JP3503233B2

JP3503233B2 - 光走査型変位センサ

Info

Publication number: JP3503233B2
Application number: JP32099794A
Authority: JP
Inventors: 利光磯井; 素生井狩; 啓史松田; 恭輔入部
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1994-12-22
Filing date: 1994-12-22
Publication date: 2004-03-02
Anticipated expiration: 2019-03-02
Also published as: JPH08178619A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主としてファクトリオ
ートメーションの分野において、コンベアにより搬送さ
れているワークのように一方向に移動する被測定物の寸
法や位置を求める光走査型変位センサに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、光ビームを被測定物の表面に
照射するとともに、被測定物の表面に形成される光パタ
ーンを受光光学系に通して得られる像の位置を求めるこ
とによって、基線長三角測量の原理を用いて被測定物ま
での距離ないし基準位置からの変位を測定するようにし
た変位センサが提供されている。また、被測定物の寸
法、位置、形状などを認識するために、被測定物への光
ビームの投光位置を走査するようにした光走査型変位セ
ンサも提案されている（特開平１−２４５１０３号公
報）。

【０００３】上記公報に記載の光走査型変位センサで
は、発光ダイオードや半導体レーザを光源として光ビー
ムを発生させ、光ビームを走査ミラー（ガルバノミラ
ー）で反射させるようにした投光手段を用いることによ
って、被測定物への光ビームを走査するように構成され
ている。また、光ビームにより被測定物の表面に形成さ
れる投光スポットの像を、集光レンズである受光光学系
を通して結像させて受光スポットを形成し、この受光ス
ポットの位置を位置検出素子で検出するように受光手段
を構成してある。位置検出素子には、ＰＳＤを用いた
り、２個のフォトダイオードを受光面に沿って並べた形
のものなどが知られている。

【０００４】投光手段と受光手段とは位置関係が規定さ
れているから、走査ミラーへの光ビームの照射位置と受
光光学系の中心との距離、受光光学系の中心から位置検
出素子までの距離は既知であり、走査ミラーで反射され
て被測定物に照射される光ビームの方向を走査ミラーの
角度などから求め、位置検出素子で受光スポットの位置
を求めることで、基線長三角測量の原理を用いて被測定
物までの距離を光ビームの走査位置に対応付けて求める
ことができるのである。

【０００５】たとえば、図１３に示すように、コンベア
の上を図１３の矢印Ｙの向きに搬送される板材を被測定
物Ｗとし、この被測定物Ｗの厚みを測定しようとすれ
ば、被測定物Ｗの側方に変位センサ本体Ａを配置し、光
ビームの走査範囲が被測定物Ｗの厚みを含むようにし
て、被測定物Ｗの厚み方向で図１３に示す矢印Ｘとは逆
向きに光ビームを走査する（矢印Ｘの向きに走査しても
よいが、ここでは逆向きにとっている）。このように計
測を行なえば、図１４に示すように、変位センサ本体Ａ
と被測定物Ｗとの距離（図１３の矢印Ｚの向きの寸法）
を求めることができ、Ｚ方向の値の変化によって被測定
物Ｗがコンベア上を搬送されてきたか否かを知ることが
でき、またＺ方向の値が変化している区間のＸ方向の幅
を求めれば被測定物Ｗの厚みを求めることができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、コンベア上
を搬送される被測定物Ｗでは振動しているのが普通であ
るから、図１３のＸ方向において被測定物Ｗが振動して
いるとすると、被測定物Ｗの厚みを正確に求めることが
できなくなる。たとえば、光ビームが被測定物Ｗの図１
３における下端に達したときに被測定物Ｗが図１３の矢
印Ｘと逆の向き（つまり光ビームの走査方向）に所定量
だけ基準位置から変位しており、光ビームが被測定物Ｗ
の上端に達したときには基準位置に位置しているものと
する。この場合、被測定物Ｗに振動がないとすれば図１
５に示す破線のような測定結果が得られるはずであるの
に、振動によって図１５に示す実線のような測定結果に
なるのである。つまり、被測定物Ｗの厚みが実寸よりも
小さくなるという問題が生じる。同様に振動の仕方によ
っては測定値が実寸よりも大きくなる場合もあり、いず
れにしても被測定物Ｗが振動している場合には、厚み寸
法を正確に測定することができないのである。

【０００７】本発明は上記事由に鑑みて為されたもので
あり、その目的は、被測定物が移動ないし振動していて
も所望の寸法、位置、形状を正確に計測することができ
る光走査型変位センサを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、被測
定物に光ビームを投光するとともに被測定物への光ビー
ムの投光位置を走査する投光手段と、被測定物の表面で
の光ビームの反射光を受光する受光手段と、受光手段の
検出出力に基づいて被測定物までの距離を光ビームの各
走査位置について求める距離演算部とを備える光走査型
変位センサにおいて、光ビームの走査により形成される
平面に平行な面内であって上記距離の測定方向とは直交
する方向で被測定物までの距離を測定する距離センサ
と、距離センサにより求めた距離によって距離演算部で
求めた光ビームの走査位置を補正する補正演算部とを備
えることを特徴とする。

【０００９】請求項２の発明は、被測定物は光ビームの
走査により形成される平面に交差する方向に搬送されて
いて、距離センサは被測定物について距離センサからの
距離が略一定とみなせる面との距離を測定し、補正演算
部では光ビームを走査する向きに応じて距離センサによ
る測定値と既定の基準距離との差を距離演算部で求めた
光ビームの走査位置に加減算することにより光ビームの
走査位置を補正することを特徴とする。

【００１０】請求項３の発明は、被測定物に光ビームを
投光するとともに被測定物への光ビームの投光位置を走
査する投光手段と、被測定物の表面での光ビームの反射
光を受光する受光手段と、受光手段の検出出力に基づい
て被測定物までの距離を光ビームの各走査位置について
求める距離演算部とを備える光走査型変位センサにおい
て、光ビームの走査により形成される平面に平行な面内
であって上記距離の測定方向で被測定物の同側面までの
距離を測定する距離センサと、距離センサにより求めた
距離によって距離演算部で求めた光ビームの走査位置を
補正する補正演算部とを備えることを特徴とする。

【００１１】請求項４の発明は、被測定物に光ビームを
投光するとともに被測定物への光ビームの投光位置を走
査する投光手段と、被測定物の表面での光ビームの反射
光を受光する受光手段と、受光手段の検出出力に基づい
て被測定物までの距離を光ビームの各走査位置について
求める距離演算部とを備える光走査型変位センサにおい
て、光ビームの走査により形成される平面内であって上
記距離の測定方向で被測定物の反対側面までの距離を測
定する距離センサと、距離センサにより求めた距離によ
って距離演算部で求めた光ビームの走査位置を補正する
補正演算部とを備え、距離センサは光ビームが走査され
る面の反対側面であって被測定物における光ビームの走
査範囲の中心付近に対応する部位までの距離を測定する
ことを特徴とする。

【００１２】

【作用】請求項１の発明の構成によれば、光ビームの走
査により形成される平面に平行な面内であって距離演算
部で求める距離の測定方向とは直交する方向で被測定物
までの距離を測定する距離センサと、距離センサにより
求めた距離によって距離演算部で求めた光ビームの走査
位置を補正する補正演算部とを設けたことによって、光
ビームの走査方向において被測定物が振動ないし移動し
ていても、距離センサでの測定結果を用いて補正演算部
で補正を施すことによって誤差分を除去して、被測定物
の寸法、位置、形状を正確に求めることができる。

【００１３】請求項２の発明は望ましい実施態様であっ
て、被測定物が板材などであって距離センサとの距離が
略一定とみなせる面を有するときに、距離センサによる
測定値に基準距離を設定しておき、測定値の基準距離と
の差を距離演算部で求めた光ビームの走査位置に加減算
することで、光ビームの走査位置の誤差分を簡単な演算
で除去することができるのである。

【００１４】請求項３の発明の構成によれば、光ビーム
の走査により形成される平面に平行な面内であって距離
演算部で求める距離の測定方向で被測定物の同側面まで
の距離を測定する距離センサと、距離センサにより求め
た距離によって距離演算部で求めた光ビームの走査位置
を補正する補正演算部とを設けたことによって、光ビー
ムを用いて距離演算部で距離を測定する方向において被
測定物が振動ないし移動していても、距離センサでの測
定結果を用いて補正演算部で補正を施すことによって誤
差分を除去して、被測定物の寸法、位置、形状を正確に
求めることができる。

【００１５】請求項４の発明の構成によれば、光ビーム
の走査により形成される平面内であって距離演算部で求
める距離の測定方向で被測定物の反対側面までの距離を
測定する距離センサと、距離センサにより求めた距離に
よって距離演算部で求めた光ビームの走査位置を補正す
る補正演算部とを設け、距離センサでは光ビームが走査
される面の反対側面であって被測定物における光ビーム
の走査範囲の中心付近に対応する部位までの距離を測定
するようにしているから、請求項３の発明の構成と同様
に、光ビームを用いて距離演算部で距離を測定する方向
において被測定物が振動ないし移動していても、距離セ
ンサでの測定結果を用いて補正演算部で補正を施すこと
によって誤差分を除去して、被測定物の寸法、位置、形
状を正確に求めることができ、しかも距離センサによっ
て光ビームの走査位置の中心付近での距離の変動を検出
するから、補正演算をより一層正確に行なうことができ
るのである。

【００１６】

【実施例】

（実施例１）図１に示すように、投光手段１は、半導体
レーザもしくは発光ダイオードを用いた投光素子１１を
光源に備え、投光素子１１からの光を投光光学系（図示
せず）を通すことによりスポット光状の光ビームを形成
する。光ビームは偏向装置としての走査ミラー（ガルバ
ノミラー）１２によって一方向に走査され、被測定物に
対して投光される。走査ミラー１２は駆動回路１６によ
って首振りするように制御される。また、走査ミラー１
２に代えてポリゴンミラーを回転させることによって光
ビームを走査してもよい。

【００１７】走査ミラー１２で走査された光ビームは、
ハーフミラーよりなるビームスプリッタ（図示せず）に
よって被測定物に投光される投光ビームと、走査位置を
検出するために用いられる位置検出ビームとに分岐さ
れ、位置検出ビームはＰＳＤよなる位置検出素子３１に
入射する。つまり、位置検出素子３１の長手方向に位置
検出ビームの走査方向を一致させるように、ビームスプ
リッタおよび位置検出素子３１を配置することで、投光
ビームの走査位置（図１３におけるＸ方向の位置）を位
置検出素子３１で検出するようにしてある。投光手段１
により被測定物に投光された光ビームは、被測定物の表
面に投光スポットを形成する。

【００１８】受光手段２は、ＰＳＤよりなる位置検出素
子２１と、位置検出素子２１の受光面に投光スポットを
結像させる集光レンズよりなる受光光学系（図示せず）
とを備える。走査ミラー１２と、受光光学系と、位置検
出素子２１との位置関係は固定的に設定され、三角測量
の際の基線長が一定になるようにしてある。投光素子１
１（ここでは半導体レーザを用いている）には、発振回
路１３から出力されるクロックパルスに応じて変調信号
を発生する変調回路１４の出力が、レーザ駆動回路１５
によって投光素子１１の駆動に適した信号に整えられて
供給されるのであって、投光素子１１からは変調された
光ビームが送出される。すなわち、発振回路１３から出
力されるクロックパルスにより投光タイミングが設定さ
れる。

【００１９】一方、位置検出素子２１からは２つの電流
信号が出力され、総受光量が一定であるとすれば、両電
流信号の大きさの差は位置検出素子２１の受光面上での
受光スポットの位置に対応する。位置検出素子２１から
出力される両電流信号は、それぞれＩ／Ｖ変換回路２２
ａ，２２ｂにおいて電圧信号に変換され、増幅回路２３
ａ，２３ｂで増幅された後、ハイパスフィルタ２４ａ，
２４ｂに通されることによって変調回路１４で変調され
た高周波成分が抽出される。ここに増幅回路２３ａ，２
３ｂは増幅率が可変になっている。ハイパスフィルタ２
４ａ，２４ｂの出力は検波回路２５ａ，２５ｂによって
クロックパルスに同期させて同期検波され、検波出力か
らローパスフィルタ２６ａ，２６ｂで包絡線成分が抽出
される。ローパスフィルタ２６ａ，２６ｂの出力は、位
置検出素子２１の各電流信号の大きさにそれぞれ比例し
た値の電圧信号になる。本実施例では、位置検出素子２
１，３１の出力に基づいてマイクロコンピュータを用い
て被測定物までの距離を求めるようにしているから、デ
ジタル処理ができるように、ローパスフィルタ２６ａ，
２６ｂの出力をアナログ−デジタル変換器２７でデジタ
ル値に変換し、マイクロコンピュータよりなる距離演算
部５でＺ方向の距離を求めるのである。

【００２０】位置検出素子２１の出力によってＺ方向の
距離を求める演算については、従来周知であるから詳述
しないが、本実施例では、位置検出素子２１での総受光
量が一定であれば位置検出素子２１の両電流出力の差が
距離に対応し、また、位置検出素子２１で受光する全光
量は両電流出力の和であって両電流信号の差を和で除算
すれば総受光量が一定という条件を満たすことになるこ
とを利用している。すなわち、両ローパスフィルタ２６
ａ，２６ｂの出力の和と差とを求め、求めた差を和で除
算することによって、位置検出素子２１の受光面の上で
の受光スポットの重心位置に対応する値を求める。位置
検出素子２１の受光面での受光スポットの位置が特定で
きれば、投光手段１と受光手段２との間の基線長を用い
て三角測量の原理を適用することによって、被測定物ま
での距離を求めることができるのである。

【００２１】光ビームの走査位置を検出するための位置
検出素子３１についても、位置検出素子２１の出力とほ
ぼ同様の処理がなされる。すなわち、ＰＳＤよりなる位
置検出素子３１の一対の電流信号は、それぞれＩ／Ｖ変
換回路３２ａ，３２ｂで電圧信号に変換された後、ハイ
パスフィルタ３４ａ，３４ｂに通される。ここで、増幅
回路による増幅を行なっていないのは、位置検出素子２
１では被測定物での反射光を受光するから出力値が微弱
であるのに対して、位置検出素子３１への入射光量が比
較的大きいからである。ハイパスフィルタ３４ａ，３４
ｂで高周波成分が除去された後、検波回路３５ａ，３５
ｂで同期検波され、ローパスフィルタ３６ａ，３６ｂを
通した後に、アナログ−デジタル変換器３７でデジタル
信号に変換され、マイクロコンピュータよりなる走査位
置演算部６に入力されてＸ方向の距離が求められる。つ
まり、増幅回路を用いるか否かが相違するのみで、他の
構成は同様になる。

【００２２】以上のようにして、距離演算部５、走査位
置演算部６でそれぞれＺ方向とＸ方向とについての位
置、寸法を求めることができる。ここまでの構成および
処理は、従来のものと同様である。本発明では、上述し
た構成とは別に距離センサ３を設け、距離センサ３で測
定した距離によって走査位置演算部６で求めた値を補正
する点が特徴になっている。

【００２３】すなわち、図２に示すように、距離センサ
３は図のＸ方向について被測定物Ｗまでの距離を測定す
るように配置される。ここでは、被測定物Ｗは板材であ
って、被測定物Ｗが移動ないし振動しなければ、距離セ
ンサ３による被測定物Ｗまでの距離は略一定になってい
る。また、被測定物Ｗはコンベアにより搬送されるなど
して、図の矢印Ｙの向きに移動するものとする。ここ
で、用いる距離センサ３は、上述したような三角測量の
原理を用いるもののほか、超音波を送波して反射波を受
波するまでの時間差から距離を求める超音波式のものな
どを用いることができる。また、被測定物が金属であれ
ば、コア付きの発振コイルを有する発振回路を用いて発
振コイルと被測定物との間の電磁誘導作用による発振回
路の出力の変化を検出することで距離を求める形式のも
のを用いることも可能である。

【００２４】いま、図２に示すように、従来構成と同様
の変位センサ本体（つまり、Ｘ方向の光ビームの走査位
置にＺ方向の距離を対応付けて測定するセンサ）Ａを被
測定物Ｗの側方に配置し、これに対して光ビームの走査
により形成される平面の中で距離の測定方向に直交する
方向（つまりＸ方向）における距離を測定するように距
離センサ３を配置し、被測定物ＷにはＸ方向の振動があ
るものとする。被測定物Ｗの振動が光ビームの１回の走
査の時間よりも十分に長い周期を持ち、図２の下向きに
移動しているとすれば、変位センサ本体Ａと距離センサ
３とによるＸ方向の測定結果は、それぞれ図３（ａ）の
のようになる。ここに、距離センサ３により測定さ
れる距離の原点は、被測定物Ｗに振動が無いときの距離
に設定してある。つまり、被測定物Ｗに振動が無いとき
の距離センサ３での測定距離を基準距離とし、基準距離
を０として距離センサ３から出力される距離値としてい
るのである。また、変位センサ本体ＡのＺ方向の測定結
果は図３（ｂ）の実線のようになる（被測定物Ｗが振動
していなければ破線のようになる）。

【００２５】つまり、距離演算部５で求めた被測定物Ｗ
までの距離（Ｚ方向の位置）と、同時刻で求めた走査位
置演算部６で求めた光ビームの走査位置（Ｘ方向の位
置）とを対応付けても結果に誤差が生じることになる。
そこで、本実施例では、距離センサ３で求めたＸ方向の
距離（ｘ′とする）を変位センサ本体Ａで求めたＸ方向
の距離（ｘとする）から減算した値（ｘ−ｘ′）を用い
ることによって、Ｘ方向の距離を図３（ｃ）に示すよう
な形に補正している。このようにして求めたＸ方向の補
正後の値（ｘ−ｘ′）にＺ方向の値を対応付ければ、図
３（ｄ）のようになる。この補正演算はマイクロコンピ
ュータよりなる補正演算部４で行なわれるのであって、
距離センサ３では補正演算部４に測定値をデジタル値で
入力するためにアナログ−デジタル変換器３ａを設けて
ある。上述した補正後にはＸ方向の値がシフトするが、
Ｚ方向の値が変化している区間の幅、すなわち被測定物
Ｗの厚み寸法は正確に求めることができる。

【００２６】上記実施例では、光ビームを走査する向き
とは逆向きで距離を距離センサ３で測定していた（つま
り、変位センサ本体Ａと距離センサ３との測定値の正の
向きが一致していた）から、変位センサ本体ＡでのＸ方
向の測定値から距離センサ３でのＸ方向の測定値を減算
していたが、光ビームを走査する向きにおける距離を距
離センサ３で測定する（すなわち、距離センサ３を図２
における被測定物Ｗの下方に配置する）場合には、両測
定値を加算すればよい。なお、補正演算部４では、増幅
回路２３ａ，２３ｂの増幅率を制御することによって距
離測定のリニアリティを補正し、距離測定を一層正確に
行なうことができるようにしている。この種のリニアリ
ティの補正は、本発明の出願人によりすでに出願されて
いる技術であり、本発明の要旨ではないから説明を省略
する。

【００２７】（実施例２）実施例１では変位センサ本体
Ａを用いた測定結果のうち光ビームの走査方向（Ｘ方
向）における測定値を補正する例を示したが、本実施例
ではＺ方向における測定値を補正する方法について説明
する。すなわち、図７に示すように被測定物Ｗの上面に
突条Ｗａが形成されているときに、突条Ｗａの幅を測定
しようとすれば、被測定物Ｗの上方から被測定物Ｗの搬
送方向（図７の矢印Ｙの向き）に直交する方向（図７の
Ｘ方向）に光ビームを走査することになる。ここで、被
測定物ＷがＺ方向に振動していなければ、変位センサ本
体Ａで図８のような測定結果を得ることができる。しか
しながら、被測定物Ｗが振動してＸ方向の負の向きに走
査しているときに被測定物Ｗが図７の上向き（Ｚ方向の
負の向き）に一定速度で移動したとすると、図９（ａ）
のような測定結果になり、突条Ｗａの幅が正確に反映さ
れないものである。同様に、被測定物Ｗが図７の下向き
に移動すれば、測定結果は図９（ｂ）のようになる。

【００２８】そこで、本実施例では、図４、図５に示す
ように、変位センサ本体Ａの側方に距離センサ３を配置
し、変位センサ本体Ａによる距離の測定方向（Ｚ方向）
と同じ方向の距離を距離センサ３でも測定するようにし
ているのである。つまり、距離センサ３の出力によって
被測定物ＷまでのＺ方向の距離を知ることができるか
ら、被測定物Ｗが振動していても変位センサ本体Ａによ
るＺ方向の測定値を補正することができる。変位センサ
本体Ａの構成および距離センサ３との接続関係は実施例
１と同様であって、補正演算の方法のみが異なってい
る。

【００２９】すなわち、被測定物Ｗが図４の下向きに移
動しているものとすれば、変位センサ本体ＡではＸ方向
の測定値は図６（ａ）のようになり、Ｚ方向の測定値は
図６（ｂ）のようになり、距離センサ３の測定値は図６
（ｃ）のようになる。したがって、Ｚ方向について変位
センサ本体Ａでの測定値から距離センサ３での測定値を
減算し、変位センサ本体ＡのＸ方向の測定値に対応付け
れば、図６（ｄ）のように被測定物Ｗの振動成分を除去
した結果を得ることができる。つまり、補正演算部４で
は、Ｚ方向について変位センサ本体Ａの測定値から距離
センサ３の測定値を減算する補正を行なうのである。こ
こに、変位センサＡと距離センサ３とは一体に結合され
ており、変位センサ本体Ａが振動しているような場合
に、その振動による誤差分も補正される。他の構成およ
び動作は実施例１と同様である。

【００３０】（実施例３）実施例２では、変位センサ本
体Ａと距離センサ３とを被測定物Ｗに対して同方向に配
置していたが、本実施例では図１０のように、被測定物
Ｗを挟んで変位センサ本体Ａと距離センサ３とを互いに
反対側に配置してある。また、図１１のように、距離セ
ンサ３は、変位センサ本体Ａでの光ビームの走査により
形成される平面内であって、光ビームの走査範囲の中心
付近の距離を測定するように配置してある。

【００３１】本実施例の構成では、変位センサ本体Ａと
距離センサ３とにおいてＺ方向の距離の測定向きが逆に
なるから、Ｚ方向についての両測定値を加算することで
変位センサ本体ＡのＺ方向の測定値を補正することにな
る。また、光ビームの走査範囲の中心付近のＺ方向の距
離を距離センサ３で求めているから、距離センサ３では
変位センサ本体ＡでのＺ方向の測定値の変動を実施例２
よりも一層正確に検出することができる。ただし、本実
施例の構成は被測定物Ｗの搬送方向において被測定物Ｗ
の厚みが均一であると仮定している。他の構成および動
作は実施例２と同様である。

【００３２】

【発明の効果】請求項１の発明は、光ビームの走査によ
り形成される平面に平行な面内であって距離演算部で求
める距離の測定方向とは直交する方向で被測定物までの
距離を測定する距離センサと、距離センサにより求めた
距離によって距離演算部で求めた光ビームの走査位置を
補正する補正演算部とを設けているので、光ビームの走
査方向において被測定物が振動ないし移動していても、
距離センサでの測定結果を用いて補正演算部で補正を施
すことによって誤差分を除去して、被測定物の寸法、位
置、形状を正確に求めることができるという利点があ
る。

【００３３】請求項２の発明は、被測定物が板材などで
あって距離センサどの距離が略一定とみなせる面を有す
るときに、距離センサによる測定値に基準距離を設定し
ておき、測定値の基準距離との差を距離演算部で求めた
光ビームの走査位置に加減算するので、光ビームの走査
位置の誤差分を簡単な演算で除去することができるとい
う利点がある。

【００３４】請求項３の発明は、光ビームの走査により
形成される平面に平行な面内であって距離演算部で求め
る距離の測定方向で被測定物の同側面までの距離を測定
する距離センサと、距離センサにより求めた距離によっ
て距離演算部で求めた光ビームの走査位置を補正する補
正演算部とを設けているので、光ビームを用いて距離演
算部で距離を測定する方向において被測定物が振動ない
し移動していても、距離センサでの測定結果を用いて補
正演算部で補正を施すことによって誤差分を除去して、
被測定物の寸法、位置、形状を正確に求めることができ
るという利点がある。

【００３５】請求項４の発明は、光ビームの走査により
形成される平面内であって距離演算部で求める距離の測
定方向で被測定物の反対側面までの距離を測定する距離
センサと、距離センサにより求めた距離によって距離演
算部で求めた光ビームの走査位置を補正する補正演算部
とを設け、距離センサでは光ビームが走査される面の反
対側面であって被測定物における光ビームの走査範囲の
中心付近に対応する部位までの距離を測定するようにし
ているから、請求項３の発明と同様に、光ビームを用い
て距離演算部で距離を測定する方向において被測定物が
振動ないし移動していても、距離センサでの測定結果を
用いて補正演算部で補正を施すことによって誤差分を除
去して、被測定物の寸法、位置、形状を正確に求めるこ
とができ、しかも距離センサによって光ビームの走査位
置の中心付近での距離の変動を検出するから、補正演算
をより一層正確に行なうことができるという効果を奏す
るのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１を示すブロック図である。

【図２】実施例１における配置例を示す斜視図である。

【図３】実施例１の動作説明図である。

【図４】実施例２における配置例を示す斜視図である。

【図５】実施例２における配置例を示す正面図である。

【図６】実施例２の動作説明図である。

【図７】実施例２の比較例を示す斜視図である。

【図８】図７に示した比較例の動作説明図である。

【図９】図７に示した比較例の動作説明図である。

【図１０】実施例３における配置例を示す斜視図であ
る。

【図１１】実施例３における配置例を示し、（ａ）は側
面図、（ｂ）は正面図である。

【図１２】実施例３の動作説明図である。

【図１３】従来例における配置例を示す斜視図である。

【図１４】従来例の動作説明図である

【図１５】従来例の動作説明図である。

【符号の説明】

１投光手段２受光手段３距離センサ４補正演算部５距離演算部６走査位置演算部Ａ変位センサ本体Ｗ被測定物

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者入部恭輔大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (56)参考文献特開平１−245103（ＪＰ，Ａ) 特開平６−185988（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01B 11/00 - 11/30

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】被測定物に光ビームを投光するとともに
被測定物への光ビームの投光位置を走査する投光手段
と、被測定物の表面での光ビームの反射光を受光する受
光手段と、受光手段の検出出力に基づいて被測定物まで
の距離を光ビームの各走査位置について求める距離演算
部とを備える光走査型変位センサにおいて、光ビームの
走査により形成される平面に平行な平面内であって上記
距離の測定方向とは直交する方向で被測定物までの距離
を測定する距離センサと、距離センサにより求めた距離
によって距離演算部で求めた光ビームの走査位置を補正
する補正演算部とを備えることを特徴とする光走査型変
位センサ。
【請求項２】被測定物は光ビームの走査により形成さ
れる平面に交差する方向に搬送されていて、距離センサ
は被測定物について距離センサからの距離が略一定とみ
なせる面との距離を測定し、補正演算部では光ビームを
走査する向きに応じて距離センサによる測定値と既定の
基準距離との差を距離演算部で求めた光ビームの走査位
置に加減算することにより光ビームの走査位置を補正す
ることを特徴とする請求項１記載の光走査型変位セン
サ。
【請求項３】被測定物に光ビームを投光するとともに
被測定物への光ビームの投光位置を走査する投光手段
と、被測定物の表面での光ビームの反射光を受光する受
光手段と、受光手段の検出出力に基づいて被測定物まで
の距離を光ビームの各走査位置について求める距離演算
部とを備える光走査型変位センサにおいて、光ビームの
走査により形成される平面に平行な面内であって上記距
離の測定方向で被測定物の同側面までの距離を測定する
距離センサと、距離センサにより求めた距離によって距
離演算部で求めた光ビームの走査位置を補正する補正演
算部とを備えることを特徴とする光走査型変位センサ。
【請求項４】被測定物に光ビームを投光するとともに
被測定物への光ビームの投光位置を走査する投光手段
と、被測定物の表面での光ビームの反射光を受光する受
光手段と、受光手段の検出出力に基づいて被測定物まで
の距離を光ビームの各走査位置について求める距離演算
部とを備える光走査型変位センサにおいて、光ビームの
走査により形成される平面内であって上記距離の測定方
向で被測定物の反対側面までの距離を測定する距離セン
サと、距離センサにより求めた距離によって距離演算部
で求めた光ビームの走査位置を補正する補正演算部とを
備え、距離センサは光ビームが走査される面の反対側面
であって被測定物における光ビームの走査範囲の中心付
近に対応する部位までの距離を測定することを特徴とす
る光走査型変位センサ。