本申请涉及一种光学外径测量设备。
背景技术
公开了一种光学外径测量设备(例如参照专利文献1、2)。这种光学外径测量设备被设计成使得通过旋转镜旋转的并转换为扫描光的光束被准直透镜准直，并且被测物体设置在准直透镜和聚光透镜之间，从而使其可以测量待测物体的尺寸。
引文列表
专利文献
专利文献jp-u-62-174210
专利文献jp59-83007a
技术实现要素：
技术问题
然而，空气可能例如由旋转镜的旋转引起的空气流动或者用于使旋转镜旋转的电机的热量而受到干扰。在出现空气干扰的情况下，光路可能会受到干扰，从而降低测量精度。
一方面，本发明的目的是提供一种能够提高测量精度的光学外径测量设备。
解决问题的方法
在一方面，根据本发明的光学外径测量设备包括：旋转装置，配置为通过电机的驱动而旋转并将来自发光元件的光转换为扫描光；准直透镜，配置为将所述扫描光转换为平行扫描光；聚光透镜，配置为会聚穿过待测物体的平行扫描光；受光元件，配置为接收由所述聚光透镜会聚的光；壳体，配置为容纳所述旋转装置和准直透镜；以及光路盖，其在所述壳体中包括两个盖，所述盖在所述扫描光的扫描方向上延伸并且在两个盖之间隔着扫描光彼此相对地定位。
在所述光学外径测量设备中，所述旋转装置是多边形柱状旋转镜，其外周由多个平面形成。
上述的光学外径测量设备可以包括散热板，所述散热板具有的热导率小于所述壳体的热导率，所述散热板与所述电机热连接并且延伸至所述壳体的内表面。
发明的有益效果
可以提供一种能够提高测量精度的光学外径测量设备。
附图说明
图1是根据比较形式的光学外径测量设备的示意图。
图2中，a是根据第一实施例的光学外径测量设备的示意图；b是从旋转镜侧观察的光路盖的图。
图3a是光路盖的另一示例。图3b是光路盖的又一示例。
图4是根据第二实施例的光学外径测量设备的示意图。
图5是根据第三实施例的光学外径测量设备的示意图。
图6是表示示例和比较例的各自测量精度的图表。
具体实施方式
对比形式
在描述实施例之前，将描述比较形式。图1是根据比较形式的光学外径测量设备200的示意图。如图1所示，光学外径测量设备200包括发光元件10、扫描仪20、准直透镜30、聚光透镜40以及受光元件50。
扫描仪20包括旋转镜21和电机(电动机)22。发光元件10、扫描仪20和准直透镜30布置在大致长方体形状的壳体60a中。聚光透镜40和受光元件50布置在大致长方体形状的壳体60b中。
发光元件10是比如激光二极管的发光元件。旋转镜21将来自发光元件10的入射到准直透镜30的入射面上的光从准直透镜30的入射面的预定范围的一端位置反复至其另一端位置。具体而言，旋转镜21使入射到准直透镜30的入射面上的扫描光在预定范围内。例如，旋转镜21是多边形柱状旋转镜，其外周由多个平面形成。电机22配置为控制旋转镜21的旋转。
准直透镜30配置为将从旋转镜21入射的扫描光转换成平行扫描光。平行扫描光通过聚光透镜40会聚并入射到受光元件50上。待测物体70设置在准直透镜30和聚光透镜40之间。在平行扫描光没有被待测物体70阻挡的情况下，受光元件50接收的光量增加。相反，在平行扫描光被待测物体70阻挡的情况下，受光元件50接收的光量减少。因此，能够根据旋转镜21的旋转速度、受光元件50接收的光量大的时刻以及受光元件50接收的光量小的时刻来测量待测物体70的外径。
然而，由旋转镜21的旋转引起的诸如空气流的空气压力的变化可能干扰空气。另外，由电机22产生的热量引起的温度分布也可能干扰空气。如刚刚所述，由于某种原因，空气可能会受到干扰。在发生空气干扰的情况下，可能会影响光的波长和光路的折射率。结果，在待测物体70的测量中可能发生错误。特别是，由于扫描仪20设置在壳体60a中，所以在扫描仪20和准直透镜30之间，由扫描仪20引起的空气干扰的影响可能变得显著。
因此，根据下面的实施例的各个光学外径测量设备在旋转镜21和准直透镜30之间设置有光路盖，以提高测量精度。现在将在下面给出详细描述。
第一实施例
图2a是根据第一实施例的光学外径测量设备100的示意图。如图2a所示，光学外径测量设备100在旋转镜21与准直透镜30之间具备光路盖80。省略了与图1中的光学外径测量设备200的配置相同的光学外径测量设备100的配置的描述，因为与光学外径测量设备200相同的光学外径测量设备100的部件等标注有与光学外径测量设备200相同的符号。
图2b是从旋转镜21侧看到的光路盖80的视图。如图2b所示，在本实施例中，例如从旋转镜21入射到准直透镜30上的扫描光s具有垂直的扫描方向。光路盖80设置在壳体60a中。光路盖80包括两个盖81、82，它们在入射到准直透镜30上的扫描光s的扫描方向上延伸并且彼此隔着扫描光s相对。盖81、82的与面对扫描光s的各面相对的各个面与壳体60a分离。盖81和盖82在其各自的上端处通过盖83连接。盖83位于扫描光s的上方。
根据本实施例，由于至少一些空气干扰被光路盖80阻挡，所以空气干扰对扫描光s的光路的影响减小。由此，能够提高光学外径测量设备100的测量精度。特别地，盖81、82在扫描光s的扫描方向上延伸并且彼此隔着扫描光s相对。因此，产生了这样的效果，使得进入扫描光s的光路的空气的流量减少，从而特别是在扫描光s的光路中抑制空气干扰。与盖83一样，在盖位于垂直于扫描光s的扫描方向的情况下，且盖和扫描光s之间的距离小时，由旋转镜21产生的空气流可能停留在光路中，导致的可能性是空气干扰可能增加。因此，在盖设置成垂直于扫描光s的扫描方向的情况下，优选确保距扫描光s足够的距离。
请注意，光路盖80的结构不限于图2b所示的结构。光路盖80只需要包括沿扫描光s的扫描方向延伸的两个盖并且彼此隔着扫描光s相对。例如，如图3a所示，与图2b不同，光路盖80不需要具有盖83。例如，盖81、82的各自上端可以与壳体60a的上表面的内表面分离。
可替代地，如图3b示例表示的，光路盖80可以包括：盖81、82；连接盖81、82的各自上端的盖83；连接盖81、82的各自下端的盖84；以及将盖81至84固定在壳体60a中的固定构件85。在这种情况下，盖84位于扫描光s的下方。
为了抑制空气干扰，优选的是沿扫描光s的扫描方向延伸的盖81、82的各个长度大于扫描光s的扫描宽度(即扫描方向上的长度)。另外，为了抑制空气干扰，优选的是，盖81、82位于扫描光s附近。例如，如图2b示例表示的，优选的是，每个盖81、82与扫描光s之间的距离d短。然而，该距离优选大于所使用的扫描光s的直径、旋转镜21的旋转精度(波动)等的总和的宽度。同时，在每个盖81、82与扫描光s之间的距离d太短的情况下，扫描光s和每个盖可能发生干涉，从而导致的问题是使得扫描光s未到达受光元件。因此，每个盖81、82与扫描光s之间的距离d优选大于所使用的扫描光s的直径、旋转镜21的旋转精度(波动)等的总和的宽度。
第二实施例
图4是根据第二实施例的光学外径测量设备100a的示意图。如图4所示，光学外径测量设备100a与图2a中的光学外径测量设备100的不同之处在于，设备100a进一步包括散热构件90。散热构件90由具有比壳体60a更大的导热率的材料制成。在本实施例中，电机22与散热构件90热连接。例如，电机22设置成与散热构件90接触或安装在散热构件90上。由此，通过电机22产生的热量容易地传导到散热构件90。另外，散热构件90与壳体60a的内表面之一接触或穿过该内表面。由此，由电机22产生的热量可以从壳体60a排出。因此，可以抑制由电机22产生的热量导致的空气干扰。
第三实施例
图5是根据第三实施例的光学外径测量设备100b的示意图。如图5所示，光学外径测量设备100b与图2a中的光学外径测量设备100的不同之处在于规定了旋转镜21的形状。由旋转镜21的旋转引起的空气流随着旋转镜21的厚度而增加。因此旋转镜21的较小厚度是优选的。因此，旋转镜21的厚度优选大于所使用的扫描光s的直径、旋转镜21的旋转精度(波动)等的总和的宽度。注意，旋转镜21的厚度方向是多棱柱的高度方向。
由旋转镜21的旋转引起的空气流随着旋转镜21的直径而增加。因此旋转镜21的小直径是优选的。然而，旋转镜21的直径优选为能够确保产品所需的扫描范围的直径。注意，旋转镜21的直径是从旋转镜的旋转中心到多边形的每个顶点的距离。
随着旋转镜21的外周上的不平坦度增加，由旋转镜21的旋转引起的空气流增加。因此，优选的是形成旋转镜21的多边形尽可能地圆形。然而，旋转镜21的形状优选为能够确保产品所需的扫描范围的形状。
在每个实施例中，旋转镜21用作通过电机驱动旋转将来自发光元件的光转换为扫描光的旋转装置的示例。准直透镜30用作将扫描光转换为平行扫描光的准直透镜的示例。聚光透镜40用作会聚穿过待测物体的平行扫描光的聚光透镜的示例。受光元件50用作接收由聚光透镜会聚的光的受光元件的示例。壳体60a用作用于容纳旋转装置和准直透镜的壳体的示例。光路盖80用作包括两个盖的光路盖的示例，所述盖沿扫描光的扫描方向延伸并彼此隔着扫描光相对的定位。
示例
示例1
当根据上述实施例测量待测物体70的外径时，检查测量精度。作为待测物体70，使用
示例2
在示例2中，除了如图2b所示提供盖81至83之外，与采用示例1一样获得测量精度。
比较例
在比较例中，除了没有提供如图1所示的盖81至84之外，与采用示例1一样获得测量精度。
分析
图6示出了示例1、2和比较例的各个测量精度。如图6所示，在比较例中，测量精度的值大。也就是说，测量值的变化很大。这是因为由于没有提供用于扫描光s的光路盖，所以不能抑制扫描光s的光路中的空气干扰。相反，示例1、2的测量精度的各个值较小。也就是说，每个示例中的测量值的变化都很小。这是因为设置了包括两个盖81、82的光路盖，其在扫描光s的扫描方向上延伸并且在两个盖之间隔着扫描光s彼此相对地定位，抑制了扫描光s的光路中的空气干扰。另外，示例2中的测量精度的值比示例1中的小。这是因为由于没有提供垂直于扫描光s的扫描方向定位的盖84，因此防止了由旋转镜21引起的空气流停留在光路中。。
尽管以上已经描述了根据本发明的实施例和示例，但应该理解的是，本发明不限于具体实施例和示例，并且可以在权利要求书中描述的本发明的范围内对本发明进行各种改变和修改。
附图标记列表
10发光元件
20扫描仪
21旋转镜
22电机
30准直透镜
40聚光透镜
50受光元件
60a、60b壳体
70待测物体
80光路盖
100光学外径测量设备