JP2799492B2 - 位置または長さの測定装置 - Google Patents
位置または長さの測定装置Info
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Description
鋼管など)の位置または長さ等を自動的に測定する位置
または長さの測定装置に関する。
等を測定するには、接触型の測定装置あるいは接触型検
出器からなる測定装置が使用されていた。
触型の測定装置では測定に時間を浪費すると共に、連続
的な測定が困難であった。また、前記接触型検出器から
なる測定装置でも被測定物体の表面状況により正確な連
続測定は困難であった。本発明は、前記の事情に鑑み成
されたもので、レーザー光線と再帰性反射体とを使用
し、非接触で物体の位置または長さの測定を行うことが
できる距離または長さの測定装置を提供することを目的
とする。
記載の位置または長さの測定装置は、レーザー発生源か
ら発生するレーザー光を受ける振動ミラーと、前記振動
ミラーからの反射レーザー光を受けて平行光となすスキ
ャンレンズと、前記スキャンレンズからの平行光を受け
るハーフミラーと、前記平行光が測定物体を遮る信号を
検出する第1の受光素子と、前記ハーフミラーからの平
行光をうける基準スケールと、前記基準スケールの位置
信号を検出する第2の受光素子と、前記基準スケールの
位置信号を検出する第2の受光素子からの信号、及び前
記測定物体を遮る信号を検出する第1の受光素子の信号
を受けて、その時間的変位から前記測定物体の位置ある
いは長さを計測する制御部とを有している。
いては、振動ミラーは揺動しながらスキャンする。スキ
ャンレンズは前記振動ミラーで反射したレーザー光を平
行化する。測定物体で遮られない前記平行レーザー光は
再帰性反射体で反射され、この再帰性反射体は入射した
平行レーザー光とほぼ同一光軸上を狭い範囲でレーザー
光を反射し、前記スキャンレンズ、振動ミラーを介して
レーザー光を第1の受光素子に送光する。前記第1の受
光素子はこの反射レーザー光を信号に変換すると共に、
受光信号として制御部に入力する。一方、ハーフミラー
は振動ミラー及びスキャンレンズで平行化されたレーザ
ー光を反射して基準スケールに投射する。前記基準スケ
ールはレーザー光をスケール化して第2の受光素子に投
射する。第2の受光素子はスケール化されたレーザー光
を受光して基準スケール信号として制御部に入力する。
前記制御部は入力した受光信号と基準スケール信号の時
間差を計測し演算すると共に、前記時間差と基準値から
測定物体の位置または長さの実長を測定する。
明を具体化した実施例について説明し、本発明の理解に
供する。ここに、図1は本発明の一実施例に係る位置ま
たは長さの測定装置を示す概略構成図、図2は同制御部
の概略ブロック図、図3は同基準スケール信号と受光信
号の関係を示すグラフである。
る位置または長さの測定装置31は、測定物体10aの
表面に投射するレーザー光を発生する例えばHe−Ne
レーザー発生源11と、その発生したレーザー光を集束
する集束レンズ12と、集束されたレーザー光を反射す
ると共に振動ミラー14からの反射レーザー光を透過す
るハーフミラー13と、振動ミラー14を一定の振動数
で揺動するスキャンコントローラー15と、振動ミラー
14で反射されたレーザー光をほぼ同一光軸上の狭い範
囲でレーザー光とするスキャンレンズ17と、平行なレ
ーザー光を透過すると共に反射するハーフミラー32
と、入射するレーザー光を入射光と略同一光軸上に反射
する再帰性反射体18と、再帰性反射体18からの反射
光をハーフミラー32、スキャンレンズ17及び振動ミ
ラー14を介して集束する集光レンズ19と、集束され
た反射光を検出する第1の受光素子20と、前記ハーフ
ミラー32からの平行レーザー光を受ける基準スケール
33と、基準スケール33を透過したレーザー光を集束
する集束レンズ34と、集束レンズ34からのレーザー
光を受光する第2の受光素子35と、第2の受光素子3
5からの基準スケール信号と第1の受光素子20からの
受光信号を入力して両者の時間的変位から測定物体の位
置あるいは長さを計測する制御部36とを有して構成さ
れている。
うに構成されているので、He−Neレーザー発生源1
1で発生したレーザー光は集束レンズ12で集束されて
ハーフミラー13で反射される。その反射されたレーザ
ー光はスキャンコントローラー15により一定の振動数
で揺動する振動ミラー14で反射され、さらにスキャン
レンズ17により平行化されて測定物体10aの表面エ
ッジを横切るように走査する。なお、前記振動ミラー1
4はポリゴンミラーを含む。測定物体10aで遮断され
ないレーザー光は直進して再帰性反射体18で反射され
る。再帰性反射体18で反射されたレーザー光はスキャ
ンレンズ17で集束されて、振動ミラー14で反射さ
れ、振動ミラー14で反射されたレーザー光は集光レン
ズ19に入射して集束される。集束されたレーザー光
は、例えばフオトダイオードなどからなる第1の受光素
子20で信号化され受光信号として制御部36に送られ
る。
生したレーザー光は集束レンズ12で集束されてハーフ
ミラー13、振動ミラー14及びハーフミラー32の順
に反射され、基準スケール33を照射する。この基準ス
ケール33には所定ピッチでスケール線が記載され、前
記レーザー光がスケール線を横切る場合にパルスを発生
するようになっている(図3参照)。基準スケール33
を透過したレーザー光は集束レンズ34で集束されて第
2の受光素子35で基準スケール信号に変換される。こ
の第2の受光素子35で変換された基準スケール信号は
制御部36に送られるが、光学系を使用することによる
非線型誤差を補正するため、スキャン位置補正が行われ
てスケール信号が実際のスケール値に合うように補正が
行われる。そして、前記第1の受光素子20からの信号
とスケール信号とから測定物体10aのエッジの位置が
検出され、特定の基準値(例えば、測定台から測定装置
の光学中心位置までの高さ)を加える演算を行って測定
値を出力する。
図2に示すが、図に示すように基準スケール信号をスケ
ール本数カウンター37によってカウントし、次の補正
回路38によってスキャン位置補正を行い、N・ΔLを
出力する。ここで、Nはカウント値、ΔLはスケール線
の間隔である。また、一方、前記スケール信号によって
カウンター39をリセットし、リセットした後直ちに基
準クロックをカウントする。そして、第1の受光素子2
0からの受光信号があると、カウンター39に入力して
その時のカウンター値t1をメモリー40に記憶し、受
光信号があった後スケール信号があったことを確認して
その時のカウンター値t2をメモリー41に記憶する。
これらの値を次の演算回路42に与え、△X=t1/t
2 ・△Lを算出させる。この信号ΔXと前記N・ΔL
とを加え、更に基準値(例えば、測定物体載置台の表面
から測定装置の光学中心位置までの距離)を加えて測定
値として出力することができる。
ザー光の走査範囲内に測定物体が入る場合、測定物体の
一端の表面エッジが検出される。すなわち、基準スケー
ル信号のN1本目から開始したクロック数の計数を受光
信号の立上がりで停止して計数されたt1からN1・△
L+△X1が演算される。更に、この後測定物体の他端
の表面エッジが検出される。すなわち、基準スケール信
号のN2本目から開始したクロック数の計数を、受光信
号の立下がりで停止して計数されたt3からN2・△L
+△X2が演算される。そして、N1 ・△L+△X1
とN2 ・△L+△X2の差から測定物体の位置または
長さ(例えば、外径または板長など)が測定される。 ここに、△X1=(t1/t2) ・ΔL △X2=(t3/t2)・△Lである。
するために前記測定装置31と同様な構造を有する測定
装置43によって測定物体10aの他側のエッジの位置
を測定させて、外径あるいは高さを測定することも可能
であり、この場合には、基準値は前記測定装置31及び
43の光学中心間距離である。なお、44は測定装置4
3の制御部である。前記実施例において、制御部にマイ
クロコンピューターを使用し、情報の処理、演算等の全
体を制御する場合も当然本発明は適用される。
置は、反射レーザー光からの受光信号と基準スケールか
らの基準スケール信号の時間的変位から測定物体の位置
あるいは長さを計測するので、より正確に測定物体の位
置あるいは長さを連続的に、しかも短時間に測定するこ
とができる。
装置を示す概略構成図である。
ラフである。
eレーザー発生源 12 集束レンズ 13 ハーフミ
ラー 14 振動ミラー 15 スキャン
コントローラー 17 スキャンレンズ 18 再帰性反
射体 19 集光レンズ 20 第1の受
光素子 31 位置または長さの測定装置 32 ハーフミ
ラー 33 基準スケール 34 集束レン
ズ 35 第2の受光素子 36 制御部 37 カウンター 38 補正回路 39 カウンター 40 メモリー 41 メモリー 42 演算回路 43 測定装置 44 制御部
Claims (1)
- 【請求項1】 レーザー発生源から発生するレーザー光
を受ける振動ミラーと、 前記振動ミラーからの反射レーザー光を受けて平行光と
なすスキャンレンズと、 前記スキャンレンズからの平行光を受けるハーフミラー
と、 前記平行光が測定物体を遮る信号を検出する第1の受光
素子と、 前記ハーフミラーからの平行光をうける基準スケール
と、 前記基準スケールの位置信号を検出する第2の受光素子
と、 前記基準スケールの位置信号を検出する第2の受光素子
からの信号、及び前記測定物体を遮る信号を検出する第
1の受光素子の信号を受けて、その時間的変位から前記
測定物体の位置あるいは長さを計測する制御部とを有す
ることを特徴とする位置または長さの測定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15218495A JP2799492B2 (ja) | 1995-05-25 | 1995-05-25 | 位置または長さの測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15218495A JP2799492B2 (ja) | 1995-05-25 | 1995-05-25 | 位置または長さの測定装置 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021268A Division JPH07117368B2 (ja) | 1990-01-30 | 1990-01-30 | 位置または長さの測定装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08166212A JPH08166212A (ja) | 1996-06-25 |
JP2799492B2 true JP2799492B2 (ja) | 1998-09-17 |
Family
ID=15534900
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15218495A Expired - Lifetime JP2799492B2 (ja) | 1995-05-25 | 1995-05-25 | 位置または長さの測定装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2799492B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE502006007272D1 (de) * | 2006-10-19 | 2010-08-05 | Sick Ag | Optische Erfassungseinrichtung |
CN103383347B (zh) * | 2013-07-04 | 2015-09-09 | 中国计量科学研究院 | 非线性误差的绝对测量方法及装置 |
-
1995
- 1995-05-25 JP JP15218495A patent/JP2799492B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH08166212A (ja) | 1996-06-25 |
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