JPH0261507A - 線条体外径測定装置および測定方法 - 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】 ［産業上の利用骨！Ｉ’Ｆ］ 本発明は、エナメル線などのように比較的絹物サイズの
線条体の外径を非接触的に効率よく極めて高￥ｆｊ度に
測定するための装置および測定方法に関するものである
。

［従来の技術］ 従来よりレーザ光束を用いて線条体の外径を測定する外
径測定装置は知られている。

第５図に示すものは、そのようなレーザ光外径測定装置
の従来構成を示す説明図である。

１はレーザ発光器であり、該発光器１より発光されたレ
ーザ光束しは回転ミラー２により反射され、ミラー２の
回転による拡散角をもって定焦点レンズ３に向って照射
され、一定ｒｌＪｇだけの走査レーザ光Ｌ゛となる。走
査レーザ光り一は、集光レンズ４により集光され、受光
素子５により受光される。受光された光は受光素子５に
より電気信号に変換され、受光波形Ｓ１が例えばシュミ
ット回路の如き波形整形回路６により整形され整形波形
Ｓ２に変換される。

一方、別途パルス発振回路７か設けられていて、所要周
波数のタロツクパルスＳ３が発振され、前記整形波Ｓ２
とクロックパルスＳ３とがＡＮＤ回路８に入力される。

これによりＡＮＤ回路８からは前記整形波Ｓ２の巾だけ
のパルス数が出力されるから、これを計数制御器９に入
力させ計数演算することにより線条体Ｗの外径を測定す
ることがきる。

具体的には、クロックパルスＳ３の周波数は１０ＭＨ２
以上、走査中ｇは３０市以下、ミラー２の回転は毎秒１
００回以上といった操作が行なわれ、径が１０市から０
．０２ｏｍ程度の線条体の外径を分解能０．１〜０．５
μｍの高精度をもって測定することができる。

なお、第５図において１０．１１はレーザ光の走査範囲
を制御するための制御センサであり、これらセンサ１０
，１１がレーザ光を検知することでミラー２を反転させ
て走査制御を行なうものである。

［発明が解決しようとする課題］ 上記した従来構成の外径測定器には、なおつぎのような
問題点がある。

まず第１に、走査レーザ光Ｌ−は線条体Ｗに対し一方向
からのみ走査される点をあげることができる。このよう
に一方向からのみの走査であると、第６図に示すように
線条体Ｗに偏心があった場合には、走査光Ｌ−に対する
偏心方向の設定具合により、同図（イ）および（ロ）に
それぞれ示すように受光波形Ｓｒには大きな差異が生じ
、測定値に大きなばらつきが生ずる原因となる。

第２に、従来の測定装置によれば、線条体はスポット的
にａｌｌ＋定され、当該線条体の外径の長手方向のばら
つきや平均値を知ろうとすれば各別の測定値に基いて別
途計算する必要があり、非常に面倒である。

第３に、走査レーザ光か測定する線条体の数は１本だけ
であり、多数本を測定するにはその都度線条体を装置に
セットしてやらねばならず、１本当りの測定コストか非
常に高くなるという問題がある。

本発明の目的は、上記したような従来技術の問題点を解
消し、線条体の外径に偏心があってもそれを加味して外
径測定することができ、しかも長手方向の外径ばらつき
や平均値などについても直ちに表示することができるた
けでなく、複数本の線条体の外径を一気に連続測定する
ことをも可能にする外径測定装置および測定方法を提供
しようとするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、レーザ光束を被測定線条体の中心軸に対して
角度の異なる複数方向から入射し走査せしめるようにし
たことを基本構成とするものであり、さらにかかる基本
構成に演算記憶装置を連結して線径の長手方向のばらつ
きや平均値を即座に演算表示可能に構成すると共に、複
数線条を平行に配列しておいてこれに測定装置を平行移
動させ、同時に複数本の線条体の外径をＭ１定可能にし
たものである。

［作用］ 線条体の一定方向からのみでなく、例えば交差する２方
向よりレーザ光を走査すれば、当該２方向における線径
の平均値を求めることができ、偏心かあっても測定値の
大きなばらつきとなってあられれることはない。

さらに測定結果を記憶させておくことにより、線径の長
手方向のばらつきや平均値などを必要に応じ直ちに求め
ることができ、品質管理の上で非常に有効である。

［実施例］ 以下に、本発明について実施例図面を参照し、順次説明
する。

第１図は、本発明に係る測定装置の一実施例の構成を示
す概略説明図である。

本装置には、２つの発光部ＡＩ　、Ａ２と２つの受光部
Ｂ１．Ｂ２があり、２つの発光部ＡｌＡ２より発光され
た走査レーザ光Ｌ−ｔ　、　Ｌ−２は線条体Ｗの中心軸
において交差するように、異なる２方向より入射せしめ
られる。

第２図は、上記外径測定部１００近傍の拡大説明図であ
り、各符号にそれぞれサフィクスが付されていることを
除き、前記第５図と同一符号は同一構成を示すものであ
る。

ｌａ、ｌｂはレーザ発光器、２ａ、２ｂは回転ミラーで
あり、前記レーザ発光器１ａ、ｌｂより出射されたレー
ザ光束Ｌｌ　、Ｌｚを定焦点レンズ３ａ、３ｂに向って
拡散反射させ、走査レーザ光Ｌ”ｔ　、Ｌ−２として制
御センサ１０ａ、ｌｌａおよび１０ｂ、ｌｌｂの間で走
査させる。この走査レーザ光Ｌ−ｔおよびＬ−２は、図
に示すようにＴ度線条体Ｗの軸を中心としてほぼ９０°
の交差角（９０°に限定されるわけではない）をもって
交差する関係に構成される。このように構成すれば、線
条体の外径を９０°異なる２軸方向から測定することと
なり、ｔｍ心かあればこれを的確に捕捉した状態で外径
測定をすることが可能になる。

以下は、第５図同様に、集光レンズ４ａ、４ｂによる集
光と受光素子５ａ、５ｂによる受光ならびに電気信号へ
の変換、波形整形回路６ａ、６ｂによる波形整形、パル
ス発振回路７まりのパルス発振、ＡＮＤ回路８ａ、８ｂ
への入力とそれよりの出力、以下第５図においてずでに
説明したようにして線径測定が行なわれ、必要に応じ後
述する演算記憶装置３０に入力せしめる。

以上は、１本の線条体Ｗの外径を測定する例を示したも
のであるが、本発明によれば複数本の線条体Ｗ１．Ｗ２
・・・・・・Ｗｎの線径を効率よく連続測定することが
できるものである。

前記交差した走査レーザ光Ｌ−ｔ　、Ｌ−２を有してな
る外径測定部１００を定範囲に往復移動可能なスキャニ
ング装置２０に固定し、それによって測定部１００か前
記定範囲を往復平行移動可能に構成する。

第１図において、２１はスキャニングの原点検知センサ
、２２．２３はスキャニングにおけるオーバーラン防止
センサであり、このオーバーラン防止センサ２２，２’
３の間で往復移動が行なわれる。２１１はそのようにス
キャニング装置２０を平行移動させるための駆動源とな
る正逆回転可能なモータである。モータ２４については
、高精度の移動停止が可能なように例えばパルスモータ
を使用するのが適当である。

測定に先立ち、まずスキャニング装置２０の基準点Ｐの
原点合ぜか行なわれる。

制御装置４０よりモータ２４に正転信号Ｇ（＋あるいは
逆転信号Ｇｌを出力し続け、第３図に示すように原点検
知センサ２１か基準点Ｐを検知したところで停止させ、
原点復帰をさせる。

いま、原点を０とし、そこより第４図に示すようにオー
バーラン防止センサ２２までの距離をＤｌａａｘとする
。この０〜Ｄ　ｌａｘまでの距離を前記外径測定部１０
０が移動する範囲内に、当該移動方向に平行に測定ずべ
き０本の線条体Ｗｌ〜Ｗｎを配置させる。測定すべき線
条体Ｗ１〜Ｗｏはその状態で長手方向に走行していても
停止していてもいずれであってもよい、原点０から線条
体Ｗｌまて′の「１離をｄｌ、ＷｘからＷ２までの距離
をｄ２とし、以下順にＷ。−１からＷ。までをｄ。とす
る。

第１回目の操作として、制御装置４０よりモータ２４に
正転信号Ｇｏを出力し、外径測定部１００を線条体Ｗ１
まで移動させる。前記距離ｄ１を移動することにより外
径測定部１００か適切に線条体Ｗ１の測定位置にセット
されるから、セラｉ・が完了したら制御装置４０よりセ
ット完了信号Ｅ１を演算記憶装置３０に出力する。この
信号Ｅ１を受けて、前記交差２軸方向より測定した外径
測定値Ｃｓ　、Ｃ２を演算記憶装置３０に取込む。ここ
で演算記憶装置３０は平均偏差の演算や上下限警報の出
力など必要な処理を行ない、必要に応じこれらの測定結
果を記憶する。

このような演算あるいは記憶等の処理が完了したら、演
算装置３０より制御装置４０に測定完了信号ＥＯを出力
する。以下、制御装置４０より正転信号Ｇｏを発信し、
つぎの距離ｄ２を移動して測定部１００をつぎの線条体
Ｗ２にセットシ、上記同様の外径測定をし、順次同様に
して測定部１００の移動と測定とを繰返し、最後の線条
体Ｗｎの測定が完了したら、演算装置３０より総完子信
号ＰＩを出力し、これを受けて制御装置４０は逆転信号
Ｇ１を発し、モータ２４を逆転させることによりスキャ
ニング装置２０を元の原点位置まで復帰させる。この復
帰動作は先の原点合せ動作と変るところはない。

上記は正常に測定が行なわれる場合であるが、もしも事
故などの発生により緊急停止が必要となった場合などに
は、演算装置３０より強制停止信号Ｆ２を発し、動作を
中断させ得るようにしておけばよい。

なお、以上は、自動制御による自動測定を行なう例を示
したが、手動や寸動による操作など適宜の操作変更は可
能であり、自動制御にしてもプログラムを変更すること
により任意のプロセスを組むことができることはいうま
でもない。

測定部の走査レーザ光については、上記実施例は２軸の
場合を例示説明したか、より厳密な測定を望むならば、
これを３軸あるいは４軸に増加させることは可能である
。しかし、光学部の相互干渉や構造上の問題もあり、具
体的には２〜３軸程度が適当である。

演算記憶装置には、ＣＲＴやプリンタなど表示記録装置
を接続し、＃ｌ能の拡張を図り得ることはいうまでもな
い。

［発明の効果］ 以上の通り、本発明によれば、線条体の外径の偏心をつ
ねに正確に検知測定することができ、これを演算記憶装
置に接続することで長手方向のばらつきや平均値などを
直ちに求め得る上、スキャニング装置との組合せにより
複数本の線条体の外径測定を連続的かつ自動的に行ない
得るなど、従来にない格段にすぐれた外径測定を行ない
得るものであり、測定コストの大中な低減効果とも併せ
、その工業上の価値はまことに大きなものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る装置の実施例を示す概略説明図、
第２図は測定部近傍の拡大図、第３図は原点合せの様子
を示す説明図、第４図は複数線条体の測定動作を示す説
明図、第５図は従来の測定装置の説明図、第６図は線条
体に外径偏心があつた場合の測定状況を示す説明図であ
る。 １、ｌａ、Ｌｂ：レーザ発光器、 ２．２ａ、２ｂ：回転ミラー ３．３ａ、３ｂ：定焦点レンズ、 ４．４ａ、４ｂ：集光レンズ、 ５．５ａ、５ｂ：受光素子、 ６．６ａ、６ｂ：波形整形回路、 ７：パルス発信回路、 ８．８ａ、８ｂ：ＡＮＤ回路、 ２０ニスキヤニング装置、 ３０：演算記憶装置、 ４０：制御装置、 １００：外径測定部、 Ｌ、Ｌｌ　、Ｌ２　：レーザ光束、 Ｌ、Ｌ−１，Ｌ−２：走査レーザ光、 Ｗ、Ｗｌ〜Ｗｎ　：線条体。 第１　図 代理人　　弁理士　　佐　藤　不二雄 第２図 第４図 第３図 第５ 図 パルス発・に互：工Ｓ３

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）測定対象物である線条体にレーザ光を走査し、走
   査光が線条体により遮光される巾を検知することにより
   線条体の外径を測定する測定装置において、レーザ光を
   被測定線条体の中心軸に対し角度の異なる複数方向から
   入射し走査せしめるように構成してなる線条体外径測定
   装置。
2. （２）線条体外径検知手段を演算記憶装置に連結し、外
   径値の変動を演算記憶させることにより長手方向の線条
   体外径の経時的変動や平均値などを演算表示可能に構成
   してなる請求項１記載の線条体外径測定装置。
3. （３）複数本の線条体を平行に配列し、請求項１または
   ２記載の線条体外径測定装置を前記線条体の配列方向に
   平行移動させることにより複数本の線条体の外径を連続
   測定する線条体の外径測定方法。