JP2533257B2 - Optical displacement measuring device - Google Patents

Optical displacement measuring device

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JP2533257B2
JP2533257B2 JP3313531A JP31353191A JP2533257B2 JP 2533257 B2 JP2533257 B2 JP 2533257B2 JP 3313531 A JP3313531 A JP 3313531A JP 31353191 A JP31353191 A JP 31353191A JP 2533257 B2 JP2533257 B2 JP 2533257B2
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optical
optical head
controller
measuring device
displacement measuring
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俊樹 山根
裕司 高田
啓史 松田
義彦 杉本
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Matsushita Electric Works Ltd
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    • Y02E60/50Fuel cells

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、レーザ光等の光束を対
象物に照射したときに、対象物から反射してくる光信号
を位置検出素子で受光検知して、変位量を測定できるよ
うにした光学式変位測定装置の改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention makes it possible to measure the amount of displacement by irradiating an object with a light beam such as a laser beam and detecting an optical signal reflected from the object by a position detecting element. To the improvement of the optical displacement measuring device.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種の光学式変位測定装置は、図7に
示したように、光学ヘッド100とコントローラ200
とを信号線300を介して接続した構成とされ、光学ヘ
ッド100には投光部101と受光部102とが設けら
れている。このような光学ヘッド100の投光部101
には、投光レンズ100a、レーザ投光素子100b、
投光素子駆動回路100eが内蔵されており、受光部1
02には、受光レンズ100c、受光素子となる位置検
出素子100d、位置検出素子100dからの電流信号
の形で出力される位置検出信号を電圧変換させるI/V
変換回路100fを内蔵した構成となっている。
2. Description of the Related Art As shown in FIG. 7, an optical displacement measuring device of this type includes an optical head 100 and a controller 200.
Are connected via a signal line 300, and the optical head 100 is provided with a light projecting section 101 and a light receiving section 102. The light projecting portion 101 of the optical head 100
Includes a light projecting lens 100a, a laser projecting element 100b,
The light emitting element drive circuit 100e is built in, and the light receiving unit 1
Reference numeral 02 denotes a light receiving lens 100c, a position detecting element 100d serving as a light receiving element, and an I / V for converting the position detecting signal output in the form of a current signal from the position detecting element 100d into a voltage.
The conversion circuit 100f is built in.

【0003】このような変位測定装置では、コントロー
ラ200の発振器202から変調信号を出力させて投光
素子駆動回路100eを動作させることにより、投光部
101からレーザ光等の光束を対象物OBに向けて照射
し、対象物OBからの反射光を受光部102を通じて位
置検出素子100dで受光させる。そして、位置検出素
子100dから出力される2つの電流値I1、I2に基
づき、光学ヘッド100の所定の基準値からの変位量
を、三角測距の原理を用いて、コントローラ200内に
設けた信号処理回路201で演算処理し、その測定値を
表示部203に出力表示するとともに、出力端子から外
部機器に出力できるようになっている。ところが、前記
従来の変位測定装置では、一つのコントローラ200に
対して一つの光学ヘッド100が接続されているにすぎ
なかった。
In such a displacement measuring device, a modulated signal is output from the oscillator 202 of the controller 200 to operate the light projecting element drive circuit 100e, whereby a light beam such as a laser beam is projected from the light projecting unit 101 to the object OB. The reflected light from the object OB is received by the position detecting element 100d through the light receiving unit 102. Then, based on the two current values I1 and I2 output from the position detection element 100d, the displacement amount from the predetermined reference value of the optical head 100 is provided in the controller 200 by using the principle of triangulation. The processing circuit 201 performs arithmetic processing, and the measured value is output and displayed on the display unit 203, and can be output from an output terminal to an external device. However, in the conventional displacement measuring device, only one optical head 100 is connected to one controller 200.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】そのため、上記従来の
ものでは、測定したい測定点が複数箇所ある場合には対
処できない。即ち、対象物OB表面の段差taや、厚み
tbを求めるためには、二つの光学ヘッドを必要とする
が、従来では、これらの測定を一台の変位測定装置で行
うことができず、甚だ不便であった。従来において、前
記対象物OBの段差taや厚みtbを測定するために
は、例えば図8に示すように、二台の変位測定装置の各
コントローラ200、200をインターフェイス204
を介して接続し、二つの光学ヘッド100、100を介
して各々測定される値の加算又は減算を一方のコントロ
ーラ側で行わせる必要がある。ところが、このように、
二台の変位測定装置の各コントローラ200、200ど
うしを接続して使用したのでは、これらの装置全体が大
型化し、その取扱いが不便となる他、これら装置全体が
非常に高価となる等の難点があった。
Therefore, the above-mentioned conventional method cannot deal with the case where there are a plurality of measurement points to be measured. That is, two optical heads are required to obtain the step ta and the thickness tb on the surface of the object OB, but conventionally, these measurements cannot be performed by a single displacement measuring device, which is very large. It was inconvenient. Conventionally, in order to measure the level difference ta and the thickness tb of the object OB, for example, as shown in FIG. 8, the controllers 200 of the two displacement measuring devices are connected to the interface 204.
It is necessary to connect one controller side to perform addition or subtraction of the values respectively measured via the two optical heads 100, 100. However, like this,
If the controllers 200 of the two displacement measuring devices are used by connecting them to each other, the entire device becomes large and inconvenient to handle, and the entire device becomes very expensive. was there.

【0005】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
で、測定点が複数箇所存在する場合であっても、複数の
コントローラを用いることなく適切に測定することがで
き、小型で安価に製作することができる光学式変位測定
装置を提供することを、その目的とする。
The present invention has been made in view of the above points, and even when there are a plurality of measurement points, it is possible to perform appropriate measurement without using a plurality of controllers, and it is small and inexpensive. It is an object of the present invention to provide an optical displacement measuring device that can be manufactured.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に提案された請求項1に記載の本発明に係る光学式変位
測定装置は、対象物に対して光を照射するための投光部
と、対象物から反射された光を受光する受光部とを備え
た光学ヘッドと、この光学ヘッドに信号線を介して接続
され、光学ヘッドから出力される位置検出信号に応じた
データを演算処理して、測距値を表示出力させるコント
ローラとを組み合わせて構成された光学式変位測定装置
において、上記コントローラには、複数の光学ヘッドか
ら導出された信号線を接続させる入力端子と、光学ヘッ
ドを選択するための光学ヘッド選択スイッチと、この選
択スイッチによって選択された光学ヘッドから出力され
た位置検出信号に応じたデータを演算処理してその測距
値を表示部に出力表示させる信号処理回路とを備えた構
成である。
An optical displacement measuring apparatus according to the present invention as set forth in claim 1, which is proposed to achieve the above object, is a light projecting section for irradiating an object with light. And an optical head having a light receiving section for receiving the light reflected from the object, and data processing according to a position detection signal output from the optical head, which is connected to the optical head via a signal line Then, in the optical displacement measuring device configured by combining the controller for displaying and outputting the distance measurement value, the controller is provided with an input terminal for connecting signal lines derived from a plurality of optical heads and an optical head. Optical head selection switch for selection and data processing according to the position detection signal output from the optical head selected by this selection switch, and the distance measurement value is output to the display unit A configuration in which a signal processing circuit that presents.

【0007】また、請求項2に記載の本発明に係る光学
式変位測定装置は、上記請求項1に記載の構成におい
て、前記コントローラに設けられた入力端子には、二つ
の光学ヘッドから導出された信号線が接続され、かつ上
記コントローラには、二つの光学ヘッドより出力された
検出信号に応じたデータを演算処理して得た変位量を加
算、減算して得られる対象物の段差や厚みを、表示部に
測距値として表示させるための測定対象選択スイッチが
更に設けられた構成である。
According to a second aspect of the present invention, in the optical displacement measuring device according to the present invention, in the configuration according to the first aspect, the input terminal provided in the controller is led out from two optical heads. Signal line is connected to the controller, and the controller is subjected to arithmetic processing of data corresponding to the detection signals output from the two optical heads, and the displacement amount obtained by arithmetic processing is added or subtracted to obtain a step or thickness of the object. Is further provided on the display unit as a distance measurement value.

【0008】[0008]

【作用】上記構成を特徴とする請求項1記載の本発明に
係る光学式変位測定装置においては、一台のコントロー
ラに複数の光学ヘッドを接続でき、またこれら複数の光
学ヘッドのうち測定を希望する測定点に対向して設けら
れた光学ヘッドを光学ヘッド選択スイッチで選択すれ
ば、その測定点の変位量が表示部に表示される。即ち、
複数の光学ヘッドの投光部からは対象物に光を照射させ
てその反射光を受光部で受光することにより、複数の測
定点の位置検出信号の各々をコントローラの信号処理回
路側に出力させることができるが、このうち所望の測定
点に対応する光学ヘッドを光学ヘッド選択スイッチで任
意に選択することにより、選択された光学ヘッドで測定
される測定点の変位量がコントローラ内で演算処理され
た後、その値を測距値として表示部に表示させ得ること
となる。従って、コントローラを複数使用することな
く、一つのコントローラのみの使用によって、複数の光
学ヘッドを用いた複数箇所の変位測定が行える。
In the optical displacement measuring device according to the present invention having the above-mentioned structure, a plurality of optical heads can be connected to one controller, and the measurement of the plurality of optical heads is desired. When the optical head provided opposite to the measurement point is selected by the optical head selection switch, the displacement amount of the measurement point is displayed on the display unit. That is,
Each of the position detection signals of the plurality of measurement points is output to the signal processing circuit side of the controller by irradiating the target object with light from the light projecting portions of the plurality of optical heads and receiving the reflected light by the light receiving portion. However, by arbitrarily selecting the optical head corresponding to the desired measurement point with the optical head selection switch, the displacement amount of the measurement point measured by the selected optical head is processed in the controller. After that, the value can be displayed on the display unit as a distance measurement value. Therefore, it is possible to measure displacements at a plurality of positions using a plurality of optical heads by using only one controller without using a plurality of controllers.

【0009】また、請求項2記載の本発明に係る光学式
変位測定装置においては、コントローラに接続された二
つの光学ヘッドによって二箇所の測定点の変位測定を行
うことができるが、測定対象選択スイッチの操作により
対象物の段差測定又は厚み測定を選択すれば、二つの光
学ヘッドから各々出力された検出信号に応じた変位量の
データが加算又は減算された後、対象物の段差又は厚み
が測距値として表示部に表示される。
Further, in the optical displacement measuring device according to the present invention as set forth in claim 2, displacement of two measuring points can be measured by two optical heads connected to the controller. If you select step measurement or thickness measurement of the object by operating the switch, after the data of the displacement amount according to the detection signal output from each of the two optical heads is added or subtracted, the step or thickness of the object is The distance measurement value is displayed on the display unit.

【0010】[0010]

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。図1は光学式変位測定装置のハード構成
を示すブロック図、図2は信号処理回路のハード構成を
示すブロック図、図3は装置全体の外観斜視図、図4は
コントローラの表示部周辺の構成を示す要部正面図、図
5はコントローラの背面図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 is a block diagram showing a hardware configuration of an optical displacement measuring device, FIG. 2 is a block diagram showing a hardware configuration of a signal processing circuit, FIG. 3 is an external perspective view of the entire device, and FIG. 4 is a configuration around a display portion of a controller. And FIG. 5 is a rear view of the controller.

【0011】当該光学式変位測定装置は、一つのコント
ローラCに対して、二つの光学ヘッドH1、H2が信号
線2a、2bを介して接続されて構成されている。この
うち、二つの光学ヘッドH1、H2の本質的な基本構成
は全く同様である。光学ヘッドH1、H2の各投光部3
aは、投光レンズL1、レーザー投光素子LA、投光素
子駆動回路4から構成されており、投光素子駆動回路4
がコントローラCの発振器5からの発振信号を受けるこ
とにより、レーザー投光素子LAから対象物OBに対し
て変調されたレーザービームを継続して出力照射可能で
ある。両光学ヘッドH1、H2はコントローラC内の一
つの発振器5を共用している。受光部3bは、対象物O
Bからの反射光を受光する受光レンズL2、受光素子と
なる位置検出素子PSD、及び位置検出素子PSDから
の電流信号としての位置検出信号I1、I2(I1’、
I2’)を電圧変換させるI/V変換回路6とから構成
されている。位置検知信号I1、I2(I1’、I
2’)は、所定の基準位置からの測定点の変位量に対応
したものである。
The optical displacement measuring device is constructed by connecting two optical heads H1 and H2 to one controller C via signal lines 2a and 2b. Of these, the essential basic configurations of the two optical heads H1 and H2 are exactly the same. Each projection unit 3 of the optical heads H1 and H2
Reference numeral a denotes a light projecting lens L1, a laser light projecting element LA, and a light projecting element drive circuit 4.
By receiving the oscillation signal from the oscillator 5 of the controller C, the laser projecting element LA can continuously output and irradiate the modulated laser beam to the object OB. Both optical heads H1 and H2 share one oscillator 5 in the controller C. The light receiving part 3b is the object O
The light receiving lens L2 that receives the reflected light from B, the position detection element PSD that serves as a light receiving element, and the position detection signals I1 and I2 (I1 ′, I1 ′, I1) as current signals from the position detection element PSD.
I2 ′) is converted into a voltage by an I / V conversion circuit 6. Position detection signals I1, I2 (I1 ', I
2 ') corresponds to the displacement amount of the measurement point from the predetermined reference position.

【0012】コントローラCは、光学ヘッドH1、H2
から導出された信号線2a、2bを着脱自在に接続させ
る入力端子7a、7bを背面パネル側に具備するもの
で、コントローラCの内部には、上述した発振器5の他
に、光学ヘッドH1、H2の各々から出力される位置検
出信号を順次切換えて受信するための切換回路8や、該
切換回路8を介して送信されてきた位置検出信号に応じ
たデータを演算処理することにより三角測距の原理に基
づいて対象物OBの変位量を算出する信号処理回路9等
が組み込まれている。コントローラCの前面操作パネル
には、図4に示すように、信号処理回路9で算出された
測距値を表示する液晶ディスプレイ等から構成された表
示部10、二つの光学ヘッドH1、H2の使用選択を行
うための光学ヘッド選択スイッチS1、S2、対象物O
Bの段差測定又は厚み測定を選択するための測定対象選
択スイッチSa、Sbが設けられている。これら各スイ
ッチS1、S2、Sa、Sbは、その操作キー内部に発
光ダイオード(LED)等を備えたもので、キー操作に
よりオン状態となった際には点灯するように構成されて
いる。同図中、11a、11bは、表示部10に表示さ
れる測距値をインチ表示とするか、mm表示とするかの
単位選択スイッチである。以上の各スイッチ類や表示部
10は、前記信号処理回路9に接続されている。
The controller C uses the optical heads H1 and H2.
The input terminals 7a and 7b for detachably connecting the signal lines 2a and 2b derived from the above are provided on the rear panel side. Inside the controller C, in addition to the oscillator 5 described above, optical heads H1 and H2 are provided. Switching circuit 8 for sequentially switching and receiving the position detection signals output from each of the two, and processing the data in accordance with the position detection signals transmitted via the switching circuit 8 to calculate the triangular distance measurement. A signal processing circuit 9 for calculating the displacement amount of the object OB based on the principle is incorporated. On the front operation panel of the controller C, as shown in FIG. 4, a display unit 10 including a liquid crystal display for displaying the distance measurement value calculated by the signal processing circuit 9 and two optical heads H1 and H2 are used. Optical head selection switches S1 and S2 for selection, object O
Measurement target selection switches Sa and Sb for selecting step measurement or thickness measurement of B are provided. Each of these switches S1, S2, Sa and Sb has a light emitting diode (LED) or the like inside the operation key thereof, and is configured to light up when turned on by a key operation. In the figure, 11a and 11b are unit selection switches for displaying the distance measurement value displayed on the display unit 10 in inches or mm. The above-mentioned switches and the display unit 10 are connected to the signal processing circuit 9.

【0013】ここに、上記切換回路8は、入力端子7
a、7bに接続された切換接点SWa、SWbとのスイ
ッチング動作を切換制御回路12からの制御指令に基づ
いて行うもので、切換接点SWa、SWbを所定の時間
間隔で交互に切換接続することにより、両光学ヘッドH
1、H2の双方から出力される二つの位置検出信号を信
号処理回路9側に交互に入力させることが可能である。
尚、本実施例では、光学ヘッド選択スイッチS1、S2
によって、例えば一方側の光学ヘッドH1のみが選択さ
れた場合にも、上記同様に切換接点SWa、SWbの切
換えを行うものであるが、かかる場合例えば切換接点S
Wa、SWbの切換動作を行わせることなく、選択され
た光学ヘッドH1に応じた切換接点SWa側との接続を
維持させるように構成することも可能である。
The switching circuit 8 has an input terminal 7
The switching operation with the switching contacts SWa and SWb connected to a and 7b is performed based on the control command from the switching control circuit 12. By switching the switching contacts SWa and SWb alternately at a predetermined time interval, , Both optical heads H
It is possible to alternately input two position detection signals output from both 1 and H2 to the signal processing circuit 9 side.
In this embodiment, the optical head selection switches S1 and S2 are
Thus, for example, even when only the optical head H1 on one side is selected, the switching contacts SWa and SWb are switched in the same manner as described above. In such a case, for example, the switching contact S
It is also possible to maintain the connection with the switching contact SWa side according to the selected optical head H1 without performing the switching operation of Wa and SWb.

【0014】信号処理回路9は、図2に示すように、前
記切換回路8からの電圧変換された位置検出信号を増幅
する増幅器9b、発振器5からの発振信号に同期して位
置検出信号を検波し、発振信号成分のみを取り出す検波
回路9c、検波回路9cより検波出力された位置検出信
号をデジタル信号に変換するA/D変換器9d、及びデ
ジタル信号に変換された位置検出信号に応じたデータを
各々対応したメモリ部9eに記憶させると共に、記憶さ
れたデータから対象物OBの測定点の変位量a、bを三
角測距の原理に基づいて算出するCPU9aを具備して
いる。但し、CPU9aは、光学ヘッドH1、H2の両
方から出力される位置検出信号のデータ処理を並行して
行うもので、既述した光学ヘッド選択スイッチS1、S
2で何れか一方側の光学ヘッドが選択された場合には、
その選択された側の光学ヘッドで測定する測定点の所定
の基準点に対する変位量を表示部10に測距値として出
力表示するものである。また、測定対象選択スイッチS
a、Sbの何れかがオンとされた場合には、各光学ヘッ
ドH1、H2の測定点の変位量a、bの加算又は減算を
行って、その値を表示部10に切換表示する。即ち、測
定対象選択スイッチSaによって段差taの測定が選択
された場合には、変位量の(a−b)を計算してその段
差taを求め、その値を表示部10に表示する。また、
測定対象選択スイッチSbによって厚み測定が選択され
た場合には、変位量の(a+b)を計算する。かかる変
位量の(a+b)の値は、図6に示すように、対象物O
Bの厚みtbに相当するもので、当該厚みtbの値も表
示部10に表示される。
As shown in FIG. 2, the signal processing circuit 9 detects the position detection signal in synchronization with the oscillation signal from the amplifier 9b for amplifying the voltage-converted position detection signal from the switching circuit 8 and the oscillator 5. Then, a detection circuit 9c for extracting only the oscillation signal component, an A / D converter 9d for converting the position detection signal detected and output from the detection circuit 9c into a digital signal, and data corresponding to the position detection signal converted into the digital signal Is stored in the corresponding memory unit 9e, and the CPU 9a is provided for calculating the displacement amounts a and b of the measurement point of the object OB from the stored data based on the principle of triangulation. However, the CPU 9a performs data processing of the position detection signals output from both the optical heads H1 and H2 in parallel, and the above-described optical head selection switches S1 and S are used.
When the optical head on either side is selected in 2,
The displacement amount of the measurement point measured by the selected optical head with respect to a predetermined reference point is output and displayed on the display unit 10 as a distance measurement value. Also, the measurement target selection switch S
When either a or Sb is turned on, the displacement amounts a and b of the measurement points of the optical heads H1 and H2 are added or subtracted, and the value is switched and displayed on the display unit 10. That is, when the measurement of the step ta is selected by the measurement target selection switch Sa, the displacement amount (ab) is calculated to obtain the step ta, and the value is displayed on the display unit 10. Also,
When the thickness measurement is selected by the measurement target selection switch Sb, the displacement amount (a + b) is calculated. The value of (a + b) of the displacement amount is, as shown in FIG.
It corresponds to the thickness tb of B, and the value of the thickness tb is also displayed on the display unit 10.

【0015】前記信号処理回路9には、CPU9aで処
理された測距値のデータをアナログ信号に変換するD/
A変換器13が別途接続され、コンピュータやその他の
外部機器へシリアル信号を出力するための出力端子14
が設けられている。また、これ以外として、信号処理回
路9にはリモコン操作用の入出力端子台15も制御入力
回路16を介して接続されている。当該入出力端子台1
5は、光学ヘッドH1、H2からのレーザービーム照射
のオン・オフ制御を始めとして、信号処理回路9で求め
た測距値のデータホールドや、所望の測定点の位置の値
をゼロセットするためのゼロセット操作等を行うための
端子、或いは各種警告用の出力端子等を備えたものであ
る。また、図5において、入出力端子台15の上段側1
5aは光学ヘッドH1用、下段側15bは光学ヘッドH
2用として構成されている。但し、かかる入出力端子台
15や前記出力端子14では、例えば光学ヘッド選択ス
イッチS1、S2の操作によって一方の光学ヘッド側の
みが選択された場合であっても、二つの光学ヘッドH
1、H2の双方で測定する各測距値のデータを外部に出
力することが可能である。
The signal processing circuit 9 includes a D / which converts the distance measurement data processed by the CPU 9a into an analog signal.
An A converter 13 is separately connected, and an output terminal 14 for outputting a serial signal to a computer or other external device.
Is provided. In addition to this, an input / output terminal block 15 for remote control operation is also connected to the signal processing circuit 9 via a control input circuit 16. The input / output terminal block 1
5 is for holding the distance measurement data obtained by the signal processing circuit 9 and zero-setting the value of the position of a desired measurement point, including on / off control of the laser beam irradiation from the optical heads H1 and H2. It is provided with a terminal for performing zero-setting operation, etc., or an output terminal for various warnings. Further, in FIG. 5, the upper side 1 of the input / output terminal block 15
5a is for the optical head H1, the lower side 15b is the optical head H1.
It is configured for two. However, with the input / output terminal block 15 and the output terminal 14, even if only one optical head side is selected by operating the optical head selection switches S1 and S2, for example, two optical heads H
It is possible to output the data of each distance measurement value measured by both 1 and H2 to the outside.

【0016】上記構成の光学式変位測定装置において
は、二つの光学ヘッドH1、H2から出力される位置検
出信号を切換回路8を介して交互に信号処理回路9に入
力させることができ、各光学ヘッドH1、H2からレー
ザービームが照射された二箇所の測定の所望の変位量を
信号処理回路9で演算処理することができる。そして、
光学ヘッド選択スイッチS1、S2を操作して二つの光
学ヘッドH1、H2のうち何れか一方側を選択すれば、
当該選択された側の光学ヘッドで測定される測定点の変
位量が測距値として表示部10に出力表示される。従っ
て、光学ヘッドH1、H2を各々別異の測定箇所に配置
しておけば、一台の光学式変位測定装置によって、二箇
所の測定点の測定が選択的に且つ簡易に行えることとな
る。また、測定対象選択スイッチSa、Sbのうち、一
方のスイッチSa側をオンにすれば、両光学ヘッドH
1、H2を介して測定される各測定点の変位量a、bの
減算(a−b)がなされ、その値が測距値として表示部
10に自動表示される。従って、図1における対象物O
Bの段差taが簡単に測定できる。他方、測定対象選択
スイッチSbをオンにすれば、二箇所の測定点の変位量
a、bの加算(a+b)を行って、その値が測距値とし
て測距値が表示部10に自動表示される。従って、図6
における対象物OBの厚みtbも簡単に測定できる。
In the optical displacement measuring device having the above-described structure, the position detection signals output from the two optical heads H1 and H2 can be alternately input to the signal processing circuit 9 via the switching circuit 8 and each optical head. The signal processing circuit 9 can perform a calculation process on a desired displacement amount for measurement at two points irradiated with the laser beams from the heads H1 and H2. And
If one of the two optical heads H1 and H2 is selected by operating the optical head selection switches S1 and S2,
The displacement amount of the measurement point measured by the selected optical head is output and displayed on the display unit 10 as a distance measurement value. Therefore, by arranging the optical heads H1 and H2 at different measurement points respectively, it becomes possible to selectively and easily measure two measurement points with one optical displacement measuring device. If one of the measurement object selection switches Sa and Sb is turned on, the optical heads H
The displacement amounts a and b of the respective measurement points measured via 1 and H2 are subtracted (ab), and the value is automatically displayed on the display unit 10 as a distance measurement value. Therefore, the object O in FIG.
The step ta of B can be easily measured. On the other hand, when the measurement target selection switch Sb is turned on, the displacement amounts a and b at the two measurement points are added (a + b), and the value is automatically displayed as the distance measurement value on the display unit 10. To be done. Therefore, FIG.
The thickness tb of the target object OB can be easily measured.

【0017】尚、このような段差や厚み測定を行なう場
合、両光学ヘッドH1、H2から出力される位置検出信
号を切換回路8で切換えて一つの信号処理回路9で処理
させることが望ましく採用され、このような構成では二
つの信号処理回路を用いて個別に処理する場合よりもそ
の測距値が正確となる。即ち、この種の信号処理回路
は、固有の温度特性、経時特性を有し、例えば定格温度
外の使用温度条件下では、その出力電圧レベルがオフセ
ットドリフトする特性がある。従って、二つの信号処理
回路を用いたのでは、そのオフセットドリフト量が相違
するために、そのドリフト誤差が測定値の誤差として含
まれることとなり、測定値の誤差が増大する。しかし、
上記実施例のように、一つの信号処理回路9で全ての演
算処理を行うのであれば、複数の信号処理回路を用いた
場合のドリフト誤差は発生せず、高精度の変位測定が可
能となる利点がある。但し、かかる構成は本発明の必須
要件ではない。また、上記説明では、二つの光学ヘッド
H1、H2を設けた場合を一例として説明したが、請求
項1記載の本発明では、三つ又はそれ以上の個数の光学
ヘッドを設けても構わない。
When measuring such a step or thickness, it is desirable that the position detection signals output from both the optical heads H1 and H2 be switched by the switching circuit 8 and processed by one signal processing circuit 9. In such a configuration, the distance measurement value is more accurate than in the case where the two signal processing circuits are used to perform individual processing. That is, this type of signal processing circuit has its own temperature characteristic and aging characteristic, and has the characteristic that its output voltage level undergoes offset drift under operating temperature conditions other than the rated temperature. Therefore, when the two signal processing circuits are used, the offset error amounts are different, so that the drift error is included as the error of the measurement value, and the error of the measurement value increases. But,
If all the arithmetic processing is performed by one signal processing circuit 9 as in the above-described embodiment, a drift error in the case of using a plurality of signal processing circuits does not occur, and highly accurate displacement measurement becomes possible. There are advantages. However, such a configuration is not an essential requirement of the present invention. Further, in the above description, the case where two optical heads H1 and H2 are provided has been described as an example, but in the present invention according to claim 1, three or more optical heads may be provided.

【0018】[0018]

【発明の効果】以上の説明から理解されるように、請求
項1及び2に記載の本発明に係る光学式変位測定装置に
よれば、測定点が複数箇所存在する場合であっても、従
来のように複数台の変位測定装置を用いて大型でコスト
の高いコントローラどうしを複数個接続して使用する必
要性がなく、一つのコントローラに接続した複数の光学
ヘッドを選択的に使用して各測定点の変位量測定が行え
るために、その測定作業に便宜が図れる他、装置全体に
無駄がなく、装置全体を小型に且つ安価にできるという
格別な効果が得られる。特に、請求項2に記載の本発明
に係る光学式変位測定装置によれば、二つの光学ヘッド
を用いて測定される変位量を加算、減算して得られる測
距値を表示部に表示させることができるから、対象物の
段差や厚みの測定が非常に容易となる利点が得られる。
As can be understood from the above description, according to the optical displacement measuring apparatus of the present invention as defined in claims 1 and 2, even when there are a plurality of measuring points, the conventional method is used. There is no need to connect multiple large and costly controllers using multiple displacement measurement devices like the above, and to selectively use multiple optical heads connected to one controller. Since the amount of displacement of the measurement point can be measured, the measurement work is convenient, and there is an extraordinary effect that the entire device is not wasted, and the entire device can be made compact and inexpensive. Particularly, according to the optical displacement measuring device of the present invention as defined in claim 2, the distance measurement value obtained by adding and subtracting the displacement amount measured using the two optical heads is displayed on the display unit. As a result, it is possible to obtain an advantage that the step and the thickness of the object can be very easily measured.

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

【図1】本発明に係る光学式変位測定装置のハード構成
の一実施例を示すブロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a hardware configuration of an optical displacement measuring device according to the present invention.

【図2】信号処理回路のハード構成の一例を示すブロッ
ク図。
FIG. 2 is a block diagram showing an example of a hardware configuration of a signal processing circuit.

【図3】本発明に係る光学式変位測定装置の一実施例を
示す外観斜視図。
FIG. 3 is an external perspective view showing an embodiment of an optical displacement measuring device according to the present invention.

【図4】コントローラの前面パネルに設けられる表示部
周辺の構成の一例を示す要部正面図。
FIG. 4 is a front view of the main parts showing an example of the configuration around the display unit provided on the front panel of the controller.

【図5】コントローラの背面パネルの構成の一例を示す
コントローラの背面図。
FIG. 5 is a rear view of the controller showing an example of the configuration of the rear panel of the controller.

【図6】対象物の厚み測定を行う場合の一例を示す要部
断面図。
FIG. 6 is a cross-sectional view of an essential part showing an example in which the thickness of an object is measured.

【図7】従来の光学式変位測定装置の一例を示すブロッ
ク図。
FIG. 7 is a block diagram showing an example of a conventional optical displacement measuring device.

【図8】従来の光学式変位測定装置を二台連結して使用
する状態を示す斜視図。
FIG. 8 is a perspective view showing a state in which two conventional optical displacement measuring devices are connected and used.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2a,2b 信号線 3a 投光部 3b 受光部 5 発振器 8 切換回路 9 信号処理回路 10 表示部 C コントローラ H1,H2 光学ヘッド a,b 変位量(測距値) S1,S2 光学ヘッド選択スイッチ Sa,Sb 測定対象選択スイッチ ta 段差(測距値) tb 厚み(測距値) 2a, 2b Signal line 3a Light emitting unit 3b Light receiving unit 5 Oscillator 8 Switching circuit 9 Signal processing circuit 10 Display unit C controller H1, H2 Optical head a, b Displacement amount (distance measurement value) S1, S2 Optical head selection switch Sa, Sb Measurement target selection switch ta Step (distance measurement value) tb Thickness (distance measurement value)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉本 義彦 大阪府門真市大字門真1048番地 松下電 工株式会社内 (56)参考文献 特開 平1−295109(JP,A) 特開 昭63−222202(JP,A) 特開 平1−196511(JP,A) 特開 昭61−105418(JP,A) 特開 昭63−153418(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Yoshihiko Sugimoto 1048 Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Works, Ltd. (56) References JP-A-1-295109 (JP, A) JP-A-63-222202 (JP, A) JP-A-1-196511 (JP, A) JP-A 61-105418 (JP, A) JP-A 63-153418 (JP, A)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 対象物に対して光を照射するための投光
部と、対象物から反射された光を受光する受光部とを備
えた光学ヘッドと、この光学ヘッドに信号線を介して接
続され、光学ヘッドから出力される位置検出信号に応じ
たデータを演算処理して、測距値を表示出力させるコン
トローラとを組み合わせて構成された光学式変位測定装
置において、 上記コントローラには、複数の光学ヘッドから導出され
た信号線を接続させる入力端子と、光学ヘッドを選択す
るための光学ヘッド選択スイッチと、この選択スイッチ
によって選択された光学ヘッドから出力された位置検出
信号に応じたデータを演算処理してその測距値を表示部
に出力表示させる信号処理回路とを備えたことを特徴と
する光学式変位測定装置。
1. An optical head including a light projecting unit for irradiating an object with light and a light receiving unit for receiving light reflected from the object; and a signal line to the optical head. In an optical displacement measuring device connected to a controller for processing data according to a position detection signal output from an optical head and displaying and outputting a distance measurement value, the controller includes a plurality of controllers. Input terminal to connect the signal line derived from the optical head, the optical head selection switch for selecting the optical head, and the data according to the position detection signal output from the optical head selected by this selection switch. An optical displacement measuring device comprising: a signal processing circuit for performing arithmetic processing and outputting and displaying the distance measurement value on a display unit.
【請求項2】 請求項1において、上記コントローラに
設けられた入力端子には、二つの光学ヘッドから導出さ
れた信号線が接続され、かつ上記コントローラには、二
つの光学ヘッドより出力された検出信号に応じたデータ
を演算処理して得た変位量を加算、減算して得られる対
象物の段差や厚みを、表示部に測距値として表示させる
ための測定対象選択スイッチが更に設けられた構成であ
ることを特徴とする光学式変位測定装置。
2. The signal line derived from two optical heads is connected to an input terminal provided on the controller, and the controller outputs detection signals output from the two optical heads. A measurement target selection switch is further provided for displaying the step or thickness of the target object obtained by adding or subtracting the displacement amount obtained by arithmetically processing the data according to the signal, as a distance measurement value on the display unit. An optical displacement measuring device having a configuration.
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