JP2003510602A - 細長い要素の溝の幾何学的形状を測定する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、細長い要素に形成され、該細長い要素１の全長に亙って連続的な溝として伸び且つ要素の周りで循環する溝２の幾何学的形状を測定する方法及び装置に関し、この方法において、細長い要素の表面がカメラ６によって走査される。簡単な非接触式の測定を実現するため、細長い要素１は、環状の双円錐形ミラーを通じ又は幾つかの平面ミラーから成る双円錐形斜角付きミラー３を通じ且つ細長い要素１の移動方向に対し斜角度に配置された平面ミラー構造体４を通じて頂点にて移動し得るように配置されている。平面ミラー構造体４が双円錐形ミラー又は斜角付き円錐形ミラーの外面３ａを通じてビームを細長い要素１の表面に反射するような仕方にて環状のレーザビームが平面ミラー構造体に向けられる。双円錐形ミラー又は斜角付き円錐形ミラー３の内面３ｂにより細長い要素１の表面から発生された細長い要素１の表面プロフィールの像は、平面ミラー構造体４によって一側部に偏向されて溝の幾何学的形状を調べることを可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、細長い要素に形成され、該細長い要素の全長に亙って連続的な溝と
して伸び且つ要素の周りを循環する溝の幾何学的形状を測定する方法であって、
細長い要素の表面がカメラによって走査される方法に関する。

【０００２】 細長い要素の溝の幾何学的形状の測定は、例えば、ケーブルの製造に関係し、
より具体的な例は、技術的に比較的難しい、ファイバケーブルの中央要素、すな
わち、スロット付きコア要素の製造に関係する。問題点は、要素の溝の側部を形
成する壁が不正確な位置に容易に傾き、このため、中央要素を所望通りに使用で
きないことである。ケーブルの製造に関し、中央要素の溝は正確な幾何学的形状
を有することが重要であり、このため、溝の幾何学的形状の測定が必須のものと
なる。

【０００３】 溝の幾何学的形状を測定することは困難で且つ労力を要するものであった。こ
の分野において、溝の幾何学的形状を測定するため、機械式従動子を利用する解
決策が使用されている。しかし、メンテナンスに関して、かかる機械的解決策は
困難で且つ労力を要するものである。更に、測定すべき要素が機械的接触によっ
て損傷される虞れが常に存在する。

【０００４】 上述の欠点のため、この分野にて非接触式の解決策が提供されている。この分
野における非接触式の解決策の一例は、ドイツ国特許第４４ １１ ９８６号に
開示された方法及び装置である。この解決策は、４台のカメラを使用することに
基づくものである。複雑さ、従って、高コストであることもこの解決策の欠点で
ある。更に、この複雑さのため、この解決策の有用性は、可能な最善のものでは
ない。

【０００５】 この分野にて既知の非接触式解決策の別の例は、日本国公告第０４０５２５０
３Ａ号（日本国特許出願第０２１６１８９９号）に開示された解決策である。日
本国公告によるこの解決策は、測定すべき要素の周りに回転し得るように配置さ
れた１台のカメラを利用するものである。複雑さ及び測定速度が遅いことがこの
解決策の欠点である。例えば、カメラは、測定すべき要素の周りを回転しなけれ
ばならないため、測定速度は遅い。

【０００６】 本発明の１つの目的は、従来技術の欠点を解決することのできる、方法及び装
置を提供することである。このことは、本発明による方法及び装置によって実現
される。本発明による方法は、環状の双円錐形ミラーを通り又は幾つかの平面ミ
ラーから成る双円錐形の斜角付きミラーを通り且つ細長い要素の移動方向に対し
て斜角度に配置された平面ミラー構造体を通って頂点にて移動するように細長い
要素を配置することと；双円錐形ミラー又は斜角付き円錐形ミラーの外面を通じ
て平面ミラー構造体がビームを細長い要素の表面に反射するような仕方にて環状
のレーザビームを平面ミラー構造体に向けることと；双円錐形ミラー又は斜角付
き円錐形ミラーの内面によって、細長い要素の表面から発生された細長い要素の
表面プロフィールの像を平面ミラー構造体によって一側部に偏向させ、溝の幾何
学的形状を調べることを可能にすることと；を備えることを特徴としている。一
方、本発明による装置は、環状の双円錐形ミラーを備え、又は幾つかの平面ミラ
ーから成る斜角付き円錐形ミラーを備え、このミラーの頂部には、開口部が存在
し、細長い要素がこの開口部を通って移動するように配置されており；細長い要
素の移動方向に対して斜角度に配置された平面ミラー構造体であって、細長い要
素がこの構造体を通じて移動するように配置された平面ミラー構造体と；双円錐
形ミラー又は斜角付き円錐形ミラーの外面を通じて平面ミラー構造体がビームを
細長い要素の表面まで反射するような仕方にて環状のレーザビームを平面ミラー
構造体に向け得るように配置されたレーザ光源と；を備えることと、平面ミラー
構造体によって一側部に偏向されて溝の幾何学的形状を調べることを可能にし得
るような仕方にて、双円錐形ミラー又は斜角付き円錐形ミラーの内面によって細
長い要素の表面から発生された細長い要素の表面プロフィールの像を配置するこ
ととを特徴としている。

【０００７】 特に、本発明の１つの有利な点は、従来技術と比較して極めて簡単な仕方にて
要素の溝の全ての幾何学的形状を同時に非接触式に測定することを可能にする点
である。更に、本発明の作動原理は、溝要素の位置に何ら制限を課すものではな
い。本発明の別の有利な点は、データの迅速な処理を更に許容し且つこれと同時
に、装置のコストを低減する、測定データを最小にする点である。本発明の更に
別の有利な点は、異なる適用例にて利用可能な点である。

【０００８】 以下に、添付図面に図示した適用例を参照しつつ、本発明をより詳細に説明す
る。 図１は、本発明の基本的思想の概略図的な側面図である。参照番号１は、例え
ば、ファイバケーブルの中央要素すなわちスロット付きコアケーブルの中央要素
とすることのできる細長い物を示す。細長い要素１の表面には、要素の全長に亙
って伸び且つ要素の周りで所望の仕方にて循環する幾つかの溝が設けられている
。これらの溝は、常時、同一方向に循環し、又はその循環方向を交互に変更する
ことができる。図１には、一例として、１つの溝２のみが示されているが、実際
には、幾つかの溝か存在する。従って、細長い要素の構造体は、当該技術分野の
当業者に既知であり、このため、本明細書にてより詳細には説明しない。この点
に関して、ファイバ及びファイバ束のようなコネクタ要素を問題無く溝内に配置
することを許容し得るような、溝の幾何学的形状を設定することが望まれること
に注目すべきである。

【０００９】 図１の参照番号３は、環状の双円錐形ミラー又は幾つかの平面ミラーから成る
双円錐形の斜角付きミラーを示す。「双円錐形」という語は、ミラー表面が異な
る角度を有する実質的に円錐形の２つのミラー表面により形成されることを意味
する。このことは、図１に明確に図示されている。このミラー表面は、環状の円
錐形ミラー面、又は幾つかの平面ミラーから成る斜角付き円錐形面により形成す
ることができる。図１の参照番号４は、平面ミラー構造体を示す。図１の参照番
号５は、レーザ光源を示し、参照番号６は、カメラを示す。

【００１０】 双円錐形ミラー又は斜角付き円錐形ミラー３の頂点には、開口部７が存在し、
細長い要素がこの開口部を通じて移動するように配置されている。また、細長い
要素１は、平面ミラー構造体４を通って移動するようにも配置されている。平面
ミラー構造体は、細長い要素１の移動方向に対して斜角に配置されている。細長
い要素の移動方向は、細長い要素の対称軸に対し平行である。

【００１１】 本発明の必須の思想によれば、環状レーザビームは、レーザ光源５により平面
ミラー４及び双円錐形ミラー又は双円錐形の斜角付きミラー３の円錐形外面又は
斜角付き面３ａを通じて細長い要素１の面に向けられ、これにより、光は、細長
い要素１の表面上の溝２を照射する。溝２のコーナ部を光により照射すべきとき
、環状の円錐形面に代えて、幾つかの平面ミラーから成る斜角付き面が使用され
る。カメラ６は、平面ミラー４を通じて円錐形内面又はミラー３の斜角付き面３
ｂに向けられ、これにより、上記面は、レーザ光により発生された細長い要素１
の表面プロフィールの像を反射する。全ての溝の幾何学的形状は、像から同時に
読み取ることができる。図１から理解し得るように、細長い要素１に対して軸方
向に走査が行われる。カメラ６を細長い要素１の対称軸上に位置決めすることが
不可能であるため、細長い要素１の表面プロフィールの像は平面ミラー構造体４
によって一側部に偏向される。

【００１２】 図１の例における平面ミラー構造体４は、１つの平面ミラーによって形成され
る。１つの平面ミラーにより形成された構造体の欠点は、細長い要素１のため、
上述した仕方にて形成された像にて走査面の全体を見ることができない点である
。しかし、測定データは、十分な精度にて補間することができ、このため、この
ことは実際には問題にならない。

【００１３】 しかし、上記の欠点は、２つの平面ミラー４ａ、４ｂにより形成された平面ミ
ラー構造体を使用して解消することができる。かかる解決策の原理は図２に図示
されている。図２の解決策は、図１の基本的原理に実質的に相応し、図２の相応
する部品は、図１と同一の参照番号で示してある。図２の適用例の必須の思想は
、２つのレーザ光源５ａ、５ｂ及び２台のカメラ６ａ、６ｂが使用されることで
ある。レーザ光源及びカメラの双方の組み合わせは、細長い要素１の表面の少な
くとも１８０°をカバーし、このため、陰の部分は全く存在しない。ミラー表面
３ａ、３ｂは、図１に関して説明した仕方にて形成される。

【００１４】 上述の適用例は、本発明を何ら限定することを意図するものではなく、本発明
は、特許請求の範囲内で完全に自由に改変可能である。本発明は、スロット付き
コアケーブル構造体の中央要素に関して説明したが、本発明はこの特徴にのみ限
定されず、任意の細長い要素の溝の幾何学的形状を測定するために使用すること
ができることは明らかである。本発明は、また、例えば、ストランドケーブルの
ピッチを測定し且つ全ての軸に対する直径を測定するために使用することもでき
る。更に、本発明の装置は、正確に図面に図示したものとする必要はなく、その
他の解決策も実現可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による１つの解決策の基本原理を概略図的に側面図として示す図である
。

【図２】 図１の基本原理の第二の実施の形態を概略図的に側面図として示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ， ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ， ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＢＺ，Ｃ Ａ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ， ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，Ｋ Ｅ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ， ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，Ｒ Ｕ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ， ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 ビータネン，ヨウコ フィンランド国エフイーエヌ−33720 タ ンペレ，リンフォルシンカトゥ 19・ア ー・26 (72)発明者 コルピネン，ユハ フィンランド国エフイーエヌ−37130 ノ キア，ビンティレティエ ３ (72)発明者 ウーシタロ，ヤニ フィンランド国エフイーエヌ−33720 タ ンペレ，タルヤンテーンカトゥ ７・エッ フ・81 Ｆターム(参考） 2F065 AA26 AA53 BB12 BB22 CC23 DD02 DD06 FF04 GG04 HH00 JJ03 LL12 LL19 MM24 MM25 2H001 BB07 BB09 DD04 PP01

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 細長い要素に形成され、該細長い要素（１）の全長に亙って
   連続的な溝として伸び且つ要素の周りを循環する溝（２）の幾何学的形状を測定
   する方法であって、細長い要素の表面がカメラ（６、６ａ、６ｂ）によって走査
   され、これにより、環状の円錐形ミラーを通り且つ細長い要素（１）の移動方向
   に対して斜角度に配置された平面ミラー構造体（４、４ａ、４ｂ）を通って頂点
   にて移動可能に細長い要素（１）が配置され、これにより、円錐形ミラーの面を
   通じて平面ミラー構造体（４、４ａ、４ｂ）がビームを細長い要素（１）の表面
   に反射するような仕方にて環状の光ビームが平面ミラー構造体に向けられ、これ
   により、円錐形ミラーによって、細長い要素（１）の表面から発生された細長い
   要素（１）の表面プロフィールの像が平面ミラー構造体（４、４ａ、４ｂ）によ
   って一側部に偏向されるようにした方法において、双円錐形ミラー又は斜角付き
   円錐形ミラーの外面（３ａ）を通じて平面ミラー構造体（４、４ａ、４ｂ）が光
   ビームを反射するような仕方にて双円錐形ミラー又は幾つかの平面ミラーから成
   る双円錐形斜角付きミラー（３）から円錐形ミラーを形成することと、双円錐形
   ミラー又は斜角付き円錐形ミラー（３）の内面によって溝の幾何学的形状を調べ
   ることを可能にし得るように、細長い要素（１）の表面プロフィールの像を形成
   することとを特徴とする、方法。
2. 【請求項２】 請求項１による方法において、平面ミラー構造体（４、４ａ
   、４ｂ）により一側部に向けて偏向された像をカメラ（６、６ａ、６ｂ）により
   調べることを特徴とする、方法。
3. 【請求項３】 請求項１による方法において、光ビームがレーザビームであ
   ることを特徴とする、方法。
4. 【請求項４】 細長い要素に形成され、該細長い要素（１）の全長に亙って
   連続的な溝として伸び且つ要素の周りを循環する溝（２）の幾何学的形状を測定
   する装置であって、細長い要素（１）の表面がカメラ（６、６ａ、６ｂ）によっ
   て走査されるように配置され、環状の双円錐形ミラーを備え、該ミラーの頂部に
   は、開口部（７）が存在し、細長い要素（１）が該開口部（７）を通って移動す
   るように配置されており、細長い要素の移動方向に対して斜角度に配置された平
   面ミラー構造体（４、４ａ、４ｂ）であって、細長い要素（１）が該構造体を通
   じて移動するように配置された平面ミラー構造体と、平面ミラー構造体がビーム
   を円錐形ミラーによって細長い要素（１）の表面まで反射し、円錐形ミラーによ
   って細長い要素の表面から発生された細長い要素（１）の表面プロフィールの像
   が平面ミラー構造体（４、４ａ、４ｂ）によって一側部に偏向されるような仕方
   にて環状ビームを平面ミラー構造体（４、４ａ、４ｂ）に向け得るように配置さ
   れた光源（５、５ａ、５ｂ）とを備える装置において、円錐形ミラーが、双円錐
   形ミラー又は幾つかの平面ミラーから成る双円錐形斜角付きミラー（３）から形
   成されることと、平面ミラー構造体（４、４ａ、４ｂ）が双円錐形ミラー又は斜
   角付き円錐形ミラーの外面（３ａ）を通じて光ビームを反射し得るように配置さ
   れることと、双円錐形ミラー又は斜角付き円錐形ミラーの内面（３ｂ）により溝
   の幾何学的形状を調べることが可能であるように細長い要素（１）の表面プロフ
   ィールの像が形成されるように配置されることとを特徴とする、装置。
5. 【請求項５】 請求項４による装置において、平面ミラー構造体（４、４ａ
   、４ｂ）により一側部に向けて偏向された像がカメラ（６、６ａ、６ｂ）により
   調べ得るように配置されることを特徴とする、装置。
6. 【請求項６】 請求項４による装置において、光ビームがレーザビームであ
   ることを特徴とする、装置。