TWI480504B - 影像測量儀的同軸光對焦裝置 - Google Patents

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Chih Kuang Chang
Dong-Hai Li
Li Jiang
Yi-Rong Hong
Xiao-Guang Xue
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Hon Hai Prec Ind Co Ltd
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Description

影像測量儀的同軸光對焦裝置
本發明涉及一種對焦裝置，尤其涉及一種影像測量儀的同軸光對焦裝置。
影像量測是目前精密量測領域中最廣泛使用的量測方法，該方法不僅精度高，而且量測速度快。影像量測主要用於零件或者部件的尺寸誤差和形位誤差的測量，對保證產品品質起著重要的作用。
一般而言，在測量待測工件的輪廓或表面高度前，通常需要進行影像對焦，使得待測工件的表面到鏡頭的距離等於焦距，能否準確的對焦，對保證測試的精度起著重要的作用。影像自動對焦方法為：在一定範圍內移動電荷耦合裝置(charge coupled device，CCD)的鏡頭，並不斷獲取待測工件表面的影像，然後根據獲取的影像計算出CCD鏡頭的焦點位置。然而，在對焦的過程中，由於光源發出的光中間亮，週邊比較暗，光源發出的光不均勻，使被測工件表面受光不均勻，降低對焦的準確性，況且，在光源發光的過程中會產生很多的熱量，熱量會使光的波長發生改變，從而也影響對焦的準確性。
鑒於以上內容，有必要提供一種影像測量儀的同軸光對焦裝置，其可以使被測工件表面受光均勻，提高了對焦的準確性。
一種影像測量儀的同軸光對焦裝置，包括光學裝置、透過轉接環與該光學裝置相連的同軸光裝置及影像攫取裝置，所述光學裝置根據同軸光裝置所發出的光線對所述待測工件進行光學成像，所述影像攫取裝置用於透過所述光學裝置感應所述待測工件的圖像並將其轉換為電信號以傳輸給電腦系統進行對焦分析。所述同軸光裝置包括依次安裝的散熱片及散射板，該散熱片及時散發同軸光裝置在發出光線時所產生的熱量，該散射板將同軸光裝置所發出的光線進行均勻傳播。
上述影像測量儀的同軸光對焦裝置在待測工件表面進行對焦時，可利用所述同軸光裝置內部安裝的散射板，使同軸光裝置發射的光線傳播均勻，從而使被測工件表面受光均勻，同時利用所述同軸光裝置內部安裝的散熱片進行散熱，確保光的波長在一定的範圍之內，提高了對焦的準確性。
500‧‧‧同軸光對焦裝置
1‧‧‧影像測量儀
2‧‧‧工作臺
3‧‧‧龍門架
4‧‧‧頂罩
5‧‧‧工件
10‧‧‧同軸光裝置
110‧‧‧同軸光源
120‧‧‧散熱片
130‧‧‧散射板
20‧‧‧轉接環
30‧‧‧光學裝置
300‧‧‧半透半反射鏡
310‧‧‧第一透鏡
320‧‧‧第二透鏡
330‧‧‧影像攫取裝置
圖1係本發明影像測量儀較佳實施方式的立體圖。
圖2係圖1中同軸光對焦裝置較佳實施方式的立體圖。
圖3係圖2中同軸光對焦裝置較佳實施方式的分解立體圖。
圖4係圖2中同軸光對焦裝置的剖面示意圖。
圖5係圖2中同軸光對焦裝置的內部結構示意圖。
下面結合附圖及較佳實施方式對本發明作進一步詳細描述。
參考圖1至圖5，本發明影像測量儀1的較佳實施方式包括與水平面平行的工作臺2、跨設於該工作臺2的龍門架3、固設於該龍門架3中部的頂罩4及同軸光對焦裝置500。所述同軸光對焦裝置500包括同軸光裝置10、轉接環20、光學裝置30及安裝在該光學裝置30上方的影像攫取裝置330。所述轉接環20用於連接同軸光裝置10和光學裝置30。所述影像測量儀1還設有X軸傳動系統、Y軸傳動系統及Z軸傳動系統(圖未示)。所述X軸傳動系統用以驅動所述頂罩4沿如圖1所示的機械坐標系的X軸移動，所述Y軸傳動系統用以驅動所述工作臺2沿所述機械坐標系的Y軸移動。所述X軸及Y軸分別平行於所述工作臺2。所述Z軸傳動系統用以驅動所述同軸光裝置10、轉接環20、光學裝置30及影像攫取裝置330沿所述機械座標的Z軸移動，用以使所述光學裝置30對位於所述工作臺2上的待測工件5對焦。
所述光學裝置30包括第一透鏡310、第二透鏡320及一半透半反射鏡300，所述第一透鏡310及第二透鏡320分別安裝於該光學裝置30的殼體的兩端，以對所述待測工件5進行光學成像，所述半透半反射鏡300位於所述第一透鏡310、第二透鏡320之間，且與該光學裝置30的殼體的軸成45度夾角。
所述影像攫取裝置330透過該第二透鏡320(如圖4所示)感應由所述光學裝置30所形成的待測工件5的圖像並將其轉換成電信號傳輸給電腦系統(圖未示)進行對焦分析。該電腦系統包括顯示裝置，用以顯示所述影像攫取裝置330所攫取的圖像。所述影像攫取裝置330可以是CCD(Charge Coupled Device，電荷耦合器件)攝像頭，也可以是CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互補金屬氧化物半導體)攝像頭。
所述同軸光裝置10包括裝設於該同軸光裝置10的殼體前端的同軸光源110，散熱片120及散射板130，所述同軸光源110，散熱片120及散射板130依次安裝於該同軸光裝置10的殼體內部，如圖4所示。所述同軸光源110為LED(Light Emitting Diode，發光二極體)光源。所述散熱片120用於使同軸光源110在發光時產生的熱量及時傳導到散熱片120上，再經散熱片120散發到周圍空氣中。一般而言，同軸光源110在發光時產生的熱量越大，波長的改變越大，及時將同軸光源110在發光時產生的熱量傳導到散熱片120上，能夠避免同軸光源110在發光時產生的熱量導致波長超過範圍，從而確保了對焦的準確性。在本較佳實施例中，該散熱片120可以是鋁散熱片、銅散熱片、銅鋁結合散熱片或者熱管散熱片。所述散射板130是壓克力(ACRYLIC)板，如圖4所示，同軸光源110發出的光經過散射板130之後，光線傳播的更加均勻。
所述同軸光裝置10透過上述結構照亮待測工件5可使該待測工件5表面受光均勻。具體內容描述如下：開啟所述同軸光源110，該同軸光源110所發出的光線依次通過所述散熱片120、散射板130、半透半反射鏡300以及第二透鏡320投射在所述待測工件5的表面。此時，所述光學裝置30將對所述待測工件5的表面進行成像。所述影像攫取裝置330透過該第二透鏡320感應由所述光學裝置30所形成的待測工件5的圖像並將其轉換為電信號傳輸給所述電腦系統，該電腦系統透過運算得出所述待測工件5的圖像的清晰度及對比度，由該清晰度及對比度可判定所述待測工件5的焦點位置。
500‧‧‧同軸光對焦裝置
10‧‧‧同軸光裝置
110‧‧‧同軸光源
120‧‧‧散熱片
130‧‧‧散射板
20‧‧‧轉接環
30‧‧‧光學裝置
300‧‧‧半透半反射鏡
310‧‧‧第一透鏡
320‧‧‧第二透鏡
330‧‧‧影像攫取裝置

Claims (6)

  1. 一種影像測量儀的同軸光對焦裝置，包括光學裝置、同軸光裝置及影像攫取裝置，其中，所述光學裝置包括第一透鏡與第二透鏡，及位於該第一透鏡與第二透鏡之間且與該第二透鏡不平行的半透半反射鏡，所述光學裝置根據同軸光裝置所發出的光線對待測工件進行光學成像，所述影像攫取裝置透過所述光學裝置感應該待測工件的圖像並將該圖像轉換為電信號傳輸給電腦系統進行對焦分析，其中：所述同軸光裝置透過轉接環與上述光學裝置相連；該同軸光裝置包括依次安裝的散熱片及散射板，該散熱片及時散發同軸光裝置在發出光線時所產生的熱量，及該散射板將同軸光裝置所發出的光線進行均勻傳播，該同軸光源發射的光線依次通過所述散熱片、散射板、半透半反射鏡及第二透鏡投射至所述待測工件的表面，對該待測工件進行對焦；及該電腦系統透過運算得出所述待測工件的圖像的清晰度及對比度，由該清晰度及對比度可判定所述待測工件的焦點位置。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之影像測量儀的同軸光對焦裝置，其中：所述散熱片是鋁散熱片、銅散熱片、銅鋁結合散熱片或者熱管散熱片。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之影像測量儀的同軸光對焦裝置，其中：所述散射板是壓克力板。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之影像測量儀的同軸光對焦裝置，其中：所述同軸光裝置還包括一同軸光源。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之影像測量儀的同軸光對焦裝置，其中：所述光源為LED光源。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之影像測量儀的同軸光對焦裝置，其中：所述影像攫取裝置是CCD攝像頭或CMOS攝像頭。
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Citations (5)

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