JPH063112A - 光学式距離測定方法 - Google Patents

光学式距離測定方法

Info

Publication number
JPH063112A
JPH063112A JP16597292A JP16597292A JPH063112A JP H063112 A JPH063112 A JP H063112A JP 16597292 A JP16597292 A JP 16597292A JP 16597292 A JP16597292 A JP 16597292A JP H063112 A JPH063112 A JP H063112A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
lens
distance
positions
reflection
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.)
Withdrawn
Application number
JP16597292A
Other languages
English (en)
Inventor
Yukihiko Nakamura
行彦 中村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
N S T KK
Original Assignee
N S T KK
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by N S T KK filed Critical N S T KK
Priority to JP16597292A priority Critical patent/JPH063112A/ja
Publication of JPH063112A publication Critical patent/JPH063112A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Measurement Of Optical Distance (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 表面位置が面方向に変化する測定対象物であ
っても同じ部位に対して正確な距離測定が行える光学式
距離測定方法を提供すること。 【構成】 投光位置P1, P2に設置されてレンズ10の反射
位置P5, P6に向けて投光する投光器11, 12と、受光位置
P3, P4に設置されて反射位置からの反射光を受光する受
光器13, 14とを用い、前記反射光が受光器で受光された
際の投光器および受光器の光軸角度θ1,θ2 を求め、こ
の光軸角度と投光器および受光器の間隔D1, D2とに基づ
いて反射位置までの距離T1, T2を算出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光学式距離測定方法に関
し、例えば光学用レンズ等の非接触厚み測定などに利用
できる。
【0002】
【背景技術】従来より、光学用レンズの厚み測定等にお
いては、表面の損傷を回避しかつ高い測定精度を確保す
ることが要求される。このため、レンズの表面までの距
離を光学的に測定し、この表面距離からレンズの厚みを
演算する非接触厚み測定が利用されている。
【0003】図2において、実線で示す基準レンズ90の
表裏側の基準線L1, L2上には、それぞれ投光器91, 92お
よび受光器93, 94が設置されている。投光器91, 92はビ
ーム状の光を投光するものであり、投光器91, 92の投光
位置P1, P2から投光された光は、基準レンズ90の中心軸
A1に対応した反射位置P5, P6で反射されるようになって
いる。
【0004】受光器93, 94は所定広さの受光面を有し、
この受光面における受光位置を検出可能な素子であり、
基準レンズ90の中心軸A1に対応した反射位置P5, P6で反
射された光は、受光器93, 94の受光面に直角に入射して
基準線L1, L2上の受光位置P3, P4で受光されるように設
定されている。
【0005】ここで、投光器91, 92の光軸と基準線L1,
L2とのなす角度をθ1,θ2 、投光器91, 92および受光器
93, 94の距離をD1, D2、基準線L1, L2の間隔をT0とする
と、基準レンズ90の中心位置A1での厚みT3は次のように
して演算される。
【0006】先ず、基準線L1, L2と反射位置P5, P6との
距離T1, T2とすると、厚みT3=T0−(T1 +T2) である。
距離T1, T2は、距離D1, D2と角度θ1,θ2 とからT1= D
1/2tanθ1, T2= D2/2tanθ2 として求まる。従って、
これらの演算により基準レンズ90の中心位置A1での厚み
T3が演算できることになる。
【0007】一方、基準レンズ90に変えて破線で示す他
のレンズ99を設置した場合、投光器91, 92の投光位置P
1, P2から投光された光は、他のレンズ99の反射位置P7,
P8で反射され、受光器93, 94の受光位置P9, P10 で受
光される。
【0008】ここで、表面側では、受光器93の受光位置
P9と元の受光位置P3との変位をd1、基準レンズ90の反射
位置P5と他のレンズ99の反射位置P7との距離をd2、反射
位置P5と反射位置P7との厚み方向の距離をT4とすると、
T4=d2 cosθ1 であり、d2は各々のなす角度をθ3 とし
てd2=d1/cosθ3 であり、T4=d1 cosθ1/cos θ3 とな
る。
【0009】そして、点P1,P5,P3のなす角度はθ4 =(1
80°-2θ1)であり、受光器93の受光面の延長線と投光器
91の光軸の延長線との交点をP11 とすると、点P3,P11,P
5 のなす角度はθ3 =90°−θ4 = 2θ1 −90°であ
る。従って、距離T4=d1 cosθ1/cos θ3 =d1 cosθ1/
cos( 2θ1 −90°) ということになる。
【0010】また、裏面側では、受光器94の受光位置P1
0 と元の受光位置P4との変位をd3、基準レンズ90の反射
位置P6と他のレンズ99の反射位置P8との距離をd4、反射
位置P6と反射位置P8との厚み方向の距離をT5とすると、
同様な演算によりT5=d3 cosθ2/cos( 2θ2 −90°) と
なる。
【0011】従って、基準レンズ90と他のレンズ99との
受光器93, 94における変位d1, d3が検出されれば、これ
らと前述した基準レンズ90の厚みT1とに基づいて他のレ
ンズ99の厚みはT6=T3−T4−T5として求められ、基準レ
ンズ90に基づく比較測定により他のレンス99の厚み測定
が行えることになる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前述したよ
うなレンズの厚み測定を行う場合、基準レンズ90と他の
レンズ99との厚みが異なると正確な測定が行えないとい
う問題がある。
【0013】つまり、基準レンズ90において投光器91,
92からの光の投光位置は反射位置P5, P6であり、基準レ
ンズ90の中心位置A1の厚みが測定される。しかし、基準
レンズ90と同じ中心位置に他のレンズ99を配置しても、
光の投光位置は反射位置P7, P8であり、この位置A2は中
心位置A1とはレンズ90, 99の面方向にずれることにな
る。従って、面方向に沿って厚みが変化するレンズで
は、測定位置が面方向にずれることで測定される厚みの
値が変化してしまい、正確な測定が行えないことにな
る。
【0014】このような問題は、前述したレンズのよう
に表面形状が曲面のものに限らず、表面に凹凸がある場
合なども同様であり、表面位置が面方向に変化するもの
では全て測定位置がずれると測定結果に誤差が生じ、表
面が平坦な部材以外は正確な測定結果が得られない。そ
して、このような誤差の発生は受光位置の変位に基づく
光学式距離測定方法に起因するものであり、この方法を
用いる限り避けられない問題である。
【0015】本発明の目的は、表面位置が面方向に変化
する測定対象物であっても同じ部位に対して正確な距離
測定が行える光学式距離測定方法を提供することにあ
る。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明は、所定の投光位
置に設置されて測定対象物の反射位置に向けて投光する
投光器と、所定の受光位置に設置されて前記反射位置か
らの反射光を受光する受光器とを用い、前記反射光が受
光器で受光された際の前記投光器および/または受光器
の光軸角度を求め、この光軸角度と前記投光器および受
光器の間隔とに基づいて前記反射位置までの距離を算出
することを特徴とする。
【0017】このような本発明においては、投光器の光
軸角度の調整により投光器と受光器とを結ぶ線分の中点
に直交する直線と測定対象物の表面との交点に向かって
投光器から投光するか、受光器の光軸角度の調整により
前記交点からの反射光のみを受光するか、あるいはこれ
らを同時に行うことにより、常に前記中点に直交する直
線上の表面位置で反射した光のみが測定に利用されるこ
とになる。
【0018】そして、前記中点とこれに直交する直線上
の表面位置との距離T は、投光器あるいは受光器の光軸
角度をθ、投光器および受光器の間隔をD とすれば T=
D/2tan θで求められる。従って、本発明においては、
測定対象物の表面位置が異なっても常に同じ表面位置に
対してその距離を正確に測定できることになり、これら
により前記目的が達成される。
【0019】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図1において、実線で示す第一レンズ10の表裏
側の基準線L1, L2上には、それぞれ所定位置P1〜P4に投
光器11, 12および受光器13, 14が設置されている。ここ
で、基準線L1, L2の間隔はT0であり、投光器11, 12の投
光位置P1, P2と受光器13, 14の受光位置P3, P4との距離
はD1, D2とされている。
【0020】投光器11, 12はビーム状の光を投光するも
のであり、かつ基準線L1, L2に対する投光光軸の傾斜角
度を任意に調整できるように構成されている。受光器1
3, 14は所定方向からの光のみを受光する指向性受光素
子であり、かつ基準線L1, L2に対する受光光軸の傾斜角
度を任意に調整できるように構成されている。
【0021】これらの投光器11, 12と受光器13, 14とは
各々の投光受光の光軸角度が互いに同じになるように同
期されており、かつその光軸角度の値を読み出せるよう
に構成されている。
【0022】このような本実施例においては、次のよう
な手順で第一レンズ10の中心位置の厚みを測定する。先
ず、第一レンズ10をその中心が投光器11, 12と受光器1
3, 14とを結ぶ線分の中点に直交する直線A0に一致する
ようにセットする。
【0023】そして、投光器11, 12の光軸角度を調整
し、投光位置P1, P2から投光された光が第一レンズ10の
表面と直線A0との交点となる反射位置P5, P6で反射され
るように調整する。これにより、受光器13, 14も同期し
て光軸角度が調整され、第一レンズ10の反射位置P5, P6
で反射された光は受光器13, 14で受光されるようにな
る。
【0024】この状態で、投光器11, 12および受光器1
3, 14の光軸の角度θ1,θ2 を読み取れば、この角度θ
1,θ2 と距離D1, D2とから基準線L1, L2と反射位置P5,
P6との距離はT1=D1/2 tanθ1 、T2=D2/2 tanθ2 より
求まる。従って、第一レンズ10の中心の厚みはT3=T0−
T1−T2として求まる。
【0025】次に、第一レンズ10に変えて、破線で示す
厚みの異なる第二レンズ19を同様にセットする。そし
て、投光器11, 12の光軸角度を調整し、投光位置P1, P2
から投光された光が第二レンズ19の表面と直線A0との交
点となる反射位置P7, P8で反射されるように調整する。
これにより、受光器13, 14も同期して光軸角度が調整さ
れ、第二レンズ19の反射位置P7, P8で反射された光は受
光器13, 14で受光されるようになる。
【0026】この状態で、投光器11, 12および受光器1
3, 14の光軸の角度θ3,θ4 を読み取れば、この角度θ
3,θ4 と距離D1, D2とから基準線L1, L2と反射位置P7,
P8との距離はT4=D1/2 tanθ3 、T5=D2/2 tanθ4 より
求まる。従って、第二レンズ19の中心の厚みもT6=T0−
T4−T5として求まる。
【0027】このような本実施例によれば、投光器11,
12および受光器13, 14の光軸角度を調整することで、厚
みの異なる第一および第二のレンズ10, 19であっても反
射位置を直線A0上に設定でき、常に同じ位置での厚み測
定を行うことができる。
【0028】このため、各レンズ10, 19のように厚みが
異なる場合であっても常に中心位置の厚みを正確に測定
することができる。そして、常に同じ位置の厚み測定を
行えるため、各レンズ10, 19のように表面形状が曲面で
あっても、面方向に沿った位置ずれ等に起因する誤差等
の発生もなく、測定精度を高めることができる。
【0029】また、本実施例によれば、投光器11, 12お
よび受光器13, 14の光軸角度に基づいて各レンズ10, 19
毎に厚みを独立して測定することができ、比較測定に比
べて測定演算が簡単かつ精度の高いものとすることがで
きる。さらに、本実施例では投光器11, 12および受光器
13, 14をともに指向性としたため、周囲の光による擾乱
を防止して精度を高められる。
【0030】また、投光器11, 12および受光器13, 14の
光軸角度を可変させる際には、各々の光軸角度が同期す
るようにしたため、確実に受光できるとともに調整等も
容易に行うことができる。
【0031】なお、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、以下に示すような変形等も本発明に含まれ
るものである。すなわち、投光器11, 12および受光器1
3, 14の光軸調整を行う構造は任意であり、投光位置P1,
P2あるいは受光位置P3, P4を中心に回動支持し、モー
タおよびギア機構等により駆動させる構造等を適宜利用
すればよい。
【0032】また、投光器11, 12および受光器13, 14の
光軸角度を検出する手段も任意であり、各々の本体や回
動軸あるいは角度調整用の駆動機構の一部に回転角度検
出器等を設置する構造等を適宜利用すればよい。
【0033】さらに、投光器11, 12としてはビーム状の
光を投光できるものであれば任意の光源や発行素子を利
用すればよく、受光器13, 14としては通常の光電変換素
子を用いてその受光部前面に指向性を持たせるためのガ
イドやスリット等を配置した構造等を適宜利用すればよ
い。
【0034】また、前記実施例では投光器11, 12および
受光器13, 14をともに光軸角度を調整するように構成し
たが、投光器11, 12または受光器13, 14の一方を無指向
性としてもよい。
【0035】例えば、投光器11, 12を全方位に発光する
光源とし、受光器13, 14の光軸調整によって直線A0上の
反射位置からの光のみを受光するように構成し、この受
光器13, 14の光軸角度から距離を演算するようにしても
よい。
【0036】あるいは逆に、受光器13, 14を全方位の光
を受光する素子とし、投光器11, 12の光軸調整によって
直線A0上の反射位置に投光し、その反射光を受光するよ
うに構成し、投光器11, 12の光軸角度から距離を演算す
るようにしてもよい。
【0037】一方、前記実施例ではレンズ10, 19の厚み
測定を表裏の各々の距離測定により行ったが、例えば裏
面が平坦なレンズであれば表側の基準線L1に平行な定盤
を設け、この上にレンズを密着載置して表側の距離測定
のみにより厚み測定を行ってもよい。この場合でも、表
側の表面形状に関わらず同じ位置での距離測定により正
確な厚み測定を行うことができ、本発明の有効性が発揮
される。
【0038】また、前記実施例ではレンズの厚み測定に
ついて説明したが、不透明な部材や長尺の連続材の厚み
測定等に適用してもよい。さらに、本発明は厚み測定に
限らず、部品等の表面の凹凸等の形状測定や回転体の真
円度測定を行うための距離測定などに利用してもよく、
その適用は前記実施例に限定されるものではない。
【0039】
【発明の効果】以上に述べたように、本発明によれば、
光学的に非接触式の距離測定が行えるとともに、投光お
よび受光の光軸角度を調整することで、表面位置が面方
向に変化する測定対象物であっても同じ部位に対して正
確な距離測定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す概略構成図。
【図2】従来例を示す概略構成図。
【符号の説明】
10, 19 測定対象物である第一および第二のレンズ 11, 12 投光器 13, 14 受光器 P1, P2 投光位置 P3, P4 受光位置 P5〜P8 反射位置 θ1 〜θ4 光軸角度 D1, D2 投光器および受光器の間隔 L1, L2 基準線 T1, T2, T4, T5 基準線から反射位置までの距離

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定の投光位置に設置されて測定対象物
    の反射位置に向けて投光する投光器と、所定の受光位置
    に設置されて前記反射位置からの反射光を受光する受光
    器とを用い、前記反射光が受光器で受光された際の前記
    投光器および/または受光器の光軸角度を求め、この光
    軸角度と前記投光器および受光器の間隔とに基づいて前
    記反射位置までの距離を算出することを特徴とする光学
    式距離測定方法。
JP16597292A 1992-06-24 1992-06-24 光学式距離測定方法 Withdrawn JPH063112A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16597292A JPH063112A (ja) 1992-06-24 1992-06-24 光学式距離測定方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16597292A JPH063112A (ja) 1992-06-24 1992-06-24 光学式距離測定方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH063112A true JPH063112A (ja) 1994-01-11

Family

ID=15822504

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP16597292A Withdrawn JPH063112A (ja) 1992-06-24 1992-06-24 光学式距離測定方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH063112A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009540287A (ja) * 2006-06-05 2009-11-19 ノキア コーポレイション 結像システムにおける光学要素の位置検出のための方法及び装置
CN102094187A (zh) * 2009-12-10 2011-06-15 东京毅力科创株式会社 成膜装置
CN102108502A (zh) * 2009-12-25 2011-06-29 东京毅力科创株式会社 成膜装置及成膜方法
CN102134709A (zh) * 2009-12-25 2011-07-27 东京毅力科创株式会社 成膜装置
JP2018002431A (ja) * 2016-07-06 2018-01-11 株式会社日立製作所 エレベーターの状態診断装置、またはエレベーター

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009540287A (ja) * 2006-06-05 2009-11-19 ノキア コーポレイション 結像システムにおける光学要素の位置検出のための方法及び装置
CN102094187A (zh) * 2009-12-10 2011-06-15 东京毅力科创株式会社 成膜装置
CN102108502A (zh) * 2009-12-25 2011-06-29 东京毅力科创株式会社 成膜装置及成膜方法
CN102134709A (zh) * 2009-12-25 2011-07-27 东京毅力科创株式会社 成膜装置
JP2018002431A (ja) * 2016-07-06 2018-01-11 株式会社日立製作所 エレベーターの状態診断装置、またはエレベーター

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4531965B2 (ja) 振れ検出装置、振れ検出装置付き回転レーザ装置及び振れ検出補正装置付き位置測定設定システム
EP2381272B1 (en) Laser scanner
JP6343325B2 (ja) レーザスキャナの調整方法
US6055046A (en) System and method for aligning a laser transmitter
JP3347035B2 (ja) 光学式偏角測定装置及び地中掘進機の位置計測装置
US9243898B2 (en) Positioning device comprising a light beam
US4561778A (en) Apparatus for measuring the dimensions of cylindrical objects by means of a scanning laser beam
JPH063112A (ja) 光学式距離測定方法
US4806017A (en) Apparatus for the contactless measurement of geometrical dimensions
US4032158A (en) Method and apparatus for indicating angular displacement
JP2001306257A (ja) 座標入力装置および位置調整方法
JPS6210361B2 (ja)
JP3107867B2 (ja) 光学式2次元座標入力装置
JP3781408B2 (ja) 測定装置
JP2800922B2 (ja) 移動体の測距装置
JP2552201Y2 (ja) スクリーンの視野角測定装置
US4624527A (en) Radiation-utilizing measurement system
JPH01320430A (ja) 光学式変位検出装置
JP2783252B2 (ja) 2面間の角度差測定装置
JP3690163B2 (ja) 光学式センサ及び基板検出装置
JPH0755464A (ja) レーザ測量システム
JP3222295B2 (ja) 光学式変位センサ
SU1753261A1 (ru) Способ измерени пр мого угла призм БР-180 @
JPH05172516A (ja) 移動体の位置・姿勢自動計測装置および自動計測方法
JP2930389B2 (ja) 移動体の測距装置

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19990831