JPS5875016A - 無接触計測法 - 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】 本発明は被測物までの距離’ｋｌｔ＃Ｊする方法、特に
被測物までの距離を無接触で計測する方法に関するもの
である。

従来の、被測定物までの距離全無接触で計測する方法に
おいては、ｍ１ｉｌｌＪ定物＆面上に対物レンズを通し
てレーザ光を収束させて行う方法が行われているが、こ
のような方法によれば一回ごとに対物レンズの焦点を合
わせなければならないので、計測スピード上めげるにに
限界がある。また焦点を合わせるに当９対物レンズの移
動會少なくする友め、焦点距離の長い対物レンズを用い
ると、焦点合わせが難しくなり、計１ＩＩＩ誤差の現わ
れる危険が生じる。さらに光軸と被測定物の法線方向が
５５度以上では計測が不可能である。

本発ｗＡは、上記した従来公知の計測方法の問題点を解
決する丸めに創案されたもので、対物レンズを用いるこ
となく計測スピーｒｔ−上げかつ計測誤差の少ない被測
定物までの距離を無接触で計測する方法を提供すること
を目的とするものである。

そして、本発明は、被測定物表面の被測定点に収束光を
当て、さらに別方向から同測定点忙収束光を当てると、
これらの光が交差する瞬間に照光されている被測足点の
温度が変化するのｔ感知して、被測定点までの距離を計
測するという技術思想を基調とするものであって、その
構成は、光源からの光を半透鏡で二分割してその一方の
光を直接被測定物に照射するとともに他方の元ｔ％表面
からは光を反射し裏面からは光を透過するよう構成され
た８鏡の表面から反射させて前記被ＩＩＩＩ足物に照射
し、前記円鏡内に配設され九温度創建器からレーず光を
円＠Ｉを透過しかつその方向が前記８鏡からの反射光と
一致するよう前記被測定物に照射しつつ前記８鏡ｔ−垂
直方向に上下移動させて、前記二分割した光の前記被創
建物上での照射点の物への照射点かう前記半透鏡筒での
垂直路ｗＩｔを但し・　易：半透鏡中心から円−中心ま
での水平距離 ｒ：８鏡の半径 ｍ：８鏡の垂直方向移動距離 の式により求めることを特徴とする無接触で被測定物ま
での距離を計測する方法よりなるものである。

本発明の冥施例を図面を参照して以下説明する。

第１図及び！２図に本発明の計測方法に用いる装置が示
されている。同図中１は光源、２はスリット・　３は半
透鏡であって、光源１よル出た光はスリット２で収束光
となり半透鏡３で透過光と反射光とに二分割される。４
はその表面からは光を反射し１！ｋＦｆ１からは光を透
過するように構成された所ｌｌＩマジ、りン２−と称さ
れる８鏡である。５に８鏡４内忙配設された温度測定器
であって前記円ｉ１４の表面からの反射光を追跡するよ
うＫＷｋけられ、この温度測定器５からはレーデ光を照
射して被測定物６０表面温度を常時測定するよう罠なっ
ている。

前記スリ、ト２は光源ｌからの光を０．１−以下の収束
光和する。

また前記半透鏡３はスリット２からの収束光を二分割す
るとともに、被測定物６の形状によっては前記温度測定
器５とと４に連動して光源からの光軸に対して３６０度
回転できる構造となっている。

さらに、前記８鏡４は温度測定器５と同時に連動して半
透鏡３との水平距離を変化させることも可能である。ま
た８鏡４と温度測定器５、半透鏡３會同時に連動させて
、光ＩＦＩＩと半透鏡３の垂直距離１変化させることも
できるφ 前記温度測定器５は前記したように８硯４からの反射光
音追跡するために、これが前記反射光の方向に必らず向
くようにする必畳があるが、この温度測定器５の方向は
次のように規制される。すなわち、！３図に示すように
、８鏡４への照射点Ｉｎ接点とし、８鏡半径ｒｋ直径と
する内接円を考える時、温度測定器５はこの内接円周上
の一点ＢＫ位置しかつ８鏡中心Ａからは円Ｉ＃４の垂直
方向の移動量ｍに等しい距離にあり、し力為も温度測定
器５から照射されるレーザ光の方向（直線ＢＤ）が円＊
４中心Ａと温度測定器５の位置Ｂとを結ぶ直＠ＡＢに対
して直角の方向となるよう忙規制する。

次に本発明による計測法につｈて説明する。

光源ｌより出た光はスリット２で収束光とな９、半透１
１３で二分割され、一方の透過光はそのまま直進して被
測定物６を照射点６′で直接照射し、他方の反射光は円
ｖｊａ４０表面でさらに反射して被測定物６を照射点６
“で照射する。（第１図）温度測定器５からはレーザ光
を照射し、前記照射点６′の表面温度を常時測定する。

次いで円ｆａ４會喬直方向に上下移動させてその一表面
からの反射光の方向を＃ＪＩ４整してその照射点デが透
過光の照射点ＣＫ一致するようにする。前記二つの照射
点Ｃ１Ｃが重なった瞬関忙その表面温度１１１１１足し
ている温度測定器５Ｋｇ化が生じるため、この瞬間をと
らえて、８鏡４の移動管停止し、この時の半透鏡３から
の照射光線に対する四偶４の垂直方向の移動量ｍを計測
し、被測定物６から半透鏡３までの高さ１（計測する。

すなわち、第４図において、ｍｆ牛透鏡３（半透鏡から
の照射光）と８鏡４の中心との水平距離、ｅｔａ射光の
入射角１反射角とすると、三角形ＤＥＦにおいて ｔ−ＩＰ冨Ｄ　Ｅ　ｔａ　２　ａ　　　・・・・・・（
１）４　九Ｄ　Ｉ　＝１＝　Ｉ　−ｒｘｅ　　　　”＝
（２）であるから（１）　、　（２）よ） Ａｍ（ｓ−ｒｃｍ＃）・ｔｍ２＠　　　−・−・（３）
三角形ムＧＤにおいて ｓｋ＃麿−・・・・・・・・・（４） また三角函数の公式より であるから、（３）式に（４）〜（６）弐を代入すると
、とな９、ｓ、ｒは一定であるから、計測の際の四偶４
の上下（垂直）方向の移動量ｍｋ計測すればＬの値、す
なわち半透鏡３から被測定物６までの距離を無接触で計
測することができる。

このように計測の都度、８鏡４を垂直方向に上方あるい
は下方に移動させて光源からの透過光と反射光とによる
各照射点を被測定物上で瞬時に交差させることにより、
その際の８鏡４の半透！！３からの垂直方向の移動量を
計測し、被測定物６０半透鏡３からの距離を１竺ｊする
ことができる。

そして、８鏡４の移動量と移動速度を選ぶことによシ、
計測スピードは任意に選択することができる。

また最初の測定点では円ｆＩＡｔ−上下に移動させ、次
の測定点では円鐘ヲ下から上へと反復するととによ〕、
計測スピードをさらＫ［えることも可能である。

また、計測精度は得られる直進性の収束光によりて左右
されるが光源としてレーデ光源管用いれば飛躍的に向上
できる。

さらに、半透鏡３と８鏡４の間隔１近づけることにより
、はとんどの被測定物の計測は可能となるが、光の届か
ない影の部分については第５図に示す実施例のようにそ
れぞれ二個の８鏡４．イと温度測定器５，５′を用意し
、これらの８鏡と温度測定器との各組４，５とイ、５′
と１互−に直角の面上に配置することにより、この部分
の計測も可能となる。

本発明は以上のようなものであるから、光源からの二分
割された光の被測定物上での交差点を瞬間的にとらえる
ことができて、計測スピードを大幅に上げることができ
、また対物レンズを用いないため焦点合わせのような面
倒な操作を要せず計測精度を上げることができ、さらに
光の届きにくいようなところにある被測定物の計測も可
能となるという従来の方法に比べ格段の効果を奏するも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図、＠２図は本発明の一実施例１示す儒面因で、第
１図は二分割された光がそれぞれ被測定物上に照射され
九通常の状態を示し、＠２図は前記二分割され九光が被
測定物上の同一点に照射された計測時の状態を示す、第
３肉は温度測定器と四偶との位置関係を示す略図、第４
因は半透鏡と照射交点との垂直距離、半透鏡と８鏡との
水平距離、四偶の移動距離管それぞれ示す略−１第５図
は本発明の他の実施例を示す斜視図である。 １・・・光源、２・・・スリ、ト、３・・・半透鏡、４
．４′・・・８鏡、５，５′・・・温度測定器、６・・
・被測定物、６′。 Ｖ・・・照射点。 第１図 第２図 第３図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 光源からの光を半透鏡で二分割してその一方の光を直接
   被測定物に照射するとともに、他方の光を、表面からは
   光を反射し裏面かられ光を透過するよう構成されたｎ−
   の表面から反射させて前記被測定物に照射し、前記円鏡
   内に配設され九温度副定器からレーデ光ｔＰ３鏡を透過
   しかつその方向が前記円鏡からの反射光と一致するよう
   前記被測定物に照射しつつ前記円鏡ｖｔｉ直方向に上下
   移動させて前記二分割した光の前記被測定物上での照射
   点の一致し九点を検知し、前記光源η為らの光の被ｉｌ
   １足物への照射点から前記半透−までの−直距離Ｌｔ。 但し　、二牛透跳中心から円鏡中心までの水平距離 ｒ：ｎ−の半径 ｍ：ｎ−の泰直方向移動距離 の式によ多束めることを特徴とする無接触で被測定物ま
   での距離を計測する方法・。