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オートコリメーターについての概要、用途、原理などをご説明します。また、オートコリメーターのメーカー14社一覧や企業ランキングも掲載しております。オートコリメーター関連企業の2025年2月注目ランキングは1位:株式会社ニコンソリューションズ、2位:株式会社カツラ・オプト・システムズ、3位:中央精機株式会社となっています。
オートコリメータ ー (英: autockllimater) とは、光の直進性を利用し，測定対象物の微小角度変位などを測定する光学機器です。
非接触で角度などを測定可能で、通常は光学系や機械系において部品の位置を調整したり、ゆがみを測定したりするために使用されます。
オートコリメーターは、精密な角度測定だけでなく、平行度、真直度、光軸、アライメントなどの検査・調整に使用されます。
平面鏡が固定された台を案内面にそって滑らせ、平面鏡による十字線像の移動量から真直度を換算します。
1本のレーザビームを透過させることで、同軸上の2面間の平行度測定が可能です。ガラス板などは、表面と裏面の2面からの反射光の角度差を計測することで、平行度を測定します。
オプチカルスクエアと呼ばれる五角形のプリズムを使い、光を曲げることで測定が可能です。
多面鏡を利用して回転盤や割り出し盤の分割精度を測定します。
弾性片に反射鏡を固定し、オートコリメーターで観察すると、微小な変化量の測定が可能です。
天体望遠鏡など光軸が合っていれば、オートコリメーターの視野内で、主鏡のセンターマークが何重にも重なって見えます。
ディスクやウエハの反りやうねりの測定、ポリゴンミラーの精度測定を行います。
オートコリメーターの測定は、レーザー光の持つ直進性とレンズの集光の原理を利用しています。まず、光源として半導体レーザーが主に用いられ、レーザーを1次レンズで平行光へ変換します。この平行光を2次側のレンズに通し、焦点へ結像させます。
この場合、反射光は光路の途中でハーフミラーにより分光され、CCDなどの受光素子へ到達し、結像する仕組みです。仮に対象物が、照射したレーザー光に対して、傾きなく設置されている場合は、反射光による写像は入射光と完全に一致します。一方、対象物が傾いている場合は、ずれて結像されるため、ずれの度合いから、ずれの角度の決定が可能です。
オートコリメーター内部には、測定原理とは直接関係のないミラーが多く組み込まれています。オートコリメーターの光学系をすべて直列で配置すると、光路分の装置サイズが必要です。
多くのオートコリメーターでは、装置サイズを小さくするため、反射ミラーを複数設置することがほとんどです。
オートコリメーターを用いることで、直線や平面で定義できる幾何公差を求めることが可能です。オートコリメーターは、光源と離れた位置に設置したミラーの反射光が光軸からずれることを利用して、ミラーの傾きを測定します。
ミラーの角度を変位に置き換えて算出することで、測定点ごとの凹凸が測定可能です。開始位置をゼロとし、測定点ごとの変位をプロットすることで、真直度を求めることができます。
オートコリメーターを使用して、別のラインで真直度を求めることを繰り返すと、プロットされた点は線から面を描けるため、平面度の測定が可能です。オートコリメーターの置き方やミラーの保持方法を工夫することで、測定結果を傾斜度や直角度にも発展させることができます。ただし、真円度や円筒度など、曲線や曲面を用いて定義するものは測定が難しいです。
オートコリメーターは、光源がレンズの焦点位置にない場合、正しく結像ができず、測定誤差、観察像の焦点ずれが起きる問題があります。この光源位置の誤差は、コリメーターレンズの焦点距離に対して0.1%以下の厳しい精度が必要です。
この位置調整が非常にシビアなため、オートコリメーターには、絞りを用いたスポット径で位置調整が可能なもの、ナイフエッジを用いるものなどがあり、さまざまな方法で位置調整が可能です。
参考文献
https://www.pearl-opt.com/media/2019/07/31/31
http://www.mekatoro.net/digianaecatalog/chuo-sougou/book/chuo-sougou-P1089.pdf
https://www.chuo.co.jp/contents/hp0198/list.php?CNo=198&ProCon=7482
http://www.jissen.or.jp/meeting/2010/entry/yokou/2010-38.pdf
*一部商社などの取扱い企業なども含みます。
| 順位 | 会社名 | クリックシェア |
|---|---|---|
| 1 | 株式会社ニコンソリューションズ |
16.4%
|
| 2 | 株式会社カツラ・オプト・システムズ |
10.9%
|
| 3 | 中央精機株式会社 |
9.4%
|
| 4 | 駿河精機株式会社 |
8.6%
|
| 5 | 有限会社フィット |
7.8%
|
| 6 | FITリーディンテックス株式会社 |
7.0%
|
| 7 | 株式会社三啓 |
7.0%
|
| 8 | 株式会社ベルノ技研 |
6.3%
|
| 9 | 株式会社日本レーザー |
6.3%
|
| 10 | 株式会社フィジックステクノロジー |
5.5%
|
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