JP2573673B2 - 三角測量方式の光学式変位測定装置 - Google Patents
三角測量方式の光学式変位測定装置Info
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- JP2573673B2 JP2573673B2 JP63246184A JP24618488A JP2573673B2 JP 2573673 B2 JP2573673 B2 JP 2573673B2 JP 63246184 A JP63246184 A JP 63246184A JP 24618488 A JP24618488 A JP 24618488A JP 2573673 B2 JP2573673 B2 JP 2573673B2
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- Japan
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- light
- measured
- measuring device
- optical
- displacement measuring
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- Measurement Of Optical Distance (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、被測定対象物の変位を光学的に測定する三
角測量方式の光学式変位測定方法に関する。
角測量方式の光学式変位測定方法に関する。
近年、レーザ光等を用いて被測定対象物の変位を高精
度に測定する光学式変位測定装置が開発され、様々な分
野で使用されている。この種の非接触型変位測定装置は
測定方式により種々のものがあり、例えば測定原理とし
て三角測量法を用いた光学式変位測定装置は、既に特開
昭５−119006号公報に記述されているように、ほぼ第２
図に示す構成を有する。同図において、１は光源として
のレーザダイオード（以下LDと略称する）で、このLD1
から出射したレーザ光（測定光）はコリメータレンズ２
および投光レンズ３を介して被測定対象物４の表面に垂
直に照射されるようになっている。また、６は被測定対
象物４の表面で散乱したレーザ光の一部を結像レンズ５
を介して受光する光検出器で、この光検出器６で検出さ
れた反射光は電気信号に変換され、図示しない演算部へ
入力されるようになっている。
度に測定する光学式変位測定装置が開発され、様々な分
野で使用されている。この種の非接触型変位測定装置は
測定方式により種々のものがあり、例えば測定原理とし
て三角測量法を用いた光学式変位測定装置は、既に特開
昭５−119006号公報に記述されているように、ほぼ第２
図に示す構成を有する。同図において、１は光源として
のレーザダイオード（以下LDと略称する）で、このLD1
から出射したレーザ光（測定光）はコリメータレンズ２
および投光レンズ３を介して被測定対象物４の表面に垂
直に照射されるようになっている。また、６は被測定対
象物４の表面で散乱したレーザ光の一部を結像レンズ５
を介して受光する光検出器で、この光検出器６で検出さ
れた反射光は電気信号に変換され、図示しない演算部へ
入力されるようになっている。
このように構成される三角測量方式の光学式変位測定
装置は、結像レンズ５を通して光検出器６の受光面上に
結像された反射光の光点が破線で示す如く被測定対象物
４の変位量に応じて移動する。したがって、前記演算部
では光検出器６の両側から流れ出す電流i1,i2を電圧V1,
V2に変換し、（V1−V2）／（V1＋V2）を演算することに
より被測定対象物４の変位量ｘを求めている。また、図
中７はLD1のレーザ出力を検出するフォトディテクタ、
８はLD1のレーザ出力を駆動回路９を介して制御するコ
ントローラで、このコントローラ８には前記フォトディ
テクタ７の出力が入力されている。
装置は、結像レンズ５を通して光検出器６の受光面上に
結像された反射光の光点が破線で示す如く被測定対象物
４の変位量に応じて移動する。したがって、前記演算部
では光検出器６の両側から流れ出す電流i1,i2を電圧V1,
V2に変換し、（V1−V2）／（V1＋V2）を演算することに
より被測定対象物４の変位量ｘを求めている。また、図
中７はLD1のレーザ出力を検出するフォトディテクタ、
８はLD1のレーザ出力を駆動回路９を介して制御するコ
ントローラで、このコントローラ８には前記フォトディ
テクタ７の出力が入力されている。
ところで、このような従来の三角測量方式の光学式変
位測定装置では、被測定対象物４の表面で反射・散乱し
たレーザ光の一部が投光レンズ３、コリメータレンズ２
を通ってLD1に戻ることがあり、被測定対象物４からの
反射光がLD1に戻るとLD1の出力が見掛け上大きくなる。
そして、これをフォトディテクタ７がLD1の出力として
検出しまうため、コントローラ８が作動し、LD1の出力
が変動して測定誤差が生じるという問題があった。な
お、これは被測定対象物４の表面が鏡面に近いものほど
影響を受けやすかった。
位測定装置では、被測定対象物４の表面で反射・散乱し
たレーザ光の一部が投光レンズ３、コリメータレンズ２
を通ってLD1に戻ることがあり、被測定対象物４からの
反射光がLD1に戻るとLD1の出力が見掛け上大きくなる。
そして、これをフォトディテクタ７がLD1の出力として
検出しまうため、コントローラ８が作動し、LD1の出力
が変動して測定誤差が生じるという問題があった。な
お、これは被測定対象物４の表面が鏡面に近いものほど
影響を受けやすかった。
本発明はこのような問題点を解消するためになされた
もので、その目的とするところは、被測定対象物からの
戻り光をカットでき、被測定対象物の変位を高精度に測
定可能な三角測量方式の光学式変位測定装置を提供しよ
うとするものである。
もので、その目的とするところは、被測定対象物からの
戻り光をカットでき、被測定対象物の変位を高精度に測
定可能な三角測量方式の光学式変位測定装置を提供しよ
うとするものである。
上記課題を解決するために本発明は、レーザ光源から
出力されたレーザ光を被測定対象物に対して垂直に照射
して被測定対象物上に光点を形成する投光系と、レーザ
光の照射方向とは異なる方向に配設された光検出器で、
被測定対象物上に形成された光点からの散乱光を受光す
る受光系と、光検出器上の光点の受光位置の移動量に基
づいて被測定対象物の対象方向の変位量を算出する演算
部とを有した三角測量方式の光学式変位測定装置におい
て、レーザ光源と被測定対象物との間の光路上に光アイ
ソレータを配設したことを特徴とするものである。
出力されたレーザ光を被測定対象物に対して垂直に照射
して被測定対象物上に光点を形成する投光系と、レーザ
光の照射方向とは異なる方向に配設された光検出器で、
被測定対象物上に形成された光点からの散乱光を受光す
る受光系と、光検出器上の光点の受光位置の移動量に基
づいて被測定対象物の対象方向の変位量を算出する演算
部とを有した三角測量方式の光学式変位測定装置におい
て、レーザ光源と被測定対象物との間の光路上に光アイ
ソレータを配設したことを特徴とするものである。
本発明においては、光源と被測定対象物との間の光路
上に光アイソレータを配設することにより、被測定対象
物からの戻り光を光アイソレータでカットすることがで
きる。
上に光アイソレータを配設することにより、被測定対象
物からの戻り光を光アイソレータでカットすることがで
きる。
以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。
第１図は本発明の一実施例を示す三角測量方式の光学
式変位測定装置の概略構成図で、この光学式変位測定装
置はLD11から出射したレーザ光をコリメータレンズ12お
よび集光レンズ13を介して被測定対象物14に垂直に照射
して被測定対象物14上に光点を形成し、被測定対象物14
の表面で散乱した散乱光の一部を結像レンズ15を介して
光検出器16で受光する構成となっている。そして、光検
出器16で受光した散乱光を電気信号に変換して図示しな
い演算部へ入力し、前述した如く結像レンズ15を通して
光検出器16の受光面上に結像された散乱光の光点位置か
ら被測定対象物14の変位量ｘを算出するように構成され
ている。すなわち、LD11,コリメータレンズ12,集光レン
ズ13はレーザ光を被測定対象物14に対して垂直に照射し
て、被測定対象物14上に光点を形成する投光系を構成す
る。また、結像レンズ15及び光検出器16は被測定対象物
14上に形成された光点からの散乱光を受光する受光系を
構成する。
式変位測定装置の概略構成図で、この光学式変位測定装
置はLD11から出射したレーザ光をコリメータレンズ12お
よび集光レンズ13を介して被測定対象物14に垂直に照射
して被測定対象物14上に光点を形成し、被測定対象物14
の表面で散乱した散乱光の一部を結像レンズ15を介して
光検出器16で受光する構成となっている。そして、光検
出器16で受光した散乱光を電気信号に変換して図示しな
い演算部へ入力し、前述した如く結像レンズ15を通して
光検出器16の受光面上に結像された散乱光の光点位置か
ら被測定対象物14の変位量ｘを算出するように構成され
ている。すなわち、LD11,コリメータレンズ12,集光レン
ズ13はレーザ光を被測定対象物14に対して垂直に照射し
て、被測定対象物14上に光点を形成する投光系を構成す
る。また、結像レンズ15及び光検出器16は被測定対象物
14上に形成された光点からの散乱光を受光する受光系を
構成する。
上記コリメータレンズ12と投光レンズ13との間には、
1/4波長板20と偏光ビームスプリッタ21とから構成され
る光アイソレータ22が配設されており、この光アイソレ
ータ22で被測定対象物４からの戻り光をカットしてい
る。なお、LD1は駆動回路19を介してコントローラ18で
制御しており、コントローラ18にはフォトディテクタ17
の出力が入力されている。
1/4波長板20と偏光ビームスプリッタ21とから構成され
る光アイソレータ22が配設されており、この光アイソレ
ータ22で被測定対象物４からの戻り光をカットしてい
る。なお、LD1は駆動回路19を介してコントローラ18で
制御しており、コントローラ18にはフォトディテクタ17
の出力が入力されている。
次にこのように構成される光学式変位測定装置の作用
を説明する。
を説明する。
LD11から出射されたレーザ光はコリメータレンズ12、
光アイソレータ22および投光レンズ13を介して被測定対
象物14に照射される。そして、被測定対象物14の表面で
散乱したレーザ光の一部は結像レンズ15を介して光検出
器16に入射するとともに、投光レンズ13を介して光アイ
ソレータ22に入射する。光アイソレータ22に入射した反
射光は1/4波長板20を通過した偏光ビームスプリッタ21
に入射するが、1/4波長板20を通過した反射光は偏向方
向がLD11からのレーザ光の偏光方向と直行しているた
め、偏光ビームスプリッタ20の偏光面で反射する。これ
により被測定対象物４からの戻り光を光アイソレータ22
でカットできるため、LD11の発振状態を安定に制御する
ことができ、被測定対象物41の変位を高精度に測定する
ことができる。
光アイソレータ22および投光レンズ13を介して被測定対
象物14に照射される。そして、被測定対象物14の表面で
散乱したレーザ光の一部は結像レンズ15を介して光検出
器16に入射するとともに、投光レンズ13を介して光アイ
ソレータ22に入射する。光アイソレータ22に入射した反
射光は1/4波長板20を通過した偏光ビームスプリッタ21
に入射するが、1/4波長板20を通過した反射光は偏向方
向がLD11からのレーザ光の偏光方向と直行しているた
め、偏光ビームスプリッタ20の偏光面で反射する。これ
により被測定対象物４からの戻り光を光アイソレータ22
でカットできるため、LD11の発振状態を安定に制御する
ことができ、被測定対象物41の変位を高精度に測定する
ことができる。
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではな
く、特許請求の範囲に記載された要旨を逸脱しない範囲
で種々の設計的変更が可能である。たとえば、上記実施
例では光アイソレータ22をコリメータレンズ12と投光レ
ンズ13との間に配設したが、投光レンズ13と被測定対象
物14との間に配設してもよく、要はLD11と被測定対象物
14との間の光路上に配設すればよい。
く、特許請求の範囲に記載された要旨を逸脱しない範囲
で種々の設計的変更が可能である。たとえば、上記実施
例では光アイソレータ22をコリメータレンズ12と投光レ
ンズ13との間に配設したが、投光レンズ13と被測定対象
物14との間に配設してもよく、要はLD11と被測定対象物
14との間の光路上に配設すればよい。
以上説明したように本発明は、光源と被測定対象物と
の間の光路上に光アイソレータを配設したので、被測定
対象物からの戻り光をカットでき、被測定対象物の変位
を高精度に測定可能な三角測量方式の光学式変位測定装
置を提供できる。
の間の光路上に光アイソレータを配設したので、被測定
対象物からの戻り光をカットでき、被測定対象物の変位
を高精度に測定可能な三角測量方式の光学式変位測定装
置を提供できる。
第１図は本発明の一実施例を示す三角測量方式の光学式
変位測定装置の概略構成図、第２図は従来の光学式変位
測定装置の概略構成図である。 11……LD（光源）、12……コリメータレンズ、13……投
光レンズ、14……被測定対象物、15……結像レンズ、16
……光検出器、17……フォトディテクタ、18……コント
ローラ、19……駆動回路、20……1/4波長板、21……偏
光ビームスプリッタ、22……光アイソレータ。
変位測定装置の概略構成図、第２図は従来の光学式変位
測定装置の概略構成図である。 11……LD（光源）、12……コリメータレンズ、13……投
光レンズ、14……被測定対象物、15……結像レンズ、16
……光検出器、17……フォトディテクタ、18……コント
ローラ、19……駆動回路、20……1/4波長板、21……偏
光ビームスプリッタ、22……光アイソレータ。
Claims (1)
- 【請求項１】レーザ光源（11）から出力されたレーザ光
を被測定対象物（14）に対して垂直に照射して該被測定
対象物上に光点を形成する投光系と、 前記レーザ光の照射方向とは異なる方向に配設された光
検出器（16）で、前記被測定対象物上に形成された光点
からの散乱光を受光する受光系と、 前記光検出器上の前記光点の受光位置の移動量に基づい
て前記被測定対象物の前記照射方向の変位量を算出する
演算部と を有した三角測量方式の光学式変位測定装置において、 前記レーザ光源と前記被測定対象物との間の光路上に光
アイソレータ（22）を配設したことを特徴とする三角測
量方式の光学式変位測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63246184A JP2573673B2 (ja) | 1988-09-30 | 1988-09-30 | 三角測量方式の光学式変位測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63246184A JP2573673B2 (ja) | 1988-09-30 | 1988-09-30 | 三角測量方式の光学式変位測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0293317A JPH0293317A (ja) | 1990-04-04 |
| JP2573673B2 true JP2573673B2 (ja) | 1997-01-22 |
Family
ID=17144762
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63246184A Expired - Lifetime JP2573673B2 (ja) | 1988-09-30 | 1988-09-30 | 三角測量方式の光学式変位測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2573673B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69832953T2 (de) * | 1997-12-29 | 2006-06-22 | Samsung Electronics Co., Ltd., Suwon | Tragbares Klapptelefon und Scharniermechanismus dafür |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59762B2 (ja) * | 1979-03-09 | 1984-01-09 | 安立電気株式会社 | 変位測定装置 |
| JPS60135713A (ja) * | 1983-12-23 | 1985-07-19 | Honda Motor Co Ltd | 光学式距離測定装置 |
| JPS614907A (ja) * | 1984-06-19 | 1986-01-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 溶接開先断面積検出装置 |
| JPS625104A (ja) * | 1985-07-01 | 1987-01-12 | Omron Tateisi Electronics Co | 導波型光変位センサ |
| JPS63154912A (ja) * | 1986-12-19 | 1988-06-28 | Tokyo Keiki Co Ltd | 路面計測装置 |
-
1988
- 1988-09-30 JP JP63246184A patent/JP2573673B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0293317A (ja) | 1990-04-04 |
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