JP2909566B2 - レーザ変位計 - Google Patents
レーザ変位計Info
- Publication number
- JP2909566B2 JP2909566B2 JP24280791A JP24280791A JP2909566B2 JP 2909566 B2 JP2909566 B2 JP 2909566B2 JP 24280791 A JP24280791 A JP 24280791A JP 24280791 A JP24280791 A JP 24280791A JP 2909566 B2 JP2909566 B2 JP 2909566B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- displacement
- detecting element
- output
- displacement meter
- converter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はレ−ザ光を利用した変位
計に係るものである。
計に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】図２に、レ−ザ光を被検物体に照射し、
その反射光を位置検出素子で検出して物体までの距離を
測定するようにしたレ−ザ変位計のブロック図を示す。
このようなレーザ変位計では、タイミング回路１００に
よって駆動部１０１を間欠駆動し、レーザダイオードＬ
Ｄより強度の変調されたレーザ光を被測定物体ＯＢに照
射し、そのとき被検物体ＯＢより反射されて来るレ−ザ
光を位置検出素子ＰＳＤによって受光した後、この位置
検出素子ＰＳＤから出力される位置信号Ｉ１，Ｉ２を演
算部１０６で演算することによって、被検物体までの変
位量を測定できる構成となっている。このようなレーザ
変位計では、位置検出素子ＰＳＤの受光面上には反射光
の受光スポット位置に応じた２つの電流値Ｉ１，Ｉ２が
出力されるので、この出力Ｉ１，Ｉ２をＩ−Ｖ変換部１
０２ａ，１０２ｂで電圧に変換し、それぞれ増幅部１０
３ａ，１０３ｂ、サンプルホールド回路１０４ａ，１０
４ｂを通じてＡＤコンバ−タ１０５に入力してデジタル
変換してから演算部１０６では、次式を算出することに
よって被検物体までの変位量Ｌを求める構成となってい
る。すなわち、このような変位センサでは、位置検出素
子からの信号出力Ｉ１，Ｉ２をＡＤコンバ−タで変換し
た値をそれぞれ［Ｖ１］，［Ｖ２］とすると位置検出素
子ＰＳＤの中心からの変位（ズレ）Ｚの値は で表わすことができるので、演算部１０６では、このズ
レＺを距離信号に変換して、被検物体までの変位量Ｌを
算出するようにしている。また、このような変位センサ
では、ＡＤコンバ−タ１０５は、アナログ値をデジタル
値に変換するため、変位量Ｌの分解能は、ＡＤコンバ−
タの分解能に応じて決まる。したがって、いま、Ｖ１＋
Ｖ２＝Ｖｃとし、 ＡＤコンバ−タ１０５の出力信号の
フルスケ−ル値をＶADF，ＡＤコンバータ１０５の分解
能をｎビットとすると、変位量の分解能△Ｌは、ＡＤコ
ンバ−タ１０５の出力が０〜ＶADFまで変化したときの
変位量をＦＲとすることによって の式で求まる。一般には、Ｖｃ＝ＶADFと設定すること
によって、△Ｌは最大の分解能を得ることができるの
で、従来はＶ１＋Ｖ２＝ＶADFに近くなるように２つの
信号Ｖ１，Ｖ２を同じ利得で増幅し、これらの分解能を
高めるようにしていた。
その反射光を位置検出素子で検出して物体までの距離を
測定するようにしたレ−ザ変位計のブロック図を示す。
このようなレーザ変位計では、タイミング回路１００に
よって駆動部１０１を間欠駆動し、レーザダイオードＬ
Ｄより強度の変調されたレーザ光を被測定物体ＯＢに照
射し、そのとき被検物体ＯＢより反射されて来るレ−ザ
光を位置検出素子ＰＳＤによって受光した後、この位置
検出素子ＰＳＤから出力される位置信号Ｉ１，Ｉ２を演
算部１０６で演算することによって、被検物体までの変
位量を測定できる構成となっている。このようなレーザ
変位計では、位置検出素子ＰＳＤの受光面上には反射光
の受光スポット位置に応じた２つの電流値Ｉ１，Ｉ２が
出力されるので、この出力Ｉ１，Ｉ２をＩ−Ｖ変換部１
０２ａ，１０２ｂで電圧に変換し、それぞれ増幅部１０
３ａ，１０３ｂ、サンプルホールド回路１０４ａ，１０
４ｂを通じてＡＤコンバ−タ１０５に入力してデジタル
変換してから演算部１０６では、次式を算出することに
よって被検物体までの変位量Ｌを求める構成となってい
る。すなわち、このような変位センサでは、位置検出素
子からの信号出力Ｉ１，Ｉ２をＡＤコンバ−タで変換し
た値をそれぞれ［Ｖ１］，［Ｖ２］とすると位置検出素
子ＰＳＤの中心からの変位（ズレ）Ｚの値は で表わすことができるので、演算部１０６では、このズ
レＺを距離信号に変換して、被検物体までの変位量Ｌを
算出するようにしている。また、このような変位センサ
では、ＡＤコンバ−タ１０５は、アナログ値をデジタル
値に変換するため、変位量Ｌの分解能は、ＡＤコンバ−
タの分解能に応じて決まる。したがって、いま、Ｖ１＋
Ｖ２＝Ｖｃとし、 ＡＤコンバ−タ１０５の出力信号の
フルスケ−ル値をＶADF，ＡＤコンバータ１０５の分解
能をｎビットとすると、変位量の分解能△Ｌは、ＡＤコ
ンバ−タ１０５の出力が０〜ＶADFまで変化したときの
変位量をＦＲとすることによって の式で求まる。一般には、Ｖｃ＝ＶADFと設定すること
によって、△Ｌは最大の分解能を得ることができるの
で、従来はＶ１＋Ｖ２＝ＶADFに近くなるように２つの
信号Ｖ１，Ｖ２を同じ利得で増幅し、これらの分解能を
高めるようにしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明においては、更
に進んで、測定可能な最大変位量ＦＲと、その分解能△
Ｌの関係をＡＤコンバータの分解能以上に向上させるこ
とを目的としている。
に進んで、測定可能な最大変位量ＦＲと、その分解能△
Ｌの関係をＡＤコンバータの分解能以上に向上させるこ
とを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために提案される本発明は、レーザ発光素子によって
発光されたレーザ光が、被検物体で反射され、その反射
光を位置検出素子で受け、この位置検出素子からの出力
をＡＤコンバ−タでデジタル変換した後、演算部で演算
して被検物体までの距離を求めるレ−ザ変位計の改良で
あって、上記位置検出素子から出る２つの位置信号を、
それぞれ独立して利得制御する２つの増幅部を設け、こ
れらの２つの増幅部から出力された位置信号のデジタル
変換されたレベルが、いずれもＡＤコンバ−タにおいて
はフルスケ−ル値に近くなるように、２つの増幅部の利
得を制御する構成となっている。
るために提案される本発明は、レーザ発光素子によって
発光されたレーザ光が、被検物体で反射され、その反射
光を位置検出素子で受け、この位置検出素子からの出力
をＡＤコンバ−タでデジタル変換した後、演算部で演算
して被検物体までの距離を求めるレ−ザ変位計の改良で
あって、上記位置検出素子から出る２つの位置信号を、
それぞれ独立して利得制御する２つの増幅部を設け、こ
れらの２つの増幅部から出力された位置信号のデジタル
変換されたレベルが、いずれもＡＤコンバ−タにおいて
はフルスケ−ル値に近くなるように、２つの増幅部の利
得を制御する構成となっている。
【０００５】
【作用】本発明では、位置検出素子から出力される位置
信号の増幅利得を２つの増幅部において、独立して設定
することによって、変位センサの分解能を全体として向
上させている。このような本発明では、例えば、位置検
出素子からの位置信号のいずれか一方を、ＡＤコンバー
タのフルスケ−ル値ＶADFに合わせるように、ａ倍の利
得をもたせて増幅させた場合には、デジタル変換された
後の見かけ上の分解能は、前述した式の１／ａになる。
したがって、位置検出素子からの２つの位置信号を独立
した２つの増幅部において、ａ倍、ｂ倍に増幅した場
合、各々の分解能を１／ａ倍、１／ｂ倍にできるので、
変位量の分解能も見かけ上１／ａ・ｂ倍になり、変位セ
ンサの分解能を従前に比べて向上できる。
信号の増幅利得を２つの増幅部において、独立して設定
することによって、変位センサの分解能を全体として向
上させている。このような本発明では、例えば、位置検
出素子からの位置信号のいずれか一方を、ＡＤコンバー
タのフルスケ−ル値ＶADFに合わせるように、ａ倍の利
得をもたせて増幅させた場合には、デジタル変換された
後の見かけ上の分解能は、前述した式の１／ａになる。
したがって、位置検出素子からの２つの位置信号を独立
した２つの増幅部において、ａ倍、ｂ倍に増幅した場
合、各々の分解能を１／ａ倍、１／ｂ倍にできるので、
変位量の分解能も見かけ上１／ａ・ｂ倍になり、変位セ
ンサの分解能を従前に比べて向上できる。
【０００６】
【実施例】以下に、添付図を参照して本発明の一実施例
を説明する。図１は本発明のレーザ変位計のブロック図
である。基本的な構成は、図２に示した変位センサと同
じであるため、対応部分には図２と同一符号を付して説
明を省略する。図１より明かなように、位置検出素子Ｐ
ＳＤの２つの増幅部１０３ａ，１０３ｂの各々に、演算
部１０６によって、利得制御される利得制御回路１，２
が付加され、ＡＤコンバータ３，４を個々に設けている
点が異なる。ここに、利得制御回路１，２の各々は、Ａ
Ｄコンバータ３，４の出力信号のレベルが、それぞれに
おいてフルスケール値に近い値を満たすように、演算部
１０６によってフィードバック制御がなされている。こ
のような本発明の変位センサによれば、演算部１０６で
は、ＡＤコンバータ３，４の各々から出力された信号
［Ｖ１］，［Ｖ２］に基づいて次式を算出して、変位量
（ズレ）Ｚを求め、最後に三角測距方法を用いて変位量
Ｌを求めている。したがって、このような変位センサに
よれば、例えば、増幅部の利得がａ，ｂであるときに、
ＡＤコンバータの出力がＶ１ａ，Ｖ１ｂとなっている場
合には、演算部１０６では、ＡＤコンバータ３，４の出
力が、いずれもフルスケール値ＶADFになるように、そ
れぞれの利得制御回路１，２の利得をａ’，ｂ’に設定
し（ＶADF／Ｖ１ａ＝ａ′，ＶADF／Ｖ１ｂ＝ｂ′）、こ
のときＡＤコンバータ３，４の出力が、Ｖ１ａ’，Ｖ１
ｂ’になったとすれば、演算部１０６では次式のずれ量
Ｚを算出する。 かくして、算出したＺに基づいて被検物体までの変位量
Ｌが換算され測定されることになる。
を説明する。図１は本発明のレーザ変位計のブロック図
である。基本的な構成は、図２に示した変位センサと同
じであるため、対応部分には図２と同一符号を付して説
明を省略する。図１より明かなように、位置検出素子Ｐ
ＳＤの２つの増幅部１０３ａ，１０３ｂの各々に、演算
部１０６によって、利得制御される利得制御回路１，２
が付加され、ＡＤコンバータ３，４を個々に設けている
点が異なる。ここに、利得制御回路１，２の各々は、Ａ
Ｄコンバータ３，４の出力信号のレベルが、それぞれに
おいてフルスケール値に近い値を満たすように、演算部
１０６によってフィードバック制御がなされている。こ
のような本発明の変位センサによれば、演算部１０６で
は、ＡＤコンバータ３，４の各々から出力された信号
［Ｖ１］，［Ｖ２］に基づいて次式を算出して、変位量
（ズレ）Ｚを求め、最後に三角測距方法を用いて変位量
Ｌを求めている。したがって、このような変位センサに
よれば、例えば、増幅部の利得がａ，ｂであるときに、
ＡＤコンバータの出力がＶ１ａ，Ｖ１ｂとなっている場
合には、演算部１０６では、ＡＤコンバータ３，４の出
力が、いずれもフルスケール値ＶADFになるように、そ
れぞれの利得制御回路１，２の利得をａ’，ｂ’に設定
し（ＶADF／Ｖ１ａ＝ａ′，ＶADF／Ｖ１ｂ＝ｂ′）、こ
のときＡＤコンバータ３，４の出力が、Ｖ１ａ’，Ｖ１
ｂ’になったとすれば、演算部１０６では次式のずれ量
Ｚを算出する。 かくして、算出したＺに基づいて被検物体までの変位量
Ｌが換算され測定されることになる。
【０００７】
【発明の効果】本発明によれば、以上に説明したよう
に、ＡＤコンバータの出力レベルが、フルスケール値に
近くなるように、位置検出素子からの２つの位置信号の
増幅部の利得を制御しているので、変位センサの分解能
は従前に比べて著しく向上させることができる。
に、ＡＤコンバータの出力レベルが、フルスケール値に
近くなるように、位置検出素子からの２つの位置信号の
増幅部の利得を制御しているので、変位センサの分解能
は従前に比べて著しく向上させることができる。
【図１】本発明変位センサの内部構成を示したブロック
図である。
図である。
【図２】従来の変位センサの内部構成を示したブロック
図である。
図である。
ＬＤ・・・レーザ発光素子 ＯＢ・・・被検物体 ＰＳＤ・・・位置検出素子 Ｉ１，Ｉ２・・・位置信号 １，２・・・利得制御回路 ３，４・・・ＡＤコンバ−タ １０６・・・演算部
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−15907（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−158211（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−52551（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−135714（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−247504（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−62403（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−225606（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01C 3/00 - 3/32 G01B 11/00 - 11/30
Claims (1)
- 【請求項１】 レーザ発光素子によって発光されたレー
ザ光が、被検物体で反射され、その反射光を位置検出素
子で受け、この位置検出素子からの出力をＡＤコンバ−
タでデジタル変換した後、演算部で演算して被検物体ま
での変位距離を求めるようにしたレ−ザ変位計におい
て、 上記位置検出素子から出力される２つの位置信号を、そ
れぞれ独立して利得制御する利得制御回路を設け、２つ
の増幅部から出力された上記位置信号のデジタル変換さ
れたレベルが、いずれのＡＤコンバ−タにおいてもフル
スケ−ル値に近づくように、演算部によって、上記利得
制御回路の各々を制御する構成としたレーザ変位計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24280791A JP2909566B2 (ja) | 1991-08-27 | 1991-08-27 | レーザ変位計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24280791A JP2909566B2 (ja) | 1991-08-27 | 1991-08-27 | レーザ変位計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0552552A JPH0552552A (ja) | 1993-03-02 |
| JP2909566B2 true JP2909566B2 (ja) | 1999-06-23 |
Family
ID=17094582
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24280791A Expired - Lifetime JP2909566B2 (ja) | 1991-08-27 | 1991-08-27 | レーザ変位計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2909566B2 (ja) |
-
1991
- 1991-08-27 JP JP24280791A patent/JP2909566B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0552552A (ja) | 1993-03-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0332781B1 (en) | Optical measuring device | |
| JP2909566B2 (ja) | レーザ変位計 | |
| JP2000346941A (ja) | 距離測定装置 | |
| JP2909565B2 (ja) | レ−ザ変位計 | |
| JPS60227112A (ja) | 光変位計 | |
| JPH10267648A (ja) | 光学式変位計 | |
| JPH07167954A (ja) | 距離測定装置 | |
| JP3974670B2 (ja) | 光学式変位測定装置 | |
| JP2920680B2 (ja) | アクティブ測距装置 | |
| JPH08178647A (ja) | 光電センサ | |
| JPH0562883U (ja) | 距離測定装置 | |
| JP3195656B2 (ja) | 光学式変位測定装置 | |
| JPH0562882U (ja) | 距離測定装置 | |
| JP2571485B2 (ja) | 光学式変位測定方法およびこの方法を用いた光学式変位計 | |
| JPH0412804B2 (ja) | ||
| JPH0648191B2 (ja) | 光学式変位測定装置 | |
| JPH0426691B2 (ja) | ||
| JPS61178609A (ja) | 反射型距離センサ | |
| JPH06138231A (ja) | 距離測定装置 | |
| JPH0552553A (ja) | レ−ザ変位計 | |
| JP3127010B2 (ja) | 測距装置 | |
| JP3000306B2 (ja) | レーザ変位計 | |
| JP3082636B2 (ja) | 歪み測定装置 | |
| JPH03293583A (ja) | 位相差計測装置 | |
| JPH09318322A (ja) | 光学式変位測定装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19990209 |