(57)【要約】【課題】使用環境に応じて光学式センサの温度特性を調整するための構成およびその調整のための方法を提供する。【解決手段】アダプタ１は、光学式センサのセンサヘッド１１を取付場所に取付けるためのアダプタである。アダプタ１は、センサヘッド１１をアダプタ１に設置するためのセンサ設置面１Ａと、取付場所にアダプタ１とともにセンサヘッド１１を取付けるために、センサ設置面１Ａの反対側に位置する取付面とを有する。センサ設置面１Ａには、センサヘッド１１をセンサ設置面１Ａに固定するための固定穴６，７が形成されている。アダプタ１には、センサ設置面１Ａと取付面とを貫通する取付穴３，４が形成されている。取付穴３，４は、固定穴６，７に対してセンサヘッド１１の投受光面１１Ａの側、および、固定穴６，７に対して投受光面１１Ａの反対の側（背面１１Ｂ側）に形成されている。【選択図】図４
2017191059.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学式センサを取付場所に取付けるためのアダプタであって、
前記光学式センサを前記アダプタに設置するためのセンサ設置面と、
前記取付場所に前記アダプタとともに前記光学式センサを取付けるために、前記センサ設置面の反対側に位置する取付面とを有し、
前記センサ設置面には、前記光学式センサを前記センサ設置面に固定するための固定穴が形成されており、
前記アダプタには、前記センサ設置面と前記取付面とを貫通する取付穴が形成されており、
前記取付穴は、前記固定穴に対して前記光学式センサの投受光面の側、および、前記固定穴に対して前記投受光面の反対の側に形成されている、光学式センサ取付用アダプタ。
【請求項２】
前記取付穴は、前記投受光面の側から前記投受光面の前記反対の側まで連続的に形成された穴である、請求項１に記載の光学式センサ取付用アダプタ。
【請求項３】
前記取付穴は、前記投受光面の側から前記投受光面の前記反対の側まで直線状に並ぶように形成された複数の穴である、請求項１に記載の光学式センサ取付用アダプタ。
【請求項４】
前記取付穴は、前記固定穴に対して前記投受光面の側に位置する第１の穴と、前記固定穴に対して前記投受光面の前記反対の側に位置する第２の穴とに分けられている、請求項１に記載の光学式センサ取付用アダプタ。
【請求項５】
前記第１の穴と前記第２の穴との間に前記固定穴が配置されている、請求項４に記載の光学式センサ取付用アダプタ。
【請求項６】
請求項１に記載の光学式センサ取付用アダプタを用いて、前記取付場所における前記光学式センサの取付位置を調整するための調整方法であって、
前記光学式センサと前記センサ設置面とをつなぐ第１の固定部材を前記固定穴に挿入することにより、前記光学式センサを前記センサ設置面に固定するステップと、
第２の固定部材を前記取付穴に挿入して、前記アダプタを前記取付場所に固定するステップとを備え、
前記光学式センサの測定値が負の温度特性を有する場合には、
前記取付位置において前記アダプタに接する部材の線膨張係数が前記アダプタの線膨張係数より大きいときに、前記第２の固定部材を前記固定穴よりも前記投受光面側の位置に取り付ける一方、前記部材の線膨張係数が前記アダプタの線膨張係数より小さいときに、前記第２の固定部材を前記固定穴よりも前記投受光面の前記反対の側の位置に取り付け、
前記光学式センサの測定値が正の温度特性を有する場合には、
前記取付位置において前記アダプタに接する部材の線膨張係数が前記アダプタの線膨張係数より大きいときに、前記第２の固定部材を前記固定穴よりも前記投受光面の前記反対の側の位置に取り付ける一方、前記部材の線膨張係数が前記アダプタの線膨張係数より小さいときに、前記第２の固定部材を前記固定穴よりも前記投受光面側の位置に取り付ける、光学式センサの取付位置の調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学式センサを設置場所に取付けるためのアダプタ、および、そのアダプタを用いて光学式センサの取付位置を調整する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学式センサを構成する光学系は温度特性を有する。温度特性は経時的に計測値が変動する原因となる。温度特性は安定した高精度の計測に影響を及ぼす。したがって、温度特性を相殺するための構成が従来から提案されている。
【０００３】
たとえば特開平０７−０５８９０９号公報（特許文献１）は、イメージ読取装置の結像装置を開示する。この結像装置は、伸縮部材として、高熱膨張部材または低熱膨張部材を含む。伸縮部材の線膨張係数によって、イメージ読取装置の熱膨張によるピントずれを防止できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０７−０５８９０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の技術では、光学式センサの温度特性を光学式センサの内部の部材によって相殺するように構成されていた。しかし、光学式センサの使用環境はユーザによって異なる。したがって光学式センサの温度特性も使用環境に応じて異なる可能性がある。センサ自体の温度特性を低減できたとしても、センサヘッドの取り付け場所が変われば、計測値が周囲温度に応じて変化する可能性が残る。光学式センサの温度特性を使用環境に応じて調整できることが望ましい。
【０００６】
本発明の目的は、使用環境に応じて光学式センサの温度特性を調整するための構成およびその調整のための方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明のある局面に従う光学式センサ取付用アダプタは、光学式センサを取付場所に取付けるためのアダプタであって、光学式センサをアダプタに設置するためのセンサ設置面と、取付場所にアダプタとともに光学式センサを取付けるために、センサ設置面の反対側に位置する取付面とを有する。センサ設置面には、光学式センサをセンサ設置面に固定するための固定穴が形成されている。アダプタには、センサ設置面と取付面とを貫通する取付穴が形成されている。取付穴は、固定穴に対して光学式センサの投受光面の側、および、固定穴に対して投受光面の反対の側に形成されている。
【０００８】
上記構成によれば、使用環境に応じて光学式センサの温度特性を調整することができる。アダプタが取り付け場所に取り付けられるときのアダプタの取付位置を、光学式センサの温度特性に応じて、固定穴に対して光学式センサの投受光面の側の位置、および、固定穴に対して投受光面の反対の側の位置から選択することができる。したがって、光学式センサの温度特性を小さくするように、アダプタの取付位置を決定することができる。
【０００９】
（２）好ましくは、取付穴は、投受光面の側から投受光面の反対の側まで連続的に形成された穴である。
【００１０】
上記構成によれば、アダプタの取付位置を光学式センサの投受光面の側から投受光面の反対の側まで連続的に変化させることができるので、光学式センサの温度特性を小さくするための適切な取付位置を決定することができる。
【００１１】
（３）好ましくは、取付穴は、投受光面の側から投受光面の反対の側まで直線状に並ぶように形成された複数の穴である。
【００１２】
上記構成によれば、アダプタの取付位置を、光学式センサの投受光面の側から投受光面の反対の側までの複数の位置の中から、選択することができるので、光学式センサの温度特性を小さくするための適切な取り付け位置を決定しやすくすることができる。
【００１３】
（４）好ましくは、取付穴は、固定穴に対して投受光面の側に位置する第１の穴と、固定穴に対して投受光面の前記反対の側に位置する第２の穴とに分けられている。
【００１４】
上記構成によれば、アダプタの取付位置を、光学式センサの投受光面の側、または投受光面の反対の側までの間で連続的に変化させることができる。したがって光学式センサの温度特性を小さくするための適切な取付位置を決定することができる。
【００１５】
（５）好ましくは、第１の穴と第２の穴との間に前記固定穴が配置されている。
上記構成によれば、アダプタの取付位置を、光学式センサの投受光面の側から固定穴までの間、または投受光面の反対の側から固定穴までの間で連続的に変化させることができる。したがって光学式センサの温度特性を小さくするための適切な取付位置を決定することができる。
【００１６】
（６）本発明の他の局面に従う、光学式センサの取付位置の調整方法は、上記（１）に記載の光学式センサ取付用アダプタを用いて、取付場所における光学式センサの取付位置を調整するための調整方法である。調整方法は、光学式センサとセンサ設置面とをつなぐ第１の固定部材を固定穴に挿入することにより、光学式センサをセンサ設置面に固定するステップと、第２の固定部材を取付穴に挿入して、アダプタを取付場所に固定するステップとを備える。光学式センサの測定値が負の温度特性を有する場合には、取付位置においてアダプタに接する部材の線膨張係数がアダプタの線膨張係数より大きいときに、第２の固定部材を固定穴よりも投受光面側の位置に取り付ける。部材の線膨張係数がアダプタの線膨張係数より小さいときに、第２の固定部材を固定穴よりも投受光面の反対の側の位置に取り付ける。光学式センサの測定値が正の温度特性を有する場合には、取付位置においてアダプタに接する部材の線膨張係数がアダプタの線膨張係数より大きいときに、第２の固定部材を固定穴よりも投受光面の反対の側の位置に取り付ける一方、部材の線膨張係数がアダプタの線膨張係数より小さいときに、第２の固定部材を固定穴よりも投受光面側の位置に取り付ける。
【００１７】
上記の方法によれば、光学式センサの温度特性を小さくするための適切な取付位置を決定することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、使用環境に応じて光学式センサの温度特性を調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施の形態に係るアダプタの使用態様を説明するための模式図である。
【図２】光学式センサの使用環境の別の例を示した図である。
【図３】図２に示されたセンサヘッド、アダプタおよび治具の詳細を示した図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るアダプタの上面図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るアダプタによる、光学式センサの温度特性の相殺を説明するための模式図である。
【図６】本発明の実施の形態に係るアダプタの取付け位置に関する条件を示した図である。
【図７】本発明の実施の形態に係るアダプタによる、光学式センサの温度特性の低減の効果を説明するための図である。
【図８】本発明の他の実施の形態に係るアダプタの斜視図である。
【図９】図８に示されたアダプタの上面図である。
【図１０】本発明のさらに他の実施の形態に係るアダプタの斜視図である。
【図１１】図１０に示されたアダプタの上面図である。
【図１２】本発明の実施の形態に係るアダプタを用いた、センサヘッドの取付位置の調整方法を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００２１】
本明細書において「光学式センサの使用」とは、現場（たとえば製造工場）での使用に限定されず、たとえば実験室内での使用も含む。したがって光学式センサの使用の態様は特に限定されない。また、以下に説明される実施の形態において、「温度特性」とは、単位温度変化あたりのセンサの計測値の変化量（すなわち温度変化に対する計測値の傾き）を意味する。本明細書において、温度特性はΔＨと表記されることもある。
【００２２】
図１は、本発明の一実施の形態に係るアダプタの使用態様を説明するための模式図である。図１を参照して、光学式センサ１０は、たとえば変位センサであり、たとえば工場のライン５０を流れる計測対象物５１の表面形状を計測する。光学式センサ１０は、計測対象物５１に向けて光を投光し、計測対象物５１からの反射光を受光する。その反射光の受光量に基づいて、光学式センサ１０は、センサヘッドから計測対象物５１までの距離を計測する。これにより、たとえば計測対象物５１の表面の形状が計測される。
【００２３】
光学式センサ１０は、センサヘッド１１と、コントローラ１２と、ケーブル１３とを含む。センサヘッド１１とコントローラ１２とはケーブル１３により接続される。センサヘッド１１は、図示しないネジによって、アダプタ１に取付けられる。アダプタ１は、図示しないネジによって、アーム２０の取付面２１に取り付けられる。これにより、センサヘッド１１は、アダプタ１とともにアーム２０に固定される。アーム２０の取付面２１は、光学式センサ１０の取付場所に対応する。アダプタ１を介して光学式センサ１０を取付場所に取り付けることによって、光学式センサ１０の使用環境によらず、光学式センサ１０の温度特性を低減することが可能になる。
【００２４】
光学式センサ１０は、たとえば同軸光学系を採用したセンサであり、白色共焦点方式のセンサ、あるいは干渉方式のセンサである。同軸光学系とは、投光軸と受光軸とが同軸である光学系を意味する。ただし、光学式の変位センサは、同軸光学系のセンサに限定されず、たとえば三角測距方式の変位センサであってもよい。
【００２５】
図２は、光学式センサ１０の使用環境の別の例を示した図である。図２を参照して、光学式センサ１０のセンサヘッド１１が、アダプタ１を介在して治具２２に取り付けられる。
【００２６】
図３は、図２に示されたセンサヘッド１１、アダプタ１および治具２２の詳細を示した図である。図３（Ａ）は、上面図であり、図３（Ｂ）は、側面図であり、図３（Ｃ）は底面図である。
【００２７】
図２および図３を参照しながら、アダプタ１について以下に詳細に説明する。アダプタ１は、センサ設置面１Ａと、取付面１Ｂとを有する。センサ設置面１Ａは、光学式センサ（センサヘッド１１）をアダプタ１に設置するための面である。取付面１Ｂは、センサ設置面１Ａの反対側に位置する。取付面１Ｂは、アダプタ１とともにセンサヘッド１１を取付場所に取付けるための面である。図２および図３の例においては、取付場所とは、治具２２の設置面２２Ａである。
【００２８】
センサヘッド１１は、センサヘッド１１の筐体を貫通するネジ３１，３２によって、アダプタ１に固定される。ネジ３１，３２は、センサヘッド１１とセンサ設置面１Ａとをつなぐ第１の固定部材に相当する。後述するように、アダプタ１には、ネジ３１，３２が挿入されるための固定穴６，７（図４を参照）が形成されている。
【００２９】
アダプタ１には、さらに、取付穴３，４が形成されている。取付穴３，４は、センサ設置面１Ａと取付面１Ｂとを貫通する貫通孔である。たとえば図３（Ａ）に示されるように、取付穴３，４の各々は、ネジ３１，３２に対してセンサヘッド１１の投受光面１１Ａの側、および、ネジ３１，３２に対して投受光面１１Ａの反対の側（背面１１Ｂの側）に形成されている。より具体的には、取付穴３，４は、センサヘッド１１の投受光面１１Ａの側から投受光面１１Ａの反対の側まで連続的に形成された長穴である。なお、投受光面１１Ａの側から投受光面１１Ａの反対の側に向かう方向とは、センサヘッド１１の光軸方向に相当する。取付穴３，４が長穴であることによって、アダプタ１の取付位置をセンサヘッド１１の投受光面１１Ａの側から投受光面１１Ａの反対の側（背面１１Ｂの側）まで連続的に変化させることができる。したがって、光学式センサ１０の温度特性を小さくするための適切な取付位置を決定することができる。
【００３０】
治具２２には、長穴２３，２４が形成される。長穴２３，２４の各々は、治具２２を貫通する貫通穴である。ネジ３３が、アダプタ１の取付穴３および治具２２の長穴２３を通される。同じく、ネジ３４が、アダプタ１の取付穴４および治具２２の長穴２４を通される。治具２２の底面２２Ｂにおいて、ネジ３３，３４は、雌ネジ３５，３６にそれぞれ結合される。これにより、アダプタ１が治具２２の設置面２２Ａに固定される。
【００３１】
ネジ３３，３４の位置は、センサヘッド１１の温度特性を小さくする（好ましくは最小にする）ように決定される。図２および図３に示されるように、ネジ３３，３４の位置は、ネジ３１，３２に対して、センサヘッド１１の背面１１Ｂ側の位置であり得る。逆に、ネジ３３，３４の位置は、ネジ３１，３２に対して、センサヘッド１１の投受光面１１Ａ側の位置であってもよい。図３（Ａ）および図３（Ｃ）に示されるように、センサヘッド１１の光軸方向において、長穴２３，２４は、取付穴３，４よりも長い。したがって、センサヘッド１１の温度特性を最小にすることが可能な位置において、ネジ３３，３４によりアダプタ１を治具２２に固定することができる。
【００３２】
図２および図３に示された例によれば、アダプタ１には、センサヘッド１１の位置決めのためのガイドピン５が設けられる。同じく、治具には、アダプタ１の位置決めのためのガイドピン２５が設けられる。しかしながらガイドピン５，２５は、光学式センサ１０の温度特性の調整のための必須の構成ではない。
【００３３】
図４は、本発明の実施の形態に係るアダプタ１の上面図である。図４を参照して、センサ設置面１Ａには、センサヘッド１１（破線により図４に示される）をセンサ設置面１Ａに固定するための固定穴６，７（ネジ穴）が形成されている。取付穴３，４は、固定穴６，７に対してセンサヘッド１１の投受光面１１Ａの側、および、固定穴６，７に対して投受光面１１Ａの反対の側（背面１１Ｂの側）に形成されている。
【００３４】
アダプタ１の材質は特に限定されない。光学式センサ１０の温度特性を最小にするという観点から、アダプタ１の材質は、センサヘッド１１の筐体の材質（たとえばアルミニウム）および、取付位置においてアダプタ１に接する部材（治具２２）の材質（たとえばアルミニウム、ＳＵＳ、スーパーインバー等）と異ならせてもよい。一例では、アダプタ１の材質は、樹脂（たとえばポリカーボネイト）である。ただし、アダプタ１の材質は金属であってもよい。
【００３５】
図５は、本発明の実施の形態に係るアダプタ１による、光学式センサ１０の温度特性の相殺を説明するための模式図である。図５を参照して、センサヘッド１１は投光および受光のための光学系１４を備える。光学系１４は、投光素子１５、受光素子１６、およびレンズ１７等の光学素子を含む。なお、図５には、光学系１４の一部の素子が模式的に記載されている。したがって、光学系１４を構成する光学素子の詳細な配置は図５には示されていない。
【００３６】
主として光学素子の間の距離が温度によって変化することにより、センサヘッド１１による計測値は温度特性を有する。
【００３７】
治具２２は、センサヘッド１１の投受光面１１Ａに対向する対向面２２Ｃを有する。投受光面１１Ａから対向面２２Ｃまでの距離は、センサヘッド１１から計測対象物５１（ワーク）までの距離に等しい。対向面２２Ｃの位置を、以下では「ワーク位置」と呼ぶ。
【００３８】
アダプタ１がなく、センサヘッド１１が治具２２に直接固定されている場合には、センサヘッド１１の温度特性ΔＨは以下の式（１）に従って表される。Δは温度１℃当たりの変化量を示す。式（１）では、センサヘッド１１の取付位置を基準位置とする。センサヘッド１１の取付位置とは、ネジ３１の位置である。
【００３９】
ΔＨ＝ΔＬ１＋ΔＬ３−ΔＬ２  ・・・（１）
Ｌ１は、基準位置から光学系１４の主点までの距離である。Ｌ２は、基準位置からワーク位置までの距離である。Ｌ３は、光学系１４の主点からワーク位置までの距離である。正の値は、ワーク位置に近づく方向の長さを表し、負の値は、ワーク位置から遠ざかる方向の長さを表す。
【００４０】
ΔＬ１は、センサヘッド１１の筐体が基準位置から伸びた長さを表す。センサヘッド１１の筐体の線膨張率をα１と表すと、ΔＬ１＝Ｌ１×α１である。
【００４１】
ΔＬ２は、治具２２が基準位置から伸びた長さを表す。治具２２の線膨張率をα２と表すと、ΔＬ２＝Ｌ２×α２である。
【００４２】
ΔＬ３は、光学系の主点からワーク位置までの距離の変化量である。ΔＬ３は、たとえば光学シミュレーションなどの公知の手法により算出することができる。
【００４３】
式（１）は、以下のように変形される。
ΔＨ＝Ｌ１×α１＋ΔＬ３−Ｌ２×α２  ・・・（２）
本発明の実施の形態では、センサヘッド１１は、アダプタ１に取り付けられ、アダプタ１が治具２２に取り付けられる。Ｌ４は、基準位置から、アダプタ１が治具２２に取り付けられる位置までの距離である。アダプタ１が治具２２に取り付けられる位置とは、ネジ３３の位置である。
【００４４】
アダプタ１の線膨張率をα４とすると、センサヘッド１１の温度特性は以下のように表される。
【００４５】
ΔＨ＝Ｌ１×α１＋ΔＬ３−（Ｌ２×α２＋Ｌ４×α２）  ・・・（３）
温度特性を相殺するためには、ΔＨ＝−Ｌ４×α４となればよい。したがって、以下の式が成立する。
【００４６】
−Ｌ４×α４＝Ｌ１×α１＋ΔＬ３−（Ｌ２×α２＋Ｌ４×α２）  ・・・（４）
式（４）を変形することにより、以下の式（５）が得られる。
【００４７】
−Ｌ４（α４−α２）＝Ｌ１×α１＋ΔＬ３−Ｌ２×α２  ・・・（５）
温度特性が負の場合および温度特性が正の場合のそれぞれに応じて、次のようにアダプタ１の取付位置を決定することができる。
【００４８】
＜１．温度特性が負の場合（ΔＨ＜０の場合）＞
ΔＨ＜０の場合、Ｌ１×α１＋ΔＬ３＜Ｌ２×α２となる。
【００４９】
この場合、Ｌ４＞０、かつ、α４＞α２である。または、Ｌ４＜０、かつ、α４＜α２である。すなわち、治具の線膨張率α２よりもアダプタ１の線膨張率α４が大きい場合には、ネジ３１の位置よりも、センサヘッド１１の投受光面１１Ａ側の位置において、アダプタ１を治具２２に固定すればよい。一方、治具の線膨張率α２よりもアダプタ１の線膨張率α４が小さい場合には、ネジ３１の位置よりも、センサヘッド１１の背面１１Ｂ側の位置において、アダプタ１を治具２２に固定すればよい。
【００５０】
＜２．温度特性が正の場合（ΔＨ＞０の場合）＞
ΔＨ＞０の場合、Ｌ１×α１＋ΔＬ３＞Ｌ２×α２となる。
【００５１】
この場合、Ｌ４＜０、かつ、α４＞α２である。または、Ｌ４＞０、かつ、α４＜α２である。すなわち、治具の線膨張率α２よりもアダプタ１の線膨張率α４が大きい場合には、ネジ３１の位置よりも、センサヘッド１１の背面１１Ｂ側の位置において、アダプタ１を治具２２に固定すればよい。なお、図５には、Ｌ４＜０の場合が示されている。一方、治具の線膨張率α２よりもアダプタ１の線膨張率α４が小さい場合には、ネジ３１の位置よりも、センサヘッド１１の投受光面１１Ａ側の位置において、アダプタ１を治具２２に固定すればよい。
【００５２】
上記の説明から理解されるように、本実施の形態では、アダプタ１およびアダプタ１に接する部材（たとえば治具２２）の線膨張率の値に依存することなく、センサヘッド１１自体の温度特性と、その部材の伸びの両方に起因する温度特性を相殺することができる。
【００５３】
光学式センサ１０の温度特性は主として、センサヘッド１１の温度特性に起因する。しかし、光学式センサ１０の温度特性として、コントローラ１２側に起因する温度特性を含めてもよい。この場合にも、上記の方法によって、温度特性を相殺することができる。
【００５４】
図６は、本発明の実施の形態に係るアダプタ１の取付け位置に関する条件を示した図である。図６を参照して、α２およびα４の値は既知であるので、α２とα４の大小は容易に決定することができる。光学式センサ１０の温度特性を測定することにより、ΔＨが正の値であるか、負の値であるかを決定することができる。ΔＨの符号に基づき、図６に示された条件に従って、ネジ３３およびネジ３４の位置が、ネジ３１，３２（固定穴６，７）に対して、投受光面１１Ａの側および背面１１Ｂの側のいずれの側にあるかを決定することができる。その決定された側におけるネジ３３，３４の位置を調整することによって、光学式センサ１０の温度特性を最小にすることができる。
【００５５】
図７は、本発明の実施の形態に係るアダプタ１による、光学式センサ１０の温度特性の低減の効果を説明するための図である。図７を参照して、周囲温度２５℃における計測値を基準として、周囲温度を変化させた時の計測値の変化を評価した。アダプタ１を用いずに、センサヘッド１１を治具２２に取り付けた場合（アダプタ無しの場合）には、温度特性は負の特性を示した。すなわち、周囲温度が２５℃から低下した場合、計測値の変動量は正の方向に増大した。一方、周囲温度が２５℃から上昇した場合、計測値の変動量は負の方向に増大した。これに対して、センサヘッド１１をアダプタ１を介して治具２２に取り付けた場合（アダプタ有りの場合）には、広い温度範囲（０℃〜５０℃）にわたり、温度特性をほぼ０にすることができた。０℃から５０℃までの温度範囲内の計測値の変動量を比較すると、本発明の実施の形態に係るアダプタ１が、温度特性をほぼ相殺できていることが示される。
【００５６】
本発明の実施の形態において、アダプタ１の取付穴３，４は、固定穴６，７に対してセンサヘッド１１の投受光面１１Ａの側、および、固定穴６，７に対して背面１１Ｂの側に形成されていればよい。したがって、取付穴３，４の形状は、図２〜図４に示されるように限定されるものではない。
【００５７】
図８は、本発明の他の実施の形態に係るアダプタ１の斜視図である。図９は、図８に示されたアダプタ１の上面図である。図８および図９を参照して、取付穴３，４の各々は、センサヘッド１１の投受光面１１Ａの側から背面１１Ｂの側まで、一列に（直線状に）並べられた複数の穴である。複数の穴３Ａは、図４に示された取付穴３に相当し、複数の穴４Ａは、図４に示された取付穴４に相当する。たとえば複数の穴３Ａ，４Ａは等間隔に形成される。アダプタ１の取付位置を、センサヘッド１１の投受光面１１Ａの側から背面１１Ｂの側までの複数の位置の中から、選択することができる。したがって光学式センサ１０の温度特性を小さくするための適切な取付位置を決定しやすくすることができる。
【００５８】
アダプタ１の複数の穴３Ａ，４Ａに対応して、治具２２において複数の穴２４Ａが形成される。図８では、複数の穴２４Ａのうちの一部のみが示されている。ただし、治具２２に形成される穴は、複数の穴であると限定されない。たとえば図３に示されるように、長穴２３，２４が治具２２に形成されていてもよい。
【００５９】
図１０は、本発明のさらに他の実施の形態に係るアダプタ１の斜視図である。図１１は、図１０に示されたアダプタ１の上面図である。図１０および図１１を参照して、取付穴３，４の各々は、固定穴に対して投受光面１１Ａの側に位置する第１の穴と、固定穴に対して投受光面１１Ａの反対の側に位置する第２の穴とに分けられている。第１の穴、および第２の穴の間に固定穴が位置する。すなわち、第１の穴と、固定穴と、第２の穴とは、一列に並べられる。
【００６０】
具体的には、取付穴３は、第１の穴４１と、第２の穴４２とに分けられる。第１の穴４１は、固定穴６に対して、センサヘッド１１の投受光面１１Ａの側に位置する。第２の穴４２は、固定穴６に対してセンサヘッド１１の背面１１Ｂの側に位置する。第１の穴４１、固定穴６および第２の穴４２は、センサヘッド１１の光軸方向、すなわち、投受光面１１Ａから背面１１Ｂへの方向に沿って、一列に並べられる。アダプタ１の取付位置を、センサヘッド１１の投受光面１１Ａの側から固定穴（固定穴６または固定穴７）までの間、および、センサヘッド１１の背面１１Ｂの側から固定穴（固定穴６または固定穴７）までの間で連続的に変化させることができる。したがって光学式センサ１０の温度特性を小さくするための適切な取付位置を決定することができる。
【００６１】
同様に、取付穴４は、第１の穴４３と、第２の穴４４とに分けられる。第１の穴４３は、固定穴７に対して、センサヘッド１１の投受光面１１Ａの側に位置する。第２の穴４４は、固定穴７に対してセンサヘッド１１の背面１１Ｂの側に位置する。第１の穴４３、固定穴７および第２の穴４４は、センサヘッド１１の光軸方向に沿って、一列に並べられる。
【００６２】
図１２は、本発明の実施の形態に係るアダプタ１を用いた、センサヘッド１１の取付位置の調整方法を示したフローチャートである。図１２を参照して、まずステップＳ１において、センサヘッド１１をアダプタ１のセンサ設置面１Ａに固定する。上述のように、ネジ３１，３２を固定穴６，７にそれぞれ挿入することによって、センサヘッド１１がアダプタ１のセンサ設置面１Ａに固定される。
【００６３】
ステップＳ２において、センサヘッド１１の温度特性（ΔＨ）が取得される。たとえばΔＨは、アダプタ１を治具２２に取り付けた状態でＬ４＝０とすることにより求めることができる。
【００６４】
ステップＳ３において、ΔＨの符号、線膨張率α２，α４に基づいて、長さＬ４の符号が決定される。すなわち、長穴２３，２４のそれぞれにおいてネジ３３，３４を取付ける位置が、固定穴６，７に対してセンサヘッド１１の投受光面１１Ａ側であるか、または背面１１Ｂ側であるかが決定される。この決定においては、図６に示された条件が適用される。
【００６５】
ステップＳ４において、ネジ３３，３４を取付ける位置が調整される。たとえば光学式センサ１０の温度特性を測定し、その結果に基づいてネジ３３，３４を取付ける位置を調整してもよい。温度特性の値が目標とする値に達した場合には、取り付け位置の調整が終了する。
【００６６】
以上のように、本発明の実施の形態によれば、センサヘッド１１に取り付けられるアダプタ１によって、光学式センサ１０の温度特性を相殺することができる。これにより、使用環境によらず、安定した計測が実現できる。たとえば温度変化の大きい環境であっても高精度の測定が可能になる。
【００６７】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００６８】
１  アダプタ、１Ａ  センサ設置面、１Ｂ，２１  取付面、３，４  取付穴、３Ａ，４Ａ，２４Ａ  穴、５，２５  ガイドピン、６，７  固定穴、１０  光学式センサ、１１  センサヘッド、１１Ａ  投受光面、１１Ｂ  背面、１２  コントローラ、１３  ケーブル、１４  光学系、１５  投光素子、１６  受光素子、１７  レンズ、２０  アーム、２２  治具、２２Ａ  設置面、２２Ｂ  底面、２２Ｃ  対向面、２３，２４  長穴、３１〜３４  ネジ、３５，３６  雌ネジ、４１，４３  第１の穴、４２，４４  第２の穴、５０  ライン、５１  計測対象物、Ｓ１〜Ｓ４  ステップ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【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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