(57)【要約】【課題】物体の角度を測定する際の基準位置を容易に設定する。【解決手段】十字線が示されるレチクル２６を保持し、ドーナツ型のスケール円板２５が上面の端部に固定されている回転筒２４が、レンズ２３の光軸Ａ回りに回転可能となるようにケース２１の内部に設置されている。基準ピン２９は、回転筒２４の基準穴２４Ａに適合し、回転筒２４を基準位置に設定したときに、基準穴２４Ａに挿入することが可能である。エンコーダセンサヘッド２７は、スケール円板２５の回転量および回転角を検出し、カウンタ表示部３４は、検出された回転量および回転方向に基づいて、表示値がリセットされたときのスケール円板２５の回転方向の位置を基準にして、スケール円板２５の回転角を表示する。本発明は、例えば、顕微鏡用のデジタルプロトラクタに適用できる。【選択図】図１
2010133713.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一方向に延びる直線が示されているレチクルと、
被測定物の像を結像する対物光学系の結像位置に配置されるように前記レチクルを保持し、前記対物光学系の光軸回りに回転可能な回転体と、
前記回転体の回転方向の位置を所定の位置に設定する位置決め機構と、
前記回転体の回転量および回転方向を検出する検出手段と、
前記回転体の回転角を表示し、かつ、前記回転体の回転角の基準位置のリセットが可能であって、検出された前記回転体の回転量および回転方向に基づいて、リセットされたときの前記回転体の基準位置を基準にして、前記回転体の回転角を表示する表示手段と
を備えることを特徴とする角度測定装置。
【請求項２】
前記位置決め機構は、
前記回転体の面に形成されている穴と、
前記穴に適合する形状を持ち、前記回転体の回転によらず静止する固定部材に保持された部材であって、前記回転体の面に対して垂直な方向に移動可能で、かつ、前記回転体の回転方向の位置が前記所定の位置に設定されている場合に前記穴に挿入可能な位置に設けられる部材である移動部材と
により構成されることを特徴とする請求項１に記載の角度測定装置。
【請求項３】
前記移動部材は、円柱状で、かつ、円柱の側面の一部に周方向の溝が形成されており、
前記被測定物の像および前記レチクルの前記直線を拡大する接眼レンズと、
前記接眼レンズ、前記レチクル、前記回転体、および、前記検出手段を収納する筐体と、
前記筐体の外側に、前記回転体の面に対して垂直に設けられる筒状の部材であって、前記移動部材を筒の中を移動可能に保持する部材である保持部材と、
弾性体からなるリング状の部材であって、前記移動部材の前記溝の周りに装着され、前記保持部材の前記筒の内面に密着する部材であるリング部材と
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の角度測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、角度測定装置において、特に、インクリメンタル方式のエンコーダを用いて物体の角度を測定し、表示する角度測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、顕微鏡の接眼部に装着され、十字線などの角度測定用の基準線が示されているレチクルの回転量を検出し、デジタルカウンタによりレチクルの回転角をデジタル表示するデジタル角度接眼レンズが市販されている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
【非特許文献１】「測定顕微鏡MFシリーズ/MF-Uシリーズカタログ  Catalog No.4273(14)」，株式会社ミツトヨ，２００８年，ｐ．１５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、非特許文献１に記載されているようなデジタル角度接眼レンズに、インクリメンタル方式のエンコーダを用いた場合、電源投入時のエンコーダの回転方向の位置が０度となる。そのため、デジタル角度接眼レンズを用いて、所定の基準位置に対する角度を測定したい場合、電源投入時に、レチクルの基準線のうちの一つを基準位置に合わせた後、デジタルカウンタの表示値をリセットする、いわゆるゼロ位置設定を行う必要がある。
【０００５】
一方、アブソリュート方式のエンコーダを用いた場合、ゼロ位置設定は不要になるが、装置が高価になってしまう。
【０００６】
本発明は、このような状況を鑑みてなされたものであり、物体の角度を測定する際の基準位置を容易に設定することができるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面の角度測定装置は、少なくとも一方向に延びる直線が示されているレチクルと、被測定物の像を結像する対物光学系の結像位置に配置されるように前記レチクルを保持し、前記対物光学系の光軸回りに回転可能な回転体と、前記回転体の回転方向の位置を所定の位置に設定する位置決め機構と、前記回転体の回転量および回転方向を検出する検出手段と、前記回転体の回転角を表示し、かつ、前記回転体の回転角の基準位置のリセットが可能であって、検出された前記回転体の回転量および回転方向に基づいて、リセットされたときの前記回転体の基準位置を基準にして、前記回転体の回転角を表示する表示手段とを備える。
【０００８】
本発明の一側面においては、回転体の回転量および回転方向が検出され、検出された前記回転体の回転量および回転方向に基づいて、リセットされたときの前記回転体の基準位置を基準にして、前記回転体の回転角が表示される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、物体の角度を測定する際の基準位置を容易に設定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明を適用した実施の形態について説明する。
【００１１】
図１および図２は、本発明を適用したデジタルプロトラクタの一実施の形態を示す図である。図１は、本発明を適用したデジタルプロトラクタ１１の全体の構成、および、デジタルプロトラクタ１１の接眼部の断面図を示している。図２は、デジタルプロトラクタ１１の平面図である。
【００１２】
デジタルプロトラクタ１１においては、レンズ２３を保持するレンズ保持筒２２が、ケース２１の上部に取り付けられ、ケース２１とレンズ保持筒２２により、デジタルプロトラクタ１１の筐体が構成されている。また、回転筒２４が、その回転軸がレンズ２３の光軸Ａと一致し、回転軸回りに回転可能となるように、ケース２１の内部に設置されている。
【００１３】
回転筒２４の上面の端部には、ドーナツ型のスケール円板２５が、その中心とレンズ２３の光軸Ａとが一致するように固定されており、回転筒２４とスケール円板２５により、光軸Ａ回りに回転可能な１つの回転体が構成される。
【００１４】
また、回転筒２４の中央上面には、表面に示される十字線２６Ａ（図２）の中心がレンズ２３の光軸Ａと一致するように、十字線レチクル２６が固定されている。従って、回転筒２４の光軸Ａ回りの回転に伴い、十字線レチクル２６および十字線２６Ａも光軸Ａ回りに回転する。
【００１５】
さらに、回転筒２４のフランジ部には、垂直方向の基準穴２４Ａが形成されている。
【００１６】
また、図１におけるケース２１の内部の左端に、横向きの凹溝２７Ａが形成されているエンコーダセンサヘッド２７が設けられている。スケール円板２５の外端の一部は、凹溝２７Ａの間に所定の間隔を空けて挟まれており、回転筒２４が光軸Ａ回りに回転することにより、凹溝２７Ａに挟まれるスケール円板２５の外端の位置が変化する。
【００１７】
そして、このエンコーダセンサヘッド２７とスケール円板２５により、インクリメンタル方式のエンコーダが構成される。すなわち、エンコーダセンサヘッド２７は、凹溝２７Ａの間をスケール円板２５が通過した量と方向、すなわち、スケール円板２５の回転量および回転方向を検出し、検出結果を示す信号を、ケーブル３３を介してカウンタ表示部３４に供給する。このエンコーダセンサヘッド２７から出力される信号は、例えば、スケール円板２５の回転量をパルスの数により表し、回転方向をパルスの位相により表す。
【００１８】
筒状の保持部材２８は、レンズ保持筒２２のフランジ２２Ａに形成されている取付穴２２Ｂをフランジ２２Ａの上面から貫通するように、レンズ保持筒２２に取り付けられている。換言すれば、保持部材２８は、ケース２１とレンズ保持筒２２により構成されるデジタルプロトラクタ１１の筐体の外側に、回転筒２４とスケール円板２５により構成される回転体の面に対して垂直に設けられている。従って、保持部材２８は、回転筒２４が回転しても一緒に回転しない固定部材の一つである筐体に固定されている。
【００１９】
基準ピン２９は、保持部材２８の筒の中に挿入され、筒の中をスライド自在に保持部材２８により保持されている。すなわち、基準ピン２９は、回転筒２４とスケール円板２５により構成される回転体の面に対して垂直な方向に移動することが可能である。なお、保持部材２８の内径と基準ピン２９の外径は、はめ合いの公差となっている。
【００２０】
基準ピン２９の側面には、レバー３０が垂直方向に突出するように設けられている。レバー３０は、保持部材２８の側面に設けられている長穴２８Ａを貫通しており、レバー３０と長穴２８Ａにより、基準ピン２９の上下方向の移動範囲が規制される。また、ユーザは、レバー３０を操作することにより、基準ピン２９を、保持部材２８の筒の中を上下にスライドさせることができる。
【００２１】
また、基準ピン２９は、回転筒２４の基準穴２４Ａに適合し、回転筒２４の回転方向の位置を、基準穴２４Ａが保持部材２８の下方に来るように設定したとき、基準穴２４Ａに挿入することが可能である。すなわち、基準穴２４Ａと基準ピン２９により、回転筒２４の回転方向の位置を所定の位置に設定する位置決め機構が構成される。
【００２２】
なお、この位置決め機構は、バネなどを用いた位置決め機構と比較して、がたつきが少なく、例えば、基準穴２４Ａの所定の一端に基準ピン２９を当接させて位置決めするようにすることにより、位置決めの誤差を小さくすることができる。
【００２３】
なお、以下、基準ピン２９を基準穴２４Ａに挿入することが可能な回転筒２４の回転方向の位置を基準位置と称する。
【００２４】
また、基準ピン２９の側面の一部には、周方向の溝が形成されており、溝の周りにゴム製のＯリング３１が装着されている。Ｏリング３１は、保持部材２８の中で圧縮変形し、保持部材２８の筒の内面に密着し、基準ピン２９の位置が保持される。また、Ｏリング３１により、レンズ２３、回転筒２４、レチクル２６、および、エンコーダセンサヘッド２７を収納するデジタルプロトラクタ１１の筐体の内部に、保持部材２８の筒を通してオイルミストや塵などが侵入することが防止され、安価に筐体の機密性を高めることができる。
【００２５】
なお、Ｏリング３１の材質は、ゴム以外の弾性体とすることも可能である。
【００２６】
回転環３２は、図１におけるケース２１の右下部を貫通するように設けられ、回転環３２の上端の外周に設けられている平歯車３２Ａが、回転筒２４の外周に設けられている平歯車２４Ｂと係合している。これにより、回転環３２を軸回りに回転させることにより、回転筒２４、スケール円板２５および十字線レチクル２６が光軸Ａ回りに回転する。
【００２７】
カウンタ表示部３４は、ケーブル３３を介してエンコーダセンサヘッド２７から供給される信号に基づいて、スケール円板２５の回転角をデジタル表示する。具体的には、カウンタ表示部３４の回転角の表示値は、電源の投入時またはリセットボタン３５が押下されたときにリセットされ、０度となる。そして、カウンタ表示部３４内にある制御部は、例えば、スケール円板２５が上から見て時計回りに回転した場合、エンコーダセンサヘッド２７からの信号に基づき、現在保持している値にカウント値を加算する。そして、カウンタ表示部３４は、加算されたカウント値を基に、スケール円板２５の回転した角度を表示する。また、スケール円板２５が上から見て反時計回りに回転した場合も同様にカウント値を減算して、スケール円板２５の回転した角度を表示する。すなわち、カウンタ表示部３４は、表示値がリセットされたときのスケール円板２５の回転方向の位置を基準（０度）にして、スケール円板２５の回転角を表示する。
【００２８】
次に、さらに図３を参照しながら、デジタルプロトラクタ１１を顕微鏡に装着して使用する場合の例について説明する。
【００２９】
図３は、デジタルプロトラクタ１１を顕微鏡１０１に装着したときの、顕微鏡１０１の光学系の構成の一部を模式的に示す図である。
【００３０】
デジタルプロトラクタ１１を顕微鏡１０１に装着した状態において、顕微鏡１０１の対物光学系を構成する対物レンズ１１２の光軸と、デジタルプロトラクタ１１のレンズ２３の光軸Ａとが一致し、対物光学系の結像位置にレチクル２６が配置される。そして、ステージ１１１上に設置されている被測定物１０２の像は、対物レンズ１１２により、レチクル２６の位置において結像する。そして、ユーザは、レチクル２６に示される十字線２６Ａが重畳された被測定物１０２の像を、レンズ２３により拡大して観察する。
【００３１】
ここで、デジタルプロトラクタ１１を用いて、所定の基準位置に対する被測定物１０２の相対角度を測定する場合の測定方法の一例について説明する。
【００３２】
例えば、まず、デジタルプロトラクタ１１を顕微鏡１０１に装着するときに、基準ピン２９を基準穴２４Ａに挿入した状態で、レチクル２６の十字線２６Ａのうちの一つの線（以下、基準線と称する）が基準位置に対して平行になるように調整しておく。そして、カウンタ表示部３４の電源を投入したとき、回転筒２４を基準位置に設定し、基準ピン２９を回転筒２４の基準穴２４Ａに挿入した後、リセットボタン３５を押下し、カウンタ表示部３４の表示値をリセットし、その回転位置を基準位置とする。その後、基準穴２４Ａから基準ピン２９を抜き、レンズ２３を覗きながら回転環３２を操作して、被測定物１０２の所望の辺に、レチクル２６の基準線を合わせる。すると、被測定物１０２の所望の辺の基準位置に対する相対角度が、カウンタ表示部３４に表示される。
【００３３】
このように、デジタルプロトラクタ１１を用いると、物体の角度を測定する際の基準位置を容易に設定することができ、基準位置に対する相対角度を容易に測定することができる。
【００３４】
なお、レチクル２６に示される測定用の線は、必ずしも十字線である必要はなく、少なくとも一方向に延びる直線が示されていればよい。
【００３５】
なお、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明を適用したデジタルプロトラクタの一実施の形態の全体の構成、および、接眼部の断面図を示す図である。
【図２】デジタルプロトラクタの平面図である。
【図３】デジタルプロトラクタを顕微鏡に装着したときの、顕微鏡の光学系の構成の一部を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００３７】
１１  デジタルプロトラクタ，  ２１  ケース，  ２２  レンズ保持筒，  ２２Ａ  フランジ，  ２２Ｂ  取付穴，  ２３  レンズ，  ２４  回転筒，  ２４Ａ  基準穴，  ２４Ｂ  平歯車，  ２５  スケール円板，  ２６  レチクル，  ２６Ａ  十字線，  ２７  エンコーダセンサヘッド，  ２７Ａ  凹溝，  ２８  保持部材，  ２８Ａ  長穴，  ２９  基準ピン，  ３０  レバー，  ３１  Ｏリング，  ３２  回転環，  ３２Ａ  平歯車，  ３３  ケーブル，  ３４  カウンタ表示部，  ３５  リセットボタン，  １０１  顕微鏡，  １０２  被測定物，  １１２  対物レンズ
【図１】
2010133713.tif 000003
【図２】
2010133713.tif 000004
【図３】
2010133713.tif 000005