JPH0552522A - 光学式寸法測定器 - Google Patents
光学式寸法測定器Info
- Publication number
- JPH0552522A JPH0552522A JP21533391A JP21533391A JPH0552522A JP H0552522 A JPH0552522 A JP H0552522A JP 21533391 A JP21533391 A JP 21533391A JP 21533391 A JP21533391 A JP 21533391A JP H0552522 A JPH0552522 A JP H0552522A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical system
- light
- light beam
- light receiving
- plane mirror
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】走査光学系Ａと受光光学系Ｂを一体化してコス
トの低減を図ると共に、測定に必要なスペースを節約可
能な光学式寸法測定器を提供する。 【構成】光ビームを照射方向と垂直に等速度で走査する
走査光学系Ａと、走査光学系Ａからの光ビームを反射す
るように配置された平面ミラー５５と、平面ミラー５５
で反射された光ビームを集光する受光光学系Ｂと、光ビ
ームの光路中に配置された被測定物５と、受光光学系Ｂ
での受光時間に基づいて被測定物５の寸法を出力する信
号処理回路系とを備える。 【効果】反射型の光学系を構成でき、走査光学系Ａと受
光光学系Ｂを一体化して、被測定物５に対して同じ側に
配置できる。被測定物５の背面には、平面ミラー５５を
配置するスペースがあれば良いので、測定スペースを節
約できる。
トの低減を図ると共に、測定に必要なスペースを節約可
能な光学式寸法測定器を提供する。 【構成】光ビームを照射方向と垂直に等速度で走査する
走査光学系Ａと、走査光学系Ａからの光ビームを反射す
るように配置された平面ミラー５５と、平面ミラー５５
で反射された光ビームを集光する受光光学系Ｂと、光ビ
ームの光路中に配置された被測定物５と、受光光学系Ｂ
での受光時間に基づいて被測定物５の寸法を出力する信
号処理回路系とを備える。 【効果】反射型の光学系を構成でき、走査光学系Ａと受
光光学系Ｂを一体化して、被測定物５に対して同じ側に
配置できる。被測定物５の背面には、平面ミラー５５を
配置するスペースがあれば良いので、測定スペースを節
約できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザー光線のような
光ビームを用いて被測定物の寸法を測定するための光学
式寸法測定器に関するものであり、例えば、電子部品や
機械部品の寸法測定、金属丸棒や光ファイバーの外径測
定などの用途に利用されるものである。
光ビームを用いて被測定物の寸法を測定するための光学
式寸法測定器に関するものであり、例えば、電子部品や
機械部品の寸法測定、金属丸棒や光ファイバーの外径測
定などの用途に利用されるものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、図５に示すようなレーザー外径測
定器が知られている。この測定器では、半導体レーザー
１から射出された光ビームがコリメートレンズ２を通し
てポリゴンミラーよりなる偏向器３に送られる。偏向器
３の反射面はｆθレンズ４の焦点位置近傍に配置されて
いる。偏向器３により反射された光ビームはｆθレンズ
４を通過し、光軸に対して平行な進行方向を持つ光線に
偏向される。このｆθレンズ４は光軸に対する入射角度
θに対して、射出位置がθに比例するレンズである。そ
の結果、偏向器３の等角速度回転に対応して、光軸に垂
直に等速度で走査される光ビームが形成される。ｆθレ
ンズ４から射出した等速度走査ビームは被測定物５の寸
法に比例する時間間隔だけ遮られ、集光レンズ６を経て
フォトダイオードのような受光素子７に入射する。ま
た、ｆθレンズ４の側部には同期信号を得るための受光
素子８が配置されている。各受光素子７，８からの受光
信号は、信号処理回路系９で信号処理される。信号処理
回路系９は、同期信号用の受光素子８からの受光信号を
波形整形する波形整形回路９１と、寸法測定用の受光素
子７からの受光信号の立ち上がりや立ち下がりを検出す
るエッジ検出回路９２と、エッジ検出された受光信号を
２値化するためのラッチ回路９３と、一定周期のクロッ
クパルスを発生するクロック発生回路９５と、ラッチ回
路９３の出力が１又は０の一方の値である期間のクロッ
クパルスを計数するカウンタ回路９４とから構成されて
いる。この信号処理回路系９では、光ビームが被測定物
５に遮られた瞬間をエッジ検出回路９２により高精度に
検出し、検出されたエッジ間の時間をクロックパルスを
用いて計測するものである。光ビームの走査速度は既知
であるので、クロックパルスをカウンタ回路９４で計数
することにより被測定物５の遮られた部分の寸法（外径
など）が測定されることになる。
定器が知られている。この測定器では、半導体レーザー
１から射出された光ビームがコリメートレンズ２を通し
てポリゴンミラーよりなる偏向器３に送られる。偏向器
３の反射面はｆθレンズ４の焦点位置近傍に配置されて
いる。偏向器３により反射された光ビームはｆθレンズ
４を通過し、光軸に対して平行な進行方向を持つ光線に
偏向される。このｆθレンズ４は光軸に対する入射角度
θに対して、射出位置がθに比例するレンズである。そ
の結果、偏向器３の等角速度回転に対応して、光軸に垂
直に等速度で走査される光ビームが形成される。ｆθレ
ンズ４から射出した等速度走査ビームは被測定物５の寸
法に比例する時間間隔だけ遮られ、集光レンズ６を経て
フォトダイオードのような受光素子７に入射する。ま
た、ｆθレンズ４の側部には同期信号を得るための受光
素子８が配置されている。各受光素子７，８からの受光
信号は、信号処理回路系９で信号処理される。信号処理
回路系９は、同期信号用の受光素子８からの受光信号を
波形整形する波形整形回路９１と、寸法測定用の受光素
子７からの受光信号の立ち上がりや立ち下がりを検出す
るエッジ検出回路９２と、エッジ検出された受光信号を
２値化するためのラッチ回路９３と、一定周期のクロッ
クパルスを発生するクロック発生回路９５と、ラッチ回
路９３の出力が１又は０の一方の値である期間のクロッ
クパルスを計数するカウンタ回路９４とから構成されて
いる。この信号処理回路系９では、光ビームが被測定物
５に遮られた瞬間をエッジ検出回路９２により高精度に
検出し、検出されたエッジ間の時間をクロックパルスを
用いて計測するものである。光ビームの走査速度は既知
であるので、クロックパルスをカウンタ回路９４で計数
することにより被測定物５の遮られた部分の寸法（外径
など）が測定されることになる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来例では、光
ビームを等速度走査する走査光学系と、被測定物で遮光
された光ビームを受光する受光光学系とを別体に分離し
て構成することが一般的である。これは、走査光学系と
受光光学系とが一体化されていると、生産現場などにお
いて、任意の測定幅に対応することが困難となるからで
ある。しかしながら、スペースの関係上、走査光学系と
受光光学系を被測定物の両側に相対向して設置できない
場合があった。また、走査光学系と受光光学系が分離さ
れていることにより、コスト高となるという問題もあっ
た。
ビームを等速度走査する走査光学系と、被測定物で遮光
された光ビームを受光する受光光学系とを別体に分離し
て構成することが一般的である。これは、走査光学系と
受光光学系とが一体化されていると、生産現場などにお
いて、任意の測定幅に対応することが困難となるからで
ある。しかしながら、スペースの関係上、走査光学系と
受光光学系を被測定物の両側に相対向して設置できない
場合があった。また、走査光学系と受光光学系が分離さ
れていることにより、コスト高となるという問題もあっ
た。
【０００４】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、走査光学系と受光
光学系を一体化してコストの低減を図ると共に、測定に
必要なスペースを節約可能な光学式寸法測定器を提供す
ることにある。
のであり、その目的とするところは、走査光学系と受光
光学系を一体化してコストの低減を図ると共に、測定に
必要なスペースを節約可能な光学式寸法測定器を提供す
ることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の光学式寸法測定
器にあっては、上記の課題を解決するために、図１に示
すように、光ビームを照射方向と垂直に等速度で走査す
る走査光学系Ａと、走査光学系Ａからの光ビームを反射
するように配置された平面ミラー５５と、平面ミラー５
５で反射された光ビームを集光する受光光学系Ｂと、光
ビームの光路中に配置された被測定物５と、受光光学系
Ｂでの受光時間に基づいて被測定物５の寸法を出力する
信号処理回路系とを備えることを特徴とするものであ
る。
器にあっては、上記の課題を解決するために、図１に示
すように、光ビームを照射方向と垂直に等速度で走査す
る走査光学系Ａと、走査光学系Ａからの光ビームを反射
するように配置された平面ミラー５５と、平面ミラー５
５で反射された光ビームを集光する受光光学系Ｂと、光
ビームの光路中に配置された被測定物５と、受光光学系
Ｂでの受光時間に基づいて被測定物５の寸法を出力する
信号処理回路系とを備えることを特徴とするものであ
る。
【０００６】
【作用】本発明にあっては、走査光学系Ａからの光ビー
ムを平面ミラー５５を用いて受光光学系Ｂに反射させる
ことにより、反射型の光学系を構成することができ、走
査光学系Ａと受光光学系Ｂを一体化して、被測定物５に
対して同じ側に配置することが可能となる。また、被測
定物５の背面には、平面ミラー５５を配置するスペース
を確保しさえすれば良いので、測定スペースを節約でき
るものである。
ムを平面ミラー５５を用いて受光光学系Ｂに反射させる
ことにより、反射型の光学系を構成することができ、走
査光学系Ａと受光光学系Ｂを一体化して、被測定物５に
対して同じ側に配置することが可能となる。また、被測
定物５の背面には、平面ミラー５５を配置するスペース
を確保しさえすれば良いので、測定スペースを節約でき
るものである。
【０００７】
【実施例】図１は本発明を適用した光学式寸法測定器の
概略構成を示している。半導体レーザー１から射出され
たレーザー光は、コリメートレンズ２によってコリメー
トされ、ポリゴンミラーよりなる偏向器３に入射する。
偏向器３はｆθレンズ４の焦点近傍に置かれている。偏
向器３の回転により、レーザー光は等速度で且つ平行に
走査される。これは、ｆθレンズ４が入射角θと光軸か
らの距離ｈに関して、ｈ＝ｆθの関係を有するからであ
る。等速平行光線が被測定物５に照射され、平面ミラー
５５で反射されて、元の光路を辿り、ハーフミラー４５
で光路を変えて、集光レンズ６によりフォトダイオード
等からなる受光素子７に入射する。受光素子７に入射さ
れる光は被測定物５で遮られた部分のみ、光が弱くなる
ため、その部分の時間に発生するクロックパルスの数を
カウントすれば、寸法を測定できる。
概略構成を示している。半導体レーザー１から射出され
たレーザー光は、コリメートレンズ２によってコリメー
トされ、ポリゴンミラーよりなる偏向器３に入射する。
偏向器３はｆθレンズ４の焦点近傍に置かれている。偏
向器３の回転により、レーザー光は等速度で且つ平行に
走査される。これは、ｆθレンズ４が入射角θと光軸か
らの距離ｈに関して、ｈ＝ｆθの関係を有するからであ
る。等速平行光線が被測定物５に照射され、平面ミラー
５５で反射されて、元の光路を辿り、ハーフミラー４５
で光路を変えて、集光レンズ６によりフォトダイオード
等からなる受光素子７に入射する。受光素子７に入射さ
れる光は被測定物５で遮られた部分のみ、光が弱くなる
ため、その部分の時間に発生するクロックパルスの数を
カウントすれば、寸法を測定できる。
【０００８】図２は受光素子７の出力波形である。ま
た、図３は２値化波形であり、図４は外径測定時に用い
る修正２値化波形である。被測定物５の形状によって多
少波形は変化するが、外径測定を行う場合、図２の波形
を所定のスレショルドレベルＬで２値化して、図３に示
すような２値化波形とし、最初の立ち下がりと最後の立
ち上がりの間隔を測定して、図４に示すような修正２値
化波形とし、この波形の時間情報を寸法情報に変換する
ことにより、被測定物５の寸法測定が可能となる。
た、図３は２値化波形であり、図４は外径測定時に用い
る修正２値化波形である。被測定物５の形状によって多
少波形は変化するが、外径測定を行う場合、図２の波形
を所定のスレショルドレベルＬで２値化して、図３に示
すような２値化波形とし、最初の立ち下がりと最後の立
ち上がりの間隔を測定して、図４に示すような修正２値
化波形とし、この波形の時間情報を寸法情報に変換する
ことにより、被測定物５の寸法測定が可能となる。
【０００９】なお、光ビームは可視光線に限定されるも
のではなく、赤外線であっても良い。また、偏向器３は
ポリゴンミラーに限定されるものではなく、音叉やガル
バノミラー等を用いても構わない。さらに、ｆθレンズ
４に代えて、放物面鏡を用いても良い。
のではなく、赤外線であっても良い。また、偏向器３は
ポリゴンミラーに限定されるものではなく、音叉やガル
バノミラー等を用いても構わない。さらに、ｆθレンズ
４に代えて、放物面鏡を用いても良い。
【００１０】
【発明の効果】本発明によれば、等速度で走査される光
ビームにより被測定物を走査し、被測定物で遮られなか
った光ビームの受光時間に基づいて被測定物の寸法を測
定する光学式寸法測定器において、光ビームを反射する
平面ミラーを設けたので、走査光学系と受光光学系を被
測定物に対して同じ側に配置して一体化することができ
るという効果があり、また、被測定物の背面には平面ミ
ラーを配置するだけで良いので、測定に要するスペース
が小さくて済むという効果がある。
ビームにより被測定物を走査し、被測定物で遮られなか
った光ビームの受光時間に基づいて被測定物の寸法を測
定する光学式寸法測定器において、光ビームを反射する
平面ミラーを設けたので、走査光学系と受光光学系を被
測定物に対して同じ側に配置して一体化することができ
るという効果があり、また、被測定物の背面には平面ミ
ラーを配置するだけで良いので、測定に要するスペース
が小さくて済むという効果がある。
【図１】本発明を用いた光学式寸法測定器の概略構成図
である。
である。
【図２】本発明の第１の動作を示す波形図である。
【図３】本発明の第２の動作を示す波形図である。
【図４】本発明の第３の動作を示す波形図である。
【図５】従来のレーザー外径測定器の概略構成図であ
る。
る。
１ 半導体レーザー ２ コリメートレンズ ３ 偏向器 ４ ｆθレンズ ４５ ハーフミラー ５ 被測定物 ５５ 平面ミラー ６ 集光レンズ ７ 受光素子 Ａ 走査光学系 Ｂ 受光光学系
Claims (1)
- 【請求項１】 光ビームを照射方向と垂直に等速度で
走査する走査光学系と、走査光学系からの光ビームを反
射するように配置された平面ミラーと、平面ミラーで反
射された光ビームを集光する受光光学系と、光ビームの
光路中に配置された被測定物と、受光光学系での受光時
間に基づいて被測定物の寸法を出力する信号処理回路系
とを備えることを特徴とする光学式寸法測定器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21533391A JPH0552522A (ja) | 1991-08-27 | 1991-08-27 | 光学式寸法測定器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21533391A JPH0552522A (ja) | 1991-08-27 | 1991-08-27 | 光学式寸法測定器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0552522A true JPH0552522A (ja) | 1993-03-02 |
Family
ID=16670562
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21533391A Pending JPH0552522A (ja) | 1991-08-27 | 1991-08-27 | 光学式寸法測定器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0552522A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011503573A (ja) * | 2007-11-07 | 2011-01-27 | トムラ・システムズ・エイ・エス・エイ | 対称物の検出に使用する装置、光学ユニット及びデバイス |
| JP2014149175A (ja) * | 2013-01-31 | 2014-08-21 | Nidec Tosok Corp | 光学測定装置 |
-
1991
- 1991-08-27 JP JP21533391A patent/JPH0552522A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011503573A (ja) * | 2007-11-07 | 2011-01-27 | トムラ・システムズ・エイ・エス・エイ | 対称物の検出に使用する装置、光学ユニット及びデバイス |
| JP2014149175A (ja) * | 2013-01-31 | 2014-08-21 | Nidec Tosok Corp | 光学測定装置 |
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