JPS63290902A - 光学式精密測長法 - Google Patents
光学式精密測長法Info
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- JPS63290902A JPS63290902A JP12532687A JP12532687A JPS63290902A JP S63290902 A JPS63290902 A JP S63290902A JP 12532687 A JP12532687 A JP 12532687A JP 12532687 A JP12532687 A JP 12532687A JP S63290902 A JPS63290902 A JP S63290902A
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- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 7
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 239000011295 pitch Substances 0.000 description 3
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
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- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
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- 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
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はエンジン部品、タービンローター等の寸法側ボ
に適用される光学式精密測長法に関する。
に適用される光学式精密測長法に関する。
機械部品の高精度加工を必要とする分野では、精密測長
つまりサブミクロンオーダーの測長が要求されておシ、
その方法としては二波長干渉レーザー測長法が知られて
いる。
つまりサブミクロンオーダーの測長が要求されておシ、
その方法としては二波長干渉レーザー測長法が知られて
いる。
その基本構成は、第６図系統図に示すように、二波長レ
ーザー光源１．スキャニング反射鏡２．半透明鏡３．セ
ンターミラー４．全反射鏡５．基準ワーク６、被測定物
７．光強度検出器８．信号処理部９から成っておシ、二
波長レーザー光源ｌの干渉によって第７図に示すように
干渉信号を生成させ、信号処理部９で基準ワーク６及び
被測定物７の２点からの反射光の位相差から光路差を求
めるのである。
ーザー光源１．スキャニング反射鏡２．半透明鏡３．セ
ンターミラー４．全反射鏡５．基準ワーク６、被測定物
７．光強度検出器８．信号処理部９から成っておシ、二
波長レーザー光源ｌの干渉によって第７図に示すように
干渉信号を生成させ、信号処理部９で基準ワーク６及び
被測定物７の２点からの反射光の位相差から光路差を求
めるのである。
ところが被測定物７の面は完全なフラット面ではなく粗
さを持っておｐ、第８図に示すように、表面粗さの形状
に対して光の反射位置が明確でないために表向粗さの山
部あるいは谷部で反射した場合、山部と谷部との寸法差
が常に誤差となって測長されるから、従来、前もって接
触式表面粗さ計で粗さを測定して補正を行っている。
さを持っておｐ、第８図に示すように、表面粗さの形状
に対して光の反射位置が明確でないために表向粗さの山
部あるいは谷部で反射した場合、山部と谷部との寸法差
が常に誤差となって測長されるから、従来、前もって接
触式表面粗さ計で粗さを測定して補正を行っている。
しかしながら、このような手段では、下記のような欠点
がある。
がある。
（１）表面粗さに対して、光の反射位置が不明である。
（２）表面粗さと光の反射光量との関係が定量的に把握
されていない。
されていない。
′（３）前もって接触式表面粗さ計で測定しているので
時間がか＼る。
時間がか＼る。
（４）粗さピッチの小さいものは接触式では正確な値が
わからない。
わからない。
本発明はこのような事情に鑑みて提案されたもので、非
接触的に高精度で被測定物を精密測長することのできる
光学式精密測定法を提供することを目的とする。
接触的に高精度で被測定物を精密測長することのできる
光学式精密測定法を提供することを目的とする。
そのために本発明は、二波長レーザー光源を使用して基
準ワーク、被測定物よりの反射光をそれぞれ第１の光強
度検出器、第２の光強度検出器を介して検出し、上記両
反射光の位相差に基づいて上記被測定物を精密測長する
方法において、上記被測定物の反射光を検出する光強度
検出器の出力に基づいて関数発生器を弁して表面粗さを
求め、上記位相差と上記表面粗さとに基づいて上記被測
定物の真の測長値を求めることを特徴とする。
準ワーク、被測定物よりの反射光をそれぞれ第１の光強
度検出器、第２の光強度検出器を介して検出し、上記両
反射光の位相差に基づいて上記被測定物を精密測長する
方法において、上記被測定物の反射光を検出する光強度
検出器の出力に基づいて関数発生器を弁して表面粗さを
求め、上記位相差と上記表面粗さとに基づいて上記被測
定物の真の測長値を求めることを特徴とする。
このような構成により、位相差により基準ワークと被測
定物との光での測長値の差（前者）が検出され、一方、
光強度検出器８−２の出力に基づいて関数発生器９ａ−
２を弁して補正量（後者）が出力され、両者を減算する
ことによシ、真の測長値が求められるのである。
定物との光での測長値の差（前者）が検出され、一方、
光強度検出器８−２の出力に基づいて関数発生器９ａ−
２を弁して補正量（後者）が出力され、両者を減算する
ことによシ、真の測長値が求められるのである。
本発明の一実施例を図面について説明すると、第１図は
その全体系統図、第２図は第１図における被測定物の反
射面の部分拡大図、第３図は被測定物反射面におけるビ
ーム径及び反射光の関係を示す説明図、第４図は第３図
における表面粗さと反射光量との関係を示す線図、第５
図は表面粗さと反射光重との関係を示す線図である。
その全体系統図、第２図は第１図における被測定物の反
射面の部分拡大図、第３図は被測定物反射面におけるビ
ーム径及び反射光の関係を示す説明図、第４図は第３図
における表面粗さと反射光量との関係を示す線図、第５
図は表面粗さと反射光重との関係を示す線図である。
まず、第１図において、第６図と同一の記号はそれぞれ
第６図と同一の部材９機器を示し、本装置が第６図と異
なるところは、第６図の信号処理部９０代わりに位相検
出器９ａ−１，関数発生器９ａ−２及び減算器９ａ−３
よりなる信号処理部９ａを設けたことである。
第６図と同一の部材９機器を示し、本装置が第６図と異
なるところは、第６図の信号処理部９０代わりに位相検
出器９ａ−１，関数発生器９ａ−２及び減算器９ａ−３
よりなる信号処理部９ａを設けたことである。
このような装置において、被測定物７からの干渉信号を
光強度検出器８−２で検出し、信号処理部９ａ円の関数
発生器９ａ−２と位相検出器９ａ−１に入力する。
光強度検出器８−２で検出し、信号処理部９ａ円の関数
発生器９ａ−２と位相検出器９ａ−１に入力する。
位相検出器９ａ−１では光強度検出器８−１の出力との
位相差が検出され、この位相差と関数発生器９ａ−２で
求めた出力（粗さつとが減算器９ａ−３で減算されて、
真の測長値が求められる。
位相差が検出され、この位相差と関数発生器９ａ−２で
求めた出力（粗さつとが減算器９ａ−３で減算されて、
真の測長値が求められる。
その理由は下記の通りである。すなわち、第２図におい
て、レーザービーム径は被測定物の表面の粗さピッチよ
りも大であるから、第３図に示すように、その反射光は
表面の山による反射光ａと谷による反射光すとのベクト
ル和ｃ ＝ ａ 十すとなシ、従来は、第２図に示すよ
うに、Ｃの平均値すなわち同図で「光での測長値」を求
め、これに基づいて被測定物の測長を行っていたので、
「真の測長値」との間には７×表面粗さの差が発生した
。
て、レーザービーム径は被測定物の表面の粗さピッチよ
りも大であるから、第３図に示すように、その反射光は
表面の山による反射光ａと谷による反射光すとのベクト
ル和ｃ ＝ ａ 十すとなシ、従来は、第２図に示すよ
うに、Ｃの平均値すなわち同図で「光での測長値」を求
め、これに基づいて被測定物の測長を行っていたので、
「真の測長値」との間には７×表面粗さの差が発生した
。
このことは、第４図に示すように、三角波状標準粗さを
有する基準ワークにその表面粗さピッチよりも小さいビ
ーム径を有するレーザー光を投射すると、その反射光は
表面粗さの山による反射光と谷による反射光のみである
ことから判明するのである。
有する基準ワークにその表面粗さピッチよりも小さいビ
ーム径を有するレーザー光を投射すると、その反射光は
表面粗さの山による反射光と谷による反射光のみである
ことから判明するのである。
一方、表面粗さと反射光量との間には、統計的に第５図
に示すように表面粗さが反射光量に反比例する関係が認
められる。
に示すように表面粗さが反射光量に反比例する関係が認
められる。
そこで、本発明では、第２図に示すように、「光での測
長値」から「補正値−因表面粗さ」を減することにより
真の測長値を求めるもので、この演算が、第１図の信号
処理部９ａにて ４行われるのである。
長値」から「補正値−因表面粗さ」を減することにより
真の測長値を求めるもので、この演算が、第１図の信号
処理部９ａにて ４行われるのである。
このような方法によれば、前もって、接触式粗さ計で表
面粗さを測定する必要がないので、測長時間の短縮がで
き、精度よく補正ができる。
面粗さを測定する必要がないので、測長時間の短縮がで
き、精度よく補正ができる。
要するに本発明によれば、二波長レーザー光源を使用し
て基準ワーク、被測定物よりの反射光をそれぞれ第１の
光強度検出器、第２の光強度検出器を介して検出し、上
記両反射光の位相差に基づいて上記被測定物を精密測長
する方法において、上記被測定物の反射光を検出する光
強度検出器の出力に基づいて関数発生器を弁して表面粗
さを求め、上記位相差と上記表面粗さとに基づいて上記
被測定物の真の測長値を求めることにより、非接触的に
高精度で被測定物を精密測長することのできる光学式精
密測定法を得るから、本発明は産業上極めて有益なもの
である。
て基準ワーク、被測定物よりの反射光をそれぞれ第１の
光強度検出器、第２の光強度検出器を介して検出し、上
記両反射光の位相差に基づいて上記被測定物を精密測長
する方法において、上記被測定物の反射光を検出する光
強度検出器の出力に基づいて関数発生器を弁して表面粗
さを求め、上記位相差と上記表面粗さとに基づいて上記
被測定物の真の測長値を求めることにより、非接触的に
高精度で被測定物を精密測長することのできる光学式精
密測定法を得るから、本発明は産業上極めて有益なもの
である。
第１図は本発明の一実施例を示す全体系統図、第２図は
第１図における被測定物の反射面の部分拡大図、第３図
は被測定物反射面におけるビーム径及び反射光の関係を
示す説明図、第４図は第３図における表面粗さと反射光
量との関係を示す線図、第５図は表面粗さと反射光量と
の関係を示す線図である。 第６図は従来の光学式精密測長装置を示す全体系統図、
第７図は第６図における光強度検出器の出力を示す波形
図、第８図は第６図における被測定物反射面の部分拡大
図である。 １・・二波長レーザー光源、２・・スキャニング反射鏡
、３・・半透明鏡、４・・センターミラー、５・・全反
射鏡、６・・基準ワーク、７・・被測定物、８・・光強
度検出器、９ａ・・信号処理部、９ａ−１・・位相検出
器、９ａ−２・・関数発生器、９ａ−３・・減算器 代理人 弁理士 塚 本 正 文 笛、３図 第５図 一表面庄乏１；’−Ｘ（μｆ） 第７図 第ε図
第１図における被測定物の反射面の部分拡大図、第３図
は被測定物反射面におけるビーム径及び反射光の関係を
示す説明図、第４図は第３図における表面粗さと反射光
量との関係を示す線図、第５図は表面粗さと反射光量と
の関係を示す線図である。 第６図は従来の光学式精密測長装置を示す全体系統図、
第７図は第６図における光強度検出器の出力を示す波形
図、第８図は第６図における被測定物反射面の部分拡大
図である。 １・・二波長レーザー光源、２・・スキャニング反射鏡
、３・・半透明鏡、４・・センターミラー、５・・全反
射鏡、６・・基準ワーク、７・・被測定物、８・・光強
度検出器、９ａ・・信号処理部、９ａ−１・・位相検出
器、９ａ−２・・関数発生器、９ａ−３・・減算器 代理人 弁理士 塚 本 正 文 笛、３図 第５図 一表面庄乏１；’−Ｘ（μｆ） 第７図 第ε図
Claims (1)
- 二波長レーザー光源を使用して基準ワーク、被測定物よ
りの反射光をそれぞれ第１の光強度検出器、第２の光強
度検出器を反して検出し、上記両反射光の位相差に基づ
いて上記被測定物を精密測長する方法において、上記被
測定物の反射光を検出する光強度検出器の出力に基づい
て関数発生器を介して表面粗さを求め、上記位相差と上
記表面粗さとに基づいて上記被測定物の真の測長値を求
めることを特徴とする光学式精密測長法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12532687A JPH0726811B2 (ja) | 1987-05-22 | 1987-05-22 | 光学式精密測長法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12532687A JPH0726811B2 (ja) | 1987-05-22 | 1987-05-22 | 光学式精密測長法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63290902A true JPS63290902A (ja) | 1988-11-28 |
| JPH0726811B2 JPH0726811B2 (ja) | 1995-03-29 |
Family
ID=14907348
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12532687A Expired - Lifetime JPH0726811B2 (ja) | 1987-05-22 | 1987-05-22 | 光学式精密測長法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0726811B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008309653A (ja) * | 2007-06-14 | 2008-12-25 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 寸法測定装置及び寸法測定方法 |
| JP2008309652A (ja) * | 2007-06-14 | 2008-12-25 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 寸法測定装置及び寸法測定方法 |
-
1987
- 1987-05-22 JP JP12532687A patent/JPH0726811B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008309653A (ja) * | 2007-06-14 | 2008-12-25 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 寸法測定装置及び寸法測定方法 |
| JP2008309652A (ja) * | 2007-06-14 | 2008-12-25 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 寸法測定装置及び寸法測定方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0726811B2 (ja) | 1995-03-29 |
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