JPH07167620A - レーザ測定方法および測定針 - Google Patents
レーザ測定方法および測定針Info
- Publication number
- JPH07167620A JPH07167620A JP5341236A JP34123693A JPH07167620A JP H07167620 A JPH07167620 A JP H07167620A JP 5341236 A JP5341236 A JP 5341236A JP 34123693 A JP34123693 A JP 34123693A JP H07167620 A JPH07167620 A JP H07167620A
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- JP
- Japan
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- measuring
- measuring needle
- laser
- needle
- stylus
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- Pending
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- Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 安価な材質で測定針を構成しても測定針の変
形の影響を殆ど受けず、高精度な変位測定を可能にす
る。 【構成】 空気静圧軸受６によって測定針１０を移動可
能に保持する。測定針１０を中空状に形成し、その一端
に接触球２を取付部材７を介して配置し、取付部材７の
内面に反射ミラー４を配置する。測定針１０の内部に測
長用レーザ光５を導き、反射ミラー３で反射させる。
形の影響を殆ど受けず、高精度な変位測定を可能にす
る。 【構成】 空気静圧軸受６によって測定針１０を移動可
能に保持する。測定針１０を中空状に形成し、その一端
に接触球２を取付部材７を介して配置し、取付部材７の
内面に反射ミラー４を配置する。測定針１０の内部に測
長用レーザ光５を導き、反射ミラー３で反射させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高精度な測長計測が要
求される機器、例えば高さ測定機に用いて好適なレーザ
測定方法および測定針に関する。
求される機器、例えば高さ測定機に用いて好適なレーザ
測定方法および測定針に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、レーザ測長を用いて非球面レンズ
等の物体形状を高精度に測定する装置として、例えば特
公平１−４５８４２号公報に開示された物体形状測定装
置が知られている。この物体形状測定装置は、図４に示
すように測定針１の一端に設けた接触球２を被測定物３
に接触させ、他端に設けた反射ミラー４によって測長用
レーザ光５を反射し、この反射光と参照光とを重畳して
干渉縞を得ることによりに、測定針１の端面を直接レー
ザ測長するように構成したものである。測定針１は、空
気静圧軸受６によって支持されることにより、測定方向
にのみ摩擦力の影響を受けずに移動可能で、それ以外の
方向は拘束されており、一端には被測定物３に接触する
前記接触球２が取付部材７を介して取り付けられ、他端
には前記反射ミラー４が取り付けられており、その位置
を測長用レーザ光５で測長する。接触球２と反射ミラー
４は測定針１と取付部材７を介して一体化されているた
め、接触点の位置変動は測長用レーザ光５によって測定
することができる。本方式では、測長用レーザ光５の延
長上に接触球２が配置されているため、測定値にアッベ
誤差が生じない利点を有する。
等の物体形状を高精度に測定する装置として、例えば特
公平１−４５８４２号公報に開示された物体形状測定装
置が知られている。この物体形状測定装置は、図４に示
すように測定針１の一端に設けた接触球２を被測定物３
に接触させ、他端に設けた反射ミラー４によって測長用
レーザ光５を反射し、この反射光と参照光とを重畳して
干渉縞を得ることによりに、測定針１の端面を直接レー
ザ測長するように構成したものである。測定針１は、空
気静圧軸受６によって支持されることにより、測定方向
にのみ摩擦力の影響を受けずに移動可能で、それ以外の
方向は拘束されており、一端には被測定物３に接触する
前記接触球２が取付部材７を介して取り付けられ、他端
には前記反射ミラー４が取り付けられており、その位置
を測長用レーザ光５で測長する。接触球２と反射ミラー
４は測定針１と取付部材７を介して一体化されているた
め、接触点の位置変動は測長用レーザ光５によって測定
することができる。本方式では、測長用レーザ光５の延
長上に接触球２が配置されているため、測定値にアッベ
誤差が生じない利点を有する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の測定針１を用いて測長計測を行う場合、接触点
とレーザ測長を行っている反射ミラー４との間に測定針
１があるため、温度変化，外力等により測定針１が測長
方向に変形した場合、その変形量がそのまま測定誤差と
なってしまうという問題があった。また、熱変形を低減
する目的で、測定針１を低熱膨張ガラス−セラミックス
材や、鉄とニッケルとの合金材料であるインバー等の熱
変形の小さい材質で構成する場合もあるが、これらの材
質はいずれも加工性が非常に悪く、その製作には膨大な
費用がかかるという問題もあった。
た従来の測定針１を用いて測長計測を行う場合、接触点
とレーザ測長を行っている反射ミラー４との間に測定針
１があるため、温度変化，外力等により測定針１が測長
方向に変形した場合、その変形量がそのまま測定誤差と
なってしまうという問題があった。また、熱変形を低減
する目的で、測定針１を低熱膨張ガラス−セラミックス
材や、鉄とニッケルとの合金材料であるインバー等の熱
変形の小さい材質で構成する場合もあるが、これらの材
質はいずれも加工性が非常に悪く、その製作には膨大な
費用がかかるという問題もあった。
【０００４】したがって、本発明は上記したような従来
の問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするとこ
ろは、安価な材質で測定針を構成しても測定針の変形の
影響を殆ど受けず、高精度な変位測定を可能にしたレー
ザ測定方法および測定針を提供することにある。
の問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするとこ
ろは、安価な材質で測定針を構成しても測定針の変形の
影響を殆ど受けず、高精度な変位測定を可能にしたレー
ザ測定方法および測定針を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、第１の発明に係るレーザ測定方法は、レーザ測長を
利用したレーザ測定方法において、測定針を中空形状と
してその中に測長用レーザ光束を導き、測定針先端と測
定対象との接触点近傍位置にて前記レーザ光束を反射さ
せることにより、前記接触点近傍を直接測定するもので
ある。
め、第１の発明に係るレーザ測定方法は、レーザ測長を
利用したレーザ測定方法において、測定針を中空形状と
してその中に測長用レーザ光束を導き、測定針先端と測
定対象との接触点近傍位置にて前記レーザ光束を反射さ
せることにより、前記接触点近傍を直接測定するもので
ある。
【０００６】また、第２の発明は、レーザ測長に用いら
れる測定針において、測定針を中空形状とし、その内部
に測長用レーザ光の反射手段を、測定針先端と測定対象
との接触点近傍部に位置させて配置したものである。
れる測定針において、測定針を中空形状とし、その内部
に測長用レーザ光の反射手段を、測定針先端と測定対象
との接触点近傍部に位置させて配置したものである。
【０００７】
【作用】本発明によれば、測長用レーザ光を測定針の内
部に導き、測定針の接触点近傍を直接測定しているの
で、測定針自体が温度変化，外力等により測長方向に変
形しても、接触点近傍は殆ど変位しない。言い換えれ
ば、実際に測定したい位置の測長値には、その影響が測
定誤差として発生しない。
部に導き、測定針の接触点近傍を直接測定しているの
で、測定針自体が温度変化，外力等により測長方向に変
形しても、接触点近傍は殆ど変位しない。言い換えれ
ば、実際に測定したい位置の測長値には、その影響が測
定誤差として発生しない。
【０００８】
【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて
詳細に説明する。図１は本発明に係るレーザ測定を行う
ために用いられる測定針の一実施例を示す断面図であ
る。なお、図中図４と同一構成部材のものに対しては同
一符号をもて示し、その説明を省略する。同図におい
て、本実施例は空気静圧軸受６によって測定方向のみ移
動可能に保持される測定針１０を中空形状に形成し、そ
の内部に反射ミラー４を、接触球２に近接するようその
取付部材７の内面に沿って配設し、測長用レーザ光５を
測定針１０の内部に導くように構成したものである。
詳細に説明する。図１は本発明に係るレーザ測定を行う
ために用いられる測定針の一実施例を示す断面図であ
る。なお、図中図４と同一構成部材のものに対しては同
一符号をもて示し、その説明を省略する。同図におい
て、本実施例は空気静圧軸受６によって測定方向のみ移
動可能に保持される測定針１０を中空形状に形成し、そ
の内部に反射ミラー４を、接触球２に近接するようその
取付部材７の内面に沿って配設し、測長用レーザ光５を
測定針１０の内部に導くように構成したものである。
【０００９】測定に際しては、例えばシングルパスレー
ザ干渉測長装置（図示せず）から出射したレーザ光をビ
ームスプリッタによって２つの光束に分割し、その一方
を参照光（図示せず）、他方を測長用レーザ光５とし、
この測長用レーザ光５を測定針１内に導く。測長用レー
ザ光５は測定針１に入ると、反射ミラー４に当たって反
射し、同じ光路を通って戻り、検出器に入射する。ま
た、この検出器には前述の参照光も入射する。このた
め、測長用レーザ光５と参照光は互いに重ね合わされて
干渉し、検出器の撮像素子上に結像して干渉縞を形成す
る。そして、この干渉縞の明暗の変化を計測することに
より、干渉計と反射ミラー４間の変位、言い換えれば被
測定物３の形状を測定することができる。
ザ干渉測長装置（図示せず）から出射したレーザ光をビ
ームスプリッタによって２つの光束に分割し、その一方
を参照光（図示せず）、他方を測長用レーザ光５とし、
この測長用レーザ光５を測定針１内に導く。測長用レー
ザ光５は測定針１に入ると、反射ミラー４に当たって反
射し、同じ光路を通って戻り、検出器に入射する。ま
た、この検出器には前述の参照光も入射する。このた
め、測長用レーザ光５と参照光は互いに重ね合わされて
干渉し、検出器の撮像素子上に結像して干渉縞を形成す
る。そして、この干渉縞の明暗の変化を計測することに
より、干渉計と反射ミラー４間の変位、言い換えれば被
測定物３の形状を測定することができる。
【００１０】この時、本発明においては反射ミラー４を
接触球２と被測定物３との接触点に近接するよう取付部
材７の内面に配置しているので、測定針１自体が温度変
化，外力等により測長方向に変形しても、反射ミラー４
自体は殆ど変位しない。言い換えれば測長用レーザ光５
によって得られる測長値に対し、測定針１は何等影響を
与えず、取付部材７の変形のみ測定値に誤差を発生させ
る。したがって、測定針１をアルミニウム等の熱膨張係
数が大きく、安価で加工性のよい材料で製作することが
可能である。取付部材７は測定針１に比べて十分短いの
で、仮に測定針１と同一の材料を使用しても図４に示し
た従来の測定針１に比べて測長値に対する影響は遥かに
小さい。
接触球２と被測定物３との接触点に近接するよう取付部
材７の内面に配置しているので、測定針１自体が温度変
化，外力等により測長方向に変形しても、反射ミラー４
自体は殆ど変位しない。言い換えれば測長用レーザ光５
によって得られる測長値に対し、測定針１は何等影響を
与えず、取付部材７の変形のみ測定値に誤差を発生させ
る。したがって、測定針１をアルミニウム等の熱膨張係
数が大きく、安価で加工性のよい材料で製作することが
可能である。取付部材７は測定針１に比べて十分短いの
で、仮に測定針１と同一の材料を使用しても図４に示し
た従来の測定針１に比べて測長値に対する影響は遥かに
小さい。
【００１１】図２は本発明の他の実施例を示す断面図で
ある。この実施例は上記実施例で使用した反射ミラー４
の代わりにコーナーキューブ２０を反射手段と用いた例
を示すものである。コーナーキューブ２０は取付部材７
の内端面に凹設された凹部で構成され、その内面がアル
ミニウムの蒸着等によって反射面を形成し、測長用レー
ザ光５を再帰反射する。このような構成においては、取
付部材７が反射手段を兼用するため、部品点数を削減す
ることができる利点を有する。
ある。この実施例は上記実施例で使用した反射ミラー４
の代わりにコーナーキューブ２０を反射手段と用いた例
を示すものである。コーナーキューブ２０は取付部材７
の内端面に凹設された凹部で構成され、その内面がアル
ミニウムの蒸着等によって反射面を形成し、測長用レー
ザ光５を再帰反射する。このような構成においては、取
付部材７が反射手段を兼用するため、部品点数を削減す
ることができる利点を有する。
【００１２】図３はさらに本発明の他の実施例を示す断
面図である。この実施例は測定針１の一端にコーナーキ
ューブ３０を直接配設し、このコーナーキューブ３０の
先端接触球２を取り付けることにより、図１および図２
に示した取付部材７を省略したものである。このような
構成においては、取付部材７が必要でなくなるため、測
長位置と接触点がさらに近くなり、測定誤差を一層低減
することができる。
面図である。この実施例は測定針１の一端にコーナーキ
ューブ３０を直接配設し、このコーナーキューブ３０の
先端接触球２を取り付けることにより、図１および図２
に示した取付部材７を省略したものである。このような
構成においては、取付部材７が必要でなくなるため、測
長位置と接触点がさらに近くなり、測定誤差を一層低減
することができる。
【００１３】なお、上記実施例はいずれも接触球２と反
射手段を別個に製作して配置した例を示したが、本発明
はこれに何等特定されるものではなく、接触球２を設け
ず、反射手段であるコーナーキューブ３０の先端を被測
定物３の接触部として用いることも可能である。
射手段を別個に製作して配置した例を示したが、本発明
はこれに何等特定されるものではなく、接触球２を設け
ず、反射手段であるコーナーキューブ３０の先端を被測
定物３の接触部として用いることも可能である。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係るレーザ
測定方法および測定針によれば、測定針を中空状に形成
し、その中に測長用レーザ光を導き、測定針先端と測定
対象との接触点近傍を直接測定するようにしたので、測
定針自体が温度変化，外力等により測長方向に変形して
も、レーザ測長値に対する影響を小さくすることができ
る。したがって、測定針をアルミニウム等の熱膨張係数
が大きく、加工性のよい材料で製作しても、高精度に形
状測定が行え、また測定針を中空形状に形成することに
より、測定針全体の質量を軽くすることができるので、
測定針の被測定物に対する追随性が向上する。
測定方法および測定針によれば、測定針を中空状に形成
し、その中に測長用レーザ光を導き、測定針先端と測定
対象との接触点近傍を直接測定するようにしたので、測
定針自体が温度変化，外力等により測長方向に変形して
も、レーザ測長値に対する影響を小さくすることができ
る。したがって、測定針をアルミニウム等の熱膨張係数
が大きく、加工性のよい材料で製作しても、高精度に形
状測定が行え、また測定針を中空形状に形成することに
より、測定針全体の質量を軽くすることができるので、
測定針の被測定物に対する追随性が向上する。
【図１】本発明に係る測定針の一実施例を示す断面図で
ある。
ある。
【図２】本発明に係る測定針の他の実施例を示す図であ
る。
る。
【図３】本発明に係る測定針のさらに他の実施例を示す
図である。
図である。
【図４】従来の測定針の断面図である。
１ 測定針 ２ 接触球 ３ 被測定物 ４ 反射ミラー ５ 測長用レーザ光 ６ 空気静圧軸受 ７ 取付部材 １０ 測定針 ２０ コーナーキューブ ３０ コーナーキューブ
Claims (2)
- 【請求項１】 レーザ測長を利用したレーザ測定方法に
おいて、測定針を中空形状としてその中に測長用レーザ
光束を導き、測定針先端と測定対象との接触点近傍位置
にて前記レーザ光束を反射させることにより、前記接触
点近傍を直接測定することを特徴するレーザ測定方法。 - 【請求項２】 レーザ測長に用いられる測定針におい
て、測定針を中空形状とし、その内部に測長用レーザ光
の反射手段を、測定針先端と測定対象との接触点近傍部
に位置させて配置したことを特徴とする測定針。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5341236A JPH07167620A (ja) | 1993-12-13 | 1993-12-13 | レーザ測定方法および測定針 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5341236A JPH07167620A (ja) | 1993-12-13 | 1993-12-13 | レーザ測定方法および測定針 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07167620A true JPH07167620A (ja) | 1995-07-04 |
Family
ID=18344448
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5341236A Pending JPH07167620A (ja) | 1993-12-13 | 1993-12-13 | レーザ測定方法および測定針 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07167620A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008539410A (ja) * | 2005-04-26 | 2008-11-13 | レニショウ パブリック リミテッド カンパニー | 光学センサ付きの表面検出装置 |
| JP2009520955A (ja) * | 2005-12-23 | 2009-05-28 | アイシス・ゼントロニクス・ゲー・エム・ベー・ハー | 特に座標測定機に用いられる、物体の表面走査のための走査システム |
-
1993
- 1993-12-13 JP JP5341236A patent/JPH07167620A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008539410A (ja) * | 2005-04-26 | 2008-11-13 | レニショウ パブリック リミテッド カンパニー | 光学センサ付きの表面検出装置 |
| JP2013057671A (ja) * | 2005-04-26 | 2013-03-28 | Renishaw Plc | 光学センサ付きの表面検出装置 |
| USRE45211E1 (en) | 2005-04-26 | 2014-10-28 | Renishaw Plc | Surface sensing device with optical sensor |
| JP2009520955A (ja) * | 2005-12-23 | 2009-05-28 | アイシス・ゼントロニクス・ゲー・エム・ベー・ハー | 特に座標測定機に用いられる、物体の表面走査のための走査システム |
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