JPH0355047Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

この考案は光学式測定装置に係り、特に、平行
走査ビームを利用して被測定物の寸法等を測定す
る光学式測定装置の改良に関する。

【従来の技術】

従来、回転平面鏡又はポリゴンミラーにより形
成された回転走査ビーム（レーザビーム）あるい
は音又偏向により偏向された扇形の回転走査ビー
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
ビームが遮られて生じる暗部又は明部の時間の長
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４図及び第５図に示す如く、
レーザ管１０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によつて回転走査ビーム１７に変換し、この
走査ビーム１７をコリメータレンズ１８によつて
平行走査ビーム２０に変換し、この平行走査ビー
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又は明部
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。即ち、平行走
査ビーム２０の明暗は、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２８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３
６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の走査方向寸法即ち外径を
デジタル表示することになる。一方、前記多角形
回転ミラー１６は、前記クロツクパルス発振器３
４出力を分周して400〜800Hz程度の方形波に分周
する分周器４０からパワーアンプ４２を経て増幅
された方形波により駆動されているパルスモータ
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の光学式測定装置は、
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。 従つて、被測定物の種類、形状、大きさ等も多
様化し、これに対応して上記の光学式測定装置
は、1μm以下の高分解能、高精度のものが要求さ
れてきている。

【考案が解決しようとする問題点】

しかしながら、従来の上記のような光学式測定
装置において、ビーム発生器としてのレーザ管１
０は、ガスレーザ発振器を用いるものが多く、こ
の場合は、レーザ発振器の発熱、外部温度の変化
等の影響で平行走査ビーム発生装置内に空気の対
流が生じて、高分解にすると測定値の表示が安定
しないという問題点がある。 即ち、分解能1μm以上の場合、経験的に、レー
ザ発振器の発熱に基づき、前記空気の対流による
レーザビームの乱れは無視できる程度であつた
が、クロツクパルスCPを高周波にして高分解能
にすると、計測値に乱れが生じ、特に、電源の投
入直後に変動が大きいという問題点があつた。 更に、外部温度が変化しても同様に計測値に変
動が生じるようになつた。

【考案の目的】

この考案は上記従来の問題点に鑑みてなさたも
のであつて、平行走査ビーム発生装置内における
レーザビーム発生器の発熱による空気の対流を防
止して、高分解能での計数値の安定化、ひいては
高精度化、及び外部の温度変化による空気の対流
の発生防止を図つた光学式測定装置を提供するこ
とを目的とする。

【問題点を解決するための手段】

この考案は、ビーム発生器からの入射ビームを
反射して回転走査ビームとするビーム変換手段、
該回転走査ビームを平行走査ビームとするコリメ
ータレンズ、これらビーム変換手段及びコリメー
タレンズを収容する筐体、を含む平行走査ビーム
発生装置と、被測定物を通過した前記平行走査ビ
ームの明暗を検出する受光素子とを有し、平行走
査ビーム発生装置と前記受光素子の間に配置した
被測定物によつて前記平行走査ビームの一部が遮
られて生じる暗部又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
学式測定装置において、前記ビーム発生器及び前
記筐体の少なくとも一方の少なくとも一部を断熱
構造とすることにより上記目的を達成するもので
ある。 又、前記断熱構造を前記ビーム発生器のビーム
射出口を除く外側面を被う断熱材から構成するこ
とにより上記目的を達成するものである。 又、前記断熱構造を、前記ビーム発生器のビー
ム射出口を除く外側を被う金属製カバーと、この
金属製カバーの外側及び内側の少なくとも一方に
貼付された断熱材から構成することにより上記目
的を達成するものである。 又、前記ビーム発生器における断熱構造を、該
ビーム発生器の上方を通るビームの光路の下方に
位置させることにより上記目的を達成するもので
ある。 又、前記断熱構造を、前記筐体の内側面に貼付
された断熱材から構成する事により上記目的を達
成するものである。 又、前記筐体内側面貼付された断熱材を、該筐
体内における前記回転走査ビームの上方に及び両
側を被うように配置することにより上記目的を達
成するものである。

【作用】

この考案においては、平行走査ビーム発生装置
におけるビーム発生器及び筐体の少なくとも一方
の少なくとも一部が断熱構造とされていることか
ら、ビーム発生器の発熱及び外部の温度変化によ
る筐体内での空気対流が抑制され、光学式測定装
置において高分解とした場合でもその計測値の安
定化を図ることができる。

【実施例】

以下本考案の実施例を図面を参照して説明す
る。ここで、この実施例において、前記第４図及
び第５図に示される従来の光学式測定装置と同一
又は相当部分にはこれらの図と同一の符号を付す
ることにより説明を省略するものとする。 この実施例は、第１図及び第２図に示されるよ
うに、ビーム発生器であるレーザ管１０からの入
射ビーム１２を反射して回転走査ビーム１７とす
る多角形回転ミラー１６、該回転走査ビーム１７
を平行走査ビーム２０とするコリメータレンズ１
８、前記レーザ管１０、多角形回転ミラー１６を
被う筐体１９、を含む平行走査ビーム発生装置２
１と、被測定物２４を通過した前記平行走査ビー
ム２０の明暗を検出する受光素子２６とを有し、
平行走査ビーム発生装置２１と前記受光素子２６
との間に配置した被測定物２４によつて前記平行
走査ビーム２０の一部が遮られて生じる暗部又は
明部の時間の長さを検出して被測定物２４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
いて、前記平行走査ビーム発生装置２１における
前記レーザ管１０及び筐体１９の一部を断熱材で
被つて断熱構造としたものである。 前記筐体１９は底部１９Ａ、この底部１９Ａの
前後端に直角に立ち上がつて形成されたエンドパ
ネル１９Ｂ，１９Ｃ及び上方からこれら底部１９
Ａ、エンドパネル１９Ｂ，１９Ｃを被うように取
り付けられるカバー１９Ｄとから構成されてい
る。前記底部１９Ａとエンドパネル１９Ｂ，１９
Ｃは一体に形成されている。 又、前記多角形回転ミラー１６及びこれを駆動
するためのモータ４４と、レーザ管１０と、固定
ミラー１４と、は筐体１９における底部１９Ａの
上面に取り付けられている。 又、前記コリメータレンズ１８は一方のエンド
パネル１９Ｂに隣接して筐体１９内位置に底部１
９Ａに取り付け配置されている。 前記レーザ管１０はその一方の端部であるレー
ザ射出口１０Ａを除いて断熱構造とされている。
即ち、第２図及び第３図に示されるように、レー
ザ管１０を筐体１９の底部１９Ａに固定するため
の固定台５０及びレーザ管１０の幅方向両側、上
方を被うようにして固定台５０に取り付けられた
断面下向きコ字形状の鉄板カバー５２と、この鉄
板カバー５２の両側及び上面を被うようにして該
鉄板カバー５２に取り付けられた断熱材５４とか
ら断熱構造が形成されている。 図の符号５６はレーザ管１０を固定台５０に締
め付け固定するためのクランプ、５８は鉄板カバ
ー５２を固定台５０に締め付け固定するためのね
じをそれぞれ示す。 ここで、第１図に示されるように、この実施例
においては、レーザ管１０の上方に多角形回転ミ
ラー１６が配置され、レーザ管１０から射出され
たレーザビーム１２は固定ミラー１４で反射され
多角形回転ミラー１６に到達するようにされてい
るが、この時、固定ミラー１４で反射されたレー
ザビーム１２の光路はレーザ管１０の上方に位置
することになる。 即ち、鉄板カバー５２及び断熱材５４からなる
断熱構造は、レーザ管１０の上方を被うことによ
り、レーザビーム１２の光路下側を被うことにな
る。 又前記筐体１９における断熱構造は、カバー１
９Ｄの内側であつて、且つレーザビーム１２が多
角形回転ミラー１６によつて反射して形成された
回転走査ビーム１７の光路の上側及び両側を被う
ようにした断面が下向きコ字形状の断熱材６０を
取り付けることにより構成されている。 この実施例においては、測定作業中にレーザ管
１０から発生する熱は、該レーザ管１０が鉄板カ
バー５２及び断熱材５４によつてその上部及び両
側部が被われているために、断熱材５４の幅方向
両端から筐体１９の内側面に沿つて放出されるこ
とになる。 従つて、レーザ管１０から発生した熱が該レー
ザ管１０から射出される入射ビーム１２及び回転
走査ビーム１７の光路に影響を与えることはな
い。 更に、多角形回転ミラー１６によつて形成され
る回転走査ビーム１７の光路は、筐体１９におけ
るカバー１９Ｄ内側面に取り付けられた断熱材６
０によつて、その上方及び両側を被われているこ
とから、外部における熱変化の影響を受けること
がない。 従つて、この実施例においては、レーザビーム
が、レーザ管１０の発熱及び外部の熱変化による
空気の対流の影響を受けることがなく、測定装置
の分解能を高めてもその計測値に乱れを生じるこ
とはない。 実験によれば、分解能を1μm以下とした場合で
も測定値の変動は許容範囲に収まつた。又、分解
能が大きくない場合であつても、より安定した測
定が可能になつた。 なお、上記実施例において、レーザ管１０の断
熱構造は鉄板カバー５２及び断熱材５４とから構
成されているが、本考案はこれに限定されるもの
でなく、断熱材５４のみから構成するようにして
もよい。又、鉄板カバー５２は他の金属であつて
もよい。 又、断熱材５４を鉄板カバー５２の内側又は内
外面に取り付けるようにした構造であつてもよ
い。 更に又、筐体１９における断熱材６０は、上記
実施例においてはカバー１９Ｄの内側に取り付け
られたものであるが、断熱材６０は例えば底部１
９Ａから立ち上がらせて取り付けるようにしても
よい。 又、断熱材の材質としては、ポリエチレンフオ
ーム、ポリウレタンフオーム、ハツポースチロー
ル、スチレンペーパー等を使用することができ
る。 更に、本考案は多角形回転ミラーを用いた場合
に限定されるものでなく、回転平面鏡、音又偏向
器を含むビーム変換手段を用いた場合に一般的に
適用されるものである。

【考案の効果】

本考案は上記のように構成したので、平行走査
ビーム発生装置の筐体内における空気の対流を抑
制して、ビームの乱れを減少させ、高分解の時に
おける測定値の表示を安定させ、高製度な測定を
可能とすることができるという優れた効果を有す
る。 又、分解度が高くない場合であつても安定した
測定を可能とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る光学式測定装置の実施例
を示す分解斜視図、第２図は同実施例におけるレ
ーザ発生器を示す側面図、第３図は第２図に−
線に沿う断面図、第４図は従来の光学式測定装
置を示すブロツク図、第５図は同断面図である。 １０……レーザ管（ビーム発生器）、１０Ａ…
…レーザ射出口、１２……レーザビーム、１６…
…多角形回転ミラー、１７……回転走査ビーム、
１８……コリメータレンズ、１９……筐体、１９
Ｄ……カバー、２０……平行走査ビーム、２４…
…被測定物、２６……受光素子、５２……鉄板カ
バー、５４……断熱材、６０……断熱材。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) ビーム発生器からの入射ビームを反射して回
   転走査ビームとするビーム変換手段、該回転走
   査ビームを平行走査ビームとするコリメータレ
   ンズ、これらビーム変換手段及びコリメータレ
   ンズを収容する筐体、を含む平行走査ビーム発
   生装置と、被測定物を通過した前記平行走査ビ
   ームの明暗を検出する受光素子とを有し、平行
   走査ビーム発生装置と前記受光素子の間に配置
   した被測定物によつて前記平行走査ビームの一
   部が遮られて生じる暗部又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いて、前記ビーム
   発生器及び前記筐体の少なくとも一方の少なく
   とも一部を断熱構造としてなる光学式測定装
   置。 (2) 前記断熱構造は、前記ビーム発生器のビーム
   射出口を除く外側面を被う断熱材を含んでなる
   実用新案登録請求の範囲第１項記載の光学式測
   定装置。 (3) 前記断熱構造は、前記ビーム発生器のビーム
   射出口を除く外側を被う金属製カバーと、この
   金属製カバーの外側及び内側の少なくとも一方
   に貼付された断熱材から構成されてなる実用新
   案登録請求範囲第１項記載の光学式測定装置。 (4) 前記ビーム発生器における断熱構造は、該ビ
   ーム発生器の上方を通るビームの光路の下方に
   位置されてなる実用新案登録請求の範囲第２項
   又は第３項記載の光学式測定装置。 (5) 前記断熱構造は、前記筐体の内側面に貼付さ
   れた断熱材を含んで構成された実用新案登録請
   求の範囲第１項、乃至第４項のうちいずれかの
   光学式測定装置。 (6) 前記筐体内側面貼付された断熱材は、該筐体
   内における前記回転走査ビームの上方に及び両
   側を被うように配置されておる実用新案登録請
   求の範囲第５項記載の光学式測定装置。