JPH11351817A - 変位射影測定方法と、その測定方法を利用した測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光センサーを利用して、回転する回転体の偏
芯量等の運動変位量を正確に測定することができるよう
にする。 【解決手段】 光源及び凸レンズ（４）からなる照明系
（２）、及び回転体（９）の射影（１０）を結像する受
光素子（７）を有する光センサー（６）からなる結像光
学系（５）、更にこの光センサーからの出力信号を増
幅、整流する電子回路系（８）から構成されるものであ
って、この照明系（２）と結像光学系（５）との間に配
置される回転体（９）の偏芯量を測定するにあたって、
その射影（１０）をマスク（１１）により光軸に対して
左右いずれか半分のみ遮断して、受光素子（７）上にそ
の残り半分のみしか結像させないようにすることで、回
転体（９）の射影（１０）の変化による受光面積の増減
が明確になって光センサー（６）の受光素子（７）の感
度が著しく向上するため、高速度で回転する回転体であ
っても正確にその偏芯量を測定することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、光線により生ず
る射影を利用して、偏芯あるいは振動運動する運動体、
又は揺らぎ運動を有する運動体のその運動による変位振
幅を測定する方法と、例えば電子回路の基板に対して穿
孔加工を施してなるスピンドルの偏芯量を測定してなる
スピンドル偏芯測定機のように、その測定方法を利用し
た測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、偏芯あるいは振動運動する運動
体、又は揺らぎ運動を有する運動体の変位振幅、例えば
電子回路の基板に対して穿孔加工を施してなるスピンド
ルの偏芯量を測定するような場合には、ハーフミラーを
透過して凸レンズにより収束された光線を測定対象物で
ある偏芯体に照射すると共に、この測定対象物であるス
ピンドルにより反射される光を、凸レンズの収束及びハ
ーフミラーによる反射によって光センサーの受光器に取
り込み、この光センサーの受光器の発生する電気信号を
増幅しつつその増減を測定することによって行うもの、
また測定対象物であるスピンドルに対して照明を当てつ
つカメラによってその画像を撮影し、このカメラによっ
て撮影したスピンドルの画像を画像処理装置を介して測
定してなるものの他、測定対象物であるスピンドルを磁
化すると共に、この磁化された振動体の偏芯によって生
じる磁気の乱れをホール素子やピックアップコイルによ
って検知し、このホール素子やピックアップコイルの発
生する電気信号を増幅して測定してなるものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の測定方法によって運動体、例えば電子回路の基板に
対して穿孔加工を施してなるスピンドルの偏芯量を測定
しようとする場合、まずハーフミラーを透過して凸レン
ズにより収束された光線を測定対象物であるスピンドル
に照射すると共に、この測定対象物であるスピンドルに
より反射される光を、凸レンズの収束及びハーフミラー
による反射によって光センサーの受光器に取り込み、こ
の光センサーの受光器の発生する電気信号を増幅しつつ
その増減を測定することによって、その偏芯量の測定を
行うものにあっては、測定対象物であるスピンドルが偏
芯することによって生じる焦点のずれに起因する反射す
る光線の光量の増減によって測定するものであるが、ス
ピンドルの変位振幅量と光センサーの受光器の発生する
信号量とは比例関係が成立することがないため、そのス
ピンドルの変位振幅量を具体的に表示するに当たっては
補正が必要になると共に、わずかな焦点のずれによって
もスピンドルの変位振幅量は大きな誤差を生じてしまう
ためスピンドルに対する焦点調整をきわめて正確に行わ
なければならず、その焦点調整作業が非常に困難なもの
となる欠点がある。

【０００４】また、測定対象物であるスピンドルに対し
て照明を当てつつカメラによってその画像を撮影し、こ
のカメラによって撮影した偏芯するスピンドルの画像か
ら画像処理装置を介して変位振幅量を測定してなるもの
にあっては、画像処理装置も含めた測定装置自体が大型
化してしまうので、測定作業を行うスペースを多く必要
とするものである上、微細なスピンドルの偏芯を測定す
るためには、その測定を行う画像処理装置の画像処理プ
ログラムにおいても高い処理能力が必要とされるものと
なることから、その作業空間の増大とコストの著しい上
昇を招いてしまうものである。

【０００５】更に、測定対象物であるスピンドルを磁化
すると共に、この磁化されたスピンドルの偏芯によって
生じる磁気の乱れをホール素子やピックアップコイルに
よって検知し、このホール素子やピックアップコイルの
発生する電気信号を増幅して振動体の変位振幅量を測定
してなるもの場合には、確かにスピンドルの偏芯による
磁気の乱れによってスピンドルの偏芯の変位振幅量を正
確に測定することができるものではあるが、このスピン
ドルの偏芯による磁気は非常に微弱であるため、正確な
測定を行おうとする場合には、このスピンドルの偏芯に
より生じる磁気の乱れに影響を及ぼす地磁気や測定作業
を行う周囲の磁場を完全に遮断する必要があり、このよ
うに地磁気や測定作業を行う周囲の磁場を遮断すること
は、様々な機材が存在するのが通常である現在の測定現
場の状況では非常に困難であり、またその地磁気や磁場
を仮に完全に遮断しようとすると、それに必要とされる
コストも非常に増大してしまうという問題もある。

【０００６】その一方で、このように上述した欠点や問
題に対応して、簡易かつ確実に測定対象物である例えば
スピンドルの偏芯による変位振幅量を測定しようとする
ために、光源及びこの光源から発生する光線を測定対象
物であるスピンドルに対して直交するように平行光とす
る凸レンズからなる照明系、及びこの偏芯により発生す
るスピンドルの射影の変化を光センサーの受光素子表面
に結像させてなる結像光学系を、光源からの光線の光軸
上に配置し、更にこの偏芯する回転体の射影の変化によ
り対応して光センサーの受光素子により発生する交流電
気信号を増幅し、整流した上でその偏芯量を表示する電
気回路系から構成されるものであって、上記照明系と光
学結像系との間に測定対象物であるスピンドルを配置し
た上で、照明系の光源から発生する平行光によって結像
光学系の光センサーの受光素子表面に対して偏芯する回
転体の射影を結像させて、この光センサーの受光素子の
発生する交流電気信号を感知して、増幅し整流すること
により、測定対象物であるスピンドルの偏芯による変位
振幅量を測定してなるものも考えられるが、受光素子表
面に対するスピンドルの射影の変化量は全体として変わ
らず、僅かなスピンドルの偏芯による射影が例えば左右
方向に移動するにしかすぎないため、この受光素子を有
する光センサーの発生する出力電気信号は極めて微弱な
ものとなり、これを電気的に増幅してもスピンドルの偏
芯による変位振幅量を正確に測定することができないと
いう欠点もある。

【０００７】そこで、この発明は上記従来のものの持つ
欠点や問題を改善するものであり、簡単な方法により、
光センサーと光線を利用して、光軸を有する平面に関し
て光軸に対して左右方向へ運動する運動体の運動による
射影の変位を正確に測定することにより、その運動体の
変位振幅量、例えば電子回路の基板に対して穿孔加工を
施してなるスピンドル等の偏芯による変位振幅量を正確
に測定することができるようにする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そのために、光源及びこ
の光源から発生する光線を測定対象物である運動体に対
して直交するように平行光とする凸レンズからなる照明
系、及びこの測定対象物である運動体の運動により発生
する運動体の射影の変位を光センサーの受光素子表面に
結像させてなる結像光学系を、光源からの光線の光軸上
に配置し、更にこの運動する運動体の射影の変位により
対応して光センサーの受光素子により発生する交流電気
信号を増幅し、整流した上でその変位量を測定する電子
回路系から構成されるものであって、上記照明系と結像
光学系との間に、光軸を有する平面に関して光軸に対し
て左右方向へ運動する測定対象物である運動体を配置し
た上で、照明系の光源から発生する平行光によって結像
光学系の光センサーの受光素子表面に結像することとな
る測定対象物である運動する運動体の射影の、左右いず
れか略半分をマスクにより遮断し、又は上記照明系から
発生する平行光によって運動する運動体の射影を結像さ
せてなる結像光学系の光センサーの有する受光素子を、
照明系乃至結像光学系に至るまでの光軸を略中心として
左右いずれか略半分のみを受光可能とするものとし、あ
るいは結像光学系の光センサーを、照明系及び測定対象
物である運動体とが配置される光軸よりも左右いずれか
にオフセットして配置することで、この結像光学系の光
センサーの受光素子表面において、測定対象物である運
動する運動体の射影の、運動体の左右いずれか略半分の
み結像させて測定してなるものである。

【０００９】又、同様に結像光学系の光センサーを光軸
を略中心として左右方向に並設することで、この並設さ
れる光センサーの有する受光素子に対して、各々測定対
象物である運動する運動体の射影を、左右いずれか略半
分ずつ結像させ、更に、電子回路系において、その運動
する運動体の射影の変位により対応して光センサーの受
光素子により発生する交流電気信号の位相をシフトさせ
ると共に加算、増幅して測定してなるものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】この発明の実施例である測定方法
によれば、マスクによって運動体の射影の左右いずれか
略半分を遮断すること、あるいは光センサーの受光素子
を光軸を略中心として左右いずれか略半分のみを受光可
能とすること、あるいは光センサーをオフセットして配
置することにより、交流電気信号を発生する光センサー
の受光素子表面には測定する対象物である運動体の左右
いずれか略半分の射影しか結像されないものであるが、
この測定対象物である運動体が運動した場合に、上記光
センサーの受光素子表面に対する、結像される左右いず
れか略半分の運動体の運動による射影の面積の増減の割
合は大きくなるため、その光センサーの受光素子表面に
おける運動体の運動によるこの運動体の射影によって変
化する受光面積に応じた光センサーの受光素子の出力電
気信号の交流成分の振幅は大きく、しかも明確に表出す
るので、正確に測定対象物である運動体の運動の変位量
を測定することができる。

【００１１】また、並設する光センサーの受光素子に対
して、各々対象物である運動体の射影を、その左右いず
れか略半分ずつ結像させて測定するものとすることで、
各々の光センサーの受光素子表面に対する、この受光素
子表面に結像される運動体の運動による射影の面積の増
減の割合は大きくなるものであって、その受光素子の受
光面積の増減に応じた光センサーの出力電気信号の交流
成分の振幅も大きくなることから、この並設される光セ
ンサーの出力電気信号の位相をシフトさせて合成するこ
とにより、その出力電気信号の交流成分の振幅をより増
幅させることができるから、より正確に運動体の運動の
変位量を測定することができるものとなる。

【００１２】

【実施例】この発明を図に示す実施例により更に説明す
る。図１において示す、（１）はこの発明の第１実施例
である回転体の偏芯測定方法であり、その測定方法
（１）は、第１図において示すように、光源であるラン
プ（３）及びこの光源であるランプ（３）から発生する
光線（図２において矢印で示す。）を測定対象物である
回転体（９）に対して直交するように平行光とする凸レ
ンズ（４）からなる照明系（２）、及びこの偏芯により
発生する回転体（９）の射影（１０）の変化を凹レンズ
（２２）を介して光センサー（６）の受光素子（７）
（図３において点で示す。）表面に結像させてなる結像
光学系（５）を光軸（点線で示す。）上に配置し、更に
この偏芯する回転体（９）の射影（１０）の変化により
対応して光センサー（６）の受光素子（７）により発生
する交流電気信号を増幅し、整流した上でその偏芯量を
表示する電子回路系（８）を設けて構成されるものであ
って、上記測定対象物である回転体（９）は、照明系
（２）と結像光学系（５）との間にその両者から独立し
て光軸上に保持した上で、光軸を有する平面に関して光
軸に対する左右方向への偏芯量、即ち回転体（９）の変
位振幅量（Ｌ）の測定を行うものである。

【００１３】そして、測定対象物である回転体（９）を
照明系（２）と結像光学系（５）との間に独立に保持し
た上で、その偏芯量、即ち回転体（９）の変位振幅量
（Ｌ）の測定を行うにあたっては、照明系（２）の光源
であるランプ（３）より凸レンズ（４）を介して発生す
る平行光によって、結像光学系（５）の光センサー
（６）の受光素子（７）表面に結像することとなる測定
対象物である偏芯する回転体（９）の射影（１０）の、
光軸を中心とした左右いずれか半分（図１乃至図３にお
いては右半分。）をマスク（１１）により遮断すると共
に、偏芯する回転体（９）の射影の残り半分の射影（１
０）のみを結像させてなるものである（図２及び図３参
照）。

【００１４】そのため、この発明の第１実施例である回
転体の偏芯測定方法（１）によって、回転体（９）、例
えば電子回路基板に穿孔加工を施す場合に使用されるス
ピンドル等の高速回転時における偏芯量、即ちスピンド
ル等の回転体（９）の変位振幅量（Ｌ）を測定した場合
には、表面照射される光線量に応じて電気信号を発生す
る光センサー（６）の受光素子（７）表面においては、
光センサー（６）前面に配設されるマスク（１１）によ
る遮断によって、測定対象物である回転体（９）の左側
半分の射影（１０）しか結像されないものであるが、こ
の測定対象物である回転体（９）が偏芯した場合に、上
記光センサー（６）の受光素子（７）表面に結像される
左側半分の回転体（９）の偏芯による射影（１０）の面
積の増減の割合は大きくなり、しかも回転体（９）の射
影（１０）の面積の増減が明確になることから、その光
センサー（６）の受光素子（７）表面における回転体
（９）の偏芯によるこの回転体（９）の射影（１０）に
よって変化する受光面積に応じた光センサー（６）の受
光素子（７）の出力電気信号の交流成分の振幅も大き
く、しかも明確に表出するので、正確に測定対象物であ
る回転体（９）の偏芯の変位振幅量（Ｌ）を測定するこ
とができるものとなる。

【００１５】また、図４において示す（１２）は、この
発明の第２実施例である回転体の偏芯測定方法であり、
この回転体の偏芯測定方法（１２）は、光源であるラン
プ（３）及びこの光源であるランプ（３）から発生する
光線（図５において矢印で示す。）を測定対象物である
回転体（９）に対して直交するように平行光とする凸レ
ンズ（４）からなる照明系（２）、及びこの偏芯により
発生する回転体（９）の射影（１０）の変化を凹レンズ
（２２）を介して光センサー（６’）の受光素子
（７’）表面に結像させてなる結像光学系（５）を光軸
（点線で示す。）上に配置し、更にこの偏芯する回転体
（９）の射影（１０）の変化により対応して光センサー
（６’）の受光素子（７’）により発生する交流電気信
号を増幅し、整流した上でその偏芯量を表示する電子回
路系（８）を設けて構成されるものであって、上記測定
対象物である回転体（９）は、照明系（２）と結像光学
系（５）との間にその両者から独立して保持した上で、
光軸を有する平面に関して光軸に対する左右方向への偏
芯量、即ち回転体（９）の変位振幅量（Ｌ）の測定を行
うものである。

【００１６】そして、測定対象物である回転体（９）を
独立に保持した上で、その偏芯量、即ち回転体（９）の
変位振幅量（Ｌ）の測定を行うにあたって、照明系
（２）の光源であるランプ（３）から発生する平行光に
よって偏芯する回転体（９）の射影（１０）を結像させ
てなる結像光学系（５）の光センサー（６’）の有する
受光素子（７’）表面を、照明系（２）乃至結像光学系
（５）に至るまでの光軸（点線で示す。）を中心として
左右いずれか半分（図４乃至図６においては左半分。）
のみを受光可能部（１３）（図６において点で示す。）
とするものとし、結像光学系（５）の光センサー
（６’）の受光素子（７’）表面において、その対象物
である偏芯する回転体（９）の射影（１０）を左側半分
のみ結像させてなるものである（図５及び図６参照）。

【００１７】そのため、この発明の第２実施例である回
転体の偏芯測定方法（１２）によって、回転体（９）、
例えば電子回路基板に穿孔加工を施す場合に使用される
スピンドル等の高速回転時における偏芯量、即ちスピン
ドル等の回転体（９）の変位振幅量（Ｌ）を測定した場
合には、その表面に対して照射される光線量に応じて交
流電気信号を発生する光センサー（６’）の受光素子
（７’）を、予め照明系（２）乃至結像光学系（５）に
至るまでの光軸（点線で示す。）を中心として左半分の
みを受光可能部（１３）（図６において点で示す。）と
しているため、測定対象物である回転体（９）の左側半
分の射影（１０）しか結像されないものとなるが、この
測定対象物である回転体（９）が偏芯した場合には、上
記光センサー（６’）の受光素子（７’）の受光可能部
（１３）表面に結像される左側半分の回転体（９）の偏
芯による射影（１０）の面積の増減の割合は大きく、し
かも回転体（９）の射影（１０）自体が明確になること
から、その光センサー（６’）の受光素子（７’）の受
光可能部（１３）表面における回転体（９）の偏芯によ
るこの回転体の射影によって変化する受光面積に応じた
光センサー（６’）の受光素子（７’）の出力電気信号
の交流成分の振幅も大きく、しかも明確に表出するの
で、正確に測定対象物である回転体（９）の偏芯の変位
振幅量（Ｌ）を測定することができるものとなる。

【００１８】更に、図７において示す（１４）は、この
発明の第３実施例である回転体の偏芯測定方法であり、
この回転体の偏芯測定方法（１４）は、光源であるラン
プ（３）及びこの光源であるランプ（３）から発生する
光線（図８において矢印で示す。）を測定対象物である
回転体（９）に対して直交するように平行光とする凸レ
ンズ（４）からなる照明系（２）、及びこの偏芯により
発生する回転体（９）の射影（１０）の変化を凹レンズ
（２２）を介して光センサー（６）の受光素子（７）
（図９において点で示す。）表面に結像させてなる結像
光学系（５）、更にこの偏芯する回転体（９）の射影
（１０）の変化に対応して光センサー（６）の受光素子
（７）により発生する交流電気信号を増幅し、整流した
上でその偏芯量を表示する電子回路系（８）により構成
されるものであって、上記測定対象物である回転体
（９）は、照明系（２）と結像光学系（５）との間にそ
の両者から独立して保持した上で、光軸を有する平面に
関して光軸に対する左右方向への偏芯量、即ち回転体
（９）の変位振幅量（Ｌ）の測定を行うものである。

【００１９】そして、上記照明系（２）と結像光学系
（５）との間に測定対象物である回転体（９）を独立に
保持した上で、その偏芯量、即ち回転体（９）の変位振
幅量（Ｌ）の測定を行うにあたっては、照明系（２）の
光源であるランプ（３）から凸レンズ（４）を介して発
生する平行光（図８において矢印で示す。）によって偏
芯する回転体（９）の射影（１０）を結像させてなる受
光素子（７）を有する結像光学系（５）の光センサー
（６）を、照明系（２）及び測定対象物である回転体
（９）とが配置させる光軸（点線で示す。）よりも左右
いずれかにオフセットして配置することで（図７乃至図
９においては左側へオフセットしている。）、結像光学
系（５）の光センサー（６）の受光素子（７）表面にお
いて、その測定対象物である偏芯する回転体（９）の射
影（１０）を左側半分のみ結像させてなるものである
（図８及び図９参照）。

【００２０】そのため、この発明の第３実施例である回
転体の偏芯測定方法（１４）によって、回転体（９）、
例えば電子回路基板に穿孔加工を施す場合に使用される
スピンドル等の高速回転時における偏芯量、即ちスピン
ドル等の回転体（９）の変位振幅量（Ｌ）を測定した場
合には、表面照射される光線量に応じて交流電気信号を
発生する光センサー（６）の受光素子（７）表面におい
ては、光センサー（６）が照明系（２）及び測定対象物
である回転体（９）とが配置させる光軸（点線で示
す。）よりも左側へオフセットして配置することによっ
て、測定対象物である回転体（９）の左側半分の射影
（１０）しか結像されないものとなるが、この測定対象
物である回転体（９）が偏芯した場合には、上記光セン
サー（６）の受光素子（７）表面に結像される左側半分
の回転体（９）の偏芯による射影（１０）の面積の増減
の割合は大きく、しかも回転体（９）の射影（１０）自
体が明確になることから、その光センサー（６）の受光
素子（７）表面における回転体（９）の偏芯によるこの
回転体の射影によって変化する受光面積に応じた光セン
サー（６）の受光素子（７）の出力電気信号の交流成分
の振幅も大きく、しかも明確に表出するので、正確に測
定対象物である回転体（９）の偏芯の変位振幅量（Ｌ）
を測定することができるものとなる。

【００２１】次に、図１０において示す（１５）は、こ
の発明の第４実施例である回転体の偏芯測定方法であ
り、この回転体の偏芯測定方法（１５）は、光源である
ランプ（３）及びこの光源であるランプ（３）から発生
する光線（図１１において矢印で示す。）を測定対象物
である回転体（９）に対して直交するように平行光とす
る凸レンズ（４）からなる照明系（２）、及びこの測定
対象物である回転体（９）の偏芯により発生する回転体
（９）の射影（１０）の変化を凹レンズ（２２）を介し
て光センサー（６）の受光素子（７）表面に結像させて
なる結像光学（５）系を光軸（点線で示す。）上に配置
し、更にこの偏芯する回転体（９）の射影（１０）の変
化に対応して光センサー（６）の受光素子（７）（図１
２において点で示す。）により発生する交流電気信号の
位相をシフトさせると共に加算、増幅した上でその偏芯
量を表示する電子回路系（８’）を設けて構成されるも
のであって、上記照明系（２）と結像光学系（５）との
間に測定対象物である回転体（９）をその両者から独立
して保持した上で、光軸を有する平面に関して光軸に対
する左右方向への偏芯量、即ち回転体（９）の変位振幅
量（Ｌ）の測定を行うものである。

【００２２】そして、上記照明系（２）と結像光学系
（５）との間に測定対象物である回転体（９）を独立に
保持した上で、その偏芯量、即ち回転体（９）の変位振
幅量（Ｌ）の測定を行うにあたっては、照明系（２）の
光源から発生する平行光によって偏芯する回転体（９）
の射影（１０）を結像させてなる結像光学系（５）の光
センサー（６）を、光軸を中心として左右方向に並設す
ることによって、この並設される各々の光センサー
（６）（６）の有する受光素子（７）（７）に対して、
各々測定対象物である偏芯する回転体（９）の射影（１
０）（１０）を左右半分ずつ結像させてなるものである
（図１１及び図１２参照）。

【００２３】そのため、この発明の第４実施例である回
転体の偏芯測定方法（１５）によって、回転体（９）、
例えば電子回路基板に穿孔加工を施す場合に使用される
スピンドル等の高速回転時における偏芯量、即ちスピン
ドル等の回転体（９）の変位振幅量（Ｌ）を測定した場
合には、並設する光センサー（６）（６）の受光素子
（７）（７）に対して、各々測定対象物である回転体
（９）の射影（１０）（１０）を左右半分ずつ結像させ
て測定するものであるので、この結像光学系（５）の各
々の光センサー（６）（６）の受光素子（７）（７）表
面に対する、この受光素子（７）（７）表面に結像され
る回転体（９）の偏芯による射影（１０）（１０）の面
積の増減の割合は大きく、しかも回転体（９）の射影
（１０）（１０）自体が明確になることから、その光セ
ンサー（６）の受光素子（７）における受光面積に応じ
た光センサー（６）の出力電気信号の交流成分の振幅も
大きく、しかも明確になる上、この並設される光センサ
ー（６）（６）の各交流出力電気信号の一方の位相をシ
フトさせるとともに、他の位相に加算して電子回路系
（８’）により合成することで、その光センサー（６）
（６）の出力電気信号の交流成分の振幅をより増幅させ
ることができるものとなって、より正確に測定対象物で
ある回転体（９）の偏芯の変位振幅量（Ｌ）を測定する
ことができるものとなる。

【００２４】なお、図１３において示される、以上で述
べた回転体の偏芯測定方法（１）（１２）（１４）又は
（１５）を利用する例えばスピンドルの偏芯測定機（１
６）においては、メインスイッチ（１７）、モード選択
スイッチ（１８）、変位振幅量の表示を行う表示部（１
９）及び測定対象物であるスピンドル（２１）を測定機
（１６）内に保持させる挿入孔（２０）からなるもので
あって、その測定方法（１）（１２）（１４）又は（１
５）を構成する照明系（２）、結像光学系（５）及び電
子回路系（８）あるいは（８’）を大いに小型化するこ
とことができるので、測定機（１６）自体も小型化する
ことができる上、光センサー（６）の受光素子（７）前
面に配置されたマスク（１１）により、あるいは光セン
サー（６’）の受光素子（７’）の加工、又は光センサ
ー（６）自体のオフセット配置により、測定対象物であ
るスピンドル（２１）の射影（１０）が左右いずれか半
分のみしか光センサー（６）（６’）の受光素子（７）
（７’）表面に結像しないものとなるが、逆にその測定
精度は著しく向上するものとなると共に、高速度で回転
するスピンドル（２１）の偏芯に対しても十分に対応す
ることができるものとなる。

【００２５】そして、上述したこの発明の実施例である
回転体の偏芯測定方法は、光センサー（６）から出力さ
れる交流電気信号を利用した回転計にも応用することが
でき、又、振動体の振幅や振動数の計測にも使用するこ
とができる。更には、光軸に対して垂直となる回転軸を
中心として、運動体を偏芯のない低速回転させることに
より、光センサー（６）の受光素子（７）表面における
運動体の射影の変化がもたらす出力電気信号の交流成分
の振幅を測定することによって、逆に運動体の表面形状
モニターとして応用することができるものである。

【００２６】

【発明の効果】以上のとおり、回転体の偏芯量を光セン
サーを利用して測定するにあたって、その光センサーの
受光素子に対して結像される測定対象物である回転体の
射影をその左右方向に半分のみ結像させることで、簡易
な方法で光センサーの受光素子の感度が著しく向上する
ので、回転体の偏芯量を正確に測定することができると
共に、その測定に際して高速度での回転にも十分に対応
することができるものとなる優れた効果を有するもので
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例である回転体の偏芯測定
方法の機構を示した模式図である。

【図２】第１実施例における機構要部の拡大模式図であ
る。

【図３】第１実施例における光センサーの受光素子に対
する回転体の射影の結像を示した図である。

【図４】この発明の第２実施例である回転体の偏芯測定
方法の機構を示した模式図である。

【図５】第２実施例における機構要部の拡大模式図であ
る。

【図６】第２実施例における光センサーの受光素子に対
する回転体の射影の結像を示した図である。

【図７】この発明の第３実施例である回転体の偏芯測定
方法の機構を示した模式図である。

【図８】第３実施例における機構要部の拡大模式図であ
る。

【図９】第３実施例における光センサーの受光素子に対
する回転体の射影の結像を示した図である。

【図１０】この発明の第４実施例である回転体の偏芯測
定方法の機構を示した模式図である。

【図１１】第４実施例における機構要部の拡大模式図で
ある。

【図１２】第４実施例における光センサーの受光素子に
対する回転体の射影の結像を示した図である。

【図１３】この発明の実施例であるスピンドルの偏芯測
定機の斜視図である。

【符号の説明】

１ （第１実施例の）回転体の偏芯測定方法 ２ 照明系 ３ ランプ ４ 凸レンズ ５ 結像光学系 ６、６’ 光センサー ７、７’ 受光素子 ８、８’ 電子回路系 ９ 回転体 １０ 射影 １１ マスク １２ （第２実施例の）回転体の偏芯測定方法 １３ 受光可能部 １４ （第３実施例の）回転体の偏芯測定方法 １５ （第４実施例の）回転体の偏芯測定方法 １６ スピンドルの偏芯測定機 １７ メインスイッチ １８ モード選択スイッチ １９ 表示部 ２０ 挿入孔 ２１ スピンドル ２２ 凹レンズ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源及びこの光源から発生する光線を測
   定対象物である運動体に対して直交するように平行光と
   する凸レンズからなる照明系、及びこの測定対象物であ
   る運動体の運動により発生する運動体の射影の変位を光
   センサーの受光素子表面に結像させてなる結像光学系
   を、光源からの光線の光軸上に配置し、更にこの運動す
   る運動体の射影の変位により対応して光センサーの受光
   素子により発生する交流電気信号を増幅し、整流した上
   でその変位量を測定する電子回路系から構成されるもの
   であって、上記照明系と結像光学系との間に、光軸を有
   する平面に関して光軸に対して左右方向へ運動する測定
   対象物である運動体を配置した上で、照明系の光源から
   発生する平行光によって結像光学系の光センサーの受光
   素子表面に結像することとなる測定対象物である運動す
   る運動体の射影の、左右いずれか略半分をマスクにより
   遮断して、運動する運動体の射影の残り略半分のみを結
   像させてなる変位射影測定方法。
2. 【請求項２】 マスクに代えて、照明系の光源から発生
   する平行光によって運動する運動体の射影を結像させて
   なる結像光学系の光センサーの有する受光素子表面を、
   照明系乃至結像光学系に至るまでの光軸を略中心として
   左右いずれか略半分のみを受光可能とするものとし、結
   像光学系の光センサーの受光素子表面において、その対
   象物である運動する運動体の射影を、左右いずれか略半
   分のみ結像させてなる上記請求項１記載の変位射影測定
   方法。
3. 【請求項３】 マスクに代えて、照明系の光源から発生
   する平行光によって運動する運動体の射影を結像させて
   なる受光素子を有する結像光学系の光センサーを、照明
   系及び測定対象物である運動体とが配置される光軸より
   も左右いずれかにオフセットして配置することで、結像
   光学系の光センサーの受光素子表面において、その測定
   対象物である運動する運動体の射影を、そのオフセット
   方向に略半分のみ結像させてなる上記請求項１記載の変
   位射影測定方法。
4. 【請求項４】 マスクに代えて、照明系の光源から発生
   する平行光によって運動する運動体の射影を結像させて
   なる結像光学系の光センサーを光軸を略中心として左右
   方向に並設することで、この並設される光センサーの有
   する受光素子に対して、各々対象物である運動する運動
   体の射影を、左右いずれか略半分ずつ結像させ、更に電
   子回路系において、その運動する運動体の射影の変位に
   より対応して光センサーの受光素子により発生する交流
   電気信号の位相をシフトさせると共に加算、増幅してな
   る上記請求項１記載の変位射影測定方法。
5. 【請求項５】 上記請求項１、２、３及び４記載のいず
   れかの測定方法を利用した運動体の変位射影測定装置。