Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JPH083409B2 - Optical normal scribing detector - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JPH083409B2 - Optical normal scribing detector - Google Patents

Optical normal scribing detector

Info

Publication number
JPH083409B2
JPH083409B2 JP30331986A JP30331986A JPH083409B2 JP H083409 B2 JPH083409 B2 JP H083409B2 JP 30331986 A JP30331986 A JP 30331986A JP 30331986 A JP30331986 A JP 30331986A JP H083409 B2 JPH083409 B2 JP H083409B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
measured
optical
lens system
center line
distance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP30331986A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS63154908A (en
Inventor
尚義 小見
外志夫 長原
Original Assignee
株式会社日平トヤマ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社日平トヤマ filed Critical 株式会社日平トヤマ
Priority to JP30331986A priority Critical patent/JPH083409B2/en
Publication of JPS63154908A publication Critical patent/JPS63154908A/en
Publication of JPH083409B2 publication Critical patent/JPH083409B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、例えば金属薄板等からプレス成形した3次
元立体表面の自由曲面を計測して、その所定位置におけ
る被計測面の法線を求め同時にけがき線に位置合わせす
るための光学的法線けがき検出装置に関するものであ
る。
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention measures the free-form surface of a three-dimensional solid surface press-molded from, for example, a thin metal plate and obtains a normal line to the surface to be measured at a predetermined position, and scribing at the same time. The present invention relates to an optical normal scribing detector for aligning with a line.

従来技術 従来、金属薄板等からプレス成形した3次元立体表面
の自由曲面を計測して、その面の法線を求める場合に
は、回転不可能な計測軸に、この計測軸に発生する曲げ
および引っ張りの力を計測するセンサーを取り付け、さ
らにこの計測軸の先端に磁石を取り付けて、計測に際し
被計測面に上記計測軸を接近させたときに、この磁石が
被計測面に吸引されることによって発生する各センサー
の出力信号の大きさから法線誤差を算出するようにした
装置、あるいは回転不可能な計測軸の先端に3個または
それ以上の距離計測センサーを取り付け、計測に際し被
計測面にこの計測軸を接近させたときに、各センサーが
発生する出力信号の大きさから法線誤差を算出するよう
にした装置が使用されていた。
Conventional technology Conventionally, when a free-form surface of a three-dimensional solid surface press-molded from a thin metal plate or the like is measured and a normal line of the surface is obtained, a non-rotatable measurement axis is bent and a bending generated in the measurement axis is measured. By attaching a sensor that measures the pulling force and further attaching a magnet to the tip of this measurement axis, and when the measurement axis is brought closer to the measurement surface during measurement, this magnet is attracted to the measurement surface. A device that calculates the normal error from the magnitude of the output signal of each sensor that is generated, or attach three or more distance measuring sensors to the tip of the non-rotatable measuring axis, and attach it to the surface to be measured during measurement. An apparatus has been used in which a normal line error is calculated from the magnitude of an output signal generated by each sensor when the measurement axes are brought close to each other.

しかし、前者の装置では、計測軸に発生する曲げ力の
方向と大きさを確実に計測し得るような計測軸の構造を
得るために、特に正確な機械加工が必要であり、さらに
計測軸の先端に取り付けた磁石の特性から、被計測面の
急激に屈曲している部位や切断溝および端部等の近傍に
おける計測が不可能である。また、後者の装置では、計
測軸の先端に3個またはそれ以上のセンサーを取り付け
るので、計測軸の先端部の形状が大きくなってしまい、
前者の装置と同様に被計測面の急激に屈曲している部位
や切断溝および端部等の近傍における計測が不可能であ
り、しかも多数のセンサーを備えたことから、それに対
応して増幅器等が多数必要となり、コストが上昇してし
まう等の問題があった。
However, in the former device, particularly accurate machining is required to obtain the structure of the measuring axis that can reliably measure the direction and magnitude of the bending force generated on the measuring axis. Due to the characteristics of the magnet attached to the tip, it is impossible to measure in the vicinity of the sharply bent portion of the surface to be measured, the cut groove, the end, or the like. Further, in the latter device, three or more sensors are attached to the tip of the measuring shaft, so the shape of the tip of the measuring shaft becomes large,
Similar to the former device, it is impossible to measure in the vicinity of sharply bent part of the surface to be measured, cutting groove and end part, and moreover, it has a large number of sensors. However, there is a problem that the cost is increased.

発明の目的 したがって、本発明の目的は、回転駆動する部分を簡
単、かつ小型に構成して、被計測面の急激に屈曲してい
る部位等の近傍においても、その表面の法線を計測でき
るようにすることである。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to make a rotationally driven portion simple and small, and to measure the surface normal even in the vicinity of a sharply bent portion of the surface to be measured. To do so.

発明の概要 上記の目的を達成するために、本発明は、複合レンズ
系を回転させ、その回転位相に対応する信号を出力する
手段を設け、複合レンズ系により結像された被計測面の
けがき線を撮像することにより検出装置とけがき線との
位置偏差を検出し、位置合わせするとともに、複合レン
ズ系を通して被計測面上でその回転中心より所定の偏心
量の位置で被計測面までの距離を計測する光学的距離計
測手段を設け、計測時に被計測面にその計測軸を接近さ
せてから、複合レンズ系の回転によってこの光学的距離
計測の計測点を旋回させることにより、被計測面との距
離に応じて発生する距離計測信号と前記回転位相に対応
する信号とから法線誤差の方向およびその大きさを演算
により算出するようにしている。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a means for rotating a compound lens system and outputting a signal corresponding to the rotation phase, so that the surface to be measured imaged by the compound lens system is fixed. By detecting the positional deviation between the detector and the scribe line by imaging the scribe line, and aligning the position, the complex lens system is used to measure the position deviation from the rotation center on the measured surface to the measured surface at a predetermined eccentric amount. By providing an optical distance measuring means for measuring the distance, bringing the measurement axis close to the surface to be measured at the time of measurement, and then rotating the measuring point of the optical distance measurement by rotating the compound lens system, The direction and the magnitude of the normal line error are calculated from the distance measurement signal generated in accordance with the distance and the signal corresponding to the rotation phase.

実施例の構成 以下に、本発明の好適な実施例が図面に基づいて説明
される。
Configuration of Embodiment Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図において、本発明による光学的法線けがき検出
装置1は、フレーム2に例えば締め付け具2aにより固定
された本体3と、被計測面Sに対してほぼ垂直な中心線
Aの周りに回転し得るように前記本体3の内側に軸受3a
および軸受3bによって支持されている複合レンズ枠4と
を備えている。複合レンズ枠4は、その上方端部に回転
駆動用のタイミングプーリ5を備えており、このタイミ
ングプーリ5には、本体3の外側に固定的に配設された
駆動手段としてのモータ6のタイミングプーリ6aに装着
されたタイミングベルト7が巻き掛けられている。さら
に、モータ6には、位相検出手段としてロータリエンコ
ーダ8が連結されており、このロータリエンコーダ8は
モータ6の回転位相を検出して信号を計算器9に出力す
るようになっている。複合レンズ枠4には、中心線Aに
対して垂直な凸レンズ4aと、その周りでくさび状の円筒
レンズ4bとからなる複合レンズ4cが取り付けられてい
る。
In FIG. 1, an optical normal scribing detection device 1 according to the present invention includes a main body 3 fixed to a frame 2 by, for example, a fastening tool 2a, and a center line A that is substantially perpendicular to a surface S to be measured. A bearing 3a is provided inside the main body 3 so that it can rotate.
And the compound lens frame 4 supported by the bearing 3b. The compound lens frame 4 is provided with a timing pulley 5 for rotational driving at the upper end thereof, and the timing pulley 5 has a timing of a motor 6 as a driving means fixedly arranged outside the main body 3. The timing belt 7 attached to the pulley 6a is wound around. Further, a rotary encoder 8 is connected to the motor 6 as a phase detecting means, and the rotary encoder 8 detects the rotational phase of the motor 6 and outputs a signal to the calculator 9. A compound lens 4c including a convex lens 4a perpendicular to the center line A and a wedge-shaped cylindrical lens 4b around the convex lens 4a is attached to the compound lens frame 4.

さらに本体3の上部には、光学的距離計測手段とし
て、距離検出器10が取り付けられている。この距離検出
器10は、中心線A上で凸レンズ4aに対向する受像面11a
を有する光ファイバー束11と、この光ファイバー束11の
受像面11aを挟んで互いに反対側に配置され円筒レンズ4
bに対向する照光部として半導体レーザ等の発光素子12
と、受光部として半導体位置センサー等の受光素子13と
を備えている。光ファイバー束11の他方の端面11bは、
フレーム2内を通って離れた位置に導かれ、結像光学系
14を介して、撮像手段としてのCCDカメラ15の撮像面15a
に対向している。CCDカメラ15の出力コード15bは、上記
の計算器9に接続されている。光ファイバー束11の受像
面11aは、被計測面Sの凸レンズ4aによる結像位置に配
置されており、また発光素子12から投光レンズ12aを介
して照射した測定用の光線L1は、被計測面Sの中心線A
上の点Oに向かって進むが、くさび状の円筒レンズ4bを
通ることにより屈折して、被計測面Sの中心線Aから所
定の偏差量Rだけ偏心した位置の計測点P1に入射する。
この計測点P1で反射した光線L2は、再び円筒レンズ4bを
通って受光レンズ13aを介して受光素子13に入射するよ
うになっており、受光素子13の受光信号は、コード13b
を介して計算器9に入力される。このような光学的配置
によって、複合レンズ枠4がモータ6により回転駆動さ
れた場合、円筒レンズ4bが回転して光線L1および光線L2
に対する偏心方向を変化させ、これによって計測点P1
中心線Aの周りに半径(偏心量)Rで旋回されることに
なる。
Further, on the upper part of the main body 3, a distance detector 10 is attached as an optical distance measuring means. The distance detector 10 has an image receiving surface 11a facing the convex lens 4a on the center line A.
And a cylindrical lens 4 arranged on opposite sides of the optical fiber bundle 11 with the image receiving surface 11a of the optical fiber bundle 11 interposed therebetween.
A light emitting element 12 such as a semiconductor laser is used as an illuminating unit facing b.
And a light receiving element 13 such as a semiconductor position sensor as a light receiving portion. The other end surface 11b of the optical fiber bundle 11 is
The optical system is guided to a distant position through the frame 2.
An image pickup surface 15a of a CCD camera 15 as an image pickup means through
Facing. The output code 15b of the CCD camera 15 is connected to the calculator 9 described above. The image receiving surface 11a of the optical fiber bundle 11 is arranged at the image forming position of the convex surface 4a of the surface S to be measured, and the measuring light beam L 1 emitted from the light emitting element 12 through the light projecting lens 12a is measured. Center line A of surface S
Although it proceeds toward the upper point O, it is refracted by passing through the wedge-shaped cylindrical lens 4b and is incident on the measurement point P 1 at a position eccentric from the center line A of the surface S to be measured by a predetermined deviation amount R. .
The light beam L 2 reflected at the measurement point P 1 passes through the cylindrical lens 4b again and enters the light receiving element 13 via the light receiving lens 13a, and the light receiving signal of the light receiving element 13 is the code 13b.
Is input to the calculator 9 via. With such an optical arrangement, when the compound lens frame 4 is rotationally driven by the motor 6, the cylindrical lens 4b rotates and the light rays L 1 and L 2
The eccentric direction with respect to is changed, whereby the measurement point P 1 is turned around the center line A with a radius (eccentricity amount) R.

なお、本体3の下端には下方に向かって延びたほぼ円
筒状の透明カバー3cが備えられ、またモータ6の駆動軸
6aはカバー3dにより覆われている。
In addition, the lower end of the main body 3 is provided with a substantially cylindrical transparent cover 3c extending downward, and the drive shaft of the motor 6
6a is covered with a cover 3d.

実施例の作用 次に、以上のように構成された本発明の実施例の作用
を説明する。
Operation of Embodiment Next, the operation of the embodiment of the present invention configured as described above will be described.

まず、光学的法線けがき検出装置1を第1図のように
被計測面Sに接近させ、その中心線Aが被計測面Sに対
してほぼ垂直な姿勢で、被計測面Sに施されたけがき線
Mに対向するような位置に設定し、この状態でフレーム
2を被計測面Sに対して仮固定する。なお、この検出装
置1の中心線Aは、例えば加工機のヘッド軸と一致して
いる。
First, as shown in FIG. 1, the optical normal scribing detection apparatus 1 is brought close to the surface S to be measured, and the center line A is applied to the surface S to be measured in a posture substantially perpendicular to the surface S to be measured. The frame 2 is set to a position facing the marked marking line M, and the frame 2 is temporarily fixed to the surface S to be measured in this state. The center line A of the detection device 1 coincides with the head axis of the processing machine, for example.

このとき、CCDカメラ15の視野(撮像画面)は、例え
ば第2図に示すようになっており、この画像信号を計算
器9により処理することによって、上記けがき線Mの中
心線Aに対する位置、すなわち中心線A(視野原点O)
と垂線の足の接線とのずれ量δおよび回転角ωを算出す
る。そして、算出されたずれ量δおよび回転角ωと、光
学的法線けがき検出装置1による現在の検出点すなわち
光学的法線けがき検出装置1の中心線Aと被計測面Sと
の交わる点の座標(X、Y、Z)および光学的法線けが
き検出装置1の姿勢、すなわち計測方向を示すデータと
から、ずれ量δをx、y、z方向の各成分に分解し、適
宜な駆動機構によりフレーム2を移動させてけがき線M
に対する位置を修正する。
At this time, the field of view (imaging screen) of the CCD camera 15 is, for example, as shown in FIG. 2, and the position of the scribing line M with respect to the center line A is processed by processing this image signal by the calculator 9. , That is, center line A (field of view O)
And the angle of rotation ω between the vertical line and the tangent of the foot are calculated. Then, the calculated shift amount δ and rotation angle ω intersect the current detection point of the optical normal scribing detection device 1, that is, the center line A of the optical normal scribing detection device 1 and the surface S to be measured. From the coordinates (X, Y, Z) of the point and the attitude of the optical normal scribing detection apparatus 1, that is, data indicating the measurement direction, the shift amount δ is decomposed into components in the x, y, and z directions, and is appropriately adjusted. Scribing line M by moving the frame 2 by a simple drive mechanism
Correct the position with respect to.

その後モータ6を回転せしめることにより、タイミン
グベルト7を介して複合レンズ枠4を回転駆動せしめ
る。この複合レンズ枠4の回転駆動により、複合レンズ
4cのうち、中央の凸レンズ4aは、その光軸つまりこれに
一致する中心線Aを中心として回転するだけのため、光
ファイバー束11の受像面11aにおける結像に影響を与え
ないが、円筒レンズ4bは、発光素子12からの光線L1の被
計測面Sへの計測点P1を中心線Aに関して一定の偏心量
Rを維持しながら旋回させることになる。この計測点P1
の運動軌道は、被計測面Sの平面内で中心線Aを中心と
する半径Rの円軌道である。
After that, by rotating the motor 6, the compound lens frame 4 is driven to rotate via the timing belt 7. By rotating the compound lens frame 4, the compound lens
Of the 4c, the central convex lens 4a does not affect the image formation on the image receiving surface 11a of the optical fiber bundle 11 because it only rotates about its optical axis, that is, the center line A coinciding therewith, but the cylindrical lens 4b. Means that the measuring point P 1 of the light beam L 1 from the light emitting element 12 to the surface S to be measured is turned while maintaining a constant eccentricity R with respect to the center line A. This measurement point P 1
Is a circular orbit with a radius R centered on the center line A in the plane of the surface S to be measured.

このとき、被計測面Sが中心線Aに対する垂直な平面
に対して3次元的に平行であれば、複合レンズ枠4の下
端の基準面から、中心線Aに沿った被計測面Sまでの距
離Dは、複合レンズ枠4の回転中に、常に一定である。
しかし、被計測面Sが中心線Aに対して垂直でないなら
ば、距離Dは、1回転中に周期的に変化する。距離検出
器10は、その距離Dの変化を受光素子13の像の移動によ
る受光量の変化として電気的なアナログ量に変換し、計
算器9に送る。
At this time, if the measured surface S is three-dimensionally parallel to the plane perpendicular to the center line A, from the reference surface at the lower end of the compound lens frame 4 to the measured surface S along the center line A. The distance D is always constant during the rotation of the compound lens frame 4.
However, if the surface S to be measured is not perpendicular to the center line A, the distance D changes periodically during one rotation. The distance detector 10 converts the change in the distance D into an electric analog amount as a change in the amount of received light due to the movement of the image of the light receiving element 13, and sends it to the calculator 9.

そこで、計算器9は、ロータリエンコーダ8からの信
号により、複合レンズ枠4の回転中の位相角θを逐次演
算するとともに、そのときの受光素子13からの信号の大
きさにより、複合レンズ枠4の基準面から計測すべき被
計測面Sまでの距離Dを算出して位相角θおそびそのと
きの距離Dを順次読み込み、第3図(a)に示すような
関係の正弦曲線を導き出し、この関係に基づき正弦曲線
の最大値Dmaxおよび最小値Dminを与える位相角θmax
よび位相角θminを求め、またこの位相角値から90度ず
れた位相角θにおける距離D0を求める。なお、距離D0
は、複合レンズ枠4から被計測面Sまでの平均距離を表
す。ここで位相角θmax、θminは、被計測面Sの傾斜方
向を表し、それらの差(Dmax−Dmin)は、傾斜量を表
す。
Therefore, the calculator 9 sequentially calculates the phase angle θ of the compound lens frame 4 during rotation based on the signal from the rotary encoder 8, and the compound lens frame 4 based on the magnitude of the signal from the light receiving element 13 at that time. The distance D from the reference surface to the measured surface S to be measured is calculated, the phase angle θ and the distance D at that time are sequentially read, and a sine curve having a relationship as shown in FIG. Based on the relationship, the phase angle θ max and the phase angle θ min that give the maximum value D max and the minimum value D min of the sinusoidal curve are obtained, and the distance D 0 at the phase angle θ 0 that is deviated from this phase angle value by 90 degrees is obtained. Note that the distance D 0
Represents the average distance from the compound lens frame 4 to the surface S to be measured. Here, the phase angles θ max and θ min represent the tilt direction of the surface S to be measured, and the difference (D max −D min ) between them represents the tilt amount.

なお、理論上、傾斜角αは、下記の式で求められる。 In addition, theoretically, the inclination angle α is obtained by the following formula.

α=arctan〔(Dmax−Dmin)/2R〕 このようにして、計算器9は、複合レンズ枠4の中心
線Aと被計測面Sの法線との間の誤差、すなわち傾斜方
向および傾斜量を演算して、この誤差を修正するような
方向、つまり複合レンズ枠4の中心線Aを被計測面Sの
法線に一致せしめるような方向の情報を光学的法線けが
き検出装置1の出力として図示しない加工機の姿勢制御
装置等に出力する。
α = arctan [(D max −D min ) / 2R] Thus, the calculator 9 causes the error between the center line A of the compound lens frame 4 and the normal line of the surface S to be measured, that is, the tilt direction and An optical normal scribing detection device is provided with information in a direction in which the amount of tilt is calculated to correct this error, that is, in a direction in which the center line A of the compound lens frame 4 is made to coincide with the normal line of the surface S to be measured. The output of 1 is output to a posture control device of a processing machine (not shown).

さて、第3図(B)は、凸コーナの被計測面Sに対す
る関係を示すグラフであり、最大値Dmax1は平面部分
に、そして最大値Dmax2は、屈曲コーナ部分に対応し、
最小値Dminは現れない。したがって、この場合は傾斜量
は 2×(Dmax1−D0) により得られる。
Now, FIG. 3 (B) is a graph showing the relationship between the convex corner and the surface S to be measured. The maximum value D max1 corresponds to the flat surface portion, and the maximum value D max2 corresponds to the bent corner portion.
The minimum value D min does not appear. Therefore, in this case, the tilt amount is obtained by 2 × (D max1 −D 0 ).

また、第3図(C)は、凹コーナの被計測面Sのグラ
フであり、最小値Dmin1は平面部分に、そして最小値D
min2は屈曲部分に対応するが、この場合、最大値Dmax
現れない。この場合、傾斜量は、 2×(D0−Dmin1) から求められる。
Further, FIG. 3C is a graph of the surface S to be measured of the concave corner, in which the minimum value D min1 is in the plane portion and the minimum value D is
min2 corresponds to the bent portion, but in this case, the maximum value D max does not appear. In this case, the amount of tilt is calculated from 2 × (D 0 −D min1 ).

発明の効果 上述のように、本発明によれば、複合レンズ系を回転
させ、その回転位相に対応する信号を出力する手段を設
け、複合レンズ系により結像された被計測面のけがき線
を撮像することにより、中心線とけがき線との位置誤差
を検出するとともに、複合レンズ系を通して被計測面上
でその回転中心より所定の偏心量の位置で被計測面まで
の距離を計測する光学的距離計測手段を設け、計測時に
被計測面にこの計測軸を接近させてから、複合レンズ系
の回転によって、この光学的距離計測の計測点を旋回さ
せることにより、基準面と被計測面との距離に応じて発
生する距離計測信号と前記回転位相に対応する信号とか
ら法線誤差の方向およびその大きさを演算により算出す
るようにしたので、検出装置の先端部が小型に形成さ
れ、かつその構成が簡単であるから、被計測面の近傍が
急激に屈曲していたり切断溝を有していたり、また材料
の端部である場合にも従来あった容量式あるいは磁力式
等の法線検出装置に比較して非常に小さな半径の計測範
囲においてすなわち実質的に計測点の位置において被計
測面の傾斜の測定が可能であり、しかもその製作コスト
が低減せしめられ得る等の効果がある。
EFFECTS OF THE INVENTION As described above, according to the present invention, means for rotating the compound lens system and outputting a signal corresponding to the rotation phase thereof is provided, and the marking line of the measured surface imaged by the compound lens system is provided. An optical system that detects the position error between the centerline and the scribing line by imaging, and measures the distance to the surface to be measured from the center of rotation on the surface to be measured through the compound lens system at a position with a predetermined eccentric amount. A distance measuring means is provided, the measurement axis is brought close to the surface to be measured at the time of measurement, and then the measuring point of the optical distance measurement is turned by the rotation of the complex lens system, thereby making the reference surface and the surface to be measured. Since the direction of the normal error and the magnitude thereof are calculated by calculation from the distance measurement signal generated according to the distance and the signal corresponding to the rotation phase, the tip of the detection device is formed small. Bonito Since the structure is simple, the normal line of the capacitance type or the magnetic type that has been used in the past even when the vicinity of the surface to be measured is sharply bent or has a cutting groove, or is the end of the material Compared with the detection device, it is possible to measure the inclination of the surface to be measured in a measurement range having a very small radius, that is, substantially at the position of the measurement point, and the manufacturing cost can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明による光学的法線けがき検出装置の一実
施例の要部を示す縦断面図、第2図は第1図の装置にお
けるCCDカメラによる撮像画面の一例を示す概略図、第
3図は(a)(b)(c)種々の形状の被計測面の場合
の第1図の装置により得られる計測軸の回転位相角と距
離との関係を示すグラフである。 1……光学的法線けがき検出装置、2……フレーム、3
……本体、3a……軸受、4……複合レンズ枠、6……モ
ータ、7……タイミングベルト、8……ロータリエンコ
ーダ、9……計算器、10……距離検出器、11……光ファ
イバー束、12……発光素子、13……受光素子、15……CC
Dカメラ。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an essential part of an embodiment of an optical normal scribing detection apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a schematic view showing an example of an image pickup screen by a CCD camera in the apparatus of FIG. 3 (a), (b), and (c) are graphs showing the relationship between the rotational phase angle of the measuring axis and the distance obtained by the apparatus of FIG. 1 in the case of measuring surfaces of various shapes. 1 ... Optical normal scribing detection device, 2 ... Frame, 3
...... Main body, 3a Bearing, 4 Complex lens frame, 6 Motor, 7 Timing belt, 8 Rotary encoder, 9 Calculator, 10 Distance detector, 11 Optical fiber Bundle, 12 …… Light emitting element, 13 …… Light receiving element, 15 …… CC
D camera.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】けがき線を施してある被計測面に対してほ
ぼ垂直な中心線を回転軸として回転可能に支持された複
合レンズ系と、この複合レンズ系を回転駆動せしめると
ともにその回転位相を検出する駆動検出手段と、前記複
合レンズ系によって結像されたけがき線の映像を適切な
位置で観測する撮像手段と、前記複合レンズ系を通して
被計測面までの距離を計測する光学的距離計測手段とか
ら構成されており、前記撮像手段からの信号を画像処理
して中心線とけがき線との位置誤差を検出し、前記複合
レンズ系の回転に伴って変化する距離計測信号と回転位
相との関係パターンを計測処理することにより中心線の
被計測面に施されたけがき線における法線に対する傾斜
方向および傾斜量ならびに基準面から被計測面までの距
離を算出することを特徴とする光学的法線けがき検出装
置。
1. A compound lens system rotatably supported about a center line, which is substantially perpendicular to a surface to be measured and having a marking line, and a rotational phase of the compound lens system. Drive detecting means for detecting the distance, imaging means for observing the image of the marking line formed by the compound lens system at an appropriate position, and optical distance measurement for measuring the distance to the surface to be measured through the compound lens system. Means for detecting the position error between the center line and the scribe line by image-processing the signal from the image pickup means, and a distance measurement signal and a rotation phase which change with the rotation of the compound lens system. By calculating the relationship pattern of, the inclination direction and the amount of inclination with respect to the normal to the scribe line applied to the measured surface of the center line and the distance from the reference surface to the measured surface Optical normal marking detection device according to claim.
【請求項2】前記複合レンズ系と、回転中心部の凸レン
ズと、その周りでくさび状の円筒レンズとで構成されて
いて、この凸レンズにより被計測面のけがき線を複合レ
ンズ系の後方に結像させ、複合レンズ系の回転により前
記光学的距離計測の計測点を中心線の周りに旋回させる
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の光学的法
線けがき検出装置。
2. A complex lens system, a convex lens at the center of rotation, and a wedge-shaped cylindrical lens around the convex lens. The convex lens allows a marking line on the surface to be measured to be located behind the complex lens system. The optical normal scribing detection device according to claim 1, wherein an image is formed, and a measurement point of the optical distance measurement is swiveled around a center line by rotation of a compound lens system.
【請求項3】前記光学的距離計測手段を、中心線に対し
て所定の角度だけ傾斜した方角から照射する照光部と、
この一点から反射する光線を前記中心線の反対側所定角
度でとらえる受光部とで構成することを特徴とする特許
請求の範囲第1項記載の光学的法線けがき検出装置。
3. An illumination unit for irradiating the optical distance measuring means from a direction inclined by a predetermined angle with respect to a center line,
The optical normal scribing detection device according to claim 1, characterized in that the optical normal scribing detection device is configured by a light receiving portion that captures a light ray reflected from one point at a predetermined angle on the opposite side of the center line.
【請求項4】前記撮像手段を、光ファイバー束と電子カ
メラおよび必要なレンズ系とから構成することを特徴と
する特許請求の範囲第1項記載の光学的法線けがき検出
装置。
4. An optical normal scribing detection apparatus according to claim 1, wherein said image pickup means comprises an optical fiber bundle, an electronic camera and a necessary lens system.
JP30331986A 1986-12-19 1986-12-19 Optical normal scribing detector Expired - Lifetime JPH083409B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP30331986A JPH083409B2 (en) 1986-12-19 1986-12-19 Optical normal scribing detector

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP30331986A JPH083409B2 (en) 1986-12-19 1986-12-19 Optical normal scribing detector

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS63154908A JPS63154908A (en) 1988-06-28
JPH083409B2 true JPH083409B2 (en) 1996-01-17

Family

ID=17919535

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP30331986A Expired - Lifetime JPH083409B2 (en) 1986-12-19 1986-12-19 Optical normal scribing detector

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH083409B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114061485A (en) * 2021-11-17 2022-02-18 桂林欧瑞德科技有限责任公司 Control device for automatically adjusting laser incident angle and use method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JPS63154908A (en) 1988-06-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4907035A (en) Universal edged-based wafer alignment apparatus
KR20100133409A (en) Reference sphere detection device, reference sphere position detection device and three-dimensional coordinate measuring device
US3554646A (en) Optical distance gage
JPS6186604A (en) Optical position reader
JPH022082B2 (en)
JP2956657B2 (en) Distance measuring device
EP3696499B1 (en) Surveying system having a rotating mirror
JPH083409B2 (en) Optical normal scribing detector
JPH11243129A (en) Semiconductor wafer position detecting device
JPH06100467B2 (en) Proximity sensor
JPH10267624A (en) 3D shape measuring device
JPH0861917A (en) Position detecting device
JP2784481B2 (en) 2D position and direction measurement device for moving objects
JP3176734B2 (en) Optical position measuring device
JP2769002B2 (en) How to measure the optical axis of a camera lens
JP2679236B2 (en) Non-contact type shape measuring device
JPH0783828A (en) Angle variable absolute reflectance measuring device
JP2000121340A (en) Face inclination angle measuring apparatus
JPS63187103A (en) Non-contact measurement method for three-dimensional shapes
JPH09280819A (en) Rotation accuracy measurement system
JPS62287107A (en) Center position measuring instrument
JPH0716238Y2 (en) Pointer reading device
JPS61189405A (en) Non-contact shape measuring device
JPH05180642A (en) Straightness measuring machine for flat objects
JPH11125540A (en) Rotation angle detection encoder