JPS5988607A - 光学式測定装置 - Google Patents
光学式測定装置Info
- Publication number
- JPS5988607A JPS5988607A JP19850882A JP19850882A JPS5988607A JP S5988607 A JPS5988607 A JP S5988607A JP 19850882 A JP19850882 A JP 19850882A JP 19850882 A JP19850882 A JP 19850882A JP S5988607 A JPS5988607 A JP S5988607A
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- Japan
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- light beam
- rotation
- optical axis
- collimator lens
- plane
- Prior art date
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- Granted
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/08—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring diameters
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B5/00—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
- G01B5/0011—Arrangements for eliminating or compensation of measuring errors due to temperature or weight
- G01B5/0014—Arrangements for eliminating or compensation of measuring errors due to temperature or weight due to temperature
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Mechanical Optical Scanning Systems (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は光学式測定装置に係り、特に、平行走査光線
ビームを利用゛して被測定物の寸法等を測定４−る光学
式測定装置の改良に関する。
ビームを利用゛して被測定物の寸法等を測定４−る光学
式測定装置の改良に関する。
従来、回転走査光線ビーム（レーリ゛ビーム）を二１リ
メータＬノンス゛によりこのコリメータレンズと集光レ
ンズ間を通る平行走査光線ビームに変換し、該コリメー
タレンズと集光レンズの間に被測定物を置き、この被測
定物によって前記平行走査光線ビームが鴻ｌうれて生じ
る暗部または明部の肋間の良さから被測定物のＸＪ法を
測定する光学式測定装置がＣ３うった。
メータＬノンス゛によりこのコリメータレンズと集光レ
ンズ間を通る平行走査光線ビームに変換し、該コリメー
タレンズと集光レンズの間に被測定物を置き、この被測
定物によって前記平行走査光線ビームが鴻ｌうれて生じ
る暗部または明部の肋間の良さから被測定物のＸＪ法を
測定する光学式測定装置がＣ３うった。
これは、例えば第１図および第２閉ｊに示Ｊ−如く、レ
ー奢ア管１０からレーザビーム１２を固定ミラー１４に
向けて発振し、この固定ミラー１４により反射されたレ
ーザビーム１２を多角形回転ミラー１６によって回転走
査光線ビーム１７に変換し、この走査ビーム１７をコリ
メータレンズ１８によって平行走査光線ビーム２０に変
換し、この平行走査光線ビーム２０によりコリメータレ
ンズ１８と集光レンズ２２の間に配置した被測定物２４
を高速走査し、その時被測定物２４によって生じる暗部
または明部の時間の長さから、被測定物２４の走査方向
（Ｙ方向）寸法を測定するものである。
ー奢ア管１０からレーザビーム１２を固定ミラー１４に
向けて発振し、この固定ミラー１４により反射されたレ
ーザビーム１２を多角形回転ミラー１６によって回転走
査光線ビーム１７に変換し、この走査ビーム１７をコリ
メータレンズ１８によって平行走査光線ビーム２０に変
換し、この平行走査光線ビーム２０によりコリメータレ
ンズ１８と集光レンズ２２の間に配置した被測定物２４
を高速走査し、その時被測定物２４によって生じる暗部
または明部の時間の長さから、被測定物２４の走査方向
（Ｙ方向）寸法を測定するものである。
すなわち、平行走査光線ビーム２０の明暗は、集光レン
ズ２２の焦点位置にある受光素子２６の出力電圧の変化
となって検出され、該受光素子２６からの信号は、プリ
アンプ２８に入力され、ここで増幅され、た後、セグメ
ント選択回路３０に送られる。このセグメント選択回路
３０は、受光素子２６の出力電圧から被測定物２４が走
査されている時間［の間だけゲート回路３２を開くため
の電圧Ｖを発生して、ゲート回路３２に出力するように
されている。このグー１〜回路３２には、クロックパル
ス発振器３４からクロックパルスＣＰが入力されている
ので、グー１〜回路からは被測定物２４の走査方向寸法
（例えば外径）に対応した時間ｔに対応するクロックパ
ルスＰを計数回路３６に入力する。計数回路３６は、こ
のクロックパルス１〕を計数して、デジタル表示器３８
にバ１数信号を出力し、アジタル表示器３８は被測定物
２４の走査方向寸法すなわち外径をデジタル表示するこ
とになる。一方、前記回転ミラー１６は、前記クロック
パルス発振器３４出力と同期して正弦波を昇化ずる同期
正弦波発振器４０およびパワーアンプ４２の出力により
同期駆動されている同期モータ４４により、前記クロッ
クパルス発振器３４出ノＪのクロックパルスＣＰと同期
して回転され、測定精度を紐持するようにされている。
ズ２２の焦点位置にある受光素子２６の出力電圧の変化
となって検出され、該受光素子２６からの信号は、プリ
アンプ２８に入力され、ここで増幅され、た後、セグメ
ント選択回路３０に送られる。このセグメント選択回路
３０は、受光素子２６の出力電圧から被測定物２４が走
査されている時間［の間だけゲート回路３２を開くため
の電圧Ｖを発生して、ゲート回路３２に出力するように
されている。このグー１〜回路３２には、クロックパル
ス発振器３４からクロックパルスＣＰが入力されている
ので、グー１〜回路からは被測定物２４の走査方向寸法
（例えば外径）に対応した時間ｔに対応するクロックパ
ルスＰを計数回路３６に入力する。計数回路３６は、こ
のクロックパルス１〕を計数して、デジタル表示器３８
にバ１数信号を出力し、アジタル表示器３８は被測定物
２４の走査方向寸法すなわち外径をデジタル表示するこ
とになる。一方、前記回転ミラー１６は、前記クロック
パルス発振器３４出力と同期して正弦波を昇化ずる同期
正弦波発振器４０およびパワーアンプ４２の出力により
同期駆動されている同期モータ４４により、前記クロッ
クパルス発振器３４出ノＪのクロックパルスＣＰと同期
して回転され、測定精度を紐持するようにされている。
このにうな高速度走査型レーザ測長機は、移動する物体
、高温物体の長さ、厚み等を非接触で高精度に測定でき
るので広く利用されつつある。
、高温物体の長さ、厚み等を非接触で高精度に測定でき
るので広く利用されつつある。
しかしながら、上記のような高速度走査型レーザ副長様
における回転ミラー１６は、その回転中に、第３図に拡
大して示されるように、反射点１６Ａがコリメータレン
ズ１８の光軸１８Ａに対する走査方向の距離が周期的に
変化するので、測定精度が変動してしまうという問題点
がある。
における回転ミラー１６は、その回転中に、第３図に拡
大して示されるように、反射点１６Ａがコリメータレン
ズ１８の光軸１８Ａに対する走査方向の距離が周期的に
変化するので、測定精度が変動してしまうという問題点
がある。
この発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、
回転ミラーの反射点の相対変位による測定誤差の影響を
最小限に減少させるようにした光学式測定装置を提供す
ることを目的とする。
回転ミラーの反射点の相対変位による測定誤差の影響を
最小限に減少させるようにした光学式測定装置を提供す
ることを目的とする。
この発明は、ビーム発生器からの入ｑ４光線ビームを反
射して回転走査光線ビームとする回転ミラー、該回転走
査光線ビームを平行走査光線ビームとするコリメータレ
ンズ、を含む平行走査光線ビーム発生装置と、被測定物
を通過した前記平行走査光線ビームの明暗を検出する受
光素子とを有し、平行走査光線ビーム発生装置と前記受
光素子の間に配置した被測定物によって前記平行走査光
線ビームの一部が遮られて生じる暗部または明部の時間
の長さを検出して被測定物の走査方向寸法を求めるよう
にした光学式測定装置において、前記ビーム発生器から
、直接的または間接的に前記回転ミラーへ射出される光
線ビームの入射光軸と、この光線ビームの前記回転ミラ
ーによる反射回転走査光線ビームを平行走査光線ビーム
とする前記コリメータレンズの光軸を、前記回転ミラー
の回転中心軸と直交する回転平面に対して、相互に反対
方向から等しい角度で交差するように配置して、回転ミ
ラーによる反射点の相対変位の影響を、回転走査光線ビ
ームおよび平行走査光線ビームのその走査方向に対する
直角方向の変動どしてあられれるようにし、これによっ
て、測定誤差を小さくするようにしたものである。
射して回転走査光線ビームとする回転ミラー、該回転走
査光線ビームを平行走査光線ビームとするコリメータレ
ンズ、を含む平行走査光線ビーム発生装置と、被測定物
を通過した前記平行走査光線ビームの明暗を検出する受
光素子とを有し、平行走査光線ビーム発生装置と前記受
光素子の間に配置した被測定物によって前記平行走査光
線ビームの一部が遮られて生じる暗部または明部の時間
の長さを検出して被測定物の走査方向寸法を求めるよう
にした光学式測定装置において、前記ビーム発生器から
、直接的または間接的に前記回転ミラーへ射出される光
線ビームの入射光軸と、この光線ビームの前記回転ミラ
ーによる反射回転走査光線ビームを平行走査光線ビーム
とする前記コリメータレンズの光軸を、前記回転ミラー
の回転中心軸と直交する回転平面に対して、相互に反対
方向から等しい角度で交差するように配置して、回転ミ
ラーによる反射点の相対変位の影響を、回転走査光線ビ
ームおよび平行走査光線ビームのその走査方向に対する
直角方向の変動どしてあられれるようにし、これによっ
て、測定誤差を小さくするようにしたものである。
またこの発明は、前記光学式測定装置において、前記入
射光軸およびコリメータレンズの光軸を、前記回転平面
と直交し、かつ、前記回転中心軸を含む同一平面内に配
置して、回転ミラーの反射点の変動による測定誤差をさ
らに最小限とするようにしたものである。
射光軸およびコリメータレンズの光軸を、前記回転平面
と直交し、かつ、前記回転中心軸を含む同一平面内に配
置して、回転ミラーの反射点の変動による測定誤差をさ
らに最小限とするようにしたものである。
以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。
ここで、この実施例において、前記第１図に示される従
来の光学式測定装置と同一または相当部分には第１図と
同一の符号を付することにより説明を省略するものとす
る。
来の光学式測定装置と同一または相当部分には第１図と
同一の符号を付することにより説明を省略するものとす
る。
この実施例は、第４図および第５図に示されるように、
前記第１図に示されると同様の光学式測定装置において
、前記ビーム発生器たるレーザ管１０から、直接的また
は間接的に前記回転ミラー１６へ射出される光線ビーム
１２の入射光軸と、この光線ビーム１２の前記回転ミラ
ー１６による反射回転走査光線ビーム１７を平行走査光
線ビーム２０どり−る前記コリメータレンズ１８の光軸
１８Ａを、前記回転ミラー１６の回転中心軸１６Ｂと直
交する回転平面１６Ｃに対して、相Ｕに反対方向から等
しい角度で交差するように配置したちのＣある。
前記第１図に示されると同様の光学式測定装置において
、前記ビーム発生器たるレーザ管１０から、直接的また
は間接的に前記回転ミラー１６へ射出される光線ビーム
１２の入射光軸と、この光線ビーム１２の前記回転ミラ
ー１６による反射回転走査光線ビーム１７を平行走査光
線ビーム２０どり−る前記コリメータレンズ１８の光軸
１８Ａを、前記回転ミラー１６の回転中心軸１６Ｂと直
交する回転平面１６Ｃに対して、相Ｕに反対方向から等
しい角度で交差するように配置したちのＣある。
すなわち、第２図に示されるように、従来、回転ミラー
１６の回転平面内に配置されていたコリメータレンズ１
Ｂの光軸お−よび固定ミラー１４から入射光軸を、回転
平面１６Ｃに対して相異なる方向（第５図において上下
）に配置したものである。
１６の回転平面内に配置されていたコリメータレンズ１
Ｂの光軸お−よび固定ミラー１４から入射光軸を、回転
平面１６Ｃに対して相異なる方向（第５図において上下
）に配置したものである。
この実施例においでは、レーザ管１０から射出されるレ
ーザビーム１２を反射するための固定ミラー１４は、図
において回転平面１６Ｇの下側に、また、コリメータレ
ンズ１８を回転平面１６Ｇの上側にそれぞれ配置、かつ
、前記入射光軸およびコリメータレンズ１８の光軸とは
、前記回転平面１６Ｃと直交し、かつ、前記回転中心軸
１６Ｂを含む同一平面内に配置されている。
ーザビーム１２を反射するための固定ミラー１４は、図
において回転平面１６Ｇの下側に、また、コリメータレ
ンズ１８を回転平面１６Ｇの上側にそれぞれ配置、かつ
、前記入射光軸およびコリメータレンズ１８の光軸とは
、前記回転平面１６Ｃと直交し、かつ、前記回転中心軸
１６Ｂを含む同一平面内に配置されている。
従って、この実施例においては、６角形の回転ミラー１
６が回転することによって、反射点１６△は固定ミラー
１４およびコリメータレンズ１８からの距離が周期的に
変動することになるが、その変動による影響は、第５図
に示されるように、回転走査光線ビーム１７および平行
走査光線ビーム２０の走査方向に対する直角方向く図に
おいて上１；方向）に主としてあられれるので、測定側
誤差は大幅に減少されることになる。
６が回転することによって、反射点１６△は固定ミラー
１４およびコリメータレンズ１８からの距離が周期的に
変動することになるが、その変動による影響は、第５図
に示されるように、回転走査光線ビーム１７および平行
走査光線ビーム２０の走査方向に対する直角方向く図に
おいて上１；方向）に主としてあられれるので、測定側
誤差は大幅に減少されることになる。
この場合、平行走査光線ビーム２０が上下方向に変動し
たとしても、該測定物２４は、この変動に灼して直角方
向に走査されて測定されるので、上下方向の変動による
影響はない。
たとしても、該測定物２４は、この変動に灼して直角方
向に走査されて測定されるので、上下方向の変動による
影響はない。
なＪ３上記実施例は、レーザビーム１２の回転ミラー１
６への入射光軸と、コリメータレンズ１８の光軸１８△
を、回転平面１６Ｃと直交し、がっ、回転中心軸１６Ｂ
を含む平面内に配置したものであるが、本発明はこれに
限゛定されるものでなく、入射光軸とコリメータレンズ
１８の光軸とを含む平面図が回転平面１６Ｇに対して９
０度よりも小さい角度（０度を除く）で交差づ”る場合
も含むものである。
６への入射光軸と、コリメータレンズ１８の光軸１８△
を、回転平面１６Ｃと直交し、がっ、回転中心軸１６Ｂ
を含む平面内に配置したものであるが、本発明はこれに
限゛定されるものでなく、入射光軸とコリメータレンズ
１８の光軸とを含む平面図が回転平面１６Ｇに対して９
０度よりも小さい角度（０度を除く）で交差づ”る場合
も含むものである。
ただし、回転平面１６Ｃと直交する面内に入射光軸およ
び光軸１８Ａを配置した場合は、回転ミラー１８の反射
点１６Ａの相対変位による交差の影響が最も大きく走査
方向と直角方向にあられれるので、この場合の測定誤差
は最も小さい。
び光軸１８Ａを配置した場合は、回転ミラー１８の反射
点１６Ａの相対変位による交差の影響が最も大きく走査
方向と直角方向にあられれるので、この場合の測定誤差
は最も小さい。
本発明は上記のように構成したので、簡単な構成で、多
角形回転ミラーのビーム発生器およびコリメータレンズ
どの相対距離の変化の、測定誤差への影響を大幅に減少
さぜることがぎるという侵れた効果を有する。
角形回転ミラーのビーム発生器およびコリメータレンズ
どの相対距離の変化の、測定誤差への影響を大幅に減少
さぜることがぎるという侵れた効果を有する。
第゛１図は従来の光学式測定装置を示すブロック図、第
２図は同正面図、第３図は同光学式測定装置における回
転ミラーとその入射光軸およびコリメータレンズどの関
係を拡大して示す平面図、第４図は本発明に係る光学式
測定装置の実施例の凹部を拡大して示す平面図、第５図
は同正面図である。 １０・・・レーザ管（ビーム発生器）、１２・・・レー
ザビーム、 １６・・・回転ミラー、 １６Ｂ・・・回転中心軸、１
６Ｃ・・・回転平面、 １７・・・回転走査光線ビーム
、１Ｂ・・・コリメータレンズ、１８Ａ・・・光軸、２
０・・・平行走査光線ビーム、２４・・・被測定物、２
６・・・受光素子。 代理人 松 山 ＋ （イｊ（ばか１名
）
２図は同正面図、第３図は同光学式測定装置における回
転ミラーとその入射光軸およびコリメータレンズどの関
係を拡大して示す平面図、第４図は本発明に係る光学式
測定装置の実施例の凹部を拡大して示す平面図、第５図
は同正面図である。 １０・・・レーザ管（ビーム発生器）、１２・・・レー
ザビーム、 １６・・・回転ミラー、 １６Ｂ・・・回転中心軸、１
６Ｃ・・・回転平面、 １７・・・回転走査光線ビーム
、１Ｂ・・・コリメータレンズ、１８Ａ・・・光軸、２
０・・・平行走査光線ビーム、２４・・・被測定物、２
６・・・受光素子。 代理人 松 山 ＋ （イｊ（ばか１名
）
Claims (2)
- （１）ビーム発生器からの入射光線ビームを反則し”Ｃ
回転走査光線ビームとする回転ミラー、該回転走査光線
ビームを平行走査光線ビームとするコリメータレンズ、
を含む平行走査光線ビーム発生装置と、被測定物を通過
した前記平行走査光線ビームの明暗を検出する受光素子
とを有し、平行走査光線ビーム光生装置と前記受光素子
の間に配置した被測定物によって前記平行走査光線ビー
ムの一部が遮られて生じる暗部また（よ明部の口）間の
長さを検出して被測定物の走査方向寸法を求めるように
した光学式測定装置にＪ３いて、前記ビーム発生器から
、直接的または間接的に前記回転ミラーへ射出される光
線ビームの入射光軸と、この光線ビームの前記回転ミラ
ーによる反則回転走査光線ビームを平行走査光線ビーム
と覆る前記−］リメータレンズの光軸を、前記回転ミラ
ーの回転中心軸と直交する回転平面に対して、相互に反
λ・１方向がら等（・い角度で交差するように配置した
ことを特ｔｓｋとりる光学式測定装置。 - （２）前記入射光軸およびコリメータレンズの光軸を、
前記回転平面ど直交し、かつ、前記回転中心軸を含む同
一平面内に配置したことを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の光学式測定装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19850882A JPS5988607A (ja) | 1982-11-12 | 1982-11-12 | 光学式測定装置 |
| US06/550,292 US4639141A (en) | 1982-11-12 | 1983-11-09 | Scanning ray beam generator for optical measuring device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19850882A JPS5988607A (ja) | 1982-11-12 | 1982-11-12 | 光学式測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5988607A true JPS5988607A (ja) | 1984-05-22 |
| JPS6360321B2 JPS6360321B2 (ja) | 1988-11-24 |
Family
ID=16392297
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19850882A Granted JPS5988607A (ja) | 1982-11-12 | 1982-11-12 | 光学式測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5988607A (ja) |
-
1982
- 1982-11-12 JP JP19850882A patent/JPS5988607A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6360321B2 (ja) | 1988-11-24 |
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