JPS6147364B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPS6147364B2 JPS6147364B2 JP2560180A JP2560180A JPS6147364B2 JP S6147364 B2 JPS6147364 B2 JP S6147364B2 JP 2560180 A JP2560180 A JP 2560180A JP 2560180 A JP2560180 A JP 2560180A JP S6147364 B2 JPS6147364 B2 JP S6147364B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- measured
- light spot
- image
- displacement
- 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
Links
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 19
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 claims description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
- G01B11/2408—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures for measuring roundness
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は光ビームを被測定物体の表面に照射し
てその反射光を集光した光点の位置の変位によつ
て被測定物体表面までの距離を測定する原理を応
用して被測定物体の真円度を測定する真円度測定
装置に関する。
てその反射光を集光した光点の位置の変位によつ
て被測定物体表面までの距離を測定する原理を応
用して被測定物体の真円度を測定する真円度測定
装置に関する。
従来、物体の真円度を測定するには基準面から
物体表面の一点までの距離を接触式あるいは非接
触の測定装置で測定しつつ、この被測定物体ある
いは測定装置のいずれかを回転させて円周方向に
沿つて連続的に距離を測定する方法によつてい
た。
物体表面の一点までの距離を接触式あるいは非接
触の測定装置で測定しつつ、この被測定物体ある
いは測定装置のいずれかを回転させて円周方向に
沿つて連続的に距離を測定する方法によつてい
た。
しかしながら、この方法は被測定物体の円周方
向に被測定物体表面の一点に沿つて測定するもの
であるため、被測定物体の真円度が良好であつて
もたまたまその周方向の線状において傷が存在し
たり、ごみが付着していたり、一部分のみに小さ
な凹凸が存在したりしても真円度の不良と判定し
まう場合が生じ、また逆に被測定物体全体の真円
度が不良であつても測定する円周方向の線状にお
いてのみたまたま真円度が良好であると真円度不
良が検知できない場合が生じ、真円度測定の誤差
が多く信頼性に欠けていた。
向に被測定物体表面の一点に沿つて測定するもの
であるため、被測定物体の真円度が良好であつて
もたまたまその周方向の線状において傷が存在し
たり、ごみが付着していたり、一部分のみに小さ
な凹凸が存在したりしても真円度の不良と判定し
まう場合が生じ、また逆に被測定物体全体の真円
度が不良であつても測定する円周方向の線状にお
いてのみたまたま真円度が良好であると真円度不
良が検知できない場合が生じ、真円度測定の誤差
が多く信頼性に欠けていた。
本発明はこれらの欠点を除去し、被測定物体の
傷、ごみ、部分的な凹凸などの影響による測定誤
差を生じることのない信頼性の高い真円度測定装
置を提供することを目的としている。
傷、ごみ、部分的な凹凸などの影響による測定誤
差を生じることのない信頼性の高い真円度測定装
置を提供することを目的としている。
この目的のために、本発明では光ビームを被測
定物体の表面に照射してその反射光を集光した光
点の位置の変位によつて被測定物体の表面までの
距離、即ち表面の変位（凹凸）を測定する原理を
応用して、被測定物体をその中心軸の周りに、即
ち円周方向に回転させると共に、この円周方向と
直角な方向にある幅で光ビームを走査させつつ被
測定物体表面に照射し、その反射光を集光した光
点の位置を検出した信号の変動を濾波器で平均化
して、被測定物体の円周方向に直角な方向のある
幅にわたつて平均化した円周方向の凹凸を検知す
ることによつて、被測定物体の傷や付着したごみ
や部分的な凹凸による影響を受けることのない信
頼性の高い真円度測定を可能にしたものである。
定物体の表面に照射してその反射光を集光した光
点の位置の変位によつて被測定物体の表面までの
距離、即ち表面の変位（凹凸）を測定する原理を
応用して、被測定物体をその中心軸の周りに、即
ち円周方向に回転させると共に、この円周方向と
直角な方向にある幅で光ビームを走査させつつ被
測定物体表面に照射し、その反射光を集光した光
点の位置を検出した信号の変動を濾波器で平均化
して、被測定物体の円周方向に直角な方向のある
幅にわたつて平均化した円周方向の凹凸を検知す
ることによつて、被測定物体の傷や付着したごみ
や部分的な凹凸による影響を受けることのない信
頼性の高い真円度測定を可能にしたものである。
以下、図面に示す本発明の実施例について説明
する。
する。
第１図は本発明の一実施例と示すものである。
同図において、１は指向性のよい光ビームを発
する光源、２，３はこの光源１の像を被測定物体
４上に投射して光点Ｐを形成する照射レンであつ
て、光源１からの光ビームは照射レンズ２，３を
通つて反射ミラー５で反射され、光走査器６を被
測定物体４の表面上に照射される。
する光源、２，３はこの光源１の像を被測定物体
４上に投射して光点Ｐを形成する照射レンであつ
て、光源１からの光ビームは照射レンズ２，３を
通つて反射ミラー５で反射され、光走査器６を被
測定物体４の表面上に照射される。
被測定物体４はその中心軸４ａを中心として円
周方向に回転装置７によつて回転させられる。一
方、前記光走査器６は反射ミラー５からの光を受
けて、この光を被測定物体４上に、前記回転方向
（円周方向）と直角な方向にある幅にわたつて往
復動するように光を走査させつつ照射するもので
あつて、例えば駆動コイル６ａと、これによつて
正弦波的に振動する音叉６ｂと、音叉６ｂの先端
に固定された反射ミラー６ｃとによつて構成され
ている。従つて被測定物体４上において、光点Ｐ
は被測定物体４の回転Ｒと音叉６ｂの振動Ｖとの
相乗によつて第２図に示すように円周方向に正弦
波状に移動することになる。
周方向に回転装置７によつて回転させられる。一
方、前記光走査器６は反射ミラー５からの光を受
けて、この光を被測定物体４上に、前記回転方向
（円周方向）と直角な方向にある幅にわたつて往
復動するように光を走査させつつ照射するもので
あつて、例えば駆動コイル６ａと、これによつて
正弦波的に振動する音叉６ｂと、音叉６ｂの先端
に固定された反射ミラー６ｃとによつて構成され
ている。従つて被測定物体４上において、光点Ｐ
は被測定物体４の回転Ｒと音叉６ｂの振動Ｖとの
相乗によつて第２図に示すように円周方向に正弦
波状に移動することになる。
この被測定物体４上の光点Ｐからの反射光は集
光レンズ８によつて集光されて光点位置検出器９
上に投射されて光点Ｑを形成する。この集光は前
記照射レンズ２，３からの光の進路とは異なる方
向からなされる。
光レンズ８によつて集光されて光点位置検出器９
上に投射されて光点Ｑを形成する。この集光は前
記照射レンズ２，３からの光の進路とは異なる方
向からなされる。
光点位置検出器９は集光レンズ８によつて投射
される光点Ｑがその受光面９ｂ上に形成されるよ
うに配置された受光素子９ａを備えている。第３
図に示すように被測定物体４の表面にＸ方向の変
位（即ち表面の凹凸）が存在すると、集光レンズ
８によつて形成される光点Ｑはこの変位Ｘに対応
してX′方向に変位する。このX′方向の光点Ｑの
変位を検知するために受光素子９ａの受光面９ｂ
は、X′方向に、即ち光点Ｑの軌跡に一致するよ
うに配置されている。また前述のように光走査器
６による走査によつて被測定物体４上の光点Ｐの
位置は円周方向と直角な方向（中心軸４ａに平行
な方向）に規則的な往復移動するが、この走査に
よる光点Ｐの移動によつて集光レンズ８による光
点Ｑの位置も移動する。前記受光面９ｂはこの光
点Ｑの移動が前記X′方向に直角な方向になるよ
うに設置されている。
される光点Ｑがその受光面９ｂ上に形成されるよ
うに配置された受光素子９ａを備えている。第３
図に示すように被測定物体４の表面にＸ方向の変
位（即ち表面の凹凸）が存在すると、集光レンズ
８によつて形成される光点Ｑはこの変位Ｘに対応
してX′方向に変位する。このX′方向の光点Ｑの
変位を検知するために受光素子９ａの受光面９ｂ
は、X′方向に、即ち光点Ｑの軌跡に一致するよ
うに配置されている。また前述のように光走査器
６による走査によつて被測定物体４上の光点Ｐの
位置は円周方向と直角な方向（中心軸４ａに平行
な方向）に規則的な往復移動するが、この走査に
よる光点Ｐの移動によつて集光レンズ８による光
点Ｑの位置も移動する。前記受光面９ｂはこの光
点Ｑの移動が前記X′方向に直角な方向になるよ
うに設置されている。
第４図は受光素子９の受光面９ｂにおける光点
Ｑの変位の上記の関係を示している。即ち、被測
定物体４の表面の凹凸による受光面９ｂ上の光点
Ｑの変位はX′方向となり、光走査器６による光
点Ｑの変位はX′に直角なY′方向となるように受
光素子９ａは配設されている。
Ｑの変位の上記の関係を示している。即ち、被測
定物体４の表面の凹凸による受光面９ｂ上の光点
Ｑの変位はX′方向となり、光走査器６による光
点Ｑの変位はX′に直角なY′方向となるように受
光素子９ａは配設されている。
光点位置検出器９として例えば第４，５図に示
す光点ＱのX′方向の変位を電気信号に変換する
一次元の拡散型PINダイオードを用いることがで
きる。この受光素子９ａは第５図に示すように、
光点Ｑの位置によつてX′方向の両端に設けた端
子９１，９２にそれぞれ接続した負荷抵抗器９
３，９４に流れる光電流i1，i2の比が変化するも
ので、中心線l0から光点ＱのX′方向の距離x0は x0＝K1・（i1−i2）／（i1＋i2）＝K2・Ｓ （ただしK1，K2は定数、Ｓは光点位置検出器
９の出力） として求められる。
す光点ＱのX′方向の変位を電気信号に変換する
一次元の拡散型PINダイオードを用いることがで
きる。この受光素子９ａは第５図に示すように、
光点Ｑの位置によつてX′方向の両端に設けた端
子９１，９２にそれぞれ接続した負荷抵抗器９
３，９４に流れる光電流i1，i2の比が変化するも
ので、中心線l0から光点ＱのX′方向の距離x0は x0＝K1・（i1−i2）／（i1＋i2）＝K2・Ｓ （ただしK1，K2は定数、Ｓは光点位置検出器
９の出力） として求められる。
第２図に示すように被測定物体４上を光点Ｐは
ある幅にわたつて正弦波状に軸方向に移動しなが
ら円周方向に移動するのでこの光点Ｐの移動距離
は単に円周方向に線状に移動した場合よりはるか
に大になる。従つてこの移動経路中の微小な凹凸
が検知されて光点位置検出器９の出力には第６図
に示すように円周方向の成分（低周波分）と軸方
向の成分（高周波分）が含まれている。この光点
位置検出器９の出力信号を低減濾波器１０に通し
て高周波分を取り除けばある幅の平均をした円周
方向の凹凸を表わす信号が第７図の如き信号とし
て取り出せる。
ある幅にわたつて正弦波状に軸方向に移動しなが
ら円周方向に移動するのでこの光点Ｐの移動距離
は単に円周方向に線状に移動した場合よりはるか
に大になる。従つてこの移動経路中の微小な凹凸
が検知されて光点位置検出器９の出力には第６図
に示すように円周方向の成分（低周波分）と軸方
向の成分（高周波分）が含まれている。この光点
位置検出器９の出力信号を低減濾波器１０に通し
て高周波分を取り除けばある幅の平均をした円周
方向の凹凸を表わす信号が第７図の如き信号とし
て取り出せる。
しかして光検出器９の出力Ｓの変化分と被測定
物体４の変位Ｘとは一般に比例しない。これは第
３図に示す如く光点Ｐの変位Ｘと光点Ｑの変位
X′とが正確には比例ししないため及び受光素子
の非直線性に主として起因する。このため低域濾
波器１０の出力信号を補正回路１１で補正して変
位Ｘと比例させるようにする。この補正回路とし
て例えば折線近似回路、指数関数回路、デイジタ
ル演算回路などを用いることができる。なお補正
回路１１と低域濾波器１０の順序をいれかえても
同じ結果となる。
物体４の変位Ｘとは一般に比例しない。これは第
３図に示す如く光点Ｐの変位Ｘと光点Ｑの変位
X′とが正確には比例ししないため及び受光素子
の非直線性に主として起因する。このため低域濾
波器１０の出力信号を補正回路１１で補正して変
位Ｘと比例させるようにする。この補正回路とし
て例えば折線近似回路、指数関数回路、デイジタ
ル演算回路などを用いることができる。なお補正
回路１１と低域濾波器１０の順序をいれかえても
同じ結果となる。
なお前記実施例では受光素子９ａとしてX′方
向の光点位置のみを検出する場合を例示したが、
第８図に示すような二次元の拡散型PINダイオー
ドを用いればY′方向の変位も検出でき、この検
出信号により光走査器６による走査方向の位置を
モニターできる。この受光素子ではY′方向の両
端に設けた端子９５，９６にそれぞれ接続した負
荷抵抗器９７，９８に流れる光電流i3，i4によつ
てY′方向の光点Ｑの位置が検出される。また受
光素子９ａとしては例えばフオトダイオードと
MOS型トランジスタあるいはCCD素子の組合せ
で作られるイメージセンサなどを用いることもで
きる。
向の光点位置のみを検出する場合を例示したが、
第８図に示すような二次元の拡散型PINダイオー
ドを用いればY′方向の変位も検出でき、この検
出信号により光走査器６による走査方向の位置を
モニターできる。この受光素子ではY′方向の両
端に設けた端子９５，９６にそれぞれ接続した負
荷抵抗器９７，９８に流れる光電流i3，i4によつ
てY′方向の光点Ｑの位置が検出される。また受
光素子９ａとしては例えばフオトダイオードと
MOS型トランジスタあるいはCCD素子の組合せ
で作られるイメージセンサなどを用いることもで
きる。
本発明は上記の如く構成され被測定物体の円周
方向と直角な方向に走査しつつ被測定物体を円周
方向に回転させてある幅にわたつて変位を平均化
しながら検出するようにしたので、被測定物体の
傷や付着したごみや部分的な凹凸に影響されるこ
となく信頼性の高い真円度測定をすることができ
る
方向と直角な方向に走査しつつ被測定物体を円周
方向に回転させてある幅にわたつて変位を平均化
しながら検出するようにしたので、被測定物体の
傷や付着したごみや部分的な凹凸に影響されるこ
となく信頼性の高い真円度測定をすることができ
る
第１図は文発明の一実施例を示す構成略図、第
２図は本発明による被測定物体における光点Ｐの
移動経路路を示す図、第３図は変位Ｘと変位
X′との関係を示す図、第４図は光点位置検出器
の一実施例を示す平面略図、第５図は第４図に断
面略図、第６図は光点位置検出器の出力信号の一
例を示す波形図、第７図は低域濾波器によつて光
点位置検出器の出力信号を濾波した出力信号の波
形図、第８図は光点位置検出器の他の実施例の平
面略図である。 １……光源、２，３……照射レンズ、４……被
測定物体、６……光走査器、６ｂ……音叉、７…
…回転装置、８……集光レンズ、９……光点位置
検出器、１０……低域濾波器、１１……補正回
路。
２図は本発明による被測定物体における光点Ｐの
移動経路路を示す図、第３図は変位Ｘと変位
X′との関係を示す図、第４図は光点位置検出器
の一実施例を示す平面略図、第５図は第４図に断
面略図、第６図は光点位置検出器の出力信号の一
例を示す波形図、第７図は低域濾波器によつて光
点位置検出器の出力信号を濾波した出力信号の波
形図、第８図は光点位置検出器の他の実施例の平
面略図である。 １……光源、２，３……照射レンズ、４……被
測定物体、６……光走査器、６ｂ……音叉、７…
…回転装置、８……集光レンズ、９……光点位置
検出器、１０……低域濾波器、１１……補正回
路。
Claims (1)
- １ 光ビームを被測定物体の表面に照射し、その
反射光を集光した光点の位置変位から被測定物体
の真円度を測定する真円度測定装置であつて：光
ビームを発光する光源と：被測定物体を該被測定
物体の中心軸を中心として回転させる回転装置
と：前記光源の像を前記回転装置によつて回転し
ている被測定物体上に回転方向と直角な方向に走
査することによつて被測定物体上に光源の像を移
動させる光走査器と：前記光源の像を被測定物体
上に投射して光点を形成する照射レンズと：この
照射レンズの光軸と異なる方向から前記光点の反
射光を集光し前記光点の像を形成する集光レンズ
と：前記被測定物体の表面の変位によつて生ずる
前記光点の像の軌跡に受光面を一致させ且つ前記
走査による光点の像の移動が前記軌跡に直角な方
向になるように設置されると共に前記受光面上に
おける前記光点の像の変位を示す出力を得る光点
位置検出器と：前記光点位置検出器の出力信号の
変動を平均する濾波器とを備えている真円度測定
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2560180A JPS56120905A (en) | 1980-02-29 | 1980-02-29 | Measuring device for true roundness |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2560180A JPS56120905A (en) | 1980-02-29 | 1980-02-29 | Measuring device for true roundness |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56120905A JPS56120905A (en) | 1981-09-22 |
| JPS6147364B2 true JPS6147364B2 (ja) | 1986-10-18 |
Family
ID=12170422
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2560180A Granted JPS56120905A (en) | 1980-02-29 | 1980-02-29 | Measuring device for true roundness |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56120905A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0162468U (ja) * | 1987-10-14 | 1989-04-21 | ||
| JPH01154979A (ja) * | 1987-12-10 | 1989-06-16 | Toshiba Eng Co Ltd | 施錠装置 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4530490A (en) * | 1982-08-20 | 1985-07-23 | Nhk Spring Co., Ltd. | Fiber-reinforced plastics leaf spring |
| JPS60209105A (ja) * | 1984-04-02 | 1985-10-21 | Sanpa Kogyo Kk | 変位測定装置 |
| JPH0820208B2 (ja) * | 1985-03-26 | 1996-03-04 | 株式会社東芝 | 位置測定方法 |
-
1980
- 1980-02-29 JP JP2560180A patent/JPS56120905A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0162468U (ja) * | 1987-10-14 | 1989-04-21 | ||
| JPH01154979A (ja) * | 1987-12-10 | 1989-06-16 | Toshiba Eng Co Ltd | 施錠装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56120905A (en) | 1981-09-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4786815A (en) | Non-contact sensor with particular utility for measurement of road profile | |
| US6428171B1 (en) | Height measuring apparatus | |
| US5083035A (en) | Position location in surface scanning using interval timing between scan marks on test wafers | |
| JP2004514889A (ja) | 表面欠陥の測定 | |
| JPS6147364B2 (ja) | ||
| US6844537B2 (en) | Method and device for measuring the velocity of a moving surface | |
| JPS63225117A (ja) | 光走査型変位測定装置 | |
| JPS5616806A (en) | Surface roughness measuring unit | |
| JP2522191B2 (ja) | Ｉｃリ―ド高さ測定装置 | |
| JPS6355641B2 (ja) | ||
| JPH0729452Y2 (ja) | 変位測定装置 | |
| JP2565274B2 (ja) | 高さ測定装置 | |
| JP2502413B2 (ja) | 非接触変位測定装置 | |
| JPS63225116A (ja) | 光学式変位測定装置 | |
| JPS633212A (ja) | 計測装置 | |
| JP2858819B2 (ja) | 光走査型変位センサ | |
| JP2818597B2 (ja) | パターン検査方法 | |
| JPH0725618Y2 (ja) | 変位測定装置 | |
| JP2001050720A (ja) | 表面検査方法および装置 | |
| JPS5826325Y2 (ja) | 位置検出装置 | |
| JPS63206682A (ja) | 光電スイツチ | |
| JPH04276514A (ja) | 非接触変位測定装置 | |
| JPH01119748A (ja) | 光学式熱膨脹測定装置 | |
| JPH02302605A (ja) | 外径寸法測定装置 | |
| JPH04145311A (ja) | 高さ測定装置 |