JP2005300271A - Projection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、投影装置に関する。詳しくは、ワークの画像をスクリーンに投影する投影装置に関する。 The present invention relates to a projection apparatus. Specifically, the present invention relates to a projection apparatus that projects an image of a workpiece onto a screen.
従来の投影装置は、ワークが載置されるテーブルと、ワークの画像を投影するワーク画像投影光学系と、ワーク画像投影光学系によって投影されるワークの画像が映写される回転スクリーンとを備える(例えば、特許文献1参照)。 A conventional projection apparatus includes a table on which a workpiece is placed, a workpiece image projection optical system that projects an image of the workpiece, and a rotary screen on which an image of the workpiece projected by the workpiece image projection optical system is projected ( For example, see Patent Document 1).
テーブルは、水平面の直交二軸方向(X軸方向、Y軸方向)に移動可能である。回転スクリーンが鉛直姿勢で配置される場合、テーブルがX軸方向に移動されると、回転スクリーンに映写されるワークの画像は水平方向(左右方向)に移動され、また、テーブルがY軸方向に移動されると、回転スクリーンに映写されるワークの画像は鉛直方向(上下方向)に移動される。 The table is movable in two orthogonal directions (X-axis direction and Y-axis direction) on the horizontal plane. When the rotating screen is arranged in a vertical posture, when the table is moved in the X-axis direction, the image of the work projected on the rotating screen is moved in the horizontal direction (left-right direction), and the table is moved in the Y-axis direction. When moved, the image of the work projected on the rotating screen is moved in the vertical direction (vertical direction).
回転スクリーンは、円形のスクリーン枠に嵌合され、スクリーン枠に支持されて回転することができる。また、回転スクリーンは、互いに直交する二つの線分によって形成される十字線を有している。この二つの線分の交点は、回転スクリーンの回転中心と一致されている。 The rotating screen is fitted into a circular screen frame and can be supported by the screen frame and rotated. The rotating screen has a cross line formed by two line segments orthogonal to each other. The intersection of the two line segments coincides with the rotation center of the rotating screen.
スクリーン枠には指標が設けられる。この指標は、例えば、鉛直方向を向いた線分形状に形成され、回転スクリーンの回転中心を通る鉛直線上、回転中心よりも下方の位置に形成される。指標は、回転スクリーンを所定姿勢に調整するための目印となるものである。所定姿勢とは、回転スクリーンに形成される十字線を構成する二つの線分が、それぞれ、水平方向、鉛直方向を向いている姿勢をいう。回転スクリーンを適宜回転させることによって、十字線を構成する二つの線分のうちいずれか一方の線分を、指標の線分形状の延長線上に位置させることとすれば、回転スクリーンを前記所定姿勢に調整することができる(いわゆる、十字線合わせ)。 An indicator is provided on the screen frame. This index is formed, for example, in a line segment shape facing in the vertical direction, and is formed at a position below the rotation center on the vertical line passing through the rotation center of the rotary screen. The index serves as a mark for adjusting the rotary screen to a predetermined posture. The predetermined posture refers to a posture in which two line segments forming a cross line formed on the rotary screen are oriented in the horizontal direction and the vertical direction, respectively. By appropriately rotating the rotating screen, one of the two line segments constituting the crosshair is positioned on the extension line of the line segment shape of the index. (So-called crosshair alignment).
また、回転スクリーンの回転角度を検出するための回転角度検出手段と、テーブルのX軸方向移動量、Y軸方向移動量のそれぞれを検出する移動量検出手段とが設けられる。このように検出される回転スクリーンの回転角度、テーブルのX軸方向移動量、Y軸方向移動量は、それぞれ、表示部に表示される Further, a rotation angle detection means for detecting the rotation angle of the rotary screen and a movement amount detection means for detecting each of the movement amount of the table in the X-axis direction and the movement amount in the Y-axis direction are provided. The rotation angle of the rotary screen, the amount of movement of the table in the X-axis direction, and the amount of movement of the Y-axis direction detected in this way are displayed on the display unit.
この投影装置では、回転スクリーンにワークの画像を映写させることができるとともに、このワーク画像を利用して、ワークについての角度測定、寸法測定を行うことができる。 In this projection apparatus, an image of a workpiece can be projected on a rotating screen, and angle measurement and dimension measurement can be performed on the workpiece using the workpiece image.
角度測定にあたっては、まず、テーブルを適宜移動させ、ワーク画像における測定角の頂点部分を十字線の中心に一致させる。次に、回転スクリーンを回転させ、十字線の一方の線分を測定角の一方の直線部から他方の直線部へと回転移動させる。このときの回転角度を表示部で読み取ることにより、ワークの角度測定が可能である。 In measuring the angle, first, the table is moved as appropriate so that the apex of the measurement angle in the work image coincides with the center of the crosshair. Next, the rotary screen is rotated, and one line segment of the crosshair is rotated and moved from one straight line portion of the measurement angle to the other straight line portion. The angle of the workpiece can be measured by reading the rotation angle at this time on the display unit.
また、寸法測定にあたっては、まず、指標を目印として回転スクリーンを回転させ、十字線の各線分が、それぞれ、水平、鉛直方向を向くようにする。次に、テーブルを移動させ、十字線の一方の線分を目印として、ワーク画像を測定寸法に相当する距離だけ移動させる。そして、このときのテーブルの移動量を表示部で読み取ることにより、ワークの寸法を測定することができる。 In measuring the dimensions, first, the rotary screen is rotated with the index as a mark so that each line segment of the cross line faces in the horizontal and vertical directions, respectively. Next, the table is moved, and the workpiece image is moved by a distance corresponding to the measurement dimension using one of the cross-hairs as a mark. And the dimension of a workpiece | work can be measured by reading the movement amount of the table at this time with a display part.
以上に述べた投影装置においては、指標がスクリーン枠に設けられている。スクリーン枠には厚みがあるから、その厚みの分だけ、指標は、使用者から見て回転スクリーンのスクリーン面よりも手前側に位置される。そのため、指標を目印として十字線合わせをする際に、使用者の視線方向によって視差が生じてしまうという問題がある。すなわち、使用者の視線方向が回転スクリーンのスクリーン面に対して垂直であれば、スクリーン枠に設けられる指標とスクリーン面上の十字線との間に視差は生じないが、視線方向がスクリーン面に対して垂直でない場合には、指標と十字線との間に視差が生じてしまう。このように視差が生じている状態では、正確に十字線合わせをすることが困難になる。十字線合わせの精度は、ワークの寸法測定の精度に関わっているから、前記のような構成の従来の投影装置においては、ワークの寸法測定の精度が低くなってしまう可能性がある。 In the projection apparatus described above, the index is provided on the screen frame. Since the screen frame has a thickness, the indicator is positioned in front of the screen surface of the rotary screen as viewed from the user. Therefore, there is a problem in that parallax occurs depending on the user's line-of-sight direction when performing crosshair alignment using the index as a mark. That is, if the user's line-of-sight direction is perpendicular to the screen surface of the rotating screen, no parallax occurs between the index provided on the screen frame and the crosshair on the screen surface, but the line-of-sight direction is on the screen surface. On the other hand, if it is not vertical, parallax occurs between the index and the crosshair. In such a state where parallax is generated, it is difficult to accurately perform crosshair alignment. Since the accuracy of crosshair alignment is related to the accuracy of workpiece dimension measurement, in the conventional projection apparatus having the above-described configuration, the accuracy of workpiece dimension measurement may be lowered.
また、正確な十字線合わせをしようとすると、使用者は投影装置に対して正対し、かつ、回転スクリーンのスクリーン面に対して垂直に視線方向を向けなければならない。投影装置の設置環境によっては、使用者が投影装置に対して正対することが困難な場合もあるので、前記のような構成の従来の投影装置では使い勝手が良くない。 In addition, in order to perform accurate crosshair alignment, the user must face the projection apparatus and direct the line-of-sight direction perpendicular to the screen surface of the rotary screen. Depending on the installation environment of the projection apparatus, it may be difficult for the user to face the projection apparatus. Therefore, the conventional projection apparatus having the above configuration is not easy to use.
本発明の目的は、指標画像に基づいて、回転スクリーンを正確かつ容易に所定姿勢に調整することができる投影装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a projection device that can accurately and easily adjust a rotary screen to a predetermined posture based on an index image.
本発明の投影装置は、ワークが載置されるテーブルと、このテーブルと相対移動可能に設けられ前記ワークの画像を投影するワーク画像投影光学系と、このワーク画像投影光学系によって投影される前記ワークの画像が映写されるとともに、線分または少なくとも2つの点によって構成される基準マークを有し、かつ、回転可能に設けられる回転スクリーンと、前記基準マークとの相対位置関係に基づいて、前記回転スクリーンを所定姿勢に調整するための指標となる指標画像を、前記回転スクリーンに投影する指標画像投影光学系が、前記ワーク画像投影光学系とは別に設けられることを特徴とする。 The projection apparatus of the present invention includes a table on which a workpiece is placed, a workpiece image projection optical system that is provided so as to be relatively movable with respect to the table, and projects the image of the workpiece, and the workpiece image projection optical system projects the projection Based on the relative positional relationship between the reference mark and the reference mark, which includes a reference mark constituted by a line segment or at least two points, and a rotation screen provided so that the image of the workpiece is projected. An index image projection optical system for projecting an index image serving as an index for adjusting the rotary screen to a predetermined posture on the rotary screen is provided separately from the work image projection optical system.
この投影装置では、回転スクリーンにワークの画像を映写させることができるとともに、このワーク画像を利用して、ワークについての角度測定、寸法測定を行うことができる。 In this projection apparatus, an image of a workpiece can be projected on a rotating screen, and angle measurement and dimension measurement can be performed on the workpiece using the workpiece image.
ワークについての角度測定をするにあたっては、まず、テーブルとワーク画像投影光学系とを適宜相対移動させることによってワーク画像を移動させ、ワーク画像の測定角の頂点部分を回転スクリーンの回転中心に一致させる。
次に、回転スクリーンを回転させ、基準マークの特徴部分を測定角の一方の直線部から他方の直線部へと回転移動させる。なお、基準マークの特徴部分とは、例えば、基準マークが線分によって構成されているのであればその線分の一端点、基準マークが複数の点によって構成されているのであればそのうちの少なくとも一点、などのことをいう。このときの回転スクリーンの回転角度は測定角度と等しいので、使用者は、回転スクリーンの回転角度を測定することによって、ワークの角度測定を行うことができる。
In measuring the angle of the workpiece, first, the workpiece image is moved by appropriately moving the table and the workpiece image projection optical system as appropriate, and the vertex portion of the measurement angle of the workpiece image is made to coincide with the rotation center of the rotating screen. .
Next, the rotating screen is rotated, and the characteristic portion of the reference mark is rotated and moved from one linear portion of the measurement angle to the other linear portion. Note that the characteristic portion of the reference mark is, for example, one end point of the line segment if the reference mark is formed of a line segment, or at least one point of the reference mark is formed of a plurality of points. , Etc. Since the rotation angle of the rotary screen at this time is equal to the measurement angle, the user can measure the workpiece angle by measuring the rotation angle of the rotary screen.
ワークについての寸法測定をするにあたっては、まず、回転スクリーンに映写される指標画像を目印として回転スクリーンを回転させ、指標画像と基準マークとの相対位置関係に基づいて、回転スクリーンを所定姿勢に調整する。
ここで、回転スクリーンの所定姿勢とは、基準マークが線分から構成される場合には、この線分の方向と、寸法測定時におけるワーク画像の移動方向とが直交される関係をいい、また、基準マークが複数の点から構成される場合には、この複数の点から任意に選択される2つの点を結ぶ線分の方向と、寸法測定時におけるワーク画像の移動方向とが直交される関係をいう。
When measuring the dimensions of a workpiece, first, the rotating screen is rotated using the index image projected on the rotating screen as a mark, and the rotating screen is adjusted to a predetermined posture based on the relative positional relationship between the index image and the reference mark. To do.
Here, the predetermined orientation of the rotary screen means that when the reference mark is composed of a line segment, the direction of the line segment is orthogonal to the moving direction of the workpiece image during dimension measurement. When the reference mark is composed of a plurality of points, the relationship between the direction of the line connecting two points arbitrarily selected from the plurality of points and the moving direction of the workpiece image during dimension measurement are orthogonal Say.
次に、テーブルとワーク画像投影光学系とを相対移動させ、基準マークを目印として、ワーク画像を測定寸法に相当する距離だけ移動させる。このときのテーブルとワーク画像投影光学系との相対移動量は、測定したいワークの寸法に等しくなるから、使用者は、この相対移動量を測定することによって、ワークについての寸法測定を行うことができる。 Next, the table and the workpiece image projection optical system are moved relative to each other, and the workpiece image is moved by a distance corresponding to the measurement dimension using the reference mark as a mark. Since the relative movement amount between the table and the workpiece image projection optical system at this time is equal to the dimension of the workpiece to be measured, the user can measure the dimension of the workpiece by measuring the relative movement amount. it can.
この発明では、指標画像投影光学系によって、回転スクリーン上に指標画像が映写される。すると、指標画像、基準マークは、ともに、回転スクリーンのスクリーン面上に存在していることになるから、指標画像と基準マークとの間には、従来のような視差が生じることがない。
そのため、本発明によれば、指標画像と基準マークとの間に視差が存在しないために、指標画像と基準マークとの相対位置関係に基づいて、回転スクリーンを所定姿勢に調整する作業を精度良く行うことができる。そして、それに伴い、ワークの寸法測定の精度を向上させることができる。
In the present invention, the index image is projected on the rotating screen by the index image projection optical system. Then, since both the index image and the reference mark exist on the screen surface of the rotating screen, the conventional parallax does not occur between the index image and the reference mark.
Therefore, according to the present invention, since there is no parallax between the index image and the reference mark, the operation of adjusting the rotary screen to a predetermined posture based on the relative positional relationship between the index image and the reference mark is accurately performed. It can be carried out. Accordingly, the accuracy of workpiece dimension measurement can be improved.
また、本発明によれば、指標画像と基準マークとの間に視差がないことにより、使用者は、投影装置に対して正対しなくても、また、回転スクリーンのスクリーン面に対して垂直に視線方向を向けなくても、指標画像と基準マークとの相対位置関係に基づいて回転スクリーンを所定姿勢に調整する作業を正確に行うことができる。したがって、本発明によれば、使い勝手の良い投影装置を提供することができる。 In addition, according to the present invention, since there is no parallax between the index image and the reference mark, the user does not face the projection apparatus and is perpendicular to the screen surface of the rotary screen. Even without directing the line-of-sight direction, it is possible to accurately perform the operation of adjusting the rotary screen to a predetermined posture based on the relative positional relationship between the index image and the reference mark. Therefore, according to the present invention, an easy-to-use projection apparatus can be provided.
本発明では、前記指標画像投影光学系は、照明手段と、この照明手段によって照明される指標板とを備え、前記指標板は、基板と、この基板に形成される指標部とを備え、前記基板および前記指標部のいずれか一方は透光性を備え、前記基板および前記指標部のいずれか他方は遮光性を備え、前記照明手段によって照明され前記回転スクリーンに投影される前記指標部の画像が前記指標画像を構成することが好ましい。 In the present invention, the index image projection optical system includes an illumination unit and an index plate illuminated by the illumination unit, and the index plate includes a substrate and an index unit formed on the substrate, One of the substrate and the indicator portion has a light-transmitting property, and the other of the substrate and the indicator portion has a light-shielding property, and is an image of the indicator portion that is illuminated by the illumination unit and projected onto the rotating screen. Preferably constitutes the index image.
この発明では、指標板が照明手段によって照明されることによって、指標板の指標部の画像が回転スクリーンに投影され、指標画像を構成する。指標部が透光性を備え、基板が遮光性を備えている場合には、照明手段から出射され指標部を透過された光が、そのまま、回転スクリーン上において指標画像を構成する。一方、指標部が遮光性を備え、基板が透光性を備えている場合には、照明手段から出射された光が指標部において遮断されたことによって生じる影が回転スクリーンに投影され、指標画像を構成する。 In the present invention, the indicator plate is illuminated by the illumination means, whereby the image of the indicator portion of the indicator plate is projected onto the rotary screen to constitute the indicator image. When the indicator portion has translucency and the substrate has light shielding properties, the light emitted from the illumination means and transmitted through the indicator portion forms an indicator image on the rotary screen as it is. On the other hand, when the indicator portion has a light shielding property and the substrate has a light transmitting property, a shadow generated by the light emitted from the illumination unit being blocked by the indicator portion is projected onto the rotating screen, and the indicator image Configure.
この発明によれば、指標板における指標部の大きさ、形状を調整することによって、望ましい大きさ、形状の指標画像を回転スクリーンに投影させることができるから便利である。
また、指標画像の大きさ、形状は、主として指標部の大きさ、形状によって決定される。指標部の大きさ、形状が決まっていれば、照明装置としてどのようなものを選択しても、指標画像の大きさ、形状は略一定である。そのため、本発明では、照明装置として高価なものを用いる必要はなく、安価なものを用いればよい。そのため、この発明によれば、投影装置を安価に製造することができる。
According to the present invention, it is convenient that an index image having a desired size and shape can be projected on the rotary screen by adjusting the size and shape of the index portion on the index plate.
In addition, the size and shape of the index image are mainly determined by the size and shape of the index portion. As long as the size and shape of the index portion are determined, the size and shape of the index image are substantially constant no matter what lighting device is selected. Therefore, in the present invention, it is not necessary to use an expensive lighting device, and an inexpensive lighting device may be used. Therefore, according to the present invention, the projection apparatus can be manufactured at low cost.
また、本発明では、前記テーブルと前記ワーク画像投影光学系との相対移動量を検出する相対移動量検出手段が設けられることが好ましい。 In the present invention, it is preferable that a relative movement amount detecting means for detecting a relative movement amount between the table and the workpiece image projection optical system is provided.
この発明では、ワークの寸法測定にあたって、使用者は、相対移動量検出手段によって検出されるテーブルとワーク画像投影光学系との相対移動量を読み取るだけでよい。そのため、使用者は、自ら定規等によって相対移動量を測定する必要が無いから、この発明によれば、ワークの寸法測定作業の手間を少なくすることができるとともに、ワークの寸法測定を正確に行うことができる。 In this invention, when measuring the dimensions of the workpiece, the user only needs to read the relative movement amount between the table and the workpiece image projection optical system detected by the relative movement amount detection means. Therefore, since the user does not need to measure the relative movement amount with a ruler or the like himself, according to the present invention, it is possible to reduce the work of measuring the dimension of the workpiece and to accurately measure the dimension of the workpiece. be able to.
また、本発明では、前記回転スクリーンの回転角度を検出する回転角度検出手段が設けられることが好ましい。 In the present invention, it is preferable that a rotation angle detecting means for detecting a rotation angle of the rotary screen is provided.
この発明では、ワークの角度測定にあたって、使用者は、回転角度検出手段によって検出される回転スクリーンの回転角度を読み取るだけでよい。そのため、使用者は、自ら分度器等によって回転角度を測定する必要が無いから、この発明によれば、ワークの角度測定作業の手間を少なくすることができるとともに、ワークの角度測定を正確に行うことができる。 In the present invention, in measuring the angle of the workpiece, the user only has to read the rotation angle of the rotary screen detected by the rotation angle detection means. Therefore, since the user does not need to measure the rotation angle with a protractor or the like, according to the present invention, it is possible to reduce the work of measuring the angle of the workpiece and accurately measure the angle of the workpiece. Can do.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1に、本実施形態の投影装置を示す。
この図において、1は装置本体、2はワークWが載置されるテーブルである。テーブル2は、装置本体1内の下部に設けられた光源(図示せず)からの照明光を上方へ透過できるようにガラスなどによって構成されているとともに、上下方向(Z軸方向)へ昇降可能かつ水平面内の直交する二軸方向(X軸方向およびY軸方向)へスライド可能に構成されている。テーブル2のX軸方向、Y軸方向、Z軸方向、それぞれの移動量は、図示しない相対移動量検出手段としてのテーブル移動量検出手段によって検出され、図示しないテーブル移動量表示部に表示される。3は回転可能に設けられた円形の回転スクリーンである。回転スクリーン3のスクリーン面は、鉛直面内に設けられている。回転スクリーン3の回転角度は、図示しない回転角度検出手段によって検出され、図示しない回転角度表示部に表示される。また、4A〜4Cは倍率の異なる3本の投影レンズである。投影レンズ4A〜4Cは、図示省略のターレットに着脱可能に装着され、かつ、そのターレットの旋回によっていずれかが光軸上に切り換えられるようになっている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a projection apparatus according to this embodiment.
In this figure, 1 is an apparatus main body, and 2 is a table on which a workpiece W is placed. The table 2 is made of glass or the like so that illumination light from a light source (not shown) provided in the lower part of the apparatus main body 1 can be transmitted upward, and can be moved up and down (Z-axis direction). And it is configured to be slidable in two orthogonal directions (X-axis direction and Y-axis direction) in a horizontal plane. The movement amounts of the table 2 in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction are detected by a table movement amount detection unit as a relative movement amount detection unit (not shown) and displayed on a table movement amount display unit (not shown). .
ワークWは前記光源(図示せず)によって照明される。そして、このように照明されたワークWからの光は、この光軸上に配置される投影レンズを通過されて上方へと向かい、その後、装置本体1の内部に設けられる反射ミラー(図示せず)によって進行方向を変えられて回転スクリーン3へと照射され、回転スクリーン3上にワークWの画像が投影されることになる。このワークWの画像は、投影レンズ4A〜4Cのうち光軸上に配置される投影レンズによって拡大された画像である。このように、前記光源(図示せず)、投影レンズ4A〜4C、前記反射ミラー(図示せず)は、ワーク画像投影光学系を構成している。また、テーブル2は、X軸方向およびY軸方向へスライド可能に構成されており、前記光源、投影レンズ4A〜4C、前記反射ミラーに対して相対移動可能であるから、テーブル2とワーク画像投影光学系とは相対移動可能に設けられていることになる。なお、テーブル2がX軸方向に移動されると、回転スクリーン3に映写されるワークWの画像は、回転スクリーン3上を左右方向(図1中)に移動され、また、テーブル2がY軸方向に移動されると、ワークWの画像は、回転スクリーン3上を上下方向(図1中)に移動されるようになっている。
The workpiece W is illuminated by the light source (not shown). Then, the light from the workpiece W illuminated in this way passes through a projection lens arranged on the optical axis and travels upward, and then a reflection mirror (not shown) provided inside the apparatus main body 1. ), The direction of travel is changed, and the
回転スクリーン3には、前記のように、拡大されたワークWの画像が映写される。回転スクリーン3は、2つの互いに直交する線分31A、31Bによって構成される基準マークとしての十字線31を有する。線分31Aおよび線分31Bの交点Oは、回転スクリーン3の回転中心と一致されている。そのため、回転スクリーン3が回転されると、十字線31はOを中心として回転される。
As described above, the enlarged image of the workpiece W is projected on the
図2に、回転スクリーン3を左右(図1中)に2等分する平面による部分拡大断面図を示す。なお、この図は、回転スクリーン3の下方部分(図1中)を拡大して示すものである。
この図に示されるように、回転スクリーン3に指標画像を投影するための指標画像投影光学系5が設けられている。なお、指標画像投影光学系5は、投影レンズ4A〜4C等によって構成される前記ワーク画像投影光学系とは別に設けられている。
指標画像投影光学系5は、照明手段としてのLEDランプ51と、LEDランプ51によって照明される円形の指標板52とを備える。LEDランプ51からの光は、2つの凸レンズ53A、53Bを介して、指標板52へ照射される。
指標板52は、基板521と、基板521上に形成される指標部(図示せず)とを備える。基板521は、ガラスなどによって製造され、透光性を備える。指標部は、基板521に蒸着されるなどして形成される膜である。指標部は、図2中上下方向を向いた線分状に形成され、また、遮光性を備えている。
このような構成において、LEDランプ51からの光が指標板52に照射されると、指標板52の指標部に照射される光は遮断され、一方、指標部以外の部分に照射される光は、透光性を備える基板521を透過され、そのまま回転スクリーン3に照射される。
FIG. 2 shows a partially enlarged sectional view of a plane that bisects the
As shown in this figure, an index image projection
The index image projection
The
In such a configuration, when the light from the
図3に、指標画像投影光学系5によって、回転スクリーン3に投影される画像6を示す。画像6は、円形の明部61と、明部61の円形状の中心部を通り、かつ、上下方向(図3中)を向いた線分状の暗部62とを有する。
明部61は、LEDランプ51からの光のうち、指標板52の基板521を透過され、回転スクリーン3に照射される光によって形成される。
暗部62は、LEDランプ51からの光のうち、指標板52の指標部に照射される光が、指標部の遮光性によって遮断され、回転スクリーン3には照射されないことによって形成される影の部分である。前記のように、指標部は、上下方向を向いた線分状であるので、暗部62も上下方向を向いた線分状に形成されている。また、暗部62は、回転スクリーン3の回転中心Oのちょうど真下(図3中)に形成されている。つまり、暗部62の線分形状の延長線上に回転中心Oが形成されていることになる。
FIG. 3 shows an
The
The
続いて、画像6を用いた十字線合わせについて説明する。
十字線合わせとは、後述するワークWの寸法測定前に行う作業であり、回転スクリーン3を所定姿勢に調整するための作業をいう。具体的には、回転スクリーン3上に形成される十字線31を構成する線分31A、31Bのいずれか一方が上下方向(図1中)、他方が左右方向(図1中)を向くように、回転スクリーン3を回転させる作業のことをいう。十字線合わせは、画像6における暗部62と、線分31Aまたは31Bとの相対位置関係に基づいて行われる。具体的には、回転スクリーン3を回転させることによって、線分31Aおよび31Bのいずれか一方が、暗部62の線分形状の延長線上に位置されるようにする(以下、十字線合わせの際には、線分31Aが暗部62の線分形状の延長線上に位置されるように作業するものとして説明する)。暗部62は、前記のように、上下方向を向いた線分状に形成されているから、暗部62の線分形状の延長線上に位置される線分31Aも上下方向を向いていることになる。なお、線分31Bは、線分31Aと直交されているから、線分31Aが上下方向を向いていれば、自動的に線分31Bは左右方向を向いていることになる。
以上の十字線合わせ作業において、暗部62は、回転スクリーン3を所定姿勢に調整するための指標として機能しているから、本実施形態においては、暗部62が指標画像を構成していることになる。また、言い換えれば、指標板52の指標部がLEDランプ51によって照明されることによって回転スクリーン3に投影される画像(影)としての暗部62が指標画像を構成していることになる。
Subsequently, cross-hair alignment using the
Crosshair alignment is an operation performed before measuring the dimensions of the workpiece W, which will be described later, and refers to an operation for adjusting the
In the crosshair alignment operation described above, the
本実施形態の投影装置では、回転スクリーン3に映写されるワークWの画像を利用して、ワークWについての角度測定、寸法測定を行うことができる。
In the projection apparatus of the present embodiment, it is possible to perform angle measurement and dimension measurement on the workpiece W using the image of the workpiece W projected on the
ワークWについての角度測定は、回転スクリーン3の回転角度を回転角度検出手段によって検出することにより行う。一例として、ワークWが三角形状であって、その三角形状における一つの角の角度を、回転スクリーン3に映写されるワーク画像Wiを利用して測定する場合について、図4を用いて説明する。
まず、テーブル2を適宜X軸方向、Y軸方向に移動させて、回転スクリーン3に映写されるワーク画像Wiを移動させる。そして、ワーク画像Wiの三角形状における三つの頂点のうち、角度測定にかかる一の頂点を、回転スクリーン3の回転中心O、すなわち、十字線31の中心Oに一致させる。
The angle measurement for the workpiece W is performed by detecting the rotation angle of the
First, the table 2 is appropriately moved in the X-axis direction and the Y-axis direction, and the work image Wi projected on the
次に、回転スクリーン3を適宜回転させることによって、十字線31を構成する線分31A(31Bでもよい)を、ワーク画像Wiの三角形状における一辺に重ね合わせる(図4において実線で描かれた線分31Aの状態)。この時点で、回転角度表示部(図示せず)において表示されている回転スクリーン3の回転角度をゼロセットする。
続いて、回転スクリーン3を回転させることによって、線分31Aを、Oを中心として回転移動させ、ワーク画像Wiの三角形状における他辺に重ね合わせる(図4において想像線で描かれた線分31Aの状態)。このときの回転スクリーン3の回転角度はワーク画像Wiにおける測定角度θに等しい。そして、角度θは、回転角度検出手段(図示せず)によって検出され、回転角度表示部(図示せず)に表示されるから、使用者は、ワークWについての角度測定を行うことができる。
Next, by appropriately rotating the
Subsequently, by rotating the
また、ワークWについての寸法測定は、テーブル2の水平面内(X軸方向、Y軸方向)の移動量をテーブル移動量検出手段(図示せず)によって検出することにより行う。一例として、ワークWが三角形状であって、その三角形状における高さの寸法を、回転スクリーン3に映写されるワーク画像Wiを利用して測定する場合について、図5を用いて説明する。
まず、予め、前記した十字線合わせを行うことによって、線分31Aが上下方向(図5中)、線分31Bが左右方向(図5中)を向くようにする。なお、このとき、前記したように、画像6の暗部62の線分形状が、線分31Aに重ね合わされていることになる。
In addition, the dimension of the workpiece W is measured by detecting the amount of movement of the table 2 in the horizontal plane (X-axis direction, Y-axis direction) by table movement amount detection means (not shown). As an example, a case where the workpiece W has a triangular shape and the height dimension in the triangular shape is measured using the workpiece image Wi projected on the
First, the above-described cross line alignment is performed in advance so that the
次に、適宜テーブル2をX軸方向、Y軸方向に移動させて、回転スクリーン3に映写されるワーク画像Wiを移動させる。そして、ワーク画像Wiの三角形状における、高さ測定に係る頂点Pを、線分31Aおよび31Bの交点Oに一致させる(図5において実線で描かれたワーク画像Wiの状態)。なお、このとき、当該三角形状において頂点Pに対向される辺Eは、線分31Aと平行となっているようにする。この状態で、テーブル移動量表示部(図示せず)において表示されているテーブル2のX軸方向移動量をゼロセットする。
Next, the table 2 is appropriately moved in the X-axis direction and the Y-axis direction, and the work image Wi projected on the
続いて、テーブル2をX軸方向に移動させることによって、回転スクリーン3に映写されるワーク画像Wiを左方向(図5中)に移動させる。そして、ワーク画像Wiの三角形状における辺Eが、線分31Aに重ね合わされるようにする。このときの、ワーク画像Wiの移動量は図5に示される寸法Lに等しい。寸法Lは、ワーク画像Wiの三角形状における高さの寸法(頂点Pと辺Eとの距離)に等しい。そのため、テーブル2は、ワークWの三角形状における高さの寸法と等しい距離だけ、X軸方向に移動していることになる。そして、このテーブル2のX軸方向の移動量は、テーブル移動量検出手段(図示せず)によって検出され、テーブル移動量表示部(図示せず)に表示されるから、使用者は、ワークWについての寸法測定(上述の例ではワークWの三角形状における高さ測定)を行うことができる。
Subsequently, the work image Wi projected on the
なお、以上の例においては、上下方向(図5中)を向いた線分31Aを利用してワークWの寸法測定を行うために、テーブル2をX軸方向に移動させることとしていたが、本実施形態では、左右方向(図5中)を向いた線分31Bを利用してワークWの寸法測定をすることもできる。この場合は、テーブル2をY軸方向に移動させ、ワーク画像Wiを回転スクリーン3上において上下方向に移動させればよい。このとき、ワーク画像Wiの移動方向(上下方向)と、線分31Bを利用した寸法測定方向(線分31Bに直交する方向、すなわち、上下方向)とが一致するので、線分31Bを利用してワークWの寸法測定をすることができる。
In the above example, the table 2 is moved in the X-axis direction in order to measure the dimension of the workpiece W using the
なお、寸法測定においては、前記した、十字線合わせを正確に行うことが重要である。十字線合わせが不正確であると、正確な寸法測定をすることはできない。例えば、十字線合わせが不正確で、線分31Aが上下方向(図5中)からずれた方向を向いている場合には、テーブル2をX軸方向に移動させることによってワーク画像Wiを左方向(図5中)に移動させたとしても、このワーク画像Wiの移動方向(左方向)と、線分31Aの方向(上下方向からずれた方向)とは直交していない。そのため、ワーク画像Wiの移動方向(左方向)と線分31Aを利用した寸法測定方向(線分31Aの方向と直交する方向)とが一致しないから、正確な寸法測定をすることができない。なお、本実施形態では、前記したように、画像6の暗部62を利用して十字線合わせを正確に行うことができるから、このような問題は無く、寸法測定を正確に行うことができる。
In the dimension measurement, it is important to accurately perform the crosshair alignment described above. If the crosshair alignment is inaccurate, accurate dimension measurement cannot be performed. For example, when the crosshair alignment is inaccurate and the
本実施形態によれば、以下の作用・効果がある。
(1)本実施形態では、指標画像投影光学系5によって回転スクリーン3に投影される画像6の暗部62が指標画像としての機能を果たす。そのため、指標画像としての暗部62は回転スクリーン3上に存在している。すると、指標画像としての暗部62、基準マークとしての十字線31は、ともに、回転スクリーン3上に存在していることになるから、暗部62と十字線31との間には、従来の投影装置におけるような視差が生じることがない。
そのため、本実施形態によれば暗部62と、十字線31との間に視差が存在しないために、前記した十字線合わせ作業を精度良く行うことができる。そして、それに伴い、ワークWの寸法測定の精度を向上させることができる。
According to this embodiment, there are the following operations and effects.
(1) In this embodiment, the
Therefore, according to the present embodiment, since there is no parallax between the
(2)また、本実施形態によれば、暗部62と十字線31との間に視差がないことにより、使用者は、投影装置に対して正対しなくても、また、回転スクリーン3のスクリーン面に対して垂直に視線方向を向けなくても、十字線合わせ作業において、線分形状の暗部62と、十字線31を構成する2つの線分31A、31Bのうちの一方とを正確に重ね合わせることができる。したがって、本実施形態によれば、使い勝手の良い投影装置を提供することができる。
(2) Further, according to the present embodiment, since there is no parallax between the
(3)指標画像としての暗部62の大きさ、形状は、指標板52の指標部の大きさ、形状によって決定される。そのため、暗部62の大きさ、形状は、使用する照明装置の選択によってほとんど影響されない。そのため、本実施形態では、安価なLEDランプ51を照明装置として採用することとし、投影装置を安価に製造することができるようにしている。
(3) The size and shape of the
(4)本実施形態によれば、前記のように、テーブル移動量検出手段によって検出され、テーブル移動量表示部に表示されるワークWの寸法の値を読み取ることによって、使用者はワークWの寸法を知ることができる。そのため、使用者は、ワークWの寸法測定のために自ら定規等によってテーブル2の移動量を測定する必要が無いから、ワークWの寸法測定作業の手間を少なくすることができるとともに、ワークWの寸法測定を正確に行うことができる。 (4) According to this embodiment, as described above, by reading the value of the dimension of the workpiece W detected by the table movement amount detection means and displayed on the table movement amount display unit, the user You can know the dimensions. Therefore, since the user does not need to measure the movement amount of the table 2 with a ruler or the like for measuring the dimension of the workpiece W, the user can reduce the work of measuring the dimension of the workpiece W, and Dimension measurement can be performed accurately.
(5)本実施形態によれば、前記のように、回転角度検出手段によって検出され、回転角度表示部に表示されるワークWにおける角度を、使用者は直接読み取ることができる。そのため、使用者は、ワークWの角度を測定するために自ら分度器等によって回転スクリーン3の回転角度を測定する必要が無いから、ワークWの角度測定作業の手間を少なくすることができるとともに、ワークWの角度測定を正確に行うことができる。
(5) According to the present embodiment, as described above, the user can directly read the angle in the workpiece W detected by the rotation angle detection means and displayed on the rotation angle display unit. Therefore, since the user does not need to measure the rotation angle of the
(6)本実施形態では、指標画像投影光学系5が、回転スクリーン3に画像6を映写させる。このとき、画像6中指標画像としての機能を果たす暗部62は、図3に示すように、明部61に周囲を囲まれている。そのため、本実施形態の投影装置を暗い場所において使用する場合にも、使用者は、明部61に周囲を囲まれた暗部62を、はっきりと視認することができる。すると、使用者は暗い場所においても、暗部62を指標として十字線合わせを行うことができ、ワークWの寸法測定を行うことができる。
(6) In the present embodiment, the index image projection
(7)回転スクリーン3に指標画像を投影させるための構成としては、指標画像投影光学系5を備える本実施形態の構成以外にも、例えば、ワークが載置されるガラス製のテーブル上に遮光性を備える指標部を形成させ、テーブルの下方に設けられる照明手段によってワークおよび指標部を照明し、回転スクリーンに、ワーク画像および指標画像を投影させる構成が考えられる。この構成においては、ワーク画像の投影と、指標画像の投影とが、一つの光学系によって行われる。
ところが、この構成では、テーブル上に形成される指標部の上にワークが載置されてしまうと、回転スクリーン上において、指標画像がワーク画像に隠されてしまうことにより、使用者は指標画像を視認することができなくなってしまうという問題がある。
これに対して、本実施形態では、ワークWの画像を投影するための光学系(投影レンズ4A〜4C等)とは別に、指標画像投影光学系5が設けられている。そのため、ワーク画像Wiのために指標画像(暗部62)が見えなくなってしまうということはない。特に、ワーク画像Wiと画像6とが、回転スクリーン3上において重なってしまうような場合であっても、暗部62の周囲が明部61によって囲まれていることにより、使用者は、ワーク画像Wiに関わらず、暗部62を視認することができ、十字線合わせを行うことができる。
(7) As a configuration for projecting the index image on the
However, in this configuration, when the work is placed on the index portion formed on the table, the index image is hidden by the work image on the rotating screen, so that the user can display the index image. There is a problem that it becomes impossible to see.
On the other hand, in this embodiment, the index image projection
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記実施形態では、回転スクリーン3上に形成される基準マークは、十字線31であることとしていたが、本発明においては、基準マークは、線分または少なくとも2つの点によって構成されているものであればよい。例えば、一本の線分からなるもの、点線状のもの、点線を構成する各線分が千鳥状に配置される、いわゆる千鳥線状のもの、2つ、または、それ以上の点によって構成されるもの等、種々のものを基準マークとして採用することができる。これらの基準マークは、寸法測定時におけるワーク画像Wiの移動方向に対して所定の姿勢(例えば、基準マークが一本の線分からなるものである場合には、ワーク画像Wiの移動方向と、基準マークの線分形状とが直交されるような姿勢)に配置されることにより、ワークWの寸法の測定に利用可能である。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and modifications, improvements, and the like within the scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
For example, in the above embodiment, the reference mark formed on the
また、前記実施形態においては、指標板52の基板521が透光性を備え、指標部が遮光性を備えることとしていたが、本発明では、逆でもよい。すなわち、基板521が遮光性を備え、指標部が透光性を備えるものであってもよい。この場合は、LEDランプ51から出射され指標板52の指標部を透過される光が、回転スクリーン3上に線分状(図3においては上下方向)の明部を形成させる。そして、この明部が、前記したような、指標画像としての機能を果たす。
Moreover, in the said embodiment, although the board |
また、前記実施形態では、指標板52は円形であるとしていたが、本発明では、指標板52の形状は円形に限られず、例えば、矩形状であってもよい。なお、指標画像としての暗部62の形状は、指標板52上に形成される指標部の形状によって決まり、指標板52自体の形状とは無関係である。
In the above embodiment, the
また、本発明では、指標板52上に形成される指標部は、前記実施形態におけるような線分状のものに限られない。例えば、指標部は、点状、円状等であってもよく、要するに、その指標部を利用して十字線合わせを正確に行えるような形状であればどのような形状であってもよい。特に、本発明によれば、指標部の大きさ、形状を調整することによって、望ましい大きさ、形状の指標画像を回転スクリーンに投影させることができるから便利である。
In the present invention, the indicator portion formed on the
また、前記実施形態では、テーブル2がX軸方向、Y方向に移動可能な構成であるとされていたが、本発明では、テーブル2を移動可能な構成とする代わりに、ワーク画像投影光学系としての投影レンズ4A〜4C等を移動可能な構成としてもよい。また、テーブル2、ワーク画像投影光学系の双方を移動可能な構成としてもよい。いずれの場合も、テーブル2とワーク画像投影光学系とは相対移動可能な構成となっている。
In the above-described embodiment, the table 2 is configured to be movable in the X-axis direction and the Y-direction. However, in the present invention, instead of the table 2 being configured to be movable, a work image projection optical system is provided. The
また、前記実施形態では、回転スクリーン3に指標画像を投影させるために、指標板52を備える指標画像投影光学系5を利用していたが、本発明では、指標板52を設けずに、ファイバー照明装置等の照明装置によって直接回転スクリーン3に光を照射させることによって、回転スクリーン3上に明部を形成させ、この明部を指標画像として利用してもよい。特に、ファイバー照明装置を用いれば断面積の小さい光線を出射させることができるので、面積の小さい指標画像を投影させることができる。指標画像の面積が小さければ、この指標画像と基準マークとの相対位置関係に基づいて回転スクリーンを所定姿勢に調整する作業を、より精密に行うことができる場合が多い。すなわち、指標画像の面積が大きいと、その分だけ、指標画像を基に基準マークの位置決めをする際に不確定性が生じてしまうが、指標画像の面積が小さければ、位置決めは精密にできる。そして、位置決めを精密にできることによって、ワークの寸法測定の精度を高めることができる。
In the embodiment, the index image projection
また、前記実施形態では、テーブル2は水平面内においてはX軸方向、Y軸方向の2方向に移動可能な構成とされていたが、本発明では、例えば、テーブル2は、さらに、鉛直方向の回転軸を中心として水平面内において回転可能な構成であってもよい。テーブル2を回転させることによって、ワーク画像Wiを回転スクリーン3上において回転させることができるので、ワークWの寸法測定の際等に回転スクリーン3上におけるワーク画像Wiの姿勢を調整しなければならない場合に便利である。
In the above embodiment, the table 2 is configured to be movable in two directions of the X-axis direction and the Y-axis direction in the horizontal plane. However, in the present invention, for example, the table 2 is further arranged in the vertical direction. The structure which can be rotated in a horizontal plane centering on a rotating shaft may be sufficient. Since the work image Wi can be rotated on the
また、前記実施形態では、回転スクリーン3のスクリーン面は鉛直面内に設けられていることとしていたが、本発明では、例えば、スクリーン面は、水平面内に設けられていてもよいし、また、鉛直方向と30°、45°、または、60°等の角度をなす直線を法線とする平面内に設けられていてもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the screen surface of the
本発明は、ワーク画像の映写、および、映写されたワーク画像を利用したワークの角度・寸法測定に利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for projecting a workpiece image and measuring the angle and dimensions of a workpiece using the projected workpiece image.
1…装置本体
2…テーブル
3…回転スクリーン
5…指標画像投影光学系
31…十字線
52…指標板
61…明部
62…暗部
Wi…ワーク画像
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Apparatus
Claims (4)
このテーブルと相対移動可能に設けられ前記ワークの画像を投影するワーク画像投影光学系と、
このワーク画像投影光学系によって投影される前記ワークの画像が映写されるとともに、線分または少なくとも2つの点によって構成される基準マークを有し、かつ、回転可能に設けられる回転スクリーンと、
前記基準マークとの相対位置関係に基づいて、前記回転スクリーンを所定姿勢に調整するための指標となる指標画像を、前記回転スクリーンに投影する指標画像投影光学系が、前記ワーク画像投影光学系とは別に設けられることを特徴とする投影装置。 A table on which the workpiece is placed;
A workpiece image projection optical system that is provided so as to be movable relative to the table and projects an image of the workpiece;
An image of the workpiece projected by the workpiece image projection optical system is projected, and has a reference mark constituted by a line segment or at least two points, and a rotary screen provided rotatably.
An index image projection optical system that projects an index image serving as an index for adjusting the rotary screen to a predetermined posture on the rotary screen based on a relative positional relationship with the reference mark is the workpiece image projection optical system. Is a separate projection device.
前記指標画像投影光学系は、照明手段と、この照明手段によって照明される指標板とを備え、
前記指標板は、基板と、この基板に形成される指標部とを備え、
前記基板および前記指標部のいずれか一方は透光性を備え、
前記基板および前記指標部のいずれか他方は遮光性を備え、
前記照明手段によって照明され前記回転スクリーンに投影される前記指標部の画像が前記指標画像を構成することを特徴とする投影装置。 The projection device according to claim 1,
The index image projection optical system includes an illumination unit and an index plate illuminated by the illumination unit,
The indicator plate includes a substrate and an indicator portion formed on the substrate,
Either one of the substrate and the indicator portion has translucency,
The other of the substrate and the indicator portion has a light shielding property,
The projection apparatus characterized in that an image of the indicator portion illuminated by the illumination means and projected onto the rotary screen constitutes the indicator image.
前記テーブルと前記ワーク画像投影光学系との相対移動量を検出する相対移動量検出手段が設けられることを特徴とする投影装置。 The projection apparatus according to claim 1 or 2,
A projection apparatus, comprising: a relative movement amount detection means for detecting a relative movement amount between the table and the workpiece image projection optical system.
前記回転スクリーンの回転角度を検出する回転角度検出手段が設けられることを特徴とする投影装置。 The projection apparatus according to any one of claims 1 to 3,
A projection apparatus comprising rotation angle detection means for detecting a rotation angle of the rotary screen.
Priority Applications (1)
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JP2004114473A JP2005300271A (en) | 2004-04-08 | 2004-04-08 | Projection device |
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Country | Link |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009216451A (en) * | 2008-03-07 | 2009-09-24 | Asahi Kasei E-Materials Corp | Film width measurement method and film width measurement device |
CN106895799A (en) * | 2017-01-18 | 2017-06-27 | 苏州光仪器有限公司 | A kind of photoelectricity surveying instrument and auxiliary number reading method with auxiliary reading function |
CN110480510A (en) * | 2019-07-25 | 2019-11-22 | 广州市宇欣光电子技术研究所有限公司 | A kind of optical measuring system and application method for grinding |
-
2004
- 2004-04-08 JP JP2004114473A patent/JP2005300271A/en active Pending
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