KR0149741B1

KR0149741B1 - 위치좌표 측정방법 및 위치좌표 측정장치

Info

Publication number: KR0149741B1
Application number: KR1019940010707A
Authority: KR
Inventors: 나오토 유미키; 히로노리 혼쇼
Original assignee: 모리시타 요이찌; 마쯔시다덴기산교 가부시기가이샤
Priority date: 1993-05-19
Filing date: 1994-05-17
Publication date: 1998-12-01
Also published as: DE69415389D1; EP0625691A3; EP0625691A2; DE69415389T2; US5481361A; EP0625691B1

Abstract

본 발명은 기계부품, 예를 들면 VTR의 드럼 이나 포스트등의 기구의 조립후의 위치정밀도를, 2차원 또는 3차원적으로 비접촉으로 측정하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한 것으로서, 그 구성에 있어서, 측정대상물의 양쪽에, 그 높이방향으로 이동가능한 투광쪽광학계(15)와 수광쪽광학계(21)를 설치하고, 측정대상물, 또는 투광쪽광학계(15)와 수광쪽광학계(21)의 어느하나를 회전시키므로서, 측정대상물에 대해서, 다른 2방향으로부터 띠형상의 레이저광(14)을 조사하므로서, 측정대상물의 3차원위치좌표를 비접촉으로 측정하는 것을 특징으로 한 것이다.

Description

위치좌표측정방법 및 위치좌표측정장치

제1도는 제1발명내지 제3 발명의 일실시예에 있어서의 위치좌표측정장치의 계략을 표시한 도면.

제2도는 제1발명내지 제3 발병의 일실시예에 있어서의 시스템의 구성을 표시한 도면.

제3도는 제1, 제2 발명의 일실시예에 있어서의 측정시의 요부확대도.

제4도는 제1, 제2 발명의 일실시예에 있어서의 측정원리를 표시한 설명도.

제5도는 제4도로부터 레이저를 조사하는 각도를 변경한 때의 설명도.

제6도는 표스트의 상대위치관계를 표시한 설명도.

제7도는 제3발명의 제1 실시예에 있어서의 측정시의 요부확대도.

제8도는 제3 발명의 제1, 제2 실시예에 있어서의 측정원리를 표시한 설명도.

제9도는 제8도부터 레이저를 조사하는 각도를 변경한때의 설명도.

제10도는 제3 발명의 제2 실시예에 있어서의 측정시의 요부확대도.

제11도는 제4 발명의 일실시예에 있어서의 우치좌표측정장치의 계락을 표시한 도면.

제12도는 제5 발명내지 제7 발명의 일실시예에 있어서의 위치좌표측정장치의 계락을 표시한 도면.

제13도는 제5 발명 내지 제7 발명의 일실시예에 있어서의 시스템의 구성을 표시한 도면.

제14도는 제5발명, 제6발명의 일실시예에 있어서의 측정시의 요부확대도.

제15도는 제5발명, 제6발명의 일실시예에 있어서의 측정원리를 표시한 설명도.

제16도는 제15도로부터 레이저를 조사하는 각도를 변경한 때의 설명도.

제17도는 포스트의 상대위치관계를 표시한 설명도.

제18도는 기준높이의 설정에 사용하는 기존포스트를 설명하는 도면.

제19도는 제7발명의 제1실시예에 있어서의 측정시의 요부확대도.

제20도는 제7발명의 제1, 제2 실시예에 있어서의 측정원리를 표시한 설명도.

제21도는 제20도에서 레이저를 조사하는 각도를 변경한때의 설명도.

제22도는 제7발명의 제2실시예에 있어서의 측정시의 요부확대도.

제23도는 제8발명의 일실시예에 있어서의 위치좌표측정장치의 계락을 표시한 도면.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 회전드럼 2 : 자기헤드

3 : 고정드럼 4 : 리이드

5 : 드럼유닛 6 : 로울러포스트

7, 8 : 경사포스트 9 : 로울러포스트

10 : 입구쪽베이스 11 : 출구쪽베이스

12 : 새시 13 : 자기테이프

14 : 레이저광 15 : 투광쪽광학계

17 : 주사용거울 18 : fø렌즈

19 : 커버 21 : 수광쪽광학계

22 : 집광렌즈 23 : 수광소자

24 : 커버 30, 31 : Z축스테이지

32 : Z축스케일 33 : 회전스테이지

34 : 회전각검출장치 38 : 측정대

39 : 설치면 49 : 연산장치

50 : 계산처리장치 60 : 텐션부 여장치

61 : 텐션포스트 62 : 베이스

63 : 스프링 65 : 구동장치

66 : 포스트 67 : 핀치로울러

68, 69 : 기준포스트 70 : 측정대상물

73 : 테이프 151, 152 : 투광쪽광학계

211, 212 : 투광쪽광학계 301, 311 : Z축스테이지

302, 312 : Z축스테이지 321, 322 : Z축스케일

본 발명은 기계부품, 예를들면 Video Tape Recorder(이하, VTR로 호칭함)의 드럼이나 포스트등의 기구의 조립후의 위치정밀도를, 2차원 또는 3차원적으로 비접촉으로 측정하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

최근, VTR에 있어서는, 고밀도기록을 행하기 위하여 기구의 정밀도향상이 도모되고 있다. 또, 시스템의 호환(互換)을 달성하기 위하여, 덱간의 불균일을 없애기 위하여, 조립후의 부품간의 위치를 고정밀도로 측정하는 기술이 중요한 것으로 되어있다.

이하, 종래의 조립후의 VTR에 관한 부품의 위치정밀도측정방법에 대해서 설명한다.

먼저, 측정대상물인 VTR의 기구(mechanism)에 대해서 설명한다. 회전드럼은, 카세트로부터 공급되는 기록재생용의 자기테이프(측정시에는 주행시키지 않음)를 비스듬히 감은 상태에서, 하단부에 탑재된 자기헤드에 의해 기록재생을 행한다. 고정드럼을 자기테이프의 하단부를 규제하는 리이드를 가지고 있다. 또 회전드럼과 고정드럼에 의해 드럼유닛을 구성하고 있다. 자기테이프가 들어가는 쪽의 로울러포스트는 수직으로 서서, 주행중의 자기테이프의 상단부를 규제하고, 경사포스트는 자기테이프의 주행방향을 바꾼다. 자기테이프의 출구쪽의 경사포스트는 자기테이프의 주행방향을 원례대로 복귀하고, 로울러포스트는, 수직으로서서, 자기테이프의 상단부를 규제한다. 이와 같이, 본예에서의 측정대상물은, VTR의 기구의 주요부분인 드럼유닛, 로울러포스트, 또 경사포스트에 의해 구성되어 있다.

다음에, 종래의 접촉식의 위치좌표측정장치에 대해서 설명한다. 먼저, 측정대상물을 측정대의 기준면위에 설치한다. 접촉식의 위치좌표측정장치에 장치된 플로우브는, X, Y, Z방향의 3측에 이동가능하다. 또 X, Y, Z의 좌표는, 위치좌표검출장치에 의해 각각의 좌표가 검출된다. 연산장치는, 위치좌표측정장치에 의해 검출한 X, Y, Z방향의 위치좌표를 계산하고, 측정대상물의 경시각도, 경사방향 및 포스트간의 중심간 거리를 계산한다.

이상과 같이 구성된 종례의 접촉식위치좌표측정장치에 대해서, 이하 그 측정방법에 대해서 설명한다.

먼저, 자기테이프가 들어가는 쪽의 경사포스트를 측정하는 방법에 대해서 설명한다. 기준방향 X, Y를 정하고, 예를 들면 주행하는 자기테이프의 중심을 기구의 기준높이로 한다. 다음에 임의의 높이에서, 경사포스트의 외주의 적어도 3점이상에 플로우부를 접촉시켜, X, Y좌를 구하고, 그 값으로부터 원의 중심을 구한다. 마찬가지로, 다른 높이에서 측정하여, 원의 중심을 구한다. 즉, 적어도 2개소이상의 임의의 높이에서 측정하므로서, 경사포스트의 중심의 좌표를 맺은 중심선이 구해진다. 마찬가지로, 자기테이프가 들어가는 쪽의 로울러포스트의 중심선도 구할 수 있다. 이에 의해, 모든 경사포스트의 경사각도, 경사방향 및 임의의 높이에서의 X, Y좌표, 및 기준높이에서의 포스트간의 중심간거리도, 계산처리장치에 의해 계산으로 구할 수 있다.

그러나, 종래의 상기 구성에서는, 이하와 같은 문제점이 있다.

① 회전드럼은 회전체이기 때문에, 플로우브를 접촉시키는 것이 곤란하고, 회전중에는 측정할 수 없다. 따라서, 제일 중요한 드럼유닛과 다른 포스트와의 상대위치를 측정할 수 없다.

② 경사포스트는 경사지고 있기때문에, 포스트의 중심을 구할때, 플로우브를 한정된 부분으로 밖에 접촉시킬 수 없다. 따라서, 원의 중심을 구할때에 오차가 발생하기 쉽다. 또한, 경사각도가 커지면 커질수록 이 경향은 크게된다. 또, 경사포스트와 로울러포스트의 간격이 대단히 좁고, 금후 점점 기구의 소형화에 의해 좁아지는 것으로 생각되기 때문에, 측정부분이 더욱 한정된다.

③ 직경이 작고, 강성이 약한 포스트는, 플로우브를 접촉시키면 그 하중에 의해 변형되어버려, 정확하게 측정할 수 없다.

④ 접촉식이기때문에, 자기테이프가 감겨져있으면 측정할 수 없다. 그러나, 실제로 기록재생하는 경우에는, 일정한 텐션이 부여된 자기테이프가 측정대상물에 감겨져 있기때문에, 측정대상물에도 힘이 가해진다. 따라서, 자기테이프의 유무에 의해 기구의 조립정밀도에 미묘한 차이가 발생한다.

⑤ 장치의 대형이다.

따라서, 조립후의 기구의 부품의 위치를 정확하게 측정할 수 있는 방법은 아니었다.

본 발명의 목적은, 조립후의 기구부품의 2차원 및 3차원위치좌표를 비접촉으로 측정하는 방법 및 장치를 제공할려고 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제1발명은, 다른 복수의 방향으로부터 소정의 빔직경이고 또한 1평면과 평행으로 주사하는 레이저광을 측정대상물에 조사하는 복수의 측정스템과, 복수의 측정스텝에서 측정대상물을 레이저광으로 절단했을 때에 발생하는 단면의 압접점으로부터 측정대상물이 다른 복수의 투영위치 좌표를 구하는 연산스템과, 연산스템에서 구해진 다른 복수의 투영위치좌표와 다른 복수의 방향으로 각도차에 의해 측정대상물의 2차원위치좌표를 구하는 계산처리 스텝을 가진 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 제2 발명은, 소정의 밤직경이고 또한 1평면과 평행으로 주사하는 레이저광을 조사하는 투광쪽광학계와, 레이저광을 수광하는 수광소자를 가진 수광쪽광학계와, 측정대상물에의 레이저광의 조사각도를 변환시키기 위해 측정대상물 또는 투광쪽광학계와 수광쪽광하계의 어느 하나를 상대적으로 회전시키는 회전구동수단과, 회전구동수단의 회전각을 검출하는 회전각검출수단과, 다른 복수의 방향으로부터의 레이저광조사에 의한 측정대상물이 다른 복수의 투영위치좌표를 수광조사의 출력으로부터 구하는 연산수단과, 다른 복수의 투영위치좌표와 회전각에 의해 측정대상물의 2차원위치좌표를 구하는 계산처리수단을 가진 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 제3발명은, 제2발명의 레이저광을 투과하고, 또한 측정대상물에 접촉하는 테이프에 텐션을 부가하는 텐션부여수단을 설치하고, 계산처리수단은 텐션이 부가된 테이프가 접촉한 측정대상물의 2차원위치좌표를 구하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 제4발명은, 제3발명에 측정대상물에 대해서 테이프를 상대이동시키는 테이프구동수단을 설치하고, 계산처리수단은 테이프주행중의 측정대상물의 2차원위치좌표를 구하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 제5발명은, 소정의 밤직경이고 또한 1평면과 평행으로 주사하는 레이저광을 조사하는 투광쪽광학계과 레이저광을 수광하는 수광소자를 가진 수광쪽광하계와, 투광쪽광학계와 수광쪽광학계로 이루어진 1쌍의 레이저광학계를 측정대상물을 중심으로 각각 일정각도 떨어진 위치에 복수대설치하고, 다른 복수의 방향으로부터의 레이저광조사에 의한 측정대상물을 다른 복수의 투영위치좌표를 복수의 수광소자의 출력으로부터 구하는 연산수단과, 다른 복수의 투영위치좌표와 복수의 레이저광학계의 설치각도차에 의해 측정대상물의 2차원위치좌표를 구하는 계산처리수단을 가진 것을로 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 제6발명은, 다른 복수의 방향으로부터 소정의 밤직경이고 또한 1평면과 평행으로 주사하는 레이저광을 높이방향으로 이동시키면서 측정대상물에 조사하는 복수의 측정스텝과, 다른 복수의 측정스텝에서 측정대상물을 레이저광으로 절단했을 때에 발생하는 단면형성의 양접점으로부터 다른 복수의 투영위치좌표를 구하는 연산스텝과, 연산스텝에서 구해진 다른 복수의 투영위치좌표와 다른 복수의 방향의 각도차의 복수의 측정스텝에 있어서의 높이이동량에 의해 측정대상물의 3차원위치좌표를 구하는 계산처리스텝을 가진 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 제7발명은, 소정의 밤직경이고 또한 1평면과 평행으로 주사하는 레이저광을 조사하는 투광쪽광학계와, 레이저광을 수광하는 수광소자를 가진 수광쪽광학계와, 레이저광을 측정대상물의 복수의 높이에서 조사할 수 있도록 측정대상물 똔느 투광쪽광학계와 수광쪽광학계의 어느하나를 상대적으로 이동시키는 상하구동수단과, 상하구동수단의 상하이동량을 검출하는 이동량검출수단과, 측정대상물에의 레이저광의 조사각도를 변환시키기 위하여 측정대상물 또는 투광쪽광학계와 수광쪽광학계의 어느 하나를 상대적으로 회전시키는 회전구동수단과, 회전구동수단의 회전각을 검출하는 회전각검출수단과, 다른 복수의 방향으로부터의 레이저광 조사에 의한 측정대상물의 다른 투영위치좌표를 수광소자의 출력으로부터 구하는 연산수단과, 다른 복수의 투영위치좌표와 회전각과 상하이동량에 의해 측정대상물의 3차원위치좌표를 구하는 계산처리수단을 가진 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 제8발명은, 제7발명에 레이저광을 투과하고, 또한 측정대상물에 접촉하는 테이프에, 텐션을 부가하는 텐션부여수단을 설치하고, 계산처리수단을 텐션이 부가된 테이프가 접촉한 측정대상물의 3차원위치좌표를 구하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 제9발명은, 제8발명의 구성에, 측정대상물에 대해서 테이프를 상대이동시키는 테이프구동수단을 더설치하고, 계산처리수단은 테이프주행중의 측정대상물의 3차원위치좌표를 구하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 제10발명은, 소정의 밤직경이고 또한 1평면과 평행으로 주사하는 레이저광을 조사하는 투광쪽광학계와, 레이저광을 수광하는 수광소자를 가진 수광쪽광학계와, 레이저광을 측정대상물의 복수의 높이에서 조사할 수 있도록 측정대상물 또는 투광쪽광학계와 수광쪽광학계와의 어느 하나를 상대적으로 이동시키는 상하구동수단과, 상하구동수단의 상하이동량을 검출하는 이동량검출수단과, 투광쪽광학계와 수광쪽광학계로 이루어진 1쌍의 레이져광학계를 측정대상물을 중심으로 각각 일정각도 떨어진 위치에 복수 대설치하고, 다른 복수의 방향으로부터의 레이저광조사에 의한 측정대상물이 다른 복수의 투영위치좌표를 복수의 수광소자의 출력으로부터 구하는 연산수단과, 다른 복수의 투영위치좌표와 복수의 레이저광학계의 설치각도차와 상하이동량에 의해 측정대상물의 3차원위치좌표를 구하는 계산처리수단을 가진 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 제1, 제2발명의 구성에 의해, 자세, 크기 및 회전의 유무등에 상관없이 조립후의 부품의 2차원위치좌표를 비접촉, 고정밀도, 고속으로 측정할 수 있다. 또 본 발명의 제3발명의 구성에 의해, 부품에 테이프텐션이 부여된 상태에서 2차원위치좌표를 측정할 수 있다. 또 본 발명의 제4발명의 구성에 의해, 테이프주행중, 즉 실제의 기록재생모우도에 한정없이 가까운 상태에서, 조립후의 부품의 2차원위치좌표를 측정할 수 있다. 또 본 발명의 제5발명의 구성에 의해 제2발명의 회전구동수단과 회전각검출수단을 설치하지 않아도, 자세, 크기 및 회전의 유무등에 관계없이 조립후의 부품의 2차원위치좌표를 비접촉, 고정밀도, 고속으로 측정할 수 있다. 또 본 발명의 제6, 제7발명의 구성에 의해, 자세, 크기 및 회전의 유무등에 관계없이 조립후의 부품의 3차원위치좌표를 비접촉, 고정밀도, 고속으로 측정할 수 있다. 또 본 발명의 제8발명의 구성에 의해, 부품에 테이프텐션이 부여된 상태에서 3차원위치좌표를 측정할 수 있다. 또 본 발명의 제9발명의 구성에 의해, 테이프주행중, 즉 실제의 기록재생모우드에 한정없이 가까운 상태에서, 조립후의 부품의 3차원위치좌표를 측정할 수 있고, 또한 동시에 테이프폭방향변동등의 주행상태도 확인가능하게 되므로, 테이프를 안전하게 주행시키기 위한 기구검토에 큰 역할을 다할 수 있다. 마지막으로 본 발명의 제10발명의 구성에 의해, 제7발명의 회전구동수단과 회전각검출을 설치하지 않아도, 자세, 크기 및 회전의 유무등에 관계없이 조립후의 부품의 3차원위치좌표를 비접촉, 고정밀도, 고속으로 측정할 수 있다.

이하, 본 발명의, 2차원 및 3차원위치좌표를 구하는 위치좌표측정방법 및 측정장치에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다.

먼저, 제1, 제2 발명의 일실시예에 대해서 설명한다.

제1도에 있어서, 측정대상물(70)은, 설치면(39)을 가지고 회전스테이지(33)를 냉장한 측정대(38)에 설치되어 있다. 투광쪽광학계(15)는, 레이저(14)를 주사시키는, 예를 들면 다각형상거울등의 주사용거울(17)과, 주사용거울(17)에 의해 주사된 레이저광(14)을 소정의 밤직경에 집광시켜, 설치면(39)에 평행으로 주사시키는 fθ렌즈(18)와, 커버(19)로 구성된다. 수광쪽광학계(21)는, 투광쪽광학계(15)로 부터 조사된 레이저광(14)중, 측정대상물(70)에 의해 차단되지 않고서 도달한 레이저광(14)을 집광하는 집광렌즈(22)와, 집광렌즈(22)의 초점위치에 놓여지고, 광의 명암에 따라서 high와 low의 신호를 고호로 출력하는 수광소자(23)와, 커버(24)에 의해 구성되어 있다. 회전스테이지(33)는, 측정대상물(70)을 Z축으로 중심으로 회전시키고, 회전각검출장치(34), 예를 들면 광적식회전부호기에 의해 회전각( )을 검지한다. 제2도에 있어서, 연산장치(49)에서는, 수광소자(23)가 Hihg와 Low의 신호를 고호로 반복하는 시간t(t1, t2, t3, ......)와 다각형상거울등의 주사용거울(17)의 회전에 동기해서 발생하는 펄스신호를 비교하고, X투영위치좌표(x1, x2, x3, ....)로 변환한다. 계산처리장치(50)에서는, 회전각도(γ) 및 X투영위치좌표(x1, x2, x3, ....)에 의거해서 제6도에 표시한 측정대상물(70)의 중심간거리(L)를 계산한다.

다음에 측정대상물(70)에 대해서 제3도를 사용하여 설명한다. 회전드럼(1)은, 카세트(도시생략)로부터 공급되는 기록재생용의 자기테이프(13)(실제의 측정시에는 주행시키지 않음)를 비스듬히 감은 상태에서, 하단부에 탑재된 자기헤드(2)에 의해 기록재생을 행한다. 고정드럼(3)은 자기테이프(13)의 하단부를 규제하는 리이드(4)를 가지고 있다. 또 회전드럼(1)과 고정드럼(3)에 의해 드럼유닛(5)을 구성하고 있다. 자기테이프의 입구쪽에 설치된, 수직으로서는 로울러포스트(6)는 주행중의 자기테이프(13)의 상단부를 규제하고, 경사포스트(7)는 자기테이프(13)의 주행방향을 바꾸는 역할을 다한다. 자기테이프의 출구쪽에 설치된, 경사포스트(8)는 자기테이프(13)의 주행방향을 원래대로 복귀하고, 수직으로서는 로울러포스트(9)는 자기테이프(13)의 상단부를 규제하는 역할을 다한다. 이와같이 본 실시예에서의 측정대상물(70)은, VTR의 기구의 주요부분인(1)∼(9)로 구성되어 있다. 로울러포스트(6) 경사포스트(7)는 들어가는 쪽베이스(10)에 유지되고, 경사포스트(8), 로울러포스트(9)는 나가는쪽 베이스(11)에 유지되어, 드럼유닛(5)과 함께 새시(12)위에 탑재되어 있다.

이상과 같이 구성된 2차원위치좌표측정장치에 대해서, 들어가는 쪽 로울러포스트(6), 경사포스트(7) 및 드럼유닛(5)의 측정방법을 예로서 설명한다.

제3도에 있어서, 회전스테이지(33)에 의해 들어가는 쪽 로울러포스트(6), 경사포스트(7) 및 드럼유닛(5)이 측정할 수 있도록 측정대(38)를 회전시킨다. 그 때, 수광쪽에서는 측정대상물(70)에 의해 레이저광(14)이 차단된 부분에서는 암(暗), 차단되지 않았던 부분에서는 명(明)이 되므로, X축방향으로 광의 경계 ①∼⑧이 발생하고, 로울러포스트(6), 경사포스트(7)의 경계는 각각 ②, ③ 및 ④, ⑤가 된다. 구체적으로는, 제4도에 표시한 기존높이(Z=0)에서 들어가는 쪽 로울러포스트(6) 및 경사포스트(7)에 레이저광(14)을 조사한다. 경사포스트(7)에 대해서는, 레이저광(14)으로 절단했을 때에 발생하는 단면원 D0의 양접점 P0, Q0로부터, 앞서 설명한 X축 방향의 광의 경계 ④, ⑤인 제1의 X투영위치좌표 (S0, T0)를 연산장치(49)에 의해 구한다. 다음에, 제4도의 상태로부터 회전스테이지(33)에 의해 측정대(38)를 (γ)도 만큼 회전시킨 제 5도에 있어서, 경사포스트(7), 로울러포스트(6)에 대하여 레이저광(14)을 (γ)도 다른 방향으로부터 조사한다. 그리고, 경사포스트(7)를 레이저광(14)으로 절단했을 때에 발생하는 단면원 DD0의 양접점 PP0, QQ0으로부터, 제2의 X투영위치좌표(SS0, TT0)를 연산장치(49)에 의해 구한다. 그리고, 제1의 X투영위치좌표(S0, T0) 및 제2의 X투영위치좌표(SS0, TT0)로부터, 각각 일방향으로부터 본 경사포스트(7)의 중심의 X투영위치좌표(U0, UU0)가 계산처리장치(50)에 의해 근사하게 구해진다. 마찬가지로, 로울러포스트(6)의 각각 일방향으로부터 본 중심의 X투영위치좌표(W0, WW0)도 구할 수 있다. 따라서 제6도에 있어서, 들어가는 쪽 경사포스트(7)의 로울러포스트(6)의 기준높이(Z=0)에서의 중심간거리(L)는, X방향의 거리(Lx), Y방향의 거리(Ly), 회전각도차( )로부터 다음의 「식①」에 의해 구할 수 있다.

마찬가지로, 로울러포스트(6)의 드럼유닛(5), 혹은 경사포스트(7)의 드럼유닛(5)과의 중심간거리(L)로 구할 수 있다. 또, 드럼유닛(5), 자기테이프의 나가는 쪽의 경사포스트(8) 및 로울러포스트(9)도, 수광쪽광학계에서 윤곽선이 검출할 수 있을때까지 회전시키면 측정할 수 있다.

이상과 같이 본실시예에 의하면, 들어가는 쪽의 로울러포스트(6), 경사포스트(7), 드럼유닛(5), 나가는 쪽의 경사포스트(8) 및 로울러포스트(9)의 임의의 높이에서의 모든 중심간거리(L)를 비접촉으로 측정하는 것이 가능하게 된다.

또한 본 실시예에서는, 측정대상물을 회전시켜서 얻어진 2종류의 다른 X류영위치좌표로부터 2차원위치좌표를 구하는 방법 및 장치에 대해서 설명하였으나, 반대로 투광쪽광학계와 수광쪽광학계를 측정대상물에 대해서 상대적으로 회전시켜서 축정해도 마찬가지로 측정할 수 있다. 또 본 실시예에서는 다른 2방향으로부터 레이저를 조사한 경우에 대해서 설명하였으나, 적어도 2종류의 다른 X투영위치좌표가 얻어지면 2차원위치자표를 구할 수 있기때문에, 3방향이상으로부터의 측정이라도 되고, 그 경우에는 측정정밀도가 더욱 향상된다.

다음에 제3발명의 제1실시예에 대해서 설명한다. 또한 이미 설명한 것은 동일한 부호를 붙이고, 그 설명은 생략한다.

제7도에 있어서, 텐션부여장치(60)는, 테이프(73)에 일정한 텐션을 부여하는 것이며, 테이프(73)와 접촉하는 텐션포스트(61), 텐션포스트(61)를 유지하는 베이스(62) 및 스프링(63)에 의해 구성된다. 이와 같이 본 실시예에서의 측정대상물(70)은, VTR의 기구의 주요부분인(1)∼(9)와 (60)으로 구성되어 있다. 또, 측정대상물(7)에 각각 일정각도 감겨진 테이프(73)는, 예를 들면 자성체가 도포되어 있지 않는 베이스필름등의 레이저광(14)을 투과하는 투명테이프이며, 본래 신호를 기록하는 자기테이프(13)와 비하여, 두께, 감성등의 점에서 거의 동등한 성질을 지닌 것이다.

이상과 같이 구성된 2차원위치좌표측정장치에 대해서, 들어가는 쪽 로울러포스트(6), 경사포스트(7) 및 드럼유닛(5)의 측정방법을 예로해서 설명한다.

테이프(73)를 측정대상물(70)의 각각의 감고, 텐션부여장치(60)에 의해 테이프(73)에 일정한 텐션을 부여한다. 다음에, 회전스테이지(33)에 의해 들어가는 쪽 로울러포스트(6), 경사포스트 및 드럼유닛(5)이 측정할 수 있도록 측정대(38)를 회전시킨다. 그때, 수광쪽에서는 측정대상물(70)에 의해 레이저광(14)이 차단된 부분에서는 암, 차단되지 않았던 부분에서는 명이되므로, X축방향으로 광의 경계 ①∼⑫가 발생하고, 로울러포스트(6), 경사포스트(7)의 경계는 각각 ⑥, ⑦ 및 ⑧, ⑨가 된다. 테이프(73) 레이저광(14)를 투과하기 위하여, 수광쪽에 명암의 경계는 나타나지 않는다. 구체적으로는, 제9도에 표시한 기준높이(Z=0)에서 들어가는 쪽 로울러포스트(6) 및 경사포스트(7)에 레이저광(14)을 조사한다. 경사포스트(6)에 대해서는, 레이저광(14)으로 절단했을 때에 발생하는 단면원 D0의 양접점 P0, Q0로부터, 앞서 설명한 X축방향의 광의 경계 ⑧, ⑨인 제1의 X투영위치좌표(S0, T0)를 연산장치(49)에 의해 구한다. 다음에, 제8도의 상태로부터 회전스테이지(33)에 의해 측정대(38)를 ( )도 만큼 회전시킨 제9도에 있어서, 경사포스트(7), 로울러포스트(6)에 대하여 레이저광(14)을 조사한다. 그리고, 경사포스트(7)를 레이저광(14)으로 절단했을 때에 발생하는 단면원 D0의 양접점 PP0, QQ0로부터, 제2의 X투영위치좌표(SS0, TT0)를 연산장치(49)에 의해 구한다. 그리고, 제1의 X투영위치좌표(S0, T0) 및 제2의 X투영위치좌표(SS0, TT0)로부터, 각각 일방향으로 부터본 경사포스트(7)의 중심의 X투영위치좌표(U0, UU0)가 계산처리장치(50)에 의해 근사하게 구할 수 있다. 마찬가지로, 로울러포스트(6)의 각각 일방향으로부터 본 중심의 X투영위치좌표(W0, WW0)도 구할 수 있다. 따라서 제6도에 있어서, 들어가는 쪽 경사포스트(7)와 로울러포스트(6)의 기준높이(Z=0)에서의 중삼간거리(L)는, X방향의 거리(Lx), Y방향의 거리(Ly) : 회전각도차( )로 부터, 다음식 [식①]에 의해 구할 수 있다.

이상과 같이 본 실시예에 의하면, 들어가는 쪽의 로울러포스트(6), 경사포스트(7), 드럼유닛(5), 나가는 쪽의 경사포스트(8), 로울러포스트(9) 및 텐션포스트(61)의 임의의 높이에서의 모든 중심간거리(L)를, 비접촉으로 또한 일정한 텐션이 부여된 테이프(73)에 의해 힘이 가해지고 있는 상태에서 측정하는 것이 가능하게 된다.

또한 본 실시예에서는, 측정대상물을 회전시켜서 얻어진 2종류의 다른 X투영위치좌표로부터 2차원위치좌표를 구하는 방법 및 장치에 대해서 설명하였으나, 반대로 투광쪽광학계와 수광쪽광학계를 측정대상물에 대해서 상대적으로 회전시켜서 측정해도 마찬가지로 측정할 수 있다. 또, 본 실시예에서는 다른 2방향으로부터 레이저를 조사한 경우에 대해서 설명하였으나, 적어도 2종류의 다른 X투영위치좌표가 얻어지면 2차원위치좌표로 구할 수 있기때문에, 3방향이상으로부터의 측정이라도 되고, 그 경우에는 측정정밀도가 더욱 향상된다.

다음에, 제3발명의 제2실시예에 대해서 설명한다. 또한, 이미 설명한 것과 동일한 것에는 동일한 부호에 붙이고, 그 설명은 생략한다.

제10도에 있어서, 테이프구동장치(65), 테이프(73)를 화살표시 B의 방향으로 구동하는 것이며, 포스트(66)와 핀치로울로(67)에 의해 구성되어 있다. 테이프(73)는 화살표시 B의 방향으로, 측정대상물(70)과 접촉해서 주행하므로서, 진행방향의 하류쪽으로 됨에 따라 테이프텐션이 높아지고, 측정대상물(70)에 가해지는 힘도 커진다. 이와 같이, 본 실시예에서의 측정대상물(70)은, VTR의 기구의 주요부분인(1)∼(9), (60) 및 (65)로 구성되어 있다.

이상과 같이 구성된 제3발명의 제2실시예에 이어서의 2차원위치좌표측정장치에 대해서, 그 측정방뻐을 설명한다.

테이프(73)를 측정대상물(70)에 감고, 텐션부여장치(60)에 의해 테이프(73)에 일정한 텐션을 부여한다. 또, 구동장치(65)에 의해 테이프(73)를 화살표시 B의 방향으로 주사시킨다. 주행중의 테이프(73)는 레이저광(14)을 투과하기 때문에, 수광쪽에 명암의 경계는 나타나지 않는다. 측정방법에 대해서는, 제3방명의 제1 실시예에서 서명한 것과 동일하며, 이하 그 설명은 생략한다.

이상과 같이 본 실시예에 의하면, 자기테이프의 들어가는 쪽의 로울러포스트(6), 경사포스트(7), 드럼유닛(5), 자기테이프의 나가는 쪽의 경사포스트(8), 로울러포스트(9) 및 텐션포스트(61)의 임의의 높이에서의 모든 중심간거리(L)를 비접촉으로 측정하는 것이 가능하게 된다. 또, 측정대상물(7)과의 접촉에 의해 주행중의 테이프(73)의 텐션증가분도 가미한 힘이 가해진 상태, 즉 실제의 기록재생의 모우드에 한정없이 가까운 상태에서 측정할 수 있다.

다음에 제4발명의 일실시예에 대해서 설명한다. 또한, 이미 설명한 것은 동일한 부호를 붙이고, 그 설명은 생략한다. 제11도에 있어서, 제1의 광학계인 투광쪽광학계(151)와 수광쪽광학계(211)와의 사이에 측정대상물(70)이 설치되어 있다. 또 제1의 광학계에 대하여, ( )도 회전시킨위치에 제2의 광학계인 투광쪽광학계(152)와 수광쪽광학계(212)가 설치되어 있으며, 투광쪽광학계(151)와 (152)는 고호로레이저를 조사한다. 또 제2도에 있어서의 계산처리장치(50)에서는, 회전각검출장치(34)에 의해 검축되는 회전각도( )대신에, 이미 설정된 제1, 제2의 광학계의 설치각도의 차( )와 제1, 제2의 광학계에서 각각 구해진 X류영위치좌표(x1, x2, x3, .....)에 이거해서, 제6도에 표시한 측정대상물(70)의 중심간거리(L)를 계산한다.

이상과 같이 구성된 2차원위치좌표측정장치에 대해서, 그 측정방법을 설명한다.

측정대상물(70)에 대해서, 제1의 광학계의 투광쪽광학계(151)로부터 레이저를 조사해서 제1의 X투영위치좌표를 구한다. 다음에, 제2의 광학계의 투광 쪽 광하계(152)로부터 레이저 조사해서, 제2의 X투사위치좌표를 구한다. 이하, 2차원위치좌표를 구하는 방법에 대해서는, 제1, 제2발명의 일실시예에서 설명한 것과 동일하기때문에 생략한다.

이상과 같이 본 실시예에 의하면, 임의의 높이에서의 모든 포스트의 중심간거리(L)를 비접촉으로 측정하는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 실시예에서는, 2대의 광학계를 설치해서 얻어진 2종류의 다른 X투영위치좌표로부터 2차원위치좌표를 구하는 방법 및 장치에 대해서 설명하였으나, 적어도 2종류의 다른 X투영위치좌표를 얻을 수 있으면 2차원위치좌표를 구할 수 있기 때문에, 3대이상 설치해서 측정해도 되고, 그 경우는 측정정밀도가 더욱 향상된다.

다음에 제5, 제6발명의 일실시예에 대해서 설명한다. 또한, 이미 설명한 것은 동일한 부호를 붙이고, 그 설명은 생략한다.

제12도에 있어서, Z축스테이지(30),(31)는, 각각 투광쪽광학계(15) 및 수광쪽광학계(21)를 설치면(39)에 수직인 Z축방향으로 향상 동일량만큼 왕복이동시키고, Z축스케일(32)에 의해 이동량(h)을 검지한다. 제 13도에 표시한 계산처리장치(50)에서는, 이동량(h), 회전각도( )및 X투영위치좌표(x1, x2, x3, ....)에 의거해서 제17도에 표시한 측정대상물(70)의 경사각도(ø), 경사방향(ø) 및 임의의 높이에서의 중심간거리(L)를 계산한다. 제18도에 표시한 기준포스트(68), (69)는 기구의 기준높이(Z=0)에 투광쪽광학계(15) 및 수광쪽광학계(21)를 설정하기 위한 것이며, 기준높이(Z=0)에서의 중심간거리(E)가 이미 알려진 것이다. 여기서, 기준포스트(68)는 설치면(39)에 대해서 수직으로, 기준포스트(69)는 약간 비스듬하게 설치되어 있으며, 직경은 경사포스트(7), (8)이나 로울러포스트(6), (9)에 비해서 크고, 간격을 크게 설치하고 있으므로 종래의 접촉식의 위치좌표측정장치에서도 충분히 측정할 수 있는 것이다. 또 본 실시예에서의 측정대상물(70)은, VTR의 기구의 주요부분인(1)∼(9)와 기준포스트(68), (69)로 구성되어 있다.

이상과 같이 구성된 3차원위치좌표측정장치에 대해서, 들어가는 쪽 로울러포스트(6), 경사포스트(7) 및 드럼유닛(5)의 측정방법을 예로서 설명한다.

제14도에 있어서, 회전스테이지(33)에 의해 입구쪽 로울러포스트(6), 경사포스트(7) 및 드럼유닛(5)이 측정할 수 있도록 측정대(38)를 회전시킨다. 그때, 수광쪽에서는 측정대상물(70)에 의해 레이저광(14)이 차단된 부분에서는 암, 차단되지않았던 부분에서는 명이되므로, X축방향으로 광의 경계 ①∼⑫가 발생하고, 로울러포스트(6), 경사포스트(7)의 경계는 각 ②, ③ 및 ④, ⑤가 된다. 구체적으로는, 제15도에 표시한 들어가는 쪽 로울러포스트(6) 및 경사포스트(7)에 (Z1)의 높이에서 레이저광(14)을 조사한다. 경사포스트(7)에 대해서는, 레이저광(14)으로 절단했을 때에 발생하는 단면원 D1의 양접점 P1, Q1으로부터, 앞서 설명한 X축방향의 광의 경계 ④, ⑤인 제1의 X투영위치좌표(S1, T1)를 구한다. 또, Z축스테이지(30), (31)를 동시에 Z방향으로 (Z1)∼(Z3)까지 순차적으로 이동시키고, 제1의 윤곽선의 X투영위치좌표(S1∼S3, T1∼T3)를 연산장치(49)에 의해 구한다. 다음에, 제15도의 상태로부터 회전스테이지(33)에 의해 측정대(38)를 ( )도만큼 회전시킨 제16도에 있어서, 경사포스트(7), 로울러포스트(6)에 대하여 레이저광(14)을 ( )도 다른 방향으로부터 조사한다.

그리고, Z스테이지(30), (31)를 동시에 Z축 아래쪽으로(Z3)∼(Z1)까지 순차적으로 이동시키면서, 레이저광(14)을 조사하므로서, 경사포스트(7)의 제2의 윤곽선의 X투영위치좌표(SS3∼SS1, TT3∼TT1)를 연산장치(49)에 의해 구한다. 마지막으로, 제1의 윤곽선의 X투영위치좌표(S1∼S3, T1∼T3) 및 제 2의 윤곽선의 X투영위치좌표(SS1∼SS3, TT1∼TT3)로부터, 각각 일방향으로부터 본 경사포스트(7)의 중심선의 X투영위치좌표U(U1∼U3), UU(UU1∼UU3)를 계산처리장치(50)에 의해 근사하게 구한다. 따라서, 제17도에 있어서, 들어가는 쪽 경사포스트(7)의 경사각도(ø7) 및 경사방향(ø7)은 다음식 [식②]에 의해 구할 수 있다.

마찬가지로, 로울러포스트(6), 드럼유닛(5)의 경사각도(ø), 경사방향(θ)도 동시에 구할 수 있다. 또, 로울러포스트(6)과 경사포스트(7)와의 높이(Z1)에서의 중심간거리(L')는, 다음식 [식③]에 의해서 구할 수 있다.

또, 임의의 높이(α)에서의 포스트의 중심간거리(Lα)는 다음식 [식 ④]에 의해서 구할 수 있다.

다음에, 설계중심인 기준높이(Z=0)에 있어서의 중심간거리(L)를 구하기 위하여, 로울러포스트(6), 경사포스트(7) 및 드럼유닛(5)과 동시에 측정한 기준포스트(68), (69)에 의해, 기준높이(Z=0)와 (Z1)과의 차(H)를 구한다. 기준높이(Z=0)에서의 기준포스트(68), (69)의 중심간거리(E)인것이 이미 알려져있다. 또(Z1)에서의 중심간거리는 레이저광(14)의 측정에 의해(E')이다. 즉 계산처리장치(50)에 의해, 이미 기준포스트(68), (69)의 경사각도(ø), 경사방향(θ)는 계산 완료이기 때문에, 반대로 중심간거리가(E)가되는 높이와 (Z1)과의 차(H)를 구할 수 있다. 따라서, 계산처리장치(50)에 의해 높이(α=Z1+H)의 수치를 [식④]에 매입해서 계산하므로서, 들어가는 쪽의 로울러포스트(6) 및 경사포스트(7)의 기준높이(Z=0)에서의 중심간거리(L)를 알 수 있다. 또 드럼유닛(5), 나가는 쪽의 경사포스트(8) 및 로울러포스트(9)도, 윤각선이 검출될때까지 회전시키면 측정할 수 있다.

이상과 같이 본 실시예에 의하면, 들어가는 쪽의 로울러포스트(6), 경사포스트(7), 드럼유닛(5), 나가는 쪽의 경사포스트(8) 및 로울러포스트(9)의 모든 경사각도(ø), 경사방향(θ) 및 설계중심은 기준높이(Z=0)에서의 중심간거리(L)를 3차원적으로 비접촉으로 측정하는 것이 가능하게 된다.

또한 본 실시예에서는, 측정대상물을 회전시켜서 얻어진 2종류의 다른 X투영위치좌표로부터 3차원위치좌표를 구하는 방법 및 장치에 대해서 설명하였으나, 반대로 투광쪽광학계와 수광쪽광학계를 측정대상물에 대해서 상대적으로 회전시켜서 측정해도 마찬가지로 측정할 수 있다. 또 본 실시예에서는 다른 2방향으로부터 레이저를 조사한 경우에 대해서 설명하였으나, 적어도 2종류의 다른 X투영위치좌표를 얻을 수 있으면 3차원위치좌표를 구할 수 있기때문에, 3방향이상으로부터의 측정에도 되고, 그 경우에는 측정정밀도가 더욱 향상된다.

다음에, 제7발명의 제1실시예에 대해서 설명한다. 또한, 이미 설명한 것은 동일한 부호를 붙이고, 그 설명은 생략한다.

제19도에 있어서, 텐션부여장치(60)는, 테이프(73)에 일정한 텐션을 부여하는 것이며, 테이프(73)와 접촉하는 텐션포스트(61), 텐션포스트(61)를 유지하는 베이스(62) 및 스프링(63)에 의해 구성된다. 이와 같이 본실시예에서의 측정대상물(70)은, VTR의 기구의 주요부분인(1)∼(9)와 (60)으로 구성되어 있다. 측정대상물(70)에 각각 일정각도 감겨진 테이프(73)는, 예를 들면 자성체가 도포되어 있지않는 베이스필름등의 레이저광(14)을 투과하는 투명테이프이며, 본래신호를 기록하는 자기테이프와 비해, 두께, 강성등의 점에서 거의 동등한 성질을 가지는 것이다.

테이프(73)를 측정대상물(70)의 각각에 감고, 텐션부여장치(60)에 의해 테이프(73)에 일정한 텐션을 부여한다. 다음에, 회전스테이지(33)에 의해 들어가는 쪽 로울러포스트(6), 경사포스트(7) 및 드럼유닛(5)이 측정할 수 있도록 측정대(38)를 회전시킨다. 그때 수광쪽에서는 측정대상물(70)에 의해 레이저광(14)이 차단된 부분에서는 암, 차단되지 않았던 부분에서는 명이되므로, X축방향으로 광의 경계 ①∼ 이 발생하고, 로울러포스트(6), 경사포스트(7)의 경계는 각각⑥, ⑦ 및 ⑧, ⑨가 된다. 테이프(73)는 레이저광(14)을 투과하기 때문에, 수광쪽에 명암의 경계는 나타나지 않는다. 구체적으로는, 제20도에 표시한 입구쪽 로울러포스트(6) 및 경사포스트(7)에 (Z1)의 높이에서 레이저광(14)을 조사한다. 로울러포스트(6)에 대해서는, 레이저광(14)으로 절단했을 때에 발생하는 단면원 D1의 양접점 P1, Q1로부터, 앞서 설명한 X축방향의 광의 경계(8), (9)인 제1의 X투영위치좌표(S1, T1)를 구한다. 또, Z축스테이지(30), (31)를 동시에 Z방향으로 (Z2)∼(Z3)까지 순치적으로 이동시키고, 제1의 윤곽선의 X투영위치좌표 (S2, S3), (T2, T3)를 연산장치(49)에 의해 구한다. 다음에, 제20도의 상태로부터 회전스테이지(33)에 의해 측정대(38)를 ( )도만큼 회전시킨 제21도에 있어서, 경사포스트(7), 로울러포스트(6)에 대하여 레이저광(14)을 조사한다. 그리고, Z스테이지(30), (31)를 동시에 Z축 아래쪽으로 (Z3)∼(Z1)까지 순차적으로 이동시키면서, 레이저광(14)을 조사하므로서, 경사포스트(7)의 제2의 윤곽선의 X투영위치좌표 (SS3∼SS1), (TT3∼TT1)를 연산장치(49)에 의해 구한다. 마지막으로, 제1의 윤곽선의 X투영위치좌표 (S1∼S3), (T1∼T3) 및 제2의 윤곽선의 X투영위치좌표 (SS1∼SS3), (TT1∼TT3)으로부터, 각각 일방향으로부터 본경사포스트(7)의 중심선의 X투영위치좌표 (U(U1∼U3), UU(UU1∼UU3)를 계산처리장치(50)에 의해 근사하게 구한다. 따라서 제16도에 있어서 들어가는 쪽 경사포스트(7)의 경사각도(ø7) 및 경사방향(θ7)은 다음식 [식 ②]에 의해 구할 수 있다.

마찬가지로, 로울러포스트(6), 드럼유닛(5) 및 텐션포스트(61)등의 경사각도(ø), 경사방향(θ)도 구할수 있다. 또 로울러포스트(6)와 경사포스트(7)와의 높이 (Z1)에서의 중심간거리(L')는, 다음식 [식③]에 의해 구할 수 있다.

또, 임의의 높이(α)에서의 포스트의 중심간거리(Lα)는 [식 ④]에 의해 구할 수 있다.

또 설계중심인 기준높이(Z=0)에 있어서의 중심간거리(L)는, 제4, 제5발명의 실시예에서 표시한 방법과 마찬가지의 방법으로 구할 수 있다. 또, 드럼유닛(5) 출구쪽의 경사포스트(8) 및 로울러포스트(9)도, 윤곽선을 검출할 수 있을 때까지 회전시키면 측정할 수 있다.

따라서, 들어가는 쪽의 로울러포스트(6), 경사포스트(7), 드럼유닛(5), 나가는 쪽의 경사포스트(8), 로울러포스트(9) 및 텐션포스트(61)의 모든 경사각도(ø), 경사방향(θ) 및 설계중심인 기판놀이(Z=0)에서의 중심간거리(L)를, 3차원적으로 비접촉으로 또한 일정한 텐션이 부여된 테이프(73)에 의한 힘이 가헤지고 있는 상태에서 측정하는 것이 가능하게 된다.

또한 본 실시예에서는, 측정대상물을 회전시켜서 얻어진 2종류의 다른 X투영위치좌표로부터 3차원위치좌표를 구하는 방법 및 장치에 대해서 설명하였으나, 반대로 투광쪽광학계의 수광쪽광학계를 측정대상물에 대해서 상대적으로 회전시켜서 측정해도 마찬가지로 측정할 수 있다. 또, 본 실시예에서는, 다른 2방향으로부터 레이저를 조사한 경우에 대해서 설명하였으나, 적어도 2종류의 다른 X투영위치좌표를 얻을 수 있으면 3차원위치좌표를 구할 수 있기때문에, 3방향이상으로부터의 측정이라도 되고, 그 경우에는 측정정밀도가 더욱 향상된다.

다음에, 제7발명의 제2실시예에 대해서 설명한다. 또한, 이미 설명한 것과 동일한 것에는 동일한 부호를 붙이고, 그 설명은 생략한다.

제22도에 있어서, 테이프구동장치(65)는, 테이프(73)를 화살표시 B의 방향으로 구동하는 것이며, 포스트(66)와 핀치로울로(67)에 의해 구성되어 있다. 테이프(73)는 화살표시 B의 방향으로, 측정대상물(70)과 접촉해서 주행하므로서, 진행방향의 하류쪽으로 됨에 따라서 텐션이 높아지고, 측정대상물(70)에 가해지는 힘도 커진다. 이와 같이, 본 실시예에서는 측정대상물(70)은, VTR의 기구의 주요부분인 (1)∼(9), (60), (65) 및 기준포스트 (68), (69)로 구성되어 있다.

이상과 같이 구성된 3차원위치좌표측정장치에 대해서, 그 측정방법을 설명한다.

테이프(73)를 측정대상물(70)에 감고, 텐션부여장치(60)에 의해 테이프(73)에 일정한 텐션을 부여한다. 또, 구동장치(65)에 의해 테이프(73)를 화살표시 B의 방향으로 주행시킨다. 주행중의 테이프(73)는 레이저광(14)을 투과하기때문에, 수광쪽에 명암의 경계는 나타나지 않는다. 측정방법에 대해서는, 제7발명의 제1 실시예에서 설명한 것과 동일하며, 이하 그 설명은 생략한다.

이상과 같이 본 실시예예에 의하면, 들어가는 쪽의 로울러포스트(6), 경사포스트(7), 드럼유닛(5), 나가는 쪽의 경사포스트(8), 로울러포스트(9) 및 텐션포스트(61)의 경사각도(ø), 경사방향(θ) 및 설계중심인 기준높이(Z=0)에서의 중심간거리(L)를 3차원적으로 비접촉으로 측정하는 것이 가능하게 된다. 또 측정대상물(70)과의 접촉에 의해 주행중의 테이프(73)의 텐션증가분도 가미한 힘이 가해진상태, 즉 실제의 기록재생의 모우드에 한정없이 가까운 상태에서 측정하는 것이 가능하게 된다.

마지막으로, 제8발명의 일실시예에 대해서 설명한다. 또한, 이미 설명한 것은 동일한 부호를 붙이고, 그 설명은 생략한다.

제23도에 있어서, 제1의 광학계인 투광쪽광학계(151)와 수광쪽광학계(211)와의 사이에 측정대상물(70)이 설치되어 있다. 또 Z축스테이지(301),(311)는, 각각 투광쪽광학계(151) 및 수광쪽광학계(211)를 항상 동일량만큼 상하로 왕복이동시키고 Z축 스케일(321)에 의해 이동량(h)을 검지한다. 또 제1의 광학계에 대하여, ( ) 도 회전시킨 위치에 제2의 광학계인 투광쪽광학계(152)와 수광쪽광학계(212)가 설치되어 있다. 또, Z축스테이즈(302), (312)는, 각각 투광쪽광학계(152) 및 수광쪽광학계(212)를 향상 동일량만큼 상하로 왕복이동시키고, Z축 스케일(322)에 의해 이동량(h)을 검지한다. 투광쪽광학계(151)와 (152)는 고호로 레이저를 조사한다. 또, 제13도에 있어서의 계산처리장치(50)에서는, 회전각검출장치(34)에 의해 검출되는 회전각도( )대신에, 이미 설치된 제1, 제2의 광학계의 설치각도의 차( )와 제1, 제2의 광학계에서 각각 구해진 X투영위치좌표(X1, X2, X3, .....)에 의거해서 제17도에 표시한 측정대상물(70)의 경사각도(ø), 경사방향(θ) 및 임의의 높이에서의 중심간거리(L')를 계산한다.

측정대상물(70)에 대해서, 제1의 광학계의 투광쪽광학계(151)로부터 레이저를 조사해서 제1의 X투영위치좌표를 구한다. 다음에 제2의 광학계의 투광쪽광학계(152)로부터 레이저를 조사해서, 제2의 X투영위치좌표를 구한다. 이하, 3차원위치좌표를 구하는 방법에 대해서는, 제5, 제6발명의 일실시예에서 설명한 것과 동일하기 때문에 생략한다.

이상과 같이 본 실시예에 의하면, 모든 포스트의 경사각도(ø), 경사방향(θ) 및 설계중심인 기준높이(Z=0)에서의 중심간거리(L)를 3차원적으로 비접촉으로 측정하는 것이 가능하게 된다.

또한 본 실시예에서는, 2대의 광학계를 설치해서 얻어진 2종류의 다른 X투영위치좌표로부터 3차원위치좌표를 구하는 방법 및 장치에 대해서 설명하였으나, 적어도 2종류의 다른 X투영위치좌표를 얻을 수 있으면 3차원위치좌표를 구할 수 있기때문에, 3대이상 설치해서 측정해도 된다. 그 경우에는 측정정밀도가 더욱 향상된다.

본 실시예에서는 포스트의 수를 한정했으나, 다른 포스트도 마찬가지로 측정할 수 있는 것은 말할 것도 없다. 또, 포스트의 경사각도에 좌우되는 일없이 측정할 수 있으므로, 종래의 접촉식의 위치좌표측정장치와 같이, 경사각도가 커지면 측정정밀도가 나빠진다고하는 일은 없다. 또한 직경이 가늘어서, 하중을 가하면 휘어져버리는 포스트라도, 비접촉식이므로 정밀도 좋게 측정할 수 있다.

또 본 실시예는, 종래의 접촉식의 위치좌표측정장치에 비해서 소형이기 때문에, VTR의 기구의 조립조정라인에서 행하는 조립정밀도의 검사등에도 사용할 수 있다.

또 본 실시예에서는, 측정대상물이 VTR의 기구부품의 경우의 측정에 대해서 설명하였으나, 이것에 한정하지 않고 다른 대상물에서도 측정할 수 있는 것은 말할 것도 없다.

또, 기준높이의 설정에는 2개의 기준포스트를 사용하였으나, 예를 들면 자기헤드를 측정해서 그 높이를 설정하는 등 기타의 방법이라도 상관없다.

Claims

다른 복수의 방향으로부터 소정의 빔직경이고 또한 일평면과 평행하게 주사하는 레이저광을 복수의 측정대상물에 조사하는 측정스텝과, 상기 측정스템에서 상기 복수의 측정대상물을 상기 레이저광으로 절단했을 때에 발생하는 단면의 양접점으로부터 상기 복수의 측정대상물의 다른 복수의 투영위치좌표를 구하는 연산스템과, 상기 연산스텝에서 구해진 상기 다른 복수의 투영위치좌표와 상기 다른 복수의 방향으로 각도차에 의해 상기 복수의 측정대상물의 2차원위치좌표를 구하는 계산처리 스텝을 가진 것을 특징으로 하는 위치좌표측정방법.
소정의 빔직경이고 또한 1평면과 평행하게 주사하는 레이저광을 조사하는 투광쪽광학계와, 상기 레이저광을 수광하는 수광소자를 가진 수광쪽광학계와, 복수의 측정대상물에의 상기 레이저광의 조사각도를 변화시키기위해 상기 복수의 측정대상물 또는 상기 투광쪽광학계와 상기 수광쪽광학계의 어느 하나를 상대적으로 회전시키는 회전구동수단과, 상기 회전구동수단의 회전간을 검출하는 회전각검출수단과, 다른 복수의 방향으로부터의 상기 레이저광 조사에 의한 상기 복수의 측정대상물의 다른 복수의 투영위치좌표를 상기 수광소자의 출력으로부터 구하는 연산수단과, 상기 다른 복수의 투영위치좌표와 상기 회전각에 의해 상기 복수의 측정대상물의 2차원위치좌표를 구하는 계산처리수단을 구비한 것을 특징으로 하는 위치좌표측정장치.
제2항에 있어서, 레이저광을 투과하고, 또한 복수의 측정대상물에 접촉하는 테이프에 텐션을 부가하는 텐션부여수단을 설치하고, 상기 계산처리수단은 텐션이 부가된 테이프가 접촉한 상기 복수의 측정대상물의 2차원위치좌표를 구하는 것을 특징으로 하는 위치좌표측정장치.
제3항에 있어서, 상기 복수의 측정대상물에 대해서 테이프를 상대적으로 이동시키는 테이프구동수단을 설치하고, 상기 계산처리수단은 테이프가 주행중의 상기 복수의 측정대상물의 2차원위치좌표를 구하는 것을 특징으로 하는 위치좌표측정장치.
소정의 빔직경이고, 또한 1평면과 평행하게 주사하는 레이저광을 조사하는 투광쪽광학계와, 상기 레이저광을 수광하는 수광소자를 가진 수광쪽광학계와, 상기 투광쪽광학계와 상기 수광쪽광학계로 이루어진 1쌍의 레이저광학계를 복수의 측정대상물을 중심으로 각각 일정각도 떨어진 위치에 복수대설치하고, 다른 복수의 방향으로부터의 상기 레이저광조사에 의한 상기 복수의 측정대상물의 다른 복수의 투영위치좌표를 상기 복수의 수광소자의 출력으로부터 구하는 연산수단과, 상기 다른 복수의 투영위치좌표와 상기 복수의 레이저광학계의 설치각도차에 의해 상기 복수의 측정대상물의 2차원위치좌표를 구하는 계산처리수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 위치좌표측정장치.
다른 복수의 방향으로부터 소정의 빔직경이고 또한 1평면과 평행하게 주사하는 레이저광을 높이방향으로 이동시키면서 복수의 측정대상물에 조사하는 측정스텝과, 상기 측정스텝에서 상기 복수의 측정대상물을 상기 레이저광으로 절단했을 때에 발생하는 단면형상의 양접점으로부터 상기 복수의 측정대상물의 다른 복수의 투영위치좌표를 구하는 연산스텝과, 상기 연산스텝에서 구해진 상기 다른 복수의 투영위치좌표와 상기 다른 복수의 방향의 각도차와 상기 측정스텝에 있어서의 높이이동량에 의해 상기 복수의 측정대상물의 3차원위치좌표를 구하는 계산처리스텝을 가진 것을 특징으로 하는 위치좌표측정장치.
소정의 빔직경이고 또한 1평면과 평행하게 주사하는 레이저광을 조사하는 투광쪽광학계와, 상기 레이저광을 수광하는 수광소자를 가진 수광쪽광학계와, 상기 레이저광을 복수의 측정대상물의 복수의 높이에서 조사할 수 있도록 상기 복수의 측정대상물 또는 상기 투광쪽광학계와 상기 수광쪽광학계의 어느 하나를 상대적으로 이동시키는 상하 구동수단과, 상기 상하구동수단의 상하이동량을 검출하는 이동량검출수단과, 상기 복수의 측정대상물에의 상기 레이저광의 조사각도를 변화시키기 위하여 상기 복수의 특정대상물 또는 상기 투광쪽광학계와 상기 수광쪽광학계의 어느 하나를 상대적으로 회전시키는 회전구동수단과, 상기 회전구동수단의 회전각을 검출하는 회전각검출수단과, 다른 복수의 방향으로 부터의 상기 레이저광조사에 의한 상기 복수의 측정대상물의 다른 투영위치좌표를 상기 수광소자의 출력으로부터 구하는 연산수단과, 상기 다른 복수의 투영위치좌표와 상기 회전각과 상기 상하이동량에 의해 상기 복수의 측정대상물의 3차원위치좌표를 구하는 게산처리수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 위치좌표측정장치.
제7항에 있어서, 레이저광을 투과하고, 또한 상기 복수의 측정대상물에 접촉하는 테이프에 텐션을 부가하는 텐션부여수단을 설치하고, 상기 계산처리수단은 텐션이 부가된 테이프가 접촉한 상기 복수의 측정대상물의 3차원위치좌표를 구비하는 것을 특징으로 하는 위치좌표측정장치.
제8항에 있어서, 상기 복수의 측정대상물에 대해서 테이프를 상대적으로 이동시키는 테이프구동수단을 설치하고, 상기 계산처리수단은 테이프가 주행중의 상기 복수의 측정대상물의 3차원위치좌표를 구하는 것을 특징으로 하는 위치좌표측정장치.
소정의 빔직경이고 또한 1평면과 평행하게 주사하는 레이저광을 조사하는 투광쪽광학계와 상기 레이저광을 수광하는 수광소자를 가진 수광쪽광학계와, 상기 레이저광을 복수의 측정대상물의 복수의 높이에서 조사할 수 있도록 상기 복수의 측정대상물 또는 상기 투광쪽광학계와 상기 수광쪽광학계와의 어느 하나를 상대적으로 이동키는 상하구동수단과, 상기 상하구동수단의 상하이동량을 검출하는 이동량검출수단과, 상기 투광쪽광학계와 상기 수광쪽광학계로 이루어진 1쌍의 레이저광학계를 상기 복수의 측정대상물을 중심으로 각각 일정각도 떨어진 위치에 복수대설치하고, 다른 복수의 방향으로 부터의 상기 레이저광조사에 의한 상기 복수의 측정대상물의 다른 복수의 투영위치좌표를 상기 복수의 수광소자의 출력으로부터 구하는 연산수단과, 상기 다른 복수의 투영위치좌표와 상기 복수의 레이저광학계의 설치각도차와 상기 상하이동량에 의해 상기 복수의 측정대상물의 3차원위치좌표를 구하는 계산처리수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 위치좌표측정장치.