JPH0755437A - 光学式伸び計用カメラ - Google Patents

光学式伸び計用カメラ

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JPH0755437A
JPH0755437A JP20781793A JP20781793A JPH0755437A JP H0755437 A JPH0755437 A JP H0755437A JP 20781793 A JP20781793 A JP 20781793A JP 20781793 A JP20781793 A JP 20781793A JP H0755437 A JPH0755437 A JP H0755437A
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達也 佐々木
Shigemi Masuno
茂美 増野
Masaya Yabe
正也 矢部
Toshiyuki Inoue
利幸 井上
Toshihiro Ikuma
敏弘 生熊
Sumio Yajima
寿美雄 矢島
Tsutomu Iida
飯田  勉
Yasuo Komatsu
保雄 小松
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/16Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. optical strain gauge

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】測定対象物5における複数の指標A,Bの間隔
の変化に対して許容度の大きい光学式伸び計用カメラを
実現する。 【構成】伸びを測定される測定対象物5と一体の複数の
指標A,Bの像を所定倍率で所定の平面4上に結像させ
る結像光学系1と、平面4に受光面を一致させ、且つ、
受光面相互が測定対象物5の伸びの方向に対応して連続
するように密接して配備された3以上の位置検出器2
A,2B,2Cと、結像光学系1と位置検出器2A,2
B,2Cとを保持し、計測時には測定対象物に対して不
動のケース3とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は光学式伸び計用カメラ
に関する。
【0002】
【従来の技術】測定対象物の物理的な伸びを光学的に測
定するのに、測定対象物に印し付けられた複数の指標の
像を結像光学系により位置検出器上に結像させ、伸びの
前後における上記指標の像の変位量を測定して「伸び
量」を算出することが行われており、測定対象物の指標
の像を位置検出器上に結像させて読み取るのに「光学式
伸び計用カメラ」が用いられる。
【0003】光学式伸び計用カメラは基本的には「測定
対象物に一体的な複数の指標の像を結像する結像光学系
と、この結像光学系による指標像の位置を検出する位置
検出器と」を有していれば良い。
【0004】測定対象物に印し付けられる複数の指標
は、測定対象物の物性に応じて、その数や間隔が設定さ
れるが、多くの種類の測定対象物に就いて適切な伸び量
測定を行い得るためには、指標間の最大間隔の変化に対
する許容度はなるべく大きいことが望ましい。
【0005】例えば、位置検出器として受光素子数が1
0000個で全長:70mmのラインセンサを用い、分
解能:3.5μm以上で伸び量を測定しようとすると、
結像光学系の結像倍率は2倍以上であることが必要であ
る。するとこの場合、測定対象物に印し付けられた指標
の最大間隔が35mm以上となると、伸び測定は原理的
に不可能である。
【0006】指標間の最大間隔が大きくても伸び量測定
を可能にした光学式伸び計用カメラとしては、特開平4
−204106号公報や特開昭63−61106号公報
開示のものが良く知られている。
【0007】上記特開平4−20416号公報開示の光
学式伸び計用カメラは、測定対象物に印し付けられた指
標の個々の像を、別個の結像光学系で位置検出器上に結
像させるので、指標の数に応じた結像光学系が必要であ
り、カメラがコスト高になるし、個々の結像光学系の結
像性能や倍率を正確に調整しないと正確な測定ができな
いという問題がある。
【0008】特開昭63−61106号公報記載の発明
では、1対のラインセンサを用い、各ラインセンサごと
に指標像の位置を検出するので、指標間の最大間隔はラ
インセンサ1個の場合の2倍になるが、実用的にはそれ
でも十分でない場合がある。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】この発明は上述した事
情に鑑みてなされたものであって、測定対象物に一体の
複数の指標の最大間隔の変化に対して許容度の大きい新
規な光学式伸び計用カメラの提供を目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】この発明の光学式伸び計
用カメラは「測定対象物の物理的な伸びを測定するため
のカメラ」である。
【0011】請求項1記載の光学式伸び計用カメラは、
結像光学系と、3以上の位置検出器と、ケースとを有す
る。「結像光学系」は、伸びを測定される測定対象物と
一体の複数の指標の像を所定倍率で所定の平面上に結像
させる。指標が「測定対象物と一体」であるとは、指標
が測定対象物に印し付けられてもよいし、LED等を指
標として測定対象物に一体的に付加してもよいことを意
味する。
【0012】「3以上の位置検出器」は、結像光学系に
より指標像が結像される所定の平面に受光面を一致さ
せ、且つ、受光面相互が測定対象物の伸びの方向に対応
して、連続するように密接して配備される。即ち、3以
上の位置検出器は同一平面上に配備される。「ケース」
は、結像光学系と3以上の位置検出器とを保持し、計測
時には測定対象物に対して不動である。
【0013】請求項2記載の光学式伸び計用カメラは、
結像光学系と、2以上の位置検出器と、調整手段と、ケ
ースとを有する。「結像光学系」は、伸びを測定される
測定対象物と一体の複数の指標の像を所定倍率で所定の
平面上に結像させる。「2以上の位置検出器」は、上記
所定の平面に受光面を一致させ、且つ、受光面相互の間
隔を測定対象物の伸びの方向に調整可能に配備される。
【0014】「調整機構」は、上記2以上の位置検出器
の間隔を調整する機構である。調整機構による調整は手
動により行うようにしてもよいし、外部から自動的に制
御するようにしても良い。
【0015】「ケース」は、結像光学系と2以上の位置
検出器と調整手段とを保持し、計測時には測定対象物に
対して不動である。
【0016】上記請求項1または2に記載された光学式
伸び計用カメラに用いられる「位置検出器」としては、
前述の特開平4−204106号公報に開示された半導
体位置検出器(PSD)を用いても良いし、ラインセン
サを用いても良い。位置検出器として「ラインセンサ」
を用いる場合は、結像光学系の結像倍率を「所望の分解
能とラインセンサの受光素子の配列ピッチと」に応じて
設定することが出来る(請求項3)。
【0017】なお、この発明の光学式伸び計用カメラに
は、測定対象物を照明するための専用の光源(各種ラン
プやLED,LD等)を一体的に付加することもでき
る。
【0018】
【作用】この発明に於いては、複数の位置検出器は結像
光学系の像面である同一平面上に配備されるから、3以
上の位置検出器を連続的に配備することが可能である
し、2以上の位置検出器の間隔を同一平面上で調整する
ことも可能である。
【0019】
【実施例】以下、具体的な実施例を説明する。図1は請
求項1,3記載の光学式伸び計用カメラの1実施例を要
部のみ説明図的に略示している。
【0020】符号1は「結像光学系」としての結像レン
ズを示す。符号2A,2B,2Cで示す3個のラインセ
ンサは「位置検出器」として用いられている。また、符
号3はケースを示す。さらに、符号5は測定対象物を示
す。測定対象物5は、図の上下方向へ「引張り力」を作
用され、同引張り力による伸びが測定される。ケース3
は、結像レンズ1の光軸および伸び測定方向に平行な平
面による断面の端面が示されている。
【0021】結像レンズ1は、この実施例において固定
焦点レンズであり、鎖線で示す結像面4(所定の平面)
に所定倍率の像を結像する。即ち、測定時には、このよ
うな結像関係が成立するように、ケース3の位置を測定
対象物5に対して不動に保つのである。3個のラインセ
ンサ3A,3B,3Cは、受光素子の配列ラインを図の
上下方向(測定対象物5の伸びの方向に対応)にして、
互いに密接して配備され、各ラインセンサの受光面は結
像面4に合致している。
【0022】測定対象物5には2つの指標A,Bが印し
付けられているが、引張り力が作用していない状態、即
ち測定対象物5の自然状態では、指標Aからの光は結像
レンズ1によりラインセンサ2Aの受光面上の位置A1
に結像する。同様に、測定対象物5の自然状態におい
て、指標Bからの光は結像レンズ1によりラインセンサ
2Cの受光面上の位置B1に結像する。各ラインセンサ
2A,2B,2Cの出力は「カメラ出力」として、図示
されない演算系(コンピュータ等)に送られる。
【0023】測定対象物5の一端(図の上端)を固定
し、他端に引張り力を作用させると、測定対象物5は図
の下方へ向かって引き伸ばされ、指標A,Bはそれぞ
れ、符号A’,B’で示す位置へと変位し、この変位に
応じ、これら指標の像の位置はそれぞれラインセンサ2
A,2C上で位置:A2,B2へ変位する。
【0024】従って、引張り力の作用の前後におけるラ
インセンサ2A,2Cの出力から、測定対象物5の伸び
に伴う指標像の変位量:ΔA,ΔBを検出できる。一般
に、ΔA<ΔBであり、指標A,B間の「伸び量:Δ
L」は、結像レンズ1の結像倍率:Mと上記変位量:Δ
A,ΔBを用いて、例えば、量:(ΔB−ΔA)/Mを
演算することにより得ることができる。さらに、ΔL
と、自然状態における指標A,Bの間隔:Lを用いれ
ば、伸び率をΔL/Lとして算出できるし、これらと引
張り力とからヤング率等をも算出することが可能であ
る。
【0025】なお、説明中の例では、ラインセンサ2B
の出力は演算に利用されないので、必要に応じてライン
センサ2Bはオフ状態にしておいてもよい。逆に、測定
対象物における指標の間隔が小さい場合には、伸び測定
をラインセンサ2Bのみで実行することができる場合も
あり、このような場合には必要に応じ、ラインセンサ2
A,2Cをオフ状態として測定を実行しても良い。指標
A,Bの位置関係によっては、ラインセンサ2Aと2
B、或いはラインセンサ2Bと2Cとにより測定を行う
こともできることは言うまでもない。
【0026】ラインセンサ2A,2B,2Cとして、前
述の「受光素子数:10000個,全長70mm」のも
のを用い、結像レンズ1の結像倍率を2倍に設定すれ
ば、指標A,B間の伸び量を、分解能:3.5μmで測
定できる。このとき、位置検出器の受光面の、「測定対
象物5の伸びの方向」における長さは210mmである
から、この範囲に結像できる指標間隔の最大長さは10
5mmであり、余裕をみても、指標間隔:90mmまで
の測定対象物の伸びを測定可能であり、指標間隔の下限
値には制限がない。必要に応じて、位置検出器の配列数
を増やせば、測定可能な指標間隔の最大値をさらに増大
できる。
【0027】図2(a)は、請求項2,3記載の光学式
伸び計用カメラの1実施例を示している。符号10は結
像光学系としての結像レンズ、符号21,22は位置検
出器としてのラインセンサ、符号30はケース、符号6
0は調整機構を示している。
【0028】結像レンズ10はケース30により、測定
時には測定対象物(図2に図示されず)の指標の像を結
像面40上に結像するように保たれる。ラインセンサ2
1,22は、結像面40に受光面を一致させ、受光素子
の配列ラインを測定対象物の伸びの方向(図の上下方
向)にし、且つ、受光面相互の間隔を測定対象物の伸び
の方向に調整可能にして調整機構60に保持されてい
る。
【0029】この実施例における調整機構60を、図2
(b)を参照して説明する。ラインセンサ21は保持体
200に固定的に保持され、ラインセンサ22は保持体
300に固定的に保持されている。保持体200,30
0は、図示されない支持機構に支持されて図の左右方向
(図2(a)の上下方向に対応)へ摺動自在であり、互
いに近接する端部側にはラックが形成され、これらラッ
クはピニヨン62と噛み合っている。
【0030】ピニヨン62は図2(a)の調整摘み61
により回転させることができるようになっており、従っ
て、調整摘み61により手動でラインセンサ21,22
の受光面相互の間隔を「測定対象物の伸びの方向」に調
整することができる。このようにラインセンサ21,2
2の受光面相互の間隔を調整できるから、測定対象物に
おける指標の間隔に応じて、ラインセンサ21,22の
受光面位置を測定に最も適した位置に設定できる。上記
間隔の調整の最大幅をX、ラインセンサ21,22の受
光面長さをY、結像レンズ10の結像倍率をMとすれ
ば、ラインセンサ21,22で受光できる最大の指標幅
は(X+2Y)/Mとなり、非常に大きな指標間隔まで
測定可能である。また指標間隔の測定可能な下限値には
限界がない。
【0031】上には、変位可能な位置検出器が2個であ
る場合を説明したが、3個以上の位置検出器を変位可能
としても良いし、あるいは、図1の実施例のように3個
のラインセンサ2A,2B,2Cを用いる場合、ライン
センサ2Bは固定し、ラインセンサ2Bに対して、ライ
ンセンサ2A,2Cを図の上下方向へ変位可能であるよ
うにしても良い。
【0032】結像光学系としても前述の固定焦点レンズ
に代えて可変焦点レンズもしくは焦点距離切り換え可能
なレンズを用いることが出来、このようにすると測定対
象物あるいは指標間隔に応じて測定可能なもしくは測定
に適した分解能や結像倍率を設定できる。
【0033】
【発明の効果】以上に説明したように、この発明によれ
ば新規な光学式伸び計用カメラを提供できる。この発明
の光学式伸び計用カメラは上記の如き構成となっている
ので、指標間隔の異なる広範な測定対象物に対して伸び
の測定が可能である。また請求項2記載の光学式伸び計
用カメラでは少ない数の位置検出器で、指標間隔の大き
な範囲に対処することができる。
【0034】また、この発明の光学式伸び計用カメラ
は、構造が簡素であり低コストで実現することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1,3記載の発明の1実施例を説明する
ための図である。
【図2】請求項2,3記載の発明の1実施例を説明する
ための図である。
【符号の説明】
1 結像レンズ(結像光学系) 2A,2B,2C ラインセンサ(位置検出器) 3 ケース 4 結像面(所定の平面) 5 測定対象物 A,B 指標
フロントページの続き (72)発明者 佐々木 達也 神奈川県平塚市黒部丘1番31号・日本たば こ産業株式会社生産技術開発センター内 (72)発明者 増野 茂美 神奈川県平塚市黒部丘1番31号・日本たば こ産業株式会社生産技術開発センター内 (72)発明者 矢部 正也 神奈川県三浦郡葉山町堀内639 (72)発明者 井上 利幸 長野県諏訪市大字中洲4600番地・日新工機 株式会社内 (72)発明者 生熊 敏弘 長野県諏訪市大字中洲4600番地・日新工機 株式会社内 (72)発明者 矢島 寿美雄 長野県諏訪市大字中洲4600番地・日新工機 株式会社内 (72)発明者 飯田 勉 長野県諏訪市大字中洲4600番地・日新工機 株式会社内 (72)発明者 小松 保雄 長野県諏訪郡下諏訪町5329番地・株式会社 三協精機製作所内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】伸びを測定される測定対象物と一体の複数
    の指標の像を所定倍率で所定の平面上に結像させる結像
    光学系と、 上記所定の平面に受光面を一致させ、且つ、受光面相互
    が測定対象物の伸びの方向に対応して、連続するように
    密接して配備された3以上の位置検出器と、 上記結像光学系と3以上の位置検出器とを保持し、計測
    時には測定対象物に対して不動のケースとを有する光学
    式伸び計用カメラ。
  2. 【請求項2】伸びを測定される測定対象物と一体の複数
    の指標の像を所定倍率で所定の平面上に結像させる結像
    光学系と、 上記所定の平面に受光面を一致させ、且つ、受光面相互
    の間隔を測定対象物の伸びの方向に調整可能に配備され
    た2以上の位置検出器と、 上記2以上の位置検出器の間隔を調整する調整機構と、 上記結像光学系と2以上の位置検出器と調整機構とを保
    持し、計測時には測定対象物に対して不動のケースとを
    有する光学式伸び計用カメラ。
  3. 【請求項3】請求項1または2記載の光学式伸び計用カ
    メラにおいて、 位置検出器がラインセンサであり、結像光学系の結像倍
    率が、所望の分解能とラインセンサの受光素子の配列ピ
    ッチとに応じて設定されていることを特徴とする光学式
    伸び計用カメラ。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998021547A1 (en) * 1996-11-13 1998-05-22 Noranda Inc. Optical strain sensor and method for the measurement of microdeformations
NL1011035C2 (nl) * 1999-01-15 2000-07-18 Kema Nv Werkwijze en inrichting voor het meten van in-vlak verplaatsingen.
US6164881A (en) * 1996-07-23 2000-12-26 Toko, Inc. Machine tool
CN109991082A (zh) * 2019-03-28 2019-07-09 武汉东湖学院 一种杨氏模量测量装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110806181A (zh) * 2019-10-30 2020-02-18 河海大学 基于彩色相机的高精度光学引伸计及测量方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6164881A (en) * 1996-07-23 2000-12-26 Toko, Inc. Machine tool
WO1998021547A1 (en) * 1996-11-13 1998-05-22 Noranda Inc. Optical strain sensor and method for the measurement of microdeformations
NL1011035C2 (nl) * 1999-01-15 2000-07-18 Kema Nv Werkwijze en inrichting voor het meten van in-vlak verplaatsingen.
WO2000042382A1 (en) * 1999-01-15 2000-07-20 N.V. Kema Method and apparatus for measuring of displacements within a plane
CN109991082A (zh) * 2019-03-28 2019-07-09 武汉东湖学院 一种杨氏模量测量装置
CN109991082B (zh) * 2019-03-28 2024-03-08 武汉东湖学院 一种杨氏模量测量装置

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