JPH0430485Y2 - - 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
は音叉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、測定範囲、分解能等について異つた機種を用
意する必要が生じている。

【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
装置においては、多角形回転ミラー１６及びレー
ザ管１０の、コリメータレンズ１８に対する取付
け位置が固定的であつて、このため、譬え多角形
回転ミラー１６及びレーザ管１０が同一のもので
あつても異る機種毎にコリメータレンズ１８の焦
点距離に対応して、ビーム発生装置４１のハウジ
ング４３に取付けしなければならず、製造コスト
が増大すると共に、組立て調整が面倒であるとい
う問題点があつた。 即ち、多角形回転ミラー１６はその反射面がコ
リメータレンズ１８の焦点位置にセツトするのが
一般的であり、このためはコリメータレンズ１８
の光軸方向に多角形回転ミラー１６を微調整して
取付け、同様にレーザ管１０もコリメータレンズ
１６の光軸方向に微調整して取付けなければなら
ない。 しかしながら、前述の如く従来の取付け構造で
は多角形回転ミラー１６及びレーザ管１０の取付
け位置は固定的であり、調整範囲が狭いという問
題点がある。 又、焦点距離の長いコリメータレンズを焦点距
離の短いコリメータレンズに交換するような場
合、多角形回転ミラー１６をコリメータレンズ１
８に接近した位置に取付け位置を変更しなければ
ならないが、このような場合、多角形回転ミラー
１６及び／又はレーザ管１０の取外し及び再取付
け並びに調整が非常煩しいという問題点がある。

【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、異る焦点距離のコリメータレンズに
対応してその光軸上の位置を調整容易とし、部品
の共通化、組立て調整の容易化を図つた光学式測
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、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、前記コリメータレンズの中心光軸と平行
な方向に配置された複数のロツドと、これらのロ
ツドに軸方向摺動自在、且つ、任意位置で固定可
能に取付けられた調整台と、を設けると共に、前
記ビーム変換手段を該調整台に載置することによ
り上記目的を達成するものである。 又、前記調整台に前記ビーム発生器を載置する
ことにより上記目的を達成するものである。 又、前記調整台を、２台設け、その一方に前記
ビーム変換手段を、他方に前記ビーム発生器をそ
れぞれ載置することにより上記目的を達成するも
のである。 又、前記ビーム発生器を、半導体レーザとコリ
メータレンズを備えて構成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、ビーム変換手段又はビー
ム変換手段とビーム発生器が、コリメータレンズ
の中心光軸と平行な方向に設けられた複数のロツ
ド上を軸方向位置調整自在の調整台に取付けるこ
とにより、異る焦点距離の集光レンズに対応して
最適位置にビーム変換手段及び又はビーム発生器
をセツトすることができる。 又、その調整作業も極めて容易である。 従つて、異る焦点距離のコリメータレンズに対し
てビーム変換手段、ビーム発生器あるいは平行操
作ビーム発生装置のハウジングとを共通部品化す
ることができる。 又、ビーム変換手段の、コリメータレンズ光軸
方向の位置調整作業が容易となる。

【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
分には第５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、を含む平行走査ビーム発生装置２１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、前記コリ
メータレンズ１８の中心光軸と平行な方向に配置
された２本のロツド５０Ａ，５０Ｂと、これらの
ロツド５０Ａ，５０Ｂに軸方向摺動自在、且つ、
任意位置で固定可能に取付けられた調整台５２
と、を設けると共に、前記多角形回転ミラー１６
を該調整台５２に載置したものである。 又前記調整台５２には前記レーザ管１０もクラ
ンプ５４によつて固定されている。 第１図及び第２図の符号５６は調整台５２をロ
ツド５０Ａ，５０Ｂに締付け固定するためのクラ
ンプ治具を示す。このクランプ軸５６はボルト５
６Ａを弛めることによつて調整台５２がロツド５
０Ａ，５０Ｂに沿つて摺動できるようにすると共
に、締付けることによつて調整台５２をロツド５
０Ａ，５０Ｂに固定するものである。 上記平行走査ビーム発生装置２１におけるハウ
ジング５８は、第１図に示されるように、前側及
び後側のエンドパネル５８Ａ，５８Ｂと、底板５
８Ｃと、前記ロツド５０Ａ，５０Ｂ及び多角形回
転ミラー１６、パルスモータ４４、ビーム発生器
１０、調整台５２等を覆うようにして前側及び後
側エンドパネル５８Ａ，５８Ｂに取付けられた上
カバー５８Ｄとから構成されている。 前記ロツド５０Ａ，５０Ｂは前側及び後側エン
ドパネル５８Ａ，５８Ｂの間の位置であつて、そ
の下部に水平方向に配置されている。 これらロツド５０Ａ，５０Ｂの両端は前側及び
後側エンドパネル５８Ａ，５８Ｂにボルト６０に
よつて締付け固定されている。 又、これらロツド５０Ａ，５０Ｂの上方にはこ
れらと平行に一対のロツド６２Ａ，６２Ｂがロツ
ド５０Ａ，５０Ｂと同様に前側及び後側エンドパ
ネル５８Ａ，５８Ｂにボルト６０によつて締付け
固定されている。 即ち、ロツド５０Ａ，５０Ｂは支持台５２のガ
イドの機能と共に、前側及び後側エンドパネル５
８Ａ，５８Ｂのコリメータレンズ１８光軸方向の
位置決め並びにハウジング５８全体の剛性を増大
する機能を備えている。 第１図の符号６４はコリメータレンズ１８を保
持するためのレンズホルダ−を示すこのレンズホ
ルダ−６４は前記前側エンドパネル５８Ａに螺合
されて取付けられている。 この実施例に係る光学式測定装置において、例
えばコリメータレンズ１８を異つた焦点距離のも
のに変更する場合は、レンズホルダ−６４毎コリ
メータレンズ１８を交換すると共に、交換したコ
リメータレンズに対する多角形回転ミラー１６の
光軸上の位置調整は、調整台５２の移動によつて
行う。 即ち、クランプ治具５６の締付けボルト５６Ａ
弛めて、調整台５２をロツド５０Ａ，５０Ｂに沿
つて摺動させ、多角形回転ミラー１６の反射面が
交換したコリメータレンズ１８の焦点位置にくる
ようにし、その位置でクランプ治具５６によつて
調整台５２の位置固定を行えばよい。 上記は、コリメータレンズ１８を異つた焦点距
離のものに交換する場合について説明したが、本
考案は、ハウジング５８、多角形回転ミラー１
６、レーザ管１０、とを共通部品として、異なる
測定範囲の光学式測定装置に利用する場合に有用
である。 即ち、ハウジング５８、多角形回転ミラー１６
とを共通部品として、焦点距離の異なるコリメー
タレンズに対応して前述のように調整台５２の位
置調整をして多角形回転ミラー１６及びレーザ管
１０の位置を該コリメータレンズ１８に合せて位
置調整すればよい。 なお上記実施例において、レーザ管１０と多角
形回転ミラー１６は共に同一の調整台５２に取付
けられたものであが。本考案はこれに限定される
ものでなく、要すれば、多角形回転ミラー１６
の、コリメータレンズ１８に対する位置調整を行
うことができるものであればよい。 従つて、例えば調整台を２台として、その一方
に多角形回転ミラー１６、他方にレーザ管１０を
取付けるようにしてもよい。 又、上記実施例は、下側のロツド５０Ａ，５０
Ｂに調整台５２を摺動自在に取付けものである
が、これは例えば、上側のロツド６２Ａ，６２Ｂ
に調整台５２を取付け支持するようにしてもよ
い。 更には、多角形回転ミラー１６の調整台を上側
又は下側の一方のロツドに、レーザ管１０の調整
台を他方のロツドにそれぞれ取付けるようにして
もよい。 又上記実施例において、ロツド５０Ａ，５０
Ｂ，６２Ａ，６２Ｂはそれぞれ円形断面部材であ
るが、これは四角形断面あるいは他の断面形状で
あつてもよい。 又上記実施例は、上側及び下側に４本のロツド
５０Ａ，５０Ｂ，６２Ａ，６２Ｂを配置したもの
であるが、本考案は少なくとも２本のロツド５０
Ａ，５０Ｂを備える場合につき適用されるもので
ある。 但し、前記第１図及び第２図に示されるような
実施例の場合、４本のロツドによつて平行走査ビ
ーム発生装置の剛性を増大させると共に、コリメ
ータレンズ１８と多角形回転ミラー１６の光軸上
の距離を安定して維持できるという利点がある。 次に第３図に示される本考案の第２実施例につ
き説明する。 この第２実施例は、前記ビーム発生器たるレー
ザ管１０の代わりにレーザ発光半導体６６Ａ、コ
リメータレンズ６６Ｂによりレーザ発光器６６を
構成したものである。 図の符号６８Ａ，６８Ｂはコリメータレンズ６
６Ｂを保持するための鏡筒、７０は鏡筒６８を調
整台５２に締付け固定するためのボルトをそれぞ
れ示す。 この実施例の場合、例えばヘリウムネオンレー
ザを使つたレーザ管と比較して小型であり、調整
台５２上に取付けるに最適である。 又この場合、レーザ発光器６６が小型であるた
めに、このレーザ発光器６６と多角形回転ミラー
１６との間に、前記第４図に示されるような固定
ミラー１４を省略することも可能である。 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、音叉偏向
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、コリメー
タレンズに対するビーム変換手段の光軸方向の位
置調整を容易に行うことができると共に、部品の
共通化を図りこれによつて製造コストの低減及び
測定精度の増大を図ることが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図は本考案に係る光学式測定装置の実施例
を示す断面図、第２図は第１図の−線に沿う
断面図、第３図は本考案に係る光学式測定装置の
第２実施例におけるレーザ発光器を示す拡大断面
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図は同装置の断面図である。 １０……レーザ管（ビーム発生器）、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、１８Ａ……中心光軸、２０……平行走査ビー
ム、２４……被測定物、２６……受光素子、５０
Ａ，５０Ｂ……ロツド、５２……調整台、５４…
…クランプ、５８……ハウジング、６２Ａ，６２
Ｂ……ロツド、６６……レーザ発光器、６６Ａ…
…レーザ発光半導体、６６Ｂ……コリメータレン
ズ。

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、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、前記コリメータレンズの中
   心光軸と平行な方向に配置された複数のロツド
   と、これらのロツドに軸方向摺動自在、且つ、
   任意位置で固定可能に取付けられた調整台と、
   を設けると共に、前記ビーム変換手段を該調整
   台に載置してなる光学式測定装置。 (2) 前記調整台に前記ビーム発生器を載置してな
   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) 前記調整台は、２台設けられ、その一方に前
   記ビーム変換手段が、他方に前記ビーム発生器
   が載置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) 前記ビーム発生器は、半導体レーザとコリメ
   ータレンズを備えて構成された実用新案登録請
   求の範囲第１項、第２項又は第３項記載の光学
   式測定装置。