[發明專利]形狀測量設備

無效

• 申請號: 201210113006.0
• 申請日: 2012-04-17
• 公開（公告）號: CN102749040A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: 根本賢太郎;山縣正意
• 申請（專利權）人: 株式會社三豐
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 邸萬奎

對相關申請的交叉引用

此申請基于并要求2011年4月18日提交的在先日本專利申請No.2011-091736的優先權權益，通過引用將其全部內容合并在此。

技術領域

本發明涉及一種形狀測量設備。

背景技術

迄今為止，已經已知這樣一種形狀測量設備，其以非接觸方式通過探測器(probe)掃描稱為待測量對象的工件的表面，并測量工件的表面的形狀(例如，參見PCT國際申請公布No.JP-T-2009-534969的日文翻譯)。

探測器通過包括諸如電荷耦合器件(CCD)和互補金屬氧化物半導體(CMOS)的成像元件、成像透鏡、線(line)激光器等而構成，并且通過使用沙姆普弗魯克(Scheimpflug)原理來執行測量。

如圖10中所示，沙姆普弗魯克原理是指：在通過分別延伸成像元件的成像平面、包括成像透鏡的主點的主平面、以及照射到工件上的線激光器的照射平面而獲得的平面被布置為在一點彼此相交的情況下，成像元件的成像平面完全變成聚焦(focusing)狀態。

在使用如上所述的沙姆普弗魯克原理的探測器中，測量精度(分辨能力)和測量范圍為權衡關系。也就是說，在由成像元件測量放置在線激光器的照射平面上的工件的情況下，使用的成像透鏡的成像范圍則由其光放大倍率決定。

因此，如圖11中所示，在測量寬范圍的情況下，使用低放大倍率的成像透鏡，并且，在以高精度測量窄范圍的情況下，使用高放大倍率的成像透鏡。

順便提及，迄今為止，在上述探測器中，已經采用了這樣的配置：其中線激光器和成像透鏡在制造過程中被固定至有關探測器，并且一旦被固定則無法被替換。因此，探測器的測量精度和測量范圍已經由固定的成像透鏡的光放大倍率和成像元件的尺寸唯一地決定。

因此，在與期望被執行測量的工件的尺寸匹配中，已經必須切換具有適當測量范圍(或測量精度)的探測器，并且，已經必須準備測量范圍(測量精度)的規范不同的多種類型的探測器。

為了僅僅因為期望的測量范圍(測量精度)不同而準備多種類型的探測器，已經產生了巨大成本，另外，已經必須在每次更換探測器時執行校準操作等，從而導致安裝工時的增加。

發明內容

本發明的目的是提供一種形狀測量設備，其包括能夠調節并改變測量范圍和測量精度的探測器。

根據本發明的一個方面，提供了一種形狀測量設備，其以非接觸方式通過探測器掃描工件的表面并測量工件的表面形狀，所述探測器包括：光照射單元，其將線狀(linear)光照射到工件上；以及成像單元，其使從光照射單元照射的光的反射光成像，反射光由工件反射，并且，所述成像單元包括：

成像元件，其使工件的像成像；

成像透鏡，其將由工件反射的反射光的像形成在成像元件的成像平面上；以及

透鏡更換單元，其使得成像透鏡可更換。

附圖說明

從下面給出的詳細描述以及附圖和表中，本發明的以上和其它目的、優點和特征將變得更加充分地被理解，其中，附圖和表格僅僅通過圖示而給出，從而并非意圖定義對本發明的限制，并且其中：

圖1是本發明的形狀測量設備的總配置圖；

圖2是用于說明形狀測量設備的光探測器的配置的視圖；

圖3A和3B是用于說明形狀測量設備的操作的視圖；

圖4是用于說明根據第一實施例的成像單元的視圖；

圖5是用于說明根據第一實施例的透鏡更換的視圖；

圖6是用于說明根據第二實施例的成像單元的視圖；

圖7是第二實施例的透鏡更換單元的俯視圖；

圖8是用于說明第三實施例的成像單元的視圖；

圖9是示出第三實施例的透鏡更換單元的俯視圖；

圖10是用于說明沙姆普弗魯克原理的視圖；以及

圖11是用于說明測量精度與測量范圍之間的關系的視圖。

具體實施方式

參考附圖對本發明的實施例進行描述。然而，本發明的范圍不限于所圖示的示例。

[第一實施例]

首先，對配置進行描述。

如圖1中所示，形狀測量設備100通過包括控制設備101、操作單元102、主機系統103和設備主體單元104而構成。

控制設備101控制設備主體單元104的驅動，并從設備主體單元104捕獲必要的測量坐標值等。

操作單元102用于允許用戶通過控制設備101手動操作設備主體單元104。