JP2002156208A - Optical displacement gauge and beam conversion attachment used for optical displacement gauge - Google Patents

Optical displacement gauge and beam conversion attachment used for optical displacement gauge

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JP2002156208A JP2000350699A JP2000350699A JP2002156208A JP 2002156208 A JP2002156208 A JP 2002156208A JP 2000350699 A JP2000350699 A JP 2000350699A JP 2000350699 A JP2000350699 A JP 2000350699A JP 2002156208 A JP2002156208 A JP 2002156208A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical displacement gauge which can select and use a laser beam whose optical image takes a line shape and a laser beam whose optical image takes a spot shape when the laser beam hits an object. SOLUTION: The optical displacement gauge comprises a first projection optical system which generates a first laser beam whose optical image takes the line shape when the beam hits the object and a second projection optical system 3 which generates a second laser beam whose optical image takes the spot shape when the beam hits the object. The displacement gauge is constituted in such a way that either the first laser beam or the second laser beam hits the object. The second optical system 3 comprises a condenser lens 30 used to condense the first laser beam, and it is mounted on the outer face of a gage body 1 in which the first optical system is built in such a way that the condenser lens 30 is situated on the optical axis of the first optical system.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、物体の表面変位、突
起物の高さ、溝や窪みの深さや段差、物体の厚みなどを
計測するのに用いられる変位計に関し、特にこの発明
は、レーザビームを対象物に当て、対象物での反射光を
受光素子で受光して、変位計測を行う光学式変位計、お
よび光学式変位計に用いられるビーム変換アタッチメン
トに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a displacement meter used to measure the surface displacement of an object, the height of a projection, the depth and level of a groove or a depression, the thickness of an object, and the like. The present invention relates to an optical displacement meter that performs displacement measurement by irradiating a laser beam to an object and receiving light reflected by the object with a light receiving element, and a beam conversion attachment used in the optical displacement meter.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の変位計として、計器本体
の内部に投光光学系と受光光学系とを一体に組み込んだ
ものがある。投光光学系は、レーザ光源と投光レンズモ
ジュールとを含んでおり、レーザ光源で発せられたレー
ザビームが投光レンズモジュールを通過し、投光窓より
計器本体の外部へ照射される。一方、受光光学系は、受
光レンズモジュールと2次元CCDなどの受光素子とを
含んでおり、対象物での反射光が受光窓より計器本体の
内部に取り込まれ、受光レンズを通過して受光素子で受
光される。
2. Description of the Related Art Conventionally, as this type of displacement meter, there is a displacement meter in which a light projecting optical system and a light receiving optical system are integrated into an instrument body. The light projecting optical system includes a laser light source and a light projecting lens module, and a laser beam emitted from the laser light source passes through the light projecting lens module and is emitted from the light projecting window to the outside of the instrument body. On the other hand, the light-receiving optical system includes a light-receiving lens module and a light-receiving element such as a two-dimensional CCD. Is received at.

【0003】従来の光学式変位計として、対象物に当た
ったときの光像がライン形状となるレーザビームを用い
るタイプと、対象物に当たったときの光像がスポット形
状となるレーザビームを用いるタイプとがある。
As a conventional optical displacement meter, a type using a laser beam whose light image hits an object has a line shape, and a type using a laser beam whose light image hits an object has a spot shape There is a type.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】前者のタイプの光学式
変位計は、突起物の高さ、溝や窪みの深さや段差などを
一括して計測できるとともに、物体表面の凹凸の影響を
平均化できるという利点があるが、計測対象でない部分
でレーザビームが乱反射し、計測に悪影響を及ぼすおそ
れがある。
The optical displacement meter of the former type can collectively measure the height of a projection, the depth of a groove or a dent or a step, and averages the influence of irregularities on the surface of an object. Although there is an advantage that the measurement can be performed, the laser beam may be irregularly reflected at a portion that is not a measurement target, and may adversely affect the measurement.

【0005】後者のタイプの光学式変位計は、前記の乱
反射は起こりにくいが、突起物の高さ、溝や窪みの深さ
や段差などを一括して計測できず、物体表面の凹凸の影
響を受け易いという問題がある。
In the latter type of optical displacement meter, the above-mentioned irregular reflection is unlikely to occur, but the height of a projection, the depth of a groove or a dent, or a step cannot be measured at a time, and the influence of irregularities on the surface of an object is reduced. There is a problem that it is easy to receive.

【0006】この発明は、上記問題に着目してなされた
もので、対象物に当たったときの光像がライン形状とな
るレーザビームとスポット形状となるレーザビームとを
選択して用いることを可能となすことにより、最適なセ
ンシングが実現できる光学式変位計を提供することを目
的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problem, and it is possible to selectively use a laser beam having a line shape and a laser beam having a spot shape when an optical image hits an object. Accordingly, an object of the present invention is to provide an optical displacement meter capable of realizing optimal sensing.

【0007】また、この発明が他に目的とするところ
は、対象物に当たったときの光像がライン形状となるレ
ーザビームを用いて変位計測する光学式変位計を対象と
したビーム変換アタッチメントを提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a beam conversion attachment for an optical displacement meter that measures displacement using a laser beam whose light image when hitting an object has a line shape. To provide.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】この発明による光学式変
位計は、レーザビームを対象物に当て、対象物での反射
光を受光素子で受光して、変位計測を行うものであり、
対象物に当たったときの光像がライン形状となる第1の
レーザビームを生成する第1の投光光学系と、対象物に
当たったときの光像がスポット形状となる第2のレーザ
ビームを生成する第2の投光光学系とを含んでおり、第
1、第2の投光光学系の少なくとも一方を機能させて、
第1、第2のレーザビームのいずれかを対象物に当てる
ようにしている。
SUMMARY OF THE INVENTION An optical displacement meter according to the present invention measures a displacement by irradiating a laser beam to an object and receiving reflected light from the object with a light receiving element.
A first light projecting optical system that generates a first laser beam whose light image hits an object has a line shape, and a second laser beam that has a light image hitting the object having a spot shape And a second light projecting optical system that generates at least one of the first and second light projecting optical systems,
One of the first and second laser beams is directed to the object.

【0009】第1の投光光学系と第2の投光光学系と
は、別個独立したものであってもよく、構成の一部分を
共用させたものであってもよい。第1、第2の投光光学
系の少なくとも一方を機能させるとは、第1の投光光学
系のみを機能させる場合と第2の投光光学系のみを機能
させる場合と第1の投光光学系および第2の投光光学系
の両方を機能させる場合とを含む。第1の投光光学系お
よび第2の投光光学系の両方を機能させる場合は、第1
のレーザビームと第2のレーザビームとが生成され、そ
のいずれか一方のレーザビームが対象物に当てられる。
The first light projecting optical system and the second light projecting optical system may be separate and independent, or may share a part of the configuration. To function at least one of the first and second light projecting optical systems means to function only the first light projecting optical system, to function only the second light projecting optical system, and to perform first light projecting. The case where both the optical system and the second light projecting optical system are made to function is included. If both the first light projection optical system and the second light projection optical system are to function, the first
And a second laser beam are generated, and either one of the laser beams is applied to the object.

【0010】この発明によれば、対象物に当たったとき
の光像がライン形状となる第1のレーザビームとスポッ
ト形状となる第2のレーザビームのいずれかを選択して
用いることができるので、アプリケーションに応じた最
適なセンシングが実現できることになる。
According to the present invention, it is possible to select and use one of the first laser beam having a line-shaped light image and the second laser beam having a spot-shaped light image upon hitting an object. Thus, optimal sensing according to the application can be realized.

【0011】この発明の好ましい一実施態様において
は、第2の投光光学系は、第1のレーザビームを集光す
るための集光レンズを含んでおり、第1の投光光学系が
組み込まれた計器本体の外面に、第1の投光光学系の光
軸上に前記集光レンズが位置するように装着される。
In a preferred embodiment of the present invention, the second light projecting optical system includes a condenser lens for condensing the first laser beam, and the first light projecting optical system is incorporated therein. The condenser lens is mounted on the outer surface of the instrument main body so that the condenser lens is positioned on the optical axis of the first light projecting optical system.

【0012】この実施態様の光学式変位計において、対
象物に当たったときの光像がライン形状となる第1のレ
ーザビームを用いる場合には、集光レンズを第1の投光
光学系の光軸上から退去させることで、第1の投光光学
系のみを機能させる。対象物に当たったときの光像がス
ポット形状となる第2のレーザビームを用いる場合に
は、集光レンズを第1の投光光学系の光軸上に位置させ
ることで、第1、第2の投光光学系を機能させる。
In the optical displacement meter according to this embodiment, when the first laser beam whose light image hits the object has a linear shape, the condensing lens is connected to the first light projecting optical system. By retreating from the optical axis, only the first light projecting optical system functions. In the case where the second laser beam having a spot-shaped light image when hitting the object is used, the first and second light beams are positioned by positioning the condenser lens on the optical axis of the first light projecting optical system. The second light projecting optical system is operated.

【0013】レーザ安全規格のクラスが異なる商品につ
いてのユーザの要望に迅速に対応するために、第2の投
光光学系に、安全性を確保するために、レーザビームの
通過を遮断する遮光板を設けてもよく、また、所望のク
ラスに設定するためにレーザビームの光パワーを減衰さ
せるフィルタを設けてもよい。
In order to quickly respond to a user's request for a product having a different laser safety standard class, a light shielding plate for blocking the passage of a laser beam is provided in the second light projecting optical system in order to ensure safety. May be provided, and a filter for attenuating the optical power of the laser beam may be provided in order to set a desired class.

【0014】この発明の他の実施態様においては、第
1、第2の各投光光学系は、第1のレーザビームと第2
のレーザビームの一方がハーフミラーを通過し、他方が
ハーフミラーで反射するように、それぞれ配置される。
In another embodiment of the present invention, each of the first and second light projecting optical systems comprises a first laser beam and a second laser beam.
Are arranged so that one of the laser beams passes through the half mirror and the other is reflected by the half mirror.

【0015】この実施態様の光学式変位計において、対
象物に当たったときの光像がライン形状となる第1のレ
ーザビームを用いる場合には、第1の投光光学系のみを
機能させ、第1のレーザビームをハーフミラーを通過さ
せて対象物に当てる。対象物に当たったときの光像がス
ポット形状となる第2のレーザビームを用いる場合に
は、第2の投光光学系のみを機能させ、第2のレーザビ
ームをハーフミラーで反射させて対象物に当てる。
In the optical displacement meter according to this embodiment, when the first laser beam whose light image hits the object has a line shape, only the first light projecting optical system is operated, The first laser beam passes through a half mirror and strikes an object. In the case where the second laser beam is used, in which the light image that strikes the object has a spot shape, only the second light projecting optical system is operated, and the second laser beam is reflected by the half mirror to be used. Hit the object.

【0016】上記した第2の投光光学系は、対象物に当
たったときの光像がライン形状となるレーザビームを用
いて変位計測を行う光学式変位計に外付けされるビーム
変換アタッチメントとして、光学式変位計とは独立して
市場へ供給し得る。すなわち、他の発明であるビーム変
換アタッチメントは、対象物に当たったときの光像がラ
イン形状となるレーザビームを生成する投光光学系と対
象物での前記レーザビームの反射光を受光する受光素子
とを内蔵する光学式変位計を対象として、その光学式変
位計の投光窓上に外付けされるものであり、前記投光窓
より照射される前記レーザビームを集光レンズにより集
光して対象物に当たったときの光像がスポット形状とな
る第2のレーザビームに変換する投光光学系を有すると
ともに、前記集光レンズが光学式変位計に内蔵された投
光光学系の光軸上に位置するように前記投光窓上に固定
することが可能でありかつ投光窓上より取り外すことが
可能に構成されて成る。
The above-mentioned second light projecting optical system is a beam conversion attachment externally attached to an optical displacement meter for performing displacement measurement using a laser beam whose light image when hitting an object has a line shape. And can be supplied to the market independently of the optical displacement meter. That is, a beam conversion attachment according to another aspect of the present invention includes a light-projecting optical system that generates a laser beam whose light image when hitting an object has a line shape, and a light-receiving optical system that receives reflected light of the laser beam at the object. For an optical displacement meter having a built-in element, it is externally mounted on a light projecting window of the optical displacement meter, and the laser beam emitted from the light projecting window is focused by a focusing lens. And a light projecting optical system for converting a light image upon hitting the target object into a second laser beam having a spot shape, and the condensing lens is provided with a light projecting optical system built in an optical displacement meter. It can be fixed on the light projecting window so as to be located on the optical axis, and can be detached from the light projecting window.

【0017】このビーム変換アタッチメントの投光光学
系には、レーザビームの通過を遮断する遮光板を含ませ
ることもでき、また、レーザビームの光パワーを減衰さ
せるフィルタを含ませることもできる。
The light projecting optical system of the beam conversion attachment may include a light shielding plate for blocking the passage of the laser beam, and may include a filter for attenuating the optical power of the laser beam.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】図1は、この発明の一実施例であ
る光学式変位計の内部構成を示す。図示例の光学式変位
計は、計器本体1の内部に第1の投光光学系2と受光光
学系4とが一体に組み込まれて成る。第1の投光光学系
2は、可視光半導体レーザより成るレーザ光源20とス
リット板および投光レンズより成る投光レンズモジュー
ル21とを含んでおり、レーザ光源20で発せられたレ
ーザビームが投光レンズモジュール21を通過し、投光
窓22より計器本体1の外部へ照射される。
FIG. 1 shows an internal configuration of an optical displacement meter according to an embodiment of the present invention. In the illustrated optical displacement meter, a first light projecting optical system 2 and a light receiving optical system 4 are integrated into an instrument main body 1. The first light projecting optical system 2 includes a laser light source 20 composed of a visible light semiconductor laser and a light projecting lens module 21 composed of a slit plate and a light projecting lens, and projects a laser beam emitted from the laser light source 20. The light passes through the optical lens module 21 and is emitted from the light projecting window 22 to the outside of the instrument body 1.

【0019】受光光学系4には、複数枚の受光レンズよ
り成る受光レンズモジュール40と2次元CCDより成
る受光素子41とを含んでおり、対象物10での反射光
が受光窓42より計器本体1の内部に取り込まれ、受光
レンズモジュール40を通過して受光素子41で受光さ
れる。
The light receiving optical system 4 includes a light receiving lens module 40 formed of a plurality of light receiving lenses and a light receiving element 41 formed of a two-dimensional CCD. 1, is received by the light receiving element 41 after passing through the light receiving lens module 40.

【0020】以下、第1の投光光学系21によって生成
されるレーザビームを「第1のレーザビームLB1」と
いう。この第1のレーザビームLB1は、図1に示され
るように、そのまま対象物10へ照射されるか、また
は、図2〜図4に示す第2の投光光学系3を通過させた
上で対象物10へ照射される。以下、第2の投光光学系
3によって生成されたレーザビームを「第2のレーザビ
ームLB2」という。
Hereinafter, the laser beam generated by the first light projecting optical system 21 is referred to as "first laser beam LB1". As shown in FIG. 1, the first laser beam LB1 is applied to the object 10 as it is, or after passing through the second light projecting optical system 3 shown in FIGS. The object 10 is irradiated. Hereinafter, the laser beam generated by the second light projecting optical system 3 is referred to as “second laser beam LB2”.

【0021】第1のレーザビームLB1は、図5(1)
(2)に示すように、先方向へ次第に拡がる帯状のレー
ザビームであり、計測距離領域Sの中心位置cにおいて
ビーム厚dが最も薄くなる。第1のレーザビームLB1
が計測対象領域Sに位置させた対象物10に当たったと
き、対象物10の表面にはライン形状の光像11が生成
される。なお、図5(1)は第1のレーザビームLB1
を平面的に見た図であり、図5(2)は第1のレーザビ
ームLB1を側面から見た図である。
The first laser beam LB1 is shown in FIG.
As shown in (2), it is a band-shaped laser beam that gradually expands in the forward direction, and the beam thickness d becomes the thinnest at the center position c of the measurement distance area S. First laser beam LB1
Strikes the object 10 positioned in the measurement target area S, a line-shaped light image 11 is generated on the surface of the object 10. FIG. 5A shows the first laser beam LB1.
Is a plan view, and FIG. 5B is a view of the first laser beam LB1 viewed from a side.

【0022】第2のレーザビームLB2は、図6(1)
(2)に示すように、細軸状をなすレーザビームであ
り、計測距離領域Sの中心位置cにおいて直径rが最も
小さくなる。第2のレーザビームLB2が計測対象領域
Sに位置させた対象物10に当たったとき、対象物10
の表面にはスポット形状の光像11が生成される。な
お、図6(1)は第2のレーザビームLB2を平面的に
見た図であり、図6(2)は第2のレーザビームLB2
を側面から見た図である。また、同図において、3は計
器本体1に外付けされた第2の投光光学系である。
The second laser beam LB2 is shown in FIG.
As shown in (2), it is a laser beam having a narrow axis shape, and the diameter r becomes the smallest at the center position c of the measurement distance area S. When the second laser beam LB2 hits the object 10 positioned in the measurement target area S, the object 10
A light image 11 in the form of a spot is generated on the surface of. FIG. 6A is a plan view of the second laser beam LB2, and FIG. 6B is a view of the second laser beam LB2.
It is the figure which looked at from the side. In FIG. 1, reference numeral 3 denotes a second light projecting optical system externally attached to the instrument main body 1.

【0023】図2〜図4は、計器本体1の外面に装着さ
れる第2の投光光学系3の構成例を示す。図示例の第2
の投光光学系3は、板状をなすホルダ31に、第1のレ
ーザビームLB1を集光するシリンドリカルレンズより
成る集光レンズ30と、第1のレーザビームLB1の通
過を遮断する遮光板5とを組み込んで構成される。前記
ホルダ31は、計器本体1の外面の投光窓22の位置に
取外しが可能なように4本のねじ32a〜32dにより
止め固定される。前記投光窓22は円形であり、ホルダ
31を計器本体1に装着したとき、投光窓22の中心を
通る第1の投光光学系2の光軸上に前記集光レンズ30
が位置する。
FIGS. 2 to 4 show examples of the configuration of the second light projecting optical system 3 mounted on the outer surface of the instrument main body 1. The second of the illustrated example
The light projecting optical system 3 includes a plate-shaped holder 31, a condensing lens 30 composed of a cylindrical lens for condensing the first laser beam LB1, and a light shielding plate 5 for blocking the passage of the first laser beam LB1. And is incorporated. The holder 31 is fixedly fastened by four screws 32a to 32d so as to be detachable at the position of the light emitting window 22 on the outer surface of the instrument main body 1. The light projecting window 22 is circular, and when the holder 31 is mounted on the instrument main body 1, the condenser lens 30 is positioned on the optical axis of the first light projecting optical system 2 passing through the center of the light projecting window 22.
Is located.

【0024】第2のレーザビームLB2を用いて変位計
測を行う場合は、計器本体1の外面に、投光窓22上に
被せるようにして第2の投光光学系3を装着する。第1
のレーザビームLB1を用いて変位計測を行う場合は、
4本全てのねじ32a〜32dを外してホルダ31を計
器本体1より取り外すか、または1箇所のねじ32dを
残して他の3本のねじ32a〜32cを外し、図3にお
いて一点鎖線で示すように、ホルダ31を90度回動し
て退去させ、投光窓22上を開放する。
When performing displacement measurement using the second laser beam LB2, the second light projecting optical system 3 is mounted on the outer surface of the instrument body 1 so as to cover the light projecting window 22. First
When performing displacement measurement using the laser beam LB1 of
Remove all four screws 32a-32d and remove holder 31 from instrument body 1, or remove one other screw 32d and remove the other three screws 32a-32c, as shown by the dashed line in FIG. Then, the holder 31 is turned by 90 degrees and retreated, and the light emitting window 22 is opened.

【0025】前記ホルダ31の板面には、スライド板5
0を上下にスライド自由に支持する矩形状の支持孔33
と、前記集光レンズ30をはめ込むようにして固定され
る取付穴34とが形成されている。前記取付穴34には
第1のレーザビームLB1を通過させる円形の透光孔3
5が設けられている。
The slide plate 5 is provided on the plate surface of the holder 31.
Rectangular support hole 33 that freely slides up and down 0
And a mounting hole 34 which is fixed so that the condenser lens 30 is fitted therein. The mounting hole 34 has a circular light transmitting hole 3 through which the first laser beam LB1 passes.
5 are provided.

【0026】前記スライド板50には取付穴52が形成
され、この取付穴52に前記遮光板5をはめ込んでその
上を押え板54で固定する。このスライド板50には、
前記遮光板5に代えて、レーザビームの光パワーを減衰
させるためのフィルタを取り付けることもでき、そのた
めに、前記スライド板50および押え板54にはそれぞ
れ円形の透光孔51,53が設けてある。
A mounting hole 52 is formed in the slide plate 50, and the light shielding plate 5 is fitted into the mounting hole 52, and the light shielding plate 5 is fixed thereon by a holding plate 54. This slide plate 50 has
Instead of the light shielding plate 5, a filter for attenuating the optical power of the laser beam can be attached. For this purpose, the slide plate 50 and the holding plate 54 are provided with circular light transmitting holes 51 and 53, respectively. is there.

【0027】前記スライド板50は、計器本体1とホル
ダ31との間に配置される。スライド板50の上端部に
は、つまみ部55が屈曲形成されており、このつまみ部
55がホルダ31の支持孔33によってスライド自由に
支持される。つまみ部55が支持孔33の下端位置にあ
るときは遮光板5が光路を塞ぎ、つまみ部55が支持孔
33の上端位置にあるときは遮光板5は光路を開放す
る。なお、上記した第2の投光光学系3は、対象物に当
たったときの光像がライン形状となるレーザビームを用
いて変位計測を行う光学式変位計に外付けされるビーム
変換アタッチメントとして、独立して市場へ供給し得
る。
The slide plate 50 is disposed between the instrument main body 1 and the holder 31. A knob 55 is bent at the upper end of the slide plate 50, and the knob 55 is slidably supported by the support holes 33 of the holder 31. When the knob 55 is at the lower end of the support hole 33, the light blocking plate 5 blocks the optical path, and when the knob 55 is at the upper end of the support hole 33, the light shield 5 opens the optical path. The above-mentioned second light projecting optical system 3 is used as a beam conversion attachment externally attached to an optical displacement meter that performs displacement measurement using a laser beam whose light image when hitting an object has a line shape. And can supply to the market independently.

【0028】上記の実施例は、第1のレーザビームLB
1を用いる場合は、第1の投光光学系2のみを機能さ
せ、第2のレーザビームLB2を用いる場合は、第1の
投光光学系2の光軸上に第2の投光光学系3の集光レン
ズ30を位置させて第1の投光光学系2および第2の投
光光学系3の両方を機能させるものであるが、これに限
らず、第1のレーザビームLB1を用いる場合は第1の
投光光学系2のみを機能させ、第2のレーザビームLB
2を用いる場合は第2の投光光学系3のみを機能させる
ように構成することも可能である。
In the above embodiment, the first laser beam LB
1 is used, only the first light projecting optical system 2 is operated, and when the second laser beam LB2 is used, the second light projecting optical system is placed on the optical axis of the first light projecting optical system 2. Although the first light projecting optical system 2 and the second light projecting optical system 3 function by locating the third condenser lens 30, the present invention is not limited to this, and the first laser beam LB 1 is used. In this case, only the first light projecting optical system 2 is operated, and the second laser beam LB
In the case of using 2, it is also possible to configure so that only the second light projecting optical system 3 functions.

【0029】図7は、第1、第2の各投光光学系2,3
の他の構成例を示すもので、第1のレーザビームLB1
はハーフミラー6を通過させ、第2のレーザビームLB
2はハーフミラー6で反射させるように、ハーフミラー
6に対して第1の投光光学系2と第2の投光光学系3と
を互いに直交する角度位置に配置している。なお、図
中、1は計器本体であり、第1、第2の投光光学系2,
3は計器本体1の内部に組み込んである。
FIG. 7 shows the first and second light projecting optical systems 2 and 3.
Shows another configuration example of the first laser beam LB1.
Passes through the half mirror 6, and the second laser beam LB
Reference numeral 2 is such that the first light projecting optical system 2 and the second light projecting optical system 3 are arranged at an angle position orthogonal to each other with respect to the half mirror 6 so that the light is reflected by the half mirror 6. In the drawing, reference numeral 1 denotes a main body of the instrument, and first and second light projecting optical systems 2 and 2.
Reference numeral 3 is incorporated in the instrument main body 1.

【0030】第1の投光光学系2は第1のレーザ光源2
0と第1の投光レンズモジュール21とを含んでおり、
また、第2投光光学系3は第2のレーザ光源37と第2
の投光レンズモジュール38とを含んでいる。第1のレ
ーザビームLB1を用いる場合は、第1のレーザ光源2
0を駆動して第1の投光光学系2のみを機能させる。こ
れにより第1のレーザビームLB1がハーフミラー6を
通過して対象物に照射される。これに対し、第2のレー
ザビームLB2を用いる場合は、第2のレーザ光源37
を駆動させて第2の投光光学系3のみを機能させる。こ
れにより第2のレーザビームLB2がハーフミラー6で
反射して対象物に照射される。
The first light projecting optical system 2 includes a first laser light source 2
0 and the first light projecting lens module 21,
The second light projecting optical system 3 is connected to the second laser light source 37 and the second
And a light projecting lens module 38. When using the first laser beam LB1, the first laser light source 2
0 is driven to make only the first light projecting optical system 2 function. Thus, the first laser beam LB1 passes through the half mirror 6 and irradiates the target. On the other hand, when the second laser beam LB2 is used, the second laser light source 37
And only the second light projecting optical system 3 functions. As a result, the second laser beam LB2 is reflected by the half mirror 6 and irradiated on the target.

【0031】第1のレーザ光源20と第2のレーザ光源
37とを選択的に駆動させるために計器本体1の外面に
切替スイッチ60を設けるとともに、計器本体1の内部
には、切替スイッチ60からの切替信号を受けて第1、
第2のレーザ光源20,37の一方へ駆動信号を出力す
る選択回路60が組み込んである。
In order to selectively drive the first laser light source 20 and the second laser light source 37, a changeover switch 60 is provided on the outer surface of the instrument main body 1, and the changeover switch 60 is provided inside the instrument main body 1. The first,
A selection circuit 60 that outputs a drive signal to one of the second laser light sources 20 and 37 is incorporated.

【0032】図8は、第1、第2の各投光光学系2,3
の他の構成例を示すもので、図7の実施例と同様、第1
のレーザビームLB1はハーフミラー6を通過させ、第
2のレーザビームLB2はハーフミラー6で反射させる
ように、ハーフミラー6に対して第1のレーザ光源20
と第2のレーザ光源37とを互いに直交する角度位置に
配置している。
FIG. 8 shows the first and second light projecting optical systems 2 and 3.
FIG. 7 shows another configuration example of the first embodiment, similar to the embodiment of FIG.
Laser beam LB1 passes through half mirror 6, and second laser beam LB2 is reflected by half mirror 6 so that first laser light source 20
And the second laser light source 37 are arranged at angular positions orthogonal to each other.

【0033】この実施例では、第2のレーザビームLB
2は、第2のレーザ光源37より発せられたレーザビー
ムをスリット板39のスリット孔39aを通過させた
後、その通過光を第1の投光光学系2の投光レンズモジ
ュール21を通過させることにより生成している。従っ
て、前記投光レンズモジュール21は、第1の投光光学
系2を構成するとともに、第2の投光光学系3をも構成
する。第1のレーザ光源20と第2のレーザ光源37と
を選択的に駆動させるための構成として切替スイッチ6
0および選択回路60を設けることは図7の実施例と同
様である。
In this embodiment, the second laser beam LB
2 passes the laser beam emitted from the second laser light source 37 through the slit hole 39a of the slit plate 39, and then passes the passing light through the light projecting lens module 21 of the first light projecting optical system 2. It is generated by. Accordingly, the light projecting lens module 21 constitutes the first light projecting optical system 2 and also constitutes the second light projecting optical system 3. A changeover switch 6 as a configuration for selectively driving the first laser light source 20 and the second laser light source 37
The provision of 0 and selection circuit 60 is the same as in the embodiment of FIG.

【0034】図1〜図4に示す実施例の光学式変位計に
おいて、対象物10に当たったときの光像がライン形状
となる第1のレーザビームLB1を用いる場合は、計器
本体1の外面に第2の投光光学系3を装着しないか、ま
たは装着された第2の投光光学系3を退去させて投光窓
22を開放した後、第1の投光光学系2のレーザ光源2
0を駆動する。レーザ光源20で発せられたレーザビー
ムは投光レンズモジュール21を通過し、投光窓22よ
り計器本体1の外部へ照射されて対象物10に当たる。
この対象物10の表面での反射光は受光窓42より計器
本体1の内部に取り込まれ、受光レンズモジュール40
を通過して受光素子41で受光される。
In the optical displacement meter of the embodiment shown in FIGS. 1 to 4, when the first laser beam LB1 whose light image hits the object 10 has a linear shape, the outer surface of the instrument body 1 is used. After the second light projecting optical system 3 is not mounted on the first light projecting optical system 3 or the second light projecting optical system 3 mounted thereon is retreated and the light projecting window 22 is opened, the laser light source of the first light projecting optical system 2 is opened. 2
Drive 0. The laser beam emitted from the laser light source 20 passes through the light projecting lens module 21, is emitted from the light projecting window 22 to the outside of the instrument main body 1, and hits the object 10.
The light reflected on the surface of the object 10 is taken into the instrument body 1 through the light receiving window 42 and
And is received by the light receiving element 41.

【0035】つぎに、対象物10に当たったときの光像
がスポット形状となる第2のレーザビームLB2を用い
る場合は、計器本体1の外面の投光窓22の位置に第2
の投光光学系3を装着した後、第1の投光光学系2のレ
ーザ光源20を駆動する。レーザ光源20で発せられた
レーザビームは投光レンズモジュール21を通過し、投
光窓22より計器本体1の外部へ出て第2の投光光学系
3の集光レンズ30を通過した後、対象物10に当た
る。この対象物10の表面での反射光は受光窓42より
計器本体1の内部に取り込まれ、受光レンズモジュール
40を通過して受光素子41で受光される。
Next, when using the second laser beam LB2 in which the light image hitting the object 10 has a spot shape, the second laser beam LB2 is placed at the position of the light projecting window 22 on the outer surface of the instrument main body 1.
After the light projecting optical system 3 is mounted, the laser light source 20 of the first light projecting optical system 2 is driven. The laser beam emitted from the laser light source 20 passes through the light projecting lens module 21, goes out of the instrument main body 1 through the light projecting window 22, and passes through the condenser lens 30 of the second light projecting optical system 3. The object 10 is hit. The light reflected on the surface of the object 10 is taken into the instrument main body 1 through the light receiving window 42, passes through the light receiving lens module 40, and is received by the light receiving element 41.

【0036】図7に示す実施例の光学式変位計では、第
1のレーザビームLB1を用いる場合は、切替スイッチ
61を操作して第1のレーザ光源20を駆動して第1の
投光光学系2のみを機能させる。第1のレーザ光源20
で発せられたレーザビームは投光レンズモジュール21
およびハーフミラー6を通過し、投光窓22より計器本
体1の外部へ照射されて対象物10に当たる。
In the optical displacement meter of the embodiment shown in FIG. 7, when the first laser beam LB1 is used, the changeover switch 61 is operated to drive the first laser light source 20, and the first light projection optical system is operated. Only system 2 works. First laser light source 20
The laser beam emitted by the light emitting lens module 21
Then, the light passes through the half mirror 6, is emitted from the light projecting window 22 to the outside of the instrument main body 1, and hits the object 10.

【0037】第2のレーザビームLB2を用いる場合
は、切替スイッチ61を操作して第2のレーザ光源37
を駆動して第2の投光光学系3のみを機能させる。第2
のレーザ光源37で発せられたレーザビームは投光レン
ズモジュール38を通過してハーフミラー6で反射し、
投光窓22より計器本体1の外部へ照射されて対象物1
0に当たる。
When using the second laser beam LB2, the changeover switch 61 is operated to operate the second laser beam source 37.
To make only the second light projecting optical system 3 function. Second
The laser beam emitted from the laser light source 37 passes through the light projecting lens module 38 and is reflected by the half mirror 6,
The object 1 is irradiated from the light emitting window 22 to the outside of the instrument body 1.
Hits zero.

【0038】図8に示す実施例の光学式変位計では、第
1のレーザビームLB1を用いる場合は、切替スイッチ
61を操作して第1の投光光学系2の第1のレーザ光源
20を駆動する。第1のレーザ光源20で発せられたレ
ーザビームはハーフミラー6および投光レンズモジュー
ル21を通過し、投光窓22より計器本体1の外部へ照
射されて対象物10に当たる。
In the optical displacement meter of the embodiment shown in FIG. 8, when the first laser beam LB1 is used, the changeover switch 61 is operated to turn on the first laser light source 20 of the first light projecting optical system 2. Drive. The laser beam emitted from the first laser light source 20 passes through the half mirror 6 and the light projecting lens module 21, is emitted from the light projecting window 22 to the outside of the instrument main body 1, and hits the object 10.

【0039】第2のレーザビームLB2を用いる場合
は、切替スイッチ61を操作して第2の投光光学系2の
第2のレーザ光源37を駆動する。第2のレーザ光源3
7で発せられたレーザビームはハーフミラー6で反射し
て投光レンズモジュール21を通過し、投光窓22より
計器本体1の外部へ照射されて対象物10に当たる。
When using the second laser beam LB2, the changeover switch 61 is operated to drive the second laser light source 37 of the second light projecting optical system 2. Second laser light source 3
The laser beam emitted at 7 is reflected by the half mirror 6, passes through the light projecting lens module 21, is irradiated from the light projecting window 22 to the outside of the instrument main body 1, and hits the object 10.

【0040】[0040]

【発明の効果】この発明によれば、対象物に当たったと
きのレーザビームの光像がライン形状となるレーザビー
ムとスポット形状となるレーザビームとを選択して用い
ることが可能であるから、アプリケーションに応じた最
適なセンシングが実現できる。
According to the present invention, it is possible to selectively use a laser beam having a line shape and a laser beam having a spot shape in an optical image of a laser beam when the laser beam hits an object. Optimal sensing according to the application can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の一実施例である光学式変位計の内部
構造を示す計器本体の一部を破断した斜視図である。
FIG. 1 is a partially broken perspective view showing the internal structure of an optical displacement meter according to one embodiment of the present invention.

【図2】図1の計器本体の外面に装着される第2の投光
光学系を分解して示す斜視図である。
FIG. 2 is an exploded perspective view showing a second light projecting optical system mounted on the outer surface of the instrument main body of FIG.

【図3】図1の計器本体の外面に第2の投光光学系が装
着された状態を示す正面図である。
FIG. 3 is a front view showing a state where a second light projecting optical system is mounted on an outer surface of the instrument main body of FIG. 1;

【図4】図1の計器本体の外面に装着された第2の投光
光学系を断面で示した側面図である。
FIG. 4 is a side view showing a cross section of a second light projecting optical system mounted on the outer surface of the instrument main body of FIG. 1;

【図5】第1のレーザビームの形態と第1のレーザビー
ムによる光像の形状とを示す説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a form of a first laser beam and a shape of an optical image formed by the first laser beam.

【図6】第2のレーザビームの形態と第2のレーザビー
ムによる光像の形状とを示す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a form of a second laser beam and a shape of an optical image formed by the second laser beam.

【図7】第1、第2の投光光学系の他の構成例を示す説
明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing another configuration example of the first and second light projecting optical systems.

【図8】第1、第2の投光光学系の他の構成例を示す説
明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing another configuration example of the first and second light projecting optical systems.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 計器本体 2 第1の投光光学系 3 第2の投光光学系 5 遮光板 30 集光レンズ 6 ハーフミラー DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Instrument main body 2 1st projection optical system 3 2nd projection optical system 5 Shield plate 30 Condensing lens 6 Half mirror

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中島 浩貴 京都市下京区塩小路通堀川東入南不動堂町 801番地 オムロン株式会社内 Fターム(参考) 2F065 AA03 AA06 AA24 AA25 BB05 FF09 GG04 HH04 HH05 HH13 JJ03 JJ08 JJ26 LL00 LL08 LL24 PP12 UU01 2F112 AA09 BA03 CA06 DA06 DA25 DA32 DA40  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Hiroki Nakajima 801 Minami-Fudo-cho, Higashi-iri, Horikawa, Shiokoji-dori, Shimogyo-ku, Kyoto 2F065 AA03 AA06 AA24 AA25 BB05 FF09 GG04 HH04 HH05 HH13 JJ03 JJ08 JJ08 JJ26 LL00 LL08 LL24 PP12 UU01 2F112 AA09 BA03 CA06 DA06 DA25 DA32 DA40

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 レーザビームを対象物に当て、対象物で
の反射光を受光素子で受光して、変位計測を行う光学式
変位計において、 対象物に当たったときの光像がライン形状となる第1の
レーザビームを生成する第1の投光光学系と、対象物に
当たったときの光像がスポット形状となる第2のレーザ
ビームを生成する第2の投光光学系とを含み、第1、第
2の投光光学系の少なくとも一方を機能させて、第1、
第2のレーザビームのいずれかを対象物に当てるように
した光学式変位計。
1. An optical displacement meter for measuring a displacement by irradiating a laser beam on an object and receiving reflected light from the object with a light receiving element, wherein an optical image when hitting the object has a line shape. A first light projecting optical system that generates a first laser beam, and a second light projecting optical system that generates a second laser beam whose light image when hitting an object has a spot shape. , At least one of the first and second light projecting optical systems is functioned,
An optical displacement meter adapted to hit any one of the second laser beams on an object.
【請求項2】 第2の投光光学系は、第1のレーザビー
ムを集光するための集光レンズを含んでおり、第1の投
光光学系が組み込まれた計器本体の外面に、第1の投光
光学系の光軸上に前記集光レンズが位置するように装着
される請求項1に記載された光学式変位計。
2. The second light projecting optical system includes a condensing lens for condensing the first laser beam, and an outer surface of an instrument main body in which the first light projecting optical system is incorporated. 2. The optical displacement meter according to claim 1, wherein the condenser lens is mounted such that the condenser lens is located on an optical axis of the first light projecting optical system.
【請求項3】 第2の投光光学系には、レーザビームの
通過を遮断する遮光板が設けられている請求項1または
2に記載された光学式変位計。
3. The optical displacement meter according to claim 1, wherein the second light projecting optical system is provided with a light shielding plate for blocking passage of a laser beam.
【請求項4】 第2の投光光学系には、レーザビームの
光パワーを減衰させるフィルタが設けられている請求項
1または2に記載された光学式変位計。
4. The optical displacement meter according to claim 1, wherein a filter for attenuating the optical power of the laser beam is provided in the second light projecting optical system.
【請求項5】 第1、第2の各投光光学系は、第1のレ
ーザビームと第2のレーザビームの一方がハーフミラー
を通過し、他方がハーフミラーで反射するように、それ
ぞれ配置されている請求項1に記載された光学式変位
計。
5. The first and second light projecting optical systems are arranged such that one of the first laser beam and the second laser beam passes through a half mirror and the other is reflected by the half mirror. The optical displacement meter according to claim 1, wherein:
【請求項6】 対象物に当たったときの光像がライン形
状となるレーザビームを生成する投光光学系と対象物で
の前記レーザビームの反射光を受光する受光素子とを内
蔵する光学式変位計を対象として、その光学式変位計の
投光窓上に外付けされるビーム変換アタッチメントであ
り、 前記投光窓より照射される前記レーザビームを集光レン
ズにより集光して対象物に当たったときの光像がスポッ
ト形状となる第2のレーザビームに変換する投光光学系
を有するとともに、前記集光レンズが光学式変位計に内
蔵された投光光学系の光軸上に位置するように前記投光
窓上に固定することが可能でありかつ投光窓上より取り
外すことが可能に構成されて成るビーム変換アタッチメ
ント。
6. An optical system incorporating a light projecting optical system for generating a laser beam whose light image upon hitting an object has a line shape and a light receiving element for receiving reflected light of the laser beam on the object. For a displacement meter, a beam conversion attachment externally provided on a light emitting window of the optical displacement meter, and the laser beam emitted from the light emitting window is condensed by a condensing lens to an object. A light projecting optical system that converts the light image upon impact into a second laser beam having a spot shape, and the condensing lens is positioned on the optical axis of the light projecting optical system built in the optical displacement meter. A beam conversion attachment configured to be fixed on the light emitting window and to be detachable from the light emitting window.
【請求項7】 ビーム変換のための投光光学系は、レー
ザビームの通過を遮断する遮光板を含んでいる請求項6
に記載されたビーム変換アタッチメント。
7. A light projection optical system for beam conversion includes a light shielding plate for blocking passage of a laser beam.
Beam conversion attachment described in.
【請求項8】 ビーム変換のための投光光学系は、レー
ザビームの光パワーを減衰させるフィルタを含んでいる
請求項6に記載されたビーム変換アタッチメント。
8. The beam conversion attachment according to claim 6, wherein the light projecting optical system for beam conversion includes a filter for attenuating the optical power of the laser beam.
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