JPH0367565B2 - - Google Patents
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- JPH0367565B2 JPH0367565B2 JP22227285A JP22227285A JPH0367565B2 JP H0367565 B2 JPH0367565 B2 JP H0367565B2 JP 22227285 A JP22227285 A JP 22227285A JP 22227285 A JP22227285 A JP 22227285A JP H0367565 B2 JPH0367565 B2 JP H0367565B2
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- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、対象物体までの距離を測定する距
離測定装置に関するものである。
離測定装置に関するものである。
第２図は、従来の非接触式の距離測定装置を示
すものであり、図において、１は光源、２は光源
１より放射される光束を集束し測定しようとする
対象物体３に投射する投光レンズである。
すものであり、図において、１は光源、２は光源
１より放射される光束を集束し測定しようとする
対象物体３に投射する投光レンズである。
上記光源１、投光レンズ２、対象物体３が軸線
Ａ上に位置し、光源１から放射された光は投光レ
ンズ２によつて対象物体３上に照射され、光束の
光スポツト４を形成する。
Ａ上に位置し、光源１から放射された光は投光レ
ンズ２によつて対象物体３上に照射され、光束の
光スポツト４を形成する。
５は光スポツト４の像を結像する受光レンズ、
６は受光レンズ５によつて結像される光スポツト
４の像の結像位置Ｐに対応した電気信号を発生す
る受光素子で、上記光スポツト４、受光レンズ
５、受光素子６は軸線Ｂ上に位置し、この場合こ
の軸線Ｂは前記軸線Ａとθの角度をなす。
６は受光レンズ５によつて結像される光スポツト
４の像の結像位置Ｐに対応した電気信号を発生す
る受光素子で、上記光スポツト４、受光レンズ
５、受光素子６は軸線Ｂ上に位置し、この場合こ
の軸線Ｂは前記軸線Ａとθの角度をなす。
そして、受光素子６の出力する２つの電気信号
iA，iBは、それぞれ加算器７、減算器８に入力さ
れ、加算器７において両信号の和（iA＋iB）が求
められ、減算器８において両信号の差（iA−iB）
が求められる。９は加算器７の出力で減算器８の
出力を除する除算器、１０は除算器９の位置出力
Ｐを距離出力ｌに変換する変器器である。
iA，iBは、それぞれ加算器７、減算器８に入力さ
れ、加算器７において両信号の和（iA＋iB）が求
められ、減算器８において両信号の差（iA−iB）
が求められる。９は加算器７の出力で減算器８の
出力を除する除算器、１０は除算器９の位置出力
Ｐを距離出力ｌに変換する変器器である。
上記において、光源１、投光レンズ２、受光レ
ンズ５、受光素子６によつて検出ヘツド１１が構
成され、上記加算器７、減算器８、除算器９、変
換器１０によつて処理部１２が構成される。
ンズ５、受光素子６によつて検出ヘツド１１が構
成され、上記加算器７、減算器８、除算器９、変
換器１０によつて処理部１２が構成される。
次に動作について説明する。光源１より放射さ
れる光束は、投光レンズ２によつて適当な大きさ
の光スポツト４で対象物体３に照射される。この
光スポツト４を受光レンズ５が撮像し、受光素子
６の受光面の上に光スポツト４の像を結像する。
斯かる受光素子６は、光位置検出器とも称される
もので、光スポツト像の結像位置に応じた電気信
号iA，iBを発生する。上記電気信号iA，iBの値によ
つて、光スポツト像の結像位置Ｐは、 Ｐ＝iA−iB／iA＋iB ……(1) として求めることができる。
れる光束は、投光レンズ２によつて適当な大きさ
の光スポツト４で対象物体３に照射される。この
光スポツト４を受光レンズ５が撮像し、受光素子
６の受光面の上に光スポツト４の像を結像する。
斯かる受光素子６は、光位置検出器とも称される
もので、光スポツト像の結像位置に応じた電気信
号iA，iBを発生する。上記電気信号iA，iBの値によ
つて、光スポツト像の結像位置Ｐは、 Ｐ＝iA−iB／iA＋iB ……(1) として求めることができる。
ところで、受光素子６の出力は光スポツト像の
結像位置Ｐとその強度とに対応した出力信号を生
じる。そのため、上記(1)式においては、光スポツ
ト像の強度変化に比例して変化する信号である
（iA＋iB）の項を分母に導入し、光スポツト像の結
像位置のみに比例する信号を得るようにしてい
る。
結像位置Ｐとその強度とに対応した出力信号を生
じる。そのため、上記(1)式においては、光スポツ
ト像の強度変化に比例して変化する信号である
（iA＋iB）の項を分母に導入し、光スポツト像の結
像位置のみに比例する信号を得るようにしてい
る。
前記加算器７と減算器８と除算器９は、受光素
子６の出力信号iA，iBに基づいて上記(1)式に示さ
れる演算を実施するための回路であり、このよう
にして除算器９の出力には光スポツト像の結像位
置に対応する出力値Ｐが得られる。
子６の出力信号iA，iBに基づいて上記(1)式に示さ
れる演算を実施するための回路であり、このよう
にして除算器９の出力には光スポツト像の結像位
置に対応する出力値Ｐが得られる。
一方、対象物体３までの距離をｌとし、投光レ
ンズ２と受光レンズ５の設置間隔をＬとすると、
ｌは、 ｌ＝Ｌ／tanθ ……(2) として求めることができる。ここで、θは受光レ
ンズ５の焦点距離、受光素子６と受光レンズ５の
設置間隔、光スポツト像の結像位置に係る出力Ｐ
によつて求まるものである。これらの中で位置出
力Ｐ以外は固定値として定めることができるの
で、結局、対象物体３までの距離ｌは、 ｌ＝Ｋ・Ｐ ……(3) として得られる。この場合、Ｋは上記各固定値に
よつて決まる定数であり、事前の計算又は実験等
により設定される。変換器１０は上記(3)式を実施
し、位置出力Ｐを入力して距離出力ｌを出力する
ものである。
ンズ２と受光レンズ５の設置間隔をＬとすると、
ｌは、 ｌ＝Ｌ／tanθ ……(2) として求めることができる。ここで、θは受光レ
ンズ５の焦点距離、受光素子６と受光レンズ５の
設置間隔、光スポツト像の結像位置に係る出力Ｐ
によつて求まるものである。これらの中で位置出
力Ｐ以外は固定値として定めることができるの
で、結局、対象物体３までの距離ｌは、 ｌ＝Ｋ・Ｐ ……(3) として得られる。この場合、Ｋは上記各固定値に
よつて決まる定数であり、事前の計算又は実験等
により設定される。変換器１０は上記(3)式を実施
し、位置出力Ｐを入力して距離出力ｌを出力する
ものである。
従来の非接触式の距離測定装置は以上のように
構成されているので、測定光束の出射口は１箇所
であり、対象物体の溝幅あるいは該対象物体間の
間隔などの測定時には、複数の距離測定装置を背
中合せにするか、または、前記距離測定装置をた
とえば投光レンズ２と受光レンズ５の中心を結ぶ
線０を中心として該距離測定装置を回転させて測
定することが必要であつた。また、複数の距離測
定装置を背中合せにすることは全体の構成が複雑
かつ大型化する。また、距離測定装置を回転させ
ることは特別に回転駆動装置が必要となり高価に
なるという問題点があつた。
構成されているので、測定光束の出射口は１箇所
であり、対象物体の溝幅あるいは該対象物体間の
間隔などの測定時には、複数の距離測定装置を背
中合せにするか、または、前記距離測定装置をた
とえば投光レンズ２と受光レンズ５の中心を結ぶ
線０を中心として該距離測定装置を回転させて測
定することが必要であつた。また、複数の距離測
定装置を背中合せにすることは全体の構成が複雑
かつ大型化する。また、距離測定装置を回転させ
ることは特別に回転駆動装置が必要となり高価に
なるという問題点があつた。
この発明は、上記のような問題点を解消するた
めになされたもので、対象物体の溝幅あるいは対
象物体間の間隔などを、固定状態のまま迅速に測
定できる構成の簡単な安価な距離測定装置を得る
ことを目的とする。
めになされたもので、対象物体の溝幅あるいは対
象物体間の間隔などを、固定状態のまま迅速に測
定できる構成の簡単な安価な距離測定装置を得る
ことを目的とする。
この発明に係る距離測定装置は、左右両側の壁
面に第１、第２の光入射口と第１、第２の光出射
口を対向して設けたケース内に、１つの光源から
の光を分割して上記第１、第２の光出射口から対
象物体に光スポツトとして照射させるミラーと、
上記第１、第２の光入射口から入射した上記光ス
ポツト像を第１、第２の位置検出器上に結像する
第１、第２の受光レンズとを設け、上記第１、第
２の位置検出器からのそれぞれの出力信号を演算
処理して距離出力を得るようにしたものである。
面に第１、第２の光入射口と第１、第２の光出射
口を対向して設けたケース内に、１つの光源から
の光を分割して上記第１、第２の光出射口から対
象物体に光スポツトとして照射させるミラーと、
上記第１、第２の光入射口から入射した上記光ス
ポツト像を第１、第２の位置検出器上に結像する
第１、第２の受光レンズとを設け、上記第１、第
２の位置検出器からのそれぞれの出力信号を演算
処理して距離出力を得るようにしたものである。
この発明における１つの光源からの光は、ミラ
ーによつて２方向に分割されることにより、同時
に測定光束が相反する180度方向に出射され、対
象物体の溝幅あるいは対象物体間の間隔を測定す
る。
ーによつて２方向に分割されることにより、同時
に測定光束が相反する180度方向に出射され、対
象物体の溝幅あるいは対象物体間の間隔を測定す
る。
以下、この発明の一実施例を図について説明す
る。図において、１２はケースで、左右両側の壁
面に第１、第２の光入射口１３ａ，１３ｂと第
１、第２の光出射口１４ａ，１４ｂが対向して設
けられている。１５は光源、１６は光源１５から
の光を集光する集光レンズ、１７は集光レンズ１
６からの光を平行光とするレンズ、１８は平行光
の一部を上記第２の光出射口１４ａから対象物体
１９ａに光スポツトPaとして照射させるハーフ
ミラー、２０はハーフミラー１８を透過した光を
上記第１の光出射口１４ｂから対象物体１９ｂに
光スポツトPbとして照射させるように該ハーフ
ミラー１８に向つて反射させるミラー、２１ａ，
２１ｂは上記第１、第２の光入射口１３ａ，１３
ｂから入射した上記対象物体１９ａ，１９ｂ上の
光スポツト像Pa，Pbを結像する第１、第２の受
光レンズ、２２ａ，２２ｂは上記光スポツト像の
結像位置に対応した信号を出力する第１、第２の
受光素子、２３ａ，２３ｂはそれぞれ第１、第２
の受光素子２２ａ，２２ｂの出力信号を演算処理
して距離出力を発生する第１、第２の距離演算器
で、例えば、前記第２図に示した加算器、減算
器、除算器、変換器により構成されている。２４
は第１、第２の距離演算器２３ａ，２３ｂの距離
出力la，lbを加算する加算器である。
る。図において、１２はケースで、左右両側の壁
面に第１、第２の光入射口１３ａ，１３ｂと第
１、第２の光出射口１４ａ，１４ｂが対向して設
けられている。１５は光源、１６は光源１５から
の光を集光する集光レンズ、１７は集光レンズ１
６からの光を平行光とするレンズ、１８は平行光
の一部を上記第２の光出射口１４ａから対象物体
１９ａに光スポツトPaとして照射させるハーフ
ミラー、２０はハーフミラー１８を透過した光を
上記第１の光出射口１４ｂから対象物体１９ｂに
光スポツトPbとして照射させるように該ハーフ
ミラー１８に向つて反射させるミラー、２１ａ，
２１ｂは上記第１、第２の光入射口１３ａ，１３
ｂから入射した上記対象物体１９ａ，１９ｂ上の
光スポツト像Pa，Pbを結像する第１、第２の受
光レンズ、２２ａ，２２ｂは上記光スポツト像の
結像位置に対応した信号を出力する第１、第２の
受光素子、２３ａ，２３ｂはそれぞれ第１、第２
の受光素子２２ａ，２２ｂの出力信号を演算処理
して距離出力を発生する第１、第２の距離演算器
で、例えば、前記第２図に示した加算器、減算
器、除算器、変換器により構成されている。２４
は第１、第２の距離演算器２３ａ，２３ｂの距離
出力la，lbを加算する加算器である。
つぎに動作について説明する。図面は対象物体
１９ａ，１９ｂ間の間隔を測定する場合を例示す
るもので、ケース１２の先端部を図示のように対
象物体間に配設する。光源１５から放射されてレ
ンズ１６，１７を透過した光束２５は、その一部
２５ａがハーフミラー１８で反射し、第２の光出
射口１４ａから対象物体１９ａに光スポツトPa
として照射される。
１９ａ，１９ｂ間の間隔を測定する場合を例示す
るもので、ケース１２の先端部を図示のように対
象物体間に配設する。光源１５から放射されてレ
ンズ１６，１７を透過した光束２５は、その一部
２５ａがハーフミラー１８で反射し、第２の光出
射口１４ａから対象物体１９ａに光スポツトPa
として照射される。
ハーフミラー１８を透過した残りの光束２５ｂ
は、ミラー２０で反射して再びハーフミラー１８
に至り該ハーフミラー１８で反射して、第２の光
出射口１４ｂから対象物体１９ｂに光スポツト
Pbとして照射される。
は、ミラー２０で反射して再びハーフミラー１８
に至り該ハーフミラー１８で反射して、第２の光
出射口１４ｂから対象物体１９ｂに光スポツト
Pbとして照射される。
受光レンズ２１ａ，２１ｂは上記光スポツト
Pa，Pbを撮像し、受光素子２２ａ，２２ｂの受
光面の上に結像する。このため、受光素子２２
ａ，２２ｂからは、それぞれ光スポツトの結像位
置に応じた２つの電気信号iA-a・iB-a、iA-b・iB-b
が発生し、これ等の電気信号iA-a・iB-a、iA-b・
iB-bはそれぞれ距離演算器２３ａ，２３ｂに入力
される。
Pa，Pbを撮像し、受光素子２２ａ，２２ｂの受
光面の上に結像する。このため、受光素子２２
ａ，２２ｂからは、それぞれ光スポツトの結像位
置に応じた２つの電気信号iA-a・iB-a、iA-b・iB-b
が発生し、これ等の電気信号iA-a・iB-a、iA-b・
iB-bはそれぞれ距離演算器２３ａ，２３ｂに入力
される。
距離演算器２３ａ，２３ｂは入力された電気信
号に基づいて距離出力la，lbを演算して出力し、
この距離出力la，lbを加算器２４で加算（la＋lb）
して、対象物体１９ａ，１９ｂ間の間隔Ｄを求め
るものである。
号に基づいて距離出力la，lbを演算して出力し、
この距離出力la，lbを加算器２４で加算（la＋lb）
して、対象物体１９ａ，１９ｂ間の間隔Ｄを求め
るものである。
また、ケース１２の先端部を対象物体の溝内に
挿入配設した場合は、上記と同様の操作によつて
溝幅を測定することができる。
挿入配設した場合は、上記と同様の操作によつて
溝幅を測定することができる。
以上のように、この発明によれば、背中合せの
２方向に測定光束を出射させて同時に２ポイント
の測定が同時にできるように構成したので、対象
物体間の間隔や溝幅などの測定が迅速にできる。
また、ハーフミラーを用いて１つの光源の光を二
分割し、２方向の測定光束としているので、距離
測定装置の構成を簡単で小形、かつ安価に得るこ
とができる。
２方向に測定光束を出射させて同時に２ポイント
の測定が同時にできるように構成したので、対象
物体間の間隔や溝幅などの測定が迅速にできる。
また、ハーフミラーを用いて１つの光源の光を二
分割し、２方向の測定光束としているので、距離
測定装置の構成を簡単で小形、かつ安価に得るこ
とができる。
第１図はこの発明の一実施例を示す距離測定装
置の構成図、第２図は従来の距離測定装置の構成
図である。 １２はケース、１３ａ，１３ｂは入射口、１４
ａ，１４ｂは出射口、１５は光源、１８はハーフ
ミラー、１９ａ，１９ｂは対象物体、２０はミラ
ー、２１ａ，１２ｂは受光レンズ、２２ａ，２２
ｂは受光素子、２３ａ，２３ｂは距離演算器。な
お、図中、同一部材は同一又は相当部分を示す。
置の構成図、第２図は従来の距離測定装置の構成
図である。 １２はケース、１３ａ，１３ｂは入射口、１４
ａ，１４ｂは出射口、１５は光源、１８はハーフ
ミラー、１９ａ，１９ｂは対象物体、２０はミラ
ー、２１ａ，１２ｂは受光レンズ、２２ａ，２２
ｂは受光素子、２３ａ，２３ｂは距離演算器。な
お、図中、同一部材は同一又は相当部分を示す。
Claims (1)
- １ 第１、第２の光入射口と、第１、第２の光出
射口とを左右の壁面に対向して設けたケースと、
このケース内に配置され光源からの光の一部を上
記第１の光出射口から対象物体に光スポツトとし
て照射させるハーフミラーと、このハーフミラー
を透過した光を上記第２の光出射口から上記対象
物体に光スポツトとして照射させるように該ハー
フミラーに向つて反射させるミラーと、上記第
１、第２の光入射口から入射した上記対象物体上
の光スポツト像を結像する第１、第２の受光レン
ズと、上記光スポツト像の結像位置に対応した信
号を出力する第１、第２の受光素子と、上記出力
信号を演算処理して距離出力を発生する第１、第
２の距離演算器とを備えた距離測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22227285A JPS6281509A (ja) | 1985-10-04 | 1985-10-04 | 距離測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22227285A JPS6281509A (ja) | 1985-10-04 | 1985-10-04 | 距離測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6281509A JPS6281509A (ja) | 1987-04-15 |
| JPH0367565B2 true JPH0367565B2 (ja) | 1991-10-23 |
Family
ID=16779778
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22227285A Granted JPS6281509A (ja) | 1985-10-04 | 1985-10-04 | 距離測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6281509A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6443711A (en) * | 1987-08-11 | 1989-02-16 | Fujitec Kk | Surface strain measuring instrument |
| JP3307809B2 (ja) * | 1995-10-05 | 2002-07-24 | 兼房株式会社 | シャンク付回転工具 |
| KR101005051B1 (ko) | 2008-11-14 | 2010-12-30 | 에프엠전자(주) | 레이저 센서 |
| US8194251B2 (en) * | 2010-08-26 | 2012-06-05 | Mitutoyo Corporation | Method for operating a dual beam chromatic point sensor system for simultaneously measuring two surface regions |
-
1985
- 1985-10-04 JP JP22227285A patent/JPS6281509A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6281509A (ja) | 1987-04-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |