JPS61231408A

JPS61231408A - 光学式非接触位置測定装置

Info

Publication number: JPS61231408A
Application number: JP7231185A
Authority: JP
Inventors: Hideo Hirose; 秀男広瀬
Original assignee: Nippon Kogaku KK
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1985-04-05
Filing date: 1985-04-05
Publication date: 1986-10-15

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、被測定物体面に光スポットを投射しその被測
定物体面からの反射光束の位置を検出して被測定物体面
の位置を非接触にて測定する光学式位置測定装量に関す
る。

〔発明の背景〕

投光光学系によって被測定物体面に投射された光スポッ
トを受光光学系で一次元受光素子上に結゛ｅさせ、その
一次元受光素子上の光スポツト像の位置ま之は変位を検
出することによって、投射元軸に沿った被測定物体面の
位置ま友は変位を測定する位置測定装置は、例えば特開
昭５５−４０９４２号公報や特開昭５５−１１９００６
号公報などによって従来から公知である。特開昭５５−
４０９４２号公報に開示されている装置は第１４図に示
す如き三角測量方式を基本原理とするもので、の条件を
満足するように構成されているものである。いずれの方
式のものも、光源１からの光ビームは投光し／ズ２を通
して投射され、被測定物体３の面に元スポットを形成す
るが、その光スポットからの反射光Ｒ１は、光スポット
の投射光軸Ａに対しである角度を持って散乱し、その散
乱光を受光レンズ４を通して受光する点は同様である。

この場合、被測定物体３の面が投射光軸Ａに対してほぼ
直角な平担部で、投光レンズ２から投射された光ビーム
がある程度均一に散乱されているときは問題ないが、被
測定物体３の面に傾き等があって散乱方向に片寄りがあ
るときは、被測定物体の傾斜面の方向によっては、第１
４図に示すように散乱光Ｒ／を受光レンズ４で受けられ
ず、受光素子５がその光スボ・ｙ　トの位置を検出でき
ないことが有る。

この問題の解決のための方法としては、第１４図に示す
ように測定装置本体６と共に光学系全体を投射光軸Ａを
中心として回転させる方法、ないしは、第１５図に示す
ように投射元軸人に対称に２組の受光系４．５を配置す
る方法がとられている。しかし、前者は、可動する部分
が有るために、測定時間が長くかかるばかりで無く、そ
の可動部分のガタつき等が測定精度に悪影響を及ぼし且
つ装置の構造が複雑となる欠点がある。また、後者（１
！１５図参照）の方法は簡便で、前者のように回転させ
なくても測定可能な範囲（被測定物体の状態）をかなり
拡大できるが、一対の受光レンズ４を必要とし、コスト
が高くなる。さらに、その一対の受光レンズ元軸を含む
面に直角な方向からも、受光できるようにする九めには
、前者（第１４図参照）と同様に支持軸を中心として装
置全体を回転させねばならず、これを固定し九ままで四
方から受光できるようにするためには、さらに一対の受
光レンズを必要とし、コスト高となる。

〔発明の目的〕

本発明は、上記従来装置の欠点を解決し、被測定物体面
の光スポットの散乱光に片寄りがあっても、友だ１個の
受光用レンズによって短時間で高精度に測定可能で、し
かもコンパクトな非接触位置測定装置を提供することを
目的とする。

〔発明の概要〕

上記の目的を達成するために本発明は、投光光学系によ
って被測定物体面に光スポ・ソトを投射し、その被検面
からの光スポットの反射光を受光光学系を介して一次元
受光素子のような光位置検出素子に導き、その光位置検
出素子から構成される装置信号によって光スポ・ソトの
投射された被測定物体面の位置を測定する位置測定装置
において、投光光学系の光軸を受光光学系の光軸と一致
するようになし、その受光光学系に関して光位置検出素
子の受光面と共役な物体面が、その受光光学系の光軸と
一致するように光束を転向させる反射光学手段を被測定
物体面と光位置検出素子との間に設け、光スポットの反
射光が、その反射光学手段と受光光学系を介して光位置
検出素子上に導かれるように構成することを技術的要点
とするもので娶る。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を添付の図面に基づいて詳しく説
明する。

第１図は本発明の第１の実施例を示す光学系構成図で、
第２図は本発明の基本原理図である。まず不発明の創建
原理を第２図で説明する。

第２図において、半導体レーザ等の光源１１からの元ビ
ームは、−投光用と受光用とを兼ねる兼用し／ズ１２の
光軸と一致する投射元軸Ｘに沿って進み、被測定物体面
Ｓ上に投射され、その被測定物体面Ｓと投射光軸Ｘとの
交点に光スポットが形成される。その光スポットからの
反射光（散乱光）の一部は、第１反射部材１３にて投射
光軸Ｘに向って転向され、さらに、投射光軸Ｘの近傍に
設けられ次第２叉射部材１４にて兼用レンズ１２に向っ
て転向され、軸外光束としてその兼用レンズ１２を斜め
に通過して、受光面が兼用レンズ１２の光軸（投射光軸
Ｘ）に垂直な一次元受光素子１５上に光スポ・ソト１１
として結滞される。

この場合、兼用レンズ１２に関して一次元受光素子１５
の有効受光範囲（＋ｂ〜−ｂ）と共役な一次元受光素子
１５の第１射影Ｐｌは、８２図に示す如く投影元軸Ｘに
垂直となる。従って、反射部材１３．１４の位置、角度
および間隔を適当にとれば、第１射影Ｐ、を９０°回転
させて光スボ・ントの投影光軸Ｘと一致させることがで
き、これにより、＠１射影Ｐ、の物点（＋ａ＋　〜−ａ
、）Ｉｃ対応する投影光軸Ｘ上の物点（＋ａ〜−ａ）を
一次元受光素子１５上の峰点（＋ｂ〜−ｂ）と共役関係
に置くことができる。しかも、冬物点間の間隔（例えば
０から＋ａまたは−ａまでの距離）と、これに対応する
各瞭点間の間隔（例えばｑから＋ｂま九は−ｂまでの距
離）とを、常に受光レンズ１２０倍率に比例する直線関
係におくことができる。

その友め、第１射影Ｐ、は、第２反射部材１４により先
ず投影元軸Ｘと反対方向に転向変位されて、第２反射部
材１４に関して線対称な第２射影Ｐ。

となり、次に、第２射影Ｐ、は投影光軸Ｘと第２射影Ｐ
、とのなす角θの２等分線Ｂと一致して設けられた第１
反射部材１３によって投影光軸Ｘに向って転向されて、
投影光軸Ｘ上の物点（＋ａ〜−ａ　）　と一致する。

ところで、被測定物体面Ｓ上に投射された光スポットの
反射光（散乱光）は、第２図に示す如く、兼用レンズ１
２の比較的画角の大きい部分（レンズ面の外側に近い部
分）を通して受光される几め、兼用し／ズ１２の中央部
分は使用されない。従って、光スポットの投射には、光
スポットからの散乱光の受光に使用されない画角の小さ
い光軸近傍の中央部領域を投光用に使用すれば、レンズ
を有効に使用できる。そこで、光源１１を兼用し／ズ１
２の光軸上の適当な位置に配置すれば、光源１１のスポ
ット光は、その受光レンズの中心部分を通して投射され
、一次元受光素子１５の受光面（＋ｂ〜−ｂ）と共役な
投射光軸Ｘ上の物点（＋ａ〜−ａ　）上に光スポットを
明瞭に形成することができる。この場合、兼用レンズ１
２は投射元軸Ｘを中心とする軸対称に構成されているの
で、第１反射部材１３と第２反射部材１４とから成る反
射光学系をどの方向にも配置でき、従って、どの方向か
らの散乱光でも、その反射光学系を通して受光可能であ
る。

さて、第１図は、上記の結像原理を応用し、投射元軸に
対して対向させて２組の反射光学系を配置した本発明の
第１実施例で、半導体レーザ等の光源１１は投光用と受
光用とを兼ねる兼用レンズ１２の光軸上に設けられ、そ
の兼用レンズ１２の中央部分を通して測定可能範囲（＋
ａ〜−ａ）に在る被測定物体面Ｓに光スポットが投射さ
れる。

その被測定物体面Ｓに投射された光スポットからの反射
光（散乱光）は、兼用レンズ１２０光軸と一致する投射
元軸Ｘに対して、左右に対称的に配置された第１反射部
材１３Ａ、１３Ｂによって投射光軸Ｘの万に転向され、
さらに、投射光軸Ｘの近傍に対称的に配置された第２反
射部材１４Ａ、１４Ｂによって兼用レンズ１２に向って
転向される。このｉ！２反射部材１４Ａ、１４Ｂにて転
向された光束は、第１図に示すように兼用レンズ１２の
画角の広い部分（外周部分）を通過して兼用し／ズ１２
の光軸に対して垂直な面内に左右対称に配置された、一
次元受光素子１５Ａ、１５Ｂ上に元スポーＩト像として
結像される。この一次元受光素子１５Ａ、１５Ｂとして
は、一次元イメージセンサやポジションセンサ（ＰＳＤ
素子）等が使用され、その出力信号は図示されない信号
処理回路で処理され、被測定物体面Ｓの位置や、この位
置に基づいて光軸方向の変位が測定される。

この一次元受光素子１５Ａ、１５Ｂの光検出範囲（＋ｂ
〜−ｂ）が、兼用レンズ１２に関し、投射光軸Ｘ上の測
定可能範囲（−）−ａ〜−ａ）と共役となるように、２
組の反射光学系（１３に、　１に４Ａ１．１３、Ｂ、’
１４Ｂ）は＠２図の原理図にて説明したようにその位置
、角度および間隔が適当にとられて配置される。すなわ
ち、投射光軸Ｘ上の測定可能範囲（＋　ａ　〜−ａ　）
は２組の反射光学系１３Ａ、１４Ａと１３Ｂ　、　１４
Ｂにより、９０’　転向されて、一次元受光素子１５Ａ
、１５Ｂの射影Ｐ、ＡおよびＰ、Ｂと一致する。従って
第２図において説明し文ように、測定可能範囲（＋ａ〜
−ａ）上の光スポットは一次元受光素子１５Ａ、１５Ｂ
上に明瞭に光スポット（象として投影される。しか＃ｂ
ｌｌｌＩ定可能範囲（＋ａ〜−ａ）内での光スポットの
変位量↓ に、常に同じ比率をもて、一次元受光素子１５人。

１５Ｂ上の変位量を対応させることができ、従来装置の
ように両者の変位量の非直線性を補正する友めの装置を
必要としない。

なお、測定面の傾斜が大きい定め、光スポットからの散
乱光の片寄りが大きく、左右いずれか一万の一次元受光
素子に検出不能な程度の微弱な反射光しか受光されない
場合でも、他方の一次元受光素子には通常検出可能な程
度の光束が到達するので、その光スポットの位置を検出
することができ、測定できる。ま友、被測定物体面Ｓ上
の光スポットの散乱特性が平押である場合には、左右一
対の一次元受光素子１５Ａ、１５Ｂから出力信号が得ら
れるので、平均化等の処理回路を付加すれば、より精度
を向上させることが可能である。

第３図は、＄１図の実施例にさらに２組の反射光学系と
２個の一次元受光素子とそ付り口して四方から元スポッ
トの乱反射光を受光するように構成された第２実施例の
光学系配置を示す平面図である。この第２実施例におけ
る縦断面図は第１図と同様であるので省略する。第３図
において、２組の反射光学系１３Ａ、１４Ａと１３Ｂ、
１４Ｂが配置されている面に対して、直角な方向に、他
の２組の反射光学系１３Ｃ，１４Ｃと１３Ｄ、１４Ｄと
を兼用レンズ１２の光軸を中心として対称的に設け、こ
れに対応する２個の一次元受光素子１５Ｃ、１５Ｔ）も
、他の一次元受光素子１５Ａ、１５Ｂに対して直角とな
るように光軸のまわ９に配置されている。この兼用し／
ズ１２の光軸（投射光軸）を中心として四方に配置され
た反射光学系１３Ａ〜１３Ｄ、１４Ａ〜１４Ｄと４個の
一次元受光素子１５Ａ〜１５Ｄとにより、四方から光ス
ポットの散乱光を受光できるので、測定面が傾斜ししか
も散乱光の散乱特性が比較的強い指向性を持っている場
合でも、受光でき、しかも受光用レンズとしては兼用レ
ンズ１２が１個ですむので、コストを低減でき、装置を
小型に構成することができる。しかも、受光方向を変え
るような可動部分を必要としないため、その可動部分の
ガタにより測定誤差を生じるようなことはない。

第４図は第３図に示す実施例の反射光学系をリング状反
射鏡で構成した平面図で、第５図は第４図のｖ−■断面
図である。第１反射部材１３′は向火射部材１４′は、中手に光スポットの投射光束が通過す
る開口１４’ａ％Ｊし且つ外側に反射面を有するリング
状円錐鐘として構成されている。この場合、兼用レンズ
１２０光軸のまわりに配置された一次元受光素子１５Ａ
〜１５Ｃの数を増力Ｄすれば、さらに光スポットの乱反
射光に指向性の強い片寄りが有っても、被測定物体面Ｓ
の位置を支障無く測定することができる。ま几、円錐鏡
１３’　、　１４’を金属板をプレスして形成し友金属
鏡とすれば、加工が容易で安価なばかりで無く、円錐鏡
の保持構造も簡単な構成とすることができる。

第６図は、第１図に示す第１実施例の兼用レンズ１２と
光源１１との間に投光用号の補助レンズを付加し九本発
明の第３の実施例を示す光学系配置図で、投光用補助レ
ンズ１６は、被測定物体面Ｓ上の元スポットからの光束
を切らないように兼用レンズ１２０光軸上に適当に配置
される。この補助レンズ１６の付加により、兼用レンズ
１２と投光用の補助レンズ１６とから成る投光用光学系
の合底魚点距離を受光系（兼用レンズ１２単独）とは異
なる値に任意に設定でき、また収差補正のためのレンズ
面数が増加するので、その投光光学系の明るさ、収差、
および光源１１の位置等を受光系（兼用レンズ１２）と
は独立に設定でき、光学設計上の自由度が増す利点が有
る。

Ｉ！７図は、−個の一次元イメージセンサで、左右の反
射光字系（１３Ａ　＊　１４　Ａ　ｓ　１３　Ｂ　＋　
１４　Ｂ　）および兼用レンズ１２を介して結像される
２つの光スポツト像の位置を検出するように構成された
本発明の８１！４実施例を示す光学系配置図で、＠８図
は！！７図の■−■断面図である。第１図と同様な機能
を有する部分については第１図と同じ符号を付し、その
構成の詳しい説明は省略する。

兼用レンズ１２の１上の光軸には、第８図に示すように
直角プリズム１７が設けられ、光源１１かもの光ビーム
は、この直角プリズム１７により第８図中で下方へ転向
され、兼用レンズ１２の光軸に沿って進み、兼用レンズ
１２の中央部分を通して投射光軸Ｘ上の被測定物体面Ｓ
上に光スポットが投射されるように構成されている。そ
の直角プリズム１７を挾んで第７図中で左右に一対の第
３反射部材１８Ａ、１８Ｂがレンズ光軸に平行に設けら
れ、＠２反射部材１４Ａ、１４Ｂにて反射され、兼用レ
ンズ１２を通過した斜光束は、この第３反射部材１８Ａ
、１８Ｂにて、それぞれ内側に転向され、直角プリズム
１７の上部のレンズ光軸上に設けられ之一次元受光素子
１５′上に光スポットｓとして結像される。この場合、
第３反射部材１８Ａ、１８Ｂの間隔を適当にとり、左、
右の光スポット慮＜−ｂ〜十すと＋ｂ〜−ｂ）が賞なら
ないようにし、一次元受光素子１５′として一次元ＣＣ
Ｄイメージセンサなどを使用すれば、１個の受光素子で
左右からの２つの光スボ゛ｔト（ｆＲの位置を検出でき
る。

なお、第３反射部材１８Ａ、１８Ｂの代りに内面反射の
円筒鏡を用いてもよく、一次元受光素子として一次元Ｃ
ＣＤイメージセ／すを用いれば、電気処理系を単純にし
、コストが低減されるばかりで無く、装置を小型化する
ことができる。また、第３図の如くレンズ光軸のまわり
に複数個の反射光学系と一次元受光素子とを設ける場合
でも、第７図に示すようにＷＪ３反射部材を用いれば、
一次元受光素子を互いに近接して配置できるので、装置
がコンパクトになる利点が有る。

第７図に示す第４実施例の如く一次元受光素子１５′と
して一次元ＣＣＤイメージセンサなどが用いられる場合
には、その一次元受光素子にある程度の大きさく光スポ
ット嘩の検出可能範囲＋ｂ〜−ｂの少なくとも２倍）が
必要である。しかも受光素子上に２つのスポット１象が
ある九め、光量の重心位置に灯芯した位置信号を出力す
るポジションセンサー（ＰＳＤ累子等）は使用できず、
使用可能な受光素子がある程度限定される。

８１！９図はＰＳＤ素子のようなボンジョンセンサーも
使用可能な本発明の第５実施例を示す光学系配置図で、
第１０図は第９図のＸ−Ｘ断面図である。なお、モータ
１９により回転される回転シャッタ２０およびポジショ
ン七／す（Ｐ８Ｄ素子等）１５″を除けば、ＷＪ９図、
第１０図の第５実施例は、粱７図、第８図の８ｇ４実施
例と殆んど同じであるから、第４実施例と同じ機能を有
する部分については同一符号を付し、その詳しい構成に
ついては説明を省略する。

第９図において、投光用プリズム１７とボジョユンセンサ１５′′との間にモータ１９によて回転駆動さ
れる回転シャッタ２０が設けられ、第３反射部材１８Ａ
、１８Ｂによって反射されて兼用レンズ１２の光軸とに
電かれたポジョンセンサ１５′に向う光束は、その回転
シャッター２０によって交互に遮断される。この回転シ
ャッター２０は、第１１図に示す如く一部を切り欠いて
形成された開口２０Ａ（−有し、その開口２ＯＡがボン
ジョンセンサ１５″に向う光束の通路に達するまで光束
を遮断するチョッパーとして作用する。従って、この回
転シャッター２０により第３反射部材１８Ａ、１８Ｂに
よって反射された左右いずれかの光束による１つの光ス
ポットｆ象のみがポジションセンサ１５〃上に結像され
る。それ故、回転シャッター２０の回転に同期して、ポ
ジションセンサ１５〃上の光スポツト像の位置を検出し
、その検出信号を図示されない信号処理装置で処理する
ことにより被測定物体面Ｓの位置を測定することができ
る。なお、ポジション七／す１ｒの受光面（−４−ｂ〜
−ｂ）の中心Ｏの近傍において２つの光スポット（ＩＩ
が重なり合うように第３反射部材１８Ａ、１８Ｂの間の
間Ｗ’ｋを適当に設定すれば、ポジション七／す１５″
の長さを短くでき、精度を向上させしかもコストを低減
させることができる。

＠１２図は、第９図における反射光学系１３人。

１４Ａ、１８Ａを兼用レンズ１２の光軸を中心として四
方に対称的に配置し九本発明の＠６実施例を示す光学系
配置図で、第１３図はｉ！１２図の■−ＸＩ断面図であ
る。この第６実施例においては、受光素子として二次元
測定可能なポジションセンナ（ＰＡＤ素子）１５″′が
用いられ、ＷＪ１３図に示す如く光軸を中心として、そ
れぞれ４個の第１反射部材１３Ａ〜１３Ｄ、第２反射部
材１４Ａ〜１４Ｄ＄−！び第３反射部材１８Ａ　〜１８
Ｄが兼用し／ズ１２の光軸を中心として四方に配置され
ていることを除けば第９図の＄５実施例と全く同じ構成
である。この場合、ポジションセンサ１５“′虹には４
個の光スポット津が形成されるが回転シャッター２０’
の開口の角度を９０＠より小さくすることにより、常時
１個の光スポットｅのみがポジションセンサ１５”上に
結像させることができる。

従って、回転シャッター２σに同期して、ポジションセ
ンサ１５”上の光スポツト１象の位置を検出することに
よ抄、被測定物体面Ｓの位ｆｌｉｔを測定することがで
きる。この場合、被測定物体面Ｓ上の光スポットからの
散乱光がどの方向に片寄って散乱しても、殆んど死角が
無いように測定できる。

なお、上記第１実施例乃至第６実施例においては、いず
れも−′＃″、源１１からの元ビームは兼用レンズ１２
を通して射出されるように構成されている。

Ｌ７かしその兼用し／ズ１２は、受光専用とし、新たに
、＠２反射部材１４Ａ〜１４Ｄの間に、元スボ・７トを
投射光軸Ｘに治って投射する反射部材と投光用光学系と
を設けてもよい。

なおま几、第７図の第４実施例乃至＄１２図のＷｃ６実
施例においては、第６図に示す如き補助し／ズ１６が付
加されていないが、収差補正の都合によっては補助レン
ズが付加されることは言うまでも無い。

〔発明の効果〕

以上の如く本発明によれば、受光素子に光スポット濠を
結像させる結滓光学系の光軸に垂直な面上に受光素子を
置き、結像光学系に関して受光素子と共役な物体面がそ
の光軸と一致するように反射光学系を設け、その光軸と
一致するように光源からの光束を投射する如く構成し友
から、被測定物体の散乱特性に片寄りがある場合でもそ
の結像光学系のまわりに反射光学系を配置することによ
り単純な構成で、どの方向に対しても測定可能となり、
小型且つ高精度でしかも死角の無い光学式非接触位置測
定装置とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す光学系配置図第２図
は本発明の詳細な説明するための原理図、第３図は本発
明の第２実施例を示す光学系配置平面図、Ｎ４図は、第
３図に示すｌ！２実施例の反射光学系をリング状に構成
した平面図で、第５図は第４図の■−■断面図、第６図
は第１図のｌｒｌ実配置図、第８図は第７図の■−Ｖｌ
断面図、第９図は本発明の第５実施例を示す光学系配置
図、第１０図は第９図のＸ−Ｘ断面図、第１１図は第９
図の第５実施例に用いられる回転シャッターの平面図、
第１２図は本発明の第６実施例を釆す光学系配置、ｌｒ
ｌ　３図ａ！１２図ＯＸＩ　−ＸＩＸ断面図第１４図お
よび第１５図はそれぞれ従来公知の位置測定装置の概略
構成図である。〔主要部分の符号の説明〕１１・・・・・・光源、１２・・・・・・兼用レンズ（
投光光学系、受光光学系）１６・・・・・・投光用補助レンズ、２０，２０’・・
・・・・シャッタ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）投光光学系によつて被測定物体面に光スポットを
投射し、該被測定物体面からの前記光スポットの反射光
を受光光学系を介して光位置検出素子に導き、該光位置
検出素子から出力される位置信号によつて前記被測定物
体面の位置を測定する位置測定装置において、前記投光
光学系の光軸を前記受光光学系の光軸と一致するように
なし、前記受光光学系に関して前記光位置検出素子の受
光面と共役な物体面が前記受光光学系の光軸と一致する
ように光束を転向させる反射光学手段を前記被測定物体
面と前記光位置検出素子との間に設けたことを特徴とす
る光学式非接触位置測定装置。
（２）前記反射光学手段は、前記光軸に対して斜めに反
射する前記光スポットからの反射光を前記光軸の方へ転
向させる少なくとも１対の第１反射部材（１３Ａ、１３
Ｂ）と該第１反射部材によつて転向された光束を前記受
光光学系の方へ転向させる少なくとも１対の第２反射部
材（１４Ａ、１４Ｂ）とを含むことを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の光学式非接触位置測定装置。
（３）前記反射光学手段は、前記光軸に対して斜めに反
射する前記光スポットからの反射光を前記光軸の方へ転
向させるリング状の第１円錐反射部材（１３′）と該第
１円錐反射部材によつて転向された光束を前記受光光学
系の方へ転向させるリング状の第２円錐反射部材（１４
′）とを含み、両円錐反射部材（１３′、１４′）は共
に前記受光光学系の光軸を中心に同心的に配置されてい
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光学式
非接触位置測定装置。
（４）前記光位置検出素子は、少なくとも１対の一次元
受光素子（１５Ａ、１５Ｂ）から成り、前記光スポット
の反射光は前記受光光学系と前記反射光学手段とを介し
てそれぞれ前記一次元受光素子（１５Ａ、１５Ｂ）上に
結像される如く構成されていることを特徴とする特許請
求の範囲第１項乃至第３項記載の光学式非接触位置測定
装置。
（５）前記光位置検出素子は、前記受光光学系の光軸を
中心として左右に伸びた１個の一次元イメージセンサ（
１５′）にて形成されると共に、前記反射光学系は、前
記一次元イメージセンサ（１５′）と前記受光光学系と
の間の光軸を挟んで互いに対向して設けられた１対の第
３反射部材（１８Ａ、１８Ｂ）を含み、該第３反射部材
（１８Ａ、１８Ｂ）によつて転向された光束が、それぞ
れ光スポットの像として前記一次元イメージセンサ（１
５′）上に結像される如く構成されていることを特徴と
する特許請求の範囲第１項乃至第３項記載の光学式非接
触位置測定装置。
（６）前記光位置検出素子は、前記受光光学系の光軸上
に設けられた１個の１次元イメージセンサ（１５″）ま
たはポジションセンサ（１５″′）であつて、前記反射
光学手段は前記受光光学系の像側に対向して設けられた
少なくとも１対の第３反射部材（１８Ａ、１８Ｂ）を含
み、該第３反射部材によつて転向されて前記光位置検出
素子（１５″、１５″′）に向うそれぞれの光束は、前
記第３反射部材（１８Ａ、１８Ｂ）と前記光位置検出素
子（１５″、１５″′）との間に設けられたシャッタ（
２０、２０′）によつて交互に遮断される如く構成され
ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第３
項記載の光学式非接触位置測定装置。
（７）前記投光光学系と前記受光光学系とは、前記光ス
ポットを投射する投光用と、前記被測定物体面上の光ス
ポットの像を前記光位置検出素子の受光面に結像させる
受光用とを兼ねる兼用レンズ（１２）であることを特徴
とする特許請求の範囲第１項乃至第６項記載の光学式非
接触位置測定装置。
（８）前記投光光学系は、前記受光光学系を兼ねる兼用
レンズ（１２）と、該兼用レンズ（１２）の光軸上で且
つ前記光スポットの反射光束による結像光路外に設けら
れた補助レンズ（１６）を含むことを特徴とする特許請
求の範囲第１項乃至第６項記載の光学式非接触位置測定
装置。