JPH03146813A - 距離測定装置 - 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、距離測定装置、例えばレーザ方式変位・厚
さ計や形状測定装置として用いられる距離測定装置に関
するものである。

［従来の技術１ 第３図は例えばｒ実例にみるプロセスセンサの使い方／
１９８１・計装・別冊１　（工業技術社発行）第２８０
頁に示されたものと同様の従来の形状測定装置の一部ブ
ロック図で示す構成図である。

図において、符号（１〉は被測定物（２）を支持し紙面
垂直方向に搬送する基台であり、この基台（１）は例え
ばコンベアなどからなっている。

（３）は被測定物（２）に対して所定の距離をおいて対
向しているセンサ（光センサ）であり、このセンサ（３
）は、被測定物（２）上の測定点（２ａ）に対して測定
用ビームであるレーザ（４）を照射し、かつその反射ビ
ーム、即ち反射光（５〉を受光する。（６）はセンサ（
３〉に接続されたデイスプレィユニット、（７）はデイ
スプレィユニット〈６〉に接続された演算部である。

次に、動作について説明する。センサ（３）は、被測定
物（２〉の測定点く２ａ）にレーザ（４〉を照射し、そ
の測定点（２ａ）からの反射光（５）をレンズ（図示せ
ず）を介してイメージセンサ（図示せず）上の検出点で
受光する。これにより、センサ（３〉から測定点（２ａ
）までの距離Ｌ８が検出される。このようなセンサ（３
）による距離検出を、基台（１）上を移動する被測定物
（２）に対して、測定点（２ａ）を移動しながら連続し
て行う。

このとき、測定点（２ａ）が図の上下方向に変位すると
、即ちセンサ（３）から測定点（２ａ）までの距ＭＬ、
が変化すると、センサ（３）内の反射光（５）の検出点
も移動する。これによりセンサ（３）は、検出点の移動
量を電気信号に変換する。

また、センサ（３）に設けられたマイクロプロセッサ（
図示せず〉により、上記の電気信号が演算処理され、測
定点（２ａ）の変位量が測定される。測定された変位量
は、デイスプレィユニット（５）に数値表示される。

このようにして得られた変位量は、さらに演算部（７）
に入力され、形状データとして処理されることにより、
被測定物〈２）の形状測定が行われる。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のように構成された従来の形状測定装置においては
、被測定物（２）の搬送時に、被測定物（２〉が振動す
るため、センサ（３〉から測定点（２ａ）までの距１ｉ
ｉＬ、が変動してしまい、測定点（２ａ〉の変位量や被
測定物（２）の形状測定量に測定誤差が生じてしまうと
いう問題点があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされ
たもので、被測定物の振動に影響されることなくセンサ
から測定点までの距離を正確に測定でき、これにより測
定点の変位量や被測定物の形状、厚さなどをより高精度
に測定することができる距離測定装置を得ることを目的
とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る距離測定装置は、第１及び第２のセンサ
を、基台に等距離をおいて対向させるとともに、被測定
物の搬送方向に沿って並べ、また被測定物の振動による
誤差を取り除いた第２のセンサから測定点までの距離を
測定する演算部を、両センサに接続したものである。

［作用］ この発明においては、第１及び第２のセンサがそれぞれ
測定点までの距離を検出し、演算部が、両センサからの
情報により、被測定物の振動による距離の誤差を求め、
この誤差を取り除いた第２のセンサから測定点までの距
離を測定する。

［実施例］ 以下、この発明の実施例を図について説明する。

第１図はこの発明の一実施例による形状測定装置の一部
ブロック図で示す構成図であり、第３図と同−又は相当
部分には同一符号を付し、その説明を省略する。

図において、（１１）　、（１２）及び（１３）はそれ
ぞれ基台（１）に等距離をおいて対向するとともに、被
測定物（２）の搬送方向く図の左右方向〉に沿って直線
上に並ぶように支持機構（１４）に支持されている第１
．第２及び第３のセンサであり、各センサ（１１）　、
（１２）　、（１Ｂ＞は、それぞれレーザ（４〉を測定
点（２ａ）に照射し、かつその反射光〈５〉をレンズ（
図示せず〉を介してイメージセンサ（図示せず〉で受光
することにより、測定点（２ａ）までの距離を検出し、
さらにマイクロプロセッサ（図示せず）により、その値
を測定する。また、第２のセンサ（１２）は被測定物（
２）の幅方向（紙面垂直方向）に複数台設置されている
。（１５）（１６）及び（１７）はそれぞれ各センサ（
１１）　、（１２）、（１３）に接続されている第１．
第２及び第３のデイスプレィユニットである。

（１８）は各デイスプレィユニット（１５）　、（１６
）（１７）に接続されている演算部であり、この演算部
（１８〉は、各センサ（１１）　、（１２）　、（１３
）で測定されたデータから被測定物（２）の振動による
測定誤差を求め、この誤差を取り除いた距離を測定する
。また、演算部（１８）は、測定した距離を形状データ
として処理することにより、被測定物（２）の形状測定
を行う。

次に、動作について説明する。まず、第２図（ａ）に示
すように、被測定物（２）が第１のセンサ（１１）の下
に搬送されると、第１のセンサ（１１）により、測定点
（２ａ〉までの距離Ｌ１ｍが検出され測定される。この
第１のセンサ（１１）で測定された距離り、は、演算部
（１８〉に記憶される。

次に、第２図（ｂ）に示すように、第１のセンサ（１１
）で距離測定を行った測定点（２ａ〉が、第１のセンサ
（１１）と並んだ第２のセンサ（１２〉の測定位置に移
動すると、この第２のセンサ（１２〉により測定点く２
ａ）までの距離Ｌ２ｍが測定される。

また、これとともに、他の第２のセンサ（１２）のそれ
ぞれにより対応する測定点までの距離が測定される。こ
の後、演算部（１８）で、第１のセンサ（１１〉による
測定距離Ｌ１ｍと、第１のセンサ（１１）と並んだ第２
のセンサ（１２）による測定距離ＬＨとが比較され、被
測定物（２）の振動により生じた測定誤差が算出され、
これにより第２のセンサ（１２）による測定距離が補正
される。この補正は、それぞれの第２のセンサ（１２〉
の測定距離に対して行われ、補正された測定距離は、演
算部（１８）で被測定物（２）の形状データとして処理
される。

また、第２図（ｃ）に示すように、被測定物（２）が第
３のセンサ（１３）の下方にまで移動すると、第１及び
第２のセンサ（１１）　、（１２）と同様に、第３のセ
ンサ（１３）によっても、測定点（２ａ）までの距離り
。が測定される。このような測定を、被測定物〈２〉の
搬送にともなって、測定点（２ａ〉の位置を変えながら
連続して行っていくことにより、被測定物（２〉全体の
形状が測定される。

さらに、第２図（ｄ）に示すように、被測定物（２）の
後端部が第１のセンサ（１１）の下方を通過した後には
、演算部（１８）で、第３のセンサ（１３）と並んだ第
２のセンサ（１２）による測定値と、第３のセンサ（１
３）による測定値とが比較され、測定値の補正が行われ
る。即ち、この状態では、第３のセンサ（１３）が第１
のセンサ（１１）と同様の働きをする。

なお、被測定物（２）の振動による距離変動成分の算出
は、以下のように行う。

第１のセンサ（１１）で測定した測定点までの距離をり
、Ｉ、第１のセンサ（１１）と並んだ第２のセンサ（１
２）で測定した同一の測定点までの距離をＬ２とすれば
、その測定点が第１のセンサ（１１）の測定位置から第
２のセンサ（１２）の測定位置まで搬送される際に生じ
た振動による距離変動Ｄ１は、次式により算出される。

Ｄ、＝Ｌ２−Ｌ また、第３のセンサ（１３）で測定した同一の測定点ま
での距離をＬ３とすれば、その測定点が第２のセンサ（
１２）の測定位置から第３のセンサ（１３）の測定位置
まで搬送される際に生じた振動による距離変動Ｄ２は、
次式により算出される。

Ｄ　ｚ　＝　Ｌ　２　　Ｌ　３ このように、形状測定を行う第２のセンサ（１２）によ
り測定された距離から、上記のＤ＋又はＤ２を除去する
ことにより、被測定物（２〉の振動により生じた測定距
離の誤差を除去することができ、被測定物（２）の形状
を精確に測定することができる。また、第２のセンサ（
１２〉が複数ある場合には、それぞれの第２のセンサ（
１２）の測定値から、Ｄｌ又はＤ２を除去すればよい。

なお、上記実施例では第１及び第２のセンサ（１１）　
、（１２）の他に第３のセンサ〈１３〉を用いたので、
被測定物（２）の後端部が第１のセンサ（１１〉を通過
した後にも、精確な距離測定を行うことができるが、こ
のような必要がない場合には、第３のセンサ（１３）は
省略してもよい。また、第３のセンサ（１３）を省略し
、第１のセンサ（１１）を、被測定物〈２〉の搬送方向
に対して第２のセンサ（１２）より下流側に配置しても
よい。

また、上記実施例では第２のセンサ（１２）を複数用い
たが、単数であってもよい。

さらに、上記実施例では測定用ビームとしてレーザ（４
）を用いたが、例えば超音波など、他の測定用ビームを
用いてもよい。

さらにまた、上記実施例では検出した距離の情報から、
内蔵されたマイクロブセッサにより数値測定を行うセン
サ（１１）　、（１２）　、（１３）を示したが、演算
処理はすべて演算部（１８）で行い、センサでは距離を
検出して信号として出力するのみであってもよい。

０ また、上記実施例では被測定物（２）の上方に各センサ
（１１）　、（１２）　、（１３）を設けたが、基台（
１）に測定用ビームの透過部を設けて、基台（１）の下
方に各センサ（１４）　、（１２）　、（１３）を設け
てもよい。

さらに、上記実施例では距離測定装置を形状測定装置と
して用いた場合を示したが、例えば変位・厚さ計として
用いるなどしてもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明の距離測定装置は、基台
に等距離をおいて対向し被測定物の搬送方向に沿って並
んだ第１及び第２のセンサにより、測定点まての距離を
検出し、これら第１及び第２のセンサからの情報により
、演算部が被測定物の振動による距離の誤差を求め、こ
の誤差を取り除いた第２のセンサから測定点までの距離
を測定するようにしたので、被測定物の振動に影響され
ることなくセンサから測定点までの距離を正確に測定で
き、これにより測定点の変位量や被測定物の形状、厚さ
などをより高精度に測定することがてきるという効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による形状測定装置の一部
ブロック図て示す構成国、第２図（ａ）〜（ｄ）はそれ
ぞれ第１図の被測定物の形状測定方法を工程順に説明す
るための説明図、第３図は従来の距離測定装置の一例で
ある形状測定装置の一部ブロック図で示す構成国である
。 図において、（１）は基台、（２）は被測定物、（２ａ
）は測定点、（４）はレーザ〈測定用ビーｌ＼〉、（５
〉は反射光（反射ビーｌ＼）、〈１１〉は第１のセンサ
、り１２〉は第２のセンサ、（１８）は演算部である。 なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 被測定物を支持し搬送する基台と、 それぞれこの基台に等距離をおいて対向しているととも
   に、前記被測定物の搬送方向に沿って並んでおり、それ
   ぞれ前記被測定物上の測定点が測定位置に移動した際に
   、この測定点に対して測定用ビームを発射し、かつその
   反射ビームを入射することにより、前記測定点までの距
   離を検出する第１及び第２のセンサと、 これら第１及び第２のセンサに接続され、両センサから
   の情報により、前記被測定物の振動による誤差を取り除
   いた前記第２のセンサから前記測定点までの距離を測定
   する演算部と を備えていることを特徴とする距離測定装置。