JPS61191912A - 偏心量測定方法及び装置 - Google Patents

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】 厳１」−先殻月ＩＬ 本発明は、断面円形部分を有する物体の該部分の中心軸
よりの該物体における端面円形部の中心軸の偏心ｌを測
定する方法及び装置に関するものである。

来の　術及び間　。

例えば、外形が円筒形であり、端面に円形孔を有する加
工物に於いては、該円筒の中心軸よりの該円形孔の中心
軸の距離即ち孔の偏心量の加工誤差許容値が極めて小さ
いものがある。例えば光ファイバの接続に用いられるフ
ェルール等である。

第４ａ図にその様なフェルールの断面図を、第４Ｃ図に
フェルールをファイバに装着した状態の断面図を示す。

接続すべき一方の光ファイバのジャケット（Ｆｌ）及び
ファイバ素線（Ｆ５）（クラッド（Ｆ２）及びコア（Ｆ
３））がフェルール（１）の孔（１Ｄ）内に挿入され、
続いてファイバ素線のみが円形孔（１Ｂ）内に挿入され
、端面（１Ｃ）で切断される。他方の光ファイバについ
ても同様にされ、２個のフェルールを端面（１Ｃ）で突
き合せ、適当手段によって両方の円筒面（１Ａ）を固定
して、２本の光ファイバは接続される。

しかしながら、接続されたコア（Ｆ３）の端面（Ｆ４）
が互いに僅かの距離でもずれていると、光信号の接続損
失が大きくなる（例えば、コア径１０μｍのファイバで
は、１μｍのずれによって約０．８ｄｂの接続損失が生
ずる）。　従って、第４ｂ図に示す孔（１Ｂ）の径、並
びに円筒面（１Ａ）の中心軸（０１）と孔（１Ｂ）の中
心軸（０２）とのずれ（偏心Ｉ！１（δ））（第４ａ図
では両者は一致している。）の工作精度は極めて高度の
ものが要求される。例えば上記のフェルールでは、円筒
外径：２．４９９−１±０．００１１１、孔径：　０．
１２５ｍｍ４：０．００１１、孔（７）許容偏心量±Ｏ
，ＯＯ１＋ｍという規格で加工されなければならない。

従って、フェルールは加工後の検査によって孔径及び偏
心量を測定して加工不良品を除く必要がある。尚、説明
上、第４ｂ図の偏心量（δ）は実際のものより他の寸法
に比して大きく描いて誇張している。この説明上の誇張
は他の図面でも必要に応じて行なわれている。

また、光ファイバそのものにおいても、ファイバ素線中
のコアが偏心している場合もあるので、フェルールをフ
ァイバに装着した状態、換言すれば、第４Ｃ図に示すよ
うにファイバ素線（Ｆ５）をフェル−ルの孔〈１Ｂ）に
挿入した状態でのフェルールの円筒面（１Ａ）の中心軸
（０１）とコア（Ｆ３）の端面（Ｆ４）の中心軸（０３
）との関係に関しても上と同様の問題がある。それ故、
ファイバ接続前に、上述の状態においてフェルールの円
筒面の中心軸（ｏｌ）よりのコアの中心軸（ｏ３）の偏
心量を求め許容値以下であることを確認する必要がある
。

この様な孔等の偏心量の従来の測定に於いては、物体を
平盤に設けられた■字形溝内に置いて、回転５Ａ置に設
けられた把持手段によって把持して、該物体を回転させ
、孔等の在る端面を光学顕微鏡又はテレビモニタ等で人
が観察して、孔等の動きに基づいて偏心量を測定するこ
とが行なわれている。この方法では、回転の中心軸と円
筒の中心軸とが完全に一致していることが必要である。

しかしながら、把持装置による物体の把持の仕方が物体
を把持する毎に微妙に異なるので、物体を取り替える毎
に回転の中心軸と円筒の中心軸とを一致させる作業即ち
芯合せを測定前に行なわなければならない。或いは、こ
の作業を、物体に電気マイクロメータの測定子を接触さ
せ、物体を回転させてメータよりの信号に応じて把持装
置を調節して芯合せをするようにすることも行なわれて
いる。

しかし、いずれの方法によっても、芯合せの作業には熟
練した技術と比較的長時間を要し、更に芯合せ後の偏心
Ｉｍ定自体も孔等の端面の位置を顕微鏡又はテレビモニ
タで観察し、画面に設けられた目盛を利用して端面の位
置の変化を測定するので熟練さと長時間を要するもので
ある。従って、測定全体に要する時間は、例示のフェル
ールの場合、１個当り約１〜５分間を要するものであり
、従来の方法は大量加工される製品の検査には適合しな
いものである。孔の内面に測定子を接触させて、前述の
電気マイクロメータのように該測定子の変位量を電気信
号に変換して偏心量を測定することも行なわれているが
、例示のフェルールの如き孔径が微小な場合は、測定子
を孔内面に接触させること自体が困雌であり、前記のコ
ア端面の偏心量測定には適用不可能である。

更には、従来の方法の中には、芯合せが行なわれた後に
孔等の偏心量を求めるには、孔等の径の実測値が既知で
なければ測定することが出来ないものがあり、偏心邑測
定前に孔等の径を他の適宜手一段で求めておき、その値
と孔等の回転中心軸よりのずれとを比較しなければ偏心
量を測定することが出来ない場合もあった。

本発明の目的は、従来技術の前記諸欠点を解消し、断面
円形部分を有する物体の該断面円形部分の中心軸よりの
該物体における端面円形部の中心軸の偏心量を測定でき
、その測定においては回転中心軸と断面円形部分中心軸
との相対位置関係とは無関係に測定を行なうことができ
、被測定物体が変わる毎に芯合せをする必要がなく、円
形部径の大きさに拘わりなく、測定が短時間に行なわれ
る偏心ｍ測定方法及び装置を提供することである。

同　点を解決するための手段 本発明の上記目的は、 断面円形部分を有する物体の該断面円形部分の中心軸よ
りの該物体における円形部の中心軸の偏心量を測定する
方法にして、 該断面円形部分と測定手段との相対角度を変化させる過
程、 各相対角度における該断面円形部分中心軸の平面座標を
求める過程、 該円形部の像を形成させて各相対角度における該円形部
中心軸の平面座標を求める過程、及び前記求められた断
面円形部分中心軸の各平面座標と円形部中心軸の各平面
座標より前記偏心量を求める過程 を含むことを特徴とする前記偏心量を測定する方法、並
びに 前記偏心−を測定する装置にして、 該断面円形部分の位置又は位置及び大きざを求めるため
の手段、 該手段と該物体との相対角度を変化させる手段、各相対
角度における該断面円形部分中心軸の平面座標を求める
手段、 該円形部の像を形成させて各相対角度における該円形部
中心軸の平面座標を求める手段、及び前記求められた断
面円形部分中心軸の各平面座標と該円形部中心軸の各平
面座標より前記偏心量を求める手段 を備えたことを特徴とする前記偏心量を測定する装置に
よって達成される。

第１図は、本発明装置の構成例を示すブロック図であり
、第２図は本発明方法の１例のフローチャートである。

本発明をより詳細に説明する。

本発明による被測定物体は、少なくとも一部に断面円形
の部分を有するものであり、測定器による測定領域外の
形状は測定に支障がないものであれば如何なる形状でも
よい。尚、本明細書においては、「円形」とは実質上円
形であることを意味するものとし、［物体における円形
部」とは、該物体に設けられた円形孔、円形凹所等の該
物体における三次元的形状部に限らず、物体面に描かれ
た円形図形等の二次元的形状並びに前記円形孔等の中に
配された他の物体の円形形状部分をも含むものである。

物体と測定手段との相対角度を変化させるものとしては
、回転装置に該物体を取り付けて該物体を回転させるも
のであってもよいし、測定手段を回転装置に取り付けて
該物体の回りを回転させるものであってもよい。

断面円形部分中心軸の平面座標を求めるものとしては、
通常光、レーザ光、電磁波又は放射線等を物体に照射し
て、該物体によって該照射が遮蔽、吸収又は散乱される
量に基づいて得られる該断面円形部分の位置又は位置及
び大きさに関するデータ、或いは測定手段の測定部と物
体間の磁界強度又は静電容量等の電磁気量の変化に基づ
いて測定部と物体との距離に関するデータを非接触的に
得るものであり、コンピュータ等の演算処理手段により
該データを処理して各相対角度における該中心軸の平面
座標を求めるようにされているのが好ましい。照射によ
って測定するデータとしては、後述の実施例の如く断面
円形部分の定位置からの距離及び該断面円形部分の側面
＾ざを測定するのが適当である。所望の測定精度、回折
効果による測定誤差及び物体の材質等を考慮して適宜の
方法を選択することが出来る。物体と測定部とが非接触
の状態でデータが得られるものとする場合は、物体表面
に傷が付かないという利点がある。前記照射線等は測定
領域を一時に照射されるように或いは測定領域を順次に
走査されるものであってもよい。測定部と物体間の距離
のデータを得るものである場合は、測定部を複数とし、
各測定部間の距離をも用いて演算処理するのが好適であ
る。

円形部像を形成させ、円形部中心軸平面座標を求めるも
のとしては、測定手段の測定部に該円形部と実質上等価
な或いは拡大又は縮小像が得られるものであればよく、
イメージセンサ等により多像のデータを直接的に得るも
のであってもよいし、ｌｆｉ像管等により像を一旦電気
信号に変換し、その信号の配列に基づいて多像のデータ
を得るものであってもよい。得られる像が微小なもので
ある場合には、適宜の像拡大：手段を設けることが好ま
しい。多像のデータは前記の場合と同様にコンピュータ
等の演算処理手段によって処理されて、各所定角度にお
ける円形部中心軸平面座標が求められる。

コンピュータ等の演算処理手段によって、求められだ円
形断面中心軸と円形部中心軸の各平面座標を合成して両
中心軸間の距離が計算され、偏心量が求められる。

ＬＬ 以下、本発明方法の実施例を該方法を実施する装置例と
ともに添附口面を用いて説明する。本実施例の測定装置
は、光フアイバコネクター用フェルールの孔の偏心量を
測定するものである。

第３図は本実施例￥１ＲＩｉの全体を示す概略説明図で
ある。第３図の下部は測定装置の側面を示し、上部はそ
の平面図を示している。本実施例に於いては、各部はイ
ンターフェイスボックス（１８）を介してコンピュータ
（１０）に接続されており、後述の様にコンピュータ（
１０）により各部が制御され、測定データは該コンピュ
ータに送られて処理される。コンピュータ（１０）には
測定装置の各部を制御するプログラム及び偏心量を計算
するプログラムが記憶されている。

フェルール（１）は、エアスピンドル（２）のチャック
（２ａ）とその押え（２ｂ）によって図の様に即ちエア
スピンドルの回転中心軸（０）とフェルールの円筒中心
軸（ＯＩ）とが実質的に平行になる様に把持される（第
５ａ図及び第５ｂ図参照）。ここで重要なことは、両中
心軸の位Ｉ！関係とは無関係に測定は行なわれ得るとい
うことである。換言すれば、両中心軸は完全に一致して
いる必要はなく、偏心１３１定前に芯合せをする必要が
ないのである。何らかの原因によって、平行でないＩＩ
ｌ定が行なわれても、本実施例によれば後述の様に被測
定物体の円径のばらつきの測定も行ない得るので円径不
良としてチェックされる。測定装置の本体はベース（１
６）上に固設されている。エアスピンドル（２）及びパ
ルスモータ（３）はＸＹＺステージ（１７）上に設けら
れており、被測定物体（本実施例ではフェルール）の寸
法が大巾に変るような場合には、ステージ（１７）によ
り位Ｉｍ節される。フートスイッチ（１５）は、操作員
によってフェルールのチャックへの装着が確認された後
、測定開始の信号をコンピュタ（１０）に入力するため
のものである。フェルールの装着が自動的に行なわれる
場合は、スイッチ（１５）に代えて適宜の装着確認手段
が設けられる。

第５ａ図は本実施例の概略構成図である。以下の説明の
便宜のために、第５ａ図に示す様にエアスピンドル（２
）の回転中心軸（０１）の方向をＸ軸方向、回転中心軸
に直角で水平方向をＹ軸方向、垂直方向をＺ軸方向とす
る。

エアスピンドル（２）、はエアークリンユニット（５）
より供給されるクリーンエアによって支承されており、
フェルール（１）を把持したチャック（２ａ）をパルス
モータ（３）によって図中の矢印（ＲＥＶ）の方向に高
精度に回転させるものである。空気圧が低下すると圧力
センサ（６）によって検知され、測定装置の運転が停止
される。

エアスピンドルの回転中心軸（０１）の回りには後述の
孔位置測定において光を通す為にＸ軸方向の貫通孔が形
成されている。フェルールの両側には測定精度が０．１
〜１μｍである公知のレーザ測定器（７）の投光側（７
ａ）及び受光側（７ｂ）が回転中心軸と直角（Ｙ軸方向
）にそれぞれ配されており、レーザ光測定領域中にフェ
ルールの円筒面（１Ａ）が入るようにされている（第５
Ｃ図参照）。フェルールの下方にはレーザ光（７Ｃ）を
遮断できるレーザマスク板（７ｄ）を設ける。

この状態において、フェルールを回転させると、円筒中
心軸（０１）と孔中心軸（０２）は第６図のような軌跡
を描く。このとき、コンピュータ（１０）によりパルス
モータ（３）を制御して１回転を４分割する、即ち、フ
ェルールを任意の位置より９０°ずつ回転させるように
する。フェルールが９０’回転した状態において、測定
器の受光側（７ｂ）に到達するレーザ光の山と円筒（１
Ａ）により遮断されたレーザ光の量との関係から円筒の
直径（ＤＩ　）を測定する（第５ｄ図参照）。

その後測定モードを切り換えて、レーザ光が該円筒とレ
ーザマスク板（７ｄ）とによって遮断される距離即ち円
筒と板との垂直方向（Ｚ軸方向）の距離（Ｇ１）を測定
する（第５ｅ図参照）。同様にして、１８０°、２７０
’　、及び３６００の各回転角度に於いて同様の測定を
行ない直径（Ｄ２〜Ｄ、）及び距離（Ｇ　２〜Ｇ、）を
測定する。それらの関係を第７図に示す。得られた測定
データは、レーザ表示器（１９）に表示され、ＢＣＤに
変換され、コンピュータ（１０）に送られて次の処理が
行なわれる。

■円筒径のばらつきの計算 測定された直径（Ｄ＋〜ＤＡ）の中で最大のものをＱｍ
ａｘ、最小のものをＱ　ｗｉｎとすると、円筒径のばら
つきは次式で計算される。

円筒径のばらつき−Ｑｍａｘ　−Ｑｍｉｎ■円筒外径の
計算 外径＝（ＤＩ　＋Ｄ２　＋Ｄ３　＋Ｄｔ　）　／４■４
回転角度における円筒中心軸とマスク板との垂直方向の
距離（Ｚ＋〜Ｚ、）を下式によりそれぞれ求める。

Ｚ＋　＝Ｇ＋　＋Ｄ＋　／２ Ｚ２−Ｇ２　＋Ｄ２　／　２ Ｚａ−Ｇａ　＋０３　／２ ２４−Ｇ４＋Ｄム／２ ■偏心量計算上の中心位置座標（Ｚｏ　）を下式により
求める。

Ｚｏ　＝　（Ｚ＋　＋Ｚ２　＋Ｚ３　＋Ｚｔ　）／４■
第８図の関係から各回転角度における中心軸の平面座標
（ａ−ｄ）を求める。

ａ＝（（Ｚ−Ｚｏ）、（Ｚ＋−Ｚｏ））ｂ＝　（（Ｚ＋
　−Ｚｏ　）、（Ｚ２−Ｚｏ　））Ｃ−（（２２２０）
、（Ｚａ　　２０））ｄ−（（Ｚａ−Ｚｏ）、（Ｚａ　
　Ｚｏ））次に孔の中心軸の座標を求める。エアスピン
ドル（２）の後方には照明装［（４）が配されており、
該照明装置よりの光はエアスピンドルに設けられている
前述の貫通孔を通ってフェルール（１）に向かうように
されている。フェルールの前方即ちＸ軸方向には、拡大
手段として顕微１１１（８）を備えたイメージセンサ（
９）が配されている。従って、該光によるフェルールの
孔（１Ｂ）の像（１ｂ）が該センサ内に形成される。物
体の端面（１Ｃ）と顕微鏡（８）との間の距離が物体を
替える毎に変化するような場合には、顕微鏡には自動焦
点装置を備えておくのが好ましい。イメージセンサ（９
）の概略構成を第９図に示す。イメージセンサ（９）は
測定対象（この場合フェルールの孔及びその近傍のフェ
ルール端面）の像を顕微鏡で拡大しく例えば１００倍）
、ラインセンサ（９ａ）上に像を投影する。ラインセン
サ〈９ａ）は受光ダイオード等の撮像素子を直線状に配
列したものであり、各素子は投影された像からの明暗に
応じたデジタルビデオ信号を制御回路（９ｂ）を介して
発生する。この信号をカウンタ（９Ｃ）で計数してデー
タをコンピュータ（１０）に送る。

照明装置（４）の光によるフェルールの孔（１Ｂ）の像
は顕微鏡で拡大されて、第１０図のようにラインセンサ
（９ａ）に投影される。この時、孔の中は光が通るため
「明」となり、他の部分は「暗」となった化機（１ｂ）
が得られる。イメージセンサからはカウンタ出力データ
として第１０図に示すＡ（Ｏピット位置より化機端迄の
ビット数）とＢ（化機と交差するピット数）が得られる
。

本実施例では、ラインセンサの素子間の距離（ピッチ）
が１３μｍのものを使用したので、顕微鏡の倍率が１０
０倍のときは、１ビツトは１３μｍ／１００−０．１３
μｍに相当する。２０４８ビツトのものを使用したとき
にはその全長は１３μｍＸ２０４８−２６．６２４ｍｍ
１．：相当スル。

前述の円筒径の測定と同じ回転角度において、各回転角
度毎に上２のＡ及びＢを測定する。第１１図に各回転角
度における孔とイメージセンサとの関係の例を示す。

コンピュータ（１０）に送られたＡ及びＢのデータに基
づいて次の計算を行なう。

■イメージセンサのＯピット位置と各回転角度における
孔の中心軸とのＹ軸方向の距離（Ｙ＋〜ＹＡ）を計算す
る。

Ｙ＋　−Ａ＋　＋８＋　／２ Ｙ２−Ａ２　＋８２　／　２ Ｙａ−Ａ３＋８３　／２ Ｙａ　＝Ａｔ　＋Ｂａ　／　２ ■計算上の中心位置座標（Ｙｏ　）を計算する。

Ｙｏ　＝　（Ｙ＋　十Ｙ、、＋Ｙ３　＋Ｙ４　）／４■
第１２図の関係から各回転角度における孔の中心軸の座
標（ｅ−ｈ）を求める。

ｅ−（（Ｙ＋　　ＹＯ）、（ＹＯ−Ｙａ））ｆ＝（（Ｙ
２　Ｙｏ）、（Ｙｏ−Ｙ＋））Ｑ−（（Ｙａ　−Ｙｏ　
）、（Ｙｏ　−Ｙ２　））ｈ−（（Ｙｔ　　Ｙｏ）、（
Ｙｏ−Ｙａ））前記■で求められた円筒中心軸座標（ａ
−ｄ）及び■で得られた孔中心軸座標（ｅ−ｈ）から偏
心ｆ！ｉ（δ）を求める。（ａ〜ｄ）及び（ｅ−ｈ）の
データを合成したものを第１３図に示す。各回転角度に
おける偏心量（６１〜δ４）は、各回転角度における円
筒中心軸座標と孔中心軸座標との間の距離を計算するこ
とによって求められる。

求める偏心ｍ（δ）は上の６１〜δ４の平均値として得
られる。

δ−（δ１＋δ２＋δ３＋δＬ）／４ 斯くして得られた偏心量（δ）の値は、テレビモニタ（
１４）に表示される。先に求めた円筒径のばらつき及び
円筒径の値も同時にモニタに表示するようにしてもよい
。δ等の得られた各位が許容値を越えるものであるなら
ば、そのフェルールは不良品として適宜に処理される。

更に、一連の測定における各測定値をコンピュータに記
憶させ、各種の統計データ（不良個数、不良率、平均δ
値、破準偏差）等をコンピュータによって求めて、テレ
ビモニタ（１４）又はプリンタ（１３）によって出力す
ることも出来る。また、孔＠（ｌｂ）をビデオカメラ（
１１）によっても撮影し、その像とコンピュータ（１０
）よりの各種データとを合成ユニット（１２）で合成し
てモニタ（１４）で監視するようにしてもよい。

本実施例の装置によって例示のフェルールを測定した場
合、その精度は０．００１ｍｍであり、測定に要する時
間は約１０秒／個であった。

本実施例の装置では同じ回転角度に於いては、円筒径測
定と化機測定とを同時に測定して全体の測定時間を短く
するようにしている。しかしながら、本発明に於いては
、両方の測定を必ずしも同一の回転角度で行なう必要は
ない。換言すれば、第１回目の円筒径測定をα０の回転
角度で行ない、以下３回の円筒径測定をα＋９０６、　
α＋１８０°及びα＋２７０°で行ない、同様に第１回
目の化機測定をβ０　（ここでα≠β）で、第２〜４回
目をβ＋９０６、β＋１８０６、β＋２７０６で行なっ
ても、αとβとの差に基づく座標の補正計算を行なうこ
とによって同様の結果が得られる。

αとβとの差はパルスモータ（３）の回転角度より求め
られる。

上記の実施例に於いては、計算上の中心位置Ｙｏ及びＺ
ｏを求め、この中心位置を用いて各中心軸の平面座標を
計算するようにしているが、各中心軸の平面座標の計算
を回転中心軸の位置を用いてするようにすることもでき
る。この場合は、前記の■及び■の中心位置の計算をす
る必要はなく、予め求められコンピュータに記憶されて
いる回転中心軸の位置を用いて各中心軸の座標が計算さ
れる。しかし、チャック（２ａ）と両方の測定手段（本
実施例の場合、レーザ測定器（７）とイメージセンサ（
９））との相対位置関係が、温度変化等に基因して極く
僅か変動するため、例示のような極めて高精度の測定を
必要とする場合には、実施例のように測定毎に計算上の
中心位置を求めることによって、前記の位置関係の変動
に関わりなく偏心ｍを求めるのが好ましい。

本実施例では、１回転を４分割即ち９０’ずつフェルー
ルを回転させて測定している。そのため第８図及び第１
２図に示す関係が得られるのであるが、それに限らず、
４０分割即ち３６０６／４ｎ（ここでｎは１以上の整数
）ずつ回転させて測定するようにしても同様の関係が得
られる。測定時間の関係で、ｎの値は１〜３程度とする
のが適当であるが、ｎ−１としても実用上充分な精度の
測定を行ない得る。ｎの値の設定は、コンピュータ（１
０）に接続されたキーボード（２０）より行なわれる。

更に、フェルールの各回転角度を２７０°、４５０″等
としても、換言すれば、ｍＸ３６０’／４ｎ（ここでｍ
は３以上の奇、数）ずつ回転させるようにしても、上と
同様の結果が当然得られる。

この場合には、それぞれ異なった少なくとも４ａ個の回
転角度に於いて円筒径及び化機の測定が行なわれる。

フェルールを光ケーブルに装着した状態（第４Ｃ図参照
）での円筒中心軸（０＋　）よりのコア中心軸（０４）
の偏心量も前記の実施例と同様にして求められる。この
場合には、ケーブルの他端に光を照射するようにすれば
、コア内を光が伝送されてコア端面（Ｆ４）の鮮明な像
が得られるので測定に有利である。また、フェルールを
１回転以上回転させて測定する場合には、接続されてい
るケーブルによって回転に支障が生ずる場合もあるので
、前記の実施例とは反対にフェルールを固定し、両方の
測定部を適宜の回転手段上に載せて回転させるのが好ま
しい。

前記実施例においては、フェルールをｍＸ３６０’／４
ａずつ回転させて測定を行なっているが、測定時の回転
角度はそれらに限らず任意の角度で測定を行なうことが
できる。但し、円筒径測定及び化機測定はそれぞれ少な
くとも３個以上の相対角度で行なわなければなければな
らない。以下に任意の角度で測定する場合を説明する。

この場合も、測定装置は前記実施例と同様のものを使用
することができる。また、測定手順も略同様であるので
、同一の記号及び参照符号を使用して要点のみを説明す
る。第１４図はフェルールを任意の角度回転させた場合
の第７図と同様の図である。測定開始時のフェルール（
１）の円筒中心軸と計算上の座標軸（ＺＯ）とのなす角
度をαとする。αの値は任意であり、後に計算によって
求められる。この位置（Ｓ）よりコンピュタ（１０）の
指令によりチャックを任意の角度θ１だけ回転させると
、フェルールの円筒は計算上の座標においても同様にＧ
１だけ回転する。この位置においてＧ１及びＤｌを測定
し、続いて、α＋θ２及びα＋θ３　（Ｇ２及びＧ３の
値は任意）においてＧ２及びＤ２　、Ｇ３及びＤ３をそ
れぞれ測定する。得られた測定データは同様にコンピュ
ータ（１０）に送られて次の処理が行なわれる。

■各回転角度に円筒中心軸とマスク板との垂直方向の距
離（Ｚ＋〜Ｚａ　）を求める。

Ｚ＋　＝Ｇ＋　＋Ｄ＋　／２ Ｚ２−Ｇ２　＋０２　／２ Ｚ３−Ｇ３　＋０３　／　２ ＠αを求める。

計算上の座標原点より円筒中心軸迄の距離をＲとすると
第１４図より、 Ｒ−ｓｉｎ（ａ−θ＋　）＝Ｚ＋　−Ｚｏ　　　　（１
）Ｒ−ｓｉｎ（ａ−Ｇ２）−Ｚ２　　Ｚｏ　　　　（２
）Ｒ−ｓｉｎ（α−０３）＝Ｚ３　Ｚｏ　　　　（３）
の関係が得られる。

（１）　−（２）より （２）−（３）より （４）のＲと（５）のＲは実質上等しいのでｔｉｎ（ａ
−４３−）　−ｔｉｎ（α−０２）　　ｚｉｐｓ（α−
０２）−１１１１Ｃα−０３）（６）より α−１ａｇ″′″１ ＠Ｒを求める。

（１）より ＯＺ　ｏを求める。

（１）より Ｚｏ　−Ｚ＋−Ｒ−ｓｉｎ（α−Ｇ１）■各回転角度に
おける円筒中心軸の平面座標（ａ〜Ｃ）を求める。

ａ　−（Ｒ−ｃｏｓ　（ａ−θ＋）、Ｚ＋　　Ｚｏ）ｂ
＝（Ｒ−ｃｏｓ（α−Ｇ２）、Ｚ２　　Ｚｏ）ｃ−（Ｒ
−ｃｏｓ　（α−θｓ）、Ｚ３　Ｚｏ）次に、前記と同
様にして孔中心軸の平面座標を求める。第１５図は前記
実施例の第１１図と同様の図である。βは測定開始時に
おける孔中心軸と計算上の座標軸とのなす角度であり、
前述のαに対応するものである。

［相］ラインセンサのＯビット位置と各回転角度におけ
る孔中心軸とのＹ軸方向の距離（Ｙ　＋〜Ｙ３　）を計
算する。

Ｙ＋　＝Ａ＋　＋８＋　／２ Ｙ２−Ａ２　＋８２　／２ Ｙａ　＝Ａ３＋８３　／２ ■βを求める。

計算上の座標原点より孔中心軸迄の距離をｒとすると第
１５図より、 ｒ−ｃｏｓ　（β−θ＋＞−Ｙ＋　　Ｙｏ　　　　（８
）ｒ−ｃｏｓ（β−Ｇ２）＝Ｙ２　　Ｙｏ　　　　（９
）ｒ−ｃｏｓ（β−Ｇ３）−Ｙａ　　Ｙｏ　　　（１０
）の関係が得られる。

（８）−（９）より （０Ｓ（β−０１）−”（／’／−０２）（９）−（１
０）より ｔａｘ（β−（１２）−ｔａｘ（μｍ０３）（１１）の
ｒと（１１）のｒは実質上等しいので ｔａｘ（β−０１）　ｅ０１ｃβ−０２）　　ＣＩ２！
（β−０２）−（０１Ｃμｍ０３）（１３）より β呵ａｎ　’ ＠ｒを求める。

（８）より ＠Ｙｏを求める。

（８）より Ｙｏ　＝Ｙ＊　　−ｒ−ＣＯ８（β−０１）［相］各回
転角度における円筒中心軸の平面座標（ｅ〜Ｑ）を求め
る。

ｅ−（Ｙ＋　　Ｙｏ、ｒ−ｓｉｎ（β−０１））ｆ＝（
Ｙ２　Ｙｏ、ｒ−５ｉｎ（β−θ２））Ｑ＝（Ｙ３　Ｙ
ｏ、ｒ−８ｉｎ（β−θ３））前記実施例と同様にして
、各回転角度（θ１〜θ３）における偏心量（６１〜δ
３）は、各回転角度における円筒中心軸座［（ａ−Ｃ）
と孔中心軸座標（ｅ−１との間の距離を計算することに
よって求められる。

δ１− δ２− δ３− 求める偏心量（δ）上の６１〜δ、の平均値として得ら
れる。

δ−（δ、＋δ２＋δ３）／３ 上記の各実施例においては、コンピュータ（１０）によ
りパルスモータ（３）を制御して所定の又は任意の角度
だけフェルールを回転させ、その角度における各測定デ
ータをコンピュータ（１０）で処理することができる。

また、回転角度検出装置をエアスピンドル（２）に設け
、チャックを連続的に回転させ、検出された回転角度信
号と各測定データとを連続的にコンピュータに送り、所
定の又は任意の角度信号が得られた時の測定データより
計算するようにしてもよい。

従って、本発明に依れば、断面円形部分を有する物体の
該断面円形部分の中心軸よりの該物体における端面円形
部の中心軸の偏心量を測定でき、その測定においては回
転中心軸と断面円形部分中心軸との相対位置関係とは無
関係に測定を行なうことができ、被測定物体が変わる毎
に芯合せをする必要がなく、円形部径の大きさに拘わり
なく、測定が短時間に行なわれる偏心量測定方法及び装
置が提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置例を示すブロック図、第２図は本発
明方法の７０−チャートの１例を示す図、第３図は本発
明の実施例装置の全体概略説明図、第４ａ図はその実施
例により測定するフェルールの断面図、第４ｂ図はその
側面図、第４Ｃ図はファイバにフェルールを装着したと
きの断面図、第５ａ図は第３図の実施例装置を説明する
ブロック図、第５ｂ図はフェルールのチャックへの装着
の説明図、第５Ｃ図から第５ｅ図は本発明方法の実施例
の説明図、第６図は円筒及び孔の中心軸の軌跡を示す図
、第７図及び第８図は第１の実施例による円筒中心軸座
標の求め方の説明図、第９因はイメージセンサの概略構
成図、第１０図は孔像とラインセンサとの関係を示す図
、第１１図及び第１２図は第１の実施例による孔中心軸
座標の求め方の説明図、第１３図は第１の実施例による
偏心ｍの求め方の説明図、第１４図は第２の実施例によ
る円筒中心軸座標の求め方の説明図、第１５図は同じ実
施例による孔中心軸座標の求め方の説明図である。 （１）：フエルール （ＩＡ）：フエルールの円筒面 （ＩＢ）：フエルールの孔 （１ｂ）：化機 （２）：エアスピンドル （２Ａ）：チャック （３）：パルスモータ （７）：レーザ測定器 （７Ｇ）：レーザ光 （７ｄ）：レーザマスク板 （９）：イメージセンサ （９ａ）ニラインセンサ （１０）：コンピュータ （以　上） ＩＩ　４ａ　ｍ　　　１７ｚＬ−ル 第４ｂ図 第４ｃ図 〕２ 第６図 第７図 ９ａ　ライムｔ−ツ・ 手続補正書く自制 昭和６０年３月２８日 特許庁長官　　志賀　学　　殿　　） １、事件の表示 昭和６０年特　許　願第　３２２３０　　号２、　　＠
明ｆ：）名ｋ　　偏心量測定方法及び装置３、補正をす
る者 事件との関係特許出願人 株式会社化繊ノズ！製作所 ４６代理人

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）断面円形部分を有する物体の該断面円形部分の中
   心軸よりの該物体における円形部の中心軸の偏心量を測
   定する方法にして、 該断面円形部分と測定手段との相対角度を変化させる過
   程、 各相対角度における該断面円形部分中心軸の平面座標を
   求める過程、 該円形部の像を形成させて各相対角度における該円形部
   中心軸の平面座標を求める過程、及び 前記求められた断面円形部分中心軸の各平面座標と円形
   部中心軸の各平面座標より前記偏心量を求める過程 を含むことを特徴とする前記偏心量を測定する方法。
2. （２）前記測定手段が定位置から該断面円形部分までの
   距離及び該断面円形部分の径を求めるための手段である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方法。
3. （３）前記相対角度の変化がｍ×３６０°／４ｎ（ここ
   で、ｍは１以上の奇数、ｎは１以上の整数）ずつ行なわ
   れることを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項
   に記載の方法。
4. （４）前記相対角度の変化が任意の角度で行なわれるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項に記載
   の方法。
5. （５）断面円形部分を有する物体の該断面円形部分の中
   心軸よりの該物体における該円形部の中心軸の偏心量を
   測定する装置にして、 該断面円形部分の位置又は位置及び大きさを求めるため
   の手段、 該手段と該物体との相対角度を変化させる手段、 各相対角度における該断面円形部分中心軸の平面座標を
   求める手段、 該円形部の像を形成させて各相対角度における該円形部
   中心軸の平面座標を求める手段、及び 前記求められた断面円形部分中心軸の各平面座標と該円
   形部中心軸の各平面座標より前記偏心量を求める手段 を備えたことを特徴とする前記偏心量を測定する装置。
6. （６）前記断面円形部分の位置又は位置及び大きさを求
   めるための手段が、定位置から該断面円形部分までの距
   離及び該断面円形部分の径を求めるための手段であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第５項に記載の装置。