(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状の被測定物の複数の測定壁面の距離を測定する光学式測長装置において、被測定物の一方より被測定物の壁面に所定の投影像を与える投影手段を設け、前記投影像の鏡像を観察する観察手段を前記投影手段とほぼ同一な光軸上に被測定物を介した他方に設けると共に、前記所定の投影像が測長用の前記測定壁面に対して略平行な縦パターンと測定位置設定用の前記測定壁面に対して略垂直な横パターンとによりなるスリット状の透過光を投影するスリット状パターン発生手段で構成してなり、前記横パターンの投影像である横直接像が被測定物の内径よりも小さな間隔で中心より縦方向にずれた位置に投影されるように所定間隔を置いた複数の横パターンに構成し、且つ前記横パターンは水平方向に断続的に構成し、この断続パターンの前記投影像の鏡像である横鏡像の傾きを前記観察手段により観察することによって、被測定物を測定位置に正しく設定し得るように構成し、この正しい測定位置に設定された被測定物の前記複数の測定壁面において、前記縦パターンの投影像である縦直接像に、前記測定壁面で反射したこの投影像の鏡像である縦鏡像を夫々一致せしめて前記被測定物の複数の測定壁面の距離を測定し得るように構成したことを特徴とする光学式測長装置。
【請求項２】
前記観察手段に前記縦直接像と前記縦鏡像が重ならない近傍の水平方向の所定の位置に偏位指標を設け、この縦鏡像を前記偏位指標に一致せしめて前記被測定物の複数の測定壁面の距離を測定し得るように構成したことを特徴とする請求項１記載の光学式測長装置。
【請求項３】
前記被測定物の複数の測定壁面と前記光軸の相対位置を一致せしめる為の移動距離を検出するリニヤスケール等による移動距離検出手段と、縦直接像とこの縦直接像近傍位置の縦鏡像との距離である偏位距離を検出する偏位距離検出手段とを設け、前記移動距離と前記偏位距離を演算することにより、縦直接像に重ならない近傍位置に縦鏡像を設定して前記被測定物の複数の測定壁面の距離を測定し得るように構成したことを特徴とする請求項１記載の光学式測長装置。
【請求項４】
観察手段に設けた画像処理回路に画像出力を部分的に削除する部分削除手段を設け、この部分削除手段は、縦直接像の中央の出力をこの縦直接像の水平方向幅より小さな幅で削除して、この縦直接像にして中央の出力が削除された削除部を出力して観察し得るように構成し、前記観察手段に出力される縦鏡像が前記縦直接像と重なった位置に設定された時に正しくこの縦直接像に縦鏡像を一致せしめ得るように構成したことを特徴とする請求項１記載の光学式測長装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
複数の壁面の距離を測定する出願人の開発した光学式測長装置（例えば実願平５−５０３５９号（像位置演算），及び特願平５−１６９３５５号（横鏡像による測定位置設定），特願平６−１８２５４９号（スリット光によるアスペクト比大の測定））の改良に関するもので、特に微少な内径でアスペクト比の大きな被測定物の壁面間の距離測定に優れた測定方式に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
先ず、本発明の基本となる出願人の開発した光学式測長装置（特願平６−１８２５４９号，特願平５−１６９３５５号参照）について説明する。
【０００３】
図１に示すように被測定物８（以後ワークと言う）の一方に光源１とレチクル２と投影レンズ６とで投影手段７を設けている。
【０００４】
レチクル２は透明ガラスに不透明な部材で地部分３を設け、その中に縦スリットによる縦パターン４と横スリットによる横パターン５を組み合わせた十字型の透明なスリットパターンを設けてあり、このレチクル２を透過した光によりワーク８の壁面の測定点Ｐ１または対向する壁面の測定点Ｐ２（図示省略）に投影像が投影される。
【０００５】
観察手段１１は観察レンズ９とＣＣＤカメラ１０とその出力を画像処理回路１２とモニター１８により観察するように構成している。
【０００６】
観察手段１１の光学系は投影手段７の光軸Ｚ１−Ｚ２と同一の位置で、且つワーク８を介して投影側と反対側に設けられている。
【０００７】
観察手段１１は前記投影像の縦直接像１４と横直接像１５とワーク壁面Ｐ１で反射した縦鏡像１６と横鏡像１７をＣＣＤカメラ１０により受け画像処理回路１２を介してモニター１８に映像出力として表示している。
【０００８】
その表示は画像背景１３は暗黒で縦直接像１４，横直接像１５，縦鏡像１６，横鏡像１７は明るいライン状に観察できる。
【０００９】
従って、横鏡像１７の傾きを水平になるようにワーク８の位置を縦方向（Ｙ）に微動すれば測定点Ｐ１を正しい内径測定の位置に設定できる。
【００１０】
次に縦直接像１４は光軸Ｚ１−Ｚ２に一致したモニター画面中央にレチクル２の縦スリット４の透過光が直接像として観察できるので、この縦直接像１４の位置に壁面測定点Ｐ１で反射した縦鏡像１６を一致するようにワーク８の位置を横方向（Ｘ）に微動すればワーク８の一方壁面の測定点Ｐ１を光軸Ｚ１−Ｚ２に一致させることができる。
【００１１】
次に他方の壁面の測定点Ｐ２も縦直接像１４の位置に縦鏡像１６を一致させるようにワーク４を横方向（Ｘ）に移動させることで同様に光軸Ｚ１−Ｚ２に一致させることができる。
【００１２】
このようにして一方の壁面と他方の壁面の測定点Ｐ１，Ｐ２の距離をワーク８の移動量として正確に求めることが出来る。（Ｘ方向の移動機構に連動して移動量を検出するようにリニヤスケール等による距離検出手段が設けられているが図面では省略している。）
またワーク８の内径が小さく、アスペクト比が大になると投影光量や観察光量が減少したり、内壁面の不要反射光などにより観察像のＳ／Ｎが劣化する傾向があったが、前記の装置ではこれらの影響が少ないので特願平６−１８２５４９号の述べる如くアスペクト比の大きなワークの可能性を見出した。
【００１３】
本発明は前記の装置の具体化を進める上での課題に関し以下の検討がなされた。Ａ）直接像の課題：図２はワーク８の内径壁面と光軸Ｚ１−Ｚ２の位置との距離Ｘを０とした時、内壁面が光軸に近づくとどのように直接像が減少するかを示す。（Ｚは測定点の高さを表す。）
このように直接像はレチクル２の地部分３が不透明の為に不要光によるマスキングによる影響が少なく観察像として明確に残る傾向があり、また内壁面（測定点Ｐ１）が光軸Ｚ１−Ｚ２に近づくと投影手段７に近い孔の口元（Ｚ＝小）では減少するが観察手段１１側に寄った孔の奥深い位置（Ｚ＝大）では減少しないでいつまでも残る傾向があることが解った。
【００１４】
従って、アスペクト比の大きな深い孔の部分を測定する時はこの直接像を勘案しながら鏡像を用いての測定を行う必要があることが課題となった。
【００１５】
Ｂ）横鏡像の課題：図３で測定時のワーク８と光軸Ｚ１−Ｚ２との位置関係について説明する。
【００１６】
測定点Ｐ１とＰ２の内径を測定する為にはワーク内径壁面（測定点Ｐ１またはＰ２）と光軸Ｚ１−Ｚ２との距離Ｘを０に設定して測定すればワーク８のＸ方向の移動量として内径を測ることができる。（Ｘ方向の測定ズレがあればその値がそのまま測定誤差になる。）
また、ワーク８の中心と光軸Ｚ１−Ｚ２との距離Ｙに偏りがあると中心を通らない誤った内径を測定することになるので、測定時にはＹ＝０にワーク８をＹ方向に移動し設定しなければならない。（図５参照）
このＹの値は少なも０．１φの内径の測定では測定誤差０．１μ以下を望むなればＹの値は２．２μ以下に押さえる必要がある。１φの時は７μ以下，１０φは２２μ以下にする必要がある。
【００１７】
その時の観察像（１φ）の例を図４に示す。（本来スリット光による観察像は図１に示すように地部分３は暗黒に直接像１４，１５と鏡像１６，１７は明るいラインとして観察できるが、以後説明で使用する図面は符番を分かりやすくする為に白黒を逆転した図面，または直接像１４，１５を白ぬきの箱状に表わした図面を用いる。）
（図４参照）横鏡像１７は直線状に見られるが、Ｙ方向のズレの為にほぼ５°傾いて見える。従って、この鏡像１７の傾き角θを水平になるようにワーク８をＹ方向に微動し設定し直せば正しい測定が可能となる。
【００１８】
図５は許容測定誤差を０．１μとした時の鏡像の許容できるθとＹの値を示す。
【００１９】
このように観察像での傾き角の観察は測定精度を確保するために重要である。
その為にはできるだけ横鏡像１７の長さＬが長いことが望まれる。
【００２０】
図６の０．１φの例に示すように横鏡像１７はワーク８の内径が小さくなると内径２０の曲率が小さくなる為に直線状の形より変形し（イ）（ハ）が（ロ）（ニ）になるように内径の外側では広がりその先は内径２０の外周に沿って逆に進み反射位置２３に集まってくる。
【００２１】
内径の内側では内径中心１９に向かい（チ）のように狭くなって見える。
【００２２】
また、内径の右外側の横パターンの投影像はＸ測定で重要な画像測定中心２１（Ｚ１−Ｚ２光軸一致点）と対称位置にある。（ホ）
対称内径面で反射して中心に向かい狭くなりながら進む対称面鏡像２４として見られる。
【００２３】
また、横鏡像１７の長さＬを傾き角が認識しやするする為に長くしたり、内径が小さくなると前述の傾向が大きくなってくる。
【００２４】
横パターンの投影像を内径近傍またはそれ以上の長さにすると（ヘ）が（ト）の位置まで画像測定中心２１を越えて伸びてくる。
【００２５】
このことは縦鏡像１６の位置で内径を測定するこの装置では重大欠点で傾き角度を確認しやすくするように横反射像の長さＬを長くし、この横鏡像のマスキングを避ける新たな手法を求めることが重要課題となった。
【００２６】
また横鏡像１７は図４のように大きな傾きの時は、その傾きが明確に確認できる。しかし、内径の大きなワークの場合傾きが少なくなる傾向があり、その傾きがわずかでも確認し修正する必要がある。
【００２７】
横鏡像１７は内径中心に向かい狭くなってくることと横直接像も深い穴の測定では縦鏡像１６同様に残存する為に、傾き角がわずかな場合は横直接像の中に埋もれてしまうので確認修正ができなくなる。
【００２８】
従って、内径の大きなワークでも測定の誤差を少なくする手法を求めることが新しい課題となった。
【００２９】
Ｃ）縦鏡像の課題：深い穴の測定では縦直接像１４が図２に述べた如く明確に残る為に、縦鏡像１６を正確に画像測定中心２１に合わせることが図４を参照してもこのままでは困難であることが解る。
【００３０】
従来の如く中央に２本の縦標線を設けてもまだ不明確である。
【００３１】
従って、直接像の存在があってもより判別しやすい手法を求めることが課題となる。
【００３２】
本発明は、このような課題を見出しこれを解決した光学式測長装置を提供することを目的としている。
【００３３】
【課題を解決するための手段】
添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。
【００３４】
請求項１記載の発明は、被測定物（ワーク）８の複数の測定壁面Ｐ１，Ｐ２の距離を測定する光学式測長装置において、一方よりワーク８の壁面に投影像を与える投影手段７を設け、前記投影像の像を観察する観察手段１１を前記投影手段７とほぼ同一な光軸Ｚ１−Ｚ２上にワーク８を介した他方に設けると共に、前記投影像が測長用の縦パターン３１とワーク８を測定位置に設定する為の横パターンとによりなるスリット状パターン発生手段２５で構成してなり、且つ前記横パターンをワーク８の内径より小さな間隔でパターン中心２６より縦方向にずれた位置に投影されるように所定間隔を置いた複数の横パターン３２，３３とによりなるスリット状の透過光を投影するスリット状パターン発生手段２５で構成することにより、画像測定中心２１のマスキングを無くしたことを特徴とする光学測長装置に係るものである。
【００３５】
更にその前記横パターン３２，３３を水平方向に断続的に構成し、不要光によるマスキングを下げると共に、直接像３６．３７が残存していても断続したパターンの隙間で横鏡像４０．４１の傾きを確認し修正することを特徴とする光学式測長装置に係るものである。
【００３６】
請求項２記載の発明は、観察手段１１に縦直接像３５と縦鏡像３９が重ならない位置で直接像３５の近傍の水平方向の所定の位置に偏位指標４５を設け、縦鏡像３９を前記偏位指標４５に一致せしめることで残存する縦直接像３５の影響を受けずにワーク測定を可能とすることを特徴とする請求項１記載の光学測長装置に係るものである。
【００３７】
請求項３記載の発明は、ワーク８の移動距離を検出する移動距離検出手段２７と、縦直接像３５と縦鏡像３９との偏位距離を検出する偏位距離検出手段とを設け、前記複数の距離を演算することで、鏡像が縦直接像に重ならない近傍の位置で測定することを特徴とする請求項１記載の光学式測長装置に係るものである。
【００３８】
請求項４の発明は、画像処理回路に画像出力を部分的に削除する部分削除手段４７を設け、この部分削除手段４７は水平方向の削除幅（Ｅ）を観察出力の縦直接像３５の水平方向の幅（Ｗ）より小さな幅で画像測定中心２１を含む中央の出力を削除するように構成し、観察出力の縦鏡像３９が前記直接像３５と重なった位置に設定された時に、削除部の左右に見えるエッジ状の水平方向の２つのエッジ幅を比較することで正しく直接像３５に鏡像３９を一致せしめ得るように構成したことを特徴とする請求項１記載の光学式測長装置に係るものである。
【００３９】
【作用】
例えば図７に示すように、光源にインコヒレント光源１（例えばランプ光源）で照明されたレチクル３０を透明なガラス状部材で構成し、地部分３は不透明部材で構成し、縦パターン３１及び横パターン３２，３３は透明なスリット状で構成し、且つ横パターン３２，３３は縦パターン３１に直角にパターン中心２６より縦方向に外れた位置に平行して複数構成している。
【００４０】
従って、観察像は縦直接像３５，横直接像３６，３７，縦鏡像３９，横鏡像４０，４１として明るいスリット状の像として得られる。
【００４１】
前記横パターン投影像の間隔が測定対象となるワーク８の最も小さな内径よりも小さな値となるように横パターン３２，３３の間隔を設けている。
【００４２】
このようにしてなるので前述の図６に述べた重要な画像測定中心近傍のマスキングの課題は避けることができる。
【００４３】
即ち、図８に示すように横鏡像４０，４１は内径中心１９で交わりながら内径外周２０に広がり８字状に見られる。この横鏡像４０，４１は画像測定中心２１より離れた位置にあるので縦鏡像３９の位置の目視判断や画像認識を容易にしている。
【００４４】
更にワーク８の内径が小さな時に発生する対称面鏡像２４の先端（リ）も画像測定中心２１を避けて見られ、縦鏡像３９の位置の認識を容易にしている。
【００４５】
次にワーク８の内径が大きい場合は図９に示すように横鏡像４０，４１が遠くにある内径中心に向かって直線状に伸びて見られる。この上下の横鏡像４０，４１の傾きは上下対称であり、横直接像３６，３７と傾きを対比して見ることができる。
【００４６】
また、ワーク８の内径が更に大きくなると内径中心１９がはるか彼方になるので、この横鏡像４０，４１は平行に近くなり、横直接像３６，３７の中に埋もれて傾きを認識できなくなる。
【００４７】
しかし、１０φの内径でＹ＝１７μ（測定誤差０．１μ以下だが）の偏りがある場合の例を図１０に示すが、この場合Ｘ方向にワークを移動（Ｘ＝−１２０μ）することにより、直接像３６，３７の断続した像の隙間例えば（ヌ）の部分に今まで隠れていた横鏡像４０，４１を認識することができるので直接像３６，３７との対比で傾きを認識できＹ方向の修正を正確にできる。
【００４８】
図１１は内径が小の鏡像の例を０．１φでＸ＝−２０μ，Ｙ＝２．２μ（測定誤差０．１μ相当）を示すが、これでも縦鏡像の位置や横鏡像の傾きによりＹ方向に修正が容易にできる。
【００４９】
請求項２〜４についての作用は以下実施例２〜４において詳しく述べる。
【００５０】
【実施例】
先ず請求項１について第一実施例にて以下説明する。
【００５１】
第一実施例
図７に示す如く本実施例での投影手段７は、インコヒレント光源（ランプなど）とライトガイドと集光レンズ及び絞りにてケーラ或いはテレセントリック型に構成した光源１と（図では混乱を避けるために省略して光源として表現している。特願平６−１８２５４９号参照）、透明なガラス状部材に縦パターン３１と横パターン３２，３３を透明で地部分３は不透明な部材で所定配置されたパターンを有するレチクル３０によるスリットパターン発生手段２５と、投影レンズ６とにより構成し、観察手段１１は観察レンズ９とＣＣＤカメラ１０と、その観察出力を画像処理回路１８とモニタ１８により構成し、測定光軸Ｚ１−Ｚ２に投影手段７と観察手段１１の互いの光軸を一致せしめて対向して配置すると共に、投影レンズ６と観察レンズ９の結像点の位置を一致せしめる如く構成し、ワーク８の壁面の測定点Ｐ１，Ｐ２を前記光軸Ｚ１−Ｚ２の近傍で、前記結像点に設けるように構成する。
【００５２】
このようにしてなるのでワーク８の壁面に投影された投影像は縦直接像３５，横直接像３６，３７と縦鏡像３９，横鏡像４０，４１として観察手段１１にて観察され、内径の測定が行われる。
【００５３】
前記画像処理回路には画像測定中心を通る垂直標線４３と水平標線４４を発生させる。
【００５４】
前記レチクル３０の所定パターンは以下のように構成される。
【００５５】
レチクル２６の中心を通る縦パターン３１とその中心より縦方向に離れた位置に２ケの横パターン３２，３３を水平方向に断続して設け、その縦方向の間隔は観察像に於いて横直接像３６，３７として観察される間隔が測定対称となる内径外周２０（図８）よりも狭幅になるように配置する。
【００５６】
例えば、レチクル２６の横パターンの間隔はワーク内径が０．１ｍｍで投影レンズ６の倍率が５倍なれば０．５ｍｍ以下の間隔とすれば良い。
【００５７】
従って、その観察像は内径が０．１φの小径の場合は図８，１φの大きな場合は図９の如く観察される。（直接像は鏡像と同様に光ったラインとして観察できるが、ここでは説明の為に箱状に示している。）
図８（Ｘ＝０，Ｙ＝０）の小径では（参考に点線で内径外周２０と小円で内径中心１９を示す）縦鏡像３９は内径中心１９を通る円弧で見られ、横鏡像４０．４１は内径中心１９を通り、画像測定中心２１を避けた位置で内径外周２０に沿って広がって見える。
【００５８】
更に図６で障害となった対称面鏡像２４も（リ）で示すように内径中心１９を通るにも拘わらず画像測定中心２１を避けた位置に伸びて見られる。
【００５９】
このようにしてなるので縦鏡像３９の水平方向の位置を画像測定中心２１付近でマスキンの影響無く、目視判断または画像検出などの確認が容易になる。
【００６０】
更に、横鏡像４０，４１は内径中心１９を通り上下対称の傾きを有するのでこの傾きでＹ方向の位置の設定も可能となる。
【００６１】
図９（Ｘ＝０，Ｙ＝０）は内径の比較的大きな１φの例を示す。
【００６２】
この場合は内径中心が遠くにあるので縦鏡像３９は縦直接像３５に沿った円弧状に見られ、横鏡像４０，４１は遠くの内径中心に向かった直線状の傾いたラインとして横直接像３６，３７に交わり見られる。この横鏡像４０，４１の傾きは横直接像３６，３７と対比して傾きを確認できＹ方向の位置確認ができる。
【００６３】
この横鏡像４０，４１の傾きは内径が更に大きくなると、図１０の１０φの例で示すように少なくなり、横直接像３６，３７の中に埋もれて判別しがたくなる。
【００６４】
しかし、このような場合は図１０の如く、Ｘ方向にワーク８をわずか移動（Ｘ＝−１２０μ）すると測定誤差０．１μ以下に相当するＹ＝１７μの偏りも、断続した直接像３６，３７の隙間（ヌ）の部分で直接像と対比して目視あるいは画像に認識で傾きを判別することができる。
【００６５】
図１１は小径０．１φの内径でＸ＝−２０μ，Ｙ＝２．２μの偏り（Ｙ＝２．２は測定誤差０．１μ相当）例を参考に示す。
【００６６】
このようにワーク８の内径の寸法の如何に拘わらず、本発明で高精度にワークを測定位置に設定ができると共に、図８，図９の如く画像測定中心２１付近のマスキングの障害なく縦鏡像３９での測定ができるようになった。
【００６７】
次に請求項２以降に対応する観察像として縦直接像があっても縦鏡像の位置で内径を測定する手法について第二〜第四実施例として説明する。
【００６８】
第二実施例（請求項２記載の発明の実施例）
図７及び図１２に示す如く観察手段１１の画像回路に偏位指標発生手段４８を設け観察像の縦直接像３５と縦鏡像３９が重ならない位置で、直接像３５の近傍の水平方向の所定の位置に偏位指標４５を設け、縦鏡像３９を前記偏位指標に一致せしめることで残存する縦直接像３５の影響を受けずにワーク８の内径測定を行う例を示している。
【００６９】
この偏位指標４５は画像測定中心２１に近く（例えばＸ＝３．６μなど）に設定することで測定点Ｐ１またはＰ２の高さ方向（Ｚ）のずれを少なく測定可能となる。
【００７０】
また、図に示す如く画像測定中心の左右に２本垂直に偏位指標４５を設けても良い。
【００７１】
測定は図１２の如く偏位指標４５に縦鏡像３９を合わせると、図１４のＰ１近傍の偏った位置（ル）を測定できる。次の図１３の如く縦鏡像３９を合わせることにより図１４のＰ２近傍の偏った位置（オ）を測定することになる。
【００７２】
この偏り量は同じ偏位指標４５で合わせたことにより偏り量は相殺されて誤差少なく直接像の影響無く内径を知ることができる。
【００７３】
図１４（Ｂ）と図１５（Ｂ）は同じ偏位量とした２つの偏位指標４５の左右にＰ１とＰ２近傍を合わせ内径を大きめに測定し、図１４（Ｃ）と図１５（Ｃ）は左右の指標で併せて内径を小さ目に測定し、両者の測定値の平均を取ることでワークの測定点の高さ（Ｚ）の上下の偏りによる誤差を補正することができる。
【００７４】
第三実施例（請求項３記載の発明の実施例）
偏位距離検出手段４６を画像処理回路１２（図７）に設け、縦直接像３５より離れ近傍において縦鏡像３９の画像中心２１よりの偏位距離を検出する如く設ける。
【００７５】
本発明では画像測定中心２１の近傍はマスキング障害がないので図１６の如く画像測定中心を含む偏位検出窓４２を設定できるので、容易に縦鏡像３９の偏位距離を検出できる。（例えば実開平５−５０３５９号参照）
従って、第二実施例の如く格別な偏位指標を設けなくとも、測定点Ｐ１近傍の偏位位置（Ｓ１）と測定点Ｐ２近傍の偏位位置（Ｓ２）を知ることができるのワーク移動量（Ｓ３）とこれらの偏位距離より内径（Ｓ０）を以下の如く求められる。
【００７６】
Ｓ０＝Ｓ３−（Ｓ１−Ｓ２）
（鏡像が直接像より左の時は−とし、右側の時は＋とする。）
以上は、直接像の近傍に鏡像を設定して測定する例を示したが、以下は両者の像を一致させて測定点Ｐ１またはＰ２の正確な高さ（Ｚ）位置に於ける測定をする手法について説明する。
【００７７】
第四実施例（請求項４記載の発明の実施例）
図７の画像処理回路に画像出力を部分的に削除する部分削除手段４７を設け、この部分削除手段４７は図１７に示す如く水平方向の削除幅（Ｅ）を観察出力の縦直接像３５の水平幅（Ｗ）より小さな幅で画像測定中心２１を含む中央の出力を削除するように構成し、観察出力の縦鏡像３９が縦直接像３５と重なった位置に設定されたとき、図１８の如く削除部の左右に見えるエッジ状の水平方向の２つのエッジ幅（ワ）（カ）を比較することで正しく縦直接像３５に縦鏡像３９を一致せしめるようにして内径を正確に測定する。
【００７８】
このエッジ幅は内径が小さい時は内径の外側（ワ）は凸状に内側（カ）は凹状になる傾向があるので水平標線に近い位置の狭い縦幅の範囲で目視判別をするとよい。
【００７９】
また、画像認識でこのエッジ幅を比較する時もエッジ幅検出窓に示すように縦に狭い幅に設定するのが良い。
【００８０】
この場合のエッジ幅検出窓の出力波形（ワ’）（カ’）は画像中心側の部分削除手段４７により内側が急進になるが、外側両サイドはマスキングが無いのでほぼガウス分布の曲線に近似して考えられ画像測定中心に対し対称になる。
【００８１】
従って、図１９の如く左右アンバランスな状況となった場合には、その２つの波形（ワ’）（カ’）を比較することでＸ方向の偏位を認識することができる。図１９はＥ＝Ｗ×８０％とした時のエッジ幅の変化をＹ＝０でＸ＝−０．２μ，Ｘ＝−０．０１μ，Ｘ＝＋０．２μの偏りの状態を示す。
【００８２】
このように削除幅は縦鏡像の幅にできるだけ近い値に設定することで測定精度を上げることができる。
【００８３】
図２０は横パターンの断続パターンの別例を示す。
【００８４】
不特定の内径を測定する本発明の装置の横パターンを測定対象の最小内径のワークを考慮して、その観察像の内径２０近傍以上の長さ部分（ＬＣ）に対応する外側の横パターンを断続パターンとして横鏡像の内径周辺に広がる不要光や対称面鏡像２４を減らし画像出力のＳ／Ｎを更に良くするようにしている。
【００８５】
以上の如く本発明によれば、画像測定中心の近傍にマスキングが無いので直接像が残存していてもアスペクト比の大きなワークの内径を精度良く測定することができる。
【００８６】
【発明の効果】
１）スリット状パターンによる測定の為に、不要光によるマスキングが少なくできるので小径の深い穴の内径を測定できる。
【００８７】
２）横パターンを画像測定中心を外れた位置に複数設けたので、測定時最も大切な画像測定中心におけるマスキング無しに観察できるので縦鏡像の位置を精度良く把握できるので測定精度を上げられる。
【００８８】
３）小径の深い穴の場合、入射光，反射出力光の量が下がり観察像が暗くなる傾向があるが、画像測定中心のマスキングが無いので光源の輝度を上げることにより観察像のＳ／Ｎを良くすることができる。
【００８９】
４）画像測定中心のマスキングが無いので、鏡像の位置の目視判断を正確に行えるばかりでなく、画像測定中心近傍に画像位置を検出する検出窓を設けることができ、高精度の画像位置認識が容易にできる。
【００９０】
５）前記検出窓の出力はマスキングが無いので、ガウス分布が適用でき画像位置認識を単純な演算で構成できシステムの簡易化が図れる。
【００９１】
６）横鏡像を断続して構成したので、不要光によるＳ／Ｎ劣化を軽減できるばかりでなく大きな内径ワークの時にＹ位置の偏位を断続パターンの隙間で容易に判別でき測定誤差を押さえることができる。
【００９２】
７）請求項２記載の発明においては、直接像が残っていてマスキングの無い画像測定中心の近傍に偏位指標を設けることにより縦鏡像の位置を容易に目視判断して測定できる。
【００９３】
又、請求項３記載の発明の如く縦直接像と縦鏡像の偏位距離を画像認識でき、前記距離を用いて演算で内径を求めることもできる。
【００９４】
８）請求項３の発明において直接像が残っていてもマスキングの無い画像測定中心近傍に検出窓を設けることにより縦直接像と縦鏡像の偏位距離を画像認識できるので、前記距離を用いて演算で内径を求めることができる。
【００９５】
９）請求項４記載の発明においては、直接像が残っていてもマスキングのない画像測定中心（縦直接像のある）に部分削除部を設けることにより縦直接像と一致した位置に縦鏡像を設定でき精度良く内径を求めることができる。
【００９６】
以上の如く効果・特徴があるので０．１φなどの小径から１０φなど大径のワークの深い穴の内径を簡単な装置で精度良く測定できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来装置の概略説明図である。
【図２】従来の直接像挙動の説明図である。
【図３】従来の測定点説明図である。
【図４】従来の大径観察像を示す説明図である。
【図５】従来の測定誤差とＹ，θを示す説明図である。
【図６】従来の小径観察像を示す説明図である。
【図７】本装置の概略説明図である。
【図８】本実施例の小径の観察像を示す説明図である。
【図９】本実施例の中径の観察像を示す説明図である。
【図１０】本実施例の大径の観察像を示す説明図である。
【図１１】本実施例の小径の偏位観察像を示す説明図である。
【図１２】本実施例の偏位測定観察像を示す説明図である。
【図１３】本実施例の偏位測定観察像を示す説明図である。
【図１４】本実施例の偏位測定説明図をである。
【図１５】本実施例の偏位測定観察像を示す説明図である。
【図１６】本実施例の偏位画像検出説明を示す説明図である。
【図１７】本実施例の部分削除幅説明を示す説明図である。
【図１８】本実施例の部分削除測定像を示す説明図である。
【図１９】本実施例の部分削除偏位像を示す説明図である。
【図２０】本実施例の断続パターン別例を示す説明図である。
【符号の説明】
Ｅ  削除幅
Ｗ  縦直接像の水平方向の幅
Ｐ１，Ｐ２  壁面測定点
Ｚ１−Ｚ２  光軸
８  ワーク
１１  観察手段
１８  画像処理回路
２１  画像測定中心
２５  スリット状パターン発生手段
２７  移動距離検出手段
３１  縦パターン
３２，３３  横パターン
３５  縦直接像
３６，３７  横直接像
３９  縦鏡像
４０．４１  横鏡像
４５  偏位指標
４７  部分削除手段
【図１】
0003633660.tif 000002
【図２】
0003633660.tif 000003
【図３】
0003633660.tif 000004
【図４】
0003633660.tif 000005
【図５】
0003633660.tif 000006
【図６】
0003633660.tif 000007
【図７】
0003633660.tif 000008
【図８】
0003633660.tif 000009
【図９】
0003633660.tif 000010
【図１０】
0003633660.tif 000011
【図１１】
0003633660.tif 000012
【図１２】
0003633660.tif 000013
【図１３】
0003633660.tif 000014
【図１４】
0003633660.tif 000015
【図１５】
0003633660.tif 000016
【図１６】
0003633660.tif 000017
【図１７】
0003633660.tif 000018
【図１８】
0003633660.tif 000019
【図１９】
0003633660.tif 000020
【図２０】
0003633660.tif 000021