JPH01127905A - 円筒体の偏心量測定方法 - Google Patents
円筒体の偏心量測定方法Info
- Publication number
- JPH01127905A JPH01127905A JP28712987A JP28712987A JPH01127905A JP H01127905 A JPH01127905 A JP H01127905A JP 28712987 A JP28712987 A JP 28712987A JP 28712987 A JP28712987 A JP 28712987A JP H01127905 A JPH01127905 A JP H01127905A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cylindrical body
- eccentricity
- measuring
- measured
- light beam
- 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.)
- Pending
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Testing Of Optical Devices Or Fibers (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）
本発明の偏心量測定方法は中空或は屈折率分布を有する
円筒体の外径に対する内径の偏心Ｉ＾を測定するもので
ある。
円筒体の外径に対する内径の偏心Ｉ＾を測定するもので
ある。
（従来技術）
微小部品の寸法測定は一般的に、ＷＪ微鏡で微小部品を
のぞいて拡大像を得、空間分解能を向上させて行なって
いる。
のぞいて拡大像を得、空間分解能を向上させて行なって
いる。
近年、カメラを使った画像処理方法の発展に伴ない、人
に代ってカメラを使って自動°測定する方法が実現し効
果を上げている。
に代ってカメラを使って自動°測定する方法が実現し効
果を上げている。
一方、年々凹の中に出ていく商品は高精密になっており
、それに伴なって品質の検査も高精度であることが要求
されている。
、それに伴なって品質の検査も高精度であることが要求
されている。
中空あるいは屈折率分布を有する円筒体は特に外円と内
円の偏心が問題となり、これを高精度に測定する方法が
望まれている。これに対応するためＩＴＶカメラを使っ
て画像処理する方法がある、この方法では像の拡大率を
上げて観察することで要求精度を満たしている。
円の偏心が問題となり、これを高精度に測定する方法が
望まれている。これに対応するためＩＴＶカメラを使っ
て画像処理する方法がある、この方法では像の拡大率を
上げて観察することで要求精度を満たしている。
ちなみにＩＴＶカメラを使用した円筒体の偏心量測定は
第７図のように、固定治具Ａに被測定物Ｂを固定し、そ
の被測定物ＢをＩＴＶカメラで観察して画像処理し、そ
の画像から円の中心を判断し、それに基ずいて偏心ム１
を計算している。
第７図のように、固定治具Ａに被測定物Ｂを固定し、そ
の被測定物ＢをＩＴＶカメラで観察して画像処理し、そ
の画像から円の中心を判断し、それに基ずいて偏心ム１
を計算している。
（従来技術の問題点）
従来の測定方法では画像処理数が増えると検査時間が長
くなり、′ｌＡｌ装定のコストが高いといった問題があ
る。
くなり、′ｌＡｌ装定のコストが高いといった問題があ
る。
（発明の目的）
本発明の目的はｔ記円筒体の偏心量を非接触でしかも高
速１つ高精度に測定でき、更にはその測定に使用される
装置が安価となる測定方法を提供することにある。
速１つ高精度に測定でき、更にはその測定に使用される
装置が安価となる測定方法を提供することにある。
（問題点を解決するための手段）
本発明のうち第１の発明は特許請求の範囲第１項に記載
のように、中空円筒体あるいは屈折率分布を有する円筒
体の外径に対する内径の偏心４を測定する方法において
、円筒体ｌの一端から干渉性の良い光を入射させ、他端
から出射する光をレンズ２により集光して前方に配置さ
れた検出素子３とに小スポットとして照射し、その検出
素子３に当った小スポットの位置により偏心９を測定す
るようにしたことを特徴とするものである。
のように、中空円筒体あるいは屈折率分布を有する円筒
体の外径に対する内径の偏心４を測定する方法において
、円筒体ｌの一端から干渉性の良い光を入射させ、他端
から出射する光をレンズ２により集光して前方に配置さ
れた検出素子３とに小スポットとして照射し、その検出
素子３に当った小スポットの位置により偏心９を測定す
るようにしたことを特徴とするものである。
本発明のうち第２の発明は特許請求の範囲第４頃に記載
のように、円筒体ｌの一端から干渉性の良い光を入射さ
せ、他端から出射する光をレンズ２により集光して前方
に配置された検出素子３に小スポットとなるように照射
し、その検出素子３に当った小スポットの位置により偏
心量を測定するようにした円筒体の偏心量測定方法にお
いて。
のように、円筒体ｌの一端から干渉性の良い光を入射さ
せ、他端から出射する光をレンズ２により集光して前方
に配置された検出素子３に小スポットとなるように照射
し、その検出素子３に当った小スポットの位置により偏
心量を測定するようにした円筒体の偏心量測定方法にお
いて。
円筒体ｉＩ：ｖ溝ブロック４上に位置決めし、その同円
筒体ｌを所望角度づつ１回転させてスポットを変位させ
、その変位を測定して１ＩＪ１１される円の半径から偏
心量を測定するようにしたことを特徴とするものである
。
筒体ｌを所望角度づつ１回転させてスポットを変位させ
、その変位を測定して１ＩＪ１１される円の半径から偏
心量を測定するようにしたことを特徴とするものである
。
（作用）
一般に１円孔ヘレーザ光のような干渉性の良い平行光を
入射させると、その前方には第６図のように明部と暗部
が交互に配する多重リングがａ測される。これは開口部
における光の回折によるもので古くから知られている現
象である。この回折リングは円孔と同軸にあるため円孔
中心の情報が回折リングに含まれている。本発明はこの
現象を利用したものである。
入射させると、その前方には第６図のように明部と暗部
が交互に配する多重リングがａ測される。これは開口部
における光の回折によるもので古くから知られている現
象である。この回折リングは円孔と同軸にあるため円孔
中心の情報が回折リングに含まれている。本発明はこの
現象を利用したものである。
以下に本発明の測定方法の作用を示す。
第１図は本発明の原理を示す図であり、中空または屈折
率分布を有する円筒体（被測定物）１の一端からコヒー
レント光を入射させると、前記回折現象により多端から
出射光が回折する。この回折光を１次回折光のみを透過
させるフィルターを通して１次回折光のみをレンズ２に
より集光するとスクリーン５上に微小スポットが照射さ
れる。
率分布を有する円筒体（被測定物）１の一端からコヒー
レント光を入射させると、前記回折現象により多端から
出射光が回折する。この回折光を１次回折光のみを透過
させるフィルターを通して１次回折光のみをレンズ２に
より集光するとスクリーン５上に微小スポットが照射さ
れる。
ここで１円筒体１の穴の中心が光軸からｅだけ変位して
いる場合は、スクリーン５上にＥだけ変位したスポット
が生じる。ｅ、！−Ｈの関係は円筒体ｌの出口からレン
ズ２までの距離を５１．レンズ２からスクリーン５まで
の距離を５２とすると５１ ／Ｓ２ ＝Ｅ／ｅ ｅ＝Ｅ＠Ｓ１／Ｓ２ の関係があり、Ｓｔ＜３２に光学系配置を選べば偏心量
ｅは拡大したＥとして観察できる。
いる場合は、スクリーン５上にＥだけ変位したスポット
が生じる。ｅ、！−Ｈの関係は円筒体ｌの出口からレン
ズ２までの距離を５１．レンズ２からスクリーン５まで
の距離を５２とすると５１ ／Ｓ２ ＝Ｅ／ｅ ｅ＝Ｅ＠Ｓ１／Ｓ２ の関係があり、Ｓｔ＜３２に光学系配置を選べば偏心量
ｅは拡大したＥとして観察できる。
偏心量ｅは円筒体ｌの固定位置により大きく変る。その
ため例えば第２図のようにｖｙｔブロック４を使って円
筒体ｌの位置決めを行なう、第２図のようにＶ溝ブロッ
ク４に位置決めされた円筒体１にレーザ光を入射させ、
円筒体ｌからの出射光を集光レンズ２を通した後Ｘ軸、
Ｙ軸方向の２光路に分岐させ、夫々の光をＸ、Ｙの受光
素子３上に集光させる。この受光素子３は一次元位置検
出素子を夫々直交するように配置しである。これは偏心
を２次元の情報で得るためである。
ため例えば第２図のようにｖｙｔブロック４を使って円
筒体ｌの位置決めを行なう、第２図のようにＶ溝ブロッ
ク４に位置決めされた円筒体１にレーザ光を入射させ、
円筒体ｌからの出射光を集光レンズ２を通した後Ｘ軸、
Ｙ軸方向の２光路に分岐させ、夫々の光をＸ、Ｙの受光
素子３上に集光させる。この受光素子３は一次元位置検
出素子を夫々直交するように配置しである。これは偏心
を２次元の情報で得るためである。
一般に２次元の変位を測定するには２次元位置検出素子
が実用化されているが、分解能は素子の大きさに比例す
るため、構造上１次元のものに比べ２次元のものは分解
能が劣る。このためより小さな変位を測定しようとする
場合はこれは問題である９そこで本発明では２個の互い
に直交させた１次元素子３で受光し、一方をＸ軸方向の
変位。
が実用化されているが、分解能は素子の大きさに比例す
るため、構造上１次元のものに比べ２次元のものは分解
能が劣る。このためより小さな変位を測定しようとする
場合はこれは問題である９そこで本発明では２個の互い
に直交させた１次元素子３で受光し、一方をＸ軸方向の
変位。
もう一方をｙ軸方向の変位として検出して２次元測定す
るのか望ましい。
るのか望ましい。
以上の光学的８！、置により円筒体ｌを所定角度づつ間
欠的に回転させて一回転させると、測定値は第３図イの
ように円形になる。つまり偏心量は測定円の半径で快め
られる。この場合、円筒体ｌの外径の中心と光軸が一致
している場合は測定円の中心はｘ、ｙ軸の原点（ｘ、
ｙ出力ともＯ）となるため４１−足固の半径は簡単に決
められるが、光学系の配置誤差または電気信号のドリフ
トなどを考えれば、測定毎に原点位置を補正する必要が
あり、高速測定には実用的ではない、そこで本発明では
：ｔＳＡ図の方法で測定円の半径つまり偏心量を決める
ようにしである。
欠的に回転させて一回転させると、測定値は第３図イの
ように円形になる。つまり偏心量は測定円の半径で快め
られる。この場合、円筒体ｌの外径の中心と光軸が一致
している場合は測定円の中心はｘ、ｙ軸の原点（ｘ、
ｙ出力ともＯ）となるため４１−足固の半径は簡単に決
められるが、光学系の配置誤差または電気信号のドリフ
トなどを考えれば、測定毎に原点位置を補正する必要が
あり、高速測定には実用的ではない、そこで本発明では
：ｔＳＡ図の方法で測定円の半径つまり偏心量を決める
ようにしである。
第４図は円筒体ｌを９０度づつ回転させて４個のΔ一定
値を得た場合の説明図であり、真の原点０が測定円から
層れている場合である。ここで回転角０＝０瓜の時の測
定値が（Ｘ＋ 、 Ｙ＋）、９０度のときが（Ｘ２ 、
ｙｚ）、１８０度の時が（Ｘ４、ｉ）、２７０度のと
きが（ｘｎ 、 ｙａ ）とすると次式が成りケつ。
値を得た場合の説明図であり、真の原点０が測定円から
層れている場合である。ここで回転角０＝０瓜の時の測
定値が（Ｘ＋ 、 Ｙ＋）、９０度のときが（Ｘ２ 、
ｙｚ）、１８０度の時が（Ｘ４、ｉ）、２７０度のと
きが（ｘｎ 、 ｙａ ）とすると次式が成りケつ。
（ｘ＋ −Ｘ３） ２ ＋ （Ｙ 菅 −ｙ３）
２ ＝ （２Ｅ） ？（Ｘ２−Ｘ４）２ ＋ （
４２−ｙａ）２ ＝ （２Ｅ）２よって円半径Ｅは Ｅ＝（１／２）（Ｃｘ＋ −Ｘ３）２＋ （４＋ −Ｙ
ｘ）２１τ＝（１／２Ｎ （Ｘ２−ｘｎ）２ ＋ Ｃｙ
２−ｙａ）２１”となり、原点がずれていても正確に決
められる。
２ ＝ （２Ｅ） ？（Ｘ２−Ｘ４）２ ＋ （
４２−ｙａ）２ ＝ （２Ｅ）２よって円半径Ｅは Ｅ＝（１／２）（Ｃｘ＋ −Ｘ３）２＋ （４＋ −Ｙ
ｘ）２１τ＝（１／２Ｎ （Ｘ２−ｘｎ）２ ＋ Ｃｙ
２−ｙａ）２１”となり、原点がずれていても正確に決
められる。
第５図は以上説明した本発明の偏心量測定方法の測定フ
ロチャートである。この図において１０は被測定用の円
筒体を回転させるための回転アクチュエータ、１１は第
１図のように集光レンズ２受光素子３などで構成される
測定装置、１２はＸ軸受光素子３からの信号を処理する
Ｘ軸信号処理部、１３はＹ＠受光素子３からの信号を処
理するＹ＠信号処理部、１４はｘｉ信号処理部１２で処
理されたデータとＹ軸信号処理部１３で処理されたデー
タを記憶する記憶部である０円筒体ｌが回転アクチュエ
ータ１０により適宜度数づつ３６０１■回されると記憶
部１４に記憶されているデータが偏心敲計算部１５で計
算されて出力回路１６から出力される。
ロチャートである。この図において１０は被測定用の円
筒体を回転させるための回転アクチュエータ、１１は第
１図のように集光レンズ２受光素子３などで構成される
測定装置、１２はＸ軸受光素子３からの信号を処理する
Ｘ軸信号処理部、１３はＹ＠受光素子３からの信号を処
理するＹ＠信号処理部、１４はｘｉ信号処理部１２で処
理されたデータとＹ軸信号処理部１３で処理されたデー
タを記憶する記憶部である０円筒体ｌが回転アクチュエ
ータ１０により適宜度数づつ３６０１■回されると記憶
部１４に記憶されているデータが偏心敲計算部１５で計
算されて出力回路１６から出力される。
円筒体１が３６０度回転されないときは回転判定部１７
から回転アクチュエータｌＯに３６０度回転するまで信
号が送られ、３６０度回転し終えたら記憶部１４に記憶
されているデータが偏心ｂ１計算部１５に送られて偏１
１Ｊ ；−：が計算される。
から回転アクチュエータｌＯに３６０度回転するまで信
号が送られ、３６０度回転し終えたら記憶部１４に記憶
されているデータが偏心ｂ１計算部１５に送られて偏１
１Ｊ ；−：が計算される。
（実施例）
本発明の偏心量測定方法により外径３．０ｍｍ。
内径０．１ｍｍの中空円筒体の外径に対する内径の偏心
量を４５度つづ回転させる８点測定で・Δ−１定した結
果、０．１μｍの精度が確認できた。測定に要する時間
は被測定物である円筒体１を回転させる時間で決まり５
秒程度である。
量を４５度つづ回転させる８点測定で・Δ−１定した結
果、０．１μｍの精度が確認できた。測定に要する時間
は被測定物である円筒体１を回転させる時間で決まり５
秒程度である。
（発明の効果）
本発明の偏心；１１測定方法によると大規模な信号処理
回路を必要としないため測定装置のコストを低くするこ
とができ、しかも従来以上に高速、高精度の測定ができ
るため品質管理の能力アップに効果的である。
回路を必要としないため測定装置のコストを低くするこ
とができ、しかも従来以上に高速、高精度の測定ができ
るため品質管理の能力アップに効果的である。
第り図は本発明の原理図、第２図は本発明の一実施例の
説明図、第３図も口は本発明の測定方法による測定結果
の説明図、第４図は末完ｒ１１の測定方法における偏心
漬算出方法の説明図、第５図は本発明の測定方法のフロ
ーチャート説す１川のブロック図、第６図は回折光学系
の説明図、第７図は従来の測定方法の説明図である。 ｌは円筒体 ２はレンズ ３は検出素子 ４はＶ溝ブロック
説明図、第３図も口は本発明の測定方法による測定結果
の説明図、第４図は末完ｒ１１の測定方法における偏心
漬算出方法の説明図、第５図は本発明の測定方法のフロ
ーチャート説す１川のブロック図、第６図は回折光学系
の説明図、第７図は従来の測定方法の説明図である。 ｌは円筒体 ２はレンズ ３は検出素子 ４はＶ溝ブロック
Claims (5)
- （１）中空円筒体あるいは屈折率分布を有する円筒体の
外径に対する内径の偏心量を測定する方法において、円
筒体１の一端から干渉性の良い光を入射させ、他端から
出射する光をレンズ２により集光して前方に配置された
検出素子３上に小スポットとして照射し、その検出素子
３に当った小スポットの位置により偏心量を測定するよ
うにしたことを特徴とする円筒体の偏心量測定方法。 - （２）特許請求の範囲第１項において、検出素子３を二
個使用し、それらを直交するＸ軸、Ｙ軸変位検出素子と
して２次元変位を測定可能とした円筒体の偏心量測定方
法。 - （３）特許請求の範囲第１項において、検出素子３が光
検出素子アレイまたは半導体位置検出素子である２次元
変位を測定可能とした円筒体の偏心量測定方法。 - （４）円筒体１の一端から干渉性の良い光を入射させ、
他端から出射する光をレンズ２により集光して前方に配
置された検出素子３に小スポットとなるように照射し、
その検出素子３に当った小スポットの位置により偏心量
を測定するようにした円筒体の偏心量測定方法において
、円筒体１をＶ溝ブロック４上に位置決めし、同円筒体
１を一定角度づつ１回転させて検出素子３に当るスポッ
トを変位させ、その変位を測定して観測される円の半径
から偏心量を測定するようにしたことを特徴とする円筒
体の偏心量測定方法。 - （５）特許請求の範囲第４項において、Ｖ溝ブロック４
上に位置決めされた円筒体１を一定角度づつ一回転させ
るようにしたことを特徴とする円筒体の偏心量測定方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28712987A JPH01127905A (ja) | 1987-11-13 | 1987-11-13 | 円筒体の偏心量測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28712987A JPH01127905A (ja) | 1987-11-13 | 1987-11-13 | 円筒体の偏心量測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01127905A true JPH01127905A (ja) | 1989-05-19 |
Family
ID=17713446
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28712987A Pending JPH01127905A (ja) | 1987-11-13 | 1987-11-13 | 円筒体の偏心量測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01127905A (ja) |
-
1987
- 1987-11-13 JP JP28712987A patent/JPH01127905A/ja active Pending
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