專利名稱：物體觀測設備和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于觀測物體的設備和方法，特別是用于觀察具有鏡面反射特性的部分(諸如在部分安裝板上的焊接部分)并在需要時根據(jù)觀測的結果來檢查這些部分上的缺陷的方法和設備。
在日本專利公開第6-1173(1994)中公布了一種這樣的物體觀測設備。在這種物體觀測設備中，紅、綠和藍三色光束以不同的仰角被投射到目標觀測部分—即包括具有鏡反射特性的部分的物體的所要觀測的部分—上。對目標部分的觀測是根據(jù)從反射光束產生的彩色圖象而進行的。因此，上述設備采用了光投射裝置、光接收裝置和其他裝置。
該光投射裝置包括三個環(huán)形熒光源，即紅、綠和藍光源，三色的光束從這些光源分別以不同的仰角被投射到目標觀測部分上。這些三色光源的光強預先得到調節(jié)，從而使使三種光束具有低的波長光發(fā)射能量—它們當在物體位置處被混合起來時產生完全的白光。該光接收裝置是諸如CCD攝象機的彩色電視攝象機，并通過獲取從目標觀測部分反射的光束而獲得彩色圖象信號。


圖18顯示了該光投射裝置的一種結構。在此圖中，光投射儀141包括環(huán)形光源，即紅光源142、綠光源143和藍光源144—它們與一個光接收器145的接收光軸146同心地設置但具有不同的半徑r1、r2和r3且距基準表面147分別具有不同的高度h1、h2和h3。因此，它們在接收光軸146與基準表面147之間的一個交叉點A處與基準表面147的仰角具有不同的值θ1、θ2和θ3(θ1＞θ2＞θ3)。另外，從點A至各個光源的距離大體上彼此相等。
根據(jù)這種物體觀測設備，不同顏色的傾斜投射光束沿著與入射角對應的方向而受到彎曲表面元件部分的正確反射，其中這些部分相對于基準表面147形成了各種傾斜表面、具有鏡反射特性并被限定在例如部件安裝板上的焊接部分上。
彎曲表面元件—在其上反射方向與光接收器的接收光軸146的方向(與基準表面垂直)相重合—構成了彩色圖象以具有與光源顏色對應的顏色，從而使具有與平整部分類似的傾斜度的彎曲表面元件被著上紅色，且具有大的傾斜度的彎曲表面元件被著以藍色。具有中等傾斜度的彎曲表面元件被著以綠色。因此，具有鏡反射特性的部分根據(jù)它們的三維彎曲表面的構造而分別得到著色，以具有彩色光源的顏色。
由于三色光束具有低波長光發(fā)射能量分布—其在混合時提供了完全的白光，因而具有不規(guī)則反射特性的部分得到著色而具有彩色圖象中的特定顏色。另外，該設備還被用作檢查諸如焊接部分的目標觀測部分的檢查執(zhí)行裝置，從而獲得根據(jù)如此獲得的彩色圖象檢查缺陷。
以上描述的傳統(tǒng)物體觀測設備需要三個彩色光源，以提供三色的可見光束，因而該設備要求具有復雜結構的光投射儀，并且在維護和成本方面都有問題。
由于各個彩色光源之間波長特性和光強的變化和偏離，彩色光源的光強必須得到調節(jié)，以在混合時提供白光。這種光強調節(jié)是困難并且費時的。
本發(fā)明就是為了克服上述的問題而提出的，且本發(fā)明的目的是改善包括調節(jié)的可操作性在內的維護特性并減小成本。本發(fā)明的目的還包括改善觀測和/或檢查的準確性。
本發(fā)明的物體觀測設備包括光投射裝置，用于把光束通過預定的光路投射到一個物體的目標觀測部分上；循環(huán)(recursive)反射裝置，用于沿著一個入射方向反射被目標觀測部分反射的進入光束；以及，光接收裝置，用于接收被循環(huán)反射裝置和目標觀測部分反射并通過預定的光路而到來的光束。
因此，根據(jù)本發(fā)明的物體觀測設備，光投射裝置把光向下投射到目標觀測部分，由目標觀測部分反射的光束沿著其入射方向被循環(huán)反射裝置所反射，且光接收裝置接收被目標觀測部分反射并通過循環(huán)反射裝置的光束。因此，該光源可以是單個的光源，從而可以減小成本、改善維護特性并簡化光源的調節(jié)操作。另外，觀測的準確性能夠得到改善。
循環(huán)反射裝置較好相對于目標觀測部分的中心以環(huán)形的方式設置。
循環(huán)反射裝置較好地是相對于目標觀測部分的中心以拱形的方式設置。
循環(huán)反射裝置較好地是多個并被設置在這樣的位置處，即這些位置在目標觀測部分的中心形成了不同的仰角的位置處。
循環(huán)反射裝置較好為多個并以環(huán)形的方式被分別設置在相對于目標觀測部分的中心的多個位置處，這些位置在目標觀測部分的中心形成了不同的仰角。
更好地，循環(huán)反射裝置反射被目標觀測部分反射的光束的特定波長。
被循環(huán)反射裝置反射的特定波長較好地是根據(jù)在目標觀測部分的中心處的仰角而連續(xù)變化的。
更好地，多個循環(huán)反射裝置分別反射不同特定波長的光束。
更好地，光投射裝置具有一個光源和一個分束器，該分束器用于反射從光源輻射的光束以將其投射到目標觀測部分上并使由目標觀測部分反射的光束通過以將該光束加到照射到光接收器上。
光投射裝置較好地是具有設置在光接收裝置的接收光軸附近的的一個光源并將光束投射到目標觀測部分上。
更好地，光投射裝置的光源是以光接收裝置的接收光軸為中心的環(huán)形光源。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，一種物體觀測設備包括光投射裝置，用于將從一個白光源發(fā)射的白光束通過一條預定光路投射到一個物體的目標觀測部分上；多個循環(huán)反射裝置，它們被環(huán)形地設置在這樣的位置上，即這些位置在目標觀測部分的中心形成了不同的仰角，以沿著入射方向反射由目標觀測部分反射的進入的白光束的至少兩個彩色波長分量；以及，光接收裝置，用于區(qū)別并接收由循環(huán)反射裝置和目標觀測部分反射并經過該預定光路而到來的至少兩個彩色波長分量。
根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，一種物體觀測設備包括光投射裝置，用于把從一個白光源發(fā)射的白光束通過一條預定光路而投射到一個物體的目標觀測部分上；多個循環(huán)反射裝置，它們以環(huán)形的方式被設置在這樣的位置上，即這些位置在目標觀測部分的中心形成了不同的仰角，以沿著入射方向分別反射由目標觀測部分反射的進入的白光束的一個紅波長分量、一個綠波長分量和一個藍波長分量；以及，光接收裝置，用于區(qū)別和接收由循環(huán)反射裝置和目標觀測部分反射并通過預定光路而到來的紅、綠和藍光束。
根據(jù)本發(fā)明的進一步的方面，一個物體觀測設備包括光投射裝置，用于把從一個白光源發(fā)射的白光束通過一條預定光路而投射到一個物體的目標觀測部分上；循環(huán)反射裝置，它相對于目標觀測部分的中心而以拱形的方式設置，以沿著一個入射方向反射由目標觀測部分反射的進入的白光束中的特定波長的光束，從而使該特定波長根據(jù)在目標觀測部分的中心處的仰角而連續(xù)改變；以及光接收裝置，用于接收由循環(huán)反射裝置和目標觀測部分反射并通過該預定光路而到來的特定波長的光束。
根據(jù)本發(fā)明的再一個方面，一種物體觀測設備包括光投射裝置，用于把至少兩個彩色波長分量的光束以一個預定的時間間隔通過一條預定光路而相繼投射到一個物體的目標觀測部分上；至少兩個循環(huán)反射裝置，它們被設置在這樣的位置—即這些位置在目標觀測部分的中心形成了不同的仰角，以沿著入射方向反射由目標觀測部分反射的至少兩個進入的彩色波長分量的光束；以及，光接收裝置，它具有兩維光接收元件—它們相繼地反射由循環(huán)反射裝置和目標觀測部分反射并通過該預定光路的至少兩個彩色波長分量。
根據(jù)本發(fā)明的進一步的方面，一種物體觀測設備包括光投射裝置，用于把紅、綠和藍光束通過一條預定光路投射到一個物體的目標觀測部分上，該紅、綠和藍光束是通過以預定的時間間隔分別通過相繼設置在一個白光源的投射光軸上的紅、綠和藍濾色器而產生的；多個循環(huán)反射裝置，它們被設置在這樣的位置上—即這些位置在目標觀測部分的中心形成了不同的仰角，以沿著入射方向分別反射由目標觀測部分反射的進入的彩色光束的紅、綠和藍波長分量；以及，光接收裝置，它具有一個單色電視攝象機，用于相繼接收由循環(huán)反射裝置和目標觀測部分反射并通過預定光路而到來的彩色波長分量。
根據(jù)本發(fā)明的一個進一步的方面，一種物體觀測設備包括光投射裝置，用于把從一個白光源發(fā)射的白光束通過一條預定光路而投射到一個物體的目標觀測部分上；多個循環(huán)反射裝置，這些循環(huán)反射裝置被設置在這樣的位置上—即這些位置在目標觀測部分的中心形成了不同的仰角，用于沿著入射方向分別反射由目標觀測部分反射的進入的白光束的紅、綠和藍波長分量；以及，光接收裝置，用于相繼接收以一個預定的時間間隔而分別通過相繼地設置在一個單色電視攝象機的接收光軸上的紅、綠和藍濾色器的紅、綠和藍光束，該單色電視攝象機接收由循環(huán)反射裝置和目標觀測部分反射并通過該預定光路而到來的光波長分量。
根據(jù)本發(fā)明的進一步的方面，一種物體觀測設備包括光投射裝置，用于把從一個三色光源發(fā)射的光束通過一條預定的通路而相繼地投射到一個物體的目標觀測部分上，該三色光源能夠以一個預定的時間間隔而將其光束改變成紅、綠和藍色；多個循環(huán)反射裝置，這些循環(huán)反射裝置被設置在這樣的位置—即這些位置在目標觀測部分的中心形成了不同的仰角，以沿著入射方向分別反射由目標觀測部分反射的進入的彩色光束的紅、綠和藍波長分量；以及，光接收裝置，它具有一個單色電視攝象機，該單色電視攝象機相繼接收由循環(huán)反射裝置和目標觀測部分反射并通過該預定光路而到來的各個彩色波長分量。
根據(jù)本發(fā)明的進一步的方面，一種物體觀測設備包括光投射裝置，用于經過一條預定光路而把至少兩個彩色波長分量所組成的光束同時或以預定的時間間隔投射到一個物體的目標觀測部分上；至少兩個循環(huán)反射裝置，這些循環(huán)反射裝置被設置在這樣的位置—即這些位置在目標觀測部分的中心處形成了不同的仰角，以沿著入射方向反射由目標觀測部分反射的至少兩個進入的彩色波長分量；以及，光接收裝置，它具有一個兩維光接收元件—它相繼接收由循環(huán)反射裝置和目標觀測部分反射并經過該預定光路而到來的至少兩個彩色波長分量。
較好地，該設備進一步包括檢查執(zhí)行裝置，用于根據(jù)光接收裝置所接收的光數(shù)據(jù)來檢測目標觀測部分的鏡反射部分，并根據(jù)該檢測的結果來檢查目標觀測部分的缺陷。
根據(jù)本發(fā)明的物體觀測設備，該檢查執(zhí)行裝置根據(jù)由光接收裝置接收的光數(shù)據(jù)檢測并指明目標觀測部分的鏡反射部分，并檢查目標觀測部分的缺陷。因此，可以減小檢查級的設備成本、改善維護特性并簡化調節(jié)操作。進一步地，檢查準確性能夠得到改善。
根據(jù)本發(fā)明的進一步的方面，一種物體觀測方法包括以下步驟把來自光投射裝置的光束通過一條預定光路投射到一個物體的目標觀測部分上；借助循環(huán)反射裝置沿著一個入射方向反射由目標觀測部分反射的進入的光束；以及，借助光接收裝置接收由循環(huán)反射裝置和目標觀測部分反射并經過該預定光路而到來的光束。
根據(jù)上述的物體觀測方法，光投射裝置把光束向下投射到目標觀測部分上，循環(huán)反射裝置沿著入射方向反射被目標觀測部分所反射的光束，光接收裝置接收由循環(huán)反射裝置和目標觀測部分反射的光束，從而使得只有一個單個的光源被用作光源。因此，能夠減小成本、改善維護特性并簡化光源的調節(jié)。另外，觀測準確性能夠得到改善。
較好地，目標觀測部分所反射的光束，被相對于目標觀測部分的中心而以環(huán)形方式設置的循環(huán)反射裝置沿著入射方向反射。
較好地，由目標觀測部分反射的光束，被相對于目標觀測部分的中心而以拱形方式設置的循環(huán)反射裝置沿著入射方向進行反射。
較好地，被目標觀測部分所反射的光束，被設置在這樣的位置的多個循環(huán)反射裝置沿著入射方向所反射，即這些位置在目標觀測部分的中心分別形成了不同的仰角。
更好地，被目標觀測部分所反射的光束，被多個循環(huán)反射裝置沿著入射方向所反射，而這些循環(huán)反射裝置相對于目標觀測部分的中心以環(huán)形的方式設置并處于這樣的位置—即這些位置在目標觀測部分的中心分別形成了不同的仰角。
更好地，該循環(huán)反射裝置能夠反射由目標觀測部分反射的特定波長的光束，并沿著入射方向反射被目標觀測部分所反射的光束的該特定波長的分量。
更好地，該循環(huán)反射裝置能夠根據(jù)在目標觀測部分的中心處的仰角而連續(xù)改變所反射的特定波長，并沿著入射方向反射與被目標觀測部分所反射的光束的仰角相對應的波長分量。
更好地，該循環(huán)反射裝置能夠反射彼此部分地不同的特定波長，并沿著入射方向反射被目標觀測部分所反射的光束的特定波長分量。
根據(jù)本發(fā)明的進一步的方面，一種物體觀測方法包括以下步驟將白光束從具有一個白光源的光投射裝置通過一條預定光路投射到一個物體的目標觀測部分上；借助多個循環(huán)反射裝置沿著入射方向分別由目標觀測部分反射的進入的白光束的紅、綠和藍波長分量，該多個循環(huán)反射裝置以環(huán)形的方式被設置在這樣的位置上—即這些位置在目標觀測部分的中心形成了不同的仰角；以及，借助光接收裝置接收由循環(huán)反射裝置和目標觀測部分反射并經過該預定光路而到來的紅、綠和藍光束。
根據(jù)本發(fā)明的進一步的方面，一種物體觀測方法包括以下步驟把來自具有白光源的光投射裝置的白光束經過一條預定光路而投射到一個物體的目標觀測部分上；借助循環(huán)反射裝置而沿著入射方向反射由目標觀測部分所反射的進入的白光束的特定波長的光束，其中該循環(huán)反射裝置相對于目標觀測部分的中心以拱形方式設置，該特定波長能夠根據(jù)在目標觀測部分的中心處的仰角而變化；以及，接收由循環(huán)反射裝置和目標觀測部分所反射并經過該預定光路而到來的特定波長的光束。
根據(jù)本發(fā)明的進一步的方面，一種物體觀測方法包括以下步驟將來自光投射裝置的至少兩個彩色波長分量組成的光束經過一條預定光路而同時或以預定的時間間隔投射到一個物體的目標觀測部分上；借助至少兩個循環(huán)反射裝置反射在目標觀測部分得到反射的至少兩個進入的彩色波長分量，其中這些循環(huán)反射裝置被設置在這樣的位置—即這些位置在目標觀測部分的中心形成了不同的仰角；以及，借助具有一個兩維光接收元件的光接收裝置相繼接收由循環(huán)反射裝置和目標觀測部分所反射并經過該預定光路而到來的至少兩個彩色波長分量。
根據(jù)本發(fā)明的進一步的方面，一種物體觀測方法包括以下步驟把由至少兩個光波長分量組成的光束從光投射裝置經過一條預定光路而以預定的時間間隔相繼投射到一個物體的目標觀測部分上；借助至少兩個循環(huán)反射裝置而沿著入射方向反射由目標觀測部分所反射的至少兩個進入的彩色波長分量，其中這些循環(huán)反射裝置被設置在這樣的位置—即這些位置在目標觀測部分的中心形成了不同的仰角；以及，借助具有兩維光接收元件的光接收裝置，相繼接收由循環(huán)反射裝置和目標觀測部分所反射并經過該預定光路而到來的至少兩個彩色波長分量。
較好，該方法進一步包括以下步驟借助檢查執(zhí)行裝置，根據(jù)光接收裝置接收到的光數(shù)據(jù)，檢測目標觀測部分的鏡反射部分，并根據(jù)該檢測的結果檢查目標觀測部分的缺陷。
根據(jù)本發(fā)明的物體觀測方法，檢查執(zhí)行裝置根據(jù)光接收裝置所接收的光數(shù)據(jù)檢測并指明目標觀測部分的鏡反射部分，并檢查目標觀測部分的缺陷。因此，可以減小檢查級的設備成本、改善維護特性并簡化調節(jié)操作。另外，檢查的準確性能夠得到改善。
根據(jù)本發(fā)明的物體觀測方法和設備，不需要調節(jié)光源以獲得白光的傳統(tǒng)的操作，因而能夠簡化光源的調節(jié)操作。另外，各個循環(huán)反射器的反射波長不一定要象現(xiàn)有技術中那樣是在混合時提供白光的顏色組合，而是能夠任意地選擇。
反射從光源輻射的光束的反射器，可以被設置在光投射裝置的光源的后面，因而光源的使用效率能夠得到雙倍的改善。
在包括具有鏡反射特性的部分的目標觀測部分中，如果需要示意地確定鏡反射部分的構造和位置且不需要一個周邊的彩色圖象，光接收裝置能夠使用一個單色電視攝象機而不是一個彩色電視攝象機。在此情況下，可以使用不具有波長特性并能夠沿著入射方向反射入射光束的來波長分量的循環(huán)反射器，而不是具有波長特性的循環(huán)反射器。因此，能夠降低成本。
光投射裝置的光源可以被設置在光接收裝置的接收光軸附近，從而不需要分束器，因而能夠降低成本，并能夠改善維護特性。
該設備可以采用具有拱形方式并反射一個特定波長的循環(huán)反射器，該特定波長根據(jù)在目標觀測部分處的仰角而連續(xù)改變，且在由光接收裝置產生的彩色圖象中的目標觀測部分可以以根據(jù)目標觀測部分的三維構造而改變的顏色而連續(xù)著色。這種使得能夠進行更為精確的觀測。
沿著入射方向分別接收入射光束的紅、綠和藍波長分量的循環(huán)反射器，可以以同心的方式設置在同一平面內，從而使各個循環(huán)反射器能夠以不同的仰角被設置在一個兩維空間中。這實現(xiàn)了類似的效果。
沿著入射方向分別反射入射光束的紅、綠和藍波長分量的循環(huán)反射器分別以不同的仰角設置，且在光投射裝置中，在白光源的光路上以預定的時間間隔相繼地設置了紅、綠和藍濾色器，用于以預定的時間間隔把紅、綠和藍光束相繼投射到目標觀測部分上。反射光的圖象被一個單色電視攝象機所接收。一個彩色圖象信號產生電路通過結合單色電視攝象機所產生的各個單色圖象信號而產生出彩色圖象信號。因此，能夠在不使用彩色電視攝象機的情況下獲得目標觀測部分的彩色圖象，從而降低了成本。
彩色濾色器可以被省略，且光投射裝置的白光源可以用一種結構所取代—該結構包括以預定的時間間隔相繼投射紅、綠和藍光束的三色光源和控制從該三色光源發(fā)射的光束的顏色的控制器。這也能夠實現(xiàn)類似的效果。
在不使用多個循環(huán)反射器的情況下，可以適當?shù)卦O置單個的循環(huán)反射器，以使它能夠沿著與一個基準表面相垂直的方向而移動，從而使白光源能夠把白光束投射到不同高度的循環(huán)反射器上。這也能夠具有類似的效果。
通過利用反射的光數(shù)據(jù)來檢查目標觀測部分，可以降低檢查級的設備成本、改善維護特性并簡化調節(jié)工作。另外，能夠進行準確的檢查。
圖1顯示了本發(fā)明的實施例1的結構。
圖2顯示了本發(fā)明中具有波長特性的循環(huán)反射器，其中(a)顯示了由角棱鏡形成的循環(huán)反射器，(b)顯示了由貓眼構成的循環(huán)反射器，且(c)是(a)所示的角棱鏡的剖視圖。
圖3顯示了本發(fā)明的實施例1中的一個目標觀測部分的彩色圖象的一個例子。
圖4顯示了本發(fā)明的實施例1中的一種結構—其中在分束器上方設置了一個白光源。
圖5顯示了本發(fā)明中采用濾色器的、具有波長特性的循環(huán)反射器，其中(a)顯示了采用濾色器和角棱鏡的循環(huán)反射器，且(b)顯示了采用濾色器和貓眼的循環(huán)反射器。
圖6顯示了本發(fā)明的實施例1中帶有一個球面反射器的光投射裝置的結構。
圖7顯示了本發(fā)明的實施例2的結構。
圖8顯示了在本發(fā)明的實施例2中采用非環(huán)形白光源的光投射裝置的結構。
圖9顯示了本發(fā)明的實施例3的結構。
圖10顯示了在本發(fā)明的實施例3中目標觀測部分的彩色圖象的一個例子。
圖11顯示了在本發(fā)明的實施例3中用單色攝象機產生的目標觀測部分的單色圖象的一個例子。
圖12顯示了本發(fā)明的實施例4的結構。
圖13顯示了本發(fā)明的實施例5的結構。
圖14顯示了本發(fā)明的實施例5中與設置在接收光軸上的一個濾色器板一起使用的光接收裝置的結構。
圖15顯示了在本發(fā)明形成實施例5中與一個三色光源一起采用的光投射裝置的結構。
圖16顯示了本發(fā)明的實施例6的結構。
圖17顯示了本發(fā)明的實施例7的結構。
圖18顯示了傳統(tǒng)物體觀測設備中的光投射裝置的結構。
(實施例1)圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的實施例1的物體觀測設備的結構。在圖1中，標號1表示諸如白熾燈或氙燈的白光源。2表示一個透鏡—它把從白光源輻射出的白光束變成平行光束。3表示一個分束器—諸如半透鏡，它把來自透鏡2的平行白光束的一部分反射至目標觀測部分12即所要觀測的部分，并使由循環(huán)反射器4、5或6和目標觀測部分12所反射的光束的一部分通過它。白光源1、透鏡2和分束器3形成了光投射裝置。
4表示一個環(huán)形紅循環(huán)反射器，它沿著一個入射方向反射由目標觀測部分12所反射的白光束的一個紅波長分量。5表示一個綠循環(huán)反射器，它沿著一個入射方向反射由目標觀測部分12反射的進入的白光束的綠波長分量。6表示一個藍循環(huán)反射器，它沿著一個入射方向反射由目標觀測部分12所反射的進入的白光束的藍波長分量。
這些紅、綠和藍循環(huán)反射器4、5和6的環(huán)形體的半徑和距離一個基準表面10的高度之一或兩者彼此不同，因而在位于基準表面10與彩色電視攝象機8的一條接收光軸11之間的交叉點處的目標觀測部分12處形成了不同的仰角。
循環(huán)反射器4-6的每一個由微小的角棱鏡或以平面的形式設置的、形成貓眼的玻璃珠構成，因而基本上與設置在公路的防護軌上的那些反射器是基本上相同的。
圖2顯示了這種循環(huán)反射器。更具體地說，圖2的(a)顯示了由角棱鏡形成的循環(huán)反射器，且(b)顯示了由貓眼形成的循環(huán)反射器。在(c)，它顯示了沿著(a)中的箭頭方向看的角棱鏡的剖視圖。
在圖2的(a)中，角棱鏡21的內表面上帶有特定波長反射層22—它被涂或汽相淀積到其上并只允許入射光束的特定波長分量通過。角棱鏡21只反射入射光束的特定波長分量。在圖2的(b)中，特定波長反射層22被涂或汽相淀積到貓眼23的半球面表面上。
特定波長反射層22只通過入射光束的紅波長分量，并吸收其他的波長分量。因而如該圖中所示，角棱鏡21和貓眼23沿著入射方向—即與入射方向相同的方向—反射入射光束的特定波長分量。
圖21的(a)所示的角棱鏡21只允許特定波長通過特定波長反射層22，并吸收其他的波長。另外，通過特定波長反射層22的光束被角棱鏡21的反射表面(內表面)所反射?；蛘?，角棱鏡21可以由直接反射特定波長并使其他的波長通過的一個光學多層膜和吸收通過該光學多層膜的光束的光吸收部件構成。后者能夠提供比前者更高的反射率。貓眼23可以帶有著色的半球形部件，從而只通過特定波長分量并吸收其他的波長分量。
再參見圖1，7表示一個拱形罩，而紅、綠和藍循環(huán)反射器4、5和6就定影在該罩上。罩7的內表面上較好地是設置有光吸收結構—諸如一個黑色覆層，以防止光束的反射。紅、綠和藍循環(huán)反射器4、5和6以及罩7形成了循環(huán)反射裝置。
8表示一個彩色電視攝象機，它從一個反射光學圖象形成一個圖象—該反射光學圖象是由目標觀測部分12通過紅、綠或藍循環(huán)反射器4、5或6而反射的并通過分束器3而得到接收，從而發(fā)出彩色圖象信號。9表示顯示彩色圖象的一個監(jiān)視器。彩色電視攝象機8和監(jiān)視器9形成了光接收裝置。
下面描述實施例1的操作。從白光源1發(fā)出的白光束被透鏡2變成平行光束。該平行光束的一部分—例如一半—被分束器3所反射，并向下通過一個預定光路而被投射到目標觀測部分12。通過分束器3而投射的白光束，沿著與目標觀測部分12的相應彎曲表面元件相對于基準表面10的傾斜度相對應的方向，被該相應彎曲表面元件所反射。沿著仰角θ1的方向反射的白光束達到紅循環(huán)反射器4。沿著仰角θ2的方向反射的白光束達到綠循環(huán)反射器5。沿著仰角θ3的方向反射的白光束達到藍循環(huán)反射器5。
如上所述，由于各個循環(huán)反射器4-6沿著入射方向分別只反射特定波長的分量，紅、綠和藍光束沿著入射方向被紅、綠和藍循環(huán)反射器4、5和6所反射、分別通過它們的入射路徑返回，并隨后沿著接收光軸11的方向被目標觀測部分12所反射。
反射的紅、綠和藍光束通過與投射路徑相同的光路而達到分束器3。該光束的一部分，例如一半，通過分束器3行進并到達電視攝象機8。
彩色電視攝象機8，從包括紅、綠和藍光束的反射光學圖象，形成了彩色圖象，并由此向監(jiān)視器9發(fā)送彩色圖象信號，而監(jiān)視器9顯示所產生的彩色圖象。在顯示在監(jiān)視器9上的反射光學圖象的彩色圖象中，如果目標觀測部分12是一個鏡反射部分，與將在下面描述的彎曲表面元件的仰角θ1、θ2和θ3相對應的部分就被著上紅、綠和藍色，從而使目標觀測部分12與其三維構造相對應地被著上紅、綠或藍色。
如果目標觀測部分12是不規(guī)則反射部分，則目標觀測部分12的表面顏色由彩色電視攝象機8成象，從而能夠觀測表面顏色。
圖3顯示了在其中目標觀測部分12是鏡反射部分的情況下彩色圖象的一個例子。31表示一個著紅色的部分，32表示著綠色的部分，且33表示著綠色的部分。不規(guī)則反射部分在彩色圖象中分別被著上它們的顏色。
根據(jù)本發(fā)明的實施例1，由于提供了沿著入射方向分別反射不同的特定波長的多個循環(huán)反射器，所以光源可以由單個的光源構成。因此，能夠降低成本，并能夠改善維護特性。進一步地，不需要調節(jié)幾個彩色光源以產生白光束，從而能夠簡化光源的調節(jié)工作。
如圖4所示，白光源1和透鏡2可以被設置在分束器3的上方，且彩色電視攝象機8可以相對于分束器3水平地設置。
雖然循環(huán)反射器反射紅、綠和藍的波長分量，它們自然也可以得到適配以反射其他顏色的光束。與現(xiàn)有技術不同地，這些顏色在混合時不一定要產生白光束。
如圖5中的(a)所示，角棱鏡42的內表面上可以設置有全反射層41—諸如涂或汽相淀積在其上的銀箔，且允許特定波長分量的入射光束通過的濾色器43可以被設置在角棱鏡42的正面，從而使反射一個特定波長的循環(huán)反射器能夠由角棱鏡42和濾色器43組成。如圖5(b)所示，濾色器43可以被設置在貓眼44的正面，而貓眼44的半球表面上帶有全反射層41—諸如涂或汽相淀積在其上的銀箔，從而使貓眼44和濾色器43可以形成循環(huán)反射器。
如圖6所示，一個反射從白光源1發(fā)出的白光束的球面反射器51可以被設置在與透鏡2相對的位置上，而白光源1位于它們之間，在此情況下白光源1的使用效率大體上可以提高一倍。
在包括一個具有鏡反射特性的部分的目標觀測部分中，如果要求只示意地確定該鏡反射部分的構造和位置，則該設備可以不包括處于不同的仰角的多個循環(huán)反射器。或者，如果目標觀測部分不包括例如綠不規(guī)則反射部分，則只可以采用綠循環(huán)反射器5。如此構成的物體觀測設備能夠進一步降低成本。
在包括具有鏡反射特性的部分的目標觀測部分中，如果要求只示意地確定鏡反射部分的構造和位置，且不要求周邊的彩色圖象，則可以采用單色電視攝象機來代替彩色電視攝象機8。具有波長特性的循環(huán)反射器4-6可以用不具有波長特性并沿著入射方向反射入射光束的整個波長分量的循環(huán)反射器來代替。在此情況下，圖3所示的紅、綠和藍部分31、32和33都呈現(xiàn)為亮度比單色灰度圖象中的周邊部分為高的部分。
在如此構成的物體觀測設備中，通過采用單色電視攝象機，可以進一步降低成本。
(實施例2)圖7顯示了本發(fā)明的實施例2的一種物體觀測設備。與圖1中相同的部分和部件都用相同的標號表示，且在下面將不進行描述。在圖7中，61表示一個環(huán)形白光源，其中心位于接收光軸11上，并由設置在接收光軸11附近的熒光燈、光纖或類似部件構成。
環(huán)形白光源61的直徑r遠小于距基準表面10的高度，從而使相對于目標觀測部分12的光軸能夠被認為是與接收光軸11相平行的?？紤]到這樣的事實，即循環(huán)反射器的反射方向不完全與入射方向相重合并處于一定的范圍之內，且具有鏡反射特性的一個物體由于部分散射反射而在一定范圍中實際上提供了該反射方向，因而這種近似是合理的。
下面描述實施例2的操作。從環(huán)形白光源61發(fā)出的白光束基本上是向下地被投射到目標觀測部分12上。如果目標觀測部分12是例如具有鏡反射特性的焊接部分或類似的部分，則投射的白光束被目標觀測部分12的相應彎曲表面元件沿著按照該彎曲表面元件相對于基準表面的傾斜度的方向直接反射。
被反射向循環(huán)反射器4-6的白光束到達循環(huán)反射器4-6。紅循環(huán)反射器4沿著入射方向反射紅光束。類似地，綠和藍循環(huán)反射器5和6沿著入射方向分別反射綠和藍光束。如此反射的光束通過相同的路徑而返回、沿著接收光軸11被目標觀測部分12所反射、并被彩色電視攝象機8所接收。
根據(jù)實施例2，如上所述，由于這樣的結構—即其中與接收光軸11同心的環(huán)形白光源61被設置在接收光軸11附近，因而不需要分束器。因此，彩色電視攝象機8即光接收裝置能夠接收比實施例1中更大量的光，從而能夠降低成本并能夠改善維護特性。
在實施例2中，如圖8中所示，可以把一個非環(huán)形白光源71設置在接收光軸11附近，以提供光投射裝置。
(實施例3)圖9顯示了本發(fā)明的實施例3的物體觀測設備。與圖1中相同的補充和部分都用相同的標號表示，并將不在下面進行描述。在圖9中，81表示一個拱形循環(huán)反射器，它沿著入射方向反射由具有鏡反射特性的目標觀測部分12所反射的進入的白光束的特定波長分量。由此而反射的波長分量按照在目標觀測部分12處的仰角而連續(xù)改變。
例如，仰角θ1的一個區(qū)域沿著入射方向反射紅波長分量。隨著仰角減小，反射的波長分量連續(xù)改變成黃、綠、……。仰角θ2的一個區(qū)域只反射紫波長分量。
下面描述實施例3的操作。通過分束器3而被投射到目標觀測部分12上的白光束被目標觀測部分12的彎曲表面元件分別沿著按照該彎曲表面元件的傾斜度的方向所反射。
沿著θ2與θ1之間的仰角方向被反射的白光束返回到循環(huán)反射器81。在循環(huán)反射器81的不同的仰角的區(qū)域，分別只有與仰角對應的特定波長分量被沿著入射方向反射。如此被反射的從紅至紫的彩色光束通過相同的路徑而返回，并被目標觀測部分12沿著接收光軸11的方向所反射。
在由彩色電視攝象機8形成并被顯示在監(jiān)視器9上的反射光圖象的彩色圖象中，目標觀測部分12的各個彎曲表面元件被著以與相對基準表面的傾斜度相對應的顏色。因此，目標觀測部分12被連續(xù)地著以根據(jù)目標觀測部分12的三維結構而改變的顏色。
圖10顯示了如此產生的彩色圖象的一個例子。91表示了紅色部分，92表示黃色部分，93表示綠色部分，94表示青色部分，95表示藍色部分，且96表示紫色部分。如其中所示，目標觀測部分12所著的顏色根據(jù)三維構造而在紅與紫之間連續(xù)變化。
根據(jù)實施例3的物體觀測設備，如上所述，循環(huán)反射裝置由拱形循環(huán)反射器81—它沿著入射方向反射進入的白光束的特定波長分量—構成，且如此反射的波長分量根據(jù)在目標觀測部分12處的仰角而連續(xù)變化。進一步地，在彩色圖象中，目標觀測部分12被著以根據(jù)該三維構造而改變的顏色。因此，能夠準確地進行觀測。
在實施例3中對包括具有鏡反射特性的部分的目標觀測部分12的處理中，可以要求只確定兩維構造和鏡反射部分的位置，且可以不要求鏡反射部分周圍的彩色圖象—例如在其中所要觀測的是目標觀測部分上的水滴的情況下。在此情況下，彩色電視攝象機8可以被單色電視攝象機所取代，且具有波長特性的循環(huán)反射器81可以用不具有波長特性并沿著入射方向反射入射光束的所有波長分量的循環(huán)反射器所取代。
圖11顯示了由這樣物體觀測設備形成的單色圖象的一個例子。101表示一個目標觀測部分102的鏡反射部分，103表示單色圖象中亮度高于其周邊部分的部分并因而對應于鏡反射部分101。這種物體觀測設備能夠采用單色電視攝象機以降低成本。
(實施例4)圖12顯示了本發(fā)明的物體觀測設備的實施例4的結構。與圖1中的相同的部件和部分都用相同的標號表示，并將不在下面進行描述。在圖12中，4B表示一個紅循環(huán)反射器，它沿著入射方向反射被目標觀測部分12所反射的入射白光束的紅波長分量。5B表示一個綠循環(huán)反射器，它沿著入射方向反射被目標觀測部分12所反射的入射白光束的綠波長分量。6B表示一個藍循環(huán)反射器，它沿著入射方向反射被目標觀測部分12所反射的入射白光束的藍波長分量。
這些紅、綠和藍循環(huán)反射器4B、5B和6B都被設置在圓形板7B的下表面上的同一平面內。因此，紅、綠和藍循環(huán)反射器4B、5B和6B都位于判定基準表面10相同的高度，但具有不同的半徑，從而使它們在位于基準表面10與彩色電視攝象機8的接收光軸11之間的交叉點的目標觀測部分12處形成了不同的仰角θ1、θ2和θ3。
下面描述實施例4的操作。從白光源1發(fā)出的白光束被透鏡2改變成平行光束，被分束器3所部分反射并基本上向下地被投射到目標觀測部分12上。目標觀測部分12的彎曲表面元件，分別沿著按照該彎曲表面元件相對于基準表面10的傾斜度的方向，直接反射投射的白光束。
沿著向著循環(huán)反射器4B-6B而得到反射的白光束分別到達循環(huán)反射器4B-6B，從而使紅、綠和藍光束分別被紅、綠和藍循環(huán)反射器4B、5B和6B沿著入射方向所反射，并沿著相同的路徑返回。如此返回的光束被目標觀測部分12沿著接收光軸11的方向所反射，并被彩色電視攝象機8所接收。
根據(jù)上述實施例4，循環(huán)反射器4B-6B被設置在相同的平面中，以形成兩維構造。因此，該結構的制造比實施例1更為簡單。
(實施例5)圖13顯示了本發(fā)明的實施例5的物體觀測設備的結構。與圖1中的相同的部件和部分都用相同的標號表示，并將不在下面進行描述。在圖13中，111表示一個濾色器板—它具有紅濾色器112、綠濾色器113和藍濾色器114。115表示一個驅動馬達—它驅動并轉動濾色器板111。
驅動馬達115以預定的時間間隔間歇地轉動濾色器板111，從而使紅、綠和藍濾色器112、113和114以預定的時間間隔相繼地位于處于白光源1與透鏡2之間的光路116上，從而以預定的時間間隔將紅、綠和藍光束通過透鏡2和分束器3而相繼投射到目標觀測部分12上。
117表示一個單色電視攝象機，它通過獲取紅、綠和藍循環(huán)反射器4、5和6和目標觀測部分12所反射并通過分束器3的反射光學圖象，而發(fā)出單色圖象信號。
118表示一個彩色圖象信號產生電路，它具有一個幀存儲器等等，并通過把單色電視攝象機117與濾色器112、113和114所產生的單色圖象信號結合起來，而產生彩色圖象信號。
下面描述實施例5的操作。當紅濾色器112被設置在光路116上時，紅濾色器112產生的紅光束被透鏡2改變成平行光束，且該光束的一部分—例如一半—被分束器3所反射并被目標觀測部分12向下投射。如此被投射的該光束被目標觀測部分12的相應的彎曲表面元件沿著這樣的方向所反射—即該方向是按照這些彎曲表面元件相對于基準表面的傾斜度的。沿著仰角θ1的方向得到反射的紅光束到達紅循環(huán)反射器4，并沿著入射方向通過相同的路徑返回。隨后，該光束沿著接收光軸11的方向而受到目標觀測部分12的反射。
同時，沿著仰角θ2的方向得到反射的紅光束到達綠循環(huán)反射器5，且沿著仰角θ3的方向而得到反射的紅光束到達藍循環(huán)反射器6。然而，由于綠和藍循環(huán)反射器5和6的波長特性，這些光束沒有被反射。
因此，只有被紅循環(huán)反射器4反射的紅光束到達分束器3，且這些光束的一部分(例如一半)通過分束器3并被單色電視攝象機117所接收。
類似地，當綠濾色器113被設置在光路116中時，只有被綠循環(huán)反射器5所反射的綠光束到達分束器3，并被單色電視攝象機117所接收。當藍濾色器114被設置在光路116中時，只有藍循環(huán)反射器6所反射的藍光束到達分束器3，并被單色電視攝象機117所接收。
彩色圖象信號產生電路118產生彩色圖象信號，該信號的R、G、和B信號電平是由分別投射紅、綠和藍光束時單色電視攝象機117所產生的單色圖象信號的電平確定的。彩色圖象信號產生電路118所產生的彩色圖象信號被提供給監(jiān)視器9，從而使監(jiān)視器9顯示目標觀測部分12的彩色圖象，如圖3所示。
從白光源1投射到目標觀測部分12的頂部的光束沿著接收光軸11的方向得到反射，并被單色電視攝象機117所接收。因此，來自其的所有投射光束都得到接收的區(qū)域被忽略了。
根據(jù)實施例5，如上所述，設置了具有紅、綠和藍濾色器112、113和114的濾色器板111，且紅、綠和藍濾色器112、113和114被相繼設置在光路116中，從而使紅、綠和藍光束以預定的時間間隔被相繼地投射到目標觀測部分12上。相應的反射光學圖象被單色電視攝象機117所接收，且彩色圖象信號產生電路118將單色電視攝象機117所提供的各個單色圖象信號結合起來，以產生彩色圖象信號。因此，能夠在不采用彩色電視攝象機的情況下產生出目標觀測部分12的彩色圖象。因此，能夠降低成本。
在實施例5中，如圖14所示，濾色器板111可以被設置在單色電視攝象機117的接收光軸11上。也可以采用這樣的裝置來代替濾色器板111和馬達115，即該裝置以與傳統(tǒng)的幻燈投影儀類似的方式而相繼地設置紅、綠和藍濾色器。
在不采用濾色器板111的情況下，可以用一個三色光源121和一個控制器122來取代構成光投射裝置的白光源1，而該三色光源121以預定的時間間隔相繼地輻射紅、綠和藍光束，而該控制器122控制著從三色光源121發(fā)出的光束的顏色。
(實施例6)圖16顯示了本發(fā)明的實施例6的物體觀測設備的結構。與圖13中的相同的部件和部分都用相同的標號表示，并將不在下面進行描述。
在圖16中，125表示一個環(huán)形循環(huán)反射器—它沿著入射方向反射目標觀測部分12所反射的入射光束的所有波長分量。126表示一個支撐棒，用于支撐與基準表面10平行的循環(huán)反射器126。127表示一個可移動桿，用于縱向移動支撐棒126。可移動桿127由一個驅動單元(未顯示)沿著與基準表面10垂直的方向進行驅動，以將循環(huán)反射器125移到上、中和下位置。
下面描述實施例6的操作。從白光源1發(fā)出的包括所有波長分量的白光束被透鏡2變成平行光束，并被分束器3所部分反射并向下投射到目標觀測部分12上。如此投射的光束被目標觀測部分12的相應彎曲表面元件沿著這樣的方向進行反射—即這些方向取決于各個彎曲表面元件相對于基準表面的傾斜度。
現(xiàn)在假定循環(huán)反射器125位于形成仰角θ2的中間位置。在此情況下，只有沿著仰角θ2的方向反射的白光束到達循環(huán)反射器125，并沿著入射方向得到反射，從而使該光束通過相同的路徑而返回，并在目標觀測部分12上沿著接收光軸11的方向受到反射。光束的一部分—例如一半—通過分束器3，并被單色電視攝象機117所接收。
類似地，當循環(huán)反射器125移到形成仰角θ1的上位置時，只有沿著仰角θ1的方向反射的白光束到達循環(huán)反射器125，并沿著入射方向得到反射而通過相同的路徑返回。隨后，該光束被目標觀測部分12沿著接收光軸11的方向反射、通過分束器3行進并被單色電視攝象機117所接收。
當循環(huán)反射器125移到處于仰角θ3的下位置時，只有沿著仰角θ3的方向反射的白光束到達循環(huán)反射器125，并被沿著入射方向反射而通過相同的路徑返回。隨后，這些光束被目標觀測部分12沿著接收光軸11的方向所反射、通過分束器3行進并被單色電視攝象機117所接收。
彩色圖象信號產生電路118產生彩色圖象信號，而這些彩色圖象信號的R、G、和B信號電平是由循環(huán)反射器125處于不同位置時單色電視攝象機117所產生的單色圖象信號的電平所分別確定的。彩色圖象信號產生電路118所產生的彩色圖象信號被提供給監(jiān)視器9，從而使監(jiān)視器9產生如圖3所示的目標觀測部分12的彩色圖象。
從白光源1投射到目標觀測部分12的頂部的光束，沿著接收光軸11的方向而得到反射，并被單色電視攝象機117所接收。因此，來自其的所有投射光束都得到接收的區(qū)域被忽略了。
根據(jù)實施例6，白光束被投射到目標觀測部分12上，且根據(jù)循環(huán)反射器125的高度而形成的反射光學圖象被單色電視攝象機117所接收。彩色圖象信號產生電路118將單色電視攝象機117所發(fā)出的各個單色圖象信號結合起來，以產生彩色圖象信號，從而能夠在不采用彩色電視攝象機和濾色器板的情況下產生出目標觀測部分12的彩色圖象。因此，能夠降低成本。
在實施例6中，循環(huán)反射器125的縱向位置可以連續(xù)改變，且目標觀測部分12的相應彎曲表面元件因而被著以與相對于基準表面的傾斜度相對應的顏色。因此，能夠以按照目標觀測部分12的三維構造而連續(xù)變化的顏色進行著色，如圖10所示。
(實施例7)圖17顯示了本發(fā)明的實施例7的物體觀測設備的結構，并特別顯示了在一個部件安裝板上的部件安裝部分的檢查的一個例子。在此實施例中，對目標觀測部分12的缺陷的檢查是借助從實施例1至6物體觀測設備之一獲得的接收光數(shù)據(jù)而進行的。
在圖17中，131顯示了一個可移動單元，它承載著一個部件安裝板137，并可以沿著X-Y方向移動以將部件安裝部分138相繼地定位在接收光軸11的位置上。132表示一個物體觀測設備，它與實施例1至6中的相同，并產生目標觀測部分即部件安裝部分138的彩色圖象信號。
133表示一個圖象處理單元，它對物體觀測設備132所發(fā)出的彩色圖象信號進行A/D轉換，并對獲得的數(shù)字彩色圖象數(shù)據(jù)進行各種圖象處理。134表示一個判定單元，用于根據(jù)在圖象處理單元133獲得的處理過的圖象數(shù)據(jù)的圖案的形狀、面積和長度以及紅、綠和藍圖象之間的圖象差，來判定接受或不接受部件安裝板137。135表示一個存儲單元，它存儲數(shù)字彩色圖象數(shù)據(jù)和圖象處理單元133產生的處理過的圖象數(shù)據(jù)以及判定單元134對于部件安裝部分138的接受/不接受的判定結果。
136表示一個控制單元，它控制可移動單元131、物體觀測設備132、圖象處理單元133、判定單元134和存儲單元135?？梢苿訂卧?31和控制單元136形成了可移動裝置。圖象處理單元133、判定單元134、存儲單元135和控制單元136形成了檢查執(zhí)行裝置。
下面描述實施例7的操作?？刂茊卧?36使可移動單元131移動，以將部件安裝部分138定位在物體觀測設備132的接收光軸11的位置上，并操作物體觀測設備132以形成部件安裝部分138的圖象，從而產生彩色圖象信號。這些彩色圖象信號被送到圖象處理單元133。
隨后，控制單元136操作圖象處理單元133，并通過A/D轉換把從物體觀測設備132提供來的、部件安裝部分138的彩色圖象信號轉換成數(shù)字彩色圖象數(shù)據(jù)。進一步地，圖象處理單元133對數(shù)字圖象數(shù)據(jù)進行各種圖象處理，以判定部件安裝部分138的接受/不接受。處理的圖象數(shù)據(jù)被置入判定單元134。
隨后，控制單元136操作判定單元134，以根據(jù)從圖象處理單元133發(fā)出的處理過的圖象數(shù)據(jù)，判定在部件安裝部分138處的焊接部分的量、形狀、位置等等的接受/不接受。這種判定的結果被存儲在存儲單元135中，從而完成了對部件安裝部分138的檢查。
以此方式，控制單元136操作可移動單元131，以將部件安裝板137上的部件安裝部分138相繼定位在接收光軸11上，以對部件安裝部分138進行上述的檢查操作。
根據(jù)實施例7，如上所述，對目標觀測部分的缺陷的判定或檢查是借助與實施例1至6中的物體觀測設備相同的物體觀測設備所獲得的接收光數(shù)據(jù)而進行的，從而使檢查級的設備成本能夠得到降低，維護特性因而能夠得到改善，且調節(jié)工作能夠得到簡化。而且，檢查的準確性能夠得到改善。
根據(jù)本發(fā)明，如上所述，采用了多個循環(huán)反射器—它們沿著入射方向分別反射不同的特定波長，從而使光源可以是單個的光源。因此，可以降低包括具有鏡反射特性的部分的物體觀測設備和方法的成本并改善其維護特性。
權利要求
1.一種物體觀測設備，包括光投射裝置，用于通過預定光路把光束投射到一個物體的目標觀測部分上；循環(huán)反射裝置，用于沿著入射方向反射被所述目標觀測部分所反射的所述入射光束；以及光接收裝置，用于接收被所述循環(huán)反射裝置和所述目標觀測部分所反射并通過所述預定光路而到來的所述光束。
2.根據(jù)權利要求1的物體觀測設備，其中所述循環(huán)反射裝置以相對于所述目標觀測部分的中心的環(huán)形的方式設置。
3.根據(jù)權利要求1的物體觀測設備，其中所述循環(huán)反射裝置相對于所述目標觀測部分的中心的拱形方式設置。
4.根據(jù)權利要求1的物體觀測設備，其中所述循環(huán)反射裝置的數(shù)目為多個并被設置在這樣的位置上—即這些位置在所述目標觀測部分的中心形成了不同的仰角。
5.根據(jù)權利要求1的物體觀測設備，其中所述循環(huán)反射裝置的數(shù)目為多個并以環(huán)形的方式分別被設置在相對于所述目標觀測部分的中心的多個位置上，所述位置在所述目標觀測部分的中心形成了不同的仰角。
6.根據(jù)權利要求1至5中任何一項的物體觀測設備，其中所述循環(huán)反射裝置反射被所述目標觀測部分所反射的光束的特定波長。
7.根據(jù)權利要求1、2或3的物體觀測設備，其中被所述循環(huán)反射裝置所反射的所述特定波長根據(jù)在所述目標觀測部分的中心的仰角而連續(xù)變化。
8.根據(jù)權利要求4或5的物體觀測設備，其中所述多個循環(huán)反射裝置分別反射具有不同特定波長的所述光束。
9.根據(jù)權利要求1至5中任何一項的物體觀測設備，其中所述光投射裝置具有一個光源和一個分束器，該分束器用于反射所述光源發(fā)出的光束以將該光束投射到所述目標觀測部分上并使被所述目標觀測部分所反射的光束通過該分束器以將該光束加到所述光接收裝置上。
10.根據(jù)權利要求1至5中任何一項的物體觀測設備，其中所述光投射裝置具有設置在所述光接收裝置的接收光軸附近的一個光源并將該光束投射到所述目標觀測部分。
11.根據(jù)權利要求10的物體觀測設備，其中所述光投射裝置的所述光源是與所述光接收裝置的接收光軸同心的環(huán)形光源。
12.一種物體觀測設備，包括光投射裝置，用于將從一個白光源發(fā)出的白光束通過一條預定光路而投射到一個物體的一個目標觀測部分上；多個循環(huán)反射裝置—它們以環(huán)形方式被設置在這樣的位置上，即這些位置在所述目標觀測部分的中心形成了不同的仰角，以沿著入射方向反射被所述目標觀測部分所反射的入射白光束的至少兩個彩色波長分量；以及光接收裝置，用于區(qū)別并接收由所述循環(huán)反射裝置和所述目標觀測部分所反射并通過所述預定光路而到來的所述至少兩個彩色波長分量。
13.一種物體觀測設備，包括光投射裝置，用于將從一個白光源發(fā)出的白光束通過一條預定光路而投射到一個物體的一個目標觀測部分上；多個循環(huán)反射裝置—它們以環(huán)形方式被設置在這樣的位置上，即這些位置在所述目標觀測部分的中心形成了不同的仰角，以沿著入射方向分別反射被所述目標觀測部分所反射的所述入射白光束的紅波長分量、綠波長分量和藍波長分量；以及光接收裝置，用于區(qū)別和接收被所述循環(huán)反射裝置和所述目標觀測部分所反射并通過所述預定光路而到來的紅、綠和藍光束。
14.一種物體觀測設備，包括光投射裝置，用于將從一個白光源發(fā)出的白光束通過一條預定光路而投射到一個物體的一個目標觀測部分上；循環(huán)反射裝置，它以相對于所述目標觀測部分的中心的拱形方式設置，以沿著一個入射方向反射被所述目標觀測部分所反射的所述入射白光束的一個特定波長的光束，從而使所述特定波長根據(jù)在所述目標觀測部分的中心的仰角而連續(xù)變化；以及光接收裝置，用于接收被所述循環(huán)反射裝置和所述目標觀測部分所反射并通過所述預定光路而到來的所述特定波長的光束。
15.一種物體觀測設備，包括光投射裝置，用于以預定的時間間隔通過一條預定光路把至少兩個彩色波長分量的光束投射到一個物體的一個目標觀測部分上；至少兩個循環(huán)反射裝置，它們被設置在這樣的位置上—即這些位置在所述目標觀測部分的中心形成了不同的仰角，以沿著入射方向反射被所述目標觀測部分所反射的所述至少兩個彩色波長分量的所述光束；以及光接收裝置，它具有兩維光接收元件，用于相繼接收被所述循環(huán)反射裝置和目標觀測部分所反射并通過所述預定光路而到來的所述至少兩個彩色波長分量。
16.一種物體觀測設備，包括光投射裝置，用于通過一條預定光路把紅、綠和藍光束相繼投射到一個物體的一個目標觀測部分上，所述紅、綠和藍光束是以預定的時間間隔分別通過相繼設置在一個白光源的投影光軸上的紅、綠和藍濾色器而產生的；多個循環(huán)反射裝置，它們被設置在這樣的位置上—即這些位置在所述目標觀測部分的中心形成不同的仰角，用于沿著入射方向分別反射被所述目標觀測部分所反射的所述入射彩色光束的所述紅、綠和藍波長分量；以及具有一個單色電視攝象機的光接收裝置，用于相繼接收被所述循環(huán)反射裝置和所述目標觀測部分所反射并通過所述預定光路而到來的所述彩色波長分量。
17.一種物體觀測設備，包括光投射裝置，用于把從一個白光源發(fā)出的白光束通過一條預定光路投射到一個物體的一個目標觀測部分上；多個循環(huán)反射裝置，它們被設置在這樣的位置上—即這些位置在所述目標觀測部分的中心形成不同的仰角，用于沿著入射方向分別反射被所述目標觀測部分反射的所述入射白光束的紅、綠和藍波長分量；以及光接收裝置，用于相繼接收以預定的時間間隔分別通過相繼設置在一個單色電視攝象機的接收光軸上的紅、綠和藍濾色器的紅、綠和藍光束，所述單色電視攝象機接收被所述循環(huán)反射裝置和所述目標觀測部分所反射并通過所述預定光路而到來的所述光波長分量。
18.一種物體觀測設備，包括光投射裝置，用于把從目標觀測部分三色光源發(fā)出的光束通過一條預定光路相繼投射到一個物體的一個目標觀測部分上，所述三色光源能夠以預定的時間間隔將其光束改變成紅、綠和藍色；多個循環(huán)反射裝置，這些循環(huán)反射裝置被設置在這樣的位置上—即這些位置在所述目標觀測部分的中心形成不同的仰角，用于沿著入射方向分別反射被所述目標觀測部分所反射的所述入射彩色光束的紅、綠和藍波長分量；以及具有一個單色電視攝象機的光接收裝置，用于相繼接收被所述循環(huán)反射裝置和所述目標觀測部分所反射并通過所述預定光路而到來的所述相應波長分量。
19.一種物體觀測設備，包括光投射裝置，用于通過一條預定光路把由至少兩個彩色波長分量組成的光束同時或以預定的時間間隔投射到一個物體的一個目標觀測部分上；至少兩個循環(huán)反射裝置，這些循環(huán)反射裝置被設置在這樣的位置上—即這些位置在所述目標觀測部分的中心形成不同的仰角，用于沿著入射方向反射由所述目標觀測部分所反射的至少兩個進入的彩色波長分量；以及光接收裝置，它具有一個兩維光接收元件，用于相繼接收被所述循環(huán)反射裝置和所述目標觀測部分所反射并通過所述預定光路而到來的至少兩個彩色波長分量。
20.根據(jù)權利要求權利要求1至5中任何一項的物體觀測設備，進一步包括檢查執(zhí)行裝置，用于根據(jù)所述光接收裝置接收的光數(shù)據(jù)來檢測所述目標觀測部分的一個鏡反射部分，并根據(jù)該檢測的結果來檢查所述目標觀測 部分的缺陷。
21.一種物體觀測方法，包括以下步驟從光投射裝置通過一條預定光路把光束投射到一個物體的一個目標觀測部分上；借助循環(huán)反射裝置沿著一個入射方向反射由所述目標觀測部分反射的入射光束；以及借助光接收裝置接收被所述循環(huán)反射裝置和所述目標觀測部分所反射并通過所述預定光路而到來的所述光束。
22.根據(jù)權利要求21的物體觀測方法，其中被所述目標觀測部分所反射的光束被相對于所述目標觀測部分的中心以環(huán)形的方式設置的所述循環(huán)反射裝置沿著入射方向進行反射。
23.根據(jù)權利要求21的物體觀測方法，其中被所述目標觀測部分所反射的光束被相應于所述目標觀測部分的中心以拱形方式設置的所述循環(huán)反射裝置沿著入射方向進行反射。
24.根據(jù)權利要求21的物體觀測方法，其中被所述目標觀測部分所反射的光束被多個循環(huán)反射裝置沿著入射方向分別進行反射，而所述多個循環(huán)反射裝置被設置在這樣的位置—即這些位置在所述目標觀測部分的中心形成不同的仰角。
25.根據(jù)權利要求21的物體觀測方法，其中被所述目標觀測部分所反射的光束被多個循環(huán)反射裝置沿著入射方向分別進行反射，而所述多個循環(huán)反射裝置相對于所述目標觀測部分的中心以環(huán)形的方式設置并位于這樣的位置—即這些位置在所述目標觀測部分的中心形成了不同的仰角。
26.根據(jù)權利要求21至25中任何一項的物體觀測方法，其中所述循環(huán)反射裝置能夠反射被所述目標觀測部分所反射的特定波長的光束，并沿著入射方向反射被所述目標觀測部分所反射的光束的該特定波長分量。
27.根據(jù)權利要求21或23的物體觀測方法，其中所述循環(huán)反射裝置能夠根據(jù)在所述目標觀測部分的中心的仰角而連續(xù)改變其反射的特定波長，并沿著入射方向反射被所述目標觀測部分所反射的光束中與所述仰角相對應的波長分量。
28.根據(jù)權利要求24或25的物體觀測方法，其中所述循環(huán)反射裝置能夠反射彼此部分不同的特定波長，并沿著入射方向反射被所述目標觀測部分所反射的光束的該特定波長分量。
29.一種物體觀測方法，包括以下步驟把白光束從具有一個白光源的光投射裝置通過一條預定光路投射到一個物體的一個目標觀測部分上；借助多個循環(huán)反射裝置沿著入射方向分別反射被所述目標觀測部分所反射的所述入射白光束的紅、綠和藍波長分量，所述多個循環(huán)反射裝置以環(huán)形的方式被設置在這樣的位置上—即這些位置在所述目標觀測部分的中心形成不同的仰角；以及借助光接收裝置接收被所述循環(huán)反射裝置和所述目標觀測部分所反射被通過所述預定光路而到來的紅、綠和藍光束。
30.一種物體觀測方法，包括以下步驟把來自具有一個白光源的光投射裝置的白光束通過一條預定光路投射到一個物體的一個目標觀測部分上；借助相對于所述目標觀測部分的中心以拱形方式設置的循環(huán)反射裝置，沿著一個入射方向反射被所述目標觀測部分所反射的所述入射白光束的一個特定波長的光束，所述特定波長能夠根據(jù)在所述目標觀測部分的中心的仰角而改變；以及接收被所述循環(huán)反射裝置和所述目標觀測部分所反射并通過所述預定光路而到來的所述特定波長的光束。
31.一種物體觀測方法，包括以下步驟通過一條預定光路把由至少兩個彩色波長分量組成的光束從光投射裝置同時或以預定的時間間隔投射到一個物體的一個目標觀測部分上；借助至少兩個循環(huán)反射裝置反射被所述目標觀測部分所反射的所述至少兩個進入的彩色波長分量，其中所述至少兩個循環(huán)反射裝置被設置在這樣的位置上—即這些位置在所述目標觀測部分的中心形成不同的仰角；以及借助具有一個兩維光接收元件的光接收裝置，反射被所述循環(huán)反射裝置和所述目標觀測部分所反射并通過所述預定光路而到來的所述至少兩個彩色波長分量。
32.一種物體觀測方法，包括以下步驟通過一條預定光路并以預定的時間間隔把由至少兩個光波長分量組成的光束從光投射裝置投射到一個物體的一個目標觀測部分上；借助至少兩個循環(huán)反射裝置，沿著入射方向反射被所述目標觀測部分所反射的至少兩個進入的彩色波長分量，其中所述至少兩個循環(huán)反射裝置被設置在這樣的位置上—即這些位置在所述目標觀測部分的中心形成不同的仰角；以及借助具有一個兩維光接收元件的光接收裝置相繼接收被所述循環(huán)反射裝置和所述目標觀測部分所反射并通過所述預定光路而到來的所述至少兩個彩色波長分量。
33.根據(jù)權利要求21至25以及29至32中任何一項的物體觀測方法，進一步包括以下步驟借助檢查執(zhí)行裝置并根據(jù)所述光接收裝置所接收的所述光數(shù)據(jù)來檢測所述目標觀測部分的一個鏡反射部分，并根據(jù)所述檢測的結果檢查所述目標觀測部分的缺陷。
全文摘要
一種設備包括光投射裝置1-3，用于將光束通過預定路徑投射到一個物體的一個目標觀測部分上；循環(huán)反射裝置4-7，用于沿著一個入射方向反射被目標觀測部分所反射的入射光束；以及，光接收裝置8和9，用于反射被循環(huán)反射裝置和目標觀測部分所反射并通過該預定光路而到來的光束。這樣能夠改善維護特性、降低成本并改善檢查的準確性。
文檔編號H05K13/08GK1158160SQ96190695
公開日1997年8月27日 申請日期1996年5月29日 優(yōu)先權日1995年5月31日
發(fā)明者三宅民生, 石田智也 申請人:歐姆龍株式會社