JPS6022614A - 光学的形状測定装置 - Google Patents

光学的形状測定装置

Info

Publication number
JPS6022614A
JPS6022614A JP13167283A JP13167283A JPS6022614A JP S6022614 A JPS6022614 A JP S6022614A JP 13167283 A JP13167283 A JP 13167283A JP 13167283 A JP13167283 A JP 13167283A JP S6022614 A JPS6022614 A JP S6022614A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
measured
light
scanning
opposite contact
axis
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.)
Granted
Application number
JP13167283A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0242403B2 (ja
Inventor
Yasukazu Fujimoto
靖一 藤本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koyo Seiko Co Ltd
Original Assignee
Koyo Seiko Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koyo Seiko Co Ltd filed Critical Koyo Seiko Co Ltd
Priority to JP13167283A priority Critical patent/JPS6022614A/ja
Publication of JPS6022614A publication Critical patent/JPS6022614A/ja
Publication of JPH0242403B2 publication Critical patent/JPH0242403B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • G01B11/30Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces
    • G01B11/306Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces for measuring evenness
    • 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
    • G01B11/14Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring distance or clearance between spaced objects or spaced apertures
    • 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
    • G01B11/24Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • G01B11/2433Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures for measuring outlines by shadow casting

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • 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】 この発明は光学的形状測定装置、殊にクラウニング等が
施された円筒ころ、円すいころ等の回転体、或はその他
の物体の前記クラウニング面等の形状を測定する装置に
関する。
金属加工物等の精密加工部品の外形形状を測定する従来
方法として拡大投影法がある。この方法は、拡大投影機
によりスクリーンに写し出された被測定物像を、被測定
物の理想外形を現わす一種の姿ゲージと重ね合わせて、
その一致程度を測定するものであって、測定精度の向上
は主に拡大率の増大によりはかられるが、被測定物エツ
ジからの光の回折現象により投影佐のほけが生じ、或は
スクリーン面積の制約などの理由から拡大率に限界があ
り、まだ投彰像と姿ゲージとの一致度の測定を、通常は
目分量によシ行うため、定量的々一致変度測定きわめて
困難であって精度低下の大きな要因となる。
一方、1111定者の個人差による測定値のバラツキを
軽減するのに、近年X−Yテーブル・リニア・エンコー
ダーによる座標の読込み、コンピュータによる演算処理
等の技術が併用されているが、座標の読込み精度が依然
として測定者の個性に大きく左右されるという欠点があ
る。
この発明は、拡大投影法の場合のように拡大率を増大す
るうえでの制限、或は測定者の個人差による測定精度の
バラツキ等がなく1高い測定精度をうる光学的形状測定
装置を提供することを目的とするものである。
而してこの発明は、前記ころ等の被測定物の外形面にナ
イフェツジ状の直線縁をもつ基準ゲージを対接させ、そ
の対接部をレーザー光、或は他の適宜の光源より照射さ
れるスポット光により前記対接方向に走査すると共に、
その走査位置を被測定物の例えば軸方向に順次移動させ
、前記対接部を透過した走査光を光電変換し、そのフー
リエ級数成分のうちの所定高調波成分をロックインアン
プによシ検波して出力し、各走査位置・に対応するロッ
クインアンプ出力を、X−Y記録計等に記録して読みと
るようにしたことを特徴とするものである。
以下この発明を図示の実施例について詳述する。
図面はクラウニングを施された円筒ころ外形面(円筒面
)のクラウニング形状を測定する場合について示しであ
る。
被測定物である円筒ころlのクラウニングを施された外
形面1aに対し、下端縁をナイフェツジ状の直線縁2&
とした基準ゲージ2の前記直線縁2乙を、円筒ころ1の
軸線に平行となる配し¥で封筒させ、その対接部の円筒
ころ1の軸方向(X軸)の全領域を、X軸に直交する対
接方向(2軸)に、該X + Z両軸に直交する方向よ
り投光するスポット光で走査し、この光走査によシ前記
対接部を透過した光を、集光レンズ3a、3b7xらな
る受光系3で集光して光電子増倍管4に入射させ、光電
変換させて透過光強度に相当する電気信号を得、この電
気信号と対接部のスキマ幅Δ2との間に成立つ関係に基
づき、走査位置に対応する実際の対接部のスキマ幅Δ2
を算出し、それによってクラウニング形状を測定する。
前記対接部のスキマを走査するスポット光は、He −
N eガスレーザー5を光源とするレーザー光であり、
ピンホール6を介してそのビーム径を適当に細くしたあ
と、ビームスプリッタ−7で2方向に分光し、直進する
スポット光を反射ミラー8を介して振動ミラー9に入射
させる。
振動ミラー9は、これに付属する図示しないタコ・ゼネ
レーターと発振ドライバ12で構成される発振回路の一
部をなし、振動ミラー9の自己共振周波数fcで振動す
る。
振動ミラー9で反射されるスポット光は、振動ミラー9
の発振により&1状の所定角度範囲内でその反射方向を
変えるが、振動ミラー9と対向スキマとの間に、振動ミ
ラー9とレンズ11との間の距離を、自己の焦点距離と
等しくしたレンズ11を配置し、走査方向(2軸)に対
して直角な平行走査ビームに変換する。
ビームスプリッタ−7で光路を直角に変えられた分光は
、フォトダイオード10等で光電変換し、その出力を後
述の補正用信号として供する。
被測定物取付台21上に載置した円筒ころlの外形面に
対接させる基準ゲージ2に対し、その後協(図では上端
)に、セツティング<a置調節用電気マイクロ・プロー
ブ13を押しあって、円筒ころ1に対し基準ゲージ2を
最適位置に突き合せる。
そして被測定物取付台21と、基準ゲージ2、電気マイ
クロ・プローブ13を組付けた一方向スライド基台14
を図示しない駆動手段によりx軸方向に移動(スライド
)させて、対接部の全測定領域にわたる光走査を行う。
受光系3と光電子増倍管4との間には、6328A波長
光をi秀逸する干渉フィルタ15を介在させ、周囲から
混入する外光の影響を最小に抑えるようにしている。
光電子増倍管4よシ出力した7(1気信号は、プリアン
プ16により第3図に示すような信号波形Vに増巾し、
次段のロックインアンプ17に入力する。
nfj記の信号波形Vのピーク値vpθakとパルス幅
Vwidthとは、対接部のスキマ幅ΔZと密接に関係
する。この関係は、対接部のスキマ幅Δ2に比して走査
光のビーム径を十分に大きくすることによシ顕著にちら
れる。従って実施例の場合、対接部のスキマ幅ΔZに対
しビーム径を十分に大きくし前記条件を十分に満足する
ように構成しである。
ロックインアンプ17は、その人力電気信号のフーリエ
級数成分のうちの所定高tya波成分を検波して出力す
る。すなわち、ロックインアンプ17には゛、前記電気
信号と共に、発振器ドライバ12から出力される振動ミ
ラー9の発振周波数fcの2倍の周波数の信号全参照信
号として入力する。
従って、スキマ幅Δ2の光走査に対応するロックインア
ンプ17の出力voutは、スキマ幅ΔZとの間に、 Vou、t=−!E−!LΔZsin2πΔz・・・・
・・・・(1)の関係を有する。
&段の出力補正部18では、ロックインアンプ17の出
力Vouti入力する一方、フ第1・ダイオード10の
出力信号を、出力補正用信号として入力し、He−Nθ
ガスレーザー5の光強度ゆらき′に起因する出力Tau
tの変動分全補正する。
X−Y記録計19は、出力補正部18で補正された出力
V outをX軸信号として入力する一方、スライド基
台14のX軸方向の移動に連動するりニア−・ポテンシ
ョメータ20の出力をX軸信号として入力し、それぞれ
を第4図のX軸とY軸にとることにより図示の如き出力
特性のグラフを得る。
X軸信号(スライド基台14の移動量に対応する)は、
前記のリニアー・ポテンショメータ20に限らず、リニ
アー・エンコーダ、ロータリー・エンコーダ等を用いて
発生させるようにしてもよいO この測定系のようにスキマ幅Δ2が微小である5in2
πΔ2 ときには、近似的に一2yrJZ =1の関係式が成り
立つので、前記の+11式は一般に V out = K1 (Δ2ゾ ・・・・・・・・・
・・・・・・(2)ただしに1i定数 と魔き換えることができる。
ところがロックインアンプ17に入力される電気信号は
、光電子増倍管4およびプリアンプ16の応答速度を下
げることにより、その74111幅をスキマ幅Δ2と関
係なく一定にすることができるので、このような条件の
もとでは、前記(2)式は、V out = K2Δz
 、、、、゛−−−−−−−=−−−−−−°(3))
ただしに2i定数 と置き換えられる。すなわちロックインアンプ17の出
力Taut(実際は出力補正部18より取出される出力
)よシ前記スキマ幅Δz’6測定することができる。
なお、走査光としては、実施例のようにレーザー光を採
用すれば、測定精度のうえで有利ではあるが、必ずしも
このようなコヒーレント光に限らないことは云うまでも
ない。
この発明は以上のように、基阜ゲージに対する被測定物
外径面の対接部のスキマ幅を、その軸方向(X軸方向)
の全域に亘って測定することにより、例えば円筒ころ、
円すいころ等に施されたクラウニング形状をきわめて精
度よく測定することがOf能となり、従来の拡大投影法
のように、個人差により測定精度にバラツキが生じたり
、拡大率の制約による精度の限界が生ずるというような
不都合が皆無となる。
また対接部のスキマを透過した光の光電変換に光電子増
倍管を用い、検波処理にロックインアンプを採用してい
るので、測定精度の一層の向上をはかることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例の系統図、第2図(a) 、 (b)は
対接部を拡大して示す正面図と側面図、第3図は光電変
換して得られる電気信号の波形121、第4図は測定結
果を例示するグラフである。 1・・・円筒ころ(被測定物)、2・・・基阜ゲージ、
3・・・受光系、4・・・光4jE子増倍管、5・・・
He−N eガスレーザー、9・・・(戻動ミラー、1
イ・・・スライド青(一台、17−・・ロックインアン
プ、18・・・出方補正部、19・・・X−Y記録計、
2o・・・リニアー・ポテンショメータ、21・・・被
測定物取付台、Δ2・・・対接部のスキマ幅 出願人 光洋精工株式会社 第11≦1 第3図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)被測定物取付台と、被測定物取付台に取付けられ
    た被測定物の外形面に対接させかつ端縁が前記被測定物
    との対接方向に直交する向きに延びる直線縁に形成され
    た基準ゲージと、スポット光を照射する投光手段と、被
    測定と基準ゲージとの対接部を前記スポット光でその対
    接方向に所定周期で走査する光走査手段と、光走査位置
    を前記走査方向に直交する向きに順次移動させる光走査
    位置変更手段と、前記対接部を透過した光を受光して光
    電変換する光電子増倍管と、光電子増倍管が出力する電
    気信号を受けてそのフーリエ級数成分のうちの所定高調
    波成分を検波して出力するロックインアンプと、四ツク
    インアンプの出力を対接部の各光走査位置に対応させて
    読みとる測定値記録手段とを備えた光学的形状測定装置 (2)被測定物がその外形にクラウニングを施された円
    筒ころ、円すいころ等の回転体である特許請求の範囲(
    1)記載の光学的形状測定装置(3)基準ゲージの前記
    直線縁がナイフェツジ状に形成されている特許請求の範
    囲(1)または(2)に記載の光学的形状測定装置 (4)光走査位置変更手段が、前記走査方向に直交する
    向きに被測定物と基準ゲージとを同時に移動させる特許
    請求の範囲(1)から(3)のいずれか1つに記載の光
    学的形状測定装置
JP13167283A 1983-07-18 1983-07-18 光学的形状測定装置 Granted JPS6022614A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13167283A JPS6022614A (ja) 1983-07-18 1983-07-18 光学的形状測定装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13167283A JPS6022614A (ja) 1983-07-18 1983-07-18 光学的形状測定装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6022614A true JPS6022614A (ja) 1985-02-05
JPH0242403B2 JPH0242403B2 (ja) 1990-09-21

Family

ID=15063524

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP13167283A Granted JPS6022614A (ja) 1983-07-18 1983-07-18 光学的形状測定装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6022614A (ja)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6287805A (ja) * 1985-10-14 1987-04-22 Mitsutoyo Mfg Corp 丸軸状部材の形状測定装置
JPS6332308A (ja) * 1986-07-25 1988-02-12 Mitsutoyo Corp クランクシヤフトの非接触形状測定方法及び装置
JPH0560522A (ja) * 1991-08-31 1993-03-09 Bando Chem Ind Ltd クリーニングブレードの稜線検査装置
JP2000205832A (ja) * 1999-01-19 2000-07-28 Sharp Corp プラズマ反応装置に用いるギャップ測定装置
JP2009229312A (ja) * 2008-03-24 2009-10-08 Harmonic Drive Syst Ind Co Ltd 輪郭形状測定方法
WO2010063775A1 (de) * 2008-12-05 2010-06-10 Carl Zeiss Ag Optische anordnung zum berührungslosen messen oder prüfen einer körperoberfläche
WO2014118575A1 (en) * 2013-02-04 2014-08-07 Messier-Dowty Limited Deformation detection tool & method for detecting deformation
CN111811439A (zh) * 2020-05-13 2020-10-23 河北省计量监督检测研究院廊坊分院 刀口形直尺工作棱边直线度自动测量方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08191005A (ja) * 1995-01-10 1996-07-23 Rohm Co Ltd チップ型可変抵抗器

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6287805A (ja) * 1985-10-14 1987-04-22 Mitsutoyo Mfg Corp 丸軸状部材の形状測定装置
JPS6332308A (ja) * 1986-07-25 1988-02-12 Mitsutoyo Corp クランクシヤフトの非接触形状測定方法及び装置
JPH0560522A (ja) * 1991-08-31 1993-03-09 Bando Chem Ind Ltd クリーニングブレードの稜線検査装置
JP2000205832A (ja) * 1999-01-19 2000-07-28 Sharp Corp プラズマ反応装置に用いるギャップ測定装置
JP2009229312A (ja) * 2008-03-24 2009-10-08 Harmonic Drive Syst Ind Co Ltd 輪郭形状測定方法
WO2010063775A1 (de) * 2008-12-05 2010-06-10 Carl Zeiss Ag Optische anordnung zum berührungslosen messen oder prüfen einer körperoberfläche
US8767218B2 (en) 2008-12-05 2014-07-01 Carl Zeiss Industrielle Messtechnik Gmbh Optical apparatus for non-contact measurement or testing of a body surface
WO2014118575A1 (en) * 2013-02-04 2014-08-07 Messier-Dowty Limited Deformation detection tool & method for detecting deformation
GB2507828B (en) * 2013-02-04 2015-05-13 Messier Dowty Ltd Deformation Detection Tool & Method for Detecting Deformation
CN104981679A (zh) * 2013-02-04 2015-10-14 梅西耶-道提有限公司 探测变形的工具和探测变形的方法
US9816806B2 (en) 2013-02-04 2017-11-14 Safran Landing Systems Uk Ltd Deformation detection tool and method for detecting deformation
CN111811439A (zh) * 2020-05-13 2020-10-23 河北省计量监督检测研究院廊坊分院 刀口形直尺工作棱边直线度自动测量方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0242403B2 (ja) 1990-09-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Deferrari et al. Vibrational displacement and mode‐shape measurement by a laser interferometer
US4168126A (en) Electro-optical measuring system using precision light translator
US5135307A (en) Laser diode interferometer
JPS6324115A (ja) 磁気ヘツドの浮上量測定方法及びその装置
JPS6022614A (ja) 光学的形状測定装置
JPS60256079A (ja) 半導体レ−ザを用いた微小変位測定装置
CN112432766A (zh) 一种激光扫描振镜性能检测方法
JP2000241128A (ja) 面間隔測定方法および装置
CN106969717B (zh) 对称光桥式自稳激光测径系统的标定方法、测量方法
JPH10253892A (ja) 位相干渉顕微鏡
JPS6344166B2 (ja)
JPH0875414A (ja) 微小位置測定装置
JPS6014106A (ja) 寸法測定方法とその装置
JPS60104206A (ja) 光学測定装置
JPH0875433A (ja) 表面形状測定装置
JPS57192833A (en) Method of detecting vibration of object to be measured using coherent light
RU2018792C1 (ru) Способ юстировки интерферометра фабри - перо и устройство для его осуществления
JP2502741Y2 (ja) 光学測定機のオ―トフオ―カス装置
CN117190870A (zh) 一种结合单色光和白光的干涉测量装置及方法
Jablonski et al. New generation of lasermike
Wilson Optical Evaluation of a High Speed Polygon
JPS5826325Y2 (ja) 位置検出装置
JPH0720094A (ja) 超音波振動測定装置
SU1620829A1 (ru) Фотометрический способ измерени угла конуса детали
JPH0530089Y2 (ja)