[发明专利]形状测量设备

说明书

对相关申请的交叉引用

此申请基于并要求2011年4月18日提交的在先日本专利申请No.2011-091736的优先权权益，通过引用将其全部内容合并在此。

技术领域

本发明涉及一种形状测量设备。

背景技术

迄今为止，已经已知这样一种形状测量设备，其以非接触方式通过探测器(probe)扫描称为待测量对象的工件的表面，并测量工件的表面的形状(例如，参见PCT国际申请公布No.JP-T-2009-534969的日文翻译)。

探测器通过包括诸如电荷耦合器件(CCD)和互补金属氧化物半导体(CMOS)的成像元件、成像透镜、线(line)激光器等而构成，并且通过使用沙姆普弗鲁克(Scheimpflug)原理来执行测量。

如图6中所示，沙姆普弗鲁克原理是指：在通过分别延伸成像元件的成像平面、包括成像透镜的主点的主平面、以及线激光照射到工件上的照射平面而获得的平面被布置为在一点彼此相交的情况下，成像元件的成像平面完全变成聚焦状态。

在使用如上所述的沙姆普弗鲁克原理的探测器中，测量精度(分辨能力)和测量范围为权衡关系。也就是说，在由成像元件测量放置在线激光器的照射平面上的工件的情况下，使用的成像透镜的成像范围则由其光放大倍率决定。

因此，如图7中所示，在测量宽范围的情况下，使用低放大倍率的成像透镜，并且，在以高精度测量窄范围的情况下，使用高放大倍率的成像透镜。

顺便提及，迄今为止，在上述探测器中，已经采用了这样的配置：其中线激光器和成像透镜在制造过程中被固定至有关探测器，并且一旦被固定则无法被替换。因此，探测器的测量精度和测量范围已经由固定的成像透镜的光放大倍率和成像元件的尺寸唯一地决定。

因此，在与期望被执行测量的工件的尺寸匹配中，已经必须切换具有适当测量范围(或测量精度)的探测器，并且，已经必须准备测量范围(测量精度)的规范不同的多种类型的探测器。

为了仅仅因为期望的测量范围(测量精度)不同而准备多种类型的探测器，已经产生了巨大成本，另外，已经必须在每次更换探测器时执行校准操作等，从而导致安装工时的增加。

发明内容

本发明的目的是提供一种形状测量设备，其包括能够调节并改变测量范围和测量精度的探测器。

根据本发明的一个方面，提供了一种形状测量设备，包括：

光照射单元，其将线状(linear)光照射到工件上；

成像元件，其使从光照射单元照射的光的反射光成像，反射光由工件反射；以及

成像透镜，其将由工件反射的反射光的像形成在成像元件的成像平面上，并且，

光照射单元的光照射平面、包括成像透镜的主点的主平面、以及成像元件的成像平面满足沙姆普弗鲁克原理，并且

形状测量设备还包括：

像获取区域选择单元，其将成像元件的成像平面划分为多个区域，并响应于测量精度和测量范围的大小中的至少一个，从多个区域中选择用于在测量中使用的区域作为像获取区域。

附图说明

从下面给出的详细描述以及附图和表中，本发明的以上和其它目的、优点和特征将变得更加充分地被理解，其中，附图和表格仅仅通过图示而给出，从而并非意图定义对本发明的限制，并且其中：

图1是本发明的形状测量设备的总配置图；

图2是用于说明形状测量设备的光探测器的配置的视图；

图3A和3B是用于说明形状测量设备的操作的视图；

图4是用于说明成像单元的视图；

图5是示出光探测器的控制配置的框图；

图6是用于说明沙姆普弗鲁克原理的视图；以及

图7是用于说明测量精度与测量范围之间的关系的视图。

具体实施方式

参考附图对本发明的实施例进行描述。然而，本发明的范围不限于所图示的示例。

首先，对配置进行描述。

如图1中所示，形状测量设备100通过包括控制设备101、操作单元102、主机系统103和设备主体单元104而构成。

控制设备101控制设备主体单元104的驱动，并从设备主体单元104捕获必要的测量坐标值等。

操作单元102用于允许用户通过控制设备101手动操作设备主体单元104。

主机系统103通过包括以下单元而构成：显示单元103a，显示各种画面；操作单元103b，接收来自用户的操作指示(designation)；打印机单元，用于在纸张上执行打印；等等。