JP3417796B2 - 距離計 - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ光等を使用
した距離計に関する。
した距離計に関する。
【０００２】
【従来の技術】距離を測定するために、レーザ光等を使
用した距離計が用いられている。この距離計は、例えば
図７に示すように、三角測量の原理を用い、レーザダイ
オード９より鋼板３等の測定対象にレーザ光を照射し、
その反射光をＣＣＤラインセンサ１０で受光し、そのピ
ーク画素位置を求め、この位置を距離に換算することに
より距離を測定している。
用した距離計が用いられている。この距離計は、例えば
図７に示すように、三角測量の原理を用い、レーザダイ
オード９より鋼板３等の測定対象にレーザ光を照射し、
その反射光をＣＣＤラインセンサ１０で受光し、そのピ
ーク画素位置を求め、この位置を距離に換算することに
より距離を測定している。
【０００３】この図７に示す距離計は、受光センサが１
つのシングルセンサタイプの距離計であるが、測定値精
度精度を向上させるため、図８に示すような２つのＣＣ
Ｄラインセンサ１０Ｌ、１０Ｒを持つデュアルセンサタ
イプのレーザ距離計も用いられている。
つのシングルセンサタイプの距離計であるが、測定値精
度精度を向上させるため、図８に示すような２つのＣＣ
Ｄラインセンサ１０Ｌ、１０Ｒを持つデュアルセンサタ
イプのレーザ距離計も用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしいずれのタイプ
の距離計においても、距離計を設置したフレームの経年
変化による歪みや、振動、測定空間の揺らぎ等の異常の
影響を受けて測定値精度が低下したとしても、これを判
別することができなかった。
の距離計においても、距離計を設置したフレームの経年
変化による歪みや、振動、測定空間の揺らぎ等の異常の
影響を受けて測定値精度が低下したとしても、これを判
別することができなかった。
【０００５】即ち、デュアルセンサタイプのものにおい
ても、２つのセンサ１０Ｌ、１０Ｒを用いているのは、
測定誤差を少なくするためであり、測定環境の異常の判
別は行われていなかった。
ても、２つのセンサ１０Ｌ、１０Ｒを用いているのは、
測定誤差を少なくするためであり、測定環境の異常の判
別は行われていなかった。
【０００６】また、各々のセンサ１０Ｌ、１０Ｒから得
られる信号のゲインコントロールを個別に行うため、蓄
積時間を別々にコントロールしているが、そのため走査
周期も個々に変化し、同期して２つのセンサ１０Ｌ、１
０Ｒから得られる信号を処理することが困難であった。
られる信号のゲインコントロールを個別に行うため、蓄
積時間を別々にコントロールしているが、そのため走査
周期も個々に変化し、同期して２つのセンサ１０Ｌ、１
０Ｒから得られる信号を処理することが困難であった。
【０００７】本発明は、このような点に鑑みなされたも
ので、測定環境の異常を検出することができ、また２つ
のセンサ１０Ｌ、１０Ｒのゲインコントロールを個別に
行っても２つのセンサから得られる信号を同期して処理
することができる測定精度の高い距離計を提供すること
を目的とする。
ので、測定環境の異常を検出することができ、また２つ
のセンサ１０Ｌ、１０Ｒのゲインコントロールを個別に
行っても２つのセンサから得られる信号を同期して処理
することができる測定精度の高い距離計を提供すること
を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、被測定物に光
を照射する投光手段と、蓄積型受光素子からなり前記被
測定物からの反射光を夫々受光する第１及び第２の受光
手段とを有し被測定物の距離を測定する距離計におい
て、前記第１及び第２の受光手段におけるそれぞれの蓄
積型受光素子上の反射光結像位置情報を用いて測定環境
の異常を検出する異常検出手段と、前記異常検出手段で
検出される異常の周波数により異常の原因を判定する判
定手段とを備えたことを特徴とする。
を照射する投光手段と、蓄積型受光素子からなり前記被
測定物からの反射光を夫々受光する第１及び第２の受光
手段とを有し被測定物の距離を測定する距離計におい
て、前記第１及び第２の受光手段におけるそれぞれの蓄
積型受光素子上の反射光結像位置情報を用いて測定環境
の異常を検出する異常検出手段と、前記異常検出手段で
検出される異常の周波数により異常の原因を判定する判
定手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
【００１０】
【００１１】異常検出手段で検出される異常の周波数に
より異常の原因を判定する判定手段を更に設けることも
できる。異常の原因の判定は、具体的には、例えば、検
出される異常の周波数が、３つに区分けした周波数領域
のうち最も高い周波数領域にあるとき前記投光手段及び
受光手段の取り付けられたフレームの振動と判定し、中
央の周波数領域にあるとき測定空間の揺らぎと判定し、
最も低い周波数領域にあるとき前記投光手段及び受光手
段の取り付けられたフレームの歪みと判定することによ
り行うことができる。
より異常の原因を判定する判定手段を更に設けることも
できる。異常の原因の判定は、具体的には、例えば、検
出される異常の周波数が、３つに区分けした周波数領域
のうち最も高い周波数領域にあるとき前記投光手段及び
受光手段の取り付けられたフレームの振動と判定し、中
央の周波数領域にあるとき測定空間の揺らぎと判定し、
最も低い周波数領域にあるとき前記投光手段及び受光手
段の取り付けられたフレームの歪みと判定することによ
り行うことができる。
【００１２】また、本発明は、被測定物に光を照射する
投光手段と、蓄積型受光素子からなり前記被測定物から
の反射光を夫々受光する第１及び第２の受光手段とを有
し被測定物の距離を測定する距離計において、前記第１
及び第２の受光手段の蓄積型受光素子をシャッタ機能付
きの受光素子とし、前記第１の受光手段の受光素子のシ
ャッタ機能による蓄積時間を固定とし、前記第２の受光
手段の受光素子のシャッタ機能による蓄積時間を変化さ
せて制御することにより前記受光素子の出力信号のゲイ
ンコントロールを行うことを特徴とする。
投光手段と、蓄積型受光素子からなり前記被測定物から
の反射光を夫々受光する第１及び第２の受光手段とを有
し被測定物の距離を測定する距離計において、前記第１
及び第２の受光手段の蓄積型受光素子をシャッタ機能付
きの受光素子とし、前記第１の受光手段の受光素子のシ
ャッタ機能による蓄積時間を固定とし、前記第２の受光
手段の受光素子のシャッタ機能による蓄積時間を変化さ
せて制御することにより前記受光素子の出力信号のゲイ
ンコントロールを行うことを特徴とする。
【００１３】
【００１４】
【００１５】
【００１６】この場合、第１の受光手段の受光素子のシ
ャッタ機能による蓄積時間は最小時間と最大時間との相
乗平均値に設定することもできる。また、第１及び第２
の受光素子の出力信号のゲインが略等しくなるようにゲ
インコントロールするときのそれぞれのシャッタ機能に
よる蓄積時間の比が所定の範囲を越えたときに異常と判
定するように構成することもできる。
ャッタ機能による蓄積時間は最小時間と最大時間との相
乗平均値に設定することもできる。また、第１及び第２
の受光素子の出力信号のゲインが略等しくなるようにゲ
インコントロールするときのそれぞれのシャッタ機能に
よる蓄積時間の比が所定の範囲を越えたときに異常と判
定するように構成することもできる。
【００１７】
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施形態を詳細に説明する。 なお、以下の図面におい
て、同一部分又は対応部分は同符号で示す。図１は、本
発明の一実施形態に係る距離計の概略構成を示す図であ
る。
実施形態を詳細に説明する。 なお、以下の図面におい
て、同一部分又は対応部分は同符号で示す。図１は、本
発明の一実施形態に係る距離計の概略構成を示す図であ
る。
【００１９】この距離計は、検出部１と制御部２とから
なり、被測定物が一定方向に流れる鋼板３を対象とする
もので、同図に示すように、検出部１は圧延機４により
圧延された直後の位置に配置され、鋼板３までの距離を
測定することにより、鋼板３の凹凸を測定するものであ
る。
なり、被測定物が一定方向に流れる鋼板３を対象とする
もので、同図に示すように、検出部１は圧延機４により
圧延された直後の位置に配置され、鋼板３までの距離を
測定することにより、鋼板３の凹凸を測定するものであ
る。
【００２０】検出部１は、流れる鋼板３の上部に位置す
るフレーム５、これを支える支柱６、フレーム５に取り
付けられた距離計本体７及びブロワ８からなる。距離計
本体７は、鋼板３にレーザ光を照射するレーザダイオー
ド９、鋼板３からの反射光を受光する２つのＣＣＤライ
ンセンサ１０Ｌ、１０Ｒ及びレンズ１１からなる。レー
ザダイオード９は流れる鋼板３の略中央の上方に、また
２つのＣＣＤラインセンサ１０Ｌ、１０Ｒはレーザダイ
オード９を挟んで左右両側の対称な位置に図示のように
配置される。２つのＣＣＤラインセンサ１０Ｌ、１０Ｒ
はシャッタ機能を有するものを用いる。
るフレーム５、これを支える支柱６、フレーム５に取り
付けられた距離計本体７及びブロワ８からなる。距離計
本体７は、鋼板３にレーザ光を照射するレーザダイオー
ド９、鋼板３からの反射光を受光する２つのＣＣＤライ
ンセンサ１０Ｌ、１０Ｒ及びレンズ１１からなる。レー
ザダイオード９は流れる鋼板３の略中央の上方に、また
２つのＣＣＤラインセンサ１０Ｌ、１０Ｒはレーザダイ
オード９を挟んで左右両側の対称な位置に図示のように
配置される。２つのＣＣＤラインセンサ１０Ｌ、１０Ｒ
はシャッタ機能を有するものを用いる。
【００２１】また、制御部２は、ゲインコントロール制
御部１２と演算処理部１３とからなる。ゲインコントロ
ール制御部１２は、ＣＣＤラインセンサ１０Ｌ、１０Ｒ
の出力信号のゲインコントロールを行うため、シャッタ
機能によるＣＣＤラインセンサ１０Ｌ、１０Ｒの蓄積時
間の制御及びレーザダイオード９から照射される光のオ
ン・オフ制御を行う。演算処理部１３は、ＣＣＤライン
センサ１０Ｌ、１０Ｒの出力信号から、ＣＣＤラインセ
ンサ１０Ｌ、１０Ｒにおける反射光結像画素位置（例え
ば受光した反射光のピーク画素位置、あるいは反射光量
の分布における重心的な画素位置）を検出する。この２
つのＣＣＤラインセンサ１０Ｌ、１０Ｒにおける反射光
結像画素位置を表わす数値を用いて、三角測量の原理に
基づいて距離演算を行うとともに、測定環境の異常検出
および異常原因の判定を行う。
御部１２と演算処理部１３とからなる。ゲインコントロ
ール制御部１２は、ＣＣＤラインセンサ１０Ｌ、１０Ｒ
の出力信号のゲインコントロールを行うため、シャッタ
機能によるＣＣＤラインセンサ１０Ｌ、１０Ｒの蓄積時
間の制御及びレーザダイオード９から照射される光のオ
ン・オフ制御を行う。演算処理部１３は、ＣＣＤライン
センサ１０Ｌ、１０Ｒの出力信号から、ＣＣＤラインセ
ンサ１０Ｌ、１０Ｒにおける反射光結像画素位置（例え
ば受光した反射光のピーク画素位置、あるいは反射光量
の分布における重心的な画素位置）を検出する。この２
つのＣＣＤラインセンサ１０Ｌ、１０Ｒにおける反射光
結像画素位置を表わす数値を用いて、三角測量の原理に
基づいて距離演算を行うとともに、測定環境の異常検出
および異常原因の判定を行う。
【００２２】この場合、鋼板３はかなり高温であるた
め、測定空間において熱による空気の揺らぎを起こすこ
とになる。また検出部１が圧延機４の直後にあるため、
振動により距離計本体６が上下に動いたり、振動と熱に
よる経年変化でフレーム５が歪んだりすることがある。
め、測定空間において熱による空気の揺らぎを起こすこ
とになる。また検出部１が圧延機４の直後にあるため、
振動により距離計本体６が上下に動いたり、振動と熱に
よる経年変化でフレーム５が歪んだりすることがある。
【００２３】この対策として、ブロワ８からの送風によ
り揺らぎをなくしたり、除震構造により振動を除去した
り、空冷、水冷によりフレーム５の変形を防いだりして
いる。
り揺らぎをなくしたり、除震構造により振動を除去した
り、空冷、水冷によりフレーム５の変形を防いだりして
いる。
【００２４】しかし、このような対策を行ったとして
も、対策が完全とは言い切れず、なお何らかの原因で空
気の揺らぎ、振動、熱変形等の異常が起きる可能性が残
されている。
も、対策が完全とは言い切れず、なお何らかの原因で空
気の揺らぎ、振動、熱変形等の異常が起きる可能性が残
されている。
【００２５】これらの異常は、左右での結像画素位置の
差または比を判定することにより検出することができ
る。これを図を用いて説明する。図２は、測定対象の鋼
板３が傾いた場合を説明するためのもので、同図（ａ）
は検出部１における２つのＣＣＤセンサ１０Ｌ、１０Ｒ
で受光されるレーザ光の経路を示す図、同図（ｂ）及び
（ｃ）は夫々センサ１０Ｌ及びセンサ１０Ｒにおける結
像画素位置部分の拡大図である。
差または比を判定することにより検出することができ
る。これを図を用いて説明する。図２は、測定対象の鋼
板３が傾いた場合を説明するためのもので、同図（ａ）
は検出部１における２つのＣＣＤセンサ１０Ｌ、１０Ｒ
で受光されるレーザ光の経路を示す図、同図（ｂ）及び
（ｃ）は夫々センサ１０Ｌ及びセンサ１０Ｒにおける結
像画素位置部分の拡大図である。
【００２６】図２に示すように、鋼板３が傾いた場合で
も、２つのＣＣＤセンサ１０Ｌ、１０Ｒは乱反射光を受
光しているため、鋼板３の高さが変化しなければ、結像
画素位置は変化しない。
も、２つのＣＣＤセンサ１０Ｌ、１０Ｒは乱反射光を受
光しているため、鋼板３の高さが変化しなければ、結像
画素位置は変化しない。
【００２７】次に、図３は、フレーム５が振動したり、
熱による経年変化で歪んだりした場合を説明するための
もので、同図（ａ）は検出部１における２つのＣＣＤセ
ンサ１０Ｌ、１０Ｒで受光されるレーザ光の経路を示す
図、同図（ｂ）及び（ｃ）は夫々センサ１０Ｌ及びセン
サ１０Ｒにおける結像画素位置部分の拡大図である。
熱による経年変化で歪んだりした場合を説明するための
もので、同図（ａ）は検出部１における２つのＣＣＤセ
ンサ１０Ｌ、１０Ｒで受光されるレーザ光の経路を示す
図、同図（ｂ）及び（ｃ）は夫々センサ１０Ｌ及びセン
サ１０Ｒにおける結像画素位置部分の拡大図である。
【００２８】図３に示すように、フレーム５が振動また
は歪みにより実線の位置にきたり、点線で示す位置にき
たりした場合は、２つのＣＣＤセンサ１０Ｌ、１０Ｒで
受光するレーザ光の経路が同図（ｂ）及び（ｃ）に示す
ように実線の経路、点線の経路と変わるので結像画素位
置も変化することになる。
は歪みにより実線の位置にきたり、点線で示す位置にき
たりした場合は、２つのＣＣＤセンサ１０Ｌ、１０Ｒで
受光するレーザ光の経路が同図（ｂ）及び（ｃ）に示す
ように実線の経路、点線の経路と変わるので結像画素位
置も変化することになる。
【００２９】更に、図４は、熱による空気の揺らぎの場
合を説明するためのもので、同図（ａ）は検出部１にお
ける２つのＣＣＤセンサ１０Ｌ、１０Ｒで受光されるレ
ーザ光の経路を示す図、同図（ｂ）及び（ｃ）は夫々セ
ンサ１０Ｌ及びセンサ１０Ｒにおける結像画素位置部分
の拡大図である。
合を説明するためのもので、同図（ａ）は検出部１にお
ける２つのＣＣＤセンサ１０Ｌ、１０Ｒで受光されるレ
ーザ光の経路を示す図、同図（ｂ）及び（ｃ）は夫々セ
ンサ１０Ｌ及びセンサ１０Ｒにおける結像画素位置部分
の拡大図である。
【００３０】同図（ａ）に示すように、鋼板３の熱によ
り照射レーザ光及び反射レーザ光の経路が揺らいで、実
線の経路、点線の経路と変化すると、２つのＣＣＤセン
サ１０Ｌ、１０Ｒで受光するレーザ光の経路が同図
（ｂ）及び（ｃ）に示すように点線の経路、実線の経路
と変わるので結像画素位置も変化することになる。
り照射レーザ光及び反射レーザ光の経路が揺らいで、実
線の経路、点線の経路と変化すると、２つのＣＣＤセン
サ１０Ｌ、１０Ｒで受光するレーザ光の経路が同図
（ｂ）及び（ｃ）に示すように点線の経路、実線の経路
と変わるので結像画素位置も変化することになる。
【００３１】図２乃至図４のように、反射レーザ光を受
光する左右のセンサ１０Ｌ、１０Ｒの検出信号があると
き、左右のセンサ１０Ｌ、１０Ｒそれぞれの結像画素位
置を、左センサ１０ＬについてはＰＬ、右センサ１０Ｒ
についてはＲＬとする。これらの比ＰＬ／ＰＲが一定の
範囲内にあるとき、即ちＰＬ／ＰＲが２つの係数値Ａ、
Ｂに対して、Ａ＜ＰＬ／ＰＲ＜Ｂにあるとき、正常と判
定し、それ以外のとき異常と判定する。ただし、ここで
係数値Ａ、Ｂは、Ａ＜１＜Ｂという条件を満たすものと
する。
光する左右のセンサ１０Ｌ、１０Ｒの検出信号があると
き、左右のセンサ１０Ｌ、１０Ｒそれぞれの結像画素位
置を、左センサ１０ＬについてはＰＬ、右センサ１０Ｒ
についてはＲＬとする。これらの比ＰＬ／ＰＲが一定の
範囲内にあるとき、即ちＰＬ／ＰＲが２つの係数値Ａ、
Ｂに対して、Ａ＜ＰＬ／ＰＲ＜Ｂにあるとき、正常と判
定し、それ以外のとき異常と判定する。ただし、ここで
係数値Ａ、Ｂは、Ａ＜１＜Ｂという条件を満たすものと
する。
【００３２】なお、上記判定は、ＰＬとＰＲの比で行う
代わりに両数値の差を求め、この差が一定の範囲内にあ
るとき、即ち差がある値より小さければ正常と判定し、
それ以外のとき異常と判定することにより行うこともで
きる。
代わりに両数値の差を求め、この差が一定の範囲内にあ
るとき、即ち差がある値より小さければ正常と判定し、
それ以外のとき異常と判定することにより行うこともで
きる。
【００３３】異常と判定した場合は、この異常検出デー
タを、このときの距離データに添付するとともに、これ
らのデータ信号をＣＲＴ（表示装置）（図示せず）に供
給して、異常の表示を行う。
タを、このときの距離データに添付するとともに、これ
らのデータ信号をＣＲＴ（表示装置）（図示せず）に供
給して、異常の表示を行う。
【００３４】更に、異常と判定した周波数を求めること
により、異常原因を判定する。一般的に、フレーム５の
歪みは、復元せず、異常になったままである。従って、
ずっと異常のままの場合は、フレーム５の歪みと判定す
る。測定空間の揺らぎは、コンマ数ヘルツから数ヘルツ
の低い周波数であり、フレーム５の振動は、数ヘルツ以
上である。従って、異常判定の周波数がコンマ数ヘルツ
以上数ヘルツ以下の場合は揺らぎと判定し、それ以上の
周波数の場合はフレーム５の振動と判定する。この異常
原因の判定結果のデータ信号もＣＲＴに供給してこれを
表示する。
により、異常原因を判定する。一般的に、フレーム５の
歪みは、復元せず、異常になったままである。従って、
ずっと異常のままの場合は、フレーム５の歪みと判定す
る。測定空間の揺らぎは、コンマ数ヘルツから数ヘルツ
の低い周波数であり、フレーム５の振動は、数ヘルツ以
上である。従って、異常判定の周波数がコンマ数ヘルツ
以上数ヘルツ以下の場合は揺らぎと判定し、それ以上の
周波数の場合はフレーム５の振動と判定する。この異常
原因の判定結果のデータ信号もＣＲＴに供給してこれを
表示する。
【００３５】次に、２つのＣＣＤラインセンサ１０Ｌ、
１０Ｒを、シャッタ機能を有するものとしたことによ
り、２つのセンサ１０Ｌ、１０Ｒを同一走査周期のまま
で、個別にゲインコントロールすることができることに
ついて説明する。
１０Ｒを、シャッタ機能を有するものとしたことによ
り、２つのセンサ１０Ｌ、１０Ｒを同一走査周期のまま
で、個別にゲインコントロールすることができることに
ついて説明する。
【００３６】２つのＣＣＤラインセンサ１０Ｌ、１０Ｒ
がシャッタ機能を有さないものである場合は、走査周期
が蓄積時間に等しいため、ゲインコントロールを行うに
は、走査周期を変えて蓄積時間を変える必要がある。と
ころが２つのＣＣＤラインセンサ８Ｌ、８Ｒ走査周期を
個々に変えると、図５に示すように、左右両センサから
得られる信号による同期がとれず、片方のデータは更新
されてももう一方が更新されないということになる。な
お、図５において、Ｒ１、Ｌ１は夫々右センサ１０Ｒ及
び左センサ１０Ｌの走査周期信号、Ｒ２、Ｌ２は、夫々
右センサ１０Ｒ及び左センサ１０Ｌからの信号の演算処
理時間、Ｒ３、Ｌ３は夫々これらの演算結果出力信号を
示す。
がシャッタ機能を有さないものである場合は、走査周期
が蓄積時間に等しいため、ゲインコントロールを行うに
は、走査周期を変えて蓄積時間を変える必要がある。と
ころが２つのＣＣＤラインセンサ８Ｌ、８Ｒ走査周期を
個々に変えると、図５に示すように、左右両センサから
得られる信号による同期がとれず、片方のデータは更新
されてももう一方が更新されないということになる。な
お、図５において、Ｒ１、Ｌ１は夫々右センサ１０Ｒ及
び左センサ１０Ｌの走査周期信号、Ｒ２、Ｌ２は、夫々
右センサ１０Ｒ及び左センサ１０Ｌからの信号の演算処
理時間、Ｒ３、Ｌ３は夫々これらの演算結果出力信号を
示す。
【００３７】ところが、２つのＣＣＤラインセンサ１０
Ｌ、１０Ｒをシャッタ機能を有するものとした場合は、
蓄積時間はシャッタ時間で決まり、走査周期と蓄積時間
とを分離できるため、ゲインコントロールのため２つの
ＣＣＤラインセンサ１０Ｌ、１０Ｒの蓄積時間即ちシャ
ッタ時間を個々に変えても、両センサ１０Ｌ、１０Ｒの
走査周期は一致させることができるため、図６に示すよ
うに、同期して演算結果出力信号を得ることができる。
なお、図６において、Ｒ１、Ｌ１は夫々右センサ１０Ｒ
及び左センサ１０Ｌの走査周期信号、ＲＳ、ＬＳは夫々
右センサ１０Ｒ及び左センサ１０Ｌののシャッタ時間、
Ｒ２、Ｌ２は、夫々右センサ１０Ｒ及び左センサ１０Ｌ
からの信号の演算処理時間、Ｒ３、Ｌ３は夫々これらの
演算結果出力信号を示す。
Ｌ、１０Ｒをシャッタ機能を有するものとした場合は、
蓄積時間はシャッタ時間で決まり、走査周期と蓄積時間
とを分離できるため、ゲインコントロールのため２つの
ＣＣＤラインセンサ１０Ｌ、１０Ｒの蓄積時間即ちシャ
ッタ時間を個々に変えても、両センサ１０Ｌ、１０Ｒの
走査周期は一致させることができるため、図６に示すよ
うに、同期して演算結果出力信号を得ることができる。
なお、図６において、Ｒ１、Ｌ１は夫々右センサ１０Ｒ
及び左センサ１０Ｌの走査周期信号、ＲＳ、ＬＳは夫々
右センサ１０Ｒ及び左センサ１０Ｌののシャッタ時間、
Ｒ２、Ｌ２は、夫々右センサ１０Ｒ及び左センサ１０Ｌ
からの信号の演算処理時間、Ｒ３、Ｌ３は夫々これらの
演算結果出力信号を示す。
【００３８】シャッタ機能を用いたゲインコントロール
では、ゲインコントロール幅が狭い場合は、レーザダイ
オード９のオン・オフ制御と併用することにより、ゲイ
ンコントロール幅を広げることができる。
では、ゲインコントロール幅が狭い場合は、レーザダイ
オード９のオン・オフ制御と併用することにより、ゲイ
ンコントロール幅を広げることができる。
【００３９】鋼板３の温度が低い場合、即ち鋼板３の自
然光の光量が小さいときは、片方のセンサのシャッタ機
能による蓄積時間即ちシャッタ時間ｔａを固定とし、レ
ーザダイオード９のオン・オフ制御によりゲインコント
ロールを行う。そしてもう一方のセンサはレーザダイオ
ード９のオン・オフ制御によるゲインコントロールに加
えて、シャッタ機能でゲインコントロールを行う。この
シャッタ機能によるゲインコントロールは、２つのセン
サ１０Ｌ、１０Ｒに入る反射光量の差を吸収するためで
ある。
然光の光量が小さいときは、片方のセンサのシャッタ機
能による蓄積時間即ちシャッタ時間ｔａを固定とし、レ
ーザダイオード９のオン・オフ制御によりゲインコント
ロールを行う。そしてもう一方のセンサはレーザダイオ
ード９のオン・オフ制御によるゲインコントロールに加
えて、シャッタ機能でゲインコントロールを行う。この
シャッタ機能によるゲインコントロールは、２つのセン
サ１０Ｌ、１０Ｒに入る反射光量の差を吸収するためで
ある。
【００４０】固定するシャッタ機能による蓄積時間即ち
シャッタ時間ｔａは、ゲインの上下に同じ幅をもたせる
ため、ＣＣＤラインセンサの一走査周期の中でのシャッ
タ時間の最小時間と最大時間とを乗じて平方根をとった
値即ち、最小時間と最大時間の相乗平均値とする。
シャッタ時間ｔａは、ゲインの上下に同じ幅をもたせる
ため、ＣＣＤラインセンサの一走査周期の中でのシャッ
タ時間の最小時間と最大時間とを乗じて平方根をとった
値即ち、最小時間と最大時間の相乗平均値とする。
【００４１】このようにして２つのセンサ１０Ｌ、１０
Ｒの出力信号のゲインが略等しくなるようにゲインコン
トロールするときのそれぞれのシャッタ機能による蓄積
時間の比が１を含む所定の範囲（例えば０．５〜２）を
越えるときは、２つのセンサ１０Ｌ、１０Ｒのそれぞれ
で受光する光量が違いすぎるということであり、何らか
の異常が生じていると考えられるため、測定データを異
常と判定する。
Ｒの出力信号のゲインが略等しくなるようにゲインコン
トロールするときのそれぞれのシャッタ機能による蓄積
時間の比が１を含む所定の範囲（例えば０．５〜２）を
越えるときは、２つのセンサ１０Ｌ、１０Ｒのそれぞれ
で受光する光量が違いすぎるということであり、何らか
の異常が生じていると考えられるため、測定データを異
常と判定する。
【００４２】この場合、シャッタ機能を用いてゲインを
制御する時間間隔は、レーザダイオード９のオン・オフ
制御の時間間隔より長くし、ハンチングを起こさないよ
うにする。
制御する時間間隔は、レーザダイオード９のオン・オフ
制御の時間間隔より長くし、ハンチングを起こさないよ
うにする。
【００４３】逆に、鋼板３の温度が高く、自然光の光量
が大きい場合、レーザダイオード９のオン・オフ制御で
オン時間を大きくして、シャッタ時間が短くなるように
制御する。これは、自然光によるビデオ信号レベルを抑
えて、ダイナミックレンジを大きくとるためである。
が大きい場合、レーザダイオード９のオン・オフ制御で
オン時間を大きくして、シャッタ時間が短くなるように
制御する。これは、自然光によるビデオ信号レベルを抑
えて、ダイナミックレンジを大きくとるためである。
【００４４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
距離計を設置したフレームの経年変化による歪みや、振
動、測定空間の揺らぎ等の異常を検出することができ、
測定精度の高い距離計を提供することができる。
距離計を設置したフレームの経年変化による歪みや、振
動、測定空間の揺らぎ等の異常を検出することができ、
測定精度の高い距離計を提供することができる。
【００４５】また、シャッタ機能付きの受光素子を用い
ることにより、２つの受光手段のゲインコントロールを
個別に行っても２つの受光手段から得られる信号を同期
して処理することができ、測定精度の高い距離計を提供
することができる。
ることにより、２つの受光手段のゲインコントロールを
個別に行っても２つの受光手段から得られる信号を同期
して処理することができ、測定精度の高い距離計を提供
することができる。
【図１】 本発明の一実施形態の概略構成を示す図。
【図２】 被測定物がゆれた場合を説明するための、検
出部におけるレーザ光の経路を示す図。
出部におけるレーザ光の経路を示す図。
【図３】 フレームが振動し、または歪んだ場合の、検
出部におけるレーザ光の経路を示す図。
出部におけるレーザ光の経路を示す図。
【図４】 熱による揺らぎが起こった場合の、検出部に
おけるレーザ光の経路を示す図。
おけるレーザ光の経路を示す図。
【図５】 ２つのセンサがシャッタ機能を有さない場合
の２つの演算結果出力信号の関係を説明するためのタイ
ミングチャート。
の２つの演算結果出力信号の関係を説明するためのタイ
ミングチャート。
【図６】 ２つのセンサがシャッタ機能を有する場合の
２つの演算結果出力信号の関係 を説明するためのタイ
ミングチャート。
２つの演算結果出力信号の関係 を説明するためのタイ
ミングチャート。
【図７】 従来のシングルセンサタイプの距離計の一例
の概略構成を示す図。
の概略構成を示す図。
【図８】 従来のデュアルセンサタイプの距離計の一例
の概略構成を示す図。
の概略構成を示す図。
１…検出部
２…制御部
３…鋼板
４…圧延機
５…フレーム
６…支柱
７…距離計本体
８…ブロワ
９…レーザダイオード
１０、１０Ｌ、１０Ｒ… ＣＣＤラインセンサ
１１…レンズ
１２…ゲインコントロール制御部
１３…演算処理部
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01C 3/06
G01B 11/00
Claims (8)
- 【請求項１】 被測定物に光を照射する投光手段と、蓄
積型受光素子からなり前記被測定物からの反射光を夫々
受光する第１及び第２の受光手段とを有し被測定物の距
離を測定する距離計において、前記第１及び第２の受光
手段におけるそれぞれの蓄積型受光素子上の反射光結像
位置情報を用いて測定環境の異常を検出する異常検出手
段と、前記異常検出手段で検出される異常の周波数によ
り異常の原因を判定する判定手段とを備えたことを特徴
とする距離計。 - 【請求項２】 被測定物に光を照射する投光手段と、蓄
積型受光素子からなり前記被測定物からの反射光を夫々
受光する第１及び第２の受光手段とを有し被測定物の距
離を測定する距離計において、前記第１及び第２の受光
手段におけるそれぞれの蓄積型受光素子上の反射光結像
位置情報を用いて測定環境の異常を検出する異常検出手
段と、前記異常検出手段で検出される異常の周波数が、
３つに区分けした周波数領域のうち最も高い周波数領域
にあるとき前記投光手段及び受光手段の取り付けられた
フレームの振動と判定し、中央の周波数領域にあるとき
測定空間の揺らぎと判定し、最も低い周波数領域にある
とき前記投光手段及び受光手段の取り付けられたフレー
ムの歪みと判定する判定手段とを備えたことを特徴とす
る距離計。 - 【請求項３】 被測定物に光を照射する投光手段と、蓄
積型受光素子からなり前記被測定物からの反射光を夫々
受光する第１及び第２の受光手段とを有し被測定物の距
離を測定する距離計において、前記第１及び第２の受光
手段におけるそれぞれの蓄積型受光素子上の反射光結像
位置を表わす数値の差または反射光結像位置を表わす数
値の比が所定の範囲内にあるか否かを判定することによ
り測定環境の異常を検出する異常検出手段と、前記異常
検出手段で検出される異常の周波数により異常の原因を
判定する判定手段とを備えたことを特徴とする距離計。 - 【請求項４】 被測定物に光を照射する投光手段と、蓄
積型受光素子からなり前記被測定物からの反射光を夫々
受光する第１及び第２の受光手段とを有し被測定物の距
離を測定する距離計において、前記第１及び第２の受光
手段におけるそれぞれの蓄積型受光素子上の反射光結像
位置を表わす数値の差または反射光結像位置を表わす数
値の比が所定の範囲内にあるか否かを判定することによ
り測定環境の異常を検出する異常検出手段と、前記異常
検出手段で検出される異常の周波数が、３つに区分けし
た周波数領域のうち最も高い周波数領域にあるとき前記
投光手段及び受光手段の取り付けられたフレームの振動
と判定し、中央の周波数領域にあるとき測定空間の揺ら
ぎと判定し、最も低い周波数領域にあるとき前記投光手
段及び受光手段の取り付けられたフレームの歪みと判定
する判定手段とを備えたことを特徴とする距離計。 - 【請求項５】 前記判定手段で判定された判定結果を表
示または出力する手段を備えたことを特徴とする請求項
１乃至請求項４のいずれかに記載の距離計。 - 【請求項６】 被測定物に光を照射する投光手段と、蓄
積型受光素子からなり前記被測定物からの反射光を夫々
受光する第１及び第２の受光手段とを有し被測定物の距
離を測定する距離計において、前記第１及び第２の受光
手段の蓄積型受光素子をシャッタ機能付きの受光素子と
し、前記第１の受光手段の受光素子のシャッタ機能によ
る蓄積時間を固定とし、前記第２の受光手段の受光素子
のシャッタ機能による蓄積時間を変化させて制御するこ
とにより前記受光素子の出力信号のゲインコントロール
を行うことを特徴とする距離計。 - 【請求項７】 前記第１の受光手段の受光素子のシャッ
タ機能による蓄積時間は最小時間と最大時間との相乗平
均値としたことを特徴とする請求項６に記載の距離計。 - 【請求項８】 被測定物に光を照射する投光手段と、蓄
積型受光素子からなり前記被測定物からの反射光を夫々
受光する第１及び第２の受光手段とを有し被測定物の距
離を測定する距離計において、前記第１及び第２の受光
手段の蓄積型受光素子をシャッタ機能付きの受光素子と
し、この受光素子のシャッタ機能による蓄積時間の制御
及び前記投光手段から照射される光のオン・オフ制御の
うちの少なくとも蓄積時間の制御を用いることにより前
記受光素子の出力信号のゲインコントロールを行うとと
もに、前記第１及び第２の受光素子の出力信号のゲイン
が略等しくなるようにゲインコントロールするときのそ
れぞれのシャッタ機能による蓄積時間の比が所定の範囲
を越えたときに異常と判定することを特徴とする距離
計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11550097A JP3417796B2 (ja) | 1997-05-06 | 1997-05-06 | 距離計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11550097A JP3417796B2 (ja) | 1997-05-06 | 1997-05-06 | 距離計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10307021A JPH10307021A (ja) | 1998-11-17 |
| JP3417796B2 true JP3417796B2 (ja) | 2003-06-16 |
Family
ID=14664058
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11550097A Expired - Fee Related JP3417796B2 (ja) | 1997-05-06 | 1997-05-06 | 距離計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3417796B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008051232A2 (en) * | 2006-10-25 | 2008-05-02 | Zygo Corporation | Compensation of effects of atmospheric perturbations in optical metrology |
| JP4973294B2 (ja) * | 2007-04-17 | 2012-07-11 | パナソニック株式会社 | 部品実装装置 |
| JP5656242B2 (ja) * | 2010-02-02 | 2015-01-21 | 株式会社和井田製作所 | 形状計測方法、形状計測装置、及び工作機械 |
| JP5492945B2 (ja) * | 2012-06-27 | 2014-05-14 | 明星工業株式会社 | 特定温度下における被検体の計測装置 |
| JP2022132827A (ja) * | 2021-03-01 | 2022-09-13 | オムロン株式会社 | 変位センサ及び状態監視方法 |
-
1997
- 1997-05-06 JP JP11550097A patent/JP3417796B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10307021A (ja) | 1998-11-17 |
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