JPS5952962B2 - 測定装置 - Google Patents
測定装置Info
- Publication number
- JPS5952962B2 JPS5952962B2 JP15708378A JP15708378A JPS5952962B2 JP S5952962 B2 JPS5952962 B2 JP S5952962B2 JP 15708378 A JP15708378 A JP 15708378A JP 15708378 A JP15708378 A JP 15708378A JP S5952962 B2 JPS5952962 B2 JP S5952962B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hole
- measured
- focal points
- diameter
- light
- 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.)
- Expired
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- Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は光を利用して被測定物に形成された孔の径や
同心度などを測定する測定装置に関する。
同心度などを測定する測定装置に関する。
たとえば被測定物としての機械部品の組立て工程におい
て、この機械部品に同心的に形成された２つの孔の同心
度および径を測定する場合、同心度の測定においてはそ
の部品専用の特殊なゲージを用いなければ測定不可能で
あり、径の測定においてはマイクロメータ、ダイヤルゲ
ージあるいは専用ゲージを用いなけれｂらない。
て、この機械部品に同心的に形成された２つの孔の同心
度および径を測定する場合、同心度の測定においてはそ
の部品専用の特殊なゲージを用いなければ測定不可能で
あり、径の測定においてはマイクロメータ、ダイヤルゲ
ージあるいは専用ゲージを用いなけれｂらない。
しかしながら、このような測定手段によると、人手によ
つて測定を行なわなければならないから、多くの手間が
掛かるとともに個人差などにより高い精度が得られない
。
つて測定を行なわなければならないから、多くの手間が
掛かるとともに個人差などにより高い精度が得られない
。
また、測定すべき孔の位置が上記各種の測定器を挿入で
きる状態にあればよいが、挿入不可能な状態であると、
全く測定することができないなどの不都合が生じる。こ
の発明は上記事情にもとづきなされたもので、その目的
とするところは、振動する光を複数の焦点をもつホログ
ラフィックレンズに入射させて被測定物を照射し、この
被測定物からの反射光がもつ信号を解析することによつ
てたとえば被測定物に形成された２つの孔の同心度や径
などを測定するようにして、測定を高精度かつ自動的に
行なえ、しかも測定すべき個所の位置などに大きな制限
を受けずに測定することができるようにした測定装置を
提供することにある。以下、この発明の一実施例を図面
にもとづいて説明する。
きる状態にあればよいが、挿入不可能な状態であると、
全く測定することができないなどの不都合が生じる。こ
の発明は上記事情にもとづきなされたもので、その目的
とするところは、振動する光を複数の焦点をもつホログ
ラフィックレンズに入射させて被測定物を照射し、この
被測定物からの反射光がもつ信号を解析することによつ
てたとえば被測定物に形成された２つの孔の同心度や径
などを測定するようにして、測定を高精度かつ自動的に
行なえ、しかも測定すべき個所の位置などに大きな制限
を受けずに測定することができるようにした測定装置を
提供することにある。以下、この発明の一実施例を図面
にもとづいて説明する。
図中１はレーザ発振器である。このレーザ発振器１から
出力されたレーザ光Ｌは、偏向器２で反射してエクスパ
ンダ３に入射する。上記偏向器２は、図示せぬ振動器で
一定の振動が与えられるようになつている。した、がつ
て、偏向器２で反射したレーザ光Ｌは、図中矢印のごと
く入射方向を一定の振幅で変化させて、つまり振動しな
がらエクスパンダ３に入射する。このエクスパンダ３か
ら出たレーザ光Ｌは、凸レンズ４を介してホログラフィ
ックレンズ５に入射する。このホログラフィックレンズ
５は、ホログラフイーによつて上記レーザ光Ｌが複数の
焦点を結ぶように形成されている。すなわち、この実施
例においては、第２図に示すようにホロダラフイツクレ
ンズ５の一側面から距離Ｆ、の位置に間隔ａの寸法で２
つの焦点ｆ、、ｆ。が結ばれ、距離Ｆ。の位置に間隔を
の寸法で２つの焦点ｆ。、ｆ、が結ばれるように形成さ
れている。なお、レーザ光Ｌのうち、その一部の０次光
はホログラフィックレンズ５の作用を受けずに透過し、
他の光が回折現象により４つの焦点ｆ１〜Ｆ４を結ぶ。
また、上記ホログラフイツクレンズ５と対向して被測定
５Ｉ！Ｊ６が配設される。
出力されたレーザ光Ｌは、偏向器２で反射してエクスパ
ンダ３に入射する。上記偏向器２は、図示せぬ振動器で
一定の振動が与えられるようになつている。した、がつ
て、偏向器２で反射したレーザ光Ｌは、図中矢印のごと
く入射方向を一定の振幅で変化させて、つまり振動しな
がらエクスパンダ３に入射する。このエクスパンダ３か
ら出たレーザ光Ｌは、凸レンズ４を介してホログラフィ
ックレンズ５に入射する。このホログラフィックレンズ
５は、ホログラフイーによつて上記レーザ光Ｌが複数の
焦点を結ぶように形成されている。すなわち、この実施
例においては、第２図に示すようにホロダラフイツクレ
ンズ５の一側面から距離Ｆ、の位置に間隔ａの寸法で２
つの焦点ｆ、、ｆ。が結ばれ、距離Ｆ。の位置に間隔を
の寸法で２つの焦点ｆ。、ｆ、が結ばれるように形成さ
れている。なお、レーザ光Ｌのうち、その一部の０次光
はホログラフィックレンズ５の作用を受けずに透過し、
他の光が回折現象により４つの焦点ｆ１〜Ｆ４を結ぶ。
また、上記ホログラフイツクレンズ５と対向して被測定
５Ｉ！Ｊ６が配設される。
この被測定物６には、第１の孔７とこの第１の孔７より
も小径な第２の孔８とが同心的に加工されている。上記
第１の孔７の径寸法は、一対の焦点Ｆｌ，ｆ２の間隔ａ
寸法となるよう加工されるべきものであり、上記第２の
孔８の径寸法は一対の焦点Ｆ３，ｆ４の間隔ｂ寸法とな
るよう加工されるべきものである。さらに、第１の孔７
と第２の孔８との離間寸法Ｃは、焦点Ｆｌ，ｆ２が結ば
れるホログラフイツクレンズ５からの距離Ｆ１と、焦点
Ｆ３，ｆ４が結ばれる距離Ｆ２との差（Ｆ２−Ｆ１）に
なつている。したがつて、被測定物６の第１、第２の孔
７，８が所定寸法に形成されているなら、ホログラフイ
ツクレンズ５で集束されたレーザ光Ｌは、その振動の中
立点において４つの焦点のうち焦点Ｆｌ，ｆ２が第１の
孔７のエツヂを照射し、焦点Ｆ３，ｆ４が第２の孔８の
エツヂを照射する。また、被測定物６を照射したレーザ
光Ｌの各焦点ｆ１〜Ｆ４からの反射光Ｌ１は、そのうち
のホログラフイツクレンズ５の作用を受けないＯ次光だ
けが上記凸レンズ４で集束されてそれぞれアパーチヤ９
・・・・・・で焦点を結ぶ。
も小径な第２の孔８とが同心的に加工されている。上記
第１の孔７の径寸法は、一対の焦点Ｆｌ，ｆ２の間隔ａ
寸法となるよう加工されるべきものであり、上記第２の
孔８の径寸法は一対の焦点Ｆ３，ｆ４の間隔ｂ寸法とな
るよう加工されるべきものである。さらに、第１の孔７
と第２の孔８との離間寸法Ｃは、焦点Ｆｌ，ｆ２が結ば
れるホログラフイツクレンズ５からの距離Ｆ１と、焦点
Ｆ３，ｆ４が結ばれる距離Ｆ２との差（Ｆ２−Ｆ１）に
なつている。したがつて、被測定物６の第１、第２の孔
７，８が所定寸法に形成されているなら、ホログラフイ
ツクレンズ５で集束されたレーザ光Ｌは、その振動の中
立点において４つの焦点のうち焦点Ｆｌ，ｆ２が第１の
孔７のエツヂを照射し、焦点Ｆ３，ｆ４が第２の孔８の
エツヂを照射する。また、被測定物６を照射したレーザ
光Ｌの各焦点ｆ１〜Ｆ４からの反射光Ｌ１は、そのうち
のホログラフイツクレンズ５の作用を受けないＯ次光だ
けが上記凸レンズ４で集束されてそれぞれアパーチヤ９
・・・・・・で焦点を結ぶ。
これらアパーチヤ９・・・・・・には、光電変換素子な
どからなるセンサ１０・・・・・・がそれぞれ対向して
配設され、反射光Ｌ１の光信号を電気信号に変換するよ
うになつている。そして、この電気信号は、上記センサ
１０・・・・・・が電気的に接続された演算器１１に入
力され、ここで解析されることによつて後述するごとく
上記被測定物６の第１、第２の孔７，８の径やこれらの
同心度を検出するようになつている。つぎに、上記構成
の作用について説明する。
どからなるセンサ１０・・・・・・がそれぞれ対向して
配設され、反射光Ｌ１の光信号を電気信号に変換するよ
うになつている。そして、この電気信号は、上記センサ
１０・・・・・・が電気的に接続された演算器１１に入
力され、ここで解析されることによつて後述するごとく
上記被測定物６の第１、第２の孔７，８の径やこれらの
同心度を検出するようになつている。つぎに、上記構成
の作用について説明する。
まず、被測定物６に形成された第１の孔７の中心が所定
の位置（Ｆｌ，ｆ２の中点）にある場合に、この第１の
孔７の径を測定するには、被測定物６を照射するレーザ
光Ｌの振動が第３図に示すような正弦波振動をしている
とすると、ホログラフイツクレンズ５によつて集束され
た４つの焦点ｆ１〜Ｆ４のうち、ｆ１とＦ２との２つの
焦点は、上記第１の孔７の径が２つの焦点Ｆｌ，ｆ２の
間隔ａ寸法と一致する精度に形成されているならば、レ
ーザ光Ｌの振動の中立点において第１の孔７のエツヂを
照射する。したがつて、焦点Ｆｌ，ｆ２からの反射光Ｌ
１のうち、一方は第４図にＡで示す出力となり、他方は
第４図Ｂで示すようにＡの出力に対して１８０度のすれ
のある出力となる。すなわち、第１の孔７の径が焦点Ｆ
ｌ，ｆ２の間隔ａ寸法と精密に一致しているなら、焦点
Ｆｌ，ｆ２からの反射光Ｌ１の出力は、ある瞬間におい
て１８０度のずれをもつて立ち上がり、出力が１の時間
Ｔ，Ｔｌと出力が０の時間Ｔ，ｔｌとの比がｔ／Ｔ＝ｔ
１／Ｔ１となる。したがつて、上記反射光Ｌ１の出力を
センサ１０・・・・・・で電気信号に変換し、これらの
電気信号を演算器１１で解析して出力が１のときとＯの
ときとの時間の比を求めれば、上記第１の孔７の径が所
定精度に形成されているかどうかを検出することができ
る。また、第１の孔７が所定寸法よりも小さな場合には
、第５図Ａ，Ｂに示すように焦点Ｆｌ，ｆ２からの反射
光Ｌ１の出力が１のときとＯのときとの比がｔ／Ｔ＝ｔ
１／Ｔ１〈１となり、第１の孔７が所定寸法よりも大き
な場合には、、第６図Ａ，Ｂに示すように出力が１のと
きと０のときとの比がｔ１／Ｔ１＝ｔ／Ｔ〉１となる。
さらに、第１の孔７の中心が所定の位置からずれている
ときには、第７図Ａ，Ｂに示すように出力が１のときと
Ｏのときとの比がｔ１／Ｔ１＼ｔ／Ｔとなる。したがつ
て、焦点Ｆｌ，ｆ２からの反射光Ｌ１の出力が１とＯの
ときの時間の比を演算器１１で解析すれば、第１の孔７
の加工精度を求めることができる。また、第２の孔８の
径は、第１の孔７の測定と同様焦点Ｆ３，ｆ４からの反
射光Ｌ１を解析することによつて求めることができる。
また、第１の孔７と第２の孔８との同心度を求める場合
には、４つの焦点ｆ１〜Ｆ４からの反射光Ｌ１の出力を
上記演算器１１で同時に比較すればよい。
の位置（Ｆｌ，ｆ２の中点）にある場合に、この第１の
孔７の径を測定するには、被測定物６を照射するレーザ
光Ｌの振動が第３図に示すような正弦波振動をしている
とすると、ホログラフイツクレンズ５によつて集束され
た４つの焦点ｆ１〜Ｆ４のうち、ｆ１とＦ２との２つの
焦点は、上記第１の孔７の径が２つの焦点Ｆｌ，ｆ２の
間隔ａ寸法と一致する精度に形成されているならば、レ
ーザ光Ｌの振動の中立点において第１の孔７のエツヂを
照射する。したがつて、焦点Ｆｌ，ｆ２からの反射光Ｌ
１のうち、一方は第４図にＡで示す出力となり、他方は
第４図Ｂで示すようにＡの出力に対して１８０度のすれ
のある出力となる。すなわち、第１の孔７の径が焦点Ｆ
ｌ，ｆ２の間隔ａ寸法と精密に一致しているなら、焦点
Ｆｌ，ｆ２からの反射光Ｌ１の出力は、ある瞬間におい
て１８０度のずれをもつて立ち上がり、出力が１の時間
Ｔ，Ｔｌと出力が０の時間Ｔ，ｔｌとの比がｔ／Ｔ＝ｔ
１／Ｔ１となる。したがつて、上記反射光Ｌ１の出力を
センサ１０・・・・・・で電気信号に変換し、これらの
電気信号を演算器１１で解析して出力が１のときとＯの
ときとの時間の比を求めれば、上記第１の孔７の径が所
定精度に形成されているかどうかを検出することができ
る。また、第１の孔７が所定寸法よりも小さな場合には
、第５図Ａ，Ｂに示すように焦点Ｆｌ，ｆ２からの反射
光Ｌ１の出力が１のときとＯのときとの比がｔ／Ｔ＝ｔ
１／Ｔ１〈１となり、第１の孔７が所定寸法よりも大き
な場合には、、第６図Ａ，Ｂに示すように出力が１のと
きと０のときとの比がｔ１／Ｔ１＝ｔ／Ｔ〉１となる。
さらに、第１の孔７の中心が所定の位置からずれている
ときには、第７図Ａ，Ｂに示すように出力が１のときと
Ｏのときとの比がｔ１／Ｔ１＼ｔ／Ｔとなる。したがつ
て、焦点Ｆｌ，ｆ２からの反射光Ｌ１の出力が１とＯの
ときの時間の比を演算器１１で解析すれば、第１の孔７
の加工精度を求めることができる。また、第２の孔８の
径は、第１の孔７の測定と同様焦点Ｆ３，ｆ４からの反
射光Ｌ１を解析することによつて求めることができる。
また、第１の孔７と第２の孔８との同心度を求める場合
には、４つの焦点ｆ１〜Ｆ４からの反射光Ｌ１の出力を
上記演算器１１で同時に比較すればよい。
すなわち、焦点Ｆｌ，ｆ２からの反射光Ｌ１の出力が１
と０のときとの時間比と、焦点Ｆ３，ｆ４からの反射光
Ｌ１の出力が１とＯのときとの時間比とが一致している
ならば、第１の孔７と第２の孔８との寸法精度に係わら
ず、これらの孔７，８が同心であるということが分かる
。このように、被測定物６の２つの孔７，８の径や同心
度を同時に、かつ自動的に測定することができ、しかも
測定すべき個所はレーザ光Ｌを照射することができる状
態にあればよいから、マイクロメータやダイヤルゲージ
などの測定器を挿入することができないような個所であ
つても確実に測定することができる。
と０のときとの時間比と、焦点Ｆ３，ｆ４からの反射光
Ｌ１の出力が１とＯのときとの時間比とが一致している
ならば、第１の孔７と第２の孔８との寸法精度に係わら
ず、これらの孔７，８が同心であるということが分かる
。このように、被測定物６の２つの孔７，８の径や同心
度を同時に、かつ自動的に測定することができ、しかも
測定すべき個所はレーザ光Ｌを照射することができる状
態にあればよいから、マイクロメータやダイヤルゲージ
などの測定器を挿入することができないような個所であ
つても確実に測定することができる。
なお、上記一実施例では孔の径を測定する場合について
述べたが、軸の径を測定することも可能であり、また、
測定個所は２個所に限られず３個所あるいはそれ以上で
あつても同様に行うことができる。
述べたが、軸の径を測定することも可能であり、また、
測定個所は２個所に限られず３個所あるいはそれ以上で
あつても同様に行うことができる。
また、光はレーザ光に限られず、ホログラフイツクレン
ズによつて作用される光ならば他の光であつてもよい。
ズによつて作用される光ならば他の光であつてもよい。
以上述べたようにこの発明は、ホログラフイ一によつて
一定の位置に複数の焦点を結ぶよう形成されたホログラ
フイツクレンズに光を振動させて入射し、上記焦点位置
に配設された被測定物を照射して、この照射点からの振
動する反射光をセンサで電気信号に変換し、この電気信
号を演算器で解析することにより、被測定物の寸法精度
を検出するようにしたから、被測定物の測定すべき複数
個所を同時に、かつ自動的に高精度に測定することがで
きる。
一定の位置に複数の焦点を結ぶよう形成されたホログラ
フイツクレンズに光を振動させて入射し、上記焦点位置
に配設された被測定物を照射して、この照射点からの振
動する反射光をセンサで電気信号に変換し、この電気信
号を演算器で解析することにより、被測定物の寸法精度
を検出するようにしたから、被測定物の測定すべき複数
個所を同時に、かつ自動的に高精度に測定することがで
きる。
しかも、光を照射する個所であれば測定できるから、従
来のようにマイクロメータやダイヤルゲージなどの測定
器を用いる測定手段に比べ広い範囲にわたつて種々の形
状のものを測定することができるなど実用上大きな価値
がある。
来のようにマイクロメータやダイヤルゲージなどの測定
器を用いる測定手段に比べ広い範囲にわたつて種々の形
状のものを測定することができるなど実用上大きな価値
がある。
図面はこの発明の一実施例を示すもので、第］図は測定
装置の概略的構成図、第２図はホログラフイツクレンズ
によつて集束される光を示す説明図、第３図はホログラ
フイツクレンズに入射する光の振動を示す説明図、第４
図乃至第７図はホログラフイツクレンズによつて集束さ
れた光の焦点からの反射光の出力を示す説明図である。 ５・・・・・・ホログラフイツクレンズ、６・・・・・
・被測定物、１０・・・・・・センサ、１１・・・・・
・演算器、Ｌ・・・・・ルーザ光。
装置の概略的構成図、第２図はホログラフイツクレンズ
によつて集束される光を示す説明図、第３図はホログラ
フイツクレンズに入射する光の振動を示す説明図、第４
図乃至第７図はホログラフイツクレンズによつて集束さ
れた光の焦点からの反射光の出力を示す説明図である。 ５・・・・・・ホログラフイツクレンズ、６・・・・・
・被測定物、１０・・・・・・センサ、１１・・・・・
・演算器、Ｌ・・・・・ルーザ光。
Claims (1)
- １ ホログラフイーによつて一定の位置に複数の焦点を
結ぶよう形成されたホログラフィックレンズと、このホ
ログラフィックレンズに対し入射方向を一定の振幅で変
化させて光を入射させる手段と、ホログラフィックレン
ズの焦点位置に配設された被測定物を照射した上記光の
反射光を受光し、この光信号を電気信号に変換する複数
のセンサと、各センサが電気的に接続されこれらセンサ
からの電気信号の出力が１と０のときの時間の比を解析
して被測定物に形成された孔の径、同心的に形成された
複数の孔の同心度または軸の径を検出する演算器とを具
備した測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15708378A JPS5952962B2 (ja) | 1978-12-19 | 1978-12-19 | 測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15708378A JPS5952962B2 (ja) | 1978-12-19 | 1978-12-19 | 測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5582904A JPS5582904A (en) | 1980-06-23 |
| JPS5952962B2 true JPS5952962B2 (ja) | 1984-12-22 |
Family
ID=15641867
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15708378A Expired JPS5952962B2 (ja) | 1978-12-19 | 1978-12-19 | 測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5952962B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101858736B (zh) * | 2010-05-10 | 2012-04-25 | 北京理工大学 | 多焦全息差动共焦超大曲率半径测量方法与装置 |
-
1978
- 1978-12-19 JP JP15708378A patent/JPS5952962B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5582904A (en) | 1980-06-23 |
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