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JP6458694B2 - Aperture device and dimension measuring device - Google Patents

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JP6458694B2
JP6458694B2 JP2015184689A JP2015184689A JP6458694B2 JP 6458694 B2 JP6458694 B2 JP 6458694B2 JP 2015184689 A JP2015184689 A JP 2015184689A JP 2015184689 A JP2015184689 A JP 2015184689A JP 6458694 B2 JP6458694 B2 JP 6458694B2
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拓哉 白桃
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直樹 二神
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裕矢 鈴木
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Description

本発明は、光学系に用いられる絞り装置、及び、それを用いた寸法測定装置に関する。   The present invention relates to a diaphragm device used in an optical system and a dimension measuring device using the diaphragm device.

従来、レンズの焦点位置に絞りを設置し、レンズの像側または測定対象物側においてレンズの主軸に対して平行な光線のみを選択的に結像させるテレセントリック光学系が知られている。このテレセントリック光学系を用いた寸法測定装置は、測定対象物の結像に画角がほとんどないので、その結像から、レンズの主軸に対し垂直な方向の測定対象物の寸法を測定することが可能である。
特許文献1に記載の寸法測定装置は、そのテレセントリック光学系を応用し、レンズの主軸に垂直な平面上で絞りの位置を変えることを可能にしたものである。この寸法測定装置の絞りは、円盤状のアイリス盤に設けられた複数のスリットと、固定絞り部に設けられた開口とが重なる位置に形成される。複数のスリットはそれぞれ、アイリス盤の径方向に異なる位置に設けられている。固定絞り部の開口は、アイリス盤の径方向に延びている。アイリス盤が回転すると、絞りの位置は、固定絞り部の開口が延びる方向に移動する。これにより、寸法測定装置は、固定絞り部の開口が延びる方向に測定対象物が傾いている場合でも、その測定対象物の側面を見ることなく、測定対象物を真正面から見た結像を得ることができる。なお、測定対象物を真正面から見た結像とは、測定対象物の奥行方向に対して平行に測定対象物を見た結像をいうものとする。
2. Description of the Related Art Conventionally, a telecentric optical system is known in which a diaphragm is installed at a focal position of a lens and only a light beam parallel to the main axis of the lens is selectively imaged on the image side or the measurement object side of the lens. Since the dimension measuring apparatus using this telecentric optical system has almost no angle of view in the imaging of the measuring object, it is possible to measure the dimension of the measuring object in the direction perpendicular to the main axis of the lens from the imaging. Is possible.
The dimension measuring apparatus described in Patent Document 1 uses the telecentric optical system to change the position of the stop on a plane perpendicular to the main axis of the lens. The diaphragm of this dimension measuring device is formed at a position where a plurality of slits provided in the disk-shaped iris disk and an opening provided in the fixed diaphragm portion overlap. The plurality of slits are provided at different positions in the radial direction of the iris board. The opening of the fixed aperture portion extends in the radial direction of the iris board. When the iris board rotates, the position of the diaphragm moves in the direction in which the opening of the fixed diaphragm portion extends. As a result, the dimension measuring apparatus obtains an image in which the measurement object is viewed from the front without looking at the side surface of the measurement object even when the measurement object is inclined in the direction in which the opening of the fixed aperture portion extends. be able to. In addition, the imaging which looked at the measuring object from the front refers to the imaging which looked at the measuring object in parallel with the depth direction of the measuring object.

特開2015−21733号公報JP 2015-21733 A

しかしながら、特許文献1に記載の寸法測定装置は、測定対象物が、固定絞り部の開口が延びる方向に傾いているだけでなく、その方向に対し垂直な方向にも傾いている場合、その測定対象物を真正面から見た結像を得ることができないという問題がある。この問題を解消するため、特許文献1に記載の寸法測定装置において、仮に、固定絞り部を開口が延びる方向に対し垂直な方向へ移動するための駆動部を設けた場合、寸法測定装置はアイリス盤と固定絞り部とをそれぞれ駆動する2つの駆動部を備えることになる。したがって、寸法測定装置の構成が複雑になると共に、その体格が大型化することが懸念される。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、簡素な構成で体格を小型化することの可能な絞り装置、およびそれを用いた寸法測定装置を提供することを目的とする。
However, in the dimension measuring apparatus described in Patent Document 1, when the measurement object is inclined not only in the direction in which the opening of the fixed aperture portion extends but also in the direction perpendicular to the direction, the measurement is performed. There is a problem that it is not possible to obtain an image when the object is viewed from the front. In order to solve this problem, in the dimension measuring apparatus described in Patent Document 1, if a driving unit for moving the fixed aperture part in a direction perpendicular to the direction in which the opening extends is provided, the dimension measuring apparatus uses an iris. Two driving units for driving the panel and the fixed throttle unit are provided. Therefore, there is a concern that the configuration of the dimension measuring device becomes complicated and the size of the size measuring device increases.
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a diaphragm device that can be reduced in size with a simple configuration, and a dimension measuring device using the same.

第1発明の絞り装置は、光学系の絞りとして用いられるものであり、固定絞り部(12)、可動絞り部(13)および駆動部(14)を備える。固定絞り部は、レンズの主軸(O)を含む位置で所定の大きさに形成された開口部(15)を有する。可動絞り部は、固定絞り部に対し主軸方向に重なる位置に設けられ、レンズの焦点位置を含み且つレンズの主軸に垂直な平面上に設けられた複数の絞り孔(11)を有する。駆動部は、レンズの主軸に垂直な平面に沿って可動絞り部を移動する。このとき、本発明の第一の態様では、駆動部は当該可動絞り部を直線状に移動する。複数の絞り孔はそれぞれ、1個の絞り孔のみが開口部に重なるように可動絞り部が移動する方向に離れて配置されていると共に、可動絞り部が移動する方向に対し垂直方向にずれた位置に配置されている。本発明の第二の態様では、開口部は、複数の開口に仕切る仕切枠(20)を有する。
The diaphragm device of the first invention is used as a diaphragm of an optical system and includes a fixed diaphragm unit (12), a movable diaphragm unit (13), and a drive unit (14). The fixed aperture portion has an opening (15) formed in a predetermined size at a position including the main axis (O) of the lens. The movable aperture section is provided at a position overlapping the fixed aperture section in the main axis direction, and has a plurality of aperture holes (11) provided on a plane including the focal position of the lens and perpendicular to the main axis of the lens. The drive unit moves the movable aperture unit along a plane perpendicular to the main axis of the lens. At this time, in the first aspect of the present invention, the drive unit moves the movable diaphragm unit linearly. Each of the plurality of apertures is spaced apart in the direction in which the movable aperture moves so that only one aperture overlaps the opening, and is shifted in a direction perpendicular to the direction in which the movable aperture moves Placed in position. In the second aspect of the present invention, the opening has a partition frame (20) for partitioning into a plurality of openings.

ここで、レンズの主軸をZ軸とした直交座標系を定義し、可動絞り部がX軸に沿ってXY平面上をX軸方向に移動するものとする。このとき、複数の絞り孔はそれぞれ、1個の絞り孔のみが開口部に重なるようにX軸方向に離れて配置され、且つ、Y軸方向にずれた位置に配置されているといえる。そのため、駆動部が可動絞り部をX軸方向に移動すると、所定の絞り孔が開口部に重なりX軸方向に移動した後、その所定の絞り孔に対しY軸方向にずれた位置にある次の絞り孔が開口部に重なりX軸方向に移動する。これにより、絞り装置は、駆動部が可動絞り部を移動することで、開口部と重なる絞り孔の位置を、X軸方向およびY軸方向に変えることが可能である。したがって、絞り装置は、駆動部の構成を簡素なものとして、その体格を小型化することができる。   Here, an orthogonal coordinate system in which the principal axis of the lens is the Z axis is defined, and the movable diaphragm portion moves along the X axis on the XY plane in the X axis direction. At this time, it can be said that each of the plurality of apertures is arranged apart in the X-axis direction so that only one aperture hole overlaps the opening, and is arranged at a position shifted in the Y-axis direction. For this reason, when the drive unit moves the movable aperture portion in the X-axis direction, the predetermined aperture hole overlaps the opening and moves in the X-axis direction. The aperture hole overlaps the opening and moves in the X-axis direction. Thereby, the diaphragm device can change the position of the diaphragm hole overlapping the opening to the X-axis direction and the Y-axis direction by the drive unit moving the movable diaphragm unit. Therefore, the diaphragm device can be reduced in size by simplifying the configuration of the drive unit.

第2発明は、第1発明の絞り装置を用いた寸法測定装置の発明である。寸法測定装置は、絞り装置に加え、物体側レンズ(3)、像側レンズ(4)、光照射部(5)、撮像手段(6)および画像処理手段(7)を備える。物体側レンズと像側レンズとは、互いの主軸および焦点位置が一致するように配置される。絞り装置は、物体側レンズおよび像側レンズの焦点位置を含み且つ物体側レンズおよび像側レンズの主軸に垂直な平面上に絞り孔が位置するように設けられる。光照射部は、測定対象物側から物体側レンズおよび像側レンズに向けて光を照射する。撮像手段は、光照射部から照射されて物体側レンズ、絞り孔および像側レンズを通過した光を撮像する。画像処理手段は、撮像手段により撮像される画像のうち最小の大きさのものを測定対象物の大きさとして判定する。   The second invention is an invention of a dimension measuring device using the diaphragm device of the first invention. In addition to the diaphragm device, the dimension measuring device includes an object side lens (3), an image side lens (4), a light irradiation unit (5), an imaging means (6), and an image processing means (7). The object side lens and the image side lens are arranged so that their principal axes and focal positions coincide with each other. The diaphragm device is provided so that the diaphragm hole is located on a plane that includes the focal positions of the object side lens and the image side lens and is perpendicular to the main axes of the object side lens and the image side lens. The light irradiation unit irradiates light from the measurement target side toward the object side lens and the image side lens. The imaging means images light that has been irradiated from the light irradiation unit and passed through the object side lens, the aperture hole, and the image side lens. The image processing means determines the smallest size of the images captured by the imaging means as the size of the measurement object.

これにより、光照射部から照射されて測定対象物の外縁の外側を通る光は、主軸に対して傾斜した平行な光が絞り孔を選択的に通過し、撮像手段で結像する。そのため、絞り孔をX軸方向およびY軸方向に移動することにより、測定対象物が主軸に対してX軸およびY軸のいずれの方向に傾いている場合でも、画像処理手段は、測定対象物を真正面から見た画像を得ることが可能である。したがって、この寸法測定装置は、測定対象物の大きさを正確に測定することが可能である。   As a result, the light irradiated from the light irradiating unit and passing outside the outer edge of the object to be measured, parallel light inclined with respect to the main axis selectively passes through the aperture and forms an image with the imaging means. Therefore, by moving the aperture in the X-axis direction and the Y-axis direction, the image processing means can measure the measurement object regardless of whether the measurement object is tilted in the X-axis or Y-axis direction with respect to the main axis. It is possible to obtain an image viewed from the front. Therefore, this dimension measuring apparatus can accurately measure the size of the measurement object.

本発明の第1実施形態による寸法測定装置の構成図である。It is a block diagram of the dimension measuring apparatus by 1st Embodiment of this invention. 図1のII部分の拡大図である。It is an enlarged view of the II part of FIG. 第1実施形態の絞り装置を像側レンズ側から見た平面図である。It is the top view which looked at the diaphragm | throttle device of 1st Embodiment from the image side lens side. 第1実施形態の絞り装置の動作を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows operation | movement of the aperture_diaphragm | restriction apparatus of 1st Embodiment. 第1実施形態の絞り装置の動作を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows operation | movement of the aperture_diaphragm | restriction apparatus of 1st Embodiment. 図1の状態の測定対象物を撮影した画像を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the image which image | photographed the measurement target object of the state of FIG. 測定対象物が主軸に対し傾いた状態を示す寸法測定装置の構成図である。It is a block diagram of the dimension measuring apparatus which shows the state in which the measuring object inclined with respect to the main axis | shaft. 図7の状態の測定対象物を撮影した画像を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the image which image | photographed the measurement target object of the state of FIG. 絞り孔の位置を移動した状態を示す寸法測定装置の構成図である。It is a block diagram of the dimension measuring apparatus which shows the state which moved the position of the aperture hole. 図9のX部分の拡大図である。FIG. 10 is an enlarged view of a portion X in FIG. 9. 図10の状態の測定対象物を撮影した画像を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the image which image | photographed the measurement target object of the state of FIG. 第2実施形態の絞り装置の平面図である。It is a top view of the diaphragm | throttle device of 2nd Embodiment. 第3実施形態の絞り装置の平面図である。It is a top view of the diaphragm | throttle device of 3rd Embodiment.

以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づき説明する。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態を図1〜図9に示す。第1実施形態の寸法測定装置1は、例えば熱交換器など種々の測定対象物2の大きさを測定するものである。
図1に示すように、寸法測定装置1は、物体側レンズ3、像側レンズ4、光照射部としてのバックライト5、撮像手段としてのCCDカメラ6、画像処理手段としてのコンピュータ7、および、絞り装置10を備えている。
Hereinafter, a plurality of embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention is shown in FIGS. The dimension measuring apparatus 1 according to the first embodiment measures the size of various measuring objects 2 such as a heat exchanger.
As shown in FIG. 1, the dimension measuring apparatus 1 includes an object side lens 3, an image side lens 4, a backlight 5 as a light irradiation unit, a CCD camera 6 as an imaging unit, a computer 7 as an image processing unit, and An aperture device 10 is provided.

バックライト5は、例えば面光源であり、その上に測定対象物2が設置される。バックライト5は、測定対象物2の物体側レンズ3とは反対側から物体側レンズ3に向けて光を照射する。なお、図1に示した測定対象物2は直方体であるが、本実施形態の寸法測定装置1は、直方体に限らず、種々の形状の測定対象物2の寸法を測定することが可能である。   The backlight 5 is a surface light source, for example, and the measuring object 2 is installed on it. The backlight 5 irradiates light toward the object side lens 3 from the side opposite to the object side lens 3 of the measurement object 2. 1 is a rectangular parallelepiped, the dimension measuring device 1 of the present embodiment is not limited to a rectangular parallelepiped, and can measure the dimensions of the measuring object 2 having various shapes. .

バックライト5から所定距離離れた位置に鏡胴8が設けられる。鏡胴8には、測定対象物2側から順に、物体側レンズ3、絞り装置10、像側レンズ4、およびCCDカメラ6が固定されている。物体側レンズ3は、像側レンズ4と比べて大口径である。物体側レンズ3の主軸Oと像側レンズ4の主軸Oとは一致している。また、物体側レンズ3の像側の焦点位置と、像側レンズ4の測定対象物2側の焦点位置とは一致している。なお、以下の説明において、物体側レンズ3および像側レンズ4のことを「レンズ3、4」という。   A lens barrel 8 is provided at a position away from the backlight 5 by a predetermined distance. An object side lens 3, an aperture device 10, an image side lens 4, and a CCD camera 6 are fixed to the lens barrel 8 in order from the measurement object 2 side. The object side lens 3 has a larger aperture than the image side lens 4. The main axis O of the object side lens 3 and the main axis O of the image side lens 4 coincide with each other. The focal position on the image side of the object side lens 3 and the focal position on the measurement object 2 side of the image side lens 4 coincide with each other. In the following description, the object side lens 3 and the image side lens 4 are referred to as “lenses 3 and 4”.

ここで、説明の便宜上、レンズ3、4の主軸OをZ軸とした直交座標系を定義する。
絞り装置10は、レンズ3、4の絞りとして用いられる複数の絞り孔11を有する。この絞り孔11は、物体側レンズ3と像側レンズ4の焦点位置を含み、且つ、Z軸に垂直なXY平面上をX軸に沿って移動することが可能である。なお、図1では、絞り装置10の有する複数の絞り孔11のうちのいずれか1つが物体側レンズ3と像側レンズ4の主軸Oにある状態を示している。絞り装置10の構成および動作については後述する。
Here, for convenience of explanation, an orthogonal coordinate system is defined in which the main axis O of the lenses 3 and 4 is the Z axis.
The aperture device 10 has a plurality of aperture holes 11 used as apertures for the lenses 3 and 4. The aperture 11 includes the focal positions of the object side lens 3 and the image side lens 4 and can move along the X axis on an XY plane perpendicular to the Z axis. FIG. 1 shows a state in which any one of the plurality of aperture holes 11 of the aperture device 10 is on the main axis O of the object side lens 3 and the image side lens 4. The configuration and operation of the diaphragm device 10 will be described later.

CCDカメラ6は、CCDイメージセンサ61を有する。バックライト5から照射された光は、図1の実線L1に示すように、物体側レンズ3、絞り孔11、像側レンズ4を通過し、CCDイメージセンサ61上で結像する。なお、絞り孔11は、バックライト5から照射されて測定対象物2を通過した光のうち、物体側レンズ3よりも測定対象物2側で平行な光、且つ、像側レンズ4よりもCCDカメラ6側で平行な光のみを選択的に通すものである。CCDカメラ6は、CCDイメージセンサ61上で結像した光を電気信号に変換し、コンピュータ7に伝送する。これにより、CCDカメラ6は、測定対象物2の真正面の像を撮像することが可能である。なお、真正面の像とは、測定対象物2の奥行方向の軸Hに対して平行に測定対象物2を見た像をいうものとする。   The CCD camera 6 has a CCD image sensor 61. The light emitted from the backlight 5 passes through the object side lens 3, the aperture 11 and the image side lens 4 and forms an image on the CCD image sensor 61 as indicated by a solid line L1 in FIG. The aperture 11 is light that is irradiated from the backlight 5 and passes through the measurement object 2, and is more parallel to the measurement object 2 than the object-side lens 3, and more CCD than the image-side lens 4. Only parallel light is selectively allowed to pass through on the camera 6 side. The CCD camera 6 converts the light imaged on the CCD image sensor 61 into an electric signal and transmits it to the computer 7. Thereby, the CCD camera 6 can capture an image directly in front of the measurement object 2. Note that the image in front of the head means an image obtained by viewing the measuring object 2 in parallel with the axis H in the depth direction of the measuring object 2.

コンピュータ7は、CCDカメラ6に電気的に接続されており、CCDカメラ6による撮像のタイミングを制御する。また、コンピュータ7は、CCDカメラ6から伝送された電気信号により取得した測定対象物2の画像をディスプレイ9に表示する。コンピュータ7は、そのCCDカメラ6により撮像された複数の画像のうち最小の大きさのものを測定対象物2の大きさとして判定する。   The computer 7 is electrically connected to the CCD camera 6 and controls the timing of imaging by the CCD camera 6. Further, the computer 7 displays on the display 9 an image of the measurement object 2 acquired by the electric signal transmitted from the CCD camera 6. The computer 7 determines the smallest size of the plurality of images taken by the CCD camera 6 as the size of the measurement object 2.

次に、絞り装置10の構成および動作について説明する。
図2および図3に示すように、絞り装置10は、固定絞り部12、可動絞り部13、および駆動部14を備えている。
固定絞り部12は、像側レンズ4の測定対象物2側に配置され、図示していない支持部材により鏡胴8の内壁に固定されている。なお、固定絞り部12は、鏡胴8の内壁に固定されたガイド部材16に固定してもよい。固定絞り部12は、レンズ3、4の主軸Oを含む位置で所定の大きさに形成された開口部15を有する。この開口部15の大きさは、1個の絞り孔11の直径より大きい。なお、図3では、Z軸方向から見た開口部15を矩形としているが、開口部15の形状は矩形に限らず、種々の形状を採用することが可能である。
Next, the configuration and operation of the diaphragm device 10 will be described.
As shown in FIGS. 2 and 3, the diaphragm device 10 includes a fixed diaphragm unit 12, a movable diaphragm unit 13, and a drive unit 14.
The fixed diaphragm 12 is disposed on the measurement object 2 side of the image side lens 4 and is fixed to the inner wall of the lens barrel 8 by a support member (not shown). The fixed diaphragm portion 12 may be fixed to a guide member 16 fixed to the inner wall of the lens barrel 8. The fixed diaphragm 12 has an opening 15 formed in a predetermined size at a position including the main axis O of the lenses 3 and 4. The size of the opening 15 is larger than the diameter of one throttle hole 11. In FIG. 3, the opening 15 viewed from the Z-axis direction is rectangular, but the shape of the opening 15 is not limited to a rectangle, and various shapes can be adopted.

可動絞り部13は、固定絞り部12に対し主軸O方向に重なる位置で、鏡胴8の内壁に固定されたガイド部材16にブロック17を介して設けられている。可動絞り部13は、ガイド部材16に沿ってXY平面上を、X軸方向に往復移動可能である。可動絞り部13は、X軸方向に往復移動した際、固定絞り部12の開口部15を常に遮蔽可能な大きさである。   The movable diaphragm 13 is provided via a block 17 on a guide member 16 fixed to the inner wall of the lens barrel 8 at a position overlapping the fixed diaphragm 12 in the direction of the main axis O. The movable diaphragm 13 can reciprocate in the X-axis direction on the XY plane along the guide member 16. The movable aperture 13 has a size that can always shield the opening 15 of the fixed aperture 12 when reciprocating in the X-axis direction.

可動絞り部13は、上述した複数の絞り孔11を有する。その複数の絞り孔11は、レンズ3、4の焦点位置を含み、且つ、レンズ3、4の主軸Oに垂直なXY平面上に設けられている。それぞれの絞り孔11と絞り孔11との距離Aは、開口部15の長さBより離れている。そのため、複数の絞り孔11はそれぞれ、可動絞り部13がX軸に沿って移動する際に1個の絞り孔11のみが開口部15に重なる。また、それぞれの絞り孔11と絞り孔11とは、Y軸方向にずれた位置に配置されている。そのため、絞り装置10は、開口部15に重なる絞り孔11を変えることで、レンズ3、4の絞りの位置をY軸方向に変えることが可能である。   The movable diaphragm 13 has the plurality of diaphragm holes 11 described above. The plurality of aperture holes 11 are provided on an XY plane that includes the focal positions of the lenses 3 and 4 and is perpendicular to the main axis O of the lenses 3 and 4. The distance A between each aperture 11 and the aperture 11 is longer than the length B of the opening 15. For this reason, each of the plurality of apertures 11 overlaps only the aperture 15 when the movable aperture 13 moves along the X axis. Further, the respective throttle holes 11 and the throttle holes 11 are arranged at positions shifted in the Y-axis direction. Therefore, the diaphragm device 10 can change the diaphragm position of the lenses 3 and 4 in the Y-axis direction by changing the diaphragm hole 11 that overlaps the opening 15.

駆動部14は、サーボモータ18およびボールねじ19を有している。サーボモータ18は、コンピュータ7の指令により駆動制御される。ボールねじ19は、ブロック17に設けられた図示していない雌ねじに螺合しており、サーボモータ18の駆動により軸周りに回転する。ボールねじ19が正回転又は逆回転すると、ブロック17および可動絞り部13はX軸に沿って往復移動する。   The drive unit 14 includes a servo motor 18 and a ball screw 19. The servo motor 18 is driven and controlled by a command from the computer 7. The ball screw 19 is screwed into a female screw (not shown) provided in the block 17, and rotates around an axis by driving a servo motor 18. When the ball screw 19 rotates forward or backward, the block 17 and the movable restrictor 13 reciprocate along the X axis.

図4および図5を参照して、絞り装置10の動作を説明する。
なお、この説明では、可動絞り部13が有する複数の絞り孔11を、図4および図5の紙面右側から第1絞り孔111、第2絞り孔112および第3絞り孔113と称することとする。
図4(A)に示す位置に可動絞り部13があるとき、第1絞り孔111と開口部15とが重なる。サーボモータ18が駆動し、図4(A)から(B)に示す位置に可動絞り部13が移動すると、第1絞り孔111はX軸に沿って、開口部15の左側から右側へ移動する。なお、図4(B),(C)及び図5(D)−(F)に記載した矢印Mの長さは、可動絞り部13が図4(A)示す位置から移動した距離を示している。
With reference to FIGS. 4 and 5, the operation of the diaphragm device 10 will be described.
In this description, the plurality of apertures 11 included in the movable aperture 13 are referred to as a first aperture 111, a second aperture 112, and a third aperture 113 from the right side of FIG. 4 and FIG. .
When the movable aperture 13 is located at the position shown in FIG. 4A, the first aperture 111 and the opening 15 overlap. When the servo motor 18 is driven and the movable aperture 13 moves from the position shown in FIGS. 4A to 4B, the first aperture 111 moves from the left side to the right side of the opening 15 along the X axis. . Note that the length of the arrow M described in FIGS. 4B and 4C and FIGS. 5D to 5F indicates the distance that the movable aperture 13 has moved from the position shown in FIG. Yes.

続いて図4(C)に示す位置に可動絞り部13を移動すると、第2絞り孔112と開口部15とが重なる。なお、図4(C)の矢印Dに示したように、第1絞り孔111と第2絞り孔112とはY軸方向にずれた位置に設けられたものである。サーボモータ18が駆動し、図4(C)から図5(D)に示す位置に可動絞り部13が移動すると、第2絞り孔112はX軸に沿って、開口部15の左側から右側へ移動する。   Subsequently, when the movable aperture 13 is moved to the position shown in FIG. 4C, the second aperture 112 and the opening 15 overlap. As indicated by an arrow D in FIG. 4C, the first throttle hole 111 and the second throttle hole 112 are provided at positions shifted in the Y-axis direction. When the servo motor 18 is driven and the movable diaphragm 13 moves from the position shown in FIG. 4C to the position shown in FIG. 5D, the second diaphragm hole 112 extends from the left side to the right side of the opening 15 along the X axis. Moving.

次に図5(E)に示す位置に可動絞り部13を移動すると、第3絞り孔113と開口部15とが重なる。なお、図5(E)の矢印Eに示したように、第1絞り孔111と第2絞り孔112とはY軸方向にずれた位置に設けられたものである。サーボモータ18が駆動し、図5(E)から(F)に示す位置に可動絞り部13が移動すると、第3絞り孔113はX軸に沿って、開口部15の左側から右側へ移動する。このようにして、絞り装置10は、単一のサーボモータ18を用いて可動絞り部13をX軸方向のみに移動することにより、レンズ3、4の絞りの位置を、開口部15の範囲内において、X軸方向およびY軸方向に変えることが可能である。   Next, when the movable aperture 13 is moved to the position shown in FIG. 5E, the third aperture 113 and the opening 15 overlap. As indicated by an arrow E in FIG. 5E, the first throttle hole 111 and the second throttle hole 112 are provided at positions shifted in the Y-axis direction. When the servo motor 18 is driven and the movable aperture 13 moves from the position shown in FIGS. 5E to 5F, the third aperture 113 moves from the left side to the right side of the opening 15 along the X axis. . In this way, the diaphragm device 10 moves the movable diaphragm 13 only in the X-axis direction by using a single servo motor 18 so that the diaphragm position of the lenses 3 and 4 is within the range of the opening 15. , It is possible to change in the X-axis direction and the Y-axis direction.

続いて、寸法測定装置1による測定方法について説明する。
図1および図2は、レンズ3,4の主軸Oと測定対象物2の奥行方向の軸Hとが平行な状態で測定対象物2が設置され、且つ、絞り装置10の有する絞り孔11が主軸O上に位置する状態を示している。この状態で、バックライト5から照射されて測定対象物2の外縁の外側を通過した光は、図1および図2の実線L2に示すように、物体側レンズ3、絞り孔11、像側レンズ4を通過し、CCDイメージセンサ61上で結像する。その際、絞り孔11は、測定対象物2を通過した光のうち、物体側レンズ3よりも測定対象物2側で主軸Oに平行な光、且つ、像側レンズ4よりもCCDカメラ6側で主軸Oに平行な光のみを選択的に通す。したがって、図6に示すように、コンピュータ7のディスプレイ9には、測定対象物2の真正面の画像G1が表示される。コンピュータ7は、この画像G1から測定対象物2の大きさを測定することが可能である。
Then, the measuring method by the dimension measuring apparatus 1 is demonstrated.
1 and FIG. 2, the measurement object 2 is installed in a state where the main axis O of the lenses 3 and 4 and the axis H in the depth direction of the measurement object 2 are parallel, and the aperture hole 11 of the aperture device 10 is provided. The state located on the main axis | shaft O is shown. In this state, the light irradiated from the backlight 5 and passed outside the outer edge of the measurement object 2 is, as shown by a solid line L2 in FIGS. 1 and 2, the object side lens 3, the aperture 11, and the image side lens. 4 and forms an image on the CCD image sensor 61. At this time, the aperture 11 is light that has passed through the measurement object 2 and is parallel to the main axis O on the measurement object 2 side with respect to the object side lens 3 and on the CCD camera 6 side with respect to the image side lens 4. Then, only light parallel to the main axis O is selectively passed. Therefore, as shown in FIG. 6, an image G <b> 1 in front of the measurement object 2 is displayed on the display 9 of the computer 7. The computer 7 can measure the size of the measuring object 2 from the image G1.

これに対し、図7は、測定対象物2の奥行方向の軸Hが主軸Oに対して傾斜した状態で測定対象物2が設置された状態を示している。この状態で、絞り孔11が主軸Oに位置すると、その絞り孔11は、図7の実線L2に示したように、測定対象物2の外縁の外側を通過した光のうち、物体側レンズ3よりも測定対象物2側で主軸Oに平行な光、且つ、像側レンズ4よりもCCDカメラ6側で主軸Oに平行な光のみを選択的に通す。したがって、図8に示すように、コンピュータ7のディスプレイ9には、測定対象物2を主軸Oに対して平行に見た画像G2が表示される。この画像G2は、測定対象物2を真正面から見た画像よりも大きいものである。   On the other hand, FIG. 7 shows a state in which the measuring object 2 is installed in a state where the axis H in the depth direction of the measuring object 2 is inclined with respect to the main axis O. In this state, when the aperture 11 is positioned on the main axis O, the aperture 11 is in the object side lens 3 out of the light that has passed outside the outer edge of the measurement object 2 as shown by the solid line L2 in FIG. Only light that is parallel to the main axis O on the measurement object 2 side and light that is parallel to the main axis O on the CCD camera 6 side than the image side lens 4 are selectively passed. Therefore, as shown in FIG. 8, the display 9 of the computer 7 displays an image G <b> 2 in which the measurement object 2 is viewed in parallel with the main axis O. This image G2 is larger than an image of the measuring object 2 viewed from the front.

そこで、寸法測定装置1は、絞り装置10のサーボモータ18を駆動し、可動絞り部13をX軸方向に移動する。これにより、絞り孔11の位置が、X軸方向およびY軸方向に移動する。図9から図11では、測定対象物2の奥行方向の軸Hが主軸Oに対して傾斜した状態で測定対象物2が設置され、且つ、絞り孔11が主軸OからX軸方向およびY軸方向に移動した状態を示している。この状態で、絞り孔11は、図9および図10の実線L2に示したように、測定対象物2を通過した光のうち、物体側レンズ3よりも測定対象物2側で測定対象物2の奥行方向の軸Hに平行な光、且つ、像側レンズ4よりもCCDカメラ6側で主軸Oに対して傾いた平行な光のみを選択的に通す。したがって、図11に示すように、コンピュータ7のディスプレイ9には、測定対象物2の真正面の画像G3が表示される。
コンピュータ7は、絞り孔11の位置がX軸方向およびY軸方向に移動する際に、CCDカメラ6により測定対象物2を複数回撮像する。そして、コンピュータ7は、CCDカメラ6により撮像された複数の画像のうち最小の大きさのものを測定対象物2の大きさと判定する。これにより、寸法測定装置1は、測定対象物2の大きさを正確に測定することが可能である。
Therefore, the dimension measuring device 1 drives the servo motor 18 of the aperture device 10 to move the movable aperture portion 13 in the X-axis direction. Thereby, the position of the aperture 11 moves in the X-axis direction and the Y-axis direction. 9 to 11, the measuring object 2 is installed with the axis H in the depth direction of the measuring object 2 tilted with respect to the main axis O, and the throttle hole 11 extends from the main axis O to the X-axis direction and the Y-axis. The state moved in the direction is shown. In this state, as shown by the solid line L2 in FIGS. 9 and 10, the aperture 11 has the measurement object 2 closer to the measurement object 2 than the object-side lens 3 out of the light that has passed through the measurement object 2. Only the light parallel to the axis H in the depth direction and the parallel light inclined with respect to the main axis O on the CCD camera 6 side than the image side lens 4 are selectively transmitted. Therefore, as shown in FIG. 11, an image G <b> 3 in front of the measurement object 2 is displayed on the display 9 of the computer 7.
The computer 7 images the measurement object 2 multiple times by the CCD camera 6 when the position of the aperture 11 moves in the X-axis direction and the Y-axis direction. Then, the computer 7 determines that the smallest size of the plurality of images captured by the CCD camera 6 is the size of the measurement object 2. Thereby, the dimension measuring apparatus 1 can accurately measure the size of the measuring object 2.

本実施形態では、次の作用効果を奏する。
(1)本実施形態の絞り装置10は、可動絞り部13に設けられた複数の絞り孔11はそれぞれ、1個の絞り孔11のみが開口部15に重なるようにX軸方向に離れて配置され、且つ、Y軸方向にずれた位置に配置されている。そのため、駆動部14により可動絞り部13をX軸方向に移動することで、開口部15と重なる絞り孔11の位置を、XY平面上においてX軸方向およびY軸方向に変えることが可能である。したがって、絞り装置10は、駆動部14の構成を簡素なものとして、その体格を小型化することができる。
In the present embodiment, the following operational effects are achieved.
(1) In the diaphragm device 10 of the present embodiment, the plurality of diaphragm holes 11 provided in the movable diaphragm portion 13 are arranged apart from each other in the X-axis direction so that only one diaphragm hole 11 overlaps the opening portion 15. And disposed at a position shifted in the Y-axis direction. Therefore, by moving the movable diaphragm 13 in the X-axis direction by the drive unit 14, the position of the diaphragm hole 11 overlapping the opening 15 can be changed in the X-axis direction and the Y-axis direction on the XY plane. . Therefore, the diaphragm | throttle device 10 can make the structure of the drive part 14 simple, and can reduce the physique.

(2)本実施形態の絞り装置10は、駆動部14により可動絞り部13をX軸方向に直線状に移動するものである。
これにより、絞り装置10は、駆動部14の構成を簡素なものとして、その体格を小型化することができる。
(2) The diaphragm device 10 of the present embodiment moves the movable diaphragm 13 linearly in the X-axis direction by the drive unit 14.
Thereby, the diaphragm | throttle device 10 can make the structure of the drive part 14 simple, and can reduce the physique.

(3)本実施形態の絞り装置10は、開口部15の大きさが、1個の絞り孔11の直径より大きいものである。
これにより、絞り装置10は、開口部15と重なる絞り孔11の位置を、X軸方向およびY軸方向に変えることが可能である。
(3) In the diaphragm device 10 of this embodiment, the size of the opening 15 is larger than the diameter of one throttle hole 11.
Thereby, the diaphragm | throttle device 10 can change the position of the aperture hole 11 which overlaps with the opening part 15 to an X-axis direction and a Y-axis direction.

(4)本実施形態の寸法測定装置1は、レンズ3、4の焦点位置を含むXY平面上に絞り装置10の絞り孔11を設置している。コンピュータ7は、CCDカメラ6により撮像された複数の画像のうち最小の大きさのものを測定対象物2の大きさとして判定する。
これにより、主軸Oから離れてX軸方向またはY軸方向に移動した絞り孔11は、開口部15の範囲の所定の位置において測定対象物2の奥行方向の軸Hに平行な光のみを選択的に通す。したがって、この寸法測定装置1は、測定対象物2が主軸Oに対してX軸およびY軸のいずれの方向に傾いている場合でも、測定対象物2を真正面から見た画像G3を得ることができるので、その測定対象物2の大きさを正確に測定することが可能である。
(4) In the dimension measuring device 1 of the present embodiment, the aperture hole 11 of the aperture device 10 is installed on the XY plane including the focal positions of the lenses 3 and 4. The computer 7 determines the smallest size of the plurality of images taken by the CCD camera 6 as the size of the measurement object 2.
As a result, the aperture 11 moved away from the main axis O in the X-axis direction or the Y-axis direction selects only light parallel to the axis H in the depth direction of the measurement object 2 at a predetermined position within the range of the opening 15. Pass through. Therefore, the dimension measuring apparatus 1 can obtain an image G3 when the measuring object 2 is viewed from the front even when the measuring object 2 is inclined with respect to the main axis O in either the X axis or the Y axis. As a result, the size of the measurement object 2 can be accurately measured.

(5)本実施形態の寸法測定装置1は、可動絞り部13の移動に伴って複数の絞り孔11がそれぞれ開口部15を通過する間に測定対象物2をCCDカメラ6により複数回撮像する。
これにより、主軸Oに対してX軸方向およびY軸方向に傾いた平行な光により、測定対象物2の複数の画像が撮像される。したがって、コンピュータ7は、その複数の画像から、最小のものを測定することで、測定対象物2の大きさを正確に測定することが可能できる。
(5) The dimension measuring apparatus 1 according to the present embodiment images the measurement object 2 a plurality of times by the CCD camera 6 while the plurality of apertures 11 pass through the openings 15 as the movable aperture 13 moves. .
As a result, a plurality of images of the measuring object 2 are captured by parallel light inclined in the X-axis direction and the Y-axis direction with respect to the main axis O. Therefore, the computer 7 can accurately measure the size of the measurement object 2 by measuring the smallest one of the plurality of images.

(第2実施形態)
本発明の第2実施形態の絞り装置10を図12に示す。第2実施形態では、固定絞り部12が、開口部15を複数の開口151に仕切る仕切枠20を有する。仕切枠20は、第1絞り孔111と第2絞り孔112との間、および、第2絞り孔112と第3絞り孔113との間に設けられている。仕切枠20は、X軸方向に延びている。そのため、固定絞り部12が有する開口部15は、3つの開口151に仕切られている。
第2実施形態では、絞り装置10は、開口部15に仕切枠20を設けたことにより、固定絞り部12の剛性を高めることができる。
なお、第2実施形態において、仕切枠20はX軸方向に延びるものとしたが、仕切枠20の形状はこれに限らず、Y軸方向に延びるものとしてもよく、また、格子状にしてもよい。
(Second Embodiment)
A diaphragm device 10 according to a second embodiment of the present invention is shown in FIG. In the second embodiment, the fixed aperture portion 12 includes a partition frame 20 that partitions the opening 15 into a plurality of openings 151. The partition frame 20 is provided between the first throttle hole 111 and the second throttle hole 112 and between the second throttle hole 112 and the third throttle hole 113. The partition frame 20 extends in the X-axis direction. Therefore, the opening 15 included in the fixed diaphragm 12 is divided into three openings 151.
In the second embodiment, the diaphragm device 10 can increase the rigidity of the fixed diaphragm portion 12 by providing the partition frame 20 in the opening portion 15.
In the second embodiment, the partition frame 20 extends in the X-axis direction. However, the shape of the partition frame 20 is not limited to this, and may extend in the Y-axis direction. Good.

(第3実施形態)
本発明の第3実施形態の絞り装置10を図13に示す。第3実施形態では、可動絞り部13が5個の絞り孔11を有する。第3実施形態においても、それぞれの絞り孔11と絞り孔11とは、開口部15の長さより離れて配置され、且つ、Y軸方向にずれた位置に配置されている。
第3実施形態では、可動絞り部13をX軸に沿って移動することで、絞り孔11の位置をY軸方向に細かく変えることができる。
(Third embodiment)
A throttling device 10 according to a third embodiment of the present invention is shown in FIG. In the third embodiment, the movable aperture 13 has five apertures 11. Also in the third embodiment, the respective throttle holes 11 and the throttle holes 11 are arranged away from the length of the opening 15 and are arranged at positions shifted in the Y-axis direction.
In the third embodiment, the position of the aperture 11 can be finely changed in the Y-axis direction by moving the movable aperture 13 along the X-axis.

(他の実施形態)
(1)上述した実施形態では、物体側レンズ3と像側レンズ4とを有する両側テレセントリック光学系を応用した寸法測定装置1に用いられる絞り装置10について説明した。これに対し、他の実施形態では、絞り装置10は、像側レンズ4のみを有する像側テレセントリック光学系を応用した寸法測定装置に用いてもよい。また、他の実施形態では、絞り装置10は、物体側レンズ3のみを有する物体側テレセントリック光学系を応用した寸法測定装置に用いてもよい。
(Other embodiments)
(1) In the above-described embodiment, the diaphragm device 10 used in the dimension measuring device 1 to which the both-side telecentric optical system having the object side lens 3 and the image side lens 4 is applied has been described. On the other hand, in another embodiment, the diaphragm device 10 may be used in a dimension measuring device to which an image side telecentric optical system having only the image side lens 4 is applied. In another embodiment, the diaphragm device 10 may be used in a dimension measuring device to which an object side telecentric optical system having only the object side lens 3 is applied.

(2)上述した実施形態では、絞り装置10は、固定絞り部12の測定対象物2側に可動絞り部13を配置した。これに対し、他の実施形態では、可動絞り部13は固定絞り部12の像側レンズ4側に配置してもよい。 (2) In the embodiment described above, in the diaphragm device 10, the movable diaphragm unit 13 is disposed on the measurement object 2 side of the fixed diaphragm unit 12. On the other hand, in other embodiments, the movable diaphragm 13 may be disposed on the image side lens 4 side of the fixed diaphragm 12.

(3)上述した実施形態では、可動絞り部13は、3個または5個の絞り孔11を有するものとした。これに対し、他の実施形態では、可動絞り部13が有する絞り孔11の数は、測定対象物11の寸法測定の要求に合わせて任意に設定することが可能である。
このように、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、上述した複数の実施形態を組み合わせることに加え、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。
(3) In the embodiment described above, the movable diaphragm 13 has three or five diaphragm holes 11. On the other hand, in another embodiment, the number of the aperture holes 11 included in the movable aperture section 13 can be arbitrarily set according to the demand for measuring the dimensions of the measurement object 11.
Thus, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented in various forms within the scope of the invention in addition to combining the above-described plurality of embodiments.

1 ・・・寸法測定装置
2 ・・・測定対象物
3 ・・・物体側レンズ(レンズ)
4 ・・・像側レンズ(レンズ)
10・・・絞り装置
11・・・絞り孔
12・・・固定絞り部
13・・・可動絞り部
14・・・駆動部
15・・・開口部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Dimension measuring apparatus 2 ... Measurement object 3 ... Object side lens (lens)
4 ... Image side lens (lens)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Diaphragm device 11 ... Diaphragm hole 12 ... Fixed aperture part 13 ... Movable diaphragm part 14 ... Drive part 15 ... Opening part

Claims (7)

測定対象物(2)の寸法を測定する光学系のレンズ(3,4)の絞りとして用いられる絞り装置において、
前記レンズの主軸(O)を含む位置に所定の大きさに形成された開口部(15)を有する固定絞り部(12)と、
前記固定絞り部に対し主軸方向に重なる位置に設けられ、前記レンズの焦点位置を含み且つ前記レンズの主軸に垂直な平面上に設けられた複数の絞り孔(11)を有する可動絞り部(13)と、
前記レンズの主軸に垂直な平面に沿って前記可動絞り部を直線状に移動する駆動部(14)と、を備え、
複数の前記絞り孔はそれぞれ、1個の前記絞り孔のみが前記開口部に重なるように前記可動絞り部が移動する方向に離れて配置されていると共に、前記可動絞り部が移動する方向に対し垂直方向にずれた位置に配置されているものである絞り装置。
In a diaphragm device used as a diaphragm of an optical system lens (3, 4) for measuring the dimension of a measurement object (2),
A fixed aperture portion (12) having an opening (15) formed in a predetermined size at a position including the main axis (O) of the lens;
A movable aperture portion (13) provided in a position overlapping with the fixed aperture portion in the main axis direction and having a plurality of aperture holes (11) provided on a plane including the focal position of the lens and perpendicular to the main axis of the lens. )When,
A drive unit (14) that linearly moves the movable diaphragm along a plane perpendicular to the main axis of the lens,
Each of the plurality of apertures is disposed away from the movable aperture in a direction in which the movable aperture moves so that only one aperture is overlapped with the opening, and with respect to the direction in which the movable aperture moves A diaphragm device arranged at a position displaced in the vertical direction.
前記駆動部は、前記固定絞り部を移動することなく、前記可動絞り部のみを移動するものである請求項1に記載の絞り装置。 The aperture device according to claim 1, wherein the drive unit moves only the movable aperture unit without moving the fixed aperture unit. 前記開口部の大きさは、1個の前記絞り孔の直径より大きいものである請求項1または2に記載の絞り装置。 The aperture device according to claim 1 or 2 , wherein the size of the opening is larger than the diameter of one aperture hole. 前記固定絞り部は、前記開口部を複数の開口に仕切る仕切枠(20)を有するものである請求項1からのいずれか一項に記載の絞り装置。 The diaphragm device according to any one of claims 1 to 3 , wherein the fixed diaphragm section includes a partition frame (20) that partitions the opening into a plurality of openings. 測定対象物(2)の寸法を測定する光学系のレンズ(3,4)の絞りとして用いられる絞り装置において、
前記レンズの主軸(O)を含む位置に所定の大きさに形成された開口部(15)を有する固定絞り部(12)と、
前記固定絞り部に対し主軸方向に重なる位置に設けられ、前記レンズの焦点位置を含み且つ前記レンズの主軸に垂直な平面上に設けられた複数の絞り孔(11)を有する可動絞り部(13)と、
前記レンズの主軸に垂直な平面に沿って前記可動絞り部を移動する駆動部(14)と、を備え、
前記開口部は、複数の開口に仕切る仕切枠(20)を有し、複数の前記絞り孔はそれぞれ、1個の前記絞り孔のみが前記開口部に重なるように前記可動絞り部が移動する方向に離れて配置されていると共に、前記可動絞り部が移動する方向に対し垂直方向にずれた位置に配置されているものである絞り装置。
In a diaphragm device used as a diaphragm of an optical system lens (3, 4) for measuring the dimension of a measurement object (2),
A fixed aperture portion (12) having an opening (15) formed in a predetermined size at a position including the main axis (O) of the lens;
A movable aperture portion (13) provided in a position overlapping with the fixed aperture portion in the main axis direction and having a plurality of aperture holes (11) provided on a plane including the focal position of the lens and perpendicular to the main axis of the lens. )When,
A drive unit (14) for moving the movable diaphragm unit along a plane perpendicular to the main axis of the lens,
The opening has a partition frame (20) that divides into a plurality of openings, and each of the plurality of throttle holes moves in a direction in which the movable throttle part moves such that only one throttle hole overlaps the opening. And a diaphragm device that is disposed at a position shifted in a direction perpendicular to the direction in which the movable diaphragm portion moves.
互いの主軸および焦点位置が一致するように配置された物体側レンズ(3)および像側レンズ(4)と、
前記物体側レンズおよび前記像側レンズの焦点位置を含み且つ前記物体側レンズおよび前記像側レンズの主軸に垂直な平面上に前記絞り孔が位置するように設けられた請求項1から5のいずれか一項に記載の絞り装置と、
前記測定対象物側から前記物体側レンズおよび前記像側レンズに向けて光を照射する光照射部(5)と、
前記光照射部から照射されて前記物体側レンズ、前記絞り孔および前記像側レンズを通過した光を撮像する撮像手段(6)と、
前記撮像手段により撮像される画像のうち最小の大きさのものを前記測定対象物の大きさとして判定する画像処理手段(7)と、を備える寸法測定装置。
An object side lens (3) and an image side lens (4) arranged so that their principal axes and focal positions coincide with each other;
6. The diaphragm according to claim 1, wherein the aperture hole is provided so as to be positioned on a plane that includes focal positions of the object side lens and the image side lens and is perpendicular to a main axis of the object side lens and the image side lens. A diaphragm device according to claim 1;
A light irradiation unit (5) for irradiating light from the measurement object side toward the object side lens and the image side lens;
An imaging means (6) for imaging the light irradiated from the light irradiation unit and passed through the object side lens, the aperture hole, and the image side lens;
A dimension measuring apparatus comprising: an image processing unit (7) that determines an image captured by the imaging unit having a minimum size as the size of the measurement object.
前記画像処理手段は、前記可動絞り部の移動に伴って複数の前記絞り孔がそれぞれ開口部を通過する間に前記測定対象物を前記撮像手段により複数回撮像するものである請求項6に記載の寸法測定装置。   The said image processing means images the said measuring object several times with the said imaging means, while the said some aperture hole passes each opening part with the movement of the said movable aperture | diaphragm | squeeze part. Dimension measuring device.
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