[发明专利]透射式尺寸测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及透射式尺寸测量装置，更具体地讲涉及光学型透射式尺寸测量装置，当被测物体遮挡投影仪发出的光时，该装置通过光学接收器检测光的变化量，从而测量各种被测物体的尺寸。

背景技术

通常，光学型透射式尺寸测量装置已被用于检测例如物体的外径、位置、以及间隔。光学型透射式尺寸测量装置包括：投影仪，用来向被测区域投射平行光；光学接收器，接收穿过被测区域的光；以及光学型透射式尺寸测量装置测量被测物体的阴影长度，阴影通常由被测物体遮挡平行光形成，并且光学型透射式尺寸测量装置基于光接收器所接收到的接收光量来测量被测物体的各种尺寸。

光学型尺寸测量装置的工作原理大致分为两种方法：一种是CCD方法，一种是扫描方法。在CCD方法中，从发光元件发出的光被光投影透镜转换成平行光；并且平行光辐射到尺寸测量范围。光学接收器通过一体的一维CCD图像传感器接收来自尺寸测量范围的光。当被测物体遮挡平行光时，在光接收单元产生与光遮挡面积大小成比例的阴影；被测物体的各种尺寸基于输出阴影的大小和位置来进行计算并且输出。

此外，在扫描方法中，从发光元件发出的光被诸如多面镜之类的偏转元件偏转，偏转光被准直透镜转换成平行光束，并且辐射到尺寸测量范围。在尺寸测量范围内扫描被测物体的光被光学接收器内部的光接收透镜汇聚，并被转换成与光的明暗相对应的电信号。基于该电信号来执行产生阴影的时间长短的算术运算；然后，计算并输出被测物体的各种尺寸。在上述方法中的任一种方法中，尺寸测量范围由从投影仪发出并被光学接收器接收的平行光的宽度定义。

当用户在基座上安装投影仪和光学接收器时，需要用户使投影仪的光轴和光学接收器的光轴在相对于基座的垂直方向和水平方向上正确地重合。通常，为了使得光轴重合，在与投影仪和光学接收器相连的控制器的显示屏幕上或者在与该控制器相连的个人计算机(PC)的显示屏幕上显示光轴的重合程度，并且用户一边观察显示屏幕一边调节光轴(例如，日本未审查专利申请第2008-275462号)。

通过上述在PC上或者在连接到投影仪和光学接收器的控制器上确认光轴重合程度的方法，用户不能直观地了解具体产生了多大的光轴偏差或者在哪个方向上产生了光轴偏差。而且，在控制器和PC安装在远离投影仪和光学接收器的位置的情况下，光轴调节工作会很不方便，因此，不可避免地需要大量的工时。

避免这种问题发生的一种方法是增加所投射的光量密度使得投影仪的光投影点能够被人眼观察到。然而，在上述的CCD方法中，光源和光投射镜头之间的距离需要分开来得到高度准确的平行光；因此，光量密度的增加有限。而且，甚至在扫描方法中，当光量密度显著增大来增强可视性时，会引起诸如安全危险和光源寿命缩短等其他的问题。因此，将光量密度增大到光投影点能被人眼看到是不切实际的。

此外，除了上述问题之外，即使使得投影仪和光学接收器的光轴准确地重合，根据用户的使用环境，污物或类似的东西有时也会附着于光投影表面和光接收表面。当污物或类似的东西附着于投影仪的光投影表面和光学接收器的光接收表面上时，即便被测物体不存在的情况下也会产生接收光量的波动，因此，存在偶然的不正确测量而且用户很难理解发生了什么的问题。即便污物的尺寸很小，当由于原本不应当存在的污物所导致的边缘被检测到时，一个值会作为测量值输出，而该值远非实际被测物体的尺寸值。而且，即便用户看到输出的测量值，用户也不能直观地确定该输出的测量值是否为实际被测物体的尺寸值，污物是否附着于光投影表面或光接收表面上，使用环境是否有问题，等等。因此，投影仪的光投影表面和光接收器的光接收表面必须定期清洁来获得恰当的尺寸测量值。

发明内容

针对以上问题产生了本发明，本发明的一个目的是提供一种透射式尺寸测量装置，其中用户能够直观、简单地调节投影仪和光学接收器的光轴。而且，本发明的另一个目的是提供一种透射式尺寸测量装置，其中在投影仪的光投影表面上和光学接收器的光接收表面上附着有污物时，能立即采取适当措施。