JPS5817403B2 - Kangekihabasokuteihouhou - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は物体の間隙幅を測定する方法に関するものであ
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for measuring the gap width of an object.

更に詳細には、はぼ一定の間隙幅を有する映写用スプー
ル、撮影用スプールなどの物体の間隙幅を、基準間隙幅
との相対的関係により測定する方法に関するものである
。More specifically, the present invention relates to a method of measuring the gap width of an object such as a projection spool or photographing spool, which has a substantially constant gap width, based on a relative relationship with a reference gap width.

以下、説明を簡略化するこめ、さくに映写用スプール（
以下、簡単のために「スプール」という。Below, to simplify the explanation, we will introduce the projection spool (
Hereinafter, it will be referred to as a "spool" for simplicity.

）の間隙幅測定について説明を加える。) Add an explanation about gap width measurement.

スプールの間隙幅測定方法としては、従来第１図、第２
図に示す如くダイヤルゲージや電気マイクロ等の接触子
を用いるものや、第３図に示す如く空気マイクロを用い
るもの等が知られていた。Conventional methods for measuring the spool gap width are as shown in Figures 1 and 2.
As shown in the figure, there were known ones that used contacts such as dial gauges and electric micros, and those that used air micros as shown in FIG. 3.

これらはいずれもスプールを回転させて、その間隙幅の
変化を測定するものである。In both of these methods, the spool is rotated and changes in the gap width are measured.

このうち第１図で示されるダイヤルゲージを用いる方法
は、まず基準ブロック等を用いてダイヤルゲージの目盛
りをゼロにセットして、次に間隙幅を測定したいスプー
ルにダイヤルゲージをあてて、スプールを回転させて基
準値からの偏倚を測定し、この偏倚を基準値に加えてス
プールの間隙幅を測定しようというものである。Among these methods, the method using a dial gauge shown in Figure 1 is to first set the scale of the dial gauge to zero using a reference block, etc., then place the dial gauge on the spool whose gap width you want to measure, and then rotate the spool. The idea is to rotate the spool, measure the deviation from the reference value, and add this deviation to the reference value to measure the gap width of the spool.

しかるにこの方法では間隙幅が小さいときなどは、間隙
内にダイヤルゲージをセットすることが困難であり、外
部に接触子を接触させざるを得なくなるため、フランジ
厚が一定でない場合にはその一定値よりの誤差が直接測
定精度に影響を与えるため、高精度測定が不可能である
。However, with this method, when the gap width is small, it is difficult to set the dial gauge in the gap, and the contact must be brought into contact with the outside. High precision measurements are not possible because the errors directly affect the measurement accuracy.

また、ダイヤルゲージの接触子による測定圧を１０ｇ以
下に抑えながら連続的にスプール幅を測定することは困
難であるため、プラスチックの如く可撓性に富む材料で
つくられたスプールでは、この測定圧によりフランジが
たわみ、測定精度を高くすることが出来ない結果となる
。In addition, it is difficult to continuously measure the spool width while keeping the measurement pressure from the dial gauge contact to 10 g or less, so with a spool made of a highly flexible material such as plastic, this measurement pressure This causes the flange to bend, making it impossible to improve measurement accuracy.

第２図に示す電気マイクロを用いる方法も、信号を電気
的に処理する以外はダイヤルゲージを用いる場合とほぼ
同様であるが、やはり接触子１を用いているため測定圧
がスプールのフランジにかかり、測定精度の所望の値に
まで上げることが出。The method using an electric micro as shown in Figure 2 is almost the same as using a dial gauge except that the signal is processed electrically, but since contact 1 is also used, the measurement pressure is applied to the flange of the spool. , it is possible to increase the measurement accuracy to the desired value.

来ない。do not come.

更に測定圧を減少させると、接触子がスプール面に追従
できなくなるという欠陥を有する。If the measurement pressure is further reduced, the contactor has the disadvantage of not being able to follow the spool surface.

第３図に示す空気ノズルを用いる方法は、接触子１の代
わりに空気ノズル２を用い、この信号を電気量に変換し
て処理している意思外は、はぼ電。The method using the air nozzle shown in FIG. 3 uses the air nozzle 2 instead of the contact 1, and converts this signal into an electric quantity for processing.

気マイクロを用いる方法と同様であるが、この方法でも
空気ノズル２からの空気の吹きつけによる圧力がスプー
ルのフランジにかかり、やはりフランジのたわみによる
測定誤差が避けがたいという欠陥がある。This method is similar to the method using an air micro, but this method also has the drawback that pressure from the air blowing from the air nozzle 2 is applied to the flange of the spool, and measurement errors due to deflection of the flange are unavoidable.

また流体を演算に用いているため応答が遅いという欠点
がある。Another disadvantage is that the response is slow because fluid is used for calculations.

更に、測定したいのは間隙幅であるから、本来間隙内に
空気ノズル２を設けて、間隙壁に空気を吹きつけるべき
であるが、スプールの間隙幅が小さいときなどは、これ
が困難であシリ、第３図に示すごとく外側の面に空気を
吹きつけて測定せざるを得ない。Furthermore, since what we want to measure is the gap width, we should originally install an air nozzle 2 in the gap and blow air onto the gap wall, but this is difficult when the spool gap width is small and it is difficult to do so. , it is necessary to measure by blowing air onto the outer surface as shown in Figure 3.

しかるにこのような測定法でのダイヤルゲージを用いる
場合同様に、フランジの厚さの変動による測定誤差が加
わり、測定精度を上げることが困難である。However, when using a dial gauge in such a measurement method, measurement errors due to variations in the thickness of the flange are added, making it difficult to improve measurement accuracy.

本発明は従来技術のかかる欠点を除去し、迅速かつ高精
度に物体の間隙幅を測定し、ついでこれを自動的にディ
ジタル化する方法を提供することを目的とする。The present invention aims to eliminate these drawbacks of the prior art and to provide a method for quickly and accurately measuring the gap width of an object and then automatically digitizing this.

以上、添付図面に基づき、本発明の実施態様に。The embodiments of the present invention have been described above based on the accompanying drawings.

ついて詳細に説明する。This will be explained in detail.

第４図は、本発明の一実施態様をあられすものである。FIG. 4 shows one embodiment of the present invention.

両間隙壁３，３′が実質的に平行なスプール４の間隙内
に、両間隙端部５，５′を照明する照明部６を設ける。In the gap of the spool 4, where both gap walls 3, 3' are substantially parallel, an illumination part 6 is provided for illuminating both gap ends 5, 5'.

この照明部６の詳細については、。第５図に示されてい
る。For details of this illumination section 6, see below. It is shown in FIG.

ここに照明部６は、両間隙端部５，５′を照明するため
に、間隙内のほぼ中央部に浮かして設けられている必要
がある。Here, in order to illuminate both gap ends 5, 5', the illumination part 6 needs to be provided floating approximately in the center of the gap.

このために照明部６番こは支持棒取付穴７が設けられ、
この支持棒取付穴７に支持棒８が取付けられ、その位置
が固定される。For this purpose, a support rod mounting hole 7 is provided in the lighting section No. 6,
A support rod 8 is attached to this support rod attachment hole 7, and its position is fixed.

９，９′は照明用ランプであり、１０１０’は照明用ラ
ンプ９９′より９ｇ の光を導く照明用穴である。9 and 9' are illumination lamps, and 1010' is an illumination hole that guides 9 g of light from the illumination lamp 99'.

照明用穴１ｏｉｏ’は、両間隙端部５，５′における反
射光量を出来るだけ多くとれるように、間隙壁３，３′
に対して傾けて設けられている。The illumination hole 1oio' is arranged on the gap walls 3, 3' so that the amount of reflected light at both gap ends 5, 5' can be as large as possible.
It is installed at an angle to the

第５図においては、両照明用穴１０１０’のなす角度ｅ
は１８０以下ツ に定められている。In FIG. 5, the angle e formed by both illumination holes 1010' is
is set at 180 or less.

この両照明用穴１０１０’ツ のなす角度ｅは被測定間隙幅の変動範囲の大小により適
当な値が決定されるもので、この変動範囲が大きい場合
には、照明範囲から被測定部がはずれないように、この
角度ｅはスプール４の間隙壁３３′面と直交するように
ほぼ１８０°にするツ ［必要がある。The angle e formed by both illumination holes 1010' is determined to an appropriate value depending on the variation range of the gap width to be measured, and if this variation range is large, the part to be measured may be out of the illumination range. In order to prevent this, the angle e needs to be approximately 180° so as to be perpendicular to the plane of the gap wall 33' of the spool 4.

また照明用穴ｉｏ ｉｏ’の出口に！ は、照明用ランプ９９′よりの光が被測定間隙幅 外の部分を照明することにより測定にノイズが入ること
を防ぐために、照明用スリット１１，１．Ｆ’が設けら
れている。Also at the exit of the lighting hole io io'! The illumination slits 11, 1 . F' is provided.

； 照明用ランプ９，９′より発せられた光は、照明用
穴１０１０’内を通り、照明用スリット１１、１１’に
より絞られ、両間隙端部５，５′を照明し、両間隙端部
５，５′により反射される。; The light emitted from the illumination lamps 9, 9' passes through the illumination hole 1010', is narrowed down by the illumination slits 11, 11', illuminates both gap ends 5, 5', and illuminates both gap ends. It is reflected by portions 5 and 5'.

両間隙端部５５′により反射された光は、スプンール４
の相対するフランジ１２１２’を含む平う 面と照明用穴１０．１０’の中心に垂直な直線、を含む
平面との交線とほぼ一致した光軸を有するように設定さ
れた拡大レンズ１３、１３’を通過する。The light reflected by both gap ends 55' is reflected by the spoon 4.
A magnifying lens 13 set to have an optical axis substantially coincident with a line of intersection between a flat surface including an opposing flange 1212' and a plane including a straight line perpendicular to the center of the illumination hole 10.10'; Pass through 13'.

ここで照明用ランプ９９′よりの直接光等、ツ １両間隙端部５，５′よりの反射光以外の光が拡大レン
ズ１３、１３’に入射して、測定ノイズとなるのを防ぐ
ために、拡大レンズ１３１３’の前ツ 面に遮光体１４，１４’が設けられている。Here, in order to prevent light other than the reflected light from the end portions 5, 5' of the gap, such as direct light from the illumination lamp 99', from entering the magnifying lenses 13, 13' and causing measurement noise. , light shielding bodies 14, 14' are provided on the front surface of the magnifying lens 1313'.

拡大レンズ１３．１３’を通過した光は揺動ミラーフ１
５により反射された後、受光用スリット１６近傍に両間
隙端部５，５′の像を結像する。The light passing through the magnifying lens 13 and 13' is sent to the oscillating mirror 1.
5, images of both gap ends 5, 5' are formed near the light receiving slit 16.

揺動ミラー１５は、揺動ミラー駆動部１７により両間隙
端部５，５′の像が二つともに受光用スリット１６を通
過するように適当な揺動が与えられていヌる。The swinging mirror 15 is given appropriate swinging by a swinging mirror driving section 17 so that both images of the gap ends 5, 5' pass through the light receiving slit 16.

更にこの両間隙端部５，５′の像は光電変換素子１８に
より受光される。Furthermore, the images of both gap ends 5, 5' are received by the photoelectric conversion element 18.

光電変換素子１８の出力は増幅器１９を通り、フィルタ
ー回路２０を通過した後、第６図に示すような波形とな
る。After passing through the amplifier 19 and the filter circuit 20, the output of the photoelectric conversion element 18 has a waveform as shown in FIG.

このフィルター回路２０の出力を微分回路２１に入９れ
ることにより、中力信号は第７図に示すように変換され
る。By inputting the output of this filter circuit 20 into a differentiating circuit 21, the neutral signal is converted as shown in FIG.

次いでこの出力信号をシュミット回路２２に通し、第８
図の如き信号を得、更に）−少ツプフロツプ回路２３に
入れることにより、第９図に示すような幅を示すゲート
信号を得ることが出来る。This output signal is then passed through the Schmitt circuit 22 and the eighth
By obtaining a signal as shown in the figure and inputting it into the -low flip-flop circuit 23, a gate signal having a width as shown in FIG. 9 can be obtained.

このゲート信号の幅をディジタル化するため、第１０図
に示すような適当な基準パルスをパルス発振器２４より
発し、この出力信号と前記フリップフロップ回路２３の
出力信号とをアンド回路２５に入れることにより第１１
図に示すようなパルス列を得る。In order to digitize the width of this gate signal, a suitable reference pulse as shown in FIG. 11th
Obtain a pulse train as shown in the figure.

このパルス列のパルス数ヲ数えること番こよりゲート信
号の幅をディジタル化することが出来る。By counting the number of pulses in this pulse train, the width of the gate signal can be digitized.

パルス発振器２４より発するパルスは、たとえば、パル
ス間隙が現実の幅の１μに相当するようなパルスを選ぶ
と便利である。It is convenient to select pulses emitted from the pulse oscillator 24 such that the pulse gap corresponds to the actual width of 1 μ, for example.

このパルス発振器２４よりの基準パルスの周波数は、揺
動ミラー１５の揺動速度を考慮して適当に選択される必
要がある。The frequency of the reference pulse from the pulse oscillator 24 needs to be appropriately selected in consideration of the swinging speed of the swinging mirror 15.

ここで本発明の測定原理について、第１２図に基いて説
明する。Here, the measurement principle of the present invention will be explained based on FIG. 12.

まず間隙幅ｄｏが既知の基準スプール４′について、側
間隙端部Ａ、Ｂ（第１２図においては点で示している。First, regarding the reference spool 4' whose gap width do is known, the side gap ends A and B (indicated by dots in FIG. 12) are measured.

）を照明して前記の方法により、第１１図に示すような
パルス列を求め、長さの単位にディジタル化されたゲー
ト信号の幅（以下「ゲート信号の幅」という。) to obtain a pulse train as shown in FIG. 11 using the method described above, and the width of the gate signal (hereinafter referred to as ``width of the gate signal'') digitized in units of length.

）ｗｏを求める。次いで間隙幅ｄが未知のスプール４に
ついて、側間隙端部Ｘ、Ｙ（第１２図においては点で示
している。) find wo. Next, regarding the spool 4 whose gap width d is unknown, side gap ends X and Y (indicated by dots in FIG. 12) are determined.

）を照明し、スプール４′と全く同様の方法により、第
１１図に示すようなパルス列を求め、ゲート信号の幅Ｗ
を求める。), and in exactly the same manner as the spool 4', obtain a pulse train as shown in FIG. 11, and determine the width W of the gate signal.
seek.

ここにｄはｄｏ より犬であり、第１２図に示すごとく
、ＫはＡより上刃にＹはＢより下方にあるものと仮定す
る。Here, it is assumed that d is more dog than do, and K is above A, and Y is below B, as shown in FIG.

基準スプール４′の側間隙端部ＡＢの拡大レフ ンズ１３、１３’、揺動ミラー１５による側間隙端部像
をｐ、、／ 、 Ｂ ／、スプール４の側間隙端部Ｘ、
Ｙの拡大レンズ１３１３’揺動ミラー１５によるツ 側間隙端部像をｘ ｔ 、 ｙ ／とすると、ゲート信
号の幅ＷｏはＡ′、Ｂ′を、ゲート信号の幅Ｗはｘ ／
ｙ ／をそれぞれ示しでいる（必ずしも等しくはなＧ
′Ｙｂりことになる。The image of the side gap end AB of the reference spool 4' by the enlarged reflex lenses 13, 13' and the swinging mirror 15 is expressed as p, /, B/, the side gap end X of the spool 4,
When the image of the edge of the gap on the two sides by the Y magnifying lens 1313' swinging mirror 15 is x t , y /, the width Wo of the gate signal is A', B', and the width W of the gate signal is x /
y / (not necessarily equal)
'Yb will be done.

又、揺動ミラー１５で走査する範囲を受光用スリット１
６面上で示したのが矢印Ｚ′であり、この走査範囲に相
当する側間隙端部における範囲を示したのが矢印Ｚであ
る。In addition, the range scanned by the swinging mirror 15 is defined by the light receiving slit 1.
The arrow Z' is shown on the 6th plane, and the arrow Z is the range at the end of the side gap that corresponds to this scanning range.

このように本方式では端部のみを部分走査しでいる。In this way, this method only partially scans the edges.

ところで、間隙幅ｄｏは既知であるので、ゲート信号の
幅Ｗｏをまず求め、ついで、ＷとＷＯとの関係を知るこ
とにより、未知の間隙幅ｄを求めることができる。By the way, since the gap width do is known, the unknown gap width d can be found by first finding the width Wo of the gate signal and then knowing the relationship between W and WO.

以下、説明を簡略化するため、第１２図の如く基準スプ
ール４′とスプール４との間隙幅の変化を基準スプール
４′の側間隙端部ＡＢを基準として、ＡＸ、ＢＹの如く
ベクトル表示する。Hereinafter, in order to simplify the explanation, changes in the gap width between the reference spool 4' and the spool 4 will be expressed as vectors such as AX and BY with reference to the side gap end AB of the reference spool 4' as shown in Fig. 12. .

同様に像についてモＡ’Ｘ’ Ｂ’ｙ’の如くベクト
ル表示する。Similarly, images are expressed as vectors such as A'X' and B'y'.

このとき拡大レンズ１３１３’の倍率、 ′ をｍとすると、明らかにｌ Ａ’Ｘ’ ｌ ＝ ｍ ｌ
Ａ Ｘ ｌ→９ １ Ｂ’Ｙ’ ｌ ＝ｍ ｌ ＢＹ ｌである。At this time, if the magnification of the magnifying lens 1313', ' is m, it is clear that l A'X' l = m l
A X l→9 1 B'Y' l = m l BY l.

ここで、ＡＸ。ＢＹは前述の仮定番こより、互いに離れ
る向きであるのに対し、Ａ／ｘ／、Ｂ／ｙ／は互いに近
づく向きで反対向きである。Here, AX. According to the above-mentioned assumption, BY points away from each other, whereas A/x/ and B/y/ move toward each other in opposite directions.

したがってゲート信号の幅ＷとＷｏとの関係は次式の如
く表わされる。Therefore, the relationship between the gate signal width W and Wo is expressed as the following equation.

ｗ＝ｗ°−ｆ −（ＩＡ’Ｘｉ ＋ ｌ Ｂ’Ｙ’ ｌ
） ０６０．−（ｉ）−ｗｏ−ｆ−ｍ（ｌＡＸｌ＋ｌＢ
Ｙ＋） ここに係数ｆの意味は次のとおりである。w=w°−f −(IA'Xi + l B'Y' l
) 060. -(i)-wo-f-m(lAXl+lB
Y+) Here, the meaning of the coefficient f is as follows.

すなわち、間隙幅の変化を示すＩＡＸＩ ＩＢＹ＋ツ ｌ Ａ’Ｘ’ １．Ｉ Ｂ’Ｙ’ ｌはいずれも長さの
次元をもっているが、これに対し、第９図のゲート信号
の幅は時間の次元をもっているが、これに対し、第９図
のゲート信号の幅は時間の次元を有するもので第１１図
のゲート信号の幅Ｗｏ、Ｗはこれを更に長さの次元にデ
ィジタル変換されたものである。That is, IAXI IBY+Tl A'X' 1. which shows the change in gap width. I B'Y' l all have the dimension of length, whereas the width of the gate signal in Fig. 9 has the dimension of time; The widths Wo and W of the gate signals shown in FIG. 11, which have a time dimension, are further digitally converted into a length dimension.

このディジタル変換は前述の如く第１０図に示すような
基準パルスを用いておこなわれる。This digital conversion is performed using a reference pulse as shown in FIG. 10, as described above.

したがって、間隙幅の変化とゲート信号の幅との大小関
係を論するためには、間隙幅の変化６引するＩＡＸ １
等、も同一の方法でディジタル変換しておかなくてはな
らない。Therefore, in order to discuss the magnitude relationship between the gap width change and the gate signal width, the gap width change 6 minus IAX 1
etc. must also be digitally converted using the same method.

このような役割を果す変換係数がｆである。The conversion coefficient that plays this role is f.

これに対し、間隙幅ｄと基準間隙幅ｄｏ との関係は、
次式で表わされる。On the other hand, the relationship between the gap width d and the reference gap width do is as follows:
It is expressed by the following formula.

ｄ ＝ ｄｏ ＋ （ｌ ＡＸ ｌ＋ ｌ ＢＹ ｌ）
−・−−−・・（２）ゆえに（１ＡＸｌ＋ｌＢＹ＋
）の値さえわかれば、間隙幅ｄの値は、基準間隙幅ｄ
ｏの値をもとに容易に求まることになる。d = do + (l AX l+ l BY l)
−・−−・・(2) Therefore (1AXl+lBY+
), the value of the gap width d can be determined from the reference gap width d.
This can be easily determined based on the value of o.

ところが、このＩＡＸＩ＋１ＢＹｌ）の値は、式（１）
より、次式の如く容易に求めることができる。However, the value of this IAXI+1BYl) is expressed by formula (1)
Therefore, it can be easily obtained as shown in the following equation.

式（２）及び（３）より の如く、未知の間隙幅ｄの値が求められることになる。From formulas (2) and (3) The value of the unknown gap width d is determined as follows.

、ゆえに、本発明の方法により、未知の間隙幅ｄを求め
るには、まず間隙幅ｄｏ が既知の基準スプール４′（
こついて、前記の方法でゲート信号の幅Ｗｏを求め、次
いて、未知の間隙幅ｄを有するスプール４について、同
様の方法でゲート信号の幅Ｗを求めて、式（４）により
、未知の間隙幅ｄを算定すれはよい。, Therefore, in order to find the unknown gap width d using the method of the present invention, first, the reference spool 4' (
After getting stuck, find the width Wo of the gate signal using the method described above. Next, find the width W of the gate signal using the same method for the spool 4 having the unknown gap width d. It is a good idea to calculate the gap width d.

ここに基準スプールの間隙幅ｄｏ？こ′対応するゲート
信号の幅Ｗｏを求めるζこは、たとえば、第１３図の如
く間隙幅ｄｏを有する基準ブロック２６を用いて、間隙
幅ｄｏを有する間隙をつくり、前記の方法によりゲート
信号の幅ＷＯを求めてやればよい。Here is the standard spool gap width do? To find the width Wo of the corresponding gate signal, for example, use the reference block 26 having the gap width do as shown in FIG. All you have to do is find the width WO.

予め基準スプール４′の間隙幅ｄｏに対応するゲート信
号の幅Ｗｏを求めておき、以後未知の間隙幅ｄに対応す
るゲート信号の幅Ｗを前記の方法により、第１１図の如
く求め、これを更に演算回路２７に入れて、式（４）の
演算をおこなわせ、更に揺動ミラ−１駆動部１７から第
１４図に示す如きリセット信号を得ることにより、ディ
ジクル値を表示装置２８に表示することができる。The width Wo of the gate signal corresponding to the gap width do of the reference spool 4' is determined in advance, and then the width W of the gate signal corresponding to the unknown gap width d is determined as shown in FIG. 11 by the method described above. is further input into the arithmetic circuit 27 to perform the calculation of equation (4), and furthermore, by obtaining a reset signal as shown in FIG. can do.

測定原理に関する第１２図に基づいた上記の説明は、以
下に記載する他の実施態様に関しても一部該当する。The above explanation based on FIG. 12 regarding the measurement principle also applies to some extent with respect to the other embodiments described below.

第１５図は、本発明の他の実施態様をあられしたもので
ある。FIG. 15 depicts another embodiment of the invention.

第１５図（こおいては、揺動ミラーｊ５の代わりに、四
面回転ミラー２９が用いられている。FIG. 15 (here, a four-sided rotating mirror 29 is used instead of the swinging mirror j5.

両間隙端部５、５’ｌこより反射され、拡大レンズ１３
、１３’を通過した光は、この四面回転ミラー２９によ
り反射される。It is reflected from both gap ends 5, 5'l, and the magnifying lens 13
, 13' is reflected by this four-sided rotating mirror 29.

反射された光の結像する結像部の位置は四面回転ミラー
２９の回転位置によって変化し、四面回転ミラー２９の
回転により一定の軌跡を描く。The position of the image forming part where the reflected light forms an image changes depending on the rotational position of the four-sided rotating mirror 29, and a constant trajectory is drawn by the rotation of the four-sided rotating mirror 29.

この結像部の軌跡は両間隙端部５，５′の照明される部
分の幅（第４図、第１５図における紙面に垂直力向の幅
をいう。The locus of this imaging section is the width of the illuminated portions of both gap ends 5, 5' (the width in the force direction perpendicular to the plane of the paper in FIGS. 4 and 15).

）をｍ倍した幅を有する厚さ零の半円数（ｓｈ−ｅｌｌ
）である。) with a width m times the number of semicircles with zero thickness (sh-ell
).

この結像部の軌跡にはぼ接するように受光用スリン１−
３０．３０’が設けられる。The light-receiving ring 1-
30.30' is provided.

この位置は、測定すべき最小間隙市ｎｉｎの測定の際、
両間隙端部５，５′より反射した光が、拡大レンズ１３
１３’を経で、四面回転ミラー２９により反射されて同
時に受光用スリット３０゜３０′に入射するような位置
でなけれはならない３また受光、弓］スリット３０３０
’の位置は拡大レンズ１３１３’の両光軸番こ平行でか
つ両光軸に垂直な線分の中点を通る直線に対して線対称
の位置であることが望ましい。This position is determined when measuring the minimum gap city nin to be measured.
The light reflected from both gap ends 5, 5' is reflected by the magnifying lens 13.
The light receiving slit 3030 must be in such a position that it is reflected by the four-sided rotating mirror 29 and simultaneously enters the light receiving slit 30°30'.
It is desirable that the position ' is symmetrical with respect to a straight line that is parallel to both optical axes of the magnifying lens 1313' and passes through the midpoint of a line segment perpendicular to both optical axes.

以下第１６図を参照して、この実施態様における測定原
理を説明する。The measurement principle in this embodiment will be explained below with reference to FIG.

第１２図の場合と同様に、未知の間隙幅ｄを有するスプ
ール４について、間隙幅ｄの測定をおこなう。As in the case of FIG. 12, the gap width d is measured for the spool 4 having an unknown gap width d.

ただし、ｄ ＞ ｄｍｉｎである。このとき、第１６図
の如く、四面回転ミラー２９を回転させると、両間隙端
部Ｘ、Ｙの像ｘ ／ 、 ｙ ／のうち、まず像Ｘ′が
受光用スリット３０を通過する。However, d>dmin. At this time, as shown in FIG. 16, when the four-sided rotating mirror 29 is rotated, the image X' of the images x/, y/ of both the gap ends X and Y passes through the light receiving slit 30 first.

更に、四面回転ミラー２９がある程度回転したところで
、像Ｙ′が受光用スリット３０′を通過する。Furthermore, when the four-sided rotating mirror 29 has rotated to a certain extent, the image Y' passes through the light receiving slit 30'.

このように、像Ｘ′と像Ｙ′とで受光用スリ°ット３０
３０’を通過する時が異なるのは、前述の如く最小間隙
幅ｄｍｉｎを測定する際に、光が受光用スリット３０３
０’Ｊこ同時に入射するように受光用スリットの位置を
定めたためである。In this way, the image X' and the image Y' are connected to the light receiving slit 30.
30' is different when the light passes through the light receiving slit 303 when measuring the minimum gap width dmin as described above.
This is because the position of the light receiving slit was determined so that the light was incident at the same time as 0'J.

この両間隙端部Ｘ、Ｙの像ｘ ／ 、 ｙ ／は２つの
光電変換素子３１．３１’により受光され、両光電変換
素子３１３１’の出力は単一の増幅器１９に入れられ、
両川力は重ね合わされる。The images x/, y/ of both gap ends X, Y are received by two photoelectric conversion elements 31, 31', and the outputs of both photoelectric conversion elements 3131' are input into a single amplifier 19,
The forces of both rivers are superimposed.

その後の信号処理は第４図の場合と全く同様で、第１１
図に示す長さの値にディジクル化されたゲート信号を得
る。The subsequent signal processing is exactly the same as in the case of Fig. 11.
A gate signal digitized to the length value shown in the figure is obtained.

この長さの値にディジクル化されたゲート信号の幅（以
Ｔ「ゲーＩ・信号の幅」という。The width of the gate signal digitized into this length value (hereinafter referred to as ``gate signal width'').

）をｂとする。次に最小間隙幅ｄｍｉｎを有するスプー
ル４″の間隙ＣＤの幅の測定を同様な方法でおこなう。) is set as b. Next, the width of the gap CD of the spool 4'' having the minimum gap width dmin is measured in a similar manner.

ここに、間隙端部Ｘは間隙端部Ｃより上方に、間隙端部
Ｙは間隙端部りより下刃にそれぞれ位置しているものと
仮定する ここで第１２図の場合吉全く同様に間隙幅の
変化を最小間隙幅小ｎｉｎを有するスプールの両間隙端
部Ｃ、Ｄを基準にベクトルＣＸ ＤＹで考える。Here, it is assumed that the gap edge X is located above the gap edge C, and the gap edge Y is located lower than the gap edge. The change in width is considered as a vector CX DY with reference to both gap ends C and D of the spool having the minimum gap width nin.

同様に像についでも、ペク９→ トルｃ／ｘ／ ｒ、／ｙ／で考える。Similarly, regarding statues, Pek 9→ Consider torque c/x/r, /y/.

このとき、両間隙ツ 端部の像の位置の変化をあられずベクトルＣ／ Ｘ ／
。At this time, without changing the position of the images at the ends of both gaps, the vector C/
.

１） ’ Ｙ ’の形成する偶力ベクトルは、四面回転
ミラー２９の回転する向きと同一 である。1) The couple vector formed by 'Y' is the same as the rotating direction of the four-sided rotating mirror 29.

したがって、受光用スリン１−３０，３０’を像ｘ ／
、 ｙ ／ が通過するのは、像ｃ ／ 、 Ｄ ／
が通過するより、それぞれＩ Ｃ’Ｘ’ ｌ及びｌ Ｄ
’Ｙ’ ｌの分だけ遅くなる。Therefore, the light-receiving sulin 1-30, 30' is
, y/ pass through the images c/, D/
pass through I C'X' l and l D, respectively.
'Y' It will be delayed by l.

ここにＩ Ｃ’Ｘ’ ｌ ＝ｍ ｌ ＣＸ ｌ ｌ
Ｄ’Ｙ’ ｌ ＝ｍツ ＩＤＹＩであるから、この未知の間隙幅ｄを有するスプ
ール４を測定しで得たゲート信号の幅ｌ〕とＩｃＸＩ
ＩＤＹＩとの関係は次式の如く表わされる。Here I C'X' l = m l CX l l
Since D'Y' l =m IDYI, the width l of the gate signal obtained by measuring the spool 4 having this unknown gap width d] and IcXI
The relationship with IDYI is expressed as in the following equation.

ｂ＝ ｆ −ｍ（ＩｃＸＩ ＋ ＩＤＹＩ） −−−
・”（５）ここに係数ｆは第１２図の場合と全く同一の
意味をもつ変換係数である。b= f −m(IcXI + IDYI) ---
・”(5) Here, the coefficient f is a conversion coefficient having exactly the same meaning as in the case of FIG.

また間隙幅ｄと最小間隙幅ｄｍｉｎとの関係は、ｄ＝ｄ
ｍｉｎ＋（ＩｃＸＩ＋ ＩＤＹＩ）−−−（６）である
から、式（５）及び（６）より（ＩｃＸＩ ＋ ＩＤＹ
Ｉ）を消去すれは、 が得られる。Also, the relationship between the gap width d and the minimum gap width dmin is d=d
min+(IcXI+IDYI)---(6), so from formulas (5) and (6), (IcXI+IDYI)
By eliminating I), we get

すなわち、この実施態様によれば、測定すべき最小間隙
幅ｄｍｉｎを測定するとき、四面回転ミラー２９により
反射された両間隙端部Ｃ２Ｄよりの光が同時に受光用ス
リツ１−３０３０’に入射するような位値に受光用スリ
ットを設定しておけば、単に未知の間隙幅ｄを有するス
プール４のゲート信号の幅すを求めることのみにより、
未知の間隙幅ｄの値を知ることが出来ることになる。That is, according to this embodiment, when measuring the minimum gap width dmin to be measured, the light from both gap ends C2D reflected by the four-sided rotating mirror 29 is simultaneously incident on the light receiving slit 1-3030'. By setting the light-receiving slit at a certain position value, by simply finding the width of the gate signal of the spool 4 having an unknown gap width d,
This means that the value of the unknown gap width d can be known.

これは、第４図の実施態様においては、つねに、基準ス
プール４′のゲート信号の幅Ｗｏとの比較演算を必要と
した点に比し、極めて簡便である。This is extremely simple compared to the embodiment shown in FIG. 4, which always requires a comparison operation with the width Wo of the gate signal of the reference spool 4'.

このこ吉は式（力においてｄｍｉｎ ＝ ｄ□とおいた
次式と式（４）とを比較すれば明瞭である。This Kokichi becomes clear by comparing the following equation (in which dmin = d□ in terms of force) and equation (4).

この実施態様においては、回転ミラーとして、四面回動
ミラーを用いでいるが、必ずしもこれに限定される必要
はなく、たとえば三角、三角、六角等であっても一面に
差し支えない。In this embodiment, a four-sided rotating mirror is used as the rotating mirror, but it is not necessarily limited to this, and for example, one side may be triangular, triangular, hexagonal, etc.

更に二面のミラーを端部でψなる角度（０°くψ〈１８
０ジを接合したものを用いることも出来る。Furthermore, the angle of ψ (0° and ψ〈18
It is also possible to use a material in which 0 wires are joined.

ただし、各反射光に対応する両ミラー面のなす角度は受
光素子の配置等の点から９０°付近が適当である。However, it is appropriate that the angle formed by both mirror surfaces corresponding to each reflected light be around 90° from the viewpoint of the arrangement of the light receiving element.

この方法における信号処理系は第４図の場合と同様であ
るが、第４図の場合には揺動ミラー駆動部１７の駆動波
形から第１４図ａ）に示すようなリセット信号を与える
リセット信号発生器４５をフリップフロップ回路２３や
表示装置２８の制御に用いているのに対し、第１５図に
示す方法の場合は四面回転ミラー２９と連結又は同期し
でいるカム４０の突部４１により、リミットスイッチ４
２が０Ｎ−ＯＦＩ”することにより得られる第１４図ｂ
）で示される短形波をリセット信号に変換するりセット
信号返生器４５をフリップフロップ回路２３や表示装置
２８の制御に用いでいる。The signal processing system in this method is the same as in the case of FIG. 4, but in the case of FIG. 4, a reset signal that gives a reset signal as shown in FIG. While the generator 45 is used to control the flip-flop circuit 23 and the display device 28, in the method shown in FIG. limit switch 4
Figure 14b obtained by performing 0N-OFI of 2
) is used to control the flip-flop circuit 23 and the display device 28.

ここにフリップフロップ回路２３の制御とは第８図にお
いで、一番目と二番目のパルス間隔が第９図に示さない
ようにゲート信号中ＯＮとなるように制御することをい
い、表示装置２８の制御とは、第１１図に示すパルス列
のうち、１つのパルス列のパルス数を計数し、その結果
を表にした後に、次のパルス列が人ってくる直前で零〇
こすることをいう。Here, the control of the flip-flop circuit 23 in FIG. 8 refers to controlling the first and second pulse intervals to be ON during the gate signal as shown in FIG. 9, and the display device 28 This control means counting the number of pulses in one pulse train among the pulse trains shown in FIG. 11, tabulating the results, and then zeroing the pulses just before the next pulse train arrives.

第１４図Ｃ）の如き短形波から第１４図ａ）の如きリセ
ット信号を得るには微分回路を通し、整形してやれはよ
い。In order to obtain a reset signal as shown in FIG. 14a) from a rectangular wave as shown in FIG. 14C), it is best to pass it through a differentiation circuit and shape it.

以上の実施態様においで、照明用スリットの代わりにピ
ンホールを用いることも出来る。In the above embodiments, pinholes can be used instead of the illumination slits.

第１７図は、本発明の他の実施態様を表わすものである
。FIG. 17 represents another embodiment of the invention.

第１７図はとくに、スプール４の間隙幅がきわめて小さ
いときに有効な方法を示したものである。FIG. 17 shows a method that is particularly effective when the gap width of the spool 4 is extremely small.

このような場合には、間隙内に照明部を設けることが出
来ないので、照明部の代わり６６山形ミラー３１を設け
、照明用光源３２より発した光をピンホール３３を介し
集光レンズ３４により集光し、スプール４の間隙内に設
けた山形ミラー３１により反射させ、スプール４のフラ
ンジ１２、１２’の両間隙端部５，５′を照明する方法
が用いられる。In such a case, since it is not possible to provide an illumination section in the gap, a 66-angle mirror 31 is provided in place of the illumination section, and the light emitted from the illumination light source 32 is transmitted through the pinhole 33 to the condenser lens 34. A method is used in which the light is focused and reflected by a chevron-shaped mirror 31 provided within the gap of the spool 4, thereby illuminating both gap ends 5, 5' of the flanges 12, 12' of the spool 4.

ここに山形ミラー３１は支持棒３５でスプール４のフラ
ンジ１２１２’の中央部に第１７図Ｏこ図示ごとく設け
られるのが普通である。Here, the chevron-shaped mirror 31 is usually provided at the center of the flange 1212' of the spool 4 by means of a support rod 35, as shown in FIG.

第１８図は、本発明の他の実施態様を表わすものである
。FIG. 18 represents another embodiment of the invention.

第１８図は、とくにスプール４の間隙幅が広い場合に有
効な方法を示したものである。FIG. 18 shows a method that is particularly effective when the gap width of the spool 4 is wide.

このような場合には、第４図の方法では、二つの拡大レ
ンズ１３．１３’の光軸間距離が大きくなり、間隙端部
５，５′の反射光を走査する揺動ミラー１５として大き
なものを用いなくてはならず揺動ミラー１５の時間遅れ
等の問題があり、好ましくない。In such a case, in the method shown in FIG. 4, the distance between the optical axes of the two magnifying lenses 13 and 13' becomes large, and a large swinging mirror 15 is used to scan the reflected light from the gap ends 5, 5'. This is not preferable because there are problems such as a time delay in the swinging mirror 15.

第１８図においては、両間隙端部５゜５′よりの反射光
を一度反射ミラー３６，３６’４こより反射し、拡大レ
ンズ１３１３’を通し更に固定された二面ミラー３７に
よりこれを反射し、この反射光を第４図の場合と同様に
揺動ミラー１５を用いて処理している。In FIG. 18, the reflected light from both gap ends 5°5' is reflected once from the reflecting mirrors 36, 36'4, passes through the magnifying lens 1313', and is further reflected by the fixed two-sided mirror 37. , this reflected light is processed using the swinging mirror 15 as in the case of FIG.

かかる方法によれは、反射光の間隔が狭くなるため、大
きな揺動ミラー１５を用いる必要がなく、精度の良い測
定が可能となる。According to this method, since the interval between the reflected lights becomes narrow, there is no need to use a large swinging mirror 15, and highly accurate measurement becomes possible.

このときノイズが入るのを防ぐため、拡大レンズ１３１
３’の前方に遮光体１４１４’が設けられている。In order to prevent noise from entering at this time, the magnifying lens 131
A light shielding body 1414' is provided in front of 3'.

本発明はこれらの実施態様に限定されることなく、特許
請求の範囲の記載の範囲内において、種々の変更が可能
であることは言うまでもない。It goes without saying that the present invention is not limited to these embodiments, and that various changes can be made within the scope of the claims.

たとえば、微分回路２１の代わりにピーク値検出回路を
用いたすることも出来る。For example, a peak value detection circuit may be used instead of the differentiating circuit 21.

以上の実施態様においては、互いに実質的に平行なフラ
ンジ１２１２’を有するスプール４についでのみ述べた
が、本発明の測定の対象となる物体は、これに限定され
ず、反射光の進行方向に向かって間隙幅が拡大してゆく
ような物体の間隙幅測定にも利用することが出来る。In the above embodiment, only the spool 4 having flanges 1212' that are substantially parallel to each other has been described, but the object to be measured by the present invention is not limited to this, and the object to be measured in the present invention is It can also be used to measure the gap width of an object where the gap width gradually increases.

また間隙幅の測定部分は、間隙端部幅Ｏこ限定されず、
端部以外の間隙幅の測定も可能である。Furthermore, the measurement portion of the gap width is not limited to the gap end width O,
It is also possible to measure gap widths other than at the ends.

また、これらの実施態様ζこおける基準間隙幅ｄｏは必
ずしも測定間隙幅の平均値Ｏこ等しくとる必要はなく、
仮想の値でも差し支えない。In addition, the reference gap width do in these embodiments ζ does not necessarily have to be equal to the average value O of the measured gap widths,
It can be a virtual value.

しかし、出来るだけ平均値に近い値に設定しておく方が
、測定可能範囲が広くとれるので好ましく、規格のある
ものについては、その規格値にとるのが最も望ましい。However, it is preferable to set the value as close to the average value as possible because the measurable range can be widened, and if there is a standard, it is most desirable to set the value to the standard value.

また最小間隙幅ｄｍｉｎも仮想の値でよく、必ずしも現
実の最小間隙幅に等しい値を採る必要はない。Further, the minimum gap width dmin may also be a virtual value, and does not necessarily have to take a value equal to the actual minimum gap width.

この最小間隙幅ｄｍｉｎは、通常規格により許される最
大変動値を基準間隙幅より引いた値に安全率を加味して
決定するのが普通であるが、規格のないものの場合には
、予想される最小測定値に安全率を見込んだ値とすれば
よい。This minimum gap width dmin is normally determined by subtracting the maximum fluctuation value allowed by the standard from the standard gap width and adding a safety factor. It is sufficient to set the value by taking the safety factor into the minimum measured value.

なお、被測定物体の被照明部分は大きな凹凸がなくほぼ
平滑でなければならない。Note that the illuminated portion of the object to be measured must be substantially smooth without large irregularities.

しかし、被測定物体の間隙内面全体にわたって平滑であ
る必要はなく、被照明部分のみ実質的ζこ平滑であれば
足りる。However, it is not necessary that the entire inner surface of the gap of the object to be measured be smooth, and it is sufficient that only the portion to be illuminated is substantially smooth.

本発明によれば、次に掲げる如き新規な効果を得ること
が出来る。According to the present invention, the following novel effects can be obtained.

：上 被測定物を変形させることなく、完全な非接触測
定が可能となり、従来みられた測定圧による誤差を解消
することが出来るので、高精度の測定が実現出来る。:1 Completely non-contact measurement is possible without deforming the object to be measured, and errors caused by conventional measurement pressure can be eliminated, making highly accurate measurement possible.

（１１）光学的に測定をおこなうため、高速測定が可能
となる。(11) Since measurement is performed optically, high-speed measurement is possible.

（ｉｉｉ） 測定値をディジタル化することを可能と
したため、高速かつ高精度の測定が実現できる。(iii) Since it is possible to digitize measured values, high-speed and highly accurate measurements can be achieved.

（１■）基準間隙幅との相対的関係においで、未知のの
間隙幅を求めるために、光軸設定等の装置設定の誤差が
あっても、相殺されて高精度の測定が実現できる。(1) Since the unknown gap width is determined in relation to the reference gap width, even if there are errors in device settings such as optical axis settings, they are canceled out and highly accurate measurement can be achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図乃至第３図は、従来のスプール間隙幅測定方法を
示す模式図である。 第４図は本発明の一実施態様を示す模式図である。 第５図は、本発明における照明部の一実施態様を表わす
図である。 第６図乃至第１１図及び第１４図ａ）、第１４図ｂ）、
は本発明の一実施態様における信号処理方法を示す図で
ある。 第１２図は本発明の一実施態様をあられす第４図の測定
原理を説明する横進図である。 第１３図は基準幅設定用治具の一例を示す図である。 第１５図は本発明の他の実施態様を示したもので、第１
６図は第１５図の実施態様における測定原理を示す模式
図である。 第１７図、第１８図はそれぞれ本発明の他の実施態様を
示したものである。 ４４′・・・・・・スプール、５，５′・・・・・・間
隙端部、１５・・・・・・揺動ミラー、２９・・・・・
・四面回転ミラー。1 to 3 are schematic diagrams showing a conventional spool gap width measurement method. FIG. 4 is a schematic diagram showing one embodiment of the present invention. FIG. 5 is a diagram showing one embodiment of the illumination section in the present invention. Figures 6 to 11 and Figure 14 a), Figure 14 b),
FIG. 2 is a diagram showing a signal processing method in an embodiment of the present invention. FIG. 12 is a transverse diagram illustrating the measurement principle of FIG. 4, which shows one embodiment of the present invention. FIG. 13 is a diagram showing an example of a reference width setting jig. FIG. 15 shows another embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a schematic diagram showing the measurement principle in the embodiment of FIG. 15. FIGS. 17 and 18 respectively show other embodiments of the present invention. 44'... Spool, 5,5'... Gap end, 15... Rocking mirror, 29...
・Four-sided rotating mirror.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １ 次のステップから成ることを特徴とする物体の間隙
幅測定方法： （１）既知の間隙幅を有する基準物体の相応する間隙内
壁面を照明し、この反射光を各各独立に拡大する２つの
拡大レンズ系を通過せしめ、回転もしくは揺動している
ミラーによりこれを走査し、該間隙内壁面像の結像部近
傍を設けたスリットを通過する該間隙内壁面像を受光手
段により感知し、該間隙内壁面像の通過時間間隔ｔｏを
測定し、この測定値を演算装置におくり、記憶せしめる
。 （１１）未知の間隙幅を有する物体の相対する間隙内壁
面を照明し、この反射光を前記拡大レンズ系を通過せし
め、更に前記ミラーによりこれを走査し、前記スリット
を通過する該間隙内壁面像を前記受光手段により感知し
、該間隙内壁面像の通過時間間隔ｔを測定し、この測定
値を前記演算装置におくり、該演算装置において、前記
基準物体の前記間隙内壁面像の通過時間間隔ｔｏとの比
較演算をおこない、未知の間隙幅を求める。[Claims] 1. A method for measuring the gap width of an object characterized by comprising the following steps: (1) Illuminating the corresponding inner wall surface of the gap of a reference object having a known gap width, and emitting this reflected light to each The image of the inner wall surface of the gap is passed through two magnifying lens systems that magnify each independently, and is scanned by a rotating or swinging mirror. is sensed by the light receiving means, the passing time interval to of the image of the inner wall surface of the gap is measured, and this measured value is sent to an arithmetic unit and stored therein. (11) Illuminating the opposing inner wall surfaces of the gap of an object having an unknown gap width, causing the reflected light to pass through the magnifying lens system, further scanning this with the mirror, and passing the inner wall surface of the gap through the slit. The image is sensed by the light receiving means, the passing time interval t of the image of the inner wall surface of the gap is measured, and this measured value is sent to the arithmetic device, where the transit time of the image of the inner wall surface of the gap of the reference object is calculated. A comparison operation with the interval to is performed to obtain the unknown gap width.