JP5662223B2

JP5662223B2 - Shape measuring device

Info

Publication number: JP5662223B2
Application number: JP2011077905A
Authority: JP
Inventors: 賢太郎根本; 正岩本; 一郎谷口; 齋藤　修; 修齋藤
Original assignee: Mitutoyo Corp
Current assignee: Mitutoyo Corp
Priority date: 2011-03-31
Filing date: 2011-03-31
Publication date: 2015-01-28
Anticipated expiration: 2031-03-31
Also published as: JP2012211842A

Description

本発明は、形状測定装置に関する。 The present invention relates to a shape measuring apparatus.

従来、プローブによってワークの表面を非接触に走査して、ワークの表面形状を測定する形状測定装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
プローブは、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）などの撮像素子、結像レンズ、ラインレーザ等を備えて構成されたものであって、シャインプルーフの原理を利用して測定を行っている。
シャインプルーフの原理とは、図１８に示すように、撮像素子の撮像面、結像レンズの主点を含む主平面、及びワークに照射されるラインレーザの照射面をそれぞれ延長した面が、一点で交わるように配置されている場合、撮像素子の撮像面上全体が合焦状態となるというものである。
従って、形状測定装置において高精度の測定を実現するためには、これら各部材を高精度に位置決めする必要がある。 2. Description of the Related Art Conventionally, a shape measuring device that measures the surface shape of a workpiece by scanning the surface of the workpiece with a probe in a non-contact manner is known (for example, see Patent Document 1).
The probe comprises an image sensor such as a CCD (Charge Coupled Device) or CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor), an imaging lens, a line laser, etc., and performs measurement using the principle of Scheinproof. Is going.
As shown in FIG. 18, the Scheimpflug principle is based on an image pickup surface of the image pickup device, a main plane including the main point of the imaging lens, and a surface obtained by extending the irradiation surface of the line laser applied to the workpiece. In the case where they are arranged so as to cross each other, the entire image pickup surface of the image pickup device is in a focused state.
Therefore, in order to realize highly accurate measurement in the shape measuring apparatus, it is necessary to position these members with high accuracy.

特表２００９−５３４９６９号公報Special table 2009-534969

ところで、形状測定装置では、製造工程において、ラインレーザ、撮像素子、及び結像レンズの位置決めがなされ、プローブにおいて固定される。
従来、撮像素子のラインレーザに対する位置決めは、例えば、図１９に示すように、機械加工により直角の突き当て面８１を作りこんだ位置決め部材８０を用いて、位置決め部材８０の突き当て面８１に撮像素子の角部を当接させ、それ以上の細かい位置決めはソフトウェアによる補正を用いて調整を行っていた。 By the way, in the shape measuring apparatus, in the manufacturing process, the line laser, the image sensor, and the imaging lens are positioned and fixed by the probe.
Conventionally, the imaging element is positioned with respect to the line laser by, for example, imaging on the abutting surface 81 of the positioning member 80 using a positioning member 80 in which a perpendicular abutting surface 81 is formed by machining as shown in FIG. The corners of the element are brought into contact with each other, and fine positioning beyond that is adjusted using correction by software.

しかしながら、上記の方法では、撮像素子の位置決め精度は機械加工精度に大きく依存するため、ソフトウェアによる補正では処理できない傾きを有する場合が頻繁に発生していた。そして、そのような補正しきれない部品の場合は、他の部材に取り替える必要があったため、部材を取り替えるという手間が発生し、組み立て工程・調整工程の増大を招いているという問題があった。 However, in the above-described method, since the positioning accuracy of the image sensor greatly depends on the machining accuracy, there are frequently cases where the image sensor has an inclination that cannot be processed by correction by software. In the case of such a component that cannot be corrected, there is a problem in that it is necessary to replace the member with another member, so that the trouble of replacing the member is generated, resulting in an increase in the assembly process and the adjustment process.

本発明の課題は、プローブにおける撮像素子の位置決め精度を向上させ、組み立て工程・調整工程の工数を低減することのできる形状測定装置を提供することである。 The subject of this invention is providing the shape measuring apparatus which can improve the positioning accuracy of the image pick-up element in a probe, and can reduce the man-hour of an assembly process and an adjustment process.

上記課題を解決するために、
請求項１に記載の発明は、
光源と、
前記光源から照射された光を直線状の光に変換する光学手段と、
前記光学手段から出射された光のワークからの反射光を撮像する撮像素子と、
前記ワークからの反射光を前記撮像素子の撮像面に結像させる結像レンズと、を備え、
前記光源の光照射面と、前記結像レンズの主点を含む主平面と、前記撮像素子の撮像面とが、シャインプルーフの条件を満たした形状測定装置であって、
前記撮像素子の撮像面が前記光源の光照射面に対して成す角度を調整する第１調整手段と、
前記撮像素子の撮像面が前記光源の光照射面に対して成す角度が一定の状態において、前記撮像素子の撮像面上の測定位置を調整する第２調整手段と、
前記結像レンズを光軸方向に移動させて、当該結像レンズの光軸方向の位置を調整する第３調整手段と、
を備え、
前記第１調整手段は、
前記撮像素子及び前記結像レンズを保持する保持部材を備え、
前記保持部材は、
前記結像レンズ備えたレンズ鏡筒を保持する筒状部を備えたレンズホルダと、
前記撮像素子を搭載するフレームと、
前記フレームの一端部を支持すると共に前記レンズホルダに回動可能に備えられた調整部材と、
を備えることを特徴とする。 To solve the above problem,
The invention described in claim 1
A light source;
Optical means for converting light emitted from the light source into linear light;
An image sensor for imaging reflected light from the work of light emitted from the optical means;
An imaging lens that forms an image of reflected light from the workpiece on the imaging surface of the imaging device;
The light measuring surface of the light source, the main plane including the principal point of the imaging lens, and the imaging surface of the imaging element are shape measuring devices that satisfy the Scheinproof condition,
First adjusting means for adjusting an angle formed by an imaging surface of the imaging element with respect to a light irradiation surface of the light source;
A second adjusting means for adjusting a measurement position on the imaging surface of the imaging device in a state where an angle formed by the imaging surface of the imaging device with respect to a light irradiation surface of the light source is constant;
Third adjusting means for adjusting the position of the imaging lens in the optical axis direction by moving the imaging lens in the optical axis direction;
Equipped with a,
The first adjusting means includes
A holding member for holding the imaging element and the imaging lens;
The holding member is
A lens holder having a cylindrical portion for holding a lens barrel provided with the imaging lens;
A frame on which the image sensor is mounted;
An adjustment member that supports one end of the frame and is rotatably provided to the lens holder;
It is characterized by providing .

また、請求項２に記載の発明は、
光源と、
前記光源から照射された光を直線状の光に変換する光学手段と、
前記光学手段から出射された光のワークからの反射光を撮像する撮像素子と、
前記ワークからの反射光を前記撮像素子の撮像面に結像させる結像レンズと、を備え、
前記光源の光照射面と、前記結像レンズの主点を含む主平面と、前記撮像素子の撮像面とが、シャインプルーフの条件を満たした形状測定装置であって、
前記撮像素子の撮像面が前記光源の光照射面に対して成す角度を調整する第１調整手段と、
前記撮像素子の撮像面が前記光源の光照射面に対して成す角度が一定の状態において、前記撮像素子の撮像面上の測定位置を調整する第２調整手段と、
前記結像レンズを光軸方向に移動させて、当該結像レンズの光軸方向の位置を調整する第３調整手段と、
を備え、
前記第１調整手段は、
前記撮像素子の下方において前記結像レンズを保持する保持部材を備え、
前記保持部材は、
前記結像レンズ備えたレンズ鏡筒を保持する筒状部、前記筒状部の一端部において当該筒状部の外面より外側に突出し、その下面が球面状に加工された上鍔部、及び前記上鍔部上に設置される半球状部材を備えたレンズホルダと、
前記レンズホルダの前記半球状部材に対向する調整ネジが備えられ、前記レンズホルダの上面側に設置される上面側ベースと、
前記レンズホルダの前記筒状部を挿通させる穴部が形成されると共に、前記レンズホルダの前記上鍔部の下面を支持する円錐状の支持面を備え、前記レンズホルダの下面側に設置される下面側ベースと、
を備えることを特徴とする。 The invention according to claim 2,
A light source;
Optical means for converting light emitted from the light source into linear light;
An image sensor for imaging reflected light from the work of light emitted from the optical means;
An imaging lens that forms an image of reflected light from the workpiece on the imaging surface of the imaging device;
The light measuring surface of the light source, the main plane including the principal point of the imaging lens, and the imaging surface of the imaging element are shape measuring devices that satisfy the Scheinproof condition,
First adjusting means for adjusting an angle formed by an imaging surface of the imaging element with respect to a light irradiation surface of the light source;
A second adjusting means for adjusting a measurement position on the imaging surface of the imaging device in a state where an angle formed by the imaging surface of the imaging device with respect to a light irradiation surface of the light source is constant;
Third adjusting means for adjusting the position of the imaging lens in the optical axis direction by moving the imaging lens in the optical axis direction;
With
The first adjusting means includes
A holding member for holding the imaging lens below the image sensor;
The holding member is
A cylindrical portion that holds the lens barrel provided with the imaging lens, an upper collar portion that projects outward from the outer surface of the cylindrical portion at one end of the cylindrical portion, and whose bottom surface is processed into a spherical shape; and A lens holder with a hemispherical member installed on the upper collar,
An adjustment screw facing the hemispherical member of the lens holder is provided, and an upper surface side base installed on the upper surface side of the lens holder;
A hole portion through which the cylindrical portion of the lens holder is inserted is formed, and a conical support surface that supports the lower surface of the upper collar portion of the lens holder is provided, and is installed on the lower surface side of the lens holder. A bottom side base;
It is characterized by providing .

また、請求項３に記載の発明は、
光源と、
前記光源から照射された光を直線状の光に変換する光学手段と、
前記光学手段から出射された光のワークからの反射光を撮像する撮像素子と、
前記ワークからの反射光を前記撮像素子の撮像面に結像させる結像レンズと、を備え、
前記光源の光照射面と、前記結像レンズの主点を含む主平面と、前記撮像素子の撮像面とが、シャインプルーフの条件を満たした形状測定装置であって、
前記撮像素子の撮像面が前記光源の光照射面に対して成す角度を調整する第１調整手段と、
前記撮像素子の撮像面が前記光源の光照射面に対して成す角度が一定の状態において、前記撮像素子の撮像面上の測定位置を調整する第２調整手段と、
前記結像レンズを光軸方向に移動させて、当該結像レンズの光軸方向の位置を調整する第３調整手段と、
を備え、
前記第１調整手段は、
前記撮像素子の下方において前記結像レンズを保持する保持部材を備え、
前記保持部材は、
前記レンズ鏡筒を保持する筒状部、前記筒状部の一端部において当該筒状部の外面より外側に突出し、その下面に下向き半球状部材が設置された上鍔部、及び前記上鍔部を挿通する調整ネジを備えたレンズホルダと、
前記レンズホルダの前記筒状部を挿通させる穴部が形成されたプレートと、
前記プレートを介して前記レンズホルダの前記上鍔部を支持し、その上面に前記上鍔部の前記下向き半球状部材と対向しない位置に上向き半球状部材が設置されたフレームと、
を備えることを特徴とする。 The invention according to claim 3,
A light source;
Optical means for converting light emitted from the light source into linear light;
An image sensor for imaging reflected light from the work of light emitted from the optical means;
An imaging lens that forms an image of reflected light from the workpiece on the imaging surface of the imaging device;
The light measuring surface of the light source, the main plane including the principal point of the imaging lens, and the imaging surface of the imaging element are shape measuring devices that satisfy the Scheinproof condition,
First adjusting means for adjusting an angle formed by an imaging surface of the imaging element with respect to a light irradiation surface of the light source;
A second adjusting means for adjusting a measurement position on the imaging surface of the imaging device in a state where an angle formed by the imaging surface of the imaging device with respect to a light irradiation surface of the light source is constant;
Third adjusting means for adjusting the position of the imaging lens in the optical axis direction by moving the imaging lens in the optical axis direction;
With
The first adjusting means includes
A holding member for holding the imaging lens below the image sensor;
The holding member is
A cylindrical portion that holds the lens barrel, an upper collar portion that protrudes outward from an outer surface of the cylindrical portion at one end portion of the cylindrical portion, and a downward hemispherical member is installed on the lower surface thereof, and the upper collar portion A lens holder with an adjusting screw to pass through,
A plate formed with a hole through which the cylindrical portion of the lens holder is inserted;
A frame in which the upper hemisphere part of the lens holder is supported via the plate, and an upper hemispherical member is installed on the upper surface thereof at a position not facing the downward hemispherical member;
It is characterized by providing .

本発明によれば、第１調整手段により、撮像素子の撮像面がシャインプルーフの条件を満たす位置となるように高精度に調整することができる。
また、第２調整手段により、撮像素子の撮像面上の測定位置（ワークの上下左右の測定位置及び傾き）の調整を行うことができる。
また、第３調整手段により、結像レンズの焦点位置の調整を行うことができる。
よって、プローブにおける撮像素子の位置決め精度が向上し、組み立て工程・調整工程の工数を低減することができる。 According to the present invention, the first adjustment unit can adjust the imaging surface of the imaging device with high accuracy so that the imaging surface becomes a position that satisfies the condition of Shine proof.
Further, the second adjustment means can adjust the measurement position on the imaging surface of the image sensor (the measurement position and tilt of the workpiece in the vertical and horizontal directions).
Further, the focal position of the imaging lens can be adjusted by the third adjusting means.
Therefore, the positioning accuracy of the image pickup element in the probe can be improved, and the man-hours for the assembly process and adjustment process can be reduced.

本発明の形状測定装置の全体構成図である。It is a whole block diagram of the shape measuring apparatus of this invention. 光学プローブの構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of an optical probe. 光学プローブの構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of an optical probe. 第１実施形態の撮像部の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the imaging part of 1st Embodiment. 図４の撮像部の斜視図である。It is a perspective view of the imaging part of FIG. 図４の撮像部の保持部材の一部を示す図である。It is a figure which shows a part of holding member of the imaging part of FIG. 図４の撮像部の保持部材の一部を示す図である。It is a figure which shows a part of holding member of the imaging part of FIG. 図４の撮像部の保持部材の一部を示す図である。It is a figure which shows a part of holding member of the imaging part of FIG. 第２実施形態の撮像部の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the imaging part of 2nd Embodiment. 図９の撮像部の斜視図である。It is a perspective view of the imaging part of FIG. 図９の撮像部の保持部材の一部を示す図である。It is a figure which shows a part of holding member of the imaging part of FIG. 図９の撮像部の保持部材の一部を示す図である。It is a figure which shows a part of holding member of the imaging part of FIG. 図９の撮像部の機能を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the function of the imaging part of FIG. 第３実施形態の撮像部の斜視図である。It is a perspective view of the imaging part of 3rd Embodiment. 図１４の撮像部の側面図である。It is a side view of the imaging part of FIG. 第３実施形態の撮像部の変形例の斜視図である。It is a perspective view of the modification of the imaging part of 3rd Embodiment. 図１６の撮像部の側面図である。It is a side view of the imaging part of FIG. シャインプルーフの原理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the principle of Scheinproof. 従来の撮像素子のラインレーザに対する位置決め方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the positioning method with respect to the line laser of the conventional image pick-up element.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。ただし、発明の範囲は、図示例に限定されない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the scope of the invention is not limited to the illustrated examples.

［第１実施形態］
（１．形状測定装置）
本実施形態の形状測定装置１０００は、図１に示すように、制御装置１１００と、操作部１２００と、ホストシステム１３００と、装置本体部１４００と、を備えて構成されている。 [First Embodiment]
(1. Shape measuring device)
As shown in FIG. 1, the shape measuring apparatus 1000 according to this embodiment includes a control device 1100, an operation unit 1200, a host system 1300, and an apparatus main body 1400.

制御装置１１００は、装置本体部１４００を駆動制御すると共に、装置本体部１４００から必要な測定座標値等を取り込む。
操作部１２００は、ユーザが、制御装置１１００を介して装置本体部１４００を手動操作するのに使用される。
ホストシステム１３００は、制御装置１１００での測定手順を指示するパートプログラムを編集・実行すると共に、制御装置１１００を介して取り込まれた測定座標値等に幾何形状を当てはめるための計算を行ったり、パートプログラムを記録・送信する機能を備えている。
装置本体部１４００は、除振台上に載置された定盤を有し、当該定盤上をＸＹＺ方向に駆動する光学プローブＰ等を備えている。 The control device 1100 drives and controls the apparatus main body 1400 and takes in necessary measurement coordinate values and the like from the apparatus main body 1400.
The operation unit 1200 is used when a user manually operates the apparatus main body 1400 via the control device 1100.
The host system 1300 edits and executes a part program for instructing a measurement procedure in the control device 1100, performs calculations for applying a geometric shape to the measurement coordinate values and the like acquired via the control device 1100, It has a function to record and send programs.
The apparatus main body 1400 includes a surface plate placed on a vibration isolation table, and includes an optical probe P that drives the surface plate in the XYZ directions.

（２．光学プローブ）
光学プローブＰは、ワークの表面を非接触に走査してワークの表面形状を測定する。
光学プローブＰは、シャインプルーフの原理を利用して測定を行うものであり、撮像部１００の撮像素子１１０（後述）の撮像面上全体が合焦状態となっている。
光学プローブＰは、図２に示すように、筐体１内に、制御部１０と、光照射部２０と、撮像部１００と、等を備えて構成されている。 (2. Optical probe)
The optical probe P scans the surface of the work in a non-contact manner and measures the surface shape of the work.
The optical probe P performs measurement using the principle of Scheimpflug, and the entire imaging surface of an imaging element 110 (described later) of the imaging unit 100 is in focus.
As shown in FIG. 2, the optical probe P includes a control unit 10, a light irradiation unit 20, an imaging unit 100, and the like in the housing 1.

（２−１．制御部）
制御部１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ(Read Only Member)（何れも図示省略）等を備えて構成され、光照射部２０及び撮像部１００の動きの統括制御を行っている。例えば、制御部１０は、光照射部２０からの照射光の光量を調整したり、撮像部１００からの出力信号を用いてワークの形状を算出する等の制御を行っている。 (2-1. Control unit)
The control unit 10 includes a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Member) (all not shown), and the like, and controls the movement of the light irradiation unit 20 and the imaging unit 100. Control is in progress. For example, the control unit 10 performs control such as adjusting the amount of irradiation light from the light irradiation unit 20 and calculating the shape of the workpiece using an output signal from the imaging unit 100.

（２−２．光照射部）
光照射部２０は、光源２１、コリメータレンズ２２、ロッドレンズ２３等を備えて構成され、ワークに対して直線状の光を照射する。
光源２１は、所定波長のレーザ光を発生し、コリメータレンズ２２に向けて光を出射する。
コリメータレンズ２２は、光源２１からのレーザ光を平行光として、ロッドレンズ２３に向けて照射する。
ロッドレンズ２３は、円柱形状を成し、コリメータレンズ２２からの平行光をその円柱側面に入射させて当該平行光を直線状の光に変換し、ワークに向けて直線状の光を出射する光学手段である。なお、ロッドレンズ２３の代わりにシリンドリカルレンズを用いることも可能である。
光照射部２０からワークに直線状のレーザ光を照射すると、ワークの表面の凹凸形状に沿ってレーザ光の反射光が変形し、ワークをある平面で切断したときの輪郭が照らし出されることとなる。 (2-2. Light irradiation part)
The light irradiation unit 20 includes a light source 21, a collimator lens 22, a rod lens 23, and the like, and irradiates the workpiece with linear light.
The light source 21 generates laser light having a predetermined wavelength and emits light toward the collimator lens 22.
The collimator lens 22 irradiates the laser light from the light source 21 toward the rod lens 23 as parallel light.
The rod lens 23 has a cylindrical shape, and makes the parallel light from the collimator lens 22 incident on the side surface of the cylinder, converts the parallel light into linear light, and emits the linear light toward the workpiece. Means. A cylindrical lens can be used instead of the rod lens 23.
When the workpiece is irradiated with a linear laser beam from the light irradiation unit 20, the reflected light of the laser beam is deformed along the irregular shape of the surface of the workpiece, and the contour when the workpiece is cut along a certain plane is illuminated. Become.

（２−３．撮像部）
撮像部１００は、光照射部２０からワークに対して照射された光の照射方向に対して、所定の角度を成す方向に配置され、ワーク表面の形状に沿って反射された光を当該所定の角度から受光する。
撮像部１００は、所定の角度でワークを撮像するので、図３に示すように、ワークの表面形状に沿ったレーザ光の反射光の画像が撮像されることとなる。 (2-3. Imaging unit)
The imaging unit 100 is arranged in a direction that forms a predetermined angle with respect to the irradiation direction of the light irradiated to the work from the light irradiation unit 20, and reflects the light reflected along the shape of the work surface. Light is received from an angle.
Since the imaging unit 100 images the workpiece at a predetermined angle, as shown in FIG. 3, an image of the reflected light of the laser beam along the surface shape of the workpiece is captured.

ここで、光学プローブＰはシャインプルーフの原理を利用して測定が行われるため、高精度の測定を実現するには撮像部１００の各部材の正確な位置決めが不可欠である。
このため、本実施形態の撮像部１００は、第１に、撮像素子１１０の撮像面が光源２１の光照射面に対して成す角度、第２に、撮像素子１１０の撮像面上のワークの測定位置、第３に、撮像部１００の結像レンズ１２１（後述）の光軸方向の位置、の３点の調整が可能な構成を具備したものである。 Here, since the optical probe P is measured using the principle of Scheimpflug, accurate positioning of each member of the imaging unit 100 is indispensable for realizing highly accurate measurement.
For this reason, the imaging unit 100 of the present embodiment firstly measures the angle formed by the imaging surface of the imaging device 110 with respect to the light irradiation surface of the light source 21, and secondly measures the workpiece on the imaging surface of the imaging device 110. Third, a configuration that can adjust three points, that is, a position in the optical axis direction of an imaging lens 121 (described later) of the imaging unit 100 is provided.

以下、本実施形態における撮像部１００の構成について、詳細に説明する。
撮像部１００は、図４、５に示すように、撮像素子１１０と、結像レンズ１２１が装着されたレンズ鏡筒１２０と、撮像素子１１０及びレンズ鏡筒１２０を保持する保持部材１３０と、を備えている。 Hereinafter, the configuration of the imaging unit 100 in the present embodiment will be described in detail.
As shown in FIGS. 4 and 5, the imaging unit 100 includes an imaging element 110, a lens barrel 120 on which the imaging lens 121 is mounted, and a holding member 130 that holds the imaging element 110 and the lens barrel 120. I have.

撮像素子１１０は、結像レンズ１２１を介してワークの画像を撮像するＣＭＯＳイメージセンサ（図示省略）を備えている。撮像素子１１０は矩形状を成し、保持部材１３０のフレーム１３２（後述）上に取り付けられている。 The image sensor 110 includes a CMOS image sensor (not shown) that captures an image of a workpiece via the imaging lens 121. The image sensor 110 has a rectangular shape and is mounted on a frame 132 (described later) of the holding member 130.

レンズ鏡筒１２０は、その内部に結像レンズ１２１を備えている。結像レンズ１２１は、ワークからの反射光を撮像素子１１０の撮像面に対して結像させる。
このレンズ鏡筒１２０は、保持部材１３０のレンズホルダ１３１の筒状部１３１１（後述）に内接するよう備えられ、調整ネジ１３１３の操作に応じて、筒状部１３１１の内部を結像レンズ１２１の光軸方向に沿った方向に摺動可能となっている。 The lens barrel 120 includes an imaging lens 121 therein. The imaging lens 121 forms an image of the reflected light from the workpiece on the imaging surface of the imaging device 110.
This lens barrel 120 is provided so as to be inscribed in a cylindrical portion 1311 (described later) of the lens holder 131 of the holding member 130, and inside the cylindrical portion 1311 according to the operation of the adjusting screw 1313. It can slide in a direction along the optical axis direction.

保持部材１３０は、撮像素子１１０及びレンズ鏡筒１２０の間に配され、これらレンズ鏡筒１２０及び撮像素子１１０を保持している。
この保持部材１３０は、レンズホルダ１３１と、フレーム１３２と、調整部材１３３と、を備えて構成されている。 The holding member 130 is disposed between the imaging element 110 and the lens barrel 120 and holds the lens barrel 120 and the imaging element 110.
The holding member 130 includes a lens holder 131, a frame 132, and an adjustment member 133.

レンズホルダ１３１は、図６に示すように、レンズ鏡筒１２０を保持する筒状部１３１１と、筒状部１３１１の一端部において筒状部１３１１の外面より外側に突出した上鍔部１３１２と、を備えている。
このうち筒状部１３１１は、その内部にレンズ鏡筒１２０を保持し、筒状部１３１１の外面から突出した調整ネジ１３１３を作業者が操作することで、レンズ鏡筒１２０を結像レンズ１２１の光軸方向に沿った方向に可動させることができるようになっている。
このように、レンズホルダ１３１は、結像レンズ１２１を光軸方向に移動させて、当該結像レンズ１２１の光軸方向の位置を調整する第３調整手段として機能している。
また、上鍔部１３１２の側面には、調整部材１３３を当該上鍔部１３１２に軸着させるための２つの軸穴１３１４が形成されている。 As shown in FIG. 6, the lens holder 131 includes a cylindrical portion 1311 that holds the lens barrel 120, an upper collar portion 1312 that protrudes outward from the outer surface of the cylindrical portion 1311 at one end of the cylindrical portion 1311, and It has.
Among these, the cylindrical portion 1311 holds the lens barrel 120 therein, and the operator operates the adjustment screw 1313 protruding from the outer surface of the cylindrical portion 1311 so that the lens barrel 120 of the imaging lens 121 is operated. It can be moved in a direction along the optical axis direction.
Thus, the lens holder 131 functions as a third adjusting unit that moves the imaging lens 121 in the optical axis direction and adjusts the position of the imaging lens 121 in the optical axis direction.
Further, two shaft holes 1314 for pivotally attaching the adjustment member 133 to the upper collar portion 1312 are formed on the side surface of the upper collar portion 1312.

フレーム１３２は、その上面に撮像素子１１０を搭載する平面視コの字形状の板状部材である。
フレーム１３２には、図７に示すように、矩形状の撮像素子１１０の角部が４本の固定ネジ１３２１によって取り付けられている。
フレーム１３２は、撮像素子１１０が取り付けられた状態において、その前端部１３２２が撮像素子１１０の下側から延出する大きさに形成されており、この撮像素子１１０より前側に延出した前端部１３２２は、調整部材１３３に取り付けられるようになっている。 The frame 132 is a U-shaped plate-like member in plan view on which the imaging device 110 is mounted.
As shown in FIG. 7, the corners of the rectangular imaging element 110 are attached to the frame 132 by four fixing screws 1321.
The frame 132 is formed in such a size that the front end 1322 extends from the lower side of the image sensor 110 in a state where the image sensor 110 is attached, and the front end 1322 that extends to the front side from the image sensor 110. Is attached to the adjustment member 133.

調整部材１３３は、図８に示すように、フレーム１３２の前端部１３２２が搭載されてネジ留めされるフレーム保持部１３３１と、フレーム保持部１３３１の左右両側端より下後方に延出した左右２つのレンズホルダ保持部１３３２と、を備えて構成される。
フレーム保持部１３３１の上面には、ネジ穴１３３３が形成され、フレーム１３２の前端部１３２２が２本の固定ネジ１３３４により取り付けられている。
このとき、ネジ穴１３３３における固定ネジ１３３４の位置を調整することで、フレーム１３２ひいては撮像素子１１０の調整部材１３３に対する前後方向の位置が変更可能である。よって、撮像素子１１０の撮像面におけるワークの上下左右の測定位置や傾きを変更することができるようになっている。
このように、フレーム１３２及び調整部材１３３は、撮像素子１１０の撮像面が光源２１の光照射面に対して成す角度が一定の状態において、撮像素子１１０の撮像面上の測定位置を調整する第２調整手段として機能している。 As shown in FIG. 8, the adjustment member 133 includes a frame holding portion 1331 on which the front end 1322 of the frame 132 is mounted and screwed, and two left and right extending from the left and right ends of the frame holding portion 1331. A lens holder holding portion 1332.
A screw hole 1333 is formed on the upper surface of the frame holding portion 1331, and the front end portion 1322 of the frame 132 is attached by two fixing screws 1334.
At this time, by adjusting the position of the fixing screw 1334 in the screw hole 1333, the position in the front-rear direction with respect to the adjustment member 133 of the imaging element 110 can be changed. Therefore, the measurement position and inclination of the workpiece on the imaging surface of the imaging device 110 can be changed.
As described above, the frame 132 and the adjustment member 133 adjust the measurement position on the imaging surface of the imaging device 110 in a state where the angle formed by the imaging surface of the imaging device 110 with respect to the light irradiation surface of the light source 21 is constant. 2 functions as an adjustment means.

また、左右２つのレンズホルダ保持部１３３２の内側には、レンズホルダ１３１の上鍔部１３１２が配置され、左右のレンズホルダ保持部１３３２の後端部が、それぞれレンズホルダ１３１の上鍔部１３１２の側面に、固定ネジ１３３５によって取り付けられる。
これにより、調整部材１３３は、左右の固定ネジ１３３５を結んだ仮想線Ｋを回動軸として、レンズホルダ１３１に対して回動可能となっている。従って、調整部材１３３を回動させることで、撮像素子１１０の撮像面が、光照射部２０の光照射面に対して成す角度を可変とすることが可能となる。
これにより、レンズホルダ１３１と、フレーム１３２と、調整部材１３３とは、撮像素子１１０の撮像面が光源２１の光照射面に対して成す角度を調整する第１調整手段として機能している。
また、調整部材１３３においては、調整後の固定時に、撮像素子１１０やレンズ鏡筒１２０に応力が掛かりすぎるのを防止するため、応力軽減スリット１３３６が設けられている。 In addition, the upper collar portion 1312 of the lens holder 131 is disposed inside the left and right lens holder holding portions 1332, and the rear end portions of the left and right lens holder holding portions 1332 are respectively connected to the upper collar portion 1312 of the lens holder 131. Attached to the side surface by a fixing screw 1335.
Thereby, the adjustment member 133 can be rotated with respect to the lens holder 131 about the virtual line K connecting the left and right fixing screws 1335 as the rotation axis. Therefore, by rotating the adjustment member 133, the angle formed by the imaging surface of the imaging device 110 with respect to the light irradiation surface of the light irradiation unit 20 can be made variable.
Thereby, the lens holder 131, the frame 132, and the adjustment member 133 function as a first adjustment unit that adjusts an angle formed by the imaging surface of the imaging element 110 with respect to the light irradiation surface of the light source 21.
In addition, the adjustment member 133 is provided with a stress reduction slit 1336 in order to prevent the image sensor 110 and the lens barrel 120 from being overstressed during fixing after adjustment.

（２−４．撮像部の調整）
上記のように、本実施形態の撮像素子１１０は、調整部材１３３がレンズホルダ１３１に対して回動することで、撮像素子１１０の撮像面が光源２１の光照射面に対して成す角度を調整可能である。このため、撮像素子１１０の撮像面が、光源２１の光照射面に対してシャインプルーフの条件を満たす位置となるように、簡単に調整することができる。
また、撮像素子１１０は、フレーム１３２及び調整部材１３３により前後左右に水平移動したり、撮像面を同一平面内に維持したまま回転移動可能である。このため、撮像素子１１０に写るワークの位置や傾きが適切なものとなるように調整することができる。
また、結像レンズ１２１は、レンズ鏡筒１２０がレンズホルダ１３１の筒状部１３１１を摺動することによって当該結像レンズ１２１の光軸方向に移動可能に構成されている。このため、焦点位置を好適な位置に調整することができる。 (2-4. Adjustment of imaging unit)
As described above, in the imaging device 110 of the present embodiment, the angle formed by the imaging surface of the imaging device 110 with respect to the light irradiation surface of the light source 21 is adjusted by the adjustment member 133 rotating with respect to the lens holder 131. Is possible. For this reason, the image pickup surface of the image pickup device 110 can be easily adjusted so as to be a position satisfying the Scheinproof condition with respect to the light irradiation surface of the light source 21.
Further, the image sensor 110 can be moved horizontally back and forth and left and right by the frame 132 and the adjustment member 133, or can be rotated while the image pickup surface is maintained within the same plane. For this reason, it is possible to adjust so that the position and inclination of the workpiece shown in the image sensor 110 are appropriate.
The imaging lens 121 is configured to be movable in the optical axis direction of the imaging lens 121 when the lens barrel 120 slides on the cylindrical portion 1311 of the lens holder 131. For this reason, the focal position can be adjusted to a suitable position.

具体的に、撮像部１００の調整は、例えば、以下の手順によって行われる。
先ず、調整部材１３３を、左右の固定ネジ１３３５を結んだ仮想線Ｋを回動軸として、レンズホルダ１３１に対して回動させて、撮像素子１１０の撮像面が光源２１の光照射面に対して成す角度を調整する。
次に、ネジ穴１３３３における固定ネジ１３３４の位置を調整することで、フレーム１３２ひいては撮像素子１１０の調整部材１３３に対する位置を調整する。即ち、撮像素子１１０を同一面内で前後左右に移動及び／又は回転移動させて、撮像素子１１０の位置を調整する。
次に、レンズ鏡筒１２０を結像レンズ１２１の光軸方向に移動させ、焦点位置を調整する。その後、必要に応じて微調整を行い、撮像部１００の位置決めが終了する。
その後、位置決めが行われた撮像部１００は、光学プローブＰにおいて固定される。 Specifically, the adjustment of the imaging unit 100 is performed by the following procedure, for example.
First, the adjustment member 133 is rotated with respect to the lens holder 131 about the virtual line K connecting the left and right fixing screws 1335 as the rotation axis, and the imaging surface of the imaging element 110 is relative to the light irradiation surface of the light source 21. Adjust the angle.
Next, by adjusting the position of the fixing screw 1334 in the screw hole 1333, the position of the frame 132 and consequently the image sensor 110 with respect to the adjustment member 133 is adjusted. That is, the position of the image sensor 110 is adjusted by moving and / or rotating the image sensor 110 back and forth and right and left within the same plane.
Next, the lens barrel 120 is moved in the optical axis direction of the imaging lens 121 to adjust the focal position. Thereafter, fine adjustment is performed as necessary, and positioning of the imaging unit 100 ends.
Thereafter, the imaging unit 100 that has been positioned is fixed by the optical probe P.

以上のように、本実施形態によれば、第１調整手段により、撮像素子１１０の撮像面がシャインプルーフの条件を満たす位置となるように高精度に調整することができる。
また、第２調整手段により、撮像素子１１０の撮像面上の測定位置（ワークの上下左右の位置及び傾き）の調整を行うことができる。
また、第３調整手段により、結像レンズ１２１の焦点位置の調整を行うことができる。
よって、光学プローブＰにおける撮像素子１１０の位置決め精度が向上し、組み立て工程・調整工程の工数を低減することができる。
また、上記第１調整手段から第３調整手段までの調整は、直感的に行うことができるため、作業効率を向上させることができる。
また、上記第１調整手段から第３調整手段は装置構成が単純であるため、これら調整手段を備えた形状測定装置１０００は簡易的に作製することができる。 As described above, according to the present embodiment, the first adjustment unit can adjust the imaging surface of the imaging device 110 with high accuracy so that the imaging surface becomes a position that satisfies the Scheinproof condition.
The second adjustment means can adjust the measurement position on the imaging surface of the image sensor 110 (the vertical and horizontal positions and tilt of the workpiece).
Further, the focal position of the imaging lens 121 can be adjusted by the third adjusting means.
Therefore, the positioning accuracy of the image sensor 110 in the optical probe P can be improved, and the man-hours for the assembly process and the adjustment process can be reduced.
In addition, since the adjustment from the first adjustment means to the third adjustment means can be performed intuitively, work efficiency can be improved.
Further, since the first adjustment means to the third adjustment means have a simple device configuration, the shape measuring apparatus 1000 provided with these adjustment means can be easily manufactured.

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
本実施形態における形状測定装置（図示省略）は、撮像部以外の構成は上記第１実施形態と同様であるため、撮像部の構成を中心に説明する。なお、上記第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付している。 [Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
Since the configuration other than the imaging unit is the same as that in the first embodiment, the shape measuring apparatus (not shown) in the present embodiment will be described focusing on the configuration of the imaging unit. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the structure similar to the said 1st Embodiment.

本実施形態の撮像部２００は、図９、１０に示すように、撮像素子１１０と、結像レンズ１２１が装着されたレンズ鏡筒１２０と、レンズ鏡筒１２０を保持する保持部材２３０と、を備えている。 As shown in FIGS. 9 and 10, the imaging unit 200 of the present embodiment includes an imaging device 110, a lens barrel 120 on which the imaging lens 121 is mounted, and a holding member 230 that holds the lens barrel 120. I have.

撮像素子１１０は、保持部材２３０の上面側ベース２３２（後述）の上部に設置されている。撮像素子１１０は、上面側ベース２３２の上部を同一面内で前後左右に移動及び／又は回転移動させることで、撮像素子１１０の撮像面におけるワークの上下左右の位置や傾きを調整可能となっている。 The imaging element 110 is installed on the upper surface side base 232 (described later) of the holding member 230. The image sensor 110 can adjust the vertical and horizontal positions and tilts of the workpiece on the image pickup surface of the image sensor 110 by moving the upper part of the upper surface side base 232 back and forth and right and left within the same plane. Yes.

レンズ鏡筒１２０は、保持部材２３０のレンズホルダ２３１の筒状部２３１１（後述）に内接するよう備えられ、調整ネジ２３１３の操作に応じて、筒状部２３１１の内部を結像レンズ１２１の光軸方向に沿った方向に摺動可能となっている。 The lens barrel 120 is provided so as to be inscribed in a cylindrical portion 2311 (described later) of the lens holder 231 of the holding member 230, and the inside of the cylindrical portion 2311 is light of the imaging lens 121 according to the operation of the adjustment screw 2313. It can slide in a direction along the axial direction.

保持部材２３０は、レンズホルダ２３１と、上面側ベース２３２と、下面側ベース２３３と、を備えている。 The holding member 230 includes a lens holder 231, an upper surface side base 232, and a lower surface side base 233.

レンズホルダ２３１は、図１１に示すように、レンズ鏡筒１２０を保持する筒状部２３１１と、筒状部２３１１の一端部において筒状部２３１１の外面より外側に突出した上鍔部２３１２と、を備えている。
筒状部２３１１は、その内部にレンズ鏡筒１２０を保持し、筒状部２３１１の外面から突出した調整ネジ２３１３を作業者が操作することで、レンズ鏡筒１２０を可動させることができるようになっている。
このように、レンズホルダ２３１は、結像レンズ１２１を光軸方向に移動させて、当該結像レンズ１２１の光軸方向の位置を調整する第３調整手段として機能している。
また、上鍔部２３１２の上面には、３つの半球状部材２３１４が等間隔に設置され、上鍔部２３１２の下面２３１５は、球面状に加工されている。 As shown in FIG. 11, the lens holder 231 includes a cylindrical portion 2311 that holds the lens barrel 120, an upper collar portion 2312 that protrudes outward from the outer surface of the cylindrical portion 2311 at one end of the cylindrical portion 2311, It has.
The cylindrical portion 2311 holds the lens barrel 120 therein, and the lens barrel 120 can be moved by operating an adjustment screw 2313 protruding from the outer surface of the cylindrical portion 2311. It has become.
As described above, the lens holder 231 functions as third adjusting means for moving the imaging lens 121 in the optical axis direction and adjusting the position of the imaging lens 121 in the optical axis direction.
Further, three hemispherical members 2314 are installed at equal intervals on the upper surface of the upper collar portion 2312, and the lower surface 2315 of the upper collar portion 2312 is processed into a spherical shape.

上面側ベース２３２は、レンズホルダ２３１の筒状部２３１１と対向する位置に開口２３２１の形成された板状部材であって、レンズホルダ２３１の上面側に設置されている。
上面側ベース２３２には、開口２３２１の周囲に等間隔に、３つの調整ネジ２３２２が備えられている。３つの調整ネジ２３２２は、それぞれ、レンズホルダ２３１の半球状部材２３１４に対向するようになっている。
また、上面側ベース２３２には、４つのネジ穴２３２３が形成されている。 The upper surface side base 232 is a plate-like member in which an opening 2321 is formed at a position facing the cylindrical portion 2311 of the lens holder 231, and is installed on the upper surface side of the lens holder 231.
The upper surface side base 232 is provided with three adjustment screws 2322 around the opening 2321 at equal intervals. Each of the three adjustment screws 2322 is opposed to the hemispherical member 2314 of the lens holder 231.
Further, four screw holes 2323 are formed in the upper surface side base 232.

下面側ベース２３３は、図１２に示すように、レンズホルダ２３１の筒状部２３１１を挿通させる穴部２３３１が形成されると共に、レンズホルダ２３１の上鍔部２３１２の球面状に加工された下面を支持する円錐状の支持面２３３２と、支持面２３３２の外周縁から立設した立設部２３３３と、を備え、レンズホルダ２３１の下面側に設置されている。
立設部２３３３には、４つのネジ穴２３３４が形成されており、上面側ベース２３２のネジ穴２３２３に取り付けられた４本の固定ネジ２３３５が、立設部２３３３のネジ穴２３３４まで差し込まれて、上面側ベース２３２及び下面側ベース２３３が固定されるようになっている。
そして、図１３に示すように、レンズホルダ２３１の上鍔部２３１２の球面状に加工された下面２３１５を、円錐状の支持面２３３２で支持していることにより、上面側ベース２３２に備えられた３つの調整ネジ２３２２を作業者が操作すると、レンズホルダ２３１の下面側ベース２３３に対する傾斜角度が変化し、撮像素子１１０の撮像面が光源２１の光照射面に対して成す角度を調整可能となっている。
これにより、上面側ベース２３２と、レンズホルダ２３１と、下面側ベース２３３とは、第１調整手段として機能している。 As shown in FIG. 12, the lower surface side base 233 has a hole 2331 through which the cylindrical portion 2311 of the lens holder 231 is inserted, and a lower surface processed into a spherical shape of the upper collar portion 2312 of the lens holder 231. A conical support surface 2332 to be supported and an upright portion 2333 erected from the outer peripheral edge of the support surface 2332 are provided on the lower surface side of the lens holder 231.
Four screw holes 2334 are formed in the standing portion 2333, and four fixing screws 2335 attached to the screw holes 2323 of the upper surface side base 232 are inserted to the screw holes 2334 of the standing portion 2333. The upper surface side base 232 and the lower surface side base 233 are fixed.
As shown in FIG. 13, the upper surface base 232 is provided by supporting the lower surface 2315 processed into the spherical shape of the upper collar portion 2312 of the lens holder 231 with a conical support surface 2332. When the operator operates the three adjustment screws 2322, the inclination angle of the lens holder 231 with respect to the lower surface side base 233 changes, and the angle formed by the imaging surface of the imaging device 110 with respect to the light irradiation surface of the light source 21 can be adjusted. ing.
Thereby, the upper surface side base 232, the lens holder 231, and the lower surface side base 233 function as the first adjusting means.

以上のように、本実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を得られるのは勿論のこと、上記第１実施形態のように積層型でないため、全体として装置を小型化することができる。
また、各部の調整（位置決め）後の剛性が高く、調整後の位置ずれが生じづらい。このため、経年変化の心配を低減することができる。
また、微調整が可能であって、高精度な位置決めを行うことができる。 As described above, according to the present embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, and the apparatus can be downsized as a whole because it is not a stacked type as in the first embodiment. Can do.
Moreover, the rigidity after adjustment (positioning) of each part is high, and it is hard to produce the position shift after adjustment. For this reason, it is possible to reduce anxiety over time.
Further, fine adjustment is possible, and highly accurate positioning can be performed.

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
本実施形態における形状測定装置（図示省略）は、撮像部以外の構成は上記第１実施形態と同様であるため、撮像部の構成を中心に説明する。なお、上記第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付している。 [Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
Since the configuration other than the imaging unit is the same as that in the first embodiment, the shape measuring apparatus (not shown) in the present embodiment will be described focusing on the configuration of the imaging unit. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the structure similar to the said 1st Embodiment.

本実施形態の撮像部３００は、図１４、１５に示すように、撮像素子１１０と、結像レンズ１２１が装着されたレンズ鏡筒１２０と、レンズ鏡筒１２０を保持する保持部材と３３０、を備えている。 As shown in FIGS. 14 and 15, the imaging unit 300 of the present embodiment includes an imaging element 110, a lens barrel 120 on which the imaging lens 121 is mounted, and a holding member 330 that holds the lens barrel 120. I have.

撮像素子１１０は、保持部材３３０のレンズホルダ３３１（後述）の上部に設置されている。撮像素子１１０は、レンズホルダ３３１の上部を同一面内で前後左右に移動及び／又は回転移動させることで、撮像素子１１０の撮像面におけるワークの上下左右の位置や傾きを調整可能となっている。 The image sensor 110 is installed on an upper portion of a lens holder 331 (described later) of the holding member 330. The image sensor 110 can adjust the vertical position and tilt of the workpiece on the imaging surface of the image sensor 110 by moving the upper part of the lens holder 331 back and forth and / or rotating in the same plane. .

レンズ鏡筒１２０は、保持部材３３０のレンズホルダ３３１の筒状部３３１１（後述）に内接するよう備えられ、作業者の操作に応じて、筒状部３３１１の内部を結像レンズ１２１の光軸方向に沿った方向に摺動可能となっている。 The lens barrel 120 is provided so as to be inscribed in a cylindrical portion 3311 (to be described later) of the lens holder 331 of the holding member 330, and the inside of the cylindrical portion 3311 is set to the optical axis of the imaging lens 121 according to the operation of the operator. It can slide in a direction along the direction.

保持部材３３０は、レンズホルダ３３１と、プレート３３２と、フレーム３３３と、を備えている。 The holding member 330 includes a lens holder 331, a plate 332, and a frame 333.

レンズホルダ３３１は、レンズ鏡筒１２０を保持する筒状部３３１１と、筒状部３３１１の一端部において筒状部３３１１の外面より外側に突出した上鍔部３３１２と、を備えている。
筒状部３３１１は、その内部にレンズ鏡筒１２０を保持し、筒状部３３１１の外面から突出した調整ネジ（図示省略）を作業者が操作することで、レンズ鏡筒１２０を可動させることができるようになっている。
上鍔部３３１２の下面には、２つの下向きの半球状部材３３１３が設置されている。
また、上鍔部３３１２には、当該上鍔部３３１２を貫通する４つのネジ穴３３１４が形成されている。 The lens holder 331 includes a cylindrical portion 3311 that holds the lens barrel 120, and an upper flange portion 3312 that protrudes outward from the outer surface of the cylindrical portion 3311 at one end of the cylindrical portion 3311.
The cylindrical portion 3311 holds the lens barrel 120 therein, and the operator operates the adjustment screw (not shown) protruding from the outer surface of the cylindrical portion 3311 so that the lens barrel 120 can be moved. It can be done.
Two downward hemispherical members 3313 are installed on the lower surface of the upper collar portion 3312.
In addition, four screw holes 3314 that pass through the upper collar portion 3312 are formed in the upper collar portion 3312.

プレート３３２には、レンズホルダ３３１の筒状部３３１１を挿通させる穴部３３２１が形成された環状の板体である。 The plate 332 is an annular plate formed with a hole 3321 through which the cylindrical portion 3311 of the lens holder 331 is inserted.

フレーム３３３は、レンズホルダ３３１の筒状部３３１１を挿通させる穴部３３３１を備え、プレート３３２を介してレンズホルダ３３１の上鍔部３３１２を支持する。
また、フレーム３３３には、その上面に２つの上向きの半球状部材３３３２が設置されている。
２つの上向きの半球状部材３３３２は、２つの下向きの半球状部材３３１３と対向しない位置に設けられる。
フレーム３３３には、４つのネジ穴３３３３が形成されており、レンズホルダ３３１のネジ穴３３１４に取り付けられた４本の固定ネジ３３３４が、フレーム３３３のネジ穴３３３３まで差し込まれて、レンズホルダ３３１及びフレーム３３３が、間にプレート３３２を挟んで固定されるようになっている。このとき、固定ネジ３３３４は、その中間部が両端部より細くなっており、このため、プレート３３２は、レンズホルダ３３１及びフレーム３３３の間にその傾きを変化可能な状態で保持されている。
そして、レンズホルダ３３１が下向きの半球状部材３３１３を備え、フレーム３３３が上向きの半球状部材３３３２を備えることにより、固定ネジ３３３４を作業者が操作すると、これに応じて、レンズホルダ３３１のフレーム３３３に対する傾斜角度が変化することで、撮像素子１１０の撮像面が光源の光照射面に対して成す角度を変更可能である。
これにより、レンズホルダ３３１と、プレート３３２と、フレーム３３３とは第１調整手段として機能している。 The frame 333 includes a hole portion 3331 through which the cylindrical portion 3311 of the lens holder 331 is inserted, and supports the upper flange portion 3312 of the lens holder 331 via the plate 332.
In addition, two upward hemispherical members 3332 are installed on the upper surface of the frame 333.
The two upward hemispherical members 3332 are provided at positions that do not face the two downward hemispherical members 3313.
Four screw holes 3333 are formed in the frame 333, and four fixing screws 3334 attached to the screw holes 3314 of the lens holder 331 are inserted into the screw holes 3333 of the frame 333, and the lens holder 331 and A frame 333 is fixed with a plate 332 interposed therebetween. At this time, the middle portion of the fixing screw 3334 is thinner than both ends, and therefore the plate 332 is held between the lens holder 331 and the frame 333 in a state where the inclination thereof can be changed.
When the lens holder 331 includes the downward hemispherical member 3313 and the frame 333 includes the upward hemispherical member 3332, when the operator operates the fixing screw 3334, the frame 333 of the lens holder 331 is correspondingly operated. The angle formed by the imaging surface of the image sensor 110 with respect to the light irradiation surface of the light source can be changed.
Thereby, the lens holder 331, the plate 332, and the frame 333 function as first adjusting means.

以上のように、本実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を得られるのは勿論のこと、調整する方向が分かりやすく、直感的に作業を行うことができる。 As described above, according to the present embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, and the adjustment direction can be easily understood and the operation can be performed intuitively.

なお、上記第３実施形態では、レンズホルダ３３１が下向きの半球状部材３３１３を備え、フレーム３３３が上向きの半球状部材３３３２を備える構成を例示して説明したが、図１６、１７に示すように、下向きの半球状部材３３１３及び上向きの半球状部材３３３２を、プレート３３２の上面及び下面に備えることとしても良い。
かかる構成あっても、固定ネジ３３３４を作業者が操作すると、これに応じて、レンズホルダ３３１のフレーム３３３に対する傾斜角度が変化することで、撮像素子１１０の撮像面が光源の光照射面に対して成す角度を変更可能である。
以上の構成によれば、第３実施形態と同様の効果を得られるのは勿論のこと、上記第３実施形態と比較して、各部材を作りやすく、組み立てをより簡便にすることができる。例えば、レンズホルダ３３１やフレーム３３３における半球体の接着作業等が無くなるため、組み立て工程の低減を見込むことができる。 In the third embodiment, the configuration in which the lens holder 331 includes the downward hemispherical member 3313 and the frame 333 includes the upward hemispherical member 3332 has been described as an example. However, as illustrated in FIGS. The downward hemispherical member 3313 and the upward hemispherical member 3332 may be provided on the upper surface and the lower surface of the plate 332.
Even in such a configuration, when the operator operates the fixing screw 3334, the angle of inclination of the lens holder 331 with respect to the frame 333 changes accordingly, so that the imaging surface of the imaging device 110 is relative to the light irradiation surface of the light source. The angle formed can be changed.
According to the above configuration, the same effects as those of the third embodiment can be obtained, and each member can be easily made and the assembly can be simplified as compared with the third embodiment. For example, since the hemispherical bonding work or the like in the lens holder 331 or the frame 333 is eliminated, the assembly process can be reduced.

（第１実施形態）
１０００形状測定装置
１１００制御装置
１２００操作部
１３００ホストシステム
１４００装置本体部
１０制御部
２０光照射部
２１光源
２２コリメータレンズ
２３ロッドレンズ
１００撮像部
１１０撮像素子
１２０レンズ鏡筒
１２１結像レンズ
１３０保持部材
１３１レンズホルダ
１３１１筒状部
１３１２上鍔部
１３１３調整ネジ
１３１４軸穴
１３２フレーム
１３２１固定ネジ
１３２２前端部
１３３調整部材
１３３１フレーム保持部
１３３２レンズホルダ保持部
１３３３ネジ穴
１３３４固定ネジ
１３３５固定ネジ
Ｐ光学プローブ
１筐体
（第２実施形態）
２００撮像部
２３０保持部材
２３１レンズホルダ
２３１１筒状部
２３１２上鍔部
２３１３調整ネジ
２３１４半球状部材
２３１５下面
２３２上面側ベース
２３２１開口
２３２２調整ネジ
２３２３ネジ穴
２３３下面側ベース
２３３１穴部
２３３２支持面
２３３３立設部
２３３４ネジ穴
２３３５固定ネジ
（第３実施形態）
３００撮像部
３３０保持部材
３３１レンズホルダ
３３１１筒状部
３３１２上鍔部
３３１３半球状部材
３３１４ネジ穴
３３２プレート
３３２１穴部
３３３フレーム
３３３１穴部
３３３２半球状部材
３３３３ネジ穴
３３３４固定ネジ (First embodiment)
1000 shape measuring apparatus 1100 control apparatus 1200 operation section 1300 host system 1400 apparatus main body section 10 control section 20 light irradiation section 21 light source 22 collimator lens 23 rod lens 100 imaging section 110 imaging element 120 lens barrel 121 imaging lens 130 holding member 131 Lens holder 1311 Tubular portion 1312 Upper collar portion 1313 Adjustment screw 1314 Shaft hole 132 Frame 1321 Fixing screw 1322 Front end portion 133 Adjusting member 1331 Frame holder 1332 Lens holder holding portion 1333 Screw hole 1334 Fixing screw 1335 Fixing screw P Optical probe 1 Enclosure Body (second embodiment)
200 Imaging unit 230 Holding member 231 Lens holder 2311 Cylindrical portion 2312 Upper collar 2313 Adjustment screw 2314 Semi-spherical member 2315 Lower surface 232 Upper surface side base 2321 Opening 2322 Adjustment screw 2323 Screw hole 233 Lower surface side base 2331 Hole portion 2332 Support surface 2333 Standing Installation part 2334 Screw hole 2335 Fixing screw (3rd Embodiment)
300 Imaging unit 330 Holding member 331 Lens holder 3311 Cylindrical part 3312 Upper collar part 3313 Semi-spherical member 3314 Screw hole 332 Plate 3321 Hole part 333 Frame 3331 Hole part 3332 Semi-spherical member 3333 Screw hole 3334 Fixing screw

Claims

光源と、
前記光源から照射された光を直線状の光に変換する光学手段と、
前記光学手段から出射された光のワークからの反射光を撮像する撮像素子と、
前記ワークからの反射光を前記撮像素子の撮像面に結像させる結像レンズと、を備え、
前記光源の光照射面と、前記結像レンズの主点を含む主平面と、前記撮像素子の撮像面とが、シャインプルーフの条件を満たした形状測定装置であって、
前記撮像素子の撮像面が前記光源の光照射面に対して成す角度を調整する第１調整手段と、
前記撮像素子の撮像面が前記光源の光照射面に対して成す角度が一定の状態において、前記撮像素子の撮像面上の測定位置を調整する第２調整手段と、
前記結像レンズを光軸方向に移動させて、当該結像レンズの光軸方向の位置を調整する第３調整手段と、
を備え、
前記第１調整手段は、
前記撮像素子及び前記結像レンズを保持する保持部材を備え、
前記保持部材は、
前記結像レンズ備えたレンズ鏡筒を保持する筒状部を備えたレンズホルダと、
前記撮像素子を搭載するフレームと、
前記フレームの一端部を支持すると共に前記レンズホルダに回動可能に備えられた調整部材と、
を備えることを特徴とする形状測定装置。 A light source;
Optical means for converting light emitted from the light source into linear light;
An image sensor for imaging reflected light from the work of light emitted from the optical means;
An imaging lens that forms an image of reflected light from the workpiece on the imaging surface of the imaging device;
The light measuring surface of the light source, the main plane including the principal point of the imaging lens, and the imaging surface of the imaging element are shape measuring devices that satisfy the Scheinproof condition,
First adjusting means for adjusting an angle formed by an imaging surface of the imaging element with respect to a light irradiation surface of the light source;
A second adjusting means for adjusting a measurement position on the imaging surface of the imaging device in a state where an angle formed by the imaging surface of the imaging device with respect to a light irradiation surface of the light source is constant;
Third adjusting means for adjusting the position of the imaging lens in the optical axis direction by moving the imaging lens in the optical axis direction;
Equipped with a,
The first adjusting means includes
A holding member for holding the imaging element and the imaging lens;
The holding member is
A lens holder having a cylindrical portion for holding a lens barrel provided with the imaging lens;
A frame on which the image sensor is mounted;
An adjustment member that supports one end of the frame and is rotatably provided to the lens holder;
Shape measurement apparatus comprising: a.

光源と、
前記光源から照射された光を直線状の光に変換する光学手段と、
前記光学手段から出射された光のワークからの反射光を撮像する撮像素子と、
前記ワークからの反射光を前記撮像素子の撮像面に結像させる結像レンズと、を備え、
前記光源の光照射面と、前記結像レンズの主点を含む主平面と、前記撮像素子の撮像面とが、シャインプルーフの条件を満たした形状測定装置であって、
前記撮像素子の撮像面が前記光源の光照射面に対して成す角度を調整する第１調整手段と、
前記撮像素子の撮像面が前記光源の光照射面に対して成す角度が一定の状態において、前記撮像素子の撮像面上の測定位置を調整する第２調整手段と、
前記結像レンズを光軸方向に移動させて、当該結像レンズの光軸方向の位置を調整する第３調整手段と、
を備え、
前記第１調整手段は、
前記撮像素子の下方において前記結像レンズを保持する保持部材を備え、
前記保持部材は、
前記結像レンズ備えたレンズ鏡筒を保持する筒状部、前記筒状部の一端部において当該筒状部の外面より外側に突出し、その下面が球面状に加工された上鍔部、及び前記上鍔部上に設置される半球状部材を備えたレンズホルダと、
前記レンズホルダの前記半球状部材に対向する調整ネジが備えられ、前記レンズホルダの上面側に設置される上面側ベースと、
前記レンズホルダの前記筒状部を挿通させる穴部が形成されると共に、前記レンズホルダの前記上鍔部の下面を支持する円錐状の支持面を備え、前記レンズホルダの下面側に設置される下面側ベースと、
を備えることを特徴とする形状測定装置。 A light source;
Optical means for converting light emitted from the light source into linear light;
An image sensor for imaging reflected light from the work of light emitted from the optical means;
An imaging lens that forms an image of reflected light from the workpiece on the imaging surface of the imaging device;
The light measuring surface of the light source, the main plane including the principal point of the imaging lens, and the imaging surface of the imaging element are shape measuring devices that satisfy the Scheinproof condition,
First adjusting means for adjusting an angle formed by an imaging surface of the imaging element with respect to a light irradiation surface of the light source;
A second adjusting means for adjusting a measurement position on the imaging surface of the imaging device in a state where an angle formed by the imaging surface of the imaging device with respect to a light irradiation surface of the light source is constant;
Third adjusting means for adjusting the position of the imaging lens in the optical axis direction by moving the imaging lens in the optical axis direction;
With
The first adjusting means includes
A holding member for holding the imaging lens below the image sensor;
The holding member is
A cylindrical portion that holds the lens barrel provided with the imaging lens, an upper collar portion that projects outward from the outer surface of the cylindrical portion at one end of the cylindrical portion, and whose bottom surface is processed into a spherical shape; and A lens holder with a hemispherical member installed on the upper collar,
An adjustment screw facing the hemispherical member of the lens holder is provided, and an upper surface side base installed on the upper surface side of the lens holder;
A hole portion through which the cylindrical portion of the lens holder is inserted is formed, and a conical support surface that supports the lower surface of the upper collar portion of the lens holder is provided, and is installed on the lower surface side of the lens holder. A bottom side base;
Shape measuring device you comprising: a.

光源と、
前記光源から照射された光を直線状の光に変換する光学手段と、
前記光学手段から出射された光のワークからの反射光を撮像する撮像素子と、
前記ワークからの反射光を前記撮像素子の撮像面に結像させる結像レンズと、を備え、
前記光源の光照射面と、前記結像レンズの主点を含む主平面と、前記撮像素子の撮像面とが、シャインプルーフの条件を満たした形状測定装置であって、
前記撮像素子の撮像面が前記光源の光照射面に対して成す角度を調整する第１調整手段と、
前記撮像素子の撮像面が前記光源の光照射面に対して成す角度が一定の状態において、前記撮像素子の撮像面上の測定位置を調整する第２調整手段と、
前記結像レンズを光軸方向に移動させて、当該結像レンズの光軸方向の位置を調整する第３調整手段と、
を備え、
前記第１調整手段は、
前記撮像素子の下方において前記結像レンズを保持する保持部材を備え、
前記保持部材は、
前記レンズ鏡筒を保持する筒状部、前記筒状部の一端部において当該筒状部の外面より外側に突出し、その下面に下向き半球状部材が設置された上鍔部、及び前記上鍔部を挿通する調整ネジを備えたレンズホルダと、
前記レンズホルダの前記筒状部を挿通させる穴部が形成されたプレートと、
前記プレートを介して前記レンズホルダの前記上鍔部を支持し、その上面に前記上鍔部の前記下向き半球状部材と対向しない位置に上向き半球状部材が設置されたフレームと、
を備えることを特徴とする形状測定装置。 A light source;
Optical means for converting light emitted from the light source into linear light;
An image sensor for imaging reflected light from the work of light emitted from the optical means;
An imaging lens that forms an image of reflected light from the workpiece on the imaging surface of the imaging device;
The light measuring surface of the light source, the main plane including the principal point of the imaging lens, and the imaging surface of the imaging element are shape measuring devices that satisfy the Scheinproof condition,
First adjusting means for adjusting an angle formed by an imaging surface of the imaging element with respect to a light irradiation surface of the light source;
A second adjusting means for adjusting a measurement position on the imaging surface of the imaging device in a state where an angle formed by the imaging surface of the imaging device with respect to a light irradiation surface of the light source is constant;
Third adjusting means for adjusting the position of the imaging lens in the optical axis direction by moving the imaging lens in the optical axis direction;
With
The first adjusting means includes
A holding member for holding the imaging lens below the image sensor;
The holding member is
A cylindrical portion that holds the lens barrel, an upper collar portion that protrudes outward from an outer surface of the cylindrical portion at one end portion of the cylindrical portion, and a downward hemispherical member is installed on the lower surface thereof, and the upper collar portion A lens holder with an adjusting screw to pass through,
A plate formed with a hole through which the cylindrical portion of the lens holder is inserted;
A frame in which the upper hemisphere part of the lens holder is supported via the plate, and an upper hemispherical member is installed on the upper surface thereof at a position not facing the downward hemispherical member;
Shape measuring device you comprising: a.