(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定物に設けられた被測定穴の内径を測定する内径測定装置の最適測定位置の検出方法であって、
上記内径測定装置は、上記被測定穴の内周面の全周に光を照射する発光部、及び該発光部から照射されて上記被測定穴の内周面の全周から反射する反射光を受光する受光部を有するセンサ本体と、
上記受光部によって受光した上記反射光の大きさに基づいて上記被測定穴の内径を求める演算部と、
上記被測定穴に上記センサ本体が配置される位置を、上記被測定穴の測定平面内における縦方向及び横方向に移動させる移動機構と、を備えており、
上記被測定穴の中心に対する上記センサ本体の中心が所定の精度で合わさる最適測定位置を検出するに当たって、
上記移動機構によって上記センサ本体を、複数の測定位置に順次移動させ、かつ、該複数の測定位置において、上記発光部から上記被測定穴の内周面の全周に光を照射して、上記被測定穴の内周面の全周から反射する反射光を上記受光部によって受光するとともに、該受光部によって受光した上記反射光の輝度に基づく輝度評価値を求め、
上記複数の測定位置における上記輝度評価値に基づいて上記最適測定位置を求めることを特徴とする内径測定装置の最適測定位置の検出方法。
【請求項２】
上記移動機構によって上記センサ本体を、所定の領域において上記縦方向及び横方向に所定のピッチで設定した上記複数の測定位置に順次移動させて、上記輝度評価値を求める評価ステップと、
上記複数の測定位置のうちの上記輝度評価値が最大となる測定位置を、輝度最大測定位置として選出する選出ステップとを行い、
かつ上記輝度最大測定位置を中心にして上記測定領域を順次狭くするとともに、該測定領域において上記縦方向及び横方向に上記複数の測定位置を設定するピッチを順次小さくして、上記評価ステップ及び上記選出ステップを繰り返し行い、
その後、上記輝度最大測定位置における上記輝度評価値と、上記輝度評価値が２番目に大きい測定位置における上記輝度評価値との差が所定値以内になったとき、当該輝度最大測定位置を上記最適測定位置とする検出ステップを行うことを特徴とする請求項１に記載の内径測定装置の最適測定位置の検出方法。
【請求項３】
上記受光部は、光を受光する複数の画素を有し、該複数の画素のそれぞれが輝度の大きさを段階的に検出可能に構成されたデジタルカメラからなり、
上記輝度評価値は、上記受光部における複数の画素において、上記被測定穴の穴形状に沿った略円形状の上記反射光の中心の回りに所定の角度間隔で並ぶ複数の周方向位置において、上記反射光の中心から径方向に伸びる仮想線上に位置する複数の画素のうちの最も輝度が大きい画素、又は上記仮想線上に位置する複数の画素の輝度を積分した図形の重心に位置する画素を、選出画素としてそれぞれ選出し、
上記複数の選出画素における輝度の平均値と、上記複数の選出画素における輝度の最大値から上記複数の選出画素における輝度の最小値を差し引いた輝度の差分値とに基づいて求めることを特徴とする請求項１又は２に記載の内径測定装置の最適測定位置の検出方法。
【請求項４】
上記輝度評価値Ｘは、上記複数の選出画素における輝度の平均値をＬａ、上記複数の選出画素における輝度の最大値をＬ１、上記複数の選出画素における輝度の最小値をＬ２としたとき、Ｘ＝Ｌａ／（Ｌ１−Ｌ２）に基づいて求めることを特徴とする請求項３に記載の内径測定装置の最適測定位置の検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被測定穴の内径を測定する内径測定装置の最適測定位置の検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
非接触式の内径測定装置は、被測定穴内にセンサ本体を挿入し、センサ本体から被測定穴の内周面に光を照射し、この内周面を反射する反射光を受光して、反射光の大きさに基づいて被測定穴の内径を求めている。そして、被測定穴の内径の測定精度を高めるためには、被測定穴の中心とセンサ本体の中心とが可能な限り一致している必要がある。そのため、センサ本体を移動機構によって微小量ずつ移動させながら、被測定穴の中心とセンサ本体の中心とを合わせている。
【０００３】
例えば、特許文献１の管状製品の内壁の光学検査装置においては、レーザ光を管状製品の内壁に照射し、内壁を反射する像をビデオカメラによって撮影して、管状製品の内壁を検査することが開示されている。この光学検査装置においては、管状製品内に挿入されるプローブハウジング内に、レーザ光を管状製品の内壁に照射するパターン発生手段と、管状製品の内壁を反射するレーザ光を撮影する電子カメラとが設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１９７２１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記内径測定装置等においては、被測定穴の中心に、センサ本体の中心を合わせるための特別な工夫はなされていない。この被測定穴の中心にセンサ本体の中心が合う、内径測定装置の最適測定位置は、反射光が、円形状の全周にほぼ均等に映し出されるように、作業者が感覚に基づいて移動機構を操作している。そのため、内径測定装置が最適測定位置にあるか否かは作業者の感覚に依存しており、被測定穴の内径の測定精度を高めるためには更なる工夫が必要となる。
【０００６】
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、内径測定装置による被測定穴の内径の測定精度を向上させることができ、被測定穴の内径を測定する時間を極めて短縮することができる内径測定装置の最適測定位置の検出方法を提供しようとして得られたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、被測定物に設けられた被測定穴の内径を測定する内径測定装置の最適測定位置の検出方法であって、
上記内径測定装置は、上記被測定穴の内周面の全周に光を照射する発光部、及び該発光部から照射されて上記被測定穴の内周面の全周から反射する反射光を受光する受光部を有するセンサ本体と、
上記受光部によって受光した上記反射光の大きさに基づいて上記被測定穴の内径を求める演算部と、
上記被測定穴に上記センサ本体が配置される位置を、上記被測定穴の測定平面内における縦方向及び横方向に移動させる移動機構と、を備えており、
上記被測定穴の中心に対する上記センサ本体の中心が所定の精度で合わさる最適測定位置を検出するに当たって、
上記移動機構によって上記センサ本体を、複数の測定位置に順次移動させ、かつ、該複数の測定位置において、上記発光部から上記被測定穴の内周面の全周に光を照射して、上記被測定穴の内周面の全周から反射する反射光を上記受光部によって受光するとともに、該受光部によって受光した上記反射光の輝度に基づく輝度評価値を求め、
上記複数の測定位置における上記輝度評価値に基づいて上記最適測定位置を求めることを特徴とする内径測定装置の最適測定位置の検出方法にある。
【発明の効果】
【０００８】
上記内径測定装置の最適測定位置の検出方法は、被測定穴の中心に対するセンサ本体の中心が所定の精度で合わさる最適測定位置を、コンピュータを用いて客観的かつ合理的に検出することができるものである。
具体的には、最適測定位置を検出するに当たって、複数の測定位置について、被測定穴の穴径の測定を行う際の輝度評価値を求める。輝度評価値は、受光部によって受光される反射光の輝度の大きさに基づく値であり、輝度評価値が大きいほど、センサ本体の中心が被測定穴の中心に近いことを意味する。また、反射光の輝度とは、反射光の明るさのことを意味する。そして、複数の測定位置における輝度評価値に基づいて最適測定位置を求める。
【０００９】
そのため、上記内径測定装置の最適測定位置の検出方法においては、被測定穴の中心に対するセンサ本体の中心が所定の精度で合わさる最適測定位置を、作業者の感覚に依存せず、客観的かつ合理的に検出することができる。そして、最適測定位置において内径測定装置による被測定穴の内径の測定が行われることにより、その測定精度を向上させることができる。
また、輝度評価値の算出は、コンピュータによるセンサ本体及び移動機構の動作を利用して行うことができる。これにより、内径測定装置によって被測定穴の内径を測定する時間を極めて短縮することができる。
【００１０】
それ故、上記内径測定装置の最適測定位置の検出方法によれば、内径測定装置による被測定穴の内径の測定精度を向上させることができ、被測定穴の内径を測定する時間を極めて短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例にかかる、内径測定装置の構成を示す説明図。
【図２】実施例にかかる、段階的に小さく設定される測定領域を示す説明図。
【図３】実施例にかかる、測定領域が設定される際の中心を示す説明図。
【図４】実施例にかかる、受光部に映し出された反射光について、複数の周方向位置に設定される仮想線を示し、選出画素を選出する状態を模式的に示す説明図。
【図５】実施例にかかる、内径測定装置の最適測定位置の検出方法を示すフローチャート。
【図６】実施例にかかる、選出画素を選出する他の方法を示す説明グラフ。
【図７】実施例にかかる、（ａ）第１測定領域における各測定位置を示す説明図、（ｂ）第１測定領域における各測定位置の輝度評価値を求めた結果を示すグラフ。
【図８】実施例にかかる、（ａ）第２測定領域における各測定位置を示す説明図、（ｂ）第２測定領域における各測定位置の輝度評価値を求めた結果を示すグラフ。
【図９】実施例にかかる、（ａ）第３測定領域における各測定位置を示す説明図、（ｂ）第３測定領域における各測定位置の輝度評価値を求めた結果を示すグラフ。
【図１０】実施例にかかる、（ａ）第４測定領域における各測定位置を示す説明図、（ｂ）第４測定領域における各測定位置の輝度評価値を求めた結果を示すグラフ。
【図１１】実施例にかかる、第１〜第４測定領域における輝度評価値の算出結果をまとめたグラフ。
【図１２】実施例にかかる、第１〜第４測定領域における各測定位置において被測定穴の半径の測定を行った結果を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
上述した内径測定装置の最適測定位置の検出方法における好ましい実施の形態について説明する。
上記内径測定装置の最適測定位置の検出方法においては、上記移動機構によって上記センサ本体を、所定の領域において上記縦方向及び横方向に所定のピッチで設定した上記複数の測定位置に順次移動させて、上記輝度評価値を求める評価ステップと、上記複数の測定位置のうちの上記輝度評価値が最大となる測定位置を、輝度最大測定位置として選出する選出ステップとを行い、かつ上記輝度最大測定位置を中心にして上記測定領域を順次狭くするとともに、該測定領域において上記縦方向及び横方向に上記複数の測定位置を設定するピッチを順次小さくして、上記評価ステップ及び上記選出ステップを繰り返し行い、その後、上記輝度最大測定位置における上記輝度評価値と、上記輝度評価値が２番目に大きい測定位置における上記輝度評価値との差が所定値以内になったとき、当該輝度最大測定位置を上記最適測定位置とする検出ステップを行うことが好ましい。
【００１３】
この場合には、最適測定位置を検出するに当たって、評価ステップ及び検出ステップを繰り返し行う。評価ステップにおいては、所定の測定領域を縦方向及び横方向に所定のピッチで区画した複数の測定位置について、被測定穴の穴径の測定を行う際の輝度評価値を求める。また、選出ステップにおいては、複数の測定位置のうち、輝度評価値が最大となる輝度最大測定位置を選出する。そして、輝度最大測定位置を中心にして測定領域を狭くするとともに、測定領域において複数の測定位置を設定するピッチを小さくして、評価ステップ及び選出ステップを行う。
【００１４】
また、評価ステップ及び選出ステップは、検出ステップが行われる条件が満たされるまで、測定領域及びピッチを順次小さくして繰り返し行われる。そして、検出ステップにおいては、輝度最大測定位置における輝度評価値と、輝度評価値が２番目に大きい測定位置における輝度評価値との差が所定値以内になったときに、当該輝度最大測定位置を最適測定位置とする。
これにより、最適測定位置を求める精度を向上させることができ、内径測定装置による被測定穴の内径の測定精度をさらに向上させることができる。
【００１５】
また、上記受光部は、光を受光する複数の画素を有し、該複数の画素のそれぞれが輝度の大きさを段階的に検出可能に構成されたデジタルカメラからなり、上記輝度評価値は、上記受光部における複数の画素において、上記被測定穴の穴形状に沿った略円形状の上記反射光の中心の回りに所定の角度間隔で並ぶ複数の周方向位置において、上記反射光の中心から径方向に伸びる仮想線上に位置する複数の画素のうちの最も輝度が大きい画素、又は上記仮想線上に位置する複数の画素の輝度を積分した図形の重心に位置する画素を、選出画素としてそれぞれ選出し、上記複数の選出画素における輝度の平均値と、上記複数の選出画素における輝度の最大値から上記複数の選出画素における輝度の最小値を差し引いた輝度の差分値とに基づいて求めてもよい。
【００１６】
反射光の中心から径方向に伸びる仮想線上に位置する複数の画素から選出画素を選出することにより、輝度評価値の算出が容易になる。また、複数の選出画素における輝度の平均値、及び複数の選出画素における輝度の差分値を用いることにより、輝度評価値の算出精度を向上させることができる。なお、輝度評価値は、輝度の平均値が大きいほど大きく算出され、輝度の差分値が小さいほど大きく算出される。
また、複数の選出画素における輝度の最大値とは、複数の選出画素のうちの輝度が最大となる選出画素の輝度のことをいい、複数の選出画素における輝度の最小値とは、複数の選出画素のうちの輝度が最小となる選出画素の輝度のことをいう。
【００１７】
また、上記輝度評価値Ｘは、上記複数の選出画素における輝度の平均値をＬａ、上記複数の選出画素における輝度の最大値をＬ１、上記複数の選出画素における輝度の最小値をＬ２としたとき、Ｘ＝Ｌａ／（Ｌ１−Ｌ２）に基づいて求めてもよい。
【００１８】
輝度評価値Ｘを、輝度の平均値Ｌａにのみ基づいて求めると、被測定穴の中心に対してセンサ本体の中心が偏心している場合においても、部分的に輝度が大きい選出画素によって、輝度評価値Ｘが大きくなる可能性がある。一方、輝度評価値Ｘを、輝度の差分値（Ｌ１−Ｌ２）にのみ基づいて求めると、複数の選出画素における輝度が全体的に小さい場合であっても、輝度評価値Ｘが大きくなる場合がある。
【００１９】
そこで、輝度評価値Ｘを、輝度の平均値Ｌａを輝度の差分値（Ｌ１−Ｌ２）で割った値とすることにより、部分的に輝度が大きい選出画素がある場合には、輝度の平均値Ｌａが大きくなる一方、輝度の差分値（Ｌ１−Ｌ２）も大きくなり、輝度評価値Ｘは小さくなる。また、輝度評価値Ｘを、輝度の平均値Ｌａを輝度の差分値（Ｌ１−Ｌ２）で割った値とすることにより、複数の選出画素における輝度が全体的に小さい場合には、輝度の差分値（Ｌ１−Ｌ２）が小さくなる一方、輝度の平均値Ｌａも小さくなり、輝度評価値Ｘは小さくなる。
【００２０】
そして、被測定穴の中心に対してセンサ本体の中心がほとんど合っている場合には、輝度の平均値Ｌａが大きくなって、かつ輝度の差分値（Ｌ１−Ｌ２）が小さくなり、相乗的に輝度評価値Ｘが大きくなる。そのため、上記Ｘ＝Ｌａ／（Ｌ１−Ｌ２）に基づいて輝度評価値を求めることにより、輝度評価値の算出精度をより一層向上させることができる。
【実施例】
【００２１】
以下に、内径測定装置の最適測定位置の検出方法にかかる実施例について、図面を参照して説明する。
本例の内径測定装置１は、図１に示すように、被測定物５に設けられた被測定穴５１の内径を測定する装置である。内径測定装置１は、センサ本体２、演算部４１及び移動機構３を備えている。センサ本体２は、被測定穴５１の内周面の全周に光Ｃ１を照射する発光部２１と、発光部２１から照射されて被測定穴５１の内周面の全周を反射する反射光Ｃ２を受光する受光部２２とを有している。演算部４１は、受光部２２によって受光した反射光Ｃ２の大きさに基づいて被測定穴５１の内径を求めるよう構成されている。移動機構３は、被測定穴５１にセンサ本体２が配置される位置を縦方向Ｌ及び横方向Ｗに移動させるよう構成されている。
【００２２】
最適測定位置Ｙの検出方法においては、被測定穴５１の中心に対するセンサ本体２の中心が所定の精度で合わさる最適測定位置Ｙを検出するに当たって、評価ステップ、選出ステップ、検出ステップを行う。
評価ステップにおいては、図２、図３に示すように、移動機構３によってセンサ本体２を、所定の測定領域７において縦方向Ｌ及び横方向Ｗに所定のピッチＰで設定した複数の測定位置７１に順次移動させる。また、複数の測定位置７１において、発光部２１から被測定穴５１の内周面の全周に光Ｃ１を照射して、被測定穴５１の内周面の全周を反射する反射光Ｃ２を受光部２２によって受光するとともに、受光部２２によって受光した反射光Ｃ２の輝度評価値Ｘを求める。また、選出ステップにおいては、複数の測定位置７１のうちの輝度評価値Ｘが最大となる測定位置７１を、輝度最大測定位置７１Ａとして選出する。
【００２３】
そして、同図に示すように、輝度最大測定位置７１Ａを中心にして測定領域７を順次狭くするとともに、測定領域７において縦方向Ｌ及び横方向Ｗに複数の測定位置７１を設定するピッチＰを順次小さくして、評価ステップ及び選出ステップを繰り返し行う。その後、検出ステップにおいては、輝度最大測定位置７１Ａにおける輝度評価値Ｘと、輝度評価値Ｘが２番目に大きい測定位置７１Ｂにおける輝度評価値Ｘとの差が所定値以内になったとき、当該輝度最大測定位置７１Ａを最適測定位置Ｙとする。
【００２４】
まず、内径測定装置１の構成について詳説する。
図１に示すように、本例の内径測定装置１は、被測定物５における、機械加工等を行った被測定穴５１の内径を、この被測定穴５１の内周面に接触しないで測定する非接触式の測定装置である。
センサ本体２における発光部２１は、ガラス管２０の内部に配置されている。発光部２１は、ガラス管２０の中間位置に配置された光源２１１と、ガラス管２０の先端位置に配置された円錐ミラー２１２とによって構成されている。円錐ミラー２１２は、光源２１１からガラス管２０の中心軸線に沿って出射される光を、直角に屈折させて被測定穴５１の内周面に照射するよう構成されている。
【００２５】
センサ本体２における受光部２２は、ガラス管２０の基端位置に配置されたデジタルカメラによって構成されている。デジタルカメラは、反射光Ｃ２を受光する複数の画素６を有しており、複数の画素６のそれぞれが、輝度の大きさを段階的にデジタル値として検出できるよう構成されている。また、被測定穴５１は、真円状の穴であり、図４に示すように、受光部２２によって受光される反射光Ｃ２は、略真円状になる。
【００２６】
図１に示すように、内径測定装置１の演算部４１は、コンピュータ４によって構築されており、内径測定装置１のセンサ本体２及び移動機構３の動作は、コンピュータ４によって制御される。また、コンピュータ４には、最適測定位置Ｙの検出方法を実行するための検出演算部４２が構築されている。演算部４１及び検出演算部４２における演算、並びにセンサ本体２及び移動機構３の動作は、同じコンピュータ４を用いて行うことができる。また、コンピュータ４には、モニタ４３が接続されており、モニタ４３は、受光部２２に撮影される略円形状の反射光Ｃ２を映し出すよう構成されている。そして、受光部２２に撮影される反射光Ｃ２を視覚的に捉えることが可能になっている。
【００２７】
演算部４１は、受光部２２によって受光した略円形状の反射光Ｃ２の大きさを、複数の画素６における輝度の違いから検知し、この反射光Ｃ２の大きさに基づいて被測定穴５１の内径を求めるよう構成されている。
図１に示すように、移動機構３は、センサ本体２が取り付けられて移動ヘッド３１と、移動ヘッド３１を縦方向（測定平面内の縦方向）Ｌにスライドさせるための縦方向スライド部３２と、移動ヘッド３１を縦方向Ｌに直交する横方向（測定平面内の横方向）Ｗにスライドさせるための横方向スライド部３３と、移動ヘッド３１を縦方向Ｌ及び横方向Ｗに直交する上下方向Ｈにスライドさせるための上下方向スライド部３４と、縦方向スライド部３２、横方向スライド部３３及び上下方向スライド部３４をそれぞれ駆動するための駆動源（図示略）とを有している。また、移動機構３は、被測定物５が載置されるテーブル３５に対して配設されている。
【００２８】
次に、内径測定装置１の最適測定位置Ｙの検出方法、及び作用効果について、図５のフローチャートを参照して詳説する。
最適測定位置Ｙを検出するに当たっては、評価ステップ及び検出ステップを繰り返し行う。図２に示すように、評価ステップにおいては、所定の第１測定領域７Ａにおいて縦方向Ｌ及び横方向Ｗに所定の等間隔のピッチＰで設定した複数の測定位置７１について、被測定穴５１の穴径の測定を行う際の輝度評価値Ｘを求める。
【００２９】
具体的には、図１に示すように、移動機構３を動作させて、移動ヘッド３１に取り付けられたセンサ本体２の先端部２０１を、テーブル３５に載置された被測定物５の被測定穴５１に挿入する（図５のステップＳ１）。このとき、センサ本体２の中心が被測定穴５１の中心にできるだけ合うようにする。また、センサ本体２を、被測定穴５１内の縦方向Ｌ及び横方向Ｗに移動させることができる範囲内において、センサ本体２を縦方向Ｌ及び横方向Ｗに移動させるための所定の第１測定領域７Ａを設定する。
【００３０】
この第１測定領域７Ａは、図２に示すように、被測定穴５１の中心にできるだけ合わせたセンサ本体２の中心を中心として設定する。また、第１測定領域７Ａにおいては、縦方向Ｌ及び横方向Ｗに所定の等間隔のピッチＰで複数の測定位置７１が設定される。本例においては、縦方向ＬにおけるピッチＰと横方向ＷにおけるピッチＰとを同じにしている。また、本例の第１測定領域７Ａにおいては、縦方向Ｌに５ヵ所及び横方向Ｗに５ヵ所の合計２５ヵ所の測定位置７１を設定する。同図においては、各測定位置７１に番号１〜２５を付している。本例の測定位置７１は、センサ本体２の中心を合わせる位置とする。また、所定のピッチＰは、移動機構３によってセンサ本体２を縦方向Ｌ及び横方向Ｗに逐次移動させる距離となる。
【００３１】
そして、移動機構３によって、複数の測定位置７１のうちの第１の測定位置７１にセンサ本体２を移動させ（図５のＳ２）、発光部２１から被測定穴５１の内周面の全周に光Ｃ１を照射して、被測定穴５１の内周面の全周を反射する反射光Ｃ２を受光部２２によって受光する（図５のＳ３）。このとき、受光部２２によって受光した反射光Ｃ２の輝度評価値Ｘを求める。
【００３２】
この輝度評価値Ｘの算出に当たっては、図４に示すように、受光部２２に映し出されたデジタル画像（複数の画素６）において、被測定穴５１の穴形状に沿った略円形状の反射光Ｃ２の中心Ｏの回りにおける複数の周方向位置Ｄを、所定の角度間隔で設定する。そして、各周方向位置Ｄにおいて、反射光Ｃ２の中心Ｏから径方向に伸びる仮想線Ｅ上に位置する複数の画素６のうちの最も輝度が大きい画素６を、選出画素６Ａとしてそれぞれ選出する。これにより、周方向位置Ｄの数に応じた選出画素６Ａが選出される（図５のＳ４）。
【００３３】
次いで、評価ステップにおいては、複数の選出画素６Ａにおける輝度の平均値Ｌａを求める。また、複数の選出画素６Ａにおける輝度の最大値Ｌ１（複数の選出画素６Ａのうちの輝度が最大となる選出画素６Ａの輝度）と、複数の選出画素６Ａにおける輝度の最小値Ｌ２（複数の選出画素６Ａのうちの輝度が最小となる選出画素６Ａの輝度）を検出する。
【００３４】
また、輝度の最大値Ｌ１から輝度の最小値Ｌ２を差し引いた輝度の差分値（Ｌ１−Ｌ２）を求める。そして、第１の測定位置７１における輝度評価値Ｘを、Ｘ＝Ｌａ／（Ｌ１−Ｌ２）から求める（図５のＳ５）。ここで、輝度評価値Ｘは、受光部２２によって受光される反射光Ｃ２の輝度の大きさに基づく値であり、輝度評価値Ｘが大きいほど、センサ本体２の中心が被測定穴５１の中心に近いことを意味する。また、反射光Ｃ２の輝度とは、反射光Ｃ２の明るさのことを意味する。
【００３５】
ところで、輝度評価値Ｘを、輝度の平均値Ｌａにのみ基づいて求めると、被測定穴５１の中心に対してセンサ本体２の中心が偏心している場合においても、部分的に輝度が大きい選出画素６Ａによって、輝度評価値Ｘが大きくなる可能性がある。一方、輝度評価値Ｘを、輝度の差分値（Ｌ１−Ｌ２）にのみ基づいて求めると、複数の選出画素６Ａにおける輝度が全体的に小さい場合であっても、輝度評価値Ｘが大きくなる場合がある。
【００３６】
そこで、輝度評価値Ｘを、輝度の平均値Ｌａを輝度の差分値（Ｌ１−Ｌ２）で割った値とすることにより、部分的に輝度が大きい選出画素６Ａがある場合には、輝度の平均値Ｌａが大きくなる一方、輝度の差分値（Ｌ１−Ｌ２）も大きくなり、輝度評価値Ｘは小さくなる。また、輝度評価値Ｘを、輝度の平均値Ｌａを輝度の差分値（Ｌ１−Ｌ２）で割った値とすることにより、複数の選出画素６Ａにおける輝度が全体的に小さい場合には、輝度の差分値（Ｌ１−Ｌ２）が小さくなる一方、輝度の平均値Ｌａも小さくなり、輝度評価値Ｘは小さくなる。
【００３７】
そして、被測定穴５１の中心に対してセンサ本体２の中心がほとんど合っている場合には、輝度の平均値Ｌａが大きくなって、かつ輝度の差分値（Ｌ１−Ｌ２）が小さくなり、相乗的に輝度評価値Ｘが大きくなる。そのため、Ｘ＝Ｌａ／（Ｌ１−Ｌ２）の式に基づいて輝度評価値Ｘを求めることにより、輝度評価値Ｘの算出精度を大幅に向上させることができる。
【００３８】
次いで、移動機構３によって、複数の測定位置７１のうちの第２の測定位置７１にセンサ本体２を移動させ（図５のＳ２）、発光部２１から被測定穴５１の内周面の全周に光Ｃ１を照射して、被測定穴５１の内周面の全周を反射する反射光Ｃ２を受光部２２によって受光する（図５のＳ３）。このとき、受光部２２によって受光した反射光Ｃ２の輝度評価値Ｘを求める。さらに、第３〜第２５の測定位置７１についても同様に、輝度評価値Ｘを求める（図５のＳ２〜Ｓ６）。
【００３９】
次いで、選出ステップにおいては、第１測定領域７Ａについて、第１〜第２５の測定位置７１のうち、輝度評価値Ｘが最大となる輝度最大測定位置７１Ａと、輝度評価値Ｘが２番目に大きい２番目測定位置７１Ｂとを選出する（図５のＳ７）。そして、図２、図３に示すように、輝度最大測定位置７１Ａを、第１測定領域７Ａの次に設定する第２測定領域７Ｂの中心とする。
また、選出ステップを行った後には、第１測定領域７Ａについて、輝度最大測定位置７１Ａにおける輝度評価値Ｘと、２番目測定位置７１Ｂにおける輝度評価値Ｘとの差が所定値以内であるか否かの判別をする（図５のＳ８）。
【００４０】
次いで、再度実行される評価ステップにおいては、図２、図３に示すように、輝度最大測定位置７１Ａを中心にして、第１測定領域７Ａよりも範囲が狭い第２測定領域７Ｂを設定する（図５のＳ９）。また、第２測定領域７Ｂにおいて、縦方向Ｌ及び横方向Ｗに所定の等間隔のピッチＰで複数（本例では２５ヵ所）の測定位置７１が設定される（図５のＳ９）。この第２測定領域７Ｂにおいて設定されるピッチＰは、第１設定領域において設定されたピッチＰよりも小さい。
【００４１】
そして、第２測定領域７Ｂについて、第１〜第２５の測定位置７１における輝度評価値Ｘを、第１測定領域７Ａの場合と同様に求める（図５のＳ２〜Ｓ６）。
次いで、再度実行される選出ステップにおいては、第２測定領域７Ｂについて、第１〜第２５の測定位置７１のうち、輝度評価値Ｘが最大となる輝度最大測定位置７１Ａと、輝度評価値Ｘが２番目に大きい２番目測定位置７１Ｂとを選出する（図５のＳ７）。そして、図２、図３に示すように、輝度最大測定位置７１Ａを、第２測定領域７Ｂの次に設定する第３測定領域７Ｃの中心とする（図５のＳ９）。
また、第２測定領域７Ｂについて、輝度最大測定位置７１Ａにおける輝度評価値Ｘと、２番目測定位置７１Ｂにおける輝度評価値Ｘとの差が所定値以内であるか否かの判別をする（図５のＳ８）。
【００４２】
その後、輝度最大測定位置７１Ａにおける輝度評価値Ｘと、２番目測定位置７１Ｂにおける輝度評価値Ｘとの差が所定値以内になるまで、第３測定領域７Ｃ以降の各測定領域７が同様に設定され、評価ステップ及び選出ステップが繰り返される（図５のＳ２〜Ｓ９）。
そして、第３測定領域７Ｃ以降の特定の測定領域７について、輝度最大測定位置７１Ａにおける輝度評価値Ｘと、２番目測定位置７１Ｂにおける輝度評価値Ｘとの差が所定値以内になったときには（図５のＳ８）、検出ステップとして、当該輝度最大測定位置７１Ａが最適測定位置Ｙとして検出される（図５のＳ１０）。
【００４３】
こうして、内径測定装置１の最適測定位置Ｙの検出方法においては、被測定穴５１の中心に対するセンサ本体２の中心が所定の精度で合わさる最適測定位置Ｙを、作業者の感覚に依存せず、客観的かつ合理的に検出することができる。
また、センサ本体２を、最適測定位置Ｙに移動して、内径測定装置１によって被測定物５における被測定穴５１の穴径を測定することができる。そして、最適測定位置Ｙにおいて内径測定装置１による被測定穴５１の内径の測定が行われることにより、その測定精度を向上させることができる。
【００４４】
なお、この測定は省略することができる。すなわち、最適測定位置Ｙとして検出された輝度最大測定位置７１Ａについて、反射光Ｃ２の輝度評価値Ｘを求める際に、この反射光Ｃ２の直径を求めておき、これを被測定穴５１の穴径とすることができる。
また、評価ステップ及び選出ステップは、コンピュータ４によるセンサ本体２及び移動機構３の動作を利用して行う。これにより、内径測定装置１によって被測定穴５１の内径を測定する時間を極めて短縮することができる。
【００４５】
それ故、本例の内径測定装置１の最適測定位置Ｙの検出方法によれば、内径測定装置１による被測定穴５１の内径の測定精度を向上させることができ、被測定穴５１の内径を測定する時間を極めて短縮することができる。
【００４６】
なお、輝度評価値Ｘの算出において、複数の周方向位置Ｄの仮想線Ｅ上に位置する複数の画素６から選出する選出画素６Ａは、最も輝度が大きい画素６とする以外にも、図６に示すように、仮想線Ｅ上に位置する複数の画素６の輝度を積分した図形Ｆの重心Ｇに位置する画素６とすることができる。
【００４７】
（確認試験）
本確認試験においては、評価ステップ及び選出ステップを繰り返し行って、最適測定位置Ｙを実際に検出した。
本確認試験においては、第１測定領域７Ａから第４測定領域７Ｄまで設定され、最適測定位置Ｙが検出された。
図７（ａ）は、第１測定領域７Ａについて輝度最大測定位置７１Ａが求められた状態を示し、図７（ｂ）は、第１測定領域７Ａにおける各測定位置７１の輝度評価値Ｘを求めた結果を示す。同図において、第１測定領域７Ａにおいては、第１２の測定位置７１が輝度最大測定位置７１Ａとなり、第１９の測定位置７１が２番目測定位置７１Ｂとなった。
【００４８】
図８（ａ）は、第２測定領域７Ｂについて輝度最大測定位置７１Ａが求められた状態を示し、図８（ｂ）は、第２測定領域７Ｂにおける各測定位置７１の輝度評価値Ｘを求めた結果を示す。第２測定領域７Ｂは、第１測定領域７Ａにおける輝度最大測定位置７１Ａとしての第１２の測定位置７１を中心として設定されている。同図において、第２測定領域７Ｂにおいては、第１６の測定位置７１が輝度最大測定位置７１Ａとなり、第２３の測定位置７１が２番目測定位置７１Ｂとなった。
【００４９】
図９（ａ）は、第３測定領域７Ｃについて輝度最大測定位置７１Ａが求められた状態を示し、図９（ｂ）は、第２測定領域７Ｃにおける各測定位置７１の輝度評価値Ｘを求めた結果を示す。第３測定領域７Ｃは、第２測定領域７Ｂにおける輝度最大測定位置７１Ａとしての第１６の測定位置７１を中心として設定されている。同図において、第３測定領域７Ｃにおいては、第８の測定位置７１が輝度最大測定位置７１Ａとなり、第１３の測定位置７１が２番目測定位置７１Ｂとなった。
【００５０】
図１０（ａ）は、第４測定領域７Ｄについて輝度最大測定位置７１Ａが求められた状態を示し、図１０（ｂ）は、第４測定領域７Ｄにおける各測定位置７１の輝度評価値Ｘを求めた結果を示す。第４測定領域７Ｄは、第３測定領域７Ｃにおける輝度最大測定位置７１Ａとしての第８の測定位置７１を中心として設定されている。同図において、第４測定領域７Ｄにおいては、第８の測定位置７１が輝度最大測定位置７１Ａとなり、第３の測定位置７１が２番目測定位置７１Ｂとなった。本確認試験においては、第４測定領域７Ｄについて各測定位置７１の輝度評価値Ｘを求めた際に、輝度最大測定位置７１Ａにおける輝度評価値Ｘと、２番目測定位置７１Ｂにおける輝度評価値Ｘとの差が所定値以内となり、第４測定領域７Ｄにおける輝度最大測定位置７１Ａが最適測定位置Ｙとして検出された。
【００５１】
図１１には、図７（ｂ）〜図１０（ｂ）の第１〜第４測定領域７Ａ〜７Ｄにおける輝度評価値Ｘの算出結果をまとめている。輝度評価値は、始めの第１測定領域７Ａから最後の第４測定領域７Ｄに向かうに連れて高くなっていることが分かる。輝度評価値Ｘは、波状に変化しており、かつ、センサ本体２の中心が被測定穴５１の中心に近くなる測定位置７１において大きくなっていることが分かる。
【００５２】
また、図１２には、各測定領域７Ａ〜７Ｄにおける各測定位置７１の輝度評価値Ｘを求める際に、各測定位置７１において被測定穴５１の半径の測定を行った結果を示す。同図に示すように、特に、第１測定領域７Ａについて、センサ本体２の中心が被測定穴５１の中心からずれる場合には、被測定穴５１の半径の測定値のばらつきが大きいことが分かる。そして、第２測定領域７Ｂ、第３測定領域７Ｃ、第４測定領域７Ｄに向かうに連れて、被測定穴５１の半径の測定値のばらつきが小さくなっていることが分かる。また、第４測定領域７Ｄにおいては、測定位置７１が異なっても、測定される被測定穴５１の半径の違いが小さいことが分かる。
以上の結果より、上記実施例の内径測定装置１の最適測定位置Ｙの検出方法によれば、内径測定装置１による被測定穴５１の内径の測定精度を向上させることができることが分かる。
【符号の説明】
【００５３】
１  内径測定装置
２  センサ本体
２１  発光部
２２  受光部
３  移動機構
４  コンピュータ
４１  演算部
５  被測定物
５１  被測定穴
６  画素
６Ａ  選出画素
７，７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄ  測定領域
７１  測定位置
７１Ａ  輝度最大測定位置
Ｃ２  反射光
Ｄ  周方向位置
Ｅ  仮想線
Ｐ  ピッチ
Ｘ  輝度評価値
Ｙ  最適測定位置
【図１】
0006358040.tif 000002
【図２】
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【図３】
0006358040.tif 000004
【図４】
0006358040.tif 000005
【図５】
0006358040.tif 000006
【図６】
0006358040.tif 000007
【図７】
0006358040.tif 000008
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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