專利名稱：透射式尺寸測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及透射式尺寸測量裝置，更具體地講涉及光學(xué)型透射式尺寸測量裝置， 當(dāng)被測物體遮擋投影儀發(fā)出的光時(shí)，該裝置通過光學(xué)接收器檢測光的變化量，從而測量各 種被測物體的尺寸。
背景技術(shù)：
通常，光學(xué)型透射式尺寸測量裝置已被用于檢測例如物體的外徑、位置、以及間 隔。光學(xué)型透射式尺寸測量裝置包括投影儀，用來向被測區(qū)域投射平行光；光學(xué)接收器， 接收穿過被測區(qū)域的光；以及光學(xué)型透射式尺寸測量裝置測量被測物體的陰影長度，陰影 通常由被測物體遮擋平行光形成，并且光學(xué)型透射式尺寸測量裝置基于光接收器所接收到 的接收光量來測量被測物體的各種尺寸。光學(xué)型尺寸測量裝置的工作原理大致分為兩種方法一種是CXD方法，一種是掃 描方法。在CCD方法中，從發(fā)光元件發(fā)出的光被光投影透鏡轉(zhuǎn)換成平行光；并且平行光輻 射到尺寸測量范圍。光學(xué)接收器通過一體的一維CCD圖像傳感器接收來自尺寸測量范圍的 光。當(dāng)被測物體遮擋平行光時(shí)，在光接收單元產(chǎn)生與光遮擋面積大小成比例的陰影；被測物 體的各種尺寸基于輸出陰影的大小和位置來進(jìn)行計(jì)算并且輸出。此外，在掃描方法中，從發(fā)光元件發(fā)出的光被諸如多面鏡之類的偏轉(zhuǎn)元件偏轉(zhuǎn)，偏 轉(zhuǎn)光被準(zhǔn)直透鏡轉(zhuǎn)換成平行光束，并且輻射到尺寸測量范圍。在尺寸測量范圍內(nèi)掃描被測 物體的光被光學(xué)接收器內(nèi)部的光接收透鏡匯聚，并被轉(zhuǎn)換成與光的明暗相對應(yīng)的電信號(hào)。 基于該電信號(hào)來執(zhí)行產(chǎn)生陰影的時(shí)間長短的算術(shù)運(yùn)算；然后，計(jì)算并輸出被測物體的各種 尺寸。在上述方法中的任一種方法中，尺寸測量范圍由從投影儀發(fā)出并被光學(xué)接收器接收 的平行光的寬度定義。當(dāng)用戶在基座上安裝投影儀和光學(xué)接收器時(shí)，需要用戶使投影儀的光軸和光學(xué)接 收器的光軸在相對于基座的垂直方向和水平方向上正確地重合。通常，為了使得光軸重合， 在與投影儀和光學(xué)接收器相連的控制器的顯示屏幕上或者在與該控制器相連的個(gè)人計(jì)算 機(jī)(PC)的顯示屏幕上顯示光軸的重合程度，并且用戶一邊觀察顯示屏幕一邊調(diào)節(jié)光軸(例 如，日本未審查專利申請第2008-275462號(hào))。通過上述在PC上或者在連接到投影儀和光學(xué)接收器的控制器上確認(rèn)光軸重合程 度的方法，用戶不能直觀地了解具體產(chǎn)生了多大的光軸偏差或者在哪個(gè)方向上產(chǎn)生了光軸 偏差。而且，在控制器和PC安裝在遠(yuǎn)離投影儀和光學(xué)接收器的位置的情況下，光軸調(diào)節(jié)工 作會(huì)很不方便，因此，不可避免地需要大量的工時(shí)。避免這種問題發(fā)生的一種方法是增加所投射的光量密度使得投影儀的光投影點(diǎn) 能夠被人眼觀察到。然而，在上述的CCD方法中，光源和光投射鏡頭之間的距離需要分開來 得到高度準(zhǔn)確的平行光；因此，光量密度的增加有限。而且，甚至在掃描方法中，當(dāng)光量密度 顯著增大來增強(qiáng)可視性時(shí)，會(huì)引起諸如安全危險(xiǎn)和光源壽命縮短等其他的問題。因此，將光 量密度增大到光投影點(diǎn)能被人眼看到是不切實(shí)際的。
此外，除了上述問題之外，即使使得投影儀和光學(xué)接收器的光軸準(zhǔn)確地重合，根據(jù) 用戶的使用環(huán)境，污物或類似的東西有時(shí)也會(huì)附著于光投影表面和光接收表面。當(dāng)污物或 類似的東西附著于投影儀的光投影表面和光學(xué)接收器的光接收表面上時(shí)，即便被測物體不 存在的情況下也會(huì)產(chǎn)生接收光量的波動(dòng)，因此，存在偶然的不正確測量而且用戶很難理解 發(fā)生了什么的問題。即便污物的尺寸很小，當(dāng)由于原本不應(yīng)當(dāng)存在的污物所導(dǎo)致的邊緣被 檢測到時(shí)，一個(gè)值會(huì)作為測量值輸出，而該值遠(yuǎn)非實(shí)際被測物體的尺寸值。而且，即便用戶 看到輸出的測量值，用戶也不能直觀地確定該輸出的測量值是否為實(shí)際被測物體的尺寸 值，污物是否附著于光投影表面或光接收表面上，使用環(huán)境是否有問題，等等。因此，投影儀 的光投影表面和光接收器的光接收表面必須定期清潔來獲得恰當(dāng)?shù)某叽鐪y量值
發(fā)明內(nèi)容

針對以上問題產(chǎn)生了本發(fā)明，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種透射式尺寸測量裝 置，其中用戶能夠直觀、簡單地調(diào)節(jié)投影儀和光學(xué)接收器的光軸。而且，本發(fā)明的另一個(gè)目 的是提供一種透射式尺寸測量裝置，其中在投影儀的光投影表面上和光學(xué)接收器的光接收 表面上附著有污物時(shí)，能立即采取適當(dāng)措施。根據(jù)本發(fā)明的透射式尺寸測量裝置包括投射光的投影儀；以及光學(xué)接收器，其 可以被布置為與投影儀之間具有預(yù)定的間隔，其接收來自投影儀的光。該透射式尺寸測量 裝置檢測經(jīng)過投影儀和光學(xué)接收器之間的尺寸測量范圍的被測物體的邊緣位置以及被測 物體的中心位置，從而，基于光學(xué)接收器所接收到的接收光量的變化來測量經(jīng)過投影儀和 光學(xué)接收器之間的被測物體的尺寸。投影儀包括具有實(shí)質(zhì)上成長方體形狀(長方體，立方 體，其一部分發(fā)生變形或者被切割的形狀等)的投影儀外殼，其中設(shè)有發(fā)光的發(fā)光元件和 將發(fā)光元件發(fā)出的光轉(zhuǎn)換成平行光的光投影透鏡；以及光投影狹縫，其具有在尺寸測量方 向具有預(yù)定寬度的形狀，尺寸測量方向?qū)嵸|(zhì)上為與發(fā)出平行光的投影儀外殼的底面(可以 為調(diào)節(jié)光軸時(shí)的參考面的表面，例如，安裝到諸如基座之類的水平表面上時(shí)的安裝表面以 及安裝在諸如墻面之類的垂直表面上時(shí)的安裝表面)水平的方向。光學(xué)接收器包括實(shí)質(zhì) 上為長方體形狀的光學(xué)接收器外殼，其中設(shè)有接收光的光接收元件；以及光接收狹縫，其具 有在尺寸測量方向上具有預(yù)定寬度的形狀，尺寸測量方向?qū)嵸|(zhì)上為與平行光入射到的光學(xué) 接收器外殼的底面水平的方向。透射式尺寸測量裝置包括入射光位置顯示單元，其沿著尺 寸測量方向布置在投影儀和光學(xué)接收器的至少一側(cè)，并且入射光位置顯示單元通過多個(gè)指 示燈(例如，其中以集成型或分離型提供有多個(gè)發(fā)光二極管(LED)的燈)顯示入射光在光 接收器上的位置，每個(gè)指示燈顯示每個(gè)區(qū)域的光接收狀態(tài)，所述每個(gè)區(qū)域在光接收狹縫的 尺寸測量方向上劃分預(yù)定的寬度。采用這樣的配置，基于以虛擬方式表達(dá)光投影點(diǎn)的入射光位置顯示單元的照明狀 態(tài)，用戶可以在確認(rèn)在與底面水平的方向上的光軸重合程度的同時(shí)調(diào)節(jié)投影儀和光學(xué)接收 器的相對位置。而且，在測量時(shí)有污物或者類似的東西附著于投影儀的光投影表面和光學(xué) 接收器的光接收表面的情況下以及由于施加到投影儀和光學(xué)接收器的撞擊產(chǎn)生光軸偏離 的情況下，可以基于入射光位置顯示單元的照明狀態(tài)確定故障的原因并且立即采取適當(dāng)措 施。在更詳細(xì)的方面，投影儀包括實(shí)質(zhì)上成長方體形狀的投影儀外殼，該外殼具有細(xì)長的光投影狹縫，該光投影狹縫處在一個(gè)以與要安裝在基座上的基準(zhǔn)表面成直立狀態(tài)垂直 布置的側(cè)表面上，該光投影狹縫在實(shí)質(zhì)上與基準(zhǔn)面水平的方向上具有預(yù)定的寬度；并且在 投影儀外殼內(nèi)部，投影儀包括發(fā)出光的發(fā)光元件和光投影透鏡，該光投影透鏡將發(fā)光元件 發(fā)出的光轉(zhuǎn)化成平行光并經(jīng)由光投影狹縫向尺寸測量范圍發(fā)射帶狀投影光束。對于發(fā)光元 件，可以使用各種類型的發(fā)光元件，比如激光二極管和LED。光學(xué)接收器包括實(shí)質(zhì)上成長方 體形狀的光學(xué)接收器外殼，該光學(xué)接收器外殼具有細(xì)長的光接收狹縫，該光接收狹縫處在 一個(gè)以與要安裝在基座上的基準(zhǔn)表面成直立狀態(tài)垂直布置的側(cè)表面上，其在實(shí)質(zhì)上與基準(zhǔn) 表面水平的方向上具有預(yù)定的寬度；以及在光學(xué)接收器外殼內(nèi)部，光學(xué)接收器包括經(jīng)由光 接收狹縫接收來自測量區(qū)域的光的光接收元件。光接收元件可以是光電二極管、CCD、CMOS 等類似的元件。在與投影儀和光學(xué)接收器的每個(gè)基準(zhǔn)表面相對的上表面?zhèn)鹊闹辽偃我庖粋?cè) 上形成入射光位置顯示單元，入射光位置顯示單元包括多個(gè)指示燈，這些指示燈在光投影 狹縫或者光接收狹縫的軸向上排成一條直線，以響應(yīng)于尺寸測量范圍中的尺寸測量方向； 對入射光位置顯示單元進(jìn)行配置，使得與有投影光束入射的位置相對應(yīng)的指示燈基于與其 中尺寸測量范圍被多個(gè)指示燈劃分的區(qū)域相對應(yīng)的光接收元件的輸出來而點(diǎn)亮或關(guān)閉。采用這樣的配置，當(dāng)投影儀和光學(xué)接收器的每個(gè)基準(zhǔn)表面均安裝到基座上時(shí)，基于以虛擬方式表達(dá)光投影點(diǎn)的入射光位置顯示單元的照明狀態(tài)，用戶可以在確認(rèn)在與基座 水平的方向上的光軸重合程度的同時(shí)調(diào)節(jié)投影儀和光學(xué)接收器的相對位置。此外，在測量 時(shí)有污物或者類似的東西附著于投影儀的光投影表面和光學(xué)接收器的光接收表面的情況 下以及在由于施加到投影儀和光學(xué)接收器的撞擊產(chǎn)生光軸偏離的情況下，可以基于入射光 位置顯示單元的照明狀態(tài)確定問題的原因并且立即采取適當(dāng)措施。進(jìn)一步地，以虛擬方式 表達(dá)光投影點(diǎn)的入射光位置顯示單元設(shè)置在與基準(zhǔn)表面相對的上表面?zhèn)?，該基?zhǔn)表面是當(dāng) 安裝在基座上時(shí)要安裝到基座上的表面，因此，入射光位置顯示單元總是位于對用戶而言 可見性很好的位置，并且由于其并不面對基座，因此是顯而易見的。此外，入射光位置顯示單元可以設(shè)置在與光學(xué)接收器的基準(zhǔn)表面相對的上表面 側(cè)，以及入射光位置顯示單元的尺寸測量方向上的寬度可以配置得實(shí)質(zhì)上與尺寸測量范圍 中的尺寸測量方向上的寬度相同。因此，入射光位置顯示單元可以以虛擬方式表達(dá)入射到光接收狹縫上的光投影
點(diǎn)ο而且，還可以提供操作模式設(shè)置單元，其接受多個(gè)操作模式的設(shè)置，這些操作模式 基于被測物體的邊緣位置來選擇要作為測量值輸出的測量區(qū)域，以及可以輸出由操作模式 設(shè)置單元設(shè)置的與對應(yīng)于操作模式的測量區(qū)域相對應(yīng)的測量值。因此，用戶想要測量的區(qū)域可以通過切換操作模式輕松設(shè)定。而且，響應(yīng)于尺寸測量范圍中的尺寸測量方向，可以進(jìn)一步包括測量位置顯示單 元，其包括多個(gè)指示燈，這些指示燈沿入射光位置顯示單元布置，以及可以對測量位置顯示 單元進(jìn)行配置，使得與要作為測量值輸出的測量區(qū)域相對應(yīng)的指示燈響應(yīng)于操作模式設(shè)置 單元所設(shè)置的操作模式而點(diǎn)亮。而且，入射光位置顯示單元可以配置為響應(yīng)于操作模式設(shè)置單元所設(shè)置的操作模 式而以與投影光束的入射狀態(tài)中的指示燈的顯示模式不同的顯示模式來點(diǎn)亮與要作為測 量值輸出的測量區(qū)域相對應(yīng)的指示燈。
因此，用戶能夠直觀地理解實(shí)際測量了哪個(gè)測量區(qū)域的尺寸，因此，可以立即確定 當(dāng)前設(shè)定的操作模式是否適合用來測量用戶想測量的區(qū)域。而且，可以視覺上理解測量結(jié) 果以及測量值顯示。進(jìn)一步地，指示燈的顯示圖案響應(yīng)于操作模式的切換而改變，因此，可 以容易地選擇用于測量用戶期望測量的區(qū)域的操作模式。而且，可以將用于使入射光位置顯示單元的每個(gè)指示燈點(diǎn)亮的光接收元件所接收 到的接收光量的閾值設(shè)置為高于用于檢測作為測量值基準(zhǔn)的邊緣位置的接收光量的閾值。因此，在測量值變?yōu)楫惓顟B(tài)之前，可以基于入射光位置顯示單元的顯示狀態(tài)確 認(rèn)光投影表面或者光接收表面的污染和使用環(huán)境的變化，因此能夠防止測量值異常。
而且，還可以進(jìn)一步包括光軸調(diào)節(jié)模式設(shè)置單元，其接受用于使投影儀和光學(xué)接 收器的光軸重合的光軸調(diào)節(jié)模式的設(shè)置，以及入射光位置顯示單元可以配置成在光軸調(diào)節(jié) 模式被設(shè)置時(shí)切換至用于視覺上檢查光接收元件所接收到的接收光量的峰值位置的顯示 模式。因此，用戶可以確認(rèn)入射到光接收狹縫上的接收光量的分布的峰值位置，以及可 以通過調(diào)節(jié)投影儀和光學(xué)接收器的相對位置使得峰值位置位于尺寸測量范圍的中心來進(jìn) 一步精確調(diào)節(jié)光軸。而且，還可以包括光軸重合顯示單元，其顯示投影儀和光學(xué)接收器的尺寸測量范 圍中的所有的光軸是否與投影儀和光學(xué)接收器中的至少一個(gè)重合。而且，在與投影儀的底面相對的上表面和形成有光投影狹縫的前表面的一個(gè)轉(zhuǎn)角 部分、以及在與光學(xué)接收器的底面相對的上表面和形成有光接收狹縫的前表面的一個(gè)轉(zhuǎn)角 部分中的至少一個(gè)轉(zhuǎn)角部分處形成一個(gè)傾斜部分，以及傾斜部分可以形成有入射光位置顯 示單元。因此，用戶可以從投影儀和光學(xué)接收器的前側(cè)在視覺上檢查入射光位置顯示單 元，因此進(jìn)一步提高了光軸調(diào)節(jié)的可使用性。根據(jù)本發(fā)明的透射式尺寸測量裝置，用戶能夠直觀地和方便地調(diào)節(jié)投影儀和光學(xué) 接收器的光軸。而且，當(dāng)污物附著于投影儀的光投影表面上和光學(xué)接收器的光接收表面上 時(shí)，可以立即采取適當(dāng)措施。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例的系統(tǒng)配置圖；圖2是描述本實(shí)施例中投影儀1、光學(xué)接收器2和控制器3的內(nèi)部配置的框圖；圖3是本實(shí)施例中光學(xué)接收器2的外觀透視圖；圖4是本實(shí)施例中光學(xué)接收器2的另一個(gè)外觀透視圖；圖5是示出本實(shí)施例中入射光位置顯示單元35的照明圖案的示例的示圖；圖6是示出當(dāng)本實(shí)施例中產(chǎn)生光軸偏離時(shí)入射光位置顯示單元35的照明圖案的 示例的示圖；圖7是示出當(dāng)本實(shí)施例中光軸完全重合時(shí)入射光位置顯示單元35的照明圖案的 示例的示圖；圖8是示出入射光位置顯示單元35的第一變型實(shí)施例的示圖；圖9是示出入射光位置顯示單元35的第二變型實(shí)施例的示圖10是示出當(dāng)光投影表面或者光接收表面附著有污物時(shí)入射光位置顯示單元35 的照明圖案的示例的示圖；圖11是描述每個(gè)操作模式的測量區(qū)域的示圖； 圖12是示出測量位置顯示單元36的照明圖案的示例的示圖；圖13是示出第二實(shí)施例中入射光位置顯示單元35和測量位置顯示單元36的照 明圖案的示例的示圖；圖14是示出當(dāng)投影儀1和光學(xué)接收器2之間的相對距離不同時(shí)接收光量的分布 的曲線圖；圖15是示出測量透明體的接收光量的分布和測量閾值Pl之間的關(guān)系的曲線圖；圖16是示出在有大量噪聲因素的使用環(huán)境下接收光量的分布和測量閾值Pl之間 的關(guān)系的曲線圖；圖17A和圖17B分別是示出測量透明體的過程中測量閾值P1改變時(shí)入射光位置 顯示單元35和測量位置顯示單元36的照明圖案的變化的示圖；圖18是光學(xué)接收器2上設(shè)置的入射光位置顯示單元35和測量位置顯示單元36 的接收光量的分布的對比圖；以及圖19是顯示單元42的變型實(shí)施例的示圖。
具體實(shí)施例方式下文中將參考附圖詳細(xì)闡述本發(fā)明實(shí)施例的透射式尺寸測量裝置。在下述的實(shí)施 例中，舉例描述CCD方法的透射式尺寸測量裝置，該裝置使用激光二極管(下文稱LD)作為 光投影單元，以及將一維電荷耦合器件成像傳感器(下文稱CCD)作為光接收元件。圖1是示出本實(shí)施例的透射式尺寸測量裝置的整體系統(tǒng)的系統(tǒng)配置示圖。本實(shí)施 例的透射式尺寸測量裝置包括投影儀1，其向被測區(qū)域投射光；光學(xué)接收器2，其接收穿過 被測區(qū)域的光；以及控制器3，其與投影儀1和光學(xué)接收器2相連，并且控制投影儀1和光 學(xué)接收器2。在投影儀1上形成光投影狹縫10 (光投射窗口)，用作發(fā)出光的部分；通過光 投影狹縫10輻射到被測區(qū)域的一部分光被通過投影儀1和光學(xué)接收器2之間的被測物體 W遮擋。光學(xué)接收器2通過光接收狹縫20 (光接收窗口)接收未被被測物體W遮擋的光。圖2是說明投影儀1、光學(xué)接收器2和控制器3的內(nèi)部配置的框圖。投影儀1中 包含作為發(fā)光元件的激光二極管LD 11，從LD 11發(fā)出的激光被光投影透鏡15轉(zhuǎn)化成帶狀 平行光并被輻射到被測區(qū)域。用于驅(qū)動(dòng)LD 11的激光驅(qū)動(dòng)電路12與LD 11連接，并且激光 驅(qū)動(dòng)電路12由微控制器單元(MCU) 13控制。光學(xué)接收器2包括從被測區(qū)域接收光的CCD 29 ；對CCD 29接收到的電信號(hào)進(jìn)行濾波的濾波器電路30 ；將濾波后的電信號(hào)進(jìn)行模擬/數(shù) 字轉(zhuǎn)換的A/D轉(zhuǎn)換器31 ；控制顯示單元34和CXD 29并從經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換的電信號(hào)中檢測邊緣 位置的現(xiàn)場可編程門陣列FPGA 32 ；以及存儲(chǔ)用來檢測邊緣位置的閾值和C⑶像素?cái)?shù)目或 類似信息的電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器EEPROM 33?？刂破?經(jīng)由投影儀1、光學(xué)接收器2、 以及控制器通信驅(qū)動(dòng)器46進(jìn)行通信，并包括執(zhí)行各種運(yùn)算的MCU 41 ；顯示計(jì)算出來的尺 寸值或者類似信息的控制器顯示單元42 ；外部接口(I/F)45 ；接受各種操作模式設(shè)置和閾 值的設(shè)置操作的軟件(SW) 44 ；以及存儲(chǔ)各種設(shè)置數(shù)據(jù)的EEPROM 43。外部I/F 45包括集電 極開路輸出、模擬輸出、外部輸入線等等。本實(shí)施例描述了投影儀1和光學(xué)接收器2中的每一個(gè)均具有專有功能，然而，本實(shí)施例中既有投影儀的功能又有光學(xué)接收器的功能的裝置 也可用作投影儀和光學(xué)接收器?？刂破?的MCU 41經(jīng)由外部輸入線接受來自外部裝置的各種信號(hào)的輸入。MCU 41經(jīng)由控制器通信驅(qū)動(dòng)器46a和46b通過內(nèi)部計(jì)時(shí)器周期性地傳送光投影控制信號(hào)給投影 儀1，傳送光接收控制信號(hào)給光學(xué)接收器2。接收光投影控制信號(hào)的投影儀1的MCU 13控 制激光器驅(qū)動(dòng)電路12，激光器驅(qū)動(dòng)電路12驅(qū)動(dòng)LD 11并經(jīng)由光投影透鏡 15和光投影狹縫 10將平行光輻射到被測區(qū)域。另一方面，光學(xué)接收器2的FPGA 32響應(yīng)于光接收控制信號(hào) 來驅(qū)動(dòng)CCD 29。CCD 29具有一維排列的多個(gè)像素，經(jīng)由光接收狹縫20接收來自被測區(qū)域 的光，并經(jīng)由濾波器電路30和A/D轉(zhuǎn)換器31將每個(gè)像素的接收光量傳送給FPGA 32。FPGA 32根據(jù)所獲得的每個(gè)像素的接收光量對多個(gè)像素所形成的被測區(qū)域的接收 光量進(jìn)行分布，并且將所產(chǎn)生的接收光量分布與存儲(chǔ)在EEPROM 33中的測量閾值Pl進(jìn)行比 較，由此，檢測出被物體遮擋了光的邊緣位置。檢測到的邊緣位置和其附近的接收光量的信 息經(jīng)由光學(xué)接收器通信驅(qū)動(dòng)器38和控制器通信驅(qū)動(dòng)器46傳送到控制器3。如上所述，在本 實(shí)施例中，CCD 29的每個(gè)像素所接收到的接收光量的分布不直接傳送給控制器3，而是，在 邊緣位置被光學(xué)接收器2檢測到后，只有邊緣位置和其附近的接收光量的信息被傳送到控 制器3，因此，可以降低通信負(fù)載并提升處理速度。作為光接收元件，通常采用CCD成像傳感器。然而，作為光接收元件，能夠使用互 補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)成像傳感器來代替CCD成像傳感器。控制器3基于從光學(xué)接收器2接收到的邊緣位置信息來執(zhí)行各種運(yùn)算。用戶設(shè)定 的操作模式和定義公差范圍的HI/L0的閾值被存儲(chǔ)在EEPROM 43中。盡管操作模式會(huì)在后 面詳述，已經(jīng)準(zhǔn)備好了用于選擇用戶希望測量的各種區(qū)域的多個(gè)模式，比如光遮擋寬度、入 射光寬度、外徑、內(nèi)徑、邊緣之間的指定寬度等?？刂破?的MCU 41計(jì)算與根據(jù)接收到的邊 緣位置信息設(shè)置的操作模式相對應(yīng)的測量值，將其顯示在控制顯示單元42上，執(zhí)行關(guān)于測 量值是否在公差范圍內(nèi)的0K/NG確定，并經(jīng)由外部I/F 45將確定結(jié)果輸出到外部。值得注 意的是，上述操作模式和HI/L0閾值的設(shè)定可以通過SW 44改變，MCU 41接受設(shè)置改變并 使EEPROM 43存儲(chǔ)改變的內(nèi)容。作為外部接口 I/F 45的外部輸入，可以使用如下的其他輸入峰值保持輸入、最 低點(diǎn)保持輸入、可共同地切換諸如測量閾值PI、HI/L0閾值、或者根據(jù)應(yīng)用的操作模式之類 的各種設(shè)置的存儲(chǔ)切換輸入、以及控制測量時(shí)序的定時(shí)輸入。FPGA 32向控制器3傳送邊緣位置信息，并且執(zhí)行對設(shè)在光學(xué)接收器1中的顯示單 元34的顯示控制。除了測量閾值Pl之外，入射光顯示閾值P2也存儲(chǔ)在EEPROM 33中，以 及將所獲得的接收光量的分布與入射光顯示閾值P2進(jìn)行比較。雖然下文將進(jìn)行詳細(xì)描述， 在此說明顯示單元34以虛擬的方式表達(dá)一個(gè)光沒有被物體遮光的情況下所入射到的像素 位置，即，光接收表面上的一個(gè)光投影點(diǎn)。圖3是示出了具有顯示單元34的光學(xué)接收器2的外觀的透視圖。光學(xué)接收器2 具有基本上為長方體形狀的外殼，該外殼包括基準(zhǔn)表面27 ；下側(cè)外殼21，其覆蓋兩個(gè)側(cè)表 面以及除了與基準(zhǔn)表面27成直立狀態(tài)垂直布置的光接收表面28之外的后表面；上側(cè)外殼 23，其覆蓋與基準(zhǔn)表面27相對的上表面；以及前蓋22，其具有光接收狹縫20并且由從投影 儀1接收光的光接收表面28構(gòu)建。
用于安裝至基座的安裝孔25a和25b設(shè)在上側(cè)外殼23上，并且將螺釘擰到每個(gè)安 裝孔25a和25b中以將光學(xué)接收器2安裝到基座上。在上側(cè)外殼23和光接收表面28的轉(zhuǎn) 角部分形成透明的傾斜表面24，并且在傾斜表面24的內(nèi)側(cè)上形成從外部可看到的顯示單 元34。顯示單元34設(shè)置在傾斜表面24的內(nèi)側(cè)上，因此，顯示單元34暴露于上表面?zhèn)群凸?接收表面?zhèn)龋瑥亩鵀橛脩籼峁┝朔浅：玫目梢曅?。而且，用于顯示用來表示光軸調(diào)節(jié)完成的 光軸重合的LED 37設(shè)置在傾斜表面24附近。下側(cè)外殼21在面向光接收表面28的后表面 側(cè)設(shè)有電纜引出部分26。通過切割后表面的一部分來形成電纜引出部分26的一部分，因 此，即使當(dāng)電纜彎曲或引出時(shí)，不需要在后表面?zhèn)壬咸峁┎槐匾目臻g也能引出電纜。而且，顯示單元34布置在與要安裝在基座上的基準(zhǔn)表面27相對的上表面?zhèn)?，?此，顯示單元34沒有安裝在基座后面。通過安裝投影儀1和光學(xué)接收器2的每個(gè)基準(zhǔn)表面 27，基本上垂直于基座的方向上(S卩，垂直方向上)的光軸自動(dòng)地重合。在基準(zhǔn)表面27安裝 到水平基座上之后，用戶僅僅需要在與基座水平的表面內(nèi)調(diào)節(jié)投影儀1和光學(xué)接收器2的 相對位置，因此，能夠使得投影儀1和光學(xué)接收器2的光軸彼此之間完全重合。此時(shí)，顯示 單元34布置在與基準(zhǔn)表面27相對的上表面?zhèn)?，因此，用戶可以在確認(rèn)顯示單元34的同時(shí) 在水平表面內(nèi)執(zhí)行光軸的調(diào)節(jié)。當(dāng)基準(zhǔn)表面27上產(chǎn)生變形等情況時(shí)，即使基準(zhǔn)表面27安 裝到基座上，垂直光軸也不能正確地重合。因此，在本實(shí) 施例中，只有具有基準(zhǔn)表面27的下 側(cè)外殼21通過模鑄方法來形成，使其具有高度的水平準(zhǔn)確性，而上側(cè)外殼23和前蓋22由 便宜的樹脂來形成。應(yīng)當(dāng)注意，下側(cè)外殼21覆蓋了側(cè)表面和后表面二者，并且可以將兩個(gè) 側(cè)表面中的任意一個(gè)安裝到基座上并且可以以垂直設(shè)置的狀態(tài)安裝光學(xué)接收器2。圖4是示出光學(xué)接收器2的另一個(gè)外觀的透視圖，將與圖3中所示的相同參考標(biāo) 號(hào)賦予給對應(yīng)的部件。CCD方法的透射式尺寸測量裝置中的尺寸測量范圍實(shí)際上由光學(xué)接 收器2中所包含的光接收元件的寬度方向上的長度來規(guī)定，并且采用可以發(fā)出寬度與此相 對應(yīng)的平行光的投影儀1。因此，當(dāng)需要確保寬的尺寸測量范圍時(shí)，使用如圖4所示的具有 寬的光接收狹縫20的光學(xué)接收器2。圖5是示意性地示出顯示單元34和用于顯示光軸重合的LED 37的功能的示圖。 顯示單元34具有CCD 29的排列方向上的長度(即，與尺寸測量范圍的尺寸測量方向上的 長度基本上相同的長度)，并且包括具有包含多個(gè)LED的排列的入射光位置顯示單元35。入 射光位置顯示單元35布置在光學(xué)接收器2的上表面上的尺寸測量范圍的延長部分上，其根 據(jù)構(gòu)成入射光位置顯示單元35的每個(gè)LED的照明狀態(tài)來以虛擬方式表達(dá)入射到CXD 29上 的光投影點(diǎn)。在本實(shí)施例中，入射光位置顯示單元35的長度基本上與CCD 29的排列方向 上的長度相同，但是并非僅限于此，入射光位置顯示單元35可以相對于CCD 29的排列方向 上的長度進(jìn)行放大或縮小。而且，入射光位置顯示單元35可以不布置在尺寸測量范圍的延 長部分上，而是，為了以虛擬方式表達(dá)光投影點(diǎn)以及為了用戶可以直觀地使光軸保持重合， 優(yōu)選地將入射光位置顯示單元35布置在尺寸測量范圍的延長部分上。在入射光位置顯示 單元35中畫出的垂直線表示對應(yīng)的LED處于照明狀態(tài)。構(gòu)成入射光位置顯示單元35的每個(gè)LED響應(yīng)于CXD 29中對應(yīng)于每個(gè)LED的位置 上的像素的接收光量來點(diǎn)亮或關(guān)閉。更具體地講，例如，在LED數(shù)目為10而CXD 29的像素 數(shù)目為1000的情況下，如果像素?cái)?shù)目被平均分配給每個(gè)LED，則一個(gè)LED對應(yīng)于100個(gè)像 素。從LED的排列方向上的一端按順序分配CXD的像素排列方向上的100個(gè)像素給每個(gè)LED，光學(xué)接收器2的FPGA 32確定100個(gè)像素的每一個(gè)接收光量是否超過了入射光顯示閾 值P2，并且使得與超過P2的像素?cái)?shù)目不小于預(yù)定數(shù)目的情況相對應(yīng)的LED點(diǎn)亮。應(yīng)當(dāng)注 意，LED的照明情況不限于此，也可以基于像素的接收光量的總和或者平均值來使得對應(yīng)的 LED點(diǎn)亮。而且，可以使對應(yīng)于CXD 29中沒有光入射到其上的像素位置的LED點(diǎn)亮，那么僅 僅使與CXD 29中光入射到其上的像素位置相對應(yīng)的LED關(guān)閉。 圖6是示出投影儀1和光學(xué)接收器2的光軸偏離情況下的入射光位置顯示單元35 的照明狀態(tài)的視圖。如圖6所示，對應(yīng)于CCD 29中由于光軸偏離而導(dǎo)致的沒有光入射到其 上的像素位置的LED是關(guān)閉的。因此，即使當(dāng)用戶看不到投影儀1的光投影點(diǎn)，也可以通過 確認(rèn)入射光位置顯示單元35的LED的照明圖案來容易地確定應(yīng)當(dāng)向哪個(gè)方向調(diào)節(jié)投影儀 1和光學(xué)接收器2的相對位置以及調(diào)節(jié)多少角度，以使得光軸完全重合。圖7是示出在投影儀1和光學(xué)接收器2的光軸重合的情況下的入射光位置顯示單 元35的照明狀態(tài)的示意圖。當(dāng)投影儀1和光學(xué)接收器2的光軸重合時(shí)，入射光位置顯示單 元35的所有LED都點(diǎn)亮。另外，當(dāng)光軸在理想狀態(tài)下重合時(shí)，用于顯示光軸重合的LED 37 點(diǎn)亮。通常，從投影儀1輻射出的平行光的光量密度不均勻，平行光越接近中心軸，光量密 度越大，并且當(dāng)平行光遠(yuǎn)離中心軸時(shí)，光量密度逐漸減小。因此，即使入射光位置顯示單元 35的所有LED都點(diǎn)亮并且光軸乍一看似乎也完全重合時(shí)，實(shí)際上平行光的中心軸稍微有些 偏離并且可能不能提供理想的光軸重合狀態(tài)。因此，僅當(dāng)其中的光接收量在CCD 29的每個(gè) 像素值中為最小的像素的光接收量不小于預(yù)定值時(shí)，將用于顯示光軸重合的LED 37配置 為點(diǎn)亮。采用這種配置，用戶能夠在根本無需確認(rèn)外部設(shè)備的情況下容易地將投影儀1和 光學(xué)接收器2調(diào)節(jié)為處于理想的相對位置。應(yīng)當(dāng)注意，用于顯示光軸重合的LED 37的照明 條件不限于上述條件，而是可以通過CCD 29的所有像素的接收光量的總和或平均來使LED 37點(diǎn)亮，或者可以在入射光位置顯示單元35的所有LED都點(diǎn)亮的情況下自動(dòng)使LED 37點(diǎn) 殼。圖8是示出入射光位置顯示單元35的變型實(shí)施例的照明狀態(tài)的視圖。為了使用戶 能夠直觀地識(shí)別投影儀1和光學(xué)接收器2的理想的光軸重合，需要識(shí)別CCD 29所接收到的 接收光量的分布的峰值位置。在該變型實(shí)施例中，在與處于入射光狀態(tài)的像素相對應(yīng)的且 點(diǎn)亮的LED中，改變與其中接收光量尤其大的像素相對應(yīng)的LED的顏色。在該變型實(shí)施例 中的透視式尺寸測量裝置包括用于執(zhí)行光軸調(diào)節(jié)以實(shí)現(xiàn)理想的光軸重合狀態(tài)的顯示模式， 并且當(dāng)被設(shè)定為該光軸調(diào)節(jié)模式時(shí)，取決于LED顏色的接收光量的峰值位置的近似位置被 顯示。用戶可以通過視覺上檢查LED顏色來確認(rèn)接收光量的峰值位置，因此，用戶能夠容易 地實(shí)現(xiàn)理想的光軸重合狀態(tài)。在該變型實(shí)施例中，改變了與其中接收光量大的像素相對應(yīng) 的LED顏色，然而，該變型實(shí)施例不限于此，而是，可以改變LED的發(fā)光量或者顯示模式(閃 爍等)ο而且，該變型實(shí)施例中的入射光位置顯示單元35的顯示圖案不僅用于光軸調(diào)節(jié)， 也用于正常測量。在投影儀1的照射光量減少以及由于使用環(huán)境改變而導(dǎo)致光學(xué)接收器 2接收的接收光量減少的情況下，確認(rèn)入射光位置顯示單元35的顯示顏色和顯示模式，因 此，可以在測量值中出現(xiàn)異常之前執(zhí)行必要的處理。另外，在被測物體是透明體的情況下， 根據(jù)被測物體的透射率來改變LED的顏色和光量。因此，在根據(jù)被測物體的透射率來設(shè)置 用于檢測邊緣的測量閾值Pl的情況下，可以參照入射光位置顯示單元35的照明圖案來設(shè)置測量閾值Pi。圖9是示出入射光位置顯示單元35的另一變型實(shí)施例的照明狀態(tài)的視圖。在該 變型實(shí)施例中，只有與接收光量的分布的峰值位置相對應(yīng)的LED被點(diǎn)亮，調(diào)節(jié)投影儀1和光 學(xué)接收器2的相對位置，使得被點(diǎn)亮的LED位于LED排列的中心，因此能夠容易地實(shí)現(xiàn)理想 的光軸重合狀態(tài)。順便提及，在透射式尺寸測量裝置中，當(dāng)灰塵和/或污垢附著到光投影表面或光 接 收表面時(shí)，灰塵和/或污垢遮擋了一部分平行光，因此，原本不應(yīng)當(dāng)存在的邊緣有時(shí)會(huì)被 檢測到。在這種情況下，輸出了一個(gè)與實(shí)際的被測物體的尺寸值相差甚遠(yuǎn)的測量值，因此， 用戶不能夠容易地確定測量值異常的原因。圖10示意性地示出了在污物附著到光投影表 面或光接收表面的情況下的入射光位置顯示單元35的顯示圖案的視圖。如圖10所示，在 污物附著到光投影表面或光接收表面的情況下，入射光位置顯示單元35上與附著了污物 的像素位置相對應(yīng)的LED被關(guān)閉。因此，根據(jù)本實(shí)施例，用戶能夠基于入射光位置顯示單元 35的LED的照明圖案識(shí)別出是否存在污物以及污物的位置，并且能夠立即地進(jìn)行維護(hù)。如上所述，在該實(shí)施例中，顯示單元34設(shè)置在與要安裝在光學(xué)接收器2的基座上 的基準(zhǔn)表面27相對的上表面?zhèn)龋⑶绎@示單元34以虛擬方式表達(dá)被投影儀1輻射并且被 CCD 29接收的光投影點(diǎn)。因此，雖然人眼看不到光投影點(diǎn)，但是可以通過直觀操作來調(diào)節(jié)投 影儀1和光學(xué)接收器2的光軸。而且，為了具有理想的光軸重合狀態(tài)，提供了用于顯示光軸 重合的LED 37，并且可以明確示出光軸調(diào)節(jié)的完成。而且，以虛擬方式表達(dá)光投影點(diǎn)，并且 能夠看到附著到光投影表面或光接收表面的污物，因此用戶能夠容易地進(jìn)行維護(hù)。而且，該實(shí)施例的透射式尺寸測量裝置包括多個(gè)操作模式，這些操作模式用于設(shè) 置用戶希望作為測量值輸出的測量區(qū)域。圖11是描述多個(gè)操作模式的示圖。在這種情況 下，作為操作模式的示例，示范性地示出以下五種測量模式光遮擋寬度測量模式、入射光 寬度測量模式、外徑測量模式、中心位置測量模式、以及邊緣位置指定測量模式。光遮擋寬度測量模式計(jì)算從尺寸測量范圍的一端到最后的邊緣位置的距離。入射 光寬度測量模式計(jì)算從尺寸測量范圍的一端到最初的邊緣位置的距離。外徑測量模式計(jì)算 從尺寸測量范圍的一端起計(jì)算的最初的邊緣位置和最后的邊緣位置之間的距離。中心位置 測量模式計(jì)算從尺寸測量范圍的一端到最初的邊緣位置和下一個(gè)邊緣位置之間的中心位 置的距離。該中心位置是通過計(jì)算所檢測到的兩個(gè)邊緣位置的中點(diǎn)來確定的。邊緣位置測 量模式是一種其中計(jì)算與用戶所規(guī)定的邊緣位置相關(guān)的距離的模式，例如，在存在兩個(gè)或 多個(gè)遮光物體的情況下，邊緣位置測量模式可以自由地設(shè)置從尺寸測量范圍的一端算起有 多少個(gè)邊緣位置要測量。圖10示出了其中指定了尺寸測量范圍的一端和第二邊緣位置的 示例。可以通過操作控制器3中設(shè)有的SW44來設(shè)置和切換這些操作模式。圖12是示出在光學(xué)接收器2上設(shè)置的顯示單元34的另一個(gè)實(shí)施例的示意圖。顯 示單元34具有測量位置顯示單元36，在測量位置顯示單元36中顯示與用戶設(shè)置的操作模 式相對應(yīng)的測量區(qū)域的多個(gè)LED排列成一條線。在圖12示出的示例中，選擇外徑測量模式 作為操作模式，計(jì)算從尺寸測量范圍的一端起計(jì)算的最初的邊緣位置和第二邊緣位置之間 的距離。如圖12所示，測量位置顯示單元36僅僅點(diǎn)亮與位于作為實(shí)際的被測物體的測量 區(qū)域中的像素位置相對應(yīng)的LED。因此，用戶可以直觀地確定當(dāng)前設(shè)置的操作模式是否是期 望的模式。而且，構(gòu)成測量位置顯示單元36的LED的照明圖案響應(yīng)于操作模式的切換而改變，因此，使得能夠視覺上識(shí)別每個(gè)操作模式輸出了測量區(qū)域的哪個(gè)測量值。在該實(shí)施例中，圖2中所示的光學(xué)接收器2的FPGA 32由用戶設(shè)置，并且讀取存儲(chǔ) 在控制器3的EEPROM 43中的操作模式，響應(yīng)于檢測到的邊緣位置和所讀取的操作模式來 確定要點(diǎn)亮的LED，以及控制測量位置顯示單元36的顯示。測量位置顯示單元36被布置在 尺寸測量范圍的延長部分上，其寬度基本上與上述的入射光位置顯示單元35中的尺寸測 量范圍的寬度相同，因此，可以直觀地取一個(gè)測量值的近似值。而且，構(gòu)成測量位置顯示單 元36的多個(gè)LED的間距設(shè)置為一個(gè)整數(shù)，例如，Imm,因此，可以通過點(diǎn)亮的LED的數(shù)目來知 曉測量值的概略。圖13是示出在光學(xué)接收器2中設(shè)置的顯示單元34的另一個(gè)實(shí)施例的示意圖。如 圖13所示，該實(shí)施例的顯示單元34具有入射光位置顯示單元35和測量位置顯示單元36， 這兩個(gè)單元都包括多個(gè)LED并且被并行地布置在尺寸測量范圍的延長部分上。 在構(gòu)成入射光位置顯示單元35的各個(gè)LED中，與CXD 29中入射有平行光并且沒 有被被測物體遮光的像素位置相對應(yīng)的LED是點(diǎn)亮的。另一方面，在構(gòu)成測量位置顯示單 元36的各個(gè)LED中，與對應(yīng)于所設(shè)置的操作模式的測量區(qū)域(即，實(shí)際獲得的測量值)相 對應(yīng)的LED被點(diǎn)亮。在圖13所示的示例中，光遮擋寬度測量模式被選為操作模式，從尺寸 測量范圍的一端到第二邊緣位置的距離被作為測量值輸出。采用這種配置，能夠同時(shí)確認(rèn) 被被測物體遮光的區(qū)域和實(shí)際的測量區(qū)域。而且，可以通過使各自的發(fā)光色不同而避免用 戶的混淆，例如，入射光位置顯示單元35的發(fā)光色被設(shè)置為紅色，而測量位置顯示單元36 的發(fā)光色被設(shè)置為綠色。接下來，將詳細(xì)描述用于檢測邊緣位置的測量閾值Pl的設(shè)置。通常，透射式尺寸 測量裝置的測量閾值Pl被設(shè)置為一個(gè)高度位置，在該高度位置處的接收光量為非遮光狀 態(tài)下的接收光量的25%。圖14是一個(gè)曲線圖，其中接收光量分布Wl表示投影儀1和光學(xué) 接收器2布置得相對靠近時(shí)的接收光量的分布，接收光量分布W2表示投影儀1和光學(xué)接收 器2布置得相對分離時(shí)的接收光量的分布。如圖14所示，接收光量分布Wl和W2的交點(diǎn)基 本上與測量閾值Pl (25%)重合。這意味著能夠檢測到作為邊緣位置的同一個(gè)像素位置，而 無需依靠安裝投影儀1和光學(xué)接收器2的相對距離。因此，在測量閾值Pl被設(shè)置為上述的 25%時(shí)，總是能夠測量到同一個(gè)邊緣位置，而無需依靠投影儀1和光學(xué)接收器2之間的相對 距離，因此，測量閾值Pl通常被固定為接收光量是非遮光狀態(tài)下的25%的高度位置。在該實(shí)施例中，測量閾值Pl的高度位置可以改變。因此，在測量閾值Pl改變的情 況下，很可能在輕微依靠投影儀1和光學(xué)接收器2之間的相對距離來檢測的邊緣位置處產(chǎn) 生偏離。然而，在測量閾值Pl根據(jù)用戶的使用環(huán)境或被測物體的透明程度而設(shè)置在25%位 置的情況下，最初存在一種只有被測物體的邊緣位置不能被檢測到的情況。例如，在透射式尺寸測量裝置中，有時(shí)測量具有高透明度的被測物體。在這種高度 透明的被測物體中，光遮擋區(qū)域的光在某種程度上入射到光學(xué)接收器2上，因此，不能適當(dāng) 地檢測出用于測量尺寸的邊緣位置。圖15是示出從CCD 29輸出的接收光量的分布的示例 的曲線圖。橫軸表示CXD 29的像素排列位置，縱軸表示每個(gè)像素接收到的光量。而且，Rl 是非透明體的光遮擋區(qū)域，R2是透明體的光遮擋區(qū)域。如圖15所示，以測量閾值Pl能夠 檢測到非透明體導(dǎo)致的光遮擋區(qū)域，然而，以測量閾值Pl不能夠檢測到透明體導(dǎo)致的光遮 擋區(qū)域R2。因此，測量閾值Pl改變?yōu)楦哂赑l的P1’，從而能夠確保檢測出透明體所導(dǎo)致的光遮擋區(qū)域來作為邊緣位置。然而，如圖16所示，如果測量閾值Pl被設(shè)置的太高，則在存在大量噪聲因素的使 用環(huán)境中，會(huì)錯(cuò)誤地檢測噪聲。圖16是示出在以測量閾值ΡΓ而錯(cuò)誤地檢測出作為邊緣位 置的一個(gè)像素位置的情況下的接收光量分布的示例的曲線圖，其中在該像素位置上接收光 量由于噪聲原因而被減少。在這種情況下，測量閾值ΡΓ需要進(jìn)一步改變?yōu)椴皇茉肼曈绊?的較低的值。在該實(shí)施例中，可以根據(jù)用戶的使用環(huán)境(噪聲因素)和被測物體的透明程度來 改變測量閾值P1，因此，如果適當(dāng)?shù)卦O(shè)置測量閾值P1，則測量閾值Pl不受噪聲影響，并且可 以檢測出具有各種透明程度的被測物體的邊緣位置。改變測量閾值P1，在邊緣位置很可能 會(huì)產(chǎn)生偏離，然而，根據(jù)用戶對精度的要求(公差范圍的寬度)，這種輕微的位置偏離不會(huì) 成為問題。而且，在投影儀1和光學(xué)接收器2之間的相對距離關(guān)系一旦固定之后，在很多情 況下，通常不進(jìn)行改變。因此，即使測量值稍微偏離實(shí)際值，測量值本身不會(huì)波動(dòng)。例如，在 基于來自確保了尺寸精度的被測物體的測量值的波動(dòng)寬度而執(zhí)行0K/NG確定的情況下，這 種邊緣位置的偏離根本就不是問題。 圖17A和圖17B是分別示出了被測物體是透明體的情況下的入射光位置顯示單元 35和測量位置顯示單元36的照明圖案的示意圖。圖17A示出了較少光被透明體遮擋并且 沒有適當(dāng)?shù)貦z測出透明體的邊緣位置的情況下的示例。在這種狀態(tài)下，入射光位置顯示單 元35完全點(diǎn)亮，而測量位置顯示單元36完全關(guān)閉，并且用戶可以確認(rèn)通過當(dāng)前的測量閾值 Pl的設(shè)置沒有檢測出被測透明體的邊緣位置。圖17B是示出操作控制器3中設(shè)置的SW 44 并且測量閾值Pl被改變?yōu)楦哂赑l的一個(gè)值的情況下的入射光位置顯示單元35和測量位 置顯示單元36的照明圖案的示意圖?？梢园l(fā)現(xiàn)，測量閾值Pl改變，相應(yīng)地，對應(yīng)于光遮擋 區(qū)域的測量位置顯示單元36在測量光遮擋寬度的操作模式中點(diǎn)亮，并且能夠檢測到透明 體的邊緣位置。應(yīng)當(dāng)注意，該實(shí)施例示出了一種情況的示例，在該情況中，使得入射光位置 顯示單元35點(diǎn)亮的入射光顯示閾值P2與測量閾值Pl相同，因此，入射光位置顯示單元35 關(guān)閉了光遮擋區(qū)域部分。如上所述，在該實(shí)施例中，在需要改變測量閾值Pl的情況下，在確認(rèn)入射光位置 顯示單元35和測量位置顯示單元36時(shí)可以改變測量閾值P1，因此，能夠容易地適當(dāng)設(shè)置測 量閾值Pl。用于點(diǎn)亮入射光位置顯示單元35的入射光顯示閾值P2可以與測量閾值Pl相同， 或者與測量閾值Pl不同。圖18是設(shè)在光學(xué)接收器2上的入射光位置顯示單元35和測量 位置顯示單元36的接收光量的分布的比較圖。在圖18所示的示例中，示出了用于點(diǎn)亮入 射光位置顯示單元35的入射光顯示閾值P2被設(shè)置為不同于測量閾值Pl的情況的示例。 被被測物體遮擋的光遮擋區(qū)域的接收光量小于測量閾值Pl和入射光顯示閾值P2。另一方 面，灰塵導(dǎo)致的光遮擋區(qū)域的接收光量小于入射光顯示閾值P2，但是不小于測量閾值P1， 因此，與由于灰塵導(dǎo)致的光遮擋區(qū)域相對應(yīng)的入射光位置顯示單元35關(guān)閉，但是不會(huì)作為 測量邊緣位置而檢測出來。因此，灰塵導(dǎo)致的光遮擋區(qū)域根本不會(huì)在測量位置顯示單元36 的照明圖案和測量值上反映出來。如上所述，入射光顯示閾值P2被設(shè)置為比測量閾值Pl 高的較高值，因此，在輸出異常的測量值之前，能夠知曉由于灰塵和污物導(dǎo)致的接收光量的 減少以及灰塵和污物的具體位置。因此，用戶能在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間進(jìn)行維護(hù)。
在該實(shí)施例中，構(gòu)成入射光位置顯示單元35的多個(gè)LED和構(gòu)成測量位置顯示單元 36的多個(gè)LED布置成兩條線，但是不是必須以這種方式進(jìn)行布置，可以在尺寸檢測方向上 布置成一條線的多個(gè)LED中可以包括入射光位置顯示單元35和測量位置顯示單元36的兩 種功能。圖19是示出顯示單元42的變型實(shí)施例的視圖。在圖19所示的示例中，LED發(fā)出 兩種顏色的光，例如，使得對應(yīng)于入射光區(qū)域的LED發(fā)出紅光，使得對應(yīng)于操作模式的測量 區(qū)域的LED以不同于入射光區(qū)域的顏色的綠色點(diǎn)亮。在圖19所示的示例中，選擇了外徑測 量模式，該外徑測量模式測量在從尺寸測量范圍的一端開始計(jì)算的最初的邊緣位置和最后 的邊緣位置之間進(jìn)行測量。而且，提供了使得對應(yīng)于入射光區(qū)域的LED點(diǎn)亮的第一顯示圖 案模式和使得對應(yīng)于測量區(qū)域的LED點(diǎn)亮的第二顯示圖案模式，可以切換這些模式。在這 種情況下，例如，可以切換這些模式，以便在光軸調(diào)節(jié)中設(shè)置為第一顯示模式而在正常測量 中設(shè)置為第二顯示模式。而且，可以僅在設(shè)置操作模式過程中設(shè)置第二顯示模式。所有的上述實(shí)施例都顯示了其中顯示單元42設(shè)置在光學(xué)接收器2中的示例，然 而，應(yīng)當(dāng)理解，顯示單元42可以設(shè)在投影儀1中。在這種情況下，光學(xué)接收器2中的光接收 狀態(tài)通過控制器3與投影儀進(jìn)行通信，因此，投影儀1中可以進(jìn)行相同的顯示。而且，顯示 單元42可以設(shè)置在投影儀1和光學(xué)接收器2 二者中。而且，本發(fā)明不限于CCD方法的操作 原理，還可以適用于上述的采用掃描方法的透射式尺寸測量設(shè)備。本發(fā)明不僅限于在此所 述的實(shí)施例，當(dāng)需要時(shí)可以在不脫離本發(fā)明的思想或范圍的情況下進(jìn)行各種變型和改變。
權(quán)利要求
透射式尺寸測量裝置，包括投射光的投影儀；以及光學(xué)接收器，光學(xué)接收器被布置為與投影儀之間具有預(yù)定的間隔，并且接收來自投影儀的光，該透射式尺寸測量裝置基于光學(xué)接收器所接收到的接收光量的變化來測量通過投影儀和光學(xué)接收器之間的被測物體的尺寸，所述投影儀包括實(shí)質(zhì)上成長方體形狀的投影儀外殼，其中設(shè)有發(fā)出光的發(fā)光元件，和將發(fā)光元件發(fā)出的光轉(zhuǎn)換成平行光的光投影透鏡；以及光透影狹縫，其具有在尺寸測量方向上具有預(yù)定寬度的形狀，所述尺寸測量方向是實(shí)質(zhì)上與發(fā)出平行光的投影儀外殼的底面水平的方向，所述光學(xué)接收器包括實(shí)質(zhì)上成長方體形狀的光學(xué)接收器外殼，其中設(shè)有接收光的光接收元件；以及光接收狹縫，其具有在尺寸測量方向上具有預(yù)定寬度的形狀，所述尺寸測量方向是實(shí)質(zhì)上與平行光入射到其上的光學(xué)接收器外殼的底面水平的方向，所述透射式尺寸測量裝置包括入射光位置顯示單元，其沿著尺寸測量方向布置在投影儀和光學(xué)接收器的至少一側(cè)，該入射光位置顯示單元包括多個(gè)指示燈，每個(gè)指示燈顯示每個(gè)區(qū)域的光接收狀態(tài)，所述每個(gè)區(qū)域在光接收狹縫的尺寸測量方向上劃分了預(yù)定的寬度；并且該入射光位置顯示單元顯示平行光入射到光學(xué)接收器上的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透射式尺寸測量裝置，其中光接收狹縫設(shè)置在一個(gè)以與光學(xué)接收器外殼的底面成直立狀態(tài)實(shí)質(zhì)上垂直布置的側(cè) 表面上，入射光位置顯示單元設(shè)置在與光學(xué)接收器外殼的底面相對的上表面?zhèn)?，以使得入射?位置顯示單元的尺寸測量方向上的寬度與尺寸測量區(qū)域的寬度實(shí)質(zhì)上相同，以及多個(gè)指示燈中的每一個(gè)基于每個(gè)區(qū)域的接收光量而點(diǎn)亮或者關(guān)閉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的透射式尺寸測量裝置，進(jìn)一步包括操作模式設(shè)置單元，其 接受多個(gè)操作模式的設(shè)置，所述多個(gè)操作模式基于由于被測物體導(dǎo)致的平行光的光遮擋位 置來選擇要作為測量值輸出的測量區(qū)域，其中，與操作模式設(shè)置單元所設(shè)置的操作模式相對應(yīng)的測量值被輸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的透射式尺寸測量裝置，進(jìn)一步包括測量位置顯示單元，該測 量位置顯示單元包括多個(gè)沿著入射光位置顯示單元布置的指示燈，其中對測量位置顯示單元進(jìn)行配置，以使得與要作為測量值輸出的測量區(qū)域相對應(yīng)的指示 燈響應(yīng)于操作模式設(shè)置單元所設(shè)置的操作模式而點(diǎn)亮或者關(guān)閉。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的透射式尺寸測量裝置，其中對入射光位置顯示單元進(jìn)行配置，以使得與要作為測量值輸出的測量區(qū)域相對應(yīng)的指 示燈響應(yīng)于操作模式設(shè)置單元所設(shè)置的操作模式來以與位于平行光的入射光位置的指示 燈的顯示模式不同的顯示模式點(diǎn)亮。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透射式尺寸測量裝置，其中用于使入射光位置顯示單元的每一個(gè)指示燈點(diǎn)亮的由光接收元件所接收到的接收光 量的閾值被設(shè)置為比用于檢測作為尺寸測量的基準(zhǔn)的邊緣位置的接收光量的閾值高。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透射式尺寸測量裝置，進(jìn)一步包括光軸調(diào)節(jié)模式設(shè)置單元，其接受用于使投影儀和光接收器的光軸重合的光軸調(diào)節(jié)模式 的設(shè)置，其中當(dāng)光軸調(diào)節(jié)模式被設(shè)置時(shí)，入射光位置顯示單元被切換到用于顯示光接收元件所接收 到的接收光量的峰值位置的顯示模式。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透射式尺寸測量裝置，進(jìn)一步包括光軸重合顯示單元，其顯示投影儀和光學(xué)接收器的尺寸測量區(qū)域中的光軸是否與投影 儀和光接收器中的至少一個(gè)的光軸重合。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透射式尺寸測量裝置，其中在與投影儀的底面相對的上表面和形成有光投影狹縫的前表面的一個(gè)轉(zhuǎn)角部分，以及 在與光學(xué)接收器的底面相對的上表面和形成有光接收狹縫的前表面的一個(gè)轉(zhuǎn)角部分中的 至少一個(gè)處形成一個(gè)傾斜部分，以及所述傾斜部分形成有入射光位置顯示單元。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種透射式尺寸測量裝置，其中用戶可以直觀地、簡單地調(diào)節(jié)投影儀和光學(xué)接收器的光軸，以及當(dāng)投影儀的光投影表面和光學(xué)接收器的光接收表面上附著有污物時(shí)，用戶可以立即采取合適的措施。光學(xué)接收器上設(shè)有入射光位置顯示單元，它通過點(diǎn)亮與入射光位置對應(yīng)的LED以虛擬方式表達(dá)光投影點(diǎn)，光投影點(diǎn)入射到光學(xué)接收器上，光學(xué)接收器被布置為與投射光的投影儀之間具有預(yù)定的間隔。入射光位置顯示單元設(shè)在與底面相對的上表面?zhèn)?，而光學(xué)接收器在底面上安裝到基座上。
文檔編號(hào)G01B9/00GK101871770SQ20101015690
公開日2010年10月27日 申請日期2010年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月24日
發(fā)明者山崎健太郎, 山根規(guī)義, 津守良一, 鳥井友成 申請人:株式會(huì)社其恩斯