JP2009139176A - Measuring device and its method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、物体の中空形状を測定する測定装置およびその方法に関する。 The present invention relates to a measuring apparatus and method for measuring a hollow shape of an object.
従来、物体の中空形状を非接触で測定する方法として、距離センサ法や斜入射光学系法などが知られている。例えば、距離センサ法は、中空内側にレーザ光を投光して物体を回転させながら反射光の変位を測定し、物体の中空形状を測定する方法である(例えば、特許文献1参照)。
従来技術による距離センサ法は、物体の中空形状を一度に得ることができず、物体や光源を回転させる必要があり、装置が複雑になるだけでなく、精度面での問題もあった。 The distance sensor method according to the prior art cannot obtain a hollow shape of an object at a time, and it is necessary to rotate the object and the light source, which not only complicates the apparatus but also has a problem in accuracy.
本発明の目的は、簡易な構成で複雑な演算を行うことなく、誤差の少ない高精度な中空形状の測定装置およびその方法を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a high-precision hollow shape measuring apparatus and a method therefor with less errors and without performing complicated calculations with a simple configuration.
本発明に係る測定装置は、中空筒状の被測定物の内側形状を測定する測定装置であって、前記中空筒状の軸方向である第1の方向に光を送光する送光部と、前記第1の方向と略直交する方向に前記光の方向を変換する変換部と、前記変換部で方向が変換された光のうち前記被測定物の内側で反射した光を検出する検出部と、前記検出部の検出結果に基づいて、所定基準位置からのずれを求めることにより前記被測定物の内側形状を測定する形状測定部と、前記被測定物の内側の全周に亘る前記ずれの偏りを小さくする位置調整部とを備えることを特徴とする。 A measuring apparatus according to the present invention is a measuring apparatus that measures an inner shape of a hollow cylindrical object to be measured, and a light transmitting unit that transmits light in a first direction that is an axial direction of the hollow cylindrical object; A conversion unit that converts the direction of the light in a direction substantially orthogonal to the first direction, and a detection unit that detects light reflected on the inside of the object to be measured among the light whose direction is converted by the conversion unit. And a shape measuring unit for measuring an inner shape of the object to be measured by obtaining a deviation from a predetermined reference position based on a detection result of the detecting unit, and the deviation over the entire inner periphery of the object to be measured. And a position adjusting unit that reduces the bias of the apparatus.
特に、前記位置調整部は、前記第1の方向をZ軸とした場合のZ座標を検出するZ座標検出部と、所定のZ座標でZ軸に直交するXY座標における前記ずれの偏りを検出するXY座標ずれ検出部と、前記XY座標ずれ検出部が検出した前記ずれの偏りが小さくなる方向に前記送光部と前記変換部と前記検出部からなる測定光学系と前記被測定物とをXY座標上で相対移動させるXY座標移動部とで構成されることを特徴とする。 In particular, the position adjustment unit detects a Z coordinate detection unit that detects a Z coordinate when the first direction is the Z axis, and detects a deviation of the deviation in an XY coordinate orthogonal to the Z axis at a predetermined Z coordinate. An XY coordinate deviation detection unit, a measurement optical system including the light transmission unit, the conversion unit, and the detection unit in a direction in which the deviation of the deviation detected by the XY coordinate deviation detection unit is reduced, and the object to be measured. It is characterized by comprising an XY coordinate moving unit that relatively moves on the XY coordinates.
また、前記位置調整部に、前記XY座標ずれ検出部により複数のZ座標でXY座標のずれの偏りを検出し、前記複数のZ座標でのずれの偏りを演算して偏り補正量を求める演算部を更に設け、前記位置調整部は、測定前に、前記演算部により求めた前記偏り補正量だけ、前記XY座標移動部により前記測定光学系と前記被測定物とを相対移動させることを特徴とする。 Further, the position adjusting unit detects an XY coordinate deviation bias with a plurality of Z coordinates by the XY coordinate deviation detection unit, and calculates a deviation correction amount by calculating the deviation deviations with the plurality of Z coordinates. The position adjusting unit relatively moves the measurement optical system and the object to be measured by the XY coordinate moving unit by the amount of the bias correction obtained by the calculation unit before measurement. And
特に、前記演算部は、前記複数のZ座標でのずれの偏りを平均化して前記偏り補正量を求めることを特徴とする。 In particular, the arithmetic unit is characterized in that the deviation correction amount is obtained by averaging deviation deviations at the plurality of Z coordinates.
また、前記測定光学系と前記被測定物とを前記第1の方向に相対移動させるZ座標移動部を更に備え、前記位置調整部は、測定中に、前記Z座標移動部が前記測定光学系と前記被測定物とを所定間隔で相対移動させる毎に、前記XY座標ずれ検出部によりずれの偏りを検出し、前記XY座標移動部により前記測定光学系と前記被測定物とを前記ずれの偏りだけ相対移動させることを特徴とする。 Further, the apparatus further includes a Z coordinate moving unit that relatively moves the measurement optical system and the object to be measured in the first direction, and the position adjustment unit is configured so that the Z coordinate moving unit is the measurement optical system during measurement. And the object to be measured are moved relative to each other at a predetermined interval, the deviation of the deviation is detected by the XY coordinate deviation detection unit, and the measurement optical system and the object to be measured are moved by the XY coordinate movement unit. Relative movement is performed only by bias.
本発明に係る測定方法は、中空筒状の被測定物の内側形状を測定する測定方法であって、前記中空筒状の軸方向である第1の方向に送光する光の方向を前記第1の方向と略直交する方向に変換して前記被測定物の内側に照射し、前記被測定物の内側で反射する光の像を検出する測定光学系の測定結果に基づき、前記光の像の所定基準位置からのずれを求めることにより前記被測定物の内側形状を測定する際に、前記被測定物の内側の全周に亘る前記ずれの偏りを検出して、前記ずれの偏りが小さくなる方向に前記測定光学系と前記被測定物とを前記第1の方向に直交するXY座標上で相対移動させることを特徴とする。
A measuring method according to the present invention is a measuring method for measuring an inner shape of a hollow cylindrical object to be measured, wherein a direction of light transmitted in a first direction that is an axial direction of the hollow cylindrical shape is the first direction. The light image is converted into a direction substantially orthogonal to the
本発明によれば、簡易な構成で、複雑な演算を行うことなく、中空筒状の被測定物の内側形状を高精度で測定することができる。 According to the present invention, the inner shape of a hollow cylindrical object to be measured can be measured with high accuracy with a simple configuration and without performing complicated calculations.
以下、図面を参照して本発明の各実施形態について詳しく説明する。
(第1の実施形態)
図1は第1の実施形態に係る中空形状測定装置101のブロック図である。中空形状測定装置101は、中空筒状の物体の内側の形状を所定の高さ毎に測定して断面形状を求め、求めた断面形状を高さ方向に合成することによって、物体の中空形状を立体的に構築する装置である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram of a hollow
中空形状測定装置101は、送光部102と、円形スリット103と、光制限スリット104と、照明レンズ105と、ハーフミラー106と、対物レンズ107と、円錐型ミラー108と、結像レンズ110と、撮像部111と、画像処理部112と、Z軸駆動部本体113と、移動部114と、パソコン115と、Z軸位置検出部119と、XY座標移動部120とで構成される。
The hollow
移動部114は、ハーフミラー106に送光部102の光が入射する部分と、円錐型ミラー108の円周方向にあって被測定物109内側に挿入される移動部114の先端部分114aはガラスなどの透明な部材でできている。また、移動部114は、土台(不図示)に固定されたZ軸駆動部本体113によって、中心軸C1の方向に上下に駆動され、被測定物109の中空部分に移動部114の先端部分114aが出入りして被測定物109の内側形状を測定する。尚、送光部102,円形スリット103,光制限スリット104,照明レンズ105,ハーフミラー106,対物レンズ107,円錐型ミラー108,結像レンズ110および撮像部111は、移動部114により支持され一体となって測定光学系を構成し上下に移動する。また、Z軸位置検出部119は、移動部114のZ軸方向の位置を検出して、ケーブル121を介して画像処理部112に出力する。さらに、XY座標移動部120は、被測定物109を載せる台座を構成し、ケーブル122を介して画像処理部112から指示されたXY座標上の位置に移動する。特に、XY座標移動部120はX方向位置検出センサ120aとY方向位置検出センサ120bとを有し、画像処理部112から指示されたXY座標に被測定物109を正確に移動することができる。
The moving
送光部102から照射された光は、視野絞りに相当する円形スリット103のスリット103aを通って光制限スリット104に入射される。光制限スリット104を光束が通る際に、光束の半分(光束の中心を示す一点鎖線154を中心とする例えば内側部分の光束151)が遮蔽され、照明レンズ105側には出力されない。
The light emitted from the
ここで、円形スリット103および光制限スリット104の形状について、図2を用いて詳しく説明する。図2(a)に示した円形スリット103は、送光部102から照射される光をリング状に透過するスリット103aが設けられている。ここで、図1の光束の中心を示す一点鎖線154が円形スリット103の中央に位置するようにリング状のスリット103aが配置されている。
Here, the shapes of the
一方、図2(b)に示した光制限スリット104は、円形スリット103を透過した光束の半分を遮蔽して残りの半分を透過するリング状のスリット104aが設けられている。光制限スリット104の特徴は、一点鎖線C2およびC3で示したように、リング状のスリット104aの内径が光束の中心を示す一点鎖線154の位置に対応しているため、リング状のスリット104aは光束の外側半分しか透過しない。尚、円形スリット103および光制限スリット104は、例えば、液晶板を用いてリング状に光を透過するように液晶を制御することで実現できる。或いは、ガラス板などに遮光部分を蒸着したり、透過部分をエッチングするなどの方法によっても構わない。また、遮蔽率により撮像部111の感度がかわる。
On the other hand, the
光制限スリット104で光束の半分を遮蔽された光は、照明レンズ105を通ってハーフミラー106に入射される。ハーフミラー106は入射する光の方向を変換して、対物レンズ107側に反射する。ここで、ハーフミラー106が反射する光の方向を第1の方向と定義すると、ハーフミラー106で第1の方向に反射された光は、対物レンズ107を介して円錐型ミラー108に送光され、円錐型ミラー108で第1の方向に略直交する全周方向に被測定物109の内側に向けて水平に照射される。水平に照射された光は、被測定物109の内側で反射して再び円錐型ミラー108に再び入射され、対物レンズ107側に反射された後、ハーフミラー106および結像レンズ110を通って撮像部111の受光面に結像される。尚、撮像部111の受光面と、視野絞りを構成する円形スリット103と、被測定物109を設置する基準位置とは光学的に共役の位置にあり、これらの3ヶ所で焦点が合う状態になっている。また、ハーフミラー106で反射したリング状の光束のリング中心と円錐型ミラー108の中心は一致している。
The light whose half of the light beam is blocked by the
ここで、円錐型ミラー108の形状について、図3を用いて説明する。図3(a)は円錐型ミラー108の斜視図、同図(b)は上面図、同図(c)は側面図をそれぞれ示している。ハーフミラー106を介して第1の方向に反射された光束の中心を示す一点鎖線154は、円錐型ミラー108の外側に傾斜したミラー部分108aで第1の方向と略直交する方向に反射され、被測定物109の内側に照射される。この様子を詳しく描いたのが図1(a)である。光制限スリット104で遮光されずに透過した光束は、例えば、光束の中心を示す一点鎖線154から光束の外側を示す点線152の間にあり、円錐型ミラー108のミラー部分108aで反射される。さらに、光束の外側を示す点線152は被測定物109で反射し、実線153で示すように、再び円錐型ミラー108で対物レンズ107の方向に反射される。つまり、被測定物109の内側で反射して戻ってくる光束も半分が遮蔽されたままであり、光束の中心を示す一点鎖線154から光束の外側を示す実線153の間にある。
Here, the shape of the
この様子を図4を用いて説明する。図4は、図1の中空形状測定装置101の光学的な構成を描いた図で、図1と同符号のものは同じものを示している。送光部102は、光源130と、照明のNAを決める開口絞り131と、光源130の光を集光するレンズ132と、受光側のNAを決める結像絞り133とで構成される。尚、先に説明したように、撮像部111の受光面と、視野絞りを構成する円形スリット103と、基準位置における被測定物109のエリアとは光学的に共役の位置にあり、これらの3ヶ所で焦点が合う状態になっていることがわかる。図4において、光制限スリット104で光束の半分が遮蔽されているので、被測定物109から戻ってくる光束も半分が遮蔽され、斜線で示した光束の半分160は撮像部111には入射されない。
This will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram depicting the optical configuration of the hollow
次に、撮像部111の受光面に結像される画像を構成する点の像について図5を用いて説明する。同図(a)は、光制限スリット104が無い場合に、被測定物109の内側のある点を撮像部111で撮影した時の様子を示した図で、測定位置において穴径が異なる場合の光束の広がり、つまり撮像部111におけるピントのずれ(画像のボケ)の変化を描いてある。ここで、被測定物109の内径によってピントがずれるが、合焦位置の内径を基準穴径と定義し、中空形状測定装置101の光学系は、この基準穴径でピントがぴったり合うように予め校正されているものとする。
Next, an image of points constituting an image formed on the light receiving surface of the
同図(a)の451および451aから451fは撮像部111で撮像される像を示しており、直線401で示した部分が基準穴径の場合を示し、直線401より紙面上側に向かって穴径が大きくなり、逆に紙面下側に向かって穴径が小さくなる。例えば、基準穴径を撮影した場合は、光束451のように画像のボケはないが、穴径が基準穴径より大きくなるに従って、光束451a,451bおよび451cのように光束が広がっていく。同様に、穴径が基準穴径より小さくなるに従って、光束451d,451eおよび451fのように光束が広がっていく。つまり、光束の広がり量から基準穴径からのずれの大きさを計測することができる。ところが、この時の光束の広がり方は、穴径が大きくなっても小さくなっても基準穴径の合焦位置を通る軸C4の両側に同じように光束が広がるので、このままでは穴径が大きくなったのか小さくなったのか判別できない。
451 and 451a to 451f in FIG. 5A show images picked up by the
これに対して、本実施形態の場合は光制限スリット104によって被測定物109に照射する光束の半分を遮光しているので、穴径が異なる場合の光束の広がりの変化は図5(b)のようになる。同図において、基準穴径を撮影した場合は、光束452のように画像のボケはないが、穴径が基準穴径より大きくなるに従って、光束452a,452bおよび452cのように光束が広がっていく。同様に、穴径が基準穴径より小さくなるに従って、光束452d,452eおよび452fのように光束が広がっていく。ところが、図5(a)の場合とは異なり、光束452a,452bおよび452cの光束の広がり方は軸C4の紙面右側方向だけであり、同様に、光束452d,452eおよび452fの光束の広がり方は軸C4の紙面左側方向だけである。つまり、軸C4の紙面右側方向にずれているか左側方向にずれているかによって、被測定物109の穴径が基準穴径より大きくなったのか小さくなったのかを判別することができる。画像処理部112は、この判別結果と光束の広がり量から基準穴径からのずれの大きさを計測し、被測定物109の内側形状が基準穴径に対してどれだけ大きいか或いは小さいかを求めることができる。
On the other hand, in the case of the present embodiment, half of the light beam irradiated to the object to be measured 109 is shielded by the
図5では撮像部111の受光面に結像された光束の様子について説明したが、被測定物109の穴の形状によって、撮影画像がどのように変化するかについて図6を用いて説明する。同図は撮像部111の受光面501に結像された画像の全体の様子を示しており、同図(a)は基準穴径を測定した時の画像で、基準穴径位置C6部分に結像される。同図(b)は基準穴径より大きい穴を測定した時の画像で、基準穴径位置C6の外側にボケた画像が得られる。逆に、同図(c)は基準穴径より小さい穴を測定した時の画像で、基準穴径位置C6の内側にボケた画像が得られる。尚、同図(a),(b),(c)では分かり易いように基準穴径位置C6の両側に少し離して像を示す斜線部分を描いてあるが、実際には基準穴径位置C6部分に重なる。例えば、基準穴径位置C6より大きかったり小さかったりする四角い内側形状を有する被測定物109を測定した場合は、同図(d)で示すような画像が得られる。
Although the state of the light beam imaged on the light receiving surface of the
このように、画像処理部112は、撮像部111の受光面に結像された画像データを受け取ると、光束が広がる方向から被測定物109の内側形状が基準穴径よりも大きいか小さいかを判別し、さらに広がった光束の中心またはピーク位置と基準穴径位置C6との距離から被測定物109の内側の径(形状)を求めることができる。例えば、図6(b)の場合は広がった光束のピーク位置と基準穴径位置C6との距離Δx1を測定し、図6(c)の場合は距離Δx2を測定して、被測定物109の穴径を求める。また、全周範囲を細分化(例えば1°〜2°毎)してそれぞれ径(形状)を求めて合成することにより複雑な形状の測定が可能となる。尚、実際の測定においては、基準穴径と大きさが異なる穴径が分かっている校正用の工具を用いて、広がった光束のピーク位置と基準穴径位置C6との距離Δxと実際の穴径の差を予め測定しておき、距離Δxと実際の穴径の差の変換テーブルを準備しておくのが好ましい。
As described above, when the
次に、断面測定方法について説明する。図7(a)は受光面に結像している光リングを示している。まず、受光面の中心に仮中心を設定する。次に、その仮中心から、設定角度毎に放射方向の光強度を測定していく。光リングが結像している部分では光強度が強くなっている。このリング像の光量分布からリングの円周と定義する部分を算出する。 Next, a method for measuring a cross section will be described. FIG. 7A shows an optical ring imaged on the light receiving surface. First, a temporary center is set at the center of the light receiving surface. Next, from the temporary center, the light intensity in the radial direction is measured for each set angle. The light intensity is high at the portion where the light ring is imaged. A portion defined as the circumference of the ring is calculated from the light amount distribution of the ring image.
定義の方法はいくつかあり、例えば以下の方法が利用できる。
1)光量ピーク法:リングプロファイルのピーク位置周辺の光量分布の離散的なデータを近似式にフィッティングをおこない、そのピーク位置を算出する方法。
2)光量重心法:リングプロファイルのピーク位置周辺の光量分布の重心位置を算出する方法。
3)しきい値法:リングプロファイルのピーク位置から例えば30%暗い位置に閾値を設定し、プロファイルと交わった位置の中間位置を算出する方法。
There are several definition methods. For example, the following methods can be used.
1) Light quantity peak method: A method of calculating the peak position by fitting discrete data of the light quantity distribution around the peak position of the ring profile to an approximate expression.
2) Light intensity centroid method: A method of calculating the centroid position of the light intensity distribution around the peak position of the ring profile.
3) Threshold method: A method in which a threshold is set, for example, at a position 30% darker than the peak position of the ring profile, and an intermediate position between the positions intersecting the profile is calculated.
例えば上記の光重心法でそれぞれの方向における円周位置を求めていく。図7(a)では45度毎に算出した場合を示しており、図7(b)に示す光リングの円周点がポイント8点求まる。その後、これらのポイントから最小自乗法などの数学的手法を用いて、光リングの大きさやリングの中心を求める。さらに、光リングの大きさから直接被測定物の内径を算出することもできる。また、前述のように、基準リング寸法からの差分を算出することもできる。 For example, the circumferential position in each direction is obtained by the above optical center of gravity method. FIG. 7A shows a case where calculation is performed every 45 degrees, and 8 points are obtained as the circumferential points of the optical ring shown in FIG. 7B. Thereafter, the size of the optical ring and the center of the ring are obtained from these points using a mathematical method such as a least square method. Furthermore, the inner diameter of the object to be measured can be directly calculated from the size of the optical ring. Further, as described above, the difference from the reference ring dimension can also be calculated.
ところが、図8(a)に示したように移動部114の中心軸CA1と、被測定物109の中心軸CA2とがXY平面上でずれていた場合や、図8(b),(c)に示したように被測定物109の中心軸CA3がZ軸方向に対して傾きを有する場合、或いは図8(c)に示したように被測定物109の内側の形状がZ軸方向に対してジグザグ状に傾きを有する場合では、図6で説明したように基準穴径位置C6に対して光束の広がる方向が対称的にならない。この様子について図9を用いて説明する。
However, as shown in FIG. 8A, the center axis CA1 of the moving
図9は、基準穴径位置C6と同じ穴径の被測定物109を測定した時の光束の広がりを示したものであるが、移動部114の中心軸CA1と、被測定物109の中心軸CA2とがXY平面上でずれているので、基準穴径位置C6の中心座標Rxyに対して被測定物109の内側形状の中心座標Pnxyとが偏芯したように像が広がる。基準穴径位置C6の中心座標Rxyに対して被測定物109の内側形状の中心座標Pnxyがずれていない場合は、図6(b),(c)で説明したように、被測定物109の内側形状の大きさに応じて円周上に均一に像が広がるが、基準穴径位置C6の中心座標Rxyに対して被測定物109の内側形状の中心座標Pnxyがずれている場合は、図9の斜線で示した部分のように円周上に均一に像が広がらず、ずれの偏りが生じる。この場合、点Q1および点Q2においては、基準穴径位置C6と被測定物109との内径がぴったりと一致するので、形成される像の輝度QBは高くなるが、断面S1−S2で切り取った像の輝度SB1およびSB2のように広がって分布する。
FIG. 9 shows the spread of the luminous flux when measuring the measured
このように、移動部114の中心軸CA1と、被測定物109の中心軸CA2とがXY平面上でずれている場合は、被測定物109の円周上の位置によって測定精度が異なってしまうので、正確な測定を行うことができない。尚、図8(b),(c)に示したように、被測定物109の中心軸CA3,CA4が移動部114の中心軸CA1に対して傾きを有する場合も同様である。
As described above, when the center axis CA1 of the moving
そこで、本実施形態では、移動部114の中心と、被測定物109の中心とのXY平面上でのずれを補正するようになっている。次に、移動部114の中心と、被測定物109の中心とのXY平面上でのずれについて図10を用いて説明する。
Therefore, in the present embodiment, the deviation on the XY plane between the center of the moving
図10は、図8(b)で説明したように、被測定物109の中心軸CA3が移動部114の中心軸CA1(Z軸方向とする)に対して傾いている場合の様子を示している。図10において、移動部114の中心軸CA1に対する被測定物109の中心軸CA3の位置ずれはZ軸方向の位置に応じて変化する。例えば、位置Z1では被測定物109の内側形状601のZ軸に直交するXY平面上の中心座標はP1xyであるが、位置Z2では被測定物109の内側形状602の中心座標はP2xyとなり、基準穴径位置C6の中心座標Rxyとのずれは位置Z1より大きくなる。同様に、位置Z3では被測定物109の内側形状603の中心座標はP3xyとなり、基準穴径位置C6の中心座標Rxyとのずれは位置Z1よりさらに大きくなる。
FIG. 10 shows a state in which the central axis CA3 of the
次に、このような位置ずれを補正する場合の中空形状測定装置101の測定の流れについて、図11のフローチャートを用いて説明する。尚、分かり易いように、位置ずれ補正に関係する処理を300番台のステップ番号で示し、位置ずれ補正以外の処理を200番台のステップ番号で示してある。
(ステップS201)先ず、被測定物109を移動部114の下にセットする。
(ステップS202)次に、移動部114のZ軸方向の測定レンジ(移動範囲)やZ軸方向の測定ピッチ(移動ピッチ)などの測定仕様をパソコン115から入力する。パソコン115で入力された測定仕様は、ケーブル118を介して画像処理部112に出力され、画像処理部112はケーブル117を介してZ軸駆動部本体113に移動部114を送光部102等と共に測定開始位置に移動するよう指令する。
(ステップS301)位置ずれ大きさを仮測定する処理を行う。ここで、サブルーチン化された位置ずれ仮測定処理について、図12を用いて詳しく説明する。
Next, the measurement flow of the hollow
(Step S201) First, the
(Step S202) Next, measurement specifications such as a measurement range (movement range) in the Z-axis direction and a measurement pitch (movement pitch) in the Z-axis direction of the moving
(Step S301) A process of temporarily measuring the size of the positional deviation is performed. Here, the positional deviation temporary measurement processing that is made into a subroutine will be described in detail with reference to FIG.
図12は、位置ずれ仮測定処理のサブルーチンで、図10で示したようにZ軸方向のZ座標毎に被測定物109の内側形状の中心座標を測定する処理である。
(ステップS311)移動部114の現在位置で送光部102から光を照射し、撮像部111で画像を撮影する。
(ステップS312)撮像部111で受光した画像をケーブル116を介して画像処理部112に出力する。
(ステップS313)画像処理部112は、ケーブル121を介して接続されているZ軸位置検出部119から移動部114の現在位置(Z座標)を読み取る。
(ステップS314)画像処理部112は、撮影した画像から被測定物109の内側形状の中心座標を測定する。尚、中心座標は、先ず図6および図7で説明したように被測定物109の内側形状を求め、内側形状の各辺からの等距離の位置或いは重心位置を中心座標として求めることができる。
(ステップS315)測定仕様に従って、測定が完了したか否かを判断する。例えば、移動部114が移動範囲の終了位置に達していない場合はステップS316に進み、終了位置に達している場合はステップS317に進む。
(ステップS316)移動部114を設定された測定ピッチに従って、次の測定位置までZ軸方向に移動してステップS311に戻り、当該位置での位置ずれ仮測定を継続して行う。
(ステップS317)移動部114が設定されたZ軸方向の移動範囲の終了位置に達すると位置ずれ仮測定処理のサブルーチンを終了して、メインルーチンに戻る。
FIG. 12 is a process for measuring the center coordinates of the inner shape of the
(Step S 311) Light is emitted from the
(Step S 312) The image received by the
(Step S313) The
(Step S314) The
(Step S315) It is determined whether the measurement is completed according to the measurement specification. For example, if the moving
(Step S316) The moving
(Step S317) When the moving
図11のステップS301の位置ずれ仮測定処理が終了すると、ステップS302の処理を行う。
(ステップS302)画像処理部112は、ステップS301の位置ずれ仮測定処理で測定したZ座標毎の被測定物109の内側形状の中心座標から位置ずれ量を算出する。例えば、仮測定したZ座標がZ1,Z2・・・Znのn個であった場合、それぞれの被測定物109の内側形状の中心座標をP1xy,P2xy・・・Pnxyとする。この場合のn個の中心座標の平均値を算出し、これを平均中心座標Pavexyとする。さらに、求めた平均中心座標Pavexyと基準穴径位置C6の中心座標Rxyとの差分ΔxyをXY座標上の位置ずれ量として算出することができる。尚、ここでは説明が分かり易いように、単純にn個のZ座標毎の中心座標の平均値を求めたが、最小二乗法などの手法を用いても構わないし、Z座標(高さ位置)によって重み付けを行うようにしても構わない。例えば、精度良く測定したい高さ位置で重み付けを大きくすることで、当該部分の測定精度を向上することができる。
(ステップS303)画像処理部112は、ステップS302で求めた基準穴径位置C6の中心座標Rxyとの差分ΔxyだけXY座標上の位置ずれを調整する。例えば、差分Δxy(Δx,Δy)であった場合、画像処理部112は、XY座標移動部120に指令して、現在のXY座標位置に対してX軸方向にΔxだけ、Y軸方向にΔyだけ、それぞれ移動させる。
When the temporary displacement measurement process in step S301 in FIG. 11 is completed, the process in step S302 is performed.
(Step S302) The
(Step S303) The
ここまでの処理で、ステップS302で求めた平均中心座標Pavexyと基準穴径位置C6の中心座標Rxyとが一致する位置に被測定物109が配置される。以降、位置ずれ調整された状態で、中空形状測定装置101の内側形状の測定を行う。
(ステップS203)移動部114の現在位置で送光部102から光を照射し、撮像部111で画像を撮影する。
(ステップS204)撮像部111で受光した画像をケーブル116を介して画像処理部112に出力する。
(ステップS205)画像処理部112は、図5および図6で説明したように、被測定物109の内径(形状)を求める。
(ステップS206)測定仕様に従って、測定が完了したか否かを判断する。例えば、Z軸方向の移動部114が移動範囲の終了位置に達していない場合はステップS207に進み、終了位置に達している場合はステップS208に進む。
(ステップS207)移動部114を設定された測定ピッチに従って、次の測定位置までZ軸方向に移動してステップS203に戻り、当該位置での測定を行う。
(ステップS208)移動部114が設定されたZ軸方向の移動範囲の終了位置に達して測定を終了した場合は、被測定物109の内側の高さ(測定光学系との相対位置)毎の形状を求め、これらの形状を合成して中空形状データを作成する。
Through the processing so far, the
(Step S <b> 203) Light is emitted from the
(Step S <b> 204) The image received by the
(Step S205) As described with reference to FIGS. 5 and 6, the
(Step S206) It is determined whether the measurement is completed according to the measurement specification. For example, if the moving
(Step S207) The moving
(Step S208) When the
ここで、中空形状データの合成方法について、図13を用いて説明する。図13において、701から706は、Z軸方向(高さ方向)にそれぞれ高さ(n)から(n+5)まで所定ピッチ毎に可変した時の被測定物109の内側形状を示している。尚、図10では分かり易いように内側形状は円で示してあるが、被測定物109によっては半径が異なる凹凸のある内側形状の場合もある。各高さ毎に内側形状701から706を合成することによって、被測定物109の中空形状データを求めることができ、この中空形状データから立体的な中空形状109aを構築することができる。
Here, a method for synthesizing hollow shape data will be described with reference to FIG. In FIG. 13,
さて、図11のフローチャートに戻って説明を続ける。
(ステップS209)画像処理部112で作成された中空形状データは、ケーブル118を介してパソコン115に出力され、パソコン115の画面に表示される。
(ステップS210)必要に応じて、パソコン115では、キーボードやマウスを操作して、画面に表示されている被測定物109の任意の位置を指定して、画像処理部112から受け取った被測定物109の中空形状データから指定された各部の大きさや長さを表示する。
(ステップS211)全ての計測を終了する。
Returning to the flowchart of FIG.
(Step S209) The hollow shape data created by the
(Step S210) If necessary, the
(Step S211) All measurements are terminated.
このように、本実施形態に係る中空形状測定装置101は、所定ピッチで移動部114を上下させながら、被測定物109の所定の高さ毎に基準穴径とのずれから内側形状を求め、高さ毎の内側形状を合成することによって物体の中空形状を立体的に構築することができる。特に、被測定物109の内側がZ軸方向に対して傾斜している場合でも、傾斜の平均中心座標Pavexyと基準穴径位置C6の中心座標Rxyとが一致する位置に被測定物109が配置されるので、高い精度で被測定物109の中空形状を測定することができる。
As described above, the hollow
(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態に係る中空形状測定装置101について説明する。本実施形態に係る中空形状測定装置101の構成は、図1に示した第1の実施形態に係る中空形状測定装置101と同じである。本実施形態と第1の実施形態との相違点は、被測定物109の内側形状の中心座標Pnxyと基準穴径位置C6の中心座標Rxyとの位置ずれの補正方法が異なることである。ここでは、第1の実施形態と異なる部分のみ説明する。
(Second Embodiment)
Next, the hollow
図14のフローチャートは、本実施形態における中空形状測定装置101の測定の流れを示している。尚、第1の実施形態と同じ処理は同じステップ番号で示してある。また、本実施形態で異なる処理は400番台のステップ番号で示してある。ステップS201,ステップS202,ステップS301までの処理は、第1の実施形態の図11のフローチャートと同じである。つまり、被測定物109を移動部114の下にセットし、移動部114の測定レンジ(移動範囲)や測定ピッチ(移動ピッチ)などの測定仕様をパソコン115から入力する。さらに、位置ずれ大きさを仮測定する処理を行って、Z座標毎に被測定物109の内側形状の中心座標を測定する。
The flowchart of FIG. 14 shows a measurement flow of the hollow
(ステップS401)画像処理部112は、ステップS301の位置ずれ仮測定処理で測定した被測定物109の内側形状の中心座標から位置ずれ量をZ座標を変数とする関数(位置ずれ関数f(z))を求める。例えば、任意のZ軸位置(高さz)での基準穴径位置C6の中心座標Rxyとの差分Δxyは、
差分Δxy=Rxy−f(z) ・・・(式1)
の式によって求めることができる。尚、位置ずれ関数f(z)は一次関数であるとは限らない。なお、一次関数で求まらない場合は高次関数としてもよく、Z方向を分割して各分割エリア毎に一次関数としてもよい。
(Step S401) The
Difference Δxy = Rxy−f (z) (Formula 1)
It can be calculated by the following formula. Note that the displacement function f (z) is not necessarily a linear function. In addition, when it cannot obtain | require with a linear function, it is good also as a high-order function, and it is good also as a linear function for every divided area by dividing | segmenting a Z direction.
(ステップS402)ステップS202で設定された測定仕様に従って、画像処理部112は、ケーブル117を介してZ軸駆動部本体113に移動部114を送光部102等と共に測定開始位置(初期位置)に移動するよう指令する。
(Step S402) In accordance with the measurement specification set in Step S202, the
(ステップS403)画像処理部112は、ケーブル121を介して接続されているZ軸位置検出部119から移動部114の現在位置(Z座標)を読み取る。読み取ったZ座標をステップS401で求めた位置ずれ関数f(z)に代入して、現在位置での位置ずれ量を算出する。つまり、(式1)によって差分Δxy(Δx,Δy)を求める。
(Step S <b> 403) The
(ステップS404)画像処理部112は、差分Δxy(Δx,Δy)であった場合、画像処理部112は、XY座標移動部120に指令して、現在のXY座標位置に対してX軸方向にΔxだけ、Y軸方向にΔyだけ、それぞれ移動させる。この結果、基準穴径位置C6の中心座標Rxyと高さzでの被測定物109の内側形状の中心座標とが一致する(位置ずれ調整)。尚、画像処理部112は、位置ずれ調整した差分Δxy(Δx,Δy)をZ座標(高さ)に対応させて記憶しておく。
(Step S404) If the difference is Δxy (Δx, Δy), the
次のステップS203からステップS205までの処理は、第1の実施形態の図11のフローチャートと同じである。 The processing from the next step S203 to step S205 is the same as the flowchart of FIG. 11 of the first embodiment.
(ステップS405)図11のステップS206と同様に、測定仕様に従って、測定が完了したか否かを判断する。移動部114が設定されたZ軸方向の移動範囲の終了位置に達していない場合はステップS406に進み、終了位置に達している場合はステップS407に進む。
(Step S405) Similar to step S206 in FIG. 11, it is determined whether the measurement is completed according to the measurement specification. If the moving
(ステップS406)図11のステップS207と同様に、移動部114を設定された測定ピッチに従って、次の測定位置までZ軸方向に移動する。処理後は、ステップS403に戻り、当該位置での位置ずれ量の算出を行う。
(Step S406) Similar to step S207 in FIG. 11, the moving
(ステップS407)移動部114が設定されたZ軸方向の移動範囲の終了位置に達して測定を終了した場合は、被測定物109の内側の高さ(測定光学系との相対位置)毎の形状を求め、これらの形状を合成して中空形状データを作成する。
(Step S407) When the
ここで、本実施形態における中空形状データの合成方法について、図15を用いて説明する。図15(a)において、711から716は、Z軸方向(高さ方向)にそれぞれ高さ(n)から(n+5)まで所定ピッチ毎に可変した時の被測定物109の内側形状を示している。尚、第1の実施形態の図13では被測定物109の内側形状は斜めに傾いたまま測定されていたが、本実施形態では高さ毎に基準穴径位置C6の中心座標Rxyとのずれを調整して測定するので、図15(a)に示したように、被測定物109の内側形状の傾きは補正されて、傾いていない状態の中空形状データが合成される。そこで、本実施形態ではずれ量を補正して合成する。画像処理部112は、ステップS404において位置ずれ調整した差分Δxy(Δx,Δy)をZ座標(高さ)に対応させて記憶しているので、図15(a)の内側形状711から715のXY座標上の位置をZ座標毎に補正し、図15(b)に示すように、内側形状721から725のように、実際の被測定物109と同じになるように合成して表示する。尚、図15では、内側形状706の中心座標は基準穴径位置C6の中心座標Rxyと一致させて描いてある。
Here, a method for synthesizing hollow shape data in the present embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 15A,
次のステップS209からステップS211までの処理は、第1の実施形態の図11のフローチャートと同じで、ステップS407で合成された中空形状データが図15(b)のようにパソコン115の画面に表示される。
The processing from the next step S209 to step S211 is the same as the flowchart of FIG. 11 of the first embodiment, and the hollow shape data synthesized in step S407 is displayed on the screen of the
このように、本実施形態に係る中空形状測定装置101は、所定ピッチで移動部114を上下させながら、被測定物109の所定の高さ毎に基準穴径とのずれから内側形状を求め、高さ毎の内側形状を合成することによって物体の中空形状を立体的に構築することができる。特に、被測定物109の内側がZ軸方向に対して傾斜している場合でも、高さ毎の測定時に被測定物109の中心座標Pnxyと基準穴径位置C6の中心座標Rxyとの位置ずれが一致するように被測定物109のXY座標上の位置を調整するので、高さに依らず常に高い精度で被測定物109の中空形状を測定することができる。
As described above, the hollow
(第3の実施形態)
次に、第3の実施形態に係る中空形状測定装置101について説明する。本実施形態に係る中空形状測定装置101の構成は、図1に示した第1の実施形態に係る中空形状測定装置101と同じである。本実施形態と第1の実施形態および第2の実施形態との相違点は、被測定物109の内側形状の中心座標Pnxyと基準穴径位置C6の中心座標Rxyとの位置ずれの補正方法が異なることである。ここでは、第1の実施形態および第2の実施形態と異なる部分のみ説明する。
(Third embodiment)
Next, a hollow
図16のフローチャートは、本実施形態における中空形状測定装置101の測定の流れを示している。尚、第1の実施形態と同じ処理は同じステップ番号で示してある。また、本実施形態で異なる処理は500番台のステップ番号で示してある。ステップS201,ステップS202までの処理は、第1の実施形態の図11のフローチャートと同じである。つまり、被測定物109を移動部114の下にセットし、移動部114の測定レンジ(移動範囲)や測定ピッチ(移動ピッチ)などの測定仕様をパソコン115から入力する。
The flowchart of FIG. 16 shows a measurement flow of the hollow
(ステップS501)図14のステップS402と同様に、ステップS202で設定された測定仕様に従って、画像処理部112は、ケーブル117を介してZ軸駆動部本体113に移動部114を送光部102等と共に測定開始位置(初期位置)に移動するよう指令する。
(Step S501) Similar to step S402 in FIG. 14, according to the measurement specification set in step S202, the
(ステップS502)図12のステップS314と同様に、画像処理部112は、撮影した画像から被測定物109の内側形状の中心座標を測定する。
(Step S502) Similar to step S314 in FIG. 12, the
(ステップS503)図12のステップS302と同様に、画像処理部112は、ステップS502で求めた被測定物109の内側形状の中心座標から位置ずれ量を算出する。
(Step S503) Similar to step S302 in FIG. 12, the
(ステップS504)図12のステップS303と同様に、画像処理部112は、XY座標移動部120に指令して、ステップS502で求めた基準穴径位置C6の中心座標Rxyとの差分ΔxyだけXY座標上の位置ずれを調整する。この時点で、ステップS502で求めた被測定物109の内側形状の中心座標と基準穴径位置C6の中心座標Rxyとが一致する位置に被測定物109が配置される。尚、画像処理部112は、位置ずれ調整した差分Δxy(Δx,Δy)を調整時のZ座標(高さ)に対応させて記憶しておく。
(Step S504) Similar to step S303 in FIG. 12, the
次のステップS203からステップS205までの処理は、第1の実施形態の図11のフローチャートと同じである。 The processing from the next step S203 to step S205 is the same as the flowchart of FIG. 11 of the first embodiment.
(ステップS505)図11のステップS206と同様に、測定仕様に従って、測定が完了したか否かを判断する。移動部114が設定されたZ軸方向の移動範囲の終了位置に達していない場合はステップS506に進み、終了位置に達している場合はステップS507に進む。
(Step S505) Similar to step S206 in FIG. 11, it is determined whether the measurement is completed according to the measurement specification. If the moving
(ステップS506)図11のステップS207と同様に、移動部114を設定された測定ピッチに従って、次の測定位置までZ軸方向に移動する。処理後は、ステップS502に戻り、当該位置での被測定物109の内側形状の中心座標を測定する。
(Step S506) Similar to step S207 of FIG. 11, the moving
(ステップS507)移動部114が設定されたZ軸方向の移動範囲の終了位置に達して測定を終了した場合は、被測定物109の内側の高さ(測定光学系との相対位置)毎の形状を求め、これらの形状を合成して中空形状データを作成する。この時、図14のステップS407と同様に、作成される中空形状データは、ステップS504で高さ毎に被測定物109の内側形状の中心座標のずれは補正されているので、図15(a)に示すように、傾いていない状態の中空形状データが合成される。そこで、第2の実施形態と同様に、ずれ量を補正して合成する。画像処理部112は、ステップS504で位置ずれ調整した差分Δxy(Δx,Δy)を調整時のZ座標(高さ)に対応させて記憶しているので、図15(a)の内側形状711から715のXY座標上の位置をZ座標毎に補正し、図15(b)に示すように、内側形状721から725のように、実際の被測定物109と同じになるように中空形状データを合成する。
(Step S507) When the
次のステップS209からステップS211までの処理は、第1の実施形態の図11のフローチャートと同じで、ステップS507で合成された中空形状データが図15(b)のようにパソコン115の画面に表示される。
The processing from the next step S209 to step S211 is the same as the flowchart of FIG. 11 of the first embodiment, and the hollow shape data synthesized in step S507 is displayed on the screen of the
尚、第3の実施形態では、ステップS502で位置ずれ調整のための仮測定を行って中心座標を求めた後、位置ずれを調整してからステップS203で被測定物109の内側形状を本測定するようにしたが、仮測定と本測定とを同時に行って、次の測定の位置ずれ調整量を予測するようにしても構わない。例えば、図10の位置Z1での測定時に、次に測定する位置Z2の中心座標を予測し、Z軸の移動と同時にXY座標の移動も行って、次の測定位置Z2で本測定を行う。予測方法は、例えば、最初の数点を測定して、その傾きから次の中心座標を予測することができる。予測処理を行うことで、仮測定が不要となり、移動部114をZ軸方向に移動すると同時にXY座標移動部120で位置ずれを調整するので、測定時間を短縮することができる。
In the third embodiment, provisional measurement for misalignment adjustment is performed in step S502 to obtain the center coordinates, and then the misalignment is adjusted, and then the inner shape of the
このように、本実施形態に係る中空形状測定装置101は、所定ピッチで移動部114を上下させながら、被測定物109の所定の高さ毎に基準穴径とのずれを補正して内側形状を求め、高さ毎の内側形状を合成することによって物体の中空形状を立体的に構築することができる。特に、被測定物109の内側がZ軸方向に対して傾斜している場合でも、高さ毎の測定時に被測定物109の中心座標Pnxyと基準穴径位置C6の中心座標Rxyとの位置ずれが一致するように被測定物109のXY座標上の位置を調整するので、高さに依らず常に高い精度で被測定物109の中空形状を測定することができる。
As described above, the hollow
尚、各実施形態では、画像処理を行う画像処理部112と、中空形状測定装置101全体の操作や測定結果の表示を行うパソコン115とを別々に設けたが、パソコン115に画像処理部112のハードウェアおよびソフトウェアを内蔵するようにしても構わない。或いは、逆に画像処理部112に操作部や表示部を設けて、中空形状測定装置101専用の制御部としても構わない。
In each embodiment, the
また、各実施形態では、XY座標移動部120で被測定物109を移動するようにしたが、移動部114側を移動するようにしても構わないし、被測定物109をX座標方向またはY座標方向に移動させ、移動部114をY座標方向またはX座標方向に移動させるようにしても構わない。つまり、被測定物109側と移動部114側とをXY座標上で相対移動させる機構であればよい。
Moreover, in each embodiment, although the to-
101・・・中空形状測定装置;102・・・送光部;103・・・円形スリット;104・・・光制限スリット;105・・・照明レンズ;106・・・ハーフミラー;107・・・対物レンズ;108・・・円錐型ミラー;109・・・被測定物;110・・・結像レンズ;111・・・撮像部;112・・・画像処理部;113・・・Z軸駆動部本体;114・・・移動部;115・・・パソコン;119・・・Z軸位置検出部;120・・・XY座標移動部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記中空筒状の軸方向である第1の方向に光を送光する送光部と、
前記第1の方向と略直交する方向に前記光の方向を変換する変換部と、
前記変換部で方向が変換された光のうち前記被測定物の内側で反射した光を検出する検出部と、
前記検出部の検出結果に基づいて、所定基準位置からのずれを求めることにより前記被測定物の内側形状を測定する形状測定部と、
前記被測定物の内側の全周に亘る前記ずれの偏りを小さくする位置調整部と
を備えることを特徴とする測定装置。 A measuring device for measuring the inner shape of a hollow cylindrical object to be measured,
A light transmitting section for transmitting light in a first direction which is the axial direction of the hollow cylinder;
A converter that converts the direction of the light into a direction substantially orthogonal to the first direction;
A detection unit for detecting light reflected on the inside of the object to be measured among the light whose direction is converted by the conversion unit;
Based on the detection result of the detection unit, a shape measuring unit that measures the inner shape of the object to be measured by obtaining a deviation from a predetermined reference position;
A position adjusting unit that reduces the deviation of the deviation over the entire inner circumference of the object to be measured.
前記位置調整部は、前記第1の方向をZ軸とした場合のZ座標を検出するZ座標検出部と、所定のZ座標でZ軸に直交するXY座標における前記ずれの偏りを検出するXY座標ずれ検出部と、前記XY座標ずれ検出部が検出した前記ずれの偏りが小さくなる方向に前記送光部と前記変換部と前記検出部からなる測定光学系と前記被測定物とをXY座標上で相対移動させるXY座標移動部とで構成されること
を特徴とする測定装置。 The measuring apparatus according to claim 1,
The position adjusting unit detects a Z coordinate when the first direction is the Z axis, and detects an offset of the deviation in an XY coordinate perpendicular to the Z axis with a predetermined Z coordinate. XY coordinates of the measurement optical system including the light transmission unit, the conversion unit, and the detection unit in the direction in which the deviation of the deviation detected by the coordinate deviation detection unit, the XY coordinate deviation detection unit is reduced, and the object to be measured A measuring apparatus comprising: an XY coordinate moving unit that relatively moves above.
前記位置調整部に、前記XY座標ずれ検出部により複数のZ座標でXY座標のずれの偏りを検出し、前記複数のZ座標でのずれの偏りを演算して偏り補正量を求める演算部を更に設け、
前記位置調整部は、測定前に、前記演算部により求めた前記偏り補正量だけ、前記XY座標移動部により前記測定光学系と前記被測定物とを相対移動させること
を特徴とする測定装置。 The measuring apparatus according to claim 2,
A calculating unit for detecting a bias deviation of XY coordinates at a plurality of Z coordinates by the XY coordinate shift detection unit and calculating a bias correction amount by calculating a bias of the shifts at the plurality of Z coordinates; In addition,
The position adjusting unit relatively moves the measurement optical system and the object to be measured by the XY coordinate moving unit by the bias correction amount obtained by the calculation unit before measurement.
前記演算部は、前記複数のZ座標でのずれの偏りを平均化して前記偏り補正量を求めること
を特徴とする測定装置。 The measuring device according to claim 3,
The computing unit obtains the bias correction amount by averaging the bias of deviations at the plurality of Z coordinates.
前記測定光学系と前記被測定物とを前記第1の方向に相対移動させるZ座標移動部を更に備え、
前記位置調整部は、測定中に、前記Z座標移動部が前記測定光学系と前記被測定物とを所定間隔で相対移動させる毎に、前記XY座標ずれ検出部によりずれの偏りを検出し、前記XY座標移動部により前記測定光学系と前記被測定物とを前記ずれの偏りだけ相対移動させること
を特徴とする測定装置。 The measuring apparatus according to claim 2,
A Z coordinate moving unit that relatively moves the measuring optical system and the object to be measured in the first direction;
The position adjustment unit detects deviation of deviation by the XY coordinate deviation detection unit every time the Z coordinate movement unit relatively moves the measurement optical system and the object to be measured at a predetermined interval during measurement. The measurement apparatus characterized in that the measurement optical system and the object to be measured are relatively moved by the deviation deviation by the XY coordinate moving unit.
前記中空筒状の軸方向である第1の方向に送光する光の方向を前記第1の方向と略直交する方向に変換して前記被測定物の内側に照射し、前記被測定物の内側で反射する光の像を検出する測定光学系の測定結果に基づき、前記光の像の所定基準位置からのずれを求めることにより前記被測定物の内側形状を測定する際に、前記被測定物の内側の全周に亘る前記ずれの偏りを検出して、前記ずれの偏りが小さくなる方向に前記測定光学系と前記被測定物とを前記第1の方向に直交するXY座標上で相対移動させること
を特徴とする測定方法。 A measuring method for measuring the inner shape of a hollow cylindrical object to be measured,
The direction of light transmitted in the first direction which is the axial direction of the hollow cylinder is converted into a direction substantially orthogonal to the first direction and irradiated to the inside of the object to be measured. When measuring the inner shape of the object to be measured by determining the deviation of the light image from a predetermined reference position based on the measurement result of the measuring optical system that detects the image of the light reflected on the inside, the measured object The deviation of the deviation over the entire inner circumference of the object is detected, and the measurement optical system and the object to be measured are relative to each other on the XY coordinates orthogonal to the first direction in a direction in which the deviation of the deviation is reduced. A measuring method characterized by moving.
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