专利名称：实现现有目视光学测量仪的数字化读数的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及精密测试计量技术领域，具体地说是一种现有目视光学测量仪在原结构不变条件下实现目镜视场信息数字化采集的装置。
背景技术：
传统的目视读数光学测量仪属于非接触式测量，具有测量精度高、性能稳定、使用操作方便等特点，在计量测试中至今还广泛使用。但其测量数据依靠人的眼睛读取，不仅测量速度慢，易于产生读数误差，测量结果与操作人员的技术水平依赖性大，而且无法实现测量数据的自动采集和处理，不能满足现代测量测试技术的需要。
对于现有的大量目视光学测量仪，迫切需要一种视觉测量装置，代替人的眼睛，实现测量信息的数字化采集与处理。同时不破坏任何原有结构，以便必要时，恢复原有功能，实现目视与视觉两种功能任选。

发明内容
本发明的目的在于提供一种实现现有目视光学测量仪的数字化读数装置，该装置易于实现，使用操作方便、可靠。
本发明是通过下述技术方案实现的。在保持传统的目视读数光学测量仪结构和不拆除原目镜的条件下，实现光学测量仪的数字读数的装置。其特征在于，在光学测量仪的目镜上连接包括光学镜头、CCD图像传感器、图像采集电路、DSP信号处理器与LED显示器(或微计算机系统)构成的数字化读数装置。
本发明的装置通过夹具固定在原光学测量仪的目镜上，夹具允许CCD图像传感器在一定范围内移动和旋转，以便把原目镜视场中的图像清晰地成像于CCD光学镜头的焦平面上。图像采集电路把CCD获取的图像数字化后，送到DSP信号处理器(微计算机系统)；通过对所获得的数字图像信号进行增强、去噪、识别和文字处理；所得的测量结果以数字结果和视场图像两种方式由LED液晶显示器(或微计算机显示器)显示，也可通过标准接口与其它计算机通信。
本发明的优点有1、实现目视读数光学测量仪的数字化读数功能；2、不改变光学仪器的原有结构，只要去掉该装置，就可使仪器恢复原状；3、本装置直接安装在原目镜上，使用操作方便；4、测量的结果可以与其它计算机通信，实现数据的自动化处理。


图1是本发明实现现有目视光学测量仪数字化读数装置的结构框图。
具体实施例方式
本发明的数字化读数装置已在万能工具显微镜上实现。传统的万能工具显微镜通过光学目镜读数，需要人工对线瞄准、数据估读等过程，因此效率低、容易产生读数误差。数字读数装置硬件主要由CCD图像传感器、图像采集电路、DSP信号处理器、LED显示器、夹具等部分组成。通过夹具与万能工具显微镜目镜连接，该夹具允许CCD获得四个自由度，即可在高度Z方向、水平X、Y方向移动以及绕Z轴转动，以便于调焦。由MINTRON公司生产的MTV-1881EX型面阵CCD摄像头采集的目镜视场图像，经图像采集电路处理后得到可以由TMS320VC5410型DSP处理的数字信号；DSP对所得到的信号进行二值化、高斯滤波、灰度均衡等操作；并以模板匹配的方法识别测量数字的整数位，二次微分、模拟螺旋线圆盘调节以及局部细分获得小数位；DSP最后把处理结果在LED液晶屏幕上面显示，并可由USB标准接口输出。
在使用万能工具显微镜进行长度测量时，人工读数必须预先进行瞄准、对线；读数时，先读出整数部分及3位小数，然后估读第4位小数。整个读数过程与操作人员的熟练程度有关，每一次读数过程一般在1分钟左右，对于最后估读的数据则因人而异，存在着差异性。由于采用数字化读数，省去了繁琐的瞄准、对线过程，瞬时即可得到包括小数点后4位的完整测量结果，并且重复性在0.1～0.2μm左右。
该装置改进了传统的万能工具显微镜的读数过程，可以在保持原来结构不变的情况下实现自动数字化读数，既充分发挥了光学仪器的原有性能，又扩展了仪器的使用功能和应用范围，实现了仪器的升级换代。
该装置还可以推广应用到诸如大、小型工具显微镜、光学分度头、分度台、测量机等其它光学测量仪器中。
权利要求
1.一种实现现有目视光学测量仪的数字化读数的装置，即在保持传统的目视读数光学测量仪结构和不拆除原目镜的条件下，实现光学测量仪的数字读数的装置，其特征在于该装置连接在光学测量仪的目镜上，包括由光学镜头、CCD图像传感器、图像采集电路、DSP信号处理器与LED液晶显示器或微型计算机系统构成。
全文摘要
本发明公开了一种实现现有目视光学测量仪的数字化读数的装置。所述的装置通过夹具固定在光学测量仪的目镜上，由光学镜头、CCD图像传感器、图像采集电路、DSP信号处理器与LED液晶显示器(或微型计算机系统)组成。本发明改进了传统的光学测量仪读数过程，可以在保持原来结构的情况下实现自动便携式读数，扩展了光学测量仪的使用功能和应用范围。本发明可以推广应用到诸如大、小型工具显微镜、光学分度头、分度台、测量机等其它光学测量仪器中。
文档编号G01D7/00GK1492212SQ03144200
公开日2004年4月28日 申请日期2003年8月27日 优先权日2003年8月27日
发明者林玉池, 赵美蓉, 黄银国, 周文彬, 牛轶杰 申请人:天津大学