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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine optische Messvorrichtung. Insbesondere
betrifft die Erfindung eine optische Messvorrichtung, die mit einer Beleuchtungseinheit
versehen ist, die eine Licht emittierende Diode als Lichtquelle
aufweist.
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2. Beschreibung der verwandten
Technik
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Es
ist eine optische Messvorrichtung bekannt, die mit verschiedenen
Beleuchtungseinheiten (beispielsweise einer Auftreffendes-Licht-
bzw. Auflicht-Beleuchtungseinheit oder einer Übertragungsbeleuchtungseinheit),
die auf einem Messvorrichtungskörper angebracht und dazu
konfiguriert sind, die Form oder dergleichen eines gemessenen Objekts
(einer gemessenen Arbeit) zu messen, während das gemessene
Objekt mit Licht aus irgendeiner der Beleuchtungseinheiten bestrahlt
wird.
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Beispielsweise
beinhaltet eine in der ungeprüften
japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2004-220834 beschriebene
Bildverarbeitungs-Messvorrichtung eine LED (Licht emittierende Diode),
eine CCD (Charge Coupled Device – ladungsgekoppelte Vorrichtung)-Kamera
(Bildaufnahmevorrichtung) und eine Steuerungsvorrichtung, die zum
Steuern der LED und der CCD-Kamera konfiguriert ist. Die Steuerungsvorrichtung
beleuchtet das gemessene Objekt, während sie einen an die
LED angelegten Strom nach Maßgabe eines eingegeben Lichtintensitätsbefehlswerts
steuert, und erwirbt Bildinformation durch Steuern der CCD-Kamera
und Empfangen von reflektiertem Licht von dem gemessenen Objekt.
Danach wird die Form des gemessenen. Objekts durch Verarbeiten der
erworbenen Bildinformation gemessen.
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In
der optischen Messvorrichtung wirkt sich ein Unterschied in der
Helligkeit auf Messergebnisse aus und daher ist es notwendig, die
Beleuchtungseinheit zu veranlassen, eine präzise Lichtintensität
zu erzeugen, die dem gegebenen Lichtintensitätsbefehls-(Ziel)-wert
entspricht. Jedoch schwankt in der optischen Messvorrichtung, die
die Beleuchtungseinheit mit der LED als Lichtquelle aufweist, die
Lichtintensität in Abhängigkeit von einzelnen
LEDs, selbst wenn sie dieselbe Modellnummer haben. Daher wird eine
Gegenmaßnahme angewendet, um vorgegebene Lichtintensitäten
zu erzeugen, die den Lichtintensitätsbefehlswerten entsprechen.
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Wie
beispielsweise in 7 gezeigt, ist eine Umwandlungstabelle
(Kalibrierungswert), die Strombefehlswerte und relative PWM (pulse
width modulation, Pulsbreitenmodulation)-Einschaltdauern einschließt,
die erforderlich sind, um eine LED 44 einer Beleuchtungseinheit 4 zu
veranlassen, eine Lichtintensität zu erzeugen, die einem
Lichtintensitätsbefehlswert (0 bis 100%) entspricht, der
von dem Messvorrichtungskörper oder einem PC (Personalcomputer) 3 gegeben
ist, in einer Speichereinheit 48 einer Beleuchtungssteuerung 6 gespeichert.
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Zusätzlich
zur Speichereinheit 48 ist die Beleuchtungssteuerung 6 mit
einem D/A-Wandler 61, einem PWM-Generator 62,
einer Steuerungseinheit 63, die dazu konfiguriert ist,
den Strombefehlswert und die relative PWM-Einschaltdauer, die dem Lichtintensitätsbefehlswert
aus der Speichereinheit 48 bei Empfang des Lichtintensitätsbefehlswerts
zu lesen und den Strombefehlswert und die relative PWM-Einschaltdauer
auf den D/A-Wandler 61 und den PWM-Generator 62 einzustellen,
sowie einem Konstantstromgenerator 64 versehen.
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Bei
Empfang des Lichtintensitätsbefehlswerts liest die Steuerungseinheit 63 Kalibrierungswerte
(Strombefehlswert und relative PWM-Einschaltdauer), die dem Lichtintensitätsbefehlswert entsprechen,
aus der Speichereinheit 48 aus und stellt den Strombefehlswert
und die relative PWM-Einschaltdauer auf den D/A-Wandler 61 und den
PWM-Generator 62 ein. Ein Steuerungsimpuls der eingestellten
relativen PWM-Einschaltdauer wird aus dem PWM-Generator 62 erzeugt.
Dann Legt der Konstantstromgenerator 64 einen von dem D/A-Wandler 61 umgewandelten
Strom entsprechend dem Strombefehlswert an die LED 44 der
Beleuchtungseinheit 4 an, wenn der von dem PWM-Generator 62 erzeugte
Steuerungsimpuls EIN ist. Dementsprechend emittiert die LED 44 Licht
mit der Lichtintensität, die dem Lichtintensitätsbefehlswert entspricht.
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Da
bei der optischen Messvorrichtung in der verwandten Technik die
Kalibrierungswerte in einer von der Beleuchtungseinheit getrennten
Beleuchtungssteuerung gespeichert werden, gibt es die folgenden
Probleme.
- (a) Im Allgemeinen ist die Betriebszeit
der LED länger als bei Leuchtstofflampen oder dergleichen,
aber die Helligkeit ist geringer. Daher ist bei Anwendungen, die
die Präzision der Helligkeit verlangen, ein Austausch in
regelmäßigen Zeitabständen gewünscht.
Dementsprechend ist beim Austausch der Beleuchtungseinheit ein Vorgang zum
Schreiben der Kalibrierungswerte an die Beleuchtungssteuerung erforderlich.
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Es
ist eine wichtige Einstellung, die die Messgenauigkeit beeinträchtigt,
und sie muss mit einem hohen Grad an Zuverlässigkeit durchgeführt werden;
ein Kundendiensttechniker des Herstellers muss sich zum Standort
des Benutzers begeben, um den Einstellvorgang vorzunehmen.
- (b) Die Registrierung des Kalibrierungswerts
zum Zeitpunkt der Montage kann erst durchgeführt werden,
wenn eine Kombination der Beleuchtungssteuerung und der Beleuchtungseinheit
bestimmt ist.
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Daher
muss die Messvorrichtung in der zweiten Hälfte der Montage,
wenn sie schon fast vollständig ist, auf eine zeitaufwändige
Lichtkalibrierung warten, so dass sich Nachteile, wie etwa eine
erhöhte Anzahl von Komponenten mitten im Verlauf der Montage
und eine Verringerung der Raumeffizienz, ergeben.
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Eine
Gegenmaßnahme, wie etwa, dass die zeitaufwändige
Lichtkalibrierung vorab durchgeführt wird und die Kalibrierungsdaten
in einer FD (flexiblen Platte) gespeichert werden, ist ebenfalls
vorstellbar, aber die paarweise Handhabung der FDs und der Beleuchtungseinheiten
ist mühsam.
- (c) Wenn eine falsche
Messeinheit angeschlossen wird, das heißt, wenn eine andere
Beleuchtungseinheit als die vorgegebene Beleuchtungseinheit an die
Beleuchtungssteuerung angeschlossen wird, wird die Vorrichtung eventuell
mit einer falschen Helligkeit benutzt.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Zur
Lösung der vorstehend beschriebenen Probleme ist es eine
Aufgabe der Erfindung, eine optische Messvorrichtung bereitzustellen,
die die Reduzierung der Kosten für den Austausch einer
Beleuchtungseinheit und die Verbesserung der Produktionseffizienz
ebenso wie die Beseitigung des Risikos einer Verwendung der Vorrichtung
mit einer falschen Lichtintensität erzielt.
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Eine
optische Messvorrichtung mit: einem Messvorrichtungskörper;
einer Beleuchtungseinheit, die an der Messvorrichtung angebracht
ist, die insbesondere entfernbar an der Messvorrichtung angebracht
ist, und eine Licht emittierende Diode als Lichtquelle aufweist;
und einer Beleuchtungssteuerung, die dazu konfiguriert ist, die
Beleuchtungseinheit gemäß einem Lichtintensitätsbefehlswert
zu steuern, bei der die Beleuchtungseinheit eine Speichereinheit beinhaltet,
in der Kalibrierungswerte gespeichert sind, um die Licht emittierende
Diode zu veranlassen, eine Lichtintensität entsprechend
dem Lichtintensitätsbefehlswert zu erzeugen, und die Beleuchtungssteuerung
bei Empfang des Lichtintensitätswerts einen Kalibrierungswert
entsprechend dem Lichtintensitätsbefehlswert aus den Kalibrierungswerten
ausliest, die in der Speichereinheit gespeichert sind, steuert die
Licht emittierende Diode auf der Grundlage des Kalib rierungswerts
und veranlasst die Licht emittierende Diode, die Lichtintensität
entsprechend dem Lichtintensitätsbefehlswert zu erzeugen.
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Bei
dieser Konfiguration kann der Vorgang zum Schreiben der Kalibrierungswerte
beim Austausch der Beleuchtungseinheit eliminiert werden, da die
Speichereinheit, in der die Kalibrierungswerte zum Veranlassen der
Licht emittierenden Diode, die Lichtintensität entsprechend
dem Lichtintensitätsbefehlswert zu erzeugen, gespeichert
sind, auf der Beleuchtungseinheit vorgesehen ist, die entfernbar
an dem Messvorrichtungskörper angebracht ist. Da sich somit
kein Kundendiensttechniker zum Standort eines Benutzers begeben
muss, um einen Einstellvorgang vorzunehmen, werden die Kosten für
den Austausch der Beleuchtungseinheit gesenkt.
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Da
die Lichtkalibrierung jederzeit, nachdem die Beleuchtungseinheit
zusammengebaut ist, durchgeführt werden kann, wird eine
Verbesserung der Produktionseffizienz erzielt. Mit anderen Worten,
es werden Nachteile eliminiert, wie etwa eine Erhöhung der
Zahl der Komponenten mitten im Verlauf der Montage und eine Senkung
der Raumeffizienz.
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Gleichzeitig
wird eine Beseitigung des Risikos der Verbindung einer falschen
Beleuchtungseinheit bei der Verwendung der Vorrichtung mit einer
falschen Lichtintensität erzielt.
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Vorzugsweise
beinhaltet eine Umwandlungstabelle Strombefehlswerte, die auf die
Licht emittierende Diode anzuwenden sind, und relative Einschaltdauern,
wenn sie den Impuls eines Stroms steuert, der an die Licht emittierende
Diode entsprechend dem Lichtintensitätsbefehlswert anzulegen
ist, die als die Kalibrierungswerte in der Speichereinheit gespeichert
sind, und die Beleuchtungssteuerung liest einen Strombefehlswert
und eine relative Einschaltdauer entsprechend dem Lichtintensitätsbefehlswert
aus der Umwandlungstabelle bei Empfang des Lichtintensitätswerts
aus und legt einen Strom, der dem Strombefehlswert entspricht, an
die Licht emittierende Diode in der Beleuch tungseinheit an, wenn
ein Steuerungsimpuls der ausgelesenen relativen Einschaltdauer EIN
ist.
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Da
die an die Licht emittierende Diode und die relativen Einschaltdauern
anzulegenden Strombefehlswerte, wenn die Impulse der Ströme
gesteuert werden, die an die Licht emittierende Diode entsprechend
den Lichtintensitätsbefehlswerten anzulegen sind, als die
Kalibrierungswerte gespeichert sind, wird in dieser Konfiguration
die Lichtintensität der Licht emittierenden Diode unter
Verwendung der beiden Kalibrierungswerte präzise gesteuert;
nämlich dem Strombefehlswert und der relativen Einschaltdauer.
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Vorzugsweise
sind verschiedene relative Einschaltdauern für niedrige
Lichtintensitätsbefehlswerte als die Kalibrierungswerte
in den niedrigen Lichtintensitätsbefehlswerten gespeichert
und verschiedene Strombefehlswerte sind als die Kalibrierungswerte
in hohen Lichtintensitätsbefehlswerten aus den Lichtintensitätsbefehlswerten
gespeichert.
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Im
Allgemeinen kann in einem Bereich, in dem ein angelegter Strom niedrig
ist, die Lichtintensität durch Ändern des angelegten
Stroms störungsfrei bzw. problemlos gesteuert werden, so
dass die präzise Lichtintensität nicht erhalten
werden kann. Jedoch kann in einem Bereich eines angelegten Stroms
eines bestimmten Bezugswerts oder höher die Lichtintensität
störungsfrei bzw. problemlos durch Ändern des
angelegten Stroms gesteuert werden, so dass die präzise
Lichtintensität erhalten werden kann.
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Da
die unterschiedlichen relativen Einschaltdauern für die
niedrigen Lichtintensitätsbefehlswerte (einem Bereich,
der niedriger als ein vorgegebener Bezugslichtintensitätsbefehlswert
ist) als die Kalibrierungswerte in den niedrigen Lichtintensitätsbefehlswerten
gespeichert sind und unterschiedliche Strombefehlswerte als die
Kalibrierungswerte in den hohen Lichtintensitätsbefehlswerten
(einem Bereich, der nicht niedriger als der vorgegebene Bezugslichtintensitätsbefehlswert
ist) aus den Lichtintensitätsbefehlswerten gespeichert
sind, kann gemäß der Erfindung die Lichtintensität
der Licht emittierenden Diode durch Steuern der Impulsbreite in
den niedrigen Lichtintensitätsbefehlswerten präzise
gesteuert werden und die Lichtintensität der Licht emittierenden
Diode kann durch Steuern des an die Licht emittierende Diode anzulegenden
Stroms in den hohen Lichtintensitätsbefehlswerten präzise
gesteuert werden. Daher kann in dem gesamten Bereich des Lichtintensitätsbefehlswerts
die Lichtintensität der Licht emittierenden Diode präzise
gesteuert werden.
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Vorzugsweise
beinhaltet die Beleuchtungseinheit ein Kabel, eine Licht emittierende
Einheit, die an einem Ende des Kabels vorgesehen ist und die Licht
emittierende Diode aufweist, und eine Verbindungseinheit, die an
dem anderen Ende des Kabels vorgesehen und mit der Beleuchtungssteuerung
verbunden ist, und die Speichereinheit ist in der Verbindungseinheit
vorgesehen.
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Da
die Beleuchtungseinheit das Kabel, die Licht emittierende Einheit
und die Verbindungseinheit beinhaltet und die Verbindungseinheit
mit der Speichereinheit versehen ist, das heißt, da die
Speichereinheit in der Verbindungseinheit außer von der
Licht emittierenden Einheit als der Lichtquelle vorgesehen ist,
wird in dieser Konfiguration so weit wie möglich verhindert,
dass die Speichereinheit durch die Wärme von der Licht
emittierenden Einheit beeinträchtigt wird.
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Bevorzugt
beinhaltet die Licht emittierende Einheit ein Wärme abgebendes
Gebläse und der Betrieb des Wärme abgebenden Gebläses
wird von der Beleuchtungssteuerung gesteuert, wenn die Verbindungseinheit
mit der Beleuchtungssteuerung verbunden ist.
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Da
bei dieser Konfiguration das Wärme abgebende Gebläse
in der Licht emittierenden Einheit vorgesehen ist und der Betrieb
des Wärme abgebenden Gebläses durch die Beleuchtungssteuerung
gesteuert wird, wenn die Verbindungseinheit mit der Beleuchtungssteuerung
verbunden ist, ist sie insbesondere für die Beleuchtungseinheit
mit einer hohen Lichtintensität geeignet.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine schematische Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel
einer optischen Messvorrichtung gemäß der Erfindung
zeigt;
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2 ist
eine Zeichnung, die eine Beleuchtungseinheit in demselben Ausführungsbeispiel zeigt;
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3 ist
ein Blockdiagramm, das eine Beleuchtungssteuerung in demselben Ausführungsbeispiel
zeigt;
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4 ist
eine grafische Darstellung, die einen Steuerungszustand bezüglich
eines hohen Lichtintensitätsbefehlswerts und eines niedrigen Lichtintensitätsbefehlswerts
in demselben Ausführungsbeispiel zeigt;
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5 ist
eine grafische Darstellung, die eine Beziehung zeigt, die den Lichtintensitätsbefehlswert und
die Helligkeit von Bilddaten, die von einer CCD-Kamera aufgenommen
wurden, in demselben Ausführungsbeispiel zeigt;
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6 ist
eine Zeichnung, die ein weiteres Beispiel der Beleuchtungseinheit
zeigt; und
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7 ist
eine Zeichnung, die eine Beziehung zwischen einer Beleuchtungssteuerung
und einer Beleuchtungseinheit in der verwandten Technik zeigt.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Nunmehr
wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme
auf die Zeichnungen beschrieben.
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< Grobkonfiguration
eines Mikroskops (siehe 1) >
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Eine
optische Messvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel
ist ein Beispiel für die Anwendung bei einem Mikroskop.
Das Mikroskop beinhaltet einen Messvorrichtungskörper 1,
eine CCD-(Charge Coupled Device)-Kamera 2 als Bildaufnahmevorrichtung,
die entfernbar an dem Messvorrichtungskörper 1 angebracht
ist, einen PC (Personalcomputer) 3 zum Messen der Form
oder dergleichen eines gemessenen Objekts W durch Verarbeiten von
Bildinformation die von der CCD-Kamera 2 erworben wird, eine
Auflichtbeleuchtungseinheit 4 und eine Übertragungsbeleuchtungseinheit 5,
die entfernbar an dem Messvorrichtungskörper 1 angebracht
sind, und eine Beleuchtungssteuerung 6, die dazu konfiguriert
ist, die Auflichtbeleuchtungseinheit 4 und die Übertragungsbeleuchtungseinheit 5 zu
steuern.
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Der
Messvorrichtungskörper 1 beinhaltet einen aus
einer Glasplatte hergestellten Tisch 11 zum Platzieren
des gemessenen Objekts W, eine Objektivlinse 12, die auf
dem Tisch 11 so angeordnet ist, dass sie auf und ab bewegt
werden kann, Halbspiegel 13 und 14, die auf einer
optischen Achse der Objektivlinse 12 angeordnet sind, einen
reflektierenden Spiegel 15, der dazu konfiguriert ist,
ein auftreffendes Licht in den Halbspiegel 13 eintreten
zu lassen, und ein optisches Beobachtungssystem 16, das
ein Okular zum Beobachten von reflektiertem Licht von dem Halbspiegel 14 beinhaltet.
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Die
CCD-Kamera 2 beinhaltet eine Bildaufnahmelinse 21,
die dazu konfiguriert ist, durch die Halbspiegel 13 und 14 übertragenes
Licht auf einer vorgegebenen Position abzubilden, und ein Bildaufnahmeelement 22,
das dazu konfiguriert ist, das von der Bildaufnahmelinse 21 abgebildete
Licht zu empfangen.
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Der
PC 3, der eine CPU (Zentraleinheit), einen Speicher und
dergleichen beinhaltet, ist dazu konfiguriert, das gesamte Mikroskop
zu steuern, und ist imstande, die Bildinformation des gemessenen Objekts
W zu scannen, die von der CCD-Kamera 2 aufgenommen wurde,
und dieselbe im Speicher als Bilddaten zu speichern (Pfeil A in 1)
und Steuerungssignale zum Einstellen von Verstärkung, Belichtungszeit
und dergleichen der CCD-Kamera 2 auszugeben (Pfeil B in 1).
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< Auflichtbeleuchtungseinheit
(siehe 2) >
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Die
Auflichtbeleuchtungseinheit 4 ist dazu konfiguriert, das
gemessene Objekt W in 1 von oben zu beleuchten, und
beinhaltet ein Kabel 41, eine an einem Ende des Kabels 41 vorgesehene Licht
emittierende Einheit 42 und eine Verbindungseinheit 47,
die an dem anderen Ende des Kabels 41 vorgesehen und mit
der Beleuchtungssteuerung 6 verbunden ist, wie in 2 gezeigt.
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Die
Licht emittierende Einheit 42 beinhaltet einen Mantel 43,
der dazu konfiguriert ist, entfernbar auf dem Messvorrichtungskörper 1 angebracht
zu werden, eine Lichteinfalls-LED 44 als Licht emittierende
Diode, die in dem Mantel 43 eingefügt ist, und eine
Kollimatorlinse 45, die dazu konfiguriert ist, von der
Lichteinfalls-LED 44 emittiertes Licht zu richten und dasselbe
zum Eintritt in den reflektierenden Spiegel 15 zu führen.
Auf einem Außenumfangsabschnitt des Mantels 43,
in den die Lichteinfalls-LED 44 eingefügt ist,
sind eine Anzahl Wärme abgebende Lamellen 46 als
Wärme abgebende Vorrichtung vorhanden. Dementsprechend
wird die Wärme von der Lichteinfalls-LED 44 über
die Wärme abgebenden Lamellen 46 abgegeben.
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Die
Verbindungseinheit 47 ist mit einer Speichereinheit 48 versehen.
Eine Umwandlungstabelle, die auf die Lichteinfalls-LED 44 anzuwendende Strombefehlswerte
und relative Einschaltdauern beinhaltet, wenn sie den Impuls des
auf die Lichteinfalls-LED 44 anzuwendenden Stroms entsprechend dem
Lichtintensitätsbefehlswert steuern, ist als Kalibrierungswerte
in der Speichereinheit 48 gespeichert. Insbesondere sind
in der Speichereinheit 48 verschiedene relative Einschaltdauern
für niedrige Lichtintensitätsbefehlswerte als
die Kalibrierungswerte in den niedrigen Lichtintensitätsbefehlswerten gespeichert
(einem Bereich, in dem die Lichtintensitätsbefehlswerte
kleiner als ein vorgegebener Bezugslichtintensitätsbefehlswert
L1 sind), und verschiedene Strombefehlswerte sind als die Kalibrierungswerte
in hohen Lichtintensitätsbefehlswerten (nicht niedriger
als der vorgegebene Bezugslichtintensitätsbefehlswert L)
aus den Lichtintensitätsbefehlswerten gespeichert.
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< Übertragungsbeleuchtungseinheit >
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Die Übertragungsbeleuchtungseinheit 5 ist dazu
konfiguriert, das gemessene Objekt W in 1 von unten
zu beleuchten, und ist im Wesentlichen die gleiche wie die Auflichtbeleuchtungseinheit
als grundlegende Konfiguration. Daher wird eine detaillierte Beschreibung
durch die Darstellung in 2 ersetzt. Jedoch sind in einer
Speichereinheit 48 der Übertragungsbeleuchtungseinheit 5 eine
Umwandlungstabelle einschließlich auf eine Übertragungslicht-LED 49 anzuwendender
Strombefehlswerte und relative Einschaltdauern als die Kalibrierungswerte gespeichert,
wenn sie den Impuls des auf die Übertragungslicht-LED 49 anzuwendenden
Stroms entsprechend dem Lichtintensitätsbefehlswert steuern.
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< Beleuchtungssteuerung
(siehe 3) >
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Wie
in 3 gezeigt, beinhaltet die Beleuchtungssteuerung 6 einen
D/A-Wandler 61, einen PWM-Generator 62, eine Steuerungseinheit 63,
die dazu konfiguriert ist, ausgegebene Strombefehlswerte und relative
Einschaltdauern entsprechend dem Lichtintensitätsbefehlswert
aus den Speichereinheiten 48 der Auflichtbeleuchtungseinheit 4 und
der Übertragungsbeleuchtungseinheit 5 bei Empfang des
Lichtintensitätsbefehlswerts von dem PC 3 auszulesen
und die aus ihnen ausgelesenen Strombefehlswerte und relativen Einschaltdauern
auf den D/A-Wandler 61 und den PWM-Generator 62 einzustellen,
sowie einen Konstantstromgenerator 64, der dazu konfiguriert
ist, Ströme entsprechend den Strombefehlswerten anzulegen,
die von dem D/A-Wandler 61 umgewandelt werden, wenn der Steuerungsimpuls
von dem PWM-Generator 62 an die LEDs 44 und 49 der
Beleuchtungseinheit EIN geschaltet wird.
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< Messung
des gemessenen Objekts >
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Bei
der Messung des gemessenen Objekts W wird, wenn die Auflichtbeleuchtungseinheit 4 verwendet
wird, das aus der Lichteinfalls-LED 44 emittierte Licht
von dem reflektierenden Spiegel 15 über die Kollimatorlinse 45 reflektiert
und von oberhalb des gemessenen Objekts W über die Objektivlinse 12 emittiert.
Das reflektierte Licht von dem gemessenen Objekt W geht durch die
Objektivlinse 12, die Halbspiegel 13 und 14 hindurch
und tritt in die CCD-Kamera 2 ein, und ein Teil des reflektierten
Lichts, das von dem Halbspiegel 14 reflektiert wird, tritt
in das optische Beobachtungssystem 16 ein und wird von
dem optischen Beobachtungssystem 16 beobachtet.
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Wenn
die Übertragungsbeleuchtungseinheit 5 eingesetzt
wird, wird das gemessene Objekt W mit dem aus der Übertragungslicht-LED 49 emittierten Licht
von unten bestrahlt. Das Licht, das durch das gemessene Objekt W
hindurchgegangen ist, geht durch die Objektivlinse 12,
die Halbspiegel 13 und 14 hindurch und tritt in
die CCD-Kamera 2 ein, und ein Teil des Lichts, das von
dem Halbspiegel 14 reflektiert wird, tritt in das optische
Beobachtungssystem 16 ein und wird von dem optischen Beobachtungssystem 16 beobachtet.
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Danach
scannt der PC 3 die Bildinformation des gemessenen Objekts
W, die von der CCD-Kamera 2 aufgenommen und in den Speicher
als die Bilddaten ge bracht wurde, und verarbeitet die gebrachten
Bilddaten, um die Form des gemessenen Objekts W zu messen.
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< Lichtintensitätssteuerung
(siehe 4 und 5) >
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4 ist
eine grafische Darstellung, die einen Steuerungszustand durch die
in den Speichereinheiten 48 der Auflichtbeleuchtungseinheit 4 und der Übertragungsbeleuchtungseinheit 5 gespeicherten
Strombefehlswerte und relativen Einschaltdauern zeigt. In 4A gibt eine Seitenachse den Lichtintensitätsbefehlswert
an und eine vertikale Achse gibt den angelegten Strom an. In 4B gibt die Seitenachse den Lichtintensitätsbefehlswert
an und die vertikale Achse gibt die relative Einschaltdauer des
Impulses an.
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5 ist
eine grafische Darstellung, die eine Beziehung zeigt, die den Lichtintensitätsbefehlswert und
die Helligkeit der von der CCD-Kamera 2 aufgenommenen Bilddaten
veranschaulicht. In 5 gibt die Seitenachse den Lichtintensitätsbefehlswert
und die vertikale Achse die Helligkeit der Bilddaten an.
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Die
Steuerungseinheit 63 steuert die Lichtintensitäten
der Lichteinfalls-LED 44 und der Übertragungslicht-LED 49 auf
der Grundlage der aus den Speichereinheiten 48 ausgelesenen
Kalibrierungswerte.
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Zunächst
einmal werden, wenn die aus den Speichereinheiten 48 gelesenen
Lichtintensitätsbefehlswerte die niedrigen Lichtintensitätsbefehlswerte sind,
Impulse von an die Lichteinfalls-LED 44 und die Übertragungslicht-LED 49 anzulegenden
Strömen gesteuert. Insbesondere wird im Fall des niedrigen Lichtintensitätsbefehlswerts
(wenn der Lichtintensitätsbefehlswert kleiner als der Bezugslichtintensitätsbefehlswert
L ist) ein stromloser bzw. Pausenzustand als Niedrig bezeichnet
und ein Strom mit einem Bezugswert I, aus dem der Bezugslichtintensitätsbefehlswert
L ermittelt werden kann, wird als Hoch bezeichnet, wie in 4A gezeigt, und die Lichtintensität
in dem niedrigen Lichtintensitätsbefehlswertsbereich wird
durch Steuern der relativen Einschaltdauer des Impulses gesteuert,
wie in 4B gezeigt.
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Wenn
die aus den Speichereinheiten 48 gelesenen Lichtintensitätsbefehlswerte
die hohen Lichtintensitätsbefehlswerte sind, werden Ströme, die
an die Lichteinfalls-LED 44 und die Übertragungslicht-LED 49 anzulegen
sind, ebenfalls gesteuert. Insbesondere wird in dem Fall des hohen
Lichtintensitätsbefehlswerts (wenn der Lichtintensitätsbefehlswert
nicht kleiner als der Bezugslichtintensitätsbefehlswert
L ist) die Impulssteuerung gestoppt (relative Einschaltdauer 100%),
wie in 4B gezeigt, und die Lichtintensität
in dem hohen Lichtintensitätsbefehlswertumfang wird durch
Steuern des angelegten Stroms gesteuert, wie in 4A gezeigt.
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Daher
weist die Helligkeit der von der CCD-Kamera 2 aufgenommenen
Bilddaten eine im Wesentlichen lineare Beziehung auf, wie in 5 gezeigt.
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Die
Helligkeit der von der CCD-Kamera 2 aufgenommenen Bilddaten
ist nicht darauf beschränkt, linear zu sein, wie in 5 gezeigt,
kann aber durch Ändern der Kalibrierungswerte verschiedene
Kurven sein. Da das menschliche Auge im Allgemeinen empfindlich
auf eine Änderung in einem dunklen Bereich reagiert, kann
auch eine gekrümmte Linie, wie eine quadratische Funktion,
verwendet werden, die eine kleinere Veränderung annimmt, wenn
er dunkel ist.
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< Vorteile
des Ausführungsbeispiels >
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- (1) Da die Speichereinheiten 48, in
denen die Kalibrierungswerte zum Veranlassen der Lichteinfalls-LED 44 und
der Übertragungslicht-LED 49 zum Erzeugen der
Lichtintensitäten entsprechend dem Lichtintensitätsbefehlswert
gespeichert sind, auf der Auflichtbeleuchtungseinheit 4 und
der Übertragungsbeleuchtungseinheit 5, die entfernbar
auf dem Messvorrichtungskörper 1 angebracht sind,
vorgesehen sind, kann ein Vorgang zum Schreiben der Kalibrierungswerte,
wenn die Auflichtbeleuchtungseinheit und die Übertragungsbeleuch tungseinheit 5 ausgetauscht
werden, eliminiert werden. Da sich somit kein Kundendiensttechniker
zum Standort des Benutzers begeben muss, um einen Einstellungsvorgang vorzunehmen,
werden die Kosten für den Austausch der Auflichtbeleuchtungseinheit 4 und
der Übertragungsbeleuchtungseinheit 5 gesenkt.
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Da
die Lichtkalibrierung jederzeit, nachdem die Auflichtbeleuchtungseinheit 4 und
die Übertragungsbeleuchtungseinheit 5 zusammengebaut
sind, durchgeführt werden kann, wird eine Verbesserung der
Produktionseinheit erzielt. Mit anderen Worten, Nachteile, wie etwa
die Erhöhung der Zahl von Komponenten mitten im Verlauf
der Montage und eine Verringerung der Raumeffizienz werden eliminiert.
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Gleichzeitig
wird die Beseitigung des Risikos der Verbindung der falschen Beleuchtungseinheit und
die Verwendung der Vorrichtung mit einer falschen Beleuchtungseinheit,
die durch Verbinden einer falschen Messeinheit verursacht wird,
erzielt.
- (3) Da die an die LEDs 44 und 49 anzulegenden Strombefehlswerte
und die relativen Einschaltdauern, wenn sie die Impulse der an die
LEDs 44 und 49 anzulegenden Ströme entsprechend
dem Lichtintensitätsbefehlswert steuern, als die Kalibrierungswerte
gespeichert werden, werden die Lichtintensitäten der LEDs 44 und 49 unter
Verwendung der zwei Kalibrierungswerte präzise gesteuert;
nämlich dem Strombefehlswert und dem relative Einschaltdauer.
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Da
die verschiedenen relativen Einschaltdauern für die niedrigen
Lichtintensitätsbefehlswerte als die Kalibrierungswerte
in den niedrigen Lichtintensitätsbefehlswerten und die
verschiedenen Strombefehlswerte als die Kalibrierungswerte in den hohen
Lichtintensitätsbefehlswerten aus den Lichtintensitätsbefehlswerten
gespeichert werden, können insbesondere die Lichtintensitäten
der LEDs 44 und 49 durch die Steuerung der Impulsbreite
in den niedrigen Lichtintensitätsbefehlswerten präzise
gesteuert werden, und die Lichtintensitäten in dem hohen Lichtintensitätsbereich
können wie in der verwandten Technik durch Steuern der
an die LEDs 44 und 49 in den hohen Lichtintensitätsbefehlswerten
anzulegenden Ströme präzise gesteuert werden.
Daher können im gesamten Umfang des Lichtintensitätsbefehlswerts
die Lichtintensitäten der LEDs 44 und 49 präzise
gesteuert werden.
- (4) Da die Auflichtbeleuchtungseinheit 4 und
die Übertragungsbeleuchtungseinheit 5 jeweils
das Kabel 41, die Licht emittierende Einheit 42 und
die Verbindungseinheit 47 beinhalten und die Verbindungseinheit 47 mit
der Speichereinheit 48 versehen ist, das heißt,
da die Speichereinheit in der Verbindungseinheit 47 von
der Licht emittierenden Einheit 42 als der Lichtquelle
getrennt vorgesehen ist, wird soweit wie möglich verhindert, dass
die Speichereinheit 48 von der Wärme von der Licht
emittierenden Einheit 42 beeinträchtigt wird.
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< Modifikationen
(siehe 6) >
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Die
Erfindung ist nicht auf das oben beschriebene Ausführungsbeispiel
beschränkt und Modifikationen oder Weiterbildungen innerhalb
des Umfangs, der die Erzielung der Erfindung gestattet, sind in
der Erfindung beinhaltet.
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Die
Auflichtbeleuchtungseinheit 4 und die Übertragungsbeleuchtungseinheit 5 sind
nicht auf den in dem Ausführungsbeispiel beschriebenen
Aufbau beschränkt. Beispielsweise ist auch ein in 6 gezeigter
Aufbau anwendbar. Eine in 6 gezeigte Beleuchtungseinheit 7 beinhaltet
ein Wärme abgebendes Gebläse 50 als die
Wärme abgebende Vorrichtung, die in der Licht emittierenden
Einheit 42 eingefügt ist. Das Wärme abgebende
Gebläse 50 ist dazu konfiguriert, von der Beleuchtungssteuerung 6 betrieben
zu werden, wenn die Verbindungseinheit 47 mit der Beleuchtungssteuerung 6 verbunden
ist.
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Gemäß der
vorstehend beschriebenen Konfiguration wird daher, da das Wärme
abgebende Gebläse 50 in der Licht emittierenden
Einheit 42 vorge sehen ist und das Wärme abgebende
Gebläse 50 von der Beleuchtungssteuerung 6 betrieben
wird, wenn die Verbindungseinheit 47 mit der Beleuchtungssteuerung 6 verbunden
ist, die negative Wirkung der Wärme von der Licht emittierenden
Einheit 42 soweit wie möglich vermieden.
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Da
bei diesem Aufbau die Wärme von der Licht emittierenden
Einheit 42 wirksam nach außen abgegeben werden
kann, ist er insbesondere für eine Messvorrichtung geeignet,
die eine Beleuchtungseinheit mit hoher Lichtintensität
erfordert.
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Obwohl
die Lichtintensität in dem niedrigen Lichtintensitätsbereich
durch Steuern der relativen Einschaltdauer des Impulses entsprechend
dem niedrigen Lichtintensitätsbefehlswert in dem oben beschriebenen
Ausführungsbeispiel gesteuert wird, ist die Erfindung auch
nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann die Lichtintensität
in dem niedrigen Lichtintensitätsbefehlswertbereich durch
Steuern des hohen Stromwerts des Impulses gesteuert werden.
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Auch
kann die Lichtintensität im niedrigen Lichtintensitätsbereich
durch Steuern der Belichtungszeit der CCD-Kamera 2 entsprechend
dem niedrigen Lichtintensitätsbefehlswert gesteuert werden.
Alternativ kann die Lichtintensität im niedrigen Lichtintensitätsbereich
durch Steuern der Verstärkung der Bildaufnahmevorrichtung
gesteuert werden und die Lichtintensität im niedrigen Lichtintensitätsbereich
kann durch Steuern der Verstärkung und der Belichtungszeit
der Bildaufnahmevorrichtung gesteuert werden.
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Obwohl
die Beleuchtungseinheiten 4 und 5, die eine einzelne
Farb-LED 44 und 49 verwenden, in dem oben beschriebenen
Ausführungsbeispiel beschrieben worden sind, ist die Erfindung
auch auf eine optische Messvorrichtung anwendbar, die dazu konfiguriert
ist, Licht in einer gewünschten Farbe durch Kombinieren
von LEDs aus beispielsweise R (rot), G (grün) und B (blau)
zu erzeugen und das gemessene Objekt W mit dem erzeugten Licht zu
bestrahlen, um das gemessene Objekt W zu messen.
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Obwohl
zum Beispiel der Lichtintensitätsbefehlswert in dem oben
beschriebenen Ausführungsbeispiel durch den PC 3 gegeben
ist, ist auch eine Konfiguration anwendbar, bei der der Lichtintensitätsbefehlswert
in dem Messvorrichtungskörper 1 eingestellt wird
und dieser eingestellte Lichtintensitätsbefehlswert von
dem Messvorrichtungskörper 1 der Beleuchtungssteuerung 6 zugeführt
wird.
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Obwohl
in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel die Steuerungseinheit 63 die
Kalibrierungswerte entsprechend dem Lichtintensitätsbefehlswert
bei Empfang des Lichtintensitätsbefehlswerts von dem PC 3 aus
den Speichereinheiten 48 ausliest und die LEDs 44 und 49 auf
der Grundlage der Kalibrierungswerte steuert, ist die Erfindung
nicht darauf beschränkt. Wenn beispielsweise ein EEPROM
(Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory – elektrisch
löschbares, programmierbares ROM) als die Speichereinheiten 48 verwendet
wird, werden die Kosten gesenkt. Da jedoch die Zugriffsgeschwindigkeit
auf den EEPROM niedrig ist, wird die Reaktion der Lichtmodulation
langsam. Daher wird durch Konfigurieren der Steuerungseinheit 63 so,
dass sie eine CPU oder einen RAM (Random Access Memory) 9 aufweist,
wodurch sie beim Aktivieren der CPU die Kalibrierungswerte aus den Speichereinheiten 48 liest
und dieselben im RAM speichert, und die LEDs 44 und 49 durch
Lesen der Kalibrierungswerte entsprechend dem Lichtintensitätsbefehlswert
aus dem RAM steuert, die Reaktion der Lichtmodulation verbessert.
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Die
vorliegende Erfindung ist auf ein Mikroskop, eine Bildmessvorrichtung
und so weiter anwendbar, das bzw. die mit einer Beleuchtungseinheit versehen
ist, die eine Licht emittierende Diode als Lichtquelle aufweist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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