JP2012107978A - Thickness measurement apparatus of translucent tubular object - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To quickly and accurately measure the thickness of a translucent tubular object over the whole region.SOLUTION: A measuring laser beam is reflected by a galvano mirror 35, the reflected light beam is applied to a glass tube G, the reflected light beam reflected on the outer peripheral surface of the glass tube G and the reflected light beam reflected on the inner peripheral surface are received by a line sensor 39, and the thickness of the glass tube G is detected from receiving positions of respective reflected light beams. A servo laser beam from a servo laser light source 40 is reflected by the galvano mirror 35 and the reflected light beams is applied to a measuring laser beam irradiation position on the glass tube G or its nearby position from a Z-axis direction. By receiving the reflected light beam of the servo laser beam from the glass tube G by a photodetector 48 and controlling the drive of a motor 36 by a Y-axis direction error signal generation circuit 119, a Y-axis direction servo circuit 120 and a Y-axis direction drive circuit 121, the rotation of the galvano mirror 35 around an X axis is servo-controlled so that the optical axis of the measuring laser beam intersects with a center axis of the glass tube G.

Description

本発明は、レーザ光をガラス管などの透光性管状物体の表面に照射し、透光性管状物体の表面からの反射光を受光することで、透光性管状物体の厚さを測定する透光性管状物体の厚さ測定装置に関する。   The present invention measures the thickness of a translucent tubular object by irradiating the surface of the translucent tubular object such as a glass tube with laser light and receiving reflected light from the surface of the translucent tubular object. The present invention relates to a thickness measuring device for a translucent tubular object.

従来から、ガラス製品のような透光性物体の厚さが規格通りに作製されているかを検査するために、透光性物体の厚さを測定することが行われている。このような測定は透光性物体の表面を傷つけないため、非接触で行われることが多く、このための測定装置としては、例えば下記特許文献1に記載されているように、透光性物体の表面に対して斜めにレーザ光を照射し、表面と裏面で反射した反射光を受光センサで受光し、受光位置の差から透光性物体の厚さを求める装置が多く使用されている。また、透光性物体の厚さを測定する装置としては、これに限らず、例えば下記特許文献2に記載されているように、スーパー・ルミネッセント・ダイオード光源(SLD光源)からの広波長帯域のレーザ光を検査対象物の表面に照射し、検査対象物の表面からの反射光と、検査対象物への表面へのレーザ光の照射経路に設けた基準面からの反射光とを干渉させて回折格子に導き、回折格子で波長ごとに分光することで検査対象物の変位を求める装置を採用することもできる。すなわち、透光性物体に広波長帯域のレーザ光を照射し、透光性物体の表面と裏面での反射光を干渉させて回折格子に導き、回折格子で波長ごとに分光してCCD等で受光し、受光位置ごとの光強度を取得する。この受光位置ごとの光強度(すなわち、受光曲線)は、反射光の干渉による光強度が反射レーザ光の波長と透光性物体の表裏面間の距離との関係で定まるとともに、同一波長の反射レーザ光同士の干渉のみによってもたらされるので、透光性物体の表裏面間の距離(すなわち、厚さ)により異なる。よって、受光曲線を解析することで、透光性物体の厚さを求めるというものである。   Conventionally, in order to inspect whether or not the thickness of a translucent object such as a glass product is manufactured according to a standard, the thickness of the translucent object is measured. Since such measurement does not damage the surface of the translucent object, it is often performed in a non-contact manner. As a measuring apparatus for this purpose, for example, as described in Patent Document 1 below, the translucent object is used. Many apparatuses are used that irradiate laser light obliquely to the surface of the light, receive reflected light reflected by the front surface and the back surface with a light receiving sensor, and determine the thickness of the translucent object from the difference between the light receiving positions. Further, the apparatus for measuring the thickness of the translucent object is not limited to this. For example, as described in Patent Document 2 below, a wide wavelength band from a super luminescent diode light source (SLD light source) is used. The surface of the inspection object is irradiated with laser light, and the reflected light from the surface of the inspection object interferes with the reflected light from the reference surface provided in the laser light irradiation path to the surface of the inspection object. It is also possible to employ a device that obtains the displacement of the object to be inspected by guiding to the diffraction grating and performing spectroscopy for each wavelength with the diffraction grating. That is, irradiate a translucent object with a laser beam in a wide wavelength band, cause reflected light on the front and back surfaces of the translucent object to interfere with each other, guide the light to a diffraction grating, and split the wavelength with the diffraction grating for each wavelength. Light is received and the light intensity at each light receiving position is acquired. The light intensity at each light receiving position (that is, the light receiving curve) is determined by the relationship between the reflected laser light wavelength and the distance between the front and back surfaces of the translucent object and the reflection of the same wavelength. Since it is brought about only by the interference between the laser beams, it varies depending on the distance (ie, thickness) between the front and back surfaces of the translucent object. Therefore, the thickness of the translucent object is obtained by analyzing the light receiving curve.

透光性物体にはガラス管などのような管状物体があり、この場合も、下記特許文献1及び下記特許文献2に記載されている方法及び装置を適用して管状物体の厚さを測定することができる。例えば、下記特許文献3には、下記特許文献1に記載された方法及び装置により管状物体の厚さを測定する装置が記載されている。下記特許文献3では、レーザ光の入射角度を変化させて、管状物体の屈折率と厚さの2つを検出することが記載されているが、管状物体の屈折率が既知であれば、入射角度を固定して厚さを測定することができる。   The translucent object includes a tubular object such as a glass tube. In this case as well, the thickness and the thickness of the tubular object are measured by applying the methods and apparatuses described in Patent Document 1 and Patent Document 2 below. be able to. For example, the following Patent Document 3 describes an apparatus for measuring the thickness of a tubular object by the method and apparatus described in Patent Document 1 below. In Patent Document 3 below, it is described that the incident angle of the laser beam is changed to detect the refractive index and thickness of the tubular object. However, if the refractive index of the tubular object is known, the incident light is incident. The thickness can be measured with a fixed angle.

特開2009−222428号公報JP 2009-222428 A 特開2010−121977号公報JP 2010-121977 A 特開平09−504875号公報JP 09-504875 A

透光性管状物体の厚さを測定する場合、管状物体に照射されたレーザ光の反射光が光を解析処理する光学機器で受光される必要がある。そのためには、レーザ光と管状物体表面のなす角度が一定になるようにレーザ光を照射する必要がある。透光性物体が管状物体の場合、上記特許文献3に示されているように、レーザ光をその光軸が管状物体の中心軸と交差するように照射する必要がある。管状物体の中心軸が直線であり、管状物体の直径が大きければ、上記特許文献3に示されているように、管状物体を中心軸が設定された位置になるようにセット機構にセットし、レーザ光を設定された経路で管状物体と相対的に移動させればよいが、管状物体の中心軸に直線になっていない箇所があったり、管状物体の直径が小さい場合は、このようにしただけでは、常にレーザ光の光軸を管状物体の中心軸と交差するようにすることができず、厚さを測定できない箇所が存在するという問題があった。   When measuring the thickness of the translucent tubular object, the reflected light of the laser light irradiated on the tubular object needs to be received by an optical device that analyzes the light. For this purpose, it is necessary to irradiate the laser beam so that the angle formed by the laser beam and the surface of the tubular object is constant. When the translucent object is a tubular object, it is necessary to irradiate the laser beam so that its optical axis intersects the central axis of the tubular object, as described in Patent Document 3 above. If the central axis of the tubular object is a straight line and the diameter of the tubular object is large, as shown in Patent Document 3 above, the tubular object is set in the setting mechanism so that the central axis is at the set position, The laser beam may be moved relative to the tubular object along the set path, but this is done when there is a non-straight part on the central axis of the tubular object or the diameter of the tubular object is small However, the optical axis of the laser beam cannot always be made to intersect the central axis of the tubular object, and there is a problem that there is a portion where the thickness cannot be measured.

また、管状物体を回転させながらその全域の厚さ測定を行う場合であって、管状物体の直径が小さい場合には、管状物体の中心軸が常に設定位置にあるように管状物体を回転させることは困難であり、この場合もレーザ光を設定された経路で移動させただけでは、常にレーザ光の光軸を管状物体の中心軸と交差させることはできず、厚さを測定できない箇所が存在するという問題がある。また、管状物体を何らかの工程上の理由(管状物体が高温又は管状物体への異物付着を避ける等の理由)で、セット機構にセットすることができず、管状物体の一端を掴むのみの場合には、管状物体の中心軸を常に設定された位置にすることは難しく、レーザ光を設定された経路で移動させただけでは、常にレーザ光の光軸を管状物体の中心軸と交差させることができないことがあり、厚さを測定できない箇所が存在する場合があるという問題がある。   In addition, when the thickness of the entire area of the tubular object is measured while rotating the tubular object, and the diameter of the tubular object is small, the tubular object is rotated so that the central axis of the tubular object is always at the set position. In this case too, simply moving the laser beam along the set path will not always allow the optical axis of the laser beam to intersect the central axis of the tubular object, and there are places where the thickness cannot be measured. There is a problem of doing. Also, when the tubular object cannot be set in the setting mechanism for some reason (for example, the tubular object is hot or avoids foreign matter adhering to the tubular object), and only the one end of the tubular object is gripped. It is difficult to always set the central axis of the tubular object to the set position, and the optical axis of the laser beam can always intersect the central axis of the tubular object only by moving the laser light along the set path. There is a problem that there may be a portion where the thickness cannot be measured.

本発明は、上記問題に対処するためになされたもので、その目的は、透光性管状物体の中心軸方向に透光性管状物体と相対的にレーザ光を移動して透光性管状物体の全域の厚さを測定する際、透光性管状物体の中心軸が所定位置からずれている箇所がある場合でも、常に反射光を所定位置(解析処理をするための光学機器)に戻るようにすることができ、短時間で透光性管状物体の全域の厚さを測定することができる透光性管状物体の厚さ測定装置を提供することにある。なお、下記本発明の各構成要件の記載においては、本発明の理解を容易にするために、実施形態の対応箇所の符号を括弧内に記載しているが、本発明の各構成要件は、実施形態の符号によって示された対応箇所の構成に限定解釈されるべきものではない。   The present invention has been made to cope with the above-described problem, and an object of the present invention is to move a laser beam relative to the translucent tubular object in the central axis direction of the translucent tubular object, thereby translucent tubular object. When measuring the thickness of the entire area, the reflected light is always returned to a predetermined position (an optical device for analysis processing) even when there is a portion where the central axis of the translucent tubular object is deviated from the predetermined position. It is an object of the present invention to provide a thickness measuring device for a translucent tubular object that can measure the thickness of the entire area of the translucent tubular object in a short time. In addition, in the description of each constituent element of the present invention below, in order to facilitate understanding of the present invention, reference numerals of corresponding portions of the embodiment are described in parentheses, but each constituent element of the present invention is The present invention should not be construed as being limited to the configurations of the corresponding portions indicated by the reference numerals of the embodiments.

上記目的を達成するために、本発明は、測定用レーザ光をレーザ光の光軸位置を変化させる光学部品(35,81)を介して透光性管状物体(G)に照射する測定用レーザ光照射手段(30〜34,60,61,70〜75,78〜80,83)と、透光性管状物体の外周面で反射する測定用レーザ光の反射光と透光性管状物体の内周面で反射する測定用レーザ光の反射光とを光学部品を介して第1受光センサで受光する測定用レーザ光受光手段(39,76,77)と、第1受光センサで受光した反射光の受光状態に対応する信号を生成して、前記生成した信号から測定用レーザ光が照射された位置における透光性管状物体の厚さを検出する厚さ検出手段(117,200,S142,S148,140)と、測定用レーザ光照射手段によって照射される測定用レーザ光の透光性管状物体に対する照射位置を、透光性管状物体の中心軸方向に移動させるレーザ光照射位置移動手段(11,110)とを備えた透光性管状物体の厚さ測定装置において、サーボ用レーザ光を光学部品を介して透光性管状物体に対して照射する手段であって、測定用レーザ光の透光性管状物体に対する照射位置又はその近傍位置にサーボ用レーザ光を対物レンズ(44,83)で集光して照射するサーボ用レーザ光照射手段(40〜43,62,63,70〜75,78〜80)と、サーボ用レーザ光の反射光を対物レンズ及び光学部品を介して受光して、サーボ用レーザ光の透光性管状物体の中心軸からのずれ量を表す信号を出力する第1ずれ量検出光学手段(42,47,48,80,84,85)と、第1ずれ量検出光学手段からの信号に基づいて、測定用レーザ光の光軸が透光性管状物体の中心軸と交差するように、光学部品を駆動制御する第1サーボ手段(36,82,119〜121)とを設けたことにある。   In order to achieve the above object, the present invention provides a measurement laser that irradiates a translucent tubular object (G) with an optical component (35, 81) that changes the optical axis position of the laser beam. Light irradiation means (30 to 34, 60, 61, 70 to 75, 78 to 80, 83), reflected light of the measurement laser beam reflected on the outer peripheral surface of the translucent tubular object, and the translucent tubular object Measurement laser light receiving means (39, 76, 77) for receiving the reflected light of the measurement laser light reflected by the peripheral surface with the first light receiving sensor via the optical component, and the reflected light received by the first light receiving sensor Thickness detecting means (117, 200, S142, S148) that generates a signal corresponding to the received light state and detects the thickness of the translucent tubular object at the position irradiated with the measurement laser light from the generated signal. 140) and the laser beam irradiation means for measurement. The laser beam irradiation position moving means (11, 110) for moving the irradiation position of the measurement laser beam irradiated on the light transmitting tubular object in the direction of the central axis of the light transmitting tubular object is provided. In the object thickness measurement apparatus, a means for irradiating a translucent tubular object with servo laser light via an optical component, the irradiation position of the measuring laser light with respect to the translucent tubular object or a position in the vicinity thereof Servo laser light irradiating means (40 to 43, 62, 63, 70 to 75, 78 to 80) for condensing and irradiating servo laser light with an objective lens (44, 83), and servo laser light First deviation amount detection optical means (42, 47, etc.) for receiving the reflected light through the objective lens and the optical component and outputting a signal representing the deviation amount of the servo laser light from the central axis of the translucent tubular object. 48, 80, 84, 85 And the first servo means (36) for driving and controlling the optical component based on the signal from the first deviation amount detecting optical means so that the optical axis of the measuring laser beam intersects the central axis of the translucent tubular object. , 82, 119 to 121).

上記のように構成した本発明においては、測定用レーザ光及びサーボ用レーザ光を、光軸位置を変化させることができる光学部品(例えば、回転可能なミラー)を介して透光性管状物体の表面に照射し、第1サーボ手段が、第1ずれ量検出光学手段によって検出されたサーボ用レーザ光の透光性管状物体の中心軸からのずれ量を表す信号に基づいて、測定用レーザ光の光軸が透光性管状物体の中心軸と交差するように光学部品を駆動制御する。これにより、透光性管状物体の中心軸が設定された位置からずれている場合でも、測定用レーザ光の光軸を常に透光性管状物体の中心軸と交差させることができるので、短時間で透光性管状物体の全域の厚さを的確に測定することができる。   In the present invention configured as described above, the measurement laser beam and the servo laser beam are transmitted through the optical component (for example, a rotatable mirror) that can change the optical axis position of the translucent tubular object. Based on a signal representing the amount of deviation of the servo laser light detected by the first deviation amount detection optical means from the central axis of the translucent tubular object, the measurement laser beam is irradiated on the surface. The optical component is driven and controlled so that the optical axis of the light beam intersects the central axis of the translucent tubular object. Thus, even when the central axis of the translucent tubular object is deviated from the set position, the optical axis of the laser beam for measurement can be always intersected with the central axis of the translucent tubular object. Thus, the thickness of the entire area of the translucent tubular object can be accurately measured.

また、本発明の他の特徴は、サーボ用レーザ光の透光性管状物体からの反射光を入射して、対物レンズによるサーボ用レーザ光の焦点位置と、サーボ用レーザ光が照射される透光性管状物体の表面位置とのずれ量を表す信号を出力する第2ずれ量検出光学手段(42,47,49〜51,80,84,86〜88)と、第2ずれ量検出光学手段からの信号に基づいて、対物レンズによるサーボ用レーザ光の焦点位置がサーボ用レーザ光が照射される透光性管状物体の表面位置に一致するように、対物レンズをサーボ用レーザ光の光軸方向に駆動制御する第2サーボ手段(122〜124,44a,83a)とを設けたことにある。   Another feature of the present invention is that the reflected light from the translucent tubular object of the servo laser light is incident, and the focal position of the servo laser light by the objective lens and the transparent laser light irradiated. Second shift amount detection optical means (42, 47, 49 to 51, 80, 84, 86 to 88) for outputting a signal indicating the shift amount from the surface position of the optical tubular object, and second shift amount detection optical means Based on the signal from the optical axis of the servo laser light so that the focal position of the servo laser light by the objective lens coincides with the surface position of the translucent tubular object irradiated with the servo laser light. The second servo means (122 to 124, 44a, 83a) for driving control in the direction is provided.

これによれば、第2サーボ手段は、第2ずれ量検出光学手段によって検出された焦点位置のずれ量を表す信号に基づいて、対物レンズによるサーボ用レーザ光の焦点位置がサーボ用レーザ光が照射される透光性管状物体の表面に一致するように、対物レンズをサーボ用レーザ光の光軸方向に駆動制御する。したがって、透光性管状物体の中心軸の変動をさらに精度よく検出することができるので、測定用レーザ光の光軸をさらに高精度で管状物体の中心軸と交差させるように制御することができる。   According to this, the second servo means determines the focus position of the servo laser light by the objective lens based on the signal indicating the focus position deviation detected by the second deviation amount detection optical means. The objective lens is driven and controlled in the optical axis direction of the servo laser light so as to coincide with the surface of the irradiated transparent tubular object. Therefore, since the fluctuation of the central axis of the translucent tubular object can be detected with higher accuracy, the optical axis of the measurement laser light can be controlled to intersect the central axis of the tubular object with higher accuracy. .

また、本発明の他の特徴は、入射したレーザ光を分割する分割用光学素子(62)を設け、1つのレーザ光源からのレーザ光を分割用光学素子で分割して、測定用レーザ光とサーボ用レーザ光を生成するようにしたことにある。   Another feature of the present invention is that a splitting optical element (62) for splitting the incident laser light is provided, and the laser light from one laser light source is split by the splitting optical element to obtain the measurement laser light. The servo laser beam is generated.

これによれば、レーザ光源、光学部品の数及びレーザ駆動回路の数を減らすことができるため、装置の製造コストを抑制することができる。   According to this, since the number of laser light sources, optical components, and the number of laser drive circuits can be reduced, the manufacturing cost of the apparatus can be suppressed.

さらに、本発明の他の特徴は、入射したレーザ光を分割する分割用光学素子(80)を設け、1つのレーザ光源から出射されたレーザ光を測定用レーザ光とサーボ用レーザ光とに共通のレーザ光として、透光性管状物体の中心軸の垂直方向から対物レンズを介して透光性管状物体に照射し、透光性管状物体によって反射された測定用レーザ光とサーボ用レーザ光とに共通のレーザ光を分割用光学素子で分割して、測定用レーザ光の反射光とサーボ用レーザ光の反射光を生成するようにしたことにある。   Further, another feature of the present invention is that a splitting optical element (80) for splitting the incident laser beam is provided, and the laser beam emitted from one laser light source is common to the measurement laser beam and the servo laser beam. As the laser beam, the measurement laser beam and the servo laser beam irradiated to the translucent tubular object from the direction perpendicular to the central axis of the translucent tubular object through the objective lens and reflected by the translucent tubular object, In other words, the common laser beam is split by the splitting optical element to generate the reflected light of the measuring laser beam and the reflected light of the servo laser beam.

これによっても、レーザ光源、光学部品の数及びレーザ駆動回路の数を減らし、装置の製造コストを抑制することができる。   This also reduces the number of laser light sources, optical components, and laser drive circuits, thereby reducing the manufacturing cost of the apparatus.

本発明の第1実施形態に係る透光性管状物体の厚さ測定装置の全体構成図である。It is a whole block diagram of the thickness measuring apparatus of the translucent tubular object which concerns on 1st Embodiment of this invention. 図1の光ヘッドの構造を詳細に示す構成図である。It is a block diagram which shows the structure of the optical head of FIG. 1 in detail. 図2AのB−B線に沿って見た光ヘッドの構造を詳細に示す構成図である。It is a block diagram which shows in detail the structure of the optical head seen along the BB line of FIG. 2A. ガラス管の変位とフォトディテクタに照射された反射光の位置変化との関係を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the relationship between the displacement of a glass tube, and the position change of the reflected light irradiated to the photodetector. 図1のコントローラによって実行される厚さ測定プログラムの前半部分を示すフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart showing a first half of a thickness measurement program executed by the controller of FIG. 前記厚さ測定プログラムの後半部分を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the latter half part of the said thickness measurement program. 本発明の第2実施形態に係る透光性管状物体の厚さ測定装置における光ヘッドの構造を詳細に示す構成図である。It is a block diagram which shows in detail the structure of the optical head in the thickness measuring apparatus of the translucent tubular object which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 図5BのB−B線に沿って見た光ヘッドの構造を詳細に示す構成図である。It is a block diagram which shows in detail the structure of the optical head seen along the BB line of FIG. 5B. 本発明の第3実施形態に係る透光性管状物体の厚さ測定装置の全体構成図である。It is a whole block diagram of the thickness measuring apparatus of the translucent tubular object which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 図6の分光ユニットの構造を詳細に示す構成図である。It is a block diagram which shows the structure of the spectroscopy unit of FIG. 6 in detail. 図6の測定ヘッドの構造を詳細に示す構成図である。It is a block diagram which shows the structure of the measuring head of FIG. 6 in detail. 図6のコントローラによって実行される厚さ測定プログラムの前半部分を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the first half part of the thickness measurement program performed by the controller of FIG. 前記厚さ測定プログラムの後半部分を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the latter half part of the said thickness measurement program.

a.第1実施形態
以下、本発明の第1実施形態について図面を用いて説明する。図1は、第1実施形態に係る透光性管状物体の厚さ測定装置の全体構成図である。この厚さ測定装置は、ガラス管などのような透光性管状物体の厚さを、レーザ光を透光性管状物体に照射して、透光性管状物体からの反射光を受光することにより測定するものである。透光性管状物体は、本実施形態では、細いガラス管Gである。厚さ測定装置は、ガラス管Gを保持して移動させるワーク駆動装置10と、ガラス管Gの厚さを測定するために測定用レーザ光をガラス管Gに照射するとともにガラス管Gからの反射光を受光する光ヘッド100と、ワーク駆動装置10及び光ヘッド100を支持する支持装置20を備えている。
a. First Embodiment Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall configuration diagram of a translucent tubular object thickness measuring apparatus according to a first embodiment. This thickness measurement apparatus irradiates a transparent tubular object with a laser beam to the thickness of a transparent tubular object such as a glass tube, and receives reflected light from the transparent tubular object. Measure. In this embodiment, the translucent tubular object is a thin glass tube G. The thickness measuring device holds and moves the glass tube G, and irradiates the glass tube G with a measuring laser beam to measure the thickness of the glass tube G and reflects it from the glass tube G. An optical head 100 that receives light, a work driving device 10, and a support device 20 that supports the optical head 100 are provided.

支持装置20は、水平部20a及び垂直部20bからなるL字型に一体形成されている。水平部20aの図示左端部側には、X軸方向フィードモータ11が組み付けられている。X軸方向フィードモータ11は、その出力回転軸をX軸方向(図面の上下方向)に延設されたスクリューロッド12の下端に連結させて、回転によりスクリューロッド12をX軸線周りに回転させる。なお、Y軸方向は紙面の垂直方向とし、Z軸方向は図面の左右方向とする。スクリューロッド12の上端は、垂直部20bの上端にて突出させた突出部に回転可能に支持されている。スクリューロッド12には、移動体13がナットを介して螺合されている。移動体13は、スクリューロッド12に対する回転が規制され、スクリューロッド12の回転によりスクリューロッド12の軸線方向に移動する。すなわち、移動体13は、スクリューロッド12との組み合わせによりねじ送り機構を構成している。   The support device 20 is integrally formed in an L shape including a horizontal portion 20a and a vertical portion 20b. An X-axis direction feed motor 11 is assembled on the left end side of the horizontal portion 20a in the figure. The X-axis direction feed motor 11 connects the output rotation shaft to the lower end of the screw rod 12 extending in the X-axis direction (vertical direction in the drawing), and rotates the screw rod 12 around the X-axis by rotation. The Y-axis direction is the direction perpendicular to the paper surface, and the Z-axis direction is the left-right direction of the drawing. The upper end of the screw rod 12 is rotatably supported by a protruding portion that protrudes at the upper end of the vertical portion 20b. A moving body 13 is screwed to the screw rod 12 via a nut. The moving body 13 is restricted from rotating with respect to the screw rod 12, and moves in the axial direction of the screw rod 12 by the rotation of the screw rod 12. In other words, the moving body 13 constitutes a screw feed mechanism in combination with the screw rod 12.

X軸方向フィードモータ11内には、エンコーダ11aが組み込まれている。このエンコーダ11aは、X軸方向フィードモータ11が所定の微小回転角度だけ回転するたびに、その出力がハイレベルとローレベルとに交互に切り替わるパルス列信号ΦA,ΦBを出力する。なお、パルス列信号ΦA,ΦBは互いにπ/2だけ位相のずれた信号であり、この位相ずれによりX軸方向フィードモータ11の回転方向が判別される。エンコーダ11aから出力されるパルス列信号ΦA,ΦBは、X軸方向フィードモータ制御回路110と移動位置検出回路111に入力される。移動位置検出回路111は、後述するコントローラ200からの指示により作動開始し、作動開始後、エンコーダ11aから出力されるパルス列信号ΦA,ΦBが入力されなくなると移動限界位置を意味する信号をX軸方向フィードモータ制御回路110に出力し、カウント値を「0」として、以後、エンコーダ11aが出力するパルス列信号ΦA,ΦBのパルス数をX軸方向フィードモータ11の回転方向に応じてカウントアップ又はカウントダウンする。そして積算したカウント数から移動体13の移動位置を計算してコントローラ200及びX軸方向フィードモータ制御回路110に出力する。このカウント値が「0」となる移動限界位置が、移動体13の移動位置を制御する原点位置(本実施形態では上側の移動限界位置)となる。 An encoder 11 a is incorporated in the X-axis direction feed motor 11. The encoder 11a outputs pulse train signals Φ A and Φ B whose output is alternately switched between a high level and a low level each time the X-axis direction feed motor 11 rotates by a predetermined minute rotation angle. Note that the pulse train signals Φ A and Φ B are signals that are out of phase with each other by π / 2, and the rotational direction of the X-axis direction feed motor 11 is determined by this phase difference. The pulse train signals Φ A and Φ B output from the encoder 11 a are input to the X-axis direction feed motor control circuit 110 and the movement position detection circuit 111. The movement position detection circuit 111 starts to operate in response to an instruction from the controller 200, which will be described later. After the operation starts, when the pulse train signals Φ A and Φ B output from the encoder 11a are not input, a signal indicating the movement limit position is displayed as X. Output to the axial direction feed motor control circuit 110 and set the count value to “0”. Thereafter, the number of pulses of the pulse train signals Φ A and Φ B output from the encoder 11 a is counted according to the rotational direction of the X-axis direction feed motor 11. Count up or down. Then, the moving position of the moving body 13 is calculated from the accumulated count number and output to the controller 200 and the X-axis direction feed motor control circuit 110. The movement limit position where the count value is “0” is the origin position for controlling the movement position of the moving body 13 (the upper movement limit position in this embodiment).

X軸方向フィードモータ制御回路110は、コントローラ200からの指示により作動開始し、コントローラ200から移動位置の設定値を入力すると、移動位置検出回路111から所定時間間隔で出力される移動位置を入力し、入力した移動位置がコントローラ200から入力した設定値になるまでX軸方向フィードモータ制御回路110を駆動して移動体13を移動させる。なお、作動開始直後において移動位置の設定値が入力されると、X軸方向フィードモータ11を駆動して移動体13を移動限界位置方向に移動させ、移動位置検出回路111から移動限界位置を表す信号を入力するとX軸方向フィードモータ11への駆動信号の出力を停止する。その後、移動位置検出回路111から出力される移動位置がコントローラ200から入力した移動位置の設定値になるまでX軸方向フィードモータ11を駆動して移動体13を移動させる。   The X-axis direction feed motor control circuit 110 starts to operate in response to an instruction from the controller 200, and inputs a movement position output from the movement position detection circuit 111 at predetermined time intervals when a set value of the movement position is input from the controller 200. The moving body 13 is moved by driving the X-axis direction feed motor control circuit 110 until the input movement position reaches the set value input from the controller 200. When a set value of the movement position is input immediately after the start of operation, the X-axis direction feed motor 11 is driven to move the moving body 13 in the movement limit position direction, and the movement limit detection circuit 111 represents the movement limit position. When the signal is input, the output of the drive signal to the X-axis direction feed motor 11 is stopped. Thereafter, the moving body 13 is moved by driving the X-axis direction feed motor 11 until the movement position output from the movement position detection circuit 111 reaches the set value of the movement position input from the controller 200.

また、X軸方向フィードモータ制御回路110には、移動体13の移動速度の設定値(設定速度)がコントローラ200により入力される。そして、コントローラ200から移動開始の指示を入力すると、エンコーダ11aから出力されるパルス列信号ΦA,ΦBのX軸方向フィードモータ11の回転方向を含む単位時間当たりのパルス数から移動体13の移動方向を含む移動速度を計算し、計算した移動速度が設定速度になるようにX軸方向フィードモータ11を駆動制御する。 Also, the controller 200 inputs a set value (set speed) of the moving speed of the moving body 13 to the X-axis direction feed motor control circuit 110. When a movement start instruction is input from the controller 200, the movement of the moving body 13 is determined from the number of pulses per unit time including the rotation direction of the X-axis direction feed motor 11 of the pulse train signals Φ A and Φ B output from the encoder 11a. The moving speed including the direction is calculated, and the X-axis direction feed motor 11 is driven and controlled so that the calculated moving speed becomes the set speed.

移動体13には、スピンドルモータ14が組み付けられている。スピンドルモータ14の出力回転軸の先端には、ガラス管Gの一端(上端)を固定するための固定具15が組み付けられている。したがって、固定具15にガラス管Gを固定した状態で、スピンドルモータ14を回転させることにより、ガラス管Gは軸線周りに回転する。   A spindle motor 14 is assembled to the moving body 13. A fixing tool 15 for fixing one end (upper end) of the glass tube G is assembled to the tip of the output rotation shaft of the spindle motor 14. Therefore, by rotating the spindle motor 14 with the glass tube G fixed to the fixture 15, the glass tube G rotates around the axis.

スピンドルモータ14内には、エンコーダ14aが組み込まれている。エンコーダ14aは、X軸方向フィードモータ11の場合と同様に、スピンドルモータ14の回転方向の情報を含むパルス列信号ΦA,ΦBを出力する。また、エンコーダ14aは、基準回転位置ごとにインデックス信号Indexも出力する。エンコーダ14aから出力されるパルス列信号ΦA,ΦBは、スピンドルモータ制御回路112に入力される。スピンドルモータ制御回路112は、コントローラ200からの指示により作動開始し、エンコーダ14aから出力されるパルス列信号ΦA,ΦBの単位時間当たりのパルス数からスピンドルモータ14の回転速度を計算し、計算した回転速度がコントローラ200によって設定された回転速度に等しくなるようにスピンドルモータ14の回転を制御する。 An encoder 14 a is incorporated in the spindle motor 14. As in the case of the X-axis direction feed motor 11, the encoder 14a outputs pulse train signals Φ A and Φ B including information on the rotation direction of the spindle motor 14. The encoder 14a also outputs an index signal Index for each reference rotational position. The pulse train signals Φ A and Φ B output from the encoder 14 a are input to the spindle motor control circuit 112. The spindle motor control circuit 112 starts to operate in response to an instruction from the controller 200, calculates the rotation speed of the spindle motor 14 from the number of pulses per unit time of the pulse train signals Φ A and Φ B output from the encoder 14a, and calculates The rotation of the spindle motor 14 is controlled so that the rotation speed becomes equal to the rotation speed set by the controller 200.

エンコーダ14aから出力されるパルス列信号ΦA,ΦB及びインデックス信号Indexは、回転角度検出回路113に入力される。回転角度検出回路113は、インデックス信号Indexの到来によりカウント値を「0」にリセットし、パルス列信号ΦA又はΦBの到来ごとにカウント値をアップさせて、カウント値をスピンドルモータ14の回転角度を表す信号としてコントローラ200に出力する。 The pulse train signals Φ A and Φ B and the index signal Index output from the encoder 14 a are input to the rotation angle detection circuit 113. The rotation angle detection circuit 113 resets the count value to “0” when the index signal Index arrives, increases the count value every time the pulse train signal Φ A or Φ B arrives, and sets the count value to the rotation angle of the spindle motor 14. Is output to the controller 200 as a signal representing.

支持装置20の水平部20aの図示右端部には、Z軸方向フィードモータ21が組み付けられている。Z軸方向フィードモータ21は、その出力回転軸をZ軸方向に延設されたスクリューロッド22の右端に連結させて、回転によりスクリューロッド22をZ軸線周りに回転させる。スクリューロッド22の左端は、水平部20aの上面にて突出させた突出部に回転可能に支持されている。スクリューロッド22には、テーブル23がナットを介して螺合されている。テーブル23は、スクリューロッド22に対する回転が規制され、スクリューロッド22の回転によりスクリューロッド22の軸線方向に移動する。すなわち、テーブル23は、スクリューロッド22との組み合わせによりねじ送り機構を構成している。   A Z-axis direction feed motor 21 is assembled to the right end portion of the horizontal portion 20a of the support device 20 in the figure. The Z-axis direction feed motor 21 connects its output rotation shaft to the right end of a screw rod 22 extending in the Z-axis direction, and rotates the screw rod 22 around the Z-axis by rotation. The left end of the screw rod 22 is rotatably supported by a protruding portion that protrudes from the upper surface of the horizontal portion 20a. A table 23 is screwed to the screw rod 22 via a nut. The table 23 is restricted from rotating with respect to the screw rod 22, and moves in the axial direction of the screw rod 22 by the rotation of the screw rod 22. In other words, the table 23 constitutes a screw feed mechanism in combination with the screw rod 22.

Z軸方向フィードモータ21内には、エンコーダ21aが組み込まれている。このエンコーダ21aも、X軸方向フィードモータ11と同様なパルス列信号ΦA,ΦBを出力する。エンコーダ21aから出力されるパルス列信号ΦA,ΦBは、移動位置検出回路115に入力される。移動位置検出回路115は、コントローラ200からの指示により作動開始し、作動開始後、エンコーダ21aから出力されるパルス列信号ΦA,ΦBが入力されなくなると移動限界位置を意味する信号をZ軸方向フィードモータ制御回路114に出力し、カウント値を「0」として、以後、エンコーダ21aが出力するパルス列信号ΦA,ΦBのパルス数をZ軸方向フィードモータ21の回転方向に応じてカウントアップ又はカウントダウンする。そして積算したカウント数からテーブル23の移動位置を計算してコントローラ200及びZ軸方向フィードモータ制御回路114に出力する。このカウント値が「0」となる移動限界位置が、テーブル23の移動位置を制御する原点位置(本実施形態では左側の移動限界位置)となる。 An encoder 21 a is incorporated in the Z-axis direction feed motor 21. This encoder 21a also outputs the same pulse train signals Φ A and Φ B as those of the X-axis direction feed motor 11. The pulse train signals Φ A and Φ B output from the encoder 21 a are input to the movement position detection circuit 115. The movement position detection circuit 115 starts to operate in response to an instruction from the controller 200. After the operation starts, when the pulse train signals Φ A and Φ B output from the encoder 21a are not input, a signal indicating the movement limit position is transmitted in the Z-axis direction. Output to the feed motor control circuit 114, the count value is set to “0”, and thereafter, the number of pulses of the pulse train signals Φ A and Φ B output from the encoder 21a is counted up according to the rotation direction of the Z-axis direction feed motor 21 or Count down. Then, the movement position of the table 23 is calculated from the accumulated count number and is output to the controller 200 and the Z-axis direction feed motor control circuit 114. The movement limit position where the count value is “0” is the origin position for controlling the movement position of the table 23 (the left movement limit position in this embodiment).

Z軸方向フィードモータ制御回路114は、コントローラ200からの指示により作動開始し、コントローラ200から移動位置の設定値を入力すると、移動位置検出回路115から所定時間間隔で出力される移動位置を入力し、入力した移動位置がコントローラ200から入力した設定値になるまでZ軸方向フィードモータ21を駆動してテーブル23を移動させる。なお、作動開始直後において移動位置の設定値が入力されると、Z軸方向フィードモータ21を駆動してテーブル23を移動限界位置方向に移動させ、移動位置検出回路115から移動限界位置を表す信号を入力するとX軸方向フィードモータ21への駆動信号の出力を停止する。その後、移動位置検出回路115から出力される移動位置がコントローラ200から入力した移動位置の設定値になるまでZ軸方向フィードモータ21を駆動してテーブル23を移動させる。   The Z-axis direction feed motor control circuit 114 starts to operate in response to an instruction from the controller 200, and when the set value of the movement position is input from the controller 200, the movement position output from the movement position detection circuit 115 is input at a predetermined time interval. The table 23 is moved by driving the Z-axis direction feed motor 21 until the input movement position becomes the set value input from the controller 200. When a set value of the movement position is input immediately after the start of operation, the Z-axis direction feed motor 21 is driven to move the table 23 in the movement limit position direction, and a signal indicating the movement limit position is sent from the movement position detection circuit 115. Is input, the output of the drive signal to the X-axis direction feed motor 21 is stopped. Thereafter, the Z-axis direction feed motor 21 is driven to move the table 23 until the movement position output from the movement position detection circuit 115 reaches the set value of the movement position input from the controller 200.

テーブル23上には、光ヘッド100が固定されている。図1は、平面内に全ての部品を網羅した光ヘッド100の概念図である。図2A及び図2Bは、この光ヘッド100を詳細に示しており、図2Aは光ヘッド100をガラス管Gの中心軸方向(X軸方向)から見た図であり、図2Bは光ヘッド100を図2Aの矢印B−B線に沿って見た図である。なお、図2A及び図2Bにおいては、見た方向に重なっている部品に関しては適宜省略されている。具体的には、図2Aでは、後述する測定用レーザ光源30、ラインセンサ39及び測定用レーザ光の光路上にある部品が省略されている。図2Bでは、サーボ用レーザ光の反射光の光路上にある部品が省略されている。   An optical head 100 is fixed on the table 23. FIG. 1 is a conceptual diagram of an optical head 100 that covers all components in a plane. 2A and 2B show the optical head 100 in detail. FIG. 2A is a view of the optical head 100 viewed from the central axis direction (X-axis direction) of the glass tube G, and FIG. It is the figure which looked at along the arrow BB line of FIG. 2A. In FIGS. 2A and 2B, components overlapping in the viewed direction are omitted as appropriate. Specifically, in FIG. 2A, the measurement laser light source 30, the line sensor 39, and components on the optical path of the measurement laser light described later are omitted. In FIG. 2B, components on the optical path of the reflected light of the servo laser light are omitted.

光ヘッド100は、測定用レーザ光源30を有する。測定用レーザ光源30から出射された測定用レーザ光は、コリメートレンズ31で平行光に変換され、その大部分がビームスプリッタ32を通過して、リレーレンズ33,34を介してガルバノミラー35に入射し、ガルバノミラー35で反射されてガラス管Gに照射される。リレーレンズ33,34は、測定用レーザ光の断面径を小さくするために利用される。ガルバノミラー35は、ミラーの平面がX軸方向に平行であって、モータ36の駆動軸に組付けられた回転軸を有する。これにより、ガルバノミラー35は、モータ36によって正転・逆転駆動されて、入射した測定用レーザ光を反射してその光軸方向を変更する。ガラス管Gに照射される測定用レーザ光の光軸は、X−Z平面に平行で、ガラス管Gの軸線(すなわちX軸)に対して予め決められた角度だけ傾いている。   The optical head 100 has a measurement laser light source 30. The measurement laser light emitted from the measurement laser light source 30 is converted into parallel light by the collimator lens 31, most of which passes through the beam splitter 32 and enters the galvanometer mirror 35 through the relay lenses 33 and 34. Then, the light is reflected by the galvanometer mirror 35 and applied to the glass tube G. The relay lenses 33 and 34 are used to reduce the cross-sectional diameter of the measurement laser beam. The galvanometer mirror 35 has a rotation axis that is parallel to the X-axis direction and is assembled to the drive shaft of the motor 36. As a result, the galvanometer mirror 35 is driven to rotate forward / reversely by the motor 36, reflects the incident measurement laser beam, and changes its optical axis direction. The optical axis of the laser beam for measurement irradiated on the glass tube G is parallel to the XZ plane and is inclined by a predetermined angle with respect to the axis of the glass tube G (that is, the X axis).

一方、ビームスプリッタ32で反射された一部の測定用レーザ光は、集光レンズ37によりフォトディテクタ38の受光面に集光される。フォトディテクタ38は、受光面に集光された光の強度に応じた受光信号を出力する受光素子である。フォトディテクタ38からの受光信号は測定用レーザ駆動回路116に供給される。測定用レーザ駆動回路116は、コントローラ200によって作動制御され、測定用レーザ光源30を駆動制御する。この場合、測定用レーザ駆動回路116は、フォトディテクタ38からの受光信号を用いて測定用レーザ光の強度をフィードバック制御するので、測定用レーザ光源30は常に適正な強度の測定用レーザ光を出射する。   On the other hand, a part of the measurement laser light reflected by the beam splitter 32 is condensed on the light receiving surface of the photodetector 38 by the condenser lens 37. The photodetector 38 is a light receiving element that outputs a light reception signal corresponding to the intensity of light collected on the light receiving surface. The light reception signal from the photodetector 38 is supplied to the measurement laser drive circuit 116. The measurement laser drive circuit 116 is controlled by the controller 200 to drive and control the measurement laser light source 30. In this case, the measurement laser drive circuit 116 feedback-controls the intensity of the measurement laser light using the light reception signal from the photodetector 38, so that the measurement laser light source 30 always emits the measurement laser light with an appropriate intensity. .

ガラス管Gに照射された測定用レーザ光は、まずガラス管Gの外周面で反射されてガルバノミラー35に入射し、ガルバノミラー35にて反射されてラインセンサ39によって受光される。また、ガラス管Gに照射された測定用レーザ光は、ガラス管Gの表面で屈折してガラス管Gの肉厚部分に侵入し、ガラス管Gの内周面で反射してガラス管Gの外周面に導かれる。ガラス管Gの外周面に導かれた測定用レーザ光は、ガラス管Gの外周面でふたたび屈折して外部に導かれ、ガルバノミラー35で反射されてラインセンサ39に到達する。ラインセンサ39は、CCD、CMOS等の画素が直線に配列された受光素子であり、前記ガラス管Gの外周面で反射した測定用レーザ光と、ガラス管Gの内周面で反射した測定用レーザ光の受光位置はガラス管Gの厚さに応じて異なる。   The measurement laser light applied to the glass tube G is first reflected by the outer peripheral surface of the glass tube G, enters the galvano mirror 35, is reflected by the galvano mirror 35, and is received by the line sensor 39. Further, the laser beam for measurement irradiated on the glass tube G is refracted on the surface of the glass tube G, enters the thick portion of the glass tube G, is reflected on the inner peripheral surface of the glass tube G, and is reflected on the glass tube G. Guided to the outer peripheral surface. The measurement laser light guided to the outer peripheral surface of the glass tube G is refracted again by the outer peripheral surface of the glass tube G, guided to the outside, reflected by the galvanometer mirror 35, and reaches the line sensor 39. The line sensor 39 is a light receiving element in which pixels such as a CCD and a CMOS are arranged in a straight line. The measurement laser beam reflected on the outer peripheral surface of the glass tube G and the measurement laser beam reflected on the inner peripheral surface of the glass tube G are used. The light receiving position of the laser light varies depending on the thickness of the glass tube G.

ラインセンサ39には、センサ信号取出回路117が接続されている。センサ信号取出回路117は、コントローラ200により制御されて、予め決められた周期でラインセンサ39の各画素の信号を導出し、画素ごとに、信号強度に相当するディジタルデータと画素位置のディジタルデータとを対にしてコントローラ200に出力する。   A sensor signal extraction circuit 117 is connected to the line sensor 39. The sensor signal extraction circuit 117 is controlled by the controller 200 to derive a signal of each pixel of the line sensor 39 at a predetermined cycle. For each pixel, digital data corresponding to the signal intensity and digital data at the pixel position are obtained. Are output to the controller 200 as a pair.

また、光ヘッド100は、サーボ用レーザ光源40を有する。サーボ用レーザ光源40から出射されたサーボ用レーザ光は、コリメートレンズ41で平行光に変換され、その大部分が偏光ビームスプリッタ42を通過してガルバノミラー35に入射する。ガルバノミラー35で反射されたサーボ用レーザ光は、1/4波長板43及び対物レンズ44を介してガラス管Gの外周面に照射される。この場合、ガラス管Gの外周面に照射される測定用レーザ光の光軸はZ軸であり、測定用レーザ光はガラス管Gの外周面上で集光されて小さな光スポットを形成するように設定されている。   The optical head 100 also has a servo laser light source 40. Servo laser light emitted from the servo laser light source 40 is converted into parallel light by the collimator lens 41, and most of the light passes through the polarization beam splitter 42 and enters the galvanometer mirror 35. The servo laser light reflected by the galvanometer mirror 35 is applied to the outer peripheral surface of the glass tube G through the quarter-wave plate 43 and the objective lens 44. In this case, the optical axis of the measurement laser light irradiated on the outer peripheral surface of the glass tube G is the Z axis, and the measurement laser light is condensed on the outer peripheral surface of the glass tube G so as to form a small light spot. Is set to

一方、偏光ビームスプリッタ42で反射されたサーボ用レーザ光源40からの一部のサーボ用レーザ光は、集光レンズ45によりフォトディテクタ46の受光面に集光される。フォトディテクタ46は、受光面に集光された光の強度に応じた受光信号を出力する受光素子である。フォトディテクタ46からの受光信号はサーボ用レーザ駆動回路118に供給される。サーボ用レーザ駆動回路118は、コントローラ200によって作動制御され、サーボ用レーザ光源40を駆動制御する。この場合、サーボ用レーザ駆動回路118は、フォトディテクタ46からの受光信号を用いてサーボ用レーザ光の強度をフィードバック制御するので、サーボ用レーザ光源40は常に適正な強度のサーボ用レーザ光を出射する。   On the other hand, a part of servo laser light from the servo laser light source 40 reflected by the polarization beam splitter 42 is condensed on the light receiving surface of the photodetector 46 by the condenser lens 45. The photodetector 46 is a light receiving element that outputs a light receiving signal corresponding to the intensity of light collected on the light receiving surface. The light reception signal from the photodetector 46 is supplied to the servo laser drive circuit 118. The servo laser drive circuit 118 is controlled by the controller 200 to drive and control the servo laser light source 40. In this case, the servo laser drive circuit 118 feedback-controls the intensity of the servo laser light using the light reception signal from the photodetector 46, so that the servo laser light source 40 always emits the servo laser light with an appropriate intensity. .

サーボ用レーザ光のガラス管Gからの反射光は、対物レンズ44によって平行光に変換され、1/4波長板43を介してガルバノミラー35に入射し、ガルバノミラー35で反射されて偏光ビームスプリッタ42に導かれて、偏光ビームスプリッタ42で反射される。偏光ビームスプリッタ42で反射されたサーボ用レーザ光の半分は、ビームスプリッタ47を透過し、残りの半分はビームスプリッタ47で反射する。ビームスプリッタ47を透過したサーボ用レーザ光の反射光は、2分割のフォトディテクタ48で受光される。フォトディテクタ48は、図3に示すように、受光領域が図示左右(Y軸方向)に2分割された2つの受光素子を備え、その受光領域A,Bに入射したサーボ用レーザ光の強度に比例した検出信号を受光信号(a,b)として出力する。また、フォトディテクタ48は、Z軸方向から見てガラス管Gの中心軸がスピンドルモータ14の回転軸と一致しているときに、図3(b)に示すように、サーボ用Z軸方向レーザ光が受光領域の分割線DIVにより2分割される位置に配置される。   The reflected light from the glass tube G of the servo laser light is converted into parallel light by the objective lens 44, enters the galvano mirror 35 through the quarter wavelength plate 43, is reflected by the galvano mirror 35, and is polarized beam splitter. 42 and reflected by the polarization beam splitter 42. Half of the servo laser light reflected by the polarization beam splitter 42 is transmitted through the beam splitter 47 and the remaining half is reflected by the beam splitter 47. The reflected light of the servo laser light transmitted through the beam splitter 47 is received by the two-divided photodetector 48. As shown in FIG. 3, the photodetector 48 includes two light receiving elements whose light receiving area is divided into right and left (Y-axis direction), and is proportional to the intensity of servo laser light incident on the light receiving areas A and B. The detected signal is output as a received light signal (a, b). Further, the photodetector 48 has a servo Z-axis direction laser beam as shown in FIG. 3B when the center axis of the glass tube G coincides with the rotation axis of the spindle motor 14 when viewed from the Z-axis direction. Is arranged at a position divided into two by the dividing line DIV of the light receiving region.

フォトディテクタ48から出力される受光信号(a,b)は、Y軸方向エラー信号生成回路119に入力される。Y軸方向エラー信号生成回路119は、受光信号(a,b)を増幅した後、これらの信号を使って光強度の差(a−b)を演算し、その演算結果をY軸方向エラー信号(a−b)としてY軸方向サーボ回路120に出力する。ガラス管Gの位置がY軸方向に変動すると、図3(a),(b),(c)に示すように、その変動位置に応じてガラス管Gに照射されるサーボ用Z軸方向レーザ光の位置が変化し、これに伴って、フォトディテクタ48に受光される反射光RLの位置が変化する。このため、Y軸方向エラー信号(a−b)の大きさは、ガラス管Gの中心軸とスピンドルモータ14の回転軸とのY軸方向におけるずれ量を表すものとなる。   The light reception signals (a, b) output from the photodetector 48 are input to the Y-axis direction error signal generation circuit 119. The Y-axis direction error signal generation circuit 119 amplifies the received light signals (a, b), calculates the difference in light intensity (ab) using these signals, and calculates the calculation result as the Y-axis direction error signal. The result is output to the Y-axis direction servo circuit 120 as (ab). When the position of the glass tube G fluctuates in the Y-axis direction, as shown in FIGS. 3A, 3B, and 3C, the servo Z-axis direction laser irradiated on the glass tube G according to the fluctuating position. The position of the light changes, and the position of the reflected light RL received by the photodetector 48 changes accordingly. For this reason, the magnitude of the Y-axis direction error signal (ab) represents the amount of deviation in the Y-axis direction between the central axis of the glass tube G and the rotation axis of the spindle motor 14.

Y軸方向サーボ回路120及びY軸方向ドライブ回路121の動作に関しては、Y軸方向サーボ回路120が、Y軸方向エラー信号生成回路119から入力したY軸方向エラー信号(a−b)に基づいて、Y軸方向エラー信号(a−b)が「0」になるようにY軸方向サーボ信号を発生し、Y軸方向ドライブ回路121がY軸方向サーボ信号に基いてモータ36に駆動信号を出力して、ガルバノミラー35をX軸周りに回転させる。したがって、フォトディテクタ48に受光されたサーボ用Z軸方向レーザ光の反射光が、受光面の中央に維持されるようにガルバノミラー35のX軸方向に平行な直線周りの回転角がサーボ制御されることとなる。このため、サーボ用Z軸方向レーザ光及び測定用レーザ光の光軸がガラス管Gの中心軸と交差するように維持される。   Regarding the operations of the Y-axis direction servo circuit 120 and the Y-axis direction drive circuit 121, the Y-axis direction servo circuit 120 is based on the Y-axis direction error signal (ab) input from the Y-axis direction error signal generation circuit 119. The Y-axis direction servo signal is generated so that the Y-axis direction error signal (ab) becomes “0”, and the Y-axis direction drive circuit 121 outputs the drive signal to the motor 36 based on the Y-axis direction servo signal. Then, the galvanometer mirror 35 is rotated around the X axis. Accordingly, the rotation angle of the galvano mirror 35 around a straight line parallel to the X-axis direction is servo-controlled so that the reflected light of the servo Z-axis laser light received by the photodetector 48 is maintained at the center of the light receiving surface. It will be. For this reason, the optical axes of the servo Z-axis direction laser beam and the measurement laser beam are maintained so as to intersect the central axis of the glass tube G.

ビームスプリッタ47で反射されたサーボ用レーザ光の半分は、集光レンズ49にて2分割のフォトディテクタ50に集光される。集光レンズ49とフォトディテクタ50との間にはナイフ51が設けられている。これら集光レンズ49、フォトディテクタ50及びナイフ51は、光ディスク装置でよく用いられるナイフエッジ法によるフォーカスサーボに利用されるものである。2分割のフォトディテクタ50は、領域ごとの入射したサーボ用レーザ光の強度を表す信号をそれぞれZ軸方向エラー信号生成回路122に出力する。   Half of the servo laser light reflected by the beam splitter 47 is condensed by the condenser lens 49 onto the two-divided photodetector 50. A knife 51 is provided between the condenser lens 49 and the photodetector 50. The condensing lens 49, the photo detector 50, and the knife 51 are used for focus servo by a knife edge method often used in an optical disk apparatus. The two-divided photodetector 50 outputs a signal indicating the intensity of the incident servo laser beam for each region to the Z-axis direction error signal generation circuit 122.

Z軸方向エラー信号生成回路122は、入力した2信号の差をZ軸方向エラー信号として、Z軸方向サーボ回路123に出力する。なお、Z軸方向エラー信号は、いわゆるフォーカスエラー信号である。Z軸方向サーボ回路123はZ軸方向エラー信号に基づいてZ軸方向サーボ信号を生成してZ軸方向ドライブ回路124に出力し、Z軸方向ドライブ回路124はこのZ軸方向サーボ信号に基づいてフォーカスアクチュエータ44aを駆動制御する。フォーカスアクチュエータ44aは、対物レンズ44を光軸方向に変位させて、対物レンズ44の焦点を光軸方向に変位させる。この場合、ガラス管Gの直径はある程度大きいので、この方法で対物レンズ44の焦点をガラス管Gの表面に一致させることができ、ガラス管GのY軸方向の変位を精度よく検出することができる。ナイフエッジ法を用いるのは、2分割のフォトディテクタ50が出力する2つの信号の差がガラス管GのZ軸方向の変位のみにより起こるようにするためである。   The Z-axis direction error signal generation circuit 122 outputs the difference between the two input signals to the Z-axis direction servo circuit 123 as a Z-axis direction error signal. The Z-axis direction error signal is a so-called focus error signal. The Z-axis direction servo circuit 123 generates a Z-axis direction servo signal based on the Z-axis direction error signal and outputs it to the Z-axis direction drive circuit 124. The Z-axis direction drive circuit 124 is based on the Z-axis direction servo signal. The focus actuator 44a is driven and controlled. The focus actuator 44a displaces the objective lens 44 in the optical axis direction, and displaces the focal point of the objective lens 44 in the optical axis direction. In this case, since the diameter of the glass tube G is somewhat large, the focus of the objective lens 44 can be made coincident with the surface of the glass tube G by this method, and the displacement of the glass tube G in the Y-axis direction can be detected with high accuracy. it can. The reason for using the knife edge method is that the difference between the two signals output from the two-divided photodetector 50 is caused only by the displacement of the glass tube G in the Z-axis direction.

また、この透光性管状物体の厚さ測定装置は、コントローラ200、入力装置202及び表示装置204も備えている。コントローラ200は、CPU、ROM、RAM、タイマ及びハードディスクなどの大容量の不揮発性メモリを有するコンピュータ装置によって構成され、図4A及び図4Bに示す厚さ測定プログラムの実行により、各種回路を制御してガラス管Gの厚さを測定する。入力装置202は、キーボードからなり、作業者が種々の情報を入力するとともに、コントローラ200の作動に対して指示する。表示装置204は、コントローラ200によって制御された各種情報を表示する。   The translucent tubular object thickness measuring device also includes a controller 200, an input device 202, and a display device 204. The controller 200 is configured by a computer device having a large-capacity nonvolatile memory such as a CPU, ROM, RAM, timer, and hard disk, and controls various circuits by executing the thickness measurement program shown in FIGS. 4A and 4B. The thickness of the glass tube G is measured. The input device 202 includes a keyboard, and an operator inputs various information and gives an instruction to the operation of the controller 200. The display device 204 displays various information controlled by the controller 200.

次に、上記のように構成した厚さ測定装置の動作を説明する。まず、作業者は、ガラス管Gの上端部を固定具15に固定し、入力装置202を操作してガラス管Gの長さを入力する。そして、作業者、入力装置202を操作することにより、コントローラ200に図4A及び図4Bの厚さ測定プログラムを実行させる。   Next, the operation of the thickness measuring apparatus configured as described above will be described. First, the operator fixes the upper end of the glass tube G to the fixture 15 and operates the input device 202 to input the length of the glass tube G. Then, the operator 200 operates the input device 202 to cause the controller 200 to execute the thickness measurement program of FIGS. 4A and 4B.

コントローラ200は、この厚さ測定プログラムの実行を図4AのステップS100にて開始して、ステップS102にて変数nを「0」に設定する。この変数nは、ラインセンサ39からのセンサ信号、回転角度検出回路113からの回転角度データ及び移動位置検出回路111からのX軸方向位置データの取込みタイミングを規定するものである。   The controller 200 starts the execution of the thickness measurement program in step S100 in FIG. 4A, and sets the variable n to “0” in step S102. This variable n defines the timing for taking in the sensor signal from the line sensor 39, the rotation angle data from the rotation angle detection circuit 113, and the position data in the X-axis direction from the movement position detection circuit 111.

前記ステップS102の処理後、コントローラ200は、ステップS104にて、X軸方向フィードモータ制御回路110に対してガラス管Gを測定開始位置まで移動するように指示する。具体的には、測定用レーザ光がガラス管Gの測定開始点に照射されるようなX軸方向位置を測定開始位置としてX軸方向フィードモータ制御回路110に出力する。測定開始位置は、以下のA,B,CからA−B+Cの計算を行うことで求められる。なお、A,Cは予めコントローラ200に記憶されている。
A:移動体13のX軸方向位置が原点位置にある状態(すなわち移動体13の上側移動限界位置にある状態)で、固定具15にガラス管Gを固定したときに固定具15内でガラス管Gの上側の先端位置からサーボ用レーザ光の光軸までのX軸方向距離
B:入力装置202を用いて入力されたガラス管Gの長さ(B<A)
C:ガラス管Gにおける下側の先端位置から測定開始点までの距離
After the process of step S102, the controller 200 instructs the X-axis direction feed motor control circuit 110 to move the glass tube G to the measurement start position in step S104. Specifically, the X-axis direction position where the measurement laser beam is irradiated to the measurement start point of the glass tube G is output to the X-axis direction feed motor control circuit 110 as the measurement start position. The measurement start position can be obtained by calculating A−B + C from the following A, B, and C. A and C are stored in the controller 200 in advance.
A: When the glass tube G is fixed to the fixing tool 15 in a state where the X-axis direction position of the moving body 13 is at the origin position (that is, the upper movement limit position of the moving body 13), the glass in the fixing tool 15 X-axis direction distance B from the upper end position of the tube G to the optical axis of the servo laser beam: the length of the glass tube G input using the input device 202 (B <A)
C: Distance from the lower tip position of the glass tube G to the measurement start point

X軸方向フィードモータ制御回路110は、X軸方向フィードモータ11を回転させることにより、スクリューロッド12を軸線周りに回転させて移動体13をX軸方向に移動させ、ガラス管GをX軸線方向に測定開始位置に向かって移動させる。このガラス管GのX軸方向への移動中、X軸方向フィードモータ制御回路110は、移動位置検出回路111から移動体13(すなわちガラス管G)のX軸方向位置を表すX軸方向位置データを入力している。そして、入力したX軸方向位置データがコントローラ200から入力された測定開始位置を示すと、X軸方向フィードモータ制御回路110は、X軸方向フィードモータ11の回転を停止させて、移動体13及びガラス管GのX軸方向への移動を停止させる。   The X-axis direction feed motor control circuit 110 rotates the X-axis direction feed motor 11 to rotate the screw rod 12 around the axis to move the moving body 13 in the X-axis direction, and move the glass tube G in the X-axis direction. To move toward the measurement start position. During movement of the glass tube G in the X-axis direction, the X-axis direction feed motor control circuit 110 sends X-axis direction position data representing the X-axis direction position of the moving body 13 (that is, the glass tube G) from the movement position detection circuit 111. Is entered. When the input X-axis direction position data indicates the measurement start position input from the controller 200, the X-axis direction feed motor control circuit 110 stops the rotation of the X-axis direction feed motor 11, and the moving body 13 and The movement of the glass tube G in the X-axis direction is stopped.

一方、コントローラ200も、前記ステップS104の処理後、ステップS106にて、移動位置検出回路111からX軸方向位置データを入力して、入力したX軸方向位置データが測定開始位置以上になったかを判定する。X軸方向位置データが測定開始位置以上にならなければ、コントローラ200はステップS106にて「No」と判定し続けて、ステップS106の処理を繰り返し実行する。そして、X軸方向位置データが測定開始位置以上になった時点で、コントローラ200は、ステップS106にて「Yes」と判定して、ステップS108に進む。   On the other hand, the controller 200 also inputs the X-axis direction position data from the movement position detection circuit 111 in step S106 after the process of step S104, and checks whether the input X-axis direction position data is equal to or greater than the measurement start position. judge. If the X-axis direction position data is not equal to or greater than the measurement start position, the controller 200 continues to determine “No” in step S106, and repeatedly executes the process of step S106. Then, when the X-axis direction position data is equal to or greater than the measurement start position, the controller 200 determines “Yes” in step S106, and proceeds to step S108.

ステップS108においては、コントローラ200は、Z軸方向フィードモータ制御回路114に対して光ヘッド100を測定用設定位置まで移動するように指示する。具体的には、サーボ用レーザ光がガラス管Gの外周面上に集光されてスポットが形成されるようなZ軸方向位置を測定用設定位置としてZ軸方向フィードモータ制御回路114に出力する。Z軸方向フィードモータ制御回路114は、Z軸方向フィードモータ21を回転させることにより、スクリューロッド22を軸線周りに回転させてテーブル23をZ軸方向に移動させ、テーブル23及び光ヘッド100をZ軸方向に測定用設定位置に向かって移動させる。このテーブル23及び光ヘッド100のZ軸方向への移動中、Z軸方向フィードモータ制御回路114は、移動位置検出回路115からテーブル23(すなわち光ヘッド100)のZ軸方向位置を表すZ軸方向位置データを入力している。そして、入力したZ軸方向位置データがコントローラ200から入力された測定用設定位置を示すと、Z軸方向フィードモータ制御回路114は、Z軸方向フィードモータ21の回転を停止させて、テーブル23及び光ヘッド100のZ軸線方向への移動を停止させる。   In step S108, the controller 200 instructs the Z-axis direction feed motor control circuit 114 to move the optical head 100 to the measurement setting position. Specifically, the Z-axis direction position where the servo laser beam is focused on the outer peripheral surface of the glass tube G to form a spot is output to the Z-axis direction feed motor control circuit 114 as a measurement setting position. . The Z-axis direction feed motor control circuit 114 rotates the Z-axis direction feed motor 21 to rotate the screw rod 22 around the axis line to move the table 23 in the Z-axis direction. Move in the axial direction toward the set position for measurement. During the movement of the table 23 and the optical head 100 in the Z-axis direction, the Z-axis direction feed motor control circuit 114 performs the Z-axis direction representing the Z-axis direction position of the table 23 (ie, the optical head 100) from the movement position detection circuit 115. Position data is input. When the input Z-axis direction position data indicates the measurement setting position input from the controller 200, the Z-axis direction feed motor control circuit 114 stops the rotation of the Z-axis direction feed motor 21, and the table 23 and The movement of the optical head 100 in the Z-axis direction is stopped.

一方、コントローラ200も、前記ステップS108の処理後、ステップS110にて、移動位置検出回路115からZ軸方向位置データを入力して、入力したZ軸方向位置データが測定用設定位置以上になったかを判定する。Z軸方向位置データが測定用設定位置以上にならなければ、コントローラ200はステップS110にて「No」と判定し続けて、ステップS110の処理を繰り返し実行する。そして、Z軸方向位置データが測定用設定位置以上になった時点で、コントローラ200は、ステップS110にて「Yes」と判定して、ステップS112に進む。   On the other hand, after the processing of step S108, the controller 200 also inputs the Z-axis direction position data from the movement position detection circuit 115 in step S110, and whether the input Z-axis direction position data is equal to or greater than the set position for measurement. Determine. If the Z-axis direction position data is not equal to or greater than the measurement set position, the controller 200 continues to make a “No” determination at step S110 and repeatedly executes the process at step S110. Then, when the Z-axis direction position data is equal to or greater than the measurement setting position, the controller 200 determines “Yes” in step S110 and proceeds to step S112.

ステップS112においては、コントローラ200は、測定用レーザ駆動回路116を作動開始させる。これにより、測定用レーザ駆動回路116は、測定用レーザ光源30を駆動して測定用レーザ光を出射させる。この場合、測定用レーザ駆動回路116は、フォトディテクタ38からの受光信号を用いて測定用レーザ光の強度をフィードバック制御するので、測定用レーザ光源30は常に適正な強度の測定用レーザ光を出射する。   In step S112, the controller 200 starts the operation of the measurement laser drive circuit 116. Thereby, the measurement laser drive circuit 116 drives the measurement laser light source 30 to emit the measurement laser light. In this case, the measurement laser drive circuit 116 feedback-controls the intensity of the measurement laser light using the light reception signal from the photodetector 38, so that the measurement laser light source 30 always emits the measurement laser light with an appropriate intensity. .

測定用レーザ光源30から出射された測定用レーザ光は、コリメートレンズ31で平行光に変換され、その大部分がビームスプリッタ32を通過してリレーレンズ33,34を介してガルバノミラー35に入射し、ガルバノミラー35にて反射されてガラス管Gに照射される。ガラス管Gに照射された測定用レーザ光は、まずガラス管Gの外周面で反射され、ガルバノミラー35にて反射されてラインセンサ39によって受光される。また、ガラス管Gに照射された測定用レーザ光は、ガラス管Gの表面で屈折してガラス管Gの肉厚部分に侵入し、ガラス管Gの内周面で反射してガラス管Gの外周面に導かれる。ガラス管Gの外周面に導かれた測定用レーザ光は、ガラス管Gの外周面でふたたび屈折して外部に導かれてガルバノミラー35に入射し、ガルバノミラー35にて反射されてラインセンサ39に到達する。   The measurement laser light emitted from the measurement laser light source 30 is converted into parallel light by the collimator lens 31, most of which passes through the beam splitter 32 and enters the galvanometer mirror 35 through the relay lenses 33 and 34. The glass tube G is reflected by the galvanometer mirror 35. The measurement laser light irradiated on the glass tube G is first reflected by the outer peripheral surface of the glass tube G, reflected by the galvanometer mirror 35 and received by the line sensor 39. Further, the laser beam for measurement irradiated on the glass tube G is refracted on the surface of the glass tube G, enters the thick portion of the glass tube G, is reflected on the inner peripheral surface of the glass tube G, and is reflected on the glass tube G. Guided to the outer peripheral surface. The measurement laser beam guided to the outer peripheral surface of the glass tube G is refracted again on the outer peripheral surface of the glass tube G, guided to the outside, enters the galvanometer mirror 35, is reflected by the galvanometer mirror 35, and is reflected by the line sensor 39. To reach.

前記ステップS112の処理後、コントローラ200は、ステップS114にて、サーボ用レーザ駆動回路118を作動開始させる。これにより、サーボ用レーザ駆動回路118は、サーボ用レーザ光源40を駆動してサーボ用レーザ光を出射させる。この場合、サーボ用レーザ駆動回路118は、フォトディテクタ46からの受光信号を用いてサーボ用レーザ光の強度をフィードバック制御するので、サーボ用レーザ光源40は常に適正な強度の測定用レーザ光を出射する。   After the process of step S112, the controller 200 starts operating the servo laser drive circuit 118 in step S114. Accordingly, the servo laser drive circuit 118 drives the servo laser light source 40 to emit servo laser light. In this case, since the servo laser drive circuit 118 feedback-controls the intensity of the servo laser light using the light reception signal from the photodetector 46, the servo laser light source 40 always emits the measurement laser light with an appropriate intensity. .

サーボ用レーザ光源40から出射されたサーボ用レーザ光は、コリメートレンズ41で平行光に変換され、その大部分が偏光ビームスプリッタ42を通過してガルバノミラー35に入射し、ガルバノミラー35にて反射されて1/4波長板43及び対物レンズ44を介してガラス管Gの外周面に照射される。サーボ用レーザ光のガラス管Gからの反射光は、対物レンズ44によって平行光に変換され、1/4波長板43を介してガルバノミラー35に入射し、ガルバノミラー35にて反射されて偏光ビームスプリッタ42に導かれ、偏光ビームスプリッタ42で反射される。偏光ビームスプリッタ42で反射されたサーボ用レーザ光の半分は、ビームスプリッタ47を通過して2分割のフォトディテクタ48で受光される。残りの半分はビームスプリッタ47で反射して、集光レンズ49によって集光され、ナイフ51を介してフォトディテクタ50に導かれる。フォトディテクタ48で受光されたサーボ用レーザ光の受光量を表す受光信号はY軸方向エラー信号生成回路119に供給され、Y軸方向エラー信号生成回路119はこの受光信号に基づいてY軸方向エラー信号(a−b)を生成する。一方、フォトディテクタ50で受光されたサーボ用レーザ光の受光量を表す受光信号はZ軸方向エラー信号生成回路122に供給され、Z軸方向エラー信号生成回路122はこの受光信号に基づいてZ軸方向エラー信号(すなわち、フォーカスエラー信号)を生成する。   Servo laser light emitted from the servo laser light source 40 is converted into parallel light by the collimator lens 41, most of which passes through the polarization beam splitter 42 and enters the galvanometer mirror 35, and is reflected by the galvanometer mirror 35. Then, the outer peripheral surface of the glass tube G is irradiated through the quarter wavelength plate 43 and the objective lens 44. The reflected light from the glass tube G of the servo laser light is converted into parallel light by the objective lens 44, enters the galvano mirror 35 through the quarter-wave plate 43, is reflected by the galvano mirror 35, and is a polarized beam. The light is guided to the splitter 42 and reflected by the polarization beam splitter 42. Half of the servo laser light reflected by the polarization beam splitter 42 passes through the beam splitter 47 and is received by the two-divided photodetector 48. The remaining half is reflected by the beam splitter 47, collected by the condenser lens 49, and guided to the photodetector 50 through the knife 51. A light reception signal indicating the amount of received servo laser light received by the photodetector 48 is supplied to a Y-axis direction error signal generation circuit 119, and the Y-axis direction error signal generation circuit 119 is based on this light reception signal. (Ab) is generated. On the other hand, the received light signal indicating the received light amount of the servo laser light received by the photodetector 50 is supplied to the Z-axis direction error signal generating circuit 122, and the Z-axis direction error signal generating circuit 122 is based on this received light signal. An error signal (that is, a focus error signal) is generated.

前記ステップS114の処理後、コントローラ200は、ステップS116にてY軸方向サーボ回路120に作動開始を指示する。これに応答して、Y軸方向サーボ回路120は、作動を開始して、Y軸方向エラー信号生成回路119から入力したY軸方向エラー信号(a−b)に基づいてY軸方向サーボ信号を作成し、Y軸方向ドライブ回路121を介してモータ36を駆動制御して、ガルバノミラー35のX軸方向に平行な直線周りの回転をサーボ制御する。したがって、フォトディテクタ48に受光されたサーボ用Z軸方向レーザ光の反射光が、受光面の中央に維持されるようにガルバノミラー35のX軸方向に平行な直線周りの回転角がサーボ制御されることとなり、ガラス管GがY軸方向に変位しても、その変位に応じてガルバノミラー35がX軸方向に平行な直線周りに回転制御され、サーボ用Z軸方向レーザ光及び測定用レーザ光の光軸が常にガラス管Gの中心軸と交差するように維持される。   After the process of step S114, the controller 200 instructs the Y-axis direction servo circuit 120 to start operation in step S116. In response to this, the Y-axis direction servo circuit 120 starts to operate and outputs a Y-axis direction servo signal based on the Y-axis direction error signal (ab) input from the Y-axis direction error signal generation circuit 119. The motor 36 is driven and controlled via the Y-axis direction drive circuit 121, and the rotation of the galvano mirror 35 around a straight line parallel to the X-axis direction is servo-controlled. Accordingly, the rotation angle of the galvano mirror 35 around a straight line parallel to the X-axis direction is servo-controlled so that the reflected light of the servo Z-axis laser light received by the photodetector 48 is maintained at the center of the light receiving surface. Thus, even if the glass tube G is displaced in the Y-axis direction, the galvano mirror 35 is rotationally controlled around a straight line parallel to the X-axis direction in accordance with the displacement, and the servo Z-axis laser light and the measurement laser light are controlled. Is always maintained so as to intersect the central axis of the glass tube G.

前記ステップS116の処理後、コントローラ200は、ステップS118にてZ軸方向サーボ回路123に作動開始を指示する。これに応答して、Z軸方向サーボ回路123は、作動を開始して、Z軸方向エラー信号生成回路122から入力したZ軸方向エラー信号に基づいてZ軸方向サーボ信号を発生し、Z軸方向ドライブ回路124を介してフォーカスアクチュエータ44aを駆動して、対物レンズ44をZ軸方向にサーボ制御(すなわちフォーカスサーボ制御)する。これにより、サーボ用レーザ光の焦点位置をガラス管Gの表面に一致させることができ、ガラス管GのY軸方向の変位を精度よく検出することができる。   After the process of step S116, the controller 200 instructs the Z-axis direction servo circuit 123 to start operation in step S118. In response to this, the Z-axis direction servo circuit 123 starts operation, generates a Z-axis direction servo signal based on the Z-axis direction error signal input from the Z-axis direction error signal generation circuit 122, The focus actuator 44a is driven via the direction drive circuit 124 to servo-control the objective lens 44 in the Z-axis direction (that is, focus servo control). Thereby, the focal position of the servo laser beam can be made coincident with the surface of the glass tube G, and the displacement of the glass tube G in the Y-axis direction can be detected with high accuracy.

前記ステップS118の処理後、コントローラ200は、ステップS120にて、センサ信号取出回路117に対して作動開始を指示する。これに応答して、センサ信号取出回路117は作動を開始し、予め決められた周期でラインセンサ39の各画素の信号を導出し、画素ごとに、信号強度に相当するディジタルデータと画素位置のディジタルデータとを対にしてコントローラ200に出力し始める。コントローラ200は、ステップS122にて前記ラインセンサ39から出力される信号強度と画素位置を表すディジタルデータを入力する。この場合、ラインセンサ39に入力される反射光は、図2Bに示すように、ガラス管Gの外周面の反射光とガラス管Gの内周面の反射光であり、信号強度は2つのピーク値を有する。そして、ステップS122においては、この2つのピーク値のうちの一方のピーク値が位置するラインセンサ39上の位置(ピーク位置)を計算する。本実施形態においては、ガラス管Gの外周面で反射した測定用レーザ光に関するピーク値、すなわち図2Bにてラインセンサ39の上側のピーク値が位置するラインセンサ39上の位置(ピーク位置)を計算する。   After the process of step S118, the controller 200 instructs the sensor signal extraction circuit 117 to start operation in step S120. In response to this, the sensor signal extraction circuit 117 starts operation, derives the signal of each pixel of the line sensor 39 at a predetermined cycle, and for each pixel, the digital data corresponding to the signal intensity and the pixel position A pair of digital data starts to be output to the controller 200. The controller 200 inputs digital data representing the signal intensity and pixel position output from the line sensor 39 in step S122. In this case, as shown in FIG. 2B, the reflected light input to the line sensor 39 is reflected light on the outer peripheral surface of the glass tube G and reflected light on the inner peripheral surface of the glass tube G, and the signal intensity has two peaks. Has a value. In step S122, the position (peak position) on the line sensor 39 where one of the two peak values is located is calculated. In the present embodiment, the peak value related to the measurement laser beam reflected by the outer peripheral surface of the glass tube G, that is, the position (peak position) on the line sensor 39 where the peak value on the upper side of the line sensor 39 in FIG. calculate.

前記ステップS122の処理後、コントローラ200は、ステップS124にて、前記計算したピーク位置からラインセンサ39上の予め決められた設定位置を減算して、減算結果の絶対値が所定の小さな許容値以下であるかを判定する。この場合、予め決められた設定位置とは、ラインセンサ39の長尺方向の中心位置から、図2Bにて若干上方の位置である。そして、この位置は、フォーカスサーボ制御による対物レンズ44の変位が原点位置を中心に行われる位置である。前記絶対値が許容値以下であれば、コントローラ200は、ステップS124にて「Yes」と判定して、図4BのステップS132に進む。一方、前記絶対値が許容値よりも大きければ、コントローラ200は、ステップS124にて「No」と判定して、ステップS126に進む。   After the process of step S122, the controller 200 subtracts a predetermined set position on the line sensor 39 from the calculated peak position in step S124, and the absolute value of the subtraction result is less than a predetermined small allowable value. It is determined whether it is. In this case, the predetermined setting position is a position slightly higher in FIG. 2B than the center position of the line sensor 39 in the longitudinal direction. This position is a position where the displacement of the objective lens 44 by focus servo control is performed around the origin position. If the absolute value is less than or equal to the allowable value, the controller 200 determines “Yes” in step S124 and proceeds to step S132 in FIG. 4B. On the other hand, if the absolute value is greater than the allowable value, the controller 200 determines “No” in step S124 and proceeds to step S126.

ステップS126においては、コントローラ200は、前記減算結果(ピーク位置−設定位置)からZ軸方向への移動距離を検出し、現在のZ軸方向位置に移動距離を加算してテーブル23のZ軸方向移動位置を計算する。なお、この移動距離の計算においては、減算結果(ピーク位置−設定位置)に対するテーブル23のZ軸方向への移動距離を示す変換関数又は変換テーブルを予め用意しておき、この変換関数又は変換テーブルを用いる。次に、コントローラ200は、ステップS128にてテーブル23の移動位置をZ軸方向フィードモータ制御回路114に出力する。Z軸方向フィードモータ制御回路114は、Z軸方向フィードモータ21の作動を制御するとともに、移動位置検出回路115からテーブル23のZ軸方向位置を入力して、テーブル23を前記入力された移動位置まで移動する。前記ステップS128の処理後、コントローラ200は、ステップS130にて、移動位置検出回路115からテーブル23の移動位置を入力して、前記入力した移動位置が前記Z軸方向フィードモータ制御回路114に指示した移動位置に達したか否かを判定する。テーブル23の移動位置が前記指示した移動位置に達するまで、コントローラ200はステップS130にて「No」と判定し続けてステップS130の処理を続ける。一方、テーブル23の移動位置が前記指示した移動位置に達すると、コントローラ200はステップS130にて「Yes」と判定して、前述したステップS122,S124の処理を実行する。これらのステップS122〜S130の処理により、ガラス管Gの外周面にて反射した測定用レーザ光の光軸位置がラインセンサ39の長尺方向中央位置から若干だけ上に位置するようになる。そして、この状態では、ガラス管Gの外周面で反射した測定用レーザ光の光軸と、ガラス管Gの内周で反射した測定用レーザ光の光軸の中央がラインセンサ39の長尺方向中央にほぼ位置する。なお、ステップS122からステップS130までの処理を行うのは、厚さ測定を行うガラス管Gの直径がガラス管Gによって多少変化するため、光ヘッド100からガラス管Gの表面までの距離を一定にして、サーボ用レーザ光が集光する位置に測定用レーザ光が照射されるようにするためである。   In step S126, the controller 200 detects the movement distance in the Z-axis direction from the subtraction result (peak position−setting position), adds the movement distance to the current Z-axis direction position, and moves in the Z-axis direction of the table 23. Calculate the moving position. In calculating the movement distance, a conversion function or conversion table indicating the movement distance in the Z-axis direction of the table 23 with respect to the subtraction result (peak position−setting position) is prepared in advance, and this conversion function or conversion table is prepared. Is used. Next, the controller 200 outputs the movement position of the table 23 to the Z-axis direction feed motor control circuit 114 in step S128. The Z-axis direction feed motor control circuit 114 controls the operation of the Z-axis direction feed motor 21 and inputs the position of the table 23 in the Z-axis direction from the movement position detection circuit 115, so that the table 23 is moved to the input movement position. Move up. After the process of step S128, the controller 200 inputs the movement position of the table 23 from the movement position detection circuit 115 in step S130, and the input movement position instructs the Z-axis direction feed motor control circuit 114. It is determined whether or not the movement position has been reached. Until the movement position of the table 23 reaches the instructed movement position, the controller 200 continues to determine “No” in step S130 and continue the process of step S130. On the other hand, when the moving position of the table 23 reaches the instructed moving position, the controller 200 determines “Yes” in step S130 and executes the processes of steps S122 and S124 described above. By the processing of these steps S122 to S130, the optical axis position of the measurement laser light reflected on the outer peripheral surface of the glass tube G is positioned slightly above the longitudinal center position of the line sensor 39. In this state, the center of the optical axis of the measurement laser light reflected on the outer peripheral surface of the glass tube G and the optical axis of the measurement laser light reflected on the inner periphery of the glass tube G is the longitudinal direction of the line sensor 39. Located almost in the center. Note that the processing from step S122 to step S130 is performed because the diameter of the glass tube G for thickness measurement varies slightly depending on the glass tube G, so that the distance from the optical head 100 to the surface of the glass tube G is constant. This is because the laser beam for measurement is irradiated to the position where the servo laser beam is condensed.

ステップS132においては、コントローラ200は、スピンドルモータ制御回路112にガラス管Gの軸線周りの回転開始を指示するとともに、回転速度も指示する。スピンドルモータ制御回路112は、エンコーダ14aからのパルス列信号ΦA,ΦBに基づいて計算したスピンドルモータ14の回転速度を用いて、ガラス管Gが前記指示された回転速度で回転するように、スピンドルモータ14を回転させ始める。これにより、ガラス管Gは、前記指示された回転速度で軸線周りに回転し始める。次に、コントローラ200は、ステップS134にて、回転角度検出回路113に作動開始を指示する。これにより、回転角度検出回路113は、スピンドルモータ14の回転角度(ガラス管Gの軸線周りの回転角度)を表す回転角度データをコントローラ200に出力し始める。 In step S132, the controller 200 instructs the spindle motor control circuit 112 to start rotation about the axis of the glass tube G and also instructs the rotation speed. The spindle motor control circuit 112 uses the rotation speed of the spindle motor 14 calculated based on the pulse train signals Φ A and Φ B from the encoder 14a so that the glass tube G rotates at the instructed rotation speed. The motor 14 starts to rotate. As a result, the glass tube G starts to rotate around the axis at the instructed rotational speed. Next, the controller 200 instructs the rotation angle detection circuit 113 to start operation in step S134. Thereby, the rotation angle detection circuit 113 starts to output rotation angle data representing the rotation angle of the spindle motor 14 (rotation angle around the axis of the glass tube G) to the controller 200.

前記ステップS134の処理後、コントローラ200は、ステップS136にて、X軸方向フィードモータ制御回路110にガラス管GのX軸方向への移動開始を指示するとともに、移動速度も指示する。X軸方向フィードモータ制御回路110は、エンコーダ11aからのパルス列信号ΦA,ΦBに基づいて計算したX軸方向フィードモータ11の回転速度を用いて、ガラス管Gが前記指示された移動速度でX軸方向(図示下方向)に移動するように、X軸方向フィードモータ11を回転させ始める。これにより、ガラス管Gは、前記指示された移動速度でX軸方向に移動し始める。次に、コントローラ200は、ステップS138にて、タイマによる時間計測を開始させる。 After the process of step S134, the controller 200 instructs the X-axis direction feed motor control circuit 110 to start moving the glass tube G in the X-axis direction and also the moving speed in step S136. The X-axis direction feed motor control circuit 110 uses the rotation speed of the X-axis direction feed motor 11 calculated based on the pulse train signals Φ A and Φ B from the encoder 11a to move the glass tube G at the instructed moving speed. The X-axis direction feed motor 11 starts to rotate so as to move in the X-axis direction (downward in the figure). Thereby, the glass tube G starts to move in the X-axis direction at the instructed moving speed. Next, the controller 200 starts time measurement by a timer in step S138.

前記ステップS138の処理後、コントローラ200は、ステップS140にて計測時間が所定の短時間Tに変数nを乗算した乗算結果nT以上であるかを判定する。いま、変数nは「0」であるので、コントローラ200は、ステップS140にて「Yes」と判定して、ステップS142にてセンサ信号取出回路117から最新のセンサ信号を取込み、ステップS144にて回転角度検出回路113から回転角度データを取込み、ステップS146にて移動位置検出回路111からX軸方向位置データを取込む。そして、コントローラ200は、ステップS148にて、ガラス管Gの厚さを計算する。   After the process in step S138, the controller 200 determines in step S140 whether the measurement time is equal to or greater than a multiplication result nT obtained by multiplying the predetermined short time T by the variable n. Now, since the variable n is “0”, the controller 200 determines “Yes” in step S140, fetches the latest sensor signal from the sensor signal fetch circuit 117 in step S142, and rotates it in step S144. The rotation angle data is taken from the angle detection circuit 113, and the X-axis direction position data is taken from the movement position detection circuit 111 in step S146. And the controller 200 calculates the thickness of the glass tube G in step S148.

このガラス管Gの計算においては、ラインセンサ39によって受光されたガラス管Gの外周面及び内周面での2つの反射測定用レーザ光の各ピーク値の位置(ピーク位置)を検出する。この場合、ピーク値は、ガラス管Gの外周面及び内周面でそれぞれ反射した測定用レーザ光の光軸にそれぞれ対応する。次に、前記検出した2つのピーク位置を用いて、2つのピーク位置間の距離を求める。そして、ピーク位置間の距離から、予め用意された変換関数又は変換テーブルを用いて、測定用レーザ光が照射されている位置のガラス管Gの厚さを計算する。この変換関数又は変換テーブルは、ガラス管Gの屈折率及び測定用レーザ光のガラス管Gの軸線に対する角度が定まれば一義的に決まるものであり、ガラス管の屈折率が分かっていない場合には、ガラス管Gの屈折率を測定して入力することで定める。なお、測定用レーザ光のガラス管Gの軸線に対する角度は本実施形態による装置によって定まるものである。そして、このステップS148においては、計算されたガラス管Gの厚さを、前入力した回転角度データ及びX方向位置データと対応付けてメモリに記憶しておく。   In the calculation of the glass tube G, the positions (peak positions) of the peak values of the two reflection measurement laser beams on the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the glass tube G received by the line sensor 39 are detected. In this case, the peak value corresponds to the optical axis of the laser beam for measurement reflected on the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the glass tube G, respectively. Next, a distance between the two peak positions is obtained using the two detected peak positions. Then, the thickness of the glass tube G at the position where the measurement laser beam is irradiated is calculated from the distance between the peak positions using a conversion function or conversion table prepared in advance. This conversion function or conversion table is uniquely determined if the refractive index of the glass tube G and the angle of the laser beam for measurement with respect to the axis of the glass tube G are determined, and when the refractive index of the glass tube is not known. Is determined by measuring and inputting the refractive index of the glass tube G. The angle of the measuring laser beam with respect to the axis of the glass tube G is determined by the apparatus according to the present embodiment. In step S148, the calculated thickness of the glass tube G is stored in the memory in association with the previously input rotation angle data and X-direction position data.

前記ステップS148の処理後、コントローラ200は、ステップS150にて、前記取込んだX軸方向位置データによって表されたX軸方向位置が測定終了位置以上を示しているか、すなわちガラス管Gの長さから設定される測定終了位置以上にガラス管Gが既に移動されたかを判定する。また、コントローラ200は、ステップS152において、前記取込んだセンサ信号中に設定値以上の強度を示す受光データが無いか、すなわち測定用レーザ光の照射位置がガラス管Gの端部を通り過ぎてしまったか、又はサーボ制御が行われていないかを判定する。X軸方向位置が測定終了位置以上を示しておらず、かつセンサ信号中に設定値以上の強度を示す受光データが有れば、コントローラ200は、ステップS150,S152にて共に「No」と判定して、ステップS154にて変数nに「1」を加算して、ステップS140に戻る。そして、計測開始されてからの時間がnT以上になるごとに、コントローラ200は、前述したステップS142〜S148の処理を繰り返し行う。これにより、メモリには、回転角度データによって表されたガラス管Gの軸線周りの角度及びX方向位置データによって表されたガラス管Gの軸線方向位置ごとに、ガラス管Gの厚さを表すデータが記憶されていく。   After the process of step S148, the controller 200 determines in step S150 whether the X-axis direction position represented by the acquired X-axis direction position data is equal to or greater than the measurement end position, that is, the length of the glass tube G. It is determined whether or not the glass tube G has already been moved beyond the measurement end position set. Further, in step S152, the controller 200 determines that there is no light reception data indicating an intensity higher than a set value in the acquired sensor signal, that is, the irradiation position of the measurement laser light has passed the end of the glass tube G. Or whether servo control is not being performed. If the X-axis direction position does not indicate the measurement end position or more and the received light data indicating the intensity greater than the set value is present in the sensor signal, the controller 200 determines “No” in steps S150 and S152. In step S154, “1” is added to the variable n, and the process returns to step S140. Then, every time the measurement has started is nT or more, the controller 200 repeats the processes of steps S142 to S148 described above. Thereby, in the memory, data representing the thickness of the glass tube G for each of the angle around the axis of the glass tube G represented by the rotation angle data and the axial position of the glass tube G represented by the X-direction position data. Will be remembered.

そして、X軸方向位置が測定終了位置以上を示し、又はセンサ信号中に設定値以上の強度を示す受光データが無くなると、コントローラ200は、ステップS150又はS152にて「Yes」と判定して、ステップS156以降に進む。コントローラ200は、ステップS156にてスピンドルモータ制御回路112にスピンドルモータ14の作動停止を指示する。これにより、スピンドルモータ制御回路112はスピンドルモータ14の回転を停止させ、ガラス管Gの軸線周りの回転が停止する。つぎに、コントローラ200は、ステップS158にてX軸方向フィードモータ制御回路110にX軸方向フィードモータ11の作動停止を指示する。これにより、X軸方向フィードモータ制御回路110はX軸方向フィードモータ11の回転を停止させ、ガラス管Gの軸線方向(X軸方向)の移動が停止する。次に、コントローラ200は、ステップS160にてY軸方向サーボ回路120に作動停止を指示し、ステップS162にてZ軸方向サーボ回路123に作動停止を指示する。これらの処理により、ガルバノミラー35のX軸方向に平行な直線周りの回転角のサーボ制御(サーボ用Z軸方向レーザ光のY軸方向のサーボ制御)及び対物レンズ44のZ軸方向へのサーボ制御(フォーカスサーボ制御)も停止する。   When the X-axis direction position indicates the measurement end position or more, or when there is no received light data indicating the intensity greater than the set value in the sensor signal, the controller 200 determines “Yes” in step S150 or S152, Proceed to step S156 and subsequent steps. In step S156, the controller 200 instructs the spindle motor control circuit 112 to stop the operation of the spindle motor 14. As a result, the spindle motor control circuit 112 stops the rotation of the spindle motor 14 and stops the rotation around the axis of the glass tube G. Next, the controller 200 instructs the X-axis direction feed motor control circuit 110 to stop the operation of the X-axis direction feed motor 11 in step S158. Thereby, the X-axis direction feed motor control circuit 110 stops the rotation of the X-axis direction feed motor 11, and the movement of the glass tube G in the axial direction (X-axis direction) stops. Next, the controller 200 instructs the Y-axis direction servo circuit 120 to stop the operation in step S160, and instructs the Z-axis direction servo circuit 123 to stop the operation in step S162. With these processes, the servo control of the rotation angle around the straight line parallel to the X-axis direction of the galvano mirror 35 (servo control in the Y-axis direction of the Z-axis laser beam for servo) and the servo of the objective lens 44 in the Z-axis direction are performed. Control (focus servo control) is also stopped.

前記ステップS162の処理後、コントローラ200は、ステップS164にて測定用レーザ駆動回路116に測定用レーザ光源30の駆動停止を指示し、ステップS166にてサーボ用レーザ駆動回路118にサーボ用レーザ光源40の駆動停止を指示する。これにより、測定用レーザ光源30による測定用レーザ光のガラス管Gに対する照射も、サーボ用レーザ光源40によるサーボ用レーザ光のガラス管Gに対する照射も停止する。次に、コントローラ200は、ステップS168にて回転角度検出回路113の作動停止を指示し、ステップS170にてセンサ信号取出回路117の作動停止を指示する。これにより、回転角度検出回路113が作動停止して角度データがコントローラ200に入力されなくなるとともに、センサ信号取出回路117も作動停止してセンサ信号がコントローラ200に入力されなくなる。   After the processing in step S162, the controller 200 instructs the measurement laser drive circuit 116 to stop driving the measurement laser light source 30 in step S164, and in step S166, instructs the servo laser drive circuit 118 to drive the servo laser light source 40. To stop driving. Thereby, the irradiation of the measurement laser light from the measurement laser light source 30 to the glass tube G and the irradiation of the servo laser light from the servo laser light source 40 to the glass tube G are stopped. Next, the controller 200 instructs the rotation angle detection circuit 113 to stop operating in step S168, and instructs the sensor signal extraction circuit 117 to stop operating in step S170. As a result, the rotation angle detection circuit 113 stops operating and angle data is not input to the controller 200, and the sensor signal extraction circuit 117 also stops operating and sensor signals are not input to the controller 200.

前記ステップS170の処理後、コントローラ200は、ステップS172にてX軸方向フィードモータ制御回路110に移動体13のX軸方向駆動限界位置への移動を指示し、ステップS174にてZ軸方向フィードモータ制御回路114にテーブル23のZ軸方向駆動限界値への移動を指示する。これらの移動指示により、X軸方向フィードモータ制御回路110は移動体13をX軸方向駆動限界位置まで移動させ、Z軸方向フィードモータ制御回路114がテーブル23をZ軸方向駆動限界値まで移動させる。これにより、ガラス管Gの厚さ測定開始前と同じ状態になるので、作業者は固定具15からガラス管Gを取外し、次に測定したガラス管Gをセットして前述した厚さ測定をふたたび行うことができる。そして、コントローラ200は、ステップS176にて前述したガラス管Gの厚さの測定結果を表示装置204に表示して、ステップS178にて厚さ測定プログラムの実行を終了する。   After the process of step S170, the controller 200 instructs the X-axis direction feed motor control circuit 110 to move the movable body 13 to the X-axis direction drive limit position in step S172, and in step S174, the Z-axis direction feed motor. The control circuit 114 is instructed to move the table 23 to the drive limit value in the Z-axis direction. In response to these movement instructions, the X-axis direction feed motor control circuit 110 moves the movable body 13 to the X-axis direction drive limit position, and the Z-axis direction feed motor control circuit 114 moves the table 23 to the Z-axis direction drive limit value. . Thereby, since it will be in the same state as before the thickness measurement start of the glass tube G, an operator removes the glass tube G from the fixing tool 15, sets the measured glass tube G, and again performs the thickness measurement mentioned above. It can be carried out. And the controller 200 displays the measurement result of the thickness of the glass tube G mentioned above on the display apparatus 204 in step S176, and complete | finishes execution of a thickness measurement program in step S178.

上記説明からも理解できるように、上記第1実施形態に係る透光性管状物体の厚さ測定装置によれば、測定用レーザ光及びサーボ用レーザ光が、光軸位置を変化させることができるガルバノミラー35を介してガラス管Gの表面に照射される。ガラス管Gの表面にて反射された測定用レーザ光は、ふたたびガルバノミラー35を介してラインセンサ39に導かれる。すなわち、ラインセンサ39は、ガラス管Gの外周面で反射する測定用レーザ光の反射光とガラス管Gの内周面で反射する測定用レーザ光の反射光の両反射光を受光して、受光信号を出力する。コントローラ200は、このラインセンサ39による受光信号に基いて、測定用レーザ光の照射位置のガラス管Gの厚さを検出する。一方、ガラス管Gの表面にて反射されたサーボ用レーザ光はフォトディテクタ48に導かれて、フォトディテクタ48は、サーボ用レーザ光のガラス管Gの中心軸からのY軸方向のずれ量を検出して、検出したずれ量を表す信号を出力する。そして、Y軸方向エラー信号生成回路119、Y軸方向サーボ回路120及びY軸方向ドライブ回路121が、モータ36を駆動制御することにより、サーボ用レーザ光及び測定用レーザ光の光軸がガラス管Gの中心軸と交差するように、ガルバノミラー35のX軸線に平行な直線周りの回転角をサーボ制御する。これにより、ガラス管Gの中心軸が設定された位置からずれている場合でも、サーボ用レーザ光及び測定用レーザ光の光軸を常にガラス管Gの中心軸と交差させることができるので、短時間でガラス管Gの全域の厚さを的確に測定することができる。   As can be understood from the above description, according to the thickness measuring device for a transparent tubular object according to the first embodiment, the measurement laser beam and the servo laser beam can change the optical axis position. The surface of the glass tube G is irradiated through the galvanometer mirror 35. The measurement laser beam reflected on the surface of the glass tube G is again guided to the line sensor 39 via the galvanometer mirror 35. That is, the line sensor 39 receives both the reflected light of the measurement laser light reflected on the outer peripheral surface of the glass tube G and the reflected light of the measurement laser light reflected on the inner peripheral surface of the glass tube G, Output light reception signal. The controller 200 detects the thickness of the glass tube G at the irradiation position of the measurement laser beam based on the light reception signal from the line sensor 39. On the other hand, the servo laser light reflected on the surface of the glass tube G is guided to the photo detector 48, and the photo detector 48 detects the amount of deviation of the servo laser light in the Y-axis direction from the central axis of the glass tube G. Then, a signal representing the detected deviation amount is output. The Y-axis direction error signal generation circuit 119, the Y-axis direction servo circuit 120, and the Y-axis direction drive circuit 121 drive and control the motor 36 so that the optical axes of the servo laser beam and the measurement laser beam are glass tubes. The rotation angle around the straight line parallel to the X-axis line of the galvanometer mirror 35 is servo-controlled so as to intersect the central axis of G. As a result, even when the central axis of the glass tube G is deviated from the set position, the optical axes of the servo laser beam and the measurement laser beam can always intersect the central axis of the glass tube G. The thickness of the entire area of the glass tube G can be accurately measured over time.

また、上記第1実施形態においては、サーボ用レーザ光を集光レンズ49及びナイフ51を介してフォトディテクタ50で受光し、この受光に基づいて、Z軸方向エラー信号生成回路122、Z軸方向サーボ回路123及びZ軸方向ドライブ回路124がフォーカスアクチュエータ44aを駆動することにより、対物レンズ44をZ軸方向にサーボ制御(すなわちフォーカス制御)する。これにより、サーボ用レーザ光の焦点位置をガラス管Gの表面に一致させることができ、ガラス管GのY軸方向の変位を精度よく検出することができる。   In the first embodiment, servo laser light is received by the photodetector 50 via the condenser lens 49 and the knife 51, and on the basis of this light reception, the Z-axis direction error signal generation circuit 122, the Z-axis direction servo are received. The circuit 123 and the Z-axis direction drive circuit 124 drive the focus actuator 44a to servo-control the objective lens 44 in the Z-axis direction (that is, focus control). Thereby, the focal position of the servo laser beam can be made coincident with the surface of the glass tube G, and the displacement of the glass tube G in the Y-axis direction can be detected with high accuracy.

b.第2実施形態
上記第1実施形態においては、測定用レーザ光を出射する測定用レーザ光源30と、サーボ用レーザ光を出射するサーボ用レーザ光源40とを別々に設けるようにした。しかし、第2実施形態に係る透光性管状物体の厚さ測定装置は、図5A及び図5Bに示すように、測定用レーザ光とサーボ用レーザ光とを1つのレーザ光として共通に出射するレーザ光源60を備えている。なお、図6A及び図6Bは、図2A及び図2Bの表示態様に合わせて、光ヘッド100を詳細に示している。
b. Second Embodiment In the first embodiment, the measurement laser light source 30 that emits the measurement laser light and the servo laser light source 40 that emits the servo laser light are separately provided. However, the translucent tubular object thickness measuring apparatus according to the second embodiment emits the measurement laser beam and the servo laser beam in common as one laser beam, as shown in FIGS. 5A and 5B. A laser light source 60 is provided. 6A and 6B show the optical head 100 in detail in accordance with the display modes of FIGS. 2A and 2B.

レーザ光源60から出射されたレーザ光は、上記第1実施形態のコリメートレンズ31,41に代わる共通のコリメートレンズ61を介して、ビームスプリッタ62に入射する。ビームスプリッタ62は、レーザ光源60から出射されたレーザ光を適切な強度割合になるように分割して、測定用レーザ光とサーボ用レーザ光を生成する。測定用レーザ光は、上記第1実施形態の場合と同様なビームスプリッタ32に入射する。サーボ用レーザ光は、新たに設けたミラー63で反射し、上記第1実施形態の場合と同様な偏光ビームスプリッタ42に入射する。他の構成は、上記第1実施形態と同様であり、上記第1実施形態と同様な符号を付してその説明を省略する。   The laser light emitted from the laser light source 60 is incident on the beam splitter 62 via the common collimating lens 61 instead of the collimating lenses 31 and 41 of the first embodiment. The beam splitter 62 divides the laser light emitted from the laser light source 60 so as to have an appropriate intensity ratio, and generates measurement laser light and servo laser light. The measurement laser light enters the same beam splitter 32 as in the first embodiment. The servo laser light is reflected by the newly provided mirror 63 and is incident on the polarization beam splitter 42 as in the case of the first embodiment. Other configurations are the same as those of the first embodiment, and the same reference numerals as those of the first embodiment are given and description thereof is omitted.

上記のように構成した第2実施形態に係る透光性管状物体の厚さ測定装置においては、レーザ光源60から出射されたレーザ光がコリメートレンズ61を介してビームスプリッタ62に入射され、ビームスプリッタ62が測定用レーザ光とサーボ用レーザ光を生成する。そして、測定用レーザ光はビームスプリッタ32に入射され、サーボ用レーザ光はミラー63を介して偏光ビームスプリッタ42に入射される。それ以外の動作は、上記第1実施形態の場合と全く同一である。したがって、この第2実施形態によっても、上記第1実施形態の場合と同様に、ガラス管Gの中心軸が設定された位置からずれている場合でも、サーボ用レーザ光及び測定用レーザ光の光軸を常にガラス管Gの中心軸と交差させることができるので、短時間でガラス管Gの全域の厚さを的確に測定することができる。また、サーボ用レーザ光の焦点位置をガラス管Gの表面に一致させることができ、ガラス管GのY軸方向の変位を精度よく検出することもできる。さらに、この第2実施形態では、上記第1実施形態に比べて、単にミラー63とビームスプリッタ62を追加するだけで、測定用レーザ光とサーボ用レーザ光とに対して共通のレーザ光源60及びコリメートレンズ61を用いているので、レーザ光源、光学部品の数及びレーザ駆動回路の数を減らすことができるため、装置の製造コストを安価に抑えることができる。   In the translucent tubular object thickness measuring apparatus according to the second embodiment configured as described above, the laser light emitted from the laser light source 60 is incident on the beam splitter 62 via the collimator lens 61, and the beam splitter is obtained. 62 generates measurement laser light and servo laser light. The measurement laser light is incident on the beam splitter 32, and the servo laser light is incident on the polarization beam splitter 42 via the mirror 63. Other operations are the same as those in the first embodiment. Therefore, according to the second embodiment, similarly to the case of the first embodiment, even when the central axis of the glass tube G is deviated from the set position, the light of the servo laser beam and the measurement laser beam is emitted. Since the axis can always intersect the central axis of the glass tube G, the thickness of the entire region of the glass tube G can be accurately measured in a short time. Further, the focal position of the servo laser light can be matched with the surface of the glass tube G, and the displacement of the glass tube G in the Y-axis direction can be detected with high accuracy. Further, in the second embodiment, as compared with the first embodiment, a common laser light source 60 and a laser beam for measurement and a servo laser beam can be obtained by simply adding a mirror 63 and a beam splitter 62. Since the collimating lens 61 is used, the number of laser light sources, the number of optical components, and the number of laser drive circuits can be reduced, so that the manufacturing cost of the apparatus can be reduced.

c.第3実施形態
上記第1及び第2実施形態においては、測定用レーザ光とサーボ用レーザ光とをガラス管Gにそれぞれ別々に照射した。しかし、第3実施形態に係る透光性管状物体の厚さ測定装置は、図6に示すように、1つのレーザ光をガラス管Gに照射し、反射光を詳しくは後述するビームスプリッタ80で適切な強度割合になるように分割し、一方を厚さ測定に用い、他方をサーボ制御に用いるようにしている。また、この第3実施形態においては、ガラス管Gの中心軸に対して垂直方向からレーザ光を照射し、反射光を用いてガラス管Gの厚さ測定を行うことになるが、これには、背景技術の項で説明したように、スーパー・ルミネセント・ダイオード光源(以下、SLD(Super Luminescent Diode)光源という)のように広波長帯域のレーザ光を照射し、反射光を回折格子で分光したときの受光曲線からガラス管Gの厚さを導出する周知の技術を用いる。
c. Third Embodiment In the first and second embodiments described above, the measurement laser beam and the servo laser beam are separately applied to the glass tube G. However, the translucent tubular object thickness measuring apparatus according to the third embodiment irradiates a glass tube G with a single laser beam as shown in FIG. It divides | segments so that it may become an appropriate intensity | strength ratio, and one is used for thickness measurement and the other is used for servo control. In the third embodiment, laser light is irradiated from a direction perpendicular to the central axis of the glass tube G, and the thickness of the glass tube G is measured using reflected light. As explained in the background section, a laser beam in a wide wavelength band is irradiated like a super luminescent diode light source (hereinafter referred to as SLD (Super Luminescent Diode) light source), and the reflected light is spectrally separated by a diffraction grating. A known technique for deriving the thickness of the glass tube G from the received light curve is used.

さらに、この第3実施形態においては、上記第1及び第2実施形態で用いた光ヘッド100が大きくなることを回避するために、上記光ヘッド100の機能を、分光ユニット100A及び測定ヘッド100Bの2つに分散させている。そして、分光ユニット100A及び測定ヘッド100Bを光ファイバー70で光学的に連結している。測定ヘッド100Bは、上記第1実施形態の場合と同様に、テーブル23に固定されている。   Furthermore, in the third embodiment, in order to avoid the increase in the size of the optical head 100 used in the first and second embodiments, the function of the optical head 100 is changed between the spectroscopic unit 100A and the measurement head 100B. It is distributed in two. The spectroscopic unit 100A and the measurement head 100B are optically connected by an optical fiber 70. The measurement head 100B is fixed to the table 23 as in the case of the first embodiment.

分光ユニット100Aは、図7Aに詳細に示すように、広波長帯域のレーザ光を出射するSLD光源71を有する。SLD光源71から出射されたレーザ光は、コリメートレンズ72で平行光に変換され、リレーレンズ73,74で断面径が小さくされて、ビームスプリッタ75に導かれる。ビームスプリッタ75は、リレーレンズ73,74からの入射光をそのまま透過し、光ファイバー70を介して測定ヘッド100Bに導く。逆に、測定ヘッド100Bから光ファイバー70を介してビームスプリッタ75に導かれたレーザ光は、ビームスプリッタ75で反射されて、反射型の回折格子76に導かれて一連のスペクトルに分散されてラインセンサ77に導かれる。ラインセンサ77は、CCD、CMOS等で形成されている。なお、前記反射型の回折格子76に代えて透光型の回折格子を用い、ビームスプリッタ75からの反射光を透光型の回折格子を介してラインセンサ77に導くようにしてもよい。   As shown in detail in FIG. 7A, the spectroscopic unit 100A includes an SLD light source 71 that emits laser light in a wide wavelength band. The laser light emitted from the SLD light source 71 is converted into parallel light by the collimator lens 72, the sectional diameter is reduced by the relay lenses 73 and 74, and the light is guided to the beam splitter 75. The beam splitter 75 transmits the incident light from the relay lenses 73 and 74 as it is, and guides it to the measurement head 100B via the optical fiber 70. Conversely, the laser light guided from the measuring head 100B to the beam splitter 75 via the optical fiber 70 is reflected by the beam splitter 75, guided to the reflective diffraction grating 76, and dispersed into a series of spectra to be line sensors. 77. The line sensor 77 is formed by a CCD, a CMOS, or the like. Note that a light transmissive diffraction grating may be used instead of the reflective diffraction grating 76, and the reflected light from the beam splitter 75 may be guided to the line sensor 77 via the light transmissive diffraction grating.

測定ヘッド100Bは、光ファイバー70によって伝播されたレーザ光の断面径を大きくするためのリレーレンズ78,79を有する。リレーレンズ78,79によって断面径の大きくされたレーザ光は、ビームスプリッタ80を通過してガルバノミラー81に入射する。ガルバノミラー81で反射されたレーザ光は、対物レンズ83を介してガラス管Gの外周面に照射される。ガルバノミラー81は、上記第1実施形態と同様に、モータ82によってX軸線に平行な直線周りに回転駆動される。対物レンズ83は、上記第1実施形態のアクチュエータ44aと同様なアクチュエータ83aによってZ軸方向に駆動される。なお、この場合も、ガラス管Gの外周面に照射されるレーザ光の光軸はZ軸方向であり、同レーザ光はガラス管Gの外周面上で集光されて小さな光スポットを形成するように設定されている。   The measurement head 100B includes relay lenses 78 and 79 for increasing the cross-sectional diameter of the laser light propagated by the optical fiber 70. The laser light whose cross-sectional diameter is increased by the relay lenses 78 and 79 passes through the beam splitter 80 and enters the galvanometer mirror 81. The laser beam reflected by the galvanometer mirror 81 is applied to the outer peripheral surface of the glass tube G through the objective lens 83. The galvanometer mirror 81 is driven to rotate around a straight line parallel to the X-axis by the motor 82 as in the first embodiment. The objective lens 83 is driven in the Z-axis direction by an actuator 83a similar to the actuator 44a of the first embodiment. In this case as well, the optical axis of the laser light applied to the outer peripheral surface of the glass tube G is the Z-axis direction, and the laser light is condensed on the outer peripheral surface of the glass tube G to form a small light spot. Is set to

レーザ光のガラス管Gからの反射光は、対物レンズ83によって平行光に変換されてガルバノミラー81に入射し、ガルバノミラー81で反射されてビームスプリッタ80に導かれる。ガルバノミラー81で反射されてビームスプリッタ80に入射したレーザ光の一部はビームスプリッタ80を透過して、リレーレンズ79,78によって断面径が小さくされて光ファイバー70内に導かれ、光ファイバー70を介して分光ユニット100Aに導かれて厚さ測定に用いられる。また、ガルバノミラー81で反射されてビームスプリッタ80に入射したレーザ光の一部はビームスプリッタ80で反射されて、ビームスプリッタ84に導かれてサーボ制御に用いられる。   The reflected light from the glass tube G of laser light is converted into parallel light by the objective lens 83, enters the galvanometer mirror 81, is reflected by the galvanometer mirror 81, and is guided to the beam splitter 80. A part of the laser light reflected by the galvanometer mirror 81 and incident on the beam splitter 80 is transmitted through the beam splitter 80, reduced in cross-sectional diameter by the relay lenses 79 and 78, guided into the optical fiber 70, and passed through the optical fiber 70. Are guided to the spectroscopic unit 100A and used for thickness measurement. A part of the laser light reflected by the galvanometer mirror 81 and incident on the beam splitter 80 is reflected by the beam splitter 80 and guided to the beam splitter 84 to be used for servo control.

ビームスプリッタ80で反射されたレーザ光(サーボ用レーザ光に相当する)は、その一部がビームスプリッタ84を透過し、その一部がビームスプリッタ84で反射する。ビームスプリッタ84を透過したサーボ用レーザ光は、2分割のフォトディテクタ85で受光される。このフォトディテクタ85は上記第1実施形態のフォトディテクタ48と同じであり、フォトディテクタ85の出力はY軸方向エラー信号生成回路119に供給されて、上記第1実施形態の場合と同様にY軸方向エラー信号の生成に利用される。ビームスプリッタ84で反射されたサーボ用レーザ光は、集光レンズ86によって2分割のフォトディテクタ87に集光される。集光レンズ86とフォトディテクタ87との間にはナイフ88が設けられている。これら集光レンズ86、フォトディテクタ87及びナイフ88は、上記第1実施形態の集光レンズ49、フォトディテクタ50及びナイフ51と同様に、ナイフエッジ法によるフォーカスサーボに利用されるものであり、Z軸方向エラー信号生成回路122に出力されてZ軸方向エラー信号の生成に用いられる。   Part of the laser light (corresponding to servo laser light) reflected by the beam splitter 80 passes through the beam splitter 84 and part of it is reflected by the beam splitter 84. The servo laser light transmitted through the beam splitter 84 is received by the two-divided photodetector 85. The photo detector 85 is the same as the photo detector 48 of the first embodiment, and the output of the photo detector 85 is supplied to the Y axis direction error signal generation circuit 119, and the Y axis direction error signal is the same as in the case of the first embodiment. Used to generate The servo laser light reflected by the beam splitter 84 is condensed on a two-divided photodetector 87 by a condenser lens 86. A knife 88 is provided between the condenser lens 86 and the photo detector 87. Similar to the condensing lens 49, the photo detector 50, and the knife 51 of the first embodiment, the condensing lens 86, the photo detector 87, and the knife 88 are used for focus servo by the knife edge method, and are in the Z-axis direction. It is output to the error signal generation circuit 122 and used to generate a Z-axis direction error signal.

また、この第3実施形態は、上記第1実施形態の測定用レーザ駆動回路116及びサーボ用レーザ駆動回路118に代わるレーザ駆動回路131を備えている点、上記第1実施形態には存在しない直流成分検出回路132及びスレッドサーボ回路133を備えている点、並びに上記第1実施形態のセンサ信号取出回路117に代わるデータ処理装置140を備えている点で、上記第1実施形態と異なる。他の構成に関しては、上記実施形態と同じであるので、同一の構成には同一の符号を付して、その説明を省略する。   Further, the third embodiment includes a laser drive circuit 131 that replaces the measurement laser drive circuit 116 and the servo laser drive circuit 118 of the first embodiment, and a direct current that does not exist in the first embodiment. The second embodiment is different from the first embodiment in that a component detection circuit 132 and a thread servo circuit 133 are provided, and a data processing device 140 is provided in place of the sensor signal extraction circuit 117 in the first embodiment. Since other configurations are the same as those in the above-described embodiment, the same configurations are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

レーザ駆動回路131は、コントローラ200に指示されて、SLD光源71を駆動制御する。なお、この第3実施形態においては、SLD光源71の光量のフィードバック制御は省略されている。直流成分検出回路132は、Z軸方向サーボ信号に含まれる直流成分を検出してスレッドサーボ回路133に出力する。スレッドサーボ回路133は、コントローラ200によって指示されて、直流成分検出回路132からの直流成分が「0」になるように制御するサーボ制御信号を生成して、生成したサーボ制御信号をZ軸方向フィードモータ制御回路114に供給する。Z軸方向フィードモータ制御回路114は、コントローラ200によるZ軸方向フィードモータ21の制御に加えて、このサーボ制御信号に応じてZ軸方向フィードモータ21をフィードバック制御する。これにより、ガラス管Gの径によらず、測定ヘッド100Bからガラス管Gまでの距離は、常に、対物レンズ83が中立位置を中心にZ軸方向に変動する距離となる。   The laser drive circuit 131 is instructed by the controller 200 to drive and control the SLD light source 71. In the third embodiment, the feedback control of the light amount of the SLD light source 71 is omitted. The DC component detection circuit 132 detects a DC component included in the Z-axis direction servo signal and outputs it to the sled servo circuit 133. The sled servo circuit 133 is instructed by the controller 200 to generate a servo control signal for controlling the DC component from the DC component detection circuit 132 to be “0”, and feed the generated servo control signal to the Z-axis direction. This is supplied to the motor control circuit 114. In addition to the control of the Z-axis direction feed motor 21 by the controller 200, the Z-axis direction feed motor control circuit 114 performs feedback control of the Z-axis direction feed motor 21 according to this servo control signal. Thereby, regardless of the diameter of the glass tube G, the distance from the measuring head 100B to the glass tube G is always a distance at which the objective lens 83 fluctuates in the Z-axis direction around the neutral position.

データ処理装置140は、コントローラ200の指示により、設定された頻度でラインセンサ77の各画素が出力する信号の大きさを表すディジタル形式の大きさデータをA/D変換して、A/D変換した大きさデータを画素位置に対応させて記憶する。そして、データ処理装置140は、この記憶した大きさデータ(すなわち、受光曲線)を処理することでガラス管Gの厚さを計算し、計算した厚さを表す厚さデータをコントローラ200に出力することを繰り返す。   The data processing device 140 performs A / D conversion on the digital size data representing the size of the signal output from each pixel of the line sensor 77 at a set frequency in accordance with an instruction from the controller 200, and performs A / D conversion. The obtained size data is stored in correspondence with the pixel position. Then, the data processing device 140 calculates the thickness of the glass tube G by processing the stored size data (that is, the light reception curve), and outputs the thickness data representing the calculated thickness to the controller 200. Repeat that.

このガラス管Gの厚さの計算について簡単に説明しておく。対物レンズ83によってガラス管Gに照射されたレーザ光は、ガラス管Gの表面と裏面との両面で反射して、前記両面での反射光は互いに干渉する。この場合、SLD光源71から出射されてガラス管Gに導かれたレーザ光は広波長帯域のレーザ光(すなわち波長の異なる成分を含むレーザ光)であり、前記干渉は同じ波長のレーザ光同士でのみ行われて、この干渉による波長ごとのレーザ光の強度はガラス管Gの厚さに依存する。なお、この第3実施形態においては、対物レンズ83の開口数(NA)は小さく、焦点深度はガラス管Gの厚さ以上である。よって、ガラス管Gの表面と裏面とでのレーザ光の反射光は、元の光路を戻って干渉する。   The calculation of the thickness of the glass tube G will be briefly described. The laser light applied to the glass tube G by the objective lens 83 is reflected on both the front and back surfaces of the glass tube G, and the reflected lights on the both surfaces interfere with each other. In this case, the laser light emitted from the SLD light source 71 and guided to the glass tube G is laser light in a wide wavelength band (that is, laser light including components having different wavelengths), and the interference occurs between laser light having the same wavelength. The intensity of the laser beam for each wavelength due to this interference depends on the thickness of the glass tube G. In the third embodiment, the numerical aperture (NA) of the objective lens 83 is small, and the depth of focus is equal to or greater than the thickness of the glass tube G. Therefore, the reflected light of the laser light on the front and back surfaces of the glass tube G returns to the original optical path and interferes.

一方、回折格子76は、入射するレーザ光(測定用レーザ光に相当する)の波長によって回折の仕方を異ならせるので、ラインセンサ77の受光位置とレーザ光の波長とは対応関係にある。すなわち、回折格子76は、前記ガラス管Gの厚さに依存する干渉によって強度の大きさが異なるレーザ光の反射角を異ならせることになるので、ラインセンサ77の位置と受光強度との関係を表す受光曲線は、ガラス管Gの厚さに関係する。その結果、ガラス管Gの厚さが異なれば、干渉の結果としての波長ごとの光強度が異なるため、ラインセンサ77による受光曲線も異なり、受光曲線を解析することでガラス管Gの厚さを計算することができる。したがって、データ処理装置140からコントローラ200には、ガラス管Gの厚さを表す厚さデータが供給される。なお、受光曲線からガラス管Gの厚さを計算できない場合には、データ処理装置140からコントローラ200に「測定不可」を表すデータが供給される。   On the other hand, the diffraction grating 76 changes the way of diffraction depending on the wavelength of the incident laser beam (corresponding to the measurement laser beam), so that the light receiving position of the line sensor 77 and the wavelength of the laser beam have a corresponding relationship. That is, the diffraction grating 76 changes the reflection angle of laser light having different intensity levels due to interference depending on the thickness of the glass tube G, so that the relationship between the position of the line sensor 77 and the received light intensity is determined. The light receiving curve to be represented is related to the thickness of the glass tube G. As a result, if the thickness of the glass tube G is different, the light intensity for each wavelength as a result of the interference is different, so the light reception curve by the line sensor 77 is also different, and the thickness of the glass tube G is determined by analyzing the light reception curve. Can be calculated. Accordingly, thickness data representing the thickness of the glass tube G is supplied from the data processing device 140 to the controller 200. When the thickness of the glass tube G cannot be calculated from the light receiving curve, data representing “measurement impossible” is supplied from the data processing device 140 to the controller 200.

上記のように構成した第3実施形態に係る透光性管状物体の厚さ測定装置の動作について説明すると、この第3実施形態においては、上記第1実施形態の図4A及び図4Bの厚さ測定プログラムに代えて、図8A及び図8Bの厚さ測定プログラムがコントローラ200によって実行される。この厚さ測定プログラムの実行は、図8AのステップS200にて開始され、コントローラ200は、上記第1実施形態のステップS102〜S110の処理と同様なステップS202〜S210により、変数nを「0」に初期設定するとともに、ガラス管GをX軸方向の測定開始位置まで移動し、上記第1実施形態の光ヘッド100に代わる測定ヘッド100BをZ軸方向の測定用設定位置まで移動する。次に、コントローラ200は、ステップS212にて、レーザ駆動回路131を作動させて、SLD光源71を駆動することにより測定用及びサーボ用を兼用した広波長帯域のレーザ光を出射させる。この場合、レーザ光の強度に関するフィードバック制御が省略されている。   The operation of the translucent tubular object thickness measuring apparatus according to the third embodiment configured as described above will be described. In the third embodiment, the thickness of FIGS. 4A and 4B of the first embodiment is described. Instead of the measurement program, the thickness measurement program shown in FIGS. 8A and 8B is executed by the controller 200. The execution of the thickness measurement program is started in step S200 of FIG. 8A, and the controller 200 sets the variable n to “0” in steps S202 to S210 similar to the processes in steps S102 to S110 of the first embodiment. The glass tube G is moved to the measurement start position in the X-axis direction, and the measurement head 100B instead of the optical head 100 of the first embodiment is moved to the measurement setting position in the Z-axis direction. Next, in step S212, the controller 200 operates the laser drive circuit 131 and drives the SLD light source 71 to emit laser light in a wide wavelength band that is used for both measurement and servo. In this case, feedback control regarding the intensity of the laser beam is omitted.

SLD光源71から出射された測定用レーザ光は、コリメートレンズ72で平行光に変換され、リレーレンズ73,74によって断面径が小さくされて、光ファイバー70を伝播して、分光ユニット100Aから測定ヘッド100Bに導かれる。測定ヘッド100Bにおいては、光ファイバー70によって伝播されたレーザ光は、リレーレンズ78,79によって断面径が大きくされ、ビームスプリッタ80を介してガルバノミラー81に入射する。ガルバノミラー81はこの入射レーザ光を反射して対物レンズ83に入射させ、対物レンズ83は入射したレーザ光を集光してガラス管Gに照射する。ガラス管Gに照射されたレーザ光の一部は、まずガラス管Gの外周面で反射され、対物レンズ83に入射する。また、ガラス管Gに照射されたレーザ光の一部は、ガラス管Gの肉厚部分に侵入し、ガラス管Gの内周面で反射してガラス管Gの肉厚部を介して対物レンズ83に入射する。したがって、ガラス管Gの外周面で反射したレーザ光と、ガラス管Gの内周面で反射したレーザ光は干渉し合って、対物レンズ83に入射する。したがって、ガラス管Gの厚さにより、波長に応じて強度が異なる干渉レーザ光が対物レンズ83に入射することになる。   The measurement laser light emitted from the SLD light source 71 is converted into parallel light by the collimator lens 72, the cross-sectional diameter is reduced by the relay lenses 73 and 74, propagates through the optical fiber 70, and is transmitted from the spectroscopic unit 100A to the measurement head 100B. Led to. In the measurement head 100 </ b> B, the laser beam propagated by the optical fiber 70 is increased in cross-sectional diameter by the relay lenses 78 and 79 and enters the galvanometer mirror 81 through the beam splitter 80. The galvanometer mirror 81 reflects this incident laser light and makes it incident on the objective lens 83. The objective lens 83 condenses the incident laser light and irradiates the glass tube G. Part of the laser light irradiated on the glass tube G is first reflected on the outer peripheral surface of the glass tube G and enters the objective lens 83. Further, a part of the laser light irradiated to the glass tube G enters the thick portion of the glass tube G, is reflected by the inner peripheral surface of the glass tube G, and passes through the thick portion of the glass tube G. 83 is incident. Therefore, the laser light reflected on the outer peripheral surface of the glass tube G and the laser light reflected on the inner peripheral surface of the glass tube G interfere with each other and enter the objective lens 83. Accordingly, interference laser light having different intensities depending on the wavelength is incident on the objective lens 83 depending on the thickness of the glass tube G.

対物レンズ83に入射したレーザ光は、対物レンズ83によって平行光に変換されて、ガルバノミラー81に導かれて、ガルバノミラー81で反射してビームスプリッタ80に入射する。ビームスプリッタ80は、入射したレーザ光の一部を透過してリレーレンズ79,78により断面径を小さくして、光ファイバー70を介して分光ユニット100Aに測定用レーザ光として導く。分光ユニット100Aにおいては、光ファイバー70によって伝播された測定用レーザ光を、ビームスプリッタ75で反射させて、回折格子76に入射させる。回折格子76は、入射した測定用レーザ光を、波長に応じて反射角を異ならせてラインセンサ77に入射させる。   The laser light incident on the objective lens 83 is converted into parallel light by the objective lens 83, guided to the galvanometer mirror 81, reflected by the galvanometer mirror 81, and incident on the beam splitter 80. The beam splitter 80 transmits a part of the incident laser light, reduces the cross-sectional diameter by the relay lenses 79 and 78, and guides it to the spectroscopic unit 100A through the optical fiber 70 as measurement laser light. In the spectroscopic unit 100 </ b> A, the measurement laser light propagated by the optical fiber 70 is reflected by the beam splitter 75 and is incident on the diffraction grating 76. The diffraction grating 76 makes the incident measurement laser light incident on the line sensor 77 with a reflection angle different depending on the wavelength.

一方、ビームスプリッタ80は、ガルバノミラー81から入射したレーザ光の一部を反射して、サーボ用レーザ光としてビームスプリッタ84に入射させる。ビームスプリッタ84は、入射したサーボ用レーザ光の一部を反射して、集光レンズ86、ナイフ51及びフォトディテクタ87に導く。フォトディテクタ87で受光されたサーボ用レーザ光の受光量を表す受光信号は、上記第1実施形態の場合と同様に、Z軸方向エラー信号生成回路122に供給されてZ軸方向エラー信号の生成に用いられる。また、ビームスプリッタ84は、入射したサーボ用レーザ光の一部を透過して、フォトディテクタ85に導く。フォトディテクタ85で受光されたサーボ用レーザ光の受光量を表す受光信号は、上記第1実施形態の場合と同様に、Y軸方向エラー信号生成回路119に供給されてY軸方向エラー信号の生成に用いられる。   On the other hand, the beam splitter 80 reflects part of the laser light incident from the galvanometer mirror 81 and makes it incident on the beam splitter 84 as servo laser light. The beam splitter 84 reflects a part of the incident servo laser light and guides it to the condenser lens 86, the knife 51, and the photodetector 87. The received light signal indicating the received light amount of the servo laser light received by the photodetector 87 is supplied to the Z-axis direction error signal generation circuit 122 to generate the Z-axis direction error signal, as in the first embodiment. Used. The beam splitter 84 transmits a part of the incident servo laser light and guides it to the photodetector 85. The light reception signal indicating the amount of servo laser light received by the photodetector 85 is supplied to the Y-axis direction error signal generation circuit 119 to generate the Y-axis direction error signal, as in the first embodiment. Used.

前記ステップS212の処理後、コントローラ200は、上記第1実施形態のステップS116、S118の処理と同様なステップS214,S216の処理により、Y軸方向サーボ回路120及びZ軸方向サーボ回路123の作動を開始させる。これにより、上記第1実施形態の場合と同様に、X軸方向に平行な直線周りのガルバノミラー81の回転がサーボ制御され、測定用でありサーボ用であるレーザ光の光軸が常にガラス管Gの中心軸と交差するように維持される。また、対物レンズ83もZ軸方向にサーボ制御(すなわちフォーカスサーボ制御)され、レーザ光の焦点位置がガラス管Gの表面に一致するように維持される。   After the process of step S212, the controller 200 operates the Y-axis direction servo circuit 120 and the Z-axis direction servo circuit 123 by the processes of steps S214 and S216 similar to the processes of steps S116 and S118 of the first embodiment. Let it begin. Thereby, as in the case of the first embodiment, the rotation of the galvano mirror 81 around a straight line parallel to the X-axis direction is servo-controlled, and the optical axis of the laser beam for measurement and servo is always the glass tube. It is maintained so as to intersect the central axis of G. The objective lens 83 is also servo-controlled in the Z-axis direction (that is, focus servo control), and the focal position of the laser light is maintained so as to coincide with the surface of the glass tube G.

前記ステップS216の処理後、コントローラ200は、ステップS218にて、スレッドサーボ回路113に作動開始を指示する。スレッドサーボ回路113は、この作動開始に応答して作動を開始し、直流成分検出回路132によって検出された、Z軸方向サーボ回路123から供給されるZ軸方向サーボ信号に含まれる直流成分を「0」に制御するサーボ制御信号を生成して、生成したサーボ制御信号をZ軸方向フィードモータ制御回路114に供給する。そして、Z軸方向フィードモータ制御回路114は、このサーボ制御信号に応じてZ軸方向フィードモータ21の回転を制御して、テーブル23すなわち測定ヘッド100BのZ軸方向にサーボ制御する。これにより、ガラス管Gの径によらず、測定ヘッド100Bからガラス管Gまでの距離は、常に、対物レンズ83が中立位置を中心にZ軸方向に変動する距離となる。   After the processing in step S216, the controller 200 instructs the sled servo circuit 113 to start operation in step S218. The sled servo circuit 113 starts operating in response to the start of the operation, and detects the DC component included in the Z-axis direction servo signal supplied from the Z-axis direction servo circuit 123 detected by the DC component detection circuit 132 as “ A servo control signal to be controlled to “0” is generated, and the generated servo control signal is supplied to the Z-axis direction feed motor control circuit 114. The Z-axis direction feed motor control circuit 114 controls the rotation of the Z-axis direction feed motor 21 in accordance with the servo control signal, and servo-controls the table 23, that is, the measuring head 100B in the Z-axis direction. Thereby, regardless of the diameter of the glass tube G, the distance from the measuring head 100B to the glass tube G is always a distance at which the objective lens 83 fluctuates in the Z-axis direction around the neutral position.

前記ステップS218の処理後、コントローラ200は、ステップS220にて、データ処理装置140に対して作動開始を指示する。これに応答して、データ処理装置140は、設定された頻度でラインセンサ77の各画素が出力する信号の大きさを表す信号を入力して、この入力した信号に基いてガラス管Gの厚さを計算し、計算した厚さを表す厚さデータを予め決められた周期でコントローラ200に出力し始める。   After the processing in step S218, the controller 200 instructs the data processing device 140 to start operation in step S220. In response to this, the data processing device 140 inputs a signal indicating the magnitude of the signal output from each pixel of the line sensor 77 at a set frequency, and the thickness of the glass tube G is based on the input signal. The thickness is calculated and thickness data representing the calculated thickness is output to the controller 200 at a predetermined cycle.

次に、コントローラ200は、上記第1実施形態のステップS132〜S136と同様なステップS222〜S226の処理により、ガラス管Gを所定の回転速度で軸線周りに回転させ始め、回転角度検出回路113にガラス管Gの軸線周りの回転角度を表す回転角度データをコントローラ200に出力させ始め、かつガラス管GをX軸方向に所定の移動速度で移動させ始める。   Next, the controller 200 starts rotating the glass tube G around the axis line at a predetermined rotation speed by the processing of steps S222 to S226 similar to steps S132 to S136 of the first embodiment, and causes the rotation angle detection circuit 113 to rotate. The controller 200 starts outputting rotation angle data representing the rotation angle around the axis of the glass tube G, and starts moving the glass tube G in the X-axis direction at a predetermined moving speed.

前記ステップS222〜S226の処理後、コントローラ200は、上記第1実施形態のステップS138,S140,S144,S146,S154の処理と同様なステップS228〜S234,S242の処理により、所定の時間間隔ごとに、回転角度検出回路113から回転角度データを取込むとともに、移動位置検出回路111からX軸方向位置データを取込む。そして、この第3実施形態においては、コントローラ200は、ステップS236にて、前記所定の時間間隔ごとに、データ処理装置140からガラス管Gの厚さを表す厚さデータを取込み、この取込んだ厚さデータを、前記取込んだ回転角度データ及びX方向位置データと対応付けてメモリに記憶しておく。   After the processing of steps S222 to S226, the controller 200 performs processing at steps S228 to S234 and S242 similar to the processing of steps S138, S140, S144, S146, and S154 of the first embodiment at predetermined time intervals. The rotation angle data is taken in from the rotation angle detection circuit 113 and the X-axis direction position data is taken in from the movement position detection circuit 111. And in this 3rd Embodiment, the controller 200 took in the thickness data showing the thickness of the glass tube G from the data processor 140 in every said predetermined time interval in step S236, and took in this. The thickness data is stored in the memory in association with the acquired rotation angle data and X-direction position data.

また、前記ステップS230〜S236,S242を含む循環処理中、コントローラ200は、上記第1実施形態のステップS150と同じステップS238の判定処理により、測定用レーザ光の照射位置がガラス管Gの端部を通り過ぎた場合には、ステップS244に進む。また、データ処理装置140から「測定不可」を表す信号を入力した場合も、ステップS240の判定処理により、ステップS244に進む。   In addition, during the circulation process including the steps S230 to S236 and S242, the controller 200 determines that the irradiation position of the measurement laser beam is the end of the glass tube G by the determination process of the same step S238 as the step S150 of the first embodiment. If it has passed, the process proceeds to step S244. Also, when a signal indicating “measurement impossible” is input from the data processing device 140, the process proceeds to step S244 by the determination process in step S240.

ステップS240以降においては、コントローラ200は、上記第1実施形態のステップS156〜S162と同じステップS244〜S250の処理により、ガラス管Gの軸線周りの回転、ガラス管Gの軸線方向(X軸方向)の移動、ガルバノミラー81によるレーザ光のY軸方向へのサーボ制御及び対物レンズ83のZ軸方向へのサーボ制御(フォーカスサーボ制御)を停止させる。そして、コントローラ200は、ステップS252にて、レーザ駆動回路131にSLD光源71の駆動停止を指示して、SLD光源71によるレーザ光の出射を停止させる。また、コントローラ200は、上記第1実施形態のステップS168と同じステップS254の処理により、回転角度検出回路113の作動停止を停止させ、ステップS256の処理によりデータ処理装置140の作動も停止させる。   In step S240 and subsequent steps, the controller 200 performs rotation around the axis of the glass tube G and the axial direction of the glass tube G (X-axis direction) by the same processes of steps S244 to S250 as steps S156 to S162 of the first embodiment. , The servo control of the laser beam in the Y-axis direction by the galvanometer mirror 81 and the servo control (focus servo control) of the objective lens 83 in the Z-axis direction are stopped. In step S <b> 252, the controller 200 instructs the laser driving circuit 131 to stop driving the SLD light source 71 and stops emission of the laser light from the SLD light source 71. Further, the controller 200 stops the operation stop of the rotation angle detection circuit 113 by the process of step S254 that is the same as step S168 of the first embodiment, and also stops the operation of the data processing device 140 by the process of step S256.

前記ステップS256の処理後、コントローラ200は、上記第1実施形態のステップS172,S174と同様なステップS258,S260の処理により、移動体13をX軸方向駆動限界位置まで移動させるとともに、テーブル23をZ軸方向駆動限界値まで移動させる。そして、コントローラ200は、上記第1実施形態のステップS176と同様なステップS262の処理により、前述したガラス管Gの厚さの測定結果を表示装置204に表示して、ステップS264にて厚さ測定プログラムの実行を終了する。   After the process of step S256, the controller 200 moves the movable body 13 to the X-axis direction drive limit position and moves the table 23 through the processes of steps S258 and S260 similar to steps S172 and S174 of the first embodiment. Move to Z-axis direction drive limit value. Then, the controller 200 displays the measurement result of the thickness of the glass tube G on the display device 204 by the process of step S262 similar to step S176 of the first embodiment, and the thickness is measured in step S264. Terminates program execution.

上記のように動作する第3実施形態に係る透光性管状物体の厚さ測定装置においては、上記第1実施形態と同様なY軸方向サーボ制御及びZ軸方向サーボ制御が行われる。したがって、この第3実施形態においても、上記第1実施形態の場合と同様に、ガラス管Gの中心軸が設定された位置からずれている場合でも、測定用レーザ光の光軸を常にガラス管Gの中心軸と交差させることができるので、短時間でガラス管Gの全域の厚さを的確に測定することができる。また、サーボ用レーザ光(この形態では測定用レーザ光と同じ)の焦点位置をガラス管Gの表面に一致させることができ、ガラス管GのY軸方向の変位を精度よく検出することもできる。さらに、この第3実施形態においては、1つのレーザ光をガラス管Gに照射し、その反射光をビームスプリッタ80で適切な強度割合になるように分割し、一方を厚さ測定に用い、他方をサーボ制御に用いるようにしている。これにより、レーザ光源、光学部品の数及びレーザ駆動回路の数を減らすことができるため、装置の製造コストを安価に抑えることができる。   In the translucent tubular object thickness measuring apparatus according to the third embodiment operating as described above, the same Y-axis direction servo control and Z-axis direction servo control as in the first embodiment are performed. Therefore, also in the third embodiment, as in the case of the first embodiment, even when the central axis of the glass tube G is deviated from the set position, the optical axis of the measurement laser beam is always set to the glass tube. Since it can intersect with the central axis of G, the thickness of the entire area of the glass tube G can be accurately measured in a short time. Further, the focal position of the servo laser beam (same as the measurement laser beam in this embodiment) can be made coincident with the surface of the glass tube G, and the displacement of the glass tube G in the Y-axis direction can be detected with high accuracy. . Further, in the third embodiment, one laser beam is irradiated onto the glass tube G, the reflected light is divided by the beam splitter 80 so as to have an appropriate intensity ratio, one is used for thickness measurement, and the other is Is used for servo control. Thereby, since the number of laser light sources, optical components, and the number of laser drive circuits can be reduced, the manufacturing cost of the apparatus can be kept low.

なお、上記第3実施形態においては、広波長帯域のレーザ光をガラス管Gに照射し、ガラス管Gからの反射光を回折格子で分光したときの受光曲線からガラス管Gの厚さを求める方法を採用した。しかし、レーザ光をガラス管Gの中心軸に垂直に照射したときに生じる反射光を用いてガラス管Gの厚さを計算することができれば、他のどのような方法を採用することともできる。例えば、レーザ光の波長を高速で変化させながらガラス管Gに照射し、レーザ光の波長に対するガラス管Gからの反射光の光強度を検出し、この波長と光強度の関係からガラス管Gの厚さを計算する方法を採用してもよい。   In the third embodiment, the glass tube G is irradiated with a wide wavelength band laser beam, and the thickness of the glass tube G is obtained from the light receiving curve when the reflected light from the glass tube G is dispersed by a diffraction grating. The method was adopted. However, any other method can be adopted as long as the thickness of the glass tube G can be calculated using the reflected light generated when the laser light is irradiated perpendicularly to the central axis of the glass tube G. For example, the glass tube G is irradiated while changing the wavelength of the laser light at a high speed, the light intensity of the reflected light from the glass tube G with respect to the wavelength of the laser light is detected, and from the relationship between the wavelength and the light intensity, the glass tube G You may employ | adopt the method of calculating thickness.

また、低コヒーレント性で光路長が同一になったときにのみ干渉するレーザ光をビームスプリッタで分割し、一方をガラス管Gに照射して反射させ、他方を参照ミラーで反射させ、参照ミラーを駆動して双方が干渉して強度が大きくなる参照ミラーの2つの位置を検出することで、ガラス管Gの厚さを検出する方法を採用してもよい。   In addition, the laser beam that interferes only when the optical path length is the same with low coherency is divided by the beam splitter, one is irradiated to the glass tube G and reflected, the other is reflected by the reference mirror, and the reference mirror is A method of detecting the thickness of the glass tube G by detecting the two positions of the reference mirror that are driven and both interfere to increase the intensity may be employed.

d.その他の変形例
以上、本発明の第1乃至第3実施形態について説明したが、本発明の実施にあたっては、上記第1乃至第3実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変形も可能である。
d. Other Modifications The first to third embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the first to third embodiments, and departs from the object of the present invention. Various modifications are possible as long as they are not.

上記第1乃至第3実施形態では、ガルバノミラー35,81を駆動することによってY軸方向サーボを行ったが、レーザ光の光軸の位置を変化させることができれば、どのようなミラーを用いてもよい。例えば、マイクロ・エレクトロ・メカニカル・システム・ミラー(MEMSミラー)でもよいし、アクチュエータによって反射面の角度を変化させることができる立上げミラーでもよいし、ポリゴンミラーでよい。また、ミラーでなくても、AOD(音響光学偏向器)又はEOD(電気光学偏光器)によってレーザ光の光軸位置を変化させてもよい。   In the first to third embodiments, Y-axis direction servo is performed by driving the galvanometer mirrors 35 and 81. However, any mirror can be used as long as the position of the optical axis of the laser beam can be changed. Also good. For example, it may be a micro electro mechanical system mirror (MEMS mirror), a rising mirror whose angle of the reflecting surface can be changed by an actuator, or a polygon mirror. Further, the optical axis position of the laser beam may be changed by an AOD (acousto-optic deflector) or EOD (electro-optic polarizer) without using a mirror.

また、上記第1乃至第3実施形態では、サーボ用のレーザ光を集光する対物レンズ44,83をZ軸方向に駆動させるZ軸方向サーボにナイフエッジ法を用いた。しかし、Z軸方向サーボが可能であれば、他のどのようなサーボを行ってもよい。例えば、非点収差法によるZ軸方向サーボを行ってもよいし、スポット・サイズ・ディテクション法(SSD法)によるZ軸サーボを行ってもよい。また、測定精度を高くする必要がなければ、Z軸方向サーボを行わなくてもよい。   In the first to third embodiments, the knife edge method is used for the Z-axis servo in which the objective lenses 44 and 83 for converging servo laser light are driven in the Z-axis direction. However, any other servo may be performed as long as Z-axis direction servo is possible. For example, Z-axis servo by the astigmatism method may be performed, or Z-axis servo by the spot size detection method (SSD method) may be performed. If there is no need to increase the measurement accuracy, the Z-axis direction servo need not be performed.

また、上記第1及び第2実施形態では、ガラス管Gにおける測定用レーザ光の照射位置とサーボ用レーザ光の照射位置とを合わせたが、ガラス管Gの中心軸の変動が小さければ、照射位置を近傍にするだけでもよい。   In the first and second embodiments, the irradiation position of the measurement laser beam and the irradiation position of the servo laser beam in the glass tube G are combined. If the fluctuation of the central axis of the glass tube G is small, the irradiation is performed. You may just make a position into the vicinity.

また、上記第1乃至第3実施形態では、ガラス管Gを回転させながらX軸方向へ移動させ、ガラス管Gの全域の厚さを測定したが、中心軸方向の1ラインの測定のみでよければ、回転を伴わないで、ガラス管Gの厚さを測定するよういしてもよい。   In the first to third embodiments, the thickness of the entire area of the glass tube G is measured by moving the glass tube G in the X-axis direction while rotating the glass tube G. For example, the thickness of the glass tube G may be measured without rotation.

また、上記第1乃至第3実施形態では、ガラス管GをX軸方向へ移動させたが、ガラス管Gを固定して光ヘッド100又は測定ヘッド100BをX軸方向に移動させるようにしてもよい。   In the first to third embodiments, the glass tube G is moved in the X-axis direction. However, the glass tube G is fixed and the optical head 100 or the measurement head 100B is moved in the X-axis direction. Good.

さらに、上記第1乃至第3実施形態では、Z軸方向の移動機構を設けたが、Z軸方向の移動機構をなくし、X軸方向の駆動限界位置をさらに上側にしてガラス管Gをセットできるようにしてもよい。   Further, in the first to third embodiments, the movement mechanism in the Z-axis direction is provided, but the movement mechanism in the Z-axis direction can be eliminated, and the glass tube G can be set with the drive limit position in the X-axis direction further upward. You may do it.

10…ワーク駆動装置、11…X軸方向フィードモータ、13…移動体、14…スピンドルモータ、20…支持装置、21…Z軸方向フィードモータ、23…テーブル、30…測定用レーザ光源、35,81…ガルバノミラー、39,77…ラインセンサ、40…サーボ用レーザ光源、60…レーザ光源、70…光ファイバー、76…回折格子、100…光ヘッド、100A…分光ユニット、100B…測定ヘッド、140…データ処理装置、200…コントローラ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Work drive device, 11 ... X-axis direction feed motor, 13 ... Moving body, 14 ... Spindle motor, 20 ... Support device, 21 ... Z-axis direction feed motor, 23 ... Table, 30 ... Laser light source for measurement, 35, 81 ... Galvano mirror, 39, 77 ... Line sensor, 40 ... Laser light source for servo, 60 ... Laser light source, 70 ... Optical fiber, 76 ... Diffraction grating, 100 ... Optical head, 100A ... Spectroscopic unit, 100B ... Measuring head, 140 ... Data processing apparatus, 200 ... controller

Claims (4)

測定用レーザ光をレーザ光の光軸位置を変化させる光学部品を介して透光性管状物体に照射する測定用レーザ光照射手段と、
前記透光性管状物体の外周面で反射する前記測定用レーザ光の反射光と前記透光性管状物体の内周面で反射する前記測定用レーザ光の反射光とを前記光学部品を介して第1受光センサで受光する測定用レーザ光受光手段と、
前記第1受光センサで受光した反射光の受光状態に対応する信号を生成して、前記生成した信号から前記測定用レーザ光が照射された位置における前記透光性管状物体の厚さを検出する厚さ検出手段と、
前記測定用レーザ光照射手段によって照射される測定用レーザ光の前記透光性管状物体に対する照射位置を、前記透光性管状物体の中心軸方向に移動させるレーザ光照射位置移動手段とを備えた透光性管状物体の厚さ測定装置において、
サーボ用レーザ光を前記光学部品を介して前記透光性管状物体に対して照射する手段であって、前記測定用レーザ光の前記透光性管状物体に対する照射位置又はその近傍位置に前記サーボ用レーザ光を対物レンズで集光して照射するサーボ用レーザ光照射手段と、
前記サーボ用レーザ光の反射光を前記対物レンズ及び前記光学部品を介して受光して、前記サーボ用レーザ光の前記透光性管状物体の中心軸からのずれ量を表す信号を出力する第1ずれ量検出光学手段と、
前記第1ずれ量検出光学手段からの信号に基づいて、前記測定用レーザ光の光軸が前記透光性管状物体の中心軸と交差するように、前記光学部品を駆動制御する第1サーボ手段とを設けたことを特徴とする透光性管状物体の厚さ測定装置。
A laser beam irradiation means for measurement that irradiates the translucent tubular object with an optical component that changes the optical axis position of the laser beam,
The reflected light of the measurement laser light reflected on the outer peripheral surface of the translucent tubular object and the reflected light of the measurement laser light reflected on the inner peripheral surface of the translucent tubular object are passed through the optical component. Laser light receiving means for measurement received by the first light receiving sensor;
A signal corresponding to the light receiving state of the reflected light received by the first light receiving sensor is generated, and the thickness of the translucent tubular object at the position irradiated with the measurement laser light is detected from the generated signal. A thickness detecting means;
Laser light irradiation position moving means for moving the irradiation position of the measurement laser light irradiated by the measurement laser light irradiation means to the translucent tubular object in the central axis direction of the translucent tubular object. In the thickness measuring device of the translucent tubular object,
Means for irradiating the translucent tubular object with a servo laser beam through the optical component, wherein the servo laser beam is applied to a position where the measurement laser beam is irradiated on the translucent tubular object or in the vicinity thereof; Servo laser light irradiation means for condensing and irradiating laser light with an objective lens;
First, the reflected light of the servo laser light is received through the objective lens and the optical component, and a signal representing the amount of deviation of the servo laser light from the central axis of the translucent tubular object is output. Deviation amount detection optical means;
First servo means for driving and controlling the optical component so that the optical axis of the laser beam for measurement intersects the central axis of the translucent tubular object based on a signal from the first shift amount detection optical means. An apparatus for measuring the thickness of a light-transmitting tubular object.
請求項1に記載した透光性管状物体の厚さ測定装置において、
前記サーボ用レーザ光の前記透光性管状物体からの反射光を入射して、前記対物レンズによる前記サーボ用レーザ光の焦点位置と、前記サーボ用レーザ光が照射される前記透光性管状物体の表面位置とのずれ量を表す信号を出力する第2ずれ量検出光学手段と、
前記第2ずれ量検出光学手段からの信号に基づいて、前記対物レンズによる前記サーボ用レーザ光の焦点位置が前記サーボ用レーザ光が照射される前記透光性管状物体の表面位置に一致するように、前記対物レンズを前記サーボ用レーザ光の光軸方向に駆動制御する第2サーボ手段とを設けたことを特徴とする透光性管状物体の厚さ測定装置。
In the thickness measuring apparatus of the translucent tubular object according to claim 1,
The reflected light from the translucent tubular object of the servo laser light is incident, the focal position of the servo laser light by the objective lens, and the translucent tubular object irradiated with the servo laser light Second deviation amount detection optical means for outputting a signal representing the deviation amount from the surface position of
Based on a signal from the second shift amount detection optical means, the focal position of the servo laser beam by the objective lens is made to coincide with the surface position of the translucent tubular object irradiated with the servo laser beam. And a second servo means for driving and controlling the objective lens in the optical axis direction of the servo laser light.
請求項1又は2に記載した透光性管状物体の厚さ測定装置において、
入射したレーザ光を分割する分割用光学素子を設け、
1つのレーザ光源からのレーザ光を前記分割用光学素子で分割して、前記測定用レーザ光と前記サーボ用レーザ光を生成するようにしたことを特徴とする透光性管状物体の厚さ測定装置。
In the thickness measuring apparatus of the translucent tubular object according to claim 1 or 2,
A splitting optical element for splitting the incident laser light is provided,
Thickness measurement of a translucent tubular object characterized in that laser light from one laser light source is split by the splitting optical element to generate the measurement laser light and the servo laser light apparatus.
請求項1又は2に記載した透光性管状物体の厚さ測定装置において、
入射したレーザ光を分割する分割用光学素子を設け、
1つのレーザ光源から出射されたレーザ光を前記測定用レーザ光と前記サーボ用レーザ光とに共通のレーザ光として、前記透光性管状物体の中心軸の垂直方向から前記対物レンズを介して前記透光性管状物体に照射し、
前記透光性管状物体によって反射された前記測定用レーザ光と前記サーボ用レーザ光とに共通のレーザ光を前記分割用光学素子で分割して、前記測定用レーザ光の反射光と前記サーボ用レーザ光の反射光を生成するようにしたことを特徴とする透光性管状物体の厚さ測定装置。
In the thickness measuring apparatus of the translucent tubular object according to claim 1 or 2,
A splitting optical element for splitting the incident laser light is provided,
The laser light emitted from one laser light source is used as the laser light common to the measurement laser light and the servo laser light, and is transmitted through the objective lens from the direction perpendicular to the central axis of the translucent tubular object. Irradiate a translucent tubular object,
The laser beam common to the measurement laser beam and the servo laser beam reflected by the translucent tubular object is divided by the dividing optical element, and the reflected light of the measurement laser beam and the servo beam are divided. An apparatus for measuring a thickness of a translucent tubular object, wherein reflected light of laser light is generated.
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