透镜检查装置及其方法
本申请是2001年5月8日递交的、申请号为01117611.3专利申请的分案申请。
本发明涉及一种流体分配器,它通过活塞提升容器内部的压力而分配液体或流体,该分配器被称为喷射器。更具体地说,本发明涉及用于分配含固体成分的润滑剂的流体分配器,所述润滑剂具体是在检查快门速度之前喷涂在用过的快门机构上的润滑剂。本发明还涉及一种透镜检查***,尤其是对于反复使用的透镜。
在公开号为No.10-309456的日本专利申请中揭示了一种众所周知的分配器,它有一个被活塞分为两个小室的喷射器。通过驱动活塞,使它在喷射器内往复运动,而使装在喷射器中的液体从两个小室中得到轮流分配。当液体从一个小室中喷出的时候,另一个小室被注入液体。因此,这种类型的分配器能够连续地分配液体。当分配的液体是含有固体成分的润滑剂时,润滑剂必须连续地混合或搅动,以使液体密度恒定,否则固体成分会沉淀。为此,在这种情况下有必要在喷射器中装上混合机构。
公开号为No.10-146553的日本专利申请揭示了一个粘性涂层装置,其中有一个混合机构装在喷射器中,以使粘性流体材料的粘度恒定。喷射器底端引入一个注射孔。粘性流体材料被压缩空气推到这个注射孔,然后喷出。混合机构包括装在一个驱动轴一端的一个螺旋桨。驱动轴的另一端从喷射器顶部的一个孔伸出来,并由一个外部的驱动力驱动,以使螺旋桨旋转。
在上面提到的分配器中引入这样一个混合机构带来一个问题,就是驱动轴会干扰活塞杆,为了避免这个问题,驱动轴***喷射器的位置必须不同于活塞杆***的位置。这样就需要一个复杂的密封机构隔离驱动轴和喷射器,而这将增加分配器的成本。
鉴于上述问题,本发明的目的是提供一种流体分配器,它可以在喷射器中的液体连续搅拌时成功地分配液体,且结构简单,生产成本低。
按照本发明的一个方面,液体分配器具有:一个在相对的两端有孔的喷射器;一个在上述喷射器中可前后运动的活塞;以及一个供应箱,它可以根据活塞的运动方向与上述孔交替连结。在这种液体分配器中,所述的流体分配器从所述端口中的一个中分流出液体,所述端口位于所述喷射器的活塞向其运动的一端,同时,通过另一个端口从供应箱中吸入液体到喷射器中。这种流体分配器的特征在于包括:一对分别装在两个小室中的搅拌器,这些搅拌器在平行于活塞运动方向的旋转轴上旋转;以及安装在喷射器外边缘与搅拌器相对应位置的一对搅拌器驱动装置,每一个都由一个磁力独立地驱动搅拌器旋转。
由于搅拌器是通过磁力驱动旋转的,因此,就不存在搅拌器驱动轴与活塞杆干扰的问题。
两个搅拌器的构造相同,并且有多个相对于搅拌器旋转轴对称嵌入的磁铁,而搅拌器驱动装置产生磁场,使搅拌器旋转。至少有一个搅拌器在活塞的一端连续地旋转,在这一端,流体被吸进来。
与活塞一起运动的活塞杆从相对的另一活塞端面伸出,且与活塞和喷射器同轴,活塞由与活塞杆的另一端相连的活塞驱动装置推动。
按照最佳实施例,搅拌器安装在活塞杆上以使其能旋转,并能沿活塞杆滑动。在本实施例中,即使活塞杆随活塞一起来回往复运动,搅拌器驱动装置的磁力也能使搅拌器在喷射器中保持相同的轴向位置。
本发明的上述及其它目的和优点,在结合附图对本发明的最佳实施例的详细描述之后,将变得更加明显。这些描述仅仅是为了说明,而不是对本发明的限制。在这些附图中,相同的标号表示几个视图中相同的或相应的部件,这些附图中:
图1是一个透视图,表示按照本发明的实施例装配了流体分配器的润滑剂涂敷***;
图2是一个示意图,表示图1中的润滑剂涂敷***在活塞向前运动到达末端位置时的情况;
图3是一个示意图,表示图1中的润滑剂涂敷***在活塞向后运动而导致的分配开始时的情况;
图4是图1中的流体分配器的剖面透视图;
图5是图1中的流体分配器的剖面图;
图6是安装在流体分配器的喷射器中的搅拌器的透视图;
图7是搅拌器的剖面透视图;
图8是图5中分配器沿线VIII-VIII的剖面图;
图9是润滑剂涂敷***自动操作顺序的流程图;
图10是润滑剂涂敷***正常模式序列的流程图;
图11是润滑剂涂敷***活塞往复过程的流程图;
图12是举例性的示意图,表示图1中的润滑剂涂敷***在活塞往复过程的防滴步骤中的情况;
图13是示意图,表示图1中的润滑剂涂敷***在活塞往复过程的排出步骤中的情况;
图14是润滑剂涂敷***的备用模式序列的流程图;
图15是从备用模式到正常模式的回收操作序列的流程图;
图16是本发明的另一实施例的搅拌器及其操纵器的部分剖面图;
图17是根据本发明的另一实施例的拍摄透镜(taking lens)检查***的方框图;
图18是图17中的拍摄透镜检查***的划痕检测器的透视图;
图19是图18中的拍摄透镜检查***的异物检测器的透视图;
图20是图18中划痕检测器的示意图;
图21是图18中划痕检测器中投射到没有划痕的透镜的检查光路示意图;
图22是图18中划痕检测器中投射到有一处划痕的透镜的检查光路示意图;
图23是透镜的暗场像中的光亮部分的示意图;
图24是图19的异物检测器的剖面图;
图25是图19中的异物检测器中投射到没有划痕的透镜的检查光路的示意图;
图26是图19中异物检测器中投射到有一处划痕的透镜的检查光路的示意图;
图27是图19中的异物检测器的成像装置的检查范围的单元块的示意图;
图28是拍摄透镜检查方法全过程的流程图,该过程包含在带透镜照相装置(lens-fitted photo film unit)的拍摄透镜回收过程中;
图29是示意图,表示异物检测器的成像装置的检查范围的另一种单元块。
在图1中,润滑剂涂敷***10由回收箱11、四路切换阀12、两路切换阀13和14、供应箱15、分配器16、针阀(needle value)17和其它的小元件组成。分配器16通过针阀17把一定量的润滑剂送到待涂物体18上完成分配操作。本例中,润滑剂是高挥发性的,且含有固体成分。
待涂物体18以预定的姿态放在托盘19上,并沿传送线20向前传送。在涂敷位置,托盘19被定位装置定位,并且,分配器收到来自***的定位结束信号时被激活,以开始分配操作。针阀17装备有指向物体18的涂敷部分的喷嘴。物体18涂敷结束后,定位装置接收涂敷结束信号而释放物体,因此已涂敷的物体18被传送至下一工序,而待涂物体18移至涂敷工序。
如图2所示,针阀17设有一个开关阀17b来打开和关闭喷嘴17a。开关阀17b由压缩机21提供的压缩空气驱动。开关阀17b通常置于开。清洁机构22装在喷嘴17a的附近。清洁机构22用来自压缩机21的压缩空气吹掉粘在喷嘴17a上的润滑剂。
回过头来参再看图1,分配器16设有一个连杆操纵器24、一个活塞杆25和喷射器26。分配器控制活塞杆25向一个或另一个方向运动的量,以决定通过针阀17喷出的润滑剂的量。连杆操纵器24包括一个驱动装置,比如脉冲马达,和一个将驱动器装置的旋转运动转换为往复运动的转换器。
如图2所示,活塞42牢牢地固定在活塞杆25上,当活塞杆25被连杆操纵器24驱动时,活塞在喷射器内来回往复运动。因此,连杆操纵器24可称为活塞操纵器。喷射器26有连接喷射器内外部的第一到第四4端口28、29、30、31。第一、第二端口28和29位于活塞42的一侧,而第三、第四端口30和31位于活塞42的另一侧。第一和第三端口28和30位于喷射器26的上部,而第二和第四29和31分别相对于第一和第三端口28和30位于喷射器26的下部。
第一和第三端口28和30分别通过聚四氟乙烯管与两路交换阀13和14相连。两路交换阀13和14通过聚四氟乙烯管与回收箱相接,并分别通过切换操纵器33和34在开和关位置两者之间转换。在关闭位置,两路交换阀13和14分别断开第一和第三端口28和30与回收箱11的连接。回收箱11是设有压力调节阀的密封箱,当从喷射器26中排出润滑剂时,为了将空气排出喷射器26,该回收箱在接受润滑剂的同时接受空气。因此第一、第三端口28和30可称为排出端口。
第二、第四端口29和31通过聚四氟乙烯管连接四路切换阀12。四路切换阀12通过聚四氟乙烯管也与供应箱15和针阀17连接。这个四路切换阀使活塞在如图2所示向前运动和如图3所示向后运动之间转换。当活塞杆25向前运动时,四路切换阀12转换到向前的位置,在此位置第四端口31连接到供应箱15,而第二端口29连接到针阀17。当活塞杆25向后运动时,四路切换阀12转换到向后运动的位置,在此位置,第二端口29连接到供应箱15,而第四端口连接到针阀17。通过驱动四路切换操纵器35而使四路切换阀12进行切换。
供应箱15为设有压力调节阀的密封箱,并装有润滑剂。设在供应箱15中的混合装置38,将润滑剂混合,以保持润滑剂的密度恒定。混合装置38具有磁搅拌结构。以上描述的机构、驱动器和其它元件全部由控制部分40控制。要指出的是,聚四氟乙烯管可用别的管子代替,如塑料管和金属管,只要管子材料适合润滑剂的性质。供应箱15的位置高于回收箱11。
如图4和5所示,喷射器26为圆柱形,并水平放置。喷射器26内部结构是关于中心面对称的,中心面包括圆筒端口28到31的中心轴。至少在范围L内,喷射器26的内径大约等于活塞42的外径,其中,活塞可前后往复运动。O型环43套在活塞42的轴向中心位置上,以减小活塞42的外圆周面和喷射器26的内圆周面之间的间隙。直径较大的部分44和45的直径比活塞42的外径大,直径较大的部分44和45位于活塞42的相对的两端。直径较大的部分44和45的轴向长度比活塞往复运动范围L短。第一和第二端口28和29分别形成于直径较大的部分44的顶部和底部。第三、四端口30和31分别形成于直径较大的部分45的顶部和底部。
分配器16也设有一混合装置以混合或搅动喷射器26中的润滑剂,使其各成分的比例保持恒定。混合装置由一对搅拌器47和48、一对搅拌驱动环49和50、以及一对搅拌操纵器51和52构成。搅拌器47和48的结构相同,各含三个搅动叶片53或54和内部的磁铁55或56,如图6,7所示。搅拌器47和48装在活塞杆25上,界于活塞42与直径较大部分44和45之间,以致于搅拌器47和48可绕活塞杆旋转,并沿其滑动。这样,驱动活塞杆25,以使活塞42在搅拌器47和48之间来回运动。为了避免由于搅拌器47或48与喷射器26之间的摩擦而损伤喷射器26内周面,搅拌器47和48的外径要比喷射器26的内径小。
搅拌驱动环49和50位于喷射器26上,其位置分别围绕搅拌器47和48,通过轴承将搅拌驱动环49和50安装在喷射器固定架58上,以致于搅拌驱动环49和50可以绕喷射器26旋转。当驱动力由搅拌操纵器经分别形成于搅拌驱动环49和50外边缘的齿轮49a和50a传递过来时,搅拌驱动环49和50开始旋转。如图8所示,搅拌驱动环49和50有内置磁铁59和60,以致于搅拌驱动环49和50可将搅拌器47和48固定在相对于旋转环49和50的位置,这决定于搅拌器47和48中的磁铁55和56相对搅拌驱动环49和50中的磁铁59和60的位置,即使在搅拌驱动环49和50旋转时,也是如此。因此,搅拌器47和48随着搅拌驱动环49和50而旋转。
参见图6,每个搅拌器47和48都沿轴向有一通孔62,活塞杆25穿过通孔62。搅拌叶片53或54安装在搅拌器47或48一个端,沿搅拌器47或48的轴向方向伸出,就是说,它们平行于活塞杆25,三个叶片53或54绕孔62呈辐射状分布,间隔120°。搅拌器47和48分别装在活塞杆25的两个相对的方向上,它们的叶片53和54分别指向直径较大部分44和45。
如图7所示,磁铁55和56嵌在洞63中,这些洞在搅拌器47和48内部,其开口端指向搅拌器47和48的中心轴。每一搅拌器47或48有6个洞63,其中3个绕中心轴间隔120°辐射分布,另外3个位于这3个的边上,在沿活塞杆25的轴向与前面三个洞一一对齐。磁铁55和56通过孔64安装在洞63中,孔64穿过搅拌器47和48的外侧面,其位置在径向与洞63相对。磁铁55和56可用不同于图示的方式安装,只要它们关于搅拌器47或48的旋转轴对称排列。
搅拌驱动环49和50具有相同的结构。如图8所示,对应于磁铁55和56分别设置磁铁59和60。就是说,在每一搅拌驱动环49和50上,有6块磁铁59和60,其中3块以间距120°辐射分布,另外3块在活塞杆25的轴向上、在前面的3块旁边与前面3块磁铁一一对齐。磁铁55、56、59和60的磁极是这样安排的:磁铁59吸引磁铁55,而磁铁60吸引磁铁56。按照这一结构,当搅拌驱动环49和50停止时,搅拌器47或48在搅拌驱动环49和50内保持静止。当搅拌驱动环49或50旋转时,搅拌器47或48跟着旋转。可以这样安排磁铁55、56、59和60的磁极,使得磁铁55或56分别排斥59或60。
现在简述一下上述润滑剂涂敷***10的操作。
润滑剂涂敷***10按照存储在控制部分40的存储器70(见图1中)中的一系列指令自动操作。如图9所示,有一个正常模式和一个备用模式,这些模式大至依据托盘19在运送线20上的运送而自动切换。特别是,当托盘成功地平稳运到时,执行正常模式,而当运送线20上的托盘在涂敷站上游或下游阻塞时,或在运送线20的上游没有托盘时执行备用模式,传感器71和72装在涂敷站的上、下游,以探测运送线20上的托盘。
在正常模式下,当针阀17的开关阀17b置于开时,执行分配操作。如图10所示,在正常模式开始时,检查两路切换阀13和14是否处于关闭状态,如果不处于关闭状态,则阀13和14切换至关闭。尽管图中未示出,但还要检查四路切换开关12的位置,以确定切换开关12是处于向前运动的位置或向后运动的位置。
此后,当接到定位结束信号时,连杆操纵器以恒定的力驱使活塞向一个方向运动,然后相应量的润滑剂通过针阀17喷出,喷在待涂物18上。搅拌器47和48中的一个处在喷射器26的吸收侧,例如,在活塞杆25的向前运动中,搅拌器48一直旋转,而在喷射器26的注射边的另一个搅拌器不旋转。由于搅拌器47和48可以在活塞杆25上滑动,因此,借助于磁铁55、56、59和60,搅拌器47和48相对于搅拌环49和50来说处于相同的位置,即使在活塞环25在轴向上运动时,也是如此。
连杆操纵器24每接到一个定位结束信号,就驱动活塞杆在一个方向上运动一个行程,在物体18上涂敷恒定量的润滑剂。当活塞杆25到达一个运动方向的终点时,控制部分40就控制连杆操纵器来改变活塞杆25的运动方向。相应地,喷射器26的吸收端和注射端交换,搅拌器47或48中正在旋转的停止旋转,另一个搅拌器47或48接着开始旋转。
在开始反方向分配操作前,先执行活塞反转操作,如图11所示,活塞反转操作包括:防滴步骤、排气步骤、四路切换阀12的阀切换步骤、预行程步骤和喷嘴清洗步骤。
在防滴步骤中,切换阀12至14处于与在前面分配操作中的同一位置,但是活塞杆25除外,这样活塞42轻轻的向当前运动方向的反方向移动。既然活塞杆25在本例的分配操作中先向前移动,那么切换阀12设于前向运动位置,而切换阀13和14设置在关闭位置,如图12所示,并且活塞杆25轻轻向后移动。因此润滑剂通过第二端口29被吸回到喷射器26,所以残留在喷嘴17a的润滑剂被阻止滴下。
防滴步骤后是排气步骤。在排气步骤中,操纵器33或34被驱动,以切换两路切换阀13和14中的在分配操作步骤中处于吸收侧的那个切换阀至开的位置一定的时间,在本例中,就是切换阀14,如图13所示。当阀14切换至开时,活塞杆25向前进方向的反方向移动预定的行程,在本例中就是后向移动。由于供应箱15位于回收箱11之上,因此,润滑剂借助供应箱15和回收箱11之间的势能差,自己从供应箱15流进喷射器26中。从而,由于喷射器26中的负压力而在润滑剂中产生的气泡,随润滑剂一起流到回收箱11中,以致于气泡从喷射器26中排出。活塞杆25的行程推动含在润滑剂中的气泡流到回收箱11中。活塞杆在排气步骤中的行程比其在分配操作中的小,但是也可能等于或大于分配操作中的行程。
鉴于第一和第三端口28和30处于大直径段44和45的上部,因而,进入喷射器26的空气或在喷射器26中产生的气泡易于在大直径段44和45的上部聚集,气泡可有效的排出,在分配操作之前将气泡排出可阻止在分配操作中气泡增多,这样使得连续的分配操作变得容易。需要指出,排气步骤仅仅通过打开阀13和14中一个来进行,而不移动活塞杆25,这个打开的阀在前面的分配操作中处于吸收侧。
在排气步骤完成后,两个两路切换阀13、14中的一个重置为关,并且四向切换操纵器35被驱动,以切换四路切换阀12至不同于以前的位置,在本例中切换至后向位置,如图3所示。从而,在前面的分配操作中作为注射孔的第二端口29变为吸收孔。
此后,驱动连杆操纵器24,使活塞杆25后向移动一小段,从而使活塞42后向移动一小段,由此来执行预行程步骤。因此,切换四路切换阀产生的气泡被排出喷射器26,并且润滑剂被注进针阀17,驱除在防滴步骤中吸进针阀中的空气。同时,控制部分40驱动一个移动机构70,以便在喷嘴17a前***一防喷板71,这样从喷嘴17a出来的润滑剂不能喷射。在移动机构70从喷嘴17a前收回防喷板71之后,清洗机构22被激活来清洗喷嘴17a上的润滑剂。此后,活塞杆25向后移动恒定的行程,以分配润滑剂。如到目前为止所描述的那样,由于活塞杆25在活塞转向过程中和随后的分配过程中运动方向一致,因此,润滑剂涂敷***10可立即进行分配操作,当活塞杆25和活塞杆42达到后向运动的末端时,活塞反向过程的执行相同于上面的前向运动,而活塞杆25的运动方向相同于随后的分配过程。
只要正常模式在继续进行,上述操作就不断的重复,将润滑剂涂在待涂物18上。
在本实施例中,尽管搅拌叶片53和54与活塞杆25平行地伸出,但仍有可能向活塞杆25的轴向倾斜,以使润滑剂在轴向形成涡流。搅拌叶片可指向与活塞杆25的轴垂直的方向。搅拌叶片53和54的数量及磁铁55、56、59和60的数量不限于上述实施例,而可适当的增减。搅拌叶片和磁铁在搅拌器中的分布可适当改变。
现在开始描述备用模式操作。在备用模式中,控制部分40一直在监视传感器71和72,以致于一旦条件满足,润滑剂涂敷***就立即转入正常模式。
在备用模式中,如图4所示,搅拌操纵器51和52被驱动,以便使搅拌器47,48以一定的时间间隔旋转,在备用模式开始时,搅拌器47和48中处于喷射器26的吸收侧的那一个继续旋转,与在正常模式中一样。因此,严格地讲,搅拌器47,48在备用模式中交替的旋转,这样喷射器26中的润滑剂密度保持不变。
从备用模式开始经过预定长度的时间后,活塞转向操作,活塞杆25向前面运动的反方向运动,以便完成前面所描述的同样的防滴操作,然后针阀17的喷嘴17a关闭以防止润滑剂蒸发。
当润滑剂涂敷***10在针阀17关闭后从备用模式转入正常模式时,回收操作开始。如图15所示,在回收操作中,开关阀17b打开,活塞杆25移动几个行程,输送润滑剂至针阀17,以驱除针阀17中的空气。这一操作的行程数目如此确定,以致于润滑剂能成功地从喷嘴17a中喷出,而不会失败。在回收操作过程中,移动机构70被激活,以在喷嘴17a前***防喷板71。在移动机构70从喷嘴17a前收回防喷板71之后,清洗机构22被激活来清洗喷嘴17a上的润滑剂。此后,活塞杆25向后移动恒定的行程,以分配润滑剂。
在上述实施例中,搅拌器47和48以可旋转的方式安装在活塞杆45上。如图16所示,按照另一实施例,环状搅拌器83固定在一个位于喷射器内表面上的凹槽84中,以致于当被沿凹槽84引导时,搅拌器83可以绕活塞杆87旋转。凹槽84开在喷射器82的内表面上,喷射器82的一端套着一轴套88。在本实施例中,在搅拌器的内表面以一定间隔设有一系列搅拌叶片86并向内辐射伸出,以避免搅拌叶片86与活塞轴87互相影响。如图16所示,最好使搅拌叶片86向活塞杆87倾斜,以便喷射器82中的流体在轴向形成涡流。
虽然在上述实施例中有搅拌操纵器带动旋转的搅拌驱动环49和50作为搅拌器47,48的驱动装置,但在本实施例中的搅拌器驱动装置的构造不同。例如,根据图16所示的第二实施例,一个励磁线圈80和控制电路81组成搅拌器驱动装置。励磁线圈80由许多产生旋转磁场的线圈组成,它们绕着喷射器82而固定在三个或四个以规定间隔分开的位置上。搅拌器83的环周上至少有两块磁铁85。磁铁85产生沿搅拌器径向的磁场,控制电路81产生电流来激励励磁线圈80产生磁场,以带动搅拌器83旋转。
实例
喷射器26的材料最好用非磁性材料制成,如树脂、陶瓷或玻璃。对于树脂优先使用透明的PFA(全氟烷基氟塑料)。搅拌器47和48最好用树脂或陶瓷制成,搅拌器驱动环49,50可用非磁性材料制成,比如树脂或黄铜。
上述实施例的润滑剂涂敷***10最好用于带镜头照相装置的回收***。在这种情况下,用过的带镜头照相装置的快门机构被假定为涂敷对象。带镜头的照相装置包括内装底片的主体,在主体上安有曝光机构,该装置还包括从前面和后面封闭主体的前盖和后盖。曝光机构包括拍摄透镜、快门机构、卷带锁定机构,这些部件都希望被再次利用。正如本领域所公知的那样,快门机构包括快门驱动杆、快门叶片、快门驱动弹簧和复位弹簧。快门叶片通常关闭位于拍摄透镜的后面的快门开口,并可以在垂直于拍摄透镜光轴的平面内旋转。快门驱动杆可绕带镜头照相装置的竖直延伸方向的轴线转动,并且,当它由驱动位置转到释放位置时驱动快门叶片,快门叶片随之转动,快门打开。快门驱动弹簧一端挂在快门驱动杆的弹簧固定脚上,另一端则可以挂在非快门驱动杆的其它位置,这样,快门驱动弹簧就可以将快门驱动杆推到释放位置。复位弹簧推动快门叶片回到起始位置,使快门关闭。
用过的带镜头照相装置被收集起来,在工厂里拆解后重新利用。在回收***中,一些部件作为原材料被回收,另外一些部件则在组装新产品时重新利用。对于带镜头照相装置,其主体的前后都被封住,大多数情况下,主体不会被破坏或玷污,所以,其主体仍可重新利用。在主体被重新利用之前,应先由外部设备测定其机械装置是否可正常工作。检测结果显示,快门叶片的移动速度的改变主要与带镜头照相装置的使用条件有关。但研究发现,快门速度的变化能降到一个预定的允许范围之内,而不用更换部件,只要在控制弹簧与快门驱动杆之间加以润滑,就可以重新利用。润滑剂涂敷***10可有效的应用于该目的。涂敷润滑剂以后,快门的移动速度还要经过几次测试,以确定速度变化是否在允许范围之内。
对于润滑剂来说,一种由在低温下具有高润滑性的油组成的液态润滑剂适合于快门机构。例如Herves公司生产的一种液态润滑剂HF-1800(商标)是这种润滑剂的一个例子。该润滑剂被称作干涂敷润滑剂,成乳白色,在开放闪点测试时发现,该润滑剂无闪点,可在-30℃~120℃之间使用,25℃时润滑剂的比重为1.25。涂敷后,润滑剂在材料表面呈半湿状态。而且,该润滑剂不含破坏臭氧的成份,在正常气压下有效期为4.1年,并且GWP为500(CO2=1)。从而,这种润滑剂既有强挥发性,又含有固态组分,因此即使在密闭容器中储存,密度也会发生变化。为保持润滑剂密度恒定,最好用上述带混合器的润滑剂涂敷***。单个带镜头照相装置所用润滑剂的量为0.001cc~0.01cc。
因为活塞杆25在润滑过程中前后移动,所以润滑剂可以连续分配。因为润滑剂中含有固态组分,因此即使在润滑剂的分配过程中,在喷射器的吸入侧,润滑剂也要不断搅动。因为润滑剂有高挥发性,因此针阀17的开关阀17b会在备用模式持续一段时间后关闭。然而,本发明的润滑剂分配***不仅可以用于上述的润滑剂,而且实际上本发明的分配***可分配任何类型的流体。
同时,很重要的一点是要尽量除尽光学部件上的灰尘、沙粒和油污,因为这些外部因素会显著地降低其光学性能。因为带镜头照相装置的光学部件如拍摄透镜、探测镜等很容易弄脏、划伤。因此在该部分重新利用前一定要对每个光学部件进行检查。
为达到该目的,这些透镜通常只是用肉眼检查,这种传统方式效率很低,而且稳定性差。为解决这个问题,申请号为No.8-304052的日本专利申请揭示了一种透镜检测装置,它用点光束在固定方向上扫描透镜表面,并且光电地检测穿过该透镜而散射的光线。如果透镜表面有缺陷,如划伤或污染,穿透的光线就会发生散射,当透镜检测器检测到的缺陷信号到达一定强度时,***就会给出一个缺陷信号。这种检测器通过将缺陷或划伤信号的等级与设定值相比较,而完成质量和效率的评价。
因为上述常规检查方法采用点光源沿着一条线扫描,因此它的评测速度不能太快。另外,在检测方向上的透镜的划伤或污染,透过光很少发生散射,这使准确检查划伤变得困难。
另外,由于透镜表面的污染部分会反射和拆射一部分入射光线,从而使透过的光强度变弱。因此,一种更适合检查透镜表面油污的光敏感检测器应与检测划伤的检测器不同。然而,由于上述传统检查***可用于检查透镜上的任何缺陷,其可靠性也不令人满意。
图17至图29示出了一种可用于检测划伤、异物或其它类型缺陷的透镜检查***,它具有很高的准确性。根据以下实施例,一束光线从一端照向透镜用于检查,通过透镜的投射光和散射光会在透镜另一侧形成透镜的暗场像(dark field image),而进行光电检测。当光电检测设备的检查范围内的光电信号的强度超过设定值时,可认为透镜有缺陷。
在本实施例中,光线一次照射在整个透镜表面,透镜形成的暗场像由一个光电元件记录下来,加快了检测过程。因为缺陷敏感性不随照射方向波动,任何缺陷都会被检测到,没有遗漏。
本实施例的透镜检查***将适用于检查带透镜照相装置的拍摄透镜。如图17所示,带透镜照相装置的透镜检查***(以下称为检查***)110,主要包括一个透镜清洁器111,一个划伤检测器112,一个异物检测器113和一个焦距测试器117。
如图18和图19所示,划伤检测器和异物检测器中的每一个都提供了一个将检查光投射到拍摄透镜114上的光线投射器115或116,以及成像设备120或121,它们分别采集由拍摄透镜114的凸面114a的光图像所转换的电信号。待测拍摄透镜放置在一个特制的托盘上面的凹槽中,托盘112可有一套看不见的传动机构从划伤检测器112连续传送到异物检测器113。
参见图20,其中示出了划伤检测器112,支承着拍摄透镜114的托盘放置在光线发生器115和成像设备120之间。拍摄透镜114的凸面114a朝上。在托盘上表面的凹槽的底部到托盘的下表面开了一个圆锥形孔123,这样光线投射器发射的光线就可以从底部照射拍摄透镜。为防止光线投射器投射的光线投射到拍摄透镜上时被遮挡,锥孔123在拍摄透镜一侧的锥口直径较小。本例中,托盘厚为8mm,锥孔朝向拍摄透镜114一端的直径为7.5mm,朝向光线投射器115一端的直径为13mm。
成像设备120包括一个CCD图像传感器124、一个封闭圆环125和一个附在CCD图像传感器前面的成像透镜126,CCD图像传感器124上有许多传感单元,称为像素,以一个两维矩阵排列。拍摄透镜114的位置要使其光轴C与成像透镜的光轴重合,并且与封闭圆环125和CCD图像传感器124的中轴重合。拍摄透镜114的光学图像通过成像透镜126在CCD图像传感器124的光电转换表面上形成,因此,光电信号的强度与每个独立像素上的光强度成正比,该光电信号从成像设备传送到划伤辨别器130。
需要指出的是,成像透镜126的焦距可在16~50mm之间变化,封闭圆环125的孔径可在6~40mm之间调节,而且,托盘122的上表面和CCD图像传感器124之间的距离L1在30~200mm之间可调。在该实施例中,成像透镜126的焦距为50mm,封闭圆环125为30mm,间距L1为130。
封闭圆环125与托盘122底面的间距为一定值L2。在封闭圆环125中由一个未示出的发光二极管向拍摄透镜114一直发射探测光线。光遮蔽层131安装在光线投射器115的中心,以防止光线投射器115在成像设备120成像区域的光线进入,也就是说,如图5所示,光线投射器115沿轴向发射的直射光线不会进入CCD图像传感器124的光接受表面。只有拍摄透镜散射的光线才可以到达光接受表面。从而,在CCD图像传感器124上也会形成拍摄透镜114的暗场像。因此,在拍摄透镜没有划伤的情况下,如图21所示,光电信号的强度要低于设定值。
相反,如果拍摄透镜上有划伤,如图22所示,检查光在划痕132处会发生散射,并投射到CCD图像传感器124上。在这种情况下,在CCD图像传感器124上落有散射光的像素的光电信号被增强。根据CCD传感器124上的光电信号的强弱,划伤辨别器130就可以检查拍摄透镜114上是否具有划痕,如图23的例子所示,由划伤辨别器130检测出的划痕132为亮区域133,其大小与划痕132相对应。为明显地表示亮区域133,在图23中,它被标为黑色,而其它暗区域134被标为白色。光遮蔽层131的厚度在10~20mm的范围内,这足以阻止检查光线直射入CCD图像传感器124。在该例中,直径L3为12mm。
在划伤辨别器130中,在CCD图像传感器124的光线接受表面上以拍摄透镜114的光轴C为轴心限定的一个6mm的圆形区域被定义为检查区域138,来自检查区域138内那些像素的信号强度用8-比特(8-bit)亮度值(tonal levels)0~255表示。划伤鉴别器130将信号强度不小于“140”的那些像素定义为亮像素,并检测在该检查区域是否至少有一个区域包含预定数目(如110或更多)的亮像素。如果是,则划伤辨别器130断定拍摄透镜114已划伤。如果否,则断定拍摄透镜114没有划伤。
在本实施例中,亮像素的临界亮度值设为“140”,临界亮像素数目设为“110”。这些阈值可根据检查的精度进行调节。一个单独的划伤有时如此细小,以至于用上述实施例中的阈值检测不到它,如果有一定数量的小划伤,光性能可能已下降得不能用了。因此为提高检查精度,最好是如此设置划伤辨别器,即当拍摄透镜上有超过一定数量的小划伤时,就像有大的划伤一样处理,断定拍摄透镜已划伤。
如图19和图24所示,异物检测器113的成像***121由CCD图像传感器135、封闭圆环136和图像成形镜137组成,这与划伤检测***一样。异物检测器113的光线投射器116大体上是圆形的,当托盘122将拍摄透镜114置于异物检测器113中时,异物检测器113位于拍摄透镜114之上,其轴心为拍摄透镜114的轴心C。也就是说,光线投射器116位于托盘122和成像设备121之间。在光线投射器116内有一个未示出的发光二极管,检查光线从投射表面l16a投射,该表面由光线投射器116的内圆周面形成,并且,当将该投射器置于异物检测器113中时,光线投射器的光线指向拍摄透镜114。因此,从光线投射器116发射出的检查光线并不直接射向封闭圆环125,而只有在拍摄透镜114上散射的光线才会进入封闭圆环125中。因此封闭圆环125也会产生拍摄透镜的暗场像。
如果拍摄透镜114上没有异物,那么检查光通过拍摄透镜114,如图25所示,因此来自CCD图像传感器135的各个像素的光电信号的强度弱。相反,如果拍摄透镜114上有异物,那么来自光线投射器116的检查光的一部分光线被拍摄透镜114反射,落在CCD图象传感器的光接受面,如图26所示。结果,来自那些与在拍摄透镜114上异物141的位置相应的像素的光电信号强度被增强。成像装置121发出的光电信号送到异物鉴别器140中,因此,异物鉴别器140可根据光电信号确定拍摄透镜114上是否有异物。
需要指出的是:光线投射器116的内径L4必须足够大,以防止光线投射器116被包进成像装置121的摄影区,然而内径L4太大,将降低拍摄透镜114上的亮度,而使检查精度降低。因此,内径L4的最佳范围是130mm-180mm。本例中,L4的值为130mm。同样,托盘122的上表面与光线投射器116之间的距离L5的最佳范围为10mm-30mm。在本例中,L5值设为16mm。
在异物鉴别器140中,如图27所示,在与透镜表面相应的整个检查范围内,即在透镜表面的暗场像内,划分出许多宽为0.5mm、沿不同直径方向延伸的区域142,并且每个区域142分成许多与直径方向对齐的矩形段143。每一段143在直径方向的宽度为0.1mm。来自CCD图象传感器135的像素的信号强度在异物鉴别器140内也转换为8-比特数据,代表0-255个亮度值。异物鉴别器140计算这些属于同一段143的像素的亮度值的微小差异。每一段143作为检查范围144的一单元段,如果两相邻段143的平均亮度值差超过“120”,异物鉴别器140就判定在拍摄透镜114上有异物。当每一段的平均亮度值与相邻段143的差小于“120”时,异物鉴别器140就判定拍摄透镜140上无异物。
虽然在本实施例中异物鉴别器140在相邻两段143之间用于判定的平均亮度值差的阈值是“120”,但这一阈值可以根据检查精度的需要而适当调整。段143的尺寸也可以根据待测的异物的粒度进行适当地调整。
接下来参见流程图28介绍透镜检查装置110的操作。在检测厂中,用过的带透镜照相装置被拆散成各个元件。拍摄透镜114从主体中取下来,经过清洁吹净过程而去除拍摄透镜114上的灰尘和油脂。
在清洁吹净过程之后,拍摄透镜114被放到托盘122上,送到划痕检测器112。在划痕检测器112中,光线投射器115把一束探测光从托盘122前部投射到整个拍摄透镜114的表面上,但斜对着拍摄透镜114的光轴C,所以位于拍摄透镜114上面的成像装置120拍摄到拍摄透镜114的暗场像。如果拍摄透镜114上有任何划痕,那么检查光就从划痕处散射,这样一些光线就落在CCD图象传感器124上。由CCD图象传感器124得到的光电信号被送到划痕鉴别器130。划痕鉴别器130鉴别出亮度值小于“140”的亮像素,当存在包含110个连续像素的区域时,则确定拍摄透镜114上有划痕。有划痕的拍摄透镜不能再使用,应熔掉造粒。如果拍摄透镜114检查为无划痕,它就被送到异物检查器113。
在异物检查器113中,环形的光线投射器116从上面投射检查光,并环绕拍摄透镜114的凸起表面114a,并且成像设备121获取拍摄透镜的暗场像。如果在拍摄透镜114上有异物,则检查光线从异物上反射并落在CCD图像传感器135上。由CCD图像传感器135获得的光电信号被送到异物鉴别器140。异物鉴别器140检查每对相邻段143之间的平均亮度值之差,并且当所述差高于120时,就判定在拍摄透镜114上有异物。
判定有异物的拍摄透镜114被熔化造粒,或返回到清洗和吹干步骤,进行再次检查。判定为没有异物的拍摄透镜被送到焦距检测器117。通过焦距检查器117的检查后,拍摄透镜114就允许重新使用。
在上述实施例中,如图27所示,异物鉴别器140确定了在检查范围144的径向延伸区域142中的段143。也可以将检查范围144按径向同心地划分为扇区145,如图29所示,并计算各个扇区145的平均亮度值。就是说,在本实施例中,每一扇区145代表检查范围144的一个单元。光线投射器115或116的光源并不限于发光二极管(LED),也可以是其它光源,比如卤灯,只要能够将光均匀地投射到待测的光学元件上即可。
与检查光线形线性扫描透镜的常规方法比较,将检查光同时投射到透镜的整个物体或成像面,可快速检查透镜的缺陷。检查的精度不受缺陷的方向影响。
异物检查和划痕检查分开允许每种检查都获得更高的检查灵敏度。由于检查光是从两边投射到透镜组上的,因此,如果缺陷没有被从底部投射过来的检查光检测到,则将会被从上部投射过来的检查光检测到。尤其是因为异物或污渍更容易沾到透镜朝向景物的一侧,因此,通过将检查光投向朝向景物的一侧,就可以根据从朝向景物的一侧反射的光来检查异物和污渍,从而显著地提高检查精度。
然而,可以单独进行划痕检查或异物检查。在上例中,划痕检查先于异物检查,但是次序也可以反过来。用黑遮光帘照在划痕检测器112和异物检测器113的周围,不让周围的光线射到CCD图象传感器124和135上,可提高检查精度。
本发明以拍摄透镜检查装置为例,描述了检查单个凸透镜的操作,本发明也适用于检查凹透镜和包含多个透镜的透镜组,只要能够使透镜形成暗场像。
因此,本发明不限于上述实施例,相反,在不脱离所附的权利要求的范围的情况下,本领域的技术人员可作出各种修改。