JP5202012B2 - 光学式変位計 - Google Patents
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Description
図1は、本発明による光学式変位計の一構成例を示した図である。この光学式変位計1は、測定対象物2へ検出光を照射し、その反射光を検出することによって、測定対象物2までの距離を求める計測装置であり、例えば、FA(Factory Automation)システムを構成する計測装置として、測定対象物の位置を検出し、プログラマブルコントローラへ出力する用途に使用される。
次に第2の実施の形態について説明する。測距演算部18以外の構成については第1の実施の形態と同一である為、説明を省略し、また、実施の形態1と対応する構成については実施の形態1と同一の符号を与えている。図5に示したように奇数画素20aの受光量分布と偶数画素20bの受光量分布をそのまま合成すると、凸凹の合成受光量分布となってしまうことがある。そこで、本実施の形態では奇数画素20aの受光量分布と偶数画素20bの受光量分布をそれぞれ補正した上で合成し、合成された受光量分布の受光量のピーク位置を検出し、検出されたピーク位置に基づいて測定対象物2までの距離を計測する。
(補正受光量)=α×{(得られた受光量)−β}
オフセット補正値βは1次元イメージセンサ20に光を一切入光させない状態の時に出力される増幅回路15a、15bの出力値の差分に基づいて算出することができる。一方ゲイン補正値αは1次元イメージセンサ20に一様な光を入光させた時に出力される増幅回路15a、15bの出力値の差分から算出することができる。これらは出荷時に各光学式変位計ごとに算出され、各補正部45a、45bに格納される。
10 投光手段
11 投光レンズ
12 受光レンズ
13 光センサチップ
14 撮像エリア指定部
15a 増幅回路(奇数側)
15b 増幅回路(偶数側)
16a A/D変換回路(奇数側)
16b A/D変換回路(偶数側)
17 投受光条件演算部
18 測距演算部
19 投受光制御部
20 1次元イメージセンサ
20a 奇数画素
20b 偶数画素
21a シリアル出力部(奇数側)
21b シリアル出力部(偶数側)
22 露光制御部
23 出力エリア制御部
30 ゲイン制御部
31 シャッター制御部
32 発光制御部
41a ピーク検出部(奇数側)
41b ピーク検出部(偶数側)
42 中点算出部
43 距離計測部
45a 補正部(奇数側)
45b 補正部(偶数側)
46 合成部
Claims (8)
- 測定対象物に光を投光する投光手段と、
前記投光手段により投光され、前記測定対象物による反射光を受光する複数の画素からな
る1次元イメージセンサと、
前記1次元イメージセンサの奇数番目の画素の受光量を順に出力する第1の出力手段と、
前記1次元イメージセンサの偶数番目の画素の受光量を順に出力する第2の出力手段と、
前記第1の出力手段により出力された前記奇数番目の画素の受光量を増幅する第1の増幅
手段と、
前記第2の出力手段により出力された前記偶数番目の画素の受光量を増幅する第2の増幅
手段と、
前記第1の増幅手段により増幅された前記奇数番目の各画素の受光量に基づいて形成され
た受光波形から前記反射光の第1のスポット位置を検出する第1の検出手段と、
前記第2の増幅手段により増幅された前記偶数番目の各画素の受光量に基づいて形成され
た受光波形から前記反射光の第2のスポット位置を検出する第2の検出手段と、
前記第1の検出手段及び第2の検出手段により検出された第1及び第2のスポット位置に
基づいて、前記測定対象物までの距離又は変位を計測する計測手段とを備えることを特徴
とする光学式変位計。 - 前記第1の検出手段及び第2の検出手段により検出された前記反射光の第1及び第2のス
ポット位置の中点位置を算出する算出手段を更に備え、
前記計測手段は前記算出手段により算出された中点位置に基いて前記測定対象物までの距
離又は変位を計測することを特徴とする請求項1に記載の光学式変位計。 - 前記第1の検出手段及び第2の検出手段は、前記奇数番目の画素の受光波形及び前記偶数
番目の画素の受光波形から、画素単位よりも小さい単位で前記反射光のスポット位置を検
出することを特徴とする請求項1又は2に記載の光学式変位計。 - 前記奇数番目の画素と、前記偶数番目の画素を、異なるシャッター信号に基づいて、独立して露光時間の長さ及び露光するタイミングを制御する制御手段を備えることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の光学式変位計。
- 前記1次元イメージセンサを構成する画素のうち、受光量を前記第1の出力手段及び第2の出力手段に出力させる画素を指定するための撮影エリア指定手段を備えることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の光学式変位計。
- 前記第1の検出手段及び第2の検出手段は、前記第1の増幅手段及び第2の増幅手段により増幅された各画素の受光量に基づいて形成された受光波形に近似曲線をそれぞれフィッティングすることにより、前記第1のスポット位置及び第2のスポット位置を検出することを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の光学式変位計。
- 前記第1の検出手段及び第2の検出手段は、受光量の大きい順に複数のプロット点を抽出し、前記近似曲線の生成に用いる該プロット点を限定することにより、前記近似曲線の生成にかかる時間を短縮することを特徴とする請求項6に記載の光学式変位計。
- 前記第1の検出手段及び第2の検出手段は、予め定められたしきい値以上の受光量を示す前記プロット点のみを抽出し、抽出されたプロット点の受光量分布に従って前記近似曲線を生成することを特徴とする請求項7に記載の光学式変位計。
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