JPH0752087B2 - 光変位計 - Google Patents
光変位計Info
- Publication number
- JPH0752087B2 JPH0752087B2 JP59224151A JP22415184A JPH0752087B2 JP H0752087 B2 JPH0752087 B2 JP H0752087B2 JP 59224151 A JP59224151 A JP 59224151A JP 22415184 A JP22415184 A JP 22415184A JP H0752087 B2 JPH0752087 B2 JP H0752087B2
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- JP
- Japan
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- light
- pair
- circuit
- electric signals
- measured
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/26—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光変位計のセンサヘツドの姿勢制御方式の改良
に関するものである。
に関するものである。
第３図は例えば特公昭56−10561号に示された従来の非
接触変位測定装置の構成図である。図において（１）は
光源の駆動回路、（２）は光源、（３）は投光レンズ、
（４）は被測定物に投射された光スポツト、（５）は被
測定物、（６）は受光レンズ、（７）は受光器、（8
a），（8b）はその出力、（９）は演算回路、（10）は
タイミング回路、（11）は演算出力である。
接触変位測定装置の構成図である。図において（１）は
光源の駆動回路、（２）は光源、（３）は投光レンズ、
（４）は被測定物に投射された光スポツト、（５）は被
測定物、（６）は受光レンズ、（７）は受光器、（8
a），（8b）はその出力、（９）は演算回路、（10）は
タイミング回路、（11）は演算出力である。
次に動作について説明する。光源の駆動回路（１）によ
り駆動される光源（２）から出た光は、投光レンズ
（３）により集光されて被測定物（５）に光スポツト
（４）を投射する。この光スポツト（４）はさらに受光
レンズ（６）により集光されて、受光器（７）上に投射
され、受光器（７）上に結像する。受光器（７）として
例えば半導体位置検出素子（以下PSDと略す）を用いれ
ば、受光器（７）にて受光した放射ビームの結像位置及
び当該結像位置における受光量に基づいた両端より出力
される一対の電流値ia,ibはPSD上における受光像の位置
により変化する。すなわち受光像がPSDの中央にあると
きはia＝ibであるが、受光像がia側にふれるとiaが大き
くなるとともにibは小さくなり、反対に受光像がibの方
に移るとibが大きくなりiaは小さくなる。従つて被測定
物（５）の変位すなわち光スポツト（４）の位置の変化
は、PSD上における受光像のPSDの中心位置からの距離と
して、次の（１）式で計算されるＰにある変換係数を乗
じたものとして演算することができる。
り駆動される光源（２）から出た光は、投光レンズ
（３）により集光されて被測定物（５）に光スポツト
（４）を投射する。この光スポツト（４）はさらに受光
レンズ（６）により集光されて、受光器（７）上に投射
され、受光器（７）上に結像する。受光器（７）として
例えば半導体位置検出素子（以下PSDと略す）を用いれ
ば、受光器（７）にて受光した放射ビームの結像位置及
び当該結像位置における受光量に基づいた両端より出力
される一対の電流値ia,ibはPSD上における受光像の位置
により変化する。すなわち受光像がPSDの中央にあると
きはia＝ibであるが、受光像がia側にふれるとiaが大き
くなるとともにibは小さくなり、反対に受光像がibの方
に移るとibが大きくなりiaは小さくなる。従つて被測定
物（５）の変位すなわち光スポツト（４）の位置の変化
は、PSD上における受光像のPSDの中心位置からの距離と
して、次の（１）式で計算されるＰにある変換係数を乗
じたものとして演算することができる。
この演算は第３図に示す演算回路（９）において行ない
その結果は被測定物（５）の変位として出力（11）され
る。なお（１）式におけるia＋ibはPSDに対する入射光
量に比例した量となる。
その結果は被測定物（５）の変位として出力（11）され
る。なお（１）式におけるia＋ibはPSDに対する入射光
量に比例した量となる。
ところで従来の光変位計は以上述べたように構成されて
いるが、変位測定に際し第３図の光源（２）、投光レン
ズ（３）、受光レンズ（６）および受光器（７）よりな
るセンサヘツドを計測に最も適した計測姿勢に保つため
には、目視あるいは他の治具や装置などを用いて、被測
定物（５）と光変位計の投光光軸がなす立体角（センサ
ヘッドの投光レンズ（13）から投光された光の投光光軸
と被測定物（５）の被測定面に垂直なベクトルとのなす
角）を検知せねばならないが、被測定物（５）の形状が
複雑になると測定が困難で、前記最適計測姿勢の制御は
容易でなく、従つて測定に時間を要するという欠点があ
つた。
いるが、変位測定に際し第３図の光源（２）、投光レン
ズ（３）、受光レンズ（６）および受光器（７）よりな
るセンサヘツドを計測に最も適した計測姿勢に保つため
には、目視あるいは他の治具や装置などを用いて、被測
定物（５）と光変位計の投光光軸がなす立体角（センサ
ヘッドの投光レンズ（13）から投光された光の投光光軸
と被測定物（５）の被測定面に垂直なベクトルとのなす
角）を検知せねばならないが、被測定物（５）の形状が
複雑になると測定が困難で、前記最適計測姿勢の制御は
容易でなく、従つて測定に時間を要するという欠点があ
つた。
本発明の目的は、従来装置のかかる欠点を解消するため
になされたもので、被測定物とセンサヘツドの投光光軸
のなす立体角の変化を検知して、計測に当つてセンサヘ
ツドに最適な計測姿勢を求めることのできるような光変
位計を提供しようとするものである。
になされたもので、被測定物とセンサヘツドの投光光軸
のなす立体角の変化を検知して、計測に当つてセンサヘ
ツドに最適な計測姿勢を求めることのできるような光変
位計を提供しようとするものである。
上記目的を達成するために、光変位計において、光検知
器と光検知器の一対の電気信号によって被測定物の変位
を演算する演算回路との間に設けられ、光検知器の一対
の電気信号をそれぞれ増幅する増幅度が可変制御される
増幅器と、演算回路へ入力される一対の電気信号の和の
レベルを一定に制御するために当該一対の電気信号の和
に基づいてフィードバック制御量を演算し、かつフィー
ドバック制御量に基づいて増幅器の増幅度を可変制御す
る増幅度制御量を演算して増幅器に出力するフィードバ
ック回路と、フィードバック回路の増幅度制御量を表示
する表示器とを備え、演算回路へ入力される各々の電気
信号の和のレベルを一定に保ち、フィードバック回路の
増幅度制御量を表示器により外部に表示することによ
り、計測状態の変化から生じる被測定物と投光光軸との
なす立体角の変化を検知しようとするものである。
器と光検知器の一対の電気信号によって被測定物の変位
を演算する演算回路との間に設けられ、光検知器の一対
の電気信号をそれぞれ増幅する増幅度が可変制御される
増幅器と、演算回路へ入力される一対の電気信号の和の
レベルを一定に制御するために当該一対の電気信号の和
に基づいてフィードバック制御量を演算し、かつフィー
ドバック制御量に基づいて増幅器の増幅度を可変制御す
る増幅度制御量を演算して増幅器に出力するフィードバ
ック回路と、フィードバック回路の増幅度制御量を表示
する表示器とを備え、演算回路へ入力される各々の電気
信号の和のレベルを一定に保ち、フィードバック回路の
増幅度制御量を表示器により外部に表示することによ
り、計測状態の変化から生じる被測定物と投光光軸との
なす立体角の変化を検知しようとするものである。
第１図は本発明の一実施例を示す光変位計の構成図であ
る。図中（１）〜（11）は従来装置と同一のものであ
る。（12）はタイミングパルス出力、（13）はフイード
バツク制御回路、（9a）はフイードバツク回路（13）へ
の入力信号、（13a）はフイードバツク回路（13）の出
力、（14）はその表示装置である。
る。図中（１）〜（11）は従来装置と同一のものであ
る。（12）はタイミングパルス出力、（13）はフイード
バツク制御回路、（9a）はフイードバツク回路（13）へ
の入力信号、（13a）はフイードバツク回路（13）の出
力、（14）はその表示装置である。
図において被測定物（５）と投光光軸の相対的な立体角
が変化すると、一定出力の光源から得られるPSD表面で
の受光量も変化する。フイードバツク回路（13）は、こ
れを補正しPSD表面の受光量が常に一定になるように駆
動回路（１）に演算回路（９）を経て出力（15）を送る
ためのもの、即ち、フィードバック回路（13）は演算回
路（９）へ入力される受光器（７）の一対の電流値ia,i
bの和が一定になるように制御するために当該一対の電
流値ia,ibの和に基づいて演算したフィードバック制御
量を演算回路（９）に出力し、演算回路（９）がそのフ
ィードバック制御量に対応した出力を駆動回路（15）に
送るためのもので、例えばPSD表面における受光量が減
少すれば、光源の出力を増大させ、受光量が増大するよ
うな立体角変化の場合は逆に光源の出力を減少させるよ
うに機能する。従つて被測定物との距離を一定に保ちな
がらこのような制御を行なうと、受光量は一定に保たれ
つつ、被測定物と投光光軸とのなす立体角の変化はフイ
ードバツク回路の出力として得られる光源の駆動レベル
の信号の変化として検知される。従つてフイードバツク
回路（13）の出力レベル（13a）を表示すれば、測定者
はこの出力レベルを読むことによつて測定中の立体角の
変化を検知することができ、容易にセンサヘツドの計測
姿勢を知ることができる。
が変化すると、一定出力の光源から得られるPSD表面で
の受光量も変化する。フイードバツク回路（13）は、こ
れを補正しPSD表面の受光量が常に一定になるように駆
動回路（１）に演算回路（９）を経て出力（15）を送る
ためのもの、即ち、フィードバック回路（13）は演算回
路（９）へ入力される受光器（７）の一対の電流値ia,i
bの和が一定になるように制御するために当該一対の電
流値ia,ibの和に基づいて演算したフィードバック制御
量を演算回路（９）に出力し、演算回路（９）がそのフ
ィードバック制御量に対応した出力を駆動回路（15）に
送るためのもので、例えばPSD表面における受光量が減
少すれば、光源の出力を増大させ、受光量が増大するよ
うな立体角変化の場合は逆に光源の出力を減少させるよ
うに機能する。従つて被測定物との距離を一定に保ちな
がらこのような制御を行なうと、受光量は一定に保たれ
つつ、被測定物と投光光軸とのなす立体角の変化はフイ
ードバツク回路の出力として得られる光源の駆動レベル
の信号の変化として検知される。従つてフイードバツク
回路（13）の出力レベル（13a）を表示すれば、測定者
はこの出力レベルを読むことによつて測定中の立体角の
変化を検知することができ、容易にセンサヘツドの計測
姿勢を知ることができる。
また最初に被測定物（５）に対して最適な立体角を求め
ておけば、後はそれに相当する前記フイードバツク回路
（13）の出力を一定に保つようにして測定を行なえば、
測定のための最適姿勢を維持しておくことが可能であ
る。
ておけば、後はそれに相当する前記フイードバツク回路
（13）の出力を一定に保つようにして測定を行なえば、
測定のための最適姿勢を維持しておくことが可能であ
る。
以上の実施例では受光器（７）に半導体位置検出素子
（PSD）を使用しているが、他のC.C.D又はフオトダイオ
ードアレー等を使用してもよい。
（PSD）を使用しているが、他のC.C.D又はフオトダイオ
ードアレー等を使用してもよい。
なお以上の実施例では、光源の駆動レベルをフィードバ
ック回路（13）により制御した例であるが、第２図に示
すように演算回路16の前段に増幅度可変の増幅器（16
a），（16b）を設け、その増幅度を前記フィードバック
回路（13）の演算回路（９）へ入力される一対の電気信
号の和に基づいて演算したフィードバック制御量に基づ
き演算された増幅度制御量により可変制御するようにし
ても同じような機能が得られ、また光源の駆動回路
（１）は構成が簡単で済み、さらに増幅器（16a），（1
6b）の増幅度をフィードバック回路（13）で調整するこ
とにより、被測定面の性状に応じて高い精度で立体角を
知ることができる。
ック回路（13）により制御した例であるが、第２図に示
すように演算回路16の前段に増幅度可変の増幅器（16
a），（16b）を設け、その増幅度を前記フィードバック
回路（13）の演算回路（９）へ入力される一対の電気信
号の和に基づいて演算したフィードバック制御量に基づ
き演算された増幅度制御量により可変制御するようにし
ても同じような機能が得られ、また光源の駆動回路
（１）は構成が簡単で済み、さらに増幅器（16a），（1
6b）の増幅度をフィードバック回路（13）で調整するこ
とにより、被測定面の性状に応じて高い精度で立体角を
知ることができる。
又光源の出力を直接測定し、その値から上記センサヘツ
ドの投光光軸と被測定物との立体角の変化を検知するこ
ともできる。
ドの投光光軸と被測定物との立体角の変化を検知するこ
ともできる。
本発明は光変位計において、光検知器と光検知器の一対
の電気信号によって被測定物の変位を演算する演算回路
との間に設けられ、光検知器の一対の電気信号をそれぞ
れ増幅する増幅度が可変制御される増幅器と、演算回路
へ入力される一対の電気信号の和のレベルを一定に制御
するために当該一対の電気信号の和に基づいてフィード
バック制御量を演算し、かつフィードバック制御量に基
づいて増幅器の増幅度を可変制御する増幅度制御量を演
算して増幅器に出力するフィードバック回路と、フィー
ドバック回路の増幅度制御量を表示する表示器とを備
え、演算回路へ入力される一対の電気信号の和のレベル
を一定に保ち、フィードバック回路の増幅度制御量を表
示器により外部に表示し、オペレータがセンサヘッドの
投光光軸と被測定物とのなす立体角を知ることができる
ように構成したので、被測定物の変位測定に当たってセ
ンサヘッドの姿勢を計測に最適な姿勢を容易にとらせる
ことができ、光源の駆動回路は構成が簡単で済み、さら
に増幅器の増幅度をフィードバック回路で調整すること
により、被測定面の性状に応じて高い精度で立体角を知
ることができる。
の電気信号によって被測定物の変位を演算する演算回路
との間に設けられ、光検知器の一対の電気信号をそれぞ
れ増幅する増幅度が可変制御される増幅器と、演算回路
へ入力される一対の電気信号の和のレベルを一定に制御
するために当該一対の電気信号の和に基づいてフィード
バック制御量を演算し、かつフィードバック制御量に基
づいて増幅器の増幅度を可変制御する増幅度制御量を演
算して増幅器に出力するフィードバック回路と、フィー
ドバック回路の増幅度制御量を表示する表示器とを備
え、演算回路へ入力される一対の電気信号の和のレベル
を一定に保ち、フィードバック回路の増幅度制御量を表
示器により外部に表示し、オペレータがセンサヘッドの
投光光軸と被測定物とのなす立体角を知ることができる
ように構成したので、被測定物の変位測定に当たってセ
ンサヘッドの姿勢を計測に最適な姿勢を容易にとらせる
ことができ、光源の駆動回路は構成が簡単で済み、さら
に増幅器の増幅度をフィードバック回路で調整すること
により、被測定面の性状に応じて高い精度で立体角を知
ることができる。
第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は他の
実施例を示す構成図、第３図は従来装置の構成図であ
る。 図中（１）は光源の駆動回路、（２）は光源、（３）は
投光レンズ、（４）は光スポツト、（５）は被測定物、
（６）は受光レンズ、（７）は受光器、（９）は演算回
路、（13）はフイードバツク回路、（14）はフイードバ
ツク回路の表示装置である。 なお図中同一符号は同一又は相当部分を示すものとす
る。
実施例を示す構成図、第３図は従来装置の構成図であ
る。 図中（１）は光源の駆動回路、（２）は光源、（３）は
投光レンズ、（４）は光スポツト、（５）は被測定物、
（６）は受光レンズ、（７）は受光器、（９）は演算回
路、（13）はフイードバツク回路、（14）はフイードバ
ツク回路の表示装置である。 なお図中同一符号は同一又は相当部分を示すものとす
る。
Claims (1)
- 【請求項１】光源と、該光源よりの光の放射ビームを集
光する投光レンズと、上記放射ビームの被測定物上にお
ける像を撮像する受光レンズと、該受光レンズの結像面
に受光面を配置し、該受光面上の放射ビームの結像位置
及び当該結像位置における受光量に基づいた一対の電気
信号を出力する光検知器と、上記一対の電気信号によっ
て被測定物の変位を演算する演算回路と、上記光検知器
と上記演算回路との間に設けられ、上記光検知器の一対
の電気信号をそれぞれ増幅する増幅度が可変制御される
増幅器と、上記演算回路へ入力される一対の電気信号の
和のレベルを一定に制御するために当該一対の電気信号
の和に基づいてフィードバック制御量を演算し、かつフ
ィードバック制御量に基づいて上記増幅器の増幅度を可
変制御する増幅度制御量を演算して上記増幅器に出力す
るフィードバック回路と、上記フィードバック回路の増
幅度制御量を表示する表示器とを備えていることを特徴
とする光変位計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59224151A JPH0752087B2 (ja) | 1984-10-26 | 1984-10-26 | 光変位計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59224151A JPH0752087B2 (ja) | 1984-10-26 | 1984-10-26 | 光変位計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61104202A JPS61104202A (ja) | 1986-05-22 |
| JPH0752087B2 true JPH0752087B2 (ja) | 1995-06-05 |
Family
ID=16809338
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59224151A Expired - Lifetime JPH0752087B2 (ja) | 1984-10-26 | 1984-10-26 | 光変位計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0752087B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6361112A (ja) * | 1986-09-01 | 1988-03-17 | Opt Kk | 物体検知装置 |
| JPH0648190B2 (ja) * | 1986-10-27 | 1994-06-22 | 松下電工株式会社 | 光学式変位測定装置 |
| JPH0690030B2 (ja) * | 1987-04-12 | 1994-11-14 | 浜松ホトニクス株式会社 | 距離検出装置 |
| JPS6453909U (ja) * | 1987-09-30 | 1989-04-03 | ||
| JPH0711419B2 (ja) * | 1988-03-28 | 1995-02-08 | 岩崎通信機株式会社 | レーザ光を利用した変位計 |
| JPH01274010A (ja) * | 1988-04-26 | 1989-11-01 | Mitsubishi Electric Corp | 光学式変位測定装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5842411B2 (ja) * | 1980-08-28 | 1983-09-20 | サンクス株式会社 | 距離測定装置 |
| JPS59125006A (ja) * | 1982-12-29 | 1984-07-19 | Canon Inc | 距離測定装置 |
-
1984
- 1984-10-26 JP JP59224151A patent/JPH0752087B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61104202A (ja) | 1986-05-22 |
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