(57)【要約】  センサヘッド（２）と光学ユニット（３）との互いにマッチングされたパーツを含む、対象物表面の非接触式光学走査のための走査センサシステム。前記光学ユニット（３）は、取り付け装置（４）によって、前記センサヘッド（２）上に高精度で取り付け、位置決めすることができる。前記取り付け装置（４）は、そこに前記光学ユニット（３）を取り付け、位置決めすることが可能な三つの軸受け（２０，２１，２２）を備え、これら三つの軸受け（２０，２１，２２）のそれぞれは、その軸受け部対の軸受け部（１７ａ，１８ａ，１９ａ）のそれぞれが、前記軸受け部対の他方の軸受け部（１７ｂ，１８ｂ，１９ｂ）の少なくとも１つの軸受け面と接触する軸受け面を備える、その形状と位置とが互いにマッチングされた一対の軸受け部（１７ａ，１７ｂ；１８ａ，１８ｂ；１９ａ，１９ｂ）を有し、前記軸受け部対の一方の軸受け部（１７ｂ，１８ｂ，１９ｂ）は前記光学ユニット（３）上に配設され、前記軸受け部対の他方の軸受け部（１７ａ，１８ａ，１９ａ）は前記センサヘッド（２）上に配設されている。前記軸受け部対は、前記軸受け（２０，２１，２２）を貫通して延出する軸受け面に対して、側方方向において、前記軸受け部対の他方の軸受け部（１７ｂ，１９ｂ，１９ｂ）に対する一方の軸受け部（１７ａ，１８ａ，１９ａ）の側方移動に対して異なる移動制約を加えるように、即ち、第１軸受け部対（１７ａ，１７ｂ）については、全く側方移動が許容されないように、そして、第２の軸受け対部（１８ａ，１８ｂ）については、一空間方向における直線側方移動のみが許容され、そして第３の軸受け対部（１９ａ，１９ｂ）については、二つの空間方向における二次元的側方移動が許容されるように、構成されている。
2010518409.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物表面の非接触式光学走査用の走査センサシステムであって、該システムが、互いに適合されたシステム部材として、センサヘッド（２）と光学ユニット（３）とを備えたものにおいて、
前記光学ユニット（３）は、固定装置（４）によって、前記センサヘッド（２）に高精度で取り付け、位置決めが可能であり、
前記固定装置（４）が、前記光学ユニット（３）を前記センサヘッド（２）に向けて押し付ける押し付け装置（３０）を含み、
前記固定装置（４）が、それによって前記センサヘッド（２）に対して押し付けられた光学ユニット（３）が支持され、それによって位置決めされる、三つの軸受け（２０，２１，２２）を含み、
前記三つの軸受け（２０，３１，２２）のそれぞれが、それらの形状と位置とにおいて互いに適合された一対の軸受け部（１７ａ，１７ｂ；１８ａ，１８ｂ；１９ａ，１９ｂ）を含み、これら軸受け部が軸受け面を有し、前記軸受け部対のそれぞれの前記軸受け部の一方（１７ａ，１７ｂ，１９ｂ）が前記軸受け部対の他方の軸受け部（１７ｂ，１８ｂ，１９ｂ）の少なくとも１つの前記軸受け面と接触し、
各軸受け部対の一方の軸受け部（１７ｂ，１８ｂ，１９ｂ）が前記光学ユニット（３）に位置し、前記軸受け部対の他方の軸受け部（１７ａ，１８ａ，１９ａ）が前記センサヘッド（２）に位置し、そして
前記軸受け部対が、前記軸受け（２０，２１，２２）を通って延出する平面に対して、前記軸受け部対の一方の軸受け部（１７ａ，１８ａ，１９ａ）の側方移動が、前記軸受け部対の他方の軸受け部（１７ｂ，１８ｂ，１９ｂ）に対する側方方向での異なる移動制約を加えるように、即ち、
第１軸受け部対（１７ａ，１７ｂ）は全く側方移動を許容せず、
第２軸受け部対（１８ａ，１８ｂ）は、一空間方向における直線側方移動のみを許容し、そして
第３軸受け部対（１９ａ，１９ｂ）は、二つの空間方向における二次元的側方移動を許容するように、構成されている。
【請求項２】
請求項１記載のシステムであって、各軸受け部対の前記軸受け部の１つ（１７ｂ，１８ｂ，１９ｂ）は、凹状湾曲軸受け面、特に、前記軸受け（２０，２１，２２）を通って延出する平面を横断して延出する回転軸心を有する回転面として形成され、好ましくは、前記平面に対して直交横断する回転軸心を有する回転面として形成された軸受け面、を有する。
【請求項３】
請求項１または２記載のシステムであって、前記第１軸受け部対の軸受け部の１つ（１７ａ）は、三つの凹状湾曲軸受け面、特に、前記軸受け（２０，２１，２２）を通って延出する平面を横断して延出する回転軸心を有する回転面として形成され、好ましくは、前記平面に対して直交横断する回転軸心を有する回転面として形成された軸受け面、を有する。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載のシステムであって、前記第２軸受け部対の前記軸受け部の１つ（１８ａ）は、１つの平面においてのみ凸状に湾曲した二つの軸受け面、特に、直線状の母線を有する回転面、を有する。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載のシステムであって、前記第３軸受け部対の軸受け部の１つ（１９ａ）は、平坦な軸受け面を有する。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載のシステムであって、前記センサヘッドと前記光学ユニットとの間で作用する保持力を作り出す前記押し付け装置（３０）は、前記固定装置（４）の近傍において前記システム部材（２，３）の一方に位置する少なくとも１つのマグネット（３１）を含む。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載のシステムであって、前記光学ユニット（３）の前記軸受け部（１７ｂ，１８ｂ，１９ｂ）は、前記光学ユニット（３）の固定フランジ（１５ｂ）に位置し、当該固定フランジは光チャンネル（８ｂ）から径方向外側に延出している。
【請求項８】
請求項７記載のシステムであって、前記光学ユニット（３）の前記軸受け部（１７ｂ，１８ｂ，１９ｂ）の前記軸受け面の、前記光学ユニット（３）内の光チャンネル（８ｂ）の軸心からの距離は、少なくとも５ｍｍ、好ましくは、少なくとも１０ｍｍ、そして特に好ましくは、少なくとも１５ｍｍである。
【請求項９】
請求項７又は８のいずれかのシステムであって、その長手軸心の方向（矢印３３）における前記光学ユニット（３）の自由端部（３６）に対する衝撃から保護するために、
前記センサヘッド（２）は中央凹部（３５）を備えた固定フランジ（１５ａ）を有し、
前記光学ユニット（３）の前記固定フランジ（１５ｂ）は、前記光学ユニット（３）を前記センサヘッド（２）に取り付けるために、前記センサヘッド（２）の前記固定フランジ（１５ａ）の前記中央凹部（３５）を通過可能に構成され、それにより、前記光学ユニット（３）と前記センサヘッド（２）との組み付け状態において、前記光学ユニット（３）の前記固定フランジ（１５ｂ）は、前記光学ユニット（３）の前記自由端部（３６）から離間する前記センサヘッド（２）の前記固定フランジ（１５ａ）の後方側に位置し、
前記光学ユニット（３）の前記軸受け部（１７ｂ，１８ｂ，１９ｂ）は、その自由端部に面する前記光学ユニット（３）の前記固定フランジ（１５ｂ）の前方側に位置し、そして
前記センサヘッド（２）の前記軸受け部（１７ａ，１８ａ，１９ａ）は、前記光学ユニット（３）の自由端部から離間する前記センサヘッド（２）の前記固定フランジ（１５ａ）の後方側に位置する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物表面の非接触式光学走査のための走査センサシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの応用分野において対象物の表面を正確に走査するという課題が発生する。ここで、「走査する」という用語は、一般に、その空間における形状についての情報を得るために表面上において複数の測定点を得る全ての方法に関するものとして使用される。特に、それは、対象の正確な寸法（「寸法検査」）だけでなく、その表面の構造的特徴、例えば、その粗さ、を検査することも含まれる。表面走査には、更に、光が貫通する対象物の薄い表面の近傍の層の検査も含まれ得る。
【０００３】
種々の光学走査センサシステムが知られている。それらの機能は、例えば、画像処理に基づくものとすることができる。この場合、測定対象物は特殊な照明技術によって照明され、ビデオ技術によって観察され、その結果は画像処理ソフトウエアによって評価されて所望の寸法情報に変換される。レーザ距離センサも知られており（特許文献１参照）、それらは、特に、測定対象物の平坦さの高速測定と、低度の曲率を有する自由形状の表面の測定のために推奨されている。
【０００４】
本発明は、詳しくは、低コヒーレンス干渉分光法を使用する光学走査センサシステムに関する。この技術において、距離走査（センサヘッドと対象物表面との間の距離に関する高精度な情報を得ること）が、低コヒーレンス（スペクトル的に広帯域に放出する）光源からの光を、走査対象表面へ延びる測定光路と、参照光路との、二つの光路に分割し、それらが互いに干渉するように、それらが検出器に入射する前に前記二つの光路を合流することによって達成される。前記特許文献１において、低コヒーレンス干渉法によって距離走査が行われる方法は、「低コヒーレンス距離走査」（ＬＣＤＳ）とも呼ばれている。これらの方法とその対応の装置は公知であり、種々の態様が特許文献２から４に記載されている。これらの文献の内容をここに参考文献として合体させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】欧州公開第１５８０５２１号
【特許文献２】国際公開第０３／０７３０４１号
【特許文献３】国際公開第２００５／０８８２４１号
【特許文献４】国際公開第２００７／０７９８３７号（国際特許出願ＰＣＴ／ＥＰ２００６／０１１５８６）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記走査センサシステムが種々の要望にフレキシブルに対応することを可能にするために、ここではセンサヘッドと呼ぶベース部に対して交換可能に取り付けることができる複数の種類の光学ユニットを提供することが有利である。たとえシステムが種々の光学ユニットを備えていないとしても、交換可能な取り付けが、特に、損傷時の交換の容易性のために有利である。更に、光学ユニットのセンサヘッドに対する取付を、衝突からの保護が達成されるように、構成することも望まれるかもしれない。
【０００７】
光学ユニットの交換は可能な限り単純で工具を必要としないものであることが望まれる。同時に、センサヘッドに対する光学ユニットの位置決めの精度に関しては極めて高い要件が満たされなければならない。ＬＣＤＳ法は、サブミクロン範囲での精度を有する距離測定を可能にする。横方向（走査される光ビームを横切る方向）解像度は数ミクロンである。勿論、このような品質は光学ユニットがセンサヘッドに対して交換可能に取り付けられる場合にも保持されなければならない。従って、光学ユニットとセンサヘッドとの間の機械的接続精度は光学走査における前記値よりも良好なものでなければならない。
【０００８】
このことから、本発明の課題は、互いに対して適合されるシステムコンポーネントとしてセンサヘッドと光学ユニットとを備える走査センサシステムであって、前記光学ユニット、好ましくは複数の種類の光学ユニットが、センサヘッドに対して可能な限り単純に、但し、光学測定の質を実質的に損なわない精度で、接続することが可能なシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題は、互いに対して適合されるシステムコンポーネントとしてセンサヘッドと光学ユニットとを備える対象物表面の非接触式光学走査のための走査センサシステムであって、前記光学ユニットが前記センサヘッドに対して固定装置によって高精度で取り付け、位置決め可能であり、前記固定装置が、前記光学ユニットを前記センサヘッドに対して押し付ける押し付け式装置として構成され、当該固定装置が、前記センサヘッドに対して押し付けられる前記光学ユニットを支持してそれを位置決めすることが可能な三つの軸受け部を有し、これら三つの軸受け部のそれぞれがそれらの形状と位置とに関して互いにマッチングされた一対の軸受け部を備え、前記軸受け部対の軸受け部のそれぞれが軸受け面を有し、前記軸受け部対の他方の軸受け部の少なくとも１つの軸受け面と接触し、前記軸受け部対の一方の軸受け部が前記光学ユニットに固定され、前記軸受け部対の他方の軸受け部が前記センサヘッドに固定され、そして、前記軸受け部対は、前記軸受けを貫通して延出する軸受け面に対して、側方方向において、前記軸受け部対の他方の軸受け部に対する一方の軸受け部の側方移動に対して異なる制約を加えるように、即ち、第１軸受け部対は、全く側方移動を許容せず、第２の軸受け対部は、一空間方向における直線側方移動のみを許容し、そして第３の軸受け対部は、二つの空間方向における二次元的側方移動を許容するように、構成されている対象物表面の非接触式光学走査のための走査センサシステムにより達成される。
【００１０】
本発明は、構造的に単純で取り扱いが簡便な、センサヘッドに対する光学ユニットの接続構造を達成するものである。具体的には、小さな機械的誤差があっても、それによって、センサヘッドに対する測定ユニットのぐらつきを引き起こす位置決めの過剰規定になることがない。そのような過剰規定は、非常に強い力で押し付けて、それによって互いに接触している部材を変形させることによって埋め合わせることができるかもしれない。しかしながら、それによって固定の精度が損なわれ、取り扱いの簡便性（可能であれば、工具無し）は達成されない。
【００１１】
ＤＥ  ３８３４１１７  Ａ１から、走査センサシステムにおいてセンサヘッドと光学ユニットとの間の分離点において、１つの空間方向における側方移動のみを許容するものであり、そのそれぞれが１つのシリンダロッドと一対のボールから成る軸受け部対を使用することが知られている。この文献においては、衝突に対する保護のためにも類似の構造が使用されている。このシステムには、上述した過剰規定の問題がある。僅かな製造誤差があっても、それによって、三つのシリンダのうち二つしか各ボール対に接触しないという状態が起こりうる。これによって角度誤差が生じる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】センサヘッドと、互いに交換可能にこのセンサヘッドに接続することができる三種類の光学ユニットとを備える走査センサシステムの概略側面図である。
【図２】本発明による走査センサシステムの固定装置の側方斜視図である。
【図３】本発明に関連する幾何学条件を説明するための固定フランジの斜視図である。
【図４】本発明による走査センサシステムの別の固定装置の斜視図である。
【図５】図４のシステムの別の角度からの斜視図である。
【図６】ハウジング部除去後の図５に類似の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を図面に図示されている例示的実施例を参照して詳細に説明する。本発明の好適実施例を提供するために、ここに図示されている特徴構成は単体又は組み合わせのいずれでも使用可能である。
【００１４】
図１に図示の走査センサシステム１は、センサヘッド２として示されているベース部と、前記センサヘッド２に、固定装置４によって取り付け可能な光学ユニット３とから構成されている。図示のケースにおいて、前記光学ユニット３は、三種類の実施例が可能であり、これらは、５ａ，５ｂ，５ｃとして示され、これによって対象物表面７の走査において生じる種々の要請に適合することが可能となっている。
【００１５】
図１に図示のセンサヘッドは、国際公開第２００７／７９８３７号に対応するものである。それは前記光学ユニット３によって形成される前端部を備える走査モジュール６の回転（矢印１０）と軸心方向移動（矢印１１）とを可能にする。前記走査モジュール６のこれらの移動によって走査光線９を前記対象物表面７上において移動することが可能である。
【００１６】
図１は、前記光学ユニット３を変えることによって異なる走査タスクに適合することが可能な走査センサシステム１を図示している。例えば、光学ユニット５ａは、互いに対して実質的に直交する二つの対象物表面を走査することを可能にし、これに対して、光学ユニット５ｂは、これと同じことを、互いに対して傾斜する対象物表面に対して可能にする。光学ユニット５ｃは、前記光学ユニット５ａと同様、互いに対して直交する走査表面に適したものであるが、但し、より側方距離が大きな側方対象物表面に適している。
【００１７】
図１に図示の走査センサシステムが静止状態に位置決めされる場合、それは静止対象物、又は、前記走査センサシステムを通過して移動する対象物、の比較的狭い空間領域を走査するのに適したものとなる。より大きな表面領域を走査する場合には、前記走査センサシステムを、位置決め装置、例えば、座標測定装置、又は、位置決めロボット、に取り付けることができる。図１は、前記走査センサを取り付けるために提供されるそのような位置決め装置のホルダ１２のみを図示している。
【００１８】
以上までは、図１に図示の走査センサシステムにはまだ本発明に関連する特徴はない。その更なる詳細については既に挙げた文献を参照することができる。
【００１９】
図１の走査センサシステムの特徴で本発明に固有のものは、前記光学ユニット３を前記センサヘッド２に接続する前記固定装置４に関連する。図示のケースのように、特に本出願に関連するのは、自由ビーム光学部材による走査のために使用される測定光線を案内する光チャンネル８が二つの部分、即ち、前記センサヘッド２の部材である第１部分８ａと、前記光学ユニット３の部材である第２部分８ｂ、とから構成されていることである。このような構成の場合、前記光チャンネル８の前記二つの部分８ａ，８ｂの互いに対する位置決めがたとえ僅かにでも変化すれば、測定の不正確性が生じる。従って、前記センサシステム１内の光路の前記部分８ａ，８ｂを形成する構造部材が最高の位置決め精度で互いに再現可能に固定されるようにしなければならない。
【００２０】
図２及び図３は、これらの要件を満たす固定装置４の実施例を図示している。互いに接続される前記光チャンネル８の前記二つの部分８ａ，８ｂ、それぞれは、互いに面するそれらの端部において固定フランジ１５ａ，１５ｂを備え、これら固定フランジ１５ａ，１５ｂは、前記光チャンネル８の軸心から径方向に延出している。これら固定フランジ１５ａ，１５ｂのそれぞれは、三つの軸受け部１７ａ，１８ａ，１９ａ又は１７ｂ，１８ｂ，１９ｂを備え、これらはそれぞれ、前記システム部分２及び３の組みつけられた状態において、軸受け２０，２１，２２を形成する。前記光学ユニット３は、それが前記センサヘッド２に向けて軸心方向に押し付けられる時、前記三つの軸受け２０，２１，２２によって支持され、位置決めされる。
【００２１】
前記光学ユニット３を前記センサヘッド２上に載置した時、幾何学的指標部２４ａ，２４ｂによって正しい回転位置が保証され、これは前記二つの固定フランジ１５ａ，１５ｂが互いに１つの回転位置にのみ位置決めされることを可能にする。図示のケースにおいて、これらの指標部２４ａ，２４ｂは、一方の前記固定フランジ１５ａに取り付けられた筒状ピン２４ａと、他方の固定フランジ部１５ｂに形成されたそれに対応する凹部２４ｂ、とによって形成されている。
【００２２】
前記固定装置４の機能にとって、前記軸受け部対１７ａ，１７ｂ；１８ａ，１８ｂ及び１９ａ，１８ｂが、前記軸受け２０，２１，２２を通って延出する軸受け面に対して、軸受け部対の一方の軸受け部の側方移動が、その軸受け部対の他方の軸受け部に対する側方方向での異なる移動制約を与えることが必須である。これらの移動制約は、図３を参照して後に説明するように、互いに接触する軸受け面の形状から生じるものである。
【００２３】
図３及び４に図示の軸受け部対のそれぞれにおいて、各軸受け部は、単一の軸受け面を有し、これは図示の例では球形に湾曲している。図３は、前記軸受け部１７ｂ，１８ｂ及び１９ｂを完全な球として図示している。但し、軸受け部対の他方の軸受け部に接触する軸受け部の部分面のみが重要であって、これらが各軸受け面を形成するものであることは勿論である。図２及び図３は、例えば、半球形状の軸受け部１７ｂ，１８ｂ及び１９ｂを図示している。
【００２４】
前記湾曲は必ずしも球形である必要はない。具体的には、前記軸受け部１７ｂ，１８ｂ，１９ｂの形状を、その軸受け面が異なる（非球形）凸形状を有するようにすることも可能であり、その軸受け面は、好ましくは、前記軸受け２０，２１，２２を通って延出する軸受け平面を横断して延出する回転軸心を有する表面として形成される。前記回転表面の母線がその周りを回転する前記回転軸心は、好ましくは、前記回転平面に対して直交する。但し、前記回転面の軸心が、前記軸受け平面に対してそれがこの平面を横断する意味において横方向に延出し、その形状によって前記軸受け部対の他方の軸受け部との協働で所望の移動制約が確保される、他の向きも可能である。
【００２５】
前記軸受け部対のそれぞれの他方の軸受け部１７ａ，１８ａ，１９ａは、それによって以下のような異なる移動制約が提供されるように前記三つの軸受け２０，２１，２２について互いに異なって構成される。
【００２６】
即ち、
ａ）前記軸受け２０を形成する前記第１軸受け部対１７ａ，１７ｂの場合は、他方の軸受け部１７ａ（図示の実施例では固定フランジ１５ａ上に位置）が、前記軸受け平面においていかなる側方移動も可能でない。図示のケースにおいて、これは、他方の軸受け部１７ｂに面し、この軸受け部１７ｂの軸受け面と接触する軸受け面を形成する三つの球形湾曲面によって達成される。前記望ましい移動制約は、又、他の形状の回転面によっても達成可能であり、いずれの場合でも、前記軸受け部１７ａは、好ましくは、他の軸受け部１７ｂの方向において凸状に湾曲した三つの軸受け面を備える。ここでも、前記凸状湾曲軸受け面は、好ましくは、上述したように、前記軸受け面を横切る、同じ方向に延出する回転軸心を有する回転面である。
【００２７】
ｂ）前記第２軸受け２１の場合、他の軸受け部１８ａは、第２軸受け部対１８ａ，１８ｂが、上述した平面での直線側方移動のみを許容するように構成され、この移動は、両向き矢印２６によって示されている。このケースでは、これは、前記軸受け平面と平行に延出する円筒軸心を備える円筒として形成された二つの軸受け面を有する軸受け部１８ａによって達成される。或いは、前記望ましい移動制約を確保する異なる形状の軸受け面も考えられる。具体的には、許容される側方移動（矢印２６）に対して垂直に、しかし、この許容可能な側方移動の空間方向において直線状に延出する平面において凸状に湾曲した軸受け面も使用可能である。これらは具体的には、直線状の母線を有する回転面から構成される。
【００２８】
ｃ）前記第３軸受け２２の他の軸受け部１９ａは、それが二次元の側方移動（矢印２８，２９）、即ち、前記軸受け平面内での任意の移動、を許容するように形成される。図示のケースにおいて、これは、前記軸受け部１９ａの平坦な（前記軸受け平面と同一平面内にある）軸受け面、によって達成される。
【００２９】
前記光学ユニット８を前記センサヘッド２に取り付けるために必要な圧力は、その全体を３０で示し、好ましくは、前記固定装置の領域において、前記システムパーツの一方、即ち、前記光学ユニット３又は前記センサヘッド２、に固定されたマグネットから構成される、押し付け装置によって提供される。例えば、図３に図示されているように、永久磁石３１（図示のケースにおいては環状）を前記両フランジの一方、１５ａ又は１５ｂ、に挿入することができる。これに対向するシステム部分は、この永久磁石３１に向けて引き付けられるように、磁性材から構成されなければならない。互いに面して異なる磁極を有する二つの永久磁石が好適に使用される。
【００３０】
前記図面に図示の実施例において、既に説明したように、前記光学ユニット３の軸受け部１７ｂ，１８ｂ，１９ｂは、前記光チャンネル８ｂを取り囲むハウジング部分（即ち、図２と４〜６に図示の測定ニードル３２）上に直にではなく、前記光学ユニット３内の光チャンネル８ｂの軸心から径方向外方に延出するフランジ１５ｂ上に位置している。これによって、光学軸心からの径方向距離が大きくなり、その結果、特に、光学ユニット３内のチャンネル８ｂの光軸とセンサヘッド２内のチャンネル８ａの光軸との間での角度偏差に対して、より安定した固定が提供される。前記光チャンネル８ｂの軸心からの前記軸受け部１７ｂ，１８ｂ，１９ｂの距離（より正確には、これらの軸受け部の軸受け面の最短距離）は、少なくとも５ｍｍ、好ましくは、少なくとも１０ｍｍ、そして特に好ましくは、少なくとも１５ｍｍであるべきである。
【００３１】
図２及び３を参照して記載した固定装置４のもう一つの利点は、それによって、前記光学ユニット３の領域において前記光チャンネル８ｂを形成する測定ニードル３２（図２中においてのみ図示）が作業中に近傍のなんらかの部材と衝突した場合に、衝突保護が提供されることにある。取り外し可能な、好ましくは磁石式の、押し付け力と上述した軸受け２０〜２２による固定によって、測定ニードル３２に対して側方から衝撃が加えられた場合に、光学ユニット３が傾動（図２及び３に概略図示）してセンサヘッド２から外れる。この衝突からの保護によって、光学ユニット３、特に、測定ニードル３２、に対するすべての損傷を回避することができる。
【００３２】
但し、図２及び３に図示の実施例においては、その前方、即ち、図４において矢印３３で示されている方向での、測定ニードル３２に対する軸心方向に作用する衝撃に対してはなんら衝突保護は提供されていない。図４〜６は、この場合における衝突保護を提供する構成を図示している。図４及び５は、取り付け状態における固定装置４を図示し、これに対して、図６では、その内部の機能部分がより良く見えるようにするためにハウジング部が除去されている。
【００３３】
図４〜６に図示の構成において、ここでも、固定装置４はそれぞれ前記光学ユニット３とセンサヘッド２との一部である、二つの固定フランジ１５ａ， １５ｂを備えている。但し、この場合、光学ユニット３の固定フランジ１５ｂとセンサユニット２の固定フランジ１５ａとは、前者が後者に対してその中央凹部３５を通して挿入可能であるように構成されている。これらシステム部材２，３の組み付け状態において、前記光学ユニット３のフランジ１５ｂは、センサヘッド２のフランジ１５ａよりも、軸心方向において更に後方に位置する（即ち、光学ユニット３の自由端部３６から更に離れている）。この結果、光学ユニット３の一部である光チャンネル８の部分８ｂがフランジ１５ａの凹部３５を通って延出する。前記フランジ１５ａは、前記センサヘッド２への、即ち、光チャンネル８ａを形成する構造部材、への機械的接続を構成する前記フランジ１５ｂを取り囲む（かご状）ハウジング部３４に接続されている。
【００３４】
前記軸受け２０，２１，２２は、図２及び３と類似に構成されているが、ここでは、フランジ１５ａ又は１５ｂのそれぞれ反対側に設けられている。その結果、光学ユニット３の軸受け部は、フランジ１５ｂの前側（ニードル３２の自由端部３６に面する）に位置し、それに対して、センサヘッド２の軸受け部はフランジ１５ａの後側に、即ち、センサヘッド２に面して、位置している。
【００３５】
もしも、図４〜６に図示の実施例において、測定ニードル３２が矢印３３の方向において前方から衝撃を受けたならば、そのような軸心方向からの衝撃の場合のダメージを回避するべく光学ユニット３がセンサヘッド２から離れることができる。
【００３６】
一好適実施例によれば、衝突を検出するために光バリアが使用され、この光バリアは衝突から生じる光学ユニット３の移動を検出する。図１に図示されているように、対応の光バリア装置３７をセンサユニット２の固定された（回転しない）部分に取り付けることができる。この光バリア装置３７の光線（例えば、反射法によって作動する）は、光学ユニット３の前方（自由）端部３６に向けられ、それが衝突によって引き起こされる光学ユニットの移動を検出するように構成される。その回転軸心に対して回転対称なミラーリング３８を、この目的のために、光学ユニット３に設けることができる。
【００３７】
勿論、上述した実施例は、本発明の教示から逸脱することなく様々な点において改変することができる。以下にいくつかの可能な改変構成例を列記するが、これらはいかなる点においても限定的なものと解釈されてはならない。
【００３８】
その部分８ａ，８ｂを備える光チャンネル８を形成する部材は、図面においては閉じられた筒として図示されている。これは必ずしも必要ではない。具体的には、もしも外部光からの干渉が選択された走査方法において問題とならないのであれば、開放構造の光チャンネルも可能である。
【００３９】
同じことはフランジにも言え、これらも、例えば、格子状構造として構成することが可能である。フランジの外部形状も、（例えば、図４〜６図示されているように）、異なるものとすることが可能である。
【００４０】
これまで説明した具体例から理解されるように、ここで「軸受け部」という用語は、分離した部材として理解されてはならない。むしろ、この用語は、それぞれの場合において、光学ユニット又はセンサヘッド側に位置する軸受け２０，２１，２２の一部分を示すものである。その具体的構成に応じて、前記軸受け部のそれぞれは、複数の分離した部材から構成することが可能であるが、又、光学ユニット又はセンサヘッド側（特に、その固定フランジ側）に一体形成することも可能である。重要なことは、これらの軸受け部が、所定の制約が達成されるように協働するということである。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は、互いに対して適合されるシステムコンポーネントとしてセンサヘッドと光学ユニットとを備える走査センサシステムに利用することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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