JP2001317921A - 光学式測定方法および光学式測定装置 - Google Patents
光学式測定方法および光学式測定装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 被測定材が光軸に対して傾きを有していて
も、それを補正して外形寸法を測定することができる光
学式測定方法および光学式測定装置を提供する。 【解決手段】 光源から照射された光を平行光とし、前
記平行光を順次分光し、前記分光された各平行光を被測
定材Ｗにそれぞれ照射し、前記各平行光を前記被測定材
Ｗを通過した後に撮像装置４０により受光し、前記受光
光を所定倍率で増幅して均一化し、前記均一化された光
をそれぞれ画像処理して被測定材Ｗの外形寸法Ｄなどの
測定をなすように構成されたものである。
も、それを補正して外形寸法を測定することができる光
学式測定方法および光学式測定装置を提供する。 【解決手段】 光源から照射された光を平行光とし、前
記平行光を順次分光し、前記分光された各平行光を被測
定材Ｗにそれぞれ照射し、前記各平行光を前記被測定材
Ｗを通過した後に撮像装置４０により受光し、前記受光
光を所定倍率で増幅して均一化し、前記均一化された光
をそれぞれ画像処理して被測定材Ｗの外形寸法Ｄなどの
測定をなすように構成されたものである。
Description
【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は光学式測定方法およ
び光学式測定装置に関する。さらに詳しくは、平行光を
被測定材に照射し、その陰影部分の撮像することにより
被測定材の外形寸法や曲がり量の測定をなす光学式測定
方法および光学式測定装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来より、円柱形被測定材の外形寸法を
測定するための寸法測定装置として、ＣＣＤ撮像装置な
どの光学式センサ用いた光学式寸法測定装置（以下、単
に寸法測定装置という）が用いられている。 【０００３】図４にかかる寸法測定装置の従来例の概略
構成を示す。なお、図４において、同（ａ）は同装置を
側方から見た図であり、同（ｂ）は同装置を上方から見
た図である。 【０００４】寸法測定装置１００は、光源１０１および
光源１０１から照射された光を平行光とする光学レンズ
１０２を有する照明装置１０３と、被測定材Ｗを挟んで
照明装置１０３と対向配置されたＣＣＤラインセンサ１
０４を有する受光装置１０５とからなる。 【０００５】しかして、かかる寸法測定装置１００によ
る円柱形被測定材Ｗの直径Ｄは、次のようにして測定さ
れる。 【０００６】照明装置１０３と受光装置１０５との間に
直径Ｄの円柱形被測定材Ｗが挿入されると、円柱形被測
定材Ｗによって光が遮られた部分（以下、陰影部分とい
う）Ｂが発生する。この陰影部分Ｂは暗くそれ以外の所
は明るいため、ＣＣＤラインセンサ１０４の受光量は、
陰影部分Ｂが他の箇所と比較して少なくなる。また、こ
の陰影部分Ｂの幅は、円柱形被測定材Ｗの直径Ｄと対応
関係を有する。つまり、直径Ｄの大小に応じて陰影部分
Ｂの幅も増減する。したがって、陰影部分Ｂの幅を測定
することによって円柱形被測定材Ｗの直径Ｄを測定する
ことができる。 【０００７】また、この寸法測定装置１００による円柱
形被測定材Ｗの全周にわたる外形寸法の測定あるいは軸
振れ量の測定は、円柱形被測定材Ｗを回転させたり、寸
法測定装置１００を円柱形被測定材Ｗを中心として回転
させることによりなされている。 【０００８】ところが、従来の寸法測定装置１００にあ
っては、被測定材Ｗの軸振れなどを原因として、測定さ
れた外形寸法に誤差が含まれる場合がある。以下、図５
を参照しながら、その理由を説明する。 【０００９】寸法測定に際しては光軸Ｌに直交するよう
に被測定材Ｗが配設されるが、被測定材Ｗが光軸Ｌに対
して傾きθをもったときには、受光装置１０５により測
定される陰影部分Ｂの幅は、被測定材Ｗの外形寸法、つ
まり直径Ｄを表さず、直径Ｄをｃｏｓθで割ったＤ′を
表すこととなる。そのため、陰影部分Ｂの幅に基づいて
測定された外形寸法には誤差が含まれることとなる。 【００１０】また、図６に示すように、被測定材Ｗの外
形寸法を複数箇所において測定する場合には、寸法測定
装置１００を被測定材Ｗの長手方向に沿って複数個配設
しなければならず、全体構成が大がかりになるばかりで
なく、寸法測定装置１００が高価であるところから装置
全体が非常に高価になるという問題もある。 【００１１】 【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる従来技
術の課題に鑑みなされたものであって、被測定材が光軸
に対して傾きを有していても、それを補正して外形寸法
を測定することができる光学式測定方法および光学式測
定装置を提供することを主たる目的としている。 【００１２】 【課題を解決するための手段】本発明の光学式測定方法
は、光源から照射された光を平行光とし、前記平行光を
順次分光し、前記分光された各平行光を被測定材にそれ
ぞれ照射し、前記各平行光を前記被測定材を通過した後
に光学式センサによりそれぞれ受光し、前記各受光光を
それぞれ所定倍率で増幅して均一化し、前記均一化され
た光をそれぞれ画像処理して被測定材の測定をなすこと
を特徴とする。 【００１３】一方、本発明の光学式測定装置は、平行光
を照射する光源装置と、前記光源装置からの照射光を縦
列状に所要数に分光して被測定材に照射する平行光分光
装置と、前記平行光分光装置から照射されて被測定材を
通過した各平行光を撮像する撮像装置と、前記撮像装置
からの出力信号を増幅する増幅装置と、前記増幅装置か
らの出力信号を画像処理する画像処理装置と、前記画像
処理装置からの出力信号を演算処理して被測定材の測定
をなすことを特徴とする。 【００１４】本発明の光学式測定装置においては、平行
光分光装置がハーフミラーを備え、該ハーフミラーによ
り分光がなされたり、増幅装置による撮像装置からの出
力信号の増幅が、各撮像センサからの出力信号を均一化
するようにさなれる。 【００１５】しかして、光学式測定方法および光学式測
定装置においては、例えば、被測定材の外形寸法測定ま
たは軸振れ量の測定がなされる。その場合、平行光に対
する被測定材の傾きを補正して被測定材の外形寸法測定
をなすこともできる。 【００１６】 【作用】本発明は前記の如く構成されているので、一つ
の平行光から所要数の平行光を得ることができる。その
ため、被測定材の外形寸法を多数点において測定する場
合における測定装置や被測定材の軸振れ量を測定する場
合における測定装置の構成が簡素化される。 【００１７】また、本発明の好ましい形態によれば、被
測定材の傾きを補正して被測定材の外形寸法測定をなす
ことができるので、測定精度の向上が図られる。 【００１８】 【発明の実施形態】以下、添付図面を参照しながら本発
明を実施形態に基づいて説明するが、本発明はかかる実
施形態のみに限定されるものではない。 【００１９】実施形態１ 図１に、本発明の実施形態１の光学式測定方法が適用さ
れている光学式測定装置（以下、単に測定装置という）
の概略構成を示す。 【００２０】測定装置１０は、平行光発生装置２０と、
平行光発生装置２０から発せられた平行光を縦列状に所
要数（図示例においては３個）の平行光に分光し、各平
行光を被測定材Ｗに照射する平行光分光装置３０と、被
測定材Ｗを挟んで対向配置された平行光分光装置３０か
らの照射光を撮像する撮像装置４０と、撮像装置４０の
出力信号（画像信号）を増幅する増幅装置５０と、増幅
された画像信号を処理する画像処理装置６０と、画像処
理装置６０からの画像データに基づいて被測定材Ｗの外
形寸法および軸振れ量を算出する演算処理装置７０とを
備えてなる。 【００２１】平行光発生装置２０は、光源２１と、光源
２１からの照射光を平行光とする光学レンズ２２とを有
する。 【００２２】平行光分光装置３０は、光学レンズ２２の
光軸Ｌ0上に所定間隔をおいて順番に配される複数のハ
ーフミラー３１，３１と、末端に配される全反射ミラー
３２とからなり、平行光発生装置２０により発生された
平行光を所要数（図示例では３個）の平行光に分光す
る。 【００２３】撮像装置４０は、ハーフミラー３１，３１
および全反射ミラー３２に対応させて対向配置された撮
像センサ（例えばＣＣＤカメラ）、すなわち第１撮像セ
ンサ４１，第２撮像センサ４２および第３撮像センサ４
３からなり、それぞれ被測定材Ｗによる陰影部分を撮像
して増幅装置５０に出力する。 【００２４】増幅装置５０は、第１撮像センサ４１から
の画像信号を増幅する第１増幅器５１と、第２撮像セン
サ４２からの画像信号を増幅する第２増幅器５２と、第
３撮像センサ４３からの画像信号を増幅する第３増幅器
５３とからなり、ハーフミラー３１を透過するごとに半
減する光量を増幅してその均一化を行った後、その均一
化された各画像信号を画像処理装置６０に出力する。そ
のため、第１増幅器５１の倍率は２倍とされ、第２増幅
器５２は４倍とされ、第３増幅器５３の倍率は８倍とさ
れている。なお、各増幅器中の数字は前記各倍率を示
す。 【００２５】画像処理装置６０は、第１増幅器５１、第
２増幅器５２および第３増幅器５３からの各画像信号を
閾値処理して陰影部分の幅（以下、陰影幅という）およ
びその座標位置を算出する。この算出された陰影幅およ
び座標位置は演算処理装置７０に出力される。 【００２６】演算処理装置７０は、入力された陰影幅お
よび座標位置に基づいて、後述する演算処理により被測
定材Ｗの外形寸法および軸振れ量（傾きθ）を算出す
る。 【００２７】次に、図２を参照しながら、演算処理装置
７０による演算処理の内容について説明する。なお、被
測定材Ｗは光軸に対して傾きθを有しているものとす
る。 【００２８】例えば、画像処理装置６０から第１撮像セ
ンサ４１の座標位置がＸ1、被測定材Ｗまでの距離が
Ｙ1、傾きθによるみかけ外形寸法Ｄ1´に相当する陰影
幅Ｂ1が入力され、また第２撮像センサ４２の座標位置
がＸ2、被測定材Ｗまでの距離がＹ2、傾きθによるみか
け外形寸法Ｄ2´に相当する陰影幅Ｂ2が入力されたとす
ると、傾きθはよく知られた下記に示す三角関数の公式
（１）により算出される。 【００２９】 θ＝ａｒｃｔａｎ（Ｙ／Ｘ） （１） 【００３０】ここに、 Ｘ＝Ｘ2−Ｘ1 Ｙ＝Ｙ2−Ｙ1 【 0031 】 したがって、前記算出された傾きθを用いて第
１撮像センサ４１により撮像された画像信号により得ら
れた画像データに基づいて、座標位置がＸ1における被
測定材Ｗの外形寸法や直径Ｄ1は、下記式（２）により
算出される。 【００３２】 Ｄ1＝Ｂ1／ｃｏｓθ （２） 【００３３】また、座標位置がＸ2における被測定材Ｗ
の外形寸法や直径Ｄ2も同様にして算出できる。 【００３４】このように、この実施形態１の測定装置１
０によれば、被測定材Ｗが光軸に対して傾きθを有して
いても、その傾きθによる測定誤差を補正して被測定材
Ｗの外形寸法や直径Ｄの測定がなし得る。また、この実
施形態１の測定装置１０は、平行光発生装置２０からの
平行光をハーフミラー３１，３１により分光し、分光に
よる撮像センサ４１，４２，４３の受光量の減少を所定
倍率に設定された増幅器５１，５２，５３により増幅し
て補償するという構成を採用しているので、測定箇所の
増加による測定装置１０のコスト上昇を最小限に抑える
ことができる。 【００３５】実施形態２ 図３に、本発明の実施形態２に係る測定方法の要部を示
す。この測定方法は、所要数の測定箇所の測定結果から
被測定材Ｗの曲がり量を算出するものである。なお、こ
の測定方法に適用される測定装置は、測定箇所が４箇所
とされている以外は実施形態１の測定装置１０と同様の
構成とされている。 【００３６】以下、実施形態２の実施形態１と異なる点
についてのみ説明する。 【００３７】いま、第１撮像センサによる撮像位置がＸ
1でその位置から被測定材Ｗまでの距離がＹ1であり、第
２撮像センサによる撮像位置がＸ2でその位置から被測
定材Ｗまでの距離がＹ2であり、第３撮像センサによる
撮像位置がＸ3でその位置から被測定材Ｗまでの距離が
Ｙ3であり、第４撮像センサによる撮像位置がＸ4でその
位置から被測定材Ｗまでの距離がＹ4であるとする。 【００３８】その場合、第１撮像センサと第２撮像セン
サとの間の被測定材Ｗの傾きθ12、第２撮像センサと第
３撮像センサとの間の被測定材Ｗの傾きθ23、第３撮像
センサと第４撮像センサとの間の被測定材Ｗの傾きθ34
は、それぞれ下記式（３），（４），（５）により表さ
れる。 【００３９】 θ12＝ａｒｃｔａｎ（（Ｙ2−Ｙ1）／Ｘ21） （３） 【００４０】 θ23＝ａｒｃｔａｎ（（Ｙ3−Ｙ2）／Ｘ32） （４） 【００４１】 θ34＝ａｒｃｔａｎ（（Ｙ4−Ｙ3）／Ｘ43） （５） 【００４２】したがって、曲がり量βは、θ12、θ23、
θ34の代数和を求めることにより得られる。すなわち、
曲がり量βは下記式（６）により求められる。 【００４３】β＝θ12＋θ23＋θ34 このように、この実施形態２によれば、実施形態１と同
様の測定装置により被測定材Ｗの曲がり量（軸振れ量）
βを測定できる。 【００４４】以上、本発明を実施形態に基づいて説明し
てきたが、本発明はかかる実施形態のみに限定されるも
のではなく、種々改変が可能である。 【００４５】例えば、実施形態では平行光発生装置を出
で分光された各平行光は、同一平面に位置するようにさ
れているが、光路を適宜設定することにより各分光の角
度を異なるようにしてもよい。例えば、第１分光の角度
を０度とし、第２分光の角度を４５度とし、第３分光の
角度を９０度としてもよい。 【００４６】 【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
一つの平行光から所要数の平行光を得ることができるの
で、被測定材の外形寸法を多数点において測定する場合
における測定装置や被測定材の軸振れ量を測定する場合
における測定装置の構成が簡素化されるという優れた効
果が得られる。また、それにともない測定装置のコスト
上昇を最小限に抑えることができる。 【００４７】また、本発明の好ましい形態によれば、被
測定材の傾きを補正して被測定材の外形寸法測定をなす
ことができるので、測定精度の向上が図られるという優
れた効果も得られる。
び光学式測定装置に関する。さらに詳しくは、平行光を
被測定材に照射し、その陰影部分の撮像することにより
被測定材の外形寸法や曲がり量の測定をなす光学式測定
方法および光学式測定装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来より、円柱形被測定材の外形寸法を
測定するための寸法測定装置として、ＣＣＤ撮像装置な
どの光学式センサ用いた光学式寸法測定装置（以下、単
に寸法測定装置という）が用いられている。 【０００３】図４にかかる寸法測定装置の従来例の概略
構成を示す。なお、図４において、同（ａ）は同装置を
側方から見た図であり、同（ｂ）は同装置を上方から見
た図である。 【０００４】寸法測定装置１００は、光源１０１および
光源１０１から照射された光を平行光とする光学レンズ
１０２を有する照明装置１０３と、被測定材Ｗを挟んで
照明装置１０３と対向配置されたＣＣＤラインセンサ１
０４を有する受光装置１０５とからなる。 【０００５】しかして、かかる寸法測定装置１００によ
る円柱形被測定材Ｗの直径Ｄは、次のようにして測定さ
れる。 【０００６】照明装置１０３と受光装置１０５との間に
直径Ｄの円柱形被測定材Ｗが挿入されると、円柱形被測
定材Ｗによって光が遮られた部分（以下、陰影部分とい
う）Ｂが発生する。この陰影部分Ｂは暗くそれ以外の所
は明るいため、ＣＣＤラインセンサ１０４の受光量は、
陰影部分Ｂが他の箇所と比較して少なくなる。また、こ
の陰影部分Ｂの幅は、円柱形被測定材Ｗの直径Ｄと対応
関係を有する。つまり、直径Ｄの大小に応じて陰影部分
Ｂの幅も増減する。したがって、陰影部分Ｂの幅を測定
することによって円柱形被測定材Ｗの直径Ｄを測定する
ことができる。 【０００７】また、この寸法測定装置１００による円柱
形被測定材Ｗの全周にわたる外形寸法の測定あるいは軸
振れ量の測定は、円柱形被測定材Ｗを回転させたり、寸
法測定装置１００を円柱形被測定材Ｗを中心として回転
させることによりなされている。 【０００８】ところが、従来の寸法測定装置１００にあ
っては、被測定材Ｗの軸振れなどを原因として、測定さ
れた外形寸法に誤差が含まれる場合がある。以下、図５
を参照しながら、その理由を説明する。 【０００９】寸法測定に際しては光軸Ｌに直交するよう
に被測定材Ｗが配設されるが、被測定材Ｗが光軸Ｌに対
して傾きθをもったときには、受光装置１０５により測
定される陰影部分Ｂの幅は、被測定材Ｗの外形寸法、つ
まり直径Ｄを表さず、直径Ｄをｃｏｓθで割ったＤ′を
表すこととなる。そのため、陰影部分Ｂの幅に基づいて
測定された外形寸法には誤差が含まれることとなる。 【００１０】また、図６に示すように、被測定材Ｗの外
形寸法を複数箇所において測定する場合には、寸法測定
装置１００を被測定材Ｗの長手方向に沿って複数個配設
しなければならず、全体構成が大がかりになるばかりで
なく、寸法測定装置１００が高価であるところから装置
全体が非常に高価になるという問題もある。 【００１１】 【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる従来技
術の課題に鑑みなされたものであって、被測定材が光軸
に対して傾きを有していても、それを補正して外形寸法
を測定することができる光学式測定方法および光学式測
定装置を提供することを主たる目的としている。 【００１２】 【課題を解決するための手段】本発明の光学式測定方法
は、光源から照射された光を平行光とし、前記平行光を
順次分光し、前記分光された各平行光を被測定材にそれ
ぞれ照射し、前記各平行光を前記被測定材を通過した後
に光学式センサによりそれぞれ受光し、前記各受光光を
それぞれ所定倍率で増幅して均一化し、前記均一化され
た光をそれぞれ画像処理して被測定材の測定をなすこと
を特徴とする。 【００１３】一方、本発明の光学式測定装置は、平行光
を照射する光源装置と、前記光源装置からの照射光を縦
列状に所要数に分光して被測定材に照射する平行光分光
装置と、前記平行光分光装置から照射されて被測定材を
通過した各平行光を撮像する撮像装置と、前記撮像装置
からの出力信号を増幅する増幅装置と、前記増幅装置か
らの出力信号を画像処理する画像処理装置と、前記画像
処理装置からの出力信号を演算処理して被測定材の測定
をなすことを特徴とする。 【００１４】本発明の光学式測定装置においては、平行
光分光装置がハーフミラーを備え、該ハーフミラーによ
り分光がなされたり、増幅装置による撮像装置からの出
力信号の増幅が、各撮像センサからの出力信号を均一化
するようにさなれる。 【００１５】しかして、光学式測定方法および光学式測
定装置においては、例えば、被測定材の外形寸法測定ま
たは軸振れ量の測定がなされる。その場合、平行光に対
する被測定材の傾きを補正して被測定材の外形寸法測定
をなすこともできる。 【００１６】 【作用】本発明は前記の如く構成されているので、一つ
の平行光から所要数の平行光を得ることができる。その
ため、被測定材の外形寸法を多数点において測定する場
合における測定装置や被測定材の軸振れ量を測定する場
合における測定装置の構成が簡素化される。 【００１７】また、本発明の好ましい形態によれば、被
測定材の傾きを補正して被測定材の外形寸法測定をなす
ことができるので、測定精度の向上が図られる。 【００１８】 【発明の実施形態】以下、添付図面を参照しながら本発
明を実施形態に基づいて説明するが、本発明はかかる実
施形態のみに限定されるものではない。 【００１９】実施形態１ 図１に、本発明の実施形態１の光学式測定方法が適用さ
れている光学式測定装置（以下、単に測定装置という）
の概略構成を示す。 【００２０】測定装置１０は、平行光発生装置２０と、
平行光発生装置２０から発せられた平行光を縦列状に所
要数（図示例においては３個）の平行光に分光し、各平
行光を被測定材Ｗに照射する平行光分光装置３０と、被
測定材Ｗを挟んで対向配置された平行光分光装置３０か
らの照射光を撮像する撮像装置４０と、撮像装置４０の
出力信号（画像信号）を増幅する増幅装置５０と、増幅
された画像信号を処理する画像処理装置６０と、画像処
理装置６０からの画像データに基づいて被測定材Ｗの外
形寸法および軸振れ量を算出する演算処理装置７０とを
備えてなる。 【００２１】平行光発生装置２０は、光源２１と、光源
２１からの照射光を平行光とする光学レンズ２２とを有
する。 【００２２】平行光分光装置３０は、光学レンズ２２の
光軸Ｌ0上に所定間隔をおいて順番に配される複数のハ
ーフミラー３１，３１と、末端に配される全反射ミラー
３２とからなり、平行光発生装置２０により発生された
平行光を所要数（図示例では３個）の平行光に分光す
る。 【００２３】撮像装置４０は、ハーフミラー３１，３１
および全反射ミラー３２に対応させて対向配置された撮
像センサ（例えばＣＣＤカメラ）、すなわち第１撮像セ
ンサ４１，第２撮像センサ４２および第３撮像センサ４
３からなり、それぞれ被測定材Ｗによる陰影部分を撮像
して増幅装置５０に出力する。 【００２４】増幅装置５０は、第１撮像センサ４１から
の画像信号を増幅する第１増幅器５１と、第２撮像セン
サ４２からの画像信号を増幅する第２増幅器５２と、第
３撮像センサ４３からの画像信号を増幅する第３増幅器
５３とからなり、ハーフミラー３１を透過するごとに半
減する光量を増幅してその均一化を行った後、その均一
化された各画像信号を画像処理装置６０に出力する。そ
のため、第１増幅器５１の倍率は２倍とされ、第２増幅
器５２は４倍とされ、第３増幅器５３の倍率は８倍とさ
れている。なお、各増幅器中の数字は前記各倍率を示
す。 【００２５】画像処理装置６０は、第１増幅器５１、第
２増幅器５２および第３増幅器５３からの各画像信号を
閾値処理して陰影部分の幅（以下、陰影幅という）およ
びその座標位置を算出する。この算出された陰影幅およ
び座標位置は演算処理装置７０に出力される。 【００２６】演算処理装置７０は、入力された陰影幅お
よび座標位置に基づいて、後述する演算処理により被測
定材Ｗの外形寸法および軸振れ量（傾きθ）を算出す
る。 【００２７】次に、図２を参照しながら、演算処理装置
７０による演算処理の内容について説明する。なお、被
測定材Ｗは光軸に対して傾きθを有しているものとす
る。 【００２８】例えば、画像処理装置６０から第１撮像セ
ンサ４１の座標位置がＸ1、被測定材Ｗまでの距離が
Ｙ1、傾きθによるみかけ外形寸法Ｄ1´に相当する陰影
幅Ｂ1が入力され、また第２撮像センサ４２の座標位置
がＸ2、被測定材Ｗまでの距離がＹ2、傾きθによるみか
け外形寸法Ｄ2´に相当する陰影幅Ｂ2が入力されたとす
ると、傾きθはよく知られた下記に示す三角関数の公式
（１）により算出される。 【００２９】 θ＝ａｒｃｔａｎ（Ｙ／Ｘ） （１） 【００３０】ここに、 Ｘ＝Ｘ2−Ｘ1 Ｙ＝Ｙ2−Ｙ1 【 0031 】 したがって、前記算出された傾きθを用いて第
１撮像センサ４１により撮像された画像信号により得ら
れた画像データに基づいて、座標位置がＸ1における被
測定材Ｗの外形寸法や直径Ｄ1は、下記式（２）により
算出される。 【００３２】 Ｄ1＝Ｂ1／ｃｏｓθ （２） 【００３３】また、座標位置がＸ2における被測定材Ｗ
の外形寸法や直径Ｄ2も同様にして算出できる。 【００３４】このように、この実施形態１の測定装置１
０によれば、被測定材Ｗが光軸に対して傾きθを有して
いても、その傾きθによる測定誤差を補正して被測定材
Ｗの外形寸法や直径Ｄの測定がなし得る。また、この実
施形態１の測定装置１０は、平行光発生装置２０からの
平行光をハーフミラー３１，３１により分光し、分光に
よる撮像センサ４１，４２，４３の受光量の減少を所定
倍率に設定された増幅器５１，５２，５３により増幅し
て補償するという構成を採用しているので、測定箇所の
増加による測定装置１０のコスト上昇を最小限に抑える
ことができる。 【００３５】実施形態２ 図３に、本発明の実施形態２に係る測定方法の要部を示
す。この測定方法は、所要数の測定箇所の測定結果から
被測定材Ｗの曲がり量を算出するものである。なお、こ
の測定方法に適用される測定装置は、測定箇所が４箇所
とされている以外は実施形態１の測定装置１０と同様の
構成とされている。 【００３６】以下、実施形態２の実施形態１と異なる点
についてのみ説明する。 【００３７】いま、第１撮像センサによる撮像位置がＸ
1でその位置から被測定材Ｗまでの距離がＹ1であり、第
２撮像センサによる撮像位置がＸ2でその位置から被測
定材Ｗまでの距離がＹ2であり、第３撮像センサによる
撮像位置がＸ3でその位置から被測定材Ｗまでの距離が
Ｙ3であり、第４撮像センサによる撮像位置がＸ4でその
位置から被測定材Ｗまでの距離がＹ4であるとする。 【００３８】その場合、第１撮像センサと第２撮像セン
サとの間の被測定材Ｗの傾きθ12、第２撮像センサと第
３撮像センサとの間の被測定材Ｗの傾きθ23、第３撮像
センサと第４撮像センサとの間の被測定材Ｗの傾きθ34
は、それぞれ下記式（３），（４），（５）により表さ
れる。 【００３９】 θ12＝ａｒｃｔａｎ（（Ｙ2−Ｙ1）／Ｘ21） （３） 【００４０】 θ23＝ａｒｃｔａｎ（（Ｙ3−Ｙ2）／Ｘ32） （４） 【００４１】 θ34＝ａｒｃｔａｎ（（Ｙ4−Ｙ3）／Ｘ43） （５） 【００４２】したがって、曲がり量βは、θ12、θ23、
θ34の代数和を求めることにより得られる。すなわち、
曲がり量βは下記式（６）により求められる。 【００４３】β＝θ12＋θ23＋θ34 このように、この実施形態２によれば、実施形態１と同
様の測定装置により被測定材Ｗの曲がり量（軸振れ量）
βを測定できる。 【００４４】以上、本発明を実施形態に基づいて説明し
てきたが、本発明はかかる実施形態のみに限定されるも
のではなく、種々改変が可能である。 【００４５】例えば、実施形態では平行光発生装置を出
で分光された各平行光は、同一平面に位置するようにさ
れているが、光路を適宜設定することにより各分光の角
度を異なるようにしてもよい。例えば、第１分光の角度
を０度とし、第２分光の角度を４５度とし、第３分光の
角度を９０度としてもよい。 【００４６】 【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
一つの平行光から所要数の平行光を得ることができるの
で、被測定材の外形寸法を多数点において測定する場合
における測定装置や被測定材の軸振れ量を測定する場合
における測定装置の構成が簡素化されるという優れた効
果が得られる。また、それにともない測定装置のコスト
上昇を最小限に抑えることができる。 【００４７】また、本発明の好ましい形態によれば、被
測定材の傾きを補正して被測定材の外形寸法測定をなす
ことができるので、測定精度の向上が図られるという優
れた効果も得られる。
【図１】本発明の実施形態１による光学式寸法測定装置
の概略構成図である。
の概略構成図である。
【図２】同光学式寸法測定装置の傾きによる測定誤差補
正計算法を示した図である。
正計算法を示した図である。
【図３】同光学式寸法測定装置の傾きによる測定誤差の
補正による被測定材全体の軸振れ量測定方法を示した図
である。
補正による被測定材全体の軸振れ量測定方法を示した図
である。
【図４】光学式外形寸法測定装置の概略構成図である。
【図５】従来の光学式外形寸法測定法による測定誤差を
示した図である。
示した図である。
【図６】従来の照明装置を複数個配設した光学式外形寸
法測定装置を示した図である。
法測定装置を示した図である。
【符号の説明】 １０ 測定装置 ２０ 平行光発生装置 ３０ 平行光分光装置 ４０ 撮像装置 ５０ 増幅装置 ６０ 画像処理装置 ７０ 演算処理装置 Ｗ 被測定材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA26 AA46 BB06 FF02 FF04 FF67 HH03 JJ02 JJ05 JJ25 LL00 LL04 LL12 NN13 QQ31 UU05 UU07
Claims (6)
- 【請求項１】 光源から照射された光を平行光とし、前
記平行光を順次分光し、前記分光された各平行光を被測
定材にそれぞれ照射し、前記各平行光を前記被測定材を
通過した後に光学式センサによりそれぞれ受光し、前記
各受光光をそれぞれ所定倍率で増幅して均一化し、前記
均一化された光をそれぞれ画像処理して被測定材の測定
をなすことを特徴とする光学式測定方法。 - 【請求項２】 被測定材の外形寸法測定または軸振れ量
の測定をなすことを特徴とする請求項１記載の光学式測
定方法。 - 【請求項３】 平行光に対する被測定材の傾きを補正し
て被測定材の外形寸法測定をなすことを特徴とする請求
項２記載の光学式測定方法。 - 【請求項４】 平行光を照射する光源装置と、前記光源
装置からの照射光を縦列状に所要数に分光して被測定材
に照射する平行光分光装置と、前記平行光分光装置から
照射されて被測定材を通過した各平行光を撮像する撮像
装置と、前記撮像装置からの出力信号を増幅する増幅装
置と、前記増幅装置からの出力信号を画像処理する画像
処理装置と、前記画像処理装置からの出力信号を演算処
理して被測定材の測定をなすことを特徴とする光学式測
定装置。 - 【請求項５】 平行光分光装置がハーフミラーを備え、
該ハーフミラーにより分光がなされることを特徴とする
請求項４記載の光学式測定装置。 - 【請求項６】 増幅装置による撮像装置からの出力信号
の増幅が、各撮像センサからの出力信号を均一化するよ
うにさなれることを特徴とする請求項４記載の光学式測
定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000134630A JP2001317921A (ja) | 2000-05-08 | 2000-05-08 | 光学式測定方法および光学式測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000134630A JP2001317921A (ja) | 2000-05-08 | 2000-05-08 | 光学式測定方法および光学式測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001317921A true JP2001317921A (ja) | 2001-11-16 |
Family
ID=18642877
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000134630A Pending JP2001317921A (ja) | 2000-05-08 | 2000-05-08 | 光学式測定方法および光学式測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001317921A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014119376A (ja) * | 2012-12-18 | 2014-06-30 | Seiko Epson Corp | 照射装置および計測装置 |
-
2000
- 2000-05-08 JP JP2000134630A patent/JP2001317921A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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