JP3513943B2 - 光走査型変位測定装置 - Google Patents
光走査型変位測定装置Info
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- JP3513943B2 JP3513943B2 JP28101794A JP28101794A JP3513943B2 JP 3513943 B2 JP3513943 B2 JP 3513943B2 JP 28101794 A JP28101794 A JP 28101794A JP 28101794 A JP28101794 A JP 28101794A JP 3513943 B2 JP3513943 B2 JP 3513943B2
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- displacement measuring
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- Measurement Of Optical Distance (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、被測定物上を走査する
光スポットを受光することによって被測定物表面の凹凸
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。
光スポットを受光することによって被測定物表面の凹凸
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】この種の光走査型変位測定装置では、被
測定物までの距離を測定するにあたり、半導体レーザや
発光ダイオードのような投光素子と、この投光素子から
の光を細く絞る投光光学系とによって被測定物表面に光
スポットを形成する投光手段を構成するとともに、受光
光学系を通して受光面に投光スポットの像が形成される
受光素子に、受光スポットの位置に応じた出力が得られ
るＰＳＤやＣＣＤ等の位置検出素子を用いて受光手段を
構成し、投光手段と受光手段との間の距離を基線長とし
た三角測量法を用いたり、投光手段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までの距離を求める
もの（たとえばヘテロダイン干渉法）等があるが、被測
定物表面に形成する光スポットを走査することによっ
て、被測定物表面の変位を測定するにあたっては、特開
平１−２４５１０３号公報等に記載されているように、
走査ミラーのような偏向手段を用いていた。
測定物までの距離を測定するにあたり、半導体レーザや
発光ダイオードのような投光素子と、この投光素子から
の光を細く絞る投光光学系とによって被測定物表面に光
スポットを形成する投光手段を構成するとともに、受光
光学系を通して受光面に投光スポットの像が形成される
受光素子に、受光スポットの位置に応じた出力が得られ
るＰＳＤやＣＣＤ等の位置検出素子を用いて受光手段を
構成し、投光手段と受光手段との間の距離を基線長とし
た三角測量法を用いたり、投光手段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までの距離を求める
もの（たとえばヘテロダイン干渉法）等があるが、被測
定物表面に形成する光スポットを走査することによっ
て、被測定物表面の変位を測定するにあたっては、特開
平１−２４５１０３号公報等に記載されているように、
走査ミラーのような偏向手段を用いていた。
【０００３】しかし、走査ミラーのような偏向手段で走
査する場合、偏向手段の直下位置以外では被測定物の表
面に光ビームが斜めに入射することになるために、被測
定物によっては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。また、偏向手段からの等距離線
は円弧の一部であるから、受光素子の出力から距離を求
める際に偏向手段からの振り角に応じた補正が必要にな
るという問題などもある。
査する場合、偏向手段の直下位置以外では被測定物の表
面に光ビームが斜めに入射することになるために、被測
定物によっては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。また、偏向手段からの等距離線
は円弧の一部であるから、受光素子の出力から距離を求
める際に偏向手段からの振り角に応じた補正が必要にな
るという問題などもある。
【０００４】このために、偏向手段によって光スポット
の走査を行うのではなく、リニアモータを動力として移
動する架台に発光手段及び受光手段を配設するととも
に、架台の位置を検出することができる位置検出手段を
設けて、架台を移動させることで走査を行うようにした
ものが提案されている。この場合、偏向手段を用いた場
合の上記のような問題を排除することができる。
の走査を行うのではなく、リニアモータを動力として移
動する架台に発光手段及び受光手段を配設するととも
に、架台の位置を検出することができる位置検出手段を
設けて、架台を移動させることで走査を行うようにした
ものが提案されている。この場合、偏向手段を用いた場
合の上記のような問題を排除することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、発光手段及び
受光手段を配した架台を移動させるリニアモータ、たと
えばボイスコイル型リニア直流モータやリニアパルスモ
ータ等は、そのコイルに電流が印加されている時以外
は、架台を拘束しておくことができる力を発揮できない
ために、架台の移動経路に傾きがある時や振動が加わっ
てしまう状態にある場合、電源切断時のようなリニアモ
ータの制御不能時に、架台が動いて移動範囲の端にぶつ
かってしまい、破損したり光学系に狂いが生じたりして
しまうことがあった。
受光手段を配した架台を移動させるリニアモータ、たと
えばボイスコイル型リニア直流モータやリニアパルスモ
ータ等は、そのコイルに電流が印加されている時以外
は、架台を拘束しておくことができる力を発揮できない
ために、架台の移動経路に傾きがある時や振動が加わっ
てしまう状態にある場合、電源切断時のようなリニアモ
ータの制御不能時に、架台が動いて移動範囲の端にぶつ
かってしまい、破損したり光学系に狂いが生じたりして
しまうことがあった。
【０００６】本発明はこのような点に鑑み為されたもの
であり、その目的とするところはリニアモータ制御不能
時における上記問題を解消することができる光走査型変
位測定装置を提供するにある。
であり、その目的とするところはリニアモータ制御不能
時における上記問題を解消することができる光走査型変
位測定装置を提供するにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】しかして本発明は、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
リニアモータを動力として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、架台の移動方向にお
ける位置を検出する位置検出手段とを具備している光走
査型変位測定装置において、架台の移動方向全長に沿っ
て配設されて駆動部による駆動で架台と接触して上記移
動自在な架台を機械的に固定する係止手段を設けている
ことに主たる特徴を有している。
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
リニアモータを動力として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、架台の移動方向にお
ける位置を検出する位置検出手段とを具備している光走
査型変位測定装置において、架台の移動方向全長に沿っ
て配設されて駆動部による駆動で架台と接触して上記移
動自在な架台を機械的に固定する係止手段を設けている
ことに主たる特徴を有している。
【０００８】上記係止手段としては、架台の移動方向全
長に沿って配設された弾性体と、この弾性体を架台に押
し付ける駆動部とからなるものや、架台の移動方向全長
に沿って配設されるとともに多数の係止突起を備えてい
る係止部材と、この係止部材を移動させて架台に設けら
れた被係止部に係止させる駆動部とからなるものを好適
に用いることができ、特に後者の場合には、係止部材の
係止突起が鋸刃状のものであることが好ましい。
長に沿って配設された弾性体と、この弾性体を架台に押
し付ける駆動部とからなるものや、架台の移動方向全長
に沿って配設されるとともに多数の係止突起を備えてい
る係止部材と、この係止部材を移動させて架台に設けら
れた被係止部に係止させる駆動部とからなるものを好適
に用いることができ、特に後者の場合には、係止部材の
係止突起が鋸刃状のものであることが好ましい。
【０００９】機械的固定のための係止手段を作動させる
ことは、駆動用電源の監視のほか、走査手段による走査
異常を検出する異常検出手段を設けて、この異常検出手
段の異常検出出力によって係止手段を作動させてもよ
く、また駆動用電源を監視する場合、リニアモータへの
電源投入検出後も所定時間だけ係止手段による架台の固
定を持続し、所定時間の経過の後、架台の固定の解除並
びにリニアモータへの通電を行ことが好ましく、またリ
ニアモータへの電源の遮断の検出に伴ってリニアモータ
を電気的に停止させるとともに所定時間の経過の後、係
止手段による架台の固定を行わせることが好ましい。
ことは、駆動用電源の監視のほか、走査手段による走査
異常を検出する異常検出手段を設けて、この異常検出手
段の異常検出出力によって係止手段を作動させてもよ
く、また駆動用電源を監視する場合、リニアモータへの
電源投入検出後も所定時間だけ係止手段による架台の固
定を持続し、所定時間の経過の後、架台の固定の解除並
びにリニアモータへの通電を行ことが好ましく、またリ
ニアモータへの電源の遮断の検出に伴ってリニアモータ
を電気的に停止させるとともに所定時間の経過の後、係
止手段による架台の固定を行わせることが好ましい。
【００１０】
【作用】本発明によれば、リニアモータの制御不能時に
は、移動自在な架台を係止手段によって機械的に固定し
て、有害な動きを阻止することができる。そして上記係
止手段として、架台の移動方向全長に沿って配設された
弾性体と、この弾性体を架台に押し付ける駆動部とから
なるものを用いた時、機械的固定を行う際に架台に与え
る衝撃を小さくすることができ、架台の移動方向全長に
沿って配設されるとともに多数の係止突起を備えている
係止部材と、この係止部材を移動させて架台に設けられ
た被係止部に係止させる駆動部とからなるものを用いた
時、特に係止突起が鋸刃状のものを用いた時、架台を確
実に且つスムーズに固定してしまうことができる。
は、移動自在な架台を係止手段によって機械的に固定し
て、有害な動きを阻止することができる。そして上記係
止手段として、架台の移動方向全長に沿って配設された
弾性体と、この弾性体を架台に押し付ける駆動部とから
なるものを用いた時、機械的固定を行う際に架台に与え
る衝撃を小さくすることができ、架台の移動方向全長に
沿って配設されるとともに多数の係止突起を備えている
係止部材と、この係止部材を移動させて架台に設けられ
た被係止部に係止させる駆動部とからなるものを用いた
時、特に係止突起が鋸刃状のものを用いた時、架台を確
実に且つスムーズに固定してしまうことができる。
【００１１】また、機械的固定のための係止手段を作動
させるにあたり、走査手段による走査異常を検出する異
常検出手段を設けて、この異常検出手段の異常検出出力
によって係止手段を作動させた時には、リニアモータに
異常が生じた時のような走査異常時にも対応することが
でき、また駆動用電源を監視して係止手段を作動させる
場合、リニアモータへの電源投入検出後も所定時間だけ
係止手段による架台の固定を持続し、所定時間の経過の
後、架台の固定の解除並びにリニアモータへの通電を行
うことで、電源投入直後の不安定時の異常動作を防止す
ることができ、さらにリニアモータへの電源の遮断の検
出に伴ってリニアモータを電気的に停止させるとともに
所定時間の経過の後、係止手段による架台の固定を行わ
せることで、架台が走行中の電源遮断のために架台が慣
性で移動している時にも、適切に架台を停止固定させる
ことができる。
させるにあたり、走査手段による走査異常を検出する異
常検出手段を設けて、この異常検出手段の異常検出出力
によって係止手段を作動させた時には、リニアモータに
異常が生じた時のような走査異常時にも対応することが
でき、また駆動用電源を監視して係止手段を作動させる
場合、リニアモータへの電源投入検出後も所定時間だけ
係止手段による架台の固定を持続し、所定時間の経過の
後、架台の固定の解除並びにリニアモータへの通電を行
うことで、電源投入直後の不安定時の異常動作を防止す
ることができ、さらにリニアモータへの電源の遮断の検
出に伴ってリニアモータを電気的に停止させるとともに
所定時間の経過の後、係止手段による架台の固定を行わ
せることで、架台が走行中の電源遮断のために架台が慣
性で移動している時にも、適切に架台を停止固定させる
ことができる。
【００１２】
【実施例】以下本発明を図示実施例に基づいて詳述する
と、図１及び図２に示す実施例は、走査手段の動力源と
して、ボイスコイル型直流リニアモータ３０を用いると
ともに、位置検出手段７として三角測量式の光学的距離
センサーを用いたもので、ここにおけるリニアモータ３
０は、棒状のセンターヨーク３１と、センターヨーク３
１の両側に平行に配置された一対のサイドヨーク３２
と、センターヨーク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
状のヨークと、サイドヨーク３２におけるセンターヨー
ク３１との対向面に接着剤にて固着した永久磁石３４と
からなる固定子を備えたもので、サイドヨーク３２に対
してセンターヨーク３１は断面積を略２倍に設定してあ
り、また、永久磁石３４は、センターヨーク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
ように着磁して、各センターヨーク３１との対向面が同
極になるように配置してある。そしてセンターヨーク３
１が挿通されたボビン３５と、ボビン３５内を通る磁力
線がセンターヨーク３１の長手方向に形成されるように
ボビン３５に巻回されたコイル３６とによって可動子が
形成されている。ここにおけるボビン３５はセンターヨ
ーク３１の長手方向に走行自在となるように寸法が設定
されているとともに、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３
５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。
と、図１及び図２に示す実施例は、走査手段の動力源と
して、ボイスコイル型直流リニアモータ３０を用いると
ともに、位置検出手段７として三角測量式の光学的距離
センサーを用いたもので、ここにおけるリニアモータ３
０は、棒状のセンターヨーク３１と、センターヨーク３
１の両側に平行に配置された一対のサイドヨーク３２
と、センターヨーク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
状のヨークと、サイドヨーク３２におけるセンターヨー
ク３１との対向面に接着剤にて固着した永久磁石３４と
からなる固定子を備えたもので、サイドヨーク３２に対
してセンターヨーク３１は断面積を略２倍に設定してあ
り、また、永久磁石３４は、センターヨーク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
ように着磁して、各センターヨーク３１との対向面が同
極になるように配置してある。そしてセンターヨーク３
１が挿通されたボビン３５と、ボビン３５内を通る磁力
線がセンターヨーク３１の長手方向に形成されるように
ボビン３５に巻回されたコイル３６とによって可動子が
形成されている。ここにおけるボビン３５はセンターヨ
ーク３１の長手方向に走行自在となるように寸法が設定
されているとともに、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３
５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。
【００１３】一方、投光手段１と受光手段２とは、上記
コイルボビン３５に固定ねじ４５で固着される架台３に
配設してある。投光手段１として、ここでは半導体レー
ザもしくは発光ダイオードを用いた投光素子と、投光光
学系とからなるものを用い、受光手段２として、ＰＳＤ
よりなる受光素子と、受光素子の受光面に投光スポット
を結像させる受光光学系とからなるものを用いて、投光
手段１と受光手段２とが、架台３の走行方向（矢印で示
す）とは略直交する面内に各光軸が含まれるように配置
するとともに、投光手段１からの光ビームが被測定物１
０の主たる平面に略直交するように照射するようにして
ある。
コイルボビン３５に固定ねじ４５で固着される架台３に
配設してある。投光手段１として、ここでは半導体レー
ザもしくは発光ダイオードを用いた投光素子と、投光光
学系とからなるものを用い、受光手段２として、ＰＳＤ
よりなる受光素子と、受光素子の受光面に投光スポット
を結像させる受光光学系とからなるものを用いて、投光
手段１と受光手段２とが、架台３の走行方向（矢印で示
す）とは略直交する面内に各光軸が含まれるように配置
するとともに、投光手段１からの光ビームが被測定物１
０の主たる平面に略直交するように照射するようにして
ある。
【００１４】また、上記架台３には取付ねじ４６によっ
てリニアガイド３７を固定してある。このリニアガイド
３７は、センターヨーク３１と平行に配したレール３８
に沿って滑らかに走行するもので、架台３の走行ががた
つきなく行われるように案内する。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。
てリニアガイド３７を固定してある。このリニアガイド
３７は、センターヨーク３１と平行に配したレール３８
に沿って滑らかに走行するもので、架台３の走行ががた
つきなく行われるように案内する。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。
【００１５】位置検出手段７には、投光手段７０と受光
手段７１とを有して定位置に固定された三角測量式の光
学的距離センサーを用いており、架台３に取り付けた拡
散反射物体７２に投光手段７０から架台３の移動方向に
光ビームを投射することで生じた拡散反射物体７２上の
光スポットを、受光手段７１で受光して、図３に示すよ
うに、架台３の位置（Ａ，Ｂ）によって変化する受光手
段７１の受光素子上での受光スポット位置（ａ，ｂ）か
ら、架台３の移動方向における位置を検出している。な
お、この位置検出手段７による位置情報出力は、被測定
物１０の表面の変位測定だけでなく、図４に示すよう
に、リニアモータ３０の閉ループ制御にも用いられる。
手段７１とを有して定位置に固定された三角測量式の光
学的距離センサーを用いており、架台３に取り付けた拡
散反射物体７２に投光手段７０から架台３の移動方向に
光ビームを投射することで生じた拡散反射物体７２上の
光スポットを、受光手段７１で受光して、図３に示すよ
うに、架台３の位置（Ａ，Ｂ）によって変化する受光手
段７１の受光素子上での受光スポット位置（ａ，ｂ）か
ら、架台３の移動方向における位置を検出している。な
お、この位置検出手段７による位置情報出力は、被測定
物１０の表面の変位測定だけでなく、図４に示すよう
に、リニアモータ３０の閉ループ制御にも用いられる。
【００１６】次に、機械的固定を行う係止手段について
説明すると、これは、平面形状がコ字形で且つ両端に回
転軸８０を有している可動係止アーム８と、可動係止ア
ーム８の一側端からの延長アーム８１にアクチュエータ
８６を連結したソレノイド８５とからなるもので、上記
回転軸８０によって回動自在となるように支持された可
動係止アーム８のレール３８と平行となっている中央片
８２の上面には、ゴムからなる弾性体８３を付設してあ
る。そしてソレノイド８５には、アクチュエータ８６を
突出させる方向に付勢するばね８７を設けて、このばね
８７による付勢でアクチュエータ８６が突出する時、回
転軸８２を中心に回動する可動係止アーム８５に設けた
弾性体８３が、架台３に設けた被係止突起３９に当接係
止して、架台３のリニアモータ３０による走行方向であ
り且つレール３８とリニアガイド３７とによるガイド方
向の動きを規制する。ソレノイド８５がアクチュエータ
８６をばね８７に抗して吸引した時には、弾性体８３が
架台３から離れ、架台３の走行が自由となる。
説明すると、これは、平面形状がコ字形で且つ両端に回
転軸８０を有している可動係止アーム８と、可動係止ア
ーム８の一側端からの延長アーム８１にアクチュエータ
８６を連結したソレノイド８５とからなるもので、上記
回転軸８０によって回動自在となるように支持された可
動係止アーム８のレール３８と平行となっている中央片
８２の上面には、ゴムからなる弾性体８３を付設してあ
る。そしてソレノイド８５には、アクチュエータ８６を
突出させる方向に付勢するばね８７を設けて、このばね
８７による付勢でアクチュエータ８６が突出する時、回
転軸８２を中心に回動する可動係止アーム８５に設けた
弾性体８３が、架台３に設けた被係止突起３９に当接係
止して、架台３のリニアモータ３０による走行方向であ
り且つレール３８とリニアガイド３７とによるガイド方
向の動きを規制する。ソレノイド８５がアクチュエータ
８６をばね８７に抗して吸引した時には、弾性体８３が
架台３から離れ、架台３の走行が自由となる。
【００１７】被測定物１０の表面の変位測定は、受光素
子２の出力と位置検出手段７の出力とからの演算によっ
て行うものであり、ここではその説明を省略するが、上
記ソレノイド８５の駆動制御は、停電時のような駆動用
電源の異常切断に際した場合について説明すると、次の
ようにしている。すなわち、図４及び図５に示すよう
に、駆動用電源（ＡＣ電源）を監視する電源モニタ用回
路ＭＣを設けて、駆動用電源が突然に切断された際に
は、電源モニタ用回路ＭＣからの検出信号を受けるタイ
マ回路Ｔｄに設定してある一定時間（駆動停止時間）、
位置指令信号をその時点でのＤＣ値にホールドさせる位
置指令信号ホールド指令）を出力することで、投光手段
１及び受光手段２を電気的にある位置に保持させること
をリニアモータ３０に行わせる。この時、若干のオーバ
ーシュートを伴う場合も考えられるが、その後、タイマ
回路Ｔｄの立ち下がりにより、タイマ回路Ｔｅが働い
て、限時時間で定められるところのパルス幅のソレノイ
ドセット信号がソレノイド８５に送られ、ソレノイド８
５はこのパルスによってアクチュエータ８６を突出させ
るとともにこの状態を保つことで、可動係止アーム８に
よるところの架台３の強制停止を行わせる。また、タイ
マ回路Ｔｄの立ち下がり時点から遅延回路によるところ
の所定遅延時間ｔｄの後、リニアモータ３０のコイル３
６への電源ラインに挿入されたスイッチＳＷをオフとす
るコイルオフ信号が出力されて、コイル３６が電源ライ
ンから切り離される。駆動用電源が停電や不注意によっ
て突然切断されても、まずリニアモータ３０の停止処理
が行われ、その後、架台３の機械的固定が行われるもの
であり、投光手段１及び受光手段２が配された架台３が
暴走するということがなく、移動経路の端にぶつかって
破損や光学系の狂いを招いてしまうということがないも
のである。なお、上記の一連の作用には専用のバックア
ップ電源を用いる。
子２の出力と位置検出手段７の出力とからの演算によっ
て行うものであり、ここではその説明を省略するが、上
記ソレノイド８５の駆動制御は、停電時のような駆動用
電源の異常切断に際した場合について説明すると、次の
ようにしている。すなわち、図４及び図５に示すよう
に、駆動用電源（ＡＣ電源）を監視する電源モニタ用回
路ＭＣを設けて、駆動用電源が突然に切断された際に
は、電源モニタ用回路ＭＣからの検出信号を受けるタイ
マ回路Ｔｄに設定してある一定時間（駆動停止時間）、
位置指令信号をその時点でのＤＣ値にホールドさせる位
置指令信号ホールド指令）を出力することで、投光手段
１及び受光手段２を電気的にある位置に保持させること
をリニアモータ３０に行わせる。この時、若干のオーバ
ーシュートを伴う場合も考えられるが、その後、タイマ
回路Ｔｄの立ち下がりにより、タイマ回路Ｔｅが働い
て、限時時間で定められるところのパルス幅のソレノイ
ドセット信号がソレノイド８５に送られ、ソレノイド８
５はこのパルスによってアクチュエータ８６を突出させ
るとともにこの状態を保つことで、可動係止アーム８に
よるところの架台３の強制停止を行わせる。また、タイ
マ回路Ｔｄの立ち下がり時点から遅延回路によるところ
の所定遅延時間ｔｄの後、リニアモータ３０のコイル３
６への電源ラインに挿入されたスイッチＳＷをオフとす
るコイルオフ信号が出力されて、コイル３６が電源ライ
ンから切り離される。駆動用電源が停電や不注意によっ
て突然切断されても、まずリニアモータ３０の停止処理
が行われ、その後、架台３の機械的固定が行われるもの
であり、投光手段１及び受光手段２が配された架台３が
暴走するということがなく、移動経路の端にぶつかって
破損や光学系の狂いを招いてしまうということがないも
のである。なお、上記の一連の作用には専用のバックア
ップ電源を用いる。
【００１８】また、駆動用電源を投入する際の機械的固
定の解除も、駆動用電源が投入された時点で解除を行う
のではなく、次のようにしている。つまり、図６及び図
７に示すように、駆動用電源が投入されれば、これを検
出した電源モニタ用回路ＭＣの出力でタイマ回路Ｔａを
作動させて、このタイマ回路Ｔａに設定してある電源オ
ン時の回路安定時間が経過した時点で、タイマ回路Ｔｂ
の限時時間で定められるところのパルス幅のソレノイド
リセット信号がソレノイド８５に送られ、このパルスに
よってソレノイド８５はばね８７に抗してアクチュエー
タ８６を吸引して架台３の機械的固定を解除するととも
に、以後、この状態を保つ。次いで、タイマ回路Ｔｂの
出力の立ち下がりでタイマ回路Ｔｃが作動し、その出力
信号の立ち上がりでスイッチＳＷをオンとしてコイル３
６を電源ラインに接続するとともに、これと同時に電源
オフ時にある任意の位置で停止していた架台３を走査開
始位置まで位置ゲインを通常の値より小さくした状態で
誘導する。タイマ回路Ｔｃの出力信号を上記誘導に要す
る時間に相当するパルス（低速度制御パルス）にするこ
とで、走査開始位置まで架台３を低速移動させるわけで
ある。次いでタイマ回路Ｔｃの出力信号の立ち下がりを
受けて位置指令信号を出力させる。この結果、電源投入
時の電源安定までの間の異常動作がなくなり、架台３の
暴走で破損や光学系の狂い等が生じることがない。
定の解除も、駆動用電源が投入された時点で解除を行う
のではなく、次のようにしている。つまり、図６及び図
７に示すように、駆動用電源が投入されれば、これを検
出した電源モニタ用回路ＭＣの出力でタイマ回路Ｔａを
作動させて、このタイマ回路Ｔａに設定してある電源オ
ン時の回路安定時間が経過した時点で、タイマ回路Ｔｂ
の限時時間で定められるところのパルス幅のソレノイド
リセット信号がソレノイド８５に送られ、このパルスに
よってソレノイド８５はばね８７に抗してアクチュエー
タ８６を吸引して架台３の機械的固定を解除するととも
に、以後、この状態を保つ。次いで、タイマ回路Ｔｂの
出力の立ち下がりでタイマ回路Ｔｃが作動し、その出力
信号の立ち上がりでスイッチＳＷをオンとしてコイル３
６を電源ラインに接続するとともに、これと同時に電源
オフ時にある任意の位置で停止していた架台３を走査開
始位置まで位置ゲインを通常の値より小さくした状態で
誘導する。タイマ回路Ｔｃの出力信号を上記誘導に要す
る時間に相当するパルス（低速度制御パルス）にするこ
とで、走査開始位置まで架台３を低速移動させるわけで
ある。次いでタイマ回路Ｔｃの出力信号の立ち下がりを
受けて位置指令信号を出力させる。この結果、電源投入
時の電源安定までの間の異常動作がなくなり、架台３の
暴走で破損や光学系の狂い等が生じることがない。
【００１９】図８に示す実施例は、可動係止アーム８の
中央片８２に弾性体８３を付設するのではなく、多数の
係止突起８４を架台３の移動方向全長に沿って中央片８
５２に設けたもので、円柱状被係止突起３９が係止突起
８４間に嵌まり込むために、架台３の機械的固定を確実
に行えるものとなっている。上記係止突起８４は、図９
に示すように、三角形状のものを鋸刃状に並べたもので
あってもよく、この場合、係止突起８４間に被係止突起
３９がスムーズに嵌まり込むことになる。
中央片８２に弾性体８３を付設するのではなく、多数の
係止突起８４を架台３の移動方向全長に沿って中央片８
５２に設けたもので、円柱状被係止突起３９が係止突起
８４間に嵌まり込むために、架台３の機械的固定を確実
に行えるものとなっている。上記係止突起８４は、図９
に示すように、三角形状のものを鋸刃状に並べたもので
あってもよく、この場合、係止突起８４間に被係止突起
３９がスムーズに嵌まり込むことになる。
【００２０】図１０及び図１１は、ソレノイド８５の駆
動制御についての別の実施例を示しており、ここでは位
置検出手段７から出力される位置情報信号が走査範囲内
に納まっているかどうかを比較器ＣＰによって監視し、
走査範囲を逸脱した走査異常時には、比較器ＣＰからの
位置指令信号ホールド指令により、タイマ回路Ｔｆに設
定した所定時間だけ位置指令信号をその時点でのＤＣ値
にホールドすることでリニアモータ３０の駆動停止を行
わせ、次いでタイマ回路Ｔｆの出力の立ち下がりによ
り、タイマ回路Ｔｇの限時時間であるところのパルス幅
のソレノイドセット信号をソレノイド８５に送って可動
係止アーム８によるところの架台３の機械的固定を行わ
せるとともに、遅延回路による所定の遅延時間ｔｄの
後、リニアモータ３０のコイル３６への電源ラインに挿
入されたスイッチＳＷをオフとするコイルオフ信号を出
力して、コイル３６を電源ラインから切り離す。
動制御についての別の実施例を示しており、ここでは位
置検出手段７から出力される位置情報信号が走査範囲内
に納まっているかどうかを比較器ＣＰによって監視し、
走査範囲を逸脱した走査異常時には、比較器ＣＰからの
位置指令信号ホールド指令により、タイマ回路Ｔｆに設
定した所定時間だけ位置指令信号をその時点でのＤＣ値
にホールドすることでリニアモータ３０の駆動停止を行
わせ、次いでタイマ回路Ｔｆの出力の立ち下がりによ
り、タイマ回路Ｔｇの限時時間であるところのパルス幅
のソレノイドセット信号をソレノイド８５に送って可動
係止アーム８によるところの架台３の機械的固定を行わ
せるとともに、遅延回路による所定の遅延時間ｔｄの
後、リニアモータ３０のコイル３６への電源ラインに挿
入されたスイッチＳＷをオフとするコイルオフ信号を出
力して、コイル３６を電源ラインから切り離す。
【００２１】なお、位置検出手段７としては、上記の距
離センサーのほか、リニアエンコーダやポテンショメー
タ等を用いることができ、またリニアモータがパルスモ
ータ（ステップモータ）の場合には、その駆動パルス数
を利用して架台３の位置検出を行うことができる。
離センサーのほか、リニアエンコーダやポテンショメー
タ等を用いることができ、またリニアモータがパルスモ
ータ（ステップモータ）の場合には、その駆動パルス数
を利用して架台３の位置検出を行うことができる。
【００２２】
【発明の効果】以上のように本発明においては、リニア
モータの制御不能時には、移動自在な架台を係止手段に
よって機械的に固定して、その暴走を防止することがで
きるために、投光手段及び受光手段が配された架台の移
動経路に傾きがある時や振動が加わってしまう状態にあ
る場合にも、架台が動いて移動範囲の端にぶつかってし
まうような事態を招くことがなく、このために破損した
り光学系に狂いが生じたりしてしまうことがないもので
ある。
モータの制御不能時には、移動自在な架台を係止手段に
よって機械的に固定して、その暴走を防止することがで
きるために、投光手段及び受光手段が配された架台の移
動経路に傾きがある時や振動が加わってしまう状態にあ
る場合にも、架台が動いて移動範囲の端にぶつかってし
まうような事態を招くことがなく、このために破損した
り光学系に狂いが生じたりしてしまうことがないもので
ある。
【００２３】そして上記係止手段として、架台の移動方
向全長に沿って配設された弾性体と、この弾性体を架台
に押し付ける駆動部とからなるものを用いた時、機械的
固定を行う際に架台に与える衝撃を小さくすることがで
きて、係止手段を設けたことによる弊害が新たに生ずる
ことを防止できる。係止手段として、架台の移動方向全
長に沿って配設されるとともに多数の係止突起を備えて
いる係止部材と、この係止部材を移動させて架台に設け
られた被係止部に係止させる駆動部とからなるものを用
いた時には、架台を確実に固定することができるものと
なり、特に係止突起に鋸刃状のものを用いた時には、架
台の確実な固定を円滑に行うことができる。
向全長に沿って配設された弾性体と、この弾性体を架台
に押し付ける駆動部とからなるものを用いた時、機械的
固定を行う際に架台に与える衝撃を小さくすることがで
きて、係止手段を設けたことによる弊害が新たに生ずる
ことを防止できる。係止手段として、架台の移動方向全
長に沿って配設されるとともに多数の係止突起を備えて
いる係止部材と、この係止部材を移動させて架台に設け
られた被係止部に係止させる駆動部とからなるものを用
いた時には、架台を確実に固定することができるものと
なり、特に係止突起に鋸刃状のものを用いた時には、架
台の確実な固定を円滑に行うことができる。
【００２４】また、機械的固定のための係止手段を作動
させるにあたり、走査手段による走査異常を検出する異
常検出手段を設けて、この異常検出手段の異常検出出力
によって係止手段を作動させた時には、リニアモータに
異常が生じたり、外力が加えられた時にも対応すること
ができて信頼性がより高いものとなる。駆動用電源を監
視して係止手段を作動させる場合には、リニアモータへ
の電源投入検出後も所定時間だけ係止手段による架台の
固定を持続し、所定時間の経過の後、架台の固定の解除
並びにリニアモータへの通電を行うことで、電源投入直
後の不安定時の異常動作を防止することができて、信頼
性が増加する。
させるにあたり、走査手段による走査異常を検出する異
常検出手段を設けて、この異常検出手段の異常検出出力
によって係止手段を作動させた時には、リニアモータに
異常が生じたり、外力が加えられた時にも対応すること
ができて信頼性がより高いものとなる。駆動用電源を監
視して係止手段を作動させる場合には、リニアモータへ
の電源投入検出後も所定時間だけ係止手段による架台の
固定を持続し、所定時間の経過の後、架台の固定の解除
並びにリニアモータへの通電を行うことで、電源投入直
後の不安定時の異常動作を防止することができて、信頼
性が増加する。
【００２５】さらにリニアモータへの電源の遮断の検出
に伴ってリニアモータを電気的に停止させるとともに所
定時間の経過の後、係止手段による架台の固定を行わせ
る時には、架台が走行中の電源遮断のために架台が慣性
で移動している時にも、適切に架台を停止固定させるこ
とができるために、やはり信頼性が高くなる。
に伴ってリニアモータを電気的に停止させるとともに所
定時間の経過の後、係止手段による架台の固定を行わせ
る時には、架台が走行中の電源遮断のために架台が慣性
で移動している時にも、適切に架台を停止固定させるこ
とができるために、やはり信頼性が高くなる。
【図１】本発明一実施例の斜視図である。
【図２】同上の分解斜視図である。
【図３】同上の位置検出手段の動作説明図である。
【図４】同上の駆動用電源遮断時の動作を示しているブ
ロック回路図である。
ロック回路図である。
【図５】同上のタイムチャートである。
【図６】同上の駆動用電源投入時の動作を示しているブ
ロック回路図である。
ロック回路図である。
【図７】同上のタイムチャートである。
【図８】他の実施例の分解斜視図である。
【図９】別の実施例の分解斜視図である。
【図１０】走査異常時の動作を示しているブロック回路
図である。
図である。
【図１１】同上のタイムチャートである。
１ 投光手段
２ 受光手段
３ 架台
７ 位置検出手段
８ 可動係止アーム
３０ リニアモータ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 広野 淳之
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４−364411（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−197513（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−4929（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−98152（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01B 11/00 - 21/30
G01B 5/00 - 5/30
Claims (7)
- 【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リニアモータを動力として移動させ
て被測定物の上で投光スポットを走査する走査手段と、
架台の移動方向における位置を検出する位置検出手段と
を具備している光走査型変位測定装置において、架台の
移動方向全長に沿って配設されて駆動部による駆動で架
台と接触して上記移動自在な架台を機械的に固定する係
止手段を設けていることを特徴とする光走査型変位測定
装置。 - 【請求項２】係止手段は、架台の移動方向全長に沿って
配設された弾性体と、この弾性体を架台に押し付ける駆
動部とからなることを特徴とする請求項１記載の光走査
型変位測定装置。 - 【請求項３】係止手段は、架台の移動方向全長に沿って
配設されるとともに多数の係止突起を備えている係止部
材と、この係止部材を移動させて架台に設けられた被係
止部に係止させる駆動部とからなることを特徴とする請
求項１記載の光走査型変位測定装置。 - 【請求項４】 係止部材の係止突起が鋸刃状のものであ
ることを特徴とする請求項３記載の光走査型変位測定装
置。 - 【請求項５】 走査手段による走査異常を検出する異常
検出手段と、この異常検出手段の異常検出出力によって
係止手段を作動させて架台を固定する制御手段とを備え
ていることを特徴とする請求項１から請求項４までのい
ずれかの項に記載の光走査型変位測定装置。 - 【請求項６】 リニアモータへの電源投入検出後も所定
時間だけ係止手段による架台の固定を持続し、所定時間
の経過の後、架台の固定の解除並びにリニアモータへの
通電を行う制御回路を備えていることを特徴とする請求
項１から請求項５までのいずれかの項に記載の光走査型
変位測定装置。 - 【請求項７】 リニアモータへの電源の遮断の検出に伴
ってリニアモータを電気的に停止させるとともに所定時
間の経過の後、係止手段による架台の固定を行わせる制
御回路を備えていることを特徴とする請求項１から請求
項５までのいずれかの項に記載の光走査型変位測定装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28101794A JP3513943B2 (ja) | 1994-11-15 | 1994-11-15 | 光走査型変位測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28101794A JP3513943B2 (ja) | 1994-11-15 | 1994-11-15 | 光走査型変位測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08145659A JPH08145659A (ja) | 1996-06-07 |
| JP3513943B2 true JP3513943B2 (ja) | 2004-03-31 |
Family
ID=17633132
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28101794A Expired - Fee Related JP3513943B2 (ja) | 1994-11-15 | 1994-11-15 | 光走査型変位測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3513943B2 (ja) |
-
1994
- 1994-11-15 JP JP28101794A patent/JP3513943B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08145659A (ja) | 1996-06-07 |
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Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090123 Year of fee payment: 5 |
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| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
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