オートコリメータ–動作原理、タイプ、図、利点

この記事では、オートコリメータ、その使用目的、動作原理、動作方法、さまざまなタイプのオートコリメータ、およびその長所と短所について学習します。

オートコリメータとは何ですか？

オートコリメータ または自動コリメートは、小さな角度差、変化、またはたわみの測定に使用される光学機器です。また、真直度、平坦度、位置合わせなどを決定するためにも使用されます。

オートコリメータは、光学系を使用して小さな角度変化を測定するデバイスです。このデバイスは、非常に小さな角度変化に非常に敏感であり、角度偏差を正確に測定できます。本質的には、コリメータと無限望遠鏡を組み合わせたものです。オートコリメータは、システムのさまざまなコンポーネントを位置合わせし、それらの機械的または光学的たわみを測定するために使用されます。

オートコリメータの部品

オートコリメータの6つの部分は次のとおりです：-

• 光源
• 反射面
• 発散レンズ
• ビームスプリッター
• ターゲットの経緯線
• マイクロメータ顕微鏡

1。光源

光源 光線を生成して反射板に到達させるために使用されます。

2。反射面

オートコリメータのワークとなる面です。この反射面の傾斜角は、オートコリメータを使用して測定します。対物レンズを通過する平行光線を反射します。

3.発散レンズ

発散レンズ は、対物レンズとも呼ばれ、ビームスプリッターを通過する光線を平行化して、反射器に平行に到達するようにするために使用されます。

4。ビームスプリッター

ビームスプリッター 光線を分割して対物レンズに向けるために使用されます。

5。ターゲットの経緯線

反射された光線は、このターゲット経緯線に到達します。 、および入射光線と反射光線の間の距離は、このターゲット経緯線でトレースされます。

6。マイクロメータ顕微鏡

これは、ターゲット経緯線の入射光線点と反射光線点を明確に確認し、それらの間の距離を測定するために使用されます。

オートコリメータの動作原理

2つの光学原理が組み込まれています

1. レンズによる平行光線の投影と受信
2. そして、平面の角度の変化に伴う平面から反射されたビームの方向の変化。

単色光の場合 光源の光線はビームデフレクターに当たり、ビームは収束レンズに向かって90度偏向されます。収束レンズはビームを平行にし、それらを物体または反射面に向けます。

光ビームを平行に保つには、ビームデフレクターを収束レンズの焦点に近づけてください。次に、平行光線は反射面またはオブジェクトに当たるように方向付けられます。オブジェクトの表面に角度のずれがない場合、光線は反射して同じ経路に沿って反対方向に進み、最終的には収束レンズから焦点距離を保ったレシーバーに収束します。物体が斜めに傾いている場合、反射光線は2（α）度の入射ビームと角度をなします。

例で理解しましょう

まず、図（a）のように、主焦点に点光源Oがある収束レンズを想像してみてください。光のビームが平らな反射面に当たると、ビームの一部が吸収され、他の部分が反射して戻ります。入射角がゼロの場合、つまり入射光線が反射面に垂直に当たる場合、反射光線は図（a）のように元の経路をたどります。

表面が他の角度で傾斜している場合、光が偏向される合計角度は、ミラーが傾斜している角度の2倍であり、光源と同じ平面内であるがその片側に焦点が合わせられます。 、図（b）のように。明らかに、

OO’=20f =x （たとえば）、ここで f 焦点距離です レンズの。

したがって、直線距離QO'（x）を測定することにより、反射面oの傾きを求めることができます。

最終的な画像の位置は、レンズからの反射板の距離に依存しません。つまり、間隔xは、レンズからのリフレクターの位置に依存しません。ただし、リフレクターの移動時間が長すぎると、反射光線がレンズを完全に見逃し、画像が形成されません。

実際には、傾斜が得られる作業面が反射面を形成し、変位xは、傾斜Θの値に直接校正された精密顕微鏡によって測定されます。

オートコリメータの動作

オートコリメータでは、反射面とは、この装置を使用して傾斜を測定する面のことです。マイクロメータ顕微鏡を使用して、光源と焦点面の反射光線との間の距離を測定します。

まず、光源が照らされ、対物レンズの焦点面に配置されたクロスラインターゲット感謝の交点から光線が抽出されます。

その後、光線はビームスプリッターに到達し、v線ビームは光線を対物レンズに向けるゲートになります。

対物レンズは光線を平行にし、光線は反射板に向かって移動します。

現在、2つのケースが考えられます：

ケース1：リフレクターは光線に対して垂直です。

平行光線が反射板に到達すると、反射板は光線に垂直になり、光線は反射されて元の経路に戻ります。
次に、これらの光線は、経緯線の交差線の交点にあるターゲット経緯線の平面に焦点を合わせます。
反射光の一部はビームスプリッターを真っ直ぐ通過するため、ターゲットのクロスラインの戻り画像が接眼レンズを通して見え、望遠鏡が無限遠に焦点を合わせているかのように動作します。

ケース2：リフレクターがある角度で傾いています。

リフレクターをある角度で傾けると、平行光線は傾きの角度の2倍の角度で反射します。
反射後、光線はターゲット経緯線の平面に集束されますが、クロスラインの交点から2 *（傾斜角）*の距離だけ直線的に変位します。 （対物レンズの焦点距離）。
ビジュアルオートコリメータとデジタルオートコリメータのどちらを使用するかに応じて、接眼レンズの目盛とマイクロメータ顕微鏡または電子検出器システムを使用して、目盛画像の線形変位を測定します。

ほとんどのオートコリメータは、測定された距離を傾斜角に変換する必要がないように校正されています。これはオートコリメータで変換され、傾斜角はそこで直接読み取ることができます。

オートコリメータの焦点距離と有効開口は、その基本的な感度と角度測定範囲を決定する要因です。

オートコリメータの種類

オートコリメータには主に2つのタイプがあります：

1。ビジュアルオートコリメータ

視覚オートコリメータでは、反射面の傾斜角度は、接眼レンズを通して目盛りを表示することによって測定されます。視覚オートコリメータの焦点距離が長くなると、角度分解能が高くなり、視野が狭くなります。

2。デジタルオートコリメータ

デジタルオートコリメータでは、設定にマイクロメータ調整が施されていますが、設定目盛とターゲット画像の一致が光電気的に検出されます。
このオートコリメータはラボで使用されます。非常に高精度で、リアルタイムの測定を提供し、非常にユーザーフレンドリーです。

A。電子オートコリメータ

電子オートコリメータは、光学接眼レンズを含まないハイエンドで高精度の角度測定装置です。このデバイスは、秒単位の精度でわずかな角度偏差を測定できます。電子オートコリメータによる測定は、迅速、簡単、正確であり、通常、最も安価な方法です。

これらの高感度デバイスは、世界中のワークショップ、工具室、検査部門、品質管理研究所で広く使用されており、小さな角変位、直角度、ねじれ、平行度を非常に正確に計算します。

B。レーザーオートコリメータ

今日、新技術の出現により、オートコリメーション装置を改良して、反射したレーザービームを直接測定できるようになりました。この独自の機能により、レンズ、ミラー、レーザーをすべて同時に位置合わせできます。

100年前のオートコリメーション技術と最近のレーザー技術のこの技術融合により、複数の視線間の相互整列、機械的基準線に関連するレーザー、異なる穴と空洞の整列、複数のローラーの測定が可能な非常に用途の広い機器が得られます。圧延産業における並列性、レーザー発散角、および空間安定性。

C。ハイブリッドオートコリメータ

オートコリメータは、正確な非接触角度測定のために、数十年前に光学機器として発明されました。創業以来、角度や光学素子の位置合わせに幅広く使用されてきました。フォトニクスの最近の進歩により、光学とレーザーの位置合わせと測定が必要になり、新しいハイブリッド技術が対応しています。

さらに、調査対象の領域に焦点を合わせ、ミクロン単位で位置合わせと位置合わせ測定からの偏差を実行することにより、最新の電動フォーカシング技術は新しい測定次元を追加します。この多機能多プロセスハイブリッド光学機器は、組み立て中、および最終的なテストと検査中に高度に統合されたシステムを測定するために使用されます。

ハイブリッドテクノロジーは、レーザーアライメント、空間特性評価、複数のシングルエミッターのビームプロファイリングなど、幅広いテクノロジーのニーズを満たすことができます。この分析手順では、機械的な基準面に関連する光源の角度依存の空間分解能パターンが生成されます。これは、VCSELレーザーを正確かつ迅速にテストするための優れたソリューションです。

オートコリメータのアプリケーション

1. 工作機械のスライドの直接テスト。
2. 非常に小さな角度を測定します。
3. 類似点を確認します。
4. カラムのベースを確認します。
5. ベッドプレートと表面テーブルの平坦度を確認します。
6. 非常に小さな変位の測定。
7. 線形変位が小さいかどうかを確認します。

オートコリメータの利点

• 非常に高い精度です。
• さまざまな角度を測定できます。
• インストールと操作は非常に簡単です。
• 国際基準を超えるキャリブレーション。
• 結果を視覚的または電子的に、つまりコンピュータの画面で表示するために使用できます。
• 利用可能なさまざまなアクセサリとレベル。

オートコリメータのデメリット

• 定期的にメンテナンスが必要です。
• 時間がかかります。
• 検出器によるトレースには、サンプルの切断と処理が必要です。

オートコリメータに関連するすべてのトピックをカバーしようとしました 、定義から利点まで 、短所 、タイプ および動作原理 。この記事が気に入ったら、友達と共有してください。

よくある質問

オートコリメーション法とは

オートコリメーションでは、（平行光線の）コリメーションされたビームが光学システムを離れ、平面鏡によって反射されて光学システムに戻ります。ミラーのマイナーな傾斜角度を決定するために使用されます。

オートコリメータを発明したのは誰ですか？

最初のニコン オートコリメータ-1942年に製造

1942年、ニコン（当時は日本工業株式会社として知られていました）は、1分間のアークまで正確な測定値を提供するオートコリメータの作業を完了しました。