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技術 傾斜面境界位置同定方法、傾斜面境界位置同定装置、傾斜面境界位置同定プログラム

出願人 株式会社光コム
発明者 尾崎裕一
出願日 2017年8月23日 (3年6ヶ月経過) 出願番号 2017-160370
公開日 2019年3月14日 (1年11ヶ月経過) 公開番号 2019-039714
状態 未査定
技術分野 光学的手段による測長装置
主要キーワード 傾斜面位置 位置同定装置 基準光検出器 連接部分 積算輝度 同定装置 位置同定 音響光学周波数シフタ
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2019年3月14日)のものです。
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図面 (12)

課題

測定対象物反射散乱検出器で検出される光の強度が小さい場合でも正確に傾斜面の境界位置を同定できる傾斜面境界位置同定方法を提供する。

解決手段

傾斜面位置同定方法は、互いに傾斜の異なる第1の面11と第2の面12を備える測定対象物の第1の面と第2の面の境界13を含む平面である境界面と平行な仮想面22を設定し、仮想面と基準面との距離である仮想面高さhを変化させながら、境界を含む測定領域内の各測定点17のうち光学的に測定された基準面からの距離である測定点高さyが仮想面高さより小さいものを抽出する抽出工程、抽出工程で抽出した測定点について測定点高さの測定に利用した測定光の第1の面または第2の面からの反射光輝度である測定点輝度を対数変換して合計し積算輝度を算出する積算輝度算出工程、積算輝度と仮想面高さとの関係を示す曲線変曲点を特定することにより境界面の位置を同定する同定工程を含む。

概要

背景

ある点から測定点までの絶対距離を高精度で測定する装置としてレーザ距離計が知られている。たとえば、特許文献1には、測定光干渉信号基準光の干渉信号の時間差から距離を測定する距離計が記載されている。

概要

測定対象物反射散乱検出器で検出される光の強度が小さい場合でも正確に傾斜面の境界位置を同定できる傾斜面境界位置同定方法を提供する。傾斜面位置同定方法は、互いに傾斜の異なる第1の面11と第2の面12を備える測定対象物の第1の面と第2の面の境界13を含む平面である境界面と平行な仮想面22を設定し、仮想面と基準面との距離である仮想面高さhを変化させながら、境界を含む測定領域内の各測定点17のうち光学的に測定された基準面からの距離である測定点高さyが仮想面高さより小さいものを抽出する抽出工程、抽出工程で抽出した測定点について測定点高さの測定に利用した測定光の第1の面または第2の面からの反射光輝度である測定点輝度を対数変換して合計し積算輝度を算出する積算輝度算出工程、積算輝度と仮想面高さとの関係を示す曲線変曲点を特定することにより境界面の位置を同定する同定工程を含む。

目的

本発明は、測定対象物で反射・散乱し検出器で検出される光の強度が小さい場合でも正確に傾斜面の境界位置を同定することができる傾斜面境界位置同定方法等を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

互いに傾斜の異なる第1の面と第2の面を備える測定対象物の前記第1の面と前記第2の面の境界を含む平面である境界面と平行な仮想面を設定し、前記仮想面と基準面との距離である仮想面高さを変化させながら、前記境界を含む測定領域内の各測定点のうち光学的に測定された前記基準面からの距離である測定点高さが前記仮想面高さより小さいものを抽出する抽出工程と、前記抽出工程で抽出した前記測定点について前記測定点高さの測定に利用した測定光の前記第1の面または前記第2の面からの反射光輝度である測定点輝度を対数変換して合計し積算輝度を算出する積算輝度算出工程と、前記積算輝度と前記仮想面高さとの関係を示す曲線変曲点を特定することにより前記境界面の位置を同定する同定工程を含む傾斜面境界位置同定方法

請求項2

前記抽出工程に先立って、前記測定点高さを光学的に測定すると共に前記測定点輝度を測定する測定工程を備えることを特徴とする請求項1に記載の傾斜面境界位置同定方法。

請求項3

前記測定工程は、前記測定光の照射と反射光の検出を同軸上で行う距離計により行うことを特徴とする請求項2に記載の傾斜面境界位置同定方法。

請求項4

前記同定工程では、前記積算輝度と前記仮想面高さとの関係を示す曲線を微分し、微分値が所定の閾値となる前記仮想面高さを前記境界の位置とすることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の傾斜面境界位置同定方法。

請求項5

前記境界は閉じた図形であることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の傾斜面境界位置同定方法。

請求項6

前記測定対象物はバルブシートであり、前記第1の面はバルブ当たり面であり、前記第2の面は前記バルブ当たり面の外周に設けられ前記バルブ当たり面より傾斜の小さい外周面であることを特徴とする請求項5に記載の傾斜面境界位置同定方法。

請求項7

前記境界は開いた図形であることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の傾斜面境界位置同定方法。

請求項8

互いに傾斜の異なる第1の面と第2の面を備える測定対象物の前記第1の面と前記第2の面の境界を含む平面である境界面と平行な仮想面を設定し、前記仮想面と基準面との距離である仮想面高さを変化させながら、前記境界を含む測定領域内の各測定点のうち光学的に測定された前記基準面からの距離である測定点高さが前記仮想面高さより小さいものを抽出する抽出手段と、前記抽出手段で抽出した前記測定点について前記測定点高さの測定に利用した測定光の前記第1の面または前記第2の面からの反射光の輝度である測定点輝度を対数変換して合計し積算輝度を算出する積算輝度算出手段と、前記積算輝度と前記仮想面高さとの関係を示す曲線の変曲点を特定することにより前記境界面の位置を同定する同定手段を含む傾斜面境界位置同定装置

請求項9

コンピュータに、互いに傾斜の異なる第1の面と第2の面を備える測定対象物の前記第1の面と前記第2の面の境界を含む平面である境界面と平行な仮想面を設定し、前記仮想面と基準面との距離である仮想面高さを変化させながら、前記境界を含む測定領域内の各測定点のうち光学的に測定された前記基準面からの距離である測定点高さが前記仮想面高さより小さいものを抽出する抽出処理と、前記抽出処理で抽出した前記測定点について前記測定点高さの測定に利用した測定光の前記第1の面または前記第2の面からの反射光の輝度である測定点輝度を対数変換して合計し積算輝度を算出する積算輝度算出処理と、前記積算輝度と前記仮想面高さとの関係を示す曲線の変曲点を特定することにより前記境界面の位置を同定する同定処理を実行させる傾斜面境界位置同定プログラム

技術分野

0001

本発明は、傾斜面境界位置同定方法、傾斜面境界位置同定装置、傾斜面境界位置プログラムに関する。

背景技術

0002

ある点から測定点までの絶対距離を高精度で測定する装置としてレーザ距離計が知られている。たとえば、特許文献1には、測定光干渉信号基準光の干渉信号の時間差から距離を測定する距離計が記載されている。

先行技術

0003

特開2010−14549号公報

発明が解決しようとする課題

0004

レーザ距離計の応用例として、傾斜の異なる二つの面の境界位置の同定を挙げることができる。これは、たとえば、機械部品加工精度の検証のため有用である。図11(A)、(B)に境界位置の同定の例を示す。図11(A)は、測定対象物100の一部の断面図であり、測定対象物100は、傾斜の異なる二つの傾斜面101、102を有している。傾斜面101と傾斜面102の境界103は、図11(B)に示すように円形であり、一つの平面105に含まれているものとする。

0005

測定対象物100を図11(B)のX方向及びY方向にスキャン各測定点104の基準面111からの距離yを求めることができれば、境界103の位置を同定すること、すなわち、境界103を含む平面105の基準面からの距離hを求めることが可能である。たとえば、測定結果に基づいて各測定点に対応するピクセルの色を距離yに応じて定めた2次元画像を生成し、その画像から輪郭を抽出することにより同定することができる。

0006

レーザ距離計では、測定光110が測定対象物100で反射散乱した光を検出器113で検出する必要があるが、図11(A)の傾斜面102のように測定光110の入射角θが小さい場合には、反射・散乱光のうち測定器113の方向に向かう光112の強度は小さいため、距離yの測長精度が低下して境界103を正確に同定できないという問題があった。また、切削加工された金属材料のように測定対象物の表面が金属光沢を持つ場合も同様の問題があった。

0007

そこで、本発明は、測定対象物で反射・散乱し検出器で検出される光の強度が小さい場合でも正確に傾斜面の境界位置を同定することができる傾斜面境界位置同定方法等を提供することを目的する。

課題を解決するための手段

0008

本発明の傾斜面位置同定方法は、互いに傾斜の異なる第1の面と第2の面を備える測定対象物の第1の面と第2の面の境界を含む平面である境界面と平行な仮想面を設定し、仮想面と基準面との距離である仮想面高さを変化させながら、境界を含む測定領域内の各測定点のうち光学的に測定された基準面からの距離である測定点高さが仮想面高さより小さいものを抽出する抽出工程と、抽出工程で抽出した測定点について測定点高さの測定に利用した測定光の第1の面または第2の面からの反射光輝度である測定点輝度を対数変換して合計し積算輝度を算出する積算輝度算出工程と、積算輝度と仮想面高さとの関係を示す曲線変曲点を特定することにより境界面の位置を同定する同定工程を含む。

0009

本発明の傾斜面位置同定装置は、互いに傾斜の異なる第1の面と第2の面を備える測定対象物の第1の面と第2の面の境界を含む平面である境界面と平行な仮想面を設定し、仮想面と基準面との距離である仮想面高さを変化させながら、境界を含む測定領域内の各測定点のうち光学的に測定された基準面からの距離である測定点高さが仮想面高さより小さいものを抽出する抽出手段と、抽出工程で抽出した測定点について測定点高さの測定に利用した測定光の第1の面または第2の面からの反射光の輝度である測定点輝度を対数変換して合計し積算輝度を算出する積算輝度算出手段と、積算輝度と仮想面高さとの関係を示す曲線の変曲点を特定することにより境界面の位置を同定する同定手段を含む。

0010

本発明の傾斜面位置同定プログラムは、コンピュータに、互いに傾斜の異なる第1の面と第2の面を備える測定対象物の第1の面と第2の面の境界を含む平面である境界面と平行な仮想面を設定し、仮想面と基準面との距離である仮想面高さを変化させながら、境界を含む測定領域内の各測定点のうち光学的に測定された基準面からの距離である測定点高さが仮想面高さより小さいものを抽出する抽出処理と、抽出処理で抽出した測定点について測定点高さの測定に利用した測定光の第1の面または第2の面からの反射光の輝度である測定点輝度を対数変換して合計し積算輝度を算出する積算輝度算出処理と、積算輝度と仮想面高さとの関係を示す曲線の変曲点を特定することにより境界面の位置を同定する同定処理を実行させることを特徴とする。

発明の効果

0011

本発明によれば、測定対象物で反射・散乱し検出器で検出される光の強度が小さい場合でも正確に傾斜面の境界位置を同定することができる。

図面の簡単な説明

0012

測定対象物の一例であるエンジンバルブシート部の形状を示す図で、(A)は断面図、(B)は平面図である。
境界位置同定方法の原理を説明する図である。
境界位置同定方法の手順を説明するフローチャートである。
仮想面の高さと積算輝度の関係を示すグラフである。
図4微分値を示すグラフである。
境界が長方形の測定対象物の例を示す図で、(A)は断面図、(B)は平面図である。
凸部を有する測定対象物の例を示す図で、(A)は断面図、(B)は平面図である。
開いた境界を有する測定対象物の例を示す図で、(A)は断面図、(B)は平面図である。
境界位置同定装置の構造図である。
光源の出力を模式的に示す図である。
従来の傾斜面境界位置同定方法を説明する図である。

実施例

0013

以下、図面を参照しながら本発明の一実施形態である傾斜面境界位置同定方法について詳細に説明する。測定対象物としてエンジンのバルブシート部を例に説明するが、本発明は他の測定対象物にも適用することができる。

0014

図1は、測定対象物の一例であるエンジンのバルブシート部の形状を示す図で、(A)は断面図、(B)は平面図である。バルブシート10はシリンダヘッド1のシリンダ2と吸気または排気ポート3との連接部分に設けられ、バルブ4と当接する円錐面状のバルブ当たり面11(第1の面の一例)と、バルブ当たり面11の外側に設けられバルブ当たり面11より傾斜の緩い円錐面状の外周面12(第2の面の一例)により構成されている。本方法では、レーザ距離計により図1(B)に示したバルブシート10を含む測定領域23をX方向及びY方向にスキャンして各測定点の基準面からの距離及び反射光の強度を測定し、これらのデータに基づいてのバルブ当たり面11と外周面12との境界13を同定する。

0015

図2は傾斜面境界位置同定方法の原理を説明する図、図3は傾斜面境界位置同定方法の手順を説明するフローチャートである。これらの図を参照して、本方法の詳細な手順を説明する。
同定の前提として、バルブシート10の設計寸法既知であり、加工精度を検証するために境界13の位置(図2の上下方向の位置)を同定するものとする。また、境界13はバルブ4の摺動軸16に垂直な平面である境界面15に含まれているものとする。

0016

測定領域23(図1参照)を、たとえばレーザ距離計60(距離計の一例)によりスキャンして各測定点17の高さyと測定光の反射強度を測定する(ST1、測定工程の一例)。高さyは図2に示すように測定点17の測定光20に対して垂直な基準面21からの距離である。なお、本実施形態では、測定光20をテレセントリック(どの測定点17を測定する際も測定光20の向きが一定)とするが、これは必須ではなく、測定光20がバルブ当たり面11と外周面12を照射することができればテレセントリックでなくてもよい。測定領域23は、1辺の長さがバルブシート10の設計上の直径よりもやや大きい正方形の領域とする。測定点17のX方向及びY方向の間隔は、所望の同定精度や測定時間を考慮して適宜定める。

0017

境界面15と平行な仮想面22を初期位置に設定する(ST2)。初期位置は、仮想面22が境界面15よりも下になるように高さhを設定する。ここでは、hを摺動軸16と仮想面22の交点と基準面21との間の測定光20に平行な方向の距離とする。

0018

テップST1で取得した高さyの情報を用いて、仮想面17よりも上に位置する(y<hである)測定点17を抽出する(ST3、抽出工程)。

0019

ステップST3で抽出された各測定点の反射強度を対数変換し、各測定点の対数変換された反射強度を合計することにより積算輝度を算出する(ST4、積算輝度算出工程)。

0020

仮想面22の位置を上方に移動しながら、上記のST3、ST4を仮想面の位置が所定の終了位置になるまで繰り返す(ST5、ST6)。終了位置は、境界面15の設計上の位置よりも上になるように予め設定しておく。

0021

積算輝度と仮想面の高さhの関係を示す積算輝度−仮想面グラフを作成する(ST7)。図4は積算輝度−仮想面グラフの一例である。図4では高さhを初期位置からの相対的な高さで示している。積算輝度−仮想面グラフは理想的には図4のように、仮想面22がバルブ当たり面11内に位置する区間勾配の小さい直線25と仮想面22が外周面22内に位置する区間の勾配の大きい直線26とから成る折れ線となり、曲線の勾配が急変する点である変曲点27に対応する高さy1が境界面15の位置となる。しかし、実際には測定ノイズが多く含まれるため、図4のような理想的な形にはならず、このグラフから直接明確な変曲点を求めることは困難である場合が多い。言い換えると、図4のような理想的なグラフが得られる場合には、積算輝度を求めるまでもなく、高さ情報だけから境界を同定できる可能性が高い。

0022

積算輝度−仮想面グラフの変曲点を求める方法は任意であるが、たとえば本実施形態では、積算輝度−仮想面グラフを微分することにより変曲点を求める(ST8、ST9、ST7〜ST9は同定工程の一例)。図5は、図4の積算輝度−仮想面グラフを微分したグラフである。図4のような理想的な積算輝度−仮想面グラフを微分すると、図5のように段差28が明りょうな階段状のグラフとなり、段差28の位置を境界の位置とすることができる。しかし、前述のように積算輝度−仮想面グラフは理想的な形状とはならないことが多いため、実際には、その微分値に図5のような明りょうな段差は表れない。

0023

そこで、微分値の閾値Tを設定し、閾値Tに対応する高さy1を境界面15の高さとして同定する。このようにすることで、たとえば、図5破線29で示したように段差が明りょうに表れなかった場合でも、境界の高さを同定することができる。

0024

以上、バルブシートを例に境界が円形である場合について説明したが、本方法は境界の形状が円形以外の閉じた図形の場合にも適用することができる。図6(A)に断面図、図6(B)に平面図を示す測定対象物30は、上面33に底面31と側面32により形成された凹部を備えている。底面31と側面32の境界34および側面32と上面33の境界35の平面形状は長方形となっている。このように、境界の形状が円形以外であっても図6(A)のように測定光20を境界を同定しようとする二つの面に照射することができれば、本方法を適用して境界34、35の上下方向の位置を同定することができる。

0025

図7(A)に断面図、図7(B)に平面図を示す測定対象物40は、上面43に頂面41と側面42により形成された凸部を備えている。頂面41と側面42の境界44および側面42と上面43の境界45の平面形状は円形となっている。このように、境界が凸部の隅角部立ち上がり部となる場合であっても図7(A)のように測定光20を境界を同定しようとする二つの面に照射することができれば、本方法により境界44、45の上下方向の位置を同定することができる。

0026

図8(A)に断面図、図8(B)に平面図を示す測定対象物50は、帯状の部材で左側上面51と右側上面53の間に段差があり、左側上面51と右側上面53との間の部分は傾斜面52となっている。左側上面51と傾斜面52の境界54および傾斜面52と右側上面53の境界線55は測定対象物50の幅方向伸びる直線となっている。このように、境界が直線、曲線、折れ線等の開いた図形である場合であっても図8(A)のように測定光20を境界を同定しようとする二つの面に照射することができれば、本方法により境界54、55の上下方向の位置を同定することができる。境界が直線の場合は、境界面を境界を含み測定光20の照射方向に略垂直な平面とし、仮想面は境界面に平行な平面とする。

0027

図9は、図2のレーザ距離計60の概略構造図である。レーザ距離計60は、基準光S1を出射する第1の光源61と、測定光S2を出射する第2の光源62と、基準光S1と測定光S2との干渉光S3を検出する基準光検出器63と、基準光S1が照射される基準面64と、測定光が照射される測定面65(たとえば、図2のバルブ当たり面11、外周面12)と、基準面64により反射された基準光S1’と測定面65により反射された測定光S2’との干渉光S4を検出する測定光検出器66と、基準光検出器63により干渉光S3を検出して得られる干渉信号と測定光検出器66により干渉光S4を検出して得られる干渉信号が供給される信号処理部67を備える。

0028

第1及び第2の光源61、62は、それぞれ周期的に強度又は位相変調され、互いに変調周期が異なる干渉性のある基準光S1と測定光S2を出射するものであって、それぞれ周期的に強度又は位相を変調され、互いに変調周期が異なる干渉性のある基準光S1と測定光S2を出射するための光変調器を備える2台の光源、光周波数コムモード間隔が異なる2台の光周波数コム発生器、或いは、光パルス繰り返し周波数が異なる2台のパルス光源からなる。

0029

第1及び第2の光源61,62から出射された基準光S1と測定光S2は、半透鏡又は偏光ビームスプリッタからなる光混合素子71により混合されて重ね合わされ、半透鏡からなる光分離素子72により、基準光検出器63に向かう光と測定対象に向かう光に分離される。

0030

ここでは、第1及び第2の光源61,62から出射された基準光S1と測定光S2は、互いに偏光面が直交しているものとし、半透鏡からなる光混合素子71により混合され、その混合光が光分離素子72により反射されて偏光子73を介して基準光検出器63に入射されるとともに、光分離素子72を通過した混合光が偏光ビームスプリッタ74により偏光に応じて基準光S1と測定光S2に分離されて、基準光S1が基準面64に入射され、また、測定光S2が測定面65に入射されるようになっている。

0031

さらに、基準面64により反射された基準光S1’と、測定面65により反射された測定光S2’は、偏光ビームスプリッタ74により混合され、その混合光が光分離素子72により反射されて偏光子75を介して測定光検出器66に入射されるようになっている。

0032

そして、基準光検出器63は、偏光子73を介して入射される基準光S1と測定光S2との混合光を受光することより、第1及び第2の光源61,62から出射された基準光S1と測定光S2の干渉光S3を検出するようになっている。

0033

また、測定光検出器66は、偏光子75を介して入射される基準光S1’と測定光S2’の混合光を受光することにより、基準面64により反射された基準光S1’と測定面5により反射された測定光S2’の干渉光S4を検出するようになっている。

0034

基準光検出器63によって得られる干渉信号は、キャリア周波数が第1及び第2の光源61,62から出射された基準光S1と測定光S2のキャリア光周波数の差であり、基準光S1と測定光S2の光パルス繰り返し周波数の差の周波数で同じ干渉波形が繰り返される。

0035

このレーザ距離計60において、基準光検出器63の役割は、遅延時間計測の基準を生成することである。第1及び第2の光源61,62から出射された基準光S1と測定光S2は、繰り返し周波数が等しくないので、光源が動作を開始した時にタイミングがずれていても、少しずつタイミングがずれていき、必ずどこかで基準光S1の光パルスと測定光S2の光パルスが重なる瞬間が現れる。また、その重なる瞬間は基準光S1と測定光S2の繰り返し周波数の差の繰り返し周波数で周期的に現れる。この光パルスと光パルスの重なる瞬間が、遅延時間計測の基準となる。

0036

また、測定光検出器66によって得られる干渉信号は、基準光検出器3によって得られる干渉信号と同じくキャリア周波数が基準光S1’と測定光S2’のキャリア光周波数の差であり、基準光S1と測定光S2の光パルス繰り返し周波数の差と同じ繰り返し周波数を持つ。しかし、測定光検出器66に入力される光パルスは、基準反射鏡64までの距離L1と測定反射鏡65までの距離L2の距離差の絶対値(L2−L1)の分だけ、光パルスのタイミングが遅れるため、光パルスと光パルスの重なる瞬間が基準光検出器63によって得られる干渉信号と比較して遅れる。この遅れ時間が距離差の絶対値(L2−L1)の2倍の距離を光パルスが伝搬することによる遅延時間であり、真空中の光速Cをかけて屈折率ngで割ることにより距離が得られる。

0037

このように、周期の異なる2台のパルス光源の干渉によって距離計測を行う場合、時間基準を与える干渉信号の基準光検出器63が不可欠であり、基準光検出器63と測定光検出器66により得られる各干渉信号の時間差を比較することによって初めて距離測定が可能となる。

0038

そこで、レーザ距離計60において、信号処理部67は、基準光検出器63により干渉光S3を検出して得られる干渉信号と測定光検出器66により干渉光S3を検出して得られる干渉信号の時間差から、光速と測定波長における屈折率から基準面までの距離L1と測定面までの距離L2の距離差の絶対値(L2−L1)を求める処理を行う。

0039

すなわち、このレーザ距離計60では、第1及び第2の光源61,62から出射されるそれぞれ周期的に強度又は位相が変調され、互いに変調周期が異なる干渉性のある基準光S1と測定光S2を基準面64と測定面65に照射し、基準面64と測定面65に照射する基準光S1と測定光S2との干渉光S3を基準光検出器63により検出するとともに、基準面64により反射された基準光S1’と測定面65により反射された測定光S2’との干渉光S4を測定光検出器66により検出し、信号処理部67により、基準光検出器63により干渉光S3を検出した干渉信号と測定光検出器66により干渉光S4を検出した干渉信号の時間差から、光速と測定波長における屈折率から基準面までの距離と測定面までの距離の差を求める(図3のST1のうち高さの測定)。

0040

距離測定の原理は、光パルスの時間遅延から距離を求める距離計に準ずる。すなわち、距離(L2−L1)を往復する際の時間遅延ΔT=2×ng×(L2−L1)/cを計測して、光路群屈折率ng、真空中の光速cから(L2−L1)を計算する。

0041

信号処理部67は、たとえばマイクロコンピュータで構成され、上記の距離計算処理に加えて、反射光の強度を計算する(図3のST1のうち反射光強度の測定)。信号処理部67は、さらに、図3のST2〜ST9の処理を行うコンピュータプログラムを実行し境界線の位置の同定を行う。

0042

ここで、レーザ距離計60における第1、第2の光源61,62として2台の光周波数コム発生器を使用する場合、例えば、図10に示すような構成の光源80とされる。

0043

すなわち、この光源80では、1台の単一周波数発振レーザ光源81から出射されるレーザ光ビームスプリッタ82により分割されて2台の光周波数コム発生器(OFCG1、OFCG2)86A,86Bに入力されるようになっている。

0044

2台の光周波数コム発生器86A,86Bは、互いに異なる周波数fm+Δfmと周波数fmで発振する発振器83A,83Bにより駆動される。それぞれの発振器83A,83Bは、共通の基準発振器84により位相同期されることにより、fm+Δfmとfmの相対周波数が安定になる。光周波数コム発生器(OFCG1)86Aの前には、音響光学周波数シフタ(AOFS)のような周波数シフタ85を設けて、入力されたレーザ光にこの周波数シフタ85により周波数faの光周波数シフトを与えるようになっている。これにより、キャリア周波数間のビート周波数直流信号ではなく周波数faの交流信号になる。その結果、キャリア周波数の高周波サイドバンドビート信号低周波側サイドバンドのビート信号がビート信号のキャリア周波数間のビート周波数faを挟んで相対する周波数領域に発生するため位相比較都合が良い。

0045

本実施形態では、レーザ距離計60の信号処理部67が傾斜面境界位置同定プログラムを実行するものとしたが、レーザ距離計60では高さと反射光強度の測定(図3のステップS1)のみを行い、境界の同定は他の装置、たとえばパーソナルコンピュータで、図3のステップST2〜ST9の処理を行う傾斜面境界位置同定プログラムを実行しレーザ距離計60による測定結果を解析することにより行うこともできる。すなわち、本発明は、傾斜面境界位置同定方法としてのほか、境界位置同定方法の各処理を実行する手段を備えた装置、境界位置同定方法の各処理をコンピュータに実行させるコンピュータプログラム、そのようなコンピュータプログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体としても実施することができる。

0046

また、レーザ距離計60は、距離計の一例であり、光を用いて測定点の高さと測定光の反射強度を測定することができるのもであれば、他の方式の距離計を用いることもできる。

0047

本方法では、積算輝度−仮想面位置グラフを作成し、このグラフの変曲点を求めることにより境界面の位置を同定する。そのため、測定光の反射強度が弱く測定点高さの測定精度が悪い場合でも、高精度で境界面位置を同定することができる。距離計の一例として示したレーザ距離計60のように測定光の照射と反射光の検出を同軸上で行う形式のものでは、一方の傾斜面に対する測定光の入射角が小さくなる場合が多く、特に、本発明が有用である。

0048

10バルブシート、11バルブ当たり面、12外周面、13境界、15 境界面、16 バルブの摺動軸、17測定点、20測定光、21 基準面、22仮想面、60レーザ距離計、61 第1の光源、62 第2の光源、63基準光検出器、66測定光検出器、67信号処理部

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