JPH035846Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、形状測定等のために、光ビ−ムを発
生する光源とその反射光の光検出器とによる三角
測量法の原理を利用して測定対象物までの距離を
非接触で測定する測距装置に関するものである。

従来のこの種の装置は、レ−ザ光源からの光ビ
−ムの測定対象物による反射スポツト光が、受光
軸に配置されたスリツトを通して入射して光検出
器に最大出力を発生させるように光学系を移動さ
せるように成つていた。したがつた、最大出力値
をサ−ボ系で自動的に捜すとしても光検出器の線
形性或は背景光が測定精度に影響したり、また回
路構成も複雑になつた。またスポツト光の受光軸
への一致動作も反射ミラ−の移動により行つてい
たため、光学系の構造も複雑であつた。

よつて、本考案はより簡単な構造で高精度の測
定を可能にする前述の三角測量法による測距装置
を提供することを目的とする。

次に、本考案を図示の実施例を基に説明する。

第１図は本考案の三角測量法の原理による光学
系１０を示すもので、測定対象物１へ光ビ−ムを
照射する光源例えばレ−ザ発振器１１と、測定対
象物１で反射・散乱した光を受光するために結像
レンズ１３及び受光位置検出器１４を備えた検出
カメラ１２とから構成されている。受光位置検出
器１４は、例えば光スポツトの位置検出用センサ
として周知のフオトダイオ−ドを応用したPSD
（Position Sensitive Device）１６と演算回路１
７とから構成されておりスポツト像が受光軸１５
に一致するとゼロ信号を、図で見て上方へずれる
と対応したレベルの正の位置信号を、下方へずれ
ると対応して負の位置信号を出力する。そして光
学系１０及び測定対象物１間の角度及び両者１、
１０間の距離は、所定の角度θ及び距離Ｌで受光
位置検出器１４の出力信号がゼロになるように予
めセツトする。

第２図において、２０は、サ−ボモ−タ２１、
これを回転駆動源とするねじ棒２２及びこれに螺
合して直線状に駆動されるテ−ブル２３から成る
リニヤアクチユ−タである。前述の光学系１０は
このテ−ブルに載置され、全体的に可動となつて
いる。２は光学系１０の位置を指示するためにサ
−ボモ−タ２１と連動回転する位置検出器例えば
ロ−タリエンコ−ダである。３は受光位置検出器
１４の出力信号のゼロレベルからのずれを検出す
る比較器である。４はその比較出力を増幅してサ
−ボモ−タ２１を駆動するドライバである。

動作は次の通りである。

測定を開始し、光学系１０及び測定対象物１間
の距離が基準距離Ｌよりも短い場合、第１図に示
すごとく受光位置検出器１４においてスポツト像
は受光軸１５よりも下方へ位置する。したがつ
て、受光位置検出器１４は負の位置信号を出力
し、対応して比較器３はこれを急峻に弁別し、ド
ライバ４を介してサ−ボモ−タ２１を逆回転させ
る。これにより、光学系１０は左方へ直線移動
し、受光位置検出器１４の負の出力信号が漸減
し、ゼロ信号を発生した時点即ち両者１、１０間
の距離がＬに一致した時点で停止する。この時の
光学系１０の基準位置からの移動量△Ｌは、位置
検出器２において基準値からの変化量となり、距
離Ｌ＋△Ｌが指示される。逆に、両者１、１０間
の距離がＬよりも長い場合、受光位置検出器１４
の出力信号は正となり、サ−ボモ−タ２１は正回
転し、したがつて位置検出器２においてＬ＋△Ｌ
として指示される。

第３図は、本考案の別の実施例を示すもので、
第２図のＸ軸のリニヤアクチユエ−タ２０が、Ｙ
軸及びＺ軸面において平面走査するロボツト本体
２５に取付けられている。また、第２図の回路部
分３、４に位置検出器２の指示値を逐次記録する
レジスタ６と、このレジスタへの指示値のロ−ド
を行わせるゼロ検出回路７とが付加されている。
そして、ロボツト制御装置（図示せず）からの制
御信号によりロボツト本体２５が面走査のさめに
逐次動作するごとに、選択信号が供給されて比較
器３はその都度光学系１０にＸ軸方向の測距を行
わせ、ゼロ検出回路７は、その比較出力がゼロに
なるとレジスタ６へ位置検出器２の指示値を記録
させる。これにより、各動作位置のＹ軸及びＺ軸
座標値と併せてＸ軸の測定値とで測定対象物１の
三次元形状の測定が行われる。

尚、前述の実施例において、比較器３を用いる
ことによりゼロレベル及び位置信号極性の高感度
検出が可能になるが、光検出器１４の出力信号を
電圧増幅するだけで、ドライバ４の入力とするこ
とも考えられる。

以上、本考案により光検出器として反射スポツ
ト光が受光軸に一致したときにゼロ出力となり、
ずれに相当する位置信号を出力する受光位置検出
器を用いることにより、光学係を移動させるサー
ボ系が簡単になり、また高精度の測定が可能にな
る。さらに、光学系も基本的には単に光源、及び
受光位置検出器のみで構成され、一体的に移動す
るために構造的にも簡単となり、寸法測定等の広
い範囲の応用を可能にする。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、本考案の第１の実施例を
示すもので、第１図はその光学系の構成図及び第
２図はその全体の概略構成図、第３図は第２の実
施例の概略構成図である。 １……測定対称物、２……位置検出器、１０…
…光学系、１１……光源、１４……受光位置検出
器、２０……リニヤアクチユエ−タ、２１……サ
−ボモ−タ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 測定対象物へ光ビ−ムを照射する光源及びその
   反射光の受像スポツト位置を検出する受光位置検
   出器を含む光学系と、前記受光位置検出器の出力
   信号により制御されるサ−ボモ−タを駆動源とし
   て前記光学系を直線状に移動させるリニヤアクチ
   ユエ−タと、このリニヤアクチユエ−タに連動し
   て前記光学系の位置を指示する位置検出器とを備
   え前記受光位置検出器は前記受像スポツトが所定
   の受光軸に一致したときにゼロ信号そしてずれた
   ときには対応するレベル及び極性の位置信号を出
   力することを特徴とする測距装置。