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JP2014181974A - Measurement device - Google Patents

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JP2014181974A
JP2014181974A JP2013055903A JP2013055903A JP2014181974A JP 2014181974 A JP2014181974 A JP 2014181974A JP 2013055903 A JP2013055903 A JP 2013055903A JP 2013055903 A JP2013055903 A JP 2013055903A JP 2014181974 A JP2014181974 A JP 2014181974A
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JP
Japan
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lens barrel
camera
relative movement
side base
unit
Prior art date
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Pending
Application number
JP2013055903A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yusuke Goshi
裕介 郷司
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nidec Powertrain Systems Corp
Original Assignee
Nidec Tosok Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nidec Tosok Corp filed Critical Nidec Tosok Corp
Priority to JP2013055903A priority Critical patent/JP2014181974A/en
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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a measurement device capable of preventing damage caused by interference in a specimen of a lens barrel portion.SOLUTION: A mirror barrel portion 42 side and a camera portion 26 side of a 3D scanner optical head 12 are separated, and the mirror barrel portion 42 is supported on the camera unit 26 side through a collision retreat mechanism 41. Accordingly, when external force is exerted on the mirror barrel portion 42, relative movement of the mirror barrel portion 42 with respect to the camera portion 26 is allowed by the collision retreat mechanism 41, and damage to the 3D scanner optical head 12 caused by input of external force is previously prevented.

Description

本発明は、被検物の内面を測定する測定装置に関する。   The present invention relates to a measuring apparatus for measuring the inner surface of a test object.

従来、被検物の内面を測定する装置としては、形状測定装置が知られている(例えば、特許文献1)。   Conventionally, a shape measuring device is known as a device for measuring the inner surface of a test object (for example, Patent Document 1).

この形状測定装置としては、図8に示すような3Dスキャナー光学ヘッド801を備えたものが知られており、該3Dスキャナー光学ヘッド801は、中空状の被検物802の内面803に測定光を照射するとともに、前記被検物802に照射した測定光の像を取得して、当該被検物802内面803の形状を測定できるように構成されている。   As this shape measuring apparatus, one having a 3D scanner optical head 801 as shown in FIG. 8 is known, and the 3D scanner optical head 801 emits measurement light to the inner surface 803 of a hollow object 802. While irradiating, the image of the measurement light irradiated to the said test object 802 is acquired, and the shape of the inner surface 803 of the said test object 802 can be measured.

この3Dスキャナー光学ヘッド801は、前記被検物802に挿入される鏡筒部811と、該鏡筒部811を介して前記被検物802の内面803にライン状の測定光を照射する光出力部812と、前記内面803に照射された測定光の画像を前記鏡筒部811を介して取得するカメラ部813とを備えており、該カメラ部813で得られた画像を制御部814において光切断法で解析することで、前記内面803の三次元測定を行えるように構成されている。   The 3D scanner optical head 801 has a lens barrel portion 811 inserted into the test object 802 and a light output for irradiating the inner surface 803 of the test object 802 via the lens barrel portion 811 with a line-shaped measurement light. Unit 812 and a camera unit 813 that acquires an image of the measurement light irradiated on the inner surface 803 via the lens barrel unit 811, and the controller 814 outputs the image obtained by the camera unit 813 By analyzing by the cutting method, the inner surface 803 can be measured three-dimensionally.

特開2012−220341号公報JP 2012-220341 A

しかしながら、このような測定装置にあっては、計測時において3Dスキャナー光学ヘッド801の鏡筒部811が被検物802と干渉することがある。   However, in such a measuring apparatus, the lens barrel portion 811 of the 3D scanner optical head 801 may interfere with the object 802 during measurement.

この場合、その衝撃により3Dスキャナー光学ヘッド801が破損する恐れがある。   In this case, the 3D scanner optical head 801 may be damaged by the impact.

本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたものであり、鏡筒部の被検物に干渉に起因した破損を未然に防止することができる測定装置を提供することを目的とするものである。   The present invention has been made in view of such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide a measuring apparatus that can prevent damage to the object to be inspected due to interference in the lens barrel. Is.

前記課題を解決するために本発明の請求項1の測定装置にあっては、被検物に挿入される鏡筒部と、該鏡筒部を介して得られた像を撮像するカメラ部とが測定用ヘッドに設けられた測定装置において、前記測定用ヘッドの前記鏡筒部側と前記カメラ部側とを分離するとともに、前記鏡筒部が外力を受けた際に該鏡筒部の前記カメラ部に対する相対移動を許容する退避機構を介して前記鏡筒部を前記カメラ部側に支持した。   In order to solve the above-mentioned problem, in the measuring apparatus according to claim 1 of the present invention, a lens barrel portion inserted into a test object, and a camera portion for capturing an image obtained through the lens barrel portion, In the measuring device provided in the measuring head, the lens barrel portion side and the camera portion side of the measuring head are separated, and when the lens barrel portion receives an external force, The lens barrel portion was supported on the camera portion side via a retracting mechanism that allowed relative movement with respect to the camera portion.

すなわち、被検物の内面を測定する際には、測定用ヘッドを移動して該測定用ヘッドに設けられた鏡筒部を前記被検物に挿入する。このとき、前記鏡筒部が前記被検物と干渉することがあり、この場合、前記鏡筒部には外力が入力されることとなる。   That is, when measuring the inner surface of the test object, the measuring head is moved, and the lens barrel provided on the measuring head is inserted into the test object. At this time, the lens barrel portion may interfere with the test object, and in this case, an external force is input to the lens barrel portion.

ここで、前記測定用ヘッドの前記鏡筒部側と前記カメラ部側とは分離されており、前記鏡筒部は、退避機構を介して前記カメラ部側に支持されている。このため、前記鏡筒部が外力を受けた際には、前記退避機構によって、前記鏡筒部の前記カメラ部に対する相対移動が許容される。   Here, the lens barrel part side and the camera part side of the measuring head are separated, and the lens barrel part is supported on the camera part side via a retracting mechanism. For this reason, when the lens barrel portion receives an external force, the retraction mechanism allows the lens barrel portion to move relative to the camera portion.

これにより、前記鏡筒部を退避できるので、前記外力の入力に起因した前記測定用ヘッドへの破損が防止される。   As a result, the lens barrel can be retracted, and damage to the measuring head due to the input of the external force is prevented.

また、請求項2の測定装置においては、前記相対移動は、前記鏡筒部の軸方向に向けた相対移動、及び前記カメラ部と鏡筒部に設けられた光学系との光軸に対する横方向への相対移動が同時に行われる。   Further, in the measuring apparatus according to claim 2, the relative movement includes a relative movement in an axial direction of the lens barrel portion and a lateral direction with respect to an optical axis between the camera portion and an optical system provided in the lens barrel portion. The relative movement to is performed simultaneously.

すなわち、前記鏡筒部が外力を受けた際には、前記鏡筒部側と前記カメラ部側とは、前記鏡筒部の軸方向へ相対移動すると同時に、前記カメラ部と鏡筒部に設けられた光学系との光軸に対する横方向へ相対移動する。   That is, when the lens barrel part receives external force, the lens barrel part side and the camera part side move relative to each other in the axial direction of the lens barrel part, and at the same time, are provided in the camera part and the lens barrel part. The optical system moves relative to the optical axis in the lateral direction.

このため、前記鏡筒部の軸方向への相対移動によって、前記鏡筒部への縦方向への入力に起因した破損が回避される。   For this reason, the damage due to the vertical input to the lens barrel portion is avoided by the relative movement of the lens barrel portion in the axial direction.

また、前記カメラ部と鏡筒部に設けられた光学系との光軸に対して横方向へ相対移動することで、前記鏡筒部への横入力に起因した破損が回避される。   Further, by causing relative movement in the lateral direction with respect to the optical axis of the camera unit and the optical system provided in the lens barrel unit, damage due to lateral input to the lens barrel unit is avoided.

さらに、請求項3の測定装置では、前記退避機構を、前記カメラ部側に設けられた略平板状のカメラ側基台と、前記鏡筒部側に設けられた略平板状の鏡筒側基台と、前記カメラ側基台及び前記鏡筒側基台が当接する方向へ付勢する付勢部材とで構成し、前記カメラ側基台及び前記鏡筒側基台の一方側にガイド溝を設けるとともに、前記カメラ側基台及び前記鏡筒側基台の他方側に前記ガイド溝で案内される被案内部を設け、該被案内部が前記ガイド溝にガイドされることで前記相対移動を許容する。   Furthermore, in the measuring apparatus according to claim 3, the retraction mechanism includes a substantially flat camera side base provided on the camera unit side and a substantially flat lens barrel side base provided on the lens barrel side. And a biasing member that biases the camera side base and the lens barrel side base in a contact direction, and a guide groove is formed on one side of the camera side base and the lens barrel side base. In addition, a guided portion guided by the guide groove is provided on the other side of the camera side base and the lens barrel side base, and the guided portion is guided by the guide groove to perform the relative movement. Allow.

すなわち、前記カメラ部側には、略平板状のカメラ側基台が設けられており、前記鏡筒部側には、略平板状の鏡筒側基台が設けられている。そして、前記カメラ側基台及び前記鏡筒側基台は、付勢部材によって互いに当接する方向へ付勢されている。   That is, a substantially flat camera side base is provided on the camera unit side, and a substantially flat lens side base is provided on the lens barrel side. The camera side base and the lens barrel side base are urged by the urging member in a direction in contact with each other.

また、前記カメラ側基台及び前記鏡筒側基台の一方側にガイド溝が設けられているとともに、他方側には、前記ガイド溝で案内される被案内部が設けられており、該被案内部が前記ガイド溝にガイドされることで前記相対移動が許容される。   In addition, a guide groove is provided on one side of the camera side base and the lens barrel side base, and a guided portion guided by the guide groove is provided on the other side. The relative movement is allowed by guiding the guide portion in the guide groove.

これにより、前記退避機構が構成される。   Thereby, the retracting mechanism is configured.

加えて、請求項4の測定装置にあっては、前記ガイド溝を略楔状の横断面形状に設定し、前記被案内部が前記ガイド溝の傾斜面に沿ってガイドされることで、前記鏡筒部の軸方向に向けた相対移動と、前記カメラ部の光軸に対する横方向への相対移動とを同時に行う。   In addition, in the measuring apparatus according to claim 4, the guide groove is set to have a substantially wedge-shaped cross-sectional shape, and the guided portion is guided along the inclined surface of the guide groove, whereby the mirror The relative movement in the axial direction of the tube portion and the relative movement in the lateral direction with respect to the optical axis of the camera portion are simultaneously performed.

すなわち、前記ガイド溝は、略楔状の横断面形状に設定されており、当該ガイド溝には傾斜面が形成される。このため、前記被案内部が前記ガイド溝の前記傾斜面に沿ってガイドされることで、前記鏡筒部の軸方向に向けた相対移動と、前記カメラ部と鏡筒部に設けられた光学系との光軸に対する横方向への相対移動とが同時に行われる。   That is, the guide groove is set to have a substantially wedge-shaped cross section, and an inclined surface is formed in the guide groove. For this reason, the guided portion is guided along the inclined surface of the guide groove, so that the relative movement in the axial direction of the lens barrel portion and the optics provided in the camera portion and the lens barrel portion are performed. The relative movement in the lateral direction with respect to the optical axis with the system is simultaneously performed.

また、請求項5の測定装置においては、前記カメラ部と前記鏡筒部とが相対移動したことを検出する検出装置を設け、前記カメラ部と前記鏡筒部とが所定の許容量以上の相対移動したことを前記検出装置が検出した際に前記測定用ヘッドの移動を停止する。   According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a detection device that detects that the camera unit and the lens barrel unit have moved relative to each other, and the camera unit and the lens barrel unit are more than a predetermined allowable amount. When the detection device detects the movement, the movement of the measuring head is stopped.

すなわち、前記カメラ部と前記鏡筒部とが所定の許容量以上の相対移動した際には、それが検出装置で検出され、当該測定用ヘッドの移動が停止される。   That is, when the camera part and the lens barrel part move relative to each other beyond a predetermined allowable amount, this is detected by the detection device, and the movement of the measurement head is stopped.

このため、前記退避機構により前記鏡筒部を退避できる限界を超えるような相対移動が発生した際には、前記測定用ヘッドの移動を停止することで、当該測定用ヘッドの破損が確実に防止される。   For this reason, when a relative movement that exceeds the limit by which the lens barrel can be retracted by the retraction mechanism, the measurement head is reliably prevented from being damaged by stopping the movement of the measurement head. Is done.

さらに、請求項6の測定装置では、前記検出装置を光遮断式のセンサで構成した。   Furthermore, in the measuring device according to claim 6, the detection device is constituted by a light blocking sensor.

すなわち、前記検出装置は、光遮断式のセンサで構成されている。   That is, the detection device is composed of a light blocking sensor.

このため、前記カメラ部と前記鏡筒部との許容量以上の相対移動が非接触で検出される。   For this reason, the relative movement of the camera part and the lens barrel part exceeding the allowable amount is detected without contact.

以上説明したように本発明の請求項1の測定装置にあっては、鏡筒部が外力を受けた際に、退避機構によって鏡筒部のカメラ部に対する相対移動が許容されるので、前記鏡筒部を退避することができる。   As described above, in the measuring apparatus according to the first aspect of the present invention, when the lens barrel part receives an external force, the retraction mechanism allows the relative movement of the lens barrel part with respect to the camera part. The tube portion can be retracted.

これにより、外力の入力に起因した当該測定用ヘッドへの破損を未然に防止することができる。   Thereby, it is possible to prevent damage to the measurement head due to the input of external force.

また、請求項2の測定装置においては、前記鏡筒部が外力を受けた場合、前記鏡筒部側と前記カメラ部側とは、前記鏡筒部の軸方向に相対移動すると同時に、前記カメラ部と鏡筒部に設けられた光学系との光軸に対する横方向へ相対移動する。   Further, in the measuring apparatus according to claim 2, when the lens barrel part receives an external force, the lens barrel part side and the camera part side relatively move in the axial direction of the lens barrel part and at the same time, the camera Relative to the optical axis of the optical system provided in the lens part and the optical system provided in the lens barrel part.

このため、前記鏡筒部の軸方向への相対移動によって、前記鏡筒部への縦方向への入力に起因した破損を防止することができる。   For this reason, it is possible to prevent damage due to the vertical input to the lens barrel portion by the relative movement of the lens barrel portion in the axial direction.

また、前記カメラ部と鏡筒部に設けられた光学系との光軸に対して横方向へ相対移動することで、前記鏡筒部への横入力に起因した破損を防止することができる。   Further, by causing relative movement in the horizontal direction with respect to the optical axis of the camera unit and the optical system provided in the lens barrel unit, it is possible to prevent damage due to lateral input to the lens barrel unit.

さらに、請求項3の測定装置では、前記カメラ部側に略平板状のカメラ側基台を設け、前記鏡筒部側に略平板状の鏡筒側基台を設けるとともに、前記カメラ側基台及び前記鏡筒側基台を付勢部材によって互いに当接する方向へ付勢する。   Furthermore, in the measuring apparatus according to claim 3, a substantially flat camera side base is provided on the camera unit side, a substantially flat lens side base is provided on the lens barrel side, and the camera side base is provided. And the said lens-barrel side base is urged | biased in the direction contact | abutted mutually by an urging member.

また、前記カメラ側基台及び前記鏡筒側基台の一方側にガイド溝を設けるとともに、他方側には、前記ガイド溝で案内される被案内部を設け、該被案内部が前記ガイド溝にガイドされることによって前記相対移動を許容する前記退避機構を構成することができる。   In addition, a guide groove is provided on one side of the camera side base and the lens barrel side base, and a guided portion guided by the guide groove is provided on the other side, and the guided portion is the guide groove. The retraction mechanism that allows the relative movement can be configured by being guided.

加えて、請求項4の測定装置にあっては、前記ガイド溝を略楔状の横断面形状に設定することで、当該ガイド溝に傾斜面を形成することができる。   In addition, in the measuring apparatus according to claim 4, by setting the guide groove to a substantially wedge-shaped cross-sectional shape, an inclined surface can be formed in the guide groove.

これにより、前記被案内部が前記ガイド溝の前記傾斜面に沿ってガイドされることで、前記鏡筒部の軸方向に向けた相対移動と、前記カメラ部と鏡筒部に設けられた光学系との光軸に対する横方向への相対移動とを同時に実現することができる。   Thereby, the guided portion is guided along the inclined surface of the guide groove, so that the relative movement in the axial direction of the lens barrel portion and the optics provided in the camera portion and the lens barrel portion are performed. The relative movement in the lateral direction relative to the optical axis with the system can be realized simultaneously.

また、請求項5の測定装置においては、前記カメラ部と前記鏡筒部とが所定の許容量以上の相対移動した際に、これを検出装置で検出し、当該測定用ヘッドの移動を停止することができる。   Further, in the measurement apparatus according to claim 5, when the camera unit and the lens barrel unit move relative to each other by a predetermined allowable amount or more, the detection unit detects this and stops the movement of the measurement head. be able to.

このため、前記退避機構により前記鏡筒部を退避できる限界を超えるような相対移動が発生した際には、前記測定用ヘッドの駆動を停止することで、当該測定用ヘッドの破損を確実に防止することができる。   For this reason, when the relative movement that exceeds the limit by which the lens barrel can be retracted by the retracting mechanism, the measurement head is reliably prevented from being damaged by stopping the driving of the measuring head. can do.

さらに、請求項6の測定装置では、前記検出装置を光遮断式のセンサで構成することで、前記カメラ部と前記鏡筒部との許容量以上の相対移動を非接触で検出することができる。   Furthermore, in the measuring device according to claim 6, by configuring the detection device with a light-blocking sensor, it is possible to detect a relative movement between the camera unit and the lens barrel unit more than an allowable amount in a non-contact manner. .

このため、接触式の検出装置と比較して、機械的な作動誤差を無くすことができる。   For this reason, mechanical operation errors can be eliminated as compared with the contact type detection device.

本発明の一実施の形態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows one embodiment of this invention. 同実施の形態を示す要部の断面を示す図である。It is a figure which shows the cross section of the principal part which shows the embodiment. 同実施の形態の鏡筒部の先端部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the front-end | tip part of the lens-barrel part of the embodiment. 同実施の形態の衝突退避機構を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the collision evacuation mechanism of the embodiment. 同実施の形態の衝突退避機構の本体側を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the main body side of the collision evacuation mechanism of the embodiment. 同実施の形態の衝突退避機構のヘッド側を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the head side of the collision evacuation mechanism of the embodiment. 同実施の形態の衝突退避機構の動作を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows operation | movement of the collision evacuation mechanism of the embodiment. 従来の3Dスキャナー光学ヘッドを示す正面図である。It is a front view which shows the conventional 3D scanner optical head.

以下、本発明の一実施の形態を図に従って説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本実施の形態にかかる測定装置1を示す図である。該測定装置1は、図2にも示すように、被検物2に設けられた孔3の内面4の距離を測定する際に使用するものであり、その測定としては、例えばコントロールバルブの内面の測定が挙げられる。   FIG. 1 is a diagram showing a measuring apparatus 1 according to the present embodiment. As shown in FIG. 2, the measuring device 1 is used when measuring the distance of the inner surface 4 of the hole 3 provided in the test object 2. As the measurement, for example, the inner surface of the control valve is used. Measurement.

なお、本実施の形態では、前記被検物2の前記孔3を測定する場合を例に挙げて説明するが、これに限定されるものではなく、例えば筒状部材の内側面の測定であったり、また一側面が開口する断面C字状の部材の内側面の測定に用いることができる。   In the present embodiment, the case where the hole 3 of the specimen 2 is measured will be described as an example. However, the present invention is not limited to this. For example, the measurement is performed on the inner surface of a cylindrical member. Or can be used for measuring the inner surface of a member having a C-shaped cross-section with one side opening.

尚、前記被検物2の孔3の距離を測定した上で、形状や異物の付着等の欠陥を検査する用途に用いられることも広く知られている。   In addition, it is also widely known that it is used for the purpose of inspecting defects such as the shape and adhesion of foreign matter after measuring the distance of the hole 3 of the test object 2.

この測定装置1は、図1に示したように、図外の装置本体より延出した可動アーム11を備えており、該可動アーム11の先端には、測定用ヘッドとしての3Dスキャナー光学ヘッド12が固定されている。前記可動アーム11は、前記装置本体の制御装置で駆動制御されるように構成されており、先端に固定された前記3Dスキャナー光学ヘッド12をZ方向(上下方向)に移動できるように構成されている。   As shown in FIG. 1, the measuring apparatus 1 includes a movable arm 11 extending from the apparatus main body (not shown), and a 3D scanner optical head 12 as a measuring head is provided at the tip of the movable arm 11. Is fixed. The movable arm 11 is configured to be driven and controlled by a control device of the apparatus main body, and is configured to be able to move the 3D scanner optical head 12 fixed to the tip in the Z direction (vertical direction). Yes.

なお、前記被検物2は、XYテーブルに支持されており、前記制御装置によってX−Y方向に移動されるように構成されている。これにより、前記3Dスキャナー光学ヘッド12に対して前記被検物2を相対的にXYZ方向へ移動できるように構成されている。   The test object 2 is supported by an XY table and is configured to be moved in the XY direction by the control device. Thus, the test object 2 can be moved relative to the 3D scanner optical head 12 in the XYZ directions.

前記可動アーム11に固定された前記3Dスキャナー光学ヘッド12の本体部21を構成するベース板22の上端部には、図2に示したように、カメラブラケット23を介してCCDカメラ24が固定されており、該CCDカメラ24は、レンズ25が下側を向くように配置されている。このCCDカメラ24によって、当該3Dスキャナー光学ヘッド12には、カメラ部26が構成されている。   As shown in FIG. 2, a CCD camera 24 is fixed to the upper end of the base plate 22 constituting the main body 21 of the 3D scanner optical head 12 fixed to the movable arm 11 via a camera bracket 23. The CCD camera 24 is arranged so that the lens 25 faces downward. The CCD camera 24 constitutes a camera unit 26 in the 3D scanner optical head 12.

前記CCDカメラ24の側部には、レーザーブラケット31,31を介して第一レーザー装置32及び第二レーザー装置33が固定されており、両レーザー装置32,33は、斜め下へ向けて固定されている。これにより、前記各レーザー装置32,33からは、斜め下方へ向けてレーザスリット光を照射できるように配置されており、両レーザー装置32,33によって当該3Dスキャナー光学ヘッド12には、レーザー部34が構成されている。   A first laser device 32 and a second laser device 33 are fixed to the side portion of the CCD camera 24 via laser brackets 31 and 31, and both the laser devices 32 and 33 are fixed obliquely downward. ing. Accordingly, the laser devices 32 and 33 are arranged so as to irradiate laser slit light obliquely downward, and the laser unit 34 is provided in the 3D scanner optical head 12 by the laser devices 32 and 33. Is configured.

前記ベース板22の下端部には、衝突退避機構41を介して鏡筒部42が支持されており、前記カメラ部26及び前記レーザー部34を具備した前記本体部21と前記鏡筒部42側とは、当該衝突退避機構41を介して分離され相対移動可能とされている。そして、前記鏡筒部42は、測定時において、その下端部が前記被検物2の前記孔3に挿入されるように構成されている。   A lens barrel 42 is supported at the lower end of the base plate 22 via a collision evacuation mechanism 41, and the main body 21 including the camera 26 and the laser 34 and the lens barrel 42 side. Is separated through the collision evacuation mechanism 41 and is relatively movable. And the said lens-barrel part 42 is comprised so that the lower end part may be inserted in the said hole 3 of the said test object 2 at the time of a measurement.

この鏡筒部42は、図2に示したように、矩形筒状の鏡筒51を備えており、該鏡筒51の側面には、前記各レーザー装置32,33からのレーザースリット光を透過して当該鏡筒の先端部に案内する為の透過窓52が開設されている。この透過窓52の逆側に位置する鏡筒51の側面は、図3に示すように、開放されて側面開口部53が形成されており、当該鏡筒51内で反射された前記レーザースリット光を透過できるように構成されている。   As shown in FIG. 2, the lens barrel portion 42 includes a rectangular lens barrel 51, and laser slit light from the laser devices 32 and 33 is transmitted to the side surface of the lens barrel 51. Then, a transmission window 52 is provided for guiding the tip of the lens barrel. As shown in FIG. 3, the side surface of the lens barrel 51 located on the opposite side of the transmission window 52 is opened to form a side surface opening 53, and the laser slit light reflected in the lens barrel 51 is formed. It is comprised so that it can permeate | transmit.

前記鏡筒51の先端部には、前記第一レーザ装置32から照射された第一レーザスリット光61を斜め下方へ向けて折曲する第一照射側光学体62が斜めに配設されており、該第一照射側光学体62は、小型板状のミラーによって構成されている。   A first irradiation-side optical body 62 that bends the first laser slit light 61 irradiated from the first laser device 32 obliquely downward is disposed obliquely at the tip of the lens barrel 51. The first irradiation side optical body 62 is constituted by a small plate-like mirror.

この第一照射側光学体62は、当該第一照射側光学体62で反射した前記第一レーザスリット光61を、当該鏡筒51の前記側面開口部53を介して、前記被検物2の前記内面4に照射できるように構成されている。   The first irradiation-side optical body 62 causes the first laser slit light 61 reflected by the first irradiation-side optical body 62 to pass through the side opening 53 of the lens barrel 51 and the test object 2. The inner surface 4 can be irradiated.

また、前記第一照射側光学体62の斜め下側には、該第一照射側光学体62と対を成す第一入射側光学体71が設けられており、該第一入射側光学体71も板状のミラーで構成されている。   A first incident side optical body 71 that forms a pair with the first irradiation side optical body 62 is provided obliquely below the first irradiation side optical body 62. Is also composed of a plate-like mirror.

この第一入射側光学体71は、前記第一照射側光学体62と異なる角度で配置されており、前記第一レーザスリット光61が照射された前記内面4の照射位置を、当該第一入射側光学体71の真上に配置された前記CCDカメラ24で撮像できるように構成されている。   The first incident-side optical body 71 is disposed at an angle different from that of the first irradiation-side optical body 62, and the irradiation position of the inner surface 4 irradiated with the first laser slit light 61 is determined as the first incident-side optical body 71. The CCD camera 24 arranged right above the side optical body 71 is configured to be able to take an image.

これにより、前記第一レーザスリット光61が照射された前記内面4の前記照射位置が前記CCDカメラ24による撮像範囲内に位置するように、当該CCDカメラ24への第一受光路81を前記第一入射側光学体71で折曲できるように構成されている。   As a result, the first light receiving path 81 to the CCD camera 24 is moved to the first position so that the irradiation position of the inner surface 4 irradiated with the first laser slit light 61 is located within the imaging range of the CCD camera 24. It is configured to be bent by the one incident side optical body 71.

前記第一照射側光学体62と前記第一入射側光学体71との間には、前記第二レーザ装置33から照射された前記第二レーザスリット光101を斜め上方へ向けて折曲する第二照射側光学体102が斜めに配設されており、該第二照射側光学体102は、小型板状のミラーによって構成されている。   Between the first irradiation side optical body 62 and the first incident side optical body 71, the second laser slit light 101 irradiated from the second laser device 33 is bent obliquely upward. The second irradiation side optical body 102 is disposed obliquely, and the second irradiation side optical body 102 is constituted by a small plate-like mirror.

この第二照射側光学体102は、当該第二照射側光学体102で反射した前記第二レーザスリット光101を、当該鏡筒51の前記側面開口部53を介して、前記被検物2の前記内面4に照射できるように構成されている。   The second irradiation side optical body 102 transmits the second laser slit light 101 reflected by the second irradiation side optical body 102 through the side opening 53 of the lens barrel 51 to the object 2 to be inspected. The inner surface 4 can be irradiated.

また、前記第一照射側光学体62の斜め上方には、前記第二照射側光学体102と対を成す第二入射側光学体111が設けられており、該第二入射側光学体111も板状のミラーで構成されている。   Further, a second incident side optical body 111 that forms a pair with the second irradiation side optical body 102 is provided obliquely above the first irradiation side optical body 62, and the second incident side optical body 111 is also provided. It consists of a plate-like mirror.

この第二入射側光学体111は、前記第二照射側光学体102と異なる角度で配置されており、前記第二レーザスリット光101が照射された前記内面4の照射位置を、当該第二入射側光学体111の上方に配置された前記CCDカメラ24で撮像できるように構成されている。   The second incident-side optical body 111 is disposed at an angle different from that of the second irradiation-side optical body 102, and the irradiation position of the inner surface 4 irradiated with the second laser slit light 101 is set as the second incident-side optical body 111. The CCD camera 24 disposed above the side optical body 111 is configured to be able to take an image.

これにより、前記第二レーザスリット光101が照射された前記内面4の前記照射位置が前記CCDカメラ24による撮像範囲内に位置するように、当該CCDカメラ24への第二受光路121を前記第二入射側光学体111で折曲できるように構成されている。   As a result, the second light receiving path 121 to the CCD camera 24 is moved to the second light receiving path 121 so that the irradiation position of the inner surface 4 irradiated with the second laser slit light 101 is located within the imaging range of the CCD camera 24. The second incident side optical body 111 is configured to be bent.

このとき、前記第一受光路81は、前記CCDカメラ24の前記レンズ25の中心を境とした一方側に達するように構成されおり、前記第二受光路121は、他方側に達するように構成されている。これにより、前記第一レーザスリット光61が照射された前記内面4の前記照射位置は、前記CCDカメラ24の画像の中心を境とした一方側に撮像されるように構成されており、前記第二レーザスリット光101が照射された前記内面4の前記照射位置は、前記CCDカメラ24の画像の中心を境とした他方側に撮像されるように構成されている。   At this time, the first light receiving path 81 is configured to reach one side with the center of the lens 25 of the CCD camera 24 as a boundary, and the second light receiving path 121 is configured to reach the other side. Has been. Thereby, the irradiation position of the inner surface 4 irradiated with the first laser slit light 61 is configured to be imaged on one side with the center of the image of the CCD camera 24 as a boundary. The irradiation position of the inner surface 4 irradiated with the two-laser slit light 101 is configured to be picked up on the other side with the center of the image of the CCD camera 24 as a boundary.

前記衝突退避機構41は、図4にも示すように、前記カメラ部26側に設けられたカメラ側基台131と(図5参照)、前記鏡筒部42側に設けられた鏡筒側基台132とを備えて成り(図6参照)、前記鏡筒部42が例えば被検物2と干渉して外力を受けた際に、該鏡筒部42の前記カメラ部26に対する相対移動を許容するように構成されている。この相対移動としては、前記鏡筒部42の軸方向に向けた相対移動と、前記カメラ部26と前記鏡筒部42に設けられた光学系(71,111)との光軸に対する横方向への相対移動とが同時に行われるように構成されている。   As shown in FIG. 4, the collision retreat mechanism 41 includes a camera side base 131 provided on the camera unit 26 side (see FIG. 5) and a lens barrel side base provided on the lens barrel unit 42 side. And a stage 132 (see FIG. 6). When the lens barrel part 42 interferes with the test object 2 and receives external force, for example, the lens barrel part 42 is allowed to move relative to the camera part 26. Is configured to do. As this relative movement, a relative movement in the axial direction of the lens barrel part 42 and a lateral direction with respect to the optical axis of the camera unit 26 and the optical system (71, 111) provided in the lens barrel part 42 are performed. The relative movement is performed at the same time.

ここで、本実施の形態では、前記カメラ部26と前記鏡筒部42に設けられた光学系との光軸に対する横方向への相対移動に付いて説明するが、鏡筒部42にレンズが設けられている場合は、前記カメラ部26と前記鏡筒部42に設けられたレンズとの光軸に対する横方向への相対移動とするものとする。   In this embodiment, the relative movement in the lateral direction with respect to the optical axis between the camera unit 26 and the optical system provided in the lens barrel unit 42 will be described. If it is provided, it is assumed that the camera unit 26 and the lens provided in the lens barrel unit 42 are moved relative to each other in the lateral direction with respect to the optical axis.

すなわち、前記3Dスキャナー光学ヘッド12の前記ベース板22の下部には、図5にも示すように、前記カメラ側基台131が設けられており、該カメラ側基台131は、前記ベース板22に対して起立した長方形状の平板で構成されている。前記カメラ側基台131の先端側は、一対の支持部141,141を介して前記ベース板22に支持されている。   That is, as shown in FIG. 5, the camera side base 131 is provided below the base plate 22 of the 3D scanner optical head 12, and the camera side base 131 is provided on the base plate 22. It is comprised with the rectangular-shaped flat plate which stood up with respect to. The distal end side of the camera side base 131 is supported by the base plate 22 via a pair of support portions 141 and 141.

前記カメラ側基台131の中央部には、長方形状の挿通穴151が開設されており、前記鏡筒部42を挿通できるように構成されている。前記挿通穴151の外周部には、ガイド溝が形成されてされている。該ガイド溝は、前記挿通穴151の中心を中心として120度の等間隔をおいて配置された第一から第三V字溝152〜154によって構成されている。   A rectangular insertion hole 151 is formed in the center of the camera side base 131 so that the lens barrel 42 can be inserted. A guide groove is formed on the outer periphery of the insertion hole 151. The guide groove is constituted by first to third V-shaped grooves 152 to 154 arranged at equal intervals of 120 degrees with the center of the insertion hole 151 as the center.

前記第一V字溝152は、前記挿通穴151より当該カメラ側基台131の長さ方向に沿って延設されており、前記CCDカメラ24が配置された図5中左側に設けられている。前記第二V字溝153は、前記挿通穴151の中心を中心として前記第一V字溝152より120度時計回りに回転した位置に設けられており、前記挿通穴151から前記ベース板22側へ向かって斜めに延設されている。前記第三V字溝154は、前記挿通穴151の中心を中心として前記第一V字溝152より120度反時計回りに回転した位置に設けられており、前記挿通穴151から当該カメラ側基台131の先端側へ向かって斜めに延設されている。   The first V-shaped groove 152 extends from the insertion hole 151 along the length direction of the camera-side base 131 and is provided on the left side in FIG. 5 where the CCD camera 24 is disposed. . The second V-shaped groove 153 is provided at a position rotated clockwise by 120 degrees from the first V-shaped groove 152 with the center of the insertion hole 151 as the center, and the base plate 22 side from the insertion hole 151. It is extended diagonally toward. The third V-shaped groove 154 is provided at a position rotated counterclockwise by 120 degrees from the first V-shaped groove 152 with the center of the insertion hole 151 as a center. The base 131 extends obliquely toward the tip side.

各V字溝152〜154は、その横断面形状が略楔状に形成されており、各V字溝152〜154には、一対の傾斜面161,161が形成されている。また、各傾斜面161,161の交差部分には、断面コ字状の凹溝162が長さ方向に沿って形成されている。   Each of the V-shaped grooves 152 to 154 is formed in a substantially wedge shape in cross section, and a pair of inclined surfaces 161 and 161 are formed in each of the V-shaped grooves 152 to 154. In addition, a concave groove 162 having a U-shaped cross section is formed along the length direction at the intersection of the inclined surfaces 161 and 161.

一方、前記鏡筒部42の上端部には、図6に示すように、前記鏡筒側基台132が設けられている。該鏡筒側基台132も長方形状の平板で構成されており、図6中右寄りの部位には、両長辺から側方へ向けて延出した延出部132a,132aが一体形成されている。これにより、当該鏡筒側基台132は、十字状の形成されているとともに、図4にも示したように、前記カメラ側基台131上に配置できる大きさに形成されている。   On the other hand, the lens barrel side base 132 is provided at the upper end of the lens barrel portion 42 as shown in FIG. The lens barrel side base 132 is also formed of a rectangular flat plate, and extended portions 132a and 132a extending from both long sides to the side are integrally formed at a portion on the right side in FIG. Yes. Accordingly, the lens barrel side base 132 is formed in a cross shape and is sized so as to be arranged on the camera side base 131 as shown in FIG.

この鏡筒側基台132には、図6に示したように、長さ方向に延在する長方形状の取付穴181が開設されており、該取付穴181内には、前記鏡筒部42の上端部が挿入された状態で固定されている。この取付状態において、前記鏡筒部42の両側部には、前記取付穴181の両端部が開口されてなる側部開口部182,182が形成されている。   As shown in FIG. 6, the lens barrel side base 132 is provided with a rectangular mounting hole 181 extending in the length direction, and the lens barrel portion 42 is formed in the mounting hole 181. It is fixed with the upper end of the inserted. In this attached state, side opening portions 182 and 182 formed by opening both end portions of the attachment hole 181 are formed on both side portions of the lens barrel portion 42.

前記取付穴181の図6中左方の部位と前記各延出部132a,132aには、下面側に突出した被案内部としての第一から第三球面支持体193が設けられている(第三球面支持体193のみ図示)前記第一球面支持体は、当該鏡筒側基台132を前記カメラ側基台131上に配置した状態で、前記第一V字溝152内に配置されるように構成されており、前記第二球面支持体は、前記第二V字溝153内に配置されるように構成されている。また、前記第三球面支持体191は、前記第三V字溝154内に配置されるように構成されている。   A first to third spherical surface support 193 as a guided portion projecting to the lower surface side is provided at the left portion of the mounting hole 181 in FIG. 6 and the extending portions 132a and 132a (first guide). Only the trispherical support 193 is shown) The first spherical support is arranged in the first V-shaped groove 152 in a state where the lens barrel side base 132 is arranged on the camera side base 131. The second spherical support is configured to be disposed in the second V-shaped groove 153. The third spherical support 191 is configured to be disposed in the third V-shaped groove 154.

前記各球面支持体193は、円柱状の胴部193aと該胴部193aの先端に設けられた半球状の球面部193bとによって構成されている。各球面支持体193は、前記対応するV字溝152〜154の各傾斜面161,161によって底部に案内されるように構成されている。   Each spherical support 193 includes a cylindrical body 193a and a hemispherical spherical surface 193b provided at the tip of the body 193a. Each spherical support 193 is configured to be guided to the bottom by the inclined surfaces 161 and 161 of the corresponding V-shaped grooves 152 to 154.

なお、本実施の形態では、前記各球面支持体193の先端部を半球状の球面部193bで構成しガイド溝をV字溝152〜154で構成した場合について説明するが、これに限定されるものでは無く、例えばテーパ状や円錐形状の凸部と、これに合う孔形状で構成しても良い。   In the present embodiment, the case where the tip of each spherical support 193 is formed of a hemispherical spherical portion 193b and the guide groove is formed of V-shaped grooves 152 to 154 is described, but the present invention is not limited thereto. For example, it may be configured by a tapered or conical convex portion and a hole shape matching this.

前記鏡筒側基台132の端部には、図2及び図4に示したように、スプリング固定ブラケット171が固定されている。該スプリング固定ブラケット171は、図2にも示したように、前記鏡筒側基台132に面接した状態で固定された固定片172と、該固定片172より起立した起立片173とが形成されており、該起立片173の両端部には、側方へ延出した延出片174が形成されている(一方のみ図示)。各延出片174には、付勢部材としてのコイルスプリング175の一端が係止されており(一方のみ図示)、各コイルスプリング175の他端は、対応する前記カメラ側基台131の部位に支持されている。   As shown in FIGS. 2 and 4, a spring fixing bracket 171 is fixed to the end of the lens barrel side base 132. As shown in FIG. 2, the spring fixing bracket 171 is formed with a fixing piece 172 fixed in a state of being in contact with the lens barrel side base 132 and an upright piece 173 standing up from the fixing piece 172. An extending piece 174 extending to the side is formed at both ends of the upright piece 173 (only one is shown). One end of a coil spring 175 as an urging member is locked to each extending piece 174 (only one is shown), and the other end of each coil spring 175 is located at a corresponding portion of the camera side base 131. It is supported.

これにより、前記鏡筒側基台132は、両コイルスプリング175によって前記カメラ側基台131へ向けて付勢されており、前記鏡筒側基台132は、通常時において前記カメラ側基台131側に当接するように構成されている。   Accordingly, the lens barrel side base 132 is biased toward the camera side base 131 by the two coil springs 175, and the lens barrel side base 132 is normally in the camera side base 131. It is comprised so that it may contact | abut.

また、前記鏡筒部42に外力が入力され上動する力が加えられた際には、図7の(a)に示すように、前記コイルスプリング175,175によって前記カメラ側基台131へ向けて付勢された前記鏡筒側基台132には、前記各球面支持体193の前記球面部193bが対応するV字溝の各傾斜面161,161に沿って移動することとなり、前記鏡筒部42は、前記カメラ部26に対して相対移動、すなわち、前記鏡筒部42の軸方向に沿って上動する相対移動と、前記カメラ部26と前記鏡筒部42に設けられた光学系との光軸に対する横方向への相対移動とが同時に行われるように構成されている。   Further, when an external force is applied to the lens barrel portion 42 and an upward force is applied, the coil springs 175 and 175 are directed toward the camera-side base 131 as shown in FIG. The lens barrel side base 132 urged in this manner moves the spherical surface portion 193b of the spherical support 193 along the inclined surfaces 161 and 161 of the corresponding V-shaped grooves, and the lens barrel. The unit 42 is relatively moved with respect to the camera unit 26, that is, a relative movement that moves up in the axial direction of the lens barrel unit 42, and an optical system provided in the camera unit 26 and the lens barrel unit 42. And relative movement in the lateral direction with respect to the optical axis.

ここで、図7に付いて詳説すると、図7の(a)に示すように、前記鏡筒部42は被検物2などが当接するなどして衝撃が加わると、前記両基台131,132を当接させていたコイルスプリング175,175のばね力に打ち勝って、前記両基台131,132が離間する。   Now, referring to FIG. 7 in detail, as shown in FIG. 7A, when the test tube 2 comes into contact with the lens barrel portion 42, an impact is applied. The two bases 131 and 132 are separated from each other by overcoming the spring force of the coil springs 175 and 175 with which 132 is in contact.

その際、前記鏡筒51の軸方向に向けて前記本体部21と前記鏡筒部42とが相対移動するが、前記鏡筒側基台132の前記各球面支持体193に設けられた半球状の球面部193bが、前記カメラ側側基台131の略楔断面形状の各V字溝152〜154の傾斜面161,161に沿って摺動することで、両基台131,132が離間する時には同時に前記鏡筒51と前記カメラ部26の光軸にずれがもたらされる。   At that time, the main body portion 21 and the lens barrel portion 42 move relative to each other in the axial direction of the lens barrel 51, but a hemispherical shape provided on each spherical support 193 of the lens barrel side base 132. The spherical surface portion 193b slides along the inclined surfaces 161 and 161 of the V-shaped grooves 152 to 154 having a substantially wedge cross-sectional shape of the camera side base 131, whereby the bases 131 and 132 are separated from each other. At the same time, the optical axes of the lens barrel 51 and the camera unit 26 are shifted.

そして、前記衝撃の入力がなくなると、図7の(b)に示すように、前記各V字溝152〜154の略楔断面形状により前記鏡筒51と前記カメラ部26の軸方向の相対位置及び光軸は元の位置に復帰するので、比較的軽微な衝撃の場合は再び計測を継続することが可能となる。   When the input of the impact is lost, as shown in FIG. 7B, the relative positions of the lens barrel 51 and the camera unit 26 in the axial direction due to the substantially wedge cross-sectional shapes of the V-shaped grooves 152 to 154, respectively. Since the optical axis returns to the original position, measurement can be continued again in the case of a relatively slight impact.

前記ベース板22には、図4中左方側(図2中右方側)にL字状の発光素子支持ブラケット201が設けられており、該発光素子支持ブラケット201には、発光素子202が設けられている(図2参照)。また、前記ベース板22には、図4中右方側(図2中左方側)に受光素子支持ブラケット203が前記発光素子支持ブラケット201に対向して設けられており、前記受光素子支持ブラケット203には、検出装置としての受光素子204が設けられている。前記発光素子202は、前記受光素子204へ向けて光を投光するように構成されており、該受光素子204は、前記光の受光状態を前記制御装置へ伝達するように構成されている。   The base plate 22 is provided with an L-shaped light-emitting element support bracket 201 on the left side in FIG. 4 (right side in FIG. 2). The light-emitting element support bracket 201 includes a light-emitting element 202. Provided (see FIG. 2). The base plate 22 is provided with a light receiving element support bracket 203 on the right side in FIG. 4 (left side in FIG. 2) so as to face the light emitting element support bracket 201. 203 is provided with a light receiving element 204 as a detection device. The light emitting element 202 is configured to project light toward the light receiving element 204, and the light receiving element 204 is configured to transmit a light receiving state of the light to the control device.

前記発光素子202と前記受光素子204との間には、図2及び図4に示すように、L字状の衝突検出用断光板211が設けられており、該衝突検出用断光板211は、前記鏡筒側基台132に固定されている。また、前記発光素子202と前記受光素子204との間には、前記スプリング固定ブラケット171の前記起立片173が配置されるように構成されている。   As shown in FIGS. 2 and 4, an L-shaped collision detection light-blocking plate 211 is provided between the light-emitting element 202 and the light-receiving element 204. It is fixed to the lens barrel side base 132. Further, the standing piece 173 of the spring fixing bracket 171 is arranged between the light emitting element 202 and the light receiving element 204.

前記衝突検出用断光板211には、図4に示したように、前記発光素子202からの光を透過する断光板小孔221が開設されており、前記起立片173には、図7に示したように、前記発光素子202からの光を透過するブラケット小孔222が開設されている。前記各小孔221,222は、前記鏡筒部42に外力が入力され前記鏡筒側基台132が前記カメラ側基台側131に対して所定の許容量以上相対移動した際、すなわち前記カメラ部26と前記鏡筒部42とが所定の許容量以上の相対移動した際に、前記発光素子202から各小孔221,222を介した前記受光素子204への光の投光を遮断できる大きさに設定されている。   As shown in FIG. 4, the collision detection light-blocking plate 211 is provided with a light-blocking plate small hole 221 that transmits light from the light emitting element 202, and the upright piece 173 includes a light-blocking plate small hole 221 shown in FIG. 7. As described above, a bracket small hole 222 that transmits light from the light emitting element 202 is formed. The small holes 221 and 222 are provided when an external force is input to the lens barrel portion 42 and the lens barrel side base 132 moves relative to the camera side base side 131 by a predetermined allowable amount or more, that is, the camera. When the portion 26 and the lens barrel portion 42 are moved relative to each other by a predetermined allowable amount or more, the light projection from the light emitting element 202 to the light receiving element 204 through the small holes 221 and 222 can be blocked. Is set.

これにより、前記受光素子204からの信号を入力する前記制御装置では、前記受光素子204での受光状態を検出することで、前記カメラ部26と前記鏡筒部42とが所定の許容量以上の相対移動したことを検知できるように構成されており、これを検出した際に、当該制御装置は、前記可動アーム11を駆動を停止するとともに、前記被検物2を支持したXYテーブルの駆動を停止することで、衝撃による前記3Dスキャナー光学ヘッド12の破損を未然に防止できるうように構成されている。   Thereby, in the control device that inputs a signal from the light receiving element 204, the camera unit 26 and the lens barrel unit 42 are more than a predetermined allowable amount by detecting a light receiving state in the light receiving element 204. The controller is configured to detect relative movement, and when detecting this, the control device stops driving the movable arm 11 and drives the XY table that supports the test object 2. By stopping, the 3D scanner optical head 12 is prevented from being damaged by an impact.

なお、本実施例においては、前記本体部21と前記鏡筒部42との軸方向の相対移動がメカストッパにより機械的に阻止されるよう構成されており、機械的阻止の直前の相対位置で前記受光素子204が光の遮断を検知するように設定することが望ましい。   In the present embodiment, the relative movement in the axial direction between the main body 21 and the lens barrel 42 is mechanically blocked by a mechanical stopper, and the relative position immediately before mechanical blocking is It is desirable to set so that the light receiving element 204 detects light blocking.

また、本実施の形態では、衝突検出用のセンサとして非接触式の光電式のセンサを用いているが、これに限定されず、接触式のセンサでもよい。   In this embodiment, a non-contact photoelectric sensor is used as a collision detection sensor. However, the present invention is not limited to this, and a contact sensor may be used.

以上の構成にかかる本実施の形態において、被検物2の内面4を測定する際には、測定用ヘッドとしての3Dスキャナー光学ヘッド12を移動して該3Dスキャナー光学ヘッド12に設けられた鏡筒部42を前記被検物2に挿入する。このとき、前記鏡筒部42が前記被検物2と干渉することがあり、この場合、前記鏡筒部42には外力が入力されることとなる。   In the present embodiment according to the above configuration, when measuring the inner surface 4 of the test object 2, the 3D scanner optical head 12 as the measurement head is moved to move the mirror provided on the 3D scanner optical head 12 The cylindrical portion 42 is inserted into the test object 2. At this time, the lens barrel portion 42 may interfere with the test object 2, and in this case, an external force is input to the lens barrel portion 42.

ここで、前記3Dスキャナー光学ヘッド12の前記鏡筒部42側と前記カメラ部26側とは分離されており、前記鏡筒部42は、衝突退避機構41を介して前記カメラ部26側に支持されている。このため、前記鏡筒部42が外力を受けた際には、前記衝突退避機構41によって、前記鏡筒部42の前記カメラ部26に対する相対移動が許容される。   Here, the lens barrel portion 42 side and the camera portion 26 side of the 3D scanner optical head 12 are separated from each other, and the lens barrel portion 42 is supported on the camera portion 26 side via a collision retracting mechanism 41. Has been. For this reason, when the lens barrel portion 42 receives an external force, the collision retraction mechanism 41 allows the lens barrel portion 42 to move relative to the camera portion 26.

これにより、前記鏡筒部42を退避できるので、前記外力の入力に起因した前記3Dスキャナー光学ヘッド12への破損を未然に防止することができる。   Thereby, since the lens barrel 42 can be retracted, it is possible to prevent damage to the 3D scanner optical head 12 due to the input of the external force.

また、前記鏡筒部42が外力を受けた際には、前記鏡筒部42側と前記カメラ部26側とは、前記鏡筒部42の軸方向へ相対移動すると同時に、前記カメラ部26と鏡筒部42に設けられた光学系との光軸に対する横方向へ相対移動する。   When the lens barrel 42 receives an external force, the lens barrel 42 side and the camera unit 26 side move relative to each other in the axial direction of the lens barrel 42, and at the same time, It moves relative to the optical axis with respect to the optical system provided in the lens barrel 42 in the lateral direction.

このため、前記鏡筒部42の軸方向への相対移動によって、前記鏡筒部42への縦方向への入力に起因した破損を防止することができる。   For this reason, it is possible to prevent damage due to the vertical input to the lens barrel portion 42 by the relative movement of the lens barrel portion 42 in the axial direction.

また、前記カメラ部26と鏡筒部42に設けられた光学系との光軸に対して横方向へ相対移動することで、前記鏡筒部42への横入力に起因した破損を防止することができる。   Further, by causing relative movement in the lateral direction with respect to the optical axis of the camera unit 26 and the optical system provided in the lens barrel unit 42, damage due to lateral input to the lens barrel unit 42 is prevented. Can do.

さらに、前記カメラ部26側に略平板状のカメラ側基台131を設け、前記鏡筒部42側に略平板状の鏡筒側基台132を設けるとともに、前記カメラ側基台131及び前記鏡筒側基台132をコイルスプリング175,175によって互いに当接する方向へ付勢する。   Further, a substantially flat camera side base 131 is provided on the camera unit 26 side, a substantially flat lens barrel side base 132 is provided on the lens barrel part 42 side, and the camera side base 131 and the mirror are provided. The cylinder side base 132 is urged by coil springs 175 and 175 in a direction in which they abut against each other.

また、前記カメラ側基台131にガイド溝としてのV字溝152〜154を設けるとともに、前記鏡筒側基台132に、前記V字溝152〜154で案内される被案内部としての球面支持体198を設け、該球面支持体193が前記V字溝152〜154にガイドされることによって前記相対移動を許容する前記衝突退避機構41を構成することができる。   The camera side base 131 is provided with V-shaped grooves 152 to 154 as guide grooves, and the lens barrel side base 132 is supported by a spherical surface as a guided portion guided by the V-shaped grooves 152 to 154. The collision evacuation mechanism 41 that allows the relative movement can be configured by providing a body 198 and guiding the spherical support 193 to the V-shaped grooves 152 to 154.

そして、前記V字溝152〜154は、略楔状の横断面形状に設定されており、当該V字溝152〜154には傾斜面161,161が形成されている。このため、前記球面支持体193が前記V字溝152〜154の前記傾斜面161,161に沿ってガイドされることで、前記鏡筒部42の軸方向に向けた相対移動と、前記カメラ部26と前記鏡筒部42に設けられた光学系との光軸に対する横方向への相対移動とを同時に実現することができる。   The V-shaped grooves 152 to 154 are set to have a substantially wedge-shaped cross section, and inclined surfaces 161 and 161 are formed in the V-shaped grooves 152 to 154. For this reason, the spherical support 193 is guided along the inclined surfaces 161 and 161 of the V-shaped grooves 152 to 154, so that the relative movement in the axial direction of the lens barrel portion 42 and the camera portion are performed. The relative movement in the horizontal direction with respect to the optical axis between the optical system 26 and the optical system provided in the lens barrel portion 42 can be realized simultaneously.

また、前記カメラ部26と前記鏡筒部42とが所定の許容量以上の相対移動した際に、これを受光素子204で検出し、当該3Dスキャナー光学ヘッド12の移動及び前記被検物2を支持するXYテーブルを停止することができる。   Further, when the camera unit 26 and the lens barrel unit 42 move relative to each other by a predetermined allowable amount or more, this is detected by the light receiving element 204, and the movement of the 3D scanner optical head 12 and the test object 2 are detected. The supporting XY table can be stopped.

このため、前記衝突退避機構41により前記鏡筒部42を退避できる限界を超えるような相対移動が発生した際には、前記3Dスキャナー光学ヘッド12及び前記XYテーブルの駆動を停止することで、当該3Dスキャナー光学ヘッド12の破損を確実に防止することができる。   For this reason, when a relative movement that exceeds the limit at which the lens barrel portion 42 can be retracted by the collision retracting mechanism 41 occurs, the driving of the 3D scanner optical head 12 and the XY table is stopped. Damage to the 3D scanner optical head 12 can be reliably prevented.

さらに、前記受光素子204を光遮断式のセンサで構成することで、前記カメラ部26と前記鏡筒部42との許容量以上の相対移動を非接触で検出することができる。   Furthermore, by configuring the light receiving element 204 with a light blocking sensor, it is possible to detect a relative movement of the camera unit 26 and the lens barrel unit 42 that is more than an allowable amount in a non-contact manner.

このため、接触式の検出装置と比較して、機械的な作動誤差を無くすことができる。   For this reason, mechanical operation errors can be eliminated as compared with the contact type detection device.

1 測定装置
2 被検物
12 3Dスキャナー光学ヘッド
26 カメラ部
41 衝突退避機構
42 鏡胴部
131 カメラ側基台
132 鏡筒側基台
152 第一V字溝
153 第二V字溝
154 第三V字溝
161 傾斜面
175 コイルスプリング
193 第三球面支持体
204 受光素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Measuring apparatus 2 Test object 12 3D scanner optical head 26 Camera part 41 Collision evacuation mechanism 42 Lens barrel part 131 Camera side base 132 Lens tube side base 152 First V-shaped groove 153 Second V-shaped groove 154 Third V Character groove 161 Inclined surface 175 Coil spring 193 Third spherical surface support 204 Light receiving element

Claims (6)

被検物に挿入される鏡筒部と、該鏡筒部を介して得られた像を撮像するカメラ部とが測定用ヘッドに設けられた測定装置において、
前記測定用ヘッドの前記鏡筒部側と前記カメラ部側とを分離するとともに、前記鏡筒部が外力を受けた際に該鏡筒部の前記カメラ部に対する相対移動を許容する退避機構を介して前記鏡筒部を前記カメラ部側に支持したことを特徴とする測定装置。
In a measurement apparatus in which a lens barrel portion inserted into a test object and a camera portion that captures an image obtained through the lens barrel portion are provided in a measurement head,
Via a retraction mechanism that separates the lens barrel side of the measuring head from the camera unit side and allows the lens barrel to move relative to the camera when the lens barrel receives an external force. And the lens barrel portion is supported on the camera portion side.
前記相対移動は、前記鏡筒部の軸方向に向けた相対移動、及び前記カメラ部と鏡筒部に設けられた光学系との光軸に対する横方向への相対移動が同時に行われることを特徴とした請求項1記載の測定装置。   In the relative movement, the relative movement in the axial direction of the lens barrel and the relative movement in the lateral direction with respect to the optical axis of the camera unit and the optical system provided in the lens barrel are simultaneously performed. The measuring apparatus according to claim 1. 前記退避機構を、前記カメラ部側に設けられた略平板状のカメラ側基台と、前記鏡筒部側に設けられた略平板状の鏡筒側基台と、前記カメラ側基台及び前記鏡筒側基台が当接する方向へ付勢する付勢部材とで構成し、
前記カメラ側基台及び前記鏡筒側基台の一方側にガイド溝を設けるとともに、前記カメラ側基台及び前記鏡筒側基台の他方側に前記ガイド溝で案内される被案内部を設け、該被案内部が前記ガイド溝にガイドされることで前記相対移動を許容することを特徴とした請求項1又は2記載の測定装置。
The retraction mechanism includes a substantially flat camera side base provided on the camera unit side, a substantially flat lens barrel side base provided on the lens barrel side, the camera side base, and the It is composed of a biasing member that biases in the direction in which the lens barrel side base comes into contact,
A guide groove is provided on one side of the camera side base and the lens barrel side base, and a guided portion guided by the guide groove is provided on the other side of the camera side base and the lens barrel side base. The measuring apparatus according to claim 1, wherein the relative movement is allowed by the guided portion being guided by the guide groove.
前記ガイド溝を略楔状の横断面形状に設定し、前記被案内部が前記ガイド溝の傾斜面に沿ってガイドされることで、前記鏡筒部の軸方向に向けた相対移動と、前記カメラ部の光軸に対する横方向への相対移動とを同時に行うことを特徴とした請求項3記載の測定装置。   The guide groove is set to have a substantially wedge-shaped cross section, and the guided portion is guided along the inclined surface of the guide groove, so that the relative movement in the axial direction of the lens barrel portion and the camera are performed. 4. The measuring apparatus according to claim 3, wherein the relative movement in the lateral direction with respect to the optical axis of the unit is performed simultaneously. 前記カメラ部と前記鏡筒部とが相対移動したことを検出する検出装置を設け、前記カメラ部と前記鏡筒部とが所定の許容量以上の相対移動したことを前記検出装置が検出した際に前記測定用ヘッドの移動を停止することを特徴とした請求項1から4にいずれか記載の測定装置。   When a detection device that detects relative movement between the camera unit and the lens barrel unit is provided and the detection device detects that the camera unit and the lens barrel unit have moved relative to each other by a predetermined allowable amount or more. 5. The measuring apparatus according to claim 1, wherein the movement of the measuring head is stopped. 前記検出装置を光遮断式のセンサで構成したことを特徴とする請求項5記載の測定装置。   6. The measuring apparatus according to claim 5, wherein the detecting device is constituted by a light blocking sensor.
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