JPH04218707A - 形状検出装置 - Google Patents
形状検出装置Info
- Publication number
- JPH04218707A JPH04218707A JP9379691A JP9379691A JPH04218707A JP H04218707 A JPH04218707 A JP H04218707A JP 9379691 A JP9379691 A JP 9379691A JP 9379691 A JP9379691 A JP 9379691A JP H04218707 A JPH04218707 A JP H04218707A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- light receiving
- detected
- spot
- array sensor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 47
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 15
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 16
- 239000000470 constituent Substances 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 19
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 16
- 101000994634 Rattus norvegicus Potassium voltage-gated channel subfamily A member 1 Proteins 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000003491 array Methods 0.000 description 3
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 3
- 102100029469 WD repeat and HMG-box DNA-binding protein 1 Human genes 0.000 description 1
- 101710097421 WD repeat and HMG-box DNA-binding protein 1 Proteins 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、形状検出装置に関する
ものである。
ものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の形状検出装置で三角測量
方式の例として特公昭６１ー５１７２２号があった。す
なわち、図２０に示すように、レーザ光源２０、光路調
整用ミラー２２およびビーム走査用の振動ミラー２３に
て構成され被検出物体走査用の光ビームＰを投光する投
光手段１と、上記光ビームＰの被検出物体Ｘによる反射
光Ｒを受光して位置検出器３上に結像させる集光レンズ
よりなる受光手段２とを一定距離だけ離れて配置し、位
置検出器３にて、被検出物体Ｘまでの距離に対応する反
射光Ｒの入射角変化を受光スポットＳの位置変化として
検出し、位置検出器３出力に基づいて三角測量方式の測
距を行って被検出物体Ｘの形状を検出するようになって
いた。
方式の例として特公昭６１ー５１７２２号があった。す
なわち、図２０に示すように、レーザ光源２０、光路調
整用ミラー２２およびビーム走査用の振動ミラー２３に
て構成され被検出物体走査用の光ビームＰを投光する投
光手段１と、上記光ビームＰの被検出物体Ｘによる反射
光Ｒを受光して位置検出器３上に結像させる集光レンズ
よりなる受光手段２とを一定距離だけ離れて配置し、位
置検出器３にて、被検出物体Ｘまでの距離に対応する反
射光Ｒの入射角変化を受光スポットＳの位置変化として
検出し、位置検出器３出力に基づいて三角測量方式の測
距を行って被検出物体Ｘの形状を検出するようになって
いた。
【０００３】ところで、この種の形状検出装置に用いら
れる位置検出器３は、図２１（ａ）に示すように、受光
スポットＳの移動方向（矢印ｍ）に多数の受光素子（例
えば、フォトダイオードよりなるフォトディテクタ１２
１ 〜１２ｎ）を列設したアレイセンサ１０’にて検出
される光量変化に基いて受光スポッ２トＳの位置を検出
するようになっており、アレイセンサ１０’の各受光素
子出力をそれぞれ引き出して位置情報を得るようになっ
ていた。
れる位置検出器３は、図２１（ａ）に示すように、受光
スポットＳの移動方向（矢印ｍ）に多数の受光素子（例
えば、フォトダイオードよりなるフォトディテクタ１２
１ 〜１２ｎ）を列設したアレイセンサ１０’にて検出
される光量変化に基いて受光スポッ２トＳの位置を検出
するようになっており、アレイセンサ１０’の各受光素
子出力をそれぞれ引き出して位置情報を得るようになっ
ていた。
【０００４】一方、図２１（ｂ）は、多数の光ファイバ
の一端を一直線状に配置した光ファイバアレイ１１と、
各光ファイバにそれぞれ対応して設けられたフォトディ
テクタ１２０ 〜１２ｎ とでアレイセンサ１０’ を
形成し、各フォトデティクタ１２０ 〜１２ｎ 出力に
基づいて受光スポットＳの位置検出を行うようにしたも
のである。
の一端を一直線状に配置した光ファイバアレイ１１と、
各光ファイバにそれぞれ対応して設けられたフォトディ
テクタ１２０ 〜１２ｎ とでアレイセンサ１０’ を
形成し、各フォトデティクタ１２０ 〜１２ｎ 出力に
基づいて受光スポットＳの位置検出を行うようにしたも
のである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来例にあっては、アレイセンサ１０’ の受光素子か
らそれぞれ出力が得られることになり、高分解能で、広
いダイナミックレンジの位置検出器を構成する場合には
、出力数が大幅に多くなるので、構成が複雑になって現
実的な位置検出器３が構成できないという問題があった
。 なお、ＴＶカメラや、ラインセンサを用いて受光スポッ
トの位置を検出する方式（例えば、特開昭５８ー７７６
０９号）もあるが、処理速度が遅い上、ダイナミックレ
ンジが狭いという問題があった。
従来例にあっては、アレイセンサ１０’ の受光素子か
らそれぞれ出力が得られることになり、高分解能で、広
いダイナミックレンジの位置検出器を構成する場合には
、出力数が大幅に多くなるので、構成が複雑になって現
実的な位置検出器３が構成できないという問題があった
。 なお、ＴＶカメラや、ラインセンサを用いて受光スポッ
トの位置を検出する方式（例えば、特開昭５８ー７７６
０９号）もあるが、処理速度が遅い上、ダイナミックレ
ンジが狭いという問題があった。
【０００６】本発明は上記の点に鑑みて為されたもので
あり、その目的とするところは、高分解能で、広いダイ
ナミックレンジが得られるようにした場合にあっても構
成を簡単にでき、しかも高速処理が可能な形状検出装置
を提供することにある。
あり、その目的とするところは、高分解能で、広いダイ
ナミックレンジが得られるようにした場合にあっても構
成を簡単にでき、しかも高速処理が可能な形状検出装置
を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明では、上記目的を
達成するために、被検出物体走査用の光ビームを投光す
る投光手段と、上記光ビームの被検出物体による反射光
を受光する受光手段とを一定距離だけ離れて配置し、反
射光の受光スポットの位置変化を検出する位置検出器の
出力に基づいて被検出物体の形状を検出するようにした
形状検出装置であって、受光スポットの移動方向に多数
の受光素子が列設され桁を構成するアレイセンサを受光
スポットの移動方向と直交方向に複数列並設し、これら
アレイセンサの少なくとも下位列のアレイセンサを複数
組に分割するとともに、各組の受光素子に記号を付して
これら各組の対応する受光素子出力同士をそれぞれ合成
するようにしたセンサ部と、合成出力に基づいて各アレ
イセンサ上に結像された受光スポットの結像位置を検出
してコード化された位置情報を出力する位置検出部とで
位置検出器を形成した形状検出装置において、レーザ光
源と、レーザ光源から出力される光ビームのビーム径を
広げるビームエキスパンダと、光路調整用ミラーと、ビ
ーム走査用の第１の振動ミラーと、集束レンズと、第１
の振動ミラーに同期して駆動され受光スポットをビーム
走査に関係なくアレイセンサ上に結像させる第２の振動
ミラーとで投光、受光手段の光学系を形成し、複数列の
アレイセンサを離れて配置するとともに、各アレイセン
サに受光スポットをそれぞれ結像させる分岐結像手段を
受光手段に設けたものである。
達成するために、被検出物体走査用の光ビームを投光す
る投光手段と、上記光ビームの被検出物体による反射光
を受光する受光手段とを一定距離だけ離れて配置し、反
射光の受光スポットの位置変化を検出する位置検出器の
出力に基づいて被検出物体の形状を検出するようにした
形状検出装置であって、受光スポットの移動方向に多数
の受光素子が列設され桁を構成するアレイセンサを受光
スポットの移動方向と直交方向に複数列並設し、これら
アレイセンサの少なくとも下位列のアレイセンサを複数
組に分割するとともに、各組の受光素子に記号を付して
これら各組の対応する受光素子出力同士をそれぞれ合成
するようにしたセンサ部と、合成出力に基づいて各アレ
イセンサ上に結像された受光スポットの結像位置を検出
してコード化された位置情報を出力する位置検出部とで
位置検出器を形成した形状検出装置において、レーザ光
源と、レーザ光源から出力される光ビームのビーム径を
広げるビームエキスパンダと、光路調整用ミラーと、ビ
ーム走査用の第１の振動ミラーと、集束レンズと、第１
の振動ミラーに同期して駆動され受光スポットをビーム
走査に関係なくアレイセンサ上に結像させる第２の振動
ミラーとで投光、受光手段の光学系を形成し、複数列の
アレイセンサを離れて配置するとともに、各アレイセン
サに受光スポットをそれぞれ結像させる分岐結像手段を
受光手段に設けたものである。
【０００８】
【作用】上記構成によれば、受光スポットの移動方向に
多数の受光素子が列設され桁を構成するアレイセンサを
受光スポットの移動方向と直交方向に複数列並設し、こ
れらアレイセンサの少なくとも下位列のアレイセンサを
複数組に分割するとともに、各組の受光素子に記号を付
してこれら各組の対応する受光素子出力同士をそれぞれ
合成するようにしたセンサ部と、合成出力に基づいて各
アレイセンサ上に結像された受光スポットの結像位置を
検出してコード化された位置情報を出力する位置検出部
とで位置検出器を形成したので、高分解能で広いダイナ
ミックレンジが得られるようにした場合にあっても構成
を簡単にでき、しかも高速処理が可能な形状検出装置を
提供することができる。
多数の受光素子が列設され桁を構成するアレイセンサを
受光スポットの移動方向と直交方向に複数列並設し、こ
れらアレイセンサの少なくとも下位列のアレイセンサを
複数組に分割するとともに、各組の受光素子に記号を付
してこれら各組の対応する受光素子出力同士をそれぞれ
合成するようにしたセンサ部と、合成出力に基づいて各
アレイセンサ上に結像された受光スポットの結像位置を
検出してコード化された位置情報を出力する位置検出部
とで位置検出器を形成したので、高分解能で広いダイナ
ミックレンジが得られるようにした場合にあっても構成
を簡単にでき、しかも高速処理が可能な形状検出装置を
提供することができる。
【０００９】また、レーザ光源と、レーザ光源から出力
される光ビームのビーム径を広げるビームエキスパンダ
と、光路調整用ミラーと、ビーム走査用の第１の振動ミ
ラーと、集束レンズと、第１の振動ミラーに同期して駆
動され受光スポットをビーム走査に関係なくアレイセン
サ上に結像させる第２の振動ミラーとで投光、受光手段
の光学系を形成し、複数列のアレイセンサを離れて配置
するとともに、各アレイセンサに受光スポットをそれぞ
れ結像させる分岐結像手段を受光手段に設けたので、２
次反射スポットによる位置誤検出が少なくなり、第１，
第２の振動ミラーの同期がとれていないときに、受光ス
ポットが移動方向と直交方向にずれて結像された場合に
あっても、受光スポットの位置が誤って検出されるのを
防止できるようになっている。
される光ビームのビーム径を広げるビームエキスパンダ
と、光路調整用ミラーと、ビーム走査用の第１の振動ミ
ラーと、集束レンズと、第１の振動ミラーに同期して駆
動され受光スポットをビーム走査に関係なくアレイセン
サ上に結像させる第２の振動ミラーとで投光、受光手段
の光学系を形成し、複数列のアレイセンサを離れて配置
するとともに、各アレイセンサに受光スポットをそれぞ
れ結像させる分岐結像手段を受光手段に設けたので、２
次反射スポットによる位置誤検出が少なくなり、第１，
第２の振動ミラーの同期がとれていないときに、受光ス
ポットが移動方向と直交方向にずれて結像された場合に
あっても、受光スポットの位置が誤って検出されるのを
防止できるようになっている。
【００１０】
【実施例】図１は本発明に係る形状検出装置の基本例の
概略構成を示すもので、被検出物体走査用の光ビームＰ
を投光する投光手段１と、上記光ビームＰの被検出物体
Ｘによる反射光Ｒを受光する受光手段２とを一定距離だ
け離れて配置し、被検出物体Ｘまでの距離に対応する反
射光Ｒの入射角変化を受光スポットＳの位置変化として
検出する位置検出器３を受光手段２に設け、位置検出器
３出力に基づいて三角測量方式（図１３に示す）で被検
出物体Ｘの形状を検出するようにした従来例と同様の形
状検出装置であり、投光、受光手段１，２の光学系は、
レーザ光源２０と、レーザ光源２０から出力される光ビ
ームのビーム径を広げるビームエキスパンダ２１と、光
路調整用ミラー２２ａ，２２ｂと、ビーム走査用の第１
の振動ミラー２３と、集束レンズ２４ａ，２４ｂと、第
１の振動ミラー２３に同期して駆動され受光スポットＳ
をビーム走査に関係なく位置検出器３上に結像させる第
２の振動ミラー２５とで形成されている。
概略構成を示すもので、被検出物体走査用の光ビームＰ
を投光する投光手段１と、上記光ビームＰの被検出物体
Ｘによる反射光Ｒを受光する受光手段２とを一定距離だ
け離れて配置し、被検出物体Ｘまでの距離に対応する反
射光Ｒの入射角変化を受光スポットＳの位置変化として
検出する位置検出器３を受光手段２に設け、位置検出器
３出力に基づいて三角測量方式（図１３に示す）で被検
出物体Ｘの形状を検出するようにした従来例と同様の形
状検出装置であり、投光、受光手段１，２の光学系は、
レーザ光源２０と、レーザ光源２０から出力される光ビ
ームのビーム径を広げるビームエキスパンダ２１と、光
路調整用ミラー２２ａ，２２ｂと、ビーム走査用の第１
の振動ミラー２３と、集束レンズ２４ａ，２４ｂと、第
１の振動ミラー２３に同期して駆動され受光スポットＳ
をビーム走査に関係なく位置検出器３上に結像させる第
２の振動ミラー２５とで形成されている。
【００１１】いま、レーザ光源２０から出力される光ビ
ームは、ビームエキスパンダ２１によってビーム径が広
げられ、光路調整用ミラー２２ａ，２２ｂを介して第１
の振動ミラー２３に入射する。この第１の振動ミラー２
３は、集束レンズ２４ａの後焦点位置に配置されており
、振動ミラー２３を振動させることにより、集束レンズ
２４ａを通った光ビームは、集束レンズ２４ａの光軸に
平行に走査される。
ームは、ビームエキスパンダ２１によってビーム径が広
げられ、光路調整用ミラー２２ａ，２２ｂを介して第１
の振動ミラー２３に入射する。この第１の振動ミラー２
３は、集束レンズ２４ａの後焦点位置に配置されており
、振動ミラー２３を振動させることにより、集束レンズ
２４ａを通った光ビームは、集束レンズ２４ａの光軸に
平行に走査される。
【００１２】このとき、ビーム走査が角度をもたないの
で、被検出物体Ｘを走査する場合の死角が発生し難くな
る。また、光ビームが最小に絞られる集束レンズ２４ａ
の前焦点位置に被検出物体Ｘを配置しており、分解能を
高くすることができるようになっている。被検出物体Ｘ
に照射された光ビームＰの反射光（光スポット）Ｒは、
光軸を所定角度θに傾けた集束レンズ２４ｂによって位
置検出器３上に結像される。このとき、集束レンズ２４
ｂと被検出物体Ｘまでの距離は、結像倍率Ｍで決定され
、実施例では、Ｍを１．６、θを３０°に設定している
。
で、被検出物体Ｘを走査する場合の死角が発生し難くな
る。また、光ビームが最小に絞られる集束レンズ２４ａ
の前焦点位置に被検出物体Ｘを配置しており、分解能を
高くすることができるようになっている。被検出物体Ｘ
に照射された光ビームＰの反射光（光スポット）Ｒは、
光軸を所定角度θに傾けた集束レンズ２４ｂによって位
置検出器３上に結像される。このとき、集束レンズ２４
ｂと被検出物体Ｘまでの距離は、結像倍率Ｍで決定され
、実施例では、Ｍを１．６、θを３０°に設定している
。
【００１３】また、集束レンズ２４ａ，２４ｂは、同一
仕様のものを用いており、集束レンズ２４ｂの後焦点位
置に配置されている第２の振動ミラー２５は、第１の振
動ミラー２３に同期して振動され、位置検出器３上に結
像される受光スポットＳが光ビームＰの走査に影響され
ることなく、常に位置検出器３上に結像され、被検出物
体Ｘまでの距離（実施例では、被検出物体Ｘの高さ）に
応じて変化するようにしている。
仕様のものを用いており、集束レンズ２４ｂの後焦点位
置に配置されている第２の振動ミラー２５は、第１の振
動ミラー２３に同期して振動され、位置検出器３上に結
像される受光スポットＳが光ビームＰの走査に影響され
ることなく、常に位置検出器３上に結像され、被検出物
体Ｘまでの距離（実施例では、被検出物体Ｘの高さ）に
応じて変化するようにしている。
【００１４】したがって、位置検出器３から出力される
受光スポットＳの位置情報によって被検出物体Ｘの形状
（高さ変化）が検出できることになる。一方、受光スポ
ットＳの位置を検出する位置検出器３は、図２乃至図７
に示すように、反射光Ｒの入射角変化に対応する受光ス
ポットＳの移動方向に多数の受光素子が列設され桁を構
成するアレイセンサを受光スポットＳの移動方向と直交
方向に複数列並設し、これらアレイセンサの少なくとも
下位列のアレイセンサを複数組に分割するとともに、各
組の受光素子に記号（「０」，「１」……「７」）を付
してこれら各組の対応する（記号が同一の）受光素子出
力同士をそれぞれ合成するようにしたセンサ部４と、合
成出力に基づいて各アレイセンサ上に結像された受光ス
ポットＳの結像位置を検出してコード化された位置情報
を出力する位置検出部５とで形成されている。
受光スポットＳの位置情報によって被検出物体Ｘの形状
（高さ変化）が検出できることになる。一方、受光スポ
ットＳの位置を検出する位置検出器３は、図２乃至図７
に示すように、反射光Ｒの入射角変化に対応する受光ス
ポットＳの移動方向に多数の受光素子が列設され桁を構
成するアレイセンサを受光スポットＳの移動方向と直交
方向に複数列並設し、これらアレイセンサの少なくとも
下位列のアレイセンサを複数組に分割するとともに、各
組の受光素子に記号（「０」，「１」……「７」）を付
してこれら各組の対応する（記号が同一の）受光素子出
力同士をそれぞれ合成するようにしたセンサ部４と、合
成出力に基づいて各アレイセンサ上に結像された受光ス
ポットＳの結像位置を検出してコード化された位置情報
を出力する位置検出部５とで形成されている。
【００１５】ここに、図２の例では、上位、下位の２列
のアレイセンサ１０ａ，１０ｂを列設し、両アレイセン
サ１０ａ，１０ｂをそれぞれ複数組（例えば、８組）に
分割し、上位列のアレイセンサ１０ａの各組の８個の受
光素子出力を合成するとともに、下位列のアレイセンサ
１０ｂの各組の対応する（記号が同一の）受光素子出力
同士をそれぞれ合成するようにセンサ部４を形成してい
る。
のアレイセンサ１０ａ，１０ｂを列設し、両アレイセン
サ１０ａ，１０ｂをそれぞれ複数組（例えば、８組）に
分割し、上位列のアレイセンサ１０ａの各組の８個の受
光素子出力を合成するとともに、下位列のアレイセンサ
１０ｂの各組の対応する（記号が同一の）受光素子出力
同士をそれぞれ合成するようにセンサ部４を形成してい
る。
【００１６】また、アレイセンサ１０ａ，１０ｂは、図
３に示すように、各光ファイバの一端が一直線に列設さ
れ他端が適当に結束（同一記号のものを結束）された光
ファイバアレイ１１ａ，１１ｂと、この光ファイバアレ
イ１１ａ，１１ｂの結束された他端に対向するフォトデ
ィテクタ１２ａ０ 〜１２ａ７ 、１２ｂ０ 〜１２ｂ
７ とで形成されており、フォトディテクタ１２ａ０
〜１２ａ７ 、１２ｂ０ 〜１２ｂ７ からそれぞれ合
成出力ＳＨ０ 〜ＳＨ７，ＳＬ０ 〜ＳＬ７ が得られ
るようになっている。
３に示すように、各光ファイバの一端が一直線に列設さ
れ他端が適当に結束（同一記号のものを結束）された光
ファイバアレイ１１ａ，１１ｂと、この光ファイバアレ
イ１１ａ，１１ｂの結束された他端に対向するフォトデ
ィテクタ１２ａ０ 〜１２ａ７ 、１２ｂ０ 〜１２ｂ
７ とで形成されており、フォトディテクタ１２ａ０
〜１２ａ７ 、１２ｂ０ 〜１２ｂ７ からそれぞれ合
成出力ＳＨ０ 〜ＳＨ７，ＳＬ０ 〜ＳＬ７ が得られ
るようになっている。
【００１７】図４の例では、４組に分割された３列のア
レイセンサ１０ａ，１０ｂ，１０ｃにてセンサ部４が構
成され、各アレイセンサ１０ａ，１０ｂ，１０ｃは、光
ファイバアレイ１１ａ，１１ｂ，１１ｃと、フォトディ
テクタ１２ａ０ 〜１２ａ３ 、１２ｂ０ 〜１２ｂ３
，１２ｃ０ 〜１２ｃ３ とで形成されている。なお
、光ファイバアレイ１１ａ，１１ｂ，１１ｃの各光ファ
イバの一端面の位置にフォトダイオードを配置し、図１
、図４の例のように光ファイバを結束した場合と同等の
合成出力が得られるようにフォトダイオード出力を結線
したフォトダイオードアレイを用いても良いことは言う
までもない。
レイセンサ１０ａ，１０ｂ，１０ｃにてセンサ部４が構
成され、各アレイセンサ１０ａ，１０ｂ，１０ｃは、光
ファイバアレイ１１ａ，１１ｂ，１１ｃと、フォトディ
テクタ１２ａ０ 〜１２ａ３ 、１２ｂ０ 〜１２ｂ３
，１２ｃ０ 〜１２ｃ３ とで形成されている。なお
、光ファイバアレイ１１ａ，１１ｂ，１１ｃの各光ファ
イバの一端面の位置にフォトダイオードを配置し、図１
、図４の例のように光ファイバを結束した場合と同等の
合成出力が得られるようにフォトダイオード出力を結線
したフォトダイオードアレイを用いても良いことは言う
までもない。
【００１８】また、位置検出部５は、アンプＡＭＰにて
増幅された合成出力ＳＨ０ 〜ＳＨ７ に基いて上位位
置を検出する上位位置検出部５ａと、合成出力ＳＬ０
〜ＳＬ７ に基いて下位位置を検出する下位位置検出部
５ｂとで形成されており、受光スポットＳの位置情報と
して出力される上位位置出力および下位位置出力が位置
判定部６に入力される。図５は下位位置検出部５ｂの回
路構成を示すもので、合成出力ＳＬ０ 〜ＳＬ７ をデ
ジタルデータに変換するＡ／ＤコンバータＡＤ０ 〜Ａ
Ｄ７ と、Ａ／ＤコンバータＡＤ０ 〜ＡＤ７ から出
力されるパラレルデータをシリアルデータに変換するパ
ラレル／シリアル変換器ＳＰ０ 〜ＳＰ７ と、入力さ
れるシリアルデータＡ０ 〜Ａ７ に基いて最大光量位
置および最大光量値を検出する最大光量位置／最大光量
値検出部ＭＤとで形成されている。なお、上位位置検出
部５ａの回路構成も図５と同様である。
増幅された合成出力ＳＨ０ 〜ＳＨ７ に基いて上位位
置を検出する上位位置検出部５ａと、合成出力ＳＬ０
〜ＳＬ７ に基いて下位位置を検出する下位位置検出部
５ｂとで形成されており、受光スポットＳの位置情報と
して出力される上位位置出力および下位位置出力が位置
判定部６に入力される。図５は下位位置検出部５ｂの回
路構成を示すもので、合成出力ＳＬ０ 〜ＳＬ７ をデ
ジタルデータに変換するＡ／ＤコンバータＡＤ０ 〜Ａ
Ｄ７ と、Ａ／ＤコンバータＡＤ０ 〜ＡＤ７ から出
力されるパラレルデータをシリアルデータに変換するパ
ラレル／シリアル変換器ＳＰ０ 〜ＳＰ７ と、入力さ
れるシリアルデータＡ０ 〜Ａ７ に基いて最大光量位
置および最大光量値を検出する最大光量位置／最大光量
値検出部ＭＤとで形成されている。なお、上位位置検出
部５ａの回路構成も図５と同様である。
【００１９】また、図６は最大光量位置／最大光量値検
出部７の最大光量位置検出回路の具体例を示すもので、
オア回路ＯＲ１ 〜ＯＲ４ と、アンド回路ＡＮＤ１，
ＡＮＤ２ と、フリップフロップ回路ＦＦ１ と、イン
バータ回路ＩＮ１ と、位置出力用のエンコーダＥＣと
で形成されている。また、図７は、最大光量値検出回路
の具体例を示すもので、シフトレジスタＳＲと、ラッチ
回路ＬＣとで形成されている。
出部７の最大光量位置検出回路の具体例を示すもので、
オア回路ＯＲ１ 〜ＯＲ４ と、アンド回路ＡＮＤ１，
ＡＮＤ２ と、フリップフロップ回路ＦＦ１ と、イン
バータ回路ＩＮ１ と、位置出力用のエンコーダＥＣと
で形成されている。また、図７は、最大光量値検出回路
の具体例を示すもので、シフトレジスタＳＲと、ラッチ
回路ＬＣとで形成されている。
【００２０】以下、実施例の動作について説明する。い
ま、本発明に係る三角測量方式の形状検出装置は、図１
３に示すように、投光手段１から被検出物体Ｘ（Ｘａ，
Ｘｂ）に光ビームＰを投光するとともに、投光手段１か
ら離れて設けられた受光手段２にて被検出物体Ｘによる
反射光Ｒ（Ｒａ，Ｒｂ）を受光し、位置検出器３により
検出された受光スポットＳ（Ｓａ，Ｓｂ）の位置情報に
基いて被検出物体Ｘまでの距離を測定し、被検出物体Ｘ
の形状を検出するようになっている。
ま、本発明に係る三角測量方式の形状検出装置は、図１
３に示すように、投光手段１から被検出物体Ｘ（Ｘａ，
Ｘｂ）に光ビームＰを投光するとともに、投光手段１か
ら離れて設けられた受光手段２にて被検出物体Ｘによる
反射光Ｒ（Ｒａ，Ｒｂ）を受光し、位置検出器３により
検出された受光スポットＳ（Ｓａ，Ｓｂ）の位置情報に
基いて被検出物体Ｘまでの距離を測定し、被検出物体Ｘ
の形状を検出するようになっている。
【００２１】ここに、受光スポットＳは、アレイセンサ
１０ａ，１０ｂの光ファイバアレイ１１ａ，１１ｂの一
端面に跨がって結像されるようになっており、フォトデ
ィテクタ１２ａ０ 〜１２ａ７ 、１２ｂ０ 〜１２ｂ
７ 出力に基いて受光スポットＳの位置を検出する位置
検出部３では、複数組に分割された上位列のアレイセン
サ１０ａの何番目（０〜７）の組の受光量が最大になっ
ているかを検出するとともに、下位列のアレイセンサ１
０ｂの各組の何番目（０〜７）の光ファイバの受光量が
最大になっているかを検出し、上位記号（実施例では番
号０〜７）、下位番号（実施例では番号１〜７）にて位
置情報（２桁の番号）を出力するようになっている。例
えば、受光スポットＳの光量の最大光量位置が図２およ
び図３に斜線で示すような位置になっている場合には、
上位記号「 ７」 、下位記号「 ５」 の位置コード
「７５」が出力されるようになっており（図３参照）、
アレイセンサ１０ａ，１０ｂの下から６２番目（７×８
＋６）の光ファイバの位置に受光スポットＳが存在して
いることが分かる。
１０ａ，１０ｂの光ファイバアレイ１１ａ，１１ｂの一
端面に跨がって結像されるようになっており、フォトデ
ィテクタ１２ａ０ 〜１２ａ７ 、１２ｂ０ 〜１２ｂ
７ 出力に基いて受光スポットＳの位置を検出する位置
検出部３では、複数組に分割された上位列のアレイセン
サ１０ａの何番目（０〜７）の組の受光量が最大になっ
ているかを検出するとともに、下位列のアレイセンサ１
０ｂの各組の何番目（０〜７）の光ファイバの受光量が
最大になっているかを検出し、上位記号（実施例では番
号０〜７）、下位番号（実施例では番号１〜７）にて位
置情報（２桁の番号）を出力するようになっている。例
えば、受光スポットＳの光量の最大光量位置が図２およ
び図３に斜線で示すような位置になっている場合には、
上位記号「 ７」 、下位記号「 ５」 の位置コード
「７５」が出力されるようになっており（図３参照）、
アレイセンサ１０ａ，１０ｂの下から６２番目（７×８
＋６）の光ファイバの位置に受光スポットＳが存在して
いることが分かる。
【００２２】しかして、本基本例にあっては、受光スポ
ットＳの移動方向（矢印ｍ方向） と直交方向にアレイ
センサ１０ａ，１０ｂを並設し、両アレイセンサ１０ａ
，１０ｂをそれぞれ複数組に分割して、上位列のアレイ
センサ１０ａの各組の受光素子出力を合成するとともに
、下位列のアレイセンサ１０ｂの各組の対応する受光素
子出力同士をそれぞれ合成するようにセンサ部４を形成
し、位置検出部５にて、両合成出力に基いてアレイセン
サ１０ａ，１０ｂ上に結像された受光スポットＳの結像
位置を検出してコード化された位置情報を出力するよう
にした位置検出器３を用いているので、高分解能で、広
いダイナミックレンジを得るようにした場合にあっても
構成を簡単にでき、しかも、高速処理が可能な形状検出
装置を提供することができる。
ットＳの移動方向（矢印ｍ方向） と直交方向にアレイ
センサ１０ａ，１０ｂを並設し、両アレイセンサ１０ａ
，１０ｂをそれぞれ複数組に分割して、上位列のアレイ
センサ１０ａの各組の受光素子出力を合成するとともに
、下位列のアレイセンサ１０ｂの各組の対応する受光素
子出力同士をそれぞれ合成するようにセンサ部４を形成
し、位置検出部５にて、両合成出力に基いてアレイセン
サ１０ａ，１０ｂ上に結像された受光スポットＳの結像
位置を検出してコード化された位置情報を出力するよう
にした位置検出器３を用いているので、高分解能で、広
いダイナミックレンジを得るようにした場合にあっても
構成を簡単にでき、しかも、高速処理が可能な形状検出
装置を提供することができる。
【００２３】また、一端面が受光スポットＳの結像面に
列設配置された複数の光ファイバにて受光部を形成し、
光ファイバの他端を適当に結束した結束部にフォトディ
テクタ１２ａ０ 〜１２ａ７ 、１２ｂ０ 〜１２ｂ７
を設けて受光素子出力の合成を行っているので、フォ
トディテクタ１２ａ０ 〜１２ａ７ 、１２ｂ０ 〜１
２ｂ７ の数を従来例の場合に比べて大幅に少なくする
ことができるようになっている。
列設配置された複数の光ファイバにて受光部を形成し、
光ファイバの他端を適当に結束した結束部にフォトディ
テクタ１２ａ０ 〜１２ａ７ 、１２ｂ０ 〜１２ｂ７
を設けて受光素子出力の合成を行っているので、フォ
トディテクタ１２ａ０ 〜１２ａ７ 、１２ｂ０ 〜１
２ｂ７ の数を従来例の場合に比べて大幅に少なくする
ことができるようになっている。
【００２４】例えば、分解能を６４（８×８） に設定
した場合には、図２１（ｂ）に示す従来例では６４個の
フォトディテクタが必要であるのに対して、本例では上
位、下位それぞれ８個づつ（８＋８個） のフォトディ
テクタ１２ａ０ 〜１２ａ７ 、１２ｂ０ 〜１２ｂ７
で構成でき、構成が簡単でコストを安くできることに
なる。図８は最大光量位置と最大光量値を求めるフロー
チャートを示すもので、各入力ゲートＧｉ を値Ｈｉｇ
ｈ （＝１） にセットし、各入力毎の光量のシリアル
データを上位ビットより入力したビットデータＤｉｊ（
ｉ入力のｊ ビット目） とＧｉ ＊Ｄｉｊの論理積演
算を行う。この演算で全入力のうちどれかの入力にＨｉ
ｇｈ があるときのみ、Ｌｏｗ（ ＝０） になった入
力のＧｉ をＬにセットする。この演算をシリアルデー
タの最終ビットまで行い、ＧｉがＨｉｇｈのものが最大
光量位置となる。
した場合には、図２１（ｂ）に示す従来例では６４個の
フォトディテクタが必要であるのに対して、本例では上
位、下位それぞれ８個づつ（８＋８個） のフォトディ
テクタ１２ａ０ 〜１２ａ７ 、１２ｂ０ 〜１２ｂ７
で構成でき、構成が簡単でコストを安くできることに
なる。図８は最大光量位置と最大光量値を求めるフロー
チャートを示すもので、各入力ゲートＧｉ を値Ｈｉｇ
ｈ （＝１） にセットし、各入力毎の光量のシリアル
データを上位ビットより入力したビットデータＤｉｊ（
ｉ入力のｊ ビット目） とＧｉ ＊Ｄｉｊの論理積演
算を行う。この演算で全入力のうちどれかの入力にＨｉ
ｇｈ があるときのみ、Ｌｏｗ（ ＝０） になった入
力のＧｉ をＬにセットする。この演算をシリアルデー
タの最終ビットまで行い、ＧｉがＨｉｇｈのものが最大
光量位置となる。
【００２５】また、同時に、Ｇｉ ＊ＤｉｊがＨｉｇｈ
になるビットｊ のときにＭＤｊ をＨｉｇｈ にし
た結果のＭＡＸのデータが最大光量値である。実施例で
は、この処理を回路で実現しているので、高速処理が可
能な位置検出器３が得られているわけであり、図７の具
体例においては、シリアルビット数＋１のクロック数で
最大光量位置を求めることができる。
になるビットｊ のときにＭＤｊ をＨｉｇｈ にし
た結果のＭＡＸのデータが最大光量値である。実施例で
は、この処理を回路で実現しているので、高速処理が可
能な位置検出器３が得られているわけであり、図７の具
体例においては、シリアルビット数＋１のクロック数で
最大光量位置を求めることができる。
【００２６】以下具体例の動作について説明する。いま
、全体をリセットするためにリセット信号としてＨｉｇ
ｈ レベル（ ＝１） をセットし、クロックＣＬを与
えると、ＲＣＫ１にパルスが出てフリップフロップＦＦ
１ にトリガをかける。データはリセット信号によりＨ
ｉｇｈ であるので、総てのＱ出力はＨｉｇｈ になり
、ＧもＨｉｇｈ にセットされる。
、全体をリセットするためにリセット信号としてＨｉｇ
ｈ レベル（ ＝１） をセットし、クロックＣＬを与
えると、ＲＣＫ１にパルスが出てフリップフロップＦＦ
１ にトリガをかける。データはリセット信号によりＨ
ｉｇｈ であるので、総てのＱ出力はＨｉｇｈ になり
、ＧもＨｉｇｈ にセットされる。
【００２７】ここに、シリアル入力Ａ０ に注目すると
、Ａ０ の７ビット目のデータＤ０７が入ってきたとき
ＳＰ０ はＧ０，Ｄ０７とクロックＣＬの論理積が出力
される。すなわち、Ａ０がＨｉｇｈのとき、クロックに
同期してＳＰ０にＨｉｇｈが出力される。ＳＰ０ 〜Ｓ
Ｐ７ のうちどれかがＨｉｇｈ のときのみ、ＲＣＫ１
にＨｉｇｈ のパルスが出力され、各ＳＰの値をフリッ
プフロップＦＦに保持し、Ｑに出力される。また、総て
のシリアルデータ入力がＬｏｗ（ ＝０） のときは、
ＲＣＫ１のパルスは出力されないため、Ｑには、前のデ
ータが保持される。一度ＱがＬｏｗになると、ＧはＬｏ
ｗになり、次のリセットまでＬｏｗが保持されるため、
ＳＰも出力しない。
、Ａ０ の７ビット目のデータＤ０７が入ってきたとき
ＳＰ０ はＧ０，Ｄ０７とクロックＣＬの論理積が出力
される。すなわち、Ａ０がＨｉｇｈのとき、クロックに
同期してＳＰ０にＨｉｇｈが出力される。ＳＰ０ 〜Ｓ
Ｐ７ のうちどれかがＨｉｇｈ のときのみ、ＲＣＫ１
にＨｉｇｈ のパルスが出力され、各ＳＰの値をフリッ
プフロップＦＦに保持し、Ｑに出力される。また、総て
のシリアルデータ入力がＬｏｗ（ ＝０） のときは、
ＲＣＫ１のパルスは出力されないため、Ｑには、前のデ
ータが保持される。一度ＱがＬｏｗになると、ＧはＬｏ
ｗになり、次のリセットまでＬｏｗが保持されるため、
ＳＰも出力しない。
【００２８】この処理を７ビット目から０ビット目まで
行うと、最大値をもつシリアルデータのＱおよびＧがＨ
ｉｇｈ となる。Ｑ０ 〜Ｑ７の位置を読み取ることに
よって位置を知ることができるため、エンコーダＥＣに
よってコード化して位置情報を出力する。また、最大光
量値は、シリアル入力データで、ビットデータがＨｉｇ
ｈ（あるいはＬｏｗ） のときはＲＣＫ１にＨｉｇｈ（
あるいはＬｏｗ） が出力されるため、ＲＣＫ１の値を
ビット毎にラッチしてゆけば最大値データが得られる。
行うと、最大値をもつシリアルデータのＱおよびＧがＨ
ｉｇｈ となる。Ｑ０ 〜Ｑ７の位置を読み取ることに
よって位置を知ることができるため、エンコーダＥＣに
よってコード化して位置情報を出力する。また、最大光
量値は、シリアル入力データで、ビットデータがＨｉｇ
ｈ（あるいはＬｏｗ） のときはＲＣＫ１にＨｉｇｈ（
あるいはＬｏｗ） が出力されるため、ＲＣＫ１の値を
ビット毎にラッチしてゆけば最大値データが得られる。
【００２９】図７に示す具体例においては、シフトレジ
スタＳＲを用いてＲＣＫ１のデータを入力し、シフトク
ロックとして前述のクロックＣＬを用いており、８ビッ
ト全部のシフトが終了したとき、リセット信号でラッチ
することにより最大値データを得ている。なお、受光ス
ポットＳは、被検出物体Ｘの光反射特性の影響によって
変化し、必ずしも正規分布していない場合があり、受光
スポットＳの光量の重心位置を結像位置とした場合には
、位置検出精度が低くなってしまうという問題があるが
、実施例のように受光スポットＳの最大光量位置を結像
位置としている場合には、高精度の位置検出が行なわれ
ることになる。
スタＳＲを用いてＲＣＫ１のデータを入力し、シフトク
ロックとして前述のクロックＣＬを用いており、８ビッ
ト全部のシフトが終了したとき、リセット信号でラッチ
することにより最大値データを得ている。なお、受光ス
ポットＳは、被検出物体Ｘの光反射特性の影響によって
変化し、必ずしも正規分布していない場合があり、受光
スポットＳの光量の重心位置を結像位置とした場合には
、位置検出精度が低くなってしまうという問題があるが
、実施例のように受光スポットＳの最大光量位置を結像
位置としている場合には、高精度の位置検出が行なわれ
ることになる。
【００３０】すなわち、図９（ａ）に示すように、傾斜
面を有する被検出物体Ｘａ にレーザ光のような光ビー
ムＰが照射され、本来の光ビームスポットＳｂ 以外に
２次反射によるスポットＳｂ’（ 但し、光量が少ない
）が存在する場合、図９（ｂ）に示すように、散乱体か
らなる回路基板Ｘｂと不透明体の回路パターンＸｃが含
まれた回路板において、回路基板よりなる被検出物体Ｘ
ｂの回路パターンＸｃ付近に光ビームＰが照射されて回
路基板内での散乱部Ｓｂ”によりスポット径が大きくな
っている場合、図９（ｃ）に示すように、多数のスプリ
アススポットＳｂ”’ が形成されるスペックルパター
ンになっている場合などにおいて、受光スポットＳの重
心位置を求めて受光スポットＳの位置とした場合には、
本来の受光スポットＳの位置が正確に求まらないことに
なるが、実施例のように光量最大位置を受光スポットＳ
の位置として判定している場合には、被検出物体Ｘの光
反射特性の影響を受けることなく位置検出が行なわれ、
常に正確な形状検出が行えることになる。
面を有する被検出物体Ｘａ にレーザ光のような光ビー
ムＰが照射され、本来の光ビームスポットＳｂ 以外に
２次反射によるスポットＳｂ’（ 但し、光量が少ない
）が存在する場合、図９（ｂ）に示すように、散乱体か
らなる回路基板Ｘｂと不透明体の回路パターンＸｃが含
まれた回路板において、回路基板よりなる被検出物体Ｘ
ｂの回路パターンＸｃ付近に光ビームＰが照射されて回
路基板内での散乱部Ｓｂ”によりスポット径が大きくな
っている場合、図９（ｃ）に示すように、多数のスプリ
アススポットＳｂ”’ が形成されるスペックルパター
ンになっている場合などにおいて、受光スポットＳの重
心位置を求めて受光スポットＳの位置とした場合には、
本来の受光スポットＳの位置が正確に求まらないことに
なるが、実施例のように光量最大位置を受光スポットＳ
の位置として判定している場合には、被検出物体Ｘの光
反射特性の影響を受けることなく位置検出が行なわれ、
常に正確な形状検出が行えることになる。
【００３１】図１０は他の例を示すもので、「０」，「
１」，「２」，……の記号が付された複数のフォトディ
テクタ１２ａ０ ，１２ａ１ ，……よりなる上位列の
アレイセンサ１０ａと、「０」，「１」，「２」……の
記号が付され複数組に分割されたフォトディテクタ１２
ｂ０ 〜１２ｂ９ よりなる下位列のアレイセンサ１０
ｂとで位置検出器３を形成し、位置検出器３上に結像さ
れた受光スポットＳの位置検出を行う場合において、上
位列のアレイセンサ１０ａの記号が異なる（実施例では
相隣接する）受光素子の境界領域（図示例では、「１」
「２」の記号が付されたフォトディテクタ１２ａ１ ，
１２ａ２ ）に受光スポットＳが位置するとき、位置判
定部６にて、下位列のアレイセンサ１０ｂのフォトディ
テクタ１２ｂ０ 〜１２ｂ９ 出力に基づいて上位列の
アレイセンサ１０ａの位置検出出力を判定するようにし
たものである。
１」，「２」，……の記号が付された複数のフォトディ
テクタ１２ａ０ ，１２ａ１ ，……よりなる上位列の
アレイセンサ１０ａと、「０」，「１」，「２」……の
記号が付され複数組に分割されたフォトディテクタ１２
ｂ０ 〜１２ｂ９ よりなる下位列のアレイセンサ１０
ｂとで位置検出器３を形成し、位置検出器３上に結像さ
れた受光スポットＳの位置検出を行う場合において、上
位列のアレイセンサ１０ａの記号が異なる（実施例では
相隣接する）受光素子の境界領域（図示例では、「１」
「２」の記号が付されたフォトディテクタ１２ａ１ ，
１２ａ２ ）に受光スポットＳが位置するとき、位置判
定部６にて、下位列のアレイセンサ１０ｂのフォトディ
テクタ１２ｂ０ 〜１２ｂ９ 出力に基づいて上位列の
アレイセンサ１０ａの位置検出出力を判定するようにし
たものである。
【００３２】いま、受光スポットＳが上位列のアレイセ
ンサ１０ａの相隣接するフォトデイテクタ（ 例えば、
１２ａ１，２ａ２）の境界域に存在する場合には、図１
１に示すように、検出光量の差が少なくなって位置情報
として、「 １０」 、「 １９」 、「 ２０」 、
「 ２９」 の４通りのデータが出力される可能性があ
り、誤った位置検出が行なわれる場合があるという問題
が生じる。
ンサ１０ａの相隣接するフォトデイテクタ（ 例えば、
１２ａ１，２ａ２）の境界域に存在する場合には、図１
１に示すように、検出光量の差が少なくなって位置情報
として、「 １０」 、「 １９」 、「 ２０」 、
「 ２９」 の４通りのデータが出力される可能性があ
り、誤った位置検出が行なわれる場合があるという問題
が生じる。
【００３３】そこで、本例にあっては、下位列のアレイ
センサ１０ｂのフォトディテクタ１２ｂ０ 〜１２ｂ９
出力に基づいて上位列のアレイセンサ１０ａの位置検
出出力を判定することにより、受光スポットＳが上位列
のアレイセンサ１０ｂの相隣接するフォトデイテクタ１
２ａ０ ，１２ａ１ ，……の境界域に存在する場合に
あっても誤った位置検出が行なわれることがないように
している。
センサ１０ｂのフォトディテクタ１２ｂ０ 〜１２ｂ９
出力に基づいて上位列のアレイセンサ１０ａの位置検
出出力を判定することにより、受光スポットＳが上位列
のアレイセンサ１０ｂの相隣接するフォトデイテクタ１
２ａ０ ，１２ａ１ ，……の境界域に存在する場合に
あっても誤った位置検出が行なわれることがないように
している。
【００３４】すなわち、本例にあっては、受光スポット
Ｓが上位列のアレイセンサ１０ａ の相隣接するフォト
ディテクタ１２ａ０ ，１２ａ１ ，１２ａ２ ，……
の境界域にきたとき、下位列のアレイセンサ１０ｂによ
る位置検出出力の値が最大値の半分以上の場合には、上
位列のアレイセンサ１０ａの位置出力の低い方の値を採
用し、下位列のアレイセンサ１０ｂの位置検出出力の値
が最大値の半分未満の場合には、上位列のアレイセンサ
１０ａの位置出力の高い方の値を採用するように位置判
定部を形成している。
Ｓが上位列のアレイセンサ１０ａ の相隣接するフォト
ディテクタ１２ａ０ ，１２ａ１ ，１２ａ２ ，……
の境界域にきたとき、下位列のアレイセンサ１０ｂによ
る位置検出出力の値が最大値の半分以上の場合には、上
位列のアレイセンサ１０ａの位置出力の低い方の値を採
用し、下位列のアレイセンサ１０ｂの位置検出出力の値
が最大値の半分未満の場合には、上位列のアレイセンサ
１０ａの位置出力の高い方の値を採用するように位置判
定部を形成している。
【００３５】なお、下位列のアレイセンサ１０ｂの同一
記号のフォトデイテクタ１２ｂ０ 〜１２ｂ９出力を合
成して光量検出が行われており、光ファイバを用いた場
合と同様のコード化された位置情報が出力されるように
なっている。以下、本例の動作について説明する。いま
、図１０のように、複数のフォトディテクタ１２ａ１
，１２ａ２ ，１２ｂ９ ，１２ｂ０ に跨がって受光
スポットＳが存在する場合には、フォトディテクタ１２
ａ０ ，１２ａ１ ，１２ａ２ ，……、１２ｂ０ ，
１２ｂ１ ，１２ｂ２ ……の検出光量は、図１１に示
すように、４個のフォトディテクタ１２ａ１ ，１２ａ
２ ，１２ｂ９ ，１２ｂ０ から検出信号が得られる
ことになる。このような場合、上位列のアレイセンサ１
０ａ中の最大検出光量のフォトディテクタ１２ａ０ ，
１２ａ１ ，……（図示例では、１２ａ１ ）とこの隣
のフォトディテクタ１２ａ０ ，１２ａ１ ，……（図
示例では、１２ａ２ ）の検出光量の光量比が例えばｎ
倍以下になったときには、最大検出光量と２番目の検
出光量を持つフォトディテクタ１２ａ１ ，１２ａ２
，１２ｂ９ ，１２ｂ０ の記号「１」，「２」および
「９」，「０」を位置データ候補とする。
記号のフォトデイテクタ１２ｂ０ 〜１２ｂ９出力を合
成して光量検出が行われており、光ファイバを用いた場
合と同様のコード化された位置情報が出力されるように
なっている。以下、本例の動作について説明する。いま
、図１０のように、複数のフォトディテクタ１２ａ１
，１２ａ２ ，１２ｂ９ ，１２ｂ０ に跨がって受光
スポットＳが存在する場合には、フォトディテクタ１２
ａ０ ，１２ａ１ ，１２ａ２ ，……、１２ｂ０ ，
１２ｂ１ ，１２ｂ２ ……の検出光量は、図１１に示
すように、４個のフォトディテクタ１２ａ１ ，１２ａ
２ ，１２ｂ９ ，１２ｂ０ から検出信号が得られる
ことになる。このような場合、上位列のアレイセンサ１
０ａ中の最大検出光量のフォトディテクタ１２ａ０ ，
１２ａ１ ，……（図示例では、１２ａ１ ）とこの隣
のフォトディテクタ１２ａ０ ，１２ａ１ ，……（図
示例では、１２ａ２ ）の検出光量の光量比が例えばｎ
倍以下になったときには、最大検出光量と２番目の検
出光量を持つフォトディテクタ１２ａ１ ，１２ａ２
，１２ｂ９ ，１２ｂ０ の記号「１」，「２」および
「９」，「０」を位置データ候補とする。
【００３６】そのときに、下位列のアレイセンサ１０ｂ
の最大検出光量のフォトディテクタ１２ｂ０ ，１２ｂ
１ ，１２ｂ２ ……の記号が最大値の半分以上すなわ
ち「５」〜「９」のときには、上位列のアレイセンサ１
０ａのフォトディテクタ１２ａ０ ，１２ａ１ ，１２
ａ２ ……の位置データ候補の小さい方の記号を選択し
、下位列のアレイセンサ１０ｂの最大検出光量のフォト
ディテクタ１２ａ０ ，１２ａ１ ，１２ａ２ ……の
記号が最大値の半分未満すなわち「０」〜「４」のとき
には、上位列のアレイセンサ１０ａのフォトディテクタ
１２ａ０ ，１２ａ１ ，１２ａ２ ……の位置データ
候補の大きい記号を選択するようになっている。したが
って、受光スポットＳが図１０に示すような状態になっ
ている場合には、２桁の位置情報として「 １９」 あ
るいは「２０」が出力され、「 １０」「２９」 など
の誤った位置データが出力されることがない。
の最大検出光量のフォトディテクタ１２ｂ０ ，１２ｂ
１ ，１２ｂ２ ……の記号が最大値の半分以上すなわ
ち「５」〜「９」のときには、上位列のアレイセンサ１
０ａのフォトディテクタ１２ａ０ ，１２ａ１ ，１２
ａ２ ……の位置データ候補の小さい方の記号を選択し
、下位列のアレイセンサ１０ｂの最大検出光量のフォト
ディテクタ１２ａ０ ，１２ａ１ ，１２ａ２ ……の
記号が最大値の半分未満すなわち「０」〜「４」のとき
には、上位列のアレイセンサ１０ａのフォトディテクタ
１２ａ０ ，１２ａ１ ，１２ａ２ ……の位置データ
候補の大きい記号を選択するようになっている。したが
って、受光スポットＳが図１０に示すような状態になっ
ている場合には、２桁の位置情報として「 １９」 あ
るいは「２０」が出力され、「 １０」「２９」 など
の誤った位置データが出力されることがない。
【００３７】図１２は上述の動作を示すフローチャート
であり、図中、Ｕは上位列のアレイセンサ１０ａ、Ｌは
下位列のアレイセンサ１０ｂ、ｎは指定定数である。図
１４は本発明一実施例の要部概略構成を示すもので、上
述の基本例と同様の構成を有する形状検出装置において
、複数列のアレイセンサ１０ａ，１０ｂを互いに離れて
配置し、各アレイセンサ１０ａ，１０ｂに受光スポット
Ｓをそれぞれ結像させる分岐結像手段を受光手段２に設
けたものである。実施例にあっては、上記分岐結像手段
は、各アレイセンサ１０ａ，１０ｂに受光スポットＳが
それぞれ結像されるようにする反射面２５ａ，２５ｂを
第２の振動ミラー２５に分割形成して実現されており、
図１５に示すように、反射面２５ａ，２５ｂを所定角度
θ’をもって形成している。
であり、図中、Ｕは上位列のアレイセンサ１０ａ、Ｌは
下位列のアレイセンサ１０ｂ、ｎは指定定数である。図
１４は本発明一実施例の要部概略構成を示すもので、上
述の基本例と同様の構成を有する形状検出装置において
、複数列のアレイセンサ１０ａ，１０ｂを互いに離れて
配置し、各アレイセンサ１０ａ，１０ｂに受光スポット
Ｓをそれぞれ結像させる分岐結像手段を受光手段２に設
けたものである。実施例にあっては、上記分岐結像手段
は、各アレイセンサ１０ａ，１０ｂに受光スポットＳが
それぞれ結像されるようにする反射面２５ａ，２５ｂを
第２の振動ミラー２５に分割形成して実現されており、
図１５に示すように、反射面２５ａ，２５ｂを所定角度
θ’をもって形成している。
【００３８】いま、本実施例は、振動ミラー２３，２５
の同期がとれていないときに、受光スポットＳの位置が
誤って検出されるのを防止できるようにした構成例を示
すものである。すなわち、振動ミラー２３，２５の同期
が完全にとれていない場合には、光ビーム走査による影
響が完全に除去できないことになるので、アレイセンサ
１０ａ，１０ｂ上に跨って結像されるべき受光スポット
Ｓが図１６に想像線で示すように移動方向と直交方向に
ずれてしまい、正確な位置検出が行えない場合がある。
の同期がとれていないときに、受光スポットＳの位置が
誤って検出されるのを防止できるようにした構成例を示
すものである。すなわち、振動ミラー２３，２５の同期
が完全にとれていない場合には、光ビーム走査による影
響が完全に除去できないことになるので、アレイセンサ
１０ａ，１０ｂ上に跨って結像されるべき受光スポット
Ｓが図１６に想像線で示すように移動方向と直交方向に
ずれてしまい、正確な位置検出が行えない場合がある。
【００３９】そこで、本実施例にあっては、複数列（実
施例では２列）のアレイセンサ１０ａ，１０ｂを互いに
離れて配置し、分割された反射面２５ａ，２５ｂを有す
る振動ミラー２５によって両アレイセンサ２５ａ，２５
ｂの中央に受光スポットＳを結像させることにより、振
動ミラー２３，２５の同期ずれが生じて受光スポットＳ
が移動方向と直交方向にずれて結像された場合にあって
も受光スポットＳの位置を各アレイセンサ１０ａ，１０
ｂで正確に検出できるようにしている。
施例では２列）のアレイセンサ１０ａ，１０ｂを互いに
離れて配置し、分割された反射面２５ａ，２５ｂを有す
る振動ミラー２５によって両アレイセンサ２５ａ，２５
ｂの中央に受光スポットＳを結像させることにより、振
動ミラー２３，２５の同期ずれが生じて受光スポットＳ
が移動方向と直交方向にずれて結像された場合にあって
も受光スポットＳの位置を各アレイセンサ１０ａ，１０
ｂで正確に検出できるようにしている。
【００４０】なお、実施例では、アレイセンサ１０ａ，
１０ｂのセンサ幅を広くすることにより、同期ずれの許
容範囲をより広くしている。ここに、半割り構造となっ
ている振動ミラー２５の各反射面２５ａ，２５ｂの角度
θ’は、アレイセンサ１０ａ，１０ｂ間の距離をｄ、振
動ミラー２５からアレイセンサ１０ａ，１０ｂまでの距
離を ｍａとすれば、θ’＝ａｒｃｔａｎ（ｄ／２ ｍ
ａ ）として求められる。
１０ｂのセンサ幅を広くすることにより、同期ずれの許
容範囲をより広くしている。ここに、半割り構造となっ
ている振動ミラー２５の各反射面２５ａ，２５ｂの角度
θ’は、アレイセンサ１０ａ，１０ｂ間の距離をｄ、振
動ミラー２５からアレイセンサ１０ａ，１０ｂまでの距
離を ｍａとすれば、θ’＝ａｒｃｔａｎ（ｄ／２ ｍ
ａ ）として求められる。
【００４１】この角度θ’を大きく設定すれば、各アレ
イセンサ１０ａ，１０ｂ間の距離ｄも広がり、各アレイ
センサ１０ａ，１０ｂのセンサ幅を広くしてずれの許容
範囲を大きくすることができる。なお、３列以上のアレ
イセンサ１０ａ，１０ｂ，１０ｃ……を設けた場合には
、各アレイセンサ１０ａ，１０ｂ，１０ｃ……に対応す
る反射面２５ａ，２５ｂ，２５ｃ……を振動ミラー２５
に形成すれば良い。
イセンサ１０ａ，１０ｂ間の距離ｄも広がり、各アレイ
センサ１０ａ，１０ｂのセンサ幅を広くしてずれの許容
範囲を大きくすることができる。なお、３列以上のアレ
イセンサ１０ａ，１０ｂ，１０ｃ……を設けた場合には
、各アレイセンサ１０ａ，１０ｂ，１０ｃ……に対応す
る反射面２５ａ，２５ｂ，２５ｃ……を振動ミラー２５
に形成すれば良い。
【００４２】一方、図１７に示すように、光ビームＰが
照射された被検出物体Ｘ上の光ビームスポットＳｂの反
射光Ｒが近くの反射面で反射して２次反射スポットＳｂ
’が形成された場合、この２次反射光Ｒ’による受光ス
ポットＳ’が、図１８に示すように、アレイセンサ１０
ａ，１０ｂに入射しないように結像させることができ、
受光スポットＳ’が他のアレイセンサ１０ａ，１０ｂに
入射して誤った位置検出が行われることを防止できる。
照射された被検出物体Ｘ上の光ビームスポットＳｂの反
射光Ｒが近くの反射面で反射して２次反射スポットＳｂ
’が形成された場合、この２次反射光Ｒ’による受光ス
ポットＳ’が、図１８に示すように、アレイセンサ１０
ａ，１０ｂに入射しないように結像させることができ、
受光スポットＳ’が他のアレイセンサ１０ａ，１０ｂに
入射して誤った位置検出が行われることを防止できる。
【００４３】図１９は分岐結像手段の他の実施例を示す
ものであり、ビームスプリッタ２９を設けて、受光スポ
ットＳを各アレイセンサ１０ａ，１０ｂ上に分岐結像さ
せるようにし、前記実施例と同様の効果を得るようにし
たものである。
ものであり、ビームスプリッタ２９を設けて、受光スポ
ットＳを各アレイセンサ１０ａ，１０ｂ上に分岐結像さ
せるようにし、前記実施例と同様の効果を得るようにし
たものである。
【００４４】
【発明の効果】上記構成によれば、受光スポットの移動
方向に多数の受光素子が列設され桁を構成するアレイセ
ンサを受光スポットの移動方向と直交方向に複数列並設
し、これらアレイセンサの少なくとも下位列のアレイセ
ンサを複数組に分割するとともに、各組の受光素子に記
号を付してこれら各組の対応する受光素子出力同士をそ
れぞれ合成するようにしたセンサ部と、合成出力に基づ
いて各アレイセンサ上に結像された受光スポットの結像
位置を検出してコード化された位置情報を出力する位置
検出部とで位置検出器を形成したので、高分解能で広い
ダイナミックレンジが得られるようにした場合にあって
も構成を簡単にでき、しかも高速処理が可能な形状検出
装置を提供することができるという効果がある。
方向に多数の受光素子が列設され桁を構成するアレイセ
ンサを受光スポットの移動方向と直交方向に複数列並設
し、これらアレイセンサの少なくとも下位列のアレイセ
ンサを複数組に分割するとともに、各組の受光素子に記
号を付してこれら各組の対応する受光素子出力同士をそ
れぞれ合成するようにしたセンサ部と、合成出力に基づ
いて各アレイセンサ上に結像された受光スポットの結像
位置を検出してコード化された位置情報を出力する位置
検出部とで位置検出器を形成したので、高分解能で広い
ダイナミックレンジが得られるようにした場合にあって
も構成を簡単にでき、しかも高速処理が可能な形状検出
装置を提供することができるという効果がある。
【００４５】また、レーザ光源と、レーザ光源から出力
される光ビームのビーム径を広げるビームエキスパンダ
と、光路調整用ミラーと、ビーム走査用の第１の振動ミ
ラーと、集束レンズと、第１の振動ミラーに同期して駆
動され受光スポットをビーム走査に関係なくアレイセン
サ上に結像させる第２の振動ミラーとで投光、受光手段
の光学系を形成し、複数列のアレイセンサを離れて配置
するとともに、各アレイセンサに受光スポットをそれぞ
れ結像させる分岐結像手段を受光手段に設けたので、２
次反射スポットによる位置誤検出が少なくなり、第１，
第２の振動ミラーの同期がとれていないときに、受光ス
ポットが移動方向と直交方向にずれて結像された場合に
あっても、受光スポットの位置が誤って検出されるのを
防止できるという効果がある。
される光ビームのビーム径を広げるビームエキスパンダ
と、光路調整用ミラーと、ビーム走査用の第１の振動ミ
ラーと、集束レンズと、第１の振動ミラーに同期して駆
動され受光スポットをビーム走査に関係なくアレイセン
サ上に結像させる第２の振動ミラーとで投光、受光手段
の光学系を形成し、複数列のアレイセンサを離れて配置
するとともに、各アレイセンサに受光スポットをそれぞ
れ結像させる分岐結像手段を受光手段に設けたので、２
次反射スポットによる位置誤検出が少なくなり、第１，
第２の振動ミラーの同期がとれていないときに、受光ス
ポットが移動方向と直交方向にずれて結像された場合に
あっても、受光スポットの位置が誤って検出されるのを
防止できるという効果がある。
【図１】本発明に係る形状検出装置の基本例の概略構成
図である。
図である。
【図２】同上の要部概略構成図である。
【図３】同上の要部概略構成図である。
【図４】同上の他例の要部概略構成図である。
【図５】同上の要部回路図である。
【図６】同上の要部回路図である。
【図７】同上の要部回路図である。
【図８】同上の動作説明図である。
【図９】同上の動作説明図である。
【図１０】同上の他例の実施例の要部正面図である。
【図１１】同上の動作説明図である。
【図１２】同上の動作説明図である。
【図１３】３角測量方式の説明図である
【図１４】本発
明一実施例の要部概略構成図である。
明一実施例の要部概略構成図である。
【図１５】同上の要部側面図である。
【図１６】同上の動作説明図である。
【図１７】同上の動作説明図である。
【図１８】同上の動作説明図である。
【図１９】他の実施例の要部概略構成図である。
【図２０】従来例の概略構成図である。
【図２１】同上の要部概略構成図である。
１ 投光手段
２ 受光手段
３ 位置検出器
４ センサ部
５ 位置検出部
６ 位置判定部
２０ レーザ光源
２１ ビームエキスパンダ
２２ａ，２２ｂ 光路調整ミラー
２３，２５ 振動ミラー
２４ａ，２４ｂ 集束レンズ
２９ ビームスプリッタ
Ｘ 被検出物体
Ｓ 受光スポット
Claims (3)
- 【請求項１】 被検出物体走査用の光ビームを投光す
る投光手段と、上記光ビームの被検出物体による反射光
を受光する受光手段とを一定距離だけ離れて配置し、反
射光の受光スポットの位置変化を検出する位置検出器の
出力に基づいて被検出物体の形状を検出するようにした
形状検出装置であって、受光スポットの移動方向に多数
の受光素子が列設され桁を構成するアレイセンサを受光
スポットの移動方向と直交方向に複数列並設し、これら
アレイセンサの少なくとも下位列のアレイセンサを複数
組に分割するとともに、各組の受光素子に記号を付して
これら各組の対応する受光素子出力同士をそれぞれ合成
するようにしたセンサ部と、合成出力に基づいて各アレ
イセンサ上に結像された受光スポットの結像位置を検出
してコード化された位置情報を出力する位置検出部とで
位置検出器を形成した形状検出装置において、レーザ光
源と、レーザ光源から出力される光ビームのビーム径を
広げるビームエキスパンダと、光路調整用ミラーと、ビ
ーム走査用の第１の振動ミラーと、集束レンズと、第１
の振動ミラーに同期して駆動され受光スポットをビーム
走査に関係なくアレイセンサ上に結像させる第２の振動
ミラーとで投光、受光手段の光学系を形成し、複数列の
アレイセンサを離れて配置するとともに、各アレイセン
サに受光スポットをそれぞれ結像させる分岐結像手段を
受光手段に設けたことを特徴とする形状検出装置。 - 【請求項２】 半割り構造の振動ミラーを用いて分岐
結像手段を形成したことを特徴とする請求項１記載の形
状検出装置。 - 【請求項３】 ビームスプリッタを用いて分岐結像手
段を形成したことを特徴とする請求項１記載の形状検出
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9379691A JPH04218707A (ja) | 1991-04-24 | 1991-04-24 | 形状検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9379691A JPH04218707A (ja) | 1991-04-24 | 1991-04-24 | 形状検出装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP565089A Division JPH02186213A (ja) | 1989-01-12 | 1989-01-12 | 形状検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04218707A true JPH04218707A (ja) | 1992-08-10 |
Family
ID=14092381
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9379691A Pending JPH04218707A (ja) | 1991-04-24 | 1991-04-24 | 形状検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04218707A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100385199C (zh) * | 2005-01-17 | 2008-04-30 | 弗兰霍菲尔运输应用研究公司 | 扫描仪和操作扫描仪的方法 |
| JP2008309532A (ja) * | 2007-06-13 | 2008-12-25 | Lasertec Corp | ３次元測定装置及び検査装置 |
| US8041247B2 (en) | 2009-03-09 | 2011-10-18 | Ricoh Company, Ltd. | Image forming apparatus, control method of the same, recording medium for the same, and image forming system |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6260075A (ja) * | 1985-09-10 | 1987-03-16 | Hitachi Ltd | 形状認識装置 |
| JPS63249003A (ja) * | 1987-04-03 | 1988-10-17 | Taisei Corp | 光フアイバを利用した受光位置検出方法 |
-
1991
- 1991-04-24 JP JP9379691A patent/JPH04218707A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6260075A (ja) * | 1985-09-10 | 1987-03-16 | Hitachi Ltd | 形状認識装置 |
| JPS63249003A (ja) * | 1987-04-03 | 1988-10-17 | Taisei Corp | 光フアイバを利用した受光位置検出方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100385199C (zh) * | 2005-01-17 | 2008-04-30 | 弗兰霍菲尔运输应用研究公司 | 扫描仪和操作扫描仪的方法 |
| JP2008309532A (ja) * | 2007-06-13 | 2008-12-25 | Lasertec Corp | ３次元測定装置及び検査装置 |
| US8041247B2 (en) | 2009-03-09 | 2011-10-18 | Ricoh Company, Ltd. | Image forming apparatus, control method of the same, recording medium for the same, and image forming system |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU598418B2 (en) | Optical system for detecting three-dimensional shape | |
| US6741082B2 (en) | Distance information obtaining apparatus and distance information obtaining method | |
| US4861982A (en) | Scanning optical microscope with position detection grating | |
| JP2580933B2 (ja) | ジッター量測定手段を有した光走査装置 | |
| JP2510786B2 (ja) | 物体の形状検出方法及びその装置 | |
| JPH04319615A (ja) | 光学式高さ測定装置 | |
| US4729654A (en) | Laser interferometer | |
| US4586786A (en) | Area beam type splitter | |
| EP0489399B1 (en) | Displacement detector | |
| JPH02188713A (ja) | 画像形成装置 | |
| JPH04218707A (ja) | 形状検出装置 | |
| US4739158A (en) | Apparatus for the detection of pattern edges | |
| US6750436B2 (en) | Focus error detection apparatus and method having dual focus error detection path | |
| JP2500658B2 (ja) | 走査型レ―ザ変位計 | |
| JPH0798429A (ja) | 距離計測装置 | |
| JPH05231848A (ja) | 光学式変位センサ | |
| JPH02186213A (ja) | 形状検出装置 | |
| US4270045A (en) | Apparatus for reading an optical radiation-reflecting information carrier for controlling focus | |
| JPH10197336A (ja) | レーザビーム計測装置 | |
| JP2002335033A (ja) | レーザダイオードユニットの調整装置及び方法、光学ユニットの製造方法 | |
| JPS59131114A (ja) | アクテイブ型距離検出装置 | |
| US6021105A (en) | Knife edge method for use in an optical pickup system | |
| US4533828A (en) | Arrangement for increasing the dynamic range of optical inspection devices to accommodate varying surface reflectivity characteristics | |
| US7190383B2 (en) | Misalignment detector and image forming apparatus | |
| JPH0783620A (ja) | レーザ変位計 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19950328 |