(57)【要約】【課題】複数方向からの同時測定が行えるとともに、装置コストの高騰および設置スペースの拡大を防止できる光学式外形寸法測定方法および測定装置を提供する。【解決手段】発光部１０および反射部３０を、測定光束１６の光軸ＡＰと反射光束２３の光軸ＡＲとが交差し、かつ測定光束１６および反射光束２３が同じ仮想的な測定平面内に形成されるように配置し、測定光束１６に第１測定光束Ｂ１と第２測定光束Ｂ２とを設定し、反射光束２３に第１反射光束Ｂ１Ｒと第２反射光束Ｂ２Ｒとを設定し、測定平面の、第１測定光束Ｂ１Ｒと第２反射光束Ｂ２とが重複する測定領域に、測定対象物２を配置し、第１反射光束Ｂ１Ｒに表れる影ＢＷ１Ｒから測定対象物２の第１方向からの外径Ｄ１を測定するとともに、第２反射光束Ｂ２Ｒに表れる影ＢＷ２Ｒから測定対象物２の第２方向からの外径Ｄ２を測定する。【選択図】図１
2017110970.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象物の外形寸法を測定する光学式外形寸法測定方法であって、
平行光束からなる帯状の測定光束を形成する発光部と、前記測定光束を反射して反射光束を形成する反射部と、前記反射光束を受光する受光部とを設置し、
前記発光部および前記反射部を、前記測定光束の光軸と前記反射光束の光軸とが交差し、かつ前記測定光束および前記反射光束が同じ仮想的な測定平面内に形成されるように配置し、
前記測定光束に、少なくとも主測定光束と副測定光束とを設定し、
前記反射光束に、少なくとも前記主測定光束の反射光である主反射光束と、前記副測定光束の反射光である副反射光束とを設定し、
前記測定平面の、前記主測定光束と前記副反射光束とが重複する測定領域に、測定対象物を配置し、
前記主反射光束に表れる前記測定対象物の影から前記測定対象物の主方向からの外形寸法を測定するとともに、前記副反射光束に表れる前記測定対象物の影から前記測定対象物の副方向からの外形寸法を測定することを特徴とする光学式外形寸法測定方法。
【請求項２】
測定対象物の外形寸法を測定する光学式外形寸法測定装置であって、
平行光束からなる帯状の測定光束を形成する発光部と、前記測定光束を反射して反射光束を形成する反射部と、前記反射光束を受光する受光部とを有し、
前記発光部および前記反射部は、前記測定光束の光軸と前記反射光束の光軸とが交差し、かつ前記測定光束および前記反射光束が同じ仮想的な測定平面内に形成されるように配置され、
前記測定光束は、少なくとも主測定光束と副測定光束とを有し、
前記反射光束は、少なくとも前記主測定光束の反射光である主反射光束と、前記副測定光束の反射光である副反射光束とを有し、
前記測定平面の、前記主測定光束と前記副反射光束とが重複する測定領域に、前記測定対象物が配置されることを特徴とする光学式外形寸法測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学式外形寸法測定方法および測定装置に関し、測定対象物の複数方向の外径を同時に測定する方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
測定対象物の外形寸法（円柱状物の外径など）を非接触で測定するために、光学式の測定装置が用いられている。例えば、レーザスキャン式マイクロメータや、イメージセンサ式マイクロメータあるいは光切断式２次元形状測定センサが利用されている。
これらは、帯状の平行レーザ光束あるいは帯状に平行スキャンするレーザビーム等を用い、測定対象物で遮断された影の区間の寸法から、測定対象物の外径を検出している（特許文献１など参照）。
【０００３】
図５に示すように、レーザスキャン式マイクロメータ９０では、発光部９１で帯状のレーザ光束Ｂを形成し、この光束Ｂを受光部９２で受光する。光束Ｂの途中に円筒状などの測定対象物９９を置くと、光束Ｂの一部が測定対象物９９で遮断され、その背後には影領域ＢＷが形成される。受光部９２においては、光束Ｂに生じる影領域ＢＷの長さを検出することで、測定対象物９９の外径Ｄ１を測定することができる。
【０００４】
測定対象物９９の外径を、同時に複数方向から測定する必要がある場合、専用のレーザスキャン式マイクロメータが用いられる。
図６に示すように、２方向同時測定用のレーザスキャン式マイクロメータ９３は、２セットの発光部９４，９５および受光部９６，９７を互いに交差方向に配置して構成される。このような構成では、各セットの光束により、同時に２方向から測定対象物９９の外径Ｄ１，Ｄ２を測定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１０８４１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述した通り、既存のレーザスキャン式マイクロメータなどの光学式測定装置は、基本的に測定対象物の一方向の外形寸法を測定するものであり、複数方向の同時測定を行う場合には、複数の発光部および受光部のセットを用いる必要があった。
しかし、複数セットの発光部および受光部を設置しようとすると、装置コストが高騰するという問題があるとともに、各々の設置スペースが大きくなるという問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、複数方向からの同時測定が行えるとともに、装置コストの高騰および設置スペースの拡大を防止できる光学式外形寸法測定方法および測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の測定方法は、測定対象物の外形寸法を測定する光学式外形寸法測定方法であって、平行光束からなる帯状の測定光束を形成する発光部と、前記測定光束を反射して反射光束を形成する反射部と、前記反射光束を受光する受光部とを設置し、前記発光部および前記反射部を、前記測定光束の光軸と前記反射光束の光軸とが交差し、かつ前記測定光束および前記反射光束が同じ仮想的な測定平面内に形成されるように配置し、前記測定光束に、少なくとも主測定光束と副測定光束とを設定し、前記反射光束に、少なくとも前記主測定光束の反射光である主反射光束と、前記副測定光束の反射光である副反射光束とを設定し、前記測定平面の、前記主測定光束と前記副反射光束とが重複する測定領域に、測定対象物を配置し、前記主反射光束に表れる前記測定対象物の影から前記測定対象物の主方向からの外形寸法を測定するとともに、前記副反射光束に表れる前記測定対象物の影から前記測定対象物の副方向からの外形寸法を測定することを特徴とする。
【０００９】
このような本発明では、一対の発光部および受光部に反射部を加えた構成だけで、測定対象物の主方向および副方向からの外形寸法の同時測定を行うことができる。
この際、一対の発光部および受光部としては、既存のレーザスキャン式マイクロメータや、イメージセンサ式マイクロメータの発光部および受光部を流用することができる。また、反射部としては、既存の光学測定用の反射鏡を利用することができる。
このように、本発明によれば、発光部および受光部が一系統だけでも、複数方向からの同時測定が行えるとともに、装置コストの高騰および設置スペースの拡大を防止することができる。
【００１０】
本発明の測定装置は、測定対象物の外形寸法を測定する光学式外形寸法測定装置であって、平行光束からなる帯状の測定光束を形成する発光部と、前記測定光束を反射して反射光束を形成する反射部と、前記反射光束を受光する受光部とを有し、前記発光部および前記反射部は、前記測定光束の光軸と前記反射光束の光軸とが交差し、かつ前記測定光束および前記反射光束が同じ仮想的な測定平面内に形成されるように配置され、前記測定光束は、少なくとも主測定光束と副測定光束とを有し、前記反射光束は、少なくとも前記主測定光束の反射光である主反射光束と、前記副測定光束の反射光である副反射光束とを有し、前記測定平面の、前記主測定光束と前記副反射光束とが重複する測定領域に、前記測定対象物が配置されることを特徴とする。
【００１１】
このような本発明では、主反射光束に表れる測定対象物の影から測定対象物の主方向からの外形寸法を測定するとともに、副反射光束に表れる測定対象物の影から測定対象物の副方向からの外形寸法を測定することができる。
このため、前述した本発明の測定方法で述べた通りの作用効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、複数方向からの同時測定が行えるとともに、装置コストの高騰および設置スペースの拡大を防止できる光学式外形寸法測定方法および測定装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態の装置構成を示す模式図。
【図２】前記第１実施形態の測定処理を示すグラフ。
【図３】本発明の第２実施形態の装置構成を示す模式図。
【図４】本発明の第３実施形態の装置構成を示す模式図。
【図５】従来の１方向の外形寸法測定を示す斜視図。
【図６】従来の２方向の外形寸法同時測定を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
〔第１実施形態〕
図１および図２には、本発明の第１実施形態が示されている。
図１において、測定装置１は、本発明に基づく光学式外形寸法測定装置であり、測定対象物２の外形寸法を測定するものである。
本実施形態において、測定対象物２は、断面が円形の棒状体であり、図１の紙面に垂直な方向に延びている。
本実施形態では、測定装置１により、測定対象物２の２方向から、その外形寸法である外径Ｄ１，Ｄ２を同時測定する。
測定装置１は、発光部１０、受光部２０および反射部３０を有する。
【００１５】
発光部１０は、レーザ光源１１、ポリゴンミラー１２およびコリメータレンズ１３を有する。
発光部１０においては、レーザ光源１１からのビーム状のレーザ光１４が、ポリゴンミラー１２で反射される。反射光１５は、コリメータレンズ１３を通して出射される。
ポリゴンミラー１２は、図示省略した回転駆動機構で回転駆動される。これにより、ポリゴンミラー１２で反射された反射光１５のビームは扇形に振られ、コリメータレンズ１３を通して出射されたビームが平行に振られることで、帯状の測定光束１６が形成される。
【００１６】
反射部３０は、高精度な平坦面を有する反射鏡で構成される。反射部３０は、測定光束１６の光路上に設置され、測定光束１６を反射して反射光束２３を形成する。
ここで、発光部１０および反射部３０は、測定光束１６の光軸ＡＰと、反射光束２３の光軸ＡＲとが直角に交差し、かつ測定光束１６および反射光束２３が、同じ仮想的な測定平面（図１の紙面）内に形成されるように配置されている。
【００１７】
本実施形態において、測定光束１６の光軸ＡＰの方向、つまり図１左から右に向かう方向が第１方向であり、反射光束２３の光軸ＡＲの方向、つまり図１下から上に向かう方向が第２方向である。
【００１８】
受光部２０は、反射光束２３の光路上に配置された集光レンズ２１と、その焦点位置に配置された受光素子２２とを有する。
受光部２０においては、反射部３０からの反射光束２３が、集光レンズ２１で収束され、収束光２４が受光素子２２に入射される。受光素子２２は、受光した収束光２４の光強度を検出し、外部の制御装置４０に出力する。
【００１９】
これらの制御装置４０、受光部２０、発光部１０としては、既存のレーザスキャン式マイクロメータの各部を利用することができ、既存の信号処理により反射光束２３に表れる測定対象物２の影の幅から、測定対象物２の外径Ｄ１，Ｄ２を同時に測定可能である。
【００２０】
本実施形態において、測定光束１６には、第１測定光束Ｂ１および第２測定光束Ｂ２が割り当てられる。例えば、第１測定光束Ｂ１および第２測定光束Ｂ２は、測定光束１６の一方の側の半分と、他方の側の半分とされている。
これらの第１測定光束Ｂ１および第２測定光束Ｂ２は、反射部３０で反射されて、第１反射光束Ｂ１Ｒおよび第２反射光束Ｂ２Ｒとなる。
つまり、反射光束２３には、片側に第１反射光束Ｂ１Ｒが、他の側に第２反射光束Ｂ２Ｒが、それぞれ割り当てられる。
【００２１】
前述した仮想的な測定平面上で、発光部１０を出た第１測定光束Ｂ１は、反射部３０で反射され、第１反射光束Ｂ１Ｒとして受光部２０に至る。また、発光部１０を出た第２測定光束Ｂ２は、反射部３０で反射され、第２反射光束Ｂ２Ｒとして受光部２０に至る。
このような測定平面において、第１測定光束Ｂ１と第２反射光束Ｂ２Ｒとが重複する測定領域には、測定対象物２が配置される。
【００２２】
測定領域に配置された測定対象物２には、図１下方から第２方向（光軸ＡＲ方向）に第２反射光束Ｂ２Ｒが照射され、受光部２０に至る第２反射光束Ｂ２Ｒには、測定対象物２による第２方向の影ＢＷ２Ｒが形成される。
一方、測定対象物２には、図１左方から第１方向（光軸ＡＰ方向）に第１測定光束Ｂ１が照射され、反射部３０に至る第１測定光束Ｂ１には影ＢＷ１が形成される。影ＢＷ１を含む第１測定光束Ｂ１は、反射部３０で反射され、受光部２０に至る第１反射光束Ｂ１Ｒには、測定対象物２による第１方向の影ＢＷ１Ｒが形成される。
【００２３】
制御装置４０では、第１反射光束Ｂ１Ｒに形成された影ＢＷ１Ｒから、測定対象物２の第１方向に現れる外径Ｄ１を測定する。また、第２反射光束Ｂ２Ｒに形成された影ＢＷ２Ｒから、測定対象物２の第２方向に現れる外径Ｄ２を測定する。
図１において、ポリゴンミラー１２が時計回りに回転すると、測定光束１６においてはレーザビームが図１上側（第１測定光束Ｂ１側）から下側（第２測定光束Ｂ２側）へ平行移動する。反射光束２３においては、レーザビームが図１右側（第１反射光束Ｂ１Ｒ側）から左側（第２反射光束Ｂ２Ｒ側）へ平行移動する。
従って、受光部２０の受光素子２２からは、第１反射光束Ｂ１Ｒの検出信号に続いて第２反射光束Ｂ２Ｒの検出信号が出力される。
【００２４】
図２において、制御装置４０に送られる受光素子２２からの検出信号は、３つの山側部分を有する。このうち、図２左側の山と中央の山の左半分とが第１反射光束Ｂ１Ｒの検出信号であり、図２右側の山と中央の山の右半分とが第２反射光束Ｂ２Ｒの検出信号である。そして、図２左側の山と中央の山との間の谷は、第１反射光束Ｂ１Ｒに表れる測定対象物２の第１方向の影ＢＷ１Ｒであり、図２右側の山と中央の山との間の谷は、第２反射光束Ｂ２Ｒに表れる測定対象物２の第２方向の影ＢＷ２Ｒである。
制御装置４０では、所定の閾値ＴＨで検出信号を切り出すことで、測定対象物２の影ＢＷ１Ｒおよび影ＢＷ２Ｒの端点Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ２１，Ｐ２２を確定する。
その結果、端点Ｐ１１，Ｐ１２の間隔および端点Ｐ２１，Ｐ２２の間隔から、測定対象物２の第１方向の外径Ｄ１および第２方向の外径Ｄ２を同時に測定することができる。
【００２５】
このような本実施形態によれば、一対の発光部１０および受光部２０に反射部３０を加えた構成だけで、測定対象物２の第１方向（光軸ＡＰ方向）および第２方向（光軸ＡＲ方向）からの外径Ｄ１，Ｄ２の同時測定を行うことができる。
この際、一対の発光部１０および受光部２０としては、既存のレーザスキャン式マイクロメータの発光部および受光部を流用することができる。また、反射部３０としては、既存の反射鏡を利用することができ、特殊な機器を必要としない。
このように、本発明によれば、発光部１０および受光部２０が一系統だけでも、複数方向からの外径Ｄ１，Ｄ２の同時測定が行えるとともに、装置コストの高騰および設置スペースの拡大を防止することができる。
【００２６】
なお、本実施形態において、第１方向（光軸ＡＰ方向）が本発明の主方向であり、第１測定光束Ｂ１が本発明の主測定光束であり、第１反射光束Ｂ１Ｒが本発明の主反射光束であり、第２測定光束Ｂ２が本発明の副測定光束であり、第２反射光束Ｂ２Ｒが本発明の副反射光束である。
【００２７】
〔第２実施形態〕
図３には、本発明の第２実施形態が示されている。
第２実施形態の測定装置１Ａは、前述した第１実施形態の測定装置１と同様な発光部１０、受光部２０および制御装置４０を有する。
ただし、反射部として２枚の反射鏡３１，３２を用いるとともに、測定光束１６および反射光束２３には３つの領域が割り当てられている。
【００２８】
２枚の反射鏡３１，３２は、互いに６０度の角度をなして配置されている。
発光部１０からの測定光束１６は、第２の反射鏡３２の表面と平行に配置され、第１の反射鏡３１に６０度の角度で入射される。第１の反射鏡３１で反射された光束は第２の反射鏡３２に送られ、さらに反射されて反射光束２３を形成する。反射光束２３は第１の反射鏡３１の表面と平行に進み、受光部２０に入射される。
【００２９】
発光部１０からの測定光束１６は、図３上側から順に第１測定光束Ｂ１、第２測定光束Ｂ２、第３測定光束Ｂ３とされている。これらの第１測定光束Ｂ１、第２測定光束Ｂ２、第３測定光束Ｂ３の光軸は、第３方向Ａ３とされている。
これらの第１測定光束Ｂ１、第２測定光束Ｂ２、第３測定光束Ｂ３は、それぞれ第１の反射鏡３１で反射されて、第１反射光束Ｂ１Ｒ、第２反射光束Ｂ２Ｒ、第３反射光束Ｂ３Ｒとされる。これらの第１反射光束Ｂ１Ｒ、第２反射光束Ｂ２Ｒ、第３反射光束Ｂ３Ｒの光軸は、第１方向Ａ１とされている。
さらに、第１反射光束Ｂ１Ｒ、第２反射光束Ｂ２Ｒ、第３反射光束Ｂ３Ｒは、それぞれ第２の反射鏡３２で反射されることで、第１再反射光束Ｂ１ＲＲ、第２再反射光束Ｂ２ＲＲ、第３再反射光束Ｂ３ＲＲとされる。これらの第１再反射光束Ｂ１ＲＲ、第２再反射光束Ｂ２ＲＲ、第３再反射光束Ｂ３ＲＲの光軸は、第２方向Ａ２とされている。
【００３０】
本実施形態において、測定対象物２は、第３測定光束Ｂ３の光路上であって、第２再反射光束Ｂ２ＲＲおよび第１反射光束Ｂ１Ｒの光路上となる測定領域に配置されている。
この測定領域に配置された測定対象物２には、第１方向Ａ１から第１反射光束Ｂ１Ｒが照射されて影ＢＷ１Ｒが形成され、第１再反射光束Ｂ１ＲＲの影ＢＷ１ＲＲとして受光部２０に至る。
また、測定対象物２には、第２方向Ａ２から第２再反射光束Ｂ２ＲＲが照射されて影ＢＷ２ＲＲが形成され、受光部２０に至る。
さらに、測定対象物２には、第３方向Ａ３から第３測定光束Ｂ３が照射されて影ＢＷ３が形成され、第３反射光束Ｂ３Ｒの影ＢＷ３Ｒ、第３再反射光束Ｂ３ＲＲの影ＢＷ３ＲＲとして受光部２０に至る。
【００３１】
その結果、受光部２０で受光される反射光束２３には、第１再反射光束Ｂ１ＲＲに影ＢＷ１ＲＲが、第２再反射光束Ｂ２ＲＲに影ＢＷ２ＲＲが、第３再反射光束Ｂ３ＲＲに影ＢＷ３ＲＲが、それぞれ形成される。
そして、影ＢＷ１ＲＲから第１方向の外径Ｄ１を、影ＢＷ２ＲＲから第２方向の外径Ｄ２を、影ＢＷ３ＲＲから第３方向の外径Ｄ３を、それぞれ測定することができる。
【００３２】
なお、本実施形態において、第１方向Ａ１および第２方向Ａ２が、それぞれ本発明の主方向および副方向に対応する。この際、本発明の主測定光束は第１反射光束Ｂ１Ｒであり、主反射光束は第１再反射光束Ｂ１ＲＲである。また、副測定光束は第２反射光束Ｂ２Ｒであり、副反射光束は第２再反射光束Ｂ２ＲＲである。
測定対象物２は、主測定光束である第１反射光束Ｂ１Ｒの光路と、副反射光束である第２再反射光束Ｂ２ＲＲの光路とが重複する測定領域に配置されている。これらにより、第１方向Ａ１の外径Ｄ１および第２方向Ａ２の外径Ｄ２が測定される。
【００３３】
一方、本実施形態において、第３方向Ａ３および第１方向Ａ１も、それぞれ本発明の主方向および副方向に対応する。この際、本発明の主測定光束は第３測定光束Ｂ３であり、主反射光束は第３反射光束Ｂ３Ｒである。また、副測定光束は第１測定光束Ｂ１であり、副反射光束は第１反射光束Ｂ１Ｒである。
測定対象物２は、主測定光束である第３測定光束Ｂ３の光路と、副反射光束である第１反射光束Ｂ１Ｒの光路とが重複する測定領域に配置されている。これらにより、第３方向Ａ３の外径Ｄ３および第１方向Ａ１の外径Ｄ１が測定される。
本実施形態では、３方向の外径Ｄ１〜Ｄ３を測定するために、上述のように本発明の構成を２組用いたものである。
【００３４】
〔第３実施形態〕
図４には、本発明の第３実施形態が示されている。
第３実施形態の測定装置１Ｂは、前述した第１実施形態の測定装置１と同様な発光部１０、受光部２０および制御装置４０を有する。
さらに、第２実施形態と同様に、反射部として２枚の反射鏡３１，３２を用いるとともに、測定光束１６および反射光束２３には３つの領域が割り当てられている。
【００３５】
前述した第２実施形態との相違は、測定対象物２の配置である。
本実施形態において、測定対象物２は、第２測定光束Ｂ２の光路上であって、第１反射光束Ｂ１Ｒおよび第３再反射光束Ｂ３ＲＲの光路上となる測定領域に配置されている。
この測定領域に配置された測定対象物２には、第１方向Ａ１から第１反射光束Ｂ１Ｒが照射されて影ＢＷ１Ｒが形成され、第１再反射光束Ｂ１ＲＲの影ＢＷ１ＲＲとして受光部２０に至る。
また、測定対象物２には、第２方向Ａ２から第２測定光束Ｂ２が照射されて影ＢＷ２が形成され、第２反射光束Ｂ２Ｒの影ＢＷ２Ｒ、第２再反射光束Ｂ２ＲＲの影ＢＷ２ＲＲとして受光部２０に至る。
さらに、測定対象物２には、第３方向Ａ３から第３再反射光束Ｂ３ＲＲが照射されて影ＢＷ３ＲＲが形成され、受光部２０に至る。
【００３６】
その結果、受光部２０で受光される反射光束２３には、第１再反射光束Ｂ１ＲＲに影ＢＷ１ＲＲが、第２再反射光束Ｂ２ＲＲに影ＢＷ２ＲＲが、第３再反射光束Ｂ３ＲＲに影ＢＷ３ＲＲが、それぞれ形成される。
そして、影ＢＷ１ＲＲから第１方向の外径Ｄ１を、影ＢＷ２ＲＲから第２方向の外径Ｄ２を、影ＢＷ３ＲＲから第３方向の外径Ｄ３を、それぞれ測定することができる。
【００３７】
なお、本実施形態において、第２方向Ａ２および第１方向Ａ１が、それぞれ本発明の主方向および副方向に対応する。この際、本発明の主測定光束は第２測定光束Ｂ２であり、主反射光束は第２反射光束Ｂ２Ｒである。また、副測定光束は第１測定光束Ｂ１であり、副反射光束は第１反射光束Ｂ１Ｒである。
測定対象物２は、主測定光束である第２測定光束Ｂ２の光路と、副反射光束である第１反射光束Ｂ１Ｒの光路とが重複する測定領域に配置されている。これらにより、第１方向Ａ１の外径Ｄ１および第２方向Ａ２の外径Ｄ２が測定される。
【００３８】
一方、本実施形態において、第１方向Ａ１および第３方向Ａ３も、それぞれ本発明の主方向および副方向に対応する。この際、本発明の主測定光束は第１反射光束Ｂ１Ｒであり、主反射光束は第１再反射光束Ｂ１ＲＲである。また、副測定光束は第３反射光束Ｂ３Ｒであり、副反射光束は第３再反射光束Ｂ３ＲＲである。
測定対象物２は、主測定光束である第１反射光束Ｂ１Ｒの光路と、副反射光束である第３再反射光束Ｂ３ＲＲの光路とが重複する測定領域に配置されている。これらにより、第３方向Ａ３の外径Ｄ３および第１方向Ａ１の外径Ｄ１が測定される。
本実施形態では、３方向の外径Ｄ１〜Ｄ３を測定するために、上述のように本発明の構成を２組用いたものである。
【００３９】
〔他の実施形態〕
本発明は、前述した各実施形態の構成に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形などは本発明に含まれる。
前記各実施形態では、測定対象物２を断面が円形の棒状体とし、異なる方向からの外径を測定した。これに対し、測定対象物２は、断面が楕円形や多角形などの棒状体あるいは管材などであってもよく、あるいは板材の幅および厚みなどの外形寸法を異なる方向から同時測定するようにしてもよい。
【００４０】
本発明において、同時測定する方向は前述した各実施形態のように２方向あるいは３方向に限らず、さらに多くの方向の同時測定を行ってもよい。但し、前記実施形態のようなビームを振ってスキャンする場合、複数の方向から光束を照射するために複数の反射鏡などを用いた際に、各光束が最終的に受光部２０へ入る方向が同じとなるように配慮する必要がある。
【００４１】
発光部１０は、レーザスキャン式マイクロメータのようにビームを振ってスキャンするものに限らず、帯状のラインビームであってもよい。
受光部２０は、集光レンズ２１で収束させた光束を受光素子２２で検出するものに限らず、イメージセンサ式マイクロメータのように多数の受光素子を配列したアレイを用いてもよい。さらに、集光レンズ２１の代わりに集光ビラ-を用いてもよい。レーザスキャンマイクロメータの代わりに、イメージセンサ式マイクロメータを用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、光学式外形寸法測定方法および測定装置に関し、測定対象物の複数方向の外径を同時に測定する際に利用できる。
【符号の説明】
【００４３】
１，１Ａ，１Ｂ…測定装置、２…測定対象物、１０…発光部、１１…レーザ光源、１２…ポリゴンミラー、１３…コリメータレンズ、１４…レーザ光、１５…反射光、１６…測定光束、２０…受光部、２１…集光レンズ、２２…受光素子、２３…反射光束、２４…収束光、３０…反射部、３１…第１の反射鏡、３２…第２の反射鏡、４０…制御装置、Ａ１…第１方向、Ａ２…第２方向、Ａ３…第３方向、ＡＰ…測定光束の光軸、ＡＲ…反射光束の光軸、Ｂ１…第１測定光束、Ｂ１Ｒ…第１反射光束、Ｂ１ＲＲ…第１再反射光束、Ｂ２…第２測定光束、Ｂ２Ｒ…第２反射光束、Ｂ２ＲＲ…第２再反射光束、Ｂ３…第３測定光束、Ｂ３Ｒ…第３反射光束、Ｂ３ＲＲ…第３再反射光束、ＢＷ…影領域、ＢＷ１，ＢＷ１Ｒ，ＢＷ１ＲＲ，ＢＷ２，ＢＷ２Ｒ，ＢＷ２ＲＲ，ＢＷ３Ｒ，ＢＷ３ＲＲ…影、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３…外径、Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ２１，Ｐ２２…端点、ＴＨ…閾値。
【図１】
2017110970.tif 000003
【図２】
2017110970.tif 000004
【図３】
2017110970.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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