JPH0219781Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は光学式測定装置にかかり、特に、平
行走査光線ビームを利用して被測定物の寸法等を
測定する光学式測定装置における光線ビームを反
射して回転走査光線ビームに変換するための回転
ミラーの改良に関する。

従来、ビーム発生器からの光線ビーム（レーザ
ビーム）を回転ミラーによつて反射して、回転走
査光線ビームに変換し、さらにこの回転走査光線
ビームをコリメータレンズによりこのコリメータ
レンズと集光レンズ間を通る平行走査光線ビーム
に変換し、該コリメータレンズと集光レンズの間
に被測定物を置き、この被測定物によつて前記平
行走査光線ビームが遮られて生じる暗部または明
部の時間の長さから被測定物の寸法を測定する光
学式測定装置があつた。

これは、例えば第１図に示す如く、レーザ管１
０（ビーム発生器）からレーザビーム１２を固定
ミラー１４に向けて発振し、この固定ミラー１４
により反射されたレーザビーム１２を多角形回転
ミラー１６によつて回転走査光線ビーム１７に変
換し、この回転走査光線ビーム１７をコリメータ
レンズ１８によつて平行走査光線ビーム２０に変
換し、この平行走査光線ビーム２０によりコリメ
ータレンズ１８と集光レンズ２２の間に配置した
被測定物２４を高速走査し、その時被測定物２４
によつて生じる暗部または明部の時間の長さか
ら、被測定物２４の走査方向（Ｙ方向）寸法を測
定するものである。すなわち、平行走査光線ビー
ム２０の暗部は、集光レンズ２２の焦点位置にあ
る受光素子２６の出力電圧の変化となつて検出さ
れ、該受光素子２６からの信号は、プリアンプ２
８に入力され、ここで増幅された後、セグメント
選択回路３０に送られる。このセグメント選択回
路３０は、受光素子２６の出力電圧から被測定物
２４が走査されている時間ｔの間だけゲート回路
３２を開くための電圧Ｖを発生して、ゲート回路
３２に出力するようにされている。このゲート回
路３２には、クロツクパルス発振器３４からクロ
ツクパルスCPが入力されているので、ゲート回
路からは被測定物２４の走査方向寸法（例えば外
径）に対応した時間ｔに対応するクロツクパルス
Ｐを計数回路３６に入力する。計数回路３６は、
このクロツクパルスＰを計数して、デジタル表示
器３８に計数信号を出力し、デジタル表示器３８
は被測定物２４の走査方向寸法すなわち外径をデ
ジタル表示することになる。一方、前記回転ミラ
ー１６は、前記クロツクパルス発振器３４出力と
同期して正弦波を発生する同期正弦波発振器４０
およびパワーアンプ４２の出力により同期駆動さ
れている同期モータ４４により、前記クロツクパ
ルス発振器３４出力のクロツクパルスCPと同期
して回転され、測定精度を維持するようにされて
いる。

このような高速度走査型レーザ測長機は、移動
する物体、高温物体の長さ、厚み等を非接触で高
精度に測定できるので広く利用されつつある。

しかしながら、上記のような高速度走査型レー
ザ測長機における前記多角形回転ミラー１６は、
従来は、光学ガラスのブロツクから、多角面形状
に研削、研麿し、その表面に金属膜を蒸着する等
の作業を経て形成されるものであつて重量大であ
り、また多角形の各面を構成する反射面は、回転
中心軸に対して同軸的かつ回転円の接線方向に形
成しなければならず、正確に研麿するのが困難で
あり、製造コストが大幅に増大される原因となつ
ていた。

また、多角形は、通常６ないし８角面とされる
が、面数が多いほど製作が困難であり、かつ精度
が低下し、さらに回転ミラー１６の回転面とコリ
メータレンズ１８との距離は回転ミラー１６の回
転に応じて周期的に変動するので、必然的に平行
走査光線ビーム２０が乱れ、一定の測定誤差を伴
なうものであるが、回転ミラー１６の多角面を正
確に研麿できないため、これによつても更に測定
誤差が低下してしまうという問題点があつた。

この考案は上記従来の問題点に鑑みてなされた
ものであつて、低コストで簡単に製造でき、しか
も軽量かつ回転中心軸に対する平行度および回転
円に対する接線方向の平行度が正確であり、これ
によつて測定誤差を減少させることをできるよう
にした光学式測定装置における回転ミラーを提供
することを目的とする。

この考案は、ビーム発生器からの光線ビームを
一方向に走査される回転走査光線ビームに変換
し、さらにこの回転走査光線ビームを平行走査光
線ビームに変換して、この平行走査光線ビームに
より、被測定物を走査し、走査後の前記光線ビー
ムを受光素子によつて受け、該受光素子の出力信
号に基づき、前記被測定物によつて前記光線ビー
ムの一部が遮られて生じる暗部または明部の時間
の長さを検出して被測定物の走査方向寸法を求め
るようにした光学式測定装置における前記光線ビ
ームを反射して回転走査光線ビームに変換する回
転ミラーにおいて、反射表面とこれと反対の裏面
が平行な等厚の複数の平面反射鏡を、その長手方
向の一部において、内周に前記平面反射鏡と同数
の凹所が、円周方向に略等ピツチで形成された環
状弾性ホルダにより、円柱または円筒状回転部材
の外周面に押圧保持して、該平面反射鏡の裏面が
前記回転部材の外周面に、円周方向に略等間隔
に、かつ、該回転部材の軸線と平行となるよう線
接触されるとともに、この平面反射鏡を、該ホル
ダの内周、平面反射鏡および回転部材間の空隙に
充填された接着剤により、ホルダとともに、回転
部材に固着することにより上記目的を達成するも
のである。

またこの考案は、前記光学式測定装置における
回転ミラーにおいて、前記複数の平面反射鏡の、
前記回転部材軸方向の両端部に、前記ホルダと略
同径のストツパリングを配置し、前記ホルダおよ
び複数の平面反射鏡を、これらストツパリングと
ともに前記接着剤により、前記回転部材に一体的
に固着したことにして上記目的を達成するもので
ある。

またこの考案は、前記光学式測定装置における
回転ミラーにおいて、前記回転部材を、軸方向該
端部に外方に拡開し、かつ、円筒中心と同軸のテ
ーパ穴を備えた円筒状とし、モータの出力軸に、
テーパリングを介して調心固定することにより上
記目的を達成するものである。

以下本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。

この実施例において、前記第１図に示される従
来の光学式測定装置におけると同一または相当部
分には第１図と同一の符号を附することにより説
明を省略するものとする。

この実施例は、前記第１図に示されるような光
学式測定装置における、前記光線ビーム１２を反
射して回転走査光線ビーム１７に変換する回転ミ
ラー１６において、反射表面４６Ａとこれと反対
の裏面４６Ｂが平行な等厚の複数の平面反射鏡４
６を、その裏面４６Ｂが、円筒状回転部材４８の
外周面４８Ａに、円周方向に略等間隔に、かつ、
該回転部材４８の軸線４８Ｂと平行となるように
線接触させて取付けることにより回転ミラー１６
を構成したものである。

前記複数の平面反射鏡４６は、その長手方向の
両端部において、内周に該平面反射鏡４６と同数
の凹所５２が、円周方向に略等ピツチで形成され
た一対の環状弾性ホルダ５０Ａ，５０Ｂにより、
前記回転部材４８の外周面４８Ａに押圧保持さ
れ、かつ、該ホルダ５０Ａ，５０Ｂの内周、平面
反射鏡４６および回転部材４８間の空隙に充填さ
れた接着剤５４により、ホルダ５０Ａ，５０Ｂと
ともに、回転部材４８に固着されている。

前記回転部材４８は、その軸方向外端部に外方
に拡開し、かつ、円筒中心と同軸のテーパ穴５６
を備え、該回転部材４８がモータ４４の出力軸４
４Ａに嵌挿された時、この出力軸４４Ａの端部に
嵌挿され、かつ、ナツト５８によつてテーパー穴
５６方向に押込まれるテーパリング６０を介して
出力軸４４Ａに調心固定されている。

また前記回転部材４８のモータ４４側端部に
は、前記ホルダ５０Ａ，５０Ｂと略同径のフラン
ジ状ストツパリング６２が一体的に形成されてい
る。

従つて、前記ホルダ５０Ｂおよびその凹所５２
Ａに嵌込まれた複数の平面反射鏡４６のモータ４
４側端部は、該フランジ状ストツパリング６２に
当接することによつて軸方向に位置決めがなされ
ることになる。

さらに、平面反射鏡４６の外端およびホルダ５
０Ａの外端は、回転部材４８にその外端方向から
嵌合されるストツパリング６４に当接されてい
る。

前記フランジ状ストツパリング６２およびスト
ツパリング６４は、接着剤５４によつて、平面反
射鏡４６とともに、ホルダ５０Ａおよび５０Ｂに
それぞれ一体的に接着固定され、これによつて、
平面反射鏡４６を、回転部材４８の軸方向にも一
体的に固定している。

この実施例における前記ホルダ５０Ａ，５０Ｂ
はゴム等の軟質弾性材料からなり、その凹所５２
に嵌込まれた平面反射鏡４６を回転部材４８の外
周面４８Ａに押圧できるようにされている。

ホルダ５０Ａ，５０Ｂによつて外周面４８Ａに
押圧された平面反射鏡４６は、その円周方向のピ
ツチが凹所５２のピツチの精度によつてばらつき
が生じるが、これは、測定装置における走査回数
即ち測定回数の間隔にのみ影響するものであつ
て、測定精度には何ら影響を与えるものではな
い。

また、平面反射鏡４６は、ホルダ５０Ａ，５０
Ｂによりその裏面４６Ｂが回転部材４８の外周面
４８Ａに押圧されると、第２図に示されるよう
に、その裏面４６Ｂが常に外周面４８Ａの接線と
なるので、該裏面４６Ｂと平行な反射表面４６Ａ
も回転部材４８の回転円に対して正確な接線方向
に位置されることになり、従つて、反射表面４６
Ａの平行度による誤差が大幅に減少されることに
なる。

前記、平面反射鏡４６は同一の大きな平面反射
鏡を分割切出して利用することができ、しかも、
一般に平面反射鏡は低コストで精度よく製造でき
るので、精度の良い複数の平面反射鏡４６を低コ
ストで容易に得ることができる。

またこの実施例においては、接着剤５４充填時
に、前記フランジ状ストツパリング６２およびス
トツパリング６４はこれらを下側に配置した場合
に、流動状態の接着剤５４のダムを形成すること
になる。

さらに、この実施例においては、円筒状の回転
部材４８が、そのテーパ穴４６に嵌合されるテー
パリング６０によつて、モータ４４の出力軸４４
Ａに同軸的に自動調心して取付けることができ
る。

なお上記実施例は、平面反射鏡４６を取付ける
回転部材４８は円筒状とされているが、これは、
出力軸４４Ａまたはこれに同軸的に設けられた中
実の回転部材であつてもよい。

また、前記複数の平面反射鏡４６はゴム等の弾
性部材からなる環状のホルダ５０Ａ，５０Ｂによ
つて回転部材４８の外周面４８Ａに取付けられて
いるが、本考案はこれに限定されるものではな
く、平面反射鏡４６の裏面４６Ｂを回転部材４８
の外周面４８Ａに押圧して保持できるものであれ
ばよく、従つて、例えば単純な環状のホルダ等で
あつてもよい。但し前記実施例のように内周に凹
所５２を備えたホルダ５０Ａ，５０Ｂの場合は、
複数の平面反射鏡４６を回転部材４８の外周面４
８Ａの円周方向に等ピツチに配置するのに都合が
良い。

さらにまた、前記平面反射鏡４６の長手方向端
部は回転部材４８と一体のフランジ状ストツパリ
ング６２および回転部材４８に嵌合されるストツ
パリング６４とによつて期制されるているが、本
考案はこれに限定されるものではなく、平面反射
鏡４６の、前記回転部材４８の長手方向両端部の
位置決めをすることができるストツパリングであ
ればよい。

また、上記実施例は、平面反射鏡４６を８個備
えた８角形多面鏡についてのものであるが、本考
案はこれに限定されるものでなく、平面反射鏡４
６の数は７以下或いは９以上であつてもよい。

なお多角形の面数即ち平面反射鏡４６の数を変
更する場合は、それに応じた数の凹所５２を備え
たホルダ５０Ａ，５０Ｂにより平面反射鏡を保持
するようにする。

本考案は上記のように構成したので、低コスト
で精度が良く、かつ、軽量であつてほとんどの多
角形の面数に応じて構成できるという優れた効果
を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の光学式測定装置を示すブロツク
図、第２図は本考案に係る光学式測定装置におけ
る回転ミラーの実施例を示す正面図、第３図は同
実施例の側面図である。 １０……レーザ管（ビーム発生器）、１２……
レーザビーム、１６……回転ミラー、１７……回
転走査光線ビーム、１８……コリメータレンズ、
２０……平行走査光線ビーム、２４……被測定
物、２６……受光素子、４４……モータ、４４Ａ
……出力軸、４６……平面反射鏡、４６Ａ……反
射表面、４６Ｂ……裏面、４８……円筒状回転部
材、４８Ａ……外周面、５０Ａ，５０Ｂ……ホル
ダ、５２……凹所、５４……接着剤、５６……テ
ーパ穴、６０……テーパリング、６２……フラン
ジ状ストツパリング、６４……ストツパリング。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) ビーム発生器からの光線ビームを一方向に走
   査される回転走査光線ビームに変換し、さらに
   この回転走査光線ビームを平行走査光線ビーム
   に変換して、この平行走査光線ビームにより、
   被測定物を走査し、走査後の前記光線ビームを
   受光素子によつて受け、該受光素子の出力信号
   に基づき、前記被測定物によつて前記光線ビー
   ムの一部が遮られて生じる暗部または明部の時
   間の長さを検出して被測定物の走査方向寸法を
   求めるようにした光学式測定装置における前記
   光線ビームを反射して回転走査光線ビームに変
   換する回転ミラーにおいて、反射表面とこれと
   反対の裏面が平行な等厚の複数の平面反射鏡
   を、その長手方向の一部において、内周に前記
   平面反射鏡と同数の凹所が、円周方向に略等ピ
   ツチで形成された環状弾性ホルダにより、円柱
   または円筒状回転部材の外周面に押圧保持し
   て、該平面反射鏡の裏面が前記回転部材の外周
   面に、円周方向に略等間隔に、かつ、該回転部
   材の軸線と平行となるよう線接触させるととも
   に、この平面反射鏡を、該ホルダの内周、平面
   反射鏡および回転部材の空隙に充填された接着
   剤により、ホルダとともに、回転部材に固着し
   たことを特徴とする光学式測定装置における回
   転ミラー。 (2) 前記複数の平面反射鏡の、前記回転部材軸方
   向の両端には、前記ホルダと略同径のストツパ
   リングが配置され、前記ホルダおよび複数の平
   面反射鏡は、これらストツパリングとともに前
   記接着剤により、前記回転部材に一体的に固着
   されたことを特徴とする実用新案登録請求の範
   囲第１項記載の光学式測定装置における回転ミ
   ラー。 (3) 前記回転部材は、軸方向外端部に外方に拡開
   し、かつ、円筒中心と同軸のテーパ穴を備えた
   円筒状とされ、モータの出力軸に、テーパリン
   グを介して調心固定されたことを特徴とする実
   用新案登録請求の範囲第１項または第２項記載
   の光学式測定装置における回転ミラー。