JPH07117368B2 - 位置または長さの測定装置 - Google Patents
位置または長さの測定装置Info
- Publication number
- JPH07117368B2 JPH07117368B2 JP2021268A JP2126890A JPH07117368B2 JP H07117368 B2 JPH07117368 B2 JP H07117368B2 JP 2021268 A JP2021268 A JP 2021268A JP 2126890 A JP2126890 A JP 2126890A JP H07117368 B2 JPH07117368 B2 JP H07117368B2
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- laser light
- measurement object
- light
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は測定物体（例えば鋼板や鋼管など）の位置また
は長さ等を自動的に測定する位置または長さの測定装置
に関する。
は長さ等を自動的に測定する位置または長さの測定装置
に関する。
従来、鋼板や鋼管などの板厚または外径等を測定するに
は、接触型の測定装置あるいは接触型検出器からなる測
定装置が使用されていた。
は、接触型の測定装置あるいは接触型検出器からなる測
定装置が使用されていた。
しかしながら、前記接触型の測定装置では測定に時間を
浪費すると共に、連続的な測定が困難であった。また、
前記接触型検出器からなる測定装置でも測定物体の表面
状況により正確な連続測定は困難であった。
浪費すると共に、連続的な測定が困難であった。また、
前記接触型検出器からなる測定装置でも測定物体の表面
状況により正確な連続測定は困難であった。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、レーザー
光線と再帰性反射体とを使用し、非接触で測定物体の位
置または長さの測定を行うことができる位置または長さ
の測定装置を提供することを目的とする。
光線と再帰性反射体とを使用し、非接触で測定物体の位
置または長さの測定を行うことができる位置または長さ
の測定装置を提供することを目的とする。
前記目的に沿う請求項１記載の位置または長さの測定装
置は、レーザー発信源から発生するレーザー光を受ける
振動ミラーと、特定位置に配置されて前記振動ミラーで
反射するレーザー光から基準信号を取り出す基準センサ
ーと、前記振動ミラーから反射されたレーザー光を平行
スキャンレーザー光となすスキャンレンズと、前記平行
スキャンレーザー光を測定物体を中間において受け、反
射レーザー光をその入射角方向に反射する再帰性反射体
と、前記再帰性反射体から反射された反射レーザー光を
前記スキャンレンズ及び振動ミラーを介して受ける受光
素子と、前記基準センサーからの基準信号及び前記受光
素子からの受光信号を受けてその時間的変位から前記測
定物体のエッジ位置を検出し、その検出値を基に前記測
定物体の位置または長さを算出する制御部とを有してい
る。
置は、レーザー発信源から発生するレーザー光を受ける
振動ミラーと、特定位置に配置されて前記振動ミラーで
反射するレーザー光から基準信号を取り出す基準センサ
ーと、前記振動ミラーから反射されたレーザー光を平行
スキャンレーザー光となすスキャンレンズと、前記平行
スキャンレーザー光を測定物体を中間において受け、反
射レーザー光をその入射角方向に反射する再帰性反射体
と、前記再帰性反射体から反射された反射レーザー光を
前記スキャンレンズ及び振動ミラーを介して受ける受光
素子と、前記基準センサーからの基準信号及び前記受光
素子からの受光信号を受けてその時間的変位から前記測
定物体のエッジ位置を検出し、その検出値を基に前記測
定物体の位置または長さを算出する制御部とを有してい
る。
請求項１記載の位置または長さの測定装置においては、
振動ミラーは揺動しながら、レーザー発信源から発生し
たレーザー光を反射し、スキャンレンズは前記振動ミラ
ーで反射したレーザー光を平行化してスキャンする。測
定物体で遮られない前記平行スキャンレーザー光は再帰
性反射体で反射される。この再帰性反射体は入射した平
行スキャンレーザー光とほぼ同一光軸上を狭い範囲でレ
ーザー光を反射する。この反射レーザー光をスキャンレ
ンズを介して振動ミラーが再び反射する。受光素子はこ
の反射レーザー光を信号に変換すると共に、受光信号と
して制御部に入力する。また、レーザー発信源から発信
され、振動ミラーで反射したレーザー光を変換して基準
信号として制御部に入力する。前記制御部は入力した受
光信号と基準信号の時間差を計測して演算し、該時間差
から測定物体のエッジ位置を検出する。その検出値を基
に測定物体の位置または長さの実長を算出する。
振動ミラーは揺動しながら、レーザー発信源から発生し
たレーザー光を反射し、スキャンレンズは前記振動ミラ
ーで反射したレーザー光を平行化してスキャンする。測
定物体で遮られない前記平行スキャンレーザー光は再帰
性反射体で反射される。この再帰性反射体は入射した平
行スキャンレーザー光とほぼ同一光軸上を狭い範囲でレ
ーザー光を反射する。この反射レーザー光をスキャンレ
ンズを介して振動ミラーが再び反射する。受光素子はこ
の反射レーザー光を信号に変換すると共に、受光信号と
して制御部に入力する。また、レーザー発信源から発信
され、振動ミラーで反射したレーザー光を変換して基準
信号として制御部に入力する。前記制御部は入力した受
光信号と基準信号の時間差を計測して演算し、該時間差
から測定物体のエッジ位置を検出する。その検出値を基
に測定物体の位置または長さの実長を算出する。
続いて、添付した図面を参照しながら、本発明を具体化
した実施例について説明し、本発明の理解に供する。
した実施例について説明し、本発明の理解に供する。
ここに、第１図は本発明の一実施例に係る位置または長
さの測定装置を示す概略構成図、第２図および第３図は
同制御部の概略ブロック図である。
さの測定装置を示す概略構成図、第２図および第３図は
同制御部の概略ブロック図である。
第１図に示すように、本発明の一実施例に係る位置また
は長さの測定装置10は、測定物体10a（例えば鋼管）の
表面に投射するレーザー光を発生する例えばHe−Neレー
ザ発信源11と、その発生したレーザー光を集束する集束
レンズ12と、集束されたレーザー光を反射すると共に振
動ミラー14からの反射レーザー光を透過するハーフミラ
ー13と、振動ミラー14を一定の振動数で揺動するスキャ
ンコントローラー15と、振動ミラー14で反射するレーザ
ー光を基準信号に変換する基準センサー16と、振動ミラ
ー14で反射されたレーザー光を平行なレーザー光とする
スキャンレンズ17と、入射するレーザー光を入射光とほ
ぼ同一光軸上を狭い範囲で反射する再帰性反射体18と、
前記再帰性反射体18からの反射レーザー光をスキャンレ
ンズ17および振動ミラー14を介して集束する集光レンズ
19と、集束された反射レーザー光を検出する受光素子20
と、前記基準センサー16からの基準信号と、受光素子20
からの受光信号とを入力して両者の時間的変位から測定
物体10aの位置または長さを算出する制御部21とから構
成されている。以下、これらについて詳しく説明する。
は長さの測定装置10は、測定物体10a（例えば鋼管）の
表面に投射するレーザー光を発生する例えばHe−Neレー
ザ発信源11と、その発生したレーザー光を集束する集束
レンズ12と、集束されたレーザー光を反射すると共に振
動ミラー14からの反射レーザー光を透過するハーフミラ
ー13と、振動ミラー14を一定の振動数で揺動するスキャ
ンコントローラー15と、振動ミラー14で反射するレーザ
ー光を基準信号に変換する基準センサー16と、振動ミラ
ー14で反射されたレーザー光を平行なレーザー光とする
スキャンレンズ17と、入射するレーザー光を入射光とほ
ぼ同一光軸上を狭い範囲で反射する再帰性反射体18と、
前記再帰性反射体18からの反射レーザー光をスキャンレ
ンズ17および振動ミラー14を介して集束する集光レンズ
19と、集束された反射レーザー光を検出する受光素子20
と、前記基準センサー16からの基準信号と、受光素子20
からの受光信号とを入力して両者の時間的変位から測定
物体10aの位置または長さを算出する制御部21とから構
成されている。以下、これらについて詳しく説明する。
He−Neレーザー発信源11で発生したレーザー光は集束レ
ンズ12で集束されてハーフミラー13で反射される。その
反射されたレーザー光はスキャンコントローラー15によ
り一定の振動数で揺動する振動ミラー14で反射され、更
にスキャンレンズ17により平行化されて測定物体10aの
表面エッジを横切るように走査する。なお、前記振動ミ
ラー14の概念にはポリゴンミラーを含むものである。
ンズ12で集束されてハーフミラー13で反射される。その
反射されたレーザー光はスキャンコントローラー15によ
り一定の振動数で揺動する振動ミラー14で反射され、更
にスキャンレンズ17により平行化されて測定物体10aの
表面エッジを横切るように走査する。なお、前記振動ミ
ラー14の概念にはポリゴンミラーを含むものである。
測定物体10aで遮断されないレーザー光は直進して再帰
性反射体18に着光するが、この再帰性反射体18は周知の
構造となっていて、反射レーザー光は入射レーザー光と
略同一方向に反射される構造となっている。再帰性反射
体18で反射されたレーザー光はスキャンレンズ17で集束
されて、振動ミラー14で反射される。そして、振動ミラ
ー14で反射されたレーザー光は集束レンズ19に入射して
集束される（一部の反射光がハーフミラー13を通過して
集光レンズ19に入射する）。集光されたレーザー光は、
例えばフォトダイオード等からなる受光素子20で信号化
され受光信号として制御部21に入力される。
性反射体18に着光するが、この再帰性反射体18は周知の
構造となっていて、反射レーザー光は入射レーザー光と
略同一方向に反射される構造となっている。再帰性反射
体18で反射されたレーザー光はスキャンレンズ17で集束
されて、振動ミラー14で反射される。そして、振動ミラ
ー14で反射されたレーザー光は集束レンズ19に入射して
集束される（一部の反射光がハーフミラー13を通過して
集光レンズ19に入射する）。集光されたレーザー光は、
例えばフォトダイオード等からなる受光素子20で信号化
され受光信号として制御部21に入力される。
この制御部21では前記受光素子20からの受光信号と、基
準センサー16からの基準信号との時間的差異から測定物
体10aのエッジの位置を検出する。この検出値は光学系
の構成から発生する非線型誤差を有するので、スキャン
位置補正を行い、位置出力とする。この出力値に該装置
10の中心位置を表示する基準値を入れて演算し、測定値
とする。
準センサー16からの基準信号との時間的差異から測定物
体10aのエッジの位置を検出する。この検出値は光学系
の構成から発生する非線型誤差を有するので、スキャン
位置補正を行い、位置出力とする。この出力値に該装置
10の中心位置を表示する基準値を入れて演算し、測定値
とする。
なお、第１図に示すように測定物体10aの下端の位置も
変化する場合には、該装置10と同様な構造の第２の測定
装置22を配置し、この第２の測定装置22の出力値と前記
装置10の出力値と、該装置10、22間の測定中心間距離を
基準値として加えることによって長さの測定値を算出す
ることも可能である。
変化する場合には、該装置10と同様な構造の第２の測定
装置22を配置し、この第２の測定装置22の出力値と前記
装置10の出力値と、該装置10、22間の測定中心間距離を
基準値として加えることによって長さの測定値を算出す
ることも可能である。
第２図に前記制御部21の構成を更に具体化したブロック
図を示すが、図に示すように基準センサー16からの基準
信号と受光素子20からの受光信号とをゲート回路23に入
れ、基準信号によってゲート回路23を開き、受光信号に
よってゲート回路23を閉じ、この間に通過した基準クロ
ックのパルス数をカウンター24によって計測してレーザ
ー光が測定物体10aを横切る時間を測定し、時間と長さ
とを対応させてそのエッジ位置を検出する。
図を示すが、図に示すように基準センサー16からの基準
信号と受光素子20からの受光信号とをゲート回路23に入
れ、基準信号によってゲート回路23を開き、受光信号に
よってゲート回路23を閉じ、この間に通過した基準クロ
ックのパルス数をカウンター24によって計測してレーザ
ー光が測定物体10aを横切る時間を測定し、時間と長さ
とを対応させてそのエッジ位置を検出する。
次に、この値は光学系の非線型誤差を含んでいるので補
正回路25によって線型補正を行い、その信号値を実際の
長さに対応する信号値に補正する。ここで、測定装置10
の測定中心位置と基準面（例えば、測定物体10aを置い
た台）との距離の基準値と、前記信号値を演算器26によ
って加算し、測定値を出力する。
正回路25によって線型補正を行い、その信号値を実際の
長さに対応する信号値に補正する。ここで、測定装置10
の測定中心位置と基準面（例えば、測定物体10aを置い
た台）との距離の基準値と、前記信号値を演算器26によ
って加算し、測定値を出力する。
また、測定物体10aの下部に第２の測定装置22を配置す
る場合には、第２図に点線で囲むように、同じくゲート
回路23、カウンター24及び補正回路25を用意し、第２の
基準信号及び第２の受光信号をゲート回路23に入力し
て、同一原理で測定物体10aの下端の位置を検出する。
る場合には、第２図に点線で囲むように、同じくゲート
回路23、カウンター24及び補正回路25を用意し、第２の
基準信号及び第２の受光信号をゲート回路23に入力し
て、同一原理で測定物体10aの下端の位置を検出する。
そして、この第２の測定装置22の出力値と前記測定装置
10の出力値と、これらの測定装置10、22の測定中心間距
離とを演算器26に入力することによって、測定物体10a
の位置、長さ（例えば、外径または板長等）が測定でき
る。
10の出力値と、これらの測定装置10、22の測定中心間距
離とを演算器26に入力することによって、測定物体10a
の位置、長さ（例えば、外径または板長等）が測定でき
る。
また、第３図は振動ミラー14で反射されるレーザー光の
走査範囲内に測定物体27（第１図に図示）が位置してい
る場合の制御手段を示すブロック図であるが（なお、以
下の説明において、同一の構成要素は同一の番号を付し
てその詳しい説明を省略する）、図に示すように、測定
物体27の下端の表面エッジを検出する受光信号がNo.1ゲ
ート回路28に入力され、測定物体27の上端の表面エッジ
を検出する受光信号がNo.2ゲート回路29に入力される。
これによって以下のカウンター24、補正回路25を通すこ
とによって測定物体27の上下のエッジ位置が検出される
ので、演算器30によって該信号値の差を演算することに
よって、測定物体27の長さ（直径）が測定できる。
走査範囲内に測定物体27（第１図に図示）が位置してい
る場合の制御手段を示すブロック図であるが（なお、以
下の説明において、同一の構成要素は同一の番号を付し
てその詳しい説明を省略する）、図に示すように、測定
物体27の下端の表面エッジを検出する受光信号がNo.1ゲ
ート回路28に入力され、測定物体27の上端の表面エッジ
を検出する受光信号がNo.2ゲート回路29に入力される。
これによって以下のカウンター24、補正回路25を通すこ
とによって測定物体27の上下のエッジ位置が検出される
ので、演算器30によって該信号値の差を演算することに
よって、測定物体27の長さ（直径）が測定できる。
なお、ここで、平行スキャンレーザー光内に測定物体が
ある場合には、前記スキャンさせて測定物体を横切る影
の部分の時間を計測し、これを線型補正（スキャン位置
補正）して長さを測定することも可能であり、この場合
には全体の回路が更に簡単となる。
ある場合には、前記スキャンさせて測定物体を横切る影
の部分の時間を計測し、これを線型補正（スキャン位置
補正）して長さを測定することも可能であり、この場合
には全体の回路が更に簡単となる。
前記実施例において、制御部にマイクロコンピューター
を使用し、情報の処理、演算等の全体を制御する場合も
当然本発明は適用される。
を使用し、情報の処理、演算等の全体を制御する場合も
当然本発明は適用される。
請求項１記載の位置または長さの測定装置は、再帰性反
射体により反射された反射レーザー光の受光信号と、基
準センサーからの基準信号との時間的変位から制御部に
より測定物体のエッジ位置を検出し、その検出値を基に
測定物体の位置または長さを算出するので、測定物体の
位置または長さを連続的に非接触の状態で、しかも短時
間で正確に測定することができる。
射体により反射された反射レーザー光の受光信号と、基
準センサーからの基準信号との時間的変位から制御部に
より測定物体のエッジ位置を検出し、その検出値を基に
測定物体の位置または長さを算出するので、測定物体の
位置または長さを連続的に非接触の状態で、しかも短時
間で正確に測定することができる。
しかも、レーザー光を投光する部分と受光する部分は、
測定物体に対して同一側に配置されているので一体化す
ることが可能となる。従って、装置の設置にあっては前
記一体化された装置を測定物体の一方側に配置し、測定
物体の他方側には再帰性反射体を置けばよく、また、再
帰性反射体は仮に平坦でなくても入射光方向に反射光を
反射するので、再帰性反射体の据付け精度は必要とせ
ず、装置の据付け及び実際の測定が容易となる。
測定物体に対して同一側に配置されているので一体化す
ることが可能となる。従って、装置の設置にあっては前
記一体化された装置を測定物体の一方側に配置し、測定
物体の他方側には再帰性反射体を置けばよく、また、再
帰性反射体は仮に平坦でなくても入射光方向に反射光を
反射するので、再帰性反射体の据付け精度は必要とせ
ず、装置の据付け及び実際の測定が容易となる。
第１図は本発明の一実施例に係る位置または長さの測定
装置を示す概略構成図、第２図および第３図は同制御部
の概略ブロック図である。 〔符号の説明〕 10……測定装置、10a……測定物体、11……He−Neレー
ザー発信源、12……集束レンズ、13……ハーフミラー、
14……振動ミラー、15……スキャンコントローラー、16
……基準センサー、17……スキャンレンズ、18……再帰
性反射体、19……集光レンズ、20……受光素子、21……
制御部、22……測定装置、23……ゲート回路、24……カ
ウンター、25……補正回路、26……演算器、27……測定
物体、28、29……ゲート回路、30……演算器
装置を示す概略構成図、第２図および第３図は同制御部
の概略ブロック図である。 〔符号の説明〕 10……測定装置、10a……測定物体、11……He−Neレー
ザー発信源、12……集束レンズ、13……ハーフミラー、
14……振動ミラー、15……スキャンコントローラー、16
……基準センサー、17……スキャンレンズ、18……再帰
性反射体、19……集光レンズ、20……受光素子、21……
制御部、22……測定装置、23……ゲート回路、24……カ
ウンター、25……補正回路、26……演算器、27……測定
物体、28、29……ゲート回路、30……演算器
Claims (1)
- 【請求項１】レーザー発信源から発生するレーザー光を
受ける振動ミラーと、 特定位置に配置されて前記振動ミラーで反射するレーザ
ー光から基準信号を取り出す基準センサーと、 前記振動ミラーから反射されたレーザー光を平行スキャ
ンレーザー光となすスキャンレンズと、 前記平行スキャンレーザー光を測定物体を中間において
受け、反射レーザー光をその入射角方向に反射する再帰
性反射体と、 前記再帰性反射体から反射された反射レーザー光を前記
スキャンレンズ及び振動ミラーを介して受ける受光素子
と、 前記基準センサーからの基準信号及び前記受光素子から
の受光信号を受けてその時間的変位から前記測定物体の
エッジ位置を検出し、その検出値を基に前記測定物体の
位置または長さを算出する制御部とを有することを特徴
とする位置または長さの測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021268A JPH07117368B2 (ja) | 1990-01-30 | 1990-01-30 | 位置または長さの測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021268A JPH07117368B2 (ja) | 1990-01-30 | 1990-01-30 | 位置または長さの測定装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15218495A Division JP2799492B2 (ja) | 1995-05-25 | 1995-05-25 | 位置または長さの測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03225204A JPH03225204A (ja) | 1991-10-04 |
| JPH07117368B2 true JPH07117368B2 (ja) | 1995-12-18 |
Family
ID=12050366
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2021268A Expired - Lifetime JPH07117368B2 (ja) | 1990-01-30 | 1990-01-30 | 位置または長さの測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07117368B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE376967B (ja) * | 1973-10-12 | 1975-06-16 | Aga Ab | |
| JPS607005U (ja) * | 1983-06-24 | 1985-01-18 | 株式会社ミツトヨ | 光学式測定機における光線ビ−ム変換装置 |
| JPH0820219B2 (ja) * | 1989-02-22 | 1996-03-04 | アンリツ株式会社 | 寸法測定装置 |
-
1990
- 1990-01-30 JP JP2021268A patent/JPH07117368B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03225204A (ja) | 1991-10-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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