专利名称：具有辅助对焦功能的测量系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种具有辅助对焦功能的测量系统，特别指一种结合有激光辅助对焦系统的二维测量系统，而具有辅助对焦功能及测量高度功能。
背景技术：
目前业界普遍存在品质管理意识，与不断改善其生产能力态度，因为若只在意于生产力的提高而忽略了品管的运用，通常无法得到消费者长久的信任，其中品管的控制愈来愈依赖测量仪器设备，特别是无法由肉眼所检视的精密的产品，例如电路板排线、连接器端子排列的整齐度、半导体封装的插孔、液晶屏幕、精密铸模…等。
近来，由于第三波信息革命以后，对于品质精密度的提升已成为业界生存竞争的秘诀，而测量仪器也从传统的卡尺、显微镜、投影机到三维接触式测量仪再到非接触式测量仪器，这是伴随着产品精密度的提升，而随之增加测量仪器的精密度，信息革命后，更是与计算机结合，将测量结果进行分析运算，图形化的结果更能使使用者知道制造程序的能力如何。
图1是一种现有的测量仪器的示意图，包括有一光源产生设备90，一影像撷取装置92，及一控制装置93。该光源产生设备90提供光线91以照明待测物体94，再由影像撷取装置92撷取影像并显示于该控制装置93的屏幕上，由该控制装置93的辅助而可测量待测物体94上两点之间的距离。
请参阅图2，现有的影像撷取装置92可上下移动，通常具有一镜头921及一手动的调焦装置922以调整得到清晰的影像，此种系统的特点是结构简单而较便宜，然而缺少系统的稳定性与可靠度，手动调焦容易造成人为测量的误差，因测量人员的不同而得出相异的测量数据，测量报告不易具高度说服力，并且即使是熟练的操作人员，每次对焦仍需费时约二至三分钟，累积下来相当影响效率。
因此发展出一种可自动对焦的测量系统，请参阅图3，其利用激光同轴原理，提供一自动对焦系统95于影像撷取装置92内部，包括光源发射器951以提供光线、透镜组953以聚集光线、第一反射镜954以反射光线至待测物体94，第二反射镜955反射由待测物体94反射的光，再由该透镜组953会聚，到光源接收器952以接收光线。此种系统能自动对焦而不用手动对焦，但因结合于镜头的内部，其结构非常复杂而昂贵，并且只能测量平面上的点与点的距离。其中入射的对焦光线与反射的对焦光线的夹角a需尽量小，更增加其结构的困难度，否则容易因待测物体的表面倾斜而将光线反射至其它地方而无法反射至第二反射镜955。另一面，若欲购买如此自动对焦的测量机台，除了机器价格昂贵以外，若丢弃原来仍然可使用的手动对焦测量机台，又非常可惜。
基于此，本案设计人有感上述缺陷的可改善性，潜心研究并配合理论的运用，考虑能否就原来手动对焦测量机台的架构作一改善，以增加系统的稳定性与可靠度，终于提出一种设计合理且能有效改善现有手动对焦测量机台缺陷的本实用新型。
实用新型内容本实用新型的主要目的是提供一种具有辅助对焦功能的测量系统，其主要是提供一种辅助对焦系统，其设置于一测量系统上，特别是二维测量系统，借着辅助对焦光束而可以辅助操作者准确而快速对焦，以增加测量系统的稳定性与可靠度，并且可测量高度，并具有三维测量系统的功能。
为了实现上述目的，本实用新型提供了一种辅助对焦系统，设置于二维测量系统上，该二维测量系统具有一测量平台以放置待测物体，该辅助对焦系统包括一影像撷取装置，设置于该二维测量系统上，以撷取该待测物体的影像；一光源装置，邻近该影像撷取装置设置，以提供一对焦的光束投射于该测量平台上；及一控制装置，连接于该影像撷取装置，以显示该影像撷取装置所撷取待测物体的影像。
如上所述的辅助对焦系统，其中该影像撷取装置具有一电荷耦合装置。
如上所述的辅助对焦系统，其中该光源装置具有一光产生器及一透镜组，且为激光光源装置。
如上所述的辅助对焦系统，其中该控制装置为一个人计算机，至少包括有一显示器。
如上所述的辅助对焦系统，其中该控制装置具有一计算机控制模块，配合该影像撷取装置，以设定一显像范围，及分析该影像撷取装置所撷取的测量平台上的光点的光强度。
本实用新型还提供了一种具有辅助对焦功能的测量系统，包括一测量机台，具有一升降机构、一升降调整轮以调整该升降机构、及一底台；一影像撷取装置，设置于该升降机构上；一测量平台，架设于该测量机台的底台上，以承载待测物体；一光源装置，设置于该影像撷取装置的一侧下方，以提供一对焦的光束投射于该测量平台上；及一控制装置，连接于该影像撷取装置，以显示该影像撷取装置所撷取待测物体的影像。
如上所述的具有辅助对焦功能的测量系统，其中该影像撷取装置具有一镜头、一连接部连接该镜头至该升降机构及传输所撷取的影像至该控制装置、一调焦部设于该镜头上以及一外接光源设于该镜头的周围。
如上所述的具有辅助对焦功能的测量系统，其中该影像撷取装置的镜头内具有一电荷耦合装置。
如上所述的具有辅助对焦功能的测量系统，其中该光源装置为一激光光源，包括有一固定部固定该光源装置于该影像撷取装置的连接部上、一光产生器、一透镜组及一控制开关以控制光源的开关。
如上所述的具有辅助对焦功能的测量系统，其中该控制装置为一个人计算机，至少包括有一显示器，及一计算机控制模块配合该影像撷取装置，以设定一显像范围，及分析该影像撷取装置所撷取的测量平台上的光点的光强度。其中该计算机控制模块可以是一计算机程序。
本实用新型的有益效果是，由激光可辅助操作者准确而快速对焦，以增加测量系统的稳定性与可靠度；由该辅助对焦的系统可测量待测物体在Z轴的高度，而使二维测量系统具有三维测量系统的功能；该辅助对焦的系统可以通过加装的方式，加装于二维测量系统上，而不用废弃原来的测量机台，可有效节省成本。
现配合附图将本实用新型的较佳实施例详细说明如下，但是本说明仅是用来说明本实用新型，而非对本实用新型的权利范围作任何的限制。
图1是现有的测量仪器的示意图；图2是现有的影像撷取装置的示意图；图3是现有可自动对焦的测量系统的示意图；图4是本实用新型的激光辅助对焦的系统架构图；图5是本实用新型影像撷取装置撷取光点的示意图；图6是本实用新型具有辅助对焦功能的测量系统的具体实施例示意图；图7是本实用新型测量原理示意图；图8是本实用新型放置待测物体的测量原理示意图；及图9是本实用新型的操作流程图。
其中，附图标记说明如下(现有)光源产生设备 90 光线91影像撷取装置 92 控制装置93镜头 921 待测物体94调焦装置 922自动对焦系统 95 光源发射器 951光源接收器 952 透镜组 953第一反射镜 954 第二反射镜 955(本实用新型)影像撷取装置 10镜头 12 连接部 14调焦部 16 外接光源18测量机台 20 升降机构22升降调整轮 24 底台26光源装置 30固定部 32 光产生器34透镜组 36 控制开关38
测量平台 40 放置区 42辅助光源 44 控制机构46控制装 50 光束60，60’光点 61 显像范围62调整归零流程 70 测量流程80夹角 θ 基准面 L高度 h1、h2光点 a1、a2、b具体实施方式
请参阅图4，为本实用新型的具有辅助对焦功能的系统架构图。该辅助对焦系统，包括有一影像撷取装量10、一光源装置30邻近设置于该影像撷取装置10，及一控制装置50连接于该影像撷取装置10。该光源装置30，包括有一光产生器34及一透镜组36，以产生光束60投射至测量平台40上，而产生一光点61。其中该光源可以为任何的可见光，而最佳为激光的光源，因为激光具有良好的直线性质、不易分散而适合作辅助对焦的光源。该影像撷取装置10具有一光电转换装置，例如为电荷耦合装置(Charge CoupledDevice)，或互补金属氧化物半导体(Complementary Metal-OxideSemiconductor)以转换光线为电子信号以显示于该控制装置50，例如计算机显示器。其中该光束60愈细测量结果愈精准，因此可以在该透镜组36前加一具有针孔的遮蔽片。
请参阅图5，为影像撷取装置撷取光点的示意图。该影像撷取装置10撷取到该光点61后而显示于该控制装置50，由该控制装置50的显示器设定一显像范围62。此时肉眼是无法判断该光点61的影像是否为最清晰的，也即是否在该影像撷取装置10的焦点上。然而，由于该光点61的X轴及Y轴的光强度曲线如图5所示，其各具有波峰值，因此可由计算机程序的分析且配合调整该影像撷取装置10的垂直位置或调整焦圈，取得其影像的该光点61的X轴及Y轴的光强度的波峰处，也即该光点61最清晰的影像，也是该影像撷取装置10的焦点。再将该光点61设定于该显像范围62的中央，并且设定为影像的Z轴以方便测量。
请参阅图6，为本实用新型具有辅助对焦功能的测量系统具体实施例的示意图。该具有辅助对焦功能的测量系统1包括有一测量机台20，以及上述的辅助对焦系统。其中该测量机台20具有一升降机构22供该影像撷取装置10可移动地设置于其上、一升降调整轮24以调整该升降机构22、及一底台26供该测量平台40架设于其上。
该影像撷取装置10具有一镜头12、一连接部14连接该镜头12至该升降机构22及传输所撷取的影像至该控制装置50、一调焦部16设于该镜头12上、以及外接光源18设于该镜头12的周围。其中该镜头12可以是一般CCD的镜头即可，其倍数可设于0.7～4.5X。
该光源装置30，包括有一固定部32固定该光源装置30于该影像撷取装置10的连接部14上、一光产生器34、一透镜组36、及一控制开关38以控制光源的开关。其中该光源装置30随着该影像撷取装置10上下移动。
该测量平台40具有一放置区42以供放置待测物体48、一辅助光源44设于该放置区42下方，及一对控制机构46分别控制该测量平台40的纵向及横向的移动。
请参阅图7，为本实用新型测量原理示意图。该入射光束60与该影像的Z轴的夹角为θ。设其为调整聚焦后的位置，定义一呈现清晰影像的基准面L，其中该影像撷取装置10距该测量平台40的高度为h1并且该光束60的投射光点61为影像的Z轴，且在该控制装置50中记录高度为零。再参阅图8，为本实用新型放置待测物体的测量原理示意图。假设该光束60原来投射的光点为a1，而相对应于该显像范围62上的A点，当该待测物体48放置于该测量平台40上，该光束60的投射光点移动至该待测物体48表面上的b点，而相对应于该显像范围62上的B点，也即位移离开了原来的影像的中心，并且不是该影像撷取装置10的焦点。此时借着该测量机台20的升降调整轮24调整升高该影像撷取装置10的位置，且在该控制装置50中记录其移动的高度，由于该光源装置30随着该影像撷取装置10上下移动，因此该光束60也随着移动。由该控制装置50的显示器上的显像范围62观察，使该光点的位置由B点再移回至A点的位置，也即光束60移至光束60’的位置，该待测物体48表面的投射光点由b点移动至与Z轴相对应的a2点。假设此时该影像撷取装置10距该测量平台40的高度为h2，其中h2与h1的差值，即为该影像撷取装置10和该光源装置30的移动高度h，即为该待测物体48在显像范围62中心处的高度，而可由该控制装置50上直接读取。其中该夹角θ的角度愈大愈灵敏，因为当角度愈大时，该待测物体48表面的投射光点b点将产生更大的位移而方便观察。
为了更清楚地说明本实用新型的操作步骤，请参阅图9，为本实用新型的操作流程图。其中分为测量系统的调整归零流程70，及测量流程80；该测量系统的调整归零流程70包括有步骤71，提供测量机台20；步骤72，提供激光光源30邻近该测量机台20的镜头12；步骤73，投射激光光线60于该测量机台20的平台40；步骤74，镜头12撷取激光光线60的动态影像；步骤75，定义一呈现清晰影像的基准面L；步骤76，移动平台40至该基准面L；步骤77，形成一辅助对焦范围62于屏幕上；步骤78，调整平台40上的激光光点中心至影像中心；步骤79，调整Z轴至激光光点中心(影像中心)；该测量流程80包括有步骤81，关闭激光光源30；步骤82，放置待测物体48于该平台40上；步骤83，打开激光光源30；步骤84，移动平台40以使待测物体48置于辅助对焦范围62内；步骤85，移动该激光光源的光束60以使光点61移至屏幕的辅助对焦范围62中心；步骤86，关闭激光光源。
如此即可借着该辅助的激光光源30而准确地对焦，并可借该控制装置50而轻易地读该待测物体48的高度。
因此由本实用新型所能产生的特点及功能经整理如后一、借着激光可辅助操作者准确而快速对焦，以增加测量系统的稳定性与可靠度。
二、借着该辅助对焦的系统可测量待测物体在Z轴的高度，而使二维测量系统具有三维测量系统的功能。
三、该辅助对焦的系统可以通过加装的方式，加装于二维测量系统上，而不用废弃原来的测量机台，可有效节省成本。
以上所述，仅为本实用新型较佳实施例而已，并不能以此限定本实用新型的权利范围，因此依本实用新型内容所做出的均等变化或修饰，仍属本实用新型所涵盖的范围。
权利要求1.一种辅助对焦系统，设置于二维测量系统上，该二维测量系统具有一测量平台以放置待测物体，其特征在于，该辅助对焦系统包括一影像撷取装置，设置于该二维测量系统上；一光源装置，邻近该影像撷取装置设置，并发射一对焦的光束投射于该测量平台上；及一控制装置，连接于该影像撷取装置。
2.如权利要求1所述的辅助对焦系统，其特征在于，该影像撷取装置具有一电荷耦合装置。
3.如权利要求1所述的辅助对焦系统，其特征在于，该光源装置具有一光产生器及一透镜组，且为激光光源装置。
4.如权利要求1所述的辅助对焦系统，其特征在于，该控制装置为一个人计算机，至少包括有一显示器。
5.如权利要求4所述的辅助对焦系统，其特征在于，该控制装置具有配合该影像撷取装置设定一显像范围及分析该影像撷取装置所撷取的测量平台上的光点的光强度的一个计算机控制模块。
6.一种具有辅助对焦功能的测量系统，其特征在于，包括一测量机台，具有一升降机构、一可调整该升降机构的升降调整轮及一底台；一影像撷取装置，设置于该升降机构上；一测量平台，架设于该测量机台的底台上，该测量平台承载待测物体；一光源装置，设置于该影像撷取装置的一侧下方，其发射一对焦光束投射于该测量平台上；及一控制装置，连接于该影像撷取装置。
7.如权利要求6所述的具有辅助对焦功能的测量系统，其特征在于，该影像撷取装置具有一镜头、一连接该镜头至该升降机构及传输所撷取的影像至该控制装置的连接部、一设于该镜头上的调焦部以及一设于该镜头周围的外接光源。
8.如权利要求7所述的具有辅助对焦功能的测量系统，其特征在于，该影像撷取装置的镜头内具有一电荷耦合装置。
9.如权利要求7所述的具有辅助对焦功能的测量系统，其特征在于，该光源装置为一激光光源，包括有一固定部固定该光源装置于该影像撷取装置的连接部上、一光产生器、一透镜组及一控制开关。
10.如权利要求6所述的具有辅助对焦功能的测量系统，其特征在于，该控制装置为一个人计算机，至少包括有一显示器，及一配合该影像撷取装置设定显像范围及分析该影像撷取装置所撷取的测量平台上光点的光强度的计算机控制模块。
专利摘要一种具有辅助对焦功能的测量系统，尤指一种结合有激光辅助对焦系统的二维测量系统，包括一测量机台，具有一升降机构、一升降调整轮以调整该升降机构及一底台；一影像撷取装置，设置于该升降机构上；一测量平台，架设于该测量机台的底台上，以承载待测物体；一光源装置，设置于该影像撷取装置的一侧下方，以提供一对焦的光束投射于该测量平台上；及一控制装置，连接于该影像撷取装置，以显示该影像撷取装置所撷取待测物体的影像。
文档编号G01D5/12GK2660480SQ0325264
公开日2004年12月1日 申请日期2003年9月23日 优先权日2003年9月23日
发明者钱志孝 申请人:陞捷科技股份有限公司