光透镜410，并由所述受光透镜410聚集。摄像元件420接收由受光透镜410聚集的光来生成图像数据。

通过包括以上说明的第二实施方式的结构，可通过能够导入经测量对象物200反射的反射光的摄像装置400来生成图像数据，因此可基于所述图像数据来确认传感头100b的测量位置。

此外，设为通过包括以上说明的半反射镜150及摄像装置400的结构，可观察传感头100b的测量位置的结构，但并不限定于此。例如，可设为设置可将反射镜构件135的方向变更90°的机构(省略图示)，且通过变更了所述方向的反射镜构件135改变了其方向之后，使来自光圈机构50的反射光经半反射镜150反射而导入至摄像装置400内的结构，来作为可观察光圈机构50的状态的结构。

[第三实施方式]

继而，对第三实施方式的传感头的结构进行说明。图9是表示第三实施方式的传感头100c的结构的立体图。图10是表示图9的X-X剖面的剖面图。图11是用于说明设置于图9的框体600的开闭窗610的图。第三实施方式的传感头100c除了第一实施方式所示的传感头100的结构之外，还追加了半反射镜150、框体600及开闭窗610等，除此以外的结构及功能与第一实施方式的传感头100相同。因此，关于与第一实施方式的传感头100相同的部分，使用与第一实施方式相同的符号，并省略关于它们的说明。

如图9所示，在传感头100c的壳1的上表面侧配设有框体600。框体600例如呈中空构造的箱形状，在其一面设置有开闭窗610。如图11所例示，开闭窗610构成为能够沿着框体600的一面滑动(例如能够沿箭头K方向(传感头100c的长度方向)滑动)。如图11的(A)所示，在使开闭窗610向其中一侧移动时成为关闭状态，而成为无法视觉辨认中空的框体600内部的状态。另一方面，如图11的(B)所示，在使开闭窗610向另一侧移动时成为打开状态，设置于框体600的盖玻璃612露出而成为能够穿过所述盖玻璃612视觉辨认中空的框体600内部的状态。也可设置在所述关闭状态下开闭窗610能够固定于框体600的机构(省略图示)，且构成为开闭窗610不会无意地打开。在本实施方式中，框体600设置于能够将由配置于壳1内的半反射镜150分支的光导入至内部的位置。此外，本实施方式的框体600只要设为能够将穿过壳1内的光导入至内部的结构，则可选择任意的结构，例如可设为在其底面(框体600与壳1抵接的面)形成开口部(省略图示)，且使所述开口部与形成于壳1外表面的开口(省略图示)在内部连通的结构，来作为将穿过壳1内的光导入至框体600内的结构。

图10所示的半反射镜150配设于壳1内的透镜5与物镜7之间。半反射镜150具有：使从物镜7朝向透镜5侧的光的一部分分支的功能。在第三实施方式中，如所述图所示，半反射镜150以倾斜的状态配置，以将从物镜7侧朝向透镜5侧的光(换言之，从反射镜构件135朝向透镜5侧的光)的一部分导入至框体600。此外，在壳1形成有使光通过(透过)的透过部(未图示)，以使经半反射镜150反射的光被导入至与壳1外连接的框体600内。

对第三实施方式的传感头100c的动作例进行说明。如图10所示，经测量对象物200反射的反射光L21通过反射镜构件135而其方向变化为朝向透镜5侧的方向(图10所示的光L23)，并被引导至半反射镜150。其后，被半反射镜150反射而其方向改变，如图10所示，被导入至框体600内。如上所述，通过将设置于框体600的开闭窗610(图11)设为打开状态，可设为能够目视框体600内及与其内部连通并连接的壳1内的状态，因此，可基于经半反射镜150反射的反射光，通过目视来确认传感头100c的测量位置。

此外，设为通过包括具有以上说明的半反射镜150及开闭窗610的框体600的结构，可观察传感头100b的测量位置的结构，但不限定于此。例如，可设为设置可将反射镜构件135的方向变更90°的机构(省略图示)，且使来自光圈机构50的反射光在通过变更了所述方向的反射镜构件135改变了其方向之后，经半反射镜150反射而导入至框体600内的结构，来作为经由开闭窗610可观察光圈机构50的状态的结构。

参照图12，对图2等所示的光圈机构50的结构进行说明。图12是表示光圈机构50的结构的一例的分解立体图。如以下所说明那样，光圈机构50的光圈叶片506以销501c为中心转动，由此可使光圈口径的大小变化。通过使光圈口径变化，可使光圈叶片506与插通至中空结构的光圈机构50的内部的物体300(图2等)的外周面抵接或压接。

光圈机构50具有图12所示的光圈叶片506。光圈叶片506设置有多片(在图12中仅示出了一片)，作为所述光圈叶片506的转动支点的支撑孔506a与植设于光圈壳501的前表面侧的销501c嵌合，光圈叶片506上的驱动销506b与转动自如地嵌装至光圈壳501的前表面的插箭台505的切口505b嵌合。因此，若使插箭台505相对于光圈壳501沿顺时针方向、即箭头B所示的方向转动，则光圈叶片506以销501c为中心转动而光圈口径变小，若使插箭台505沿逆时针方向、即箭头A所示的方向转动，则同样地光圈口径变大。通过如上所述那样使光圈叶片506转动来使光圈口径变化，可使光圈叶片506与插通至光圈机构50的内部的物体300(图2等)的外周面抵接或压接，从而可将物体300固定。

此外，也可在光圈壳501上安装叶片挤压构件507，以夹着光圈叶片506及插箭台505，使它们不会偏离且不妨碍这些构件的顺利移动。配置于光圈壳501的后表面侧的圆弧状的臂502的一端的前表面侧的销502a与设置于光圈壳501上的倾斜长孔501a嵌合，其后表面侧的销502b与设置于光圈机构的挤压凸轮板504上的凸轮孔504a嵌合。臂502的另一端的前表面侧的销502c贯通光圈壳501的退避孔501b而嵌合于插箭台505上所形成的倾斜孔505a。臂502的另一端的后表面侧的销502d嵌合于与光圈机构的光圈板503上所形成的中心轴O等距离的圆弧孔503a或者从所述圆弧孔503a的一端向半径方向具有倾斜而形成的、与所述倾斜孔505a为相同形状的倾斜孔503b。所述挤压凸轮板504嵌入至在光圈壳501的内周壁501d上设置的槽(未图示)中，按压所述光圈板503以使其沿着光圈壳501的内周壁501d滑动自如并且不会从光圈壳501脱落。

此外，在挤压凸轮板504的切口部504b也可嵌合有将一端固定于光圈环508的与中心轴O平行且长形状的连结臂509。若使具有光圈值刻度508a的光圈环508转动，则挤压凸轮板504也与光圈环508一体地相对于光圈壳501转动。另外，在所述光圈板503一体地设置有与中心轴O平行地向后方延伸的臂部503c，所述臂部503c被规定的弹性构件511的拉伸力向箭头A方向施力，而与不动构件512抵接从而停止。限制杆510与所述臂部503c卡合。

接着，基于臂502的动作对所述光圈机构50的动作例进行说明。通常，当使光圈环508转动来设定光圈值时，臂502的一端的销502a、销502b向所述凸轮孔504a与倾斜长孔501a的交点移动，位于臂502的另一端的销502c、销502d分别在倾斜孔505a、倾斜孔503b上移动。而且，当限制杆510工作而光圈板503沿箭头B方向移动时，臂502以销502a、销502b为中心沿顺时针方向转动，在销502d即将从倾斜孔503b向圆弧孔503a移动之前，插箭台505与光圈板503一体地转动，当销502d到达圆弧孔503a时，臂502的转动停止，光圈板503保持状态继续转动，但插箭台505不转动，与臂502同样地成为停止状态。所述插箭台505的转动角随着光圈口径的变化而显现，插箭台505的转动角是由所述倾斜孔503b上的销502d的位置而决定，所述销502d的位置是由挤压凸轮板504相对于光圈壳501的角度、即光圈环508的转动角，即所设定的光圈值而决定。例如，若使光圈环508沿箭头B方向转动，则设定光圈值变大，根据凸轮孔504a与倾斜长孔501a的关系，销502a、销502b更朝向中心轴O移动，因此，销502c、销502d在倾斜孔503b、倾斜孔505a上向更远离中心轴O的方向移动。因此，当限制杆510工作时，插箭台505的转动角变得更大，光圈口径变得更小。另外，相反，若使光圈环508沿箭头A方向转动，则设定光圈值变小，同样地，根据凸轮孔504a与倾斜长孔501a的关系，销502a、销502b向更远离中心轴O的方向移动，因此，销502c、销502d在倾斜孔503b、倾斜孔505a上向更接近中心轴O的方向移动。因此，若限制杆510工作，则插箭台505的转动角变得更小，光圈口径变得更大。

此外，本实施方式中的光圈机构50的结构不限定于图示的结构，只要具有使光圈口径变化来将插通至光圈机构50内部的物体300固定的功能，则能够变形为其他各种实施例。

以上说明的实施方式用于容易理解本发明，并非限定地解释本发明。实施方式所包括的各元件以及其配置、材料、条件、形状及尺寸等并不限定于例示者，可适当变更。另外，可将不同实施方式中所示的结构彼此局部地替换或组合。

[附记]

一种传感头100，是对测量对象物200的位置进行测量的传感器的传感头100，且所述传感头100包括：

透镜5，使从光源侧入射的光以沿着光轴AX1的方式出射，且使所述光产生色差；

物镜7，配置于比透镜5更靠测量对象物200侧，将从透镜5侧入射的光聚集并出射至测量对象物200侧，并且使从测量对象物200侧入射的光出射至透镜5侧；以及

壳1，在内部形成有空间，且在所述空间中至少收容着透镜5及物镜7，

壳1具有在内部具有透镜5的第一壳部2、在内部具有物镜7的第二壳部3、以及将第一壳部2与第二壳部3之间连接的第三壳部13，

在第三壳部13，在内部配置有使从透镜5侧入射的光朝向物镜7侧弯曲的反射镜构件135且设置有将分别形成于物镜7及反射镜构件135的贯通孔连通的中空的筒310。

Claims (7)

1.一种传感头，是对测量对象物的位置进行测量的传感器的传感头，且所述传感头的特征在于，包括：

透镜，使从光源侧入射的光以沿着光轴的方式出射，且使所述光产生色差；

物镜，配置于比所述透镜更靠测量对象物侧，将从透镜侧入射的光聚集并出射至测量对象物侧，并且使从所述测量对象物侧入射的光出射至所述透镜侧；以及

壳，在内部具有收容空间，且在所述收容空间中至少收容着所述透镜及所述物镜，

其中，所述壳包括：在内部具有所述透镜的第一壳部、在内部具有所述物镜的第二壳部、以及将所述第一壳部与所述第二壳部之间连接的第三壳部，

在所述第三壳部，在内部配置有：使从所述透镜侧入射的光朝向所述物镜侧弯曲的反射镜构件，其中，所述反射镜构件及所述物镜各自在大致中央部形成有贯通孔，

且设置有：将分别形成于所述反射镜构件及所述物镜的所述贯通孔同时贯穿且连通的中空的筒。

2.根据权利要求1所述的传感头，其特征在于，

所述筒是在沿着从所述物镜出射至所述测量对象物侧的光的光轴的方向上延伸地配置。

3.根据权利要求1或2所述的传感头，其特征在于，

在所述筒的上端，设置有：对插通至所述筒的内部的物体进行固定的光圈机构。

4.根据权利要求3所述的传感头，其特征在于，

所述光圈机构具有：使光圈口径变化的光圈叶片，

通过使所述光圈叶片与所述物体的外周面抵接，来对所述物体进行固定。

5.根据权利要求1或2所述的传感头，其特征在于，

在所述物镜与所述透镜之间，设置有：使从所述物镜出射至所述透镜侧的光分支的半反射镜构件，

且设置有：接收由所述半反射镜构件分支的光，来生成表示所述传感头的测量位置的图像信息的摄像装置。

6.根据权利要求5所述的传感头，其特征在于，

所述摄像装置包括：

受光透镜，将由所述半反射镜构件分支的光聚集；以及

摄像元件，基于由所述受光透镜聚集的光来生成图像信息。

7.根据权利要求1或2所述的传感头，其特征在于

在所述物镜与所述透镜之间，设置有：使从所述物镜出射至所述透镜侧的光分支的半反射镜构件，

且设置有：接收由所述半反射镜构件分支的光，来监视所述传感头的测量位置的开闭窗。