JPH0695021B2 - 測距装置 - Google Patents
測距装置Info
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- JPH0695021B2 JPH0695021B2 JP8650788A JP8650788A JPH0695021B2 JP H0695021 B2 JPH0695021 B2 JP H0695021B2 JP 8650788 A JP8650788 A JP 8650788A JP 8650788 A JP8650788 A JP 8650788A JP H0695021 B2 JPH0695021 B2 JP H0695021B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光ビームを被測定物上に照射し、その反射光を
受光素子で受光して、得られる出力電流から演算によっ
て被測定物までの距離あるいは被測定物の変位を測定す
る測距装置に関する。
受光素子で受光して、得られる出力電流から演算によっ
て被測定物までの距離あるいは被測定物の変位を測定す
る測距装置に関する。
第２図は従来の測距装置の構成図で、この第２図に示す
ようにレーザビームやピンホール，スリットを用いて指
向性をよくした可視光などを光源２から発光し、照射レ
ンズ４を通して光ビーム６として被測定物（以下ワーク
と称する）８上に照射し、輝点10を形成させ、その反射
光12を集光レンズ14を通して一次元の受光素子16上に結
像して、光ビーム６の照射方向（ｙ方向）のワーク８ま
での距離あるいはワーク８の変位を測定する装置として
は、例えば特開昭55−40942号公報に開示されているよ
うな三角測量方式を基本とするものと、特開昭55−1190
06号公報，特開昭57−67815号公報などに開示されてい
るようなシャインプルーグの条件を満足する光学系配置
によるものなどが公知である。ここに前記のシャインプ
ルーグ条件について第２図によって説明する。シャイン
プルーグ条件とは、集光レンズ14を含む面30（紙面上で
破線30）と受光素子16（PSD:Position-Sensitive Detec
torともいう）を含む面32（紙面上で破線32で結像面に
相当する）とが、光ビーム６の光路上の任意の一点34で
交わるように配置すれば光ビーム６上の任意の点はすべ
てピントがあって面32上に結像されることをいい、ワー
ク８上の輝点10からの反射光12による輝点10の実像10a
を受光素子16上に常にピントの合った状態で結像するこ
とは、測定精度を高める点からも受光素子16の信号−雑
音比を高める点からも非常に重要なことである。
ようにレーザビームやピンホール，スリットを用いて指
向性をよくした可視光などを光源２から発光し、照射レ
ンズ４を通して光ビーム６として被測定物（以下ワーク
と称する）８上に照射し、輝点10を形成させ、その反射
光12を集光レンズ14を通して一次元の受光素子16上に結
像して、光ビーム６の照射方向（ｙ方向）のワーク８ま
での距離あるいはワーク８の変位を測定する装置として
は、例えば特開昭55−40942号公報に開示されているよ
うな三角測量方式を基本とするものと、特開昭55−1190
06号公報，特開昭57−67815号公報などに開示されてい
るようなシャインプルーグの条件を満足する光学系配置
によるものなどが公知である。ここに前記のシャインプ
ルーグ条件について第２図によって説明する。シャイン
プルーグ条件とは、集光レンズ14を含む面30（紙面上で
破線30）と受光素子16（PSD:Position-Sensitive Detec
torともいう）を含む面32（紙面上で破線32で結像面に
相当する）とが、光ビーム６の光路上の任意の一点34で
交わるように配置すれば光ビーム６上の任意の点はすべ
てピントがあって面32上に結像されることをいい、ワー
ク８上の輝点10からの反射光12による輝点10の実像10a
を受光素子16上に常にピントの合った状態で結像するこ
とは、測定精度を高める点からも受光素子16の信号−雑
音比を高める点からも非常に重要なことである。
前記の従来の測距装置は、いずれも照射光学系から照射
された光ビーム６をワーク８上に照射して輝点10を形成
させ、この反射光12を光ビーム６の光路に対して斜めに
配置された受光光学系により一次元の受光素子16上に結
像させ、例えば光ビーム６の光路に沿ったワーク８のｙ
方向の変位量を、受光素子16上の輝点10の実像10aの変
化として検出することにより測定するものである。
された光ビーム６をワーク８上に照射して輝点10を形成
させ、この反射光12を光ビーム６の光路に対して斜めに
配置された受光光学系により一次元の受光素子16上に結
像させ、例えば光ビーム６の光路に沿ったワーク８のｙ
方向の変位量を、受光素子16上の輝点10の実像10aの変
化として検出することにより測定するものである。
このようなレーザビーム等を使用して非接触でワーク８
の位置を測定する測距装置は、軟らかいプラスチックの
ようなワーク８でも傷付けることなく測定が可能であ
り、かつ工場内のロボット等の自動化機器の測距装置と
して使い易いなど、接触式の測距装置にはない幾つかの
長所を持っている。
の位置を測定する測距装置は、軟らかいプラスチックの
ようなワーク８でも傷付けることなく測定が可能であ
り、かつ工場内のロボット等の自動化機器の測距装置と
して使い易いなど、接触式の測距装置にはない幾つかの
長所を持っている。
しかしながら前記の従来例では以下に述べるような問題
があって、信号処理用電気回路が複雑となり従って高価
になるという欠点があった。例えばシャインプルーグ条
件を満たす光学系配置の前記の特開昭55−119006号公報
では同公報に示されているように、その構成は第２図と
第３図とに示すようなものであり、測距のための受光素
子16上の像10aの位置を受光素子16の２出力電流I1，I2
から、差I1−I2をとる減算器と、和I1＋I2をとる加算器
と、 これらの比 をとる除算器と、この比の計算結果をKx倍する係数器と
から構成される演算器36により下記する（１）式を演算
する。すなわち、第３図に示す受光素子16の部分拡大図
のように受光素子16の全長を2Lとし、受光素子16の中心
を中心16bとし、輝点10の実像10aの中心16bからの距離
をｘとすると となる。つぎに前記の演算器36によるこの（１）式の演
算結果とワーク８の変位とを比例させる補正のために、
折線近似回路，指数関数回路，あるいはデイジタル演算
回路などの複雑な非直線性補正回路38による信号処理を
して測定を行っていた。従ってこの非直線性補正回路38
が複雑になり高価になるという欠点があった。
があって、信号処理用電気回路が複雑となり従って高価
になるという欠点があった。例えばシャインプルーグ条
件を満たす光学系配置の前記の特開昭55−119006号公報
では同公報に示されているように、その構成は第２図と
第３図とに示すようなものであり、測距のための受光素
子16上の像10aの位置を受光素子16の２出力電流I1，I2
から、差I1−I2をとる減算器と、和I1＋I2をとる加算器
と、 これらの比 をとる除算器と、この比の計算結果をKx倍する係数器と
から構成される演算器36により下記する（１）式を演算
する。すなわち、第３図に示す受光素子16の部分拡大図
のように受光素子16の全長を2Lとし、受光素子16の中心
を中心16bとし、輝点10の実像10aの中心16bからの距離
をｘとすると となる。つぎに前記の演算器36によるこの（１）式の演
算結果とワーク８の変位とを比例させる補正のために、
折線近似回路，指数関数回路，あるいはデイジタル演算
回路などの複雑な非直線性補正回路38による信号処理を
して測定を行っていた。従ってこの非直線性補正回路38
が複雑になり高価になるという欠点があった。
本発明は前記の欠点を解決するために、非直線性補正回
路を必要とせずこれに代えて簡単な演算器を付加した安
価な測距装置を提供することを目的とする。
路を必要とせずこれに代えて簡単な演算器を付加した安
価な測距装置を提供することを目的とする。
前記の課題を解決するために、本発明は、距離を測定し
ようとするワークに光ビームを照射して輝点を形成さ
せ、この輝点からの反射光を集光し受光素子上に輝点の
実像を受光し、この実像の位置を二つの出力電流I1，I2
として得た位置出力から演算することによって、前記の
光ビーム方向のワークの位置を測距する測距装置におい
て、前記の光ビームの光路上に、第１集光レンズを含む
平面と前記の光ビームの光路と反射光の光路とを含む平
面である光路面との交線が前記の光ビームの光路上の原
点Ａで光ビームの光路に対して（φ−θ）の角度（ただ
しφ＜90°，φ＞θ）で交わる条件で設置される第１集
光レンズと、前記の反射光の光路上に、第２集光レンズ
を含む平面と前記の光路面との交線が前記の原点Ａで光
ビームの光路に対して（φ＋θ）の角度で交わる条件で
設置される前記第１集光レンズと同じ焦点距離ｆを有す
る第２集光レンズからなり、かつ互いの焦点が同一の仮
想像面上で一致するように前記第１集光レンズと前記第
２集光レンズとが配置される光学系と、前記の反射光の
光路上に、受光素子を含む平面と前記の光路面との交線
が前記の原点Ａで光ビームの光路に対して２φの角度で
交わる条件で設置される受光素子と、この受光素子上に
受光する前記の輝点の実像の位置を二つの出力電流I1，
I2として得られる位置出力からそれぞれ比例する２出力
電圧V1，V2に変換する電流電圧変換器と、２出力電圧
V1，V2を入力してV1＋V2を出力する加算器と、２出力電
圧V1，V2を入力してV1−V2を出力する減算器と、前記の
（1＋V2），（V1−V2）からその比（V1−V2）／（V1＋V
2）を演算する除算器と、この除算器の演算結果に定数
Ｋを乗じてＫ・（V1−V2）／（V1＋V2）を演算する係数
器とを備えるものとする。
ようとするワークに光ビームを照射して輝点を形成さ
せ、この輝点からの反射光を集光し受光素子上に輝点の
実像を受光し、この実像の位置を二つの出力電流I1，I2
として得た位置出力から演算することによって、前記の
光ビーム方向のワークの位置を測距する測距装置におい
て、前記の光ビームの光路上に、第１集光レンズを含む
平面と前記の光ビームの光路と反射光の光路とを含む平
面である光路面との交線が前記の光ビームの光路上の原
点Ａで光ビームの光路に対して（φ−θ）の角度（ただ
しφ＜90°，φ＞θ）で交わる条件で設置される第１集
光レンズと、前記の反射光の光路上に、第２集光レンズ
を含む平面と前記の光路面との交線が前記の原点Ａで光
ビームの光路に対して（φ＋θ）の角度で交わる条件で
設置される前記第１集光レンズと同じ焦点距離ｆを有す
る第２集光レンズからなり、かつ互いの焦点が同一の仮
想像面上で一致するように前記第１集光レンズと前記第
２集光レンズとが配置される光学系と、前記の反射光の
光路上に、受光素子を含む平面と前記の光路面との交線
が前記の原点Ａで光ビームの光路に対して２φの角度で
交わる条件で設置される受光素子と、この受光素子上に
受光する前記の輝点の実像の位置を二つの出力電流I1，
I2として得られる位置出力からそれぞれ比例する２出力
電圧V1，V2に変換する電流電圧変換器と、２出力電圧
V1，V2を入力してV1＋V2を出力する加算器と、２出力電
圧V1，V2を入力してV1−V2を出力する減算器と、前記の
（1＋V2），（V1−V2）からその比（V1−V2）／（V1＋V
2）を演算する除算器と、この除算器の演算結果に定数
Ｋを乗じてＫ・（V1−V2）／（V1＋V2）を演算する係数
器とを備えるものとする。
本発明は、２段のシャインプルーグ条件を満足する光学
配置による測距装置において、電流電圧変換器と、加算
器と、減算器と、除算器と、係数器とを備えて測距装置
を構成したため、測定しようとするワークまでの距離
を、Ｋ・（V1＋V2）／（V1−V2）という係数器の演算結
果から直接得ることができる。従って従来例のような非
直線性補正回路を用いなくても直線性と分解能に優れた
測距が可能となる。
配置による測距装置において、電流電圧変換器と、加算
器と、減算器と、除算器と、係数器とを備えて測距装置
を構成したため、測定しようとするワークまでの距離
を、Ｋ・（V1＋V2）／（V1−V2）という係数器の演算結
果から直接得ることができる。従って従来例のような非
直線性補正回路を用いなくても直線性と分解能に優れた
測距が可能となる。
第１図は本発明の第１の実施例の測距装置の構成図であ
る。第１図において、装置の各構成部分は下記の条件で
配置され測距装置を構成している。すなわちレーザビー
ムやピンホール，スリットを用いて指向性をよくした可
視光などを光源２から発光し、照射レンズ４を通して光
ビーム６としてワーク８上に照射して輝点10を形成さ
せ、その位置B,B1からの反射光12は第１集光レンズ13を
通って仮想像面14（仮想像面とは空間内に仮想的に考え
た結像面であって、特に仮想像面として部品をなにかこ
の位置に実際に配置してあるということではない）上の
点D,D1に、光ビーム６の光路上の異なる位置B,B1にある
ワーク８上の輝点10の実像を結像する。第１集光レンズ
13を含む平面と前記の光ビーム６の光路と反射光12の光
路とを含む平面である光路面（第１図の紙面に同じ）と
の交線ACと、仮想像面14を含む仮想上の平面と前記の光
路面との交線ADとはともに光ビーム６の光路上の原点Ａ
で交わるように配置されているから光学的にシャインプ
ルーグ条件を満足している。従ってワーク８がＢB0
B1のような光ビーム６の光路上で一次元の変位をして
も、仮想像面14上の輝点10の実像のピントは常に合って
いることになる。
る。第１図において、装置の各構成部分は下記の条件で
配置され測距装置を構成している。すなわちレーザビー
ムやピンホール，スリットを用いて指向性をよくした可
視光などを光源２から発光し、照射レンズ４を通して光
ビーム６としてワーク８上に照射して輝点10を形成さ
せ、その位置B,B1からの反射光12は第１集光レンズ13を
通って仮想像面14（仮想像面とは空間内に仮想的に考え
た結像面であって、特に仮想像面として部品をなにかこ
の位置に実際に配置してあるということではない）上の
点D,D1に、光ビーム６の光路上の異なる位置B,B1にある
ワーク８上の輝点10の実像を結像する。第１集光レンズ
13を含む平面と前記の光ビーム６の光路と反射光12の光
路とを含む平面である光路面（第１図の紙面に同じ）と
の交線ACと、仮想像面14を含む仮想上の平面と前記の光
路面との交線ADとはともに光ビーム６の光路上の原点Ａ
で交わるように配置されているから光学的にシャインプ
ルーグ条件を満足している。従ってワーク８がＢB0
B1のような光ビーム６の光路上で一次元の変位をして
も、仮想像面14上の輝点10の実像のピントは常に合って
いることになる。
ここで原点Ａを交点としてさらにもうひとつのシャイン
プルーグ条件を満たす光学系を構成する。すなわち仮想
像面14と第２集光レンズ15を含む面と受光素子16（PS
D）を含む面と、前記の光路面との夫々のの交線はAD,A
E,AGとなり、原点Ａで交わりシャインプルーグ条件を満
足する。従って仮想像面14上の実像Ｄは再度受光素子16
上の点Ｇに結像することになる。しかも前記のようなワ
ーク８の変位にかかわらずワーク８の表面の輝点10は常
に仮想像面14上にピントの合った状態で結像し、かつこ
の実像Ｄは、仮想像面14,第２集光レンズ15、受光素子1
6がやはりシャインプルーグ条件の光学系を構成してい
るので、ワーク８が光ビーム６の光路上でＢB0B1の
ような変位をしても、常に受光素子16上にピントの合っ
た状態で輝点10の実像G,G1として結像する。
プルーグ条件を満たす光学系を構成する。すなわち仮想
像面14と第２集光レンズ15を含む面と受光素子16（PS
D）を含む面と、前記の光路面との夫々のの交線はAD,A
E,AGとなり、原点Ａで交わりシャインプルーグ条件を満
足する。従って仮想像面14上の実像Ｄは再度受光素子16
上の点Ｇに結像することになる。しかも前記のようなワ
ーク８の変位にかかわらずワーク８の表面の輝点10は常
に仮想像面14上にピントの合った状態で結像し、かつこ
の実像Ｄは、仮想像面14,第２集光レンズ15、受光素子1
6がやはりシャインプルーグ条件の光学系を構成してい
るので、ワーク８が光ビーム６の光路上でＢB0B1の
ような変位をしても、常に受光素子16上にピントの合っ
た状態で輝点10の実像G,G1として結像する。
つぎに第１図の光学系の幾何学的な条件を検討する。第
１図において、∠BAD＝φ、∠CAD＝θ、∠GAD＝φ、∠E
AD＝θ（ただしφ＜90°，φ＞θ）となる条件で特に光
学系を設計し、この光学系における第１集光レンズ13と
第２集光レンズ15の焦点距離を同じ焦点距離ｆとすれ
ば、∠ADB＝∠ADGとなるので、一辺ADが共有で２つの角
が等しいΔABDとΔAGDとは幾何学的に合同である。ワー
ク８のB1の位置の輝点10からの反射光12は第１集光レン
ズ13の中心Ｃを通り、仮想像面14のD1を通り、第２集光
レンズ15の中心Ｅを通り、受光素子16上に実像G1として
結像し、これらの各点は反射光12が各集光レンズ13,15
の中心C,Eを通るため屈折しないから一直線上に並んで
いる。これに対してワーク８のＢの位置の輝点10からの
反射光12は、第１集光レンズ13の中心Ｃを通り、仮想像
面14のＤを通り第２のレンズ15の中心Ｅを外れたＦに達
する。ここまでの経路では反射光12は第１集光レンズ13
の中心Ｃを通るためＦまで直進し、Ｆにおいて第２集光
レンズ15によって屈折させられて受光素子16上のＧで、
D,Eを結ぶ破線の延長線と交わり実像Ｇを結像する。再
び幾何学的な条件に戻ってΔAB1D1とΔAG1D1とは、B1,
C,D1,E,G1が前記のように一直線上にあり、一辺AD1が共
有で、∠B1AD1＝∠G1AD1＝φであるから合同となる。従
って、第１集光レンズ13と第２集光レンズ15の集点距離
ｆが同じであればΔBB1ＣとΔGG1Ｅは合同で は同一の長さである。すなわち 前記の説明から明らかなようにワーク８の表面上の輝点
10は常に受光素子16上シャインプルーグ条件によって常
にピントの合った状態で実像Ｇを結像し、（２）式の関
係が成立しているから、受光素子16上の実像Ｇの位置を
求めれば、ワーク８の変位を直接測定できることにな
る。しかも実像Ｇは非常に小さく鮮明に結像しているか
ら測距分解能が非常に優れた測距装置が得られる。また
前記の（２）式の関係があるので、直線性も非常によい
測距装置が得られる。
１図において、∠BAD＝φ、∠CAD＝θ、∠GAD＝φ、∠E
AD＝θ（ただしφ＜90°，φ＞θ）となる条件で特に光
学系を設計し、この光学系における第１集光レンズ13と
第２集光レンズ15の焦点距離を同じ焦点距離ｆとすれ
ば、∠ADB＝∠ADGとなるので、一辺ADが共有で２つの角
が等しいΔABDとΔAGDとは幾何学的に合同である。ワー
ク８のB1の位置の輝点10からの反射光12は第１集光レン
ズ13の中心Ｃを通り、仮想像面14のD1を通り、第２集光
レンズ15の中心Ｅを通り、受光素子16上に実像G1として
結像し、これらの各点は反射光12が各集光レンズ13,15
の中心C,Eを通るため屈折しないから一直線上に並んで
いる。これに対してワーク８のＢの位置の輝点10からの
反射光12は、第１集光レンズ13の中心Ｃを通り、仮想像
面14のＤを通り第２のレンズ15の中心Ｅを外れたＦに達
する。ここまでの経路では反射光12は第１集光レンズ13
の中心Ｃを通るためＦまで直進し、Ｆにおいて第２集光
レンズ15によって屈折させられて受光素子16上のＧで、
D,Eを結ぶ破線の延長線と交わり実像Ｇを結像する。再
び幾何学的な条件に戻ってΔAB1D1とΔAG1D1とは、B1,
C,D1,E,G1が前記のように一直線上にあり、一辺AD1が共
有で、∠B1AD1＝∠G1AD1＝φであるから合同となる。従
って、第１集光レンズ13と第２集光レンズ15の集点距離
ｆが同じであればΔBB1ＣとΔGG1Ｅは合同で は同一の長さである。すなわち 前記の説明から明らかなようにワーク８の表面上の輝点
10は常に受光素子16上シャインプルーグ条件によって常
にピントの合った状態で実像Ｇを結像し、（２）式の関
係が成立しているから、受光素子16上の実像Ｇの位置を
求めれば、ワーク８の変位を直接測定できることにな
る。しかも実像Ｇは非常に小さく鮮明に結像しているか
ら測距分解能が非常に優れた測距装置が得られる。また
前記の（２）式の関係があるので、直線性も非常によい
測距装置が得られる。
一方前記の第２図の従来例で説明したように、第３図に
示す受光素子16の２出力電流をI1，I2とすれば、受光素
子16上の輝点10の実像10aと受光素子16の中心16bとの距
離をX,Kを定数，P0を演算回路からの出力とすれば、
I1，I2は電流電圧変換器18,18で通常演算回路で取扱わ
れる電圧V1，V2に変換され、加算器20で（V1＋V2）が、
減算器22で（V1−V2）が演算される。引続いてこれらの
結果が除算器24に入力され、（V1−V2）／（V1＋V2）が
演算され、つぎに係数器26で定数Ｋが掛けられて下記す
る（３）式のP0が出力される。
示す受光素子16の２出力電流をI1，I2とすれば、受光素
子16上の輝点10の実像10aと受光素子16の中心16bとの距
離をX,Kを定数，P0を演算回路からの出力とすれば、
I1，I2は電流電圧変換器18,18で通常演算回路で取扱わ
れる電圧V1，V2に変換され、加算器20で（V1＋V2）が、
減算器22で（V1−V2）が演算される。引続いてこれらの
結果が除算器24に入力され、（V1−V2）／（V1＋V2）が
演算され、つぎに係数器26で定数Ｋが掛けられて下記す
る（３）式のP0が出力される。
P0は受光素子16上の輝点10の実像10aと受光素子16の中
心16bとの距離、すなわち前記のＸを表面わすものとな
る。ワーク８の中心位置B0に対応する受光素子16上の実
像10aの位置G0が受光素子16の中心16bと一致するように
受光素子16を配置すれば、（３）式により求める出力P0
は、ワーク８の変位中心B0からの光ビーム６の光路方向
の変位そのものである。
心16bとの距離、すなわち前記のＸを表面わすものとな
る。ワーク８の中心位置B0に対応する受光素子16上の実
像10aの位置G0が受光素子16の中心16bと一致するように
受光素子16を配置すれば、（３）式により求める出力P0
は、ワーク８の変位中心B0からの光ビーム６の光路方向
の変位そのものである。
本発明の第２の実施例の測距装置は、第１図に示した第
１の実施例の係数器26の出力を図示しない非直線性補正
回路に入力するものである。この場合、第１集光レンズ
13の収差，第２集光レンズ15の収差と、さらに受光素子
16自身が持つ非直線性，すなわち受光素子16の中心16b
からの変位が（３）式により完全に表わしきれないこと
により生じる、ワーク８の変位量とP0との対応の非直線
性等を補正することができるため、第１の実施例に比べ
てより正確にワーク８の距離変位を測定できる測距装置
が得られる。
１の実施例の係数器26の出力を図示しない非直線性補正
回路に入力するものである。この場合、第１集光レンズ
13の収差，第２集光レンズ15の収差と、さらに受光素子
16自身が持つ非直線性，すなわち受光素子16の中心16b
からの変位が（３）式により完全に表わしきれないこと
により生じる、ワーク８の変位量とP0との対応の非直線
性等を補正することができるため、第１の実施例に比べ
てより正確にワーク８の距離変位を測定できる測距装置
が得られる。
第１図に示した構成の本発明の測距装置によれば、シャ
インプルーグ条件の光学系を２段に用いているため、ワ
ークの変位中心B0からの光ビームの光路方向のB,B1への
距離変位を、従来例の複雑な非直線性補正回路を用いる
ことなく、演算回路の出力P0として直接直線性に優れた
測距値を求めることができる。
インプルーグ条件の光学系を２段に用いているため、ワ
ークの変位中心B0からの光ビームの光路方向のB,B1への
距離変位を、従来例の複雑な非直線性補正回路を用いる
ことなく、演算回路の出力P0として直接直線性に優れた
測距値を求めることができる。
また光学系はシャインプルーグ条件のみで構成している
ため、受光素子上で常にピントが合い非常に分解能に優
れるという効果がある。
ため、受光素子上で常にピントが合い非常に分解能に優
れるという効果がある。
なお第２の実施例の測距装置によれば、第１図の構成の
第１の実施例の係数器の出力を非直線性補正回路に入力
して第1,第２の集光レンズの収差と受光素子自身の非直
線性等を補正することができるため、第１の実施例に比
べてより正確にワークの距離変位を測定できる。
第１の実施例の係数器の出力を非直線性補正回路に入力
して第1,第２の集光レンズの収差と受光素子自身の非直
線性等を補正することができるため、第１の実施例に比
べてより正確にワークの距離変位を測定できる。
第１図は本発明の第１の実施例の測距装置の構成図、第
２図は従来の測距装置の構成図、第３図は受光素子の部
分の拡大図である。 2:光源、4:照射レンズ、6:光ビーム、8:被測定物（ワー
ク）、10:輝点、12:反射光、13:第１集光レンズ、14:仮
想像面、15:第２集光レンズ、16:受光素子（PSD）、18:
電流電圧変換器、20:加算器、22:減算器、24:除算器、2
6:係数器、36:演算器、38:非直線性補正回路、A:原点、
B,B0，B1：ワークの光ビームの光路上の異なる位置、D,
D1：仮想像面上の輝点の実像位置、G,G1：受光素子上の
輝点の実像位置。
２図は従来の測距装置の構成図、第３図は受光素子の部
分の拡大図である。 2:光源、4:照射レンズ、6:光ビーム、8:被測定物（ワー
ク）、10:輝点、12:反射光、13:第１集光レンズ、14:仮
想像面、15:第２集光レンズ、16:受光素子（PSD）、18:
電流電圧変換器、20:加算器、22:減算器、24:除算器、2
6:係数器、36:演算器、38:非直線性補正回路、A:原点、
B,B0，B1：ワークの光ビームの光路上の異なる位置、D,
D1：仮想像面上の輝点の実像位置、G,G1：受光素子上の
輝点の実像位置。
Claims (1)
- 【請求項１】光ビームを発光する光源と、距離を測定し
ようとする方向の光路上に設置され前記の光ビームを照
射して被測定物上に輝点を形成させる照射レンズと、こ
の光ビームの光路と異なる方向の光路上の前記の輝点か
らの反射光を集光しこの輝点の実像を受光する受光素子
と、この受光素子上の実像の位置を二つの出力電流I1，
I2として得た位置出力から演算する演算器とを備え、前
記の光ビーム方向の被測定物の位置を測距する測距装置
において、 前記の反射光の光路上に、第１集光レンズを含む平面と
前記の光ビームの光路と反射光の光路とを含む平面であ
る光路面との交線が前記の光ビームの光路上の原点Ａで
光ビームの光路に対して（φ−θ）の角度（ただしφ＜
90°，φ＞θ）で交わる条件で設置される第１集光レン
ズと、前記の反射光の光路上に、第２集光レンズを含む
平面と前記の光路面との交線が前記の原点Ａで光ビーム
の光路に対して（φ＋θ）の角度で交わる条件で設置さ
れる前記第１集光レンズと同じ焦点距離ｆを有する第２
集光レンズからなり、かつ互いの焦点が同一の仮想像面
上で一致するように前記第１集光レンズと前記第２集光
レンズとが配置される光学系と、 前記の反射光の光路上に、受光素子を含む平面と前記の
光路面との交線が前記の原点Ａで光ビームの光路に対し
て２φの角度で交わる条件で設置される受光素子と、こ
の受光素子上に受光する前記の輝点の実像の位置を二つ
の出力電流I1，I2として得た位置出力からそれぞれ比例
する２出力電圧V1，V2に変換する電流電圧変換器と、２
出力電圧V1，V2を入力してV1＋V2を出力する加算器と、
２出力電圧V1，V2を入力してV1−V2を出力する減算器
と、前記の（V1＋V2），（V1−V2）からその比（V1−
V2）／（V1＋V2）を演算する除算器と、この除算器の演
算結果に定数Ｋを乗じてＫ・（V1−V2）／（V1＋V2）を
演算する係数器とを備えることを特徴とする測距装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8650788A JPH0695021B2 (ja) | 1988-04-08 | 1988-04-08 | 測距装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8650788A JPH0695021B2 (ja) | 1988-04-08 | 1988-04-08 | 測距装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01259212A JPH01259212A (ja) | 1989-10-16 |
| JPH0695021B2 true JPH0695021B2 (ja) | 1994-11-24 |
Family
ID=13888894
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8650788A Expired - Lifetime JPH0695021B2 (ja) | 1988-04-08 | 1988-04-08 | 測距装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0695021B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5337419B2 (ja) * | 2008-07-11 | 2013-11-06 | アンリツ株式会社 | 変位測定装置、それを用いたシール部材形状測定装置及びそれらに用いられる変位検出装置 |
-
1988
- 1988-04-08 JP JP8650788A patent/JPH0695021B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01259212A (ja) | 1989-10-16 |
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