JP2014181974A - Measurement device - Google Patents
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Abstract
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
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
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
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
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.
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
Claims (6)
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.
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2025069466A1 (en) * | 2023-09-26 | 2025-04-03 | 株式会社日立ハイテク | Shape measurement probe, three-dimensional shape measurement method using same, and non-contact optical measurement device |
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2013
- 2013-03-19 JP JP2013055903A patent/JP2014181974A/en active Pending
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