JP2018151282A - 変位計測装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電子回路を有していないセンサヘッドを含む変位計測装置の計測状態をユーザが容易に認識するための技術を提供する。【解決手段】変位計測装置１は、光学系を有し、かつ電子回路を有していないセンサヘッド３０と、コントローラ１００と、投光部１０からの照射光をセンサヘッド３０に伝達する第１の光ファイバと、センサヘッド３０からの反射光をコントローラ１００に伝達する第２の光ファイバとを備える。制御部５０は、センサヘッド３０と反射位置との間の距離を計測する第１のモードと、センサヘッド３０と反射位置との間の距離が規定距離範囲の中央部にあるかどうかを投光部１０の投光状態によって示す第２のモードとを有する。【選択図】図１

Description

本発明は、変位計測装置に関する。特に本発明は、電子回路を有していないセンサヘッドを含む、変位計測装置に関する。

計測対象物の表面形状などを検査する装置として、変位計測装置（変位センサ）が知られている。たとえば特開２０１２−２０８１０２号公報（特許文献１）は、共焦点光学系を利用して非接触で計測対象物の変位を計測する共焦点計測装置を開示する。

特開２０１２−２０８１０２号公報

特開２０１２−２０８１０２号公報（特許文献１）に記載された共焦点計測装置において、センサヘッドは電子回路を有しておらず、かつ、センサヘッドとコントローラとは分離されている。センサヘッドの近くにいるユーザは、変位計測装置の計測状態を把握するためにはコントローラの表示を確認する必要がある。

たとえばセンサヘッドを設置する際には、正確な計測のために、センサヘッドを設置する位置を調整することが必要になる。変位計測装置の計測可能な範囲は、センサヘッドの前面からの距離の範囲として表すことができる。一般的に、メーカは、この範囲を変位計測装置の仕様として定義する。本明細書では、変位計測装置の計測可能な距離の範囲として予め規定された範囲を「規定距離範囲」と呼ぶ。

ワークが置かれる位置を基準として、そのワークの位置が規定距離範囲内に入るようにセンサヘッドの設置位置が調整される。ユーザがセンサヘッドの近くにいた場合には、コントローラからユーザまでの距離、あるいは、コントローラに対するユーザの位置により、コントローラの表示を確認するのが難しい可能性がある。

本発明の目的は、電子回路を有していないセンサヘッドを含む変位計測装置の計測状態をユーザが容易に認識するための技術を提供することである。

本発明のある局面に従う変位計測装置は、光学系を有し、かつ電子回路を有していないセンサヘッドと、照射光を発生させる投光部と、センサヘッドで受光される、照射光の反射光を受光する受光部と、受光部の受光量に基づいてセンサヘッドと反射光の反射位置との間の距離を算出する制御部とを含むコントローラと、投光部からの照射光をセンサヘッドに伝達する第１の光ファイバと、センサヘッドからの反射光をコントローラに伝達する第２の光ファイバとを備える。制御部は、センサヘッドと反射位置との間の距離を計測する第１のモードと、センサヘッドと反射位置との間の距離が規定距離範囲の中央部にあるかどうかを投光部の投光状態によって示す第２のモードとを有する。規定距離範囲は、変位計測装置の計測可能な距離の範囲として定義され、規定距離範囲の中央部は、規定距離範囲の中心付近の所定の距離であると定義される。第１の光ファイバと第２の光ファイバとは同一であってもよい。

上記構成によれば、センサヘッドと反射位置との間の距離が規定距離範囲の中央部にあるかどうかをユーザが容易に認識することが可能な変位計測装置を提供することができる。第２のモードにおいて、ユーザは、センサヘッドから出る光により、変位計測装置の計測状態を確認することができる。

好ましくは、第２のモードにおいて、制御部は、センサヘッドと反射位置との間の距離が、規定距離範囲の中央部内に入っているか否かを判断して、その判断結果を投光部の投光状態によって示す。

上記構成により、規定距離範囲の中央部をユーザに容易に認識させることが可能な変位計測装置を提供することができる。第２のモードにおいて、ユーザは、センサヘッドから出る光により、センサヘッドと反射位置との間の距離が規定距離範囲の中央部内であることを確認することができる。

好ましくは、第２のモードにおいて、センサヘッドから反射位置までの距離が規定距離範囲の中央部内にある場合には、制御部は投光部を連続的に点灯させる。第２のモードにおいて、センサヘッドから反射位置までの距離が規定距離範囲の中央部の外側かつ規定距離範囲内にある場合には、制御部は投光部を点滅させる。

上記構成によれば、ユーザは、センサヘッドから連続的に光が出ていることを確認することによって、センサヘッドと反射位置との間の距離が規定距離範囲の中央部内であることを確認することができる。

好ましくは、センサヘッドから反射位置までの距離が規定距離範囲の中央部の外側の範囲にある場合において、センサヘッドから反射位置までの距離が、規定距離範囲の中央部の外側かつ規定距離範囲内の所定の距離範囲内にある場合には、制御部は、投光部を第１の間隔で点滅させ、センサヘッドから反射位置までの距離が、規定距離範囲内において、規定距離範囲の中央部の外側かつ所定の距離範囲外にある場合には、制御部は、投光部を、第１の間隔よりも大きい第２の間隔で点滅させる。

上記構成によれば、ユーザは、センサヘッドから出る光の点滅の間隔により、センサヘッドと反射位置との間の距離が規定距離範囲の中央部からどの程度離れているかを確認することができる。

好ましくは、センサヘッドから反射位置までの距離が規定距離範囲の中央部の外側かつ規定距離範囲内にある場合において、制御部は、センサヘッドから反射位置までの距離と規定距離範囲の中央部の上限または下限との間の差が大きくなるにしたがって投光部の点滅の間隔を大きくする。

上記構成によれば、ユーザは、センサヘッドから出る光の点滅の間隔により、センサヘッドと反射位置との間の距離が規定距離範囲の中央部からどの程度離れているかを確認することができる。

好ましくは、センサヘッドから反射位置までの距離が規定距離範囲の中央部内にある場合において、制御部は、投光部の投光パワーが一定値となるように投光部を制御する。センサヘッドから反射位置までの距離が規定距離範囲の中央部の外側かつ規定距離範囲内にある場合において、制御部は、投光部の投光パワーのピーク値が、センサヘッドから反射位置までの距離が規定距離範囲の中央部内にある場合における投光部の出力よりも高くなるように、投光部を制御する。

上記構成によれば、センサヘッドと反射位置との間の距離が規定距離範囲の中央部の外側かつ規定距離範囲内にある場合に、変位計測装置は、センサヘッドから出る光を点滅させつつ、センサヘッドから反射位置との間の距離を計測することができる。

本発明によれば、センサヘッドと反射位置との間の距離が規定距離範囲の中央部にあるかどうかをユーザが容易に認識することが可能な変位計測装置を提供することができる。

本発明の実施の形態に係る変位計測装置による距離計測の原理を説明するための図である。 本実施の形態に従う変位計測装置の導光部の構成を説明するための模式図である。 本実施の形態に従う変位計測装置の構成の一例を示す模式図である。 通常計測モード（第１のモード）におけるセンサヘッドの投光状態を説明するための図である。 規定距離範囲中心確認モード（第２のモード）におけるセンサヘッドの投光状態を説明するための図である。 通常計測モード（第１のモード）における投光部の制御を説明するための信号波形図である。 規定距離範囲中心確認モード（第２のモード）における投光部の制御を説明するための信号波形図である。 コントローラの制御部による投光の制御を説明するためのフローチャートである。 規定距離範囲中心確認モード（第２のモード）におけるセンサヘッドの投光状態の別の実施形態を説明するための図である。

本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰り返さない。

＜Ａ．概要＞
図１は、本発明の実施の形態に係る変位計測装置による距離計測の原理を説明するための図である。図１を参照して、変位計測装置１は、導光部２０と、センサヘッド３０と、コントローラ１００とを含む。本発明の実施の形態では、変位計測装置１は、光学系を有する一方で電子回路を有さないセンサヘッド３０を含む。以下に説明する実施の形態では、そのようなセンサヘッドの一例として、共焦点光学系を含むセンサヘッド３０が示される。しかしながら、センサヘッド３０に含まれる光学系の種類は限定されるものではない。

センサヘッド３０は、色収差ユニット３２および対物レンズ３４を含む。コントローラ１００は、投光部１０と、受光部４０と、制御部５０と、表示部６０とを含む。受光部４０は、分光器４２および検出器４４を含む。

投光部１０で発生した所定の波長広がりをもつ照射光は、導光部２０を伝搬してセンサヘッド３０に到達する。センサヘッド３０において、投光部１０からの照射光は対物レンズ３４により集束されて計測対象物２へ照射される。照射光には、色収差ユニット３２を通過することで軸上色収差が生じるため、対物レンズ３４から照射される照射光の焦点位置は波長ごとに異なる。計測対象物２の表面で反射される波長のうち、計測対象物２に焦点の合った波長の光のみがセンサヘッド３０の導光部２０のうち共焦点となるファイバのみに再入射することになる。

センサヘッド３０に再入射した反射光は、導光部２０を伝搬して受光部４０へ入射する。受光部４０では、分光器４２にて入射した反射光が各波長成分に分離され、検出器４４にて各波長成分の強度が検出される。制御部５０は、検出器４４での検出結果に基づいて、センサヘッド３０から計測対象物２までの距離（変位）を算出する。

図１に示す例では、例えば、複数の波長λ１，λ２，λ３を含む照射光が光軸ＡＸの延長線上に投光される。照射光の波長分散によって、光軸ＡＸ上のそれぞれ異なる位置（焦点位置１，焦点位置２，焦点位置３）に像が描かれる。光軸ＡＸ上において、計測対象物２の表面は焦点位置２と一致するので、照射光のうち波長λ２の成分のみが焦点位置２において反射される。すなわち、焦点位置２は、照射光の反射位置に対応する。受光部４０は、波長λ２の成分を検出する。制御部５０は、センサヘッド３０から計測対象物２までの距離が波長λ２の焦点位置に相当する距離であると算出する。表示部６０は、制御部５０により算出された距離を数値により表示する。

受光部４０の検出器４４を構成する複数の受光素子のうち反射光を受光する受光素子は、センサヘッド３０に対する計測対象物２の表面の形状に応じて変化することになる。したがって検出器４４の複数の受光素子による検出結果（画素情報）から計測対象物２に対する距離変化（変位）を計測することができる。これにより、変位計測装置１によって計測対象物２の表面の形状を計測することができる。

図２に、本実施の形態に従う変位計測装置１の導光部２０の構成を模式的に示す。図２（Ａ）に示されるように、導光部２０は、投光部１０に光学的に接続される入力側ケーブル２１と、受光部４０に光学的に接続される出力側ケーブル２２と、センサヘッド３０と光学的に接続されるヘッド側ケーブル２４とを含んでもよい。入力側ケーブル２１および出力側ケーブル２２のそれぞれの端と、ヘッド側ケーブル２４の端とは、合波／分波構造をもつカプラ２３を介して、光学的に結合される。カプラ２３は、Ｙ分岐カプラに相当する２×１スターカプラ（２入力１出力／１入力２出力）であり、入力側ケーブル２１から入射した光をヘッド側ケーブル２４へ伝達するとともに、ヘッド側ケーブル２４から入射した光を分割して入力側ケーブル２１および出力側ケーブル２２へそれぞれ伝達する。

入力側ケーブル２１、出力側ケーブル２２、およびヘッド側ケーブル２４は、いずれも単一のコア２０２を有する光ファイバであってもよい。光ファイバは、コア２０２と、クラッド２０４と、被覆２０６と、外装２０８とを有する。図２（Ｂ）に示すように、複数のコアを有する光ファイバを導光部２０に採用してもよい。

＜Ｂ．装置構成＞
図３は、本実施の形態に従う変位計測装置１の構成の一例を示す模式図である。図３を参照して、投光部１０は、複数の波長成分を有する照射光を発生する。典型的には、投光部１０は、白色ＬＥＤ（Light Emitting Diode）を含む。軸上色収差によって生じる焦点位置の変位幅が、要求される計測レンジをカバーできるだけの波長範囲を有する照射光を発生できれば、投光部１０にどのような光源を用いてもよい。

受光部４０は、センサヘッド３０で受光される反射光を各波長成分に分離する分光器４２と、分光器４２による分光方向に対応させて配置された複数の受光素子を含む検出器４４とを含む。分光器４２としては、典型的には、回折格子が採用されるが、それ以外にも任意のデバイスを採用してもよい。検出器４４は、分光器４２による分光方向に対応させて複数の受光素子が一次元配置されたラインセンサ（一次元センサ）を用いてもよいし、検出面上に複数の受光素子が二次元配置された画像センサ（二次元センサ）を用いてもよい。

受光部４０は、分光器４２および検出器４４に加えて、出力側ケーブル２２から射出された反射光を平行化するコリメートレンズ４１と、検出器４４での検出結果を制御部５０へ出力するための読出回路４５とを含んでもよい。必要に応じて、受光部４０は、分光器４２にて分離された波長別の反射光のスポット径を調整する縮小光学系４３を設けてもよい。

制御部５０は、受光部４０の複数の受光素子によるそれぞれの検出値に基づいて、センサヘッド３０から計測対象物２までの距離を算出する。画素と波長と距離値との間の関係式は、予め設定される（たとえば製品出荷時に制御部５０の内部に不揮発的に記憶される）。したがって、制御部５０は、受光部４０の出力する受光波形（画素情報）から変位を算出することができる。

図３には、ユーザビリティを高めるために、複数のケーブルを直列接続してヘッド側ケーブルを構成する例を示す。すなわち、ヘッド側ケーブルとしては、３つのケーブル２４１，２４３，２４５が採用されている。ケーブル２４１とケーブル２４３との間はコネクタ２４２を介して光学的に接続され、ケーブル２４３とケーブル２４５との間はコネクタ２４４を介して光学的に接続される。もちろん、１本のケーブルを介してカプラ２３とセンサヘッド３０とが光学的に接続されてもよい。

導光部２０は、入力側ケーブル２１および出力側ケーブル２２と、ヘッド側ケーブルとを光学的に結合するための合波／分波部（カプラ）２３を含む。合波／分波部２３の機能については、図２を参照して説明したので、詳細な説明は繰り返さない。本実施の形態に従う変位計測装置１では、合波／分波構造としてカプラが採用される。これにより導光部２０内での光の分離が可能となり、複数のコアをそれぞれ伝搬する計測対象物２からの反射光（計測光）を単一の検出器４４で受光することができる。

本発明の実施の形態では、変位計測装置１は、２つの制御モードを有する。第１のモードは、センサヘッド３０と反射位置との間の距離を計測するためのモードである。第２のモードは、センサヘッド３０と反射位置との間の距離が規定距離範囲の中央部にあるかどうかを確認するためのモードである。以下では、第１のモードを「通常計測モード」と称し、第２のモードを「規定距離範囲中心確認モード」と称する。

＜Ｃ．動作モード＞
図４は、通常計測モード（第１のモード）におけるセンサヘッド３０の投光状態を説明するための図である。図４を参照して、位置３は、センサヘッド３０から出た照射光に含まれる、ある波長の光が焦点を結ぶ位置であり、たとえばワークが置かれるべき位置に相当する。

距離ｄは、センサヘッド３０と位置３との間の相対的な距離である。以下の説明では、位置３が固定されており、センサヘッド３０をセンサヘッド３０の光軸方向に沿って動かすことによって、距離ｄが変化するものとする。もちろんセンサヘッド３０の位置が固定され、位置３をセンサヘッド３０の光軸方向に沿って動かすことによって、距離ｄが変化するのでもよい。図４において、Ｄ２は規定距離範囲を規定し、Ｄ１は規定距離範囲Ｄ２の中央部を規定する。中央部Ｄ１は、規定距離範囲Ｄ２の中心付近の所定の距離として定義された範囲である。

通常計測モードでは、距離ｄが規定距離範囲Ｄ２の中央部Ｄ１内にあるかどうかには関係なく、センサヘッド３０が常時投光する。すなわち、センサヘッド３０から光が連続的に発せられる。

図５は、規定距離範囲中心確認モード（第２のモード）におけるセンサヘッド３０の投光状態を説明するための図である。図５を参照して、距離ｄが、規定距離範囲Ｄ２の中央部Ｄ１内にある場合には、センサヘッド３０から光が常時投光される。すなわち通常の投光が行なわれる。一方、距離ｄが、規定距離範囲Ｄ２の中央部Ｄ１の外側、かつ規定距離範囲Ｄ２内にある場合には、センサヘッド３０から点滅光が投光される（点滅投光）。すなわち規定距離範囲中心確認モードでは、距離ｄが規定距離範囲Ｄ２の中央部Ｄ１内にあるか、または、距離ｄが規定距離範囲Ｄ２の中央部Ｄ１の外かつ規定距離範囲Ｄ２内にあるかに応じて投光の態様が異なる。

図６は、通常計測モード（第１のモード）における投光部の制御を説明するための信号波形図である。図１および図６を参照して、通常計測モードでは、制御部５０は、投光部１０を連続的に点灯させる。通常計測モードでは、常時、投光部１０はオン（ＯＮ）状態である。

図７は、規定距離範囲中心確認モード（第２のモード）における投光部の制御を説明するための信号波形図である。図１および図７を参照して、距離ｄが規定距離範囲Ｄ２の中央部Ｄ１内である場合には、通常計測モードと同様に、制御部５０は、投光部１０を連続的に点灯させる。一方、距離ｄが規定距離範囲Ｄ２の中央部Ｄ１の外側、かつ規定距離範囲Ｄ２内にある場合には、制御部５０は投光部１０を点滅させる。このために制御部５０は、投光部１０を点灯させるための制御信号を繰り返しオンおよびオフする。

なお、通常計測モードおよび規定距離範囲中心確認モードのいずれの場合にも、通常投光において、制御部５０は、投光部１０の投光パワー（投光部１０の出力）をほぼ一定に保つ。一方、制御部５０は、規定距離範囲中心確認モードにおいて投光部１０を点滅させる際には、投光部１０の出力のピーク値を、常時投光の場合の投光部１０の出力よりも高くなるように、投光部１０を制御する。すなわち点滅投光時において、制御部５０は、通常投光時に比べて制御信号のオンレベルを高くする。これにより、投光部１０が点滅しているときにコントローラ１００の側での受光量を大きくすることができるので、受光部４０において受光波形を取得しやすくなる。したがって、距離ｄが規定距離範囲Ｄ２の中央部Ｄ１の外側、かつ規定距離範囲Ｄ２内にある場合においても、その距離ｄを計測することができる。

投光のパルス間隔は、ユーザが点滅状態を認識することができ、かつ変位計測装置１が変位を計測することができるように定められる。一例では、パルスの期間およびパルスの間隔はともに５０ｍｓ以上である。

＜Ｄ．制御フロー＞
図８は、コントローラ１００の制御部５０による投光の制御を説明するためのフローチャートである。図８を参照して、ステップＳ１において、制御部５０は、通常計測モード（第１のモード）を選択する。ステップＳ２において、制御部５０は、通常投光（常時投光）が実行されるように投光部１０を制御する（図６を参照）。

ステップＳ３において、制御部５０は、実行するモードを通常計測モードから規定距離範囲中心確認モード（第２のモード）へ切り替えるかどうかを判断する。制御部５０が、実行するモードが通常計測モードのままであると判断した場合（ステップＳ３においてＮＯ）、処理はステップＳ２に戻される。一方、たとえばユーザの指示が制御部５０に入力された場合、制御部５０は、実行するモードを規定距離範囲中心確認モードへ切り替えるべきと判断する。この場合（ステップＳ３においてＹＥＳ）、処理はステップＳ４に進む。

ステップＳ４において、制御部５０は、規定距離範囲中心確認モードを選択する。ステップＳ５において、制御部５０は、センサヘッド３０から位置３までの間の距離ｄが規定距離範囲Ｄ２の中央部Ｄ１内であるかどうかを判定する。規定距離範囲Ｄ２、および、その中央部Ｄ１は、センサヘッド３０の形式ごとに定めることができる。コントローラ１００は、センサヘッド３０の形式ごとに定められた規定距離範囲Ｄ２および、その中央部Ｄ１を記憶しておいてもよい。コントローラ１００に接続されているセンサヘッド３０の形式の情報は、たとえばコントローラ１００が、センサヘッド３０に１対１で対応するセンサヘッド情報が書き込まれた記録媒体から読み出してもよい。

距離ｄが規定距離範囲Ｄ２の中央部Ｄ１内である場合（ステップＳ５においてＹＥＳ）には、処理はステップＳ６に進む。この場合、制御部５０は、通常投光（常時投光）が実行されるように投光部１０を制御する。制御部５０は、投光部１０を点灯させるための制御信号を常時オン状態にする（図７を参照）。

距離ｄが規定距離範囲Ｄ２の中央部Ｄ１の外側、かつ、規定距離範囲Ｄ２内である場合（ステップＳ５においてＮＯ）には、処理はステップＳ７に進む。この場合、制御部５０は、点滅投光が実行されるように投光部１０を制御する。制御部５０は、投光部１０を点灯させるための制御信号を繰り返しオンおよびオフする（図７を参照）。

ステップＳ８において、制御部５０は、実行するモードを規定距離範囲中心確認モードから通常計測モードへ切り替えるかどうかを判断する。制御部５０が、実行するモードが規定距離範囲中心確認モードのままであると判断した場合（ステップＳ３においてＮＯ）、処理はステップＳ５に戻される。一方、たとえばユーザの指示が制御部５０に入力された場合、制御部５０は、実行するモードを通常計測モードへ切り替えるべきと判断する。この場合（ステップＳ８においてＹＥＳ）、処理はステップＳ１に戻される。

＜Ｅ．別の実施形態＞
図９は、規定距離範囲中心確認モード（第２のモード）におけるセンサヘッド３０の投光状態の別の実施形態を説明するための図である。図９を参照して、規定距離範囲Ｄ２の中央部Ｄ１の外側、かつ規定距離範囲Ｄ２内に所定の距離範囲Ｄ３が設定される。距離ｄが規定距離範囲Ｄ２の中央部Ｄ１の外側かつ所定の距離範囲Ｄ３内にある場合、センサヘッド３０から投光される光が相対的に速く点滅する。一方、距離ｄが規定距離範囲Ｄ２内の所定の距離範囲Ｄ３外かつ規定距離範囲Ｄ２内にある場合、センサヘッド３０から投光される光が相対的に遅く点滅する。このように、距離ｄが規定距離範囲Ｄ２の中央部Ｄ１の外側かつ規定距離範囲Ｄ２内にある場合に、距離ｄに応じて点滅の間隔が異なるように、制御部５０は投光部１０を制御してもよい。

さらに、点滅の間隔を段階的に異ならせるように限定されるものではない。図５を再び参照して、制御部５０は、距離ｄと規定距離範囲Ｄ２の中央部Ｄ１の上限または下限との間の差が大きくなるほど光の点滅の間隔が大きくなるように投光部１０を制御してもよい。

＜Ｆ．利点＞
距離ｄが規定距離範囲Ｄ２の中央部Ｄ１内にあるかどうかをコントローラ１００側において表示する例を考える。たとえばコントローラ１００の表示灯を点灯させることにより、距離ｄが規定距離範囲内にあることをユーザに示すことができる。あるいはコントローラ１００の表示部６０に変位の計測値を表示することにより、距離ｄが規定距離範囲Ｄ２の中央部Ｄ１内にあるかどうかをユーザが確認することができる。

しかしながら、センサヘッド３０がコントローラ１００から離れた位置に設置されることが考えられる。このような場合には、ユーザがセンサヘッド３０の設置場所の近くにいる。したがって、コントローラ１００からユーザまでの距離、あるいは、コントローラ１００に対するユーザの位置により、ユーザがコントローラ１００の表示を確認するのが難しい可能性がある。

この実施の形態では、変位計測装置１は、センサヘッド３０から位置３（反射位置）までの距離ｄが規定距離範囲Ｄ２の中央部Ｄ１内にあることを、センサヘッド３０からの光の投光状態によって示す。したがってユーザはセンサヘッド３０を設置する際に、ユーザがセンサヘッド３０の規定距離範囲の中央部を容易に認識することができる。ユーザはコントローラ１００の表示を確認しなくてもよい。ユーザはセンサヘッドを適切な位置に設置することができるので、正確かつ安定した計測が可能な環境を容易に構築できる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 変位計測装置、２ 計測対象物、３ 位置（反射位置）、１０ 投光部、２０ 導光部、２１ 入力側ケーブル、２２ 出力側ケーブル、２３ カプラ、２４ ヘッド側ケーブル、３０ センサヘッド、３２ 色収差ユニット、３４ 対物レンズ、４０ 受光部、４１ コリメートレンズ、４２ 分光器、４３ 縮小光学系、４４ 検出器、４５ 読出回路、５０ 制御部、６０ 表示部、１００ コントローラ、２０２ コア、２０４ クラッド、２０６ 被覆、２０８ 外装、２４１，２４３，２４５ ケーブル、２４２，２４４ コネクタ、ＡＸ 光軸、Ｄ１ 規定距離範囲の中央部、Ｄ２ 規定距離範囲、Ｄ３ 規定距離範囲内の所定の距離範囲、Ｓ１〜Ｓ８ ステップ、ｄ 距離。

入力側ケーブル２１、出力側ケーブル２２、およびヘッド側ケーブル２４は、いずれも単一のコア２０２を有する光ファイバであってもよい。光ファイバは、コア２０２と、クラッド２０４と、被覆２０６と、外装２０８とを有する。図２（Ｂ）に示すように、複数のコアを有する光ファイバを導光部２０に採用してもよい。カプラ２３１，２３２の各々は、入力側ケーブル２１から入射した光をヘッド側ケーブル２４へ伝達するとともに、ヘッド側ケーブル２４から入射した光を分割して入力側ケーブル２１および出力側ケーブル２２へそれぞれ伝達する。

ステップＳ８において、制御部５０は、実行するモードを規定距離範囲中心確認モードから通常計測モードへ切り替えるかどうかを判断する。制御部５０が、実行するモードが規定距離範囲中心確認モードのままであると判断した場合（ステップＳ８においてＮＯ）、処理はステップＳ５に戻される。一方、たとえばユーザの指示が制御部５０に入力された場合、制御部５０は、実行するモードを通常計測モードへ切り替えるべきと判断する。この場合（ステップＳ８においてＹＥＳ）、処理はステップＳ１に戻される。

Claims (7)

1. 変位計測装置であって、
   光学系を有し、かつ電子回路を有していないセンサヘッドと、
   照射光を発生させる投光部と、前記センサヘッドで受光される、前記照射光の反射光を受光する受光部と、前記受光部の受光量に基づいて前記センサヘッドと前記反射光の反射位置との間の距離を算出する制御部とを含むコントローラと、
   前記投光部からの前記照射光を前記センサヘッドに伝達する第１の光ファイバと、
   前記センサヘッドからの前記反射光を前記コントローラに伝達する第２の光ファイバとを備え、
   前記制御部は、前記センサヘッドと前記反射位置との間の距離を計測する第１のモードと、前記センサヘッドと前記反射位置との間の前記距離が規定距離範囲の中央部にあるかどうかを前記投光部の投光状態によって示す第２のモードとを有する、変位計測装置。
2. 前記第２のモードにおいて、前記制御部は、前記センサヘッドと前記反射位置との間の前記距離が、前記規定距離範囲の前記中央部内に入っているか否かを判断して、その判断結果を前記投光部の前記投光状態によって示す、請求項１に記載の変位計測装置。
3. 前記第２のモードにおいて、前記センサヘッドから前記反射位置までの前記距離が前記規定距離範囲の前記中央部内にある場合には、前記制御部は前記投光部を連続的に点灯させ、
   前記第２のモードにおいて、前記センサヘッドから前記反射位置までの前記距離が前記規定距離範囲の前記中央部の外側かつ前記規定距離範囲内にある場合には、前記制御部は前記投光部を点滅させる、請求項２に記載の変位計測装置。
4. 前記センサヘッドから前記反射位置までの距離が前記規定距離範囲の前記中央部の外側の範囲にある場合において、前記センサヘッドから前記反射位置までの前記距離が、前記規定距離範囲の前記中央部の外側かつ前記規定距離範囲内の所定の距離範囲内にある場合には、前記制御部は、前記投光部を第１の間隔で点滅させ、
   前記センサヘッドから前記反射位置までの前記距離が、前記規定距離範囲内において、前記所定の距離範囲外かつ前記規定距離範囲外にある場合には、前記制御部は、前記投光部を、前記第１の間隔よりも大きい第２の間隔で点滅させる、請求項３に記載の変位計測装置。
5. 前記センサヘッドから前記反射位置までの距離が前記規定距離範囲の前記中央部の外側かつ前記規定距離範囲内にある場合において、前記制御部は、前記センサヘッドから前記反射位置までの前記距離と前記規定距離範囲の前記中央部の上限または下限との間の差が大きくなるにしたがって前記投光部の点滅の間隔を大きくする、請求項３に記載の変位計測装置。
6. 前記センサヘッドから反射位置までの距離が前記規定距離範囲の前記中央部内にある場合において、前記制御部は、前記投光部の投光パワーが一定値となるように投光部を制御し、前記センサヘッドから前記反射位置までの距離が前記規定距離範囲の前記中央部の外側かつ前記規定距離範囲内にある場合において、前記制御部は、前記投光部の出力のピーク値が、前記センサヘッドから反射位置までの距離が前記規定距離範囲の前記中央部内にある場合における前記投光部の出力よりも高くなるように、前記投光部を制御する、請求項３から請求項５のいずれか１項に記載の変位計測装置。
7. 前記第１の光ファイバと前記第２の光ファイバとは同一である、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の変位計測装置。

Images