JPH03251708A - パラボラアンテナ面形状測定装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、パラボラアンテナ面形状測定装置に関し、特
にパラボラアンテナの組立時や検査時にパラボラアンテ
ナの面形状を非接触で測定するパラボラアンテナ面形状
測定装置に関する。

〔従来の技術〕

数個の電気マイクロメータ２５をパラボラアンテナ１の
パラボラ面に当たる向きにこのパラボラアンテナ１の面
の理論上の放物曲線上に配置した測定用治具２６と、こ
の測定用治具２６を基準軸方向に移動させる治具移動機
構２７と、測定用治具を基準軸を回転軸として回転させ
る回転機構２８と、パラボラアンテナ１のパラボラ面を
保持しその姿勢を手動で調整できるセット用治具２４と
を含んで構成される。

パラボラアンテナ１はパラボラ面を上にしてセット用治
具２４にセットされる。電気マイクロメータ２５はパラ
ボラアンテナ１のパラボラ面形状に合わせた外形をした
半片型の測定用治具２６の外側に先端がパラボラアンテ
ナ１の理論上の放物曲線上に並ぶように等間隔に複数個
、放物曲線の接線方向と直角外向きに配置されている。

この測定用治具２６を治具移動機構２７により移動させ
て電気マイクロメータ２５をパラボラアンテナ１に当て
てその複数個の電気マイクロメータ２５のうちの両端の
２個の測定値が０になるようにパラボラアンテナ１の姿
勢を手動で調整し残りの電気マイクロメータの値を読み
それを記録する。

次に回転機構２８により測定用治具２６を回転させて複
数の回転位置で電気マイクロメータ２５の値を読み測定
を行っていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来のパラボラアンテナ面形状測定装置はパラ
ボラアンテナ面の形状と電気マイクロメータのプローブ
の形状とによっては第８図に示すようにプローブの接触
点が測定したい点と異なってしまうことがあり測定値の
誤差が大きくなってしまう。

また測定値は電気マイクロメータの測定可能な方向成分
の変位量のみであり各測定点での傾きの値が測定できな
い。

また測定するパラボラアンテナの大きさや形状が異なる
場合にはそれに合わせた測定用治具がパラボラアンテナ
の種類数だけ必要になり、測定用治具の製作、保管、精
度管理が大変であるという欠点があった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のパラボラアンテナ面形状測定装置は光源である
レーザと、そのレーザより出射するレーザ光を平行光に
近くするコリメータレンズと、平行光に近くされた出射
レーザ光を被測定面上収束させる第１の収束レンズと、
出射レーザ光を２つに分割しかつ被測定面で反射し前記
第１の収束レンズを通った反射レーザ光を出射レーザ光
と分離する第１のミラーと、分離された反射レーザ光と
２つに分離するビームスプリッタ−と、その２つに分け
られたレーザ光をそれぞれ収束させる第２、第３の収束
レンズと、収束したレーザ光の焦点の一方は直前に、他
方は直後に位置し、かつ光軸に垂直に配置された２つの
１次元ＣＣＤセンサと、それぞれの１次元ＣＣＤセンサ
上のスポット径に比例した出力を出す２つの出力回路と
、前記出力回路の出力の差を検出する差動増幅回路とか
ら構成される距離検出部と、前記第１のミラーで分割さ
れかつ第１の収束レンズと通過しない出射レーザ光を被
測定面に斜めに照射し反射させる第２のミラーと、該第
２のミラーで被測定面に照射され反射する反射レーザ光
の位置を検出する位置検出器とから構成される角度検出
部と、被測定物であるパラボラアンテナを保持するアン
テナ保持部と、そのアンテナ保持部で規定される面に対
する基準軸と、前記距離検出部を保持しそれを基準軸に
平行な方向に移動する機能を持つ検出部移動機能と、そ
の検出部移動機能を前記基準軸を中心に前記基準軸と直
角な平面上で回転させる回転機能と、前記各部を制御す
る制御部とを含んで構成される。

〔実施例〕

次に本発明の実施例について図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す構成図である。第２図
は第１図の距離検出機構１４の詳細図である。第１図、
第２図において、本発明の一実施例はパラボラアンテナ
の面形状を測定するパラボラアンテナ面形状測定装置で
、光源であるレーザ２と、コリメータレンズ３と、ハー
フミラ−４ど、収束レンズ５と、ビームスプリッタ−６
と、収束レンズ７および８と、収束したレーザ光の焦点
の一方は直前に、他方は直後に位置し、かつ光軸に垂直
に配置された２つの１次元ＣＣＤセンサ９および１０と
、それぞれの１次元ＣＣＤセンサ上のスポット径に比例
した出力を出す２つの出力回路１１および１２と、出力
回路１１．１２の出力の差を検出する差動増幅回路１３
とから構成される距離検出部１４と、ミラー１５と、収
束レンズ１６と、位置検出器１７とから構成される角度
検出部１８と、被測定物であるパラボラアンテナを保持
するアンテナ保持部１９と、そのアンテナ保持部で規定
される面に対する基準軸２０と、距離検出部１４を保持
しそれを基準軸に平行な方向に移動する機能を持つ検出
部移動機能２１と、その検出部移動機能を基準軸を中心
に基準軸と直角な平面上で回転させる回転機能２２と、
各部を制御する制御部２３とから構成される。

光源であるレーザ２とコリメータレンズ３との間の距離
をコリメータレンズ３の焦点距離に等しくしておくと、
レーザ２より出射した出射レーザ光はコリメータレンズ
３を通過して平行光となる。平行光にされた出射レーザ
光は、ハーフミラ−４で２つに分割し直進し通過した出
射レーザ光は収束レンズ５で被測定面上に収束され被測
定面上で反射する。

被測定面上で反射した反射レーザ光は再び収束レンズ５
を通過し、ハーフミラ−４に入射し２つに分割される。

ハーフミラ−４で反射レーザ光は入射レーザ光と分離さ
れビームスプリッタ−６に入射し２つに分けられる。ビ
ームスプリッタ−６を通過し直進した反射レーザ光は収
束レンズ７を通過し収束される。収束された反射レーザ
光は反射レーザ光の光軸に垂直に置かれた１次元ＣＣＤ
センサ９に入射し、入射した反射レーザ光のスポット径
に比例した出力が出力回路１１から出力される。ここで
収束レンズ７の第２主点から１次元ＣＣＤセンサ９まで
の距離をＡとする。

ビームスプリッタ−６を通過し光軸の変えられた反射レ
ーザ光は直進した反射レーザ光と同じく収束レンズ７を
通過し収束される。収束した反射レーザ光は反射レーザ
光の光軸に垂直に置かれた１次元ＣＣＤセンサ１０に入
射し、入射したレーザ光のスポット径に比例した出力が
出力回路１２からが出力される。差動増幅回路１３は出
力回路１１と出力回路１２の出力の差を増幅して出力す
る。ここで収束レンズ８から１次元ＣＣＤセンサ１０ま
での距離をＢとする。

収束レンズ５と収束レンズ７と収束レンズ８は、同じレ
ンズを使用し、またその後側焦点距離をＦとする。

ここで距離Ａ、Ｈの関係を次のように設定する。

Ａ＝Ｆ＋ｄＸ　　　（ａ）式 Ｂ＝Ｆ−ｄＸ　　　（ｂ）式 いま収束レンズ５と被測定面との距離をＳとし、距離検
出部１４を検出部移動機１２０で基準軸１９に平行に移
動して行くとＳ＝Ｆとなったとき、収束レンズ５で収束
される出射レーザ光は被測定面上で焦点を結ぶ。このと
き被測定面で反射した反射レーザ光は収束レンズ７を通
過した後平行光となる。

平行光となった反射レーザ光が収束レンズ７と、収束レ
ンズ８に入射するとそれぞれの後側焦点距離Ｆの位置に
焦点を結ぶ。この時出力回路１１の出力を縦軸、検出部
移動機構２１の移動距離りを横軸にとりグラフ化すると
第４図になり、出力回路１２の出力を縦軸、検出部移動
機構２１の移動距離りを横軸にとりグラフ化すると第５
図になる。差動増幅回路１３の出力を縦軸、検出部移動
機構２１の移動距離りを横軸にとりグラフ化すると、第
６図のような曲線になり、これは第４図と第５図の差に
相当する。

レーザ光の形状は焦点で対称となっているので検出部移
動機構２１を移動させると、収束レンズ５と被測定面と
の距離がＦと等しくなったとき１次元ラインセンサー９
と１次元ラインセンサー１０とに入射する反射レーザ光
の径は等しくなる。

つまり、第３図、第４図の縦軸の値が等しいときの横軸
の値は収束レンズ５と被測定面との距離がＦに等しいと
きに相当する。第６図は第４図と第５図の差に相当して
いるので、このとき差動増幅回路の出力はゼロとなる。

このように差動増幅回路１４の出力の値がＯとなる時は
収束レンズ５と被測定面との距離が収束レンズ５の焦点
距離Ｆに等しい。

このとき収束レンズ５を通過した出射レーザ光が被測定
面上で反射する位置が測定点である。ミラー１５の位置
はミラー１５で反射した出射レーザ光が被測定点に来る
ようにしておく、ミラー１５で反射し収束レンズ１６で
収束され、被測定面上の測定点で反射した反射レーザ光
は位置検出器１７に入射する。

位置検出器１７の入射位置がわかると、位置検出部各部
品間の距離は検知であり、収束レンズ５と測定点との距
離は収束レンズ５の焦点距離であるので、被測定面の測
定点の傾きを検出できる。

以上の手順で、各測定点で差動増幅回路１４の出力の値
が０となるように検出部移動機構１９、回転機構２０、
とを制御部２１で移動し、その移動距離から被側面の形
状を測定する。

〔発明の効果〕

本発明のパラボラアンテナ面形状測定装置は、従来の装
置のように電気マイクロメータの値を読みながら作業者
位１合わせを行い、電気マイクロメータの値を読み取り
測定を行う代わりに、レーザからレーザ光を出射させ、
その出射レーザ光をコリメータレンズで平行光にし、そ
の平行光になった出射レーザ光を分割しそれを被測定面
上に第１の収束レンズで収束させ被測定面で反射し、こ
の収束レンズを通った反射レーザ光を出射レーザ光と分
離し、分離された反射レーザ光を反射レーザ光をビーム
スプリッタ−で２分割し、それぞれの反射レーザ光を第
２．第３の収束レンズで収束し、その収束レンズの後側
焦点から等距離だけレンズから近くに置かれた１次元ラ
インセンサーと遠くに置かれた１次元ＣＣＤセンサとの
出力の差がゼロになったとき第１の収束レンズと被測定
面との距離がこの第１の収束レンズの焦点距離Ｆと等し
くなることを利用し、パラボラアンテナ面の形状を測定
するため、パラボラアンテナ面と距離検出部の出射レー
ザ光とのなす角度が９０度ではなくても、またパラボラ
アンテナの大きさや形状が異なっても、パラボラアンテ
ナ面の形状を非接触で正確に測定でき、また多数の測定
用治具の製作、保管、精度管理が不要となる効果がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は第１
図の距離検出部１５の検出検出原理と角度検出部１７の
角度検出原理を示す図、第３図はパラボラアンテナ面の
反射状態を示す図、第４図は第１図に示す１次元ＣＣＤ
センサ９の出力電流波形を示す図、第５図は第１図に示
す１次元ＣＣＤセンサ１０の出力電流波形を示す図、第
８図は第１図に示す差動増幅回路１３の出力波形を示す
図、第７図は従来のパラボラアンテナ測定装置を示す図
、第８図はプローブとパラボラアンテナ面との接触の様
子を示す図である。 １・・・パラボラアンテナ、２・・・レーザ、３・・・
コリメータレンズ、４・・・ハーフミラ−５，７，８゜
１６・・・収束レンズ、６・・・ビームスプリッタ−９
，１０・・・１次元ＣＣＤセンサ、１１．１２・・・出
力回路、１３・・・差動増幅回路、１４・・・距離検出
部、１５・・・ミラー、１７・・・位置検出器、１８・
・・角度検出部、１９・・・アンテナ保持部、２０・・
・基準軸、２１・・・検出部移動機構、２２．２８・・
・回転機構、２３・・・制御部、２４・・・セット用治
具、２５・・・電気マイクロメータ、２６・・・測定用
治具、２７・・・治具移動機構。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光源であるレーザと、そのレーザより出射するレーザ光
   を平行光に近くするコリメータレンズと、平行にされた
   出射レーザ光を被測定面に収束させる第１の収束レンズ
   と、出射レーザ光を２つに分割しかつ、前記収束レンズ
   を通った反射レーザ光を出射レーザ光と分離する第１の
   ミラーと、分離された反射レーザ光を２つに分離するビ
   ームスプリッターと、その２つに分けられた反射レーザ
   光をそれぞれ収束させる第２、第３の収束レンズと、収
   束したレーザ光の焦点の一方は直前に、他方は直後に位
   置し、かつ光軸に垂直に配置された２つの１次元ＣＣＤ
   センサと、それぞれの１次元ＣＣＤセンサ上のスポット
   径に比例した出力を出す２つの出力回路と、前記出力回
   路の出力の差を検出する差動増幅回路とから構成される
   距離検出部と、前記第１のミラーで分割されかつ第１の
   収束レンズと通過しない出射レーザ光を被測定面に斜め
   に照射し反射させる第２のミラーと、該第２のミラーで
   被測定面に照射され反射する反射レーザ光の位置を検出
   する位置検出器とから構成される角度検出部と、被測定
   物であるパラボラアンテナを保持するアンテナ保持部と
   、そのアンテナ保持部で規定される面に対する基準軸と
   、前記距離検出部を保持しそれを基準軸に平行な方向に
   移動する機能を持つ検出部移動機能と、その検出部移動
   機能を前記基準軸を中心に前記基準軸と直角な平面上で
   回転させる回転機能と、前記各部を制御する制御部とを
   含むことを特徴とするパラボラアンテナ面形状測定装置
   。