JPS58105006A - 回転物体の回転中心位置検出方法 - Google Patents

回転物体の回転中心位置検出方法

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JPS58105006A
JPS58105006A JP20426081A JP20426081A JPS58105006A JP S58105006 A JPS58105006 A JP S58105006A JP 20426081 A JP20426081 A JP 20426081A JP 20426081 A JP20426081 A JP 20426081A JP S58105006 A JPS58105006 A JP S58105006A
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rotation center
polarizer
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JP20426081A
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JPS6237325B2 (ja
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Joji Matsuda
浄史 松田
Tomoaki Nagatoshi
永寿 伴章
Suketsugu Enomoto
祐嗣 榎本
Yoshitaro Yoshida
嘉太郎 吉田
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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Agency of Industrial Science and Technology
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    • GPHYSICS
    • 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
    • G01B11/26Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
    • G01B11/27Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes for testing the alignment of axes
    • G01B11/272Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes for testing the alignment of axes using photoelectric detection means

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  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は回転物体の回転中心位置を検出するための装
置に関するものである。工作機械において、被加工物の
平面状の加工面を超精密仕上げする場合には、通常その
加工面を工作機械に取付けて回転させ、刃物台に取りつ
けたダイヤモンドパー  1 − イト等を加工面の外周部から回転中心部に向けて進める
。而してこのバイト等を加工面の回転中心に向けて正確
に進めるためには、加工面の回転中心位置を検出して、
それを刃物台の制御にフィードバックさせればよいわけ
であるが、この加工面の回転中心位置を検出するための
装置としては未だ満足すべきものを得るに到っていない
この発明は上記のごとき事情に鑑みてなされたものであ
って、レーデドツプラ法を応用して高精度にかつ簡単に
回転面の回転中心を検出する事ができる回転中心位置検
出装置を提供することを目的とするものである。
この目的に対応して、この発明の回転物体の回転中心位
置検出装置は、レーザドツプラ用干渉縞発生装置と、顕
微鏡、及び干渉縞測定装置とを備え、前記レーザードツ
プラ用干渉縞発生装置によって発生したレーザードツプ
ラ用干渉縞を被測定物の表面に結像させ、前記干渉縞測
定装置によって前記被測定物の表面上の前記レーザドツ
プラ用−2− 干渉縞を測定するように構成した事を特徴としている。
以下、この発明の詳細を一実施例を示す図面について説
明する。
第1図において、1は回転中心位置検出装置である。回
転中心位置検出装置1は干渉縞発生装置2、顕微鏡3、
干渉縞測定装置4を備えている。干渉縞発生装[12は
レーザ発生装置5を備え、かっレーザ発生装置5からの
レーザの進行方向に順次ミラー6、ビームスプリッタ7
.2個のポラライザ8a 、 8b 、他のポラライザ
9、レンズ11を備えている。2個のポラライザ8a、
8bはビームスプリッタ7からの光束F、、 F2の光
量を一致させるためのものであり、他のポラライザ9は
ポラライザ8a 、 8bを使用したためにF、F光束
に生2 じた偏光状態の相違を一致させるためのものである。顕
微113は対物レンズを被測定面に対向させて配設され
る。被測定面12は工作物の仕上げ面であって、工作機
械のチャック等に挾みつけられて回転するものであり、
これがこの発明の装置に−3− よって回転中心位置を検出しようとする対象物である。
干渉縞測定装置4は光電管13.スペクトラムアナライ
ザ14を儀えている。
レーザ発生v装置5から発光したレーザ光はミラー6で
光路変換したのちビームスプリッタ7へ入射し、ここで
2つの光束F、、F2に分割する。光束F。
はポラライザ8aで光量調整され、さらにポラライザ9
で偏光調整されたのち、レンズ11を通して焦点位置O
に結像する。
一方晃束F2はポラライザ8bで光mll整され、ざら
にポラライザ9で偏光調整されたのち、レンズ11を通
して焦点位置0に結fIiする。したがって、この2つ
の光束F、、F2が焦点位置0で互いに重なり合い干渉
縞が生じる。
この焦点位SOにおける干渉縞は顕微鏡3を通して被測
定面12上に投影されるが、この干渉縞は回転移動する
被測定面12上の微小な凹凸によって散乱され、その光
が光電管13で光電変換され電気信号がスペクトラムア
ナライザ14によって解析される。
=  4 − 第2図に示す如く、周波数f、、f2の光が被測定面1
2上の被測定点に、その移動方向に各々(π/2)−β
、(π/2)+βの方向から入射したとすると、■を被
測定点の移動速度、λを波長とすると f、=f、 (1+ (Vsin β/λ))’2= 
fo (1(V sin β/λ))三光束差動型LD
Vのドツプラ信号周波数fはf −1f、−F21− 
(2Vsinβ)/λであるから、このfを測定するこ
とによって被測定点の速度Vを検出することができ、さ
らにこの速度v−0の点を求めれば、被測定面12の回
転中心位置を検出することができる。速度v=Oの点を
検出するためには第3図に示すごとく干渉縞の測定を、
被測定面12上のX方向の複数の任意点、及びY方向の
複数の任意点において行う。
なお、この第3図に示す如き検出操作において、被測定
面12上のX、Y方向の複数点での干渉縞の測定をより
簡略化することが望まれる場合及び被測定1ii12の
中心部近傍での測定がペデスタル−5= 成分の存在によって困難である場合には、干渉縞の測定
を第4図及び第5図に示す如く行ってもよい。すなわち
、被測定面12上のXY座標軸上に4個の干渉縞A、 
A’、 B、 B’が生ずるように干渉縞発生装置を構
成する。この様に4個の干渉縞A。
A′、B、B’を同時に被測定面12上に形成すれば、
それらの測定によりX軸上のB、B’点の速度が等しく
なり、かつY軸上のA、A’点の速度が等しくなる点を
被測定面12の回転中心位置として検出することが出来
る。この様な干渉縞A、A’、B。
B′の形成のためには、レーザ光を分割して必要数の多
光束を得る必要があり、そのためには、多光束ビームス
プリッタを必要とするが、この多光束ビームスプリッタ
を、多重露光したホログラムによって構成する事ができ
、これにともなってレーザドツプラ用干渉縞発生装置の
構成を簡単にすることができる。すなわち、第6図には
この発明の他の実施例に係わる回転中心位置検出装置1
aが示されており、この回転中心位置検出装置1aでは
、干渉縞発生装置2aがレーザ発生装置5と、−6− レーザ発生装置5からのレーザの進行方向に順次配置さ
れたミラー6、ミラー6a、レンズ15、レンズ16、
ホログラム1−1、及びレンズ17で構成されている。
レンズ15.16はビームエキスパンダを構成し、レー
ザビームは拡大して平行光束となったのちホログラムH
を照明する。ホログラムHからは複数の物体光が再生さ
れて、レンズ17を通り、焦点位置O′に集光して干渉
縞を形成する。
多光束ビームスプリッタとして機能するホログラムHを
作製する方法は次の通りである。すなわち、第7図及び
第8図に示す如く、角度の異なる4本の平行光束からな
る物体光01〜04を平行な4光束からなる参照ビーム
R1〜R4によって、ホログラムHに記録するが、その
際ホログラムを小ブロックにわけ、各部分に各物体光を
記録する。(全面に一度に記録することも可能だが、コ
ントラストや不必要な干渉がおこるのを防ぐためである
。)く1)まず物体光01を参照ビームR1とR2によ
って、ホログラムHのH,、H2のブロックに記録する
−7− 参照ビームRはブロックHを、また参照ビームR21 はブロックH7を照射し、物体光01はブロックH1゜
H2両方を照射する。
(2)同様に、物体光02を参照ビームR3,R4によ
ってブロックH3,H4に記録する。
(3)次に、第8図に示す如く、物体光o、、 o2の
中心光線を含む面と垂直な面内に物体光0.、0.の中
心光線をお(。
(4、)前と同様に、物体光o3を参照光R,,R4に
よって、ブロックH,,H4に記録する。
(5)物体光冑を参照ビームR2,R3によってブロッ
クH2,H3に記録する。
これらの操作によりブロックHに物体光OOl)   
        ビ   3 ブロツクH2に物体光0..04、ブロックHヨに物体
光02、 o4、ブロックH4に物体光Oえ、03が記
録された。
次に、これらを再生するときは第9図に示すように、こ
のホログラムHに参照ビームR2〜R1を包含するよう
な参照光R4゛あてると、ホログラムHの作製されてい
る部分から物体光0.−0.が再生される。このときひ
とつの物体光は二つの参照ビーム−8− によってホログラム記録されているので二つの平行に進
むビームとして再生される。従って二つづつ平行な4組
の平行に進むビームが再生されることになる。
この後方にレンズ17をおくことにより、−組の平行な
ビームは焦点上で1点に重なり干渉縞を形成する。ビー
ムは4組あるので4点に干渉縞が形成される。1ビーム
の参照光を4ビームに分割する場合には、第10図に示
すように2枚の平行平1、゛ 面板18.19を使用してもよく、また、第11図に示
す如く、2個のケスタープリズム21.22を使用して
もよい。なおホログラムにレンズ17の作用を同時に記
録させて、レンズ17を省略することも可能である。こ
の場合のホログラムHbの作製は、第12図に示すごと
くホログラムHbの記録をレンズ17の後方で行い、か
つ、こうして作製したホログラムH5をホログラムHに
代替する。また、第13図に示すごと(、ホログラムH
からの再生光をレンズ17を通してホログラムHcに他
の参照光R5を用いて記録し、こうして作製さ−   
 9   − れたホログラムH,をホログラム11に代替して使用す
る。
第14図及び第15図には、第3図に示す測定操作によ
ってそれぞれ被測定面のY=Oμ…、Y=300μmの
位置をX方向にスキャンして測定した結果のグラフであ
るが、それぞれX方向の距離とドツプラ信号周波数fと
が比例し、f−0となる点、すなわち回転中心位置が良
好に検出されることを確認することが出来る。
以上の説明から明らかな通り、この発明によれば高精度
に、かつ簡単に回転面の回転中心を検出することが出来
る回転中心位置検出装置を得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例に関わる回転中心位置検出
装置を示す構成説明図、第2図は干渉縞形成部位への光
束の入射角を示す説明図、第3図は被測定面上の測定部
位を示す説明図、第4図は他の実施例における干渉縞形
成部位を示す斜視説−10− 明図、第5図は他の実施例における干渉縞形成部位を示
す正面説明図、第6図はこの発明の他の実施例に係わる
回転中心位置検出装置を示す構成説明図、第7図は多重
露光ホログラムの作製過程を示す説明図、第8図は多重
露光ホログラムの他の作製過程を示す説明図、第9図は
多重露光ホログを示す説明図、第13図はレンズ効果を
記録した他のホログラムの作製操作を示す説明図、第1
4図は測定結果を示すグラフ、及び第15図は測定結果
を示すグラフである。 1.18・・・回転中心位置検出装置  2.2b・・
・干渉縞発生装置  3・・・顕微1t4・・・干渉縞
測定装置  12・・・被測定面  H,Ha 、Hb
 。 Hc・・・ホログラム −11− 第1図 第14図 箆15図 l、事件の表示 昭和54 年特許願第 ””@O号 2 発明の名称 回転物体の回転中心位置検出装置 3、補正をする者 事件との関係  特許出願人 住  所  東京都千代田区霞が関1丁目3番1号(1
14)氏  名  工業技術院長  石 坂 誠 −4
指定代理人  〒305 5、補正命令の日付 昭和!1丁年3月6日 6 補正の対象 明細書 7 補正の内容 別紙の通りL明細書の浄書 (内容に変更なし)139

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. レーザドツプラ用干渉縞発生装置と、顕微鏡、及び干渉
    縞測定装置とを備え、前記レーザドツプラ用干渉縞発生
    装置によって発生したレーザドツプラ用干渉縞を被測定
    物の表面に結像させ、前記干渉縞測定装置によって前記
    被測定物の表面上の前記レーザドツプラ用干渉縞を測定
    するように構成した事を特徴とする回転物体の回転中心
    位置検出装置。
JP20426081A 1981-12-17 1981-12-17 回転物体の回転中心位置検出方法 Granted JPS58105006A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20426081A JPS58105006A (ja) 1981-12-17 1981-12-17 回転物体の回転中心位置検出方法
US06/424,629 US4529310A (en) 1981-12-17 1982-09-27 Device for detection of center of rotation of rotating object

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20426081A JPS58105006A (ja) 1981-12-17 1981-12-17 回転物体の回転中心位置検出方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS58105006A true JPS58105006A (ja) 1983-06-22
JPS6237325B2 JPS6237325B2 (ja) 1987-08-12

Family

ID=16487510

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JP20426081A Granted JPS58105006A (ja) 1981-12-17 1981-12-17 回転物体の回転中心位置検出方法

Country Status (1)

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JP (1) JPS58105006A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6015503A (ja) * 1983-07-08 1985-01-26 Res Dev Corp Of Japan 非接触直径測定方法及び装置
JPS61159104A (ja) * 1984-12-29 1986-07-18 Omron Tateisi Electronics Co 回転中心検出装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6015503A (ja) * 1983-07-08 1985-01-26 Res Dev Corp Of Japan 非接触直径測定方法及び装置
JPS61159104A (ja) * 1984-12-29 1986-07-18 Omron Tateisi Electronics Co 回転中心検出装置

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Publication number Publication date
JPS6237325B2 (ja) 1987-08-12

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