JPS6249202A - 光学式測定装置 - 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】

【産朶十のＩＩＪ用分野１ この発明は光１７式測定装首に係り、特に、平ｔ）走査
光線ビームを利用して被測定物のＡ１法等をａ（１１定
づる光学式測定装置の改良に関Ｊる３、［従来の技術］ 従来、回転走査ビーム（レーク゛じ−ム）−８二Ｊリメ
ータレンズによりこの＝１リメータレンズと集光レンズ
間を通る平行走査ビームに′Ｊ！ｃ″換し、該二）リメ
ータレンズと集光レンズの間に被測定物をｉｒ′ｉｉ！
、この被測定物によって前記平行走査ビームが辿られて
生じる１１１１部又は明部の時間の長さから被測定物の
寸法を測定Ｊる光学式測定装置があつＩ、：。 これは、例えば第６図に示す如く、レーザ仇１０　ｔｒ
〜らレーク“ビーム１２を固定ミラー１７′Ｉに向（）
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１Ｇによって回転走査ビ
ーｌ＼１７に′ｔ！２換し、この走査ビーム１７を＝１
リメータレンズ１８によって平行走査じ一ム２０に変換
し、この平行走査ビーム２０によりコリメータレンズ１
Ｂと集光ｌノンズ２２の間に配置しｌＪ被測定物二２４
４高辻」二査し、ｆの旧ｍ　１（ｉｌｌ定物２４によっ
て生じる１１′１部又は明部の１１′ｉ間σ月、さから
、被測定物２４の走査Ｉ）向（１・ｙ）向）て１法を測
定づるもの−Ｃある。、即０、重（ｊ走査ｌ−′−ム７
）０の明１１１’、１は、集光レンズ２１？の焦ｆ気位
置にある受光素子２６の出ノ）　ｒＨＤ−の変化ど本、
って検出さ壜１゜該・受光幸１２）６からの伏目は、プ
リノ′ンブ？ε３　ｆ二人力され、ここで増幅された後
、１ごツノメン１−選択回路３０に送られる４、このし
フタメン１−選択回路３０は、受光素子２Ｇの出力電Ｆ
１−から被測定物２／Ｉが走ｊづ１−さ４′１ている１
）、ｙ間ｔの間だ１フグ−１−回路３２を聞くための電
圧Ｖを介（［（〕て、〕グー１回路３２に出力覆るよう
にされ−ている。このグー１−回路３２には、り［１ツ
クパルス発振器３４からりし］ツクパルスＣＰが入力さ
れ一τいるのて゛、グー１−回路３２から（，１被測定
物２４の走査１）向）１法（例え（、を外径）にλ１応
した時間１１＝り４１；ｉ６するり［１ツクパルスＩ〕
を泪数回路３６に入力１ｊる。泪数回ｉ１’ｉ’ｆ　３
６ＬＬ、このりＤツクパルスＰ　庖ｉｉ１数し７で、ｊ
゛ジタル表小器３８に旧数仁号を出力し、−ｉジタル表
示器３８＝　３− は被ａｌｌｌ定物２／Ｉの走査方向Ｎｌ法即ち外径をデ
ジタル表示することに７３６１、一方、前記多角形回転
ミラー１６は、ｒＷｔ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づる同期正弦波発振器４０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
を一タ／′Ｉ４により、前記り［ｌツクパルス発振器３
１出力のクロックパルスＣＰと同期して回転され、Ｘ１
ｌｌ定粕度を紐持するようにされている。 このような高速度走査型レーク“測長はは、移動する物
体、高温物体のＩ（さ、厚み等を非接触Ｃ高精度に測定
できるので広く利用されつつある。 ここで、例えばＵＳＰ３，７６５．７７４号に開示され
るように、前Ｗｅの多角形回転ミラーを平面鏡として、
光源からのビームを該回転平面ミラーの、回転中心軸上
の一点で常に反則して、］リメータレンズへの入ｑ・１
光を一定とし、この結果として平行走査ビームを安定さ
せるようにしたものがある。 しかしながら、このＪ：うに平面鏡を回転させる場合は
、平行５１−査ビーｌ＼のＡ′査右方向ｉ１４！ＩＩ１
．’　／１′Ｎ制限されて、中イ◇１１！ｆ間当りの測
定回数が少なくイ〔るために、測定軸度を白土覆ること
が−（〜さび、又、平行走査ビームに速度変化／）り牛
じて、これによっても測定粘度を一定以上向上さｉ！る
ことがでさないという問題点がある。 これに対して、例えばＬＪＳＰ３，９６１，８３８に開
示されるように、コリメータｌノノズへの入ＱＪ角Ｏに
ｒ、トじて、平行走査ビームの中心光軸からの高さ１１
−にθとなる」：）に１ノで、平行走査ビームの速度一
定どなるようにしたものがある。 しかしながら、この場合においても、光源り目）のビー
ムを反射するための手段として平面ｌＡを使う場合は前
述の如く測定粘度白土に限Ｗがあり、又、第６図に示さ
れるように多角形間中ムミラーを利用した場合は、その
反射面が］リメータｌノンズの光軸上で前後り向に周期
的に変化するために、１１１１１定誤差が生じるという
問題点がある。 これにλｊしては１４願昭５９−１７９７１￥口こよっ
て１４２案されるように、一定の１１面周差を備えたｒ
θしノンズを用いたものがある。 ［発明が解決し」、うと−づる問題点］しかしながら、
更に測定の高精度化が東京される勺１］−（゛は、−１
’−、ｇＬ！の王者においても、測定１’＋’ｉ川向十
に限界があるという問題点がある。 即ち、いりＪ１の場合−（・あっても、回転ミラー、ゴ
１リメータレンズ舌の要素を高粘ｒｕ　（゛製造づるご
どが必要どイｆす、イの製造］ストが大幅（Ｊ増大づる
ど共に、′８要素間の位置決め、調整によって、測定オ
＾磨を向干さしるには限界がある１、更に、」ｌ記のＪ
：うな多角形回転ミラーを駆動づる同期゛［−夕は、一
般的にｌＪ、！ｉ、０周期の変動（一回転以内の変動）
及びＩ（周期の変４リノがあり、前古（、（フライホイ
ールをｆｆ１ｉＱ　４Ｊ’　？、＞ことｉこにり除去づ
ることが容易であるが、後者の長周期の変動を除去−づ
ることは出力１であった。 こ４１に対しτは、ヒステリシスシンク１１ナス［−タ
１’）　Ｔ　Ｌ　ｌ−制御によるＤＣモータを使用−す
ることも考えらねるが、この場合は］ス１〜が大幅に１
（゛）大してしＪ、うという問題点がある。 これに処１しｌ、第６図に示され？）ように、）（’　
？−ｉ走査ビーム２０の中に一対のピン２１．２１　（
！：１ｊｉｊｆｉ　シ、この　夕・１のピン２１．２１
の間の実ｉ！ｌ’ｌ　（ｉｒｉ尺ひ測定値の比から、■
−夕の回転をしニタし・でされを補正する」、うにしＬ
：（）のがある。 又、第６図におい−（’　２　ａｊ鎖綿Ｃ示ｊ’４れる
ように、回ｌＩ！／Ｉ走査ビーム１７の走査方向両端）
バ傍位置（、ニ一対の光電変換器２３．２３を設け、Ｉ
−れらの光電変換器から出カイ１１月の立らｌがり父は
ｖＩら１・かり間の時間に基づく測定値ど、これらの光
電変換器間の実測伯どのＩＬからｔ−タの回転４［ニタ
Ｌ・て測定値を補正づる」、うにしたものがある。 しかしながら、これら（，１い一＃’　１１も、ｊＩ：
”ｈビームの径が人さい個所て゛走査ビームが一部・１
のピン２１．２１あるい（、Ｌ−月の光市′！に″換器
２３３．２３を走査ηろようにイ」つているために、こ
れらの−１−ツジ検出精度がイバく、このため測定回数
を多クシ−（重均化による測定粕瓜の向−１をｂＩらざ
る”　ｉ’ｊ　＜：＞いという問題点がある。 又、一対の光電変換器を利用ｌノた場合は、これら−タ
１の光電変換％；の感瓜のドリフ１−及び）７ンブ系の
ドリフ］・が測定粕１寝を悪化させるという問題点があ
る。 【発明の［１的］ この発明は上記（、Ｙ来の問題点に鑑み−て＜７された
ものであって、回転ミラー、レンズ゛等の刈ン人精石及
び組立て粕ｍを極端に高くしたり、測定回数を増大した
りすることなく、測定精ｊαを白土さＶることがでさる
ようにしＩご〉■学式測定装置を提供することを目的と
づる。 ［問題点を解決づるための手段） この発明は、ビーム光牛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づるコリメータレンズ、を含む
平行走査ビーム発生装置と、被測定物を通過したＭＱ記
平行走査ビームの明暗を検出づる光電変換器と、一定周
波数の基準信号を発生するＬ１１信号発生器と、を右し
、前記平行走査ビーム光中装置と前記光電変換器の間に
配置しまた被測定物によって前記平行走査ビームの一部
が一８＝ 遮られ−（生じる１１＋′ｉ部又は明部のｎ、’ｉ間の
１（さを、該光電変換器の出力１１ｂ間に対応１する基
Ｉ′Ｘ！、　（ｉ−弓ｉＥ牛器す日らのｌ↓ギイパ号４
４数して被測定物の走古方向マ１法を求めるようにした
光学式測定装置（、：おい′（、前記多角形回転ミラー
と前記被測定物との間のイ１″Ｉ買に、前記回転走査ビ
ーム及び重（ｊ走査ビームの一方苓検出４べく配置され
、受光（Ｊ、対応して信号を出力Ｊる第２の光電変換器
と、この第２の光電変換器及び前記光電変換器の出力信
号に早づき、該第２の光電変換器の位置を基ｔｉｔどし
−Ｃ１被測定物の庄査問始Ｄｉ点及び走査柊了峙点Ｊ、
での間、イれぞｔ目こ対応して第１及び第２の（；Ｚ　
弓’＆出力する回路ど、これら第１及び第２の信ｇが出
力されでいる間の前配基１Ｉｌ（ｉｉ号発生器からの出
力信ｇをｈＩＰＪ７Ｊる第１及び第２のカウンタと、前
記第２の光電変換器の信号の出力聞始口）にお（」る前
記走査ビームの位置を原点どした走査範囲をト分づるイ
ｒ意の複数位置までのＡ−置時間に対応する前記Ｎ１３
捏（５ｉ月の数、及び、前記原点から前記複数のイひｉ
Ｍでの前記平行走査ビーム発生装置の光学的１右差に対
応−、ｄｉ５）前記基）（（信号の数の補正値を記憶（
］ている６１１憶装置と、へｒ１記第１及び第２のカウ
ンタでの計数ｌｉＩ′ｔを、前記記１ハ装置〜（こ后１
（１彦されたン市１王（１「口、二より７山正４る補正
回路と、この補正回路（ζ−より補正さ１１゜Ｉ、＝前
記第１及び第２のカウンタの計数値の差をδｑ樟“づる
演Ｃ）器ど、４設けることにより１−記目的を達成１−
ろものである。 【作用ｌ ごの弁明において、第２の光電変換器を一原貞どする基
ハｊ信号の））ラント・数に対応１、ノて、予め＼Ｐ行
走査ビームの）１′、学系にｉ１３ける誤差がｈ〔１憶
装置に配憶されていて、第２の光７ｈ変換器から被測定
物の走査開始時点及び走査開始時点１：対応するカウン
タのカラン１へ伯を、前記記憶された光学系の誤差に基
づき補正り−るので、回転ミラーヤ９−’１リメークレ
ンズの寸法粘磨及び取イ］け精ｆｖＹの如何に拘４つら
ず、それ７）”　ｎＫ容範囲内であるならば、測定ｆｉ
ｒｆを補正して、測定精Ｊ印の向−１を図ることができ
る。 【実加例】 以下本発明の実施例を図面を参照ｌノＴ説明する。 この″Ｊ：′施例は、第１１ン１枝（ｆ第ｒ２図（Ｊホ
されと）よう（、〜、じ−ム光牛器５０か５．の入（１
・Ｊビー１．Ｓｆ’ｉ丁）５］＝ＩＱ　ｃｌ’ｉ　ジノ
Ｔ　回転Ａ４　’（’ｉ　Ｌ’−ム５４　Ｌ：　ｓ、、
ｔコ）多角形回転ミラーｂ（Ｌ該回転屯占じ〜ム５−・
Ｉを平行圭Ｎじム５８どすイ）−１リメー！Ｉ　Ｌ’　
ンｌ　６０、を含ム’ｉｒ−を１走１〜ビーム芹生ｌ（
置と、被測定物６２　ｋ　’ｈ：η過しｊこ前記平行走
査ビームの明＋１＋Ｎ症検出３１イ）光１１イ変換：＃
：０４ど、一定周波数のり［ｌツイ！パル−スＣＰを阜
１Ｘ＋−信号を発生りるり１−１ツクパルス発１１１■
器６６ど、を右（〕、〕前記ｎ１１−杏ビー１１発生装
置！前ム］１光電乃：１条：脅６／１の間（こｂ１シ冒
１．　ｋ打し１川定１先！Ｉ　６　：：”りに、１０：
）’（Ｊ　−Ｍｉ＋古１コ甲行平行Ｖ杏ビーム巳）４の
一部／〕り遮ら口了生じる１１１１部又は明部の旧聞の
１（さを、該）１１社イ変換器６・１の出力ｌ）間にり
Ｊ’　１．ｔ、；　１ｊるり目ツイ・パルス計ｌ肢器６
６からのり「ｌツクパルス０［）合ｈＩ数］、・−ｒ７
伎Ｊ川定ルノ６２のＩ＝、　＊　１ｊ向寸法を求めるよ
−）ｉ；：　ｌｙた光学式測定装置に１４３い−（丁、
１）ｆｌ記−１リメーク１．ノンズ６０　Ａ＝被ｉ（１
’ｉ定１々＋６２との間の位置に、前記平行上沓１コ゛
−ム５Ｂを検出すべく　Ｐｉｉ！置され、受光ｌＪ対応
しで信号り出力する第７？の光電変換器６８ど、Ｊ二の
第１）の光、電変ＩＱ器６８及び前記光電変換器６・１
の出力信号に基づき、該第２の光電変換器６８の位置を
ｔ！準とジノで、被測定物６２の走査開始時点及び走査
終了時点までの間、イれぞれに対応］ノて第゛１及び第
２の信号Ｇ１及びＧ２を出力する回路７０ど、これら第
１及び第２の信号Ｇ＋、Ｇ２が出りされている間の前記
り［−］ツクパルス発振器６６かＩ）のり１１ツクパル
スＣＰを計数する第１及び第２のカラ〕／り７２．７４
と、ｉｉＱ記第２の光電変換器６８の信号の出力開始時
における平行走査ビーム５８の位置を原点ど（Ｊた走査
範囲を区分する任意の複数イひ匿までのり１−１ツクパ
ルスＣＰの数、及び前記原点から前記複数の位置での、
前記平行走査ビーム発生装置の光学的誤差に対応する前
記りＩ−１ツクパルスＣＰの数の補正値を記憶しでいる
記憶装Ｈ７６と、前記第１及び第２のカウンタ７２．７
／ｌて・の計数値を、前記記憶装置７Ｇに記憶された補
正値により補正する補正回路７８と、この補正回路７８
により補正された前記第１及び第２のカウンタ７２．７
／ｌのｈ４数値の差を演算リ−る演粋器８０と、設置た
ｉ）　／７）　Ｃ・ある３、 第１図の符脣５１　Ｉｔビーム光牛器５）０に」、り発
生されムー人ｑ・Ｊビーム５２を多角形回転ミーラニー
５６方向に反りＩＩ　ａる固定ミラー、（３゛１は１光
レンズを示す。 前記光電変ｔｒｉ器０４及び第２の光電ゆ換器０ε３か
らの出力信号を処理！Ｖイ＞　ＡＱ記回路７　Ｏｌｅ！
次のように（する成されている。。 回路７０は第１及び第２の−７リツプノ１］゛ン１回路
（以］マ「Ｆ回路）Ｆ〕２．８４ど、−」ンバー７７−
８６と、９　イマ−８Ｂ　と、Ａ　Ｎ　Ｄ　’ｉ”−ｈ
　９０　ト、を備えている。 前記光？１７変換器６４の出力側はアン／９２及び前記
：］ンバータ・−８６を介して第′１の［＝［回路８２
にｉ３けるリセッ１へ側に接続され、ヌ、アンプ９２を
介１）で前記ＡＮ［］グー１−〇〇に接続されでいる。 前記第２０光電変換器６８の出力側はアン／゛９４を介
して前記第１及び第２の「１回路８２．８４のセラ１〜
側に接続されている。 又、該１イ）２の光′小身換器６８はアンプ９４を一／
１しＣｉｆｎ　ｌ：ｌｔ３　夕４　”；’−８８１Ｊ：
　接続ｅ　ｎ　Ｃ＜１’　６゜このクイマー８８の出力
側は前記へ谷用〕ゲー　１−９０１Ｊ、ｔ３１−Ｊる他
、７Ｊ０）　Ｏに１子に接続され（いる。 ここで１１ｔｊ記クイマー８Ｅ）；よ、第２の光電変換
器６８から７′ン７９＝１を経で出力さｌ’Ｌる信号Ｓ
？を口、）間−１−だ（）保持し・でこれをＡＮＤゲ〜
ｌ−９０に出力づる、にうにされ７いる３、 このＡＮＤゲー１〜９０１．ｔタイ−ノー８１１からの
出力１３号ローレベル（゛、口つ光電変換器６４からの
出カイ３号がパイ１ノベルのときに前ｎＱ第２の１−Ｆ
回路８／ＩのりＬ′ツ１−側に信′；′Ｊを出力するよ
うにされでいる。 前記第１及び第２　（Ｄ　Ｆ　＋−二回路８２．８４は
それぞれ対応する第１及び第２のＡＮ　１〕ゲー［・９
６及び９Ｂにゲ〜１へＩｉ４号Ｇ１及び０２を−ｆ４’
ンぞね出ツノ−ｒｊるにうにされている。 これら第１及び第２のＡＮ　Ｄゲート９０及び９８は、
前記り「」ツクパルス発振器６Ｇからのり［ｌツクパル
スＣＰが入１）され、グー１−信号Ｇ＋、ＢσＧ　２が
入力さ１シ（いるどさ゛（１Ｔ１ぞのｉｌ：’ｎ間だ（
１間７＋Ｌ４１、クロックパル［べＣＰを第１及（ド第
２のカウンター７２及げ７４（Ｊ−１４′）ぞ４′箋５
出力Ａるよ′））、〜さねでいる。。 又、前記り［］ツクパルス光徹器６６１ＸＵ同１υＩ＋
１弦波光１に９；慝′１００及びｔ〜・り１−ラーイバ
１０２４杼イ゛、１）η記多角形回転ミラー５Ｇを回φ
ｌ：駆動り−るＩ、−めの同期モータ１０４に接続さ４
１Ｃいる。、第１　図（１）　ｉｊＪ　Ｙ’ｒ　ｉ　Ｏ
６１，ｔ、　１ｉｊｊ　Ｉ＞７　器８０　（７）　ＩＪ
　ｌ＞１ｌＩｉ　９ｄ　ｌ１ｌＩ′）測定値を表示づる
ための人示器ｙＥ、１りｔ　ｉｌ次に一１記第１図に示
される実副倒の作用を第２図を参照しノ？−説、明する
。 平行走査ビーム］５８が被測定物６２を走査５するどき
、まず前記第２の光電′免］条：幇６０Ｑ）泣ｉｎ　Ｇ
ｉにＷｔ　Ｌｙ−（から、被イｉｌｌ置物（ｉ２を走査
−する、。 イボのとき、第２の光電変１！！！器６８が平行走査じ
一ム５８を受光することによって出力−づる信号８１シ
は第２図（１３）に示（されるようにイＣる。 又、被測定物６２を走査する（−ど［よつＣ明部及び明
部が１した平行走査１′−ム：Ｓ　８＋、ｔ、光電変−
１　　！５− 換器Ｃ３７Ｉに到達１１−ることによって、該光電変１
ａ−器６＝１の出力部Ｖ３　ＳＩ　Ｌま第２図（Ａ）に
示されるようにイｒる５゜ 第２の光電変換器６８の出力信号Ｓ／はアンプ９１によ
つＣ増幅され六−後（，７、第１笈ひ第２の［「回路８
２．８／Ｉのセラ１−側にイれぞ４１人力ｉ−きれる。 祥つ゛にれら第１及び第２のＦ「回路８２．８１の出力
信シうＧ　Ｉ及びＧ　２　ｉｔ第２図に示されるにうに
信号＄２の立−１りに同期してＸ′１」−る、。 平行走査ビーノ、５８が第２の光電変換器６８の位貿を
通過−リ゛るど、該第２の光電変１りｙ）闘０８の出力
信号Ｓ？が☆下り、同期に光゛小女換器６４小出力仏号
Ｓ１が立上・：５゜ このどき、出力部すＳｌは＝］ンバークー８６を介して
第１の［［回１１１８８２のリセツ１〜側に接続されＣ
いるので、信′；３Ｓ、ｈ＜’ｈ土ってｔ）第１の１−
「回路８２がリセットさ１１．ることがない。 従つＣ出力４？、　舅Ｇ　＋がハイレベルに相持される
ことに右”る。 ｑ　　Ｏ− ヌ、出力部”ｊ　Ｓ　ＩはＡト用］グー１・９　（１’
）　ｆ、１人力、きれるが、このとさ、タイマー８８の
時間“１−を、第２図に示される、１次うに、第２の光
′小女換８６８の立上りから☆トリに至るｈ間より４：
）　ｆＪ：Ｈ＜設定し−Ｃ１１月Ｊば、該Ｉｔ、′１ｉ
ｉｌ−１’−の間はＡ　Ｎ　Ｄゲ−１・９０が間かれる
ことがイｔい、１ 従って第２ｆ７）Ｆ　Ｆ回路８４がリセッ１へさ′１１
ることかなく、出力信号０２はハイ［ノベルに七Ｎ６さ
れる。 平行走査じ−へ５５８が被測定物の（−！’２置に忙り
イの走査を開始７る時貞で、光電変換器６４は餡の状態
とイノ゛るため（こ出力信号Ｓ１が〜“ｒ下イ）１゜こ
の出力信号５３１の立下りはコンパ、−ター８６を−介
しノ″（第１の「「回路８２のり１′・ツトｆｌｌｌｌ
に入力されるために、該第１の［゛［回路８２がリセッ
１−されてイの出力信号Ｇ、は日−用ノベルどなる。 又、第２のＦ　Ｆ”回路８４側はｔ［１力信号Ｓ１がＸ
γ下がっＴもなｌし、らり１＝ツ１−され？）こと（−
１ない。 次１Ｊ１平行メ［査ビーム５８が被より置物０２の走査
を終了し）ｓ　ｏｒ；点になるど、光電変換器６４１ａ
明どなり、その出ｈ　Ｉ：”＝号Ｓ１が立トロ。 出力４ａ号Ｓ１が立トリハイレベルとなるどき、タイマ
ーε３８（ま既に時間−「を」−分に経過しているので
、出力（バ号がＤ−レベルとなり、且っ△Ｎ　ＤグーＩ
・９０に反転しＣ入力され（ハイレベル）るため、ＡＮ
Ｄグー１〜９０が開がｌ’Ｌ　Ｃ１（Ｊ−弓が第２の「
［回路８／Ｉのリレン１〜側に入力される。 このため、該第２の「［回路８４の出り信号Ｇ２がロー
レベルとなる。。 前記第１及び第２のＡ　Ｎ　Ｄグー　１〜９Ｇ及び９８
はぞれぞれに入）Ｅされる１吉号Ｇ１及び０２がハイレ
ベルのときに聞かれて、クロックパルス発信器６６かｌ
う出力されるクロックパルスＣＰを第１のカウンター７
２及び第２のカウンター７１にぞれぞれ出力することに
なる。 第１及び第２のカウンター７２．７４は人ツノされたク
ロックパルスＣＩ〕の数Ａ、及び△２をそれぞれ６１放
して補正ＩＩ！１路７８に出力づる。 補ｉＥ　＠　！１ｇ７８は、記憶装置７６にＪ３いてＹ
め記１ハされｌ、：、パルス数△１、△２に対応する、
前記ｊＦ行シ３玉査ビーム光牛装置における光学系の誤
；ζ苓読取つ（、λ１ｊ正１１Ｍａ、及びａ２により、
前記回数１ｉｒｊ　Ａ　＋　、△２に加（伏Ｌ７て、）
＋ｌｉ　ｔＴＥ後の歇１ｉＩ′ｉ　Ｉｉ　＋　、　Ｄ２
を演悼器８０に出力する。 ｉＵｉ　ｎ　ｍ　８０はＢ　２−Ｂ　＋を演Ｈｔ、、　
”’ｃ、ぞ（７）　’ｊ’、”：　”：’結束を表示器
１０Ｇに出力する。 なＪ３、ここで補正回路７８においては、第１及び第２
のカウンター　７２．７４　Ｆ　Ｏ）ム１故！ｔｆｔタ
所定の回数ｌご

【プ積綿）ノでての後積算偵を回数に、
１こり甲１勺（にした数（Ｉｎを６２霧冬１１勺に取込
ん−（・、翫３４へ′技１行１６による１１１ｉ正伯に
よつで補正する」；うにするど、処理時間を短縮できろ
とＪ先に、測定値の精Ｉσを向上、′５１！にどがＣき
る。 次に第ご３図及び第４図（Ｊ−示されｂ本発明の第２実
施例につき説明する。 この第２実施例は第３図及び第・１図に示されるように
、Ｖ記のよう４≧光学式測定装置におい−Ｃ１前記多色
形回転ミラー５３６と前記被測定物６２どの間の（ｒｌ
置に、Ｍｔ記平行メ［査ビームりと３に一：１．４〉走
査方向に離間し−Ｃ配置され、１つｌ１ｉ−行走査ビー
ム５５Ｂを同−貞に向けＣ反ＤＪするように＋ｌｆｉ　
ｉＪられた２個の反０］鏡６８Ａ、６８Ｂを設置Ｊ１第
２の光電′＆換器６Ｂを前記同一点に、該２周の反０４
鏡６８△、６８Ｂからの反身Ｊ光を受光する位置に配直
し、且つ前記第２のカウンタ７４を前記第２の光電変換
器６８の出力信号に１Ｊづき、前記２個の反射鏡６８△
、６８　Ｂの距随に対応した参照データをとるようにす
゛ると共に、ｉｒｆ記２個の反射鏡６８Ａ、６８Ｂ間の
平行走査ビーム５８の走査方向の実測距１作に基づくキ
ルフリブレーションデータと前記第２０カウンタ７４で
１ｑられた参照データとの比かＩう、前記光電変換器６
／Ｉにより第１のカウンタ７２で１９られた計測データ
を修正する補正手段１０８を設けたものである。 前記第２の光電変換器６８は、前記２個の反ｑ］鏡６８
Δ、６８Ｂを経由しての前記コリメータレンズ６０から
の光学的距離が、該コリメータレンズ６０の焦点距離「
と等価の位置に配置されている。 又、前記２個の反射鏡６８Δ、６８Ｂの走査ビー　２〇
− 一ム進行方向のす１１置は、前１］ｅ］リメータ１ノン
ズ６０ど被測定物６２どの間とされでいる。 前記光電変換器６１及び第２の光電変換器６８からの出
力信号を処理すく）回１ｉ’ｌ’ｌ　７　’１は次の、
Ｊ、うに（１４成されている。 まず、光電変換器６１の出力側はアンプ９２を介１）で
エツジ検出回路′１１０に）ｆｌ続され、このエツジ検
出回路１１００出カ側はセグメント選択回路１１２を介
Ｌ／　”Ｃ第１　（７）　Ａ　Ｎ　Ｄ　’ｙ”−ｂ　９
６　ニ接続されている。 この第１のＡＮＤゲー　ト９６の出力側は前記第１のカ
ウンタ７２企介して演算装置（ＣＰＬＪ）１１４に接続
されている。 又、前記第２の光電変換器６８の出力側も、光電変換器
６４ど同様に、アンプ９４、エツジ検出回路１１６、Ｕ
クメン１〜選択回路１１Ｂ、第２のＡＮＤグー１−〇８
を介して前記第２のカウンタ７４に接続されている。 この第２のカウンタ７２は前記演亦装向１１８に）と続
されている。 ここぐ前記■−ツジ険出回路１１０は、光電変換器０４
の出力鎖目Ｓ＋から、平行走査１１−ム５５８ツバ被測
定物０２をよ２１寸ご）どき−のＩＩｉ部とイヱろ■ツ
レ４検出１ノて；−ｔ’ｔをレグメン１〜蹴択回路１１
２に出力づイ）ようにされ−（いご）。 セグメントｉＴｔ　！Ｉｅ回路１１２は、Ｔツジ検出回
路１１０からの■ツジ検出信号の間、即ち被測定物６２
によって生じる単数叉は複数の子め現定されたｎ１部に
相当−リ゛る時間ｔの間第１の７〜Ｎ　＋）グー１へ９
６を聞く信シ〕り出力するようにされている。 又、前記エツジ検出回路１１６は、１１ｔ］走査ピ′−
ム１Ｂが反口」鏡６８Ａを照ＯＪシ、目つ６８Ｒを照射
することによって、生じる第２の光電変換器６と３の出
力信Ｅ５　Ｓ　２の２つの立らトがりを検出し、こＦ′
ＬをｔごグメンＩ−選沢（〔ｊ回路１１Ｂに出カーケる
ちのである１゜ Ｌグメント）ハ択回路′１１Ｂはエツジ検出回路１１Ｇ
からの１回［１の八゛Ｉら−１１がり信号と２回目の立
ら＋がり信′ｌＪとの間のｎｒ４間の間だけ第２の八Ｎ
　ｆ’）グー（へ９Ｂをｆｆｉ１＜へ二めの（４号を発
生しにれを第２のＡＮＤゲーグー９８に出力４−に）よ
うにされている。 前記第１及び第２のＡＮ　Ｄグー１−０６反び９Ｂは、
対応するレグメント；パ択回路１」２及び１１８からグ
ーＩ−信月が出力され−Ｃいる間、クロックパルス発振
器０６からのり１】ツクパルスＣＩ）をり・１１．７５
′８ｊ６カウンタ７２及び第２　（７）　））ウンタ７
・１に出ツノするｂのて゛ある。 これらカウンタ７２及び第２のカウンタ７・１は第１及
び第２のＡ　Ｎ　ｌ）グーｔ−９６及び９ε３が間か４
１でいる間り［］ツクパルス発振器６Ｇからのパルス信
号の数をカラン＋＝　Ｌ、　Ｔこれを１）す開演ｒｌ装
置１１４に出カリ−る。 第３図のＩ′Ｊシー３１２０Ａ及び１２０　Ｂ　ｉｑｔ
タイミング用光電変換器を示し、これらｉ：、ｔＪリメ
ータレンズ６０の両件側に接近し−Ｃ配冒され、＝１リ
メータレンス６０に入射する回転走１１ビーｌ＼５５□
１の阜端技び終端を検出することによつ−Ｃ、タイミン
グ信号Ｒ”　Ｉ　、Ｒ３２を出力し、演睦艮１Ｍ１１４
の作動りづミンクをδ９定！、ｌるものであ６　＋１こ
の演鈴↓！；ｆｔ”（１１４は、前記補正手段１０８を
含み、該補正手段′１０８は前記一対の反射鏡６８△、
６８Ｂ間の平ｔｌ’走査ビーム５８の走査方向の距１１
！ｔ　（キ１７リグレーシで１ンγ−夕）を１３０、測
定にＪ、′）で、第２のカウンタ７４によつ（１！１ら
れた、前記一対の反射鏡６８Δ、６８１３間の測定値を
８１第１のカウンタ７２によつ−Ｃ得られた被測定物６
２の走査方向の（Ｊ−仏を△とした場合、測定値Ａを補
正して、被測定物６２の真の寸法Δ′を次の（１）式に
よっで演ｉｔご）よ）にされている。 △′−△・（Ｂ／Ｂｏ）　　　　　　・・・（１）ここ
で第４図の符号１２２は第２の光電変換器６８の表面に
設置ノられたナイフェツジを示Ｌ２、このナイフェツジ
１２２は第２の光電変換器６８の端部が一定でイｒい場
合に、反射鏡６８△、６８１３から入射する走査ビーム
による出力信号の立ち上がりを安定さけるためのもので
ある。 土泥実施例にａ３いては、多角形回転ミラー５６の１つ
の反Ω」面による１回の平行走査ビーム５８による走査
毎に、光電変換器６４で得られた信号にＭづ゛く第１の
１）ウンタ７２のカラン１−１直△を、第２の光電変換
器６８−Ｃ：　ｉＥｉられｋ（八′ＰＪｔ：ｌ：！、ｔ
づく第２のカウンタ７・１のカラン１−（直Ｆ３及びＹ
め３Ｑ定さ４″しているＢ　ｏによつ−Ｃ補正されｌこ
測定（イｌへ′が出力されるので、多角形回転ミラー５
５Ｇを駆ＥＪ］ｒるための同期七−夕＋０４の’）、＊
　１１１１及び長期の変ｆＪノによっても、測定値に影
響を受！」に）ことが＜ｆｆｉい。 更に、Ｊ−記実施例においては、第２の光？１：ｉ変換
器６８の、コリメータレンズ６０に対づ”る光学的釦頭
は、該−」リメータレンズ６０の焦点距１１１ｉ１　ｆ
に等しい位置どされているので・、該第２の光電変換器
６Ｂに入目」引る平行走査ビーム１５８の径は最小とな
り、測定精度が向１−される。 ’３　Ａ３上記実施例において、反射鏡６８△、０８Ｂ
はコリメータレンズ６０と被測定物６２の間の位置に配
置されているが、本発明はこれに限定されるものでなく
、例えば回転走査ビーム５４の走査域に配置するにうに
してもＪ、い。 更に、上記実施例は、第２の光電変換器６８の表面にナ
イフェツジ１２２を設（）、これに」：つて該第２光７
Ｊｊ変換器６８の受光端部をｉｔ”　９＋１さしするｃ
ｌうにしているが、これは、ナ・イフ［ツジでナク−（
も、受光部が一定の直線トにイ【るイー〉のであればよ
い。 又、上記実施例（−１、反ｑ」鏡６８Ａ、６Ｅ３Ｂから
直］うに第２の光電変換器６８にＳＦ　ｔ’ｉ走査ビー
ム１５Ｂが入射ηるようにしたものて゛あるが、これは
他のミラーを介して入射さ′４１．るＪ：うにし−（も
よい。 この実施例においては、２つの反射鏡から１゛）の第２
の光電変換器に平行走査ビームを反ｑ・１１ノで入ｑ」
さｔ！るｊ；うにしたので、光電変換器の感度ドリフ［
〜及びアンプ系のドリフｈが生じても、２つの反釦鏡間
の時間的幅に変化が生じるＪ、とがなく、従って、該ド
リフＩ−によって測定精度を低壬することを防１−でき
る。 （発明の効果） この発明は、上記のように（７，ｉ成したので、平行走
査ビーム発生装防における多角影回転ミラー、コリメー
タレンズ等の司法粘度、組立でｒｉｉｌｆｊを一人幅に
高めたりすることなく、又、被測定物の平行ｉ（１，査
ビーム１．：ｌ：　Ｊ、る走査回数を４９４人し１．Ｘ
り寸゛イ＞　（ｍ、　Ｌなり、１Ｊ法測定稍麿の向−１
を図るイーとが７−さる、。 １４に、回転走査ビームを甲１］走査ビーｂ　ｔ’２．
変換するし〕／ズに特殊Ｃｃ　ｔ／　〕／ス合用いたり
することイｉく測定精度を向ト、−＼Ｕることが７゛さ
る、。 ４６図面の曲１１１イ劣説明 第１図【−１本発明に係る）１−学式ｉ１＋！ｌ定装置
の実施例を示すブ［１ツ乙７図、第２図（よ同大１ｉｆ
ｉ）間装ｆｔ’ｆ　ｉ；おける信局処理の過程を承り線
図、第３図は本発明の第２実施例を示！丁第１図ど同様
のブ［」ツク図、第４図は同突ｆｉｉｌｉ例における反
ｑ・Ｉ　＆Ｎど第２の光電変換器との関係を示寸正面図
、第５］図（１間実施例装置における信’ｉ　％　ｌ！
ＩＩの過程を示り−）４に図、第６図は従来の光学式測
定！Ａ買を示４ブ［１ツク図Ｃ″あイ）。 ５０・・・Ｌ′−へ発生器、 Ｊ　２・・・入射じ−ｌい り４・・・回転走査ピ゛−ム、 Ｅｉ　６・・多角ＪＥニ回転ミラー、 ５８　・平行走査ビーム、 ６０・・・コリメータレンズ、 ６２・・・被測定物、 ６４・・・光電変換器、 ０６・・・り［］ツクパルス発振器（Ｖ型悟号光ｑ−器
）、６８・・・第２０光電変換器、 −１０，７１・・・回路、 ７２・・・第１０カウンタ、 ７４・・・第２０カウンタ、 ７６・・・記憶装置、 ７８・・・補正回路、 ８０・・・演樟器、 ８２・・・第１のフリップクロップ回路、８／１・・・
第２の７リツプク［１ツブ回路。 代理人　　　松　　山　　圭　　佑 高　　矢　　　　論

Claims (1)

【特許請求の範囲】
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コリメータレンズ、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光電変換器と、一定周波数の基
   準信号を発生する基準信号発生器と、を有し、前記平行
   走査ビーム発生装置と前記光電変換器の間に配置した被
   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、該光電変換器の出力
   時間に対応する基準信号発生器からの基準信号を計数し
   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、前記多角形回転ミラーと前記被測定物
   との間の位置に、前記回転走査ビーム及び平行走査ビー
   ムの一方を検出すべく配置され、受光に対応して信号を
   出力する第２の光電変換器と、この第２の光電変換器及
   び前記光電変換器の出力信号に基づき、該第２の光電変
   換器の位置を基準として、被測定物の走査開始時点及び
   走査終了時点までの間、それぞれに対応して第１及び第
   ２の信号を出力する回路と、これら第１及び第２の信号
   が出力されている間の前記基準信号発生器からの出力信
   号を計数する第１及び第２のカウンタと、前記第２の光
   電変換器の信号の出力開始時における前記走査ビームの
   位置を原点とした走査範囲を区分する任意の複数位置ま
   での走査時間に対応する前記基準信号の数、及び、前記
   原点から前記複数の位置での、前記平行走査ビーム発生
   装置の光学的誤差に対応する前記基準信号の数の補正値
   を記憶している記憶装置と、前記第１及び第２のカウン
   タでの計数値を、前記記憶装置に記憶された補正値によ
   り補正する補正回路と、この補正回路により補正された
   前記第１及び第２のカウンタの計数値の差を演算する演
   算器と、を有してなる光学式測定装置。