CN104764399A - 可快速对焦的测量仪及其测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种可快速对焦的测量仪及其测量方法，包括有机架、设置于机架上的检测平台、设于检测平台上方的移动臂以及用于检测工件的CCD镜头，其中，所述移动臂上设置有一用于辅助CCD镜头对焦的飞行时间传感器，该飞行时间传感器镜头正对于上述检测平台。藉此，通过于测量仪上设置一飞行时间传感器，以代替超声波进行测量，避免了采用超声波测量时，精度不高，扩散角度大，影响周围同性质机台测量的一系列问题，该测量仪利用飞行时间传感器判断移动臂的移动距离，实现快速对焦，其结构简单、稳固，测量时不会受到其它信号干扰，工作稳定，测量数据精确，提高了工件检测质量。

Description

可快速对焦的测量仪及其测量方法

技术领域

本发明涉及影像测量领域技术，尤其是指一种可快速对焦的测量仪及其测量方法。

背景技术

影像测量仪又名精密影像式测绘仪，它克服了传统投影仪的不足，是集光、机、电、计算机图像技术于一体的新型高精度、高科技测量仪器。由光学显微镜对待测物体进行高倍率光学放大成像，经过CCD 摄像系统将放大后的物体影像送入计算机后，能高效地检测各种复杂工件的轮廓和表面形状尺寸、角度及位置，特别是精密零部件的微观检测与质量控制。传统测量仪通常采用超声波方式辅助CCD镜头对焦，但超声波经常会受到其它电磁或声波干扰，导致测量不精确，而且，精度不高，扩散角度大，影响周围同性质机台的测量。因此，应对现有测量仪进行改进，以解决上述问题。

发明内容

有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种可快速对焦的测量仪及其测量方法，通过于测量仪上设置一飞行时间传感器，以代替超声波进行测量，测量时，利用飞行时间传感器判断移动臂的移动距离，实现快速对焦，工作稳定，提高了工件检测质量。

为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：

一种可快速对焦的测量仪，包括有机架、设置于机架上的检测平台、设于检测平台上方的移动臂以及用于检测工件的CCD镜头，其中，所述移动臂上设置有一用于辅助CCD镜头对焦的飞行时间传感器，该飞行时间传感器镜头正对于上述检测平台。

作为一种优选方案：所述飞行时间传感器包括有用于向检测平台发射光线的发射镜头以及用于接收由检测平台反射光线的接收镜头。

作为一种优选方案：所述飞行时间传感器上设置有一将光线由发射到接收所用时间转换为距离的转换模块。

作为一种优选方案：所述发射镜头和接收镜头处于同一水平面上。

作为一种优选方案：所述CCD镜头安装于移动臂下端。

一种权利要求1所述可快速对焦的测量仪的测量方法，包括步骤：

S1、设定CCD镜头与检测平台或待测工件之间对焦距离为F，飞行时间传感器与CCD镜头之间距离为L1；

S2、初始位置确认：开机后由飞行时间传感器检测其至检测平台或待测工件的距离L作为初始位置，并算出对焦时移动臂移动行程H1，即H1=L-L1-F，同时于H1基础上加一个修正值△L=±2.5mm形成移动行程理论距离H；

S3、开始测量：移动臂朝向检测平台或待测工件方向向下移动，由飞行时间传感器不断检测其至检测平台或测测工件的距离L2，并不断计算移动臂实时行程H2=L-L2,当实时行程H2与初始位置确认的移动行程理论距离H相等情形下，移动臂停止移动，CCD镜头即处于对焦位置。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知，通过于测量仪上设置一飞行时间传感器，以代替超声波进行测量，避免了采用超声波测量时，精度不高，扩散角度大，影响周围同性质机台测量的一系列问题，该测量仪利用飞行时间传感器判断移动臂的移动距离，实现快速对焦，其结构简单、稳固，测量时，不会受到其它信号干扰，工作稳定，测量数据精确，提高了工件检测质量。

为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对其进行详细说明。

附图说明

图1为本发明之初始位置示意图；

图2为本发明之开始测量时状态示意图。

附图标识说明：

10、机架                          20、检测平台

30、移动臂                        40、CCD镜头

50、飞行时间传感器                51、发射镜头

52、接收镜头                      53、转换模块。

具体实施方式

本发明如图1和图2所示，一种可快速对焦的测量仪及其测量方法，包括有机架10、检测平台20、移动臂30、CCD镜头40和飞行时间传感器50，其中：

该检测平台20设置于机架10上，其用于承载待测工件。

该移动臂30可自由移动的安装于机架10上，并位于上述检测平台20上方。

该CCD镜头40用于检测工件，其安装于上述移动臂30下端。

该飞行时间传感器50用于辅助CCD镜头40对焦，其设置于移动臂30上，并正对于上述检测平台20，该飞行时间传感器50包括有用于向检测平台20发射光线的发射镜头51、用于接收由检测平台20反射光线的接收镜头52以及一将光线由发射到接收所用时间转换为距离的转换模块53，并且，该发射镜头51和接收镜头52处于同一水平面上。

该测量仪的测量方法，包括以下步骤：

S1、设定CCD镜头与检测平台或待测工件之间对焦距离为F，飞行时间传感器与CCD镜头之间距离为L1；

S2、初始位置确认：开机后由飞行时间传感器50检测其至检测平台20或待测工件的距离L作为初始位置，并算出对焦时移动臂30移动行程H1，即H1=L-L1-F，同时于H1基础上加一个修正值△L=±2.5mm形成移动行程理论距离H；

S3、开始测量：移动臂30朝向检测平台20或待测工件方向向下移动，由飞行时间传感器50不断检测其至检测平台20或待测工件的距离L2，并不断计算移动臂30实时行程H2=L-L2,当实时行程H2与初始位置确认的移动行程理论距离H相等情形下，移动臂30停止移动，CCD镜头40即处于对焦位置。

本发明原理如下：如图1所示，飞行时间传感器50检测其至检测平台20或待测工件的距离L，此为移动臂30的初始位置，而对焦距离F以及飞行时间传感器50与CCD镜头40之间距离L1均为定值，移动臂30只需移动行程H1=L-L1-F，即可对焦；如图2所示，开始测量时，移动臂30在向下移动的过程中，飞行时间传感器50不断检测其至检测平台20或待测工件的距离L2，L2为不断变化的值，当移动臂30实际移动行程H2=L-L2=H=H1+△L=±2.5mm时，即实现对焦。

本发明的设计重点在于，通过于测量仪上设置一飞行时间传感器，以代替超声波进行测量，避免了采用超声波测量时，精度不高，扩散角度大，影响周围同性质机台测量的一系列问题，该测量仪利用飞行时间传感器判断移动臂的移动距离，实现快速对焦，其结构简单、稳固，测量时，不会受到其它信号干扰，工作稳定，测量数据精确，提高了工件检测质量。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。      

Claims (6)

1.一种可快速对焦的测量仪，包括有机架、设置于机架上的检测平台、设于检测平台上方的移动臂以及用于检测工件的CCD镜头，其特征在于：所述移动臂上设置有一用于辅助CCD镜头对焦的飞行时间传感器，该飞行时间传感器镜头正对于上述检测平台。

2.根据权利要求1所述可快速对焦的测量仪，其特征在于：所述飞行时间传感器镜头包括有用于向检测平台发射光线的发射镜头以及用于接收由检测平台反射光线的接收镜头。

3.根据权利要求2所述可快速对焦的测量仪，其特征在于：所述飞行时间传感器上设置有一将光线由发射到接收所用时间转换为距离的转换模块。

4.根据权利要求2所述可快速对焦的测量仪，其特征在于：所述发射镜头和接收镜头处于同一水平面上。

5.根据权利要求1所述可快速对焦的测量仪，其特征在于：所述CCD镜头安装于移动臂下端。

6.一种权利要求1所述可快速对焦的测量仪的测量方法，其特征在于：包括步骤：

S1、设定CCD镜头与检测平台或待测工件之间对焦距离为F，飞行时间传感器与CCD镜头之间距离为L1；

S2、初始位置确认：开机后由飞行时间传感器检测其至检测平台或待测工件的距离L作为初始位置，并算出对焦时移动臂移动行程H1，即H1=L-L1-F，同时于H1基础上加一个修正值△L=±2.5mm形成移动行程理论距离H；

S3、开始测量：移动臂朝向检测平台或待测工件方向向下移动，由飞行时间传感器不断检测其至检测平台或测测工件的距离L2，并不断计算移动臂实时行程H2=L-L2,当实时行程H2与初始位置确认的移动行程理论距离H相等情形下，移动臂停止移动，CCD镜头即处于对焦位置。