專利名稱：位移傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及位移傳感器，尤其涉及適用于自動(dòng)對焦控制中的位移傳感器。
背景技術(shù)：
在對薄膜太陽能電池面板執(zhí)行激光加工的情況中，由于發(fā)射出加工激光束的物鏡與加工表面之間的距離發(fā)生改變(所述改變是由于薄膜在其上蒸發(fā)的玻璃基板的彎曲所致)，因而激光束的焦點(diǎn)位置需要遵從加工表面。因此，激光加工設(shè)備通常裝有自動(dòng)對焦功能，所述自動(dòng)對焦功能根據(jù)加工表面的豎直變化，使物鏡自動(dòng)聚焦。位移傳感器通常用于控制自動(dòng)對焦功能。位移傳感器使用作為測量激光束的探測光照射工件(比如，薄膜太陽能電池面板)，并且使用從工件反射的光，測量工件的位移或到工件的距離(比如，見日本未審定專利公開號(hào)2005-111534)。由位移傳感器執(zhí)行的測量方法被分成正反射法(規(guī)則反射法)和擴(kuò)散反射法(漫反射法)，在正反射法中，使用從所測量的物體中正反射的光，在擴(kuò)散反射法中，使用從所測量的物體中擴(kuò)散反射的光。因此，根據(jù)工件的加工表面是正反射表面還是擴(kuò)散反射表面，需要切換由位移傳感器所執(zhí)行的測量方法或更換位移傳感器。另一方面，比如，日本未審定的專利公開號(hào)2007-221491提出了光電傳感器，無論物體表面的反射狀態(tài)如何，該光電傳感器均根據(jù)反射光的受光量分布的峰值數(shù)量和峰值以及受光波形的寬度提高物體的檢測精度。然而，在日本未審定專利公開號(hào)2007-221491中所提出的光電傳感器中，并未特別地描述，無論物體表面的反射狀態(tài)如何，在無需切換測量方法的情況下都能精確地測量物體的位移或到物體的距離。已經(jīng)提出了本發(fā)明，以便解決上述問題，其目的在于消除了根據(jù)所測量的物體的表面的反射狀態(tài)而切換由位移傳感器所執(zhí)行的測量方法或更換位移傳感器的需要。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，一種位移傳感器包括:投光部，使用測量光傾斜地照射所測量的物體的表面；擴(kuò)散反射器，設(shè)置在從所測量的物體的表面正反射的測量光所入射的位置中；受光部，接收測量光的第一反射光或者測量光的第二反射光，所述第一反射光從擴(kuò)散反射器中被擴(kuò)散地反射并且從所測量的物體的表面中被進(jìn)一步反射，所述第二反射光從所測量的物體的表面被擴(kuò)散地反射；以及信號(hào)處理器，所述信號(hào)處理器使用受光部所接收的第一反射光檢測第一距離或使用受光部所接收的第二反射光檢測第二距離，所述第一距離對應(yīng)于從投光部通過所測量的物體的表面到擴(kuò)散反射器的測量光行程，所述第二距離對應(yīng)于從投光部到所測量的物體的表面的測量光行程。在本發(fā)明一個(gè)方面的位移傳感器中，投光部使用測量光傾斜地照射所測量的物體的表面，擴(kuò)散反射器設(shè)置在從所測量的物體的表面正反射的測量光所入射的位置中，受光部接收測量光的第一反射光和測量光的第二反射光中之一，所述第一反射光從擴(kuò)散反射器中被擴(kuò)散地反射并且從所測量的物體的表面中被進(jìn)一步反射，所述第二反射光從所測量的物體的表面被擴(kuò)散地反射，并且信號(hào)處理器使用所接收的第一反射光檢測第一距離或使用第二反射光檢測第二距離，所述第一距離對應(yīng)于通過所測量的物體的表面從投光部到擴(kuò)散反射器的測量光行程，所述第二距離對應(yīng)于從投光部到所測量的物體的表面的測量光行程。因此，不需要根據(jù)所測量的物體的表面的反射狀態(tài)來切換位移傳感器所執(zhí)行的測量方法或更換位移傳感器。比如，投光部由激光束光源和透鏡等構(gòu)成。比如，擴(kuò)散反射器由金屬塊或陶瓷塊構(gòu)成，在金屬塊中在表面上進(jìn)行梨皮電鍍或噴砂。擴(kuò)散反射器形成為任何形狀的，比如，板形和球形。比如，受光部由線性傳感器構(gòu)成，比如，一維CCD圖像傳感器和一維CMOS圖像傳感器。比如，信號(hào)處理器由模擬或數(shù)字信號(hào)處理電路和運(yùn)算裝置構(gòu)成，比如，CPU。根據(jù)所檢測的距離是否落在預(yù)定范圍內(nèi)，信號(hào)處理器可確定所測量的物體的表面是正反射表面還是擴(kuò)散反射表面。因此，能夠簡單并正確地確定所測量的物體的表面是正反射表面還是擴(kuò)散反射表面。當(dāng)所測量的物體的表面為正反射表面時(shí)，信號(hào)處理器可基于第一距離和入射到所測量的物體的表面的測量光的入射角來計(jì)算所測量的物體的位移，并且當(dāng)所測量的物體的表面為擴(kuò)散反射表面時(shí)，信號(hào)處理器可基于第二距離和入射角來計(jì)算所測量的物體的位移。因此，無論所測量的物體的表面的反射狀態(tài)如何，均可正確地測量所測量的物體的位移。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，不需要根據(jù)所測量的物體的表面的反射狀態(tài)來切換由位移傳感器所執(zhí)行的測量方法或更換位移傳感器。


圖1為示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的激光加工設(shè)備的透視圖；圖2示意性地示出了作為工件的實(shí)例的薄膜太陽能電池面板的構(gòu)造實(shí)例的示意圖；圖3示出了安裝激光加工設(shè)備上的聚焦裝置的構(gòu)造實(shí)例的框圖；圖4示出了在工件的加工表面為擴(kuò)散反射表面的情況下的聚焦方法的視圖；圖5示出了在工件的加工表面為擴(kuò)散反射表面的情況下的聚焦方法的視圖；圖6示出了在工件的加工表面為正反射表面的情況下的聚焦方法的視圖；圖7示出了在工件的加工表面為正反射表面的情況下的聚焦方法的視圖；圖8示出了安裝在激光加工設(shè)備上的第一變型聚焦裝置的框圖；圖9示出了安裝在激光加工設(shè)備上的第二變型聚焦裝置的框圖；圖10示出了擴(kuò)散反射表面和正反射表面相混合的情況的實(shí)例的視圖；圖11示出了用于檢測工件的加工表面的反射狀態(tài)的方法的視圖；圖12示出了用于檢測工件的加工表面的反射狀態(tài)的方法的視圖；圖13示出了聚焦方法的變型的視圖14示出了聚焦方法的變型的視圖；以及圖15示出了聚焦方法的變型的視圖。
具體實(shí)施例方式下文中，將參看視圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。按照以下順序進(jìn)行描述。1.實(shí)施例的激光加工設(shè)備2.變型1.實(shí)施例的激光加工設(shè)備[激光加工設(shè)備101的構(gòu)造實(shí)例]圖1為示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的激光加工設(shè)備101的外部圖。在下文中，沿激光加工設(shè)備101的長度方向上在圖1左邊看到的一側(cè)稱為正面，相反的一側(cè)稱為背面。下文中，沿激光加工設(shè)備101的橫向方向在圖1前面看到的一側(cè)稱為右側(cè)，相反的一側(cè)稱為左側(cè)。下文中，激光加工設(shè)備101的水平方向(橫向)稱為X方向，左右方向稱為正方向。下文中，X方向的正方向稱為X+方向，負(fù)方向稱為X-方向。下文中，激光加工設(shè)備101的深度方向稱為Y方向，前后方向稱為正方向。下文中，Y方向的正方向稱為Y+方向，負(fù)方向稱為Y-方向。下文中，激光加工設(shè)備101的豎直方向稱為Z方向，向上方向稱為正方向。下文中，Z方向的正方向稱為Z+方向，負(fù)方向稱為Z-方向。X方向、Y方向以及Z方向彼此正交。激光加工設(shè)備101使用激光束對工件102執(zhí)行各種加工。激光加工設(shè)備101包括架臺(tái)111、Y軸驅(qū)動(dòng)部112、工作臺(tái)113、起重架114以及加工頭115a至115f。Y軸驅(qū)動(dòng)部112設(shè)置于架臺(tái)111上，從而沿Y方向延伸，Y軸驅(qū)動(dòng)部112使工作臺(tái)113沿Y方向移動(dòng)，工件102放置于該工作臺(tái)上。工作臺(tái)113沿Y方向移動(dòng)，據(jù)此，使用激光束加工的工件102的位置沿Y方向前進(jìn)。換言之，工件102的加工方向?yàn)閅方向。在架臺(tái)111沿Y方向從中心略微縮回的位置中，提供龍門式起重架114，使其沿X方向在架臺(tái)111上方橫過。加工頭115a至115f被設(shè)置在起重架114的梁的前表面內(nèi)。加工頭115a至115f中的每個(gè)均使用激光束照射工件102，以執(zhí)行工件102的加工。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(未顯示)使加工頭115a至115f中的每個(gè)均能夠沿著起重架114的梁在X方向移動(dòng)。加工頭115a至115f沿X方向移動(dòng)，從而使用激光束加工的工件102的位置沿X方向前進(jìn)。換言之，工件102的加工方向?yàn)閄方向。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(未顯示)使得加工頭115a至115f中的每個(gè)能夠沿Z方向由移動(dòng)。在下文中，當(dāng)不需要區(qū)分加工頭115a至115f時(shí)，將其簡稱為加工頭115。在圖1中，通過實(shí)例示出了加工頭115a至115f，但是未特別限制加工頭的數(shù)量。[工件102的構(gòu)造實(shí)例]雖然未特別限制工件102的種類，但是圖2示出了一個(gè)實(shí)例。具體而言，圖2示意性地示出了薄膜太陽能電池面板151的構(gòu)造實(shí)例的示意圖，在該面板中，使用CIGS(銅銦鎵硒)。薄膜太陽能電池面板151具有四層結(jié)構(gòu)，包括玻璃基板151A、背面電極層151B、發(fā)電層151C以及透明電極層151D。比如，通過用激光束從透明電極層151D的側(cè)部照射薄膜太陽能電池面板151而對薄膜太陽能電池面板151進(jìn)行加工。如，背面電極層151B為由Mo等制成的金屬層。背面電極層151B正反射激光束。比如，發(fā)電層151C包括由CIGS等制成的光吸收層以及由ZnS或InS等制成的緩沖層。發(fā)電層151C擴(kuò)散反射激光束。比如，透明電極層15ID由ZnO等制成。透明電極層15ID擴(kuò)散反射激光束。因此，在傳統(tǒng)位移傳感器中，需要通過擴(kuò)散反射法測量玻璃基板151A、發(fā)電層151C以及透明電極層151D的位移或者到其的距離，并且需要通過正反射法測量背面電極層151B的位移或者到其的距離。薄膜太陽能電池面板的構(gòu)造不限于圖2中的實(shí)例，該薄膜太陽能電池面板為激光加工設(shè)備101的加工目標(biāo)。比如，可將這樣一個(gè)薄膜太陽能電池面板視為激光加工設(shè)備101的加工目標(biāo)，在所述薄膜太陽能電池面板內(nèi)，背面電極層151B和透明電極層151D相反地設(shè)置，并且通過用激光束從玻璃基板151A的側(cè)部照射薄膜太陽能電池面板而加工所述薄膜太陽能電池面板。[聚焦裝置201的配置實(shí)例]圖3為示出了安裝在激光加工設(shè)備101的加工頭115上的聚焦裝置201的構(gòu)造實(shí)例的框圖。聚焦裝置201包括位移傳感器211、擴(kuò)散反射板212、誤差放大器(EA) 213、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器214、Z軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)215、Z軸驅(qū)動(dòng)螺桿216以及物鏡217。位移傳感器211使用作為具有預(yù)定波長(比如，650nm)的測量激光束的探測光(測量光)來測量所測量的物體的位移或者到所測量的物體的距離。位移傳感器211包括激光束光源231、受光透鏡232、線性傳感器233以及信號(hào)處理器234。激光束光源231發(fā)射作為具有預(yù)定波長(比如，650nm)的測量激光束的探測光(測量光)。通過與激光束光源231共同構(gòu)成投光部的透鏡等等(未顯示)，使用從激光束光源231中發(fā)射的探測光從傾斜的方向照射加工表面，即，工件102的表面。從激光束光源231中發(fā)射的探測光相對于工件102的加工表面的入射角Θ被設(shè)為O度到90度。受光透鏡232接收從激光束光源231中發(fā)射的探測光的反射光，并且受光透鏡232在線性傳感器233上形成所接收的反射光的圖像。比如，線性傳感器233由CXD圖像傳感器或CMOS圖像傳感器構(gòu)成，其中，受光元件一維地排列。線性傳感器233的每個(gè)受光元件均檢測通過受光透鏡232入射到受光元件中的探測光的反射光的光量。線性傳感器233將表示每個(gè)受光元件的受光量的探測信號(hào)提供給信號(hào)處理器234。信號(hào)處理器234根據(jù)線性傳感器233內(nèi)的探測光的反射光的圖像形成位置(受光量變成最大值的位置)或受光量的分布，來檢測所測量的物體的位移或到所測量的物體的距離。信號(hào)處理器234將表示檢測結(jié)果的測量信號(hào)提供給誤差放大器213。下面描述信號(hào)處理器234輸出表示到所測量物體的距離的測量信號(hào)這一情況。擴(kuò)散反射板212被安裝在這樣一個(gè)位置中，所述位置為，當(dāng)從激光束光源231中發(fā)射的探測光從工件102的加工表面被正反射時(shí)，所述正反射的探測光入射至該位置。擴(kuò)散反射板212擴(kuò)散地反射通過工件102的加工表面入射的探測光。擴(kuò)散反射板212可朝著這樣一個(gè)方向被定向，沿該方向從工件102的加工表面正反射的探測光被確定地入射到擴(kuò)散反射板212中。比如，將擴(kuò)散反射板212設(shè)置在該方向中，沿該方向從工件102的加工表面正反射的探測光被垂直地入射到擴(kuò)散反射板212中。擴(kuò)散反射板212由除鏡面反射材料以外的任何材料制成。比如，擴(kuò)散反射器由金屬塊或陶瓷塊構(gòu)成，在金屬塊中，在表面上進(jìn)行梨皮電鍍或噴砂。然而，為了使由擴(kuò)散反射板212擴(kuò)散地反射的探測光盡可能多地入射到位移傳感器211的受光透鏡232中以增強(qiáng)位移傳感器211的受光敏感性，優(yōu)選地，使用對于探測光的波長具有高反射率的材料作為擴(kuò)散反射板212，或者對擴(kuò)散反射板212進(jìn)行涂覆。將焦距設(shè)置值輸入到誤差放大器213中，該焦距設(shè)置值表示從位移傳感器211中輸出的測量信號(hào)的目標(biāo)值。比如，將該焦距設(shè)置值設(shè)為當(dāng)物鏡217在工件102的加工表面上聚焦時(shí)從位移傳感器211中輸出的測量信號(hào)的值。誤差放大器213放大誤差信號(hào)，該誤差信號(hào)為從位移傳感器211中提供的測量信號(hào)值與焦距設(shè)置值之間的差值，并且誤差放大器213將放大的誤差信號(hào)提供給電機(jī)驅(qū)動(dòng)器214。因此，該誤差信號(hào)反映物鏡217的焦點(diǎn)位置與工件102的加工表面之間的偏差(誤差)。為了消除誤差信號(hào)所表示的誤差，從而使物鏡217在工件102的加工表面上聚焦，電機(jī)驅(qū)動(dòng)器214驅(qū)動(dòng)Z軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)215，以使得物鏡217沿Z方向移動(dòng)，從而使物鏡217聚焦。Z軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)215通過Z軸驅(qū)動(dòng)螺桿216與物鏡217連接，所述Z軸驅(qū)動(dòng)螺桿216介于它們之間。Z軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)215沿旋轉(zhuǎn)方向的運(yùn)動(dòng)通過Z軸驅(qū)動(dòng)螺桿216被傳輸至物鏡217，以使物鏡217沿箭頭A表示且與工件102的加工表面垂直的方向(Z方向)移動(dòng)。因此，物鏡217的焦點(diǎn)位置沿Z方向移動(dòng)。加工激光束LB入射到物鏡217中，并且物鏡217在工件102的加工表面上形成圖像。[由聚焦裝置201執(zhí)行的聚焦方法]下面將參照圖4至圖7描述由聚焦裝置201執(zhí)行的聚焦方法。(用于擴(kuò)散反射表面的聚焦方法)下面將參照圖4和圖5描述在工件102的加工表面為擴(kuò)散反射表面的情況下的聚焦方法。在工件102的加工表面為擴(kuò)散反射表面的情況下，從激光束光源231中發(fā)射的探測光沿箭頭A的方向行進(jìn)，且從工件102的加工表面中被擴(kuò)散反射。如箭頭BI至B4所示的，沿位移傳感器211的方向擴(kuò)散地反射探測光的部分。如箭頭B2和B3所示的，入射到受光透鏡232中的反射光在線性傳感器233上形成圖像。另一方面，如箭頭B5至B7所示的，探測光的部分沿?cái)U(kuò)散反射板212的方向上從工件102的加工表面被擴(kuò)散地反射，并且進(jìn)一步從擴(kuò)散反射板212被擴(kuò)散地反射。由于兩次擴(kuò)散反射大幅減弱了從擴(kuò)散反射板212中擴(kuò)散地反射的反射光，所以反射光極少從工件102的加工表面中被再次擴(kuò)散地反射以入射到位移傳感器211的受光透鏡232中。因此，與常用的擴(kuò)散反射法相似，位移傳感器211使用從工件102的加工表面被擴(kuò)散地反射的一次反射光執(zhí)行測量。圖5示意性示出了位移傳感器211、擴(kuò)散反射板212、以及物鏡217之間的位置關(guān)
系O
在物鏡217在工件102的加工表面上聚焦的狀態(tài)(下文中稱為聚焦?fàn)顟B(tài))中，假設(shè)hi為從工件102的加工表面到位移傳感器211 (位移傳感器的探測光的輸出端口)的高度，WD為物鏡217與工件102的加工表面之間的距離(工件距離)，并且dl為從位移傳感器211中發(fā)射的探測光入射到工件102的加工表面的距離。而且，假設(shè)Θ為從位移傳感器211中發(fā)射的探測光相對于工件102的加工表面的入射角。此時(shí)，以下等式(I)成立。hl=dlXcos Θ --- (I)使用等式(1)，由以下等式(2)表示距離dl。dl=hl/cos Θ --- (2)此時(shí)，由于位移傳感器211使用從工件102的加工表面擴(kuò)散地反射的反射光執(zhí)行測量，所以位移傳感器211的長度測量距離為距離dl。因此，位移傳感器211將表示距離dl的測量信號(hào)作為測量結(jié)果提供給誤差放大器213。另一方面，表示聚焦?fàn)顟B(tài)下的距離dl的測量信號(hào)的值作為焦距設(shè)置值被輸入給誤差放大器213。簡言之，將焦距設(shè)置值設(shè)為距離dl。因此，從誤差放大器213中輸出的誤差信號(hào)的值為零。在工件102沿Z方向(向下的方向)從聚焦?fàn)顟B(tài)中移動(dòng)距離δ的情況下，由以下等式(3)表示距離dl’，探測光以該距離被入射到工件102的加工表面。dl，= (hi+δ )/cos θ---(3)因此，由以下等式(4)表示工件102移動(dòng)的移動(dòng)前距離dl與工件102的移動(dòng)后距離dl’之間的差值。dl' -dl= δ /cos θ---(4)此時(shí)，位移傳感器211將表示距離dl’的測量信號(hào)作為測量結(jié)果提供給誤差放大器213。因此，從誤差放大器213中輸出的誤差信號(hào)的值為等式(4)右邊表示為S/COS0的值。此時(shí)，由于入射角Θ為熟知的設(shè)計(jì)值，所以電機(jī)驅(qū)動(dòng)器214能夠根據(jù)誤差信號(hào)的值獲得工件102的加工表面沿Z方向的位移δ。電機(jī)驅(qū)動(dòng)器214驅(qū)動(dòng)Z軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)215以使物鏡217向下移動(dòng)距離δ，從而使物鏡217可在工件102的加工表面上聚焦。(用于正反射表面的聚焦方法)下面將參照圖6和圖7描述工件102的加工表面為正反射表面的情況下的聚焦方法。在工件102的加工表面為正反射表面的情況下，從激光束光源231中發(fā)射的探測光沿箭頭A的方向行進(jìn)，并且該探測光從工件102的加工表面中被正反射且沿箭頭B的方向行進(jìn)。沿箭頭B的方向行進(jìn)的探測光·入射到擴(kuò)散反射板212中，并從擴(kuò)散反射板212被擴(kuò)散地反射。在從擴(kuò)散反射板212被擴(kuò)散地反射的探測光中，沿箭頭Cl和C2的方向行進(jìn)的探測光再次從工件102的加工表面被正反射，并且該探測光沿箭頭Dl和D2的方向行進(jìn)，且入射到受光透鏡232中。因此，從擴(kuò)散反射板212被擴(kuò)散地反射的探測光的部分入射到受光透鏡232中且在線性傳感器233上形成圖像。位移傳感器211使用該反射光(所述反射光在從擴(kuò)散反射板212被擴(kuò)散地反射之后從工件102的加工表面被正反射)的部分執(zhí)行測量。與圖5相似，圖7示意性示出了位移傳感器211、擴(kuò)散反射板212、以及物鏡217之間的位置關(guān)系。此時(shí)，假設(shè)d2為在聚焦?fàn)顟B(tài)下從工件102的加工表面正反射的探測光入射到擴(kuò)散反射板212的距離。假設(shè)h2為從工件102的加工表面至探測光入射到擴(kuò)散反射板212的位置處的高度。由于從工件102的加工表面正反射的探測光的反射角等于入射角Θ，所以以下等式(5)成立。h2=d2Xcos θ---(5)因此，由以下等式(6)表示從位移傳感器211輸出的探測光通過工件102的加工表面入射到擴(kuò)散反射板212的距離。dl+d2= (hl+h2)/cos Θ---(6)此時(shí)，由于位移傳感器211使用反射光(該反射光在從擴(kuò)散反射板212被擴(kuò)散地反射之后從工件102的加工表面被正反射)執(zhí)行測量，所以位移傳感器211的長度測量距離為距離dl+d2。因此，位移傳感器211將表示距離dl+d2的測量信號(hào)作為測量結(jié)果提供給誤差放大器213。另一方面，表示聚焦?fàn)顟B(tài)下的距離dl+d2的測量信號(hào)的值作為焦距設(shè)置值輸入給誤差放大器213。簡言之，將焦距設(shè)置值設(shè)為距離dl+d2。因此，從誤差放大器213中輸出的誤差信號(hào)的值為零。與圖5中實(shí)例相似，在工件102從聚焦?fàn)顟B(tài)中沿Z方向(向下的方向)移動(dòng)距離δ時(shí)，由以下等式(7)表示距離dl’ +d2’，探測光以該距離通過工件102的加工表面入射到擴(kuò)散反射板212。dl，+d2，= (hl+h2+2 δ )/cos θ---(7)因此，由以下等式(8)表示工件102移動(dòng)的移動(dòng)前距離dl+d2與工件102的移動(dòng)后距離dl’+d2’之間的差值。dl’+d2’-(dl+d2) =2 δ/cos θ---(8)因此，位移傳感器211將表示距離dl’ +d2’的測量信號(hào)作為測量結(jié)果提供給誤差放大器213。因此，從誤差放大器213中輸出的誤差信號(hào)的值為等式(8)右邊中表示為2 δ /cos Θ的值。此時(shí)，由于入射角Θ為熟知的設(shè)計(jì)值，所以電機(jī)驅(qū)動(dòng)器214根據(jù)誤差信號(hào)的值能夠獲得工件102的加工表面沿Z方向的位移δ。電機(jī)驅(qū)動(dòng)器214驅(qū)動(dòng)Z軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)215以使物鏡217向下移動(dòng)距離δ，從而物鏡217可在工件102的加工表面上聚焦?；诠ぜ?02的加工表面的反射狀態(tài)，通過來自外部的指令或設(shè)置或者以下述自動(dòng)方式，聚焦裝置201選擇使物鏡217在正反射的表面和擴(kuò)散反射的表面中哪一個(gè)上聚焦。即，基于工件102的加工表面的反射狀態(tài)，聚焦裝置201選擇用于正反射表面的聚焦方法和用于擴(kuò)散反射表面的聚焦方法中之一使物鏡217聚焦。因此，無論工件102的加工表面為正反射表面還是擴(kuò)散反射表面，都無需切換由位移傳感器211執(zhí)行的測量方法也無需更換位移傳感器211，而能夠執(zhí)行自動(dòng)對焦。因此，不需要執(zhí)行比如各種調(diào)節(jié)和設(shè)置等大量工作，而在切換由位移傳感器211執(zhí)行的測量方法或更換位移傳感器211時(shí)卻 需要執(zhí)行這些工作。為了容易理解的目的，距離δ在圖7中示出得較大，因此工件102的移動(dòng)之前與移動(dòng)之后對比，探測光入射到擴(kuò)散反射板212中的位置也很大地偏離。然而，實(shí)際上，位移δ極小，并且在工件102的移動(dòng)之前與移動(dòng)之后，探測光入射到擴(kuò)散反射板212中的位置的變化也非常小。由于工件102的傾斜，所以入射角Θ和反射角Θ發(fā)生變化，并且探測光入射到擴(kuò)散反射板212中的位置發(fā)生變化。然而，工件102的傾斜的變化極小，并且在工件102的傾斜之前或之后，探測光入射到擴(kuò)散反射板212中的位置的變化也非常小。在位移傳感器211中，根據(jù)反射光的受光量的分布執(zhí)行測量，所述反射光在從擴(kuò)散反射板212沿所有方向被擴(kuò)散地反射之后，從工件102的加工表面被反射以便返回到位移傳感器211。因此，由于位置的變化對位移傳感器211的測量結(jié)果的影響非常小，所以可忽略探測光入射到擴(kuò)散反射板212中的位置的變化。由于入射角Θ為固定值，所以COS Θ為常數(shù)。因此，比如，位移傳感器211可輸出測量結(jié)果乘以常數(shù)COS Θ這樣一個(gè)值。因此，在工件102的加工表面為擴(kuò)散反射表面的情況下，位移傳感器211輸出表不高度hi或hi+ δ的測量信號(hào)，并且誤差放大器213輸出表示位移δ的誤差信號(hào)。因此，工在件102的加工表面為正反射表面的情況下，位移傳感器211輸出表不高度hl+h2或hl+h2+2 δ的測量信號(hào)，并且誤差放大器213輸出表不位移δ X 2的誤差信號(hào)。比如，誤差放大器213可輸出焦距設(shè)置值與測量信號(hào)的值之間的差值乘以常數(shù)COS Θ這樣一個(gè)值。因此,在工件102的加工表面為擴(kuò)散反射表面的情況下,誤差放大器213輸出表不位移δ的誤差信號(hào)。在工件102的加工表面為正反射表面的情況下,誤差放大器213輸出表不位移δ X2的誤差信號(hào)。在下文中，將工件102的加工表面沿Z方向的位移簡稱為工件102的位移。[聚焦裝置的第一變型]如，當(dāng)Z軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)215執(zhí)行高速操作以便提高自動(dòng)對焦的響應(yīng)速度時(shí)，由于在開始操作時(shí)Z軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)215上的載荷增大，所以有時(shí)產(chǎn)生Z軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)215的失調(diào)。比如，在由脈沖電機(jī)構(gòu)成的Z軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)215執(zhí)行開環(huán)控制時(shí)，在由電機(jī)驅(qū)動(dòng)器214識(shí)別的物鏡217的Z方向的位置與產(chǎn)生Z軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)215的失調(diào)時(shí)的實(shí)際位置之間產(chǎn)生偏差。每次執(zhí)行自動(dòng)對焦時(shí)都累積該偏差，并且最終物鏡217不能在工件102的加工表面上聚焦，這就造成加工質(zhì)量下降。為了防止發(fā)生這種現(xiàn)象，比如，設(shè)想執(zhí)行初始化工作以定期重新設(shè)置累積的誤差。然而，對于用戶來說，初始化工作較為麻煩。當(dāng)激光加工設(shè)備101連續(xù)地進(jìn)行操作時(shí)不能執(zhí)行初始化工作。圖8示出了能夠防止產(chǎn)生這種現(xiàn)象的聚焦裝置301。聚焦裝置301與圖3中的聚焦裝置201的不同之處在于增加了連接部件311。位移傳感器211、擴(kuò)散反射板212以及物鏡217通過介于它們之間的連接部件311彼此連接。連接部件311通過Z軸驅(qū)動(dòng)螺桿216連接至Z軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)215，所述Z軸驅(qū)動(dòng)螺桿介于連接部件與Z軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)之間。，Z軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)215沿旋轉(zhuǎn)方向的運(yùn)動(dòng)通過Z軸驅(qū)動(dòng)螺桿216被傳輸給連接部件311，以使連接部件311沿箭頭A所表示且與工件102的加工表面垂直的方向(Z方向)移動(dòng)。結(jié)果，與連接部件311連接的位移傳感器211、擴(kuò)散反射板212以及物鏡217沿Z方向整體地移動(dòng)。
無論Z軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)215是否產(chǎn)生失調(diào)，并且無論工件102的加工表面為擴(kuò)散反射表面還是正反射表面，位移傳感器211的測量信號(hào)的值都等于焦距設(shè)置值，并且連接部件311沿Z方向的位置被調(diào)節(jié)，以使得從誤差放大器213中輸出的誤差信號(hào)的值變?yōu)榱?，這就允許物鏡217在工件102的加工表面上聚焦。因此，即使Z軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)215產(chǎn)生失調(diào)，物鏡217也能夠在工件102的加工表面上正確地聚焦。不需要根據(jù)工件102的加工表面的反射狀態(tài)改變控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)器214的方法。雖然取決于工件102的加工表面的擴(kuò)散反射表面和正反射表面之間的差異，誤差信號(hào)的值變成等式(4)的S/COS0或等式(8)的2 S/COS0，但是電機(jī)驅(qū)動(dòng)器214可調(diào)節(jié)物鏡217沿Z方向的位置，以使得無論該誤差信號(hào)的值為多少，誤差信號(hào)的值都變成零。[聚焦裝置的第二變型]與圖8中的聚焦裝置301相似，在圖9的聚焦裝置351內(nèi)采取對策，以應(yīng)對Z軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)215的失調(diào)。聚焦裝置351與圖8中的聚焦裝置301的不同之處在于，提供了架臺(tái)361代替連接部件311，提供了電機(jī)驅(qū)動(dòng)器362代替電機(jī)驅(qū)動(dòng)器214，以及增加了旋轉(zhuǎn)編碼器363。在聚焦裝置351內(nèi)，位移傳感器211和擴(kuò)散反射板212固定至架臺(tái)361，并且在自動(dòng)對焦的過程中，僅物鏡217沿Z方向移動(dòng)。根據(jù)由旋轉(zhuǎn)編碼器363所計(jì)數(shù)的Z軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)215的旋轉(zhuǎn)次數(shù)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)器362檢測物鏡217沿Z方向的行進(jìn)距離，并且檢測物鏡217沿Z方向的位置。因此，即使產(chǎn)生了 Z軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)215的失調(diào)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)器362也能夠根據(jù)Z軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)215的實(shí)際旋轉(zhuǎn)次數(shù)正確地檢測物鏡217沿Z方向的位置。因此，即使產(chǎn)生了 Z軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)215的失調(diào)導(dǎo)致不能使物鏡217移動(dòng)到目標(biāo)位置，也可檢測到該誤差，并且在下一次自動(dòng)對焦時(shí)得以校正。因此，阻止物鏡217沿Z方向累積
位置偏差。在Z軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)215由線性電機(jī)構(gòu)成時(shí)的情況下，比如，使用提供線性編碼器代替旋轉(zhuǎn)編碼器363。在Z軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)215由音圈電機(jī)構(gòu)成，以便高速驅(qū)動(dòng)物鏡217時(shí)的情況下，比如，取代旋轉(zhuǎn)編碼器363而使用線性編碼器或靜電電容式傳感器代替旋轉(zhuǎn)編碼器363，從而來檢測物鏡217的位置。在使用能高速操作的檢流計(jì)沿Z方向驅(qū)動(dòng)物鏡217的情況下，比如，取代旋轉(zhuǎn)編碼器363而使用裝有編碼器的數(shù)字檢流計(jì)來檢測物鏡217的位置。與圖8中的聚焦裝置301相比，在聚焦裝置351中，僅使物鏡217沿Z方向移動(dòng)，從而可減少自動(dòng)對焦Z方向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上的載荷。因此，可提高該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的響應(yīng)速度，并且也可提高自動(dòng)對焦的響應(yīng)速度。此外，能夠?qū)崿F(xiàn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的小型化，并且可實(shí)現(xiàn)激光加工設(shè)備101的小型化和成本降低。[在擴(kuò)散反射表面和正反射表面相混合的情況下的聚焦方法]下面將參照圖10至圖12描述在擴(kuò)散反射表面和正反射表面相混合的情況下的聚焦方法。圖10示出了以下情況，其中，由使用了 CIGS的薄膜太陽能電池面板401構(gòu)成的工件102被放置于基板支架402上，作為擴(kuò)散反射表面和正反射表面相混合的情況的實(shí)例。圖10的上部分為示出了從上方觀看薄膜太陽能電池面板401時(shí)放置于基板支架402上的薄膜太陽能電池面板401的示意圖，圖10的下部分為示意性地示出了放置于基板支架402上的薄膜太陽能電池面板401的截面的視圖。在圖10的實(shí)例中，薄膜太陽能電池面板401處于執(zhí)行激光加工的Pl工序之前的狀態(tài)，并且背面電極層401B (其為由Mo等制成的金屬層)堆疊在玻璃基板401A上。如上所述，背面電極層401B正反射激光束。另一方面，基板支架402由執(zhí)行了黑色耐酸鋁處理的鋁制成，并且基板支架402擴(kuò)散地反射激光束。在下文中，為了便于理解，假設(shè)薄膜太陽能電池面板401的背面電極層401B的表面位于與基板支架402的表面相同的高度處。比如，在沿箭頭A的方向移動(dòng)加工頭115的同時(shí)對薄膜太陽能電池面板401的背面電極層401B進(jìn)行加工的情況中，當(dāng)加工頭115位于基板支架402上方時(shí)，對基板支架402的表面執(zhí)行自動(dòng)對焦。然后，當(dāng)加工頭115位于薄膜太陽能電池面板401上方時(shí)，對薄膜太陽能電池面板401的背面電極層401B的表面執(zhí)行自動(dòng)對焦。此時(shí)，在加工背面電極層401B的情況下，由于背面電極層401B為正反射表面，因此輸入至誤差放大器213的焦距設(shè)置值被設(shè)為距離dl+d2，如上面參照圖7所述的。另一方面，在對基板支架402的表面進(jìn)行自動(dòng)對焦的情況下，由于基板支架402的表面為擴(kuò)散反射表面，所以即使物鏡217在基板支架402的表面上聚焦，位移傳感器211的長度測量距離也為距離dl，該距離dl比焦距設(shè)置值短，二者相差距離d2。因此，在位移傳感器211、擴(kuò)散反射板212以及物鏡217沿Z方向整體移動(dòng)(與圖8中的聚焦裝置301 —樣)的情況下，由于執(zhí)行控制以使位移傳感器211的長度測量距離變成為dl+d2，所以物鏡217在Z+方向移動(dòng)距離d2Xcos Θ。在僅使物鏡217沿Z方向移動(dòng)(與圖9中的聚焦裝置351 —樣)的情況下，物鏡217在Z+方向移動(dòng)距離d2Xcos Θ /2。通常，從工件102的加工表面被正反射的探測光入射到擴(kuò)散反射板212的距離d2遠(yuǎn)大于工件102沿Z方向的位移。因此，在以上每種情況中，物鏡217在基板支架402上的行進(jìn)距離大于通常自動(dòng)對焦的距離。因此，然后，在對薄膜太陽能電池面板401的背面電極層401B的表面執(zhí)行自動(dòng)對焦的情況中，延長物鏡217的行進(jìn)距離以降低自動(dòng)對焦的響應(yīng)速度。某些市場上可購買到的位移傳感器具有設(shè)置長度測量范圍和輸出長度測量范圍之外的誤差信號(hào)的功能。因此，能夠設(shè)想將位移傳感器211的長度測量范圍設(shè)為焦距設(shè)置值土 α，設(shè)想當(dāng)位移傳感器211輸出表示長度測量距離大于長度測量范圍的誤差信號(hào)時(shí)停止自動(dòng)對焦，并且設(shè)想物鏡217沿Z方向的移動(dòng)停止或者物鏡217返回至移動(dòng)前的位置。將α設(shè)為大于薄膜太陽能電池面板401沿Z方向的假定位移范圍且小于距離d2的一個(gè)值。因此，在圖10的實(shí)例中，在中斷對基板支架402的表面執(zhí)行的自動(dòng)對焦以對薄膜太陽能電池面板401的背面電極層401B的表面執(zhí)行自動(dòng)對焦的情況下，縮短物鏡217的行進(jìn)距尚以提聞自動(dòng)對焦的響應(yīng)速度。
此時(shí)，基板支架402并非加工目標(biāo)，但是僅一種擴(kuò)散反射表面(薄膜太陽能電池面板401的背面電極層401B)為加工目標(biāo)的反射狀態(tài)。另一方面，在加工的過程中，能夠設(shè)想將加工表面的反射狀態(tài)從擴(kuò)散反射表面切換為正反射表面或者從正反射表面切換為擴(kuò)散反射表面。在這種情況下，比如，在位移傳感器211輸出表示長度測量距離偏離長度測量范圍的誤差信號(hào)的情況下，能夠確定加工表面的反射狀態(tài)發(fā)生改變。在確定加工表面的反射狀態(tài)發(fā)生改變的情況下，能夠切換物鏡217聚焦在其上的正反射表面和擴(kuò)散反射表面中之一。也就是說，可將用于擴(kuò)散反射表面的聚焦方法切換成用于正反射表面的聚焦方法，或者可將用于正反射表面的聚焦方法切換成用于擴(kuò)散反射表面的聚焦方法。比如，在位移傳感器211、擴(kuò)散反射板212以及物鏡217沿Z方向整體地移動(dòng)(與圖8中的聚焦裝置301 —樣)的情況下，根據(jù)加工表面的反射狀態(tài)，可將輸入至誤差放大器213的焦距設(shè)置值切換成用于擴(kuò)散反射表面的值(距離dl)或用于正反射表面的值(距離dl+d2)。在僅使物鏡217沿Z方向移動(dòng)(與圖9中的聚焦裝置351 —樣)的情況下，比如，除了切換焦距設(shè)置值以外，還可根據(jù)加工表面的反射狀態(tài)，切換用于獲得電機(jī)驅(qū)動(dòng)器214的工件102的位移的方法。也就是說，在加工表面為擴(kuò)散反射表面的情況下，根據(jù)等式(4)的右邊可獲得位移S，并且在加工表面為正反射表面的情況下，根據(jù)等式(8)的右邊可獲得位移δ。在位移傳感器211未裝有設(shè)置長度測量范圍的功能的情況下，比如，可根據(jù)入射到擴(kuò)散反射板的探測光的強(qiáng)度來檢測工件102的加工表面的反射狀態(tài)。圖11和12部分地示出了聚焦裝置451的構(gòu)造實(shí)例，該聚焦裝置根據(jù)入射到擴(kuò)散反射板的探測光的強(qiáng)度來檢測工件102的加工表面的反射狀態(tài)。圖11示出了工件102的加工表面為正反射表面的情況，而圖12示出了工件102的加工表面為擴(kuò)散反射表面的情況。聚焦裝置451與圖3中的聚焦裝置201的不同之處在于，提供了擴(kuò)散反射板461來代替擴(kuò)散反射板212,并且提供了光傳感器462和放大器比較器463。在擴(kuò)散反射板461的中心形成有銷孔461Α。擴(kuò)散反射板461被設(shè)置為，在從位移傳感器211的激光束光源231發(fā)射的探測光從工件102的加工表面被正反射的情況下，正反射探測光的部分被入射到銷孔461Α中。光傳感器462檢測穿過銷孔461Α的探測光的光量，并且將表示檢測值的檢測信號(hào)提供給放大器比較器463。在將來自光傳感器462中的檢測信號(hào)放大之后,放大器比較器463比較放大的檢測信號(hào)的值與預(yù)定的閾值，從而判定工件102的加工表面為正反射表面還是擴(kuò)散反射表面。比如，當(dāng)工件102的加工表面為正反射表面時(shí)(如圖11中所示)，從激光束光源231中發(fā)射以在箭頭A的方向行進(jìn)的探測光從工件102的加工表面被正反射，被正反射的探測光的大部分沿箭頭B的方向行進(jìn)，并且被正反射的探測光中的部分入射到擴(kuò)散反射板461的銷孔461Α。因此，由光傳感器462所檢測的探測光的光量增大。另一方面，當(dāng)工件102的加工表面為擴(kuò)散反射表面時(shí)(如圖12中所示)，從激光束光源231中發(fā)射以在箭頭A的方向行進(jìn)的探測光從工件102的加工表面被擴(kuò)散地反射，被擴(kuò)散地反射的探測光中僅部分沿箭頭B的方向行進(jìn)，并且沿箭頭B的方向行進(jìn)的擴(kuò)散地反射的探測光的一部分中的部分被入射到擴(kuò)散反射板461的銷孔461A。因此，光傳感器462所檢測的探測光的光量減少。因此，當(dāng)放大的檢測信號(hào)的值大于或等于閾值時(shí)，放大器比較器463確定工件102的加工表面為正反射表面，并且當(dāng)放大的檢測信號(hào)的值小于閾值時(shí)，放大器比較器463確定工件102的加工表面為擴(kuò)散反射表面。放大器比較器463將表確定結(jié)果的信號(hào)提供給位移傳感器211和電機(jī)驅(qū)動(dòng)器214。因此，根據(jù)所檢測的結(jié)果，自動(dòng)地檢測工件102的加工表面的反射狀態(tài)，并且如上所述的，能夠自動(dòng)地切換用于使物鏡217聚焦的方法。2.改進(jìn)下面將描述對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行的改進(jìn)。在圖1的激光加工設(shè)備101內(nèi)，例如固定有起重架114。如，去除圖1中的Y軸驅(qū)動(dòng)部112，并且可將起重架114構(gòu)造成在Y軸方向被驅(qū)動(dòng)(移動(dòng)的龍門式架)。在以上描述中，例如使用板狀擴(kuò)散反射板212?？商鎿Q地，可使用具有板形以外形狀(比如，球形)的擴(kuò)散反射器。比如，誤差放大器213的功能可包含在位移傳感器211內(nèi)。比如，根據(jù)該測量結(jié)果，位移傳感器211的信號(hào)處理器234可計(jì)算工件102的位移S，并且輸出表示該位移S的測量信號(hào)。在這種情況下，比如，根據(jù)工件102的加工表面的反射狀態(tài)的檢測結(jié)果，信號(hào)處理器234可在用于根據(jù)等式(4)計(jì)算擴(kuò)散反射表面的位移δ的方法與用于根據(jù)等式(8)計(jì)算正反射表面的位移δ的方法之間自動(dòng)地切換。比如，位移傳感器211的信號(hào)處理器234可根據(jù)長度測量距離是否落在長度測量范圍內(nèi)而檢測工件102的加工表面的反射狀態(tài)。比如，在設(shè)置了用于正反射表面的長度測量范圍的情況下，當(dāng)長度測量距離偏離長度測量范圍時(shí)，檢測到工件102的加工表面從正反射表面變成擴(kuò)散反射表面。在設(shè)置了用于擴(kuò)散反射表面的長度測量范圍的情況下，當(dāng)長度測量距離偏離長度測量范圍時(shí)，檢測到工件102的加工表面從擴(kuò)散反射表面變成正反射表面。在以上描述中，例如，通過物鏡217在Z方向的位置聚焦物鏡217。比如，本發(fā)明也可用于以下情況，物鏡217由多個(gè)透鏡構(gòu)成并且焦點(diǎn)位置由透鏡之間的距離調(diào)節(jié)?？墒褂枚S圖像傳感器代替線性傳感器233。在以上描述中，例如，使用從工件102的加工表面中正反射或擴(kuò)散地反射的探測光使物鏡217在加工表面上聚焦。可替換地，使用從除加工表面以外的表面中正反射或擴(kuò)散地反射的探測光使物鏡217在加工表面上聚焦。比如，如圖13中的箭頭Al所示，將討論以下情況，使用激光束從玻璃基板801的側(cè)部照射正反射膜802(比如，Mo薄膜等)，從而執(zhí)行加工。在這種情況下，如上所述，可使用從玻璃基板801的表面801a擴(kuò)散地反射的探測光使物鏡聚焦在玻璃基板801的表面801a上。此時(shí)，將焦點(diǎn)位置設(shè)置成從玻璃基板801的表面80Ia偏移至一位置，該位置比表面80Ia深玻璃基板801的厚度。因此，使用從玻璃基板801的表面801a中擴(kuò)散地反射的探測光，物鏡能夠在作為實(shí)際加工表面的正反射膜802的表面802a上聚焦。比如，對于使用激光束從透明或半透明的薄膜基板811 (比如，柔性片材，比如，PI片材、PET片材以及COC片材)的側(cè)部照射正反射膜812來執(zhí)行加工的情況也同樣適用，如圖14中的箭頭A2所示。即，使用從薄膜基板811的表面811a中擴(kuò)散地反射的探測光，物鏡能夠在作為實(shí)際加工表面的正反射膜812的表面812a上聚焦。如圖15中所示的，本發(fā)明可用于以下情況，使用從加工表面中反射的探測光，物鏡不僅能在工件102的表面上聚焦，而且還能在比工件102的表面更深的加工表面上聚焦。具體而言，比如，將探測光設(shè)為相對于薄膜基板821來說具有良好的透射率的波長，并且對薄膜基板821的表面821a進(jìn)行涂覆，以使探測光幾乎不能擴(kuò)散地反射。因此，如箭頭A3所示，從薄膜基板821的側(cè)部入射的探測光通過薄膜基板821傳輸，并且從正反射膜822的表面822a被正反射。使用從正反射膜822的表面822a正反射的探測光，能夠使物鏡在正反射膜822的表面822a上可聚焦。除了可用于激光加工設(shè)備以外，本發(fā)明還可應(yīng)用于執(zhí)行自動(dòng)對焦的設(shè)備中。本發(fā)明不限于以上實(shí)施例，但是在不背離本發(fā)明范圍的情況下，可進(jìn)行各種變化。
權(quán)利要求
1.一種位移傳感器,包括: 投光部，所述投光部使用測量光傾斜地照射所測量的物體的表面； 擴(kuò)散反射器，所述擴(kuò)散反射器設(shè)置在從所述所測量的物體的表面正反射的測量光所入射的位置中； 受光部，所述受光部接收測量光的第一反射光或者測量光的第二反射光，所述第一反射光從所述擴(kuò)散反射器被擴(kuò)散地反射且從所述所測量的物體的表面被進(jìn)一步地反射，所述第二反射光從所述所測量的物體的表面被擴(kuò)散地反射；以及 信號(hào)處理器，所述信號(hào)處理器使用所述受光部所接收的第一反射光檢測第一距離或使用所述受光部所接收的第二反射光檢測第二距離，所述第一距離對應(yīng)于從所述投光部通過所述所測量的物體的表面到所述擴(kuò)散反射器的測量光行程，所述第二距離對應(yīng)于從所述投光部到所述所測量的物體的表面的測量光行程。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的位移傳感器，其中，根據(jù)所檢測的距離是否落在預(yù)定范圍內(nèi)，所述信號(hào)處理器確定所述所測量的物體的表面是正反射表面還是擴(kuò)散反射表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的位移傳感器，其中，當(dāng)所述所測量的物體的表面被確定為正反射表面時(shí)，所述信號(hào)處理器基于所述第一距離和入射到所述所測量的物體的表面的測量光的入射角計(jì)算所述所測量的物體的位移，并且當(dāng)所述所測量的物體的表面被確定為擴(kuò)散反射表面時(shí)，所述信號(hào)處理器基于所述第二距離和所述入射角計(jì)算所述所測量的物體的位移。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種位移傳感器，其包括一種擴(kuò)散反射板，設(shè)置在從激光束光源中發(fā)射且從工件的加工表面被正反射的探測光所入射的位置中；線性傳感器，接收所述探測光的第一反射光和所述探測光的第二反射光中之一，所述第一反射光從所述擴(kuò)散反射板被擴(kuò)散地反射且從工件的加工表面被進(jìn)一步反射，所述第二反射光從工件的加工表面被擴(kuò)散地反射；一種信號(hào)處理器，使用第一反射光檢測第一距離或使用第二反射光檢測第二距離，所述第一距離對應(yīng)于通過工件的加工表面到擴(kuò)散反射板的探測光行程，第二距離對應(yīng)于到工件的加工表面的探測光行程。
文檔編號(hào)G01B11/02GK103090798SQ20121040507
公開日2013年5月8日 申請日期2012年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月1日
發(fā)明者久所之夫, 三浦泰祐 申請人:歐姆龍株式會(huì)社