[发明专利]内壁测量仪器和偏移量计算方法

权利要求书

1.一种内壁测量仪器，包括：

放置有待测物体的放置表面；

可沿彼此正交的三个轴向相对于放置表面移动的底座；

布置在底座的第一位置处并与待测物体接触的接触式测头；

布置在底座的第二位置处并能够以平行于放置表面的方向作为摄像方向拍摄待测物体的图像的图像测头；

使图像测头围绕沿垂直于放置表面的方向延伸的旋转轴旋转的旋转驱动单元；

使图像测头在沿着摄像方向的移动轴上移动的直线驱动单元；和

根据图像测头的以旋转轴为中心旋转角度以及图像测头在移动轴上的位置计算布置在第一位置的接触式测头与布置在第二位置的图像测头之间的偏移量的计算器。

2.如权利要求1所述的内壁测量仪器，其中，

所述底座可沿垂直于放置表面的第一方向、沿与第一方向正交的第二方向、以及沿分别与第一方向和第二方向正交的第三方向相对于放置表面移动，和

所述旋转驱动单元使图像测头围绕沿第一方向延伸的旋转轴旋转。

3.如权利要求1或2所述的内壁测量仪器，其中，

所述接触式测头包括与待测物体接触的尖端部分，

所述图像测头包括拍摄待测物体的图像的摄像光学系统，和

所述计算器计算接触式测头的尖端部分的位置与图像测头的摄像光学系统的焦点位置之间的偏移量。

4.如权利要求3所述的内壁测量仪器，其中，

所述摄像光学系统是光干涉测量光学系统。

5.如权利要求1或2所述的内壁测量仪器，其中，

所述计算器计算由旋转驱动单元转动的图像测头的旋转轴与由直线驱动单元移动的图像测头的移动轴之间的第一偏移量以及接触式测头与旋转轴之间的第二偏移量，并根据计算的第一和第二偏移量计算偏移量，第一偏移量和第二偏移量在平行于放置表面的方向上。

6.如权利要求5所述的内壁测量仪器，其中，

在校准用图像测头布置在第二位置的状态中，所述计算器根据由校准用图像测头在第一校准架上进行的测量的结果计算第一偏移量，所述校准用图像测头能够以垂直于放置表面的方向作为摄像方向拍摄待测物体的图像。

7.如权利要求6所述的内壁测量仪器，其中，

在校准图像测头布置在第二位置的状态中，所述计算器根据由接触式测头和校准用图像测头之中的每一个在第二校准架上进行的测量的结果计算第二偏移量。

8.如权利要求7所述的内壁测量仪器，其中，

在图像测头布置在第二位置的状态中，所述计算器根据由接触式测头和图像测头之中的每一个在第三校准架上进行的测量的结果计算接触式测头和图像测头之间在垂直于放置表面的方向上的偏移量。

9.如权利要求8所述的内壁测量仪器，其中，

在图像测头布置在第二位置的状态中，所述计算器根据由图像测头在第四校准架上进行的测量的结果计算至图像测头的焦点位置的距离，并根据计算的至焦点位置的距离计算偏移量。

10.一种偏移量计算方法，用于计算布置在可沿彼此正交的三个轴向相对于放置有待测物体的放置表面相对移动的底座的第一位置处的接触式测头与布置在底座的第二位置处的图像测头之间的偏移量，所述方法包括：

计算能够以平行于放置表面的方向作为摄像方向拍摄待测物体的图像的图像测头的旋转轴与移动轴之间在平行于放置表面的方向上的第一偏移量，所述图像测头在旋转驱动单元的作用下围绕沿垂直于放置表面的方向延伸的旋转轴旋转，并在直线驱动单元的作用下沿着沿摄像方向延伸的移动轴移动；

计算接触式测头与旋转轴之间在平行于放置表面的方向上的第二偏移量；和

根据计算的第一和第二偏移量、图像测头的以旋转轴为中心旋转角度以及图像测头在移动轴上的位置计算接触式测头和图像测头之间的偏移量。