JPH0530084Y2

JPH0530084Y2 -

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Publication number: JPH0530084Y2
Application number: JP1988086080U
Authority: JP
Priority date: 1988-06-28
Filing date: 1988-06-28
Publication date: 1993-08-02
Anticipated expiration: 2003-06-28
Also published as: JPH027507U

Description

【考案の詳細な説明】［産業上の利用分野］この考案は平行光を用いた寸法測定器、特にそ
の誤動作防止に関するものである。

［従来の技術］第５図に、平行光を用いた寸法測定器の基本的
構成を示す。筐体２の中には、レーザ４が設けら
れている。その出力光は、レンズ６，８によつ
て、平行光１０にされる。この平行光１０は、保
護ガラス１１を通つて、測定用凹部２ａを横切
り、保護ガラス１７を通つて、イメージセンサ１
８に入射する。イメージセンサ１８には一定の間
隔（例えば20μｍ）で、上から下まで光電変換素
子が列状に配置されている。第５図の状態におい
て、イメージセンサ１８の受光量は、上から下ま
で同じである。

第６図に、この装置の平面断面図を示す。な
お、１１，１７は、保護用のガラスである。

この装置を用いて、寸法測定を行う場合には、
測定用凹部２ａの平行光１０をさえぎるように被
測定物を保持する。その状態を、側断面図として
示したのが第７図である。被測定物２０によつて
平行光１０がさえぎられ、１８ａの部分では平行
光は受光されない。イメージセンサ１８の各素子
の出力を、上から順にプロツトすると、第９図の
ようになる。したがつて、このグラフから受光さ
れていない部分の寸法を求めることにより、被測
定物２０の直径が測定できる。なお、回折によ
り、グラフは垂直に立ち下がらない。しかし、図
に示すように、出力電圧が４分の１になつたとこ
ろを閾値として、W₁，W₂を求めればよいことが
明らかにされている。

［考案が解決しようとする課題］ところが、従来の測定器では、第８図に示すよ
うな問題点があつた。まず、平行光１０がセンサ
１８で反射して矢印Ａの方向へ進む。この光は、
レンズ８で屈折してレンズ６に向い（矢印Ｂ）、
レンズ６の後端６ａにおいて再反射する。この再
反射光は、レンズ８で屈折されて、センサ１８の
中央部１８ａに入射する（矢印Ｄ）。このため、
センサ１８の出力は、第１０図のようになり、３
つの被測定物が存在するかのような誤つた測定が
なされる。

この考案は、上記の課題を解決して、誤動作が
なく、精度の高い測定を行うことのできる寸法測
定器を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］上記の課題を解決するため、請求項１の寸法測
定器では、光電変換素子の列方向を中心軸として
光電変換素子群を僅かな角度回転させ、光電変換
素子において反射された平行光が投光レンズ系へ
逆入射しないようにしている。

請求項２の寸法測定器では、これに加えて付加
スリツトを光電変換素子群の直前または投光レン
ズ系の直後に設け、光電変換素子群の必要な回転
角度を小さくしている。

また、請求項３の寸法測定器では、光電変換素
子の受光表面に反射防止処理を施している。

また、請求項４の寸法測定器では、光電変換素
子群において反射された平行光が、さらに投光レ
ンズ系において再反射するとき、この再反射光が
分散するように、投光レンズ系のフアクターを選
択している。

［作用］光電変換素子群には光電変換素子が列状に並べ
られている。この列方向を中心軸として、光電変
換素子群を僅かに傾けることにより、光電変換素
子群において反射した光が、再び投光レンズ系に
もどることがない。一方、上記列方向と垂直な方
向には、光電変換素子群を傾けないので、測定は
正確に行うことができる。

スリツトを光電変換素子群の直前または投光レ
ンズ系の直後に設けることにより、光電変換素子
群の傾け角を小さくできる。

光電変換素子の受光表面の反射防止処理によ
り、光電変換素子における平行光の反射を抑えら
れる。

光電変換素子群において反射した平行光が、さ
らに投光レンズ系において再反射するとき、この
再反射光が分散するように、投光レンズ系のフア
クターを選択すれば、再反射光が光電変換素子に
大きな電圧を生じさせることがない。

［実施例］第１図に、この考案の一実施例による寸法測定
器の平面断面図を示す。光源であるレーザ４の出
力光は、レンズ６，８によつて、平行光１０にさ
れる。この平行光１０は、保護ガラス１１を通つ
て、測定用凹部２ａを横切り、保護ガラス１７を
通つて、イメージセンサ１８に入射する。

イメージセンサ１８は、図に示すように傾けら
れている。このため、センサ１８において反射し
た光１０ａは、レンズ６，８には戻らないので、
反射光によつてもたらされる悪影響も排除され
る。

なお、部品配置、製造工程の上から、センサ１
８の傾き角度はできるだけ小さい方が好ましい。

この傾き角を小さくするため、レンズ８の直後
にスリツト板３０を設けた実施例を第２図に示
す。レンズ８からの平行光１０は、スリツト３０
ａによつて、紙面に垂直な方向に長い帯状平行光
１０ｃとなる。図に示すように、センサ１８をわ
ずかに傾けるだけで、反射光１０ｄはスリツト板
３０によりさえぎられ、レンズ８には戻らない。
すなわち、このスリツト板３０を設けることによ
り、センサ１８の必要な傾き角θを小さくするこ
とができる。センサ１８の傾き角θは次式によつ
て表わされる。

θ≧（１／２）tan^-1・（ｅ＋ｄ）／2l ただし、ｅは反射光１０ｂの幅、ｄはレンズ８
の有効系、ｌはレンズ８直後からセンサ１８まで
の距離である。

なお、スリツト板３０の材質としては粗く黒い
表面をもつた樹脂等の反射しない材質が好まし
い。

また、スリツト板３０はセンサ１８の直後に設
けてもよい。

次に他の実施例を第３図に示す。第３図はセン
サ１８近傍を水平断面図として示したものであ
る。この実施例では、センサ１８のチツプ１８０
の表面１８０ａおよび底部表面１８０ｂに、誘電
体（例えば、フツ化マグネシウム）を蒸着し、反
射防止処理を行つている。したがつて、平行光１
０がセンサ１８において反射し、レンズ６，８に
戻ることがない。特に、チツプ表面１８０ａにお
ける反射が大きい場合には、この部分にのみ反射
防止処理を行うだけでも、十分な効果が得られ
る。

なお、反射防止処理としてはフツ化マグネシウ
ムの他、反射防止効果の高い材質を用いることが
できる。

さらに他の実施例を第４図に示す。この実施例
ではレンズ６の後端面６ａの曲率半径を大きくし
ている。このためセンサ１８からの反射光Ｂがレ
ンズ６の後端面６ａで再び反射しても、その反射
光の光路はＦ，Ｆに示すように分散する。したが
つて、レンズ６からの反射光がセンサ１８に収束
せず、測定に誤差を与えない。

［考案の効果］請求項１の寸法測定器では、光電変換素子の列
方向を中心軸として光電変換素子群をわずかな角
度回転させている。したがつて、光電素子におい
て反射された平行光が投光レンズ系へ逆入射せ
ず、測定に誤差を与える再反射光を生じることが
ない。

請求項２の寸法測定器では、上記に加えてスリ
ツトを光電変換素子群の直前または投光レンズ系
の直後に設けている。したがつて、光電変換素子
群の必要な回転角度が小さくてすむ。

請求項３の寸法測定器では光電変換素子の受光
表面に反射防止処理を施している。したがつて、
レンズ系からの平行光の反射が抑えられ、測定に
誤差を与える再反射光を生じることがない。

請求項４の寸法測定器では、光電変換素子群に
おいて反射した平行光がさらに投光レンズ系にお
いて再反射するとき、この再反射光が分散するよ
うに投光レンズ系のフアクターを選択している。
したがつて、再反射光が光電変換素子群上で収束
しないので、測定に誤差を生じるおそれがない。

【図面の簡単な説明】

第１図はセンサ１８を傾けた場合の実施例を示
す平面断面図、第２図は第１図にさらにスリツト
板３０を設けた実施例を示す平面断面図、第３図
はセンサ１８の受光表面にフツ化マグネシウムを
蒸着して反射防止処理を行つた場合を示す平面断
面図、第４図はレンズ系のフアクターを選択しレ
ンズ系からの再反射光を分散させた場合を示す側
面断面図、第５図は従来の寸法測定器を示す斜視
図、第６図は従来の寸法測定器を示す平面断面
図、第７図は従来の寸法測定器を示す側面断面
図、第８図は従来の寸法測定器においてレンズ系
からの再反射光が測定に誤差をもたらすことを示
す側面断面図、第９図は再反射光の影響のない場
合のイメージセンサの出力を示す図、第１０図は
再反射光の影響がある場合のイメージセンサの出
力を示す図である。４……レーザ、６，８……レンズ、１８……イ
メージセンサ、３０……スリツト。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】 (1) 光源、光源からの光を平行光にする投光レンズ系、投光レンズ系より出た平行光を所定の距離を
おいて受光し電気信号に変換する光電変換素子
が、列状に配された光電変換素子群、を備え、平行光をさえぎるようにおいた被測定
物により変化する光電変換素子群の出力に基づ
き、被測定物の寸法を測定する機器において、光電変換素子の列方向を中心軸として光電変
換素子群を僅かな角度回転させ、光電変換素子
において反射された平行光が投光レンズ系へ逆
入射しなようにしたことを特徴とする寸法測定
器。 (2) 請求項１記載の寸法測定器において、光電変換素子群の直前または投光レンズ系の
直後にスリツトを設け、前記逆入射防止のため
に必要な光電変換素子群の回転角度を小さくし
たことを特徴とするもの。 (3) 光源、光源からの光を平行光にする投光レンズ系、投光レンズ系より出た平行光を所定の距離を
おいて受光し電気信号に変換する光電変換素子
が、列状に配された光電変換素子群、を備え、平行光をさえぎるようにおいた被測定
物により変化する光電変換素子群の出力に基づ
き、被測定物の寸法を測定する機器において、光電変換素子の受光表面に反射防止処理を施
したことを特徴とする寸法測定器。 (4) 光源、光源からの光を平行光にする投光レンズ系、投光レンズ系より出た平行光を所定の距離を
おいて受光し電気信号に変換する光電変換素子
が、列状に配された光電変換素子群、を備え、平行光をさえぎるようにおいた被測定
物により変化する光電変換素子群の出力に基づ
き、被測定物の寸法を測定する機器において、光電変換素子群において反射した平行光が、
さらに投光レンズ系において再反射する部位の
レンズの曲率半径を、再反射光を分散させるよ
うに選択したことを特徴とする寸法測定器。