JP2000097640A - 光学式測定器及びこの測定器に用いる試料の測定台 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 様々な形の試料の所要寸法を可及的誤差なく
適正に測定できる光学式測定器とその測定台を提供す
る。 【構成】 試料Ｓを載せる測定台２と、その試料Ｓを観
察する顕微鏡３とを有し、顕微鏡３の水平移動を以て試
料Ｓの所要寸法を測定できる光学式測定器であり、測定
台２の下部側には試料を照射する光源４が装置され、上
部には光源４からの到達光を拡散する光拡散層５が形成
される。これにより、顕微鏡３による試料Ｓの観察に際
し、その輪郭が鮮明になり、顕微鏡３を測定区間だけ正
確に移動させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は試料の所要寸法を測
定する際に用いられる光学式測定器に係わり、特に顕微
鏡で観察される試料の輪郭を鮮明にして、その測定精度
を向上できるようにした光学式測定器に用いる試料の測
定台に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、機械部品その他の試料の寸法を測
定する装置として、ノギスやマイクロメータなど様々な
測定器が知られているが、それらの測定器は接触式であ
ることから試料を傷つけ易く、軟質な試料の寸法測定に
は不適であり、しかも微細な部位の寸法測定では十分な
精度が得られないなどの欠点があった。

【０００３】そこで、その種の試料の測定には一般に非
接触形の光学式測定器が広く利用されている。光学式測
定器にも試料の形状や材質などに応じて様々な形式があ
るが、その一つに試料を載せる光透過性をもつ透明な測
定台と、その試料を観察するための顕微鏡、並びに測定
台を通して試料を照明するハロゲンランプその他の点状
の光源、及び顕微鏡を測定台上で所定方向に水平移動さ
せる送り機構、更にその送り機構による顕微鏡の移動量
（直線変位量）を検知する検知部とを具備したものが知
られる。

【０００４】そして、その種の光学式測定器によれば、
測定台上に置かれた試料を下側から光源で照らし、その
状態にして試料を顕微鏡で観察しつつ送り機構を操作す
ることにより、顕微鏡の移動量から対応する試料の寸法
を正確に測定することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】然し乍ら、上記従来の
光学式測定器によれば、測定台の下部側に装置される光
源から光透過性をもつ測定台を通して試料を照明するこ
とにより、その試料を顕微鏡で良好に観察できるよう工
夫されているものの、測定台が透明材料で形成されてい
ることなどから顕微鏡の視界中で大きな明暗差が生じ、
試料の配置場所などによっては其の輪郭が不鮮明になる
ことがある。このため、試料の測定部位に顕微鏡の位置
を合わせる操作が非常に困難となり、これに起因して高
精度な測定結果が得られないという欠点があった。

【０００６】又、従来における此の種の光学式測定器に
よれば、測定台上に測定対象たる試料を載せて其の所要
寸法を測定するだけに過ぎないので、例えば円錐形の試
料の全長を測定する場合、同試料はその周面を測定台の
上面に接触させて軸線を傾けたまま配置されることにな
るので、正確な測定ができないという欠点があった。

【０００７】本発明はそのような事情に鑑みて成された
ものであり、その目的とするところは様々な形の試料の
所要寸法を可及的誤差なく適正に測定できる光学式測定
器とその測定台を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上述の目的を達
成するため、試料を載せる光透過性をもつ測定台、その
試料を観察する顕微鏡、前記測定台を通して試料を照明
する光源、前記測定台と顕微鏡の何れか一方を他方に対
して水平移動させる送り機構、及びその移動量を検知す
る検知部とを具備し、前記顕微鏡で試料を観察しつつ送
り機構を操作して試料の所要寸法を測定する光学式測定
器において、前記測定台の上部に光源からの到達光を拡
散する光拡散層が形成されて成ることを特徴とする光学
式測定器を提供するものである。

【０００９】ここで、光拡散層により測定台の上面を均
一に照明して試料の輪郭を鮮明にすることができるが、
より好適には請求項２の発明のように光源として蛍光管
を用いると良い。

【００１０】又、請求項３の発明では試料が円錐形など
でもその全長を適正に測定できるよう、試料を載せる測
定台に、その試料を水平状態に保つためのレベル調整手
段を設けている。

【００１１】特に、請求項４の発明では、そのレベル調
整手段が、先端で試料の一端部を支持する揺動自在な揺
動アームと、この揺動アームを揺動させてその先端の高
さ位置を調整する操作部とを有して成るものを提供す
る。

【００１２】なお、試料を載せる測定台は上述のような
構成の測定器に限らず、様々な光学式測定器に適用でき
る。そこで、請求項５の発明では、光透過性材料から形
成され、その下部側に光源が装置されるとともに、上部
に前記光源からの到達光を拡散する光拡散層が形成され
て成る光学式測定器に用いる試料の測定台を提供するも
のである。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の適用例を図面に基
づいて詳細に説明する。先ず、図１は本発明に係る光学
式測定器の好適な一例を示した斜視図である。図１にお
いて、１は本装置の台座であり、この台座１の上には試
料Ｓの載せる測定台２と、その上に置かれた試料Ｓを観
察するための顕微鏡３が設けられる。このうち、測定台
２はアクリル、ポリカーボネイト、ポリスチレンその他
のプラスチックを主とした透明な光透過性材料から形成
されており、その下部側にはその長手方向に沿って蛍光
管から成る光源４が装置されるとともに、上部にはその
上面にサンドブラスト加工を施すなどして成る光拡散層
５が形成される。又、この測定台２はその長手方向に張
り出す脚部６を有し、その脚部６にボルトを通すなどし
て台座１の所定部位に固定される。なお、７は測定台２
を定位置に固定するべく台座１に形成した位置決め用の
溝である。

【００１４】一方、顕微鏡３は送り機構８を介して測定
台２上に設けられる。９は顕微鏡３を構成する対物レン
ズ、１０は対物レンズ９の下端に装着される反射用のカ
バー、１１は対物レンズ９と同軸上に設けられる接眼レ
ンズであり、この顕微鏡３によれば測定台２上に置かれ
た試料Ｓを対物レンズ９と接眼レンズ１１との倍率に応
じて拡大して観察することができる。

【００１５】又、送り機構８は一端にハンドル１２を有
して台座１上で回転自在に支持される図示せぬネジ軸、
そのネジ軸を覆うケーシング１３、そのネジ軸に螺合し
てケーシング１３上でネジ軸の軸方向に沿って移動する
スライド台１４、そのスライド台１４に固定した支柱１
５、及びその支柱１５に取り付けられるブラケット１６
とを有し、そのブラケット１６で顕微鏡３を鉛直状態に
して支持できるようになっている。なお、１７は支柱１
５に対してブラケット１６を固定するためのハンドル、
１８は顕微鏡３の高さ調整を行うピント合わせ用のハン
ドルである。

【００１６】そして、このような光学式測定器によれ
ば、送り機構８のハンドル１２の操作で顕微鏡３を測定
台２の長手方向に沿って水平移動させ、その移動量を送
り機構８の部位に装置される図示せぬ検知部で検知する
ことにより、測定台２上に置かれた試料Ｓの所要寸法を
正確に測定することができる。なお、検知部はリニアエ
ンコーダその他の変位量計測機器で成り、送り機構８の
ネジ軸の駆動によるスライド台１４の変位量、延いては
顕微鏡３の変位量を試料の測定寸法として百分の一ミリ
単位で検知することができる。ここで、１９はその検知
部に接続して測定結果をデジタル表示する表示器であ
り、２０はその表示値をリセットするためのリセットボ
タンである。

【００１７】次に、図２は顕微鏡でみた試料の部分拡大
図である。図中、２１は顕微鏡３による視界であり、そ
の視界中には対物レンズ９と接眼レンズ１１との相互間
などに介在される照準器の十字形の基線２２Ａ，２２Ｂ
を確認できる。従って、例えば試料Ｓの輪郭の一端に基
線２２Ａを合わせ、その位置を基準にして基線２２Ａが
試料Ｓの他端に到達するまで顕微鏡３を移動させること
により、試料Ｓの全長を測定することができる。

【００１８】次に、図３は以上のような測定器に用いら
れる測定台を部分的に破断して示した正面図であり、図
４には図３におけるＸ−Ｘ線断面を示す。これらの図で
明らかなように、測定台２の下部側中央にはその長手方
向に沿って光源４を収容するための切欠溝２３が形成さ
れる。その切欠溝２３の下部開口部は反射板２４で閉鎖
されるのであり、その反射板２４上には光源４が固定さ
れる。なお、反射板２４はネジなどにて取り外し可能に
固定され、その部位には光源４に接続する電気配線２５
を引き出すための孔が形成される。又、その電気配線２
５は図示せぬアダプタを介して商用電源系統に接続され
る。

【００１９】更に、図４で明らかなように、測定台２の
側面には光源４の放射光を多重反射して上面側へ導く反
射層２６が形成される。その反射層２６は光を全反射す
る金属板や白色のプラスチック板などで成り、これは接
着剤などにより測定台２の側面に接合されている。この
ため、光源４の放射光を測定台２の上部に集光して当該
部分の照度を上げることができる。なお、測定台２の上
面には上述のようにブラスト加工を施すなどして微細な
凹凸をもつ光拡散層５が形成されるが、その上面はその
長手方向に沿うＶ字状を呈して円柱状の試料なども転が
ることなく適正に支持できるようになっている。つま
り、本例の測定台２は試料Ｓとして円柱状部品などの長
物の寸法測定に用いて好適であり、測定時にはＶ字状の
ガイド溝２７で試料Ｓを顕微鏡３の移動方向に沿って適
正に支持することができる。

【００２０】ここで、以上のように構成される光学式測
定器を用い、例えば円柱状の試料の全長を測定をするに
は、先ず光源４を点灯させて測定台２に測定対象として
の試料Ｓを載せる。次いで、顕微鏡３を覗きながらハン
ドル１８の操作で試料Ｓにピントを合わせ、更にハンド
ル１２を操作して顕微鏡３の位置を調整し、図２の如く
試料Ｓの長手方向一端に基線２２Ａを合わせる。このと
き、光源４からの放射光が光拡散層５で拡散されるので
顕微鏡３による試料Ｓの観察を眩しくなく行え、しかも
測定台２上に置かれた試料Ｓはその光拡散層５を介して
光源４により下から均等に照射されるので其の輪郭が鮮
明となり、このため顕微鏡３の中心を試料Ｓの一端上に
正確に合わせることができる。

【００２１】斯くて、その位置を基点として表示器１９
の表示値をリセットした後、試料Ｓを観察しながら顕微
鏡３をハンドル１２の操作で測定方向すなわち試料Ｓの
長手方向に沿って水平移動させ、最終的に基線２２Ａが
試料Ｓの他端に到達するまで顕微鏡３を移動して試料Ｓ
の全長を正確に測定することができる。

【００２２】以上、本発明の好適な一例を説明したが、
本発明に係る光学式測定器は上記例に限らず、測定台２
と顕微鏡３を相対的に水平移動させる方法として、例え
ば顕微鏡３を固定式にし、測定台２をその顕微鏡３の真
下で上述のような送りねじ方式の送り機構により所定方
向に水平移動させることもできる。

【００２３】又、測定台も上述のようなものに限らず、
試料の形状などに対応して様々な形態にすることができ
る。ここで、図５はその変形例を示した斜視図であり、
図６には同測定台２′の縦断面を示す。

【００２４】これらの図で明らかなように、この測定台
２′は光透過性材料により円柱状に形成した例であり、
その下部側には上記例と同じく光源４が装置され、その
側面および底面には光源４の放射光を反射する反射層２
６が形成されるとともに、上部にはその上面にブラスト
加工を施すなどして成る光拡散層５が形成される。特
に、本例の測定台２′は上面に円形の窪みを形成し、そ
の部分にブラスト加工のほか、光拡散性をもつ半透明な
プラスチックフィルム２８を敷いて光拡散層５としてい
る。なお、図６において、２９はプラスチックフィルム
２８を押さえるべく、窪みに嵌合したガラス板である。
ここで、本例の測定台２′では側面に光源４を収容する
ための貫通孔３０を形成し、その貫通孔３０の内部で光
源４の両端を円筒形のホルダ３１で固定できるようにし
ているとともに、底面部には取付用のアリ溝３２を形成
している。なお、図１における台座１にはそのアリ溝３
２に対応して図示せぬ突条（アリ）を形成する。そし
て、この測定台２′によれば、その上面中央に試料Ｓと
して偏平な部品などを載せて、その全長や各部の寸法を
測定することができる。

【００２５】次に、図７および図８は測定台に円錐形の
試料などを水平状にして支持するレベル調整手段を設け
た例を示す。本例において、測定台２″はその長手方向
に沿って上面にＶ字状のガイド溝２７を形成したもので
あり、基本的な構造は図３などに示した測定台２と同様
であるが、本例の測定台２″はその長手方向一端側が部
分的に切り欠かれ、その部分に円錐状などの試料Ｓを水
平状に保つレベル調整手段が設けられる。そのレベル調
整手段は、ネジなどにより測定台２″の片側に固定され
る溝形の取付台３３、その取付台３３の内側にピン３４
で枢着したＬ形の揺動アーム３５、その揺動アーム３５
の一端部に向けて取付台３３の部位に螺入した操作部３
６、及びその操作部３６に対向して測定台２″と揺動ア
ーム３５との間に介在するバネ３７とにより構成され
る。このうち、揺動アーム３５はピン３４の位置を支点
として揺動し、測定台２″の切欠溝３８の部分まで延び
る先端がその切欠溝３８の内部で上下動するようになっ
ている。ここで、切欠溝３８はガイド溝２７に続けて形
成したガイド溝２７より深い凹状の窪みであり、この切
欠溝３８に位置する揺動アーム３５の先端ではガイド溝
２７に配置した試料Ｓの一端部を支持することができ
る。なお、揺動アーム３５は光源４からの放射光を透過
して試料Ｓの一端部周囲も照明できるよう測定台２″と
同様に透明な光透過性材料で形成することが好ましい。
一方、操作部３６はバネ３７と共働して揺動アーム３５
の先端を昇降させるねじ部品であり、その先端は取付台
３３の内部に導入して揺動アーム３５の一端部に接触さ
れる。

【００２６】そして、このように構成されるレベル調整
手段によれば、例えば試料Ｓとして測定台のガイド溝２
７に配置した円錐状部品の一端部を揺動アーム３５の先
端で支持し、その状態で操作部３６の操作により揺動ア
ーム３５の先端の高さ位置を調整し、以て円錐状部品を
水平状態に保つことができる。このため、試料Ｓとして
円錐状部品などでも測定台上に傾くことなく載せて其の
全長などを適正に測定できる。なお、本例において、測
定台２″の背面にレベル調整時の基準になる水平線を施
した図示せぬスクリーン板を突設すると良い。

【００２７】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば試料を載せる測定台の上部に光源からの到達光を
拡散する光拡散層を形成したため、顕微鏡による試料の
観察に際して防眩効果が得られる上、光源からの放射光
で試料の周囲を均一に照明することができる。その結
果、試料の輪郭が鮮明になり、その寸法測定を容易かつ
適正に行えるようになることから測定精度を大幅に向上
できる。

【００２８】又、光源として蛍光管を用いていることか
ら、上述の効果をより一層高めることができる上、節電
効果も上げることができる。

【００２９】更に、測定台にレベル調整手段を設けて円
錐形の試料などでも水平状態に保ち得るようにしたた
め、その種の試料の全長なども容易かつ適正に測定でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光学式測定器の好適な一例を示し
た斜視図

【図２】顕微鏡による試料の観察状況を示した平面図

【図３】試料を載せる測定台を部分的に破断して示した
正面図

【図４】図３におけるＸ−Ｘ線断面図

【図５】測定台の変形例を示した斜視図

【図６】図５に示した測定台の縦断面図

【図７】測定台の他の実施形態を示した断面図

【図８】図７に示した測定台の平面図

【符号の説明】

Ｓ 試料 １ 台座 ２，２′，２″ 測定台 ３ 顕微鏡 ４ 光源 ５ 光拡散層 ８ 送り機構 ２７ ガイド溝 ３５ 揺動アーム ３６ 操作部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 試料を載せる光透過性をもつ測定台、そ
   の試料を観察する顕微鏡、前記測定台を通して試料を照
   明する光源、前記測定台と顕微鏡の何れか一方を他方に
   対して水平移動させる送り機構、及びその移動量を検知
   する検知部とを具備し、前記顕微鏡で試料を観察しつつ
   送り機構を操作して試料の所要寸法を測定する光学式測
   定器において、前記測定台の上部に光源からの到達光を
   拡散する光拡散層が形成されて成ることを特徴とする光
   学式測定器。
2. 【請求項２】 光源が蛍光管で成る請求項１に記載の光
   学式測定器。
3. 【請求項３】 試料を載せる測定台に、その試料を水平
   状態に保つためのレベル調整手段が設けられている請求
   項１に記載の光学式測定器。
4. 【請求項４】 レベル調整手段が、先端で試料の一端部
   を支持する揺動自在な揺動アームと、この揺動アームを
   揺動させてその先端の高さ位置を調整する操作部とを有
   して成る請求項３に記載の光学式測定器。
5. 【請求項５】 光透過性材料から形成され、その下部側
   に光源が装置されるとともに、上部に前記光源からの到
   達光を拡散する光拡散層が形成されて成る光学式測定器
   に用いる試料の測定台。