相關申請引用

本專利申請根據35U.S.C.§119的規定要求于2015年12月15日提交的日本專利申請2015-244239的優先權，該專利申請的公開內容通過完整引用結合在此。

技術領域

本發明涉及一種用于外形尺寸的光學測量方法和測量裝置，尤其涉及一種同時沿多個方向測量被測物體的外徑的方法和裝置。

背景技術

光學測量裝置用于對被測物體的外形尺寸(例如圓柱體的外徑)進行非接觸測量。例如，使用激光掃描測微計、圖像傳感器測微計或光切型二維(2D)形狀測量傳感器。這些裝置使用布置為帶狀的平行激光束或以帶狀平行掃描的激光束等根據由被測物體遮擋的陰影部分的尺寸檢測被測物體的外徑(參見日本專利公告2001-108413等)。

如圖5所示，在激光掃描測微計90中，由光發射器91形成帶狀激光束B，使用光接收器92接收光束B。當在光束B的路徑中間放置具有圓柱等形狀的被測物體99時，光束B的一部分由被測物體99遮擋，并在被測物體99的后面形成陰影區BW。在光接收器92中，可通過檢測在光束B下產生的陰影區BW的長度來測量被測物體99的外徑D1。

當必須同時沿多個方向測量被測物體99的外徑時，要使用專用的激光掃描測微計。如圖6所示，用于同時沿兩個方向測量物體的激光掃描測微計93配置有布置在相交方向上的兩組光發射器94和95和光接收器96和97。在這種構造中，基于來自每組的光束，能夠沿兩個方向同時測量被測物體99的外徑D1和D2。

如上所述，光學測量裝置(例如現有的激光掃描測微計)基本上沿單個方向測量被測物體的外形尺寸，若想沿多個方向進行同時測量，則需要多組光發射器和光接收器。但是，在安裝多組光發射器和光接收器時，可能增加裝置的成本，并且可能需要增加空間以安裝所有這些組光發射器和光接收器。

發明內容

本發明提供一種用于外形尺寸的光學測量方法和測量裝置，該光學測量方法和測量裝置允許沿多個方向同時測量，并能防止增加裝置成本和擴大安裝空間。

本發明的測量方法是一種用于對被測物體的外形尺寸進行測量的外形尺寸光學測量方法。在此方法中，設置了形成由平行光束構成的帶狀測量光束的光發射器、反射測量光束并形成反射光束的反射器、以及接收反射光束的光接收器；光發射器和反射器布置為使得測量光束的光軸和反射光束的光軸相交，而且，測量光束和反射光束形成在同一個虛擬測量平面內；在測量光束中至少限定主測量光束和次測量光束；在反射光束中至少限定主反射光束和次反射光束，該主反射光束是主測量光束的反射光，該次反射光束是次測量光束的反射光；被測物體被置于測量平面的測量區中，主測量光束和次反射光束在該測量區中交疊；并且，根據顯現在主反射光束中的被測物體的陰影測量被測物體的主方向上的外形尺寸，并根據顯現在次反射光束中的被測物體的陰影測量被測物體的次方向上的外形尺寸。

在本發明中，通過向配對的光發射器和光接收器增加反射器而形成的簡單構造，能夠實現沿被測物體的主方向和次方向同時測量外形尺寸。在此，可使用現有激光掃描測微計或圖像傳感器測微計中的光發射器和光接收器作為上述配對的光發射器和光接收器。另外，可使用現有的光學測量反射鏡作為上述的反射器。如上所述，根據本發明，即使采用單光發射器和光接收器系統，也能實現沿多個方向同時測量，并防止增加設備成本和擴大安裝空間。

本發明的測量裝置是一種用于對被測物體的外形尺寸進行測量的外形尺寸光學測量裝置。在此裝置中，包括形成由平行光束構成的帶狀測量光束的光發射器、反射測量光束并形成反射光束的反射器、以及接收反射光束的光接收器；光發射器和反射器布置為使得測量光束的光軸和反射光束的光軸相交，并且，測量光束和反射光束形成在同一個虛擬測量平面內；在測量光束中至少限定主測量光束和次測量光束；在反射光束中至少限定主反射光束和次反射光束，該主反射光束是主測量光束的反射光，該次反射光束是次測量光束的反射光；被測物體被置于測量平面的測量區中，主測量光束和次反射光束在該測量區中交疊。

在本發明中，可根據顯現在主反射光束中的被測物體的陰影測量被測物體在主方向上的外形尺寸，并根據顯現在次反射光束中的被測物體的陰影測量被測物體在次方向上的外形尺寸。因此，通過執行上述的本發明的測量方法，能夠獲得上述的效果。

本發明實現了沿多個方向同時測量，并可以提供用于外形尺寸的光學測量方法和測量裝置，能夠防止增加設備成本和擴大安裝空間。

附圖說明