專利名稱：光學(xué)式測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有將被放置在載物臺上的測量對象物的光學(xué)圖像成像在屏 幕上的光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)式測量裝置。
背景技術(shù)：
已知一種光學(xué)式測量裝置，對被放置在載物臺上的測量對象物照射照明 光，并且將來自該測量對象物的透過光或者反射光放大成像在屏幕上，根據(jù) 被放大成像在該屏幕上的光學(xué)圖像來測量測量對象物的尺寸或形狀等。
在載物臺上具有二軸的線性編碼器等的光學(xué)式測量裝置中，通過將被成 像在屏幕上的測量對象物的光學(xué)圖像的測量邊緣部與屏幕上的基準(zhǔn)點(diǎn)重合， 讀取這時的載物臺的二維坐標(biāo)，可以測量測量對象物的尺寸或形狀等。
而且，如果使用被設(shè)置在屏幕上的檢測光學(xué)圖像的測量邊緣部的通過的
邊緣^r測傳感器、以及記錄測量邊緣部通過邊緣;險測傳感器時載物臺的二維 坐標(biāo)的數(shù)據(jù)處理裝置，則可以自動地檢測測量邊緣部的通過并讀取這時的載 物臺的二維坐標(biāo)。由于通過邊緣檢測傳感器檢測測量邊緣部，所以可以排除 測量者的感覺不同所造成的測量數(shù)據(jù)的個人差異。
對于具有這樣的邊緣檢測傳感器的光學(xué)式測量裝置，從各種觀點(diǎn)完成了 多個提案。例如，在特開平3-35106號公報中公開了通過利用多個邊緣檢測 傳感器來縮短測量時間的光學(xué)式測量裝置。
但是，在通過邊緣檢測傳感器檢測測量邊緣部的通過的光學(xué)式測量裝置 中，存在測量邊緣部不鮮明的時候或進(jìn)行反射測量的時候等不能通過邊緣檢 測傳感器檢測測量邊緣部的情況。
在這樣的情況下，雖然也可以如上所述那樣以目視將光學(xué)圖像的測量邊 緣部和屏幕上的基準(zhǔn)點(diǎn)重合來指定測量邊緣部并進(jìn)行測量，但是產(chǎn)生以下的問題。
通常，邊緣檢測傳感器被設(shè)置在與屏幕上的基準(zhǔn)點(diǎn)不同的位置。這是因 為若將邊緣檢測傳感器設(shè)置在與基準(zhǔn)點(diǎn)相同的位置，則邊緣檢測傳感器成為 遮擋，不能視覺識別基準(zhǔn)點(diǎn)。因此，在目視下的測量數(shù)據(jù)和邊緣檢測傳感器 下的測量數(shù)據(jù)之間，產(chǎn)生屏幕上的基準(zhǔn)點(diǎn)和邊緣檢測傳感器離開距離的偏差。 因此，為了測量多個測量邊緣部來得到測量對象物的尺寸或形狀等，需 要用目視和邊緣檢測傳感器的其中一個來進(jìn)行全部的測量，不能使目視下的 測量和邊緣;險測傳感器下的測量混合。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供光學(xué)式測量裝置，具有邊緣檢測傳感器，能夠進(jìn)行 使目視下的測量和邊緣檢測傳感器下的測量混合的測量。本發(fā)明的光學(xué)式測量裝置包括具有基準(zhǔn)線的屏幕；可移動的載物臺； 使被放置在該載物臺上的測量對象物的光學(xué)圖像成像在所述屏幕上的光學(xué)系 統(tǒng)；以及在所述屏幕上的任意位置中檢測所述光學(xué)圖像的測量邊緣部的通過 的邊緣檢測傳感器，其特征在于，還包括偏移值存儲單元，將從所述基準(zhǔn) 線到所述邊緣;險測傳感器的距離作為偏移值進(jìn)行存儲；以及校正數(shù)據(jù)計算單 元，對于利用所述基準(zhǔn)線和所述邊緣檢測傳感器測量的測量數(shù)據(jù)，利用所述 偏移值進(jìn)行一交正。按照本發(fā)明，由于具有將從基準(zhǔn)線到邊緣檢測傳感器的距離作為偏移值 進(jìn)行存儲的偏移值存儲單元，以及對于利用基準(zhǔn)線和邊緣;險測傳感器測量的 測量數(shù)據(jù)，利用偏移值進(jìn)行校正的校正數(shù)據(jù)計算單元，所以可以校正目視下 的測量數(shù)據(jù)和邊緣檢測傳感器下的測量數(shù)據(jù)之間產(chǎn)生的偏差，取得測量數(shù)據(jù) 的一致性。即，雖然在目視下的測量數(shù)據(jù)和邊緣檢測傳感器下的測量數(shù)據(jù)之間，產(chǎn) 生屏幕上的基準(zhǔn)線和邊緣檢測傳感器離開的距離的偏差，偏移值存儲單元預(yù) 先將基準(zhǔn)點(diǎn)和邊緣檢測傳感器的距離作為偏移值存儲，校正數(shù)據(jù)計算單元從 偏移值存儲單元讀入偏移值，從目視下的測量數(shù)據(jù)或者邊緣檢測傳感器下的 測量數(shù)據(jù)減去偏移值，所以測量數(shù)據(jù)的偏差消除，可以取得測量數(shù)據(jù)的一致 性。因此，在具有邊緣檢測傳感器的光學(xué)式測量裝置中，可以進(jìn)行使目視下 的測量和邊緣;險測傳感器下的測量混合的測量。在本發(fā)明的光學(xué)式測量裝置中，最好所述基準(zhǔn)線是正交的兩根直線所構(gòu) 成的十字線，所述偏移值被作為沿著所述十字線的兩根直線的兩個方向的二 維信息進(jìn)行存儲。按照這樣的結(jié)構(gòu)，在通常的XY坐標(biāo)系中的二維測量中，可以校正在目 視下的測量數(shù)據(jù)和邊緣檢測傳感器下的測量數(shù)據(jù)之間產(chǎn)生的偏差，取得測量 數(shù)據(jù)的一致性。由此，可以使目視下的測量和邊緣檢測傳感器下的測量混合。本發(fā)明的光學(xué)式測量裝置最好包括測量方法指定單元，對利用所述基準(zhǔn)線和所述邊緣;險測傳感器中的哪一個進(jìn)行測量進(jìn)行指定。按照這樣的結(jié)構(gòu)，由于可以對利用基準(zhǔn)線和邊緣檢測傳感器中的哪一個 進(jìn)行測量進(jìn)行指定，所以可以根據(jù)各個測量邊緣部的每一個的狀況，用目視 或者邊緣檢測傳感器進(jìn)行測量。


圖l是本實(shí)施方式的光學(xué)式測量裝置的立體圖。圖2是本實(shí)施方式的數(shù)據(jù)處理裝置的結(jié)構(gòu)的略圖。圖3是表示本實(shí)施方式的校準(zhǔn)(calibration)的操作步驟的圖。圖4是表示利用了本實(shí)施方式的光學(xué)式測量裝置的測量的步驟的圖。
具體實(shí)施方式
以下，根據(jù)

本發(fā)明的光學(xué)式測量裝置的實(shí)施方式。 圖1是本實(shí)施方式的光學(xué)式測量裝置1的立體圖。如圖1所示，光學(xué)式測量裝置1具有主體10、屏幕11、放置測量對象 物的載物臺12、具有對測量對象物照射光并使基于該光的測量對象物的光學(xué) 圖像成像在屏幕11上的光學(xué)系統(tǒng)的投影機(jī)13、數(shù)據(jù)處理裝置14。主體10由以下部件構(gòu)成具有載物臺12的基部101、被設(shè)置在基部101 的上面一端部的體部102、包括被設(shè)置在體部102的正面上部的屏幕11和投 影機(jī)13的頭部103。屏幕11被設(shè)置在主體10的頭部103的前面，具有以目視進(jìn)行測量時作 為基準(zhǔn)線的十字線lll、和邊緣檢測傳感器112。十字線111由在圓形的屏幕11的中心正交的兩根直線構(gòu)成。圓柱狀的邊緣檢測傳感器112內(nèi)置光學(xué)傳感器，在屏幕11上的任意位置 中檢測被成像在屏幕11上的測量對象物的光學(xué)圖像的測量邊緣部的通過。邊 緣檢測傳感器112被垂直地固定在屏幕11上， 一端與屏幕ll接觸，另一端 經(jīng)由連接電纜115與數(shù)據(jù)處理裝置14連接。而且，邊緣檢測傳感器112被設(shè)置在與十字線111的交點(diǎn)不同的位置。 這是由于如果邊緣檢測傳感器112被設(shè)置在十字線111的交點(diǎn)，則邊緣檢測 傳感器112成為遮擋，不能視覺識別十字線111的交點(diǎn)。載物臺12被設(shè)置在主體10的基部101的上面，可向相互垂直的X、 Y、 Z方向移動，其中內(nèi)置用于檢測載物臺12向各個方向的移動的三個線性編碼 器121、 122、 123。三個線性編碼器121、 122、 123經(jīng)由連接電纜124與數(shù) 據(jù)處理裝置14連接。而且，在圖1中前后方向與Y方向?qū)?yīng)，左右方向與X方向?qū)?yīng)，上下 方向與Z方向?qū)?yīng)。在屏幕11上，左右方向與X方向?qū)?yīng)，上下方向與Y 方向?qū)?yīng)。投影機(jī)13被設(shè)置在主體10的頭部103的下面，具有從載物臺12的下方 對放置在載物臺12上的測量對象物照射光，并且基于其透過光使測量對象物 的光學(xué)圖像成像在屏幕11上的光學(xué)系統(tǒng)131。數(shù)據(jù)處理裝置14具有顯示器141和操作按鈕142。顯示器141顯示測量 結(jié)果或偏移值等與測量有關(guān)的數(shù)據(jù)。操作按鈕142是測量方法指定部件，通 過操作操作按鈕142,可以指定利用十字線111和邊緣檢測傳感器112的哪一 個來進(jìn)行測量。而且，操作按鈕142除此之外還被用于與測量有關(guān)的各種操 作。而且，數(shù)據(jù)處理裝置14如上所述那樣，經(jīng)由連接電纜115與邊緣檢測傳 感器112連接，經(jīng)由連接電纜124與三個線性編碼器121、 122、 123連接。 而且，145是放置數(shù)據(jù)處理裝置14的架子。圖2表示數(shù)據(jù)處理裝置14的結(jié)構(gòu)的略圖。數(shù)據(jù)處理裝置14具有偏移值 存儲單元143、校正數(shù)據(jù)計算單元144。偏移值存儲單元143將從十字線111 的交點(diǎn)到邊緣檢測傳感器112的距離作為偏移值存儲。偏移值被作為沿著十 字線111的X、 Y方向的二維信息進(jìn)行存儲。校正數(shù)據(jù)計算單元144利用被 存儲在偏移值存儲單元143中的偏移值，對利用十字線111和邊緣檢測傳感 器112測量的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行校正。對利用這樣的光學(xué)式測量裝置1，同時使用目視和邊緣檢測傳感器112 來進(jìn)行測量邊緣部的指定，并測量測量對象物的尺寸或形狀等時的操作進(jìn)行 說明。(1 )校準(zhǔn) 在測量之前進(jìn)行校準(zhǔn)，即偏移值的存儲。圖3表示校準(zhǔn)的操作步驟。女汰"ff"4"、AA A 、在^tA ^ A站拔^ 1， P;tFI^ 詁A罟4吝、)佳^牛的各邊與X、 Y、 Z方向平行。操作數(shù)據(jù)處理裝置14的操作按鈕142從而消除前 次測量時的偏移值(設(shè)定初始化)。接著，測量并存儲X方向的偏移值。使載物臺12向X方向移動，從而使被成像在屏幕11上的基準(zhǔn)件的光學(xué) 圖像的一邊與十字線111中Y方向的直線重合。在該狀態(tài)下，操作數(shù)據(jù)處理 裝置14的操作按鈕142，并且使這時的載物臺的X方向的位置作為零來存儲 (X軸端面零設(shè)定)。接著，用邊緣檢測傳感器112檢測基準(zhǔn)件的光學(xué)圖像的同一邊(X軸端 面邊緣;險測)，使這時的載物臺的X方向的位置(a)作為偏移值存儲在偏移 值存儲單元143中(X軸偏移值存儲)。接著，測量并存儲Y方向的偏移值。使載物臺12向Y方向移動，從而使被成像在屏幕11上的基準(zhǔn)件的光學(xué) 圖像的一邊與十字線111中X方向的直線重合。在該狀態(tài)下，操作數(shù)據(jù)處理 裝置14的操作按鈕142,并且使這時的載物臺的Y方向的位置作為零來存儲 (Y軸端面零設(shè)定)。接著，用邊緣檢測傳感器112檢測基準(zhǔn)件的光學(xué)圖像的同一邊(Y軸端 面邊緣;險測)，使這時的載物臺的Y方向的位置(b)作為偏移值存儲在偏移 值存儲單元143中(Y軸偏移存儲)。通過以上的步驟，存儲了偏移值(a， b)(XY偏移值存儲)。而且，也 可以不按照以上那樣的操作，而操作操作按鈕142，將偏移值直接輸入數(shù)據(jù) 處理裝置14,并使其存儲在偏移值存儲單元143中。 (2)測量圖4表示測量的步驟。首先，操作數(shù)據(jù)處理裝置14的操作按鈕142,并且選擇尺寸測量或者形 狀測量等測量項(xiàng)目(選擇測量項(xiàng)目)。將測量對象物放置在載物臺12上，移動載物臺12從而使成像在屏幕11 上的測量對象物的光學(xué)圖像的測量邊緣部移動至十字線111的交點(diǎn)或者邊緣 檢測傳感器112附近(移動工件)。這里，通過操作按鈕142指定使用十字線111和邊緣;險測傳感器112中 的哪一個來進(jìn)行測量(測量方法的選擇)。在使用十字線111的情況下(不進(jìn)行邊緣檢測)，校正數(shù)據(jù)計算單元144經(jīng)由連接電纜124從三個線性編碼器121、 122、 123接收這時的載物臺12的 位置的測量數(shù)據(jù)(輸入XY計數(shù)器值)，將該測量數(shù)據(jù)作為測量值存儲并輸出 (測量值的決定)。在使用邊緣檢測傳感器112的情況下(附帶校正的邊緣檢測)，進(jìn)行基于 邊緣檢測傳感器112的測量邊緣部的檢測，校正數(shù)據(jù)計算單元144經(jīng)由連接 電纜124從三個線性編碼器121、 122、 123接收檢測測量邊緣部時的載物臺 12的位置的測量數(shù)據(jù)(輸入XY計數(shù)器值)，從該測量數(shù)據(jù)減去被存儲在偏移 值存儲單元143中的偏移值(偏移校正)，將其作為測量值存儲并輸出(測量 值的決定)。在用邊緣檢測傳感器112進(jìn)行全部的測量的情況下，在選擇測量項(xiàng)目時， 可以指定不進(jìn)行偏移校正的邊緣檢測傳感器112測量(僅邊緣檢測)。這時， 雖然與上述的情況一樣進(jìn)行XY計數(shù)器值輸入，但是不進(jìn)行偏移校正，完成 測量值的決定。按照本實(shí)施方式，具有如下所示的效果。 (1 )由于具有將從十字線111至邊緣檢測傳感器112的距離作為偏移值 存儲的偏移值存儲單元143,以及利用前述偏移值，對使用十字線111和邊緣 檢測傳感器112測量的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行校正的校正數(shù)據(jù)計算單元144，所以可 以取得目視下的測量數(shù)據(jù)和邊緣檢測傳感器112下的測量數(shù)據(jù)的一致性。即， 可以進(jìn)行使目視下的測量和邊緣檢測傳感器112下的測量混合的測量。(2) 由于可以指定用十字線111和邊緣檢測傳感器112的哪一個來進(jìn)行 測量后進(jìn)行測量，所以可以根據(jù)狀況，選擇以目視進(jìn)行測量，還是以邊緣檢 測傳感器112進(jìn)行測量。(3) 由于可以對數(shù)據(jù)處理裝置14直接輸入偏移值，并使其存儲在偏移 值存儲單元143中，所以可以省略校準(zhǔn)，可以縮短測量時間。例如，在不需 要測量精度等情況下，可以將用規(guī)尺等讀取的邊緣檢測傳感器112大致的位 置用作偏移值，簡略地進(jìn)行測量。(4) 由于在用邊緣檢測傳感器112進(jìn)行全部的測量的情況下，在選擇測 量項(xiàng)目時，可以指定不進(jìn)行偏移校正的邊緣檢測傳感器112測量，所以可以 進(jìn)行與以往的光學(xué)式測量裝置一樣的測量。
而且，本發(fā)明不限于前述實(shí)施方式，包含可達(dá)到本發(fā)明的目的的其他結(jié) 構(gòu)等的如下所示的變形等也包含在本發(fā)明中。(i )在前述實(shí)施方式中，表示了在每次測量時指定每次測量方法的步驟， 但是不限于此。例如，在沒有指定測量方法的情況下，可以自動地用與之前 的測量相同的測量方法進(jìn)行測量。按照這樣的設(shè)定，在用相同的方法進(jìn)行幾 次測量的情況下，可以節(jié)省指定每次測量方法的時間，縮短測量時間。(ii) 在前述實(shí)施方式的校準(zhǔn)步驟中，設(shè)為以目視進(jìn)行零設(shè)定，接著以邊 緣檢測傳感器112進(jìn)行基準(zhǔn)件的檢測，但是該步驟也可以相反。即，先以邊緣檢測傳感器112進(jìn)行零設(shè)定，然后以目視進(jìn)行基準(zhǔn)件的檢測。這時，在測量中，將從基于十字線111的測量數(shù)據(jù)減去了偏移值的結(jié)果作為測量值，而且基于邊緣檢測傳感器112的測量數(shù)據(jù)原樣作為測量值。(iii) 光學(xué)式測量裝置1的形狀或結(jié)構(gòu)不限于前述實(shí)施方式的形狀或結(jié)構(gòu)。例如，雖然表示了使載物臺12移動的光學(xué)式測量裝置1,但是，也可以 是固定載物臺12保持不動，使投影機(jī)13移動的光學(xué)式測量裝置1。而且，在前述實(shí)施方式中，與光學(xué)式測量裝置1的主體IO分開而設(shè)置了 數(shù)據(jù)處理裝置14，但是數(shù)據(jù)處理裝置14也可以內(nèi)置在主體10內(nèi)。這時，具 有不需要另外準(zhǔn)備架子145等優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求
1、一種光學(xué)式測量裝置，包括具有基準(zhǔn)線的屏幕；可移動的載物臺；使被放置在該載物臺上的測量對象物的光學(xué)圖像成像在所述屏幕上的光學(xué)系統(tǒng)；以及在所述屏幕上的任意位置中檢測所述光學(xué)圖像的測量邊緣部的通過的邊緣檢測傳感器，該光學(xué)式測量裝置還包括偏移值存儲單元，將從所述基準(zhǔn)線到所述邊緣檢測傳感器的距離作為偏移值進(jìn)行存儲；以及校正數(shù)據(jù)計算單元，對于利用所述基準(zhǔn)線和所述邊緣檢測傳感器測量的測量數(shù)據(jù)，利用所述偏移值進(jìn)行校正。
2、 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)式測量裝置，其特征在于， 所述基準(zhǔn)線是正交的兩根直線所構(gòu)成的十字線，所述偏移值被作為沿著所述十字線的兩根直線的兩個方向的二維信息進(jìn)行存儲。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的光學(xué)式測量裝置，包括 測量方法指定單元，對利用所述基準(zhǔn)線和所述邊緣沖企測傳感器中的哪一個進(jìn)行測量進(jìn)行指定。
全文摘要
本發(fā)明的光學(xué)式測量裝置包括具有基準(zhǔn)線的屏幕；可移動的載物臺；使被放置在該載物臺上的測量對象物的光學(xué)圖像成像在前述屏幕上的光學(xué)系統(tǒng)；以及在前述屏幕上的任意位置中檢測前述光學(xué)圖像的測量邊緣部的通過的邊緣檢測傳感器(112)，該光學(xué)式測量裝置還包括偏移值存儲單元(143)，將從前述基準(zhǔn)線到前述邊緣檢測傳感器(112)的距離作為偏移值進(jìn)行存儲；以及校正數(shù)據(jù)計算單元(144)，對于利用前述基準(zhǔn)線和前述邊緣檢測傳感器(112)測量的測量數(shù)據(jù)，利用前述偏移值進(jìn)行校正。
文檔編號G01B11/02GK101113891SQ20071013813
公開日2008年1月30日 申請日期2007年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月27日
發(fā)明者菊池直也, 越智研司, 高橋伸二 申請人:三豐株式會社