JP6819376B2 - Displacement measuring device - Google Patents
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Description
本発明は、変位計測装置に関する。特に本発明は、電子回路を有していないセンサヘッドを含む、変位計測装置に関する。 The present invention relates to a displacement measuring device. In particular, the present invention relates to a displacement measuring device including a sensor head having no electronic circuit.
計測対象物の表面形状などを検査する装置として、変位計測装置(変位センサ)が知られている。たとえば特開2012−208102号公報(特許文献1)は、共焦点光学系を利用して非接触で計測対象物の変位を計測する共焦点計測装置を開示する。 A displacement measuring device (displacement sensor) is known as a device for inspecting the surface shape of an object to be measured. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-208102 (Patent Document 1) discloses a confocal measuring device that measures the displacement of a measurement object in a non-contact manner using a confocal optical system.
特開2012−208102号公報(特許文献1)に記載された共焦点計測装置において、センサヘッドは電子回路を有しておらず、かつ、センサヘッドとコントローラとは分離されている。センサヘッドの近くにいるユーザは、変位計測装置の計測状態を把握するためにはコントローラの表示を確認する必要がある。 In the confocal measuring device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-208102 (Patent Document 1), the sensor head does not have an electronic circuit, and the sensor head and the controller are separated. The user near the sensor head needs to check the display of the controller in order to grasp the measurement state of the displacement measuring device.
たとえばセンサヘッドを設置する際には、正確な計測のために、センサヘッドを設置する位置を調整することが必要になる。変位計測装置の計測可能な範囲は、センサヘッドの前面からの距離の範囲として表すことができる。一般的に、メーカは、この範囲を変位計測装置の仕様として定義する。本明細書では、変位計測装置の計測可能な距離の範囲として予め規定された範囲を「規定距離範囲」と呼ぶ。 For example, when installing the sensor head, it is necessary to adjust the position where the sensor head is installed for accurate measurement. The measurable range of the displacement measuring device can be expressed as the range of the distance from the front surface of the sensor head. Generally, the manufacturer defines this range as the specifications of the displacement measuring device. In the present specification, a range predetermined as a measurable distance range of the displacement measuring device is referred to as a “prescribed distance range”.
ワークが置かれる位置を基準として、そのワークの位置が規定距離範囲内に入るようにセンサヘッドの設置位置が調整される。ユーザがセンサヘッドの近くにいた場合には、コントローラからユーザまでの距離、あるいは、コントローラに対するユーザの位置により、コントローラの表示を確認するのが難しい可能性がある。 Based on the position where the work is placed, the installation position of the sensor head is adjusted so that the position of the work is within the specified distance range. When the user is near the sensor head, it may be difficult to check the display of the controller depending on the distance from the controller to the user or the position of the user with respect to the controller.
本発明の目的は、電子回路を有していないセンサヘッドを含む変位計測装置の計測状態をユーザが容易に認識するための技術を提供することである。 An object of the present invention is to provide a technique for a user to easily recognize a measurement state of a displacement measuring device including a sensor head having no electronic circuit.
本発明のある局面に従う変位計測装置は、光学系を有し、かつ電子回路を有していないセンサヘッドと、照射光を発生させる投光部と、センサヘッドで受光される、照射光の反射光を受光する受光部と、受光部の受光量に基づいてセンサヘッドと反射光の反射位置との間の距離を算出する制御部とを含むコントローラと、投光部からの照射光をセンサヘッドに伝達する第1の光ファイバと、センサヘッドからの反射光をコントローラに伝達する第2の光ファイバとを備える。制御部は、センサヘッドと反射位置との間の距離を計測する第1のモードと、センサヘッドと反射位置との間の距離が規定距離範囲の中央部にあるかどうかを投光部の投光状態によって示す第2のモードとを有する。規定距離範囲は、変位計測装置の計測可能な距離の範囲として定義され、規定距離範囲の中央部は、規定距離範囲の中心付近の所定の距離であると定義される。第1の光ファイバと第2の光ファイバとは同一であってもよい。 The displacement measuring device according to a certain aspect of the present invention has a sensor head having an optical system and not having an electronic circuit, a light projecting unit for generating irradiation light, and reflection of irradiation light received by the sensor head. A controller including a light receiving unit that receives light and a control unit that calculates the distance between the sensor head and the reflected position of the reflected light based on the amount of light received by the light receiving unit, and the sensor head that emits light from the light projecting unit. A first optical fiber that transmits light from the sensor head and a second optical fiber that transmits the reflected light from the sensor head to the controller are provided. The control unit emits a first mode for measuring the distance between the sensor head and the reflection position and whether or not the distance between the sensor head and the reflection position is in the center of the specified distance range. It has a second mode indicated by the light state. The defined distance range is defined as the range of measurable distances of the displacement measuring device, and the central portion of the defined distance range is defined as a predetermined distance near the center of the defined distance range. The first optical fiber and the second optical fiber may be the same.
上記構成によれば、センサヘッドと反射位置との間の距離が規定距離範囲の中央部にあるかどうかをユーザが容易に認識することが可能な変位計測装置を提供することができる。第2のモードにおいて、ユーザは、センサヘッドから出る光により、変位計測装置の計測状態を確認することができる。 According to the above configuration, it is possible to provide a displacement measuring device capable of easily recognizing whether or not the distance between the sensor head and the reflection position is in the central portion of the predetermined distance range. In the second mode, the user can confirm the measurement state of the displacement measuring device by the light emitted from the sensor head.
好ましくは、第2のモードにおいて、制御部は、センサヘッドと反射位置との間の距離が、規定距離範囲の中央部内に入っているか否かを判断して、その判断結果を投光部の投光状態によって示す。 Preferably, in the second mode, the control unit determines whether or not the distance between the sensor head and the reflection position is within the central portion of the predetermined distance range, and the determination result is determined by the light projecting unit. Shown by the light projection condition.
上記構成により、規定距離範囲の中央部をユーザに容易に認識させることが可能な変位計測装置を提供することができる。第2のモードにおいて、ユーザは、センサヘッドから出る光により、センサヘッドと反射位置との間の距離が規定距離範囲の中央部内であることを確認することができる。 With the above configuration, it is possible to provide a displacement measuring device capable of making the user easily recognize the central portion of the specified distance range. In the second mode, the user can confirm that the distance between the sensor head and the reflection position is within the central portion of the specified distance range by the light emitted from the sensor head.
好ましくは、第2のモードにおいて、センサヘッドから反射位置までの距離が規定距離範囲の中央部内にある場合には、制御部は投光部を連続的に点灯させる。第2のモードにおいて、センサヘッドから反射位置までの距離が規定距離範囲の中央部の外側かつ規定距離範囲内にある場合には、制御部は投光部を点滅させる。 Preferably, in the second mode, when the distance from the sensor head to the reflection position is within the central portion of the predetermined distance range, the control unit continuously lights the light projecting unit. In the second mode, when the distance from the sensor head to the reflection position is outside the central portion of the specified distance range and within the specified distance range, the control unit blinks the light projecting unit.
上記構成によれば、ユーザは、センサヘッドから連続的に光が出ていることを確認することによって、センサヘッドと反射位置との間の距離が規定距離範囲の中央部内であることを確認することができる。 According to the above configuration, the user confirms that the distance between the sensor head and the reflection position is within the central portion of the specified distance range by confirming that the light is continuously emitted from the sensor head. be able to.
好ましくは、センサヘッドから反射位置までの距離が規定距離範囲の中央部の外側の範囲にある場合において、センサヘッドから反射位置までの距離が、規定距離範囲の中央部の外側かつ規定距離範囲内の所定の距離範囲内にある場合には、制御部は、投光部を第1の間隔で点滅させ、センサヘッドから反射位置までの距離が、規定距離範囲内において、規定距離範囲の中央部の外側かつ所定の距離範囲外にある場合には、制御部は、投光部を、第1の間隔よりも大きい第2の間隔で点滅させる。 Preferably, when the distance from the sensor head to the reflection position is in the range outside the central portion of the specified distance range, the distance from the sensor head to the reflection position is outside the central portion of the specified distance range and within the specified distance range. When the distance is within the specified distance range, the control unit blinks the light projecting unit at the first interval, and the distance from the sensor head to the reflection position is within the specified distance range and is at the center of the specified distance range. When it is outside and outside the predetermined distance range, the control unit blinks the light projecting unit at a second interval larger than the first interval.
上記構成によれば、ユーザは、センサヘッドから出る光の点滅の間隔により、センサヘッドと反射位置との間の距離が規定距離範囲の中央部からどの程度離れているかを確認することができる。 According to the above configuration, the user can check how far the distance between the sensor head and the reflection position is from the central portion of the specified distance range by the blinking interval of the light emitted from the sensor head.
好ましくは、センサヘッドから反射位置までの距離が規定距離範囲の中央部の外側かつ規定距離範囲内にある場合において、制御部は、センサヘッドから反射位置までの距離と規定距離範囲の中央部の上限または下限との間の差が大きくなるにしたがって投光部の点滅の間隔を大きくする。 Preferably, when the distance from the sensor head to the reflection position is outside the central portion of the specified distance range and within the specified distance range, the control unit is the distance from the sensor head to the reflection position and the central portion of the specified distance range. The blinking interval of the floodlight is increased as the difference between the upper limit and the lower limit increases.
上記構成によれば、ユーザは、センサヘッドから出る光の点滅の間隔により、センサヘッドと反射位置との間の距離が規定距離範囲の中央部からどの程度離れているかを確認することができる。 According to the above configuration, the user can check how far the distance between the sensor head and the reflection position is from the central portion of the specified distance range by the blinking interval of the light emitted from the sensor head.
好ましくは、センサヘッドから反射位置までの距離が規定距離範囲の中央部内にある場合において、制御部は、投光部の投光パワーが一定値となるように投光部を制御する。センサヘッドから反射位置までの距離が規定距離範囲の中央部の外側かつ規定距離範囲内にある場合において、制御部は、投光部の投光パワーのピーク値が、センサヘッドから反射位置までの距離が規定距離範囲の中央部内にある場合における投光部の出力よりも高くなるように、投光部を制御する。 Preferably, when the distance from the sensor head to the reflection position is within the central portion of the predetermined distance range, the control unit controls the light projecting unit so that the light projecting power of the light projecting unit becomes a constant value. When the distance from the sensor head to the reflection position is outside the central part of the specified distance range and within the specified distance range, the control unit determines that the peak value of the light projection power of the light projector is from the sensor head to the reflection position. The light projecting unit is controlled so that the output is higher than the output of the light projecting unit when the distance is within the central portion of the specified distance range.
上記構成によれば、センサヘッドと反射位置との間の距離が規定距離範囲の中央部の外側かつ規定距離範囲内にある場合に、変位計測装置は、センサヘッドから出る光を点滅させつつ、センサヘッドから反射位置との間の距離を計測することができる。 According to the above configuration, when the distance between the sensor head and the reflection position is outside the central portion of the specified distance range and within the specified distance range, the displacement measuring device blinks the light emitted from the sensor head while blinking. The distance from the sensor head to the reflection position can be measured.
本発明によれば、センサヘッドと反射位置との間の距離が規定距離範囲の中央部にあるかどうかをユーザが容易に認識することが可能な変位計測装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a displacement measuring device capable of easily recognizing whether or not the distance between the sensor head and the reflection position is in the central portion of the predetermined distance range.
本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰り返さない。 Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The same or corresponding parts in the drawings are designated by the same reference numerals and the description thereof will not be repeated.
<A.概要>
図1は、本発明の実施の形態に係る変位計測装置による距離計測の原理を説明するための図である。図1を参照して、変位計測装置1は、導光部20と、センサヘッド30と、コントローラ100とを含む。本発明の実施の形態では、変位計測装置1は、光学系を有する一方で電子回路を有さないセンサヘッド30を含む。以下に説明する実施の形態では、そのようなセンサヘッドの一例として、共焦点光学系を含むセンサヘッド30が示される。しかしながら、センサヘッド30に含まれる光学系の種類は限定されるものではない。
<A. Overview>
FIG. 1 is a diagram for explaining the principle of distance measurement by the displacement measuring device according to the embodiment of the present invention. With reference to FIG. 1, the
センサヘッド30は、色収差ユニット32および対物レンズ34を含む。コントローラ100は、投光部10と、受光部40と、制御部50と、表示部60とを含む。受光部40は、分光器42および検出器44を含む。
The
投光部10で発生した所定の波長広がりをもつ照射光は、導光部20を伝搬してセンサヘッド30に到達する。センサヘッド30において、投光部10からの照射光は対物レンズ34により集束されて計測対象物2へ照射される。照射光には、色収差ユニット32を通過することで軸上色収差が生じるため、対物レンズ34から照射される照射光の焦点位置は波長ごとに異なる。計測対象物2の表面で反射される波長のうち、計測対象物2に焦点の合った波長の光のみがセンサヘッド30の導光部20のうち共焦点となるファイバのみに再入射することになる。
The irradiation light having a predetermined wavelength spread generated by the
センサヘッド30に再入射した反射光は、導光部20を伝搬して受光部40へ入射する。受光部40では、分光器42にて入射した反射光が各波長成分に分離され、検出器44にて各波長成分の強度が検出される。制御部50は、検出器44での検出結果に基づいて、センサヘッド30から計測対象物2までの距離(変位)を算出する。
The reflected light re-entered on the
図1に示す例では、例えば、複数の波長λ1,λ2,λ3を含む照射光が光軸AXの延長線上に投光される。照射光の波長分散によって、光軸AX上のそれぞれ異なる位置(焦点位置1,焦点位置2,焦点位置3)に像が描かれる。光軸AX上において、計測対象物2の表面は焦点位置2と一致するので、照射光のうち波長λ2の成分のみが焦点位置2において反射される。すなわち、焦点位置2は、照射光の反射位置に対応する。受光部40は、波長λ2の成分を検出する。制御部50は、センサヘッド30から計測対象物2までの距離が波長λ2の焦点位置に相当する距離であると算出する。表示部60は、制御部50により算出された距離を数値により表示する。
In the example shown in FIG. 1, for example, irradiation light including a plurality of wavelengths λ1, λ2, λ3 is projected on an extension line of the optical axis AX. Images are drawn at different positions (focus
受光部40の検出器44を構成する複数の受光素子のうち反射光を受光する受光素子は、センサヘッド30に対する計測対象物2の表面の形状に応じて変化することになる。したがって検出器44の複数の受光素子による検出結果(画素情報)から計測対象物2に対する距離変化(変位)を計測することができる。これにより、変位計測装置1によって計測対象物2の表面の形状を計測することができる。
Of the plurality of light receiving elements constituting the
図2に、本実施の形態に従う変位計測装置1の導光部20の構成を模式的に示す。図2(A)に示されるように、導光部20は、投光部10に光学的に接続される入力側ケーブル21と、受光部40に光学的に接続される出力側ケーブル22と、センサヘッド30と光学的に接続されるヘッド側ケーブル24とを含んでもよい。入力側ケーブル21および出力側ケーブル22のそれぞれの端と、ヘッド側ケーブル24の端とは、合波/分波構造をもつカプラ23を介して、光学的に結合される。カプラ23は、Y分岐カプラに相当する2×1スターカプラ(2入力1出力/1入力2出力)であり、入力側ケーブル21から入射した光をヘッド側ケーブル24へ伝達するとともに、ヘッド側ケーブル24から入射した光を分割して入力側ケーブル21および出力側ケーブル22へそれぞれ伝達する。
FIG. 2 schematically shows the configuration of the
入力側ケーブル21、出力側ケーブル22、およびヘッド側ケーブル24は、いずれも単一のコア202を有する光ファイバであってもよい。光ファイバは、コア202と、クラッド204と、被覆206と、外装208とを有する。図2(B)に示すように、複数のコアを有する光ファイバを導光部20に採用してもよい。カプラ231,232の各々は、入力側ケーブル21から入射した光をヘッド側ケーブル24へ伝達するとともに、ヘッド側ケーブル24から入射した光を分割して入力側ケーブル21および出力側ケーブル22へそれぞれ伝達する。
The
<B.装置構成>
図3は、本実施の形態に従う変位計測装置1の構成の一例を示す模式図である。図3を参照して、投光部10は、複数の波長成分を有する照射光を発生する。典型的には、投光部10は、白色LED(Light Emitting Diode)を含む。軸上色収差によって生じる焦点位置の変位幅が、要求される計測レンジをカバーできるだけの波長範囲を有する照射光を発生できれば、投光部10にどのような光源を用いてもよい。
<B. Device configuration>
FIG. 3 is a schematic view showing an example of the configuration of the
受光部40は、センサヘッド30で受光される反射光を各波長成分に分離する分光器42と、分光器42による分光方向に対応させて配置された複数の受光素子を含む検出器44とを含む。分光器42としては、典型的には、回折格子が採用されるが、それ以外にも任意のデバイスを採用してもよい。検出器44は、分光器42による分光方向に対応させて複数の受光素子が一次元配置されたラインセンサ(一次元センサ)を用いてもよいし、検出面上に複数の受光素子が二次元配置された画像センサ(二次元センサ)を用いてもよい。
The
受光部40は、分光器42および検出器44に加えて、出力側ケーブル22から射出された反射光を平行化するコリメートレンズ41と、検出器44での検出結果を制御部50へ出力するための読出回路45とを含んでもよい。必要に応じて、受光部40は、分光器42にて分離された波長別の反射光のスポット径を調整する縮小光学系43を設けてもよい。
In addition to the
制御部50は、受光部40の複数の受光素子によるそれぞれの検出値に基づいて、センサヘッド30から計測対象物2までの距離を算出する。画素と波長と距離値との間の関係式は、予め設定される(たとえば製品出荷時に制御部50の内部に不揮発的に記憶される)。したがって、制御部50は、受光部40の出力する受光波形(画素情報)から変位を算出することができる。
The
図3には、ユーザビリティを高めるために、複数のケーブルを直列接続してヘッド側ケーブルを構成する例を示す。すなわち、ヘッド側ケーブルとしては、3つのケーブル241,243,245が採用されている。ケーブル241とケーブル243との間はコネクタ242を介して光学的に接続され、ケーブル243とケーブル245との間はコネクタ244を介して光学的に接続される。もちろん、1本のケーブルを介してカプラ23とセンサヘッド30とが光学的に接続されてもよい。
FIG. 3 shows an example in which a plurality of cables are connected in series to form a head-side cable in order to improve usability. That is, as the head side cable, three cables 241,243,245 are adopted. The
導光部20は、入力側ケーブル21および出力側ケーブル22と、ヘッド側ケーブルとを光学的に結合するための合波/分波部(カプラ)23を含む。合波/分波部23の機能については、図2を参照して説明したので、詳細な説明は繰り返さない。本実施の形態に従う変位計測装置1では、合波/分波構造としてカプラが採用される。これにより導光部20内での光の分離が可能となり、複数のコアをそれぞれ伝搬する計測対象物2からの反射光(計測光)を単一の検出器44で受光することができる。
The
本発明の実施の形態では、変位計測装置1は、2つの制御モードを有する。第1のモードは、センサヘッド30と反射位置との間の距離を計測するためのモードである。第2のモードは、センサヘッド30と反射位置との間の距離が規定距離範囲の中央部にあるかどうかを確認するためのモードである。以下では、第1のモードを「通常計測モード」と称し、第2のモードを「規定距離範囲中心確認モード」と称する。
In the embodiment of the present invention, the
<C.動作モード>
図4は、通常計測モード(第1のモード)におけるセンサヘッド30の投光状態を説明するための図である。図4を参照して、位置3は、センサヘッド30から出た照射光に含まれる、ある波長の光が焦点を結ぶ位置であり、たとえばワークが置かれるべき位置に相当する。
<C. Operation mode>
FIG. 4 is a diagram for explaining a light projection state of the
距離dは、センサヘッド30と位置3との間の相対的な距離である。以下の説明では、位置3が固定されており、センサヘッド30をセンサヘッド30の光軸方向に沿って動かすことによって、距離dが変化するものとする。もちろんセンサヘッド30の位置が固定され、位置3をセンサヘッド30の光軸方向に沿って動かすことによって、距離dが変化するのでもよい。図4において、D2は規定距離範囲を規定し、D1は規定距離範囲D2の中央部を規定する。中央部D1は、規定距離範囲D2の中心付近の所定の距離として定義された範囲である。
The distance d is the relative distance between the
通常計測モードでは、距離dが規定距離範囲D2の中央部D1内にあるかどうかには関係なく、センサヘッド30が常時投光する。すなわち、センサヘッド30から光が連続的に発せられる。
In the normal measurement mode, the
図5は、規定距離範囲中心確認モード(第2のモード)におけるセンサヘッド30の投光状態を説明するための図である。図5を参照して、距離dが、規定距離範囲D2の中央部D1内にある場合には、センサヘッド30から光が常時投光される。すなわち通常の投光が行なわれる。一方、距離dが、規定距離範囲D2の中央部D1の外側、かつ規定距離範囲D2内にある場合には、センサヘッド30から点滅光が投光される(点滅投光)。すなわち規定距離範囲中心確認モードでは、距離dが規定距離範囲D2の中央部D1内にあるか、または、距離dが規定距離範囲D2の中央部D1の外かつ規定距離範囲D2内にあるかに応じて投光の態様が異なる。
FIG. 5 is a diagram for explaining a light projection state of the
図6は、通常計測モード(第1のモード)における投光部の制御を説明するための信号波形図である。図1および図6を参照して、通常計測モードでは、制御部50は、投光部10を連続的に点灯させる。通常計測モードでは、常時、投光部10はオン(ON)状態である。
FIG. 6 is a signal waveform diagram for explaining the control of the light projecting unit in the normal measurement mode (first mode). With reference to FIGS. 1 and 6, in the normal measurement mode, the
図7は、規定距離範囲中心確認モード(第2のモード)における投光部の制御を説明するための信号波形図である。図1および図7を参照して、距離dが規定距離範囲D2の中央部D1内である場合には、通常計測モードと同様に、制御部50は、投光部10を連続的に点灯させる。一方、距離dが規定距離範囲D2の中央部D1の外側、かつ規定距離範囲D2内にある場合には、制御部50は投光部10を点滅させる。このために制御部50は、投光部10を点灯させるための制御信号を繰り返しオンおよびオフする。
FIG. 7 is a signal waveform diagram for explaining the control of the light projecting unit in the defined distance range center confirmation mode (second mode). With reference to FIGS. 1 and 7, when the distance d is within the central portion D1 of the specified distance range D2, the
なお、通常計測モードおよび規定距離範囲中心確認モードのいずれの場合にも、通常投光において、制御部50は、投光部10の投光パワー(投光部10の出力)をほぼ一定に保つ。一方、制御部50は、規定距離範囲中心確認モードにおいて投光部10を点滅させる際には、投光部10の出力のピーク値を、常時投光の場合の投光部10の出力よりも高くなるように、投光部10を制御する。すなわち点滅投光時において、制御部50は、通常投光時に比べて制御信号のオンレベルを高くする。これにより、投光部10が点滅しているときにコントローラ100の側での受光量を大きくすることができるので、受光部40において受光波形を取得しやすくなる。したがって、距離dが規定距離範囲D2の中央部D1の外側、かつ規定距離範囲D2内にある場合においても、その距離dを計測することができる。
In both the normal measurement mode and the specified distance range center confirmation mode, the
投光のパルス間隔は、ユーザが点滅状態を認識することができ、かつ変位計測装置1が変位を計測することができるように定められる。一例では、パルスの期間およびパルスの間隔はともに50ms以上である。
The pulse interval of the projection is determined so that the user can recognize the blinking state and the
<D.制御フロー>
図8は、コントローラ100の制御部50による投光の制御を説明するためのフローチャートである。図8を参照して、ステップS1において、制御部50は、通常計測モード(第1のモード)を選択する。ステップS2において、制御部50は、通常投光(常時投光)が実行されるように投光部10を制御する(図6を参照)。
<D. Control flow>
FIG. 8 is a flowchart for explaining the control of the light projection by the
ステップS3において、制御部50は、実行するモードを通常計測モードから規定距離範囲中心確認モード(第2のモード)へ切り替えるかどうかを判断する。制御部50が、実行するモードが通常計測モードのままであると判断した場合(ステップS3においてNO)、処理はステップS2に戻される。一方、たとえばユーザの指示が制御部50に入力された場合、制御部50は、実行するモードを規定距離範囲中心確認モードへ切り替えるべきと判断する。この場合(ステップS3においてYES)、処理はステップS4に進む。
In step S3, the
ステップS4において、制御部50は、規定距離範囲中心確認モードを選択する。ステップS5において、制御部50は、センサヘッド30から位置3までの間の距離dが規定距離範囲D2の中央部D1内であるかどうかを判定する。規定距離範囲D2、および、その中央部D1は、センサヘッド30の形式ごとに定めることができる。コントローラ100は、センサヘッド30の形式ごとに定められた規定距離範囲D2および、その中央部D1を記憶しておいてもよい。コントローラ100に接続されているセンサヘッド30の形式の情報は、たとえばコントローラ100が、センサヘッド30に1対1で対応するセンサヘッド情報が書き込まれた記録媒体から読み出してもよい。
In step S4, the
距離dが規定距離範囲D2の中央部D1内である場合(ステップS5においてYES)には、処理はステップS6に進む。この場合、制御部50は、通常投光(常時投光)が実行されるように投光部10を制御する。制御部50は、投光部10を点灯させるための制御信号を常時オン状態にする(図7を参照)。
When the distance d is within the central portion D1 of the specified distance range D2 (YES in step S5), the process proceeds to step S6. In this case, the
距離dが規定距離範囲D2の中央部D1の外側、かつ、規定距離範囲D2内である場合(ステップS5においてNO)には、処理はステップS7に進む。この場合、制御部50は、点滅投光が実行されるように投光部10を制御する。制御部50は、投光部10を点灯させるための制御信号を繰り返しオンおよびオフする(図7を参照)。
When the distance d is outside the central portion D1 of the specified distance range D2 and within the specified distance range D2 (NO in step S5), the process proceeds to step S7. In this case, the
ステップS8において、制御部50は、実行するモードを規定距離範囲中心確認モードから通常計測モードへ切り替えるかどうかを判断する。制御部50が、実行するモードが規定距離範囲中心確認モードのままであると判断した場合(ステップS8においてNO)、処理はステップS5に戻される。一方、たとえばユーザの指示が制御部50に入力された場合、制御部50は、実行するモードを通常計測モードへ切り替えるべきと判断する。この場合(ステップS8においてYES)、処理はステップS1に戻される。
In step S8, the
<E.別の実施形態>
図9は、規定距離範囲中心確認モード(第2のモード)におけるセンサヘッド30の投光状態の別の実施形態を説明するための図である。図9を参照して、規定距離範囲D2の中央部D1の外側、かつ規定距離範囲D2内に所定の距離範囲D3が設定される。距離dが規定距離範囲D2の中央部D1の外側かつ所定の距離範囲D3内にある場合、センサヘッド30から投光される光が相対的に速く点滅する。一方、距離dが規定距離範囲D2内の所定の距離範囲D3外かつ規定距離範囲D2内にある場合、センサヘッド30から投光される光が相対的に遅く点滅する。このように、距離dが規定距離範囲D2の中央部D1の外側かつ規定距離範囲D2内にある場合に、距離dに応じて点滅の間隔が異なるように、制御部50は投光部10を制御してもよい。
<E. Another embodiment>
FIG. 9 is a diagram for explaining another embodiment of the light projection state of the
さらに、点滅の間隔を段階的に異ならせるように限定されるものではない。図5を再び参照して、制御部50は、距離dと規定距離範囲D2の中央部D1の上限または下限との間の差が大きくなるほど光の点滅の間隔が大きくなるように投光部10を制御してもよい。
Furthermore, the blinking interval is not limited to be different in stages. With reference to FIG. 5 again, the
<F.利点>
距離dが規定距離範囲D2の中央部D1内にあるかどうかをコントローラ100側において表示する例を考える。たとえばコントローラ100の表示灯を点灯させることにより、距離dが規定距離範囲内にあることをユーザに示すことができる。あるいはコントローラ100の表示部60に変位の計測値を表示することにより、距離dが規定距離範囲D2の中央部D1内にあるかどうかをユーザが確認することができる。
<F. Advantages>
Consider an example in which the
しかしながら、センサヘッド30がコントローラ100から離れた位置に設置されることが考えられる。このような場合には、ユーザがセンサヘッド30の設置場所の近くにいる。したがって、コントローラ100からユーザまでの距離、あるいは、コントローラ100に対するユーザの位置により、ユーザがコントローラ100の表示を確認するのが難しい可能性がある。
However, it is conceivable that the
この実施の形態では、変位計測装置1は、センサヘッド30から位置3(反射位置)までの距離dが規定距離範囲D2の中央部D1内にあることを、センサヘッド30からの光の投光状態によって示す。したがってユーザはセンサヘッド30を設置する際に、ユーザがセンサヘッド30の規定距離範囲の中央部を容易に認識することができる。ユーザはコントローラ100の表示を確認しなくてもよい。ユーザはセンサヘッドを適切な位置に設置することができるので、正確かつ安定した計測が可能な環境を容易に構築できる。
In this embodiment, the
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiments disclosed this time should be considered as exemplary in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is shown by the scope of claims rather than the above description, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.
1 変位計測装置、2 計測対象物、3 位置(反射位置)、10 投光部、20 導光部、21 入力側ケーブル、22 出力側ケーブル、23 カプラ、24 ヘッド側ケーブル、30 センサヘッド、32 色収差ユニット、34 対物レンズ、40 受光部、41 コリメートレンズ、42 分光器、43 縮小光学系、44 検出器、45 読出回路、50 制御部、60 表示部、100 コントローラ、202 コア、204 クラッド、206 被覆、208 外装、241,243,245 ケーブル、242,244 コネクタ、AX 光軸、D1 規定距離範囲の中央部、D2 規定距離範囲、D3 規定距離範囲内の所定の距離範囲、S1〜S8 ステップ、d 距離。 1 Displacement measuring device, 2 Measurement target, 3 Position (reflection position), 10 Floodlight, 20 Light guide, 21 Input side cable, 22 Output side cable, 23 Coupler, 24 Head side cable, 30 Sensor head, 32 Chromatic aberration unit, 34 objective lens, 40 light receiving unit, 41 collimating lens, 42 spectroscope, 43 reduction optical system, 44 detector, 45 read circuit, 50 control unit, 60 display unit, 100 controller, 202 core, 204 clad, 206 Coating, 208 exterior, 241,243,245 cable, 242,244 connector, AX optical axis, D1 central part of specified distance range, D2 specified distance range, D3 specified distance range within D3 specified distance range, S1 to S8 steps, d Distance.
Claims (7)
光学系を有し、かつ電子回路を有していないセンサヘッドと、
照射光を発生させる投光部と、前記センサヘッドで受光される、前記照射光の反射光を受光する受光部と、前記受光部の受光量に基づいて前記センサヘッドと前記反射光の反射位置との間の距離を算出する制御部とを含むコントローラと、
前記投光部からの前記照射光を前記センサヘッドに伝達する第1の光ファイバと、
前記センサヘッドからの前記反射光を前記コントローラに伝達する第2の光ファイバとを備え、
前記制御部は、前記センサヘッドと前記反射位置との間の距離を計測する第1のモードと、前記センサヘッドと前記反射位置との間の前記距離が規定距離範囲の中央部にあるかどうかを前記投光部の投光状態によって示す第2のモードとを有する、変位計測装置。 Displacement measuring device
A sensor head that has an optical system and no electronic circuit,
A light projecting unit that generates irradiation light, a light receiving unit that receives reflected light of the irradiation light received by the sensor head, and a reflection position of the sensor head and the reflected light based on the amount of light received by the light receiving unit. A controller that includes a control unit that calculates the distance between
A first optical fiber that transmits the irradiation light from the light projecting unit to the sensor head, and
A second optical fiber that transmits the reflected light from the sensor head to the controller is provided.
The control unit has a first mode for measuring the distance between the sensor head and the reflection position, and whether the distance between the sensor head and the reflection position is in the center of a predetermined distance range. A displacement measuring device having a second mode in which the light is projected according to the light projected state of the light projecting unit.
前記第2のモードにおいて、前記センサヘッドから前記反射位置までの前記距離が前記規定距離範囲の前記中央部の外側かつ前記規定距離範囲内にある場合には、前記制御部は前記投光部を点滅させる、請求項2に記載の変位計測装置。 In the second mode, when the distance from the sensor head to the reflection position is within the central portion of the specified distance range, the control unit continuously lights the light projecting unit.
In the second mode, when the distance from the sensor head to the reflection position is outside the central portion of the specified distance range and within the specified distance range, the control unit causes the light projecting unit. The displacement measuring device according to claim 2, which blinks.
前記センサヘッドから前記反射位置までの前記距離が、前記規定距離範囲内において、前記所定の距離範囲外かつ前記規定距離範囲外にある場合には、前記制御部は、前記投光部を、前記第1の間隔よりも大きい第2の間隔で点滅させる、請求項3に記載の変位計測装置。 When the distance from the sensor head to the reflection position is in a range outside the central portion of the specified distance range, the distance from the sensor head to the reflection position is the central portion of the specified distance range. When it is outside and within a predetermined distance range within the specified distance range, the control unit blinks the light projecting unit at a first interval.
When the distance from the sensor head to the reflection position is outside the predetermined distance range and outside the specified distance range within the specified distance range, the control unit may display the light projecting unit. The displacement measuring device according to claim 3, wherein the displacement measuring device blinks at a second interval larger than the first interval.
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