[其他]光学测量系统

说明书

本发明阐述一种光学测量设备的改进，其特点是对一种用平行扫描测量光线照射被测物体，并自动检测在该物体的相对的端点上接收到的光量的变化，从而测出在该物体的相对端点之间进行一次扫描所需要的时间的方法来测量被测物体的长度的光学测量设备的改进。

有一种众所周知的光学测量系统，它使用平行光线和激光束等来对被测物体进行扫描，并检测跟这物体形状有关的光的透射或阻挡情况，然后用时钟脉冲计数器测量出用平行扫描光线在该物体的相对端点之间扫描一次需要的时间。这种光学测量系统已被实际使用，如激光测微计。

这种光学测量系统是很有效的，尤其是当被测物体是软的或处于高温时，因为这种方法不对物体施加任务压力，因而能提供没有形变和其它影响的精确测量。这种系统在被测物体具有复杂形状的情况下是很有用的，因为它能够测量一个具有任意复杂形状的物体的任意部分。

日本的已公开的专利申请Sho58-205803透露了一种上述类型的光学测量系统。在该系统中，对一个测量范围内的每一段都能迅速实现精确的测量。然而，这个透露的系统在有意外偏转或散射的情况下是不利的。这种意外偏转或散射是在用平行扫描测量光线照射时，由于物体端点形状或表面状态而产生的。如果把这种系统用于测量透明物体，那末在扫描过程中将产生各式各样的不合需要的透射或散射，从而导致增加测量结果的误差。

在上述类型的一般的系统中，时钟脉冲是用平行扫描测量光线同步并计数的。在对被测物体的对的端点之间扫描期间数列的脉冲数量被用来取得一次测量结果。如果这些平行扫描测量光线被物体表面上的外来物质偏转并随后被光电检测器所接收，或者光束透射过被测的透明物体并被光电检测器所检测，那末，时钟脉冲的计数过程将在远离于与计数开始的那个端相对的另一个检测端的地方结束，从而导致测量误差的增加。这样一个误差可能由于物体的表面状态或透明物体的不规则透射而产生一个不合需要的误差。

本发明的目的是提供一种改进的光学测量设备，它可以避免因偏转等因素造成的测量误差，即使被测物体是由光透射材料做成的，或者物体的表面是不合需要的，如被油沾污了的，它都能正确地对被测物体的相对立端点进行检测。

为了达到上述目的，本发明的特点在于使用一个具有可适当锁存计数器输出的寄存器的计数器组合。当物体被平行扫描测量光线扫描时，这种组合能对在两个相对立的端点，即在被测物体的起始和终止端之间扫描期间产生的时钟脉冲数目进行计数，每当寄存器收到指示被测物体的终止端的检测信号，或收到在扫描期间由物体的透明部分或其它因素产生的伪检测信号时，寄存器就锁存计数器的计数。因为最后的锁存值对应于物体的终止端，所以寄存器取得这个最后锁存值，并消去其它伪检测信号，就完成一次正确的测量。

根据本发明，为了提高测量精度，时钟脉冲频率被设置得足够高。因此，计数点是在有一个小的延迟的情况下实行的。为了同锁存操作协调这个延迟，寄存器要在一个予先确定的延时以后才锁存该计数器的输出。此外，为了防止在中间过程里锁存每个伪终止信号时产生的延迟，它会导致计数器的存数产生大的误差，在每次锁存操作时，要暂时地使计数器阻塞。然后，在每次寄存器完成锁存操作后，再给计数器送入一个相应于上述阻塞的修正值。这样，计数器的计数操作在所有时刻都能够正确地跟平行扫描测量光线的移动保持一致。

附图的简要说明：

图1是一个依据于本发明的光学测量设备的推荐装置的方块图。

图2是说明图1所示装置的测量操作的完整的时序图。

图3是说明寄存器的锁存操作、计数器的阻塞操作和修正操作的时序图。所有上述操作是本发明的特点所在。

图1展示一种依据本发明设计的光学测量设备的推荐装置。

被测物体10放在工作台（没在图上标出）上的某个范围内，并保证物体10能被测量光线所照射。物体10还应是可移动的。在这种情况下，物体10是跟测量光线互相联系在一起的，因此，它能够按给定的时间表在上述范围内定位。在这个说明的装置中，物体10是一个透明园柱体。扫描光源部分12用来发射照射物体10的平行的扫描和测量光线100。扫描光源部分12包括一个激光发生器14，一个固定反射镜16和一个旋转反射镜18。由激光发生器14发射的激光束102经固定反射镜16和旋转反射镜18，引入平行光管透射20，随后作为平行扫描测量光线100从平行光管透镜20射向物体10。