JPH0714809Y2 - 光学式変位計 - Google Patents

光学式変位計

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JPH0714809Y2
JPH0714809Y2 JP1988044373U JP4437388U JPH0714809Y2 JP H0714809 Y2 JPH0714809 Y2 JP H0714809Y2 JP 1988044373 U JP1988044373 U JP 1988044373U JP 4437388 U JP4437388 U JP 4437388U JP H0714809 Y2 JPH0714809 Y2 JP H0714809Y2
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Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、光ビームを測定対象物に投射し、測定対象
物との距離やその変位量等を測定する光学式変位計に関
する。
〔従来の技術〕 光学式変位計は、測定対象物からの距離の状態あるいは
測定対象物の変位量の状態等を実際に検出するセンサ部
と、このセンサ部から出力される検出信号を処理して測
定対象物からの距離を示す信号を外部に出力等を行う制
御部とからなり、これらは通常別体に構成され、ケーブ
ルで接続されている。このような光学式変位計におい
て、測定対象物からの距離測定、測定対象物の変位測定
を行うに際し、測定対象物からの反射光量が多すぎても
少なすぎても正常に測定することができないため、適切
な反射光量を得ることを必要とされる。また測定可能な
測定対象物からの距離の範囲も、受光素子の大きさ等の
関係からある一定範囲に限られている他、高精度で距
離、変位量等の測定を行うためには通常特定の適切な測
定距離の範囲で測定を行う必要があるため、光学式変位
計を測定場所に取り付けるに際しては、おおよその測定
距離を知る必要がある。そこで光学式変位計を測定場所
に取り付ける際に、測定対象物から適切な反射光量が得
られているか否か、また測定距離が測定可能距離の範囲
内にあるか否か、適切測定距離の範囲内にあるか否かを
判別できるようにするために、従来はメータ又は複数個
のLED(発光ダイオード)等の表示灯をそれぞれ個別に
制御部側に取り付けて反射光量と距離の表示を行ってい
た。
〔考案が解決しようとする問題点〕
ところが、このような従来の光学式変位計においては、
測定対象物からの反射光量が適切に得られているか否
か、また測定対象物からの距離が測定可能範囲内にある
か否か、測定対象物からの測定距離が一番高精度で測定
できる適切測定距離の範囲内にあるか否か等を示す表示
をそれぞれ別の表示灯等を使用して行っていたので、各
々の表示灯等を取り付けるためのスペースが必要とな
り、元来小型化が要求される測定対象物からの距離等の
実際の検出を行っているセンサ部に表示灯等を取り付け
ることができず、制御部に各々の表示灯等を取りつけざ
る負えなかった。従ってセンサ部の取付現場において
は、前記した光量,距離の適格性を知ることができない
という問題点があった。さらにまた、複数の状態を表示
するためにはそれに応じた数だけ表示灯等が必要となる
ため、その分コストアップ化を招き原価低減を図れない
という問題点も有していた。
この考案は上記問題点に鑑みなされたものであり、小型
化の要求されるセンサ部においてとくに大型化すること
なく測定対象物からの反射光量が適切に得られているか
否か、測定対象物からの距離が測定可能範囲内にあるか
否か、測定対象物からの距離が適切な測定距離の範囲内
にあるか否か等を表示でき、制御部と離れた現場にセン
サ部を取り付ける場合にもその取り付けが容易となる安
価な光学式変位計を提供することを目的としている。
〔問題点を解決するための手段〕
上記問題点を解決し、この目的を達成するための具体的
手段は、測定対象物に光ビームを投射する投光素子1
と、この反射光を結像手段4を介して受光する受光素子
5を含み、受光素子5上の結像位置に応じた検出信号を
出力するセンサ部31と、前記センサ部31からの出力を処
理して測定対象物との距離に相当した距離信号と測定対
象物からの反射光量に相当した光量信号とに変換する信
号処理回路8と、前記距離信号に基づき距離を表示する
表示部14又は距離表示信号を外部に出力する外部出力端
子13を含む制御部32とより成り、前記センサ部31と前記
制御部32とを別体に構成し、両者間をケーブルで接続し
て成る光学式変位計において、前記制御部32側に前記光
量信号に基づき適切な反射光量を得ているか否かを判別
する光量判別回路10と、前記距離信号に基づき測定可能
距離の範囲内にあるか否か及び適切測定距離の範囲内に
あるか否かを判別する距離判別回路9と、前記光量判別
回路10及び距離判別回路9からの出力を入力して所定の
デコードを行う信号デコーダ回路11と、を設け、前記セ
ンサ部31側に前記信号デコーダ回路11からの出力によっ
て適切な反射光量を得ているか否か及び測定可能距離の
範囲内にあるか否か及び適切測定距離の範囲内にあるか
否かを表示する複数色発光ダイオード12を設けるように
したことである。
〔作用〕
上記構成によれば、センサ部から出力された検出信号が
制御部側の信号処理回路で距離信号と光量信号とに変換
された後、それぞれ距離判別回路と光量判別回路に入力
される。そして距離判別回路では測定可能距離の範囲内
にあるか否か及び適切測定距離の範囲内にあるか否かが
判別され、また光量判別回路においては適切な光量を得
ているか否かが判別され、双方の回路からその結果を示
す判別信号が信号デコーダ回路に向けて出力される。信
号デコーダ回路ではこの判別信号を入力して所定のデコ
ードを行い、判別信号の入力の状態に応じた出力をセン
サ部側に設けられた複数色発光ダイオードに対して行
う。該複数色発光ダイオードにおいては信号デコーダ回
路からの出力によって測定可能距離の範囲内にあるか否
か、適切距離の範囲内にあるか否か、及び適切な光量が
得られているか否かの表示が行われる。
〔実施例〕
本考案の実施例を第1図,第2図に基づき詳細に説明す
る。第1図において31は本考案にかかるセンサ部を示
し、該センサ部は投光素子1、この投光素子から投光さ
れる光ビームを測定対象物3上に光点を形成せしめる投
光レンズ2、測定対象物上に形成された光点を受光素子
上に受光点として結像せしめる受光レンズ4、この受光
レンズ4により結像された受光点の位置に応じてその両
端から検出信号として電流を出力する受光素子5、この
検出信号としての電流を電圧に変換する電流−電圧変換
回路6,7、及び後述する制御部の信号デコーダ回路11の
出力によって点灯される複数色ダイオード12とから構成
されている。また32は本考案にかかる光学式変位計の制
御部であり、前記センサ部からの検出信号を処理し、測
定対象物との距離に相当する距離信号と測定対象物から
の反射光量に相当する光量信号とに変換する信号処理回
路8と、前記距離信号に基づき距離を表示する表示部14
又は距離表示信号を外部に出力する外部出力端子13と、
前記距離信号を入力して測定可能距離の範囲内にあるか
否か及び適切距離の範囲内あるか否かの判別を行う距離
判別回路9と、前記光量信号を入力して適切な光量が得
られているか否かの判別を行う光量判別回路10と、これ
ら距離判別回路9及び光量判別回路10からの判別結果を
示す信号を入力して所定のデコードを行い、センサ部31
側に設けられた複数色発光ダイオードを点灯せしめる信
号デコーダ回路11とから構成されている。
このような構成の下、センサ部1において投光素子1か
ら発光される光ビームが、投光レンズ2によって測定対
象物3上に投射され光点を形成する。この光点を受光レ
ンズ4を用いて、受光素子5上に受光点として結像させ
る。この受光点は、測定対象物が同図において1→m→
nと移動すると、それに応じて1′→m′→n′と移動
する。つまり測定対象物との距離は受光素子5上のスッ
ポトの位置を知ることにより明らかとなる。この受光素
子5は一次元の位置検出素子であるPSD(Position Sens
itive Divice)を用いている。そして、このPSDの両端
からは、スポットの位置に応じた2種類の出力電流I1,I
2が出力され、これらは各々電流−電圧変換回路6,7によ
り、電圧信号V1,V2に変換された後、それぞれケーブル
をとうして制御部32側の信号処理回路8に入力される。
そしてこの信号処理回路8において加算、減算、除算等
の処理が行われて距離を示す距離信号V3が出力される
他、この信号処理回路8からは前記電圧信号V1,V2の加
算処理に基づいて反射光量を示す光量信号V4が出力され
る。そしてこの距離信号V3と光量信号V4はそれぞれ距離
判別回路9及び光量判別回路10に入力される。
ここで距離判別回路9について第2図を参酌しながら説
明する。第2図は測定対象物までの測定距離を示し、測
定距離b〜測定距離cまでの範囲Aは、通常一番測定精
度の良いとされる適切測定距離の範囲であること示して
いる。また測定距離a〜測定距離dまでの範囲Bは、測
定可能な測定距離である測定可能距離の範囲を示してい
る。ここに距離判別回路9は比較器90,91,92,93から構
成されている。比較器90の一端には測定距離aにおいて
の距離信号のレベルに相当する基準電圧VR3が設定され
ており、比較器91の一端には距離bにおいての距離信号
のレベルに相当する基準電圧VR4が、また比較器92の一
端には距離cにおいての距離信号のレベルに相当する基
準電圧VR5が、さらには比較器93の一端には距離dにお
いての距離信号のレベルに相当する基準電圧VR6がそれ
ぞれ設定されている。
このような距離判別回路において、測定対象物までの測
定距離が測定可能距離の範囲Bの範囲内にあるかどうか
の判別は、次のように行われる。
まず測定対象物までの測定距離が、測定可能距離の範囲
Bの下限を示す測定距離aに満たず、測定可能距離の範
囲Bの範囲外にあることは、距離信号V3の値が前記比較
器90,91,92,93のそれぞれの一端に入力されている基準
電圧VR3,VR4,VR5,VR6,との関係で、 V3<VR3,VR4,VR5,VR6 … となり、比較器90,91,92,93の出力が全てLOW(以下、
“L"と記す)となることにより判別される。
一方測定対象物までの測定距離が、測定可能距離の範囲
Bの上限を示す測定距離dを越え、測定可能距離の範囲
Bの範囲外にあることは、距離信号V3の値がそれぞれの
比較器の一端に入力されている基準電圧VR3,VR4,VR5,V
R6,との関係で、 VR3,VR4,VR5,VR6<V3 … となり、比較器90,91,92,93の出力が全てHIGH(以下、
“H"と記す)となることにより判別される。
また測定対象物までの測定距離が、測定可能距離の範囲
B内にあることは、距離信号V3の値が少なくとも、 VR3<V3<VR6 … となり、少なくとも比較器90の出力が“H"、比較器93の
出力が“L"となることで判別される。
次に測定対象物までの測定距離が適切測定距離の範囲A
内にあるかどうかの判別について説明する。
測定対象物までの測定距離が適切測定距離の範囲Aの下
限を示す測定距離bに満たず、適切測定距離の範囲A外
であることは、距離信号V3の値が、 V3<VR4,VR5,VR6 … となり、比較器91,92,93の出力が“L"となることにより
判別される。
一方測定対象物までの測定距離が適切測定距離の範囲A
の上限を示す測定距離cを越え、適切測定距離の範囲A
外にあることは、距離信号V3の値が、 VR3,VR4,VR5<V3 … となり、比較器90,91,92の出力が“H"となることにより
判別される。
さらに測定対象物までの測定距離が適切測定距離Aの範
囲内にあることは、距離信号V3の値が、 VR3,VR4,<V3<VR5,VR6 … となり、比較器90,91の出力が“H"となる一方、比較器9
2,93の出力が“L"となることで判別される。
次に光量判別回路10について説明する。この光量判別回
路10は、比較器21,22から構成されており、比較器21の
入力側の一端には、正常な光量として許容できる最大の
レベルに相当する基準電圧VR1が入力されており、一方
比較器22の入力側には、正常な光量として許容できる最
小のレベルに相当する基準電圧VR2が入力されている。
ここで測定対象物からの反射光量が多くなりすぎた場合
には、光量信号V4の値が、 VR1<V4 … となり、比較器21の出力が“H"となることにより異常光
量(反射光量が多すぎる場合)であることが判別され
る。
一方測定対象物からの反射光量が少なすぎた場合には、
光量検出信号V4の値が、 V4<VR2 … となり、比較器22の出力が“L"となることにより、異常
光量(反射光量が少なすぎる場合)であることが判別さ
れる。
このように距離判別回路9及び光量判別回路10で判別さ
れた結果は、それぞれを構成する比較器からの“H"“L"
の2値信号として信号デコーダ11に入力される。の信号
デコーダ11は、出力端子11a,11bを有し、この出力端子1
1a,11bにはケーブルを介してセンサ部31側に設けられた
複数色発光ダイオード12を構成するそれぞれ単色の発光
を行う発光ダイオード12a,12bが接続されている。そし
て信号デコーダ11からは、そのデコード結果に応じてそ
の出力端子11a,11bからそれぞれセンサ部31側に設けら
れている複数色発光ダイオード12を点灯せしめるための
信号が出力される。この複数色発光ダイオード12は、前
述の如く単色の発光を行う発光ダイオード12a,12bから
構成され、制御部32側の信号デコーダ11からの出力に応
じてそれぞれ12a,12bの一方のみが、あるいはまた双方
ともが点灯されることとなる。
ここで信号デコーダ11で行われる処理、及びその処理が
行われた後の複数色発光ダイオード(以下「複数色LE
D」と称する)12の表示状態について説明する。なおこ
こでは、複数色LED12を構成する12aを赤色発光ダイオー
ド(以下「赤色LED」と称する)とし、また12bを緑色発
光ダイオード(以下「緑色LED」と称する)として説明
する。信号デコーダ11は、次のような論理式に基づいて
処理を行うように設定されている。即ち、 異常光量又は適切測定距離の範囲A外の場合;出力端子
11aから赤色LED点灯信号Qが出力される。…(1) 正常光量且つ測定可能距離の範囲B内の場合;出力端子
11bから緑色LED点灯信号Pが出力される。…(2) このような論理式の下、前記光量判別回路10において上
記式又は式に該当することとなり、光量の多すぎる
場合又は少なすぎる場合の異常が判別され、比較器21の
出力が“H"又は比較器22の出力が“L"となると、信号デ
コーダ11では上記(1)式に該当することが読み取ら
れ、その出力端子11a側にのみ赤色LED点灯信号Qが出力
されて、複数色LED12中、赤色LED12aのみをを点灯させ
ることとなり、結局複数色LED12は、赤色を表示するこ
ととなる。
次に距離判別回路9において上記式又は式に該当す
ることとなり、測定可能距離Bの範囲外であることが判
別され、比較器90,91,92,93の出力が全て“L"又は“H"
となると、信号デコーダ11では上記(1)式にのみ該当
することがよみとられ、光量の正常異常に拘わらずその
出力端子11a側にのみ赤色LED点灯信号Qが出力されて、
複数色LED12中赤色LED12aのみをを点灯させることとな
り、複数色LED12は赤色を表示することとなる。
光量判別回路10において、光量検出信号V4が上記式及
び式に該当せず、光量が正常であることが判別され、
かつ距離判別回路9において、距離検出信号V3が上記
式に該当し、測定距離が適切測定距離Aの範囲内である
ことが判別されると、そのときの光量判別回路10及び距
離判別回路9からの出力に基づき信号デコーダ11では、
上記(2)式にのみ該当することが読み取られる。従っ
てこの場合信号デコーダ11は、その出力端子11bにのみ
緑色LED点灯信号Pを出力することとなり、複数色LED12
中、緑色LED12bのみ点灯されるので該複数色LED12は緑
色を表示することとなる。
また光量判別回路10において、光量は正常であることが
判別され、かつ距離判別回路9において、上記には該
当しないが、式には該当することとなり、適切測定距
離Aの範囲外ではあるが測定可能距離Bの範囲内である
ことが判別されると、そのときの光量判別回路10及び距
離判別回路9からの出力に基づき信号デコーダ11では、
上記(1)式にも(2)式にも該当することが読み取ら
れる。従ってこの場合信号デコーダ11は、その出力端子
11a,11bにそれぞれ赤色LED点灯信号Q,緑色LED点灯信号
Pを出力し、複数色LED12中、赤色LED12a及び緑色LED12
bの双方を点灯させることとなるので複数色LED12は赤色
と緑色が混成されて橙色が表示される。
〔考案の効果〕
このように本考案では、センサ部と制御部とが別体に構
成された光学式変位計において、そのセンサ部に設けら
れた複数色発光ダイオードにより測定対象物からの反射
光量の正常,異常及び測定距離が測定可能距離の範囲内
にあるか否か及び測定距離が適正測定距離の範囲内にあ
るか否かを表示できるので、実際に測定を行う現場にお
いてセンサ部を取り付けるに際し、それらの確認が容易
に出来、取付が極めて容易に行いうることとなる。また
上記表示を行うために単一の複数色発光ダイオードで足
りるので、原価低減を図る上でも極めて効果的となるも
のである。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの考案の実施例である光学式変位計のブロッ
ク図であり、 第2図は本考案の光学式変位計における測定可能距離の
範囲及び適正測定距離の範囲を示した図である。 1…投光素子、4受光用レンズ、5…受光素子、6,7…
電流−電圧変換回路、8…信号処理回路、9…距離判別
回路、10…光量判別回路、11…信号デコーダ回路、12…
複数色発光ダイオード、13…外部出力端子、14…表示
部、31…センサ部、32…制御部。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】測定対象物に光ビームを投射する投光素子
    と、この反射光を結像手段を介して受光する受光素子を
    含み、受光素子上の結像位置に応じた検出信号を出力す
    るセンサ部と、前記センサ部からの出力を処理して測定
    対象物との距離に相当した距離信号と測定対象物からの
    反射光量に相当した光量信号とに変換する信号処理回路
    と、前記距離信号に基づき距離を表示する表示部又は距
    離表示信号を外部に出力する外部出力端子を含む制御部
    とより成り、前記センサ部と前記制御部とを別体に構成
    し、両者間をケーブルで接続して成る光学式変位計にお
    いて、 前記制御部側に前記光量信号に基づき適切な反射光量を
    得ているか否かを判別する光量判別回路と、 前記距離信号に基づき測定可能距離の範囲内にあるか否
    か及び適切測定距離の範囲内にあるか否かを判別する距
    離判別回路と、前記光量判別回路及び距離判別手段から
    の出力を入力して所定のデコードを行う信号デコーダ回
    路と、を設け、 前記センサ部側に前記信号デコーダ回路からの出力によ
    って適切な反射光量を得ているか否か及び測定可能距離
    の範囲内にあるか否か及び適切測定距離の範囲内にある
    か否かを表示する複数色発光ダイオードを設けたことを
    特徴とする光学式変位計。
JP1988044373U 1988-03-31 1988-03-31 光学式変位計 Expired - Lifetime JPH0714809Y2 (ja)

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