光学测量设备制造技术

一种光学测量设备，其相对于基准面进行光轴调节并获得高测量精度。在箱形光接收壳体的外面中，具有在放置光接收壳体时成为基准的基准面。在光接收壳体中，安装有光接收侧远心透镜。保持二维成像元件的成像元件保持件设置于光接收壳体的与导入开口相对的内面，并且二维成像元件以位置和姿势可调的方式安装。成像元件以位置和姿势可调的方式安装。成像元件以位置和姿势可调的方式安装。

【技术实现步骤摘要】
光学测量设备


[0001]本专利技术涉及一种通过将测量光投射到测量区域来测量测量对象物的光学测量设备。

技术介绍

[0002]例如，日本特开2012
‑
7898号公报公开了一种从光源照射的光照射到层压基板的周缘上方的图像传感器，并且通过将基板边缘的图像投影到图像传感器，可以检测两个基板的位置偏移。在图像传感器侧设置有远心透镜，并且将基板边缘的图像由所述远心透镜投影到图像传感器。

技术实现思路

[0003]注意，除了工件几何形状的测量之外，通过从光源到测量区域将测量光照射在工件上而在成像面上成像工件图像的光学测量设备可用于确定工件位置、对准测量等。
[0004]在这种情况下，相对于基准面，当光轴不水平和竖直时，在工件沿光轴方向移动时，工件在工件的偏移位置被成像在成像面上，使得测量精度下降。因此，在上述光学测量设备中，期望考虑光轴调节的结构。
[0005]考虑到光轴调节的容易性，光学系统的良好的可访问性是重要的，因此为了优先考虑这种良好的可访问性，首先光学系统安装到与壳体不同的不同单元，并且发光元件或成像元件也安装在所述不同单元中，并且在该安装结构中，通过调节和固定光学系统、发光元件、成像元件等的位置或倾斜度可以进行光轴调节。
[0006]然而，由于在光学系统和成像元件的安装状态下，不同单元被放置和组装在壳体内，测量精度容易劣化，并且将不同单元放置在壳体内之后，难以从外部调节成像元件的位置或倾斜度。
[0007]考虑到上述情况做出本专利技术。目的是提供一种通过相对于基准面进行光轴调节而获得高测量精度的光学测量设备。
[0008]为了实现上述目的，在第一公开中，通过将测量光投射到测量区域来测量工件的光学测量设备包括：光投射单元，其朝向测量区域投射平行光；光接收单元，其与所述光投射单元侧相对放置并接收经过所述测量区域的平行光，并产生放置在所述测量区域中的测量对象物的图像；和尺寸测量部件，其基于所述光接收单元中产生的图像对所述测量对象物进行尺寸测量。光学测量设备的光接收单元包括：光接收侧远心透镜，其中经过所述测量区域的平行光入射到所述光接收侧远心透镜；二维成像元件，其接收经过所述光接收侧远心透镜的光，并拍摄所述测量区域中的所述测量对象物的图像，用以产生所述测量区域中的所述测量对象物的图像；箱形的光接收壳体，其一个侧面上形成有导入开口并容纳所述二维成像元件，在不同于所述一个侧面的外面上设置有放置时作为基准的基准面和经由所述基准面进行放置的壳体安装孔，并且所述光接收侧远心透镜安装在所述光接收壳体上；成像元件保持件，其保持以所述二维成像元件的位置和姿势相对于所述光接收壳体的与所
述一个侧面相对的内面可调节的方式安装的所述二维成像元件；以及盖，其覆盖(关闭)所述导入开口。
[0009]在该结构中，通过将测量区域放置在光投射单元和光接收单元之间，从光投射单元投射到测量区域的平行光经过测量区域并入射到光接收单元的光接收侧远心透镜。入射到光接收侧远心透镜的平行光被二维成像元件的成像面接收。此时，当工件配置在测量区域中时，在二维成像元件的成像面上拍摄工件的图像，这样，可以测量工件的形状或每个部分的尺寸。
[0010]进一步地，光接收壳体为箱形，其中导入开口形成在一个侧面上，并且在与所述一个侧面不同的外面上设置有当放置时作为基准的基准面和用于经由基准面放置的壳体安装孔。在该箱形光接收壳体中，安装有光接收侧远心透镜。并且，在光接收壳体的与所述一个侧面相对的内面上设置有保持二维成像元件的成像元件保持件，并且二维成像元件被安装成能够调节其位置和姿势。即，在箱形高刚性光接收壳体中，基准面或壳体安装孔设置在与形成有导入开口的所述一个侧面不同的外面上，并且在这种光接收壳体中，安装有光接收侧远心透镜。并且，二维成像元件以位置和姿势可调节的方式安装在与所述一个侧面相对的内面上。这样，光接收侧远心透镜相对于光接收壳体高精度地定位，从而获得高测量精度，能够容易地进行二维成像元件相对于基准面的光轴调节。
[0011]在第二公开中，二维成像元件经由能够调节二维成像元件和成像元件保持件的位置和姿势的调节机构安装在光接收壳体的内面上。调节机构具有固定工具，固定工具可以在二维成像元件固定到光接收壳体的固定状态和二维成像元件能够相对于光接收壳体位移的非固定状态之间切换。用于从光接收壳体的外部访问调节机构的固定工具的第一访问开口形成在光接收壳体中的与形成导入开口的面不同的面上。这样，在放置光接收壳体的状态下，当二维成像元件的光轴偏移时，通过从设置于光接收壳体中的第一访问开口访问调节机构的固定工具能够操作固定工具。通过操作固定工具，二维成像元件相对于光接收壳体切换到未固定状态，并且二维成像元件可以位移。这样，可以调节二维成像元件的光轴。在调节之后，通过操作固定工具，二维成像元件可以相对于光接收壳体处于固定状态。即，除了用于将成像元件保持件在保持二维成像元件的状态下插入光接收壳体的内部的导入开口以外，还形成有第一访问开口，因此容易地进行处于壳体内部放置状态的二维成像元件的光轴调节。
[0012]在第三公开中，从与二维成像元件的成像面大致正交的方向可访问固定工具地形成第一访问开口。这样，与从平行于二维成像元件的成像面的一侧访问固定工具的情况相比，容易将二维成像元件固定到光接收壳体。
[0013]在第四公开中，设置有以光投射单元和光接收单元彼此面对的方式可拆卸地固定光投射壳体和光接收壳体的固定构件。在固定构件中，在与固定到固定构件的光接收壳体中形成的第一访问开口对应的位置处形成有与第一访问开口连通的贯通孔。通过这样的结构，在保持光投射壳体和光接收壳体固定到固定构件的位置的同时，通过从固定构件的贯通孔和光接收壳体的访问开口访问调节机构的固定构件，可以容易地操作固定工具。
[0014]在第五公开中，光接收壳体还包括位于光接收壳体的前面并且接收经过测量区域到内部的平行光的接收窗，并且光接收侧远心透镜安装在光接收窗中。即，由于光接收侧远心透镜是箱形光接收壳体的一部分并且被安装到高刚性光接收窗，所以可以获得高测量精
度。
[0015]在第六公开中，由于安装光接收侧远心透镜的第一座形成在光接收壳体中，因此光接收侧远心透镜能够直接安装到光接收壳体，并且能够增强光接收侧远心透镜的相对于光接收壳体的定位精度。
[0016]在第七公开中，由于设置有沿压向第一座的方向对光接收侧远心透镜施力的透镜施力构件，所以光接收侧远心透镜容易精确地固定到光接收壳体的预定位置。因此，几乎不发生组装误差。
[0017]在第八公开中，在光接收壳体中，还安装有反射器，反射器用于使经过光接收侧远心透镜的光返回并将光引导到二维成像元件，并且光接收侧远心透镜和反射器均固定地安装到光接收壳体。通过由反射器使光返回，可以使光学测量设备的整体尺寸紧凑。另外，通过将光接收侧远心透镜和反射器两者固定地安装到箱形高刚性光接收壳体，即使光学测量设备紧凑，也可以获得高测量精度。
[0018]在第九公开中，在光接收壳体中，由本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光学测量设备，其包括：光投射单元，其朝向测量区域投射平行光；光接收单元，其与所述光投射单元侧相对放置并接收经过所述测量区域的平行光，并产生放置在所述测量区域中的测量对象物的图像；和尺寸测量部件，其基于所述光接收单元中产生的图像对所述测量对象物进行尺寸测量，其中，所述光接收单元包括：光接收侧远心透镜，其中经过所述测量区域的平行光入射到所述光接收侧远心透镜；二维成像元件，其接收经过所述光接收侧远心透镜的光，并拍摄所述测量区域中的所述测量对象物的图像，用以产生所述测量区域中的所述测量对象物的图像；箱形的光接收壳体，其一个侧面上形成有导入开口并容纳所述二维成像元件，在不同于所述一个侧面的外面上设置有放置时作为基准的基准面和经由所述基准面进行放置的壳体安装孔，并且所述光接收侧远心透镜安装在所述光接收壳体上；成像元件保持件，其保持以所述二维成像元件的位置和姿势相对于所述光接收壳体的与所述一个侧面相对的内面可调节的方式安装的所述二维成像元件；以及盖，其关闭所述导入开口。2.根据权利要求1所述的光学测量设备，其特征在于，所述二维成像元件经由调节机构安装在所述光接收壳体的内面上，所述调节机构能够调节所述二维成像元件和所述成像元件保持件的位置和姿势，所述调节机构具有固定工具，所述固定工具在所述二维成像元件固定到所述光接收壳体的固定状态和所述二维成像元件能够相对于所述光接收壳体位移的未固定状态之间切换，并且在所述光接收壳体中的与形成所述导入开口的面不同的面上形成用于从所述光接收壳体的外部访问所述调节机构的固定工具的第一访问开口。3.根据权利要求2所述的光学测量设备，其特征在于，从与所述二维成像元件的成像面大致正交的方向可访问所述固定工具地形成所述第一访问开口。4.根据权利要求2所述的光学测量设备，其特征在于，所述光学测量设备还包括：固定构件，其以所述光投射单元和所述光接收单元彼此面对的方式可拆卸地固定所述光投射壳体和所述光接收壳体，在所述固定构件中，在与固定到所述固定构件的所述光接收壳体中形成的所述第一访问开口对应的位置处形成与所述第一访问开口连通的贯通孔。5.根据权利要求1所述的光学测量设备，其特征在于，所述光接收壳体还包括位于所述光接收壳体的前面并且接收经过所述测量区域到内部的所述平行光的接收窗，并且所述光接收侧远心透镜安装在所述光接收窗中。6.根据权利要求1所述的光学测量设备，其特征在于，所述光学测量设备还包括：第一座，其形成在所述光接收壳体中，用于安装所述光接收侧远心透镜，所述光接收侧远心透镜固定到所述第一座。
7.根据权利要求6所述的光学测量设备，其特征在于，所述光学测量设备还包括：透镜施力构件，其在压向所述第一座的方向上对所述光接收侧远心透镜施力。8.根据权利要求1所述的光学测量设备，其特征在于，在所述光接收壳体中还安装有反射器，所述反射器用于使经过所述光接收侧远心透镜的光返回并将所述光引导到所述二维成像元件，并且所述光接收侧远心透镜和所述反射器均固定地安装到所述光接收壳体。9.根据权利要求1所述的光学测量设备，其特征在于，在所述光接收壳体中形成有用于安装反射器的第二座，所述反射器用于使经过所述光接收侧远心透镜的光返回并将所述光引导到所述二维成像元件。10.根据权利要求9...

【专利技术属性】
技术研发人员：南川义久，武井英人，末村悠祐，
申请(专利权)人：株式会社基恩士，
类型：发明
国别省市：