JPH0718700B2 - スポット光位置設定方法 - Google Patents
スポット光位置設定方法Info
- Publication number
- JPH0718700B2 JPH0718700B2 JP63282401A JP28240188A JPH0718700B2 JP H0718700 B2 JPH0718700 B2 JP H0718700B2 JP 63282401 A JP63282401 A JP 63282401A JP 28240188 A JP28240188 A JP 28240188A JP H0718700 B2 JPH0718700 B2 JP H0718700B2
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- Japan
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- spot light
- deflection
- amount
- spot
- mirror
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、スポット光位置設定方法に係わり、特にスポ
ット光を指定位置に照射するためのスポット光位置設定
方法に関する。
ット光を指定位置に照射するためのスポット光位置設定
方法に関する。
（従来の技術） 従来、物体の位置や物体間の距離を測定する手法とし
て、対象物の指定位置にスポット光を照射しその反射光
を検出することにより、対象物と非接触で上記測定を行
う方法が採用されている。この方法では、対象物の指定
位置にスポット光を正確に照射する必要があるが、その
最も単純な方法として山登り法がある。山登り方法につ
いて、第５図を参照して以下に説明する。
て、対象物の指定位置にスポット光を照射しその反射光
を検出することにより、対象物と非接触で上記測定を行
う方法が採用されている。この方法では、対象物の指定
位置にスポット光を正確に照射する必要があるが、その
最も単純な方法として山登り法がある。山登り方法につ
いて、第５図を参照して以下に説明する。
スポット光の現在位置をＰ（x,y）、指定位置をＥ
（x0，y0）とし、例えば２つの偏向ミラーを使ってスポ
ット光を指定位置Ｅに近付ける場合、まず評価関係Ｖを Ｖ＝（x0-x)2＋（y0-y)2 として求める。次いで、各偏向ミラーにそれぞれUX,UY
の偏向量を与えた時のＶの変分 を求め、それに適当な加速係数a,bを乗じたものを次のU
X,UY、即ち とする。これを繰返すことにより、スポット光の照射位
置が指定位置に徐々に近付くことになる。
（x0，y0）とし、例えば２つの偏向ミラーを使ってスポ
ット光を指定位置Ｅに近付ける場合、まず評価関係Ｖを Ｖ＝（x0-x)2＋（y0-y)2 として求める。次いで、各偏向ミラーにそれぞれUX,UY
の偏向量を与えた時のＶの変分 を求め、それに適当な加速係数a,bを乗じたものを次のU
X,UY、即ち とする。これを繰返すことにより、スポット光の照射位
置が指定位置に徐々に近付くことになる。
しかしながら、この種の方法にあっては次のような問題
があった。即ち、山登り法は、スポット光の照射位置を
少しづつ指定位置に近付ける方法であり、スポット光が
指定位置に到達するまでも何回もの操作を繰返す必要が
ある。このため、スポット光を指定位置に照射するまで
に多大な時間がかかる。また、偏向系座標と観測系座標
との関係を知っている必要があり、両者の関係が不明な
場合にはこの方法は採用できない。
があった。即ち、山登り法は、スポット光の照射位置を
少しづつ指定位置に近付ける方法であり、スポット光が
指定位置に到達するまでも何回もの操作を繰返す必要が
ある。このため、スポット光を指定位置に照射するまで
に多大な時間がかかる。また、偏向系座標と観測系座標
との関係を知っている必要があり、両者の関係が不明な
場合にはこの方法は採用できない。
（発明が解決しようとする課題） このように従来、スポット光を対象物の指定位置に照射
するには多数回の操作を要し、スポット光を指定位置に
移動させるのに長時間を要した。また、偏向系座標と観
測系座標との関係が分っていない場合、スポット光を指
定位置に移動させるのは非常に困難であった。
するには多数回の操作を要し、スポット光を指定位置に
移動させるのに長時間を要した。また、偏向系座標と観
測系座標との関係が分っていない場合、スポット光を指
定位置に移動させるのは非常に困難であった。
本発明は上記事情に考慮してなされたもので、その目的
とするところは、スポット光を対象物の指定位置に短時
間で移動させることができ、且つ偏向系座標と観測系座
標との関係が不明であっても上記スポット光の移動を容
易に行い得るスポット光位置設定方法を提供することに
ある。
とするところは、スポット光を対象物の指定位置に短時
間で移動させることができ、且つ偏向系座標と観測系座
標との関係が不明であっても上記スポット光の移動を容
易に行い得るスポット光位置設定方法を提供することに
ある。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の骨子は、偏向ミラーの偏向量とスポット光の移
動量との関係を予め求めておき、この関係を基にスポッ
ト光を現在位置から指定位置に移動するための偏向量を
計算により求めることにある。
動量との関係を予め求めておき、この関係を基にスポッ
ト光を現在位置から指定位置に移動するための偏向量を
計算により求めることにある。
即ち本発明は、スポット光をＸ偏向ミラー及びＹ偏向ミ
ラーにより偏向して対象物の平面上の指定位置に照射す
るスポット光位置設定方法において、 前記Ｘ偏向ミラーに所定の偏向量UXを与えた時の前記平
面上でのスポット光のＸ方向移動量dx1及びＹ方向移動
量dy1を測定し、 前記Ｙ偏向ミラーに所定の偏向量UYを与えた時の前記平
面上でのスポット光のＸ方向移動量dx2及びＹ方向移動
量dy2を測定し、 前記平面上でのスポット光の現在位置と指定位置とのＸ
方向の差DX及びＹ方向の差DYに対して、前記スポット光
を現在位置から指定位置に移動させるためのＸ偏向ミラ
ーの偏向量MX及びＹ偏向ミラーの偏向量MYを で計算し、この計算により得られた偏向量MXをＸ偏向ミ
ラーに与えると共に偏向量MYをＹ偏向ミラーに与えるよ
うにした方法である。
ラーにより偏向して対象物の平面上の指定位置に照射す
るスポット光位置設定方法において、 前記Ｘ偏向ミラーに所定の偏向量UXを与えた時の前記平
面上でのスポット光のＸ方向移動量dx1及びＹ方向移動
量dy1を測定し、 前記Ｙ偏向ミラーに所定の偏向量UYを与えた時の前記平
面上でのスポット光のＸ方向移動量dx2及びＹ方向移動
量dy2を測定し、 前記平面上でのスポット光の現在位置と指定位置とのＸ
方向の差DX及びＹ方向の差DYに対して、前記スポット光
を現在位置から指定位置に移動させるためのＸ偏向ミラ
ーの偏向量MX及びＹ偏向ミラーの偏向量MYを で計算し、この計算により得られた偏向量MXをＸ偏向ミ
ラーに与えると共に偏向量MYをＹ偏向ミラーに与えるよ
うにした方法である。
（作用） 本発明では、スポット光を対象物の平面上の指定位置へ
当てる前に、Ｘ偏向ミラー及びＹ偏向ミラーの夫々に所
定の偏向量を与えるので、試行スポット光を対象物の同
一平面上に当てることになる。つまり、Ｘ偏向ミラーの
試行スポット光とＹ偏向ミラーの試行スポット光とを同
一平面上に当てることにより、その平面の実際の位置及
び向きを表現したパラメータ（偏向量UXとこの時のＸ方
向移動量dx1及びＹ方向移動量dy1、並びに偏向量UYとこ
の時のＸ方向移動量dx2及びＹ方向移動量dy2）が求まる
ようにしている。
当てる前に、Ｘ偏向ミラー及びＹ偏向ミラーの夫々に所
定の偏向量を与えるので、試行スポット光を対象物の同
一平面上に当てることになる。つまり、Ｘ偏向ミラーの
試行スポット光とＹ偏向ミラーの試行スポット光とを同
一平面上に当てることにより、その平面の実際の位置及
び向きを表現したパラメータ（偏向量UXとこの時のＸ方
向移動量dx1及びＹ方向移動量dy1、並びに偏向量UYとこ
の時のＸ方向移動量dx2及びＹ方向移動量dy2）が求まる
ようにしている。
（実施例） 以下、本発明の詳細を図示の実施例によって説明する。
第１図は本発明の一実施例方法に使用したレーザスポッ
ト偏向装置を示す概略構成図である。この装置は、レー
ザスポット位置検出部10,レーザスポット駆動部20,中央
演算処理部（CPU）30及び各種コントローラ31,32,33等
から構成されている。
ト偏向装置を示す概略構成図である。この装置は、レー
ザスポット位置検出部10,レーザスポット駆動部20,中央
演算処理部（CPU）30及び各種コントローラ31,32,33等
から構成されている。
レーザスポット位置検出部10は、電子カメラ11及び画像
処理回路12からなるもので、対象物の平面40におけるレ
ーザスポットの画像をカメラ11から取込み、画像処理回
路12にてレーザスポットのカメラ座標（観測系座標）を
求める。レーザスポット駆動部20は、レーザ発振器21,
レーザスポットを水平方向に動かすためのＸ偏向ミラー
22およびレーザスポットを垂直方向に動かすためのＹ偏
向ミラー23からなり、Ｙ偏向ミラー23で反射されたレー
ザスポットが平面40に照射されるものとなっている。
処理回路12からなるもので、対象物の平面40におけるレ
ーザスポットの画像をカメラ11から取込み、画像処理回
路12にてレーザスポットのカメラ座標（観測系座標）を
求める。レーザスポット駆動部20は、レーザ発振器21,
レーザスポットを水平方向に動かすためのＸ偏向ミラー
22およびレーザスポットを垂直方向に動かすためのＹ偏
向ミラー23からなり、Ｙ偏向ミラー23で反射されたレー
ザスポットが平面40に照射されるものとなっている。
レーザコントローラ31は、レーザ発振器21のON−OFFを
制御するものである。また、Ｘミラーコントローラ32は
Ｘ偏向ミラー22の偏向量（回転角度）を制御するもので
あり、同様にＹミラーコントローラ33はＹ偏向ミラー23
の偏向量を制御するものである。なお、これらのコント
ローラ31,32,33はCPU30の制御の下にあり、CPU30はこれ
らの制御と共に後述する偏向量の計算を行うものとなっ
ている。
制御するものである。また、Ｘミラーコントローラ32は
Ｘ偏向ミラー22の偏向量（回転角度）を制御するもので
あり、同様にＹミラーコントローラ33はＹ偏向ミラー23
の偏向量を制御するものである。なお、これらのコント
ローラ31,32,33はCPU30の制御の下にあり、CPU30はこれ
らの制御と共に後述する偏向量の計算を行うものとなっ
ている。
次に、上記装置を用いたスポット光位置設定方法につい
て説明する。まず、以下の〜の工程により各種座標
を求める。
て説明する。まず、以下の〜の工程により各種座標
を求める。
レーザ発振器21をレーザコントローラ31によりONに
する。このとき、レーザスポットは対象物の平面40の始
点Ｓにあるものとする。そして、この位置設定の目的
は、このレーザスポットを指定位置Ｅに照射することと
する。
する。このとき、レーザスポットは対象物の平面40の始
点Ｓにあるものとする。そして、この位置設定の目的
は、このレーザスポットを指定位置Ｅに照射することと
する。
カメラ11からレーザスポットの画像を取込み、始点
Ｓのカメラ座標CS（x1，y1）を画像処理回路12にて求め
る。なお、カメラ座標系は第２図のようになっている。
Ｓのカメラ座標CS（x1，y1）を画像処理回路12にて求め
る。なお、カメラ座標系は第２図のようになっている。
Ｘ偏向ミラー22を適当な偏向量UXだけ動かし、この
ときのレーザスポットのカメラ座標CA（x2，y2）を求め
る。
ときのレーザスポットのカメラ座標CA（x2，y2）を求め
る。
Ｙ偏向ミラー23を適当な偏向量UYだけ動かし、この
ときのレーザスポットのカメラ座標CB（x3，y3）を求め
る。
ときのレーザスポットのカメラ座標CB（x3，y3）を求め
る。
以上のようにして求めたカメラ座標CS,CA,CB及び指定位
置Ｅのカメラ座標CE（x,y）から、現在Ｂ点にあるレー
ザスポットを一気に指定位置Ｅに動かすためのミラー2
2,23の偏向量を計算で求める。これらの偏向量は、第３
図に示す如くレーザスポットの移動距離Deが、レーザス
ポット駆動部20と平面40との距離Dsに比較して非常に小
さいものとして、以下の手順により近似して求めること
ができる。
置Ｅのカメラ座標CE（x,y）から、現在Ｂ点にあるレー
ザスポットを一気に指定位置Ｅに動かすためのミラー2
2,23の偏向量を計算で求める。これらの偏向量は、第３
図に示す如くレーザスポットの移動距離Deが、レーザス
ポット駆動部20と平面40との距離Dsに比較して非常に小
さいものとして、以下の手順により近似して求めること
ができる。
まず、よりＸ偏向ミラー22のみをUXの偏向量だけ動か
したときのカメラ座標ｘ方向移動量をdx1,y方向移動量
をdy1とすると となる。従って、Ｘ偏向ミラー22を１単位動かすと、カ
メラ座標はｘ方向にdx1/UX,y方向にdy1/UXだけ動くこと
になる。同様にしてより、Ｙ偏向ミラー23のみをUYの
偏向量だけ動かしたときのカメラ座標ｘ方向移動量をdx
2,y方向移動量をdy2とすると となる。従って、Ｙ偏向ミラー23を１単位動かすと、カ
メラ座標はｘ方向にdx2/UY,y方向にdy2/UYだけ動くこと
になる。ここで、現在地点のＢ点から指定位置Ｅまでの
カメラ座標の差を求める。ｘ方向の差をDX,y方向の差を
DYとすれば、 となる。そこで、指定位置Ｅまでレーザスポットを移動
させるために必要なＸ偏向ミラー22の偏向量をMX,Y偏向
ミラー23の偏向量をMYとすると、次の連立１次方程式が
成立する。
したときのカメラ座標ｘ方向移動量をdx1,y方向移動量
をdy1とすると となる。従って、Ｘ偏向ミラー22を１単位動かすと、カ
メラ座標はｘ方向にdx1/UX,y方向にdy1/UXだけ動くこと
になる。同様にしてより、Ｙ偏向ミラー23のみをUYの
偏向量だけ動かしたときのカメラ座標ｘ方向移動量をdx
2,y方向移動量をdy2とすると となる。従って、Ｙ偏向ミラー23を１単位動かすと、カ
メラ座標はｘ方向にdx2/UY,y方向にdy2/UYだけ動くこと
になる。ここで、現在地点のＢ点から指定位置Ｅまでの
カメラ座標の差を求める。ｘ方向の差をDX,y方向の差を
DYとすれば、 となる。そこで、指定位置Ｅまでレーザスポットを移動
させるために必要なＸ偏向ミラー22の偏向量をMX,Y偏向
ミラー23の偏向量をMYとすると、次の連立１次方程式が
成立する。
上記方程式を解き、MX,MYを求めると次のようになる。
以上により、Ｘ偏向ミラー22をMX,Y偏向ミラー23をMY動
かせば、スポット光は指定位置Ｅに到達し、短時間でス
ポット光を目標点に照射することができる。なお、誤差
等により１回で目標点に到達しない場合は、さらにその
地点から目標点までのカメラ座標を求め、方程式を解
き、ミラー22,23を動かせば、通常は２〜３回の繰返し
でスポット光を目標点に確実に到達させることができ
る。
かせば、スポット光は指定位置Ｅに到達し、短時間でス
ポット光を目標点に照射することができる。なお、誤差
等により１回で目標点に到達しない場合は、さらにその
地点から目標点までのカメラ座標を求め、方程式を解
き、ミラー22,23を動かせば、通常は２〜３回の繰返し
でスポット光を目標点に確実に到達させることができ
る。
かくして本実施例方法によれば、偏向ミラー22,23の偏
向量とこの偏向量に対するレーザスポットの移動量との
関係を予め求めることにより、レーザスポットを指定位
置に移動するための偏向量を計算により求めることがで
きる。このため、１回若しくは２〜３回の操作でレーザ
スポットを目標点に照射することが可能となり、レーザ
スポットの位置設定を短時間に行うことができる。ま
た、偏向系座標と観測系座標との関係が不明であって
も、上記位置設定には何等支障がない。従って、光を用
いた各種の位置測定及び距離測定等に極めて有効であ
る。
向量とこの偏向量に対するレーザスポットの移動量との
関係を予め求めることにより、レーザスポットを指定位
置に移動するための偏向量を計算により求めることがで
きる。このため、１回若しくは２〜３回の操作でレーザ
スポットを目標点に照射することが可能となり、レーザ
スポットの位置設定を短時間に行うことができる。ま
た、偏向系座標と観測系座標との関係が不明であって
も、上記位置設定には何等支障がない。従って、光を用
いた各種の位置測定及び距離測定等に極めて有効であ
る。
なお、本発明は上述した実施例方法に限定されるもので
はない。例えば、第４図に示す如くハーフミラー41を用
いることにより、偏向系と観測系との軸を合せることが
できる。この場合、平面以外の凹凸のある対象物にも本
発明を適用することが可能となる。また、スポット光は
レーザに限定されるものではなく、レンズ等により集束
させた光であってもよい。その他、本発明の要旨を逸脱
しない範囲で、種々変形して実施することができる。
はない。例えば、第４図に示す如くハーフミラー41を用
いることにより、偏向系と観測系との軸を合せることが
できる。この場合、平面以外の凹凸のある対象物にも本
発明を適用することが可能となる。また、スポット光は
レーザに限定されるものではなく、レンズ等により集束
させた光であってもよい。その他、本発明の要旨を逸脱
しない範囲で、種々変形して実施することができる。
［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、Ｘ偏向ミラー及び
Ｙ偏向ミラーの夫々を事前に試行スポット光として照射
することにより、対象物平面の実際の位置及び向きを含
んだパラメータが予め得られるため、対象物平面がどの
ように傾いていても１回で正確にスポット光を指定位置
に移動させることができる。このため、スポット光の指
定位置の移動が短時間で済むことになり、各種光学測定
に有効である。また、偏向ミラーに所定の偏向量を与え
てこのときのスポット光の位置移動量を実際に測定して
いるので、偏向系座標と観測系座標との関係が不明であ
っても、偏向ミラーの偏向量とスポット光の位置移動量
との関係を求めることが可能である。
Ｙ偏向ミラーの夫々を事前に試行スポット光として照射
することにより、対象物平面の実際の位置及び向きを含
んだパラメータが予め得られるため、対象物平面がどの
ように傾いていても１回で正確にスポット光を指定位置
に移動させることができる。このため、スポット光の指
定位置の移動が短時間で済むことになり、各種光学測定
に有効である。また、偏向ミラーに所定の偏向量を与え
てこのときのスポット光の位置移動量を実際に測定して
いるので、偏向系座標と観測系座標との関係が不明であ
っても、偏向ミラーの偏向量とスポット光の位置移動量
との関係を求めることが可能である。
第１図は本発明の一実施例方法に使用したレーザスポッ
ト偏向装置を示す概略構成図、第２図は対象物の平面に
おけるスポット位置の変化を示す模式図、第３図はカメ
ラ，レーザスポット駆動部及び平面の位置関係を示す模
式図、第４図は変形例を説明するための模式図、第５図
は従来の山登り法を説明するための模式図である。 10…レーザスポット位置検出部、11…電子カメラ、12…
画像処理回路、20…レーザスポット駆動部、21…レーザ
発振器、22…Ｘ偏向ミラー、23…Ｙ偏向ミラー、30…CP
U、31…レーザコントローラ、32…Ｘミラーコントロー
ラ、33…Ｙミラーコントローラ、40…平面、41…ハーフ
ミラー。
ト偏向装置を示す概略構成図、第２図は対象物の平面に
おけるスポット位置の変化を示す模式図、第３図はカメ
ラ，レーザスポット駆動部及び平面の位置関係を示す模
式図、第４図は変形例を説明するための模式図、第５図
は従来の山登り法を説明するための模式図である。 10…レーザスポット位置検出部、11…電子カメラ、12…
画像処理回路、20…レーザスポット駆動部、21…レーザ
発振器、22…Ｘ偏向ミラー、23…Ｙ偏向ミラー、30…CP
U、31…レーザコントローラ、32…Ｘミラーコントロー
ラ、33…Ｙミラーコントローラ、40…平面、41…ハーフ
ミラー。
Claims (3)
- 【請求項１】スポット光をＸ偏向ミラー及びＹ偏向ミラ
ーにより偏向して対象物の平面上の指定位置に照射する
スポット光位置設定方法において、 前記Ｘ偏向ミラーに所定の偏向量UXを与えた時の前記平
面上でのスポット光のＸ方向移動量dx1及びＹ方向移動
量dy1を測定し、 前記Ｙ偏向ミラーに所定の偏向量UYを与えた時の前記平
面上でのスポット光のＸ方向移動量dx2及びＹ方向移動
量dy2を測定し、 前記平面上でのスポット光の現在位置と指定位置とのＸ
方向の差DX及びＹ方向の差DYに対して、前記スポット光
を現在位置から指定位置に移動させるためのＸ偏向ミラ
ーの偏向量MX及びＹ偏向ミラーの偏向量MYを で計算し、この計算により得られた偏向量MXをＸ偏向ミ
ラーに与えると共に偏向量MYをＹ偏向ミラーに与えるこ
とを特徴とするスポット光位置設定方法。 - 【請求項２】前記スポット光の位置移動量を測定する手
段として、前記対象物の表面を撮像する電子カメラと、
このカメラの撮像信号を画像処理してスポット光の照射
位置を求める画像処理回路を用いたことを特徴とする請
求項１記載のスポット光位置設定方法。 - 【請求項３】前記スポット光の位置移動量を測定するた
めの観測系の軸と、前記スポット光を偏向するための偏
向系の軸とを合せたことを特徴とする請求項１記載のス
ポット光位置設定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63282401A JPH0718700B2 (ja) | 1988-11-10 | 1988-11-10 | スポット光位置設定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63282401A JPH0718700B2 (ja) | 1988-11-10 | 1988-11-10 | スポット光位置設定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02129510A JPH02129510A (ja) | 1990-05-17 |
| JPH0718700B2 true JPH0718700B2 (ja) | 1995-03-06 |
Family
ID=17651931
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63282401A Expired - Lifetime JPH0718700B2 (ja) | 1988-11-10 | 1988-11-10 | スポット光位置設定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0718700B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2567698Y2 (ja) * | 1990-08-31 | 1998-04-02 | 大成建設 株式会社 | 測距機能を有するレーザースキャンニング装置 |
| JP4952676B2 (ja) * | 2008-07-14 | 2012-06-13 | 株式会社イトーキ | 積上げ式間仕切装置におけるパネル連結装置 |
| JP4905418B2 (ja) * | 2008-07-14 | 2012-03-28 | 株式会社イトーキ | 積上げ式間仕切装置におけるパネル連結装置 |
| JP6719494B2 (ja) * | 2018-02-07 | 2020-07-08 | 直之 村上 | 追尾レーザー距離計測器の駆動計測で、３次元の数値駆動の制御機器の３次元の駆動数値を演算する方法。 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS626115A (ja) * | 1985-07-03 | 1987-01-13 | Hitachi Ltd | 距離測定装置 |
| JPS62161490A (ja) * | 1986-01-08 | 1987-07-17 | Hitachi Ltd | 生試料の加工方法 |
| JPS62161489A (ja) * | 1986-01-08 | 1987-07-17 | Hitachi Ltd | レ−ザ加工装置 |
| JPS62222117A (ja) * | 1986-03-25 | 1987-09-30 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 多点距離計測センサ |
-
1988
- 1988-11-10 JP JP63282401A patent/JPH0718700B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02129510A (ja) | 1990-05-17 |
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