CN1854681A - 测量装置以及测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明的测量装置具有下列特征：接收各自从被测量物体的一个面上的第1位置以及第2位置进来的反射光的第1以及第2的平行棱镜，以及聚集或者发散从上述第1以及第2的平行棱镜进来的光的光学透镜，以及接收来自上述光学透镜的光并且把上述第1位置及第2位置的图像转换成电信号的图像传感器，以及根据上述电信号把上述的第1位置及第2位置的图像表示在一个画面上的显示装置。根据本发明，利用1个光学系统在1个画面上测量互相分开的复数的位置成为可能。根据本发明的测量装置以及测量方法，通过采用平行棱镜，在被测量物体的正上方可以使光线相对高度方向作90度的弯曲，从而可以减小光学系统的大小、高度(工作距离)，可以使测量装置小型化。

Description

测量装置以及测量方法

技术领域

本发明是关于测量被测量物体上的复数位置的复数点之间的距离，复数部位的安装角度或者配置(定位)等的测量装置以及测量方法。特别是关于精度高而且廉价地测量电子零部件上的复数位置的复数点之间的距离(尺寸)，构成电子零部件的各零部件的安装角度或者配置的测量装置以及测量方法。

背景技术

迄今为止，作为测量在被测量物体上的不同的复数点之间的距离或者各零部件的配置的测量装置，一般是把测量部位的图像通过光学透镜类(显微镜)扩大，通过图像传感器把图像电信号输出，再通过表示装置把扩大的图像进行表示。

图12所示的是以往的测量装置100的概略构成图。101是被测量物体，被放置在平台102上。另外，105是显微镜筒，里面配置有复数的光学透镜。106是图像传感器，通过光学透镜把被测量物体101的测量部位的图像接收进来，转换成电信号，并且把电信号传送给表示装置107。表示装置107在表示画面108上表示被测量物体101的测量部位的扩大图像。在表示画面108上，或者使测量长度的刻度和图像重叠表示，或者把图像通过图像处理装置进行处理后，可以测量被测量物体101的测量部位的基准点到被测点之间的距离。另外，为了说明的方便，在被测量物体101的侧面上显示了“A”字母。在实际的被测量物体101上，“A”字母是记载在测量部位的上面。如图12所示，被测量物体101的测量部位上的“A”字母被放大后表示在表示画面108上。

在这里，利用图13来说明以往的测量装置。譬如，作为检查硬盘等的悬浮装置的安装状态(定位)的测量装置来说明。

图13(a)表示硬盘的悬浮装置部分的构成，横杆3通过铰链7和基板2相连接。通过和横杆3的半圆形微凸接触，在横杆3上面搭载了活动板5。在活动板5上设有垫片5a。4是临时基准孔，6是主孔。在检查硬盘头部的安装位置时，需要准确的测量垫片5a和主孔6中心之间的距离Lm(＝Lc+Lv)，以及垫片5a的安装位置。图13(b)是进行测量时的电视显示器画面的例子。

专利文献1：特开平7-139924号公报

专利文献2：特开平11-37720号公报

在这样的精密零部件的检查中，因为要求高精度的测量，大多数情况下把测量部位的图像的倍率设定的很高。图13(b)是放大倍率设定的很高时的表示画面，主孔6在画面视野外了。在这样的情况下，直接测量垫片5a和主孔6中心之间的距离Lm是不可能的。而且，直接测量相对主孔6中心和临时基准孔4中心之间的连结线的垫片5a的安装位置(定位)是不可能的。这样，对于以往的测量装置，为了提高测量精度而提高图像扩大倍率的话，会使全体的测量点在画面视野内表示不了，从而不能测量画面上所希望的2点之间的距离或者定位。而且，为了提高测量的精度，除了提高上述的扩大倍率以外，虽然可以通过采用高画数的CCD来对应，但是会使系统变的很昂贵。

那么，如果使用以往的测量装置，把画面视野内存在的别的点(这里是临时基准孔4的中心)作为假定的基准点来测量Lv，根据设计值预先调查好临时基准孔中心和安装孔中心之间的距离Lc，假定这个Lc是一定的，测量Lv，从测量值Lv来求得Lm(Lm＝Lv+Lc)。

然而，临时基准孔4中心和主孔6中心之间的距离由于加工精度和组装精度的偏差，严密的说不是一定的，结果不能得到高精度的测量结果。

作为避免上述的问题点的测量装置，譬如在上述的专利文献1(特开平7-139924号公报)中，公开了同时测量电子零部件的2点的方法。在这个例子里，由2个图像传感器各自取得2点的图像，需要2个图像传感器，从而导致装置成本的增加。

另外，上述的专利文献2(特开平11-37720号公报)公开的测量方法则根据分别独立的2个光学系统取得各点的图像，即使把光学系统的倍率变大图像也不会超出到光学系统的视野外。然而，这种方法需要2套光学透镜系统以及图像传感器系统，装置的构成变得复杂而且也导致装置成本的增加。

而且，采用以往的测量装置时，不能准确的测量相对主孔6中心和临时基准孔4中心之间的连结线的垫片5a的安装位置(定位)。

发明内容

因此，本发明是针对上述问题点而提出，其目的是提供使用1个光学系统和在1个画面上能测量被测量物体上的复数位置的复数点之间的距离(尺寸)，以及被测量物体上的各部分的安装角度和配置的装置以及方法。而且，本发明的目的是实现可以对应被测量物体上的复数位置的复数点即使各自在表面和背面时的测量装置以及装置方法。

本发明的测量装置以具有下述组成部分为特征。接收各自从被测量物体的一个面上的第1位置以及第2位置进来的反射光的第1以及第2的平行棱镜，以及聚集或者发散从上述第1以及第2的平行棱镜进来的光的光学透镜，以及接收来自上述光学透镜的光并且把上述第1位置以及第2位置的图像转换成电信号的图像传感器，以及根据上述电信号把上述的第1位置以及第2位置的图像表示在一个画面上的表示装置。

本发明的测量装置以具有下述组成部分为特征。接收各自从第1被测量物体的第1位置以及第2被测量物体的第2位置进来的反射光的第1以及第2的平行棱镜，以及聚集或者发散从上述第1以及第2的平行棱镜进来的光的光学透镜，以及接收来自上述光学透镜的光并且把上述第1位置以及第2位置的图像转换成电信号的图像传感器，以及根据上述电信号把上述的第1位置以及第2位置的图像表示在一个画面上的表示装置。

并且，上述第1以及第2的平行棱镜，把从上述第1位置以及第2位置的进来的反射光向各自的相同的方向射出。

另外，本发明的测量装置以具有下述组成部分为特征。接收各自从被测量物体的不同面上的第1位置以及第2位置进来的反射光的第1以及第2的梯形棱镜，接收各自从上述第1以及第2的梯形棱镜进来的光，并且把各自的光朝同一方向射出的第1以及第2的反射棱镜，以及聚集或者发散从上述第1以及第2的反射棱镜进来的光的光学透镜，以及接收来自上述光学透镜的光，并且把上述第1位置以及第2位置的图像转换成电信号的图像传感器，以及根据上述电信号把上述的第1位置以及第2位置的图像表示在一个画面上的表示装置。

并且，上述第1以及第2的梯形棱镜，把从上述被测量物体的第1位置以及第2位置进来的反射光向各自180度相反的方向射出。

并且，上述第1以及第2的反射棱镜，换成直角棱镜也是一样。

另外，本发明的测量装置是，把从被测量物体的一个面上的第1位置以及第2位置进来的反射光通过光学透镜聚集或者发散，再把上述被测量物体的第1位置以及第2位置的图像，通过图像传感器表示在一个画面上，从而在上述的一个画面上测量上述被测量物体的第1位置以及第2位置上的复数的点之间的距离，或者测量上述第1位置以及第2位置上的上述被测量物体的部位的角度或者配置的测量装置。而且，本发明的测量装置具有下述特征。把接收上述被测量物体的上述第1位置以及第2位置进来的反射光的第1以及第2的平行棱镜的射入侧的反射面部位设置在上述第1位置以及第2位置的正上方，再把上述两个平行棱镜的上述被测量物体的相反端的射出侧的反射面部位互相接近配置，在这接近配置的位置之上再配置上述光学透镜。

另外，本发明的测量装置是，把从被测量物体的一个面上的第1位置以及上述被测量物体的另一个面上的第2位置进来的反射光，通过光学透镜聚集或者发散，再把上述被测量物体的第1位置以及第2位置的图像，通过图像传感器表示在一个画面上，从而在上述的一个画面上测量上述被测量物体的第1位置以及第2位置上的复数的点之间的距离，或者测量上述第1位置以及第2位置上的上述被测量物体的部位的角度或者配置的测量装置。而且，本发明的测量装置具有下述特征。使上述第1位置以及第2位置进来的反射光的射入侧和射出侧成为相反方向，把两个梯形棱镜的射入侧的反射面部位设置在上述第1位置以及第2位置的正上方，在上述两个梯形棱镜的各自的射出侧的反射面部位配置复数个反射透镜，上述复数个反射透镜的射出侧的反射面部位互相接近配置，在这接近配置的位置之上再配置上述光学透镜。

并且，上述第1以及第2的反射棱镜，换成直角棱镜也是一样。

并且，上述复数的反射棱镜，换成一个是直角棱镜，另一个是梯形棱镜地一样。

并且，本发明的测量方法具有下述特征。利用第1以及第2的平行棱镜接收各自从被测量物体的一个面上的第1位置以及第2位置进来的反射光，让从上述第1以及第2的平行棱镜进来的光聚集或者发散，再接收上述聚集或者发散后的光，并且把上述被测量物体的上述第1位置以及第2位置的图像转换成电信号，根据上述电信号把上述的第1位置以及第2位置的图像表示在一个画面上。

另外，本发明的测量方法具有下述特征。利用第1以及第2的平行棱镜接收各自从第1被测量物体的第1位置以及第2被测量物体的第2位置进来的反射光，让从上述第1以及第2的平行棱镜进来的光聚集或者发散，再接收上述聚集或者发散后的光，并且把上述第1位置以及第2位置的图像转换成电信号，根据上述电信号把上述的第1位置以及第2位置的图像表示在一个画面上。

并且，上述第1以及第2的平行棱镜，把从上述第1位置以及第2位置进来的反射光向各自的相同的方向射出。

另外，本发明的测量方法具有下述特征。利用第1以及第2的梯形棱镜接收各自从被测量物体的不同面上的第1位置以及第2位置进来的反射光，再利用第1以及第2的反射棱镜接收各自从上述第1以及第2的梯形棱镜进来的光，并且把各自的光朝同一方向射出，让从上述第1以及第2的反射棱镜进来的光聚集或者发散，再接收上述聚集或者发散后的光，并且把上述被测量物体的上述第1位置以及第2位置的图像转换成电信号，根据上述电信号把上述的第1位置以及第2位置的图像表示在一个画面上。

并且，上述第1以及第2的梯形棱镜，把从上述被测量物体的上述第1位置以及第2位置进来的反射光，向各自180度相反的方向射出。

并且，上述第1以及第2的反射棱镜，换成直角棱镜也是一样。

根据本发明的测量装置以及测量方法，利用1个光学系统可以测量互相分开的复数的位置上的复数的点之间的距离。而且，根据本发明的测量装置以及测量方法，可以准确的测量被测量物体的特定部分的倾斜度，并可以准确的测量该特定部分的安装角度。

并且，根据本发明的测量装置以及测量方法，可以在1个画面上并排表示被测量物体的表面和背面的复数的位置，而且利用1个光学系统使表面和背面互相分开的复数的位置的测量成为可能。

并且，根据本发明的测量装置以及测量方法，通过采用平行棱镜，在被测量物体的正上方可以使光相对高度方向作90度的弯曲，从而可以减小光学系统的大小、高度(工作距离)，也可以提高装置布置的自由度，并且可以使测量装置小型化。

附图说明

图1是表示使用本实施方式涉及的本发明的测量装置的硬盘用的悬浮装置的图。

图2是表示使用本实施方式涉及的本发明的测量装置的硬盘用的悬浮装置的图。

图3是本实施方式涉及的本发明的测量装置的概要构成图。

图4是本实施方式涉及的本发明的测量装置的概要构成图。

图5是表示本实施方式涉及的本发明的测量装置的悬浮装置与平行棱镜13a以及13b之间的关系的图。

图6是本实施方式涉及的本发明的测量装置的表示画面18的图。

图7是本实施例涉及的本发明的测量装置的概要构成图。

图8是本实施例涉及的本发明的测量装置的概要构成图。

图9是本实施例涉及的本发明的测量装置的概要构成图。

图10是本实施例涉及的本发明的测量装置的概要构成图。

图11是本实施例涉及的本发明的测量装置的表示画面18的图。

图12是以往的测量装置的概要构成图。

图13是表示硬盘用的悬浮装置的图。

具体实施方式

下面，参照附图来说明本发明的实施方式。在本实施方式中，利用测量硬盘的悬浮装置上的活动板的垫片的安装位置及角度作为例子来说明本发明的测量装置以及测量方法，不过，并不限定于此。

首先，参照图1。图1(a)，(b)以及(c)，分别是制造中间工序中的硬盘用悬浮装置的表面图，底部图以及侧面图，8是工作构架，2是基板，3是横杆，5是活动板，7是铰链。横杆3是为了使磁头能在平衡架机构下活动，在其尖端部分设有半圆形微凸3a的横梁。活动板5带有搭载着磁头(图上没有表示)的柄脚，组成作为信号线路的垫片5a。铰链7是产生负荷的发条部分。在基板2上开设有主孔6，成为悬浮装置1的尺寸基准。如图1所示的那样，横杆3通过介铰链7和基板2相连接。通过和横杆3上的半圆形微凸接触，在横杆3上面搭载活动板5。各个悬浮装置1被1个1个切割分开之前，在工作构架8上成带状相连着。横杆3上设有半圆形微凸3a，通过和横杆3上的半圆形微凸接触，在横杆3上面搭载活动板5。另外，在横杆3和活动板5上都开设有临时基准孔4，并且使横杆3上的临时基准孔4和活动板5上的临时基准孔4相符一致地在横杆3上搭载活动板5。

图2用来说明把各个悬浮装置1从工作构架8切割分开之后的状态。在硬盘的头部的安装位置的检查中，需要准确的测量垫片5a和主孔6中心之间的距离Lm(＝Lc+Lv)，以及垫片5a的安装位置。主孔6是为了在硬盘上安装悬浮装置1的孔。

其次，参照图3。图3(a)表示了本实施方式涉及的本发明的测量装置的概要构成，可以测量被测量物体的一个面上互相分开的复数位置上的复数的点之间的距离，以及被测量物体的部位的安装角度和配置。在图3中，11是被测量物体，12是设置被测量物体11的平台，13a以及13b是平行棱镜，14是显微镜镜筒，15是图像传感器，16是计算机(图像处理装置)，17是表示装置，18是表示装置的表示画面。平行棱镜13a以及13b是反射棱镜的一种，平行四边形棱镜(有2组平行的表面，各边长度不等的棱镜)是具有2个反射面，平行的2个表面之间的角度为45°的反射面的棱镜。如图3(a)的虚线所示，平行棱镜13a以及13b使从其一端(射入侧的反射面部位)入射进来的光改变其前进的方向，而从其另一端(射出侧的反射面部位)以同样的方向把光射出。

图3(b)是被测量物体的表面图。另外，对于图3(a)，为了说明的方便，在被测量物体11的侧面上显示了“A”以及“B”字母，如图3(b)所示，在被测量物体11上，“A”以及“B”字母是记载在测量部位的一个面上。以下，把这些被记载字母的位置分别称为位置“A”以及位置“B”。如图2所示的那样，在被测量物体11的测量部位的位置A以及位置B上的“A”以及“B”字母的图像被放大，被合成后表示在表示画面18上。而且，在图3(a)中，虚线表示来自测量部位的反射光的进路。而且，在这里为了本发明的测量装置的说明方便，使用记载了“A”和“B”字母的被测量物体11，不过如后述的那样，本发明的测量装置，并不限定于被记载文字的被测量物体11。而且，在这里所谓“被测量物体的一面上”，并不仅仅是指由一个部件构成的被测量物体上的复数位置的同一个面上，也包括由多个部件构成的被测量物体的各个部件上的复数位置的同一个面上。

在图3(a)中，平行棱镜13a以及13b的各自的一端，配置在第1基准点的位置A以及第2基准点的位置B的上面，从被测量物体的位置A以及位置B进来的反射光如各自的虚线表示的那样，入射到平行棱镜13a以及13b里面。在本实施方式的平行棱镜13a以及13b，通过使从其一端(射入侧的反射面部位)入射进来的光作90度的弯曲，穿过其导光部，再作90度的弯曲，光弯曲到和射入的方向成相同的方向，再从其另一端(射出侧反射面部位)射出。平行棱镜13a以及13b的另一端(射出侧反射面部位)被互相接近配置，从位置A以及位置B进来的光被排列在一起，在这正上方再配置显微镜筒14的对物透镜部分(图上没有表示)。通过显微镜筒14聚集或者发散后的位置A以及位置B的图像经由图像传感器15变成电信号，再经过计算机16处理，在表示装置17的一个表示画面18上表示。在本实施方式中，如图3所示，位置A以及位置B的图像“A”以及“B”被合成，图像“A”以及“B”并排表示在表示画面18上。另外，计算机16接收由图像传感器15进来的图像信号后，也可以进行适当的图像处理或者图像加工。

其次，参照图4。图4表示本实施方式涉及的本发明的测量装置用来测量图1说明过了的硬盘的悬浮装置1的例子。在平台12上面，设置了1个1个切割分开之后的悬浮装置1，在悬浮装置1上的测量对象的位置A以及位置B之上，分别设定平行棱镜13a以及13b的一端。在本实施方式中，活动板5的垫片5a以及主孔6中心分别成为测量对象的位置A以及位置B。

如图4所示，平行棱镜13a以及13b的各自的一端，配置在第1位置的位置A(活动板5的垫片5a附近)以及第2位置的位置B(主孔6中心附近)的上面，从被测量物体的位置A以及位置B进来的反射光如各自的虚线表示的那样，入射到平行棱镜13a以及13b。在本实施方式中的平行棱镜13a以及13b，通过使从其一端(射入侧的反射面部位)入射进来的光作90度的弯曲，穿过其导光部，再作90度的弯曲，光弯曲到和射入的方向成相同的方向，再从其另一端(射出侧反射面部位)射出。平行棱镜13a以及13b的另一端(射出侧反射面部位)被互相靠近结合，从位置A以及位置B进来的光被排列在一起，在这正上方再配置着显微镜筒14的对物透镜部分(图上没有表示)。通过显微镜筒14聚集或者发散后的位置A以及位置B的图像经由图像传感器15变成电信号，再经过计算机16处理，在表示装置17的一个表示画面18上表示。在本实施方式中，如显示画面17所示的那样，活动板5的垫片5a和主孔6中心的图像被合成后并排表示。

在本实施方式中，经过图像传感器15转换成电信号的位置A以及位置B的图像，再经过计算机(图像处理装置)16进行图像处理。接下来，对本实施方式的图像处理进行说明。另外，在本实施方式中说明的图像处理方法只是本发明的测量装置的图像处理方法的一种手段，当然并不只限定于这种图像处理方法。

图5表示在本实施方式涉及的本发明的测量装置中，悬浮装置1和平行棱镜13a以及13b的关系。如图5所示的那样，平行棱镜13a接收悬浮装置1的活动板5以及临时基准孔4部分的图像，平行棱镜13b接收悬浮装置1的铰链7以及主孔6部分的图像。如图5所示的那样，测量开始时，硬盘的悬浮装置1具有任意的倾斜角度θ(临时基准孔4的中心和主孔6的中心之间的连接线(称为“基准轴”)与画面水平轴之间的倾斜)。

在本实施方式中，需要测量基准轴方向上垫片5a和主孔6之间的距离Lm，以及垫片5a和临时基准孔4之间的距离Lv，以及和基准轴成垂直方向上垫片5a的分歧量Δx。

这里，画面垂直轴方向上垫片5a和主孔6之间的距离为Lh，画面水平轴方向上的距离为Lc的话，以下的计算式(1)成立。

θ＝arctan(Lh/Lc)    (1)

这里，参照图6。图6表示本实施方式涉及的本发明的测量装置的表示画面18。如图6(a)所示的那样，表示画面18的画面被分成两部分，表示画面18的左半侧部分表示了悬浮装置1的活动板5以及临时基准孔4部分的图像；另外，表示画面18的右半侧部分则表示了悬浮装置1的铰链7以及主孔6部分的图像。

这里，作为处理用的初期参数，通过刻度先求出平行棱镜13a和13b之间的距离Lc*，以及画面水平方向的倍率a，画面垂直方向的倍率b。

如图6(a)所示的那样，在表示画面18上，画面垂直轴方向的主孔6的中心和临时基准孔4的中心之间的距离为Lh’，画面水平轴方向的距离为Lc’的话，以下的计算式(2)～(4)成立。

Lc＝a×Lc’+Lc*      (2)

Lh＝b×Lh’          (3)

θ＝arctan(Lh/Lc)

  ＝arctan(b×Lh’/(a×Lc’+Lc*))    (4)

因此，通过计算式(4)可以求出θ。

接下来，对于表示画面18上的悬浮装置1，只要通过计算机16作角度θ的旋转就可以得到如图6(b)所示的表示画面18的状态。在这种状态下，在表示画面18的基准轴方向上，垫片5a和临时基准孔4的中心之间的距离为Lv’，以及主孔6的中心和垫片5a之间的距离为Lm’，以及和基准轴成垂直方向上垫片5a的分歧量为Δx’的话，以下的计算式(5)～(7)成立。

Lv＝a×Lv’                          (5)

Δx＝b×Δx                          (6)

Lm＝a×Lm’+arccos(Lc*)              (7)

这样，在本实施方式中，可以准确的求出基准轴方向上垫片5a和主孔6之间的距离Lm，以及垫片5a和临时基准孔4之间的距离Lv，以及和基准轴成垂直方向上垫片5a的分歧量Δx。

另外，在本实施方式中，为了测量表示画面上的图像的坐标值或者角度，也可以让距离刻度(图上没有表示)或者角度刻度(图上没有表示)在画面上一起表示。

这样，通过如图6所表示的表示画面上的图像，或者通过对这个图像进行处理，可以测量各个部分的坐标位置以及距离，也可以测量主孔6和垫片5a之间的距离，以及相对于主孔6的中心和临时基准孔4的中心之间的连接轴的垫片5a的对称性(分歧量)，以及基板2和垫片5a的定位等。

另外，在本实施方式中，虽然使用了平行棱镜13a以及13b，但是也可以使用菱形棱镜，而且也可以组合复数的棱镜，使从其一端入射进来的光作90度的弯曲，穿过其导光部，再作90度的弯曲，光弯曲到和射入的方向成相同的方向，再从其另一端射出。

并且，在本实施方式中，通过利用2个平行棱镜，可以在1个画面上测量互相分开的两个位置，也可以利用3个以上的复数的平行棱镜，在1个画面上测量互相分开的复数的位置。

另外，在本实施方式中，利用了平行棱镜13a以及13b，但是也可以不利用平行棱镜，而通过把两个直角棱镜分别配置在平行棱镜13a以及13b的两端的位置，可以达到与平行棱镜13a以及13b同样的功能。换言之，也可以分开一定的距离配置两个直角棱镜，如图3(a)的虚线所示的那样，使从其中一个直角棱镜的一端入射进来的光在其另一端作90度的弯曲后射出，接着使从另一个直角棱镜的一端入射进来的光在其另一端作90度的弯曲后射出，再射入到显微镜筒14里面的光学透镜里。这样，可以用两个直角棱镜来代替一个平行棱镜。

并且，在本实施方式中，使被測量物体11的一个面上互相分开的复数的位置的图像表示在一个画面上，也可以在被測量物体11的侧面配置平行棱镜或者反射棱镜，把从该侧面进来的反射光接收到显微镜筒14里，通过在表示画面18上同时表示被測量物体11的侧面的图像，也可以测量定位。

如上所述的那样，根据本发明的测量装置以及测量方法，使用一个光学系统使测量1个面上互相分开的两个位置成为可能，并且可以准确的测量互相分开的复数位置上的复数点之间的距离或者各零部件的定位等。

并且，根据本发明的测量装置以及测量方法，通过使用平行棱镜，在被测量物体的正上方可以使光相对高度方向作90度的弯曲，可以减小光学系统的大小、高度(工作距离)，并可以使测量装置小型化。

实施例1

根据被測量物体的构造，有测量位置不在被测量物体的一个面上，而在表面和背面的情况。并且，根据被測量物体的构造，也有从某一个特定的一面来测量两个位置时感到困难的情况。可是，在本实施例中，可以对应这样的情况，接下来以本发明的测量装置以及测量方法为例来说明。另外，对于与上述的实施方式中说明过的构成要素相同的构成要素，因为使用了同样的符号，在这里省略对其进行说明。

参照图7(a)。在本实施例中，利用梯形棱镜19a，19b和19c以及直角棱镜20。梯形棱镜是反射棱镜的一种，把直角棱镜的顶角部分与底面平行地切掉后的棱镜。在本实施例中，使用两侧表面与底面之间的角度各自成45°的梯形棱镜19a以及19b，以及一侧表面与底面之间的角度成90°，而另一侧表面与底面之间的角度成45°，并且具有两个反射面的梯形棱镜19c。如图7(a)的虚线所示的那样，梯形棱镜19a以及19b改变从其一端(射入侧反射面部位)射入的光的进路，并且与入射光成180°相反的方向从其另一端(出射側反射面部位)射出。并且，梯形棱镜19c是直角棱镜的一种变形，如图7(a)的虚线所示的那样，具有把从一端射入的光作90°弯曲后，再从其另一端射出的一个反射面的反射棱镜。并且，直角棱镜是反射棱镜的一种，在本实施例中，直角棱镜20采用具有底面与斜面之间的角度成45°的一个反射面的直角棱镜。另外，棱镜的组合并不限于上述这些，只要能实现本发明的目的、作用，其他的复数的棱镜的组合都可以。

如图7(a)所示的那样，在平台12上，设置有被測量物体11。另外，对于图7(a)，为了说明的方便，在被测量物体11的侧面的两点上显示了“A”以及“B”字母，如图7(b)的上面图(表面图)所示的那样，在实际的被测量物体11的测量部位的上面(表面)的1点记载了“A”字母，并且，如图7(c)的下面图(背面图)所示的那样，在实际的被测量物体11的测量部位的下面(背面)的1点记载了“B”字母。以下，把这些被记载字母的点分别称为“位置A”以及“位置B”。如图7(a)所示的那样，在被测量物体11的测量部位的上面的位置A上的“A”字母以及下面的位置B上的“B”字母的图像被放大，被合成后表示在表示画面18上。另外，在图7(a)中，虚线表示来自测量部位的反射光的进路。

在图7(a)中，梯形棱镜19a以及19b的各自的一端(射入侧反射面部位)，配置在第1位置的位置A的上面以及第2位置的位置B的下面，从被测量物体的位置A以及位置B进来的反射光如各自的虚线表示的那样，入射到梯形棱镜19a以及19b。在本实施例中的梯形棱镜19a以及19b，使从其一端入射进来的光作90度的弯曲，穿过其导光部，再作90度的弯曲，光弯曲到和射入的方向成相反的方向，在从其另一端射出。从梯形棱镜19a以及19b的另一端射出的光各自射入到直角棱镜20以及梯形棱镜19c，然后各自的光以同一方向射出，再引导到显微镜筒14的对物透镜部分(图上没有表示)。通过使用梯形棱镜19c，使从位置A到对物透镜部分(图上没有表示)的距离以及从位置B到对物透镜部分(图上没有表示)的距离一致起来。这样，通过把直角棱镜20以及梯形棱镜19c设置在镜筒的对物透镜部分，可以使位置相异的位置A以及位置B到显微镜筒14里面的对物透镜部分(图上没有表示)的光路长一致起来，并且可以调整位置A以及位置B两处的反射光的焦点后进行测量。另外，也可以利用平行棱镜或者其组合来代替直角棱镜20以及梯形棱镜19c。并且，用于使光路长一致的直角棱镜20以及梯形棱镜19c并不只限于上述形状，当然也包括与本实施例的不同形状的棱镜的组合。

直角棱镜19以及梯形棱镜19c的另一端(射出側部位)被互相结合，来自位置A以及位置B的光被并排排列，并且在其正上方部位(纸面的横方向部位)设置显微镜筒14里面的对物透镜部分(图上没有表示)。通过显微镜筒14聚集或者发散后的位置A以及位置B的图像，再经过图像传感器15转变成电信号，然后表示在表示装置17的一个表示画面上。在本实施例中，和图7所表示的一样，位置A以及位置B的图像“A”以及“B”被合成，然后“A”以及“B”的图像被并排地表示在表示画面18上。另外，也可以把从图像传感器15进来的图像信号传送到计算机等，进行适当的加工处理。

接下来，参照图8。图8表示利用本实施例涉及的本发明的测量装置来测量在图1说明过的硬盘的悬浮装置1的例子。在平台12上，设置了和工作构架8成连接状态的悬浮装置1，而且在悬浮装置1的测量对象的位置A以及位置B上分别设定梯形棱镜19a以及19b的一端。在本实施例中，成为测量对象的位置A以及位置B分别是活动板5的垫片5a附近以及主孔6的中心附近。另外，当然也可以在悬浮装置1从工作构架8一个一个切割分开之后的状态下，使用本实施例的测量装置。

如图8所示的那样，梯形棱镜19a以及19b的各自的一端被设置在第1位置的位置A(活动板5的垫片5a附近)的上部以及第2位置的位置B(主孔6的中心附近)的下部，从被測量物体的位置A以及位置B进来的反射光分别如虚线所示的那样射入到梯形棱镜19a以及19b里面。本实施例的梯形棱镜19a以及19b使从其一端射入的光作90度的弯曲，穿过其导光部，再度作90度的折射之后，光弯曲到和射入的方向成相反的方向，再从其另一端把光射出。从梯形棱镜19a以及19b的另一端射出来的光分别被射入到直角棱镜20以及梯形棱镜19c，然后各自的光以同一方向射出，再引导到显微镜筒14里面的对物透镜部分(图上没有表示)。通过显微镜筒14聚集或者发散后的位置A以及位置B的图像，经过图像传感器15转变成电信号，并且被表示在表示装置17的一个表示画面上。在本实施例中，如图18所表的那样，活动板5的垫片5a的图像以及主孔6的中心的图像被合成而且并排表示。

另外，表示画面18的详细部分和图6所示的是一样的。根据图6表示画面上的图像，或者根据对这个图像进行图像处理，可以测量各个部分的坐标位置和距离，以及主孔6和垫片5a之间的距离，以及相对主孔6的中心和临时基准孔4的中心之间的连接轴的垫片5a的对称性，以及基扳2和垫片5a的定位。

另外，在本实施例中，被測量物体11的表面和背面的复数的位置的图像被表示在一个画面上，也可以通过在被測量物体11的侧面上配置平行棱镜或者反射棱镜，并把从侧面进来的反射光接收到显微镜筒14的光学透镜里面，再把被測量物体11的侧面的图像同时表示在表示画面18上，来进行定位测量。

另外，在本实施例中，虽然使用了梯形棱镜19a以及19b，但也可以使用菱形棱镜，或者使用直角棱镜，还可以使用复数的棱镜的组合，使从其一端射入的光做90度的弯曲，穿过它的导光部，通过再做90度的弯曲，使光与射入的方向成相反的方向弯曲后，把光从其另一端射出。

另外，在平台12上设置复数的被測量物体11，使从各自的被測量物体11的位置A以及位置B进来的反射光，通过使用被设置在各自的位置上面的梯形棱镜19a和19b以及直角棱镜20和梯形棱镜19c，把光聚集到显微镜筒14内的光学透镜，再通过在一个图像传感器15上聚集光，可以把复数的被測量物体11的位置A以及位置B的图像，并排而且同时表示在表示画面18上。

另外，在本实施例中，虽然使用了梯形棱镜19a以及19b，代替这里的梯形棱镜，也可以通过把两个直角棱镜分别配置在梯形棱镜19a以及19b的两端部分的位置上，从而具备与梯形棱镜19a以及19b同样的功能。也就是说，也可以用配置在相距一定距离的2个直角棱镜来代替梯形棱镜19a，如图7(a)的虚线所示的那样，把从其中一个直角棱镜的一端射进来的光作90度弯曲后从其另一端射出，接着把从其中另一个直角棱镜的一端射进来的光作90度弯曲后从其另一端射出，再射入到直角棱镜20里面。象这样，可以利用2个直角棱镜来代替1个梯形棱镜。

如上述的那样，根据本实施例涉及的本发明的测量装置以及测量方法，通过利用一个光学系统，在1个画面上使互相分开而且在不同面上的两个位置的测量成为可能，也可以进行复数点之间的距离等的准确测量。并且，根据本实施例涉及的本发明的测量装置以及测量方法，也可以测量互相分开的复数位置的模式等的角度。

并且，根据本实施例涉及的本发明的测量装置以及测量方法，通过使用梯形棱镜，可以把光在被測量物体的正上方相对于高度方向作90度的弯曲，从而可以减小光学系统的大小、高度(工作距离)，并可以使测量装置小型化。

实施例2

在本实施例中，对于在上述的实施方式已经说明过的图3所表示的本发明的测量装置以及测量方法，根据改变悬浮装置1的配置办法，来说明同时进行复数的悬浮装置的测量的例子。

参照图9。图9表示利用本实施例涉及的本发明的测量装置来测量在图1说明过的硬盘的悬浮装置部分的例子。在本实施例中，在平台12上配置三个悬浮装置1-1、1-2以及1-3，使其纵长方向与纸面成铅坠垂直的配置，构成各自的悬浮装置的横杆3-1、3-2以及3-3，以及活动板5-1、5-2以及5-3如图9所示。这些悬浮装置1-1、1-2以及1-3，既可以是一个一个被切割分开之后，也可以是从工作构架8切割分开之前的东西。如图9所示的那样，在测量对象的悬浮装置1-1以及1-3的活动板5-1以及5-3的上部，分别设定平行棱镜13a以及13b的一端。另外，在这些悬浮装置1-1、1-2以及1-3依然和工作构架8连成一体的状态下，通过让工作构架8向横方向移动(或者，让平台12向横方向移动)，可以连续测量这些悬浮装置1-1、1-2以及1-3的活动板5-1、5-2以及5-3。

如图9所示的那样，平行棱镜13a以及13b的各自的一端被配置在作为第1位置的位置A(磁头2-1的垫片5a附近)以及作为第2位置的位置B(磁头2-2的垫片5a附近)的上面，从被測量物体的位置A以及位置B进来的反射光如各自的虚线所示的那样，射入到平行棱镜13a以及13b里面。本实施例的平行棱镜13a以及13b，通过使从其一端(射入侧反射部位)射入的光作90度的弯曲，穿过其导光部分，再作90度的弯曲，从而使光与射入的方向成相同的方向再从棱镜的另一端射出。平行棱镜13a以及13b的另一端(射出側反射部位)互相接合，从位置A以及位置B进来的光被并排排列，并在其正上方配置显微镜筒14的对物透镜部分(图上没有表示)。被显微镜筒14聚集或者发散后的位置A以及位置B的图像，通过图像传感器15转换成电信号，并且被表示在表示装置17的一个表示画面上。在本实施例中，如表示画面17所示的那样，活动板5-1的垫片5a-1的图像以及活动板5-3的垫片5a-3的图像被合成后并排表示。

这样，根据本实施例的测量装置，只使用1个光学系统和1个图像传感器，就可以1次测量复数的悬浮装置上的垫片5a的安装位置，以及各个部分的安装角度，以及各个部分之间的距离和定位，并可以实现测量装置的小型化。并且，可以实现各悬浮装置的外观、缺陷检查的高速化。

实施例3

在本实施例中，说明本发明的测量装置以及测量方法的别的例子，可以测量位置不在被測量物体的一个面上，而在表面和背面时的例子。另外，对于与上述的实施方式以及实施例1中说明过的构成要素相同的构成要素，因为使用了同样的符号，在这里省略对其进行说明。

参照图10。图10表示利用本实施例涉及的本发明的测量装置来测量在图1说明过的硬盘的悬浮装置部分的例子。在本实施例中，使用了梯形棱镜19a和19b，以及直角棱镜20a和20b。在本实施例中，使用了具有底面和两侧面之间的角度分别为45°的两个反射面的梯形棱镜19a以及19b。如图10的虚线所示的那样，梯形棱镜19a以及19b使从其一端射入的光改变其前进的方向，和入射光成相反的方向，也就是说与入射光成180°的反方向射出。并且，在本实施例中，直角棱镜20a以及20b使用了具有底面与斜面之间的角度为45°的一个反射面的直角棱镜。另外，这些棱镜的组合并不限定于此，只要能实现本发明的目的和作用，也可以使用其他的复数的棱镜的组合。

在平台12上，设置了和工作构架8相连接状态的悬浮装置1，在悬浮装置1上的测量对象的活动板5的垫片5a(位置A)，以及和搭载活动板5的面相对的面上的构成横杆3的半圆形微凸3a的部分(位置B)之上，分别设定梯形棱镜19a以及19b的一端。也就是说，在本实施例中，从表面和背面来测量悬浮装置1的特定的位置。另外，当然在悬浮装置1从工作构架8切割分开之后的状态下，也可以使用本实施例的测量装置。

如图10所示的那样，梯形棱镜19a以及19b的各自的一端，被配置在第1位置的位置A(垫片5a附近)的下面以及第2位置的位置B(半圆形微凸3a附近)的上面，如各自的虚线所示的那样，从被測量物体的位置A以及位置B进来的反射光射入到梯形棱镜19a以及19b里面。如上所述的那样，通过本实施例的梯形棱镜19a以及19b，把从其一端射入的光作90度的弯曲，穿过其导光部后再作90度的弯曲，从而使光与射入的方向成相同的方向再从棱镜的另一端射出。从梯形棱镜19a以及19b的另一端射出来的光分别射入到直角棱镜20a以及20b里面，各自的光以同样的方向射出，再引导到显微镜筒14里面的接物透镜部分(图上没有表示)。在显微镜筒14内聚集或者发散后的位置A以及位置B的图像，通过图像传感器15转换成电信号，并且被表示在表示装置17的一个表示画面18上。如图11所示的那样，在本实施例中，垫片5a的图像和半圆形微凸3a的图被合成后并排表示在表示画面18上。

这样，通过把悬浮装置1的上搭载了活动板5的位置的表面和背面的图像同时而且并排表示，可以容易的确认相对于半圆形微凸3a的垫片5a的定位。

另外，在平台12上设置复数的被測量物体11，通过使用分别设置在被測量物体11的位置A以及位置B上面的梯形棱镜19a和19b以及直角棱镜20a和20b，把从各自的位置进来的反射光聚集在显微镜筒14的光学透镜上，通过在一个图像传感器15上聚集光，可以把复数的被測量物体11的位置A以及位置B的图像同时而且并排表示在表示画面18上面。

另外，在本实施例中，使被測量物体11的表面和背面上的复数的位置的图像表示在一个画面上，也可以通过在被測量物体11的侧面上配置平行棱镜或者反射棱镜，把从该侧面进来的反射光射入到显微镜筒14的光学透镜里面，并且把被測量物体11的侧面的图像同时表示在表示画面18上面，来进行定位的测量。

另外，在本实施方式中，虽然利用了梯形棱镜19a以及19b，但是也可以使用菱形棱镜，或者使用直角棱镜，或者组合复数的棱镜，使从其一端射入的光作90度的弯曲，穿过其导光部，再作90度的弯曲，从而使光与射入的方向成相反的方向再从棱镜的另一端射出。

如上所述的那样，根据本发明的测量装置以及测量方法，利用一个光学系统在1个画面上测量互相分开的两个位置成为可能。并且，根据本发明的测量装置以及测量方法，可以把分布在被測量物体的表面或者背面的复数位置并列表示在1个画面上，利用一个光学系统使表面或者背面上互相分开的复数位置之间的测量成为可能。并且，根据本发明的测量装置以及测量方法，可以准确而且容易的测量被测量物体的零部件的定位以及配置等。

并且，根据本发明的测量装置以及测量方法，通过使用平行棱镜，在被测量物体的正上方可以使光相对高度方向作90度的弯曲，从而可以减小光学系统的大小、高度(工作距离)，并可以使测量装置小型化。

并且，根据本发明的测量装置以及测量方法，可以实现被測量物体的复数位置或者复数的被測量物体的复数位置的外表、缺陷的检查的高速化。

因此，本发明的测量装置以及测量方法不但可以适应于电子零部件的尺寸测量，而且可以适应于要求高精度测量的一般构造物。

Claims (16)

1.一种测量装置，具有：

接收各自从被测量物体的一个面上的第1位置以及第2位置进来的反射光的第1以及第2的平行棱镜，以及聚集或者发散从上述第1以及第2的平行棱镜进来的光的光学透镜，以及接收来自上述光学透镜的光并且把上述第1位置以及第2位置的图像转换成电信号的图像传感器，以及根据上述电信号把上述的第1位置以及第2位置的图像表示在一个画面上的显示装置。

2.一种测量装置，具有：

接收各自从第1被测量物体的第1位置以及第2被测量物体的第2位置进来的反射光的第1以及第2的平行棱镜，以及聚集或者发散从上述第1以及第2的平行棱镜进来的光的光学透镜，以及接收来自上述光学透镜的光并且把上述第1位置以及第2位置的图像转换成电信号的图像传感器，以及根据上述电信号把上述的第1位置以及第2位置的图像表示在一个画面上的显示装置。

3.如权利要求1或2所述的测量装置，其中，上述第1以及第2的平行棱镜，把从上述第1位置以及第2位置的进来的反射光向各自的相同的方向射出。

4.一种测量装置，具有：

接收各自从被测量物体的不同面上的第1位置以及第2位置进来的反射光的第1以及第2梯形棱镜，接收各自从上述第1以及第2梯形棱镜进来的光并且把各自的光朝同一方向射出的第1以及第2反射棱镜，以及聚集或者发散从上述第1以及第2的反射棱镜进来的光的光学透镜，以及接收来自上述光学透镜的光并且把上述第1位置以及第2位置的图像转换成电信号的图像传感器，以及根据上述电信号把上述的第1位置以及第2位置的图像表示在一个画面上的显示装置。

5.如权利要求4所述的测量装置，其中，上述第1以及第2的梯形棱镜，把从上述被测量物体的第1位置以及第2位置的进来的反射光向各自180度相反的方向射出。

6.如权利要求4或5所述的测量装置，其中，上述第1以及第2的反射棱镜是直角棱镜。

7.一种测量装置，把从被测量物体的一个面上的第1位置以及第2位置进来的反射光通过光学透镜聚集或者发散，再把上述被测量物体的第1位置以及第2位置的图像，通过图像传感器表示在一个画面上，从而在上述的一个画面上测量上述被测量物体的第1位置以及第2位置上的复数的点之间的距离，或者测量上述第1位置以及第2位置上的上述被测量物体的部位的角度或者配置，其中，

把接收上述被测量物体的上述第1位置以及第2位置进来的反射光的第1以及第2的平行棱镜的射入侧的反射面部位放在上述第1位置以及第2位置的正上方，把上述两个平行棱镜的上述被测量物体的相反端的射出侧的反射面部位互相接近配置，在这接近配置的位置之上再配置上述光学透镜。

8.一种测量装置，把从被测量物体的一个面上的第1位置以及与上述被测量物体的不同的面上的第2位置进来的反射光，通过光学透镜聚集或者发散，再把上述被测量物体的第1位置以及第2位置的图像，通过图像传感器表示在一个画面上，从而在上述的一个画面上测量上述被测量物体的第1位置以及第2位置上的复数的点之间的距离，或者测量上述第1位置以及第2位置上的上述被测量物体的部位的角度或者配置，其中，

使上述的第1位置以及第2位置进来的反射光的射入侧和射出侧成为相反方向，把两个梯形棱镜的射入侧的反射面部位放在上述第1位置以及第2位置的正上方，在上述两个梯形棱镜的各自射出侧的反射面部位配置复数个反射透镜，上述复数个反射透镜的射出侧的反射面部位互相接近配置，在这接近配置的位置之上再配置上述光学透镜。

9.如权利要求7或8所述的测量装置，其中，上述复数的反射棱镜是直角棱镜。

10.如权利要求7或8所述的测量装置，其中，上述复数的反射棱镜，一个是直角棱镜，另一个是梯形棱镜。

11.一种测量方法，其中，

用第1以及第2的平行棱镜接收各自从被测量物体的一个面上的第1位置以及第2位置进来的反射光，让从上述第1以及第2的平行棱镜进来的光聚集或者发散，再接收上述聚集或者发散后的光，并且把上述被测量物体的上述第1位置以及第2位置的图像转换成电信号，根据上述电信号把上述的第1位置以及第2位置的图像表示在一个画面上。

12.一种测量方法，其中，

用第1以及第2的平行棱镜接收各自从第1被测量物体的第1位置以及第2被测量物体的第2位置进来的反射光，让从上述第1以及第2的平行棱镜进来的光聚集或者发散，再接收上述聚集或者发散后的光，并且把上述第1位置以及第2位置的图像转换成电信号，根据上述电信号把上述的第1位置以及第2位置的图像表示在一个画面上。

13.如权利要求11或12所述的测量方法，其中，上述第1以及第2的平行棱镜，把从上述第1位置以及第2位置的进来的反射光向各自的相同的方向射出。

14.一种测量方法，其中，

用第1以及第2的梯形棱镜接收各自从被测量物体的不同面上的第1位置以及第2位置进来的反射光，再利用第1以及第2的反射棱镜接收各自从上述第1以及第2梯形棱镜进来的光，并且把各自的光朝同一方向射出，让从上述第1以及第2的反射棱镜进来的光聚集或者发散，再接收上述聚集或者发散后的光，并且把上述被测量物体的上述第1位置以及第2位置的图像转换成电信号，根据上述的电信号把上述的第1位置以及第2位置的图像表示在一个画面上。

15.如权利要求14所述的测量方法，其中，上述第1以及第2的梯形棱镜，把从上述被测量物体的上述第1位置以及第2位置进来的反射光，向各自180度相反的方向射出。

16.如权利要求14或15所述的测量方法，其中，上述第1以及第2的反射棱镜是直角棱镜。

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