JPH02108902A - 光位置検出機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、光切断法によるレーザ光あるいは発光ダイ
オード（ＬＥＤ）　と、２次元位置検出器とを組合わせ
た２次元（ｘ、ｙ）位置検出センサにおける光位置検出
機構に関するものである。

〔従来の技術〕

距離センサや溶接線センナ等の２次元位置検出センサに
は、対象物からの反射光を受光して２次元位置の検出を
行なう光位置検出器が用いられる。特に溶接線センサで
は２次元タイプのものを用いることが多い。第５図は上
記２次元位音検出センサに用いる光位置検出機構の側面
断面を示しており、図示するように、光位置検出器（１
）は検出器ホルダ（２）内に設けられており、この検出
器ホルダ（２）の光入射側には、レンズ受け（３）を介
して、内方の光通過部（４）に受光レンズ（５）を支持
するレンズホルダ（６）が取付けられている。

したがって上記のように構成された光位置検出機構に、
図のように対象物から反射光としての散乱光（７）が入
射すると、受光レンズ（５）で光位置検出器（１）上に
光（７）が集光されて結像することにより光位置を認識
できるようになっている。

（発明が解決しようとする課題） ここで、入射する光ビーム（７）、受光レンズ（５）、
光位置検出器（１）との間の位置関係が幾何学的に理想
的な状態になっ”〔いれば、第６図に示すように、光位
置検出器（１）上には本来の波形（９＋象から予想され
る波形）　（１１）がＸ、Ｙ軸に対して正しく結像して
信号が観測される。

しかしながら、光ビーム（７）に対する上記受光レンズ
（５）と光位置検出器（１）　　との位置関係が組立の
際にわずかにずれた場合には、該位置関係はそのまま固
定状態となり、光位置検出器（１）のＸ％Ｙ軸を周方向
に調整することができず、そのため、光位置検出器（１
）上には、像が本来傾いていないにもかかわらず、第７
図に示すように傾いた波形（１２）が実際に観測される
という課題があった。なお、第６図、第７図は光位置検
出器（１）の信号から素子上の結像イメージを示してお
り、又波形（１１）、（１２）は平面を対象とした場合
を示している。

上述のように従来は傾いた波形（１２）のままで信号処
理をするため、検出精度を必要としない場合にはそれほ
ど問題にはならないが、高い検出精度が要求される場合
には何らかの補正が必要となる。

この発明は上記のような課題を解消するためになされた
もので、機械的に補正をして高い検出精度を実現できる
光位置検出機構を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る光位置検出機構は、対象物からの反射光
を受光して２次元位置の検出を行なう光位置検出器と、
この光位置検出器を保持するとともに、周方向に回動可
能に検出器ホルダ内に取付けられた保持部材と、該検出
器ホルダに係合し、上記保持部材を周方向に位置調節可
能に設けられた支持部材とを備えたものである。

（作用〕 この発明においては、支持部材により、光位置検出器を
保持する保持部材を周方向に位置調節できるようにした
ため、上記支持部材を調整することにより、保持部材と
ともに光位置検出器が周方向に回動し、これによりＸ、
Ｙ軸が調節されてＸ、Ｙ方向に補正される。

〔実施例〕

以下この発明の一実施例を図面を参照しながら説明する
。第１図はこの実施例に係る光位置検出機構の平面図、
第２図は側面断面図、第３図はこの機構を組み込んだ２
次元位置検出センサの外観図であり、図において、（１
）　は対象物（２１）からの反射光（２２）を受光して
２次元位置の検出を行なう光位置検出器、（２３）は受
光レンズ（５）側に光位置検出器（１）を内方に保持す
るとともに、周方向に回動可能に検出器ホルダ（２４）
内にはめあいで取付けられた保持部材である。上記検出
器ホルダ（２４）は受光レンズ（５）及びレンズ受け（
３）が支持されているレンズホルダ（６）端部に固定さ
れている。

上述のように保持部材（２３）は光位置検出器（１）　
とともに、検出器ホルダ（２４）及びレンズホルダ（６
）に対して図中θ方向に回動可能になっており、また、
この保持部材（２３）の外周部には突起部（２５）が形
成されている。この突起部（２５）の一方の側部（２６
）と検出器ホルダ（２４）との間には圧縮ばね（２７）
が介装され、他方の側部（２８）と検出器ホルダ（２４
）との間には調整ねじ（ボールスクリュー）　（２９）
が介装され、このばね（２７）とねじ（２９）とにより
、検出器ホルダ（２４）に係合し保持部材（２３）を周
方向に位置調節可能に設けられた支持部材（３０）を構
成している。しかしてこの実施例における光位置検出機
構は、圧縮ばね（２７）とねじ（２９）とにより保持部
材（２３）の突起部（２５）をはさんでねじ（２９）を
調整することで光位置検出器（１）は周方向（θ方向）
に、微調整され、Ｘ、Ｙ軸方向が補正され、第６図に示
すような本来の波形（１１）が光位置検出器（１）のＸ
％Ｙ軸上に結像する。

第３図において、（４１）はレーザ又は発光ダイオード
による光源で、この光源（４１）からの光は、集光レン
ズ（４２）、ミラー（４３）、スキャニングミラー（４
４）、ミラー（４５）を介して対象物（２１）の溶接線
（４６）に入射し、この入射部からの反射光（２２）　
（散乱光）の一部をレンズホルダ（６）に設けられた受
光レンズ（５）で受けた後、光位置検出器（１）に集光
する。（４７）は各部品が収納されたセンサヘッドであ
る。

したがってこの実施例においては、光位置検出器（１）
を周方向に補正するために、ばね（２７）の弾性力と調
整ねじ（２９）のトルクにより、保持部材（２３）の突
起部（２５）を押し上げたり、押し下げることによって
微調整を実施する。なお、補正終了後、保持部材（２３
）と検出器ホルダ（２４）を必要なら接着剤で固定して
もよい。

第４図は上記２次元位置検出センサのブロック図であり
、（５１）は光位置検出器（１）からの信号を増幅する
プリアンプ、（５２）はオペアンプなどで構成されたバ
ンドパスフィルタ（ＢＰＦ）　、（５３）はバンドパス
フィルタ（５２）の出力信号を整流する半波整流回路、
（５４）は、半波整流回路（５３）の出力信号を現信号
の連続したアナログ信号にするローパスフィルタ（ＬＰ
）であり、これら（５１）〜（５４）は各軸Ｘ５Ｘａ％
Ｙ、Ｙａ毎にそれぞれ設けられている。ここでＸ８％　
Ｙａは理想Ｘ、Ｙ軸に対する実際の軸を示している。（
５５）、（５６）はそれぞれオペアンプなどで構成され
た減算器と加算器、（５７）は減算器（５５）及び加算
器（５６）からの出力を受けて割算をする除算器、（５
８）は除算器（５７）の演算結果のアナログ信号を標本
化し信号変換に要する時間だけ保持するためのサンプル
ホールド回路（Ｓ／Ｈ）　、　（５９）は電界効果トラ
ンジスタなどで構成されたアナログスイッチ（ＡＳＷ）
　、　（６ｏ）はＡ／Ｄ変換器で、変換されたデジタル
信号を　ＣＰＵバスに出力するようになっている。なお
、支持部材（３０）を構成する圧縮ばね（２７）の代り
にねじを用いてもよい。

（発明の効果） この発明は以上説明したとおり、支持部材により、光位
置検出器を保持する保持部材を周方向に位置調節可能に
したことから、光ビームに対する受光レンズ及び光位置
検出器の位置関係にずれがあってもＸ、Ｙ軸を周方向に
簡単に調整できることとなり、高い検出精度を実現する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係る光位置検出機構の平
面図、第２図は同じく側面断面図、第３図は上記機構を
組み込んだ２次元位置検出センサの外観図、第４図は光
位置検出器からの信号を処理するハードウェアのブロッ
ク図、第５図は従来の光位置検出機構の側面断面図、第
６図、第７図はそれぞれ光位置検出器のＸ、Ｙ信号波形
図である。 １）・・・・光位置検出器、 ２１）・・・・対象物、 ２２）・・・・反射光、 ２３）・・・・保持部材、 ２４）・・・・検出器ホルダ、 ３０）・・・・支持部材。 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 対象物からの反射光を受光して２次元位置の検出を行な
   う光位置検出器と、この光位置検出器を保持するととも
   に、周方向に回動可能に検出器ホルダ内に取付けられた
   保持部材と、該検出器ホルダに係合し、上記保持部材を
   周方向に位置調節可能に設けられた支持部材とを備えた
   ことを特徴とする光位置検出機構。