JPS61234306A - 光学式測定装置 - Google Patents
光学式測定装置Info
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- JPS61234306A JPS61234306A JP7518785A JP7518785A JPS61234306A JP S61234306 A JPS61234306 A JP S61234306A JP 7518785 A JP7518785 A JP 7518785A JP 7518785 A JP7518785 A JP 7518785A JP S61234306 A JPS61234306 A JP S61234306A
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- optical axis
- scanning beam
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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
- G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
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- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
この発明は光学式測定装置に係り、特に、平行走査ビー
ムを利用して被測定物の寸法等を測定する光学式測定装
置の改良に関する。
ムを利用して被測定物の寸法等を測定する光学式測定装
置の改良に関する。
従来、回転走査ビーム（レーザビーム）をｆθレンズに
よりこのｆθレンズと集光レンズ間を通る平行走査ビー
ムに変換し、該ｆθ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ビームが遮
られて生じる暗部又は明部の時間の長さから被測定物の
寸法を測定する光学式測定装置があった。 これは、例えば第３図及び第４図に示す如く、レーザ管
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によって回転走査ビーム
１７に変換し、この走査ビーム１７をｆθレンズ１８に
よって平行走査ビーム２０に変換し、この平行走査ビー
ム２０によりｆθ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又は明部の時間の長さから、被測定
物２４の走査方向くＹ方向）寸法を測定するものである
。即ち、平行走査ビーム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ｔ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。このゲート回路３２には、りＯツクパルス発振器３
４からりＯツクパルスＣＰが入力されＴいるので、ゲー
ト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、このりＯツクパ
ルスＰを計数して、デジタル表示器３８に計数信号を出
力し、デジタル表示！１３８は被測定物２４の走査方向
寸法即ち外径をデジタル表示することになる。一方、前
記多角形回転ミラー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発生する同期正弦波発振器
４ｏ及びパワーアンプ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出力のりＯツクパルスＣＰと同期して回転され、測
定精度を維持するようにされている。 このような島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。 ここで、上記のような光学式測定装置においてその測定
精度を高める手段の一つとして、被測定物２４を走査す
る位置における平行走査ビーム２０のビーム径をできる
だけ小さくすることが考えられる。 このような場合、前記光学式測定装置における光学系が
固定されると、例えば、前記ｆθレンズに対する被測定
物の光軸方向のセット位置が一義的に決定されてしまう
。 従って、被測定物の前記光軸方向の寸法が測定個所によ
って変わるような場合は、該被測定物を光軸方向に移動
させない限りは、測定精度の同一性を確保できないこと
となる。 更に、例えば前記光学式測定装置における発光器と受光
器とを分離できるようにして、システムとして適用範囲
を拡大したような場合は、発光器゛ と受光器の光学
的位置関係によって被測定物の光軸上の相対位置が変わ
るために、測定精度の同一性を保持できなくなるという
問題点が生じる。 これに対して、光源からのビームのビーム径を絞ること
なく平行光線の状態で被測定物を走査することも考えら
れ、この場合は被測定物の光軸方向の寸法等に拘らず測
定精度を一定に維持できるが、測定精度そのものを高く
維持することはできないという問題点がある。
よりこのｆθレンズと集光レンズ間を通る平行走査ビー
ムに変換し、該ｆθ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ビームが遮
られて生じる暗部又は明部の時間の長さから被測定物の
寸法を測定する光学式測定装置があった。 これは、例えば第３図及び第４図に示す如く、レーザ管
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によって回転走査ビーム
１７に変換し、この走査ビーム１７をｆθレンズ１８に
よって平行走査ビーム２０に変換し、この平行走査ビー
ム２０によりｆθ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又は明部の時間の長さから、被測定
物２４の走査方向くＹ方向）寸法を測定するものである
。即ち、平行走査ビーム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ｔ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。このゲート回路３２には、りＯツクパルス発振器３
４からりＯツクパルスＣＰが入力されＴいるので、ゲー
ト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、このりＯツクパ
ルスＰを計数して、デジタル表示器３８に計数信号を出
力し、デジタル表示！１３８は被測定物２４の走査方向
寸法即ち外径をデジタル表示することになる。一方、前
記多角形回転ミラー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発生する同期正弦波発振器
４ｏ及びパワーアンプ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出力のりＯツクパルスＣＰと同期して回転され、測
定精度を維持するようにされている。 このような島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。 ここで、上記のような光学式測定装置においてその測定
精度を高める手段の一つとして、被測定物２４を走査す
る位置における平行走査ビーム２０のビーム径をできる
だけ小さくすることが考えられる。 このような場合、前記光学式測定装置における光学系が
固定されると、例えば、前記ｆθレンズに対する被測定
物の光軸方向のセット位置が一義的に決定されてしまう
。 従って、被測定物の前記光軸方向の寸法が測定個所によ
って変わるような場合は、該被測定物を光軸方向に移動
させない限りは、測定精度の同一性を確保できないこと
となる。 更に、例えば前記光学式測定装置における発光器と受光
器とを分離できるようにして、システムとして適用範囲
を拡大したような場合は、発光器゛ と受光器の光学
的位置関係によって被測定物の光軸上の相対位置が変わ
るために、測定精度の同一性を保持できなくなるという
問題点が生じる。 これに対して、光源からのビームのビーム径を絞ること
なく平行光線の状態で被測定物を走査することも考えら
れ、この場合は被測定物の光軸方向の寸法等に拘らず測
定精度を一定に維持できるが、測定精度そのものを高く
維持することはできないという問題点がある。
この発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたものであ
って、光軸上における被測定物あるいは発光器、受光器
の位置のずれを許容しつつ、被測定物走査位置での平行
走査ビームの径を小さく維持して高い測定精度を維持で
き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。
って、光軸上における被測定物あるいは発光器、受光器
の位置のずれを許容しつつ、被測定物走査位置での平行
走査ビームの径を小さく維持して高い測定精度を維持で
き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射ビームを反射して
回転走査ビームとする多角形回転ミラー、該回転走査ビ
ームを平行走査ビームとするｆθレンズ、を含む平行走
査ビーム発生装置と、被測定物を通過した前記平行走査
ビームの明暗を検出する受光素子とを有し、平行走査ビ
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ビームの一部が遮られて生じる暗部
又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
ーム発生器から前記多角形回転ミラーの間の光路上に、
その間に基点を有する可変レンズ系を介在させることに
より上記目的を達成するものである。
回転走査ビームとする多角形回転ミラー、該回転走査ビ
ームを平行走査ビームとするｆθレンズ、を含む平行走
査ビーム発生装置と、被測定物を通過した前記平行走査
ビームの明暗を検出する受光素子とを有し、平行走査ビ
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ビームの一部が遮られて生じる暗部
又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
ーム発生器から前記多角形回転ミラーの間の光路上に、
その間に基点を有する可変レンズ系を介在させることに
より上記目的を達成するものである。
この発明において、ビーム発生器と多角形回転ミラーの
間の光路上に、その間に焦点を有する可変レンズ系を介
在させることによって、ｆθレンズによって回転走査ビ
ームが絞られる個所（ビームウェスト）の位置を連続的
に光軸に沿って変化させ、被測定物の光軸方向の寸法の
変化あるいは受光器及び発光器の光軸上のずれに対応し
て常にビームウェスト部分において被測定物を走査でき
るようにしている。
間の光路上に、その間に焦点を有する可変レンズ系を介
在させることによって、ｆθレンズによって回転走査ビ
ームが絞られる個所（ビームウェスト）の位置を連続的
に光軸に沿って変化させ、被測定物の光軸方向の寸法の
変化あるいは受光器及び発光器の光軸上のずれに対応し
て常にビームウェスト部分において被測定物を走査でき
るようにしている。
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３図に示される従
来の光学式測定装置と同−又は相当部分には第３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１図及び第２図に示されるように、前
記第３図に示されると同様の光学式測定装置において、
前記レーザ管１０から前記多角形回転ミラー１６の間の
光路上に、その間に焦点を有する可変レンズ系４６を介
在させたものである。 この可変レンズ系４６は、焦点距離が可変であって、レ
ーザ管１０から射出されたレーザビームを、前記多角形
回転ミラー１６の反射面に入射させる際に該レーザビー
ムのビーム径をｙ４Ｍすることによって、平行走査ビー
ム２０のビームウェスト位置を前記ｆθレンズ１８に対
して連続的に変化させることができるようになっている
。 該可変レンズ系４６による平行走査ビーム２０のビーム
ウェスト位置の、ｆθレンズ１８から離れる方向の限界
は無限大、即ちｆθレンズ１８を通過した平行走査ビー
ム２ｏが平行光線となる範囲までとされている。 ここで、可変レンズ系４６は、その鏡筒４６Ａを回転駆
動することにより焦点距離が可変となるようにされてい
る。 図の符号１４Ａ、１４Ｂは可変レンズ系４６の前後に配
置された固定ミラーを示す。 この実施例においては、可変レンズ系４６を調整する′
ことによって、ｆθレンズ１８を通過した平行走査ビー
ム２０のビームウェスト位置を該ｆθレンズ１８に対し
て光軸に沿って可変とすることができるために、被測定
物２４の光軸上の寸法の変化あるいはレーザ管１ｏ、多
角形回転ミラー１６、ｆθレンズ１８等を含む発光器側
と、これに対する集光レンズ２２、受光素子２６を含む
受光器側の、光軸上の位置関係の変化に対応して、平行
走査ビーム２０のビームウェスト位置を光軸に沿って調
整し、該ビームウェスト部が常に被測定物２４の測定個
所を走査することができるようにして高い測定精度を維
持することができる。 なお上記実施例において、可変レンズ系４６は鏡筒４６
Ａを回転駆動することによってその焦点距離を可変とし
たものであるが、本発明はこれに限定されるものでなく
、可変レンズ系４６自体を光軸に沿って進退させるよう
にしてもよい。 ［発明の効果１ 本発明は上記のように構成したので、平行走査ビームの
ビームウェスト部を常に被測定物を走査する位置に調整
することにより、被測定物の光軸方向の寸法の変化ある
いは発光器及び受光器の光軸に沿った相対的位置関係の
変化を許容しつつ、高い測定精度を維持することができ
るという優れた効果を有する。
来の光学式測定装置と同−又は相当部分には第３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１図及び第２図に示されるように、前
記第３図に示されると同様の光学式測定装置において、
前記レーザ管１０から前記多角形回転ミラー１６の間の
光路上に、その間に焦点を有する可変レンズ系４６を介
在させたものである。 この可変レンズ系４６は、焦点距離が可変であって、レ
ーザ管１０から射出されたレーザビームを、前記多角形
回転ミラー１６の反射面に入射させる際に該レーザビー
ムのビーム径をｙ４Ｍすることによって、平行走査ビー
ム２０のビームウェスト位置を前記ｆθレンズ１８に対
して連続的に変化させることができるようになっている
。 該可変レンズ系４６による平行走査ビーム２０のビーム
ウェスト位置の、ｆθレンズ１８から離れる方向の限界
は無限大、即ちｆθレンズ１８を通過した平行走査ビー
ム２ｏが平行光線となる範囲までとされている。 ここで、可変レンズ系４６は、その鏡筒４６Ａを回転駆
動することにより焦点距離が可変となるようにされてい
る。 図の符号１４Ａ、１４Ｂは可変レンズ系４６の前後に配
置された固定ミラーを示す。 この実施例においては、可変レンズ系４６を調整する′
ことによって、ｆθレンズ１８を通過した平行走査ビー
ム２０のビームウェスト位置を該ｆθレンズ１８に対し
て光軸に沿って可変とすることができるために、被測定
物２４の光軸上の寸法の変化あるいはレーザ管１ｏ、多
角形回転ミラー１６、ｆθレンズ１８等を含む発光器側
と、これに対する集光レンズ２２、受光素子２６を含む
受光器側の、光軸上の位置関係の変化に対応して、平行
走査ビーム２０のビームウェスト位置を光軸に沿って調
整し、該ビームウェスト部が常に被測定物２４の測定個
所を走査することができるようにして高い測定精度を維
持することができる。 なお上記実施例において、可変レンズ系４６は鏡筒４６
Ａを回転駆動することによってその焦点距離を可変とし
たものであるが、本発明はこれに限定されるものでなく
、可変レンズ系４６自体を光軸に沿って進退させるよう
にしてもよい。 ［発明の効果１ 本発明は上記のように構成したので、平行走査ビームの
ビームウェスト部を常に被測定物を走査する位置に調整
することにより、被測定物の光軸方向の寸法の変化ある
いは発光器及び受光器の光軸に沿った相対的位置関係の
変化を許容しつつ、高い測定精度を維持することができ
るという優れた効果を有する。
第１図は本発明に係る光学式測定装置の実施例の要部を
示すｕｆｉ図、第２図は同平面図、第３図は従来の光学
式測定装置を示すブロック図、第４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・・・多角形回転ミラー、 １７・・・回転走査ビーム、 １８・・・ｆθレンズ、 １８Ａ・・・光軸、
２０・・・平行走査ビーム、 ２４・・・被測定物、
２６・・・受光素子、 ４６・・・可変レンズ
系。
示すｕｆｉ図、第２図は同平面図、第３図は従来の光学
式測定装置を示すブロック図、第４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・・・多角形回転ミラー、 １７・・・回転走査ビーム、 １８・・・ｆθレンズ、 １８Ａ・・・光軸、
２０・・・平行走査ビーム、 ２４・・・被測定物、
２６・・・受光素子、 ４６・・・可変レンズ
系。
Claims (1)
- （１）ビーム発生器からの入射ビームを反射して回転走
査ビームとする多角形回転ミラー、該回転走査ビームを
平行走査ビームとするｆθレンズ、を含む平行走査ビー
ム発生装置と、被測定物を通過した前記平行走査ビーム
の明暗を検出する受光素子とを有し、平行走査ビーム発
生装置と前記受光素子の間に配置した被測定物によつて
前記平行走査ビームの一部が遮られて生じる暗部又は明
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
生器から前記多角形回転ミラーの間の光路上に、その間
に焦点を有する可変レンズ系を介在させたことを特徴と
する光学式測定装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7518785A JPS61234306A (ja) | 1985-04-09 | 1985-04-09 | 光学式測定装置 |
| PCT/JP1986/000175 WO1986006159A1 (fr) | 1985-04-09 | 1986-04-09 | Instrument de mesure optique |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7518785A JPS61234306A (ja) | 1985-04-09 | 1985-04-09 | 光学式測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61234306A true JPS61234306A (ja) | 1986-10-18 |
Family
ID=13568942
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7518785A Pending JPS61234306A (ja) | 1985-04-09 | 1985-04-09 | 光学式測定装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61234306A (ja) |
| WO (1) | WO1986006159A1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5175595A (en) * | 1990-08-24 | 1992-12-29 | Tokyo Seimitsu Co., Ltd. | Non-contact measuring device |
| JP2011509401A (ja) * | 2007-12-27 | 2011-03-24 | エーエスエムエル ホールディング エヌ．ブイ． | 折返し光学エンコーダ及びその用途 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL224191B1 (pl) | 2012-05-25 | 2016-11-30 | Polska Spółka Inżynierska Digilab Spółka Z Ograniczoną | Sposób wyznaczania wartości wymiaru liniowego obiektu oraz optyczne urządzenie do wyznaczania wymiaru liniowego obiektu |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5540459A (en) * | 1978-09-14 | 1980-03-21 | Fujitsu Ltd | Focus adjusting method of optical system |
| JPS58111705A (ja) * | 1981-12-25 | 1983-07-02 | Mitsutoyo Mfg Co Ltd | 光学式測定装置 |
-
1985
- 1985-04-09 JP JP7518785A patent/JPS61234306A/ja active Pending
-
1986
- 1986-04-09 WO PCT/JP1986/000175 patent/WO1986006159A1/ja unknown
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5540459A (en) * | 1978-09-14 | 1980-03-21 | Fujitsu Ltd | Focus adjusting method of optical system |
| JPS58111705A (ja) * | 1981-12-25 | 1983-07-02 | Mitsutoyo Mfg Co Ltd | 光学式測定装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5175595A (en) * | 1990-08-24 | 1992-12-29 | Tokyo Seimitsu Co., Ltd. | Non-contact measuring device |
| JP2011509401A (ja) * | 2007-12-27 | 2011-03-24 | エーエスエムエル ホールディング エヌ．ブイ． | 折返し光学エンコーダ及びその用途 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO1986006159A1 (fr) | 1986-10-23 |
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