專(zhuān)利名稱(chēng)：眼鏡框形狀測(cè)量設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種眼鏡框形狀測(cè)量設(shè)備，其跟隨眼鏡框的邊緣的溝槽且測(cè)量邊緣的 三維形狀。
背景技術(shù)：
已知多種眼鏡框形狀測(cè)量設(shè)備，其中跟蹤筆(tracing stylus)被擠壓并插入 到被眼鏡框保持機(jī)構(gòu)保持的眼鏡框的邊緣的溝槽內(nèi)，且檢測(cè)跟隨邊緣的改變而移動(dòng)的跟 蹤筆的位置，以獲得邊緣在移動(dòng)半徑方向(XY方向)和與移動(dòng)半徑方向垂直的方向(Z 方向)的三維形狀(例如，見(jiàn) JP-A-2000-314617 (US 6，325，700)，JP-A-2001-174252， JP-A-2006-350264(US 7，571，545)，JP-A-2009-14517(US 7，681，321))。如在圖14中示出的，此類(lèi)型設(shè)備的測(cè)量機(jī)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)基部RB，該旋轉(zhuǎn)基部RB相 對(duì)于邊緣FW旋轉(zhuǎn)；跟蹤筆軸SA,該跟蹤筆軸SA具有附接到其上端的跟蹤筆ST ；移動(dòng)基部 VB，該移動(dòng)基部VB在豎直方向(Z方向)上可移動(dòng)地保持跟蹤筆軸SA且設(shè)置在旋轉(zhuǎn)基部RB 內(nèi)以在通過(guò)旋轉(zhuǎn)基部RB的旋轉(zhuǎn)中心CO的移動(dòng)半徑方向可移動(dòng)；和推動(dòng)機(jī)構(gòu)，該推動(dòng)機(jī)構(gòu)將 移動(dòng)基部VB推向邊緣FW以生成將跟蹤筆ST壓入邊緣FW的溝槽內(nèi)的測(cè)量壓力。跟蹤筆ST 基于旋轉(zhuǎn)基部RB的旋轉(zhuǎn)而移動(dòng)以跟隨邊緣的改變，且此時(shí)檢測(cè)跟蹤筆ST的移動(dòng)。因此，測(cè) 量了邊緣的三維形狀。近年來(lái)，愈來(lái)愈多地使用了其中邊緣具有大曲率的眼鏡框。因此，使用了具有針狀 尖端的跟蹤筆。

發(fā)明內(nèi)容
在精確測(cè)量邊緣形狀中，優(yōu)選的是跟蹤筆不向邊緣施加過(guò)大的力，且跟蹤筆盡可 能平滑地跟隨邊緣的改變。如在 2000-314617 (US6, 325，700)和 JP-A-2006_35(^64(US 7，571,545)中，在其中跟蹤筆的尖端方向不相對(duì)于豎直方向(Z方向)傾斜且跟蹤筆在豎直 方向上移動(dòng)的構(gòu)造中，跟蹤筆容易脫出邊緣的溝槽。在JP-A-2001-174252的設(shè)備中，當(dāng)帶 有附接到其上的跟蹤筆的臂根據(jù)邊緣的溝槽的高度傾斜時(shí)，帶有附接的跟蹤筆的臂被傾斜 以跟隨邊緣在豎直方向上的改變的范圍。在此構(gòu)造中，臂必須是長(zhǎng)臂，且跟隨邊緣改變的機(jī) 構(gòu)在尺寸上增加。如果跟隨機(jī)構(gòu)尺寸增加，則重量也增加。因此，可能導(dǎo)致跟蹤筆難以平滑 移動(dòng)且可能使測(cè)量精度惡化。存在柔性應(yīng)對(duì)具有多種形狀的眼鏡框例如具有大曲率的高度彎曲的框且精確進(jìn) 行測(cè)量的需要。考慮到在相關(guān)技術(shù)的設(shè)備中固有的問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種眼鏡框形狀測(cè) 量設(shè)備，該眼鏡框形狀測(cè)量設(shè)備能夠精確地測(cè)量例如高度彎曲框的框形狀的眼鏡框，并執(zhí) 行測(cè)量使得在測(cè)量高度彎曲的框中跟蹤筆不可能從邊緣的溝槽脫出。本發(fā)明的另一個(gè)目的 是提供能夠柔性應(yīng)對(duì)具有多種形狀的眼鏡框且執(zhí)行精確測(cè)量的眼鏡框形狀測(cè)量設(shè)備。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明具有如下構(gòu)造。
(1) 一種用于測(cè)量眼鏡框的邊緣的形狀的眼鏡框形狀測(cè)量設(shè)備，包括跟蹤筆，所述跟蹤筆構(gòu)造為插入所述邊緣的溝槽中并沿所述邊緣的溝槽移動(dòng)，以 檢測(cè)邊緣在所述跟蹤筆的移動(dòng)半徑方向上和在與所述移動(dòng)半徑方向垂直的豎直方向上的 位置；跟蹤筆軸，所述跟蹤筆軸包括所述跟蹤筆所附接到的上部；保持單元，所述保持單元構(gòu)造為將所述跟蹤筆軸保持為能夠在豎直方向上移動(dòng)；豎直方向移動(dòng)單元，所述豎直方向移動(dòng)單元構(gòu)造為在豎直方向上移動(dòng)所述保持單 元；和移動(dòng)半徑方向移動(dòng)單元，所述移動(dòng)半徑方向移動(dòng)單元構(gòu)造為在所述移動(dòng)半徑方向 上移動(dòng)所述保持單元，使得跟蹤筆跟蹤邊緣；豎直位置檢測(cè)單元，所述豎直位置檢測(cè)單元構(gòu)造為檢測(cè)所述跟蹤筆在豎直方向上 的位置，所述豎直位置檢測(cè)單元包括至少第一檢測(cè)單元和第二檢測(cè)單元，所述第一檢測(cè)單 元構(gòu)造為檢測(cè)所述保持單元在豎直方向上的位置，而所述第二檢測(cè)單元構(gòu)造為檢測(cè)所述跟 蹤筆在豎直方向上相對(duì)于所述保持單元的位置；和控制器，所述控制器構(gòu)造為基于在開(kāi)始測(cè)量之后獲得的所述豎直位置檢測(cè)單元的 檢測(cè)結(jié)果來(lái)獲得所述保持單元在豎直方向上的下一個(gè)測(cè)量的位置，且所述控制器基于所獲 得的位置來(lái)控制所述豎直方向移動(dòng)單元。(2)根據(jù)(1)所述的設(shè)備，其中所述控制器基于所述豎直位置檢測(cè)單元的檢測(cè)結(jié)果來(lái)預(yù)測(cè)下一個(gè)測(cè)量位置，且在 預(yù)測(cè)的下一個(gè)測(cè)量位置處獲得所述保持單元在豎直方向上的位置。(3)根據(jù)(2)所述的設(shè)備，其中所述控制器預(yù)測(cè)所述下一個(gè)測(cè)量位置，使得所述下一個(gè)測(cè)量位置被確定為與最后 測(cè)量的測(cè)量位置相同的位置或所述最后測(cè)量的測(cè)量位置附近的位置。(4)根據(jù)(1)所述的設(shè)備，其中所述保持單元包括軸承和壓力施加元件，所述軸承構(gòu)造為保持所述跟蹤筆軸使 得所述跟蹤筆軸能夠在所述跟蹤筆的尖端的方向上圍繞設(shè)定在所述跟蹤筆軸的下部處的 軸傾斜，所述壓力施加元件構(gòu)造為施加壓力以用于將所述跟蹤筆的尖端壓到所述邊緣的溝 槽，所述控制器基于所述豎直位置檢測(cè)單元的檢測(cè)結(jié)果來(lái)確定所述跟蹤筆軸相對(duì)于 豎直方向的傾斜角度，且控制所述移動(dòng)半徑方向移動(dòng)單元以使所述跟蹤筆軸傾斜到確定的 傾斜角度。(5)根據(jù)(4)所述的設(shè)備，其中所述控制器確定所述跟蹤筆軸的傾斜角度，使得當(dāng)測(cè)量位置相對(duì)于預(yù)定的基準(zhǔn)位 置在豎直方向上變高時(shí)所述傾斜角度增大。(6)根據(jù)(1)所述的設(shè)備，其中所述豎直方向移動(dòng)單元包括用于使所述保持單元在豎直方向上移動(dòng)的Z方向馬 達(dá)，并且所述第一檢測(cè)單元基于所述Z方向馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)來(lái)檢測(cè)所述保持單元在豎直 方向上的位置。
(7)根據(jù)(1)所述的設(shè)備，其中所述跟蹤筆包括針狀尖端，所述針狀尖端被插入到 所述邊緣的溝槽內(nèi)。(8)根據(jù)(1)所述的設(shè)備，其中所述保持單元將所述跟蹤筆軸保持為能夠在所述跟蹤筆的尖端的方向上移動(dòng)，且 所述保持單元包括壓力施加元件，所述壓力施加元件構(gòu)造為施加壓力以用于將所述跟蹤筆 的尖端在所述跟蹤筆的尖端的方向上壓到所述邊緣的溝槽，跟蹤筆移動(dòng)單元包括旋轉(zhuǎn)單元，所述旋轉(zhuǎn)單元構(gòu)造為使保持軸圍繞沿豎直方向的 軸線旋轉(zhuǎn)以在所述移動(dòng)半徑方向上改變所述跟蹤筆的尖端的方向，設(shè)備進(jìn)一步包括構(gòu)造為檢測(cè)所述跟蹤筆在所述移動(dòng)半徑方向上的位置的徑向位 置檢測(cè)單元，所述移動(dòng)半徑位置檢測(cè)單元包括第三檢測(cè)單元和第四檢測(cè)單元，所述第三檢 測(cè)單元構(gòu)造為檢測(cè)所述保持單元在所述移動(dòng)半徑方向上的位置，所述第四檢測(cè)單元構(gòu)造為 檢測(cè)所述跟蹤筆在所述移動(dòng)半徑方向上相對(duì)于所述保持單元的位置，并且所述控制器基于在開(kāi)始測(cè)量之后獲得的所述移動(dòng)半徑位置檢測(cè)單元的檢測(cè)結(jié)果 來(lái)控制包括旋轉(zhuǎn)單元的移動(dòng)半徑方向移動(dòng)單元。


圖1是眼鏡框形狀測(cè)量設(shè)備的示意性外觀視圖。圖2是框保持單元的頂視圖。圖3是當(dāng)從上方觀察時(shí)移動(dòng)單元的透視圖。圖4是當(dāng)從下方觀察時(shí)移動(dòng)單元的透視圖。圖5是Z移動(dòng)單元和Y移動(dòng)單元的上方透視圖。圖6A是傳感器單元的上方透視圖。圖6B是傳感器單元的旋轉(zhuǎn)單元的說(shuō)明圖。圖7是VH單元的透視圖。圖8是VH單元的構(gòu)造圖。圖9是VH單元的側(cè)視圖。圖10示出了 XY移動(dòng)單元的修改。圖11是設(shè)備的控制系統(tǒng)的方框圖。圖12是跟蹤筆的尖端位置檢測(cè)的說(shuō)明圖。圖13是當(dāng)在XY坐標(biāo)系內(nèi)考慮跟蹤筆的尖端方向時(shí)的說(shuō)明圖。圖14是相關(guān)技術(shù)的設(shè)備的測(cè)量機(jī)構(gòu)的說(shuō)明圖。圖15是示出了跟蹤筆的移動(dòng)狀態(tài)的圖。圖16是圖示了傳感器單元的基準(zhǔn)點(diǎn)的移動(dòng)控制和跟蹤筆的旋轉(zhuǎn)方向的控制的 圖。圖17是涉及確定跟蹤筆的尖端方向的變型的說(shuō)明圖。圖18是當(dāng)邊緣的形狀向內(nèi)凹陷時(shí)的測(cè)量的說(shuō)明圖。圖19是當(dāng)邊緣的形狀具有以接近直角改變的部分時(shí)的測(cè)量的說(shuō)明圖。圖20是示出了邊緣的曲率狀態(tài)和Z方向上每個(gè)測(cè)量點(diǎn)的放大視圖。圖21是示出了每個(gè)測(cè)量點(diǎn)在Z方向上的預(yù)測(cè)點(diǎn)處的邊緣部分以及跟蹤筆和跟蹤筆軸的傾斜狀態(tài)的圖。圖22是圖示了當(dāng)跟蹤筆形狀傾斜時(shí)計(jì)算跟蹤筆軸的移動(dòng)量的方式的圖。圖23是示出了在測(cè)量模板中跟蹤筆軸的移動(dòng)狀態(tài)和傳感器單元的基準(zhǔn)點(diǎn)的圖。圖M是圖示了在測(cè)量模板中尋找測(cè)量點(diǎn)的方式的圖。
具體實(shí)施例方式在下文中將參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例。圖1是眼鏡框形狀測(cè)量設(shè) 備的示意性外觀圖。眼鏡框形狀測(cè)量設(shè)備1包括框保持單元100和測(cè)量單元200，所述框保 持單元100將眼鏡框F保持在希望的狀態(tài)，所述測(cè)量單元200將跟蹤筆插入到由框保持單 元100保持的眼鏡框的邊緣的溝槽內(nèi)，且檢測(cè)跟蹤筆的移動(dòng)以測(cè)量邊緣的三維形狀。測(cè)量 單元200布置在框保持單元100下方。用于可分離地附接在模板TP (或附接到眼鏡框的示 范鏡片)的測(cè)量中使用的模板保持件310的附接部分300在側(cè)向方向的中心處布置在設(shè)備 1的后方。作為模板保持件310，可使用在JP-A-2000-317795(US 6，325，700)等中描述的 已知的模板保持件。具有用于測(cè)量開(kāi)始的開(kāi)關(guān)等的開(kāi)關(guān)部分4布置在測(cè)量設(shè)備1的殼體的前側(cè)。具有 接觸面板型顯示器的面板部分3布置在測(cè)量設(shè)備1的殼體的后側(cè)。當(dāng)周緣加工鏡片時(shí)，鏡 片相對(duì)于目標(biāo)鏡片形狀數(shù)據(jù)的布局?jǐn)?shù)據(jù)、鏡片的加工條件等通過(guò)面板部分3輸入。由測(cè)量 設(shè)備1獲得的邊緣的三維形狀數(shù)據(jù)和通過(guò)面板3輸入的數(shù)據(jù)被傳輸?shù)窖坨R鏡片周緣加工設(shè) 備。類(lèi)似于JP-A-2000-314617等，測(cè)量設(shè)備1可合并在眼鏡鏡片周緣加工設(shè)備內(nèi)。圖2是在眼鏡框F被保持的狀態(tài)中框保持單元100的頂視圖。測(cè)量單元200設(shè)置 在框保持單元100下方。前滑動(dòng)件102和后滑動(dòng)件103放置在保持部分基部101上，以大 體上水平地保持眼鏡框F。前滑動(dòng)件102和后滑動(dòng)件103在兩個(gè)軌道111上相對(duì)于中心線 FL可滑動(dòng)地相互相對(duì)地布置，且通過(guò)彈簧113連續(xù)地拉向中心線FL。在前滑動(dòng)件102內(nèi)，夾緊銷(xiāo)130a和130b布置在兩個(gè)位置處，以將眼鏡框F的邊緣 在厚度方向(豎直方向)上夾緊。類(lèi)似地，在后滑動(dòng)件103中，夾緊銷(xiāo)131a和131b布置在 兩個(gè)位置處，以將眼鏡框F的邊緣在厚度方向(豎直方向)上夾緊。如在圖中示出，眼鏡框F設(shè)定為使得在佩戴時(shí)邊緣的下側(cè)定位在前滑動(dòng)件102側(cè)， 且邊緣的上側(cè)定位在后滑動(dòng)件103側(cè)。眼鏡框F被左邊緣和右邊緣的上側(cè)和下側(cè)的夾緊銷(xiāo) 保持在預(yù)定的測(cè)量狀態(tài)。將參考圖3至圖8描述測(cè)量單元200的構(gòu)造示例。測(cè)量單元200包括傳感器單元 (跟蹤筆保持單元)250和移動(dòng)單元210，該傳感器單元250保持跟蹤筆以將其插入到 邊緣的溝槽內(nèi)，該移動(dòng)單元210在XYZ方向上移動(dòng)傳感器單元250。XY方向與由框保持單 元100保持的眼鏡框F的測(cè)量平面(邊緣的移動(dòng)半徑方向)平行，且Z方向與測(cè)量平面垂 直。傳感器單元250包括跟蹤筆軸觀2，跟蹤筆28 1附接到跟蹤筆軸282的上部，且傳感器 單元250將跟蹤筆軸282保持為能夠在Z方向上移動(dòng)，使得跟蹤筆281移動(dòng)以在Z方向上 跟隨邊緣的改變。傳感器單元250將跟蹤筆軸282保持為能夠在跟蹤筆的尖端方向上 移動(dòng)，且包括測(cè)量壓力施加機(jī)構(gòu)，所述測(cè)量壓力施加機(jī)構(gòu)施加測(cè)量壓力，以將跟蹤筆的 尖端壓到邊緣的溝槽內(nèi)。圖3至圖5是圖示了移動(dòng)單元210的構(gòu)造的圖。圖3是當(dāng)從上方觀察時(shí)的移動(dòng)單元210的透視圖。圖4是當(dāng)從下方觀察時(shí)的移動(dòng)單元210的透視圖。圖5是Z移動(dòng)單元 220和Y移動(dòng)單元230的上方透視圖(示出了其中附接了 X移動(dòng)單元240和基部部分211 的狀態(tài)的透視圖)。移動(dòng)單元210大致包括使傳感器單元250在Z方向上移動(dòng)的Z移動(dòng)單元220、保 持傳感器單元250和Z移動(dòng)單元220且使傳感器單元250和Z移動(dòng)單元220在Y方向上移 動(dòng)的Y移動(dòng)單元230、以及使傳感器單元250在X方向上與Z移動(dòng)單元220和Y移動(dòng)單元 230 一起移動(dòng)的X移動(dòng)單元M0。X移動(dòng)單元240示意性地構(gòu)造為如下。在X方向上延伸的導(dǎo)軌241附接到具有在水 平方向(XY方向)上延伸的矩形框的基部部分211的下部。Y移動(dòng)單元230的Y基部230a 被附接以能夠在X方向上沿導(dǎo)軌241移動(dòng)。脈沖馬達(dá)對(duì)5附接到基部部分211。在X方向 上延伸的進(jìn)給螺桿M2附接到馬達(dá)M5的旋轉(zhuǎn)軸。固定到Y(jié)基部230a的螺母246螺旋到 進(jìn)給螺桿M2。因此，如果馬達(dá)245旋轉(zhuǎn)，則Y基部230a在X方向上移動(dòng)。X移動(dòng)單元240在X方向上的移動(dòng)范圍的長(zhǎng)度使得傳感器單元250安裝在其上的 Y基部230a能夠移動(dòng)等于或者大于眼鏡框在側(cè)向方向上的寬度，從而測(cè)量眼鏡框的左邊緣 和右邊緣。Y移動(dòng)單元230示意性地構(gòu)造如下。在Y方向上延伸的導(dǎo)軌231附接到Y(jié)基部 230a,且Z基部220a附接為能夠在Y方向上沿導(dǎo)軌231移動(dòng)。用于Y移動(dòng)的脈沖馬達(dá)235 和在Y方向上延伸的進(jìn)給螺桿232可旋轉(zhuǎn)地附接到Y(jié)基部230a。馬達(dá)235的旋轉(zhuǎn)通過(guò)旋轉(zhuǎn) 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)例如齒輪傳遞到進(jìn)給螺桿232。附接到Z基部220a的螺母227螺旋到進(jìn)給螺桿 232。通過(guò)以上所述的構(gòu)造，如果馬達(dá)235旋轉(zhuǎn)，則Z基部220a在Y方向上移動(dòng)。XY移動(dòng)單元由X移動(dòng)單元240和Y移動(dòng)單元230構(gòu)成。其中傳感器單元250在 XY方向上移動(dòng)的范圍大于邊緣的可測(cè)量半徑。因此，可降低由傳感器單元250保持為能夠 在移動(dòng)半徑方向上移動(dòng)的跟蹤筆軸觀2的移動(dòng)范圍。傳感器單元250在XY方向上的移動(dòng) 位置通過(guò)其中馬達(dá)245和235被如下所述的控制器50驅(qū)動(dòng)的脈沖數(shù)量來(lái)檢測(cè)。檢測(cè)傳感 器單元250在XY方向上的位置的第一 XY位置檢測(cè)單元由馬達(dá)245和235以及控制器50 構(gòu)成。作為傳感器單元250的XY位置檢測(cè)單元，可使用傳感器，例如編碼器，該編碼器通過(guò) 馬達(dá)245和235的脈沖控制執(zhí)行檢測(cè)且附接到馬達(dá)245和235的旋轉(zhuǎn)軸。Z移動(dòng)單元220示意性地構(gòu)造如下。在Z方向上延伸的導(dǎo)軌221形成在Z基部220a 上，且移動(dòng)基部250a被保持為能夠在Z方向上沿導(dǎo)軌221移動(dòng)。傳感器單元250附接到移 動(dòng)基部250a。用于Z移動(dòng)的脈沖馬達(dá)225附接到Z基部220a，且在Z方向上延伸的進(jìn)給螺 桿(未示出)也可旋轉(zhuǎn)地附接到Z基部220a。進(jìn)給螺母螺旋到附接至傳感器單元250的 移動(dòng)基部250a的螺母上。馬達(dá)225的旋轉(zhuǎn)通過(guò)例如齒輪的旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳遞到進(jìn)給螺桿 222，且傳感器單元250根據(jù)進(jìn)給螺桿222的旋轉(zhuǎn)而在Z方向上移動(dòng)。傳感器單元250在Z 方向上的移動(dòng)位置通過(guò)馬達(dá)225被控制器50驅(qū)動(dòng)的脈沖數(shù)量來(lái)檢測(cè)，如在下文中描述。檢 測(cè)傳感器單元250在Z方向上的位置的第一 Z位置檢測(cè)單元由馬達(dá)225和控制器50構(gòu)成。 作為傳感器單元250的Z位置檢測(cè)單元，可使用傳感器，例如編碼器，該編碼器通過(guò)馬達(dá)225 的脈沖控制執(zhí)行檢測(cè)且附接到馬達(dá)225的旋轉(zhuǎn)軸。在X方向、Y方向和Z方向上的各移動(dòng)機(jī)構(gòu)不限于實(shí)施例中的這些移動(dòng)機(jī)構(gòu)，且可 使用已知的移動(dòng)機(jī)構(gòu)。例如，如在圖10中示出的，XY移動(dòng)單元可包括通過(guò)馬達(dá)403圍繞旋轉(zhuǎn)中心C0(Z方向上的軸線)旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)基部401 (旋轉(zhuǎn)單元包括旋轉(zhuǎn)基部401和馬達(dá) 403)、設(shè)置在旋轉(zhuǎn)基部401內(nèi)與圍繞旋轉(zhuǎn)中心CO的移動(dòng)半徑方向平行的導(dǎo)軌411、和通過(guò)馬 達(dá)421沿導(dǎo)軌411移動(dòng)的水平移動(dòng)單元420 (移動(dòng)單元410包括導(dǎo)軌411、馬達(dá)421和水平 移動(dòng)單元420)。傳感器單元250和Z移動(dòng)單元220安裝在水平移動(dòng)單元420內(nèi)。作為如 在JP-A-2006-350264 (US7，571，545)中描述的直線移動(dòng)具有跟蹤筆的傳感器單元250 的替代，傳感器單元250可在圍繞旋轉(zhuǎn)基部的弧形路徑內(nèi)移動(dòng)。在這些情況中，傳感器單元 250的在X和Y方向(移動(dòng)半徑方向)上的位置基于旋轉(zhuǎn)基部的馬達(dá)403和水平移動(dòng)單元 420的馬達(dá)(或使傳感器單元250在弧形路徑內(nèi)移動(dòng)的馬達(dá))的驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)。另外，XY移動(dòng) 單元也可以使用機(jī)器人臂構(gòu)造。具有可旋轉(zhuǎn)臂的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)可合并在Z移動(dòng)單元內(nèi)。接下來(lái)，將參考圖6A至圖9描述傳感器單元250的構(gòu)造。傳感器單元250包括跟 蹤筆軸保持單元(在后文中稱(chēng)為VH單元)2800 VH單元280包括跟蹤筆軸觀2，跟蹤筆281 附接到跟蹤筆軸282的上端。VH單元280保持跟蹤筆軸282以能夠在預(yù)定的范圍內(nèi)在Z方 向上移動(dòng)，且也保持跟蹤筆軸282以能夠在跟蹤筆的尖端指向的方向上移動(dòng)。優(yōu)選的 是VH單元280保持跟蹤筆軸觀2以能夠在跟蹤筆281的尖端指向的方向上傾斜，使得跟蹤 筆軸282能夠在水平方向上移動(dòng)。傳感器單元250包括旋轉(zhuǎn)單元沈0，所述旋轉(zhuǎn)單元260使 VH單元觀0圍繞在Z方向上延伸的中心軸線LO旋轉(zhuǎn)，以在跟蹤筆的尖端指向的XY方 向上改變。圖6A是傳感器單元250的上方透視圖。圖6B是旋轉(zhuǎn)單元沈0的說(shuō)明圖。圖7是 VH單元觀0的透視圖。圖8是VH單元觀0的構(gòu)造圖。圖9是VH單元觀0的側(cè)視圖。將描述旋轉(zhuǎn)單元沈0的構(gòu)造。在圖8中示出的VH單元觀0附接到圖6B中示出的 旋轉(zhuǎn)基部261。旋轉(zhuǎn)基部261被保持為能夠在圖6A中示出的圓柱形保持蓋251內(nèi)側(cè)圍繞 在Z方向上延伸的中心軸線LO旋轉(zhuǎn)。保持蓋251附接到通過(guò)Z移動(dòng)單元220在Z方向上 移動(dòng)的移動(dòng)基部250a。如在圖6B中示出，大直徑齒輪262形成在旋轉(zhuǎn)基部沈1的下部的外 周上。同時(shí)，如在圖6A中示出的，DC馬達(dá)沈5附接到附接板252，所述附接板252附接到保 持蓋251。小齒輪沈6固定到馬達(dá)265的旋轉(zhuǎn)軸，且小齒輪沈6的旋轉(zhuǎn)通過(guò)可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在 附接板252內(nèi)的齒輪263傳遞到大直徑齒輪沈2。因此，旋轉(zhuǎn)基部261根據(jù)馬達(dá)沈5的旋 轉(zhuǎn)而圍繞中心軸線LO旋轉(zhuǎn)。馬達(dá)沈5的旋轉(zhuǎn)通過(guò)作為單體附接到馬達(dá)沈5的編碼器(傳 感器)256a檢測(cè)，且旋轉(zhuǎn)基部(即，VH單元觀0)的旋轉(zhuǎn)角度由編碼器的輸出來(lái)檢 測(cè)。旋轉(zhuǎn)基部沈1的旋轉(zhuǎn)的原點(diǎn)位置通過(guò)原點(diǎn)位置傳感器(未示出)來(lái)檢測(cè)。接下來(lái)，將描述VH單元觀0的構(gòu)造。VH單元280包括跟蹤筆軸282，跟蹤筆281 附接到跟蹤筆軸觀2的上部。跟蹤筆軸282被保持為能夠在跟蹤筆281指向的方向(其中 跟蹤筆的尖端和跟蹤筆軸282的軸中心相互連接的方向H)上傾斜。跟蹤筆281形成為針的形狀，其厚度和寬度使其可插入到具有大曲率且在Z方向 上明顯傾斜(大于或等于45度)的邊緣的溝槽內(nèi)。在此示例中，為使跟蹤筆觀1具有強(qiáng) 度，跟蹤筆281形成為其中直徑逐漸向尖端減小的形狀。跟蹤筆的尖端端部^la是圓 形的，且優(yōu)選地形成為球形形狀。尖端端部^la的球形形狀的半徑的尺寸可插入到正常邊 緣的溝槽內(nèi)，且優(yōu)選地在0. 3mm至0. 5mm的范圍內(nèi)。如果球形形狀的半徑小于0. 3mm,則難 以越過(guò)形成在邊緣的接合部處的臺(tái)階。如果球形形狀的半徑過(guò)分地大于0. 5mm，則當(dāng)邊緣的 溝槽具有小的寬度時(shí)，尖端端部^la不容易插入到溝槽內(nèi)，且跟蹤筆281可能在測(cè)量具有在Z方向上的大變化的邊緣中偏離。參考圖7和圖8，振動(dòng)基部285保持為能夠在跟蹤筆的尖端方向(H方向)上 圍繞由旋轉(zhuǎn)基部261通過(guò)軸承支承的軸(支點(diǎn))Sl傾斜。振動(dòng)基部285具有臂部分
，所述臂部分在圖8中的跟蹤筆的尖端方向上延伸。在圖8中在Z方向上延 伸的跟蹤筆軸282由臂部分保持，以能夠在跟蹤筆28 1的尖端方向上圍繞通過(guò)軸承 觀北的軸(支點(diǎn))S2傾斜。以此構(gòu)造，跟蹤筆軸282維持傾斜角度，且能夠在Z方向上相對(duì) 于軸Sl (即旋轉(zhuǎn)基部沈1)的位置移動(dòng)。為進(jìn)一步降低跟蹤筆軸282的運(yùn)動(dòng)，優(yōu)選的是跟蹤筆281在移動(dòng)半徑方向上在傳 感器單元250上的移動(dòng)范圍比XY移動(dòng)單元的可移動(dòng)范圍小，且跟蹤筆281在Z方向上的移 動(dòng)范圍比Z移動(dòng)單元的可移動(dòng)范圍小。因此，跟蹤筆的跟隨機(jī)構(gòu)相對(duì)于邊緣的改變?cè)?尺寸和重量上減小，且實(shí)現(xiàn)了跟蹤筆的平滑運(yùn)動(dòng)。齒板觀4附接到跟蹤筆軸282的在軸S2的下方延伸的下部，該齒板284用于檢測(cè) 跟蹤筆軸觀2的以軸S2作為支點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)角度。第一編碼器(傳感器)286附接到振動(dòng)基部 285的下部。附接到編碼器觀6的旋轉(zhuǎn)軸的小齒輪與形成在齒板觀4中的齒嚙 合。為此原因，跟蹤筆軸282在傾斜方向(H方向)上圍繞軸S2的旋轉(zhuǎn)角度由編碼器觀6 檢測(cè)。用于檢測(cè)以軸Sl作為支點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)角度的齒板287在軸Sl下方的位置處固定到振 動(dòng)基部觀5。同時(shí)，固定塊四0附接到旋轉(zhuǎn)基部沈1的下部。第二編碼器(傳感器)288附 接到固定塊四0。附接到編碼器288的旋轉(zhuǎn)軸的小齒輪^Sa與形成在齒板觀7內(nèi)的齒 嚙合。以此構(gòu)造，振動(dòng)基部觀5的圍繞軸Sl的旋轉(zhuǎn)角度被編碼器288檢測(cè)。雖然在此實(shí)施 例中，圖8中在軸Sl和軸S2處于相同的高度的狀態(tài)中旋轉(zhuǎn)基部的旋轉(zhuǎn)的中心軸線LO 設(shè)定為通過(guò)軸Sl和軸S2之間的中心，但中心軸線LO可不通過(guò)軸Sl和軸S2之間的中心。在VH單元沘0的構(gòu)造中，第二 XY位置檢測(cè)單元由三個(gè)編碼器洸如、286和沘8以 及控制器50構(gòu)成，以檢測(cè)跟蹤筆281 (尖端部分^la)相對(duì)于設(shè)定在傳感器單元250內(nèi)的 預(yù)定基準(zhǔn)點(diǎn)(中心軸線L0)的XY位置。第三Z位置檢測(cè)單元由兩個(gè)編碼器觀6、觀8以及 控制器50構(gòu)成，以檢測(cè)跟蹤筆281在Z方向上相對(duì)于Z方向上的基準(zhǔn)點(diǎn)(支點(diǎn)Sl的高度) 的位置。作為編碼器286和288的替代，可使用已知的光學(xué)傳感器，所述光學(xué)傳感器包括二 維CXD或兩個(gè)直線傳感器的組合。在VH單元觀0中，也提供了測(cè)量壓力施加機(jī)構(gòu)，所述測(cè)量壓力施加機(jī)構(gòu)施加測(cè)量 壓力以將跟蹤筆的尖端壓入邊緣的溝槽內(nèi)。在圖8的示例中，用作推動(dòng)構(gòu)件以生成測(cè) 量壓力的張緊彈簧291布置在固定塊290和跟蹤筆軸282之間。使用彈簧的推動(dòng)，測(cè) 量壓力恒定地施加，使得跟蹤筆軸282在跟蹤筆281的尖端方向上圍繞軸S2傾斜。測(cè)量壓 力施加機(jī)構(gòu)可使用用作推動(dòng)構(gòu)件的彈簧291和例如馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)源。在圖8中，在與圖8的紙張垂直的方向上突出的銷(xiāo)固定到齒板觀4，所述齒板 284定位在跟蹤筆軸282的下部處。銷(xiāo)用于限制跟蹤筆軸282，以不在跟蹤筆的 尖端方向上傾斜大于或等于預(yù)定角度。圖9是圖8的VH單元觀0的側(cè)視圖。限制板四2 附接到旋轉(zhuǎn)基部261的下部。銷(xiāo)觀仙與其接觸的接觸部分四加形成在限制板四2內(nèi)。跟 蹤筆軸282被推動(dòng)，從而以軸S2作為支點(diǎn)傾斜到圖8和圖9的右側(cè)。同時(shí)，銷(xiāo)與限制 板292的接觸部分四加接觸，使得跟蹤筆軸282的傾斜被限制。限制位置設(shè)定到其中跟蹤筆軸282大體上在Z方向上平行的位置。用作推動(dòng)構(gòu)件的彈簧293設(shè)置在VH單元280內(nèi)以實(shí)現(xiàn)振動(dòng)基部285的相對(duì)于作為 支點(diǎn)的軸Sl的重力旋轉(zhuǎn)平衡。彈簧四3的一端固定到旋轉(zhuǎn)基部沈1，且彈簧四3的另一端 固定到振動(dòng)基部觀5的下方位置。因此，跟蹤筆281 (跟蹤筆軸觀幻在豎直方向(Z方向) 上的跟隨邊緣的溝槽的移動(dòng)受到很小的重力影響且被平滑。彈簧293的彈簧力被調(diào)整為使 得重力輕微地向下施加到跟蹤筆軸觀2。在VH單元觀0內(nèi)將跟蹤筆軸282和跟蹤筆281保持為能夠在Z方向上移動(dòng)的機(jī) 構(gòu)可以是由軌道等構(gòu)成的直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(此機(jī)構(gòu)是已知的)。在此情況中，使用將臂部分
保持為能夠在Z方向上直線移動(dòng)的機(jī)構(gòu)，臂部分將跟蹤筆軸282保持為可圍繞軸S2傾斜。在使用在圖1中示出的模板保持件310測(cè)量模板TP(或示范鏡片)中，跟蹤筆軸 282也用作與模板TP的邊沿接觸的測(cè)量軸。跟蹤筆軸282的從旋轉(zhuǎn)基部向上延伸的部 分具有柱形形狀，軸中心(so)作為中心，且柱形側(cè)表面與模板TP的邊沿接觸。在跟蹤筆軸 282的側(cè)表面中，側(cè)表面在與跟蹤筆的尖端方向垂直的方向上主要與模板TP接觸。作 為在測(cè)量模板中生成測(cè)量壓力的測(cè)量壓力施加機(jī)構(gòu)，也使用了使VH單元280旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)單 元沈0。如果在其中跟蹤筆軸282在豎直方向(Z方向)上直立的情況中通過(guò)DC馬達(dá)沈5 使旋轉(zhuǎn)基部261旋轉(zhuǎn)，則跟蹤筆軸觀2的側(cè)表面與模板TP的邊沿接觸。此時(shí)，預(yù)定的電壓 施加到馬達(dá)沈5，使得將測(cè)量壓力施加到跟蹤筆軸觀2。即，如果跟蹤筆軸282與模板TP接 觸且傳感器單元250在XY方向上移動(dòng)，則旋轉(zhuǎn)力通過(guò)馬達(dá)265施加到旋轉(zhuǎn)基部，使得跟 蹤筆軸282移動(dòng)以跟隨模板TP的邊沿的改變。旋轉(zhuǎn)基部的旋轉(zhuǎn)角度通過(guò)編碼器 檢測(cè)，且檢測(cè)跟蹤筆軸觀2的中心(So)相對(duì)于旋轉(zhuǎn)基部沈1的旋轉(zhuǎn)中心的位置。作為在 測(cè)量模板中的測(cè)量壓力施加機(jī)構(gòu)，可使用例如彈簧的推動(dòng)構(gòu)件。圖11是此設(shè)備1的控制系統(tǒng)的方框圖。面板部分3、開(kāi)關(guān)部分4、X移動(dòng)單元240 的馬達(dá)245、Y移動(dòng)單元230的馬達(dá)235、Ζ移動(dòng)單元220的馬達(dá)225、馬達(dá)沈5、編碼器沈如、 286和288等連接到控制器50?？虮３謫卧?00的夾緊機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)源也連接到控制器50。接下來(lái)，將描述移動(dòng)以跟隨邊緣的改變的跟蹤筆的尖端的位置檢測(cè)。圖12是 圖示了跟蹤筆的尖端的位置檢測(cè)的圖。 在圖12中，假定點(diǎn)A是振動(dòng)基部285的旋轉(zhuǎn)中心的支點(diǎn)(Si)，點(diǎn)B是跟蹤筆軸282 的傾斜的支點(diǎn)(S2)，點(diǎn)D是跟蹤筆281的尖端，且點(diǎn)C是來(lái)自點(diǎn)D的垂線與跟蹤筆軸282的 軸線相交的點(diǎn)。假定點(diǎn)0是設(shè)定在傳感器單元250內(nèi)的基準(zhǔn)點(diǎn)，且是旋轉(zhuǎn)基部的中心 軸線LO在跟蹤筆的尖端方向上從點(diǎn)A通過(guò)的點(diǎn)。假定點(diǎn)A和點(diǎn)B之間的距離是a，點(diǎn) B和點(diǎn)C之間的距離是b，且點(diǎn)C和點(diǎn)D之間的距離是c，且點(diǎn)B和點(diǎn)D之間的距離是d。在 此示例中，假定從點(diǎn)A至點(diǎn)0的距離是a/2。線段BC(跟蹤筆軸觀2)相對(duì)于Z方向的角度 為α，線段AB相對(duì)于將點(diǎn)A和點(diǎn)0連接的方向(H方向)的角度是β，線段AB和線段BC之 間的角度是Y，線段BD相對(duì)于Z方向的角度是Φ，且線段BD和線段BC之間的角度是τ。 角度β由編碼器288檢測(cè)。角度γ由編碼器286檢測(cè)。 點(diǎn)D相對(duì)于點(diǎn)0在H方向(指向跟蹤筆28 1的尖端的方向)上的位置Dh和點(diǎn)D 相對(duì)于點(diǎn)0在Z方向上的位置Dz通過(guò)如下表達(dá)計(jì)算。在圖12中，假定相對(duì)于點(diǎn)0的右側(cè) 稱(chēng)為H方向上的正側(cè)，相對(duì)于點(diǎn)0的左側(cè)稱(chēng)為H方向上的負(fù)側(cè)，相對(duì)于點(diǎn)0的上側(cè)稱(chēng)為Z方
11向上的正側(cè)，且相對(duì)于點(diǎn)0的下側(cè)稱(chēng)為Z方向上的負(fù)側(cè)。[方程式1]D (Dh, Dz) = (_a/2+a · cos β _d · sin Φ，一a · sin β +d · cos Φ)...(表達(dá)式 1)角度α和φ計(jì)算如下[方程式2]α = 90-β-γ··.(表達(dá)式 2)[方程式3]q^a-tanlc/bXQO-P-YHan-Vc/b).·.(表達(dá)式 3)圖13是當(dāng)在XY坐標(biāo)系內(nèi)考慮跟蹤筆的尖端時(shí)的說(shuō)明圖。考慮到旋轉(zhuǎn)基部沈1圍 繞點(diǎn)0在測(cè)量單元200的XY坐標(biāo)系上的旋轉(zhuǎn)，如果跟蹤筆的尖端方向(H方向)相對(duì) 于Y方向的角度為θ (在圖13中在逆時(shí)針?lè)较蛏系慕嵌?，則點(diǎn)D基于點(diǎn)0的位置(X，y， ζ)通過(guò)如下表達(dá)式表達(dá)。[方程式4]D (X，y, z) = (Dh · sin θ，Dh · cos θ，Dz)...(表達(dá)式 4)S卩，相對(duì)于在傳感器單元250內(nèi)設(shè)定的基準(zhǔn)點(diǎn)(點(diǎn)0)而言跟蹤筆的尖端位置 通過(guò)表達(dá)式4計(jì)算。在其中旋轉(zhuǎn)單元260設(shè)置在傳感器單元250的構(gòu)造中，角度θ由編碼 器沈^1檢測(cè)。如在圖10中示出，當(dāng)XY移動(dòng)單元由旋轉(zhuǎn)基部401和水平移動(dòng)單元420構(gòu)成 且傳感器單元250不具有旋轉(zhuǎn)單元260時(shí)，跟蹤筆的尖端方向變成旋轉(zhuǎn)基部401的旋 轉(zhuǎn)方向。在此情況中，作為改變跟蹤筆觀1的尖端方向的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，使用構(gòu)成了 XY移動(dòng)單 元的部分的旋轉(zhuǎn)基部401和馬達(dá)403。因此，表達(dá)式4的角度θ由旋轉(zhuǎn)基部401的旋轉(zhuǎn)角 度確定。旋轉(zhuǎn)基部401的旋轉(zhuǎn)角度從馬達(dá)403的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的控制數(shù)據(jù)獲得。通過(guò)XY移動(dòng)單元和Z移動(dòng)單元220移動(dòng)的傳感器單元250的基準(zhǔn)位置(點(diǎn)0)控 制為相對(duì)于設(shè)定在測(cè)量單元200內(nèi)的原點(diǎn)的位置(X，y，ζ)。因此，跟蹤筆的尖端位置 通過(guò)將傳感器單元250的相對(duì)于測(cè)量單元200的原點(diǎn)的基準(zhǔn)點(diǎn)0(Χ，Y，Ζ)和點(diǎn)D相對(duì)于基 準(zhǔn)點(diǎn)0的位置(X，y，ζ)組合來(lái)計(jì)算。接下來(lái)，將描述測(cè)量單元200的測(cè)量操作以測(cè)量邊緣。在后文中，為容易理解控制 測(cè)量單元200的方法，將分開(kāi)描述邊緣在移動(dòng)半徑方向(XY方向)上的測(cè)量操作和邊緣在 Z方向上的測(cè)量操作。當(dāng)在移動(dòng)半徑方向上測(cè)量邊緣時(shí)，控制器50基于測(cè)量過(guò)程中測(cè)量的邊緣的移動(dòng) 半徑信息來(lái)確定用于移動(dòng)傳感器單元250的XY位置，且根據(jù)確定的XY位置控制XY移動(dòng)單 元的驅(qū)動(dòng)。優(yōu)選地，控制器50基于測(cè)量的邊緣的移動(dòng)半徑信息來(lái)預(yù)測(cè)邊緣的未測(cè)量部分的 移動(dòng)半徑的改變，且確定用于移動(dòng)傳感器單元250的XY位置，使得跟蹤筆的尖端根據(jù) 未測(cè)量部分的移動(dòng)半徑的改變而移動(dòng)。例如，執(zhí)行控制，使得跟蹤筆281的尖端在邊緣的切 線方向上移動(dòng)?？刂破?0根據(jù)從測(cè)量的移動(dòng)半徑信息來(lái)計(jì)算的未測(cè)量部分的信息來(lái)確定 旋轉(zhuǎn)單元260的旋轉(zhuǎn)角度，且根據(jù)確定的旋轉(zhuǎn)角度控制旋轉(zhuǎn)單元260的旋轉(zhuǎn)。例如，控制器 50確定旋轉(zhuǎn)單元260的旋轉(zhuǎn)角度，使得跟蹤筆281的尖端方向大體上變成邊緣的法線方向。圖15是示出了跟蹤筆觀1的移動(dòng)狀態(tài)的示意圖。圖16是圖示了傳感器單元250 的基準(zhǔn)點(diǎn)0的移動(dòng)控制和跟蹤筆281的旋轉(zhuǎn)控制的圖。為描述在移動(dòng)半徑方向上的特征測(cè) 量操作，假定邊緣在Z方向上不改變。
在圖15中，點(diǎn)CO是設(shè)定在邊緣內(nèi)的預(yù)定點(diǎn)，且設(shè)定為測(cè)量邊緣中的XY的原點(diǎn)位 置。點(diǎn)CO大體上是被框保持單元100保持的邊緣在Y方向上的中心，且在Y方向上設(shè)定在 夾緊銷(xiāo)130a和130b在測(cè)量開(kāi)始側(cè)上被定位處。此位置是其處XY移動(dòng)單元與圖10中示出 的旋轉(zhuǎn)基部401的旋轉(zhuǎn)中心對(duì)應(yīng)的位置。在圖16中，？^213、？4...代表當(dāng)移動(dòng)半徑角度基于點(diǎn)CO改變微小的角度Δ θ 時(shí)邊緣FW的測(cè)量點(diǎn)。測(cè)量點(diǎn)設(shè)定為相對(duì)于點(diǎn)CO改變角度△ θ的點(diǎn)，使得類(lèi)似于相關(guān)技術(shù)， 可獲得恒定的測(cè)量點(diǎn)的總數(shù)。例如，如果角度Δ θ設(shè)定為0.36度，則與邊緣的徑向尺寸無(wú) 關(guān)地獲得了 1000個(gè)測(cè)量點(diǎn)。點(diǎn)Pl是測(cè)量開(kāi)始點(diǎn)。在測(cè)量開(kāi)始時(shí)，控制器50使旋轉(zhuǎn)單元260的旋轉(zhuǎn)基部261旋轉(zhuǎn)，使得跟蹤筆281的 尖端方向在收回位置(點(diǎn)CO)處(朝著跟蹤筆281的尖端指向的方向)變成Y方向(θ la) 且使傳感器單元250在Z方向上移動(dòng)，使得跟蹤筆的尖端定位在測(cè)量開(kāi)始點(diǎn)Pl的預(yù)定 高度處(夾緊銷(xiāo)131a和131b的夾緊位置的高度)。接著，控制器50驅(qū)動(dòng)XY移動(dòng)單元以 使跟蹤筆觀1的尖端插入到邊緣的溝槽內(nèi)。跟蹤筆的尖端與邊緣的溝槽接觸，且傳感 器單元250進(jìn)一步從此狀態(tài)向邊緣移動(dòng)，使得處于豎直狀態(tài)中的跟蹤筆軸282圍繞支點(diǎn)S2 傾斜。跟蹤筆軸觀2的傾斜由編碼器觀6的輸出的改變來(lái)檢測(cè)，使得跟蹤筆的尖端與 邊緣的溝槽的接觸被控制器50檢測(cè)到。在測(cè)量開(kāi)始點(diǎn)Pl處，跟蹤筆軸282使傳感器單元 250 (VH單元觀0的基準(zhǔn)點(diǎn)0)移動(dòng)直至在圖8的左側(cè)上向邊緣僅傾斜預(yù)定的角度α 1(例 如，5度)的位置。跟蹤筆的尖端位置此時(shí)基于被XY移動(dòng)單元移動(dòng)的傳感器單元250 的XY位置信息以及編碼器觀6和觀8的檢測(cè)信息來(lái)獲得。在跟蹤筆的尖端與邊緣的溝槽接觸后，傳感器單元250被移動(dòng)直至跟蹤筆軸 282進(jìn)一步從角度α 1傾斜的原因是在測(cè)量點(diǎn)的隨后測(cè)量時(shí)甚至允許在其中距基準(zhǔn)點(diǎn)0的 距離增加的方向上測(cè)量。在此實(shí)施例中，跟蹤筆281插入到邊緣的溝槽內(nèi)且然后圍繞支點(diǎn) S2傾斜到圖8的左側(cè)，使得由彈簧施加測(cè)量壓力。如果生成測(cè)量壓力，則跟蹤筆的 尖端可跟隨邊緣的溝槽的位置改變，直至跟蹤筆軸282處于豎直狀態(tài)。在測(cè)量下一個(gè)測(cè)量點(diǎn)Ρ2時(shí)，測(cè)量到的移動(dòng)半徑信息僅包括測(cè)量點(diǎn)Pl的信息。因 此，控制器50預(yù)測(cè)了在作為X方向的相同的方向Ql (測(cè)量點(diǎn)Pl的切線方向)和相對(duì)于方 向θ Ia改變了微小角度Δ θ的方向θ加之間的交叉點(diǎn)處存在下一個(gè)測(cè)量點(diǎn)Ρ2?？刂破?50計(jì)算了角度θ 2b，所述角度θ 2b大體上變成測(cè)量點(diǎn)Ph處相對(duì)于方向Ql的切線方向， 且控制器50使旋轉(zhuǎn)單元250旋轉(zhuǎn)，使得跟蹤筆的尖端方向變成方向θ 2b(在圖16的 示例中，方向9 仍具有與測(cè)量開(kāi)始點(diǎn)Pl處的方向θ Ia相同的角度)，控制器50控制XY 移動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)，使得跟蹤筆的尖端移動(dòng)直至點(diǎn)P2a，且將傳感器單元250的基準(zhǔn)點(diǎn)0 從位置POl移動(dòng)到位置P02。位置P02基于點(diǎn)P2a的位置、方向θ 2b和距離Δ S (從基準(zhǔn)點(diǎn) 0到跟蹤筆的預(yù)定距離被設(shè)定的距離)來(lái)計(jì)算。如果傳感器單元250的基準(zhǔn)點(diǎn)0移動(dòng)到位置P02，則預(yù)定的測(cè)量壓力通過(guò)彈簧291 施加到跟蹤筆觀1，使得跟蹤筆的尖端被移動(dòng)以跟隨邊緣的實(shí)際位置的改變。測(cè)量點(diǎn) P2的位置基于傳感器單元250的基準(zhǔn)點(diǎn)0向其移動(dòng)的位置P02的XY位置信息和由編碼器 286和288獲得的跟蹤筆的尖端位置D(x，y)的信息(以上所述的表達(dá)式4)來(lái)計(jì)算。接下來(lái)，控制器50基于測(cè)量點(diǎn)Pl和P2的位置信息來(lái)預(yù)測(cè)測(cè)量點(diǎn)P3相對(duì)于方向 93a的位置，所述方向G3a進(jìn)一步改變角度Δ θ。例如，預(yù)測(cè)到測(cè)量點(diǎn)Ρ3大致位于通過(guò)測(cè)量點(diǎn)Pl和P2的直線的延伸方向Q2和方向θ 3a的交叉點(diǎn)P3a處?？刂破?0計(jì)算角度 0北，所述角度9 在點(diǎn)P3a處大體上變成相對(duì)于方向Q2的法線方向?？刂破?0使旋轉(zhuǎn) 單元260旋轉(zhuǎn)，使得跟蹤筆的尖端方向變成方向θ北，且控制器50將傳感器單元250 的基準(zhǔn)點(diǎn)0移動(dòng)到位置Ρ03，使得跟蹤筆的尖端移動(dòng)直至點(diǎn)P3a。位置P03基于點(diǎn)P3a 的位置、方向9 和距離Δ S計(jì)算。測(cè)量點(diǎn)Ρ3的實(shí)際位置基于位置Ρ03的位置信息和編 碼器286和觀8的檢測(cè)結(jié)果來(lái)計(jì)算。類(lèi)似地，控制器50基于通過(guò)已測(cè)量的測(cè)量點(diǎn)Ρ2和Ρ3的直線的延伸方向Q3和相對(duì) 于點(diǎn)P3a進(jìn)一步改變角度Δ θ的方向0 來(lái)計(jì)算測(cè)量點(diǎn)Ρ4的預(yù)測(cè)位置P4a。接著，旋轉(zhuǎn) 單元沈0的旋轉(zhuǎn)基部的旋轉(zhuǎn)角度被控制，使得跟蹤筆的尖端方向變成與方向θ 4a 垂直的方向θ 4b，傳感器單元250的基準(zhǔn)點(diǎn)0向其移動(dòng)的位置P04基于點(diǎn)P^的位置、方向 θ 4b和距離Δ S確定，且控制XY移動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)，使得基準(zhǔn)點(diǎn)0移動(dòng)到位置Ρ04。因此，測(cè) 量點(diǎn)Ρ4的實(shí)際位置被測(cè)量。以后，進(jìn)行相同的控制，從而獲得邊緣的整個(gè)外周的移動(dòng)半徑 fn息ο在圖15中，邊緣FW內(nèi)的虛線Fd是傳感器單元250的基準(zhǔn)點(diǎn)0的移動(dòng)軌跡，且大 體上跟隨了邊緣FW的移動(dòng)半徑形狀。隨著傳感器單元250的基準(zhǔn)點(diǎn)0的這種移動(dòng)，用于移 動(dòng)跟蹤筆的尖端的力PC起作用的方向大體上是跟隨邊緣FW的移動(dòng)半徑形狀的方向。 因此，無(wú)過(guò)大的力施加到邊緣FW，邊緣FW不變形，且跟蹤筆281平滑地移動(dòng)。實(shí)現(xiàn)接觸，使得跟蹤筆的尖端方向大體上變成相對(duì)于邊緣的未測(cè)量部分的法 線方向，與其中跟蹤筆的尖端與邊緣FW以銳角接觸的情況相比，邊緣的移動(dòng)半徑形狀 可精確地測(cè)量。即使當(dāng)在邊緣的接合部處形成臺(tái)階，跟蹤筆281的尖端也容易地越過(guò)臺(tái)階， 且可降低邊緣不可測(cè)量的問(wèn)題。即使當(dāng)邊緣具有大曲率時(shí)，跟蹤筆281也不以銳角越過(guò)夾 緊銷(xiāo)，從而使得可執(zhí)行測(cè)量同時(shí)避免與夾緊銷(xiāo)的干涉。如在圖18中示出，即使當(dāng)邊緣FW的形狀向內(nèi)凹陷時(shí)，也進(jìn)行移動(dòng)，使得跟蹤筆
的尖端方向大體上變成FW的法線方向，從而使得可測(cè)量凹陷的部分FWd。使用其中跟蹤筆 281的尖端方向以設(shè)定在邊緣FW內(nèi)的中心CO為基準(zhǔn)指向的測(cè)量方法，在跟隨將中心CO和 跟蹤筆281的尖端方向連接的直線的延伸線的凹陷部分FW內(nèi)，跟蹤筆或跟蹤筆軸觀2 和邊緣FW相互干涉，從而使得難以執(zhí)行測(cè)量。根據(jù)以上所述的控制方法，變得可測(cè)量凹陷 的部分FW。預(yù)測(cè)點(diǎn)P2a、P3a、P4a...可計(jì)算為從先前的點(diǎn)在邊緣的移動(dòng)半徑改變的方向上改 變微小距離的點(diǎn)，而替代作為計(jì)算為在相對(duì)于點(diǎn)CO改變角度Δ θ的方向上的點(diǎn)。接下來(lái)，將參考圖7描述涉及跟蹤筆的尖端方向的確定的變型。此變型提供 了其中根據(jù)從測(cè)量的移動(dòng)半徑信息計(jì)算的未測(cè)量部分的移動(dòng)半徑信息來(lái)確定旋轉(zhuǎn)單元260 的旋轉(zhuǎn)角度的方法，且提供了其中跟蹤筆281的尖端方向確定為基于中心CO的移動(dòng)半徑方 向和邊緣的法線方向之間的方向的方法。在圖17中，與圖16中的部件相同的部件通過(guò)相同的附圖標(biāo)記表示。類(lèi)似于前述 示例，控制器50計(jì)算測(cè)量點(diǎn)Ρ2的預(yù)測(cè)點(diǎn)P2a，然后計(jì)算相對(duì)于方向Ql的法線方向(垂直方 向)θ 2b和基于點(diǎn)CO設(shè)定的方向之間的中間方向θ 2c，且隨后所述控制器50使旋轉(zhuǎn) 單元260旋轉(zhuǎn)，使得跟蹤筆的尖端方向變成方向92c。XY移動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)被控制，使 得傳感器單元250的基準(zhǔn)點(diǎn)0在方向θ 2c上從點(diǎn)Ph移開(kāi)距離Δ S到位置Ρ02。
類(lèi)似地，在測(cè)量下一個(gè)測(cè)量點(diǎn)P3時(shí)，控制器50計(jì)算預(yù)測(cè)點(diǎn)P3a的位置，使得預(yù)測(cè) 點(diǎn)P3a定位在通過(guò)已測(cè)量的測(cè)量點(diǎn)Pl和P2的直線的延伸方向Q2和方向θ 3a之間的交叉 點(diǎn)處。接著，計(jì)算在預(yù)測(cè)點(diǎn)P3a處相對(duì)于方向Q2的法線方向9 和方向03a之間的中間 方向θ 3c，且旋轉(zhuǎn)單元260被旋轉(zhuǎn)使得跟蹤筆281的尖端方向變成方向θ 3c。XY移動(dòng)單元 的驅(qū)動(dòng)被控制為使得傳感器單元250的基準(zhǔn)點(diǎn)0在方向θ 3c上從點(diǎn)P3a移開(kāi)距離Δ S到 位置Ρ03。隨后，類(lèi)似地，基于測(cè)量的移動(dòng)半徑信息、此點(diǎn)處的法線方向θ b和基于中心點(diǎn) CO改變了角度Δ θ的移動(dòng)半徑方向θ a之間的中間方向θ c來(lái)預(yù)測(cè)其處下一個(gè)測(cè)量點(diǎn)所 定位的點(diǎn)。旋轉(zhuǎn)單元260的旋轉(zhuǎn)角度被控制，使得跟蹤筆的尖端方向指向此方向θ c， 且傳感器單元250的基準(zhǔn)點(diǎn)0向其移動(dòng)的位置基于方向θ c和距離Δ S來(lái)確定。基于確定 的位置控制XY移動(dòng)單元。中間方向9C可以是以比例5 5分割的中間角度，或接近法線 方向9 b的角度，例如以比例6 4等分割的中間角度。使用例如在圖19中示出的此變型的方法，即使當(dāng)FW的形狀具有以近似直角改變 的部分Fffe時(shí)也變得可進(jìn)行測(cè)量。如在前述示例中，如果跟蹤筆觀1的尖端方向恒定地指 向相對(duì)于邊緣FW形狀的法線方向，在測(cè)量直角的改變部分Fwe中，跟蹤筆軸282可能與邊 緣FW干涉。相比之下，使用將跟蹤筆的尖端方向控制到中間方向θ c的方法，可降低 以上所述的問(wèn)題。也可以應(yīng)對(duì)如在圖18中示出的具有凹陷部分的邊緣的測(cè)量且精確地測(cè) 量邊緣。關(guān)于跟蹤筆的尖端方向的確定，可進(jìn)行不同于以上所述的變型的多種實(shí)施 例。例如，基于點(diǎn)CO的移動(dòng)半徑方向θ a可限定跟蹤筆281的尖端方向。在此情況中，邊緣 的未測(cè)量部分的形狀基于邊緣的移動(dòng)半徑形狀預(yù)測(cè)，且傳感器單元250在XY方向上移動(dòng)， 使得跟蹤筆281的尖端被移動(dòng)以跟隨未測(cè)量部分的形狀(包括其中跟蹤筆281的尖端在邊 緣的切線方向上被移動(dòng)的情況)。因此，不存在過(guò)大的應(yīng)力施加到邊緣的情況，且可降低邊 緣的變形，從而精確地執(zhí)行測(cè)量。以此方法，不要求用于確定旋轉(zhuǎn)單元260的旋轉(zhuǎn)角度的復(fù) 雜的計(jì)算，從而使得可執(zhí)行迅速的測(cè)量。關(guān)于跟蹤筆的尖端方向的確定，可取決于被測(cè)量的邊緣的部分的形狀改變?cè)?邊緣的測(cè)量期間的確定方法，確定方法包括指向法線方向的方法、指向移動(dòng)半徑方向的方 法和指向法線方向和移動(dòng)半徑方向之間的方向的方法。附帶地，如在圖10中示出，當(dāng)XY移動(dòng)單元由旋轉(zhuǎn)基部401和水平移動(dòng)單元420構(gòu) 成時(shí)，在傳感器單元250內(nèi)不設(shè)置旋轉(zhuǎn)單元沈0，可進(jìn)行測(cè)量同時(shí)減少邊緣的變形，且設(shè)備 構(gòu)造被簡(jiǎn)化。在圖10中，跟蹤筆的尖端指向水平移動(dòng)單元420沿其移動(dòng)的移動(dòng)半徑方向， 而旋轉(zhuǎn)基部401的旋轉(zhuǎn)中心CO作為基準(zhǔn)點(diǎn)。雖然在以上的描述中關(guān)于邊緣的未測(cè)量部分的移動(dòng)半徑改變的預(yù)測(cè)使用大致通 過(guò)前兩個(gè)點(diǎn)的直線，但可使用由三個(gè)或更多的已測(cè)量點(diǎn)計(jì)算的曲線。關(guān)于邊緣的未測(cè)量部 分的移動(dòng)半徑改變的預(yù)測(cè)，也包括如下情況。例如，在點(diǎn)P2處獲得了邊緣的實(shí)際移動(dòng)半徑 信息之后，執(zhí)行關(guān)于下一個(gè)測(cè)量點(diǎn)P3的測(cè)量，使得跟蹤筆的尖端被移動(dòng)，其移動(dòng)量為點(diǎn)P2 相對(duì)于點(diǎn)Pl的移動(dòng)半徑的改變。在測(cè)量點(diǎn)P3之后的測(cè)量點(diǎn)P4被定位處的預(yù)測(cè)點(diǎn)基于在獲得測(cè)量點(diǎn)Pl和P2時(shí)已 測(cè)量的邊緣的移動(dòng)半徑信息計(jì)算，從而控制XY移動(dòng)單元。在獲得測(cè)量點(diǎn)P2之后，測(cè)量點(diǎn)P4 的預(yù)測(cè)點(diǎn)的位置可被修正，且可驅(qū)動(dòng)和控制XY移動(dòng)單元。通過(guò)使用兩個(gè)或多個(gè)先前測(cè)量點(diǎn)的移動(dòng)半徑信息，基于先前測(cè)量點(diǎn)的測(cè)量結(jié)果確定下一個(gè)XY位置，從而實(shí)現(xiàn)傳感器單元 250的平滑移動(dòng)。關(guān)于以上所述的邊緣的移動(dòng)半徑形狀的測(cè)量，不必需提供其中傳感器單元250在 Z方向上移動(dòng)的移動(dòng)單元220的構(gòu)造，且在JP-A-2000-314617等中，跟蹤筆軸282可保持為 可移動(dòng)，以在Z方向上在整個(gè)測(cè)量范圍內(nèi)通過(guò)直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)跟隨邊緣的溝槽的位置改變。 然而，為實(shí)現(xiàn)跟蹤邊緣的跟蹤筆的平滑移動(dòng)且更精確地執(zhí)行測(cè)量，優(yōu)選的是，傳感器單 元250也構(gòu)造為在Z方向上移動(dòng)。為使得跟蹤筆281不能脫出具有大曲率的高度彎曲的邊 緣的溝槽，跟蹤筆軸觀2(跟蹤筆觀1)根據(jù)邊緣的曲率而傾斜。接下來(lái)，將描述邊緣的在Z方向上的測(cè)量操作。后文中將提供的描述關(guān)注于為降 低跟蹤筆281脫出邊緣且即使在測(cè)量高度彎曲的框的情況中也執(zhí)行精確測(cè)量的操作。在測(cè)量邊緣時(shí)，控制器50基于測(cè)量的邊緣在Z方向上的位置來(lái)控制Z移動(dòng)單元 220，以在Z方向上移動(dòng)傳感器單元250?？刂破?0根據(jù)測(cè)量的邊緣的Z位置來(lái)控制XY移 動(dòng)單元O40和230)的移動(dòng)，使得被壓入邊緣的溝槽的跟蹤筆的傾斜角度跟隨邊緣的 傾斜。此時(shí)，優(yōu)選的是未測(cè)量部分(下一個(gè)測(cè)量點(diǎn))的高度改變基于已測(cè)量的邊緣的高度 信息來(lái)確定，且傳感器單元250的XY位置和Z位置根據(jù)預(yù)測(cè)的高度來(lái)控制，使得跟蹤筆
在Z方向上的傾斜跟隨邊緣的傾斜。圖20是當(dāng)從Y方向(與)(Z方向垂直的方向)上觀察時(shí)示出了邊緣FW的彎曲狀 態(tài)和Z方向上每個(gè)測(cè)量點(diǎn)的放大視圖。圖21是示出了每個(gè)測(cè)量點(diǎn)在Z方向上的預(yù)測(cè)點(diǎn)處 的邊緣部分和跟蹤筆281和跟蹤筆軸觀2的傾斜狀態(tài)的圖。為方便描述，假定傳感器單元 250(基準(zhǔn)點(diǎn)0)在XY方向上的移動(dòng)控制被稱(chēng)為第二方法(其中跟蹤筆的尖端方向指向大體 上邊緣的法線方向的控制方法)。在圖20中，假定邊緣FW的測(cè)量點(diǎn)Pl至P4的每個(gè)的半徑 僅包括在X方向上的改變，且在Y方向上不改變。在測(cè)量開(kāi)始點(diǎn)Pl的測(cè)量中，控制器50將跟蹤筆的尖端方向中的角度θ與Y 方向?qū)R，然后將跟蹤筆的尖端定位在測(cè)量開(kāi)始點(diǎn)Pi的預(yù)定高度處，且隨后將跟蹤筆 281的尖端插入到邊緣的溝槽內(nèi)。此時(shí)，預(yù)測(cè)跟蹤筆281的尖端方向的改變，且如在圖21中 示出的，跟蹤筆軸282使傳感器單元250 (基準(zhǔn)點(diǎn)0)在Y方向上移動(dòng)直至其處跟蹤筆軸282 以初始角度α 1 (例如，5度)傾斜的點(diǎn)Pl的位置處，使得跟蹤筆軸282不到達(dá)移動(dòng)的界限。 為了允許跟蹤筆軸282在Z方向上的位置能夠移動(dòng)以跟隨邊緣在Z方向上的變化，在跟蹤 筆軸281插入到邊緣的溝槽內(nèi)后，控制器50控制馬達(dá)225的驅(qū)動(dòng)以使傳感器單元250向下 移動(dòng)。優(yōu)選地，傳感器單元250向下向其移動(dòng)的位置是其中跟蹤筆軸觀2的軸S2位于Z方 向上的可移動(dòng)范圍的大體上中間的位置。隨后，為測(cè)量下一個(gè)測(cè)量點(diǎn)Ρ2，傳感器單元250在XY方向上移動(dòng)。關(guān)于下一個(gè)測(cè) 量點(diǎn)Ρ2，假定預(yù)測(cè)點(diǎn)P2za處于與點(diǎn)Pl相同的高度處，且傳感器單元250的Z位置不改變而 傳感器單元250在XY方向上移動(dòng)。實(shí)際測(cè)量點(diǎn)P2的位置基于傳感器單元250的基準(zhǔn)點(diǎn)0 的位置信息(X，Y，Z)和基于編碼器觀6和觀8的檢測(cè)結(jié)果的檢測(cè)信息(X，y，ζ)獲得。從 點(diǎn)Pl到點(diǎn)Ρ2的距離Δ L2基于點(diǎn)Pl和點(diǎn)Ρ2的XY位置計(jì)算。預(yù)測(cè)點(diǎn)P2za和實(shí)際測(cè)量點(diǎn) P2之差是ΔΖ2。在獲得了測(cè)量點(diǎn)Ρ2的Z位置后，基于已測(cè)量點(diǎn)Pl和Ρ2的位置信息預(yù)測(cè)下一個(gè)測(cè) 量點(diǎn)的Z位置。例如，預(yù)測(cè)到下一個(gè)測(cè)量點(diǎn)Ρ3的預(yù)測(cè)點(diǎn)P3za處于將已測(cè)量點(diǎn)Pl的Z位置和已測(cè)量點(diǎn)P2的Z位置連接的延伸線方向Qz2上離開(kāi)Δ L3 (從預(yù)測(cè)點(diǎn)Ph和P3a在XY 方向上計(jì)算)外的位置處。預(yù)測(cè)點(diǎn)P3za相對(duì)于先前的預(yù)測(cè)點(diǎn)P2za的Z位置的位移量是 Az3a。如果AL2和Δ L3大致具有相同的值，則Δ z3a計(jì)算為2 X Δ ζ2。方向Qz2相對(duì)于 X軸的角度此時(shí)為P 3。角度P 3基于點(diǎn)P的距離AL2和Z位置(Δζ2)確定(tan P 3 = Az2/AL2)?？刂破?0基于預(yù)測(cè)點(diǎn)P3a的Z位置來(lái)驅(qū)動(dòng)Z移動(dòng)單元220的馬達(dá)235，且將傳感 器單元250在Z方向上移動(dòng)Az3a。邊緣的溝槽具有根據(jù)Z位置改變的曲率，使得插入到邊 緣的溝槽內(nèi)的跟蹤筆的傾斜角度取決于曲率而改變。跟蹤筆281和跟蹤筆軸觀2的傾 斜角度基于預(yù)測(cè)點(diǎn)P3za的角度P 3確定。在對(duì)點(diǎn)P3za的測(cè)量中，跟蹤筆軸282相對(duì)于Z 軸線傾斜的角度是α 3a。雖然角度P 3的使用與角度α 3a的使用相同，但如在測(cè)量點(diǎn)Pl 的測(cè)量中一樣，預(yù)測(cè)實(shí)際測(cè)量點(diǎn)P3在豎直方向上的改變，考慮到跟蹤筆軸282不達(dá)到移動(dòng) 界限的值。例如，角度α 3a設(shè)定為通過(guò)將先前的角度α 添加到角度P 3而獲得的值。替 代地，角度α 3a設(shè)定為通過(guò)將角度P 3乘以預(yù)定修正系數(shù)k而獲得的值。當(dāng)跟蹤筆281的尖端放置在預(yù)測(cè)點(diǎn)P3za的位置處時(shí)，控制器50使傳感器單元250 的點(diǎn)A(基準(zhǔn)點(diǎn)0)在跟蹤筆觀1的尖端方向上相對(duì)于測(cè)量點(diǎn)P2的位置移動(dòng)Ah3的量，使 得跟蹤筆軸282以角度α 3a傾斜(見(jiàn)圖21)。移動(dòng)量Δ h3通過(guò)使用角度α 3a、圖12中示 出的點(diǎn)A和點(diǎn)B之間的距離、點(diǎn)B和點(diǎn)C之間的距離、點(diǎn)C和點(diǎn)D之間的距離和點(diǎn)B和點(diǎn)D 之間的距離來(lái)計(jì)算。圖22是圖示了當(dāng)跟蹤筆軸282相對(duì)于Z方向傾斜角度Δ α?xí)r計(jì)算跟蹤筆軸282 的移動(dòng)量的方式的圖。圖22示出了如下?tīng)顟B(tài)其中如果跟蹤筆軸282處于豎直狀態(tài)(Ζ方 向)，則跟蹤筆軸281的尖端點(diǎn)D的位置不改變，當(dāng)跟蹤筆軸282處于豎直狀態(tài)(Ζ方向)時(shí) 點(diǎn)A在跟蹤筆觀1的尖端方向(H方向)上移動(dòng)，且跟蹤筆軸282傾斜了角度Δ α。如在圖 12中示出的，點(diǎn)A和點(diǎn)B之間的距離、點(diǎn)B和點(diǎn)C之間的距離、點(diǎn)C和點(diǎn)D之間的距離、以及 點(diǎn)B和點(diǎn)D之間的距離分別被稱(chēng)為a、b、c和d。當(dāng)跟蹤筆軸282傾斜了角度Δ α?xí)r，點(diǎn)A 的移動(dòng)點(diǎn)是Al，點(diǎn)B的移動(dòng)點(diǎn)是Bi，點(diǎn)C的移動(dòng)點(diǎn)是Cl。線段CD和線段BD之間的角度為 λ，且線段⑶和線段BlD之間的角度為ω。點(diǎn)B基于點(diǎn)D向點(diǎn)Bl的旋轉(zhuǎn)角度為Δα，使 得角度λ和角度ω的計(jì)算如下[方程式5]λ = taiT1 (c/b)...(表達(dá)式 5)[方程式6]ω = λ+Δ α …(表達(dá)式 6)如果在H方向上從點(diǎn)Bl到點(diǎn)D的距離是DBlh且在Z方向上從點(diǎn)Bl到點(diǎn)D的距 離是DBlz^lJ DBlh和DBlz通過(guò)如下表達(dá)式計(jì)算。[方程式7]DBlh = d · sin (180-ω)—(表達(dá)式 7)[方程式8]DBlz = d · cos (180-ω)—(表達(dá)式 8)如果在Z方向上從點(diǎn)Bl到點(diǎn)B的距離是BBlzJU BBlz通過(guò)如下表達(dá)式計(jì)算。[方程式9]
BBlz = d · cos(180-co)-b...(表達(dá)式 9)如果線段BB 1相對(duì)于H方向的傾斜角度是β，則β通過(guò)如下表達(dá)式計(jì)算。[方程式10]々=如-1卩.隱_-勸—^(表達(dá)式10)
\a)因此，點(diǎn)Al從點(diǎn)A的移動(dòng)量Ah通過(guò)如下表達(dá)式從圖中計(jì)算。[方程式11]Ah = a+c+d · sin (180- ω) -a · cos β ...(表達(dá)式 11)在表達(dá)式11中，如果ω和β使用表達(dá)式10、6和5展開(kāi)，則Ah通過(guò)已知的距離 a、b、c和d以及角度Δ α表達(dá)。如果基于考慮到計(jì)算相對(duì)于Δ α的移動(dòng)量Ah的方法的方式來(lái)確定角度α 3a，則 移動(dòng)量Ah3也通過(guò)計(jì)算來(lái)算出。返回到圖20和圖21的描述，如果跟蹤筆軸282以角度α 3a傾斜，則跟蹤筆281 的尖端方向也傾斜，且跟蹤筆觀1的尖端插入到邊緣內(nèi)以跟隨邊緣的曲率。因此，即使在測(cè) 量高度彎曲的框時(shí)，跟蹤筆也不可能脫出邊緣的溝槽。也可精確地進(jìn)行測(cè)量。如果傳感器單元250從測(cè)量點(diǎn)P2的位置在XY方向上移動(dòng)距離Δ L3，則測(cè)量實(shí)際 測(cè)量點(diǎn)Ρ3的XYZ位置。測(cè)量點(diǎn)Ρ3相對(duì)于測(cè)量點(diǎn)Ρ2的Z位置的位移量為Δ ζ3。在獲得了 測(cè)量點(diǎn)Ρ3的Z位置后，基于測(cè)量點(diǎn)Ρ2和Ρ3的位置信息預(yù)測(cè)下一個(gè)測(cè)量點(diǎn)Ρ4的Z位置。預(yù) 測(cè)到下一個(gè)測(cè)量點(diǎn)Ρ4的預(yù)測(cè)點(diǎn)P4za處于將點(diǎn)P2和點(diǎn)P3的Z位置連接的延伸線方向Qz3 上離開(kāi)點(diǎn)P3的距離為Δ L4的位置處。距離Δ L4在XY方向上從測(cè)量點(diǎn)Ρ3和預(yù)測(cè)點(diǎn)P^ 計(jì)算。測(cè)量點(diǎn)P4za相對(duì)于先前的測(cè)量點(diǎn)P3a的在Z位置的位移量為Az4a。如果Δ L3和 Δ L4大致具有相同的值，則Δ Ma通過(guò)ΟΧΔζ3-Δζ2)獲得。此時(shí)方向Qz3相對(duì)于X軸的角度為P 4。角度P 4基于距離Δ L3和Δ ζ3來(lái)獲得 (tan P 4 = Az3/AL3)。當(dāng)傳感器單元250已在Z方向上在先前測(cè)量點(diǎn)P3處移動(dòng)了 Δ Ma時(shí)，控制器50在 Z方向上基于預(yù)測(cè)點(diǎn)P4za的位置移動(dòng)傳感器單元250的位置(見(jiàn)圖21)。移動(dòng)從基于測(cè)量 點(diǎn)Pl的位置進(jìn)行，移動(dòng)量通過(guò)將Δζ3加到先前測(cè)量點(diǎn)P3和測(cè)量點(diǎn)Pl之間的差而獲得。在測(cè)量預(yù)測(cè)點(diǎn)P4za中，跟蹤筆軸282傾斜的角度為α 4a。如上所述，角度0如可 通過(guò)將先前的角度α 1加到角度P 3獲得的值或?qū)⒔嵌萈 3乘以預(yù)定的修正系數(shù)k獲得的 值來(lái)確定。當(dāng)傳感器單元250在跟蹤筆觀1的尖端方向(H方向)上移動(dòng)時(shí)的移動(dòng)量Ah4 以與以上所述相同的方式計(jì)算，使得跟蹤筆軸觀2以角度傾斜。傳感器單元250基于 計(jì)算的移動(dòng)量Ah4移動(dòng)。用于使跟蹤筆軸觀2以角度α 3a、角度α如等傾斜的傳感器單 元250的移動(dòng)量可通過(guò)計(jì)算來(lái)算出，或可執(zhí)行控制使得傳感器單元250在H方向上移動(dòng)，直 至檢測(cè)跟蹤筆軸觀2的傾斜角度的編碼器觀6的輸出變成角度α 3a、角度α如等。隨后，類(lèi)似地，控制器50基于已測(cè)量的測(cè)量點(diǎn)的Z位置預(yù)測(cè)下一個(gè)測(cè)量點(diǎn)的Z位 置，基于預(yù)測(cè)點(diǎn)確定傳感器單元250在Z方向上移動(dòng)的移動(dòng)量，且控制Z移動(dòng)單元220的馬 達(dá)255。跟蹤筆281的插入角度確定為基于已測(cè)量的測(cè)量點(diǎn)的Z位置匹配邊緣的曲率，跟蹤 筆軸282基于確定的角度傾斜，且XY移動(dòng)單元Ο40和230)的每個(gè)馬達(dá)被控制，以使傳感 器單元250在跟蹤筆觀1的尖端方向(H方向)上移動(dòng)。
在基于邊緣的已測(cè)量的Z位置的改變來(lái)預(yù)測(cè)未測(cè)量部分的Z位置改變中，所述改 變可簡(jiǎn)單地確定為與先前測(cè)量點(diǎn)的差。即，在測(cè)量點(diǎn)P2處獲得了實(shí)際邊緣的Z位置之后， 在測(cè)量下一個(gè)測(cè)量點(diǎn)P3中，傳感器單元250在Z方向上從先前測(cè)量點(diǎn)移動(dòng)了差△ z2 (測(cè)量 點(diǎn)Pl和P2之間的差)。當(dāng)跟蹤筆軸282在Z方向上的改變范圍中存在裕量時(shí)，在預(yù)測(cè)未測(cè) 量部分的Z位置改變中，所述改變可簡(jiǎn)單地確定為與前次測(cè)量的測(cè)量點(diǎn)處的Z位置相同或 在前次測(cè)量的測(cè)量點(diǎn)附近。跟蹤筆軸282的傾斜角度可確定為根據(jù)前次測(cè)量點(diǎn)距測(cè)量開(kāi)始 點(diǎn)Pl的位置的Z位置改變(高度改變)所預(yù)定的角度。考慮到以上所述情況，跟蹤筆的傾 斜角度確定為使得當(dāng)測(cè)量點(diǎn)的位置相對(duì)于測(cè)量開(kāi)始點(diǎn)(框保持單元100的基準(zhǔn)位置)變高 時(shí)傾斜角度增加。使用以上所述的控制，在高度彎曲的框的情況中，在執(zhí)行測(cè)量的同時(shí)跟蹤筆觀1 不脫出邊緣的溝槽。傳感器單元250在Z方向上根據(jù)邊緣的溝槽的Z位置移動(dòng)，且傳感器 單元250也在XY方向上移動(dòng)，使得當(dāng)跟蹤筆插入到邊緣的溝槽內(nèi)時(shí)傾斜角度匹配框的 曲率。因此，跟隨邊緣的溝槽的位置的跟蹤筆281在Z方向的可改變范圍可能是小的。為 此原因，關(guān)于覆蓋整個(gè)Z方向改變范圍且使跟蹤筆軸傾斜的機(jī)構(gòu)(具有跟蹤筆的臂)，可縮 短跟蹤筆軸觀2的長(zhǎng)度且減少VH單元觀0的重量，該VH單元280作為邊緣的溝槽的位置 的跟隨機(jī)構(gòu)。如果跟蹤筆的跟隨機(jī)構(gòu)可減少重量，則跟蹤筆的更平滑的移動(dòng)變成 可能，從而精確地執(zhí)行測(cè)量。應(yīng)足夠的是，在跟蹤筆281在Z方向上的跟隨范圍內(nèi)存在裕量，且當(dāng)跟蹤筆281插 入到邊緣的溝槽內(nèi)時(shí)的傾斜角度大體上匹配框的曲率。為此原因，傳感器單元250在Z方 向上的位置控制和跟蹤筆軸觀2的傾斜角度的控制以三個(gè)或四個(gè)測(cè)量點(diǎn)的間隔執(zhí)行，而不 是傳感器單元250每次在XY方向上移動(dòng)到下一個(gè)測(cè)量點(diǎn)時(shí)執(zhí)行。雖然在圖20、圖21等中為容易理解且簡(jiǎn)化Z方向的測(cè)量操作在邊緣的測(cè)量點(diǎn)P1、 P2、P3和P4處在Y方向上無(wú)改變，但在實(shí)際測(cè)量的情況中與測(cè)量邊緣的徑向形狀中的XY控 制組合地執(zhí)行控制。即，為傾斜跟蹤筆軸282所需的XY位置的改變進(jìn)一步加到基于邊緣的 已測(cè)量的徑向形狀而確定的傳感器單元250的XY位置。邊緣的已測(cè)量的三維形狀的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在設(shè)置在控制器50內(nèi)的存儲(chǔ)器內(nèi)。如果一 個(gè)邊緣的測(cè)量結(jié)束，則傳感器單元250移動(dòng)回到初始位置，向下移動(dòng)到收回位置，且在X方 向上移動(dòng)到另一個(gè)邊緣的初始位置。然后，執(zhí)行相同的控制以測(cè)量另一個(gè)邊緣的三維形狀。關(guān)于以上所述的用于精確測(cè)量邊緣在Z方向上的形狀的構(gòu)造和控制，不需要提供 以上所述的邊緣的徑向形狀的測(cè)量機(jī)構(gòu)和控制，且邊緣的徑向形狀的測(cè)量機(jī)構(gòu)和控制可與 相關(guān)技術(shù)中相同。接下來(lái)，將描述模板TP的測(cè)量操作。圖23是示意性地示出了跟蹤筆軸觀2的中 心So和傳感器單元250的基準(zhǔn)點(diǎn)0在對(duì)模板TP測(cè)量中的移動(dòng)狀態(tài)的圖。附接到模板保持 件310的模板TP放置在移動(dòng)單元210的中心位置處平行于附接部分300的XY平面。在XY方向上(移動(dòng)半徑信息)對(duì)模板TP測(cè)量中，控制器50基于已測(cè)量的模板TP 的移動(dòng)半徑信息控制XY移動(dòng)單元以在XY方向上移動(dòng)傳感器單元250。此時(shí)，優(yōu)選的是控制 器50基于測(cè)量的模板TP的移動(dòng)半徑信息來(lái)預(yù)測(cè)未測(cè)量部分的徑向改變，且使傳感器單元 250在XY方向上根據(jù)預(yù)測(cè)的徑向改變移動(dòng)。模板TP的移動(dòng)半徑信息基于傳感器單元250 在XY方向上的移動(dòng)信息和旋轉(zhuǎn)基部261的旋轉(zhuǎn)角度的檢測(cè)信息獲得，所述旋轉(zhuǎn)角度改變以跟隨模板TP的徑向改變。在圖23中，如果輸入模板測(cè)量開(kāi)始信號(hào)，則在測(cè)量開(kāi)始時(shí)，控制器50將傳感器單 元250的基準(zhǔn)點(diǎn)0定位在沿模板TP的附接中心TO的Y方向離開(kāi)模板TP的預(yù)定位置處，且 控制Z移動(dòng)單元220以將跟蹤筆軸觀2向上移到收回高度處，使得跟蹤筆軸282在Z方向 上的中心部分定位在模板TP的高度處。此時(shí)，使旋轉(zhuǎn)基部261旋轉(zhuǎn)的馬達(dá)265被控制，使 得跟蹤筆的尖端方向平行于X軸。然后，傳感器單元250在Y方向上移動(dòng)，使得傳感器單元250的中心0指向模板TP 的中心TO。在跟蹤筆軸觀2與模板TP的邊沿接觸后，如果傳感器單元250進(jìn)一步在Y方 向上移動(dòng)，則跟蹤筆軸282不能在Y方向上從模板TP的接觸位置移動(dòng)。為此原因，旋轉(zhuǎn)基 部261圍繞中心軸線LO (基準(zhǔn)點(diǎn)0)旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)基部261的旋轉(zhuǎn)角度的改變通過(guò)編碼器 檢測(cè)，使得與模板TP接觸的跟蹤筆軸282被檢測(cè)?？刂破?0在Y方向上移動(dòng)傳感器單元 250，直至跟蹤筆軸282在尖端方向上的旋轉(zhuǎn)角度θ (在此情況中所提供的描述是關(guān)于其中 旋轉(zhuǎn)角度θ是相對(duì)于X方向的角度的情況)變成預(yù)定的角度9a(例如，5度)?？刂破?50獲得了點(diǎn)Pl以作為測(cè)量開(kāi)始時(shí)的測(cè)量點(diǎn)，此時(shí)跟蹤筆軸觀2的中心點(diǎn)So定位在此點(diǎn)Pl 處。此時(shí)，如在圖M中示出，點(diǎn)Pl的XY坐標(biāo)位置從用作旋轉(zhuǎn)基部的旋轉(zhuǎn)中心的基準(zhǔn) 點(diǎn)0的XY移動(dòng)的坐標(biāo)位置(X、Y)以及跟蹤筆軸282的中心點(diǎn)So相對(duì)于基準(zhǔn)點(diǎn)0的xy坐 標(biāo)(xl，yl)獲得。點(diǎn)So相對(duì)于基準(zhǔn)點(diǎn)0的xy坐標(biāo)(xl，yl)基于點(diǎn)0和中心點(diǎn)So之間的 距離Rs(這在設(shè)計(jì)時(shí)已知)和相對(duì)于X軸的旋轉(zhuǎn)角度θ 1(基準(zhǔn)點(diǎn)Pl處的角度ea)通過(guò) 三角函數(shù)的計(jì)算算出。然后，為測(cè)量下一個(gè)測(cè)量點(diǎn)，如在測(cè)量邊緣的移動(dòng)半徑信息中的情況，控制器50 基于已測(cè)量的測(cè)量點(diǎn)將傳感器單元250(基準(zhǔn)點(diǎn)0)在XY方向上移動(dòng)與微小角度Δ θ (基 于中心TO的旋轉(zhuǎn)角度)的旋轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)的距離。在對(duì)模板的測(cè)量中，傳感器單元250在通過(guò)箭 頭A指示的方向上(圖2 移動(dòng)，所述方向是與跟蹤筆的尖端方向相反的方向。在測(cè) 量開(kāi)始點(diǎn)Pl的下一個(gè)測(cè)量點(diǎn)P2 (在圖21中未示出)的測(cè)量中，確定測(cè)量點(diǎn)P2處于與X方 向平行的方向上，傳感器單元250在X方向上移動(dòng)。以此移動(dòng)，如果模板TP的半徑在Y方 向上改變，則因?yàn)橛神R達(dá)265施加的測(cè)量壓力使跟蹤筆軸282跟隨改變，且跟蹤筆軸282的 中心點(diǎn)So圍繞基準(zhǔn)點(diǎn)0旋轉(zhuǎn)。在測(cè)量開(kāi)始點(diǎn)Pl之后的測(cè)量點(diǎn)的測(cè)量中，馬達(dá)265被控制 使得測(cè)量壓力在由圖22中箭頭B指示的方向上(圍繞點(diǎn)0的逆時(shí)針?lè)较?恒定地施加到 旋轉(zhuǎn)基部261。在圖M中，如果中心點(diǎn)So的旋轉(zhuǎn)角度在下一個(gè)測(cè)量點(diǎn)P2被測(cè)量時(shí)為θ 2，則基 于距離Rs和旋轉(zhuǎn)角度θ 2來(lái)計(jì)算中心點(diǎn)So相對(duì)于基準(zhǔn)點(diǎn)0的坐標(biāo)(x2，y2)。控制器50 基于已測(cè)量的點(diǎn)Pl和P2來(lái)確定傳感器單元250的用于測(cè)量下一個(gè)測(cè)量點(diǎn)P3的XY移動(dòng)位 置。例如，計(jì)算點(diǎn)P2相對(duì)于點(diǎn)Pl在XY方向上的改變量(Δ χ2，Δ y2)，且在傳感器單元250 移動(dòng)以測(cè)量下一個(gè)測(cè)量點(diǎn)中，傳感器單元250移動(dòng)到其處改變量(Δχ2，ΔΥ2)被修正的位 置。然后，此過(guò)程重復(fù)，且獲得在整個(gè)外周上的測(cè)量點(diǎn)的位置信息。優(yōu)選地，類(lèi)似于邊緣，預(yù) 測(cè)到下一個(gè)測(cè)量點(diǎn)Ρ3處于將已測(cè)量的點(diǎn)Pl和Ρ2連接的線的延伸線方向上，且傳感器單元 250的基準(zhǔn)點(diǎn)0被移動(dòng)。當(dāng)基準(zhǔn)點(diǎn)0移動(dòng)且中心點(diǎn)So旋轉(zhuǎn)了角度(θ 3)以跟隨模板TP的 半徑改變時(shí)，基于傳感器單元250的XY移動(dòng)信息來(lái)計(jì)算實(shí)際測(cè)量點(diǎn)Ρ3的位置。在測(cè)量下一 個(gè)測(cè)量點(diǎn)Ρ4中，其中測(cè)量點(diǎn)Ρ4定位的方向基于已測(cè)量的點(diǎn)Ρ2和Ρ3預(yù)測(cè)(或可從三個(gè)或
20更多的已測(cè)量的點(diǎn)預(yù)測(cè)彎曲的形狀)，且傳感器單元250的基準(zhǔn)點(diǎn)0被移動(dòng)，使得跟蹤筆軸 282移動(dòng)到預(yù)測(cè)的點(diǎn)。然后，使用相同的方法預(yù)測(cè)未測(cè)量部分的測(cè)量點(diǎn)，且傳感器單元250 在XY方向上被移動(dòng)，因此獲得了整個(gè)外周上的測(cè)量點(diǎn)的信息。在跟蹤筆軸觀2的中心點(diǎn)So處獲得的且將測(cè)量點(diǎn)連接的徑向形狀TP略大于模板 TP的徑向形狀，其大于量是跟蹤筆軸觀2的半徑rs。模板TP的實(shí)際徑向形狀被計(jì)算為向 內(nèi)比徑向形狀TPs小的類(lèi)似形狀，其小于量為半徑rs的距離。使用以上所述的方法，在構(gòu)造為在XY方向上移動(dòng)傳感器單元250的測(cè)量單元200 中，變得可使用跟蹤筆軸282測(cè)量模板TP的形狀。使用跟蹤筆軸282測(cè)量模板的方法不限于以上所述的方法，且可使用多種方法。 例如，模板TP的接觸部分設(shè)置在跟蹤筆軸觀2的前側(cè)(圖8的右側(cè)，且跟蹤筆的尖端 側(cè))上或后側(cè)(圖8的左側(cè))上。在對(duì)模板TP的測(cè)量中，控制器50通過(guò)與在測(cè)量邊緣的半 徑中基于模板TP的已測(cè)量的徑向位置的控制方法相同的控制方法來(lái)控制傳感器單元250 的XY位置和旋轉(zhuǎn)單元260的旋轉(zhuǎn)，使得在跟蹤筆軸觀2以預(yù)定的角度(例如5度)傾斜 到圖8的左側(cè)的狀態(tài)中，接觸部分與模板TP接觸，同時(shí)維持豎直狀態(tài)(與Z方向平行的平 面)。使跟蹤筆軸282壓靠模板TP的測(cè)量壓力通過(guò)彈簧291的推力來(lái)施加。在其中跟蹤筆 軸282不傾斜且跟蹤筆軸282在水平方向上在豎直狀態(tài)中(平行于Z軸)移動(dòng)的構(gòu)造中， 模板TP的接觸部分是跟蹤筆軸282的側(cè)表面(跟蹤筆的尖端側(cè)或后側(cè))。
權(quán)利要求
1.一種眼鏡框形狀測(cè)量設(shè)備，用于測(cè)量眼鏡框的邊緣的形狀，所述眼鏡框形狀測(cè)量設(shè) 備包括跟蹤筆，所述跟蹤筆構(gòu)造為插入所述邊緣的溝槽中并沿所述邊緣的溝槽移動(dòng)，以檢測(cè) 所述邊緣在所述跟蹤筆的移動(dòng)半徑方向上和在與所述移動(dòng)半徑方向垂直的豎直方向上的 位置；跟蹤筆軸，所述跟蹤筆軸包括上部，所述跟蹤筆附接到所述上部；保持單元，所述保持單元構(gòu)造為將所述跟蹤筆軸保持為能夠在所述豎直方向上移動(dòng)；豎直方向移動(dòng)單元，所述豎直方向移動(dòng)單元構(gòu)造為在所述豎直方向上移動(dòng)所述保持單 元；和移動(dòng)半徑方向移動(dòng)單元，所述移動(dòng)半徑方向移動(dòng)單元構(gòu)造為在所述移動(dòng)半徑方向上移 動(dòng)所述保持單元；豎直位置檢測(cè)單元，所述豎直位置檢測(cè)單元構(gòu)造為檢測(cè)所述跟蹤筆在所述豎直方向上 的位置，所述豎直位置檢測(cè)單元至少包括第一檢測(cè)單元和第二檢測(cè)單元，所述第一檢測(cè)單 元構(gòu)造為檢測(cè)所述保持單元在所述豎直方向上的位置，所述第二檢測(cè)單元構(gòu)造為檢測(cè)所述 跟蹤筆在所述豎直方向上相對(duì)于所述保持單元的位置；和控制器，所述控制器構(gòu)造為基于在開(kāi)始測(cè)量之后獲得的所述豎直位置檢測(cè)單元的檢測(cè) 結(jié)果來(lái)獲得在下一測(cè)量時(shí)所述保持單元在所述豎直方向上的位置，并且所述控制器構(gòu)造為 基于所獲得的位置來(lái)控制所述豎直方向移動(dòng)單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述控制器基于所述豎直位置檢測(cè)單元的檢測(cè)結(jié)果來(lái)預(yù)測(cè)下一個(gè)測(cè)量位置，并且所述 控制器獲得在預(yù)測(cè)的下一個(gè)測(cè)量位置處所述保持單元在所述豎直方向上的位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中所述控制器預(yù)測(cè)所述下一個(gè)測(cè)量位置，使得所述下一個(gè)測(cè)量位置被確定為與最后測(cè)量 的測(cè)量位置處或所述最后測(cè)量的測(cè)量位置附近的位置相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述保持單元包括軸承和壓力施加元件，所述軸承構(gòu)造為保持所述跟蹤筆軸，使得所 述跟蹤筆軸能夠在所述跟蹤筆的尖端的方向上圍繞設(shè)定在所述跟蹤筆軸的下部處的軸傾 斜，所述壓力施加元件構(gòu)造為施加用于將所述跟蹤筆的尖端壓到所述邊緣的溝槽的壓力，所述控制器基于所述豎直位置檢測(cè)單元的檢測(cè)結(jié)果來(lái)確定所述跟蹤筆軸相對(duì)于所述 豎直方向的傾斜角度，并且所述控制器控制所述移動(dòng)半徑方向移動(dòng)單元以使所述跟蹤筆軸 傾斜到確定的傾斜角度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中所述控制器確定所述跟蹤筆軸的傾斜角度，使得隨著測(cè)量位置相對(duì)于預(yù)定的基準(zhǔn)位 置在所述豎直方向上變高，所述傾斜角度增大。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述豎直方向移動(dòng)單元包括用于使所述保持單元在所述豎直方向上移動(dòng)的Z方向馬 達(dá)，并且所述第一檢測(cè)單元基于所述Z方向馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)來(lái)檢測(cè)所述保持單元在所述豎直 方向上的位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述跟蹤筆包括針狀尖端，所述針狀尖端被插入 到所述邊緣的溝槽內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述保持單元將所述跟蹤筆軸保持為能夠在所述跟蹤筆的尖端的方向上移動(dòng)，并且所 述保持單元包括壓力施加元件，所述壓力施加元件構(gòu)造為施加用于將所述跟蹤筆的尖端在 所述跟蹤筆的尖端的方向上壓到所述邊緣的溝槽的壓力； 所述設(shè)備還包括旋轉(zhuǎn)單元，所述旋轉(zhuǎn)單元構(gòu)造為使保持軸圍繞沿所述豎直方向的軸線旋轉(zhuǎn)，以在所述 移動(dòng)半徑方向上改變所述跟蹤筆的尖端的方向；移動(dòng)半徑位置檢測(cè)單元，所述移動(dòng)半徑位置檢測(cè)單元構(gòu)造為檢測(cè)所述跟蹤筆在所述移 動(dòng)半徑方向上的位置，所述移動(dòng)半徑位置檢測(cè)單元包括第三檢測(cè)單元和第四檢測(cè)單元，所 述第三檢測(cè)單元構(gòu)造為檢測(cè)所述保持單元在所述移動(dòng)半徑方向上的位置，所述第四檢測(cè)單 元構(gòu)造為檢測(cè)所述跟蹤筆在所述移動(dòng)半徑方向上相對(duì)于所述保持單元的位置，并且所述控制器基于在開(kāi)始測(cè)量之后獲得的所述移動(dòng)半徑位置檢測(cè)單元的檢測(cè)結(jié)果來(lái)控 制所述移動(dòng)半徑方向移動(dòng)單元和所述旋轉(zhuǎn)單元。
全文摘要
一種眼鏡框形狀測(cè)量設(shè)備，包括跟蹤筆移動(dòng)單元，所述跟蹤筆移動(dòng)單元包括跟蹤筆，該跟蹤筆檢測(cè)框的邊緣在移動(dòng)半徑方向和在豎直方向上的位置；用于跟蹤筆的跟蹤筆軸；保持單元，該保持單元構(gòu)造為可豎直移動(dòng)地保持跟蹤筆軸；豎直方向移動(dòng)單元，用于在豎直方向上移動(dòng)保持單元；和移動(dòng)半徑方向移動(dòng)單元，用于在移動(dòng)半徑方向上移動(dòng)保持單元使得跟蹤筆跟蹤邊緣；豎直位置檢測(cè)單元，用于檢查跟蹤筆在豎直方向上的位置；和控制器，所述控制器用于基于豎直位置檢測(cè)單元的檢測(cè)結(jié)果來(lái)獲得保持單元在豎直方向上的下一個(gè)測(cè)量位置，且控制豎直方向移動(dòng)單元。
文檔編號(hào)G01B5/20GK102121813SQ20101058653
公開(kāi)日2011年7月13日 申請(qǐng)日期2010年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月9日
發(fā)明者松山善則 申請(qǐng)人:尼德克株式會(huì)社