CN1203363C - 照明装置 - Google Patents
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Abstract
一种照明装置,测定用的光对载物台(B)上的被测定物(W)进行照射之际,如果不能连续地变化照射角度则有时在被测定物(W)上出现阴影而产生无法用摄像机(11)来摄像的部位,无法测定。上下移动自如地设置从投光窗(31)射出光的投光部(3)在投光窗(31)的前方设置使射出的光的进路弯曲而对被测定物(W)进行照射的柱面透镜(21)。
Description
技术领域
本发明涉及用于例如从上方对放置在水平载物台上的被测定物进行摄像测定的光学测定装置、使来自光纤的光以多个照射角度照射在被测定物上的照明装置。
背景技术
作为现有技术的这种照明装置,设置从四方覆盖被测定物的固定式的支承构件,把光纤分三级安装在该支承构件上以便光以例如30°、45°、60°的照射角度而射出者是公知的。
在上述现有技术的照明装置中,照射光对被测定物的照射角度被预先确定,仅能使光以该确定的照射角度来照射被测定物。因此例如在假定被测定物为复杂形状的场合等,即使使光以预先设定的照射角度当中的某个照射角度来照射被测定物,也存在着在被测定物上产生光照射不到的部位的危险。如果像这样产生光照射不到的部位则无法测定,或者因为变暗而难以辨认,结果产生位置误差。
发明内容
本发明是鉴于上述问题,其课题在于提供一种连续变更光对被测定物的照射角度,不产生照射不到的部位的照明装置。
为了解决上述课题,本发明的照明装置,在使从光纤射出的光以多个照射角度对放置在水平载物台上的被测定物进行照射,其特征在于:在设置成相对于水平载物台升降自如的投光部上固定角度地支承光纤,并且使从该光纤射出的光的进路随着投光部的升降而连续地变更,为了使从光纤射出的光始终照射在被测定物上,所述照明装置由配置在上述光纤与被测定物之间的以固定角度支承的透镜、和与投光部的升降联动地使该透镜相对于投光部沿上下方向位移的位移机构来构成,根据光纤上下方向的位置,使从该光纤射出的光所照射的该透镜上的位置变化,据此使来自光纤的光始终照射在被测定物上。
通过使支承构件升降,被测定物与光纤所成的角度连续地变化。但是,由于仅靠使光纤升降则照射位置也连续地变化,所以如果由光路变更机构使光始终照射在被测定物上,则对被测定物的照射角度随着光纤的升降而连续地变化。
再者,虽然可以使来自光纤的射出方向随着光纤的升降而转动,以便始终指向被测定物,但是升降的支承构件上还不得不装载使光纤转动的转动机构,机构变得复杂。因此,如果由配置在上述光纤与被测定物之间的透镜和与支承构件的升降联动地使该透镜相对于支承构件沿上下方向位移的位移机构来构成上述变更机构,则仅靠与支承构件分开地,用与使支承构件升降的机构同样的机构使透镜升降,就可以使光始终对被测定物进行照射。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施例的构成的图。
图2是表示反射镜与柱面透镜的相对位置的图。
图3是表示光纤单元中的光纤的状态的仰视图。
图4是表示反射镜的上下移动引起的照射角度的变化的图。
图5是表示第2实施例的构成的图。
图6是表示第3实施例的构成的图。
图7是表示投光部的仰视透视图。
图8是表示筒状部内部的光纤的状态的图。
图9是表示柱面透镜的配置的图。
图10是表示环形透镜的图。
具体实施方式
参照图1,1是相对于水平的载物台B存在于上方规定间隔的沿着垂直于纸面的方向移动自如的工作台,在该工作台1上安装着摄像机11,脉冲电动机23,编码器33,正时皮带4,滚珠丝杠22、32。摄像机11与脉冲电动机23和编码器33和正时皮带4和滚珠丝杠22、32成为一体,相对于工作台1在图中沿左右方向移动自如。被测定物W放置在载物台B上,控制工作台1的位置和摄像机11相对于工作台1的位置使摄像机11位于被测定物W的上方,进行被测定物W的测定。在该工作台1上设置着不遮挡摄像机11的视野地中央部分敞开的环形的环板2。在该环板2的下表面上存在于等间隔地安装着四个柱面透镜21。各柱面透镜21的光轴保持以大约40°的角度对载物台B相交地倾斜。再者,该角度不限定于大约40°,也可以根据需要变更柱面透镜21的倾斜而重新设定成任意的角度。该环板2经由滚珠丝杠22连接于工作台1,构成为备有自锁机构的脉冲电动机23一动作滚珠丝杠22就旋转而环板2上下移动,能够在任意的高度上停止。另一方面,设置着同样不遮挡摄像机11的视野地中央部分敞开而备有四根在该敞开部分的周围存在于等间隔地向下延伸的腿形部的投光部3。在各腿形部的下端设有投光窗31,环板2与投光部3的相位被确定成这样,以便各投光窗31成为对峙于上述柱面透镜21的相位。该投光部3经由滚珠丝杠32连接于工作台1,在该滚珠丝杠32上安装着编码器33。该滚珠丝杠32由正时皮带4对上述滚珠丝杠22连接,滚珠丝杠22与滚珠丝杠32由一个脉冲电动机23按规定的转速比联动地转动。因而,投光部3的移动量与环板2的移动量不同。
参照图2和图3,在投光部3上内装着光纤单元5和反射镜51。一个光纤单元5是把多根光纤52集束而成的,各光纤52连接于图外的光源,把来自该光源的光引导到光纤单元5的下端。该光纤单元5是把直径50μ左右的大约4000根光纤集束在1mm×8mm的长方形的框内者。在图2中所示的状态下光纤单元5配置成纵长方向与纸面的垂直方向一致。从光纤单元5的下端射出的光被反射镜51反射,以与柱面透镜21的光轴平行的40度的角度从投光窗31投光,照射于柱面透镜21。在投光部3与环板2的上下方向的位置关系为投光窗31位于柱面透镜21的光轴上这种关系的场合,被反射镜51反射的光沿着柱面透镜21的光轴行进,不被柱面透镜21折射地以40度的角度照射于被测定物W。设定成如果使脉冲电动机23动作,则虽然环板2和投光部3同时上下移动,但是投光部3的上下移动距离比环板2的上下移动距离要大些。
参照图4,如果使脉冲电动机23动作从而使投光部3下降而反射镜下降到51L所示的位置则柱面透镜21的中心下降到CL所示的位置。于是由于被反射镜所反射的光对柱面透镜21照射在光轴以下的位置,所以通过焦点F被折射而以15°的角度对被测定物W进行照射。另一方面,如果使反射镜上升到51U所示的位置则柱面透镜21的中心上升到CU所示的位置。于是,由于被反射镜所反射的光同样被柱面透镜21折射通过焦点F而以60°的角度对被测定物W进行照射。这样一来通过使反射镜51在51L所示的位置与51U所示的位置之间上下移动,柱面透镜21中心从CL所示的位置到CU所示的位置上下移动,被反射镜51所反射的光在15°到60°的角度之间连续变化而对被测定物W进行照射。
可是,在上述实施例中把滚珠丝杠22与滚珠丝杠33的转速比取为恒定。因此图4中也示出被反射镜51所反射的光对被测定物W不是严格地照射于一点。但是所反射的光有一定程度的扩散,不一定必须严格地照射于一点,实用上没有问题。再者在打算严格地照射于一点的场合,柱面透镜21不用单焦点透镜而用多焦点的非球面透镜就可以了,或者用不同的脉冲电动机来控制滚珠丝杠22与滚珠丝杠32,或者由合适的凸轮或椭圆齿轮等公知的联动机构把两个滚珠丝杠连接起来就可以了。
再者,在上述实施例中,因为把从投光窗31所照射的光的角度取为平行于柱面透镜21的光轴的40度,故由反射镜51来反射来自光纤单元5的下端的光。因此,光被反射镜51所反射之际的反射损失使照射在被测定物W上的光量减少。因此,如图5中所示,也可以把光纤单元5设置成使来自光纤52的下端的光与柱面透镜21的光轴平行。在此一场合,由于来自光纤单元5的下端的光不经由反射镜51而直接照射于柱面透镜21,所以照射于被测定物W的光量不减少。
可是,虽然在上述实施例中由四根腿形部与四个柱面透镜21从四个方向对被测定物W照射光,但是也可以通过增减腿形部的数目和柱面透镜21的数目来适当地增减照射方向。例如也可以把投光部3的腿形部的数目取为八根并且把柱面透镜21的数目取为八个,从八个方向对被测定物W进行照射。此外虽然来自各照射方向的照度可以设定成全都相同,但是也可以根据被测定物W的形状等个别地进行调整。
此外,在增加照射方向的场合,也可以不用增加腿形部的数目的投光部3,而是如图6和图7中所示,用备有不遮挡摄像机11的视野地中央部分敞开的环形的环板34和在下端有投光窗31的圆筒形的筒状部35的投光部3’。环板34有上下贯通的孔,以集束状态把多根光纤52插过该孔,把该光纤52引导到筒状部35。环板34经由滚珠丝杠32连接于工作台1。各光纤52连接于图外的光源,把来自该光源的光引导到光纤52的下端。各光纤52的下端如图8中所示,在上述投光窗31的大体上中央处按多排配置成环形,固定成使从该光纤52射出的光以40度的角度对被测定物W进行照射。在此一场合,如图9中所示,把两端切割加工成规定的角度的多个柱面透镜21相互衔接地大体上环形地配置,借此可以使光纤52的光无遗漏地照射于柱面透镜21。此外也可以不是把柱面透镜21大体上环形地配置,而是如图10中所示用具有与上述柱面透镜21的断面相同形状的断面的环形的透镜24。
根据以上的说明可以明白,本发明由于能够在规定的角度范围内连续变更照射被测定物的光的照射角度,所以在从上方摄像测定被测定物之际不产生光完全照射不到而无法测定的部位,或因为变暗而发生位置误差的部位。此外通过把投光部和透镜相对于被测定物跨越全方向地设置,可以得到更明亮、均一的照明。
Claims (1)
1.一种照明装置,该照明装置使从光纤射出的光以多个照射角度对放置在水平载物台上的被测定物进行照射,其特征在于,在设置成相对于水平载物台升降自如的投光部上固定角度地支承光纤,并且使从该光纤射出的光的进路随着投光部的升降而连续地变更,为了使从光纤射出的光始终照射在被测定物上,所述照明装置由配置在上述光纤与被测定物之间的以固定角度支承的透镜、和与投光部的升降联动地使该透镜相对于投光部沿上下方向位移的位移机构来构成,根据光纤上下方向的位置,使从该光纤射出的光所照射的该透镜上的位置变化,据此使来自光纤的光始终照射在被测定物上。
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Publications (2)
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2000
- 2000-10-12 CN CN 00125999 patent/CN1203363C/zh not_active Expired - Fee Related
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CN1307250A (zh) | 2001-08-08 |
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