JPH0547763B2 - - Google Patents
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- JPH0547763B2 JPH0547763B2 JP12285283A JP12285283A JPH0547763B2 JP H0547763 B2 JPH0547763 B2 JP H0547763B2 JP 12285283 A JP12285283 A JP 12285283A JP 12285283 A JP12285283 A JP 12285283A JP H0547763 B2 JPH0547763 B2 JP H0547763B2
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 11
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 10
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 10
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 9
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 4
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 1
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- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/08—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring diameters
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/14—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring distance or clearance between spaced objects or spaced apertures
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は寸法測定方法とその装置、殊に円筒
面からなる被測定面を有する被測定物に適した電
気光学的寸法測定方法とその装置に関する。
面からなる被測定面を有する被測定物に適した電
気光学的寸法測定方法とその装置に関する。
ローラ、シヤフト等の外径寸法を測定する方法
として、被測定物にゲージを直接接触させる方法
と、接触させない方法とがある。
として、被測定物にゲージを直接接触させる方法
と、接触させない方法とがある。
ゲージを直接接触させる方法として、電気ゲー
ジ方式が知られているが、接触部に表面キズが発
生し易く、その結果、繰り返し精度に問題があ
る。非接触方式として、エアーゲージ方式がある
が、精度的にラフであつて、例えばサブミクロン
オーダの測定ができない。
ジ方式が知られているが、接触部に表面キズが発
生し易く、その結果、繰り返し精度に問題があ
る。非接触方式として、エアーゲージ方式がある
が、精度的にラフであつて、例えばサブミクロン
オーダの測定ができない。
一方レーザー光による干渉ジマを利用したレー
ザー測長機等が知られているが、その調整が複雑
であり、コーナーキユーブのような反射体の取付
けが必要であつて、微細部の測定には不向きであ
る。
ザー測長機等が知られているが、その調整が複雑
であり、コーナーキユーブのような反射体の取付
けが必要であつて、微細部の測定には不向きであ
る。
この発明は、如上のレーザー干渉計のように干
渉ジマを利用する上での制限や、測定者の個人差
により測定精度が左右されるというような不都合
がなく、高い測定精度をうることのできる寸法測
定方法とその装置を提供することを目的とするも
のであつて、被測定物の測定面に、適正な対向ス
キマを形成して測定部材を配設し、前記スキマを
スキマ幅より十分大きいスポツト光で走査せし
め、該スキマを透過した光を光電変換し、その出
力パルス信号のピーク値に比例した検波出力を求
め、その検波出力と前記スキマ幅との間に成立つ
関係に基づいて被測定物寸法を測定することを特
徴とするものである。
渉ジマを利用する上での制限や、測定者の個人差
により測定精度が左右されるというような不都合
がなく、高い測定精度をうることのできる寸法測
定方法とその装置を提供することを目的とするも
のであつて、被測定物の測定面に、適正な対向ス
キマを形成して測定部材を配設し、前記スキマを
スキマ幅より十分大きいスポツト光で走査せし
め、該スキマを透過した光を光電変換し、その出
力パルス信号のピーク値に比例した検波出力を求
め、その検波出力と前記スキマ幅との間に成立つ
関係に基づいて被測定物寸法を測定することを特
徴とするものである。
以下この発明を図示の実施例に基づいて詳細に
説明する。第１図ないし第４図に示す実施例は、
例えば針状ころ軸受のころの外径を測定する場合
を示すものであつて、被測定物１としてのころを
Ｖブロツク等からなる取付台２に載置し、その上
方より適正スキマ幅ΔZをもつてナイフエツジ３
を有する測定部材４を対向させる。この対向スキ
マ幅ΔZは、被測定物１の直径のバラツキ（真円
度のバラツキ）よりも大きい寸法に設定するもの
であり、図示しない取付部材に測定部材４を保持
させると共に、セツテイング位置調節用電気マイ
クロ・プローブ５等を測定部材４の上端に押し当
て最適位置にセツトする。
説明する。第１図ないし第４図に示す実施例は、
例えば針状ころ軸受のころの外径を測定する場合
を示すものであつて、被測定物１としてのころを
Ｖブロツク等からなる取付台２に載置し、その上
方より適正スキマ幅ΔZをもつてナイフエツジ３
を有する測定部材４を対向させる。この対向スキ
マ幅ΔZは、被測定物１の直径のバラツキ（真円
度のバラツキ）よりも大きい寸法に設定するもの
であり、図示しない取付部材に測定部材４を保持
させると共に、セツテイング位置調節用電気マイ
クロ・プローブ５等を測定部材４の上端に押し当
て最適位置にセツトする。
前記対向スキマ幅ΔZにおける被測定物１の中
心と測定部材４のナイフエツジ３とを結ぶ面に直
交する方向より走査レーザー光等のスポツト光を
もつて前記スキマを走査し、この光走査により前
記スキマを透過した光を、集光レンズ６ａ，６ｂ
等からなる受光光学系６を経て光電子増倍管７に
入射し、光電変換して透過光強度に相当する電気
信号を求め、この電気信号と前記スキマ幅ΔZと
の間に成立つ関係に基づいて実際のスキマ幅ΔZ
を算出し、これによつて被測定物１の外径寸法を
測定するようにしたものである。
心と測定部材４のナイフエツジ３とを結ぶ面に直
交する方向より走査レーザー光等のスポツト光を
もつて前記スキマを走査し、この光走査により前
記スキマを透過した光を、集光レンズ６ａ，６ｂ
等からなる受光光学系６を経て光電子増倍管７に
入射し、光電変換して透過光強度に相当する電気
信号を求め、この電気信号と前記スキマ幅ΔZと
の間に成立つ関係に基づいて実際のスキマ幅ΔZ
を算出し、これによつて被測定物１の外径寸法を
測定するようにしたものである。
被測定物１とナイフエツジ３との対向スキマを
走査するスポツト光はHe−Neガスレーザー８を
光源とするレーザー光であつて、ピンホール９を
通過させることによりそのビーム径を適度に細く
し、ビームスプリツター１０で２方向に分光し、
直進する光を、反射ミラー１１を介して振動ミラ
ー１２に入射させる。振動ミラー１２は、所定周
波数fsで振動させ、その反射光を走査ビームとし
て前記対向スキマの走査を行う。
走査するスポツト光はHe−Neガスレーザー８を
光源とするレーザー光であつて、ピンホール９を
通過させることによりそのビーム径を適度に細く
し、ビームスプリツター１０で２方向に分光し、
直進する光を、反射ミラー１１を介して振動ミラ
ー１２に入射させる。振動ミラー１２は、所定周
波数fsで振動させ、その反射光を走査ビームとし
て前記対向スキマの走査を行う。
ビームスプリツター１０で光路を直角に変えた
分光は、フオトダイオード１３で光電変換し、そ
の出力を後述の出力補正用信号として供する。
分光は、フオトダイオード１３で光電変換し、そ
の出力を後述の出力補正用信号として供する。
振動ミラー１２で反射されるレーザー光は、振
動ミラー１２により扇状の所定角度範囲で反射方
向を変化させられるが、振動ミラー１２と前記対
向スキマとの間に、振動ミラー・レンズ間距離を
自己の焦点距離と等しくして配置したレンズ１４
を設け、振動ミラー１２からの反射光が、被測定
物１とナイフエツジ３との対向方向（Ｚ軸方向）
に対して直交し、前記スキマを横切る向き（Ｚ軸
方向）に該スキマを走査する平行走査ビームに変
換されるようにしてある。
動ミラー１２により扇状の所定角度範囲で反射方
向を変化させられるが、振動ミラー１２と前記対
向スキマとの間に、振動ミラー・レンズ間距離を
自己の焦点距離と等しくして配置したレンズ１４
を設け、振動ミラー１２からの反射光が、被測定
物１とナイフエツジ３との対向方向（Ｚ軸方向）
に対して直交し、前記スキマを横切る向き（Ｚ軸
方向）に該スキマを走査する平行走査ビームに変
換されるようにしてある。
ここで、平行走査ビームは、第９図に示すよう
に、被測定物１とナイフエツジ３との間のスキマ
幅ΔZ部を走査の中心として±Z/2の範囲で走査さ
れるものとする。
に、被測定物１とナイフエツジ３との間のスキマ
幅ΔZ部を走査の中心として±Z/2の範囲で走査さ
れるものとする。
振動ミラー１２は、これに付属する図示しない
タコ・ゼネレータと発振ドライバ１５で構成する
発振回路の一部をなし、振動ミラー１２の自己共
振周波数fsで振動する。
タコ・ゼネレータと発振ドライバ１５で構成する
発振回路の一部をなし、振動ミラー１２の自己共
振周波数fsで振動する。
被測定物１は、その取付台２に載置する一方、
必要があればスライド基台１６を図示しない駆動
手段により被測定物１の軸方向（Ｘ軸方向）にス
ライドさせ、対向スキマの規定位置で光走査を行
うようにする。
必要があればスライド基台１６を図示しない駆動
手段により被測定物１の軸方向（Ｘ軸方向）にス
ライドさせ、対向スキマの規定位置で光走査を行
うようにする。
この場合、実施例ではナイフエツジ３をＸ軸方
向に対して固定してあるが、これはナイフエツジ
３のＸ軸方向の長さが被測定物１の長さとほぼ同
一長さに設定されているような場合は、測定部材
４を保持する図示しない保持部をスライド基台１
６上に設け、被測定物１と同方向に移動させるよ
うにしてもよく、また他の例では、被測定物１を
Ｘ軸方向に対して固定し、光学系とナイフエツジ
とをＸ軸方向にスライドさせる構成とすることも
できる。
向に対して固定してあるが、これはナイフエツジ
３のＸ軸方向の長さが被測定物１の長さとほぼ同
一長さに設定されているような場合は、測定部材
４を保持する図示しない保持部をスライド基台１
６上に設け、被測定物１と同方向に移動させるよ
うにしてもよく、また他の例では、被測定物１を
Ｘ軸方向に対して固定し、光学系とナイフエツジ
とをＸ軸方向にスライドさせる構成とすることも
できる。
受光光学系６と光電子増倍管７との間には、
6328Å波長光を透過する干渉フイルタ１７を介在
させ、周囲から混入する外光の影響を最小限に抑
える。
6328Å波長光を透過する干渉フイルタ１７を介在
させ、周囲から混入する外光の影響を最小限に抑
える。
光電子増倍管７より出力した電気信号は、プリ
アンプ１８により第３図に示すような信号波形Ｖ
に増幅した後、次段のロツクインアンプ１９に入
力する。
アンプ１８により第３図に示すような信号波形Ｖ
に増幅した後、次段のロツクインアンプ１９に入
力する。
第３図の信号波形Ｖのピーク値Vpeakと、パル
ス幅Vwidthとは、前記対向スキマ幅ΔZと密接に関
係する。この関係はスキマ幅ΔZに比して走査光
のビーム径を十分に大きくするときに顕著にあら
われ、この実施例の場合、対向スキマ幅ΔZが
0.01μｍ〜10μｍに対して、走査光ビーム径を0.2
〜0.5mmとしており、前記条件を十分満足してい
る。何故なら、第１０図に示すように、スキマ幅
ΔZに対して走査ビームの径Ｄが十分大きいので、
信号波形Ｖのピーク値VPEAKは、図の斜線部分の
面積ΔZ・Ｄ（つまりスキマ幅ΔZ）に比例すると
考えられるからである。
ス幅Vwidthとは、前記対向スキマ幅ΔZと密接に関
係する。この関係はスキマ幅ΔZに比して走査光
のビーム径を十分に大きくするときに顕著にあら
われ、この実施例の場合、対向スキマ幅ΔZが
0.01μｍ〜10μｍに対して、走査光ビーム径を0.2
〜0.5mmとしており、前記条件を十分満足してい
る。何故なら、第１０図に示すように、スキマ幅
ΔZに対して走査ビームの径Ｄが十分大きいので、
信号波形Ｖのピーク値VPEAKは、図の斜線部分の
面積ΔZ・Ｄ（つまりスキマ幅ΔZ）に比例すると
考えられるからである。
プリアンプ１８で増幅した電気信号は、次段の
ロツクインアンプ１９に入力されるが、ロツクイ
ンアンプ１９からは、信号波形（パルス波）Ｖの
ピーク値Vpeakに比例した電圧が得られる。
ロツクインアンプ１９に入力されるが、ロツクイ
ンアンプ１９からは、信号波形（パルス波）Ｖの
ピーク値Vpeakに比例した電圧が得られる。
第１１図は、このロツクインアンプ１９の動作
を説明する為の図面であり、第１１図ａは、走査
ビームがスキマ幅ΔZ部を中心にして±Z/2の幅で
走査される状態を示している。
を説明する為の図面であり、第１１図ａは、走査
ビームがスキマ幅ΔZ部を中心にして±Z/2の幅で
走査される状態を示している。
今、走査ビームの走査周期をＴ（＝1/fs）とす
ると、パルス波Ｖのピークは、第１１図ａの波形
の零クロス点付近で生じることになる。なお、こ
のパルス周期は、T/2に正確に一致するとは限ら
ないが、近似的にはぼ一定値のT/2であるとして
良い。
ると、パルス波Ｖのピークは、第１１図ａの波形
の零クロス点付近で生じることになる。なお、こ
のパルス周期は、T/2に正確に一致するとは限ら
ないが、近似的にはぼ一定値のT/2であるとして
良い。
第１１図ｂは、このようにして得られるパルス
波Ｖ（信号波形）を示している。なお、実際には、
パルス波Ｖと同レベルの雑音波が混在した状態に
あるが、ロツクインアンプ１９による検波作用に
よつて、この雑音波成分が除去されるので、ここ
ではパルス幅ΔTのパルス波Ｖのみを図示してい
る。
波Ｖ（信号波形）を示している。なお、実際には、
パルス波Ｖと同レベルの雑音波が混在した状態に
あるが、ロツクインアンプ１９による検波作用に
よつて、この雑音波成分が除去されるので、ここ
ではパルス幅ΔTのパルス波Ｖのみを図示してい
る。
また、第１１図ｃは、ロツクインアンプ１９に
加わる周波数2fsの参照信号を示している。プリ
アンプ１８の出力パルス波Ｖは、この参照信号に
同期して検波されるので、ランダム信号であるノ
イズ波は、この検波過程で除去されることにな
る。前述したように、パルス波Ｖのピーク値
VPEAKはスキマ幅ΔZに比例するので、結局、ロツ
クインアンプ１９からはスキマ幅ΔZに比例した
出力Vputが得られることになる。
加わる周波数2fsの参照信号を示している。プリ
アンプ１８の出力パルス波Ｖは、この参照信号に
同期して検波されるので、ランダム信号であるノ
イズ波は、この検波過程で除去されることにな
る。前述したように、パルス波Ｖのピーク値
VPEAKはスキマ幅ΔZに比例するので、結局、ロツ
クインアンプ１９からはスキマ幅ΔZに比例した
出力Vputが得られることになる。
以上の関係をフーリエ級数の概念を用いて説明
すると次の通りである。
すると次の通りである。
いま、参照信号の周波数は2fsであるので、ロ
ツクインアンプ１９からは、プリアンプ１８の出
力であるパルス波Ｖのうち、周波数2fsの成分を
最も多く出力していると考えることができる。前
述の通り、第１１図ｂのパルス波Ｖは、ピーク値
がVPEAKでパルス周期がT/2の周期波と考えるこ
とができるので、周波数2fsの成分はこのパルス
波Ｖの基本成分に他ならない。。
ツクインアンプ１９からは、プリアンプ１８の出
力であるパルス波Ｖのうち、周波数2fsの成分を
最も多く出力していると考えることができる。前
述の通り、第１１図ｂのパルス波Ｖは、ピーク値
がVPEAKでパルス周期がT/2の周期波と考えるこ
とができるので、周波数2fsの成分はこのパルス
波Ｖの基本成分に他ならない。。
周知の理論式によつて、パルス周期T/2でパル
ス幅ΔTのパルス波Ｖの基本波成分を求めると、
基本波成分の振幅E2は、 2VPEAK／πSIN（2πΔT/T） となる。
ス幅ΔTのパルス波Ｖの基本波成分を求めると、
基本波成分の振幅E2は、 2VPEAK／πSIN（2πΔT/T） となる。
いま、ΔT≪Ｔであるので、上記の式は、
4VPEAKΔT/Tと変変形されるが、この実施例で
は、スポツト光の径Ｄがスキマ幅ΔZより十分大
きいので、ΔTはビーム光の走査速度に反比例す
ることになる。また、ピーク値VPEAKは、スキマ
幅ΔZに比例するので、結局、パルス波Ｖの基本
波成分の振幅E2は、パルス波のピーク値VPEAK、
つまりスキマ幅ΔZに比例することになる。
4VPEAKΔT/Tと変変形されるが、この実施例で
は、スポツト光の径Ｄがスキマ幅ΔZより十分大
きいので、ΔTはビーム光の走査速度に反比例す
ることになる。また、ピーク値VPEAKは、スキマ
幅ΔZに比例するので、結局、パルス波Ｖの基本
波成分の振幅E2は、パルス波のピーク値VPEAK、
つまりスキマ幅ΔZに比例することになる。
出力補正部２０では、ロツクインアンプ１９の
出力Vputを入力する一方、フオトダイオード１３
の出力を、プリアンプ２１で増幅後、出力補正用
信号として入力し、He−Neガスレーザー８の光
強度ゆらぎに起因する出力Vputの変動分を出力補
正用信号に基づいて補正する。
出力Vputを入力する一方、フオトダイオード１３
の出力を、プリアンプ２１で増幅後、出力補正用
信号として入力し、He−Neガスレーザー８の光
強度ゆらぎに起因する出力Vputの変動分を出力補
正用信号に基づいて補正する。
被測定物１は第４図示の如く、図示しない駆動
装置によつて図中矢符にする如く回転させられる
が、Ｘ−Ｘ記録計２２のＸ−入力として回転角θ
に比例する電圧をロータリーエンコーダー２３或
はポテンシヨメータ等により入力し、Ｙ−入力に
は、出力補正部２０の出力Vputを入力する。これ
により第５図に示すような記録波形を得た。すな
わちロツクインアンプ１９の出力Vput（実際は出
力補正部２０の出力）から前記対向スキマ幅ΔZ
を測定することができる。
装置によつて図中矢符にする如く回転させられる
が、Ｘ−Ｘ記録計２２のＸ−入力として回転角θ
に比例する電圧をロータリーエンコーダー２３或
はポテンシヨメータ等により入力し、Ｙ−入力に
は、出力補正部２０の出力Vputを入力する。これ
により第５図に示すような記録波形を得た。すな
わちロツクインアンプ１９の出力Vput（実際は出
力補正部２０の出力）から前記対向スキマ幅ΔZ
を測定することができる。
なおこのように、非常に高い精度で寸法測定が
行われる結果、被測定物取付台２上に載置した被
測定物の装着状態が良好に保たれなければならな
いが、第４図の実施例は、このような目的に対応
して、取付台２に圧電素子２４を装着し、信号発
生器２５、増幅器２６を介して圧電素子２４を駆
動する。すなわち適当な周波数で取付台２を励振
し、取付台２上の被測定物１の装着を良好にし再
現性を向上することができる。
行われる結果、被測定物取付台２上に載置した被
測定物の装着状態が良好に保たれなければならな
いが、第４図の実施例は、このような目的に対応
して、取付台２に圧電素子２４を装着し、信号発
生器２５、増幅器２６を介して圧電素子２４を駆
動する。すなわち適当な周波数で取付台２を励振
し、取付台２上の被測定物１の装着を良好にし再
現性を向上することができる。
第６図に示す実施例は、被測定物１と取付台２
との間に付着するゴミ、或は油膜等による影響を
相殺するようにした場合の一例を示している。す
なわち取付台２′に光を透過する窓２ａを開設し、
被測定物１の垂直方向の直径線上に対向する２個
の測定部材４，４′を配置し、各ナイフエツジ３，
３′との対向スキマを２条のスポツト光により走
査すると共に、２組の受光光学系６，６′、２組
の図示しない光電子増倍管を配置する。而して上
方の対向スキマ、受光光学系、光電子増倍管、ロ
ツクインアンプからの出力をV1、下方からのそ
れをV2とするとき、信号処理方法としてV1＋V2
を加算回路に作りVputとする。
との間に付着するゴミ、或は油膜等による影響を
相殺するようにした場合の一例を示している。す
なわち取付台２′に光を透過する窓２ａを開設し、
被測定物１の垂直方向の直径線上に対向する２個
の測定部材４，４′を配置し、各ナイフエツジ３，
３′との対向スキマを２条のスポツト光により走
査すると共に、２組の受光光学系６，６′、２組
の図示しない光電子増倍管を配置する。而して上
方の対向スキマ、受光光学系、光電子増倍管、ロ
ツクインアンプからの出力をV1、下方からのそ
れをV2とするとき、信号処理方法としてV1＋V2
を加算回路に作りVputとする。
すなわち、被測定物と取付台との間に微小ゴミ
が噛み込まれたとき、被測定物に僅かな浮上りが
発生するが、この浮上りに起因して上方の透過光
による出力V1が小さくなる反面、下方の透過光
による出力V2はその分だけ大きくなり、ゴミ、
油膜、或は被測定物の駆動（移動）の機構の不完
全等による測定誤差を相殺することができ、該誤
差を極力小さくしてオンラインでの測定を可能と
することができる。
が噛み込まれたとき、被測定物に僅かな浮上りが
発生するが、この浮上りに起因して上方の透過光
による出力V1が小さくなる反面、下方の透過光
による出力V2はその分だけ大きくなり、ゴミ、
油膜、或は被測定物の駆動（移動）の機構の不完
全等による測定誤差を相殺することができ、該誤
差を極力小さくしてオンラインでの測定を可能と
することができる。
以上の各実施例は、いずれも針状ころのような
円筒状物体の外径を測定する場合について示した
が、これは第７図に示すように、円筒形内径面を
有する円環状被測定物１Ａの内径を測定する場合
についても同様に実施可能であり、この場合、測
定部材にナイフエツジを使用する代りに、前記内
径に対し微小対向スキマを形成する直径が既知の
ボール３Ａを使用する。測定方法は図からも明ら
かなように、前述の各実施例と全く同様であり、
さらに微小ゴミ等の影響を考慮するときは、第８
図に示す如く、円環状被測定物の直径線上の２個
所に対向スキマを形成するようにセツトすればよ
い。
円筒状物体の外径を測定する場合について示した
が、これは第７図に示すように、円筒形内径面を
有する円環状被測定物１Ａの内径を測定する場合
についても同様に実施可能であり、この場合、測
定部材にナイフエツジを使用する代りに、前記内
径に対し微小対向スキマを形成する直径が既知の
ボール３Ａを使用する。測定方法は図からも明ら
かなように、前述の各実施例と全く同様であり、
さらに微小ゴミ等の影響を考慮するときは、第８
図に示す如く、円環状被測定物の直径線上の２個
所に対向スキマを形成するようにセツトすればよ
い。
なお前記各実施例において、走査光としてレー
ザー光を採用すれば、測定精度の上で有利ではあ
るが、必ずしもこのようなコヒーレント光を用い
る必要はない。
ザー光を採用すれば、測定精度の上で有利ではあ
るが、必ずしもこのようなコヒーレント光を用い
る必要はない。
この発明は以上のように、特に円筒状被測定面
を有する被測定物の寸法測定を、きわめて高い精
度をもつて実現することができ、実施例の場合、
１／１００μｍオーダーのスキマ計測が可能であるこ
とが確認された。
を有する被測定物の寸法測定を、きわめて高い精
度をもつて実現することができ、実施例の場合、
１／１００μｍオーダーのスキマ計測が可能であるこ
とが確認された。
第１図はこの発明の一実施例の系統図、第２図
ａ，ｂは対向スキマ部を拡大して示す正面図と側
面図、第３図は光電変換して得られる電気信号の
波形図、第４図は他の実施例要部の正面図、第５
図は光走査位置とロツクインアンプ出力との関係
より得る特性図、第６照ａ，ｂ、第７図ａ，ｂは
それぞれ他の実施例要部の正面図と側面図、第８
図ａ，ｂはさらに他の実施例の正面図と平面図、
第９図はビーム走査を説明する図、第１０図は対
向スキマとスポツト光の関係を示す図、第１１図
はロツクインアンプの動作を説明する図である。 １，１Ａ…被測定物、２，２′…取付台、３，
３′…ナイフエツジ、３Ａ…ボール、４，４′…測
定部材、６，６′…受光光学系、７…光電子増倍
管、８…He−Neガスレーザー、９…ピンホー
ル、１０…ビームスプリツター、１２…振動ミラ
ー、１４…レンズ、１６…スライド基台、１９…
ロツクインアンプ、２０…出力補正部、２２…Ｘ
−Ｙ記録計、ΔZ…対向スキマ幅。
ａ，ｂは対向スキマ部を拡大して示す正面図と側
面図、第３図は光電変換して得られる電気信号の
波形図、第４図は他の実施例要部の正面図、第５
図は光走査位置とロツクインアンプ出力との関係
より得る特性図、第６照ａ，ｂ、第７図ａ，ｂは
それぞれ他の実施例要部の正面図と側面図、第８
図ａ，ｂはさらに他の実施例の正面図と平面図、
第９図はビーム走査を説明する図、第１０図は対
向スキマとスポツト光の関係を示す図、第１１図
はロツクインアンプの動作を説明する図である。 １，１Ａ…被測定物、２，２′…取付台、３，
３′…ナイフエツジ、３Ａ…ボール、４，４′…測
定部材、６，６′…受光光学系、７…光電子増倍
管、８…He−Neガスレーザー、９…ピンホー
ル、１０…ビームスプリツター、１２…振動ミラ
ー、１４…レンズ、１６…スライド基台、１９…
ロツクインアンプ、２０…出力補正部、２２…Ｘ
−Ｙ記録計、ΔZ…対向スキマ幅。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 被測定物と測定部材との間に被測定物の寸法
のバラツキより大きい対向スキマを形成する如く
測定部材をセツトする過程と、 この対向スキマの幅より十分大きいスポツト光
によつて前記対向スキマを所定周期で走査する光
走査過程と、 この光走査により前記対向スキマを透過した光
を光電変換する光電変換過程と、 この光電変換により得られるパルス波を検波し
て、このパルス波のピーク値に比例した信号を出
力する検波過程とを含み、 この検波出力と前記対向スキマ幅との間に成立
つ関係に基づいて被測定物寸法を測定することを
特徴とする寸法測定方法。 ２ 被測定物取付台と、該取付台上の被測定物に
対向して適正スキマを形成する測定部材と、この
スキマより十分大きいスポツト光を照射する投光
手段と、前記スキマにスポツト光を照射し所定周
期で該スキマを走査する光走査手段と、前記スキ
マを透過した光を光電変換する光電変換手段と、
この光電変換手段の出力であるパルス波を受け、
そのピーク値に比例した信号を出力する検波手段
と、この検波手段の出力と前記スキマ幅との間に
成立つ関係に基づいて被測定物寸法に応じた信号
を出力する出力手段とを備えることを特徴とする
寸法測定装置。 ３ 被測定物が円筒形被測定外径面を有し、測定
部材が前記外径面に適正スキマをもつて対向させ
られるナイフエツジを有する特許請求の範囲２記
載の寸法測定装置。 ４ 被測定物が円筒形被測定内径面を有し、測定
部材が前記内径面に適正スキマを形成して挿入さ
れる球状外径面を有する特許請求の範囲２記載の
寸法測定装置。 ５ 被測定物の直径線上の２個所に前記スキマを
形成する如く前記測定部材を形成し、前記２個所
の対向スキマのそれぞれに対応する２組の光走査
手段と光電変換手段とを設け、２組の光電変換手
段の出力電気信号を検波手段に入力して合算すべ
くした特許請求の範囲２から４までのいずれか１
つに記載の寸法測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12285283A JPS6014106A (ja) | 1983-07-05 | 1983-07-05 | 寸法測定方法とその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12285283A JPS6014106A (ja) | 1983-07-05 | 1983-07-05 | 寸法測定方法とその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6014106A JPS6014106A (ja) | 1985-01-24 |
| JPH0547763B2 true JPH0547763B2 (ja) | 1993-07-19 |
Family
ID=14846232
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12285283A Granted JPS6014106A (ja) | 1983-07-05 | 1983-07-05 | 寸法測定方法とその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6014106A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2180640A (en) * | 1985-09-13 | 1987-04-01 | Tesa Metrology Ltd | Optical measurement apparatus |
| JP5614633B2 (ja) * | 2010-07-29 | 2014-10-29 | 国立大学法人九州工業大学 | 回転工具と被加工物間の間隙長さ測定方法及びシステム |
-
1983
- 1983-07-05 JP JP12285283A patent/JPS6014106A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6014106A (ja) | 1985-01-24 |
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