DE602005001977T2

DE602005001977T2 - Messtisch und optisches Messsystem

Info

Publication number: DE602005001977T2
Application number: DE602005001977T
Authority: DE
Inventors: Shuichi Kawasaki-shi Kamiyama; Yutaka Kawasaki-shi Nishitsuji
Original assignee: Mitutoyo Corp
Current assignee: Mitutoyo Corp
Priority date: 2004-06-11
Filing date: 2005-06-10
Publication date: 2008-04-30
Anticipated expiration: 2025-06-11
Also published as: EP1605228A3; JP4469659B2; EP1605228B1; US20050275803A1; US20090002723A1; CN100520375C; DE602005001977D1; CN1707248A; JP2005351810A; US7430050B2; EP1605228A2

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Messtisch und eine optische Messvorrichtung, insbesondere einen Messtisch und ähnliches, das z. B. für eine optische Messvorichtung verwendet wird, die eine Umriss, Abmessungen etc. eines zu messenden Objektes misst, basierend auf Bilddaten, die man durch Abbilden des Objekts erhält, und die das Objekt mit Umrissbeleuchtung beleuchtet.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Konventionell ist eine solche optische Messvorrichtung, die einen Umriss und Abmessungen eines zu messenden Objekts basierend auf Bildern, die man durch Abbilden des Objekts erhält, misst, bekannt (mit Bezug z. B. auf Dokument JP 2001-41711A ).
JP-A-9 178 911 beschreibt einen Messtisch mit einem ebenen Lichtemitter, der unter einer lichtdurchlassenden Platte angeordnet ist. Der ebene Lichtemitter wird durch eine röhrenförmige Lampe, die an einer Seite davon angeordnet ist, beleuchtet.
US-A-4 654 762 beschreibt einen Messtisch mit einer lichtdurchlässigen Platte, unter der zwei Lichtemitter bereitgestellt sind. Der gesamte Messtisch steht auf Beinen, die in der Höhe einstellbar sind.
US 2003 011 898 A1 beschreibt einen Messtisch mit einer lichtdurchlässigen Platte, unter der ein ebener Lichtemitter angeordnet ist. Der ebene Lichtemitter ist starr gelagert. Der ebene Lichtemitter wird von zwei röhrenförmigen Lampen beleuchtet, die an gegenüberliegenden Seiten davon angeordnet sind.
Solch eine optische Messvorrichtung schließt z. B., wie in 8 gezeigt ist, ein Messtischglas 210 als einen Messtisch zum Aufsetzen eines drauf zu messenden Objektes W, eine Abbildungsvorrichtung 514 zum Abbilden des Objektes W, eine Beleuchtungsvorrichtung 700, die die Umrissbeleuchtung gegen das Objekt W durch das Messtischglas 210 durchführt, einen Bewegungsmechanismus 600 zum Bewegen der Abbildungsvorrichtung 514 und der Beleuchtungsvorrichtung 700 gemäß des Bereiches des zu vermessenden Objektes W und eine Analyseeinheit (nicht gezeigt) zum Analysieren und Verarbeiten von Bildern, die von der Bildaufnahmevorrichtung 514 aufgenommen wurden, ein.
Das Messtischglas 210 hat eine Messtischoberfläche 211, auf der das zu vermessende Objekt W abgesetzt wird, und die Messtischoberfläche 211 wird als eine flache Fläche, die frei von Unebenheiten, Wellen oder ähnlichem ist, ausgebildet.
Ein Bewegungsmechanismus 600 ist mit einer Y-Bewegungsvorrichtung 610, die die Bilderzeugungsvorrichtung 514 und die Beleuchtungsvorrichtung 700 entlang der Y-Richtung, die eine zur Messtischoberfläche 211 des Messtischglases 210 parallele Richtung ist, bewegt, und einer X-Bewegungsvorrichtung 620, die die Bilderzeugungsvorrichtung 514 und die Beleuchtungsvorrichtung 700 entlang einer X-Richtung bewegt, die parallel zur Messtischoberfläche 211 und senkrecht zur Y-Richtung ist, ausgestattet.
Der Y-Bewegungsmechanismus 610 ist mit Y-Achsen-Führungen 611, 611, die zueinander parallel auf einer glatten Fläche parallel zur Messtischoberfläche 211 angeordnet sind, und zwischen die das Messtischglas 210 eingefügt ist, und mit Y-Gleitern 612, 612, die in gleitbarer Weise auf jeden der Y-Achsen-Führungen 611, 611 angeordnet sind, ausgerüstet.
Der X-Bewegungsmechanismus 620 ist mit einer ersten X-Achsenführung 621, deren beiden Beine fest an den Y-Gleitern 612, 612 angebracht sind, und die parallel zum Messtischglas 210 angeordnet sind und die zur Messtischoberfläche 211 Seite des Messtischglases 210 zeigen, und einer zweiten X-Achsenführung 622, deren beide Beine fest an den Y-Gleitern 612, 612 angebracht sind, und die parallel zum Messtischglas 210 angeordnet sind, und zur gegenüberliegenden Seite der Messtischoberfläche 211 des Messtischglases 210 zeigen, einen ersten X-Gleiter 623, der in gleitbarer Weise auf der ersten X-Achsenführung 621 montiert ist, und einen zweiten X-Gleiter 624, der auf gleitbare Weise auf der zweiten X-Achsenführung 622 montiert ist, ausgestattet.
Die Bilderzeugungsvorrichtung 514 ist an dem ersten X-Gleiter 623 angebracht, und die Beleuchtungsvorrichtung 700 ist an dem zweiten X-Gleiter 624 angebracht.
In der Konfiguration, wie sie oben beschrieben wurde, wird z. B. eine Anzeigepaneele auf die Messtischoberfläche 211 des Messtischglases 210 als ein zu messendes Objekt W gesetzt. Die Bilderzeugungsvorrichtung 514 und die Beleuchtungsvorrichtung 700 werden durch den Y-Bewegungsmechanismus 610 und den X-Bewegungsmechanismus 620 gemäß des zu messenden Bereiches bewegt. Während mit der Beleuchtungsvorrichtung 700 eine Umrissbeleuchtung durchgeführt wird, werden Bilder des Objektes W durch die Bilderzeugungsvorrichtung 514 aufgenommen. Dann analysiert eine Analyseeinheit (nicht gezeigt) die Bilder basierend auf den Bilddaten und der Umriss und die Abmessungen des Objektes W werden gemessen.
Seit neustem werden die Abmessungen der Objekte W größer. Z. B. hat eine Anzeigepaneele als ein Objekt W eine Größe von 2500 mm × 2500 mm. Die Größe des Messtischglases 210 zum Aufsetzen eines solch großen Objektes W muss auch größer gemacht werden.
Wenn jedoch einfach das Messtischglas 210 größer gemacht wird, entsteht eine Durchbiegung auf Grund ihres Eigengewichtes. Z. B. erreicht die Durchbiegung eines Glases von 25 mm Dicke und 2500 mm × 2500 mm Größe auf Grund ihres Eigengewichtes ein Ausmaß von 0,8 mm bis 1,8 mm. Wenn das Messtischglas 210 wie oben beschrieben nachgibt, gibt das Objekt W auch nach. Deshalb entsteht ein Problem, dass die Messung nicht präzise durchgeführt werden kann.
Um sich an eine solche Durchbiegung des Messtischglases 210 anzupassen, ist es hier vorstellbar, die untere Fläche des Messtischglases 210 zu unterlegen, z. B. mit Stützen. Jedoch blockieren in diesem Fall die Stützen die Bewegung der Beleuchtungsvorrichtung 700, wodurch Bereiche aus der Reichweite kommen und so Bereiche ohne Beleuchtung erzeugt werden.
Deshalb gibt es eine starke Forderung nach einer Anordnung zum Messen eines großen Objektes W, die die Umrissbeleuchtung verwendet.
Zusammenfassung der Erfindung
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Messtisch und eine optische Messvorrichtung bereitzustellen, die in der Lage sind, die Flachheit der Messtischoberfläche sicherzustellen und die auch eine Vergrößerung erlauben.
Ein Messtisch gemäß eines Aspektes der vorliegenden Erfindung schließt folgendes ein: eine lichtdurchlässige Platte, die an der Oberseite eine Messtischoberfläche mit einer im Wesentlichen glatten Fläche, auf die ein vorbestimmtes Werkstück gestellt wird, aufweist; eine flache Lichtemissionsvorrichtung mit einer glatten Fläche, die im Wesentlichen über die gesamte untere Fläche der lichtdurchlässigen Platte bereitgestellt ist, um das Werkstück mit Umrissbeleuchtung durch die lichtdurchlässige Platte zu beleuchten; und eine Flachheitseinstellvorrichtung, die eine Unterseite der flachen Lichtemissionsvorrichtung an einer Vielzahl von Punkten unterstützt und die die Flachheit der Messtischoberfläche durch Einstellen der Höhe an einer Vielzahl von Stützpunkten einstellt, wobei die flache Lichtemissionsvorrichtung ein Material zum Emittieren von Elektrolumineszenzlicht ist.
Dieser Konfiguration ist zu eigen, dass die Flachheitseinstellvorrichtung die Flachheit der Messtischoberfläche einstellt. Entsprechend wird die Messtischoberfläche immer flach gehalten. Z. B., wenn Bilder eines Werkstückes, das auf der Messtischoberfläche sitzt, aufgenommen und gemessen werden, wird die Messgenauigkeit verbessert.
Normalerweise muss eine Beleuchtungsvorrichtung bewegt werden, um eine Umrissbeleuchtung durchzuführen. Deshalb ist ein Bewegungsmechanismus an der unteren Seite der lichtdurchlässigen Platte erforderlich.
In der vorliegenden Erfindung kann die Umrissbeleuchtung im Wesentlichen überall auf der lichtdurchlässigen Platte durchgeführt werden, ohne die Beleuchtungsvorrichtung zu bewegen, da die flache Lichtemissionsvorrichtung im Wesentlichen überall von der unteren Oberfläche der lichtdurchlässigen Platte bereitgestellt ist. Entsprechend können durch Weglassen des Bewegungsmechanismusses Kosten für Komponenten und Zusammenbau reduziert werden.
Ebenso wird durch Bereitstellen der flachen Lichtemissionsvorrichtung der Bewegungsmechanismus zum Bewegen der Beleuchtungsvorrichtung eliminiert. Entsprechend kann die Flachheitseinstellvorrichtung zum Einstellen der Flachheit der lichtdurchlässigen Platte von der Unterseite der lichtdurchlässigen Platte installiert werden. Auf diese Weise kann man die Flachheit der lichtdurchlässigen Platte erhalten, indem dessen Flachheit unter Verwendung der Flachheitseinstellvorrichtung gewährleistet wird, selbst wenn die lichtdurchlässige Platte vergrößert wird.
Z. B. kann die Umrissbeleuchtung im Wesentlichen überall über der lichtdurchlässigen Platte durchgeführt werden, während die Flachheit einer großen lichtdurchlässigen Platte selbst für eine Größe von 2500 mm Länge für eine Seite beibehalten wird. Deshalb ist die vorliegende Erfindung zum Beleuchten einer großen Anzeigepaneele oder ähnliches mit der Umrissbeleuchtung extrem geeignet.
Weiterhin muss die lichtdurchlässige Platte die Flachheit der Messtischoberfläche nicht durch die eigene Steifigkeit halten, da die Flachheitseinstellvorrichtung bereitgestellt wird. Entsprechend kann die Steifigkeit der lichtdurchlässigen Platte kleiner sein, und die Dicke der lichtdurchlässigen Platte kann dünner sein. Entsprechend können Materialkosten reduziert werden.
Die lichtdurchlässige Platte ist z. B. aus einem anorganischen Glas gebildet. Zusätzlich kann die lichtdurchlässige Platte aus z. b. einem organischen Glas, bestehend aus einem lichtdurchlässigen Harz (z. B. Acrylharz), ausgebildet sein.
Vorzugsweise kann in dem obigen Aspekt der vorliegenden Erfindung in dem Messtisch die Flachheitseinstellvorrichtung aus einer Vielzahl von Stützen bestehen, die an einer Vielzahl von vorher bestimmten Positionen an einer Unterseite der flachen Lichtemissionsvorrichtung angeordnet sind, und kann Träger aufweisen, die in der Lage sind, sich in vertikaler Richtung zu bewegen.
Die Flachheitseinstellvorrichtung, die zu dieser Konfiguration gehört, kann die Flachheit des Messtisches so einstellen, dass eine gleichmäßige Höhe gegeben ist, indem die Höhe der unteren Fläche der flachen Lichtemissionsvorrichtung an einer Vielzahl von vorbestimmten Punkten unter Verwendung der Stützen eingestellt wird.
Vorzugsweise kann in dem obigen Aspekt der vorliegenden Erfindung in dem Messtisch die Flachheitseinstellvorrichtung folgendes einschließen: eine Vielzahl von Höhendetektoren, die die Höhe an einer Vielzahl von vorher bestimmten Punkten auf der Unterseite der flachen Lichtemissionsvorrichtung erfassen; und eine Steuerung, die die Höhe an der Vielzahl von vorher bestimmten Punkten, an denen die Unterseite der flachen Lichtemissionsvorrichtung gestützt wird, basierend auf dem Erfassungsergebnis durch die Höhendetektoren, steuert.
Dieser Konfiguration ist zu eigen, dass basierend auf dem Detektionsergebnis der Höhendetektoren die Höhe der Vielzahl von vorbestimmten Punkten von der Steuerung so gesteuert werden kann, dass sie auf gleichmäßiger Höhe sind. Auf diese Weise wird die Flachheit der Messtischoberfläche immer automatisch beibehalten.
Ein Messtisch gemäß eines anderen Aspekts der vorliegenden Erfindung schließt folgendes ein: eine lichtdurchlässige Platte, die an der Oberseite eine Messtischoberfläche mit einer im wesentlichen glatten Fläche, auf die ein vorbestimmtes Werkstück gestellt wird, aufweist; eine flache Lichtemissionsvorrichtung mit einer glatten Fläche, die im Wesentlichen unter der gesamten unteren Fläche der lichtdurchlässigen Platte bereitgestellt ist, um das Werkstück mit einer Umrissbeleuchtung durch die lichtdurchlässige Platte zu beleuchten; und eine Grundplatte, die mit einer vorbestimmten Steifigkeit ausgestattet ist, die auf einer zur lichtdurchlässigen Platte gegenüberliegenden Seite bereitgestellt ist, wobei die flache Lichtemissionsvorrichtung dazwischen eingefügt ist, wobei die flache Lichtemissionsvorrichtung ein Material zum Emittieren von Elektrolumineszenzlicht ist.
Dieser Konfiguration ist zu eigen, dass die Grundplatte ihre Steifigkeit auf die lichtdurchlässige Platte überträgt, und die Flachheit der Messtischoberfläche wird beibehalten.
Ebenso kann die Steifigkeit, die durch die Grundplatte auf die lichtdurchlässige Platte übertragen wird, einen äquivalenten Effekt beim Verarbeiten einer steifen Materialoberfläche bereitstellen, und entsprechend kann die Messtischoberfläche zu einer flachen Fläche mit hoher Präzision verarbeitet werden.
Vorzugsweise kann in dem obigen Aspekt der vorliegenden Erfindung in dem Messtisch die flache Lichtemissionsvorrichtung in eine Vielzahl von Teilen unterteilt werden, und die Lichtemission wird an jedem dieser Teile unabhängig voneinander gesteuert.
Dieser Konfiguration ist zu eigen, dass nur der Bereich (Teil), der eine Beleuchtung benötigt, veranlasst werden kann, Licht zu emittieren. Folglich kann der Stromverbrauch reduziert werden verglichen mit dem Fall, wo die gesamte Oberfläche beleuchtet wird. Z. B. kann verglichen mit dem Fall, wo die gesamte Fläche mit der Größe 2500 mm × 2500 mm Licht emittieren muss, nur der notwendige Teil veranlasst werden, Licht zu emittieren. Entsprechend wird der Stromverbrauch stark reduziert. Insbesondere in dem Fall, wo die flache Lichtemissionsvorrichtung z. B. ein EL oder ähnliches ist, ist die lichtemittierende Fläche kleiner, um die selbe Beleuchtungsstärke zu erhalten, und umso kleiner ist die erforderliche Spannung. Auf diese Weise kann der Stromverbrauch bedeutend reduziert werden, indem die Lichtemissionsfläche reduziert wird.
Ebenso kann durch die Reduzierung der lichtemittierenden Fläche die Wärme von der flachen Lichtemissionsvorrichtung reduziert werden. Auf diese Weise ist es möglich, den Einfluss der Wärme, der der Messtisch und das Werkstück (z. B. ein zu messendes Objekt), das auf dem Messtisch liegt, ausgesetzt ist, zu reduzieren. Entsprechend kann die Wärmeverformung der lichtdurchlässigen Platte und des Werkstückes reduziert werden. Wenn der Messtisch z. B. in einem Messinstrument verwendet wird, kann die Messgenauigkeit verbessert werden.
Weiterhin kann dadurch, dass nur der notwendige Teil Licht emittiert, verglichen mit dem Fall, wo die gesamte große Fläche Licht emittiert, Blenden eingeschränkt werden. Entsprechend wird der Betrieb unter Verwendung des Messtisches erleichtert.
Vorzugsweise kann in dem obigen Aspekt der vorliegenden Erfindung der Messtisch weiterhin eine Lichtreflexionsplatte einschließen, die auf einer der lichtdurchlässigen Platte gegenüberliegenden Seite bereitgestellt ist, wobei die flache Lichtemissionsvorrichtung dazwischen eingefügt ist.
Dieser Konfiguration ist zu eigen, dass die Lichtreflexionsplatte auch das Licht reflektiert, das zur gegenüberliegenden Seite auf die lichtdurchlässige Platte emittiert wird; und auf diese Weise kann das gesamte Licht, das von der flachen Lichtemissionsvorrichtung emittiert wird, zur lichtdurchlässigen Platte hin orientiert werden. Deswegen wird die Beleuchtungsstärke der Umrissbeleuchtung vergrößert. Entsprechend können z. B. kleine Konturen des Werkstückes, das auf der lichtdurchlässigen Platte liegt, klar erfasst werden.
Insbesondere kann der Messtisch nicht nur vorzugsweise eine Lichtreflexionsplatte einschließen, die auf einer der lichtdurchlässigen Platte gegenüberliegenden Seite bereitgestellt ist, wobei die flache Lichtemissionsvorrichtung dazwischen eingefügt ist, sondern in dem Messtisch kann auch die flache Lichtemissionsvorrichtung vorzugsweise in eine Vielzahl von Teilen unterteilt sein und die Lichtemission wird an jedem dieser Teile unabhängig voneinander gesteuert.
Gemäß dieser Konfiguration kann eine Durchstrahlbeleuchtung erreicht werden infolge des Lichtes, das durch die Lichtreflexionsplatte reflektiert wurde, selbst in den Verbindungsbereichen der Teile der flachen Lichtemissionsvorrichtung. Entsprechend können die folgenden bemerkenswerten Effekte durch Aufteilen der flachen Lichtemissionsvorrichtung in Teile zusätzlich zu den Effekten, den Stromverbrauch und die Wärmeerzeugung zu reduzieren, erzielt werden. D. h., während dunkle Bereiche in dem Beleuchtungsbereich beleuchtet werden, können die notwendigen Teile des Werkstückes, das auf der lichtdurchlässigen Platte liegt, angemessen beleuchtet werden.
Eine optische Messvorrichtung schließt folgendes ein: einen Messtisch, eine Abbildungsvorrichtung zum Abbilden eines Werkstückes, das auf die Messtischoberfläche des Messtisches gestellt wurde; einen Bewegungsmechanismus zum Bewegen des Werkstückes und der Abbildungsvorrichtung in dreidimensionaler Richtung; und eine Analyseeinheit, die den Umriss oder die Abmessung des Werkstückes analysiert basierend auf Daten, die von der Abbildungsvorrichtung aufgenommen wurden.
Dieser Konfiguration ist zu eigen, dass die Analyseeinheit den Umriss und die Abmessungen des Werkstückes analysiert basierend auf den Bilddaten, die von der Bilderzeugungsvorrichtung aufgenommen wurden.
Da der Messtisch groß ausgelegt werden kann und die Flachheit der Messtischoberfläche beibehalten wird, ist die optische Messvorrichtung der vorliegenden Erfindung geeignet zum optischen Messen eines großen Werkstückes wie z. B. einer Anzeigepaneele mit großen Abmessungen. Weiterhin wird eingehalten, dass die Messtischoberfläche eine glatte Fläche mit hoher Präzision ist. Außerdem wird die Messeffizienz verbessert zusätzlich zur Tatsache, dass die Messgenauigkeit verbessert wird, da z. B. die Bilderzeugungsvorrichtung nur ein mal eine Brennpunktanpassung erfordert.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Schnittansicht eines Messtisches gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine perspektivische Ansicht der ersten Ausführungsform;
3 ist eine Schnittansicht eines Messtisches gemäß einer zweiten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung;
4 ist eine perspektivische Ansicht eines Messtisches gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
5 ist eine Darstellung, die eine Konfiguration einer Abwandlung 1 der vorliegenden Erfindung zeigt;
6 ist eine Darstellung, die eine interne Struktur zum Verschieben eines Trägerbalkens in der Abwandlung 1 zeigt;
7 ist eine Darstellung, die einen Messtisch als eine Modifikation der vorliegenden Erfindung zeigt, in der eine flache Lichtemissionsvorrichtung in eine Vielzahl von Teilen unterteilt ist; und
8 ist eine Darstellung, die einen Teil einer konventionellen optischen Messvorrichtung zeigt.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung veranschaulicht und beschrieben in Bezug auf die Bezugszeichen, die jeden Element zugeordnet sind.
(Erste Ausführungsform)
Eine erste Ausführungsform eines Messtisches gemäß der vorliegenden Erfindung wird beschrieben.
1 ist eine Schnittansicht eines Messtisches; und 2 ist eine perspektivische Ansicht des Messtisches.
Der Messtisch 100 schließt einen Messtischabschnitt 200, auf dem ein vorbestimmtes Werkstück W gelegt wird, und welcher das Werkstück W von dessen Unterseite beleuchtet, und einen Trägerabschnitt (Flachheitseinstellvorrichtung) 300, die den Messtischabschnitt 200 stützt und der die Flachheit des Messtisches 200 einstellt, ein.
Der Messtischabschnitt 200 schließt ein Messtischglas (lichtdurchlässige Platte) 210 mit einer Messtischoberfläche 211 auf dessen oberen Oberfläche, wobei die Messtischoberfläche 211 zu einer glatten Fläche bearbeitet wird, eine flache Lichtemissionsvorrichtung 220, die im Wesentlichen überall unter das Messtischglas 210 an der unteren Oberfläche des Messtischglases 210 gebondet ist, und eine Lichtreflexionsplatte 230, die an die untere Oberfläche der flachen Lichtemissionsvorrichtung 220 gebondet ist, ein.
Das Messtischglas 210 ist eine Glasplatte mit relativ großer Fläche von z. B. 2500 mm × 2500 mm. Es ist nicht erforderlich, dass die Dicke so groß ist. Z. B. reicht eine Dicke von ungefähr 10 mm bis 25 mm den Ansprüchen.
Die flache Lichtemissionsvorrichtung 220 wird aus einem lichtemittierenden Material mit einer glatten Fläche gebildet, die das Licht emittiert, wenn eine vorbestimmte Spannung angelegt wird. Z. B. kann organische oder anorganische EL (Elektrolumineszenz) für solch eine flache Lichtemissionsvorrichtung 220 verwendet werden. Die Spannung wird an die flache Lichtemissionsvorrichtung 220 von einer vorbestimmten Ansteuerschaltung (nicht gezeigt) angelegt, die die Lichtemission der flachen Lichtemissionsvorrichtung 220 kontrolliert.
Die Lichtreflexionsplatte 230 ist eine dünne Platte zum Reflektieren des Lichtes; dadurch wird das Licht, das von der flachen Lichtemissionsvorrichtung 220 emittiert wurde, in Richtung Messtischglas 210 reflektiert.
Die Stützeinheit 300 schließt eine Vielzahl von Stützen (Träger) 310 ein, die gleichmäßig unter der unteren Oberfläche der Lichtreflexionsplatte 230 angeordnet sind, ein. Z. B. sind in 2 die Stützen 310 an vier Ecken und in der Mitte des Messtischabschnittes 200 angeordnet. Jeder der Stützen 310 schließt einen Stab (Träger) 311, der in Kontakt mit der unteren Oberfläche der Lichtreflexionsplatte 230 gebracht wird, und der den Messtischabschnitt 200 stützt, und eine zylindrische Halterung 312, die den Stab 311 in vertikaler Richtung beweglich hält, ein. Der Messtisch ist auf einer vorbestimmten fixierten Oberfläche 900 installiert.
Der Betrieb der ersten Ausführungsform mit solch einer Konfiguration wird jetzt beschrieben.
Vor der Durchführung der Umrissbeleuchtung für ein bestimmtes Werkstück W wird zur allererst die Flachheit der Messtischoberfläche 211 überprüft. Wenn die Flachheit der Messtischoberfläche 211 außerhalb des erlaubten Bereiches liegt, z. B. wegen der Tatsache, dass der zentrale Bereich auf Grund einer Durchbiegung des Messtischglases 210 hohl ist, wird die Flachheit des Messtischglases 210 durch Bewegen der Stäbe 311 der Stützen 310 in vertikaler Richtung eingestellt.
Wenn die Messtischoberfläche 211 zu einer glatten Fläche eingestellt worden ist, die frei von Ungleichmäßigkeiten oder Welligkeiten ist, wird das Werkstück W auf die Messtischoberfläche 211 gelegt und die flache Lichtemissionsvorrichtung 220 wird mit Energie versorgt, um Licht zu emittieren. Danach wird das Werkstück W mit der Umrissbeleuchtung durch das Messtischglas 210 beleuchtet.
Gemäß der ersten Ausführungsform, wie oben beschrieben, erhält man die folgenden Effekte.

(1) Da die Flachheit der Messtischoberfläche 211 unter Verwendung der Stützen 310 des Stützabschnittes 300 eingestellt werden kann, kann die Messtischoberfläche 211 immer flach gehalten werden. Selbst wenn das Messtischglas 210 vergrößert wird, kann durch Einstellen der Flachheit der Fläche unter Verwendung der Stützen 310 die Flachheit der Messtischoberfläche 211 gewährleistet werden.
(2) Da die flache Lichtemissionsvorrichtung 220 im Wesentlichen unter der gesamten Oberfläche des Messtischglases 210 bereitgestellt ist, kann im Wesentlichen die gesamte Oberfläche des Messtischglases 210 z. B. für die Umrissbeleuchtung beleuchtet werden, ohne die Beleuchtungsvorrichtung zu bewegen. Entsprechend können durch Eliminierung des Bewegungsmechanismusses die Kosten für die Komponenten und den Zusammenbau reduziert werden.

Als nächstes wird ein Messtisch gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Die grundsätzliche Konfiguration der zweiten Ausführungsform ist identisch zu der der ersten Ausführungsform, ist jedoch durch die Konfiguration eines Stützabschnittes als eine Flachheitseinstellvorrichtung charakterisiert.
3 ist eine Schnittansicht der zweiten Ausführungsform. Mit Bezug auf 3 schließt ein Trägerabschnitt 400 folgendes ein: eine Vielzahl von Stützen 410, die an vorbestimmten Positionen angeordnet sind, Verschiebungsmessvorrichtungen (Höhendetektoren) 420 zum Messen der Durchbiegung des Messtischabschnittes 200, die unter der unteren Oberfläche des Messtischabschnittes 200 angeordnet sind, und eine Steuerung 430 zum Steuern der vertikalen Bewegung der Stützen 410 basierend auf dem Messergebnis der Verschiebungsmessvorrichtungen 420.
Die Stütze 410 schließt einen Stab 411 zum Stützen des Messtischbereiches 200 an einer vorbestimmten Position und einen Antriebsbereich 412 zum Antreiben des Stabes in vertikaler Richtung ein. Der Antriebsbereich 412 wird z. B. durch einen Motor gebildet.
Die Verschiebungsmessvorrichtung 420 besteht z. B. aus einem elektrischen Mikrometer. Eine Vielzahl von Verschiebungsmessvorrichtungen 420 sind an vorbestimmten Positionen unter der unteren Oberfläche des Messtischbereiches 200 angeordnet.
In der oben beschriebenen Konfiguration bewegt die Steuerung 430 die Stäbe 411 der Stütze 410 in vertikaler Richtung basierend auf dem Messergebnis der Verschiebungsmessvorrichtungen 420, wenn eine Biegung oder ähnliches des Messtischbereiches 200 durch die Verschiebungsmessvorrichtung 420 gemessen wird, um die Messtischoberfläche 211 so zu steuern, dass sie eine glatte Fläche bildet, die frei von Ungleichmäßigkeiten oder Welligkeiten ist.
Entsprechend der zweiten Ausführungsform, wie sie oben beschrieben wurde, erhält man zusätzlich zu den Effekten der ersten Ausführungsform den folgenden Effekt.

(3) Basierend auf dem Detektionsergebnis der Verschiebungsmessvorrichtungen 420 steuert die Steuerung 430 die vertikale Bewegung des Stabes 411, so dass die Höhe an einer Vielzahl von Punkten des Messtischbereiches 200 zueinander gleich ist. Entsprechend ist automatisch immer die Flachheit der Messtischoberfläche 211 gewährleistet. Z. B. biegt sich auch das Messtischglas 210 mit einer Seitenlänge von 2500 mm in seinem Mittenbereich in einem Ausmaß von 0,8 bis 1,8 mm durch, wodurch es schwierig ist, die Stützen manuell einzustellen. Da die Stützen 410 automatisch angetrieben und durch die Steuerung 430 gesteuert werden, kann die Flachheit der Messtischoberfläche 211 präzise eingestellt werden.

Als nächstes wird ein Messtisch gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Die Basiskonfiguration der dritten Ausführungsform ist identisch zu der der ersten Ausführungsform, ist jedoch durch die Konfiguration der Flachheitseinstellvorrichtung charakterisiert.
Mit Bezug auf 4 schließt ein Messtisch 100 folgendes ein: ein Messtischglas 210, eine flache Lichtemissionsvorrichtung 220, die an die untere Oberfläche des Messtischglases 210 gebondet ist und eine Grundplatte 240, die an die untere Oberfläche der flachen Lichtemissionsvorrichtung 220 gebondet ist.
Die Grundplatte 240 ist aus einem harten Plattenmaterial hergestellt; z. B. dient eine Platte mit Granitoberfläche als ein Beispiel. Die Grundplatte 240 funktioniert als eine Lichtreflexionsplatte zum Reflektieren des Lichtes von der flachen Lichtemissionsvorrichtung 220 in Richtung des Messtischglases 210 und dient auch als eine Flachheitseinstelivorrichtung zum Gewährleisten der Flachheit des Messtischglases 210.
Gemäß der dritten Ausführungsform, wie sie oben beschrieben wurde, kann zusätzlich zu den Effekten der vorherigen Ausführungsformen der folgende Effekt erzielt werden.

(4) Auf Grund der Steifigkeit der Grundplatte 240 wird das Messtischglas 210 mit Steifigkeit ausgestattet; auf diese Weise wird die Flachheit der Messtischoberfläche 211 gewährleistet. Und da durch die Grundplatte 240 dem Messtischglas 210 Steifigkeit verliehen wird, kann die Messtischoberfläche 211 zu einer glatten Fläche mit hoher Präzision bearbeitet werden.

(Modifikation 1)
Als nächstes wird eine optische Messvorrichtung als eine Modifikation 1 der vorliegenden Erfindung beschrieben, die einen Messtisch verwendet.
5 zeigt eine Konfiguration eines optischen Messsystems 500 als eine optische Messvorrichtung. Das optische Messsystem 500 schließt eine optische Messvorrichtung, eine Steuereinheit 520, eine Eingabeeinheit 530 und eine Ausgabeeinheit 540 ein.
Die optische Messvorrichtung 510 schließt einen Konsolentisch 511, der als eine Basis dient, einen Messtischbereich 512, der auf dem Konsolentisch 511 angeordnet ist, auf dem ein Werkstück W gelegt wird, eine Bilderzeugungsvorrichtung 514 zum Abbilden des Werkstückes W und ein Bewegungsmechanismus 515, der die bilderzeugende Vorrichtung 514 und das Werkstück W in dreidimensionalen Richtungen bewegt, ein.
Der Messtischabschnitt 512 schließt eine Basis 513 mit einer Aufnahmeaussparung, die nach oben geöffnet ist, und einen Messtisch 100, der in der Aufnahmeaussparung auf der Basis 513 bereitgestellt ist, ein.
Was den Messtisch 100 betrifft, kann einer der Messtische, die soweit in der ersten, zweiten und dritten Ausführungsform beschrieben wurde, verwendet werden.
Was die Bilderzeugungsvorrichtung 514 betrifft, kann z. B. eine CCD-Kamera verwendet werden.
Der Bewegungsmechanismus 515 schließt Trägerbalkenstützen 516 und 516, die vertikal auf beiden Seitenrändern der Basis 513 bereitgestellt sind, so dass sie vor- und rückwärts bewegbar sind, einen X-Trägerbalken 517, der von den oberen Enden der Trägerbalkenstützen 516 und 516 gestützt wird, und einen Z-Gleiter 518, der in dem X-Trägerbalken 517 angeordnet ist, so dass er darauf gleiten kann, ein.
Die Bilderzeugungsvorrichtung 514 ist an dem vorderen Ende des Z-Gleiters 518 angebracht, so dass sie vertikal von dem Z-Gleiter 518 herabhängt.
Was die Konfiguration betrifft, Trägerbalkenstützen 516 und 516 so bereitzustellen, dass sie entlang der Seiten der Basis 513 (in der X-Richtung) beweglich sind, wird hier die folgende Konfiguration als ein Beispiel gegeben. Und zwar werden, wie in der 6 gezeigt ist, die eine interne Struktur zeigt, die Trägerbalkenstützen 516 durch Führungsschienen 519 auf beiden Seiten des Konsolentisches 511 gestützt und stehen im Eingriff mit Führungsschrauben 519B, um die Trägerbalkenstützen 516 zu bewegen. Anzumerken ist, dass solch eine Konfiguration verwendet werden kann, dass die Trägerbalkenstützen 516 und 516 an der Basis 513 fixiert sind, und der Messtisch 100 gleitet, so dass er sich innerhalb der Aufnahmeaussparung (in Y-Richtung) bewegt.
Die Steuereinheit 520 schließt eine Bewegungssteuerung 521, die die Bewegung des Bewegungsmechanismusses 515 steuert, und einen Hostrechner 522, der den Umriss und die Abmessungen des Werkstückes W basierend auf dem Bild, das von der Bilderzeugsvorrichtung 514 aufgenommen wurde, ein.
Anzumerken ist, dass die Bewegungssteuerung 521 so ausgelegt sein kann, dass sie die Stützen (310, 410) des Messtisches 100 steuern kann, um die Flachheit der Messtischoberfläche 211 einzustellen, oder um die Spannung, die an die flache Lichtemissionsvorrichtung 220 angelegt werden muss, zu steuern, um die Lichtemission der flachen Lichtemissionsvorrichtung 220 zu steuern.
Was die Eingabeeinheit 530 betrifft, wird eine Tastatur oder ähnliches als ein Beispiel gegeben; was die Ausgabeeinheit betrifft, wird ein Monitor, ein Drucker oder ähnliches als ein Beispiel gegeben.
Der Betrieb der Modifikation 1 mit solch einer Konfiguration wird jetzt beschrieben. Zuerst wird ein Werkstück W auf die Messtischoberfläche 211 des Messtisches 100 gelegt. Auf Grund der Flachheitseinstellvorrichtung (Trägerabschnitt) wird die Flachheit der Messtischoberfläche 211 eingestellt, so dass sie eine glatte Fläche ergibt, die frei von Unebenheiten und Welligkeiten ist.
In diesen Zustand wird die Umrissbeleuchtung von der unteren Oberfläche des Werkstückes W durch Lichtemission der flachen Lichtemissionsvorrichtung 220 durch das Messtischglas 210 durchgeführt.
Durch eine Betriebssteuerung durch die Bewegungssteuerung 521 wird der Bewegungsmechanismus 515 angesteuert und die Bilderzeugungsvorrichtung 514 wird gemäß der zu messenden Fläche in dem Werkstück W bewegt. Und dann nimmt die Bilderzeugungsvorrichtung 514 Bilder des Werkstückes W auf.
Die Analyseeinheit (nicht gezeigt) des Hostcomputers 522 analysiert die Bilddaten, und der Umriss und die Abmessungen des Werkstückes W werden durch die Ausgabeeinheit 540 ausgegeben.
Gemäß der Modifikation 1, die wie oben beschrieben konfiguriert ist, erhält man zusätzlich zu den Effekten der Ausführungsformen, die bis dahin beschrieben wurden, folgenden Effekt.

(5) Da es möglich ist, einen großen Messtisch 100 zu bilden und die Flachheit der Messtischoberfläche 211 beizubehalten, kann die optische Messung eines großen Werkstückes W z. B. eines großen Anzeigepaneeles durchgeführi werden. Und da sichergestellt wird, dass die Messtischoberfläche 211 eine glatte Fläche mit hoher Präzision ist, ist nur eine einmalige Fokuseinstellung der Bilderzeugungsvorrichtung 514 erforderlich zusätzlich zur Tatsache, dass die Messgenauigkeit verbessert wird. Als ein Ergebnis wird die Messeffizienz verbessert.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Alle Modifikationen, Verbesserungen innerhalb des Bereiches, wo der Gegenstand der vorliegenden Erfindung angesiedelt ist, sollten in der vorliegenden Erfindung eingeschlossen sein.
Z. B. kann die lichtdurchlässige Platte zusätzlich zu einem anorganischen Glas aus einem organischen Glas gefertigt sein.
Auch könnte die folgende Konfiguration verwendet werden. Und zwar kann das Messtischglas, die flache Lichtemissionsvorrichtung und die Lichtreflexionsplatte in eine Vielzahl von Teilen mit Kachelformen unterteilt sein, und die Steuerung der Lichtemission durch die flache Lichtemissionsvorrichtung und die Steuerung der Höhenanpassung durch die Stützen werden für jeden Teil unabhängig durchgeführt. Wenn die flache Lichtemissionsvorrichtung in eine Vielzahl von Teilen unterteilt ist, wie in 7 gezeigt ist, ist es bevorzugt, eine Lichtreflexionsplatte an der gegenüberliegenden Seite des Messtischglases bereitzustellen, die die flache Lichtemissionsvorrichtung einfügt, um dunkle Bereiche zu vermeiden, die in den Übergangsbereichen zwischen den Teilen entstehen.
Als eine Modifikation wird ein Beispiel gegeben, in dem der Messtisch in eine optische Messvorrichtung eingefügt ist. Es muss nicht erwähnt werden, dass zusätzlich zu dem obigen, der Messtisch in z. B. einem optischen Messinstrument, wie z. B. einem Mikroskop oder ähnlichem, eingebaut sein kann.

Claims

Messtisch (100), der folgendes umfasst: eine lichtdurchlässige Platte (210), die an der Oberseite eine Messtischoberfläche (211) mit einer im Wesentlichen glatten Fläche, auf die ein vorbestimmtes Werkstück (W) gestellt wird, aufweist; eine flache Lichtemissionsvorrichtung (220) mit einer glatten Fläche, die im Wesentlichen über die gesamte untere Fläche der lichtdurchlässigen Platte (210) bereitgestellt ist, um das Werkstück (W) mit Umrissbeleuchtung durch die lichtdurchlässige Platte (210) zu beleuchten; eine Flachheiteinstellvorrichtung (300), die eine Unterseite der flachen Lichtemissionsvorrichtung (220) an einer Vielzahl von Punkten unterstützt und die die Flachheit der Messtischoberfläche (211) durch Einstellen der Höhe an einer Vielzahl von Stützpunkten einstellt, wobei die flache Lichtemissionsvorrichtung ein Material zum emittieren von Elektrolumineszenzlicht ist.
Messtisch (100) nach Anspruch 1, worin die Flachheiteinstellvorrichtung (300) aus einer Vielzahl von Stützen (310), die an einer Vielzahl von vorher bestimmten Positionen an einer Unterseite der flachen Lichtemissionsvorrichtung (220) angeordnet sind, und Trägem (311), die in der Lage sind, sich in vertikaler Richtung zu bewegen, besteht.
Messtisch (100) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die Flachheiteinstellvorrichtung (300) folgendes einschließt: eine Vielzahl von Höhendetektoren (420), die die Höhe an einer Vielzahl von vorher bestimmten Punkten auf der Unterseite der flachen Lichtemissionsvorrichtung (220) erfassen; und eine Steuerung (430), die die Höhe an der Vielzahl von vorher bestimmten Punkten, an denen die Unterseite der flachen Lichtemissionsvorrrichtung (220) gestützt wird, basierend auf einem Erfassungsergebnis durch die Höhendetektoren (420) steuert.
Messtisch (100), der folgendes umfasst: eine lichtdurchlässige Platte (210), die an der Oberseite eine Messtischoberfläche (211) mit einer im Wesentlichen glatten Fläche, auf die ein vorbestimmtes Werkstück (W) gestellt wird, aufweist; eine flache Lichtemissionsvorrichtung (220) mit einer glatten Fläche, die im Wesentlichen über die gesamte untere Fläche der lichtdurchlässigen Platte (210) bereitgestellt ist, um das Werkstück (W) mit Umrissbeleuchtung durch die lichtdurchlässige Platte (210) zu beleuchten; und eine Grundplatte (240), die mit einer vorbestimmten Steifigkeit ausgestattet ist, die auf einer der lichtdurchlässigen Platte (210) gegenüberliegenden Seite bereitgestellt ist, wobei die flache Lichtemissionsvorrichtung (220) dazwischen eingefügt ist, wobei die flache Lichtemissionsvorrichtung ein Material zum Emittieren von Elektrolumineszenzlicht ist.
Messtisch (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die flache Lichtemissionsvorrichtung (220) in eine Vielzahl von Teilen unterteilt ist, und Lichtemission an jedem dieser Teile unabhängig voneinander gesteuert wird.
Messtisch (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, der weiterhin eine Lichtreflexionsplatte (230) umfasst, die auf einer der lichtdurchlässigen Platte (210) gegenüberliegenden Seite bereitgestellt ist, wobei die flache Lichtemissionsvorrichtung (220) dazwischen eingefügt ist.
Optische Messvorrichtung (500), die folgendes umfasst: den Messtisch (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6; eine Abbildungsvorrichtung (514), zum Abbilden eines Werkstückes (W), das auf die Messtischoberfläche (211) des Messtisches (100) gestellt wurde; einem Bewegungsmechanismus (515) zum Bewegen des Werkstücks (W) und der Abbildungsvorrichtung (514) in dreidimensionaler Richtung; und eine Analyseeinheit, die den Umriss oder die Abmessungen des Werkstücks (W) analysiert basierend auf Daten, die von der Abbildungsvorrichtung (514) aufgenommen wurden.