TWI631313B - 間隙測定裝置 - Google Patents

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清野慧
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清野慧
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Abstract

提案對來自有寬幅之間隙的特定點的光線，不於間隙附近配置遮罩而可受光的間隙測定裝置。
間隙測定裝置(1)係具有照射測定對象之間隙(3)的光源(5)、使間隙(3)的透射光所致之間隙像(3A)成像於成像面(7)的透鏡光學系(6)、及對形成於透鏡光學系6的成像面(7)上之間隙像(3A)作受光的受光元件(9)。於成像面(7)上，配置有具備所定口徑之光通過用的孔洞(8a)的附孔洞遮罩(8)，受光元件9透過孔洞(8a)對間隙像(3A)作受光。利用透鏡光學系(6)使有寬幅之間隙的像成像，於該透鏡光學系(6)的成像面(7)上欲測定之點放置附孔洞遮罩(8)的孔洞(8a)，藉此可測定間隙(3)之測定對象之點的間隙尺寸。

Description

間隙測定裝置
本發明係關於藉由受光元件，對照射形成於測定對象物的被測定面與測定用基準器之間的間隙所得之間隙像作受光，依據該受光量來測定間隙間隔之被稱為測隙法的間隙測定裝置。
此種的測隙法所致之間隙測定裝置，係藉由本案發明者等，於專利文獻1、2中提案。
〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕
〔專利文獻1〕日本特開2010-156630號公報
〔專利文獻2〕日本特開2009-229312號公報
於測隙法中，有產生在延伸於所定方向之間 隙(有寬幅的間隙)之特定點，測定間隙間隔的必要之狀況。此時，使用於間隙附近配置具備針孔或窗的遮罩，遮蔽來自目的點以外之間隙部分的光線的方法。或者，使用於接近間隙之特定目的點設置點光源，不讓來自周邊的間隙部分之光線產生的方法。
然而，在前者之於間隙後配置遮罩的方法中通過遮罩的光線會產生繞射。作為該對策，考慮解析繞射方式而得知間隙之大小的方法，但是，有解析困難的問題點。又，也可能產生難以將遮罩接近配置於間隙的狀況。
在使用後者的點光源之方法中，在欲測定之處比較小時，有難以對目標處照射來自光源的射出光之狀況。又，在有厚度的測定物之狀況中，需要進行從斜方向來照射光源等的方法，會產生空間性的限制。
本發明的課題係提案對來自有寬幅之間隙的特定點的光線，不於間隙附近配置遮罩而可受光的間隙測定裝置。
又，本發明的課題係提案可二維或三維地測定間隙的間隙測定裝置。
為了解決前述的課題，本發明的間隙測定裝置，其特徵為具有：光源，係照射測定對象的間隙；透鏡光學系，係使藉由照射前述間隙所得之間隙像， 成像於所定位置；及受光元件，係對形成於前述透鏡光學系的成像面上的前述間隙像作受光。
在此，於前述成像面上，配置具備所定口徑之光通過用的孔洞；將前述孔洞，設為於前述間隙像的厚度方向中，該間隙像的厚度以上之大小的孔洞；前述受光元件，係透過前述孔洞，對前述間隙像作受光為佳。
在本發明中，利用以透鏡光學系使有寬幅之間隙的像成像，於該透鏡光學系的成像面上，於特定點配置開口(受光元件的受光面或附孔洞遮罩的孔洞)，可利用受光元件僅對來自間隙之目的點(測定對象之間隙的位置)的光線作受光。藉此，不需要於間隙後配置具備針孔等的遮罩。
於本發明中，前述透鏡光學系，係可設為具備使前述間隙的透射光成為平行光的聚光透鏡，與使來自該聚光透鏡的平行光，收斂於前述成像面的成像透鏡的構造。
依據該構造，到透鏡光學系的繞射限度為止，可縮小間隙的目的點。因此，受光元件係作為光量變化，可高精度捕捉間隙尺寸的微小變化。
又，藉由該透鏡光學系的採用，使透鏡光學系、附孔洞遮罩及受光元件一體化而作為單元，可使該單元移動於與透鏡光學系的光軸正交之二維方向，或與光軸正交之方向及平行於光軸之方向的三維方向。結果，於螺 旋齒輪等的複雜形狀的測定，可使用本發明的間隙測定裝置。
進而，藉由採用該透鏡光學系，不一定需要讓間隙在聚光透鏡(物透鏡)的焦點位置。只要間隙在焦點位置的附近的話，即可高效率地對來自寬幅小之間隙整體的光線作聚光並成像。
1‧‧‧間隙測定裝置
2‧‧‧被測定面(物體面)
3‧‧‧間隙
3A‧‧‧間隙像
4‧‧‧測定用基準器
5‧‧‧光源
6‧‧‧透鏡光學系
6a‧‧‧光軸
7‧‧‧成像面
8‧‧‧附孔洞遮罩
8a‧‧‧孔洞
9‧‧‧受光元件
9a‧‧‧受光面
10‧‧‧單元
11‧‧‧聚光透鏡
12‧‧‧成像透鏡
A，B，C‧‧‧間隙的位置
A’，B’，C’‧‧‧遮罩的位置
〔圖1〕揭示本發明的間隙測定裝置之基本構造的說明圖。
〔圖2〕揭示具備可移動之單元的間隙測定裝置之構造的說明圖。
〔圖3〕揭示間隙測定裝置的透鏡光學系之構成例的說明圖。
以下，參照圖面，說明適用本發明之間隙測定裝置的實施形態。
圖1係揭示適用本發明的間隙測定裝置之基本構造的說明圖。間隙測定裝置1係於測定對象物的被測定面(物體面)2中，在與測定對象物之間形成所定間隙3的測定用基準器4。測定用基準器4係因應測定對象物的形狀而預先製作。利用測定間隙3的間隔，可計算出被 測定面2之測定對象物的輪廓形狀誤差等。
間隙測定裝置1係具有從一方側照射間隙3的光源5，與配置於間隙3的另一方側的透鏡光學系6。透鏡光學系6係使藉由利用光源5照射間隙3所形成之間隙像3A，成像於光軸6a上的所定位置之成像面7上的透鏡光學系。
又，間隙測定裝置1係具有配置於成像面7上的附孔洞遮罩8，與對通過該附孔洞遮罩8的孔洞8a之光線作受光的受光元件9。孔洞8a係利如圓形孔洞，為成像面7上之間隙像3A的厚度以上之大小的孔洞。受光元件9的受光面9a係配置於孔洞8a的背面。使用光纖等的導光構件，也可將孔洞8a的透射光導引至位於離開之位置的受光元件9的受光面9a。
圖2係揭示將間隙測定裝置1之受光側的部位單元化，可移動於與該光軸6a正交之方向的構造的說明圖。如該圖所示，除了測定用基準器4之外，透鏡光學系6、附孔洞遮罩8及受光元件9成為被一體化的單元10。單元10係在可移動於與透鏡光學系6的光軸6a之方向的狀態下搭載有未圖示的裝置架台，藉由未圖示的一軸驅動機構，可於與光軸6a正交的正交面上移動。
例如如圖2所示，對應被測定面2與測定用基準器4所致之間隙3的間隙像3A形成於成像面7上。附孔洞遮罩8的孔洞8a的位置成為測定點。使單元10如箭頭A1所示，沿著間隙像3A移動時，孔洞8a也沿著間 隙像3A移動，可藉由受光元件9對欲測定之點的受光量作受光。藉此，可測定欲測定之點的間隙尺寸。
圖3係揭示透鏡光學系6之一例的模式圖。透鏡光學系6係具備使間隙3的透射光成為平行光的聚光透鏡11，與使來自該聚光透鏡11的平行光，收斂於成像面7上的成像透鏡12。依據該構造，可有效率地對來自寬幅小之間係整體的光線作聚光並成像。又，利用使單元10移動於沿著光軸6a之方向，可進行於光軸6a的方向中不同位置A、B、C的被測定面2上之間隙的測定。藉由單元10的移動，可使成像面7上的遮罩8移動於位置A、B、C之間隙像的成像位置A’、B’、C’。

Claims (2)

  1. 一種間隙測定裝置，其特徵為具有：光源，係照射測定對象的間隙；透鏡光學系，係使藉由照射前述間隙所得之間隙像，成像於所定位置；受光元件，係對形成於前述透鏡光學系的成像面上的前述間隙像作受光；及附孔洞遮罩，係具備配置於前述成像面上之所定口徑之光通過用的孔洞；前述孔洞，係於前述間隙像的厚度方向中，該間隙像的厚度以上之大小的孔洞；前述透鏡光學系，係具備使前述間隙的透射光成為平行光的聚光透鏡，與使來自該聚光透鏡的平行光，收斂於前述成像面的成像透鏡；前述附孔洞遮罩，係於前述成像面上，可移動至前述間隙像之欲測定的間隙位置。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載之間隙測定裝置，其中，前述透鏡光學系、前述附孔洞遮罩及前述受光元件，係被一體化而形成單元；前述單元，係可移動於與前述透鏡光學系的光軸正交之二維方向，或與前述光軸正交之方向及平行於前述光軸之方向的三維方向。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015220289A1 (de) * 2015-10-19 2017-04-20 Sms Group Gmbh Verfahren und Vermessungssystem zum Vermessen eines bewegbaren Objektes
CN105423919B (zh) * 2015-12-18 2018-01-02 重庆德新机器人检测中心有限公司 利用固液相快速转换材料投影成像检测机器人精度的方法
CN108195317A (zh) * 2017-12-15 2018-06-22 中国航空工业集团公司成都飞机设计研究所 一种飞机进排气格栅孔格筋条厚度及平行度的检测方法
JP7283228B2 (ja) * 2019-05-27 2023-05-30 コニカミノルタ株式会社 測定装置、画像形成装置、および、測定方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4932781A (en) * 1983-11-04 1990-06-12 Canon Kabushiki Kaisha Gap measuring apparatus using interference fringes of reflected light
JPH05149721A (ja) * 1991-11-30 1993-06-15 Nec Corp プリンタ用ギヤツプセンサ

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5242136A (en) * 1975-09-30 1977-04-01 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Optical process for detecting seams
US4666303A (en) * 1983-07-11 1987-05-19 Diffracto Ltd. Electro-optical gap and flushness sensors
DE3536374A1 (de) * 1985-10-11 1987-04-16 Siemens Ag Durchlichtverfahren zur gehaeuse- und bauteilevermessung
DE3619412A1 (de) * 1986-06-12 1987-12-17 Hoesch Stahl Ag Verfahren und vorrichtung zur walzspaltmessung und regelung
JPH0599620A (ja) * 1991-10-14 1993-04-23 Olympus Optical Co Ltd エツジ検出装置
US5504596A (en) * 1992-12-21 1996-04-02 Nikon Corporation Exposure method and apparatus using holographic techniques
US20080315092A1 (en) * 1994-07-28 2008-12-25 General Nanotechnology Llc Scanning probe microscopy inspection and modification system
JP4384463B2 (ja) * 2003-09-22 2009-12-16 オリンパス株式会社 焦点検出ユニット並びにそれを用いた屈折率測定装置及び非接触温度計
WO2008072369A1 (ja) * 2006-12-13 2008-06-19 Nikon Corporation 測定装置および測定方法
JP5079562B2 (ja) * 2008-03-24 2012-11-21 株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズ 輪郭形状測定方法
JP5031724B2 (ja) 2008-12-29 2012-09-26 株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズ 光学式の形状・位置測定方法および隙間形成用治具

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4932781A (en) * 1983-11-04 1990-06-12 Canon Kabushiki Kaisha Gap measuring apparatus using interference fringes of reflected light
JPH05149721A (ja) * 1991-11-30 1993-06-15 Nec Corp プリンタ用ギヤツプセンサ

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Publication number Publication date
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