JP5054318B2 - Displacement sensor, shape measuring device - Google Patents

Displacement sensor, shape measuring device Download PDF

Info

Publication number
JP5054318B2
JP5054318B2 JP2006039510A JP2006039510A JP5054318B2 JP 5054318 B2 JP5054318 B2 JP 5054318B2 JP 2006039510 A JP2006039510 A JP 2006039510A JP 2006039510 A JP2006039510 A JP 2006039510A JP 5054318 B2 JP5054318 B2 JP 5054318B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
displacement
sensor
measuring element
displacement sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2006039510A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2007218734A (en
Inventor
和彦 日高
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitutoyo Corp
Original Assignee
Mitutoyo Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitutoyo Corp filed Critical Mitutoyo Corp
Priority to JP2006039510A priority Critical patent/JP5054318B2/en
Publication of JP2007218734A publication Critical patent/JP2007218734A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5054318B2 publication Critical patent/JP5054318B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Description

本発明は、変位センサおよび形状測定装置に関する。例えば、測定子の変位量および変位方向を検出する変位センサに関する。   The present invention relates to a displacement sensor and a shape measuring device. For example, the present invention relates to a displacement sensor that detects a displacement amount and a displacement direction of a probe.

被測定物表面を走査して被測定物の表面性状や立体的形状を測定する測定装置が知られ、例えば、粗さ測定機、輪郭形状測定機、真円度測定機、三次元測定機などが知られている。このような測定装置において、接触部が被測定物表面に接触した際における接触部の微小変位に基づいて被測定物表面を検出する変位センサとして接触プローブが使用される(特許文献1)。   Measuring devices that scan the surface of the object to be measured and measure the surface properties and three-dimensional shape of the object to be measured are known, such as a roughness measuring machine, a contour shape measuring machine, a roundness measuring machine, and a three-dimensional measuring machine. It has been known. In such a measuring apparatus, a contact probe is used as a displacement sensor that detects the surface of the object to be measured based on the minute displacement of the contact part when the contact part contacts the surface of the object to be measured (Patent Document 1).

図16に、接触プローブを利用した形状測定装置10の構成を示す。
形状測定装置10は、接触プローブ11と、この接触プローブ11を被測定物表面に沿って三次元的に移動させる駆動機構12と、を備えている。接触プローブ11は、図17に示されるように、先端に接触部14を有するスタイラス13と、スタイラス13の基端を支持するセンサ本体部15と、を備えている。センサ本体部15は、スタイラス13をxp、yp、zp方向の一定の範囲内で変位可能に支持するとともにスタイラス13の変位量を検出する。
FIG. 16 shows a configuration of the shape measuring apparatus 10 using a contact probe.
The shape measuring apparatus 10 includes a contact probe 11 and a drive mechanism 12 that moves the contact probe 11 three-dimensionally along the surface of the object to be measured. As shown in FIG. 17, the contact probe 11 includes a stylus 13 having a contact portion 14 at a distal end and a sensor main body portion 15 that supports the proximal end of the stylus 13. The sensor main body 15 supports the stylus 13 so as to be displaceable within a certain range in the xp, yp, and zp directions, and detects the amount of displacement of the stylus 13.

例えば、センサ本体部15は、複数の光源と、これらの各光源に組み合わせられ光の受光位置を検出する複数の光センサとを備える。そして、スタイラス13の変位により光源からの光の光路が変化する量を光センサで検出し、複数の光センサによる検出結果を合成してスタイラス13の三次元的変位を検出する。
このような複数の光源および複数の光センサを備えてスタイラス13の三次元的変位を検出するものとして、プローブの軸方向変位を三角測量法の変位センサにより測定するとともに、オートコリメータ光学系によって傾斜を測定するものがある(例えば、特許文献2参照)。
For example, the sensor main body 15 includes a plurality of light sources and a plurality of optical sensors that are combined with each of the light sources and detect a light receiving position. Then, the amount of change in the optical path of the light from the light source due to the displacement of the stylus 13 is detected by the optical sensor, and the three-dimensional displacement of the stylus 13 is detected by combining the detection results of the plurality of optical sensors.
In order to detect the three-dimensional displacement of the stylus 13 with such a plurality of light sources and a plurality of optical sensors, the axial displacement of the probe is measured by a triangulation displacement sensor and tilted by an autocollimator optical system. (For example, refer to Patent Document 2).

このような構成において、接触部14を基準押込量Δrで被測定物表面に当接させた状態で、駆動機構12によって接触プローブ11を被測定物表面に沿って倣い移動させる。このとき、駆動機構12の駆動量から接触プローブ11の移動軌跡が得られ、接触プローブ11の移動軌跡から被測定物の表面形状が求められる。   In such a configuration, the contact probe 11 is moved along the surface of the object to be measured by the drive mechanism 12 in a state where the contact portion 14 is in contact with the surface of the object to be measured with the reference pressing amount Δr. At this time, the movement locus of the contact probe 11 is obtained from the driving amount of the drive mechanism 12, and the surface shape of the object to be measured is obtained from the movement locus of the contact probe 11.

特許公開2000−39302号公報Japanese Patent Publication No. 2000-39302 特許公開2000−304529号公報(段落(0014)、図5)Japanese Patent Publication No. 2000-304529 (paragraph (0014), FIG. 5)

しかしながら、従来の接触プローブ11では、複数の光源および複数の光センサを使用するので、これら光学部品の個体差を校正する必要があり、非常に手間がかかるうえに高精度化が困難であった。
また、複数の光センサを備えるとなると設置スペースを大きくとるので、プローブの大型化に繋がり、さらにコスト増になるという問題があった。
However, since the conventional contact probe 11 uses a plurality of light sources and a plurality of optical sensors, it is necessary to calibrate individual differences between these optical components, which is very time-consuming and difficult to achieve high accuracy. .
In addition, if a plurality of optical sensors are provided, the installation space is increased, which leads to an increase in the size of the probe and further increases in cost.

本発明の目的は、簡易な構成であって、測定子の変位を高精度に検出する変位センサおよびこの変位センサを備える形状測定装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a displacement sensor that has a simple configuration and detects the displacement of a probe with high accuracy, and a shape measuring device including the displacement sensor.

本発明の変位センサは、測定子と、前記測定子を変位可能に支持するとともに前記測定子の変位量および変位方向を検出するセンサ本体部と、を備え、センサ本体部は、前記測定子を変位可能に支持する支持手段と、二以上の光源と、光を受光して光電変換により受光量に応じた受光信号を出力する光センサと、前記各光源から発射された光の前記光センサへの入射位置を前記測定子の変位に応じてシフトさせる光シフト手段と、前記受光信号に基づいて前記測定子の変位量および変位方向を算出する信号処理部と、を備え、前記2以上の光源は、それぞれ異なる変調がなされた変調光を前記光シフト手段に向けて発射し、前記光センサは、複数の分割線によって複数の受光部に分割されて、かつ、前記受光部ごとの受光光量に応じた受光信号を出力し、前記信号処理部は、前記光センサから出力される受光信号から各変調光の信号をそれぞれ分離する分離手段と、前記分離手段にて分離された各変調光の信号に基づいて前記各変調光が前記光センサに入射する入射位置のシフト量を算出するシフト量算出手段と、各変調光のシフト量に基づいて前記測定子の変位を算出する測定子変位算出部と、を備えることを特徴とする。 The displacement sensor of the present invention includes a measuring element, and a sensor main body that supports the measuring element in a displaceable manner and detects a displacement amount and a displacement direction of the measuring element, and the sensor main body includes the measuring element. Support means for supporting displaceability, two or more light sources, an optical sensor that receives light and outputs a light reception signal corresponding to the amount of received light through photoelectric conversion, and the optical sensor that emits light emitted from each of the light sources An optical shift unit that shifts the incident position of the probe according to the displacement of the probe, and a signal processing unit that calculates a displacement amount and a displacement direction of the probe based on the received light signal, and the two or more light sources Emits modulated light, each of which is modulated differently, toward the light shift means, and the optical sensor is divided into a plurality of light receiving parts by a plurality of dividing lines, and the received light quantity for each of the light receiving parts. Received light Outputs, the signal processing unit includes a separating means for respectively separating the signals of the respective modulated lights from the light receiving signal outputted from the optical sensor, on the basis of the signals of the modulated light split by said separating means Shift amount calculating means for calculating the shift amount of the incident position where each modulated light is incident on the optical sensor; and a probe displacement calculating unit for calculating the displacement of the probe based on the shift amount of each modulated light. It is characterized by that.

このような構成において、各光源から互いに異なる変調を受けた変調光が発射され、発射された光は光センサにて受光される。このとき、測定子が変位すると、この測定子の変位に応じて各光源からの変調光が光シフト手段によってシフトされ、光センサへの入射位置が変化する。光センサにて光が受光されると、受光光量に応じて受光信号が出力される。受光信号は信号処理部に送られて信号処理される。このとき、信号処理部の分離手段において受光信号のなかから各変調波の信号がそれぞれ分離される。そして、このように分離された各変調波の信号に基づいてシフト量算出手段により光センサ上での各変調波のシフト量が算出される。各変調波のシフト量に基づいて測定子変位算出部により測定子の変位量が算出される。例えば、各変調波のシフト量を組み合わせるとともに測定子の変位量を未知数とした連立方程式を立てることにより、測定子の変位が求められる。   In such a configuration, modulated light that is modulated differently from each light source is emitted, and the emitted light is received by the optical sensor. At this time, when the probe is displaced, the modulated light from each light source is shifted by the light shift means according to the displacement of the probe, and the incident position on the optical sensor is changed. When light is received by the optical sensor, a light reception signal is output according to the amount of received light. The received light signal is sent to the signal processing unit for signal processing. At this time, the signal of each modulated wave is separated from the received light signal by the separating means of the signal processing unit. Then, the shift amount calculation means calculates the shift amount of each modulated wave on the optical sensor based on the signal of each modulated wave thus separated. Based on the shift amount of each modulated wave, the displacement of the probe is calculated by the probe displacement calculator. For example, the displacement of the tracing stylus is obtained by combining simultaneous shift amounts of the modulated waves and establishing simultaneous equations with the displacement of the tracing stylus as an unknown.

このような構成によれば、各光源からの光を変調波とすることにより、一つの光センサで総ての変調波を受光しても受光信号から各変調波の信号を分離することができるので、測定子の三次元的変位を特定するための十分な情報を得ることができる。よって、光を受光する光センサは一つでよく、従来のごとく複数の光センサを使用しないので、本発明では、複数の光センサをキャリブレーションする必要がなく、測定の手間を非常に簡略化することができる。
さらに、光センサを一つにすることにより、部品点数を少なくできるので、変位センサを簡易な構成とし、変位センサを小型化することができる。
また、光源からの光を変調波とすることにより、変位センサに与えられる振動や電気的ノイズによって受光信号に外乱ノイズが重畳する場合でも、分離手段にて受光信号から各変調波の信号を分離させる段階で外乱ノイズの影響を排除することができる。特に、検出分解能を向上させると外乱ノイズの影響を受けやすくなる恐れがあるが、本発明によれば、外乱ノイズを排除することができるので、検出分解能を向上させ、かつ、精度を向上させることができる。
また、光センサは、複数の分割線によって複数の受光部に分割されて、かつ、前記受光部ごとの受光光量に応じた受光信号を出力する構成であるから、例えば、光センサを十字の分割線にて4つの受光部に分割し、この分割線をx軸とy軸に対応させると、4つの分割領域から出力される受光信号の変化に基づいて光の入射位置のシフト量を二次元直交座標系において簡単に求めることができる。
このように光センサ上での各変調波の入射位置のシフト量を二次元座標系で算出した結果を組み合わせて、測定子の変位量を算出することができる。
According to such a configuration, by using the light from each light source as a modulated wave, even if all the modulated waves are received by one optical sensor, the signal of each modulated wave can be separated from the received light signal. Therefore, sufficient information for specifying the three-dimensional displacement of the probe can be obtained. Therefore, only one optical sensor that receives light is used, and a plurality of optical sensors are not used as in the prior art. Therefore, in the present invention, it is not necessary to calibrate a plurality of optical sensors, and the labor of measurement is greatly simplified. can do.
Furthermore, since the number of parts can be reduced by using one optical sensor, the displacement sensor can be simplified and the displacement sensor can be downsized.
Also, by converting the light from the light source into a modulated wave, even if disturbance noise is superimposed on the received light signal due to vibration or electrical noise applied to the displacement sensor, the separating means separates the modulated wave signal from the received light signal. The influence of disturbance noise can be eliminated at the stage of generating. In particular, if the detection resolution is improved, it is likely to be affected by disturbance noise. However, according to the present invention, the disturbance noise can be eliminated, so that the detection resolution can be improved and the accuracy can be improved. Can do.
In addition, the optical sensor is divided into a plurality of light receiving units by a plurality of dividing lines and outputs a light reception signal corresponding to the amount of light received for each light receiving unit. For example, the optical sensor is divided into crosses. If the line is divided into four light receiving parts and these dividing lines are made to correspond to the x-axis and the y-axis, the shift amount of the incident position of the light is two-dimensional based on the change of the light-receiving signal output from the four divided regions. It can be easily obtained in an orthogonal coordinate system.
As described above, the displacement amount of the probe can be calculated by combining the results of calculating the shift amount of the incident position of each modulated wave on the optical sensor in the two-dimensional coordinate system.

なお、分離手段としては、バンドパスフィルタと復調回路と組み合わせた構成が例として挙げられる。   As an example of the separating means, a configuration in which a band pass filter and a demodulating circuit are combined can be given.

なお、光センサの分割数や分割の仕方は特に限定されず、光の入射位置の変化を二次元的に検出できればよい。   Note that the number of divisions and how to divide the optical sensor are not particularly limited as long as the change in the incident position of light can be detected two-dimensionally.

本発明では、前記光源からの光を変調する方式は、振幅変調、位相変調および周波数変調のいずれかであることが好ましい。   In the present invention, the method for modulating the light from the light source is preferably any one of amplitude modulation, phase modulation, and frequency modulation.

このような構成な構成において、光の変調方式が振幅変調であっても位相変調であっても、さらには周波数変調であっても、所定の検波方式によって光センサの受光信号から各変調波の信号を分離できるので、各変調波のシフト量を求めることができる。そして、各変調波のシフト量に基づいて測定子の変位を求めることができる。   In such a configuration, regardless of whether the light modulation method is amplitude modulation, phase modulation, or even frequency modulation, each modulated wave is detected from the light reception signal of the optical sensor by a predetermined detection method. Since the signals can be separated, the shift amount of each modulated wave can be obtained. Then, the displacement of the probe can be obtained based on the shift amount of each modulated wave.

本発明では、前記光シフト手段は、前記測定子の変位に応じて変位し前記光源からの光を反射または屈折させる光学素子であることが好ましい。   In this invention, it is preferable that the said light shift means is an optical element which changes according to the displacement of the said probe, and reflects or refracts the light from the said light source.

このような構成において、測定子が変位すると、この測定子の変位に応じて光学素子が変位する。すると、この光学素子による光の反射方向または屈折方向が変化する。そして、光センサへの光の入射位置がシフトされる。   In such a configuration, when the probe is displaced, the optical element is displaced according to the displacement of the probe. Then, the reflection direction or refraction direction of light by the optical element changes. And the incident position of the light to an optical sensor is shifted.

本発明では、前記光学素子は、前記支持手段を介して前記測定子に付設され前記測定子とともに変位して位置および反射面角度を変化させる反射ミラーであることが好ましい。   In the present invention, it is preferable that the optical element is a reflecting mirror attached to the measuring element via the support means and displaced together with the measuring element to change a position and a reflecting surface angle.

このような構成において、測定子の変位によって光学素子である反射ミラーが変位し、反射ミラーの反射面位置および反射面角度が変化する。そして、反射ミラーにて反射された光が光センサに入射することにより、測定子の変位に応じて光センサに入射する光の位置がシフトする。   In such a configuration, the reflection mirror, which is an optical element, is displaced by the displacement of the probe, and the reflection surface position and the reflection surface angle of the reflection mirror change. Then, when the light reflected by the reflecting mirror enters the optical sensor, the position of the light incident on the optical sensor is shifted according to the displacement of the probe.

なお、反射ミラーは平面ミラーであってもよく、あるいは三角錐や四角錐などのように傾斜面を有する多角錐体であってもよい。反射ミラーが平面ミラーである場合には、反射面の傾斜角度が変化したり、反射面が上下動することによって光センサへの光の入射位置が変わってくる。さらに、反射ミラーが傾斜面を有する多角錐体である場合には、反射ミラーの回転や二次元的変位によっても光センサへの光の入射位置が変化するので、測定子が変位した際に6自由度の変位量をそれぞれ独立に求めることができる。   The reflection mirror may be a plane mirror or a polygonal pyramid having an inclined surface such as a triangular pyramid or a quadrangular pyramid. When the reflecting mirror is a plane mirror, the incident angle of the light to the optical sensor changes as the tilt angle of the reflecting surface changes or the reflecting surface moves up and down. Further, when the reflecting mirror is a polygonal pyramid having an inclined surface, the incident position of the light to the optical sensor also changes due to the rotation or two-dimensional displacement of the reflecting mirror. The displacement amount of freedom can be obtained independently.

本発明では、前記支持手段は、弾性を有するプレートであってこのプレートの中心を点対称とした複数の切込み線を有し、前記測定子をこのプレートの中心にて支持することが好ましい。   In the present invention, it is preferable that the support means is a plate having elasticity, and has a plurality of cut lines with point symmetry with respect to the center of the plate, and supports the measuring element at the center of the plate.

このような構成において、複数の切込み線を有することによりプレートは弾性板バネとして作用する。このプレートにて測定子が支持されることにより、基準位置に復帰する付勢力を付与されつつ変位可能に測定子が支持される。そして、切込み線がプレートの中心を点対称の中心として対称に設けられることにより、測定子に異方性を与えることなく、任意の方向から測定子を変位させた場合でも同一の応力に対する測定子の変位量を同じにすることができる。また、測定子の三次元的変位を許容しつつ測定子を支持する構成としては、ガイドレールとスライダにより構成されるx軸方向スライド機構、y方向スライド機構およびz方向スライド機構を備える構成が知られているが、このような構成では構成が複雑であり、かつ、各方向のスライド機構で異方性が生じやすい。
この点、本発明の支持手段は、構成が簡便であり、かつ、異方性なく測定子を変位可能に支持できる。
In such a configuration, the plate acts as an elastic leaf spring by having a plurality of cut lines. By supporting the measuring element by this plate, the measuring element is supported so as to be displaceable while being given an urging force to return to the reference position. In addition, the cutting line is provided symmetrically with the center of the plate as the center of point symmetry, so that the measuring element for the same stress can be obtained even when the measuring element is displaced from any direction without giving anisotropy to the measuring element. Can be made the same amount of displacement. Further, as a configuration for supporting the measuring element while allowing the three-dimensional displacement of the measuring element, a structure including an x-axis direction sliding mechanism, a y-direction sliding mechanism, and a z-direction sliding mechanism including a guide rail and a slider is known. However, in such a configuration, the configuration is complicated, and anisotropy tends to occur in the sliding mechanism in each direction.
In this respect, the support means of the present invention has a simple configuration and can support the measuring element so that it can be displaced without anisotropy.

なお、前記光学素子として、この支持手段に反射ミラーを貼り付けてもよい。
そして、このようなプレート状の支持手段で測定子の基端を支持すると、中心軸回りの測定子の回転や測定子の二次元的変位が規制され、測定子は、上下動と揺動のみが許容されることになる。したがって、測定子の自由度は3となるので(上下方向、x軸回りの回転、y軸回りの回転)、反射ミラーが平面ミラーであっても、3つの自由度をそれぞれ特定して測定子の三次元的変位を求めることができる。
As the optical element, a reflection mirror may be attached to the support means.
When the base end of the probe is supported by such a plate-like support means, the rotation of the probe around the central axis and the two-dimensional displacement of the probe are restricted, and the probe only moves up and down and swings. Will be allowed. Accordingly, since the degree of freedom of the measuring element is 3 (vertical direction, rotation about the x axis, rotation about the y axis), even if the reflecting mirror is a plane mirror, the degree of freedom is specified for each of the measuring elements. Can be obtained.

本発明の形状測定装置は、前記変位センサと、前記変位センサを被測定物に対して相対移動させて前記変位センサを被測定物に当接させる駆動機構と、前記駆動機構による前記変位センサと前記被測定物との相対変位量を検出する駆動センサと、前記変位センサおよび前記駆動センサによる検出値に基づいて前記被測定物の形状を解析する解析手段と、を備えることを特徴とする。   The shape measuring apparatus according to the present invention includes the displacement sensor, a drive mechanism that moves the displacement sensor relative to the object to be measured to bring the displacement sensor into contact with the object to be measured, and the displacement sensor by the drive mechanism; A drive sensor that detects a relative displacement amount with the object to be measured, and an analysis unit that analyzes the shape of the object to be measured based on the displacement sensor and a detection value by the drive sensor.

上記変位センサによれば、測定子の変位方向および変位量を検出できるので、被測定物の表面に測定子を所定押込圧で当接させながら倣い移動させて、このときの測定子の軌跡を検出することにより、被測定物表面形状を測定することができる。   According to the displacement sensor, the displacement direction and displacement amount of the measuring element can be detected. Therefore, the measuring element is moved in contact with the surface of the object to be measured with a predetermined pressing pressure, and the locus of the measuring element at this time is determined. By detecting, the surface shape of the object to be measured can be measured.

以下、本発明の実施の形態を図示するとともに図中の各要素に付した符号を参照して説明する。
(第1実施形態)
本発明の変位センサに係る第1実施形態としての接触プローブ100について説明する。
図1は、接触プローブ100の全体構成を示すために内部を透視した斜視図である。
図2は、接触プローブ100を垂直方向に切断した横断面図である。
なお、以下の説明のために図2の紙面上下方向にz軸をとり、紙面左右方向にx軸をとり、紙面垂直方向にy軸をとる。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be illustrated and described with reference to reference numerals attached to respective elements in the drawings.
(First embodiment)
A contact probe 100 as a first embodiment according to the displacement sensor of the present invention will be described.
FIG. 1 is a perspective view illustrating the inside of the contact probe 100 in order to show the entire configuration.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the contact probe 100 cut in the vertical direction.
For the following explanation, the z-axis is taken in the vertical direction of the paper in FIG. 2, the x-axis is taken in the horizontal direction of the paper, and the y-axis is taken in the vertical direction of the paper.

接触プローブ100は、被測定物表面に当接した際に接触圧によって変位する測定子200と、この測定子200を変位可能に支持するとともに測定子200の変位を検出するセンサ本体部300と、を備える。   The contact probe 100 includes a measuring element 200 that is displaced by contact pressure when abutting against the surface of the object to be measured, a sensor main body 300 that supports the measuring element 200 so as to be displaceable, and detects the displacement of the measuring element 200. Is provided.

測定子200は、スタイラス210と、このスタイラス210の先端に設けられた接触部220と、を備える。スタイラス210の基端がセンサ本体部300に取り付けられ、測定子200はセンサ本体部300から垂下する状態に支持されている。
なお、測定子200に変位がない基準状態においてスタイラス210の軸線に沿った方向を中心線方向Aと称する。
The measuring element 200 includes a stylus 210 and a contact portion 220 provided at the tip of the stylus 210. The base end of the stylus 210 is attached to the sensor main body 300, and the measuring element 200 is supported in a state of hanging from the sensor main body 300.
A direction along the axis of the stylus 210 in a reference state in which the measuring element 200 is not displaced is referred to as a center line direction A.

センサ本体部300は、下端面が開口し内部に収納空間311を有する円筒形のハウジング部310と、ハウジング部310の下端側において測定子200の基端を支持する支持プレート(支持手段)320と、測定子200の変位を検出する変位検出手段400と、を備えている。   The sensor main body 300 includes a cylindrical housing part 310 having a lower end opened and a storage space 311 inside, and a support plate (supporting means) 320 that supports the base end of the measuring element 200 on the lower end side of the housing part 310. Displacement detecting means 400 for detecting the displacement of the measuring element 200.

ハウジング部310は、内部の収納空間311に支持プレート320と、変位検出手段400と、を備えている。
ハウジング部310の下端側には、開口を閉塞して内部への塵埃等の侵入を防止する可撓性のシート材312が配設されている。そして、このシート材312を挿通する状態で測定子200が配設されている。
The housing part 310 includes a support plate 320 and a displacement detection unit 400 in an internal storage space 311.
A flexible sheet material 312 that closes the opening and prevents intrusion of dust and the like into the inside is disposed on the lower end side of the housing portion 310. The measuring element 200 is disposed in a state where the sheet material 312 is inserted.

支持プレート320は、円形状の金属プレートであり、周端部がハウジング部310に固定されている。そして、支持プレート320の中心において補強板324を介して支持プレート320の下面側に測定子200が取付固定されている。
ここで、図3は、支持プレート320の上面図である。
支持プレート320は、3本の切込み線321、321、321を有し、3本の切込み線321、321、321は支持プレート320の中心C1を点対称の中心として対称に設けられている。各切込み線321は、円弧部322と、直線部323と、を有し、略くの字状に曲がっている。3本の切込み線321、321、321が支持プレート320の中心C1を取り巻いて配置され、一の切込み線321の円弧部322の内側に他の切込み線321の直線部323が位置する(図3参照)。切込み線321の部分において支持プレート320が上下変位可能となり、測定子200がこの支持プレート320の中心に取り付けられることにより測定子200が揺動可能に支持される。
The support plate 320 is a circular metal plate, and a peripheral end portion is fixed to the housing portion 310. The measuring element 200 is attached and fixed to the lower surface side of the support plate 320 via the reinforcing plate 324 at the center of the support plate 320.
Here, FIG. 3 is a top view of the support plate 320.
The support plate 320 has three cut lines 321, 321, and 321, and the three cut lines 321, 321, and 321 are provided symmetrically with the center C 1 of the support plate 320 as the center of point symmetry. Each incision line 321 has a circular arc part 322 and a straight line part 323, and is bent in a substantially square shape. Three cut lines 321, 321, and 321 are arranged around the center C 1 of the support plate 320, and the straight line part 323 of the other cut line 321 is located inside the arc part 322 of one cut line 321 (FIG. 3). reference). The support plate 320 can be displaced up and down at the part of the cut line 321, and the measuring element 200 is swingably supported by attaching the measuring element 200 to the center of the supporting plate 320.

この支持プレート320にて支持された測定子200は、その接触部220が上下(Δz方向)、左右(Δx方向)、前後(Δy方向)に変位可能である。その一方、測定子200は、スタイラス210の中心軸周りの回転および支持プレート320の平面方向へのスタイラス基端210Aの変位は規制されている。すなわち、測定子200は、Z方向への変位と、基端を中心としたX方向への揺動と、基端を中心としたY方向への揺動と、が許容されている。   The measuring element 200 supported by the support plate 320 has a contact portion 220 that can be displaced vertically (Δz direction), left and right (Δx direction), and back and forth (Δy direction). On the other hand, in the probe 200, the rotation of the stylus 210 around the central axis and the displacement of the stylus base end 210A in the plane direction of the support plate 320 are restricted. That is, the measuring element 200 is allowed to be displaced in the Z direction, swinged in the X direction around the base end, and swinged in the Y direction around the base end.

変位検出手段400は、測定子200の変位に応じて変位する反射ミラー(光学素子)410と、反射ミラー410に向けて光を照射する照射光学系420と、反射ミラー410からの反射光を受光する光センサ440と、受光光学系430から出力される受光信号に基づいて測定子200の変位量および変位方向を算出する信号処理部500と、を備える。
反射ミラー410、受光光学系430は、中心線Aに沿って配列されている。
The displacement detection unit 400 receives a reflection mirror (optical element) 410 that is displaced according to the displacement of the measuring element 200, an irradiation optical system 420 that irradiates light toward the reflection mirror 410, and reflected light from the reflection mirror 410. And a signal processing unit 500 that calculates a displacement amount and a displacement direction of the measuring element 200 based on a light reception signal output from the light receiving optical system 430.
The reflection mirror 410 and the light receiving optical system 430 are arranged along the center line A.

反射ミラー410は、支持プレート320の上面側において支持プレート320の略中心に配設されている。測定子200が変位した際には支持プレート320の中心が測定子200とともに変位するので、反射ミラー410も測定子200の変位に応じて変位し、反射面411の位置および角度が変化する。   The reflection mirror 410 is disposed substantially at the center of the support plate 320 on the upper surface side of the support plate 320. When the measuring element 200 is displaced, the center of the support plate 320 is displaced together with the measuring element 200. Therefore, the reflecting mirror 410 is also displaced according to the displacement of the measuring element 200, and the position and angle of the reflecting surface 411 are changed.

照射光学系420は、光を発射する2つの光源421A、421Bを備えている。
2つの光源421A、421Bは、光センサ440を間にしてx方向に離間して配設されている。光源421A、421Bは、光を反射ミラー410に向けて発射し、かつ、測定子200の変位が無い基準状態において反射ミラー410で反射された光が光センサ440の中心に入射するように姿勢が調整される。
図2中では、光源421A、421Bは、反射ミラー410に対して入射角θで光を入射させる。
光源421A、421Bとしては、例えば、LEDを利用することができる。
また、2つの光源421A、421Bは、互いに異なる周波数で振幅変調された変調光を発射する。
図1および図2中において、例えば、−x側に配設された光源421Aから周波数faで振幅変調された変調光Saが発射され、+x側に配設された光源421Bから周波数fbで振幅変調された変調光Sbが発射される。(ただし、fa≠fb)
The irradiation optical system 420 includes two light sources 421A and 421B that emit light.
The two light sources 421A and 421B are spaced apart in the x direction with the optical sensor 440 in between. The light sources 421 </ b> A and 421 </ b> B emit light toward the reflection mirror 410, and the posture is such that the light reflected by the reflection mirror 410 is incident on the center of the optical sensor 440 in a reference state where the probe 200 is not displaced. Adjusted.
In FIG. 2, the light sources 421 </ b> A and 421 </ b> B cause light to enter the reflection mirror 410 at an incident angle θ.
For example, LEDs can be used as the light sources 421A and 421B.
The two light sources 421A and 421B emit modulated light that is amplitude-modulated at different frequencies.
In FIG. 1 and FIG. 2, for example, modulated light Sa amplitude-modulated at frequency fa is emitted from a light source 421A disposed on the −x side, and amplitude modulated at frequency fb from a light source 421B disposed on the + x side. The modulated light Sb thus emitted is emitted. (However, fa ≠ fb)

光センサ440は、反射ミラー410からの光を受光して光電変換により受光信号を出力する。
図4は、光センサ440を受光面側から見た図である。
光センサ440は、x軸とy軸とに沿った分割線445によって4分割されており、第1から第4受光部441〜444を備える。
ここで、(+y、−x)の位置に配置される受光部を第1受光部441とし、(+y、+x)の位置に配置される第2受光部442とし、(−y、+x)の位置に配置される受光部を第3受光部443とし、(−y、−x)の位置に配置される受光部を第4受光部444とする。
The optical sensor 440 receives light from the reflection mirror 410 and outputs a light reception signal by photoelectric conversion.
FIG. 4 is a view of the optical sensor 440 as seen from the light receiving surface side.
The optical sensor 440 is divided into four by a dividing line 445 along the x axis and the y axis, and includes first to fourth light receiving units 441 to 444.
Here, the light receiving unit disposed at the position (+ y, −x) is referred to as the first light receiving unit 441, and the second light receiving unit 442 is disposed at the position (+ y, + x), and (−y, + x) The light receiving unit disposed at the position is referred to as a third light receiving unit 443, and the light receiving unit disposed at the position (−y, −x) is referred to as a fourth light receiving unit 444.

信号処理部500は、光センサ440の各受光部441〜444から出力される受光信号に基づいて反射ミラー410からの光のシフト方向およびシフト量を算出し、光のシフト方向およびシフト量に基づいて測定子200の変位量および変位方向を算出する。
図5は、信号処理部500の構成を示す図である。
信号処理部500は、各受光部441〜444から出力される受光信号から変調光Sa、Sbの信号をそれぞれ分離して取り出すバンドパスフィルタ部510と、変調光であるSa、Sbから元の信号であるfa、fbを復元する復調回路部520と、復調回路部520で復調された信号に基づいて接触部220の変位を算出する演算処理部530と、を備えている。
The signal processing unit 500 calculates the shift direction and shift amount of the light from the reflection mirror 410 based on the light reception signals output from the light receiving units 441 to 444 of the optical sensor 440, and based on the shift direction and shift amount of the light. Thus, the displacement amount and displacement direction of the measuring element 200 are calculated.
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of the signal processing unit 500.
The signal processing unit 500 separates and extracts the modulated light signals Sa and Sb from the received light signals output from the light receiving units 441 to 444, and the original signals from the modulated light signals Sa and Sb. The demodulating circuit unit 520 for restoring fa and fb, and the arithmetic processing unit 530 for calculating the displacement of the contact unit 220 based on the signal demodulated by the demodulating circuit unit 520 are provided.

4つの受光部441〜444に応じて、バンドパスフィルタ部510は4つ設けられ、各バンドパスフィルタ部510は、中心周波数がfaであるバンドパスフィルタ511Aと、中心周波数がfbであるバンドパスフィルタ511Bと、の二つのバンドパスフィルタを備えている。
同様に、4つのバンドパスフィルタ部510に応じて、復調回路部520は4つ設けられ、各復調回路部520は、変調光Saから元の信号faを復調する復調回路521Aと、変調光Sbから元の信号fbを復調する復調回路521Bと、を備えている。
復調回路としては、例えば、ピークホールド回路や平滑化回路などが例として挙げられる。
Four band-pass filter units 510 are provided according to the four light receiving units 441 to 444. Each band-pass filter unit 510 includes a band-pass filter 511A having a center frequency of fa and a band-pass having a center frequency of fb. Two band pass filters, a filter 511B, are provided.
Similarly, four demodulation circuit units 520 are provided according to the four bandpass filter units 510, and each demodulation circuit unit 520 includes a demodulation circuit 521A that demodulates the original signal fa from the modulated light Sa, and a modulated light Sb. And a demodulating circuit 521B for demodulating the original signal fb.
Examples of the demodulation circuit include a peak hold circuit and a smoothing circuit.

これら4つの復調回路部520により、faとfbとの組み合わせで構成される信号組が4組得られる。
演算処理部530は、4つの信号組に基づいて接触部220の変位を算出する。すなわち、演算処理部530は、4つの信号組から光センサ440上における2つの光束のそれぞれのシフト量を求めたうえで、2つの光束の変位量から接触部220の変位量を算出する。
なお、演算処理部530における計算例は後述する。
With these four demodulation circuit units 520, four sets of signals composed of combinations of fa and fb are obtained.
The arithmetic processing unit 530 calculates the displacement of the contact unit 220 based on the four signal sets. That is, the arithmetic processing unit 530 obtains the shift amounts of the two light beams on the optical sensor 440 from the four signal sets, and calculates the displacement amount of the contact unit 220 from the displacement amounts of the two light beams.
A calculation example in the arithmetic processing unit 530 will be described later.

ここで、バンドパスフィルタ部510と復調回路部520とにより、受光信号から各変調光の信号をそれぞれ分離する分離手段が構成されている。
また、演算処理部530により、各変調光が光センサに入射する入射位置のシフト量を算出するシフト量算出手段と、各変調光のシフト量に基づいて測定子の変位を算出する測定子変位算出部と、が構成されている。
Here, the band-pass filter unit 510 and the demodulation circuit unit 520 constitute separation means for separating each modulated light signal from the received light signal.
Also, a shift amount calculating means for calculating the shift amount of the incident position where each modulated light enters the optical sensor by the arithmetic processing unit 530, and a probe displacement for calculating the displacement of the probe based on the shift amount of each modulated light And a calculation unit.

このような構成を備える接触プローブ100において測定子200が変位した際の動作について説明する。
まず、図6を参照して、測定子200が+z方向に変位する場合の動作について説明する。
An operation when the probe 200 is displaced in the contact probe 100 having such a configuration will be described.
First, with reference to FIG. 6, the operation when the measuring element 200 is displaced in the + z direction will be described.

図6は、接触部220が+Z方向に変位した状態を示す図である。
接触部220に−z方向から+Z方向に向けて応力が作用すると、測定子200が+Z方向に押し上げられる。すると、支持プレート320の切込みにおいて支持プレート320が上下変位し、測定子200の+Z方向への変位を許容する。測定子200とともに支持プレート320の中心が+Z方向に変位することにより、反射ミラー410が+Z方向に変位する。
FIG. 6 is a diagram illustrating a state in which the contact portion 220 is displaced in the + Z direction.
When stress acts on the contact portion 220 from the −z direction to the + Z direction, the measuring element 200 is pushed up in the + Z direction. Then, the support plate 320 is displaced up and down in the notch of the support plate 320, and the displacement of the measuring element 200 in the + Z direction is allowed. When the center of the support plate 320 is displaced in the + Z direction together with the measuring element 200, the reflection mirror 410 is displaced in the + Z direction.

各光源421A、Bから発射される光Sa、Sbは、反射ミラー410に入射した後、反射ミラー410により反射されるところ、反射ミラー410の+Z方向への変位によって反射位置が+Z方向に変位する。すると、反射ミラー410にて反射された光は、測定子200が基準位置に位置するときよりも、光源421Aからの光Saは−X側にシフトし、光源421Bからの光Sbは+X側にシフトする。このとき、光センサ440にて受光される光束を図7に示す。   Lights Sa and Sb emitted from the respective light sources 421A and 421 are incident on the reflection mirror 410 and then reflected by the reflection mirror 410. The reflection position is displaced in the + Z direction by the displacement of the reflection mirror 410 in the + Z direction. . Then, in the light reflected by the reflection mirror 410, the light Sa from the light source 421A is shifted to the −X side and the light Sb from the light source 421B is to the + X side than when the measuring element 200 is located at the reference position. shift. At this time, the light beam received by the optical sensor 440 is shown in FIG.

次に、接触部220がX方向に変位する場合について図8、図9を参照して説明する。
図8は、接触部220が+X方向に変位(揺動)した状態を示す図である。
接触部220に−X方向から+X方向に向けて応力が作用すると、測定子200が+X方向に揺動する。このとき、支持プレート320の切込みにおいて支持プレート320が+X方向では上方へ変位し、−X方向では下方に変位して支持プレート320が弾性変形することにより測定子200のX方向への変位が許容される。すると、支持プレート320の弾性変形に伴って反射ミラー410が傾斜して反射面411が−X方向側へ傾斜する。
Next, the case where the contact part 220 is displaced in the X direction will be described with reference to FIGS.
FIG. 8 is a diagram illustrating a state in which the contact portion 220 is displaced (swinged) in the + X direction.
When stress acts on the contact portion 220 from the −X direction to the + X direction, the measuring element 200 swings in the + X direction. At this time, when the support plate 320 is cut, the support plate 320 is displaced upward in the + X direction, and is displaced downward in the −X direction so that the support plate 320 is elastically deformed, so that the displacement of the probe 200 in the X direction is allowed. Is done. Then, with the elastic deformation of the support plate 320, the reflection mirror 410 is inclined and the reflection surface 411 is inclined toward the −X direction side.

光源421A、Bから発射される光は、反射ミラー410に入射した後、反射ミラー410にて反射されているところ、反射ミラー410の−X方向への傾斜によって光の反射方向がーX方向に変位する。すると、反射ミラー410からの反射光は、測定子200が基準位置に位置するときよりも光センサ440上で−X側へシフトする(図9参照)。   The light emitted from the light sources 421A and 421B is incident on the reflection mirror 410 and then reflected by the reflection mirror 410. The reflection direction of the light is in the −X direction due to the inclination of the reflection mirror 410 in the −X direction. Displace. Then, the reflected light from the reflection mirror 410 is shifted to the −X side on the optical sensor 440 than when the measuring element 200 is positioned at the reference position (see FIG. 9).

次に、接触部220がY方向に変位する場合について図10、図11を参照して説明する。
図10は、接触部220が+Y方向に変位した状態を示す図である。
接触部220に−Y方向から+Y方向に向けて応力が作用すると、測定子200が+Y方向に揺動する。
このとき、支持プレート320の切込みにおいて支持プレート320が+Y方向では上方へ変位し、−Y方向では下方に変位して支持プレート320が弾性変形することにより測定子200の+Y方向への変位が許容される。すると、支持プレート320の弾性変形に伴って反射ミラー410が傾斜して反射面411が−Y方向側へ傾斜する。
Next, the case where the contact part 220 is displaced in the Y direction will be described with reference to FIGS.
FIG. 10 is a diagram illustrating a state in which the contact portion 220 is displaced in the + Y direction.
When stress is applied to the contact portion 220 from the −Y direction to the + Y direction, the probe 200 swings in the + Y direction.
At this time, when the support plate 320 is cut, the support plate 320 is displaced upward in the + Y direction, and is displaced downward in the −Y direction so that the support plate 320 is elastically deformed, so that the displacement of the probe 200 in the + Y direction is allowed. Is done. Then, with the elastic deformation of the support plate 320, the reflection mirror 410 is inclined and the reflection surface 411 is inclined toward the −Y direction.

光源421A、Bから発射される光は、反射ミラー410に入射した後、反射ミラー410にて反射されているところ、反射ミラー410の−Y方向への傾斜によって光の反射方向がーY方向に変位する。すると、反射ミラー410からの反射光は、測定子200が基準位置に位置するときよりも光センサ440上で−Y側へシフトする(図11参照)。   The light emitted from the light sources 421A and 421B is incident on the reflection mirror 410 and then reflected by the reflection mirror 410. The reflection direction of the light is in the −Y direction due to the inclination of the reflection mirror 410 in the −Y direction. Displace. Then, the reflected light from the reflection mirror 410 is shifted to the −Y side on the optical sensor 440 than when the measuring element 200 is located at the reference position (see FIG. 11).

次に、接触部220に任意の方向から応力が作用し、接触部220が3次元的に任意の方向へ変位した場合ついて考察する。
接触部220が3次元的に変位した場合、測定子200の変位を許容するように支持プレート320が弾性変形し、支持プレート320の弾性変形にともなって反射ミラー410が上下動および傾斜する。すると、光源421A、Bから発射される光Sa、Sbが反射ミラー410にて反射され、光センサ440上における光Sa、Sbの入射点がそれぞれ変位する。
このとき、光Saの変位(ΔXa、ΔYa)、光Sbの変位(ΔXb、ΔYb)について次の式が成り立つ。
Next, a case where stress is applied to the contact portion 220 from an arbitrary direction and the contact portion 220 is displaced in an arbitrary direction three-dimensionally will be considered.
When the contact portion 220 is displaced three-dimensionally, the support plate 320 is elastically deformed so as to allow the displacement of the probe 200, and the reflection mirror 410 is moved up and down and tilted along with the elastic deformation of the support plate 320. Then, the light Sa and Sb emitted from the light sources 421A and B are reflected by the reflection mirror 410, and the incident points of the light Sa and Sb on the optical sensor 440 are displaced.
At this time, the following expressions hold for the displacement (ΔXa, ΔYa) of the light Sa and the displacement (ΔXb, ΔYb) of the light Sb.

ここで、光センサ440上における光Saのシフト量を(ΔXa、ΔYa)、光Sbのシフト量を(ΔXb、ΔYb)とする。
また、光源421A、421Bから反射ミラー410への光の入射角をθとする。
基準状態(接触部220の変位が無い状態)においてスタイラス210から反射ミラー上の光反射位置までの距離をLa、光センサ440から反射ミラー410までの垂直距離をLとする。
反射ミラー410のZ方向への変位をdzとする。
そして、反射ミラー410(あるいは接触部220)のx軸回りの回転角をθx、反射ミラー410(あるいは接触部220)のy軸回りの回転角をθyとする。
Here, the shift amount of the light Sa on the optical sensor 440 is (ΔXa, ΔYa), and the shift amount of the light Sb is (ΔXb, ΔYb).
Further, the incident angle of light from the light sources 421A and 421B to the reflection mirror 410 is defined as θ.
In the reference state (the state in which the contact portion 220 is not displaced), the distance from the stylus 210 to the light reflection position on the reflection mirror is La, and the vertical distance from the optical sensor 440 to the reflection mirror 410 is L.
The displacement of the reflection mirror 410 in the Z direction is dz.
The rotation angle around the x axis of the reflection mirror 410 (or contact portion 220) is θx, and the rotation angle around the y axis of the reflection mirror 410 (or contact portion 220) is θy.

Figure 0005054318
Figure 0005054318

Figure 0005054318
Figure 0005054318

Figure 0005054318
Figure 0005054318

Figure 0005054318
Figure 0005054318

また、スタイラス210の長さをLsとするとき、接触部220の座標(x、y、z)と反射ミラー410の姿勢および位置(θy、θx、dz)との間には次の関係が成り立つ。   When the length of the stylus 210 is Ls, the following relationship is established between the coordinates (x, y, z) of the contact portion 220 and the posture and position (θy, θx, dz) of the reflection mirror 410. .

Figure 0005054318
Figure 0005054318

Figure 0005054318
Figure 0005054318

Figure 0005054318
Figure 0005054318

以上の式をまとめると次のようになる。   The above formula is summarized as follows.

Figure 0005054318
Figure 0005054318

Figure 0005054318
Figure 0005054318

Figure 0005054318
Figure 0005054318

Figure 0005054318
Figure 0005054318

以上の(式8)から(式11)の連立方程式により、接触部220の変位量(x、y、z)を求めることができる。   The displacement amount (x, y, z) of the contact portion 220 can be obtained by the simultaneous equations of (Expression 8) to (Expression 11).

このような構成を備える第1実施形態によれば、次の効果を奏することができる。   According to 1st Embodiment provided with such a structure, there can exist the following effects.

(1)各光源421A、421Bからの光を変調光とすることにより、一つの光センサ440で総ての変調波を受光しても受光信号から各変調波の信号を分離することができる。よって、光を受光する光センサ440は一つでよく、従来のごとく複数の光センサ440を使用しないので、複数の光センサ440をキャリブレーションする必要がないので測定の手間を非常に簡略化することができる。さらに、光センサ440を一つにすることにより、部品点数を少なくできるので、接触プローブ100を簡易な構成とし、接触プローブ100を小型化することができる。 (1) By using light from each of the light sources 421A and 421B as modulated light, even if all the modulated waves are received by one optical sensor 440, the signal of each modulated wave can be separated from the received light signal. Therefore, only one optical sensor 440 that receives light is used, and since a plurality of optical sensors 440 are not used as in the prior art, it is not necessary to calibrate the plurality of optical sensors 440, thereby greatly simplifying the measurement effort. be able to. Furthermore, since the number of parts can be reduced by using a single optical sensor 440, the contact probe 100 can be simplified and the contact probe 100 can be downsized.

(2)光源421A、421Bからの光を変調光とすることにより、接触プローブ100に与えられる振動や電気的ノイズによって受光信号に外乱ノイズが重畳する場合でも、分離手段(バンドパスフィルタ部510と復調回路部520)にて受光信号から各変調光の信号を分離させる段階で外乱ノイズの影響を排除することができる。特に、検出分解能を向上させると外乱ノイズの影響を受けやすくなる恐れがあるが、本第1実施形態によれば、外乱ノイズを排除することができるので、検出分解能を向上させ、かつ、精度を向上させることができる。 (2) By using light from the light sources 421A and 421B as modulated light, even when disturbance noise is superimposed on the received light signal due to vibration or electrical noise applied to the contact probe 100, separation means (with a bandpass filter unit 510 and The influence of disturbance noise can be eliminated at the stage where the demodulated circuit portion 520) separates each modulated light signal from the received light signal. In particular, if the detection resolution is improved, there is a risk of being affected by disturbance noise. However, according to the first embodiment, the disturbance noise can be eliminated, so that the detection resolution can be improved and the accuracy can be improved. Can be improved.

(3)光センサ440を十字の分割線445にて4つの受光部441〜444に分割し、この分割線445をx軸とy軸に対応させるので、4つの分割領域から出力される受光信号の変化に基づいて光の入射位置のシフト量を二次元直交座標系において簡便に求めることができる。 (3) Since the optical sensor 440 is divided into four light receiving portions 441 to 444 by a cross-shaped dividing line 445 and the dividing line 445 is made to correspond to the x-axis and the y-axis, the light-receiving signals output from the four divided areas The shift amount of the incident position of the light can be easily obtained in the two-dimensional orthogonal coordinate system based on the change of.

(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について図12を参照して説明する。
第2実施形態の基本的構成は、第1実施形態に同様であるが、第2実施形態は、光源421A、421B、421Cが三つであり、かつ、反射ミラー460が三角錐である点に特徴を有する。
図12において、照射光学系は三つの光源421A、421B、421Cを備えている。
3つの光源421A、421B、421Cは、光センサ440の周囲において60°間隔で配設されている。また、各光源421A、421B、421Cは、中心軸Aに略平行に光を発射する。なお、各光源421A、421B、421Cからの光がそれぞれ異なる変調をうけた変調光である点は第1実施形態に同様である。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The basic configuration of the second embodiment is the same as that of the first embodiment, except that the second embodiment has three light sources 421A, 421B, and 421C, and the reflection mirror 460 is a triangular pyramid. Has characteristics.
In FIG. 12, the irradiation optical system includes three light sources 421A, 421B, and 421C.
The three light sources 421A, 421B, and 421C are arranged at intervals of 60 ° around the optical sensor 440. Each light source 421A, 421B, 421C emits light substantially parallel to the central axis A. Note that the light from each of the light sources 421A, 421B, and 421C is the same as that of the first embodiment in that the light is subjected to different modulation.

反射ミラー460は、三角錐状であり、各反射面461A、461B、461Cは、各光源421A、421B、421Cの向きに向いている。そして、各光源421A、421B、421Cと反射ミラー460との間には三角プリズム470A、470B、470Cが配設され、三角プリズム470A、470B、470Cにより光源421A、421B、421Cからの光を反射して反射ミラー460に入射させる。   The reflection mirror 460 has a triangular pyramid shape, and each reflection surface 461A, 461B, 461C faces the direction of each light source 421A, 421B, 421C. Triangular prisms 470A, 470B, and 470C are disposed between the light sources 421A, 421B, and 421C and the reflection mirror 460, and light from the light sources 421A, 421B, and 421C is reflected by the triangular prisms 470A, 470B, and 470C. To be incident on the reflection mirror 460.

なお、接触部220の変位がゼロである基準状態において、各光源421A、421B、421Cからの光は、反射ミラー460にて反射された後、光センサ440の中心に入射するように調整されている。光センサ440が4つの受光部441〜444に分割されており、各受光部441〜444から受光信号が出力される点は、第1実施形態と同様である。   In the reference state where the displacement of the contact part 220 is zero, the light from each of the light sources 421A, 421B, 421C is adjusted so as to be incident on the center of the optical sensor 440 after being reflected by the reflection mirror 460. Yes. The optical sensor 440 is divided into four light receiving units 441 to 444, and the points where the light receiving signals are output from the respective light receiving units 441 to 444 are the same as in the first embodiment.

詳細に図面(図12)に記載しないが、光源421A、421B、421Cが三つであり、光センサ440にて受光する変調光が3つであることから、信号処理部500の各バンドパスフィルタ部が各変調波に対応した3つのバンドパスフィルタを有し、各復調回路部がそれぞれ3つの復調回路を有していることはいうまでもない。   Although not described in detail in FIG. 12 (FIG. 12), since there are three light sources 421A, 421B, and 421C and three modulated lights received by the optical sensor 440, each bandpass filter of the signal processing unit 500 It goes without saying that each section has three band-pass filters corresponding to each modulation wave, and each demodulation circuit section has three demodulation circuits.

このような構成において、各光源421A、421B、421Cから発射された変調光が三角プリズム470A、470B、470Cを介して反射ミラー460に入射する。そして、反射ミラー460で反射された各変調光が光センサ440に入射する。このとき、測定子200の変位に応じて反射ミラー460が変位するので、反射ミラー460による光の反射方向が変化し、光センサ440への光の入射位置がシフトする。   In such a configuration, the modulated light emitted from each of the light sources 421A, 421B, and 421C is incident on the reflection mirror 460 via the triangular prisms 470A, 470B, and 470C. Then, each modulated light reflected by the reflection mirror 460 enters the optical sensor 440. At this time, since the reflection mirror 460 is displaced according to the displacement of the measuring element 200, the reflection direction of the light by the reflection mirror 460 is changed, and the incident position of the light to the optical sensor 440 is shifted.

ここで、接触部220がZ方向、X方向、Y方向に変化した際に、反射ミラー460もΔZ方向に変位したり、あるいはX方向、Y方向に傾斜して光の反射方向を変化させる点は第1実施形態に同様である。さらに、第2実施形態においては、反射ミラー460が三角錐形状であって、反射面461A、461B、461Cが中心軸Aに対して傾斜した面となっているので、反射ミラー460が中心軸Aを中心として回転した場合であっても、各光源421A、421B、421Cからの変調光が光センサ440に入射する位置がシフトする。   Here, when the contact part 220 changes in the Z direction, the X direction, and the Y direction, the reflection mirror 460 is also displaced in the ΔZ direction, or tilted in the X direction and the Y direction to change the light reflection direction. Is the same as in the first embodiment. Furthermore, in the second embodiment, the reflecting mirror 460 has a triangular pyramid shape, and the reflecting surfaces 461A, 461B, and 461C are inclined with respect to the central axis A. Even when rotated around the center, the position where the modulated light from each of the light sources 421A, 421B, 421C enters the optical sensor 440 is shifted.

また、反射ミラー460が中心軸Aに対して傾斜した面となっているので、反射ミラー460がX方向あるいはY方向へ二次元的に変位した場合でも、各変調光が光センサ440に入射する位置がシフトする。したがって、反射ミラー460が傾斜したりZ方向に変位したりする場合はもちろん、反射ミラー460の二次元的変位(X方向、Y方向への変位)や中心軸回りの回転でも光センサ440への光の入射位置はシフトする。
つまり、測定子200の6自由度の変位に応じて光センサ440への光の入射位置が変わる。
Further, since the reflection mirror 460 is a surface inclined with respect to the central axis A, each modulated light is incident on the optical sensor 440 even when the reflection mirror 460 is displaced two-dimensionally in the X direction or the Y direction. The position shifts. Therefore, not only when the reflection mirror 460 is tilted or displaced in the Z direction, but also when the reflection mirror 460 is two-dimensionally displaced (displacement in the X direction and Y direction) or rotated around the central axis, The incident position of light shifts.
That is, the incident position of light on the optical sensor 440 changes according to the displacement of the measuring element 200 with six degrees of freedom.

光センサ440に光が入射すると、各受光部441〜444から受光信号が出力される。
信号処理部500にて受光信号から各変調光の信号が分離され、各変調光のシフト量が算出される。そして、各変調波のシフト量を組み合わせるとともに接触部220の変位量(x、y、z、θx、θy、θr)に関する連立方程式を立てることにより、接触部220の三次元的変位量が求められる。
When light enters the optical sensor 440, a light reception signal is output from each of the light receiving units 441 to 444.
The signal processing unit 500 separates each modulated light signal from the received light signal, and calculates the shift amount of each modulated light. Then, the three-dimensional displacement amount of the contact portion 220 is obtained by combining the shift amounts of the respective modulated waves and establishing simultaneous equations relating to the displacement amounts (x, y, z, θx, θy, θr) of the contact portion 220. .

なお、スタイラス210の基端210Aに直交座標系の原点をとったときに、θxは、x軸を揺動中心として接触部220がX方向に変位した際のスタイラス210の揺動角であり、θyは、y軸を揺動中心として接触部220がY方向に変位した際のスタイラス210の揺動角であり、θrは、z軸を中心としたスタイラス210の回転角である。   When the origin of the orthogonal coordinate system is taken at the base end 210A of the stylus 210, θx is the swing angle of the stylus 210 when the contact portion 220 is displaced in the X direction with the x axis as the swing center. θy is the swing angle of the stylus 210 when the contact portion 220 is displaced in the Y direction with the y axis as the swing center, and θr is the rotation angle of the stylus 210 with the z axis as the center.

このような第2実施形態によれば、上記第1実施形態の効果に加えて次の効果を奏することができる。
反射ミラー460が傾斜した反射面461A、461B、461Cを有する三角錐であるので、反射ミラー460の回転や二次元的変位によっても光の反射方向が変化する。したがって、測定子200の6自由度の変位をそれぞれ求めて、接触部220の三次元的変位を得ることができる。
According to such 2nd Embodiment, in addition to the effect of the said 1st Embodiment, there can exist the following effect.
Since the reflection mirror 460 is a triangular pyramid having inclined reflection surfaces 461A, 461B, and 461C, the light reflection direction also changes depending on the rotation or two-dimensional displacement of the reflection mirror 460. Therefore, the 6-degree-of-freedom displacement of the probe 200 can be obtained, and the three-dimensional displacement of the contact portion 220 can be obtained.

(変形例1)
次に、本発明の変形例1について図13を参照して説明する。
変形例1の基本的構成は第2実施形態に同様であるが、反射ミラー460と光センサ440との間に集光レンズ480を備える点に特徴を有する。そして、この集光レンズ480によって各光を光センサ440上で結像させ、光センサ440にスポット状に入射させることにより、光センサ440よる光入射位置の検出分解能を向上させることができる。
特に、指向性が弱いLED等を光源に用いた場合であっても、集光レンズ480で光を結像させるので、光センサ440による光入射位置の検出分解能を向上させることができる。
(Modification 1)
Next, Modification 1 of the present invention will be described with reference to FIG.
The basic configuration of Modification 1 is the same as that of the second embodiment, but is characterized in that a condenser lens 480 is provided between the reflection mirror 460 and the optical sensor 440. Then, each light is imaged on the optical sensor 440 by the condenser lens 480 and is incident on the optical sensor 440 in a spot shape, whereby the detection resolution of the light incident position by the optical sensor 440 can be improved.
In particular, even when an LED or the like having a low directivity is used as a light source, light is imaged by the condenser lens 480, so that the detection resolution of the light incident position by the optical sensor 440 can be improved.

(変形例2)
上記実施形態において、照明光学系420の光源421A、421Bは互いに異なる変調がなされた変調光Sa、Sbをそれぞれ発射するとして説明した。
そして、各光源421A、421Bからの変調光Sa、Sbが光センサ440で受光され、光センサ440から出力される受光信号から信号処理部500により各変調光Sa、Sbがそれぞれ分離して取り出される。
ここで、各光源421A、421Bから発射される光の変調パターンとしては、図14のように、共に正弦波状に振幅変調させつつ互いの位相を180度ずらすことが例として挙げられる。
そして、信号処理部500において、光センサからの受光信号を検出(ホールド)するにあたっては、一方の信号レベルが0になった際に他方の信号レベルを検出すればよい。
例えば、図14においては、T、T、T・・・のタイミングで信号を検出することにより、変調光Sa、Sbをそれぞれ分離して検出することができる。
(Modification 2)
In the above-described embodiment, the light sources 421A and 421B of the illumination optical system 420 have been described as emitting the modulated lights Sa and Sb that are modulated differently.
Then, the modulated lights Sa and Sb from the respective light sources 421A and 421B are received by the optical sensor 440, and the modulated lights Sa and Sb are respectively separated and extracted by the signal processing unit 500 from the received light signal output from the optical sensor 440. .
Here, as a modulation pattern of the light emitted from each of the light sources 421A and 421B, as shown in FIG. 14, for example, the phases of each other are shifted by 180 degrees while being amplitude-modulated in a sine wave form.
Then, in detecting (holding) the light reception signal from the optical sensor in the signal processing unit 500, it is only necessary to detect the other signal level when one signal level becomes zero.
For example, in FIG. 14, by detecting signals at timings T 1 , T 2 , T 3 ..., The modulated lights Sa and Sb can be detected separately.

また、図15に示されるように、変調光Sa、Sbをパルス光とし、互いの位相を半周期ずらしておいてもよい。   Further, as shown in FIG. 15, the modulated light Sa and Sb may be pulsed light, and the phases of each other may be shifted by a half cycle.

なお、本発明は前述の実施形態に限定されず、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれる。
光源の数は2つや3つではなく、それ以上であってもよいことがもちろんである。
光源は、LEDでもよく、あるいはレーザー光源であってもよい。
光学素子は、反射ミラーである場合を例にして説明したが、光を屈折させるプリズムであってもよい。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and modifications, improvements, and the like within the scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
Of course, the number of light sources is not two or three but may be more.
The light source may be an LED or a laser light source.
The optical element is described as an example of a reflection mirror, but may be a prism that refracts light.

接触部の変位に対する検出感度を向上させる構成としては、支持プレートにおいて中心から切込み線までの距離を短くすることで、測定子のわずかな揺動でも反射ミラーの傾斜が大きくなるようにしてもよい。あるいは、反射ミラーから光センサまでの距離を大きくして、てこ比を大きくしてもよい。または、光源から反射ミラーへの光の入射角を大きくしてもよい。   As a configuration for improving the detection sensitivity with respect to the displacement of the contact portion, the distance from the center to the cut line in the support plate may be shortened so that the tilt of the reflection mirror is increased even if the probe is slightly swung. . Alternatively, the lever ratio may be increased by increasing the distance from the reflection mirror to the optical sensor. Or you may enlarge the incident angle of the light from a light source to a reflective mirror.

上記変位センサは、例えば、タッチプローブとして利用されてもよく、または、倣いプローブとして利用されてもよい。   The displacement sensor may be used as a touch probe, for example, or may be used as a scanning probe.

本発明は、変位センサ、形状測定装置に利用できる。   The present invention can be used for a displacement sensor and a shape measuring apparatus.

第1実施形態において、接触プローブ100の全体構成を示すために内部を透視した斜視図。FIG. 3 is a perspective view illustrating the inside of the contact probe 100 in order to show the entire configuration of the contact probe 100 in the first embodiment. 第1実施形態において、接触プローブ100を垂直方向に切断した横断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view of the contact probe 100 cut in the vertical direction in the first embodiment. 第1実施形態において、支持プレート320の上面図。The top view of support plate 320 in a 1st embodiment. 第1実施形態において、光センサ440を受光面側から見た図。The figure which looked at the optical sensor 440 from the light-receiving surface side in 1st Embodiment. 第1実施形態において、信号処理部の構成を示す図。The figure which shows the structure of a signal processing part in 1st Embodiment. 第1実施形態において、接触部220が+Z方向に変位した状態を示す図。The figure which shows the state which the contact part 220 displaced to + Z direction in 1st Embodiment. 第1実施形態において、接触部がZ方向に変位した際に光センサにて受光される光束を示す図。The figure which shows the light beam received with an optical sensor, when a contact part displaces to a Z direction in 1st Embodiment. 第1実施形態において、接触部220が+X方向に変位(揺動)した状態を示す図。The figure which shows the state which the contact part 220 displaced to the + X direction (swing | rock) in 1st Embodiment. 第1実施形態において、接触部がX方向に変位(揺動)した際に光センサにて受光される光束を示す図。The figure which shows the light beam received with an optical sensor, when a contact part displaces (swings) in the X direction in 1st Embodiment. 第1実施形態において、接触部220が+Y方向に変位した状態を示す図。The figure which shows the state which the contact part 220 displaced to + Y direction in 1st Embodiment. 第1実施形態において、接触部がY方向に変位(揺動)した際に光センサにて受光される光束を示す図。The figure which shows the light beam received with an optical sensor, when a contact part displaces (swings) in the Y direction in 1st Embodiment. 第2実施形態において、接触プローブ100の全体構成を示す図。The figure which shows the whole structure of the contact probe 100 in 2nd Embodiment. 変形例1の構成を示す図。The figure which shows the structure of the modification 1. FIG. 変形例2において、光源から発射される変調光を示す図。The figure which shows the modulated light emitted from a light source in the modification 2. 変形例2において、光源から発射される変調光を示す図。The figure which shows the modulated light emitted from a light source in the modification 2. 従来の接触プローブを利用した形状測定装置の構成を示す図。The figure which shows the structure of the shape measuring apparatus using the conventional contact probe. 従来技術として接触プローブを示す図。The figure which shows a contact probe as a prior art.

符号の説明Explanation of symbols

10…形状測定装置、11…接触プローブ、12…駆動機構、13…スタイラス、14…接触部、15…センサ本体部、100…接触プローブ、200…測定子、210…スタイラス、210A…スタイラス基端、220…接触部、300…センサ本体部、310…ハウジング部、311…収納空間、312…シート材、320…支持プレート、321…切込み線、322…円弧部、323…直線部、324…補強板、400…変位検出手段、410…反射ミラー、411…反射面、420…照射光学系、421A、421B…光源、430…受光光学系、440…光センサ、441…第1受光部、442…第2受光部、443…第3受光部、444…第4受光部、445…分割線、460…反射ミラー、500…信号処理部、510…バンドパスフィルタ部、511A…バンドパスフィルタ、511B…バンドパスフィルタ、520…復調回路部、521A…復調回路、521B…復調回路、530…演算処理部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Shape measuring apparatus, 11 ... Contact probe, 12 ... Drive mechanism, 13 ... Stylus, 14 ... Contact part, 15 ... Sensor main part, 100 ... Contact probe, 200 ... Measuring element, 210 ... Stylus, 210A ... Stylus base end , 220 ... contact part, 300 ... sensor body part, 310 ... housing part, 311 ... storage space, 312 ... sheet material, 320 ... support plate, 321 ... cut line, 322 ... arc part, 323 ... straight part, 324 ... reinforcement Plate: 400: Displacement detecting means, 410: Reflecting mirror, 411: Reflecting surface, 420: Irradiation optical system, 421A, 421B ... Light source, 430 ... Light receiving optical system, 440 ... Optical sensor, 441 ... First light receiving unit, 442 ... Second light receiving unit, 443 ... third light receiving unit, 444 ... fourth light receiving unit, 445 ... dividing line, 460 ... reflection mirror, 500 ... signal processing unit, 510 ... van Pass filter unit, 511A ... bandpass filter, 511B ... bandpass filter, 520 ... demodulation circuit section, 521A ... demodulation circuit, 521B ... demodulation circuit, 530 ... arithmetic processing unit.

Claims (6)

測定子と、
前記測定子を変位可能に支持するとともに前記測定子の変位量および変位方向を検出するセンサ本体部と、を備え、
センサ本体部は、
前記測定子を変位可能に支持する支持手段と、
二以上の光源と、
光を受光して光電変換により受光量に応じた受光信号を出力する光センサと、
前記各光源から発射された光の前記光センサへの入射位置を前記測定子の変位に応じてシフトさせる光シフト手段と、
前記受光信号に基づいて前記測定子の変位量および変位方向を算出する信号処理部と、を備え、
前記2以上の光源は、それぞれ異なる変調がなされた変調光を前記光シフト手段に向けて発射し、
前記光センサは、複数の分割線によって複数の受光部に分割されて、かつ、前記受光部ごとの受光光量に応じた受光信号を出力し、
前記信号処理部は、
前記光センサから出力される受光信号から各変調光の信号をそれぞれ分離する分離手段と、
前記分離手段にて分離された各変調光の信号に基づいて前記各変調光が前記光センサに入射する入射位置のシフト量を算出するシフト量算出手段と、
各変調光のシフト量に基づいて前記測定子の変位を算出する測定子変位算出部と、を備える
ことを特徴とする変位センサ。
A measuring element;
A sensor main body for supporting the measuring element in a displaceable manner and detecting a displacement amount and a displacement direction of the measuring element,
The sensor body is
Support means for supporting the measuring element in a displaceable manner;
Two or more light sources,
An optical sensor that receives light and outputs a light reception signal corresponding to the amount of light received by photoelectric conversion;
A light shift means for shifting the incident position of the light emitted from each light source to the optical sensor in accordance with the displacement of the probe;
A signal processing unit that calculates a displacement amount and a displacement direction of the probe based on the light reception signal, and
The two or more light sources emit modulated light, each of which is modulated differently, toward the light shift means,
The optical sensor is divided into a plurality of light receiving parts by a plurality of dividing lines, and outputs a light reception signal corresponding to the amount of light received for each light receiving part,
The signal processing unit
Separating means for separating each modulated light signal from the light receiving signal output from the optical sensor;
Shift amount calculating means for calculating the shift amount of the incident position where each modulated light is incident on the optical sensor based on the signal of each modulated light separated by the separating means;
A displacement measuring unit for calculating displacement of the measuring element based on a shift amount of each modulated light.
請求項1に記載の変位センサにおいて、
前記光源からの光を変調する方式は、振幅変調、位相変調および周波数変調のいずれかである
ことを特徴とする変位センサ。
The displacement sensor according to claim 1,
A displacement sensor characterized in that a method for modulating light from the light source is any one of amplitude modulation, phase modulation and frequency modulation.
請求項1または請求項2に記載の変位センサにおいて、
前記光シフト手段は、
前記測定子の変位に応じて変位し前記光源からの光を反射または屈折させる光学素子である
ことを特徴とする変位センサ。
The displacement sensor according to claim 1 or 2 ,
The light shifting means is
A displacement sensor, wherein the displacement sensor is an optical element that is displaced according to the displacement of the probe and reflects or refracts light from the light source.
請求項に記載の変位センサにおいて、
前記光学素子は、前記支持手段を介して前記測定子に付設され前記測定子とともに変位して位置および反射面角度を変化させる反射ミラーである
ことを特徴とする変位センサ。
The displacement sensor according to claim 3 ,
The displacement sensor, wherein the optical element is a reflection mirror that is attached to the measuring element via the support means and is displaced together with the measuring element to change a position and a reflection surface angle.
請求項1から請求項のいずれかに記載の変位センサにおいて、
前記支持手段は、弾性を有するプレートであってこのプレートの中心を点対称とした複数の切込み線を有し、前記測定子をこのプレートの中心にて支持する
ことを特徴とする変位センサ。
The displacement sensor according to any one of claims 1 to 4 ,
The displacement means is a displacement sensor characterized in that the support means is an elastic plate and has a plurality of cut lines with point symmetry with respect to the center of the plate, and supports the measuring element at the center of the plate.
請求項1から請求項のいずれかに記載の変位センサと、
前記変位センサを被測定物に対して相対移動させて前記変位センサを被測定物に当接させる駆動機構と、
前記駆動機構による前記変位センサと前記被測定物との相対変位量を検出する駆動センサと、
前記変位センサおよび前記駆動センサによる検出値に基づいて前記被測定物の形状を解析する解析手段と、を備える
ことを特徴とする形状測定装置。
The displacement sensor according to any one of claims 1 to 5 ,
A drive mechanism for moving the displacement sensor relative to the object to be measured to bring the displacement sensor into contact with the object to be measured;
A drive sensor for detecting a relative displacement amount between the displacement sensor and the object to be measured by the drive mechanism;
Analyzing means for analyzing the shape of the object to be measured based on detection values obtained by the displacement sensor and the drive sensor. A shape measuring apparatus comprising:
JP2006039510A 2006-02-16 2006-02-16 Displacement sensor, shape measuring device Active JP5054318B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006039510A JP5054318B2 (en) 2006-02-16 2006-02-16 Displacement sensor, shape measuring device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006039510A JP5054318B2 (en) 2006-02-16 2006-02-16 Displacement sensor, shape measuring device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007218734A JP2007218734A (en) 2007-08-30
JP5054318B2 true JP5054318B2 (en) 2012-10-24

Family

ID=38496200

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006039510A Active JP5054318B2 (en) 2006-02-16 2006-02-16 Displacement sensor, shape measuring device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5054318B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5419392B2 (en) 2007-08-24 2014-02-19 Ntn株式会社 Rolling bearing device
JP5909365B2 (en) * 2012-01-05 2016-04-26 株式会社ミツトヨ Contact probe
DE102020124704B4 (en) 2020-09-22 2022-06-23 Carl Zeiss Industrielle Messtechnik Gmbh Device and method for detecting a spatial position of a body

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5724805A (en) * 1980-07-21 1982-02-09 Mitsutoyo Mfg Co Ltd Touch signal probe
JPS6246307U (en) * 1985-09-09 1987-03-20
JPS62142206A (en) * 1985-12-17 1987-06-25 Inoue Japax Res Inc Measuring instrument for surface position of object
JP2000304529A (en) * 1999-04-22 2000-11-02 Ricoh Co Ltd Probe device and shape measuring device
JP4346736B2 (en) * 1999-07-13 2009-10-21 Hoya株式会社 3D image detection device
JP2003028613A (en) * 2001-07-10 2003-01-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd Component recognition apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JP2007218734A (en) 2007-08-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5122775B2 (en) measuring device
JP6371337B2 (en) Measuring device with multiplexed position signal
CN101849159B (en) Measuring head system for a coordinate measuring machine and method for the optical measurement of displacements of a scanning element of the measuring head system
RU2363019C2 (en) Method and device of analysing surface oscillations by means of movable spectroscopic interferometer
EP3415861B1 (en) Contact making feeler head for coordinate measuring machine using a light emitting material and quadrant photodetectors for monitoring the feeler displacement
CN103256890A (en) Touch probe
CN101166948A (en) Surface sensing device with optical sensor
JP7089401B2 (en) Straightness measuring device
CN104897064A (en) Novel light-arm-amplification type high-precision length sensor and measurement method thereof
CN105136038A (en) Direct-incidence light arm amplification type three-dimensional scanning measuring head
US9068811B2 (en) Device for determining distance interferometrically
JP2015055625A (en) Optical position measuring device
JP5054318B2 (en) Displacement sensor, shape measuring device
JP2008076221A (en) Fine shape measuring instrument
JP4774269B2 (en) Displacement sensor
KR20100041024A (en) Apparatus for six-degree-of-freedom displacement measurement using a two-dimensional grating
US5315373A (en) Method of measuring a minute displacement
CN105910537B (en) A kind of symmetrical expression small-range displacement sensor and measurement method
JP2007155401A (en) Displacement sensor and shape measuring apparatus
JPH01212384A (en) Object detector by laser beam
JP6452391B2 (en) Laser measuring apparatus and vibration isolation system
JP2007205998A (en) Contact probe and shape measuring instrument
JP4363174B2 (en) Coordinate input device
JP2001317922A (en) Optical shape measuring device
TWI730578B (en) Atomic force microscope

Legal Events

Date Code Title Description
RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20070703

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20070809

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20090107

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20111025

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20111226

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120724

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120727

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5054318

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150803

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250