可快速對焦的測量儀及其測量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及影像測量領(lǐng)域技術(shù)，尤其是指一種可快速對焦的測量儀及其測量方法。
【背景技術(shù)】
[0002]影像測量儀又名精密影像式測繪儀，它克服了傳統(tǒng)投影儀的不足，是集光、機(jī)、電、計(jì)算機(jī)圖像技術(shù)于一體的新型高精度、高科技測量儀器。由光學(xué)顯微鏡對待測物體進(jìn)行高倍率光學(xué)放大成像，經(jīng)過CCD攝像系統(tǒng)將放大后的物體影像送入計(jì)算機(jī)后，能高效地檢測各種復(fù)雜工件的輪廓和表面形狀尺寸、角度及位置，特別是精密零部件的微觀檢測與質(zhì)量控制。傳統(tǒng)測量儀通常采用超聲波方式輔助CCD鏡頭對焦，但超聲波經(jīng)常會(huì)受到其它電磁或聲波干擾，導(dǎo)致測量不精確，而且，精度不高，擴(kuò)散角度大，影響周圍同性質(zhì)機(jī)臺的測量。因此，應(yīng)對現(xiàn)有測量儀進(jìn)行改進(jìn)，以解決上述問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在之缺失，其主要目的是提供一種可快速對焦的測量儀及其測量方法，通過于測量儀上設(shè)置一飛行時(shí)間傳感器，以代替超聲波進(jìn)行測量，測量時(shí)，利用飛行時(shí)間傳感器判斷移動(dòng)臂的移動(dòng)距離，實(shí)現(xiàn)快速對焦，工作穩(wěn)定，提高了工件檢測質(zhì)量。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下之技術(shù)方案:
一種可快速對焦的測量儀，包括有機(jī)架、設(shè)置于機(jī)架上的檢測平臺、設(shè)于檢測平臺上方的移動(dòng)臂以及用于檢測工件的CCD鏡頭，其中，所述移動(dòng)臂上設(shè)置有一用于輔助CCD鏡頭對焦的飛行時(shí)間傳感器，該飛行時(shí)間傳感器鏡頭正對于上述檢測平臺。
[0005]作為一種優(yōu)選方案:所述飛行時(shí)間傳感器包括有用于向檢測平臺發(fā)射光線的發(fā)射鏡頭以及用于接收由檢測平臺反射光線的接收鏡頭。
[0006]作為一種優(yōu)選方案:所述飛行時(shí)間傳感器上設(shè)置有一將光線由發(fā)射到接收所用時(shí)間轉(zhuǎn)換為距離的轉(zhuǎn)換模塊。
[0007]作為一種優(yōu)選方案:所述發(fā)射鏡頭和接收鏡頭處于同一水平面上。
[0008]作為一種優(yōu)選方案:所述CCD鏡頭安裝于移動(dòng)臂下端。
[0009]一種權(quán)利要求1所述可快速對焦的測量儀的測量方法，包括步驟:
51、設(shè)定CCD鏡頭與檢測平臺或待測工件之間對焦距離為F，飛行時(shí)間傳感器與CCD鏡頭之間距離為LI ；
52、初始位置確認(rèn):開機(jī)后由飛行時(shí)間傳感器檢測其至檢測平臺或待測工件的距離L作為初始位置，并算出對焦時(shí)移動(dòng)臂移動(dòng)行程Hl，即Hl=L-Ll-F,同時(shí)于Hl基礎(chǔ)上加一個(gè)修正值Λ L= ±2.5mm形成移動(dòng)行程理論距離H ；
53、開始測量:移動(dòng)臂朝向檢測平臺或待測工件方向向下移動(dòng)，由飛行時(shí)間傳感器不斷檢測其至檢測平臺或測測工件的距離L2，并不斷計(jì)算移動(dòng)臂實(shí)時(shí)行程H2=L-L2，當(dāng)實(shí)時(shí)行程H2與初始位置確認(rèn)的移動(dòng)行程理論距離H相等情形下，移動(dòng)臂停止移動(dòng)，CCD鏡頭即處于對焦位置。
[0010]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果，具體而言，由上述技術(shù)方案可知，通過于測量儀上設(shè)置一飛行時(shí)間傳感器，以代替超聲波進(jìn)行測量，避免了采用超聲波測量時(shí)，精度不高，擴(kuò)散角度大，影響周圍同性質(zhì)機(jī)臺測量的一系列問題，該測量儀利用飛行時(shí)間傳感器判斷移動(dòng)臂的移動(dòng)距離，實(shí)現(xiàn)快速對焦，其結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)固，測量時(shí)，不會(huì)受到其它信號干擾，工作穩(wěn)定，測量數(shù)據(jù)精確，提高了工件檢測質(zhì)量。
[0011]為更清楚地闡述本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征和功效，下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施例來對其進(jìn)行詳細(xì)說明。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明之初始位置示意圖；
圖2為本發(fā)明之開始測量時(shí)狀態(tài)示意圖。
[0013]附圖標(biāo)識說明:
10、機(jī)架20、檢測平臺
30、移動(dòng)臂40、CCD鏡頭
50、飛行時(shí)間傳感器51、發(fā)射鏡頭 52、接收鏡頭 53、轉(zhuǎn)換模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0014]本發(fā)明如圖1和圖2所示，一種可快速對焦的測量儀及其測量方法，包括有機(jī)架10、檢測平臺20、移動(dòng)臂30、CXD鏡頭40和飛行時(shí)間傳感器50，其中:
該檢測平臺20設(shè)置于機(jī)架10上，其用于承載待測工件。
[0015]該移動(dòng)臂30可自由移動(dòng)的安裝于機(jī)架10上，并位于上述檢測平臺20上方。
[0016]該CXD鏡頭40用于檢測工件，其安裝于上述移動(dòng)臂30下端。
[0017]該飛行時(shí)間傳感器50用于輔助CXD鏡頭40對焦，其設(shè)置于移動(dòng)臂30上，并正對于上述檢測平臺20，該飛行時(shí)間傳感器50包括有用于向檢測平臺20發(fā)射光線的發(fā)射鏡頭51、用于接收由檢測平臺20反射光線的接收鏡頭52以及一將光線由發(fā)射到接收所用時(shí)間轉(zhuǎn)換為距離的轉(zhuǎn)換模塊53，并且，該發(fā)射鏡頭51和接收鏡頭52處于同一水平面上。
[0018]該測量儀的測量方法，包括以下步驟:
51、設(shè)定CCD鏡頭與檢測平臺或待測工件之間對焦距離為F，飛行時(shí)間傳感器與CCD鏡頭之間距離為LI ；
52、初始位置確認(rèn):開機(jī)后由飛行時(shí)間傳感器50檢測其至檢測平臺20或待測工件的距離L作為初始位置，并算出對焦時(shí)移動(dòng)臂30移動(dòng)行程H1，即Hl=L-Ll-F,同時(shí)于Hl基礎(chǔ)上加一個(gè)修正值Λ L= ±2.5mm形成移動(dòng)行程理論距離H ；
53、開始測量:移動(dòng)臂30朝向檢測平臺20或待測工件方向向下移動(dòng)，由飛行時(shí)間傳感器50不斷檢測其至檢測平臺20或待測工件的距離L2，并不斷計(jì)算移動(dòng)臂30實(shí)時(shí)行程H2=L-L2,當(dāng)實(shí)時(shí)行程H2與初始位置確認(rèn)的移動(dòng)行程理論距離H相等情形下，移動(dòng)臂30停止移動(dòng)，CCD鏡頭40即處于對焦位置。
[0019]本發(fā)明原理如下:如圖1所示，飛行時(shí)間傳感器50檢測其至檢測平臺20或待測工件的距離L，此為移動(dòng)臂30的初始位置，而對焦距離F以及飛行時(shí)間傳感器50與CXD鏡頭40之間距離LI均為定值，移動(dòng)臂30只需移動(dòng)行程Hl=L-Ll-F,即可對焦；如圖2所示，開始測量時(shí)，移動(dòng)臂30在向下移動(dòng)的過程中，飛行時(shí)間傳感器50不斷檢測其至檢測平臺20或待測工件的距離L2，L2為不斷變化的值，當(dāng)移動(dòng)臂30實(shí)際移動(dòng)行程H2=L-L2=H=H1+ Λ L= ±2.5mm 時(shí)，即實(shí)現(xiàn)對焦。
[0020]本發(fā)明的設(shè)計(jì)重點(diǎn)在于，通過于測量儀上設(shè)置一飛行時(shí)間傳感器，以代替超聲波進(jìn)行測量，避免了采用超聲波測量時(shí)，精度不高，擴(kuò)散角度大，影響周圍同性質(zhì)機(jī)臺測量的一系列問題，該測量儀利用飛行時(shí)間傳感器判斷移動(dòng)臂的移動(dòng)距離，實(shí)現(xiàn)快速對焦，其結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)固，測量時(shí)，不會(huì)受到其它信號干擾，工作穩(wěn)定，測量數(shù)據(jù)精確，提高了工件檢測質(zhì)量。
[0021]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對本發(fā)明的技術(shù)范圍作任何限制，故凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所做的任何細(xì)微修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種可快速對焦的測量儀，包括有機(jī)架、設(shè)置于機(jī)架上的檢測平臺、設(shè)于檢測平臺上方的移動(dòng)臂以及用于檢測工件的CCD鏡頭，其特征在于:所述移動(dòng)臂上設(shè)置有一用于輔助CCD鏡頭對焦的飛行時(shí)間傳感器，該飛行時(shí)間傳感器鏡頭正對于上述檢測平臺。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述可快速對焦的測量儀，其特征在于:所述飛行時(shí)間傳感器鏡頭包括有用于向檢測平臺發(fā)射光線的發(fā)射鏡頭以及用于接收由檢測平臺反射光線的接收鏡頭.
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述可快速對焦的測量儀，其特征在于:所述飛行時(shí)間傳感器上設(shè)置有一將光線由發(fā)射到接收所用時(shí)間轉(zhuǎn)換為距離的轉(zhuǎn)換模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述可快速對焦的測量儀，其特征在于:所述發(fā)射鏡頭和接收鏡頭處于同一水平面上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述可快速對焦的測量儀，其特征在于:所述CCD鏡頭安裝于移動(dòng)臂下端。
6.一種權(quán)利要求1所述可快速對焦的測量儀的測量方法，其特征在于:包括步驟: S1、設(shè)定CCD鏡頭與檢測平臺或待測工件之間對焦距離為F，飛行時(shí)間傳感器與CCD鏡頭之間距離為LI ； S2、初始位置確認(rèn):開機(jī)后由飛行時(shí)間傳感器檢測其至檢測平臺或待測工件的距離L作為初始位置，并算出對焦時(shí)移動(dòng)臂移動(dòng)行程Hl，即Hl=L-Ll-F,同時(shí)于Hl基礎(chǔ)上加一個(gè)修正值Λ L= ±2.5mm形成移動(dòng)行程理論距離H ； S3、開始測量:移動(dòng)臂朝向檢測平臺或待測工件方向向下移動(dòng)，由飛行時(shí)間傳感器不斷檢測其至檢測平臺或測測工件的距離L2，并不斷計(jì)算移動(dòng)臂實(shí)時(shí)行程H2=L-L2，當(dāng)實(shí)時(shí)行程H2與初始位置確認(rèn)的移動(dòng)行程理論距離H相等情形下，移動(dòng)臂停止移動(dòng)，CCD鏡頭即處于對焦位置。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種可快速對焦的測量儀及其測量方法，包括有機(jī)架、設(shè)置于機(jī)架上的檢測平臺、設(shè)于檢測平臺上方的移動(dòng)臂以及用于檢測工件的CCD鏡頭，其中，所述移動(dòng)臂上設(shè)置有一用于輔助CCD鏡頭對焦的飛行時(shí)間傳感器，該飛行時(shí)間傳感器鏡頭正對于上述檢測平臺。藉此，通過于測量儀上設(shè)置一飛行時(shí)間傳感器，以代替超聲波進(jìn)行測量，避免了采用超聲波測量時(shí)，精度不高，擴(kuò)散角度大，影響周圍同性質(zhì)機(jī)臺測量的一系列問題，該測量儀利用飛行時(shí)間傳感器判斷移動(dòng)臂的移動(dòng)距離，實(shí)現(xiàn)快速對焦，其結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)固，測量時(shí)不會(huì)受到其它信號干擾，工作穩(wěn)定，測量數(shù)據(jù)精確，提高了工件檢測質(zhì)量。
【IPC分類】G01B11-00
【公開號】CN104764399
【申請?zhí)枴緾N201410846360
【發(fā)明人】巫孟良
【申請人】廣東萬濠精密儀器股份有限公司
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2014年12月31日