JP2722247B2 - 測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、所定の被検物の長さを測定する測定装置
に関する。

〔従来の技術〕

第２図は従来の測定装置の構成を表している。半導体
レーザ等の光源１より放射されたレーザ光は、走査部と
しての回転鏡２に入射され、そこで反射される。回転鏡
２は図示せぬモータ等により回転されるので、その反射
方向は角度θの範囲内で変化する。これによりレーザ光
は、紙面と平行な面内において一定の速度で走査され
る。

回転鏡２により走査されたレーザ光は、凸レンズ、ｆ
θレンズ等よりなるレンズ３に入射される。回転鏡２が
レンズ３の焦点に位置されているので、レンズ３より出
射された光は、走査位置に拘らず、相互に平行となる。

レンズ３より出射されたレーザ光は凸レンズ４に入射
され、それにより受光素子５上に収束される。

レンズ３と凸レンズ４の間には、被検物７が配置され
ているので、レンズ３より出射されたレーザ光の一部
は、被検物７に遮蔽され、受光素子５に入射されない。

従って信号処理回路６により、受光素子５の出力のレ
ベルが低下した時間を計測することにより、被検物７の
第２図における上下方向の長さを計測することができ
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の測定位置はこのように、レンズ３より出射され
たレーザ光を、凸レンズ４により１個の受光素子５上に
収束するようにしていた。その結果装置が大型化すると
同時に、コスト高となる欠点があった。また凸レンズ４
の収差等に起因して、正確な測定が困難になる欠点があ
った。

この発明はこのような状況に鑑みなされたもので、小
型かつ安価であると同時に、正確な測定が可能な測定装
置を提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明の測定装置は、光を放射する光源と、光源よ
り放射された光を、所定の方向に走査する走査部と、走
査部により走査された光を、その入射角度に拘らず相互
に略平行にするレンズと、レンズとの間に被検物が配置
されるように、レンズから所定距離だけ離間されるとと
もに、レンズより出射された光がその側面から入射され
るように、レンズより出射される光の走査面内であっ
て、その光の光軸と略垂直に配置された蛍光性光ファイ
バと、蛍光性ファイバの端面より出射される光を受光す
る受光素子と、受光素子の出力より、被検物の長さを判
定する判定回路とを備える。

〔作用〕

半導体レーザ等の光源より放射されたレーザ光は、回
転鏡等よりなる走査部により走査され、凸レンズ、ｆθ
レンズ等のレンズに入射される。レーザ光はこのレンズ
により、入射角度に拘らず、相互に平行とされる。

レンズより出射されたレーザ光は蛍光性光ファイバ
に、その側面から入射される。蛍光性光ファイバは内部
に蛍光物質を包含しており、この蛍光物質はレーザ光が
入射されたとき蛍光を発生する。この蛍光は蛍光性光フ
ァイバの内部を伝達され、端部の受光素子により受光さ
れる。受光素子の出力から判定回路により被検物の長さ
が判定される。

従って装置を大型化することなく、またコスト高とす
ることなく、正確な長さの測定が可能になる。

〔実施例〕

第１図はこの発明の測定装置の光学系の構成を表して
おり、第２図における場合と対応する部分には、同一の
符号を付してある。

第１図において、31は蛍光性光ファイバであり、レー
ザ光の走査面（紙面と平行な面）内に、レーザ光の光軸
と垂直に配置されている。32は蛍光性光ファイバ31の少
なくとも一方の端部（実施例の場合は両端部）に配置さ
れた受光素子、33は受光素子32の出力を処理する信号処
理回路である。

第３図は信号処理回路33のブロック図である。同図に
おいて、11は２つの受光素子32の出力を加算する加算回
路であり、受光素子32が１個のとき不用となる。12は検
出回路であり、加算回路11より出力される信号のレベル
を検出する。13は計測回路であり、検出回路12の出力が
所定のレベルである時間を、発生回路14が出力するクロ
ックをカウントすることにより計測する。15は判定回路
であり、計測回路13の出力を、メモリ16に記憶されてい
る基準値と比較し、被検物７の長さを判定する。17は表
示器であり、判定された長さに関する情報を表示する。

光源１より放射された光は回転鏡２により走査され、
レンズ３より蛍光性光ファイバ31に向けて放射される。
レンズ３と蛍光性光ファイバ31の間に被検物７がないと
き、レンズ３より放射された光は蛍光性光ファイバ31に
入射される。両者の間に被検物７がある場合、その光は
被検物７に遮蔽され、蛍光性光ファイバ31に入射されな
い。

蛍光性光ファイバ31は、第４図及び第５図に示すよう
に構成されている。

これらの図において、21は例えばガラス、樹脂等によ
り構成される部材であり、この実施例の場合略円筒状と
されている。22は、やはりガラス、樹脂等により構成さ
れる部材であり、部材21の内部に形成される。部材22は
その屈折率が、部材21の屈折率より大きくなるように設
定されている。また部材22には、入射される光を吸収す
る蛍光物質が均一に混入されている。

蛍光性光ファイバ31にその側面から入射された光は、
部材21を透過し、部材22に入射される。部材22は蛍光物
質を含んでいるので、この入射光が蛍光物質に吸収さ
れ、その蛍光物質は蛍光を発生する。

前述したように、部材22の屈折率は部材21の屈折率よ
り大きいので、部材22で発生した蛍光は部材21の内側の
面で反射され、部材21を透過することができない。これ
により蛍光は左右の端面の方向に伝達される。この蛍光
は、部材22の左右の端面に配置された受光素子32により
検出される。

２つの受光素子32の出力は加算回路11に入力され、加
算される。この加算出力は検出回路12に入力される。検
出回路12は、この入力信号のレベルを検出する。また計
測回路13は、検出回路12がより低いレベル（光が被検物
７により遮蔽され、蛍光性光ファイバ31に入射されない
ときのレベル）の信号を検出している期間に、発生回路
14から入力されるクロックの数を計数し、その期間の長
さを計測する。計測回路13により計測された長さ（クロ
ック数）は、判定回路15に入力される。

メモリ16には、計測されたクロック数に対応する被検
物の長さに関するデータが、予め記憶されている。判定
回路15は、計測回路13より入力されたデータを、メモリ
16に記憶されているデータと比較し、対応する長さに関
するデータを読み出し、表示器17に表示させる。

尚以上においては、蛍光性光ファイバ31を円柱状に形
成したが、第６図に示すように、その断面が略矩形とな
るようにし、４角柱状に形成することもできる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明の測定装置によれば、レンズ
より放射された光を蛍光性光ファイバにその側面から入
射させるようにし、両者の間に被検物を配置するように
したので、装置を小型化することができ、かつコストを
低減させることが可能になる。また走査される光が収束
されず、そのまま蛍光性光ファイバに入射されるので、
より正確な測定が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の測定装置の光学系の平面図、 第２図は従来の測定装置の光学系の平面図、 第３図はこの発明の測定装置の信号処理系のブロック
図、 第４図はこの発明の蛍光性光ファイバの縦断面図、 第５図はこの発明の蛍光性光ファイバの横断面図、 第６図はこの発明の蛍光性光ファイバの他の実施例の横
断面図である。 １……光源 ２……回転鏡 ３……レンズ ４……凸レンズ ５……受光素子 ６……信号処理回路 ７……被検物 11……加算回路 12……検出回路 13……計測回路 14……発生回路 15……判定回路 16……メモリ 17……表示器 31……蛍光性光ファイバ 32……受光素子 33……信号処理回路

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光を放射する光源と、 前記光源より放射された光を、所定の方向に走査する走
   査部と、 前記走査部により走査された光を、その入射角度に拘ら
   ず相互に略平行にするレンズと、 前記レンズとの間に被検物が配置されるように、前記レ
   ンズから所定距離だけ離間されるとともに、前記レンズ
   より出射された光がその側面から入射されるように、前
   記レンズより出射される光の走査面内であって、その光
   の光軸と略垂直に配置された蛍光性光ファイバと、 前記蛍光性ファイバの端面より出射される光を受光する
   受光素子と、 前記受光素子の出力より、前記被検物の長さを判定する
   判定回路とを備える測定装置。