[實用新型]形狀測量裝置

有效

• 申請號: 201420204535.6
• 申請日: 2014-04-24
• 公開（公告）號: CN203837664U
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發明（設計）人: 吉田太郎;大淵一人;上原誠
• 申請（專利權）人: 株式會社V技術
• 主分類號: G01B11/25
• 分類號: G01B11/25
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 劉宗杰;呂琳

技術領域

本實用新型涉及一種測量被測量物體的形狀和尺寸的形狀測量裝置。

背景技術

通過光學構件測量被測量物體的形狀和尺寸的裝置通常具備有向配置有被測量物體的測量范圍投射平行光的投光部以及接收由投光部投射的光中未被被測量物體遮擋的光的受光部，受光部通過遠心受光透鏡對由投光部投射的光進行聚光，通過圖像傳感器接收通過配置在焦點位置的光圈的光來測量被測量物體的形狀和尺寸(參照下述專利文獻1)。

專利文獻1：日本專利公開2000-155013號公報

在這種現有技術中，在投光部中使用將光源所射出的光設為平行光的準直透鏡等投光透鏡，但出于光源不是完整的點光源，且由于光學系統的分辨率與(波長/開口數)成正比，因此為了得到實用的分辨率而不得不使用平行光以外的光等理由而不能將來自光源的光全部設為平行光，因此在受光部側使用遠心光學系統來抑制被測量物體因向光軸方向的偏位導致的測量精度下降。然而，即使利用遠心光學系統也難以增加開口數，只能接收光源射出的光的一部分，因此為了確保規定的受光量，需提高光源輸出，從節能觀點考慮存在問題。

并且，從光源射出的光存在光量不均，若該光量不均顯現在圖像傳感器的輸出中，則測量精度降低，因此前述的以往技術中，在光源的前面配置擴散板來消除光量不均。然而，若使用擴散板，則存在如下問題：非平行光進一步增加而導致投光強度降低，且受光量降低，并且因擴散光產生大量的雜散光，因此通過受光部內的光圈的雜散光入射到圖像傳感器，使圖像傳感器輸出的對比度降低，對測量精度造成不良影響。

實用新型內容

本實用新型以解決這種問題作為課題的一例。即本實用新型的目的在于通過提高光源光的利用效率，不提高光源輸出，而確保所希望的受光量，并消除光源光的光量不均的同時排除雜散光對測量精度造成的不良影響等。

為了達到這種目的，本實用新型的形狀測量裝置至少具備以下結構。

一種形狀測量裝置，其具備向被測量物體的設置面投射光的投光部和接收由所述投光部投射的光的受光部，通過所述受光部的輸出來測量被測量物體的形狀，其中，所述投光部具備光源、桿積分器及投光光學系統，所述桿積分器中入射從所述光源射出的光，所述投光光學系統具有能夠取入從所述桿積分器的光射出面射出的全光束的開口數和視場，且至少在所述被測量物體側呈遠心狀態，所述受光部具備拍攝元件和物體側遠心受光光學系統，所述拍攝元件接收被測量物體的投影影像，所述物體側遠心受光光學系統使所述設置面與所述拍攝元件的受光面成為共軛關系，所述投光光學系統內部的開口光圈與所述受光光學系統內部的開口光圈處于共軛關系。

具備這種特征的形狀測量裝置通過提高光源光的利用效率，無需提高光源輸出，就能夠確保所希望的受光量。并且，消除光源光的光量不均的同時，能夠排除雜散光對測量精度造成的不良影響。

附圖說明

圖1是說明本實用新型的一實施方式所涉及的形狀測量裝置的概要結構的說明圖。

圖2是表示本實用新型的一實施方式所涉及的形狀測量裝置中的投光光學系統的一例的說明圖。

圖3是表示本實用新型的一實施方式所涉及的形狀測量裝置中的受光光學系統的一例的說明圖。

圖4是表示本實用新型的實施方式所涉及的形狀測量裝置中的光學系統的其他結構例的說明圖。圖4(a)表示光學系統的YZ剖視圖，圖4(b)表示光學系統的XZ剖視圖，圖4(c)表示各光學要件的XY剖視圖。

圖5是說明菲涅爾透鏡的陰影的說明圖。

圖6表示照度平滑濾波器的功能的說明圖。圖6(a)是將中心部的透射率設為50％的例子，圖6(b)是將中心部的透射率設為80％的例子。

圖7是表示照度平滑濾波器的插入效果的說明圖。圖7(a)表示未插入的情況下的照度分布，圖7(b)表示插入的情況下的照度分布。

1-形狀測量裝置，2-設置面，3-投光部，4-受光部，5-形狀測量部，10-光源，11-桿積分器，11A-光射出面，12-拍攝元件，12A-受光面，20-投光光學系統，21-第一透鏡組，22-開口光圈，23-光路折射鏡，24-第二透鏡組，24f-菲涅爾透鏡，25-照度平滑濾波器，30-受光光學系統，31-第三透鏡組，32-第四透鏡組，33-開口光圈，W-被測量物體。

具體實施方式