JP3513936B2 - 光走査型変位測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被測定物の上で光スポ
ットを走査することによって、被測定物において光スポ
ットが形成されている面の凹凸形状を測定する光走査型
変位測定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の光走査型変位測定装置で
は、特開平１−２４５１０３号公報等に記載されている
ように、投光スポットを被測定物の上で走査するため
に、投光手段からの光ビームを偏向手段としての走査ミ
ラーで反射させて被測定物に照射する構成を採用してい
た。すなわち、図３２に示すように、半導体レーザや発
光ダイオードのような投光素子１１と、投光素子１１か
らの光を細く絞って光ビームを形成する投光光学系１２
とによって投光手段１を構成し、この光ビームを走査ミ
ラー１３で偏向させて被測定物１０に照射することによ
って、光ビームにより被測定物１０の上に形成される投
光スポットを被測定物１０の上の一直線上で走査するよ
うになっていた。光ビームの被測定物１０の表面での拡
散反射光は受光手段２に受光されることによって被測定
物１０までの距離が求められる。すなわち、受光手段２
は受光光学系２２と受光素子２１とを備え、受光光学系
２２を通して投光スポットの像として受光素子２１の受
光面に形成される受光スポットの位置が受光素子２１の
出力に基づいて検出されることによって、被測定物１０
の表面の凹凸形状が測定されるのである。受光素子２１
としては受光スポットの位置に応じた出力が得られるＰ
ＳＤやＣＣＤ等の位置検出素子が用いられる。

【０００３】図３３に示すように、投光手段１からの光
ビームの光軸上での被測定物１０の位置がＡ，Ｂ，Ｃで
あれば、受光素子２１の受光面上では受光スポットの位
置はａ，ｂ，ｃになるから、受光素子２１の出力に基づ
いて受光スポットの位置を検出すれば、受光光学系２２
と走査ミラー１３との距離を基線長とする三角測量法に
よって被測定物１０までの距離を求めることができるの
である。その結果、図３２（ａ）のように、被測定物１
０について投光スポットが形成される表面に直交し投光
スポットの走査方向を含む面内で、投光スポットの走査
方向をＸ軸方向とし、Ｘ軸方向に直交する方向をＺ軸方
向とすれば、図３２（ｂ）に示すように、被測定物２の
表面のＸ軸方向の各位置についてのＺ軸方向の位置、す
なわち凹凸形状を測定することができるのである。

【０００４】投光スポットがＸ軸方向のどの位置に形成
されているかは、走査ミラー１３の振り角によって知る
ことができるから、走査ミラー１３の振り角、すなわち
投光スポットのＸ軸方向での位置を検出するために、走
査ミラー１３で反射された光ビームを定位置に固定され
たハーフミラー１４によって２方向に分離して、一方を
被測定物１０に照射し、他方をＰＳＤやＣＣＤ等の位置
検出素子１５に入射させている。したがって、位置検出
素子５の受光面には投光スポットのＸ軸方向の位置に応
じて移動する光スポットが形成され、この光スポットの
位置に基づいて被測定物１０の上での投光スポットのＸ
軸方向の位置を検出することができるのである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うに走査ミラー１３を用いて投光スポットを走査する
と、図３４に示すように、走査ミラー１３によって偏向
された光ビームは１点から出射される形で被測定物１０
の上で走査されるから、走査ミラー１３の直下の位置以
外では被測定物１０の表面の法線方向に対して光ビーム
は斜めに入射することになる。その結果、光ビームの走
査範囲Ｅの中央部が端部よりも走査ミラー１３との距離
を小さくするような突出部分を有した被測定物１０で
は、突出部分の影になって光スポットを照射できない部
位が生じることになる。すなわち、光スポットが形成さ
れなければ、Ｚ軸方向の変位ないし距離を測定すること
ができないから、この部位は死角Ｄになるという問題が
生じる。

【０００６】また、光ビームは完全な平行光線ではなく
光ビームのビーム径は走査ミラー１３からの距離に応じ
て変化するから、被測定物１０の表面が平面であるとき
に、投光スポットが形成される位置ごとに投光スポット
の径が変化することになる。すなわち、被測定物１０の
表面の法線方向において走査ミラー１３との距離が等し
い場合であっても、場所ごとにビーム径が変化して測定
精度が一定にならないという問題が生じる。

【０００７】さらに、受光素子２１には１次元の位置検
出素子が用いられ、被測定物１０までの距離に応じた受
光スポットの移動方向が受光素子２１の受光面の長手方
向に一致するように配置されるのであって、投光スポッ
トを走査すると受光スポットは受光面上で長手方向に直
交する方向に移動するから、視野は受光素子２１の有効
幅によって規制されることになる。また上述したよう
に、光ビームが被測定物１０の表面に対する傾斜角度が
大きいほど死角Ｄが形成されやすくなり、しかも走査ミ
ラー１３から被測定物１０の上に形成される投光スポッ
トまでの距離が大きくなるとビーム径が広がって測定精
度が低下するから、光ビームの走査範囲を大きくとるこ
とはできない。したがって、受光素子２１の視野と光ビ
ームの走査範囲との制約によって、測定可能な被測定物
１０の大きさに制限が生じるという問題もある。

【０００８】また、走査ミラー１３からの等距離線は円
弧の一部であるから、受光素子２１の出力から距離を求
める際に走査ミラー１３の振り角に応じた補正が必要に
なるという問題もある。本発明は上記問題点の解決を目
的とするものであり、死角が形成されないようにすると
ともに、測定精度が場所によって変化することがなく再
現性のよい測定が可能であって、しかも被測定物の大き
さに応じて走査範囲を容易に変更することができるよう
にした光走査型変位測定装置を提供しようとするもので
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、被測
定物に光ビームを照射する投光手段と、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求める信号
処理部と、投光手段および受光手段を取り付けた架台を
移動させて被測定物の上で投光スポットを走査する走査
手段とを具備し、架台の位置を含む走査情報を検出する
走査情報検出手段を備える光走査型変位測定装置におい
て、走査情報検出手段は、投光手段から被測定物に照射
される光ビームの一部を架台の進行方向とは所定角度を
なす方向に分岐させるビームスプリッタと、定位置に固
定されビームスプリッタにより分岐された光ビームを受
光するとともに受光面の長手方向が架台の移動方向に直
交し架台の移動に伴う光スポットの移動量に応じた出力
を発生する位置検出手段とから成ることを特徴とする。

【００１０】

【００１１】

【００１２】

【００１３】

【００１４】

【００１５】

【００１６】

【００１７】請求項２の発明は、被測定物に光ビームを
照射する投光手段と、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求める信号処理部と、投光手
段および受光手段を取り付けた架台を移動させて被測定
物の上で投光スポットを走査する走査手段とを具備し、
架台の位置を含む走査情報を検出する走査情報検出手段
を備える光走査型変位測定装置において、走査情報検出
手段は、架台に取り付けられ架台の進行方向に光ビーム
を投光するビーム投光手段と、定位置に固定されビーム
投光手段からの光ビームが照射される拡散反射面を有し
た基準反射物体と、架台に取り付けられ基準反射物体の
拡散反射面に光ビームの照射によって形成される光スポ
ットを受光光学系を通して結像させたスポット像が架台
の移動に伴って移動する量に応じた出力を発生する位置
検出手段とから成ることを特徴とする。

【００１８】請求項３の発明は、被測定物に光ビームを
照射する投光手段と、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求める信号処理部と、投光手
段および受光手段を取り付けた架台を移動させて被測定
物の上で投光スポットを走査する走査手段とを具備し、
架台の位置を含む走査情報を検出する走査情報検出手段
を備える光走査型変位測定装置において、走査情報検出
手段は、定位置に固定され架台の進行方向に光ビームを
投光するビーム投光手段と、架台に取り付けられビーム
投光手段からの光ビームが照射される拡散反射面を有し
た基準反射物体と、定位置に固定され基準反射物体の拡
散反射面に光ビームの照射によって形成される光スポッ
トを受光光学系を通して結像させたスポット像が架台の
移動に伴って移動する量に応じた出力を発生する位置検
出手段とから成ることを特徴とする。

【００１９】

【作用】本発明の構成によれば、投光手段および受光手
段を架台に取り付け、走査手段で架台を走行させること
によって被測定物の上での投光スポットの位置を走査す
るので、被測定物に対する光ビームの投光方向を一定に
保つことができ、被測定物の表面に対して光ビームを直
交させて照射すれば被測定物の表面に凹凸があっても死
角が形成されることがないのである。すなわち、表面に
段差を有した被測定物であっても測定できない箇所が生
じないのである。また、投光手段と受光手段とを取り付
けた架台を走行させるから、どのような大きさの被測定
物であっても架台の走行範囲を被測定物の寸法に合わせ
て設定するだけで対応することが可能であって、視野を
大きくすることができるのである。しかも、等距離とな
る箇所には同じ条件で光ビームを照射することができて
等距離となる箇所では投光スポットのスポット径が変化
しないから、測定精度が場所によって変化することがな
く再現性のよい測定が可能になるとともに、走査ミラー
を用いる場合のような振り角に応じた距離の補正が不要
になるのである。さらに、架台の位置を含む走査情報を
検出するから、架台の位置に対応付けて被測定物の表面
の凹凸形状を検出できる。

【００２０】

【００２１】

【００２２】

【００２３】

【００２４】

【００２５】とくに、請求項１の発明の構成によれば、
投光手段の被測定物に照射される光ビームの一部を架台
の進行方向とは所定角度をなす方向に分岐させ、定位置
に固定されビームスプリッタにより分岐された光ビーム
を位置検出手段で受光して架台の移動に応じて位置検出
手段から出力を得るのであって、ビーム投光手段が投光
手段と兼用された形になり、部材の共用化によって全体
としての構成が簡単になる。

【００２６】また、請求項２、３の発明の構成によれ
ば、架台の進行方向に光ビームを投光するビーム投光手
段を設け、ビーム投光手段からの光ビームが照射される
拡散反射面を有した基準反射物体を設け、さらに基準反
射物体の拡散反射面に光ビームの照射により形成される
光スポットを受光光学系を通して結像させたスポット像
の位置に応じた出力を発生する位置検出手段とを設け、
ビーム投光手段および位置検出手段と基準反射物体との
一方を架台に設け、他方を定位置に固定しているから、
架台の振動などによって架台の進行方向とは異なる方向
の変位があっても、位置検出手段ではほとんど検出され
ることがなく、架台の走査位置について誤差の少ない測
定結果を得ることができる。請求項３の発明の構成によ
れば、基準反射物体を架台に載せるから、ビーム投光手
段および位置検出手段を架台に載せる場合に比較して架
台の重量増加が少なく、架台の移動に要する電力を節約
することができる。

【００２７】

【実施例】

（原理）図１に基づいて本発明の原理を説明する。本発
明では、図１（ａ）に示すように、被測定物１０に対し
て光ビームを照射する投光手段１、および被測定物１０
の表面での光ビームの拡散反射光を受光して被測定物１
０までの距離に応じた出力を発生する受光手段２とを一
定の位置関係に保つようにして移動自在な架台３に取り
付けている。投光手段１からの光ビームの方向は、被測
定物１０の表面の主たる平面の法線方向に略一致させて
ある。受光手段２で検出した情報は信号処理部４に入力
され、被測定物１０までの距離が求められる。ここに、
投光手段１と受光手段２とによる変位ないし距離の測定
方式として、以下の各実施例では投光手段１と受光手段
２との距離を基線長とした三角測量法を例示するが、他
に投光手段１からの光ビームを参照光と物体光とに分離
し、物体光を光ビームとして被測定物１０に照射し、規
定長の光路を通した参照光と物体光の反射光との干渉を
利用して被測定物１０までの距離を求める方式（たとえ
ばヘテロダイン干渉法）を利用することもできる。すな
わち、光ビームを投光し反射光の受光出力で距離を求め
るようにしたアクティブ形の測定方式であれば、どのよ
うなものを用いてもよい。

【００２８】架台３は後述する各実施例で示す走査手段
（図示せず）によって移動するのであって、移動量や移
動速度は駆動制御部５により制御される。駆動制御部５
では、走査手段の操作量について入力部６で設定した情
報と、後述する各実施例で示す走査情報検出手段（図示
せず）によって検出した架台３の位置と速度とを含む走
査情報とを用いて走査手段をフィードバック制御する。
信号処理部４には、受光手段２の出力以外に、走査情報
検出手段により検出された架台３についての走査情報も
入力されている。したがって、いま架台３が一直線上を
走行するものとして架台３の移動方向をＸ軸方向とし、
光ビームの方向をＺ軸方向とすれば、信号処理部４で
は、走査情報検出手段から架台３のＸ軸方向の位置を得
ることができ、かつ受光手段２の出力に基づいてＺ軸方
向の情報を得ることができるのである。このようにし
て、図１（ｂ）に示すように、架台３のＸ軸方向の位置
に対応したＺ軸方向の距離ないし変位を求めることがで
きる。また、駆動制御部５では信号処理部４で得たＸ軸
方向の情報を用いる。

【００２９】上述したように、投光手段１と受光手段２
とを架台３に固定し、架台３を走行させることによって
被測定物１０の上で投光スポットを走査するから、被測
定物１０の主たる平面に直交するように光ビームの方向
を設定しておけば、被測定物１０の表面での凹凸にかか
わらず死角はほとんど形成されることがないのである。
また、被測定物１０の主たる平面に対してどの位置でも
光ビームを略直交させることができることによって、光
ビームのビーム径が距離によって変化したとしても同距
離ではビーム径を一定に保つことができ、測定精度が場
所によって変化することがないのである。さらに、架台
３の走行範囲を被測定物１０に対応させることによって
どのような大きさの被測定物１０にも対応することがで
きるのである。

【００３０】（参考例１）本例 では、図２に示すように、走査手段としてボイスコ
イル型リニア直流モータ３０（以下、ボイスコイルモー
タと略称する）を用い、また走査情報検出手段としては
リニアエンコーダ４０を用いた例を示す。ボイスコイル
モータ３０の固定子は、棒状のセンタヨーク３１と、セ
ンタヨーク３１の両側に平行に配置された一対のサイド
ヨーク３２と、センタヨーク３１とサイドヨーク３２と
の長手方向の各端部間に挟装されたスタンド３３とから
なる日字状のヨークを備え、サイドヨーク３２における
センタヨーク３１との対向面に永久磁石３４を接着剤に
よって固着してある。ここに、サイドヨーク３２に対し
てセンタヨーク３１は断面積を略２倍に設定してある。
また、永久磁石３４は、センタヨーク３１との対向面と
サイドヨーク３２に固着された面とが異極になるように
着磁され、各センタヨーク３１との対向面は同極になる
ように配置されている。一方、ボイスコイルモータ３０
の可動子は、センタヨーク３１が挿通されたボビン３５
を有し、ボビン３５にはボビン３５内を通る磁力線がセ
ンタヨーク３１の長手方向に形成されるようにコイル３
６が巻装されている。また、ボビン３５はセンタヨーク
３１の長手方向に走行自在となるように寸法が設定され
ている。このボビン３５は、アルミニウムもしくは合成
樹脂によって形成されており、アルミニウムを用いたボ
ビン３５では表面をアルマイト処理等でコイル３６との
絶縁を行ない、かつコイル３６を巻装する方向に直交す
るようにスリットを形成して渦電流が流れにくくなるよ
うにしてある。

【００３１】上記構成のボイスコイルモータ３０では、
永久磁石３４におけるセンタヨーク３１との対向面がＮ
極であるとすると、図３に矢印で示すように永久磁石３
４−センタヨーク３１−スタンド３３−サイドヨーク３
２−永久磁石３４という経路で磁束が流れる。したがっ
て、コイル３６には永久磁石３４とセンタヨーク３１と
の間の隙間で磁束が通過することになる。いま、コイル
３６に直流電流を通電したとして、電流をＩ、磁束密度
をＢ、磁束を切るコイル３６の電線の長さをＬとする
と、コイル３６には、Ｆ＝Ｂ×Ｉ×Ｌとなる力Ｆが作用
してコイル３６をセンタヨーク３１の長手方向に走行さ
せることになる。また、コイル３６の走行の向きは通電
方向に応じて反転する。

【００３２】ところで、コイルボビン３５には、図４に
示すように、投光手段１と受光手段２とを保持した架台
３が固定ねじ４５を用いて固定される。また、この架台
３は取付ねじ４６によってリニアガイド３７に固定され
る。リニアガイド３７はセンタヨーク３１と平行なレー
ル３８に沿って滑らかに走行するようにレール３８に装
着されており、架台３の走行を案内することによって架
台３をがたつきなく走行させるようにしている。投光手
段１と受光手段２とはレール３８の両側に位置するよう
に架台３に取り付けられている。ここに、リニアガイド
３７とレール３８とを用いる代わりに、リニアボールベ
アリング、リニアローラベアリング、リニアボールブッ
シュなどを用いてもよい。

【００３３】投光手段１は、図５に示すように、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
と、投光光学系１２とからなり、被測定物１０に対して
光ビームを照射して投光スポットを形成する。また、受
光手段２は、ＰＳＤよりなる受光素子２１と、受光素子
２１の受光面に投光スポットを結像させる受光光学系２
２とからなる。投光手段１からの光ビームは被測定物１
０の主たる平面に略直交するように照射され、かつ投光
手段１と受光手段２とは、図６に示すように、架台３の
走行方向（矢印で示す）とは略直交する面内に投光光学
系１２と受光光学系２２との光軸が含まれるように配置
されている。

【００３４】投光素子１１（ここでは半導体レーザを用
いている）には、図７に示すように、発振回路５１のク
ロックパルスに応じて変調信号を発生する変調回路５２
の出力が、投光回路５３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５１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。

【００３５】一方、受光素子２１からは２つの電流信号
が出力されるのであって、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受光素子２１の受光面上
での受光スポットの位置に対応する。受光素子２１から
出力される両電流信号は、それぞれＩ／Ｖ変換回路６１
ａ，６１ｂにおいて電圧信号に変換され、ハイパスフィ
ルタ６２ａ，６２ｂに通されることによって変調回路５
２で変調された高周波成分が抽出される。ハイパスフィ
ルタ６２ａ，６２ｂの出力は検波回路６３ａ，６３ｂ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６４ａ，６４ｂで低周波成分
が抽出される。ローパスフィルタ６４ａ，６４ｂの出力
は、受光素子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。

【００３６】受光素子２１の出力によって距離を求める
演算については、従来周知であるから詳述しないが、本
例では、受光素子２１での総受光量が一定であれば受光
素子２１の両電流出力の差が距離に対応し、また、受光
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６４ａ，６４ｂの出力を加算器６５
と減算器６６とに入力してローパスフィルタ６４ａ，６
４ｂの出力の和と差とを求め、加算器６５と減算器６６
との出力を割算器６７に入力して減算器６６の出力を加
算器６５の出力で除算しているのである。この処理によ
って割算器６７の出力は受光素子２１の受光面の上での
受光スポットの重心位置に対応した値になる。受光素子
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
量法を適用することによって、被測定物１０までの距離
を求めることができるのである。割算器６７の出力値は
Ａ／Ｄ変換器６８でディジタル信号の測距信号に変換さ
れ、マイクロコンピュータ等を用いた演算処理によって
被測定物１０までの距離が求められるのである。

【００３７】走査情報検出手段として用いるリニアエン
コーダ４０は、図２に示すように、コードパターンが形
成されたリニアスケール４１と、リニアガイド３７に固
着されていてリニアスケール４１のコードパターンを光
学的もしくは磁気的に検出する検出ヘッド４２とからな
り、検出ヘッド４２でのコードパターンの読み取りによ
って、架台３の位置を検出することができるようになっ
ている。ここに、リニアエンコーダ４０としては絶対位
置を直接読み取ることができるものが望ましい。

【００３８】リニアエンコーダ４０で検出した架台３の
走行方向（すなわち、Ｘ軸方向）における位置は信号処
理部４に入力され、受光素子２１の出力に基づいて求め
たＺ軸方向の位置と対応付けて出力される。さらに、Ｘ
軸方向における位置は、駆動制御部５におけるフィード
バック制御にも用いられる。すなわち、駆動制御部５
は、図８に示すように、架台３のＸ軸方向における位置
を指示する位置指定信号に対して信号処理部４で求めた
Ｘ軸方向の架台３の位置の誤差を求める減算器７１を備
え、減算器７１で求めた誤差を誤差増幅器７２で増幅し
てボイスコイルモータ３０のコイル３６への通電電流を
決定する。ここにおいて、通常は架台３をレール３８に
沿って往復移動させるから、位置指定信号としては往復
移動を指示できるように、正弦波、三角波、矩形波、台
形波などの極性が反転しかつ対称性を有するような信号
が用いられる。また、入力部６からの指定値を一定値と
すれば、架台３を特定の位置に固定することもできる。

【００３９】（参考例２）参考例１ では駆動制御部４において架台３の位置のみを
考慮して比例制御を行なっていたが、本例は駆動制御部
４において架台３の位置に加えて移動速度も考慮してコ
イル３６への通電電流を決定するようにした例を示す。
すなわち、本例の駆動制御部４は、図９に示すように、
微分器７３を設けＸ軸方向における架台３の位置を時間
に関して微分することで架台３の移動速度に対応する値
を求め、図８に示した回路構成の出力に対する微分器７
３の出力の誤差を減算器７４で求め、減算器７４の出力
を誤差増幅器７５で増幅した出力をコイル３６への通電
電流としているのである。

【００４０】図９に示すように、駆動制御部４において
比例制御に加えて微分制御を行なうことによって、架台
３の移動速度に変化が生じたときに減算器７４の出力が
大きくなり、結果的に架台３の移動速度の変化時におけ
る応答性が向上するのである。他の構成および動作は参
考例１と同様である。 （参考例３）本例 では、図１０に示すように、駆動制御部４において
架台３の移動速度に関するフィードフォワード制御を行
なうものであって、図９に示した参考例２の構成につい
て、位置指定信号を時間に関して微分する微分器７６
と、誤差増幅器７２の出力に微分器７６の出力を加算す
る加算器７７とを追加し、かつ減算器７４では加算器７
７の出力と微分器７３の出力との誤差を出力するように
構成してある。

【００４１】したがって、この構成では架台３の移動速
度が変化したときに減算器７４の出力が大きくなるのは
もちろんのこと、入力部６からの位置指定信号での指定
により移動速度が変化した場合も減算器７４の出力が大
きくなるのであって、結果的に応答性が向上するのであ
る。他の構成および動作は参考例１と同様である。 （参考例４）本例 は、図１１に示すように、駆動制御部４において架
台３の移動速度に関するフィードフォワード制御を行な
うものであって、図１０に示した参考例３の構成につい
て、位置指定信号を時間に関して微分する微分器７６の
出力をさらに時間について微分する微分器７８と、誤差
増幅器７５の出力に微分器７８の出力を加算する加算器
７９とを付加した構成を有している。すなわち、微分器
７８の出力は位置指定信号の時間に関する２階微分値で
あって、加速度に相当する量になる。したがって、速度
の時間変化点を加味したフィードフォワード制御にな
り、応答性がさらに高まることになる。他の構成および
動作は参考例１と同様である。

【００４２】（参考例５）本例 では、走査手段としてボイスコイルモータ３０に代
えてリニアパルスモータ（ステップモータ）８０を用い
た例を示す。本例で用いるリニアパルスモータ８０はリ
ラクタンス形であって、図１２に示すように、架台３の
走行方向に多数の磁極歯８３が突設された固定子８１
と、磁極歯８３の並ぶ方向に移動自在となるようにレー
ル等で支持された磁性体の可動子８２とを備えている。
各磁極歯８３にはそれぞれコイル８４が巻装されてお
り、可動子８２は磁極歯８３の間隔とはややずれた間隔
の少なくとも一対の突磁極８５を備えている。

【００４３】このような構成のリニアパルスモータ８０
のコイル８４を励磁する方式は各種方式が知られている
が、図１２に示すように可動子８２の突磁極８５が磁極
歯８３の間隔の２倍からややずれて設定されている場合
には、たとえば１つおきの磁極歯８３に巻装されたコイ
ル８４に同時に通電して励磁し、次には励磁した磁極歯
８３に隣合う磁極歯８３に巻装されたコイル８４に同時
に通電するという動作を交互に繰り返すようにすればよ
い。すなわち、図１２における磁極歯８３を左から順に
α，β，γ，δとすれば、α，γの励磁−β，δの励磁
−α，γの励磁……という動作を繰り返せば、固定子８
１に進行磁界が形成されて可動子８２が走行することに
なる。ここで、リニアパルスモータ８０は入力されたパ
ルス数だけ磁極歯８３の励磁動作が繰り返されるように
制御されるから、入力パルス数と可動子８２の移動量と
は一対一の対応関係がある。したがって、参考例１のよ
うにリニアエンコーダ４０を用いる必要がなく、パルス
数でＸ軸方向の位置を知ることができる。すなわち、開
ループ制御で架台３の位置を指定することができるので
ある。また、参考例２、３、４のように、Ｘ軸方向の位
置の時間に関する微分値を用いて制御する場合には、単
位時間あたりのパルス数（入力パルスの周波数）を速度
に代えて用いることによって、応答性を向上させること
ができる。他の構成および動作は参考例１と同様であ
る。

【００４４】（参考例６）本例 では、走行手段として永久磁石形のリニアパルスモ
ータを用いた例を示す。すなわち、リニアパルスモータ
８０は、図１３に示すように、参考例５に示したリニア
パルスモータ８０と同様の固定子８１を備え、可動子８
２について突磁極８５に代えて永久磁石８６を設けた構
成になっている。このような構成のリニアパルスモータ
８０も参考例５のものと同様に動作し、入力パルス数に
よって可動子８２のＸ軸方向の位置を特定できるのであ
る。他の構成および動作は参考例５と同様である。

【００４５】（参考例７）本例 は、走行手段に関する別例であって、図１４に示す
ように、駆動源として正逆に回転するモータ９１を用い
るとともに、架台３が取り付けられていてモータ９１の
回転によって架台３をレール３８に沿って直線移動させ
るベルト９２とを用いている。モータ９１の出力軸には
プーリ９３が取り付けられ、モータ９１とはレール３８
の長手方向に離間して回動自在に配設されているプーリ
９４と上記プーリ９３との間にベルト９２が懸け渡され
ている。また、架台３は両プーリ９３，９４の間でベル
ト９２に固定されている。したがって、モータ９１が回
動すれば架台３はレール３８に沿って移動することにな
る。

【００４６】モータ９１としてはサーボモータを用いて
おり、出力軸にロータリエンコーダ９５を結合すること
によってモータ９１の回転角に対応付けてＸ軸方向（レ
ール３８に沿う方向）での架台３の位置を検出できるよ
うになっている。すなわち、本例ではロータリエンコー
ダ９５の出力によって、参考例１と同様にＸ軸方向にお
ける架台３の位置をフィードバック制御するようになっ
ている。

【００４７】すなわち、図１５に示すように、入力部６
からの指示によりパルス列発生部１０１から出力された
パルス数をロータリエンコーダ９５から出力されるパル
ス数と偏差カウンタ１０２で比較し、パルス数の偏差の
計数値をＤ／Ａ変換器１０３でアナログ信号に変換し、
このアナログ信号をサーボアンプ１０４で増幅すること
によってモータ９１をフィードバック制御するのであ
る。

【００４８】モータ９１としてはパルスモータ（ステッ
プモータ）を用いることもでき、その場合にはロータリ
エンコーダ９５は設けなくてもよく、モータ９１の回転
角を入力パルス数に置き換えることによって開ループ制
御で架台３の位置を認識することができる。すなわち、
図１６に示すように、入力部６からの指示によりパルス
列発生部１０１から出力された個数のパルスをモータ９
１に与えるだけで、モータ９１を所望の回転角だけ回転
させることができるのである。他の構成は参考例１と同
様であるから説明を省略する。

【００４９】（参考例８）本例 は、走行手段に関するさらに別例であって、図１７
に示すように、レール３８の長手方向に略平行に配置し
たボールねじ９６に架台３を螺合させ、ボールねじ９６
を駆動源としての正逆に回転するモータ９１によって回
動させるようにしたものである。モータ９１の出力軸に
はギア９７が取り付けられ、ボールねじ９６の一端に取
り付けたギア９８にギア９７が噛合することによって、
モータ９１の回転力がボールねじ９６に伝達される。こ
こに、ボールねじ９６の両端部は定位置に固定された軸
受９９によって支承されている。したがって、モータ９
１を回動させれば、ボールねじ９６の回転に伴って架台
３がレール３８に沿うように移動するのである。モータ
９１には参考例７と同様にサーボモータを用いており、
モータ９１の出力軸の回転角はロータリエンコーダ９５
により検出される。したがって、ロータリエンコーダ９
５の出力によってＸ軸方向における架台３の位置を検出
することができ、この出力を用いて架台３の位置がフィ
ードバック制御される。また、モータ９１としてはパル
スモータを用いることもでき、その場合にはロータリエ
ンコーダ９５を用いずに架台３の位置を開ループ制御す
ることが可能である。他の構成および動作は参考例１と
同様である。

【００５０】（参考例９）本例 は、走査情報検出手段に関する別例を示すものであ
って、参考例１などではエンコーダ４０を用いていたの
に対して、本例では、図１８に示すように、架台３の移
動方向（Ｘ軸方向）に対して所定角度θをなす方向に光
ビームを投光するビーム投光手段７と、ビーム投光手段
７からの光ビームを受光するように定位置に固定された
位置検出手段８とにより走査情報検出手段を実現してい
るものである。ビーム投光手段７は、半導体レーザや発
光ダイオードよりなる投光素子１１１と、投光素子１１
１から出力された光により光ビームを形成する投光光学
系１１２（図１９参照）とからなる。また、位置検出手
段８は、ＰＳＤやＣＣＤのように受光面に形成される光
スポットの１次元の位置情報に対応した出力を発生する
受光素子１１３よりなる。受光素子１１３は、ビーム投
光手段７の光軸（光ビームの方向）とＸ軸（架台３の移
動方向）とを含む面内で、受光面の長手方向がＸ軸に直
交するように配置してある。したがって、架台３が距離
Ｘだけ移動すれば、図１９に示すように、ビーム投光手
段７によって受光素子１１３の受光面に形成される光ス
ポットの位置が、受光素子１１３の受光面上でＸ sinθ
だけ移動することになり、受光素子１１３の出力によっ
て架台３の位置を検出できることになる。

【００５１】ビーム投光手段７および位置検出手段８に
関する回路構成は、投光手段１と受光手段２との回路構
成と同様であって、図２０に示すように、投光素子１１
１には、発振回路１２１のクロックパルスに応じて変調
回路１２２から出力される変調信号が投光回路１２３を
通して供給され、投光素子１１１からは変調された光ビ
ームが送出される。一方、受光素子（ここでは、ＰＳＤ
を用いている）１１３からは２つの電流信号が出力さ
れ、各電流信号はそれぞれＩ／Ｖ変換回路１２４ａ，１
２４ｂにおいて電圧信号に変換され、ハイパスフィルタ
１２５ａ，１２５ｂに通されることによって変調回路１
２２で変調された高周波成分が抽出される。ハイパスフ
ィルタ１２５ａ，１２５ｂの出力は検波回路１２６ａ，
１２６ｂ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１２７ａ，１２７
ｂで低周波成分が抽出される。ローパスフィルタ１２７
ａ，１２７ｂの出力は、受光素子１１３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。

【００５２】両ローパスフィルタ１２７ａ，１２７ｂの
出力は加算器１２８と減算器１２９とに入力されてロー
パスフィルタ１２７ａ，１２７ｂの出力の和と差とが求
められ、割算器１３０において減算器１２９の出力が加
算器１２８の出力で除算される。この割算器１３０の出
力はＡ／Ｄ変換器１３１によってディジタル信号に変換
され、架台３のＸ軸方向の位置に対応した走査情報とし
ての走査位置信号が得られるのである。

【００５３】上述のようにして得られた走査位置信号
は、駆動制御部５に入力されて入力部６からの位置指定
信号と比較され、走査手段としてのボイスコイルモータ
３０やモータ９１がフィードバック制御されるのであ
る。他の構成および動作は参考例１と同様である。 （参考例１０）本例 は、図２１に示すように、参考例９におけるビーム
投光手段７と位置検出手段８との位置関係を逆にしたも
のである。すなわち、ビーム投光手段７を定位置に固定
し、位置検出手段８を架台３に取り付けているのであ
る。ビーム投光手段７の光軸は架台３の移動方向（Ｘ軸
方向）に対して所定角度θをなし、位置検出手段８の受
光素子１１３はビーム投光手段７からの光ビームを受光
できる位置であって、受光面がビーム投光手段７の光軸
とＸ軸とを含む面内でＸ軸に直交するように配置され
る。

【００５４】動作については参考例９と同様であって、
図２２に示すように、架台３が距離Ｘだけ移動すれば、
受光素子１１３の受光面に形成されている光スポットの
移動量は、Ｘ sinθになる。このように光スポットの位
置が架台３の位置に対応しているから、参考例９と同様
にして走査情報を得ることができるのである。他の構成
および動作は参考例９と同様である。

【００５５】参考例９、参考例１０では、受光素子１１
３の受光面に形成される光スポットの重心位置に対応し
た位置を検出するから、受光素子１１３の受光面に形成
される光スポットの径が受光素子１１３の受光面の幅よ
りも大きい場合でも架台３の位置を検出することが可能
である。すなわち、投光光学系１１２については必要に
応じて用いればよいのであって、不要であれば用いなく
てもよい。

【００５６】（実施例１） 本実施例は、図２３、図２４に示すように、参考例９の
構成におけるビーム投光手段７に用いる投光素子１１１
を、投光手段１に用いる投光素子１１で兼用する構成と
したものであって、投光素子１１からの光ビームをビー
ムスプリッタ１１４を用いることによって２方向に分離
し、一方を被測定物１０に投光し他方を位置検出手段と
しての受光素子１１３に投光するようになっている。こ
こに、ビームスプリッタ１１４としてはハーフミラーな
どを用いることができる。

【００５７】測定原理については、参考例９と同様であ
って、図２５に示すように、架台３を移動させることに
よってＺ軸方向の変位を検出するための光ビームを被測
定物１０の各部位に投光することができ、また架台３の
Ｘ軸方向の位置を検出するための光ビームを受光素子１
１３に投光することができるのである。投光素子１１１
および投光光学系１１２に代えてビームスプリッタ１１
４を配置した点以外の構成は参考例９と同様であって、
この構成では、架台３がＸ軸方向に距離Ｘだけ移動すれ
ば、受光素子１１３の受光面上での光スポットの位置
は、Ｘ sinθだけ移動することになる。

【００５８】投光手段１、受光手段２、ビーム投光手段
７、位置検出手段８に関する回路構成は、図２６に示す
通りであって、図７に示した回路構成と図２０に示した
回路構成とを合成した形になる。ただし、ビーム投光手
段７の投光素子１１１を投光手段１の投光素子１１で兼
用しているから、１個の投光素子１１のみを用いること
になり、また、すべての検波回路６３ａ，６３ｂ，１２
６ａ，１２６ｂについて発振回路６１から出力されるク
ロックパルスに同期しているのである。他の構成および
動作は参考例９と同様である。

【００５９】（実施例２） 本実施例は、図２７に示すように、実施例１における受
光素子１１３の受光面を実施例１の位置に対して所定角
度φだけ傾けたものであって、受光素子１１３がこのよ
うな位置関係で配置されている場合には、架台３が距離
Ｘだけ移動したときに、受光素子１１３の受光面での光
スポットの移動距離は、Ｘ sinθ× cosφになる。した
がって、受光素子１１３はＸ軸方向とビーム投光手段７
の光軸とを含む面内で光ビームを受光できる位置に配置
するのであれば、向きにかかわらず架台３の位置を検出
することが可能である。受光素子１１３の向きに関する
この条件は、実施例１だけではなく参考例９、参考例１
０においても同様である。他の構成は実施例１と同様で
ある。

【００６０】（実施例３） 本実施例は、走査情報検出手段に関するさらに別の実施
例を示すものであって、図２８に示すように、架台３の
移動方向（Ｘ軸方向）に光ビームを投光するビーム投光
手段７と、ビーム投光手段７からの光ビームが照射され
る拡散反射面を有する基準反射物体９と、光ビームの照
射により基準反射物体９の拡散反射面に形成される光ス
ポットを受光光学系を通して結像させたスポット像の位
置を検出する位置検出手段８とにより走査情報検出手段
を実現している。ビーム投光手段７は、参考例９と同様
に、半導体レーザや発光ダイオードよりなる投光素子１
１１と、投光素子１１１から出力された光により光ビー
ムを形成する投光光学系１１２とからなる。また、位置
検出手段８は、ＰＳＤやＣＣＤのように受光面に形成さ
れるスポット像の１次元の位置情報に対応した出力を発
生する受光素子１１３と、基準反射物体９の拡散反射面
に形成された光スポットを受光素子１１３の受光面に結
像させてスポット像を形成する受光光学系１１５とから
なる。ビーム投光手段７および位置検出手段８は架台３
に搭載され、基準反射物体９は架台３とは異なる定位置
に固定されている。ビーム投光手段７と位置検出手段８
とは図２８における上下に配置され、受光素子１１３の
受光面の長手方向は上下方向に一致する。

【００６１】上記構成によって、図２９に示すように、
架台３が移動するのに伴って受光素子１１３の受光面に
おいてスポット像が形成される位置が移動し、結果的に
受光素子１１３の出力によって架台３の位置を検出でき
ることになる。ここで、基準反射物体９の拡散反射面は
Ｘ軸方向に直交する必要はなく、光ビームが照射できる
位置であって位置検出手段８の視野に光スポットが形成
される位置であれば、拡散反射面の向きはとくに制約さ
れない。

【００６２】ビーム投光手段７および位置検出手段８に
関する回路構成は、参考例９の説明で示した図２０と同
様である。すなわち、受光素子１１３の出力に演算を施
すことによって、架台３のＸ軸方向の位置に対応した走
査情報としての走査位置信号が得られ、この走査位置信
号を駆動制御部５に入力し、入力部６からの位置指定信
号と比較することにより、走査手段としてのボイスコイ
ルモータ３０やモータ９１をフィードバック制御するこ
とができるのである。

【００６３】本実施例の構成では、光ビームを架台３の
進行方向に一致させているから、位置検出手段８の出力
は他の方向の変位による影響を受けにくく、架台３の振
動などによる誤差の発生が少なくなるのである。他の構
成および動作は参考例９と同様である。 （実施例４） 本実施例は、図３０に示すように、ビーム投光手段７お
よび位置検出手段８を定位置に固定し、基準反射物体９
を架台３に取り付けたものであって、ビーム投光手段７
および位置検出手段８と基準反射物体９との位置関係を
実施例３とは逆にしたものである。ビーム投光手段７の
光軸は架台３の移動方向（Ｘ軸方向）に一致し、位置検
出手段８は図２９においてビーム投光手段７の下方に配
置される。また、位置検出手段８の受光面の長手方向は
上下方向に一致する。

【００６４】動作については実施例３と同様であって、
図３１に示すように、架台３が移動すれば、受光素子１
１３の受光面に形成されるスポット像が移動し、受光素
子１１３の出力によって架台３の位置を知ることができ
る。すなわち、実施例３と同様に受光素子１１３の出力
に演算を施すことによって走査情報を得ることができる
のである。他の構成および動作は参考例９と同様であ
る。また、実施例３と同様に、位置検出手段８の出力は
他の方向の変位による影響を受けにくく、架台３の振動
などによる誤差の発生が少なくなる。

【００６５】なお、走査情報検出手段には上述したもの
のほか、ポテンショメータなどを用いることも可能であ
る。

【００６６】

【発明の効果】請求項１の発明は、投光手段および受光
手段を架台に取り付け、走査手段で架台を走行させるこ
とによって被測定物の上での投光スポットの位置を走査
するので、被測定物に対する光ビームの投光方向を一定
に保つことができ、被測定物の表面に対して光ビームを
直交させて照射すれば被測定物の表面に凹凸があっても
死角が形成されることがないのである。すなわち、表面
に段差を有した被測定物であっても測定できない箇所が
生じないという効果がある。また、投光手段と受光手段
とを取り付けた架台を走行させるから、どのような大き
さの被測定物であっても架台の走行範囲を被測定物の寸
法に合わせて設定するだけで対応することが可能であっ
て、視野を大きくすることができるという効果がある。
しかも、等距離となる箇所には同じ条件で光ビームを照
射することができて等距離となる箇所では投光スポット
のスポット径が変化しないから、測定精度が場所によっ
て変化することがなく再現性のよい測定が可能になると
ともに、走査ミラーを用いる場合のような振り角に応じ
た距離の補正が不要になるという効果がある。さらに、
架台の位置を含む走査情報を検出するから、架台の位置
に対応付けて被測定物の表面の凹凸形状を検出できる。

【００６７】

【００６８】

【００６９】

【００７０】

【００７１】

【００７２】とくに、請求項１の発明は、投光手段の被
測定物に照射される光ビームの一部を架台の進行方向と
は所定角度をなす方向に分岐させ、定位置に固定されビ
ームスプリッタにより分岐された光ビームを位置検出手
段で受光して架台の移動に応じて位置検出手段から出力
を得るのであって、ビーム投光手段が投光手段と兼用さ
れた形になり、部材の共用化によって全体としての構成
が簡単になる。

【００７３】また、請求項２、３の発明は、架台の進行
方向に光ビームを投光するビーム投光手段を設け、ビー
ム投光手段からの光ビームが照射される拡散反射面を有
した基準反射物体を設け、さらに基準反射物体の拡散反
射面に光ビームの照射により形成される光スポットを受
光光学系を通して結像させたスポット像の位置に応じた
出力を発生する位置検出手段とを設け、ビーム投光手段
および位置検出手段と基準反射物体との一方を架台に設
け、他方を定位置に固定しているから、架台の振動など
によって架台の進行方向とは異なる方向の変位があって
も、位置検出手段ではほとんど検出されることがなく、
架台の走査位置について誤差の少ない測定結果を得るこ
とができるという利点がある。とくに、請求項３の発明
では、基準反射物体を架台に載せるから、ビーム投光手
段および位置検出手段を架台に載せる場合に比較して架
台の重量増加が少なく、架台の移動に要する電力を節約
することができるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】基本構成を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は測
定結果を示す図である。

【図２】参考例１を示す斜視図である。

【図３】参考例１に用いるボイスコイル型リニア直流モ
ータの原理説明図である。

【図４】参考例１の要部の分解斜視図である。

【図５】参考例１の要部の概略構成図である。

【図６】参考例１の要部の概略斜視図である。

【図７】参考例１における変位測定のための回路部分の
ブロック図である。

【図８】参考例１における駆動制御部のブロック図であ
る。

【図９】参考例２における駆動制御部のブロック図であ
る。

【図１０】参考例３における駆動制御部のブロック図で
ある。

【図１１】参考例４における駆動制御部のブロック図で
ある。

【図１２】参考例５に用いるリニアパルスモータの要部
の概略構成図である。

【図１３】参考例６に用いるリニアパルスモータの要部
の概略構成図である。

【図１４】参考例７に用いる走査手段を示す斜視図であ
る。

【図１５】参考例７、参考例８における走査手段の制御
系を示すブロック図である。

【図１６】参考例７、参考例８においてパルスモータを
用いた場合の走査手段の制御系を示すブロック図であ
る。

【図１７】参考例８に用いる走査手段を示す側面図であ
る。

【図１８】参考例９の要部の概略斜視図である。

【図１９】参考例９の原理説明図である。

【図２０】参考例９における架台の位置検出のための回
路部分のブロック図である。

【図２１】参考例１０の要部の概略斜視図である。

【図２２】参考例１０の原理説明図である。

【図２３】実施例１を示す斜視図である。

【図２４】実施例１の概略構成図である。

【図２５】実施例１の原理説明図である。

【図２６】実施例１における回路部分のブロック図であ
る。

【図２７】実施例２の原理説明図である。

【図２８】実施例３を示す概略構成図である。

【図２９】実施例３の動作説明図である。

【図３０】実施例４を示す概略構成図である。

【図３１】実施例４の動作説明図である。

【図３２】従来例を示し、（ａ）は概略構成図、（ｂ）
は測定結果を示す図である。

【図３３】従来例の原理説明図である。

【図３４】従来例の問題点を示す図である。

【符号の説明】

１ 投光手段 ２ 受光手段 ３ 架台 ４ 信号処理部 ５ 駆動制御部 ６ 入力部 ７ ビーム投光手段 ８ 位置検出手段 ９ 基準反射物体 １０ 被測定物 ３０ ボイスコイル型リニア直流モータ ４０ リニアエンコーダ ７３ 微分器 ７６ 微分器 ７８ 微分器 ８０ リニアパルスモータ ９１ モータ ９２ ベルト ９５ ロータリエンコーダ ９６ ボールねじ １１１ 投光素子 １１２ 投光光学系 １１３ 受光素子 １１４ ビームスプリッタ １１５ 受光光学系

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−364411（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−89503（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−52683（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−98722（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−152410（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−28600（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−234096（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−372725（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−141834（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−3307（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−1780（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01B 11/00 - 21/30 G01B 5/00 - 5/30 G01C 3/06 G11B 7/08

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被測定物に光ビームを照射する投光手段
   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
   の距離を求める信号処理部と、投光手段および受光手段
   を取り付けた架台を移動させて被測定物の上で投光スポ
   ットを走査する走査手段とを具備し、架台の位置を含む
   走査情報を検出する走査情報検出手段を備える光走査型
   変位測定装置において、走査情報検出手段は、投光手段
   から被測定物に照射される光ビームの一部を架台の進行
   方向とは所定角度をなす方向に分岐させるビームスプリ
   ッタと、定位置に固定されビームスプリッタにより分岐
   された光ビームを受光するとともに受光面の長手方向が
   架台の移動方向に直交し架台の移動に伴う光スポットの
   移動量に応じた出力を発生する位置検出手段とから成る
   ことを特徴とする光走査型変位測定装置。
2. 【請求項２】 被測定物に光ビームを照射する投光手段
   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
   の距離を求める信号処理部と、投光手段および受光手段
   を取り付けた架台を移動させて被測定物の上で投光スポ
   ットを走査する走査手段とを具備し、架台の位置を含む
   走査情報を検出する走査情報検出手段を備える光走査型
   変位測定装置において、走査情報検出手段は、架台に取
   り付けられ架台の進行方向に光ビームを投光するビーム
   投光手段と、定位置に固定されビーム投光手段からの光
   ビームが照射される拡散反射面を有した基準反射物体
   と、架台に取り付けられ基準反射物体の拡散反射面に光
   ビームの照射によって形成される光スポットを受光光学
   系を通して結像させたスポット像が架台の移動に伴って
   移動する量に応じた出力を発生する位置検出手段とから
   成ることを特徴とする光走査型変位測定装置。
3. 【請求項３】 被測定物に光ビームを照射する投光手段
   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
   の距離を求める信号処理部と、投光手段および受光手段
   を取り付けた架台を移動させて被測定物の上で投光スポ
   ットを走査する走査手段とを具備し、架台の位置を含む
   走査情報を検出する走査情報検出手段を備える光走査型
   変位測 定装置において、走査情報検出手段は、定位置に
   固定され架台の進行方向に光ビームを投光するビーム投
   光手段と、架台に取り付けられビーム投光手段からの光
   ビームが照射される拡散反射面を有した基準反射物体
   と、定位置に固定され基準反射物体の拡散反射面に光ビ
   ームの照射によって形成される光スポットを受光光学系
   を通して結像させたスポット像が架台の移動に伴って移
   動する量に応じた出力を発生する位置検出手段とから成
   ることを特徴とする光走査型変位測定装置。