JPS6155041B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、光フアイバなどの外形が回転対称形
状を有する被測定物の外形形状測定装置および方
法に関するものである。

光フアイバは半径100〜200μ（0.1〜0.2mm）程
度の太さがあり、その内部には20〜60μ程度のコ
アを有する構造である。これらを偏心コネクタな
どに取りつけるため、その寸法精度は３μ程度以
下にする必要がある。このような同心円または偏
心円の測定装置としては、従来、投影機あるいは
顕微鏡などによつて光学的に測定されていた。

このような光フアイバなどの外形が回転対称形
状を有する被測定物の測定面に含まれる他の回転
対称形状の中心軸と被測定物外形の中心軸とのズ
レ量を測定する場合、投影機・顕微鏡等により光
学的に測定する方法は信頼性の高いミクロン単位
以下の測定は不可能に近い。人間の目の分解能は
約0.1mm程度あり、光学顕微鏡の分解能も光の波
動性による回折現象があるものの0.15〜0.25μ程
度まで可能である。したがつて理論的には光学顕
微鏡の倍率を最大1000倍程度まで上げても、計測
に必要な読み取り識別が出来ることになるが、現
実的ではない。

その理由は測定倍率を上げて高精度の測定を行
う場合、次のような種々の問題があるためであ
る。

(1) 焦点深度の深い高倍率のレンズを製作するの
が難かしい。このため被測定物表面の平滑さ、
端面のシヤープエツヂさは、より一層要求され
る。特に被測定物の端面が面取りなどして有る
場合は、外形端面を測定面と同一焦点深度内で
捕えることが出来なくなり著しく測定時間を費
す。又測定機器そのものによる器差や読み取り
時の個人誤差等、測定誤差発生要因も増大す
る。

(2) 観測視野が狭くなるため測定位置を探すのが
困難になり、その作業による測定器差の増大・
作業性の悪化を招く。

(3) 周囲の振動の影響を受けやすくなる。

(4) これらの方法で信頼性の高い高精度の測定を
おこなうことは非常に難しく、同時に観測者の
目や神経を非常に酷使するため、測定作業自体
長時間続ける事も困難である。また、同心度測
定の場合は触針による真円度測定機を用いるこ
とも出来るが、この際の被測定物形状は、第３
図に示すような同一平面の物は測定出来ず、第
４図あるいは第５図に示すような段付き形状・
中空パイプ形状等限られた対象物しか測定出来
ない。

本発明の目的は、従来高精度の測定が困難であ
つた外形が回転対称形状を有する被測定物の測定
面に含まれる他の回転対称形状の中心軸と、被測
定物外形の中心軸とのズレ量を、有効読み取り値
をミクロン単位の精度で測定する装置および方法
を提供することにある。

本発明は光学式測定器と接触式測定機の両者を
組み合せた測定装置および方法で、光学式測定系
には高倍率における弱点をカバーするため、顕微
鏡とテレビカメラを接続してビデオモニタ画面
に、高倍率に拡大された被測定像を映し出すよう
にし、接触式測定系には、測定点の位置が記録表
示部の中心に表示される記録表示部が有り、その
中心に対し、被測定物の外形形状がどんな位置に
あるかをアナログ表示するようにしてある。

以下図面により本発明を説明する。

第１図は本発明の実施例の測定装置の構成図で
あり、１は被測定物、２は回転テーブル、３は顕
微鏡、４はテレビカメラ、５はカメラ制御装置、
６はビデオモニタ、７は検出器、８は送り装置、
９は増幅装置、１０は記録表示装置、１１はXY
微動テーブルである。

この装置による測定装置は、まず、初めに被測
定物（例えば光フアイバ）１の第１の中心軸をビ
デオモニタ６を見ながらXY微動テーブル１１を
用いて回転テーブル２の回転中心軸と一致させ
る。その後、接触式検出器７を被測定物に接触さ
せて、回転テーブル２を回転し、被測定物外形の
変位量を検出する。この接触式検出器７は針など
の接触先をもち、この接触先の移動を可動鉄心な
どに接続して電気信号に変換して位置を検出する
ものである。この検出器７の信号は送り装置信号
と共に増幅装置９に送られ記録表示装置１０へア
ナログ表示される。このアナログ表示により被測
定物１の第１の中心軸を求める。

次に、被測定物１の測定面に含まれる他の回転
対称形状（例えば光フアイバのコア）の第２の中
心軸を上述と同様な方法で求め、上述の第１の中
心軸とのズレを測定し同心度を測定する。

第２図は本発明の他の実施例の測定装置の構成
図であり、１３は自動求心装置、１４は切換えス
イツチであり、他は第１図と同様のものである。
この場合の測定方法は回転対称形状の被測定物１
の測定面に含まれる他の回転対称形状の中心軸を
ビデオモニタ６を見ながらXY微動テーブル１１
を用いて回転テーブル２の回転中心軸と一致させ
る。その後接触式検出器７を被測定物に接触させ
て、回転テーブル２を回転し、被測定物外形の変
位量を検出する。スイツチ１４が図のような場合
は第１図と同時に表示部１１に被測定物の外形形
状をアナログ表示し、そのアナログデータから例
えばテンプレートを用いて外形形状の中心軸を求
め、表示部の中心軸とのズレ量を測定して同心度
を測定する。また、切換えスイツチ１４を図と反
対側に切換えると、自動求心装置１３を介して記
録表示装置１１に求める値がデジタル表示され
る。この自動求心装置１３は数値解析によつて被
測定物外形の中心軸の位置を求め先に求めた被測
定物の測定面に含まれる回転対称形状の中心軸と
のズレ量を、自動的にデイジタル計算して求める
装置であり、(株)小坂研究所にて製作させているも
のである。

このような構成のこの装置の特徴は、 (1) 光学式測定法と接触式測定法の両者の長所を
生かすことによつて、従来高精度に測定出来な
かつた被測定物形状であつても容易に同心度が
測定出来る。

(2) 被測定物の測定面に含まれる回転対称形状の
中心軸を回転テーブルの中心軸と高精度で一致
させるために、高倍率の測定が必要であるが、
その際顕微鏡のみならず、テレビカメラ４を用
いて被測定像を拡大するため、レンズの焦点深
度の問題も軽減され、かつ広い視野で観測が出
来ることになり、作業性が著しく向上する。

(3) 被測定物の端面が面取りしてあつたり、バ
リ・ダレ等があつても、接触式検出器を用いる
事によつて、その端面を容易に捕える事が出来
るので、光学式測定に比べ測定精度が著しく向
上する。

(4) 被測定物の測定面に含まれる回転対称形状の
中心軸を回転テーブルの中心軸と正確に一致さ
せることが出来るため、 １ 被測定物を回転テーブル上で回転させて、
固定位置にある接触式検出器から外形形状の
変位量を検出処理するだけで、被測定物の測
定面に含まれる回転対称形状の中心軸を表示
部の中心とする被測定物の外形形状を容易に
アナログ表示で求める事が出来る。

２ 被測定物を回転テーブル上で回転させて、
固定位置にある接触式検出器から外形形状の
変位量を検出処理し、数値解析によつて被測
定物外形の中心軸の位置を求め、先に求めた
被測定物の測定面に含まれる回転対称形状の
中心軸とのズレ量を自動的に求める自動求心
装置を用いる事によつて、同心度がデジタル
表示されるため同心度の測定がきわめて容易
に出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、本発明の第１および第
２の実施例の外形形状測定装置の構成図、第３〜
５図は被測定物の形状の一例の斜視図である。図
いおいて １…被測定物、２…回転テーブル、３…顕微
鏡、４…テレビカメラ、５…カメラ制御装置、６
…ビデオモニタ、７…検出器、８…送り装置、９
…増幅装置、１０…記録表示装置、１１…XY微
動テーブル、１２…測定点、１３…自動求心装
置、１４…切換スイツチ、１５…中心軸、であ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 外形が回転対称形状を有する被測定物を載せ
   る回転テーブルと、前記回転テーブル上に設けら
   れかつ前記回転テーブルの中心軸に前記被測定物
   の第１の中心軸あるいは前記被測定物の端面内の
   他の回転対称形状の第２の中心軸を移動調整でき
   る移動機構と、前記被測定物の端面の像を光学的
   に拡大観測できる光モニター手段と、前記被測定
   物に接触してその外形を検出する接触検出手段
   と、前記接触検出手段の出力を表示する表示手段
   とから構成され、前記回転テーブルを回転させて
   前記被測定物の外形を前記表示手段に表示するこ
   とにより前記第１と第２の中心軸とのズレを測定
   することを特徴とする外形形状測定装置。 ２ 外形が回転対称形状を有する被測定物の外形
   形状を測定する方法において、回転テーブルに載
   せられた前記被測定物の端面の像を光学的に拡大
   観測しながら前記被測定物の第１の中心軸および
   前記端面内の他の回転対称形状の第２の中心軸を
   前記回転テーブルの中心軸にそれぞれ一致させ、
   前記回転テーブルを回転させながら外形接触子に
   より前記被測定物の外形をそれぞれ検出し表示す
   ることにより前記第１と第２の中心軸とのズレを
   測定することを特徴とする外形形状測定方法。