JPH0763510A - 光学式変位測定装置 - Google Patents

光学式変位測定装置

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JPH0763510A
JPH0763510A JP5211197A JP21119793A JPH0763510A JP H0763510 A JPH0763510 A JP H0763510A JP 5211197 A JP5211197 A JP 5211197A JP 21119793 A JP21119793 A JP 21119793A JP H0763510 A JPH0763510 A JP H0763510A
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JP
Japan
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light
measured
measuring
optical
subject
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JP5211197A
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Inventor
Kazukuni Ban
一訓 伴
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Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 対象物が変位したときの変位量を光学的に測
定する光学式変位測定装置に関し、簡単な設備追加で被
測定対象物の傾きを求めることができるようにする。 【構成】 レーザダイオード１から発した光はレンズ２
を経由して平行光になり、光スプリッタ３によって二分
割された後、全反射鏡６によって再度進行方向が変えら
れる。その結果互いに平行になった二つの光軸４１及び
４２は、液晶シャッタ４及び７を通り、集光レンズ５及
び８を経由して被測定対象物９上に集光される。なお、
液晶シャッタ４及び７は、いずれか一方が透過状態にな
るように順次動作する。被測定対象物９上にできた光点
３１及び３２は、受光側レンズ１０を経由して光検出器
１１上に結像する。演算部５０は、その光検出器１１か
らの信号等を受けて、被測定対象物９上の光点３１及び
３２の変位量及び被測定対象物９の傾きを計算する。す
なわち、光スプリッタ３等の部品を追加するだけで、被
測定対象物９の傾きを求めることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は対象物が変位したときの
変位量を光学的に測定する光学式変位測定装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、レーザ光等の光源を利用して被測
定対象物までの変位を光学的に測定する光学式変位測定
装置が幾つか実用化されている。その最も一般的な装置
の構成を図２を用いて説明する。
【０００３】図２は従来の光学式変位測定装置の全体構
成を示す図である。光源であるレーザダイオード１０１
から発した光は、レンズ１０２及び１０５を経由して被
測定対象物１０９上に集光する。被測定対象物１０９上
にできた光点は、レンズ１１０を経由して光検出器１１
１上に結像する。被測定対象物１０９が図中Ｘ方向にΔ
ｘだけ変位すると、光検出器１１１上の結像もその変位
に応じて移動する。光検出器１１１は、その受光面上に
照射する光点の位置によってその両端から流れる電流ｉ
1 、ｉ2 が変化するため、ｉ1 、ｉ2 を電流−電圧変換
によってＶ1 、Ｖ2 に変換した後、（Ｖ1 −Ｖ2 ）／
（Ｖ1 ＋Ｖ2 ）を演算することにより、その演算値に１
対１に対応する被測定対象物１０９の変位量Δｘが求ま
る。
【０００４】なお、レーザダイオード１０１に内蔵され
たフォトディテクタ１０１ａは、レーザダイオード１０
１の光強度を検出する。その検出信号は駆動制御部２０
０のフィードバック回路２０１に送られ、駆動回路２０
２はそのフィードバック回路２０１からの信号を受けて
レーザダイオード１０１に駆動信号を出力する。このよ
うに、レーザダイオード１０１のレーザ出力は、フォト
ディテクタ１０１ａの検出信号を基にしてフィードバッ
ク制御され一定に保持されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の光学式変位
測定装置は、上述したように、被測定対象物１０９の変
位量Δｘを測定する装置であるが、この装置を用いて被
測定対象物１０９の傾きを求めるには、装置自体を移動
させて被測定対象物１０９上の複数の箇所について変位
量を求めて傾きを算出するか、もしくは装置を複数用意
してそれらの出力から傾きを算出するのが一般的な方法
である。そのため、上記装置で被測定対象物１０９の傾
きを求めようとすると、装置を移動させる機構、もしく
は複数の装置が必要になり、設備の面で負担がかかって
しまう。
【０００６】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、簡単な設備を追加するだけで傾きを求めるこ
とができる光学式変位測定装置を提供することを目的と
する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、対象物が変位したときの変位量を光学的
に測定する光学式変位測定装置において、被測定対象物
に測定光を照射する測定光照射手段と、前記測定光照射
手段からの測定光を分割する測定光分割手段と、前記測
定光の各光路に配置され前記測定光の透過と遮断を行う
遮光手段と、前記測定光の各光路に配置され前記測定光
を前記被測定対象物に集光する投光側光学系と、前記被
測定対象物からの反射光を受けて集光する受光側光学系
と、前記受光側光学系によって結像された光点の位置を
電気信号として出力する光検出手段と、前記光検出手段
によって検出された前記光点の位置から前記被測定対象
物の傾きを演算する演算手段と、を有することを特徴と
する光学式変位測定装置が、提供される。
【０００８】
【作用】測定光照射手段は被測定対象物に測定光を照射
する。測定光分割手段はその測定光を分割する。その分
割された測定光の各光路に測定光の透過と遮断を行う遮
光手段が配置される。また、測定光の各光路に投光側光
学系が配置され、測定光を被測定対象物に集光する。さ
らに、受光側に、被測定対象物からの反射光を受けて集
光する受光側光学系が配置される。光検出手段は、その
受光側光学系によって結像された光点の位置を電気信号
として出力する。演算手段は、その光検出手段によって
検出された光点の位置から被測定対象物の傾きを演算す
る。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１は本発明の光学式変位測定装置の全体構成
を示す図である。図において、光学式変位測定装置の光
源であるレーザダイオード１から発した光は、レンズ２
を経由して平行光になり、光スプリッタ３によって二分
割される。
【００１０】なお、レーザダイオード１に内蔵されたフ
ォトディテクタ１ａは、レーザダイオード１の光強度を
検出する。その検出信号は駆動制御部２０のフィードバ
ック回路２１に送られ、駆動回路２２はそのフィードバ
ック回路２１からの信号を受けてレーザダイオード１に
駆動信号を出力する。このように、レーザダイオード１
のレーザ出力は、フォトディテクタ１ａの検出信号を基
にしてフィードバック制御され一定に保持されている。
【００１１】光スプリッタ３によって入射時に対して垂
直方向に分岐した光は、全反射鏡６によって再度進行方
向が変えられる。こうして互いに平行になった二つの平
行光（光軸）４１及び４２は、透過光を任意に遮光でき
る液晶シャッタ４及び７を通り、集光レンズ５及び８を
経由して被測定対象物９上に集光される。被測定対象物
９上にできた光点３１及び３２は、受光側レンズ１０を
経由して光検出器１１上に結像する。
【００１２】演算部５０は、その光検出器１１からの信
号を受けて、被測定対象物９上の光点３１及び３２の変
位量及び被測定対象物９の傾きを計算する。その詳細は
後述する。
【００１３】液晶シャッタ４及び７の双方とも透過状態
にした場合は、光検出器１１上に２つのスポット像がで
きることなり、そのスポット像による２つの信号が互い
に干渉して測定することができない。そこで、液晶シャ
ッタ４及び７の透過状態を排他的に制御し、ある時刻に
おいてどちらか一方が透過状態で、他方が遮光状態とな
るようにする。このようにすることにより、被測定対象
物９上の光点３１、３２のいずれか一方の変位量を測定
することができ、その測定を順次行うことにより、光点
３１及び３２の双方の変位量が求まる。
【００１４】一方、光学式変位測定装置は、各光軸４１
及び４２に対応して、各光軸上にここでは図示されてい
ない計測基準点を持っている。演算部５０から得られる
変位量（もしくは距離）は、この計測基準点と対象物の
相対距離を表している。この計測基準点の位置、すなわ
ち光学式変位測定装置本体に対する各計測基準点の位置
は、演算部５０においては予め既知とされている。ま
た、光軸４１及び４２間の距離ｄは予め設定されてお
り、既知のデータである。演算部５０は光検出器１１か
らの信号を受けて各光点３１及び３２の変位を求め、そ
の変位出力、各計測基準点の位置を表すデータ及び光軸
４１，４２間の距離ｄのデータから被測定対象物９の傾
きを求める。この場合の傾きは、紙面に垂直な軸回りの
傾きである。
【００１５】このように、本実施例では、レーザダイオ
ード１からの光を光スプリッタ３を用いて分割して得ら
れた２つの平行な光軸を被測定対象物９上に照射するよ
うにした。このため、被測定対象物９上に得られる２光
点３１及び３２の検出信号を基にして被測定対象物９の
傾きを求めることができる。すなわち、従来の光学式変
位測定装置に対して設備面での負担をかけることなく、
光スプリッタ３等の部品を追加するだけで、被測定対象
物９の２点の変位を測定でき、かつその測定結果を用い
て被測定対象物９の傾きを求めることができる。
【００１６】なお、上記の説明では、光学式変位測定装
置の光源としてレーザダイオードを用いるようにした
が、他の光源、例えばＬＥＤ（発光ダイオード）を用い
るようにしてもよい。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、測定光
照射手段からの測定光を測定光分割手段を用いて分割
し、その結果得られた２つの平行な光軸を被測定対象物
上に照射するように構成した。このため、被測定対象物
上に得られる複数の光点の検出信号を基にして被測定対
象物の傾きを求めることができる。すなわち、従来の光
学式変位測定装置に対して設備面での負担をかけること
なく、測定光分割手段である光スプリッタ等の部品を追
加するだけで、被測定対象物の２点を測定でき、かつそ
の測定結果を用いて被測定対象物の傾きを求めることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光学式変位測定装置の全体構成を示す
図である。
【図２】従来の光学式変位測定装置の全体構成を示す図
である。
【符号の説明】
１ レーザダイオード ２ レンズ ３ 光スプリッタ ４，７ 液晶シャッタ ５，８ 集光レンズ ６ 全反射鏡 ９ 被測定対象物 １０ 受光側レンズ １１ 光検出器 ２０ 駆動制御部 ３１，３２ 光点 ４１，４２ 光軸 ５０ 演算部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 対象物が変位したときの変位量を光学的
    に測定する光学式変位測定装置において、 被測定対象物に測定光を照射する測定光照射手段と、 前記測定光照射手段からの測定光を分割する測定光分割
    手段と、 前記測定光の各光路に配置され前記測定光の透過と遮断
    を行う遮光手段と、 前記測定光の各光路に配置され前記測定光を前記被測定
    対象物に集光する投光側光学系と、 前記被測定対象物からの反射光を受けて集光する受光側
    光学系と、 前記受光側光学系によって結像された光点の位置を電気
    信号として出力する光検出手段と、 前記光検出手段によって検出された前記光点の位置から
    前記被測定対象物の傾きを演算する演算手段と、 を有することを特徴とする光学式変位測定装置。
  2. 【請求項２】 前記遮光手段はいずれか一つの測定光の
    みを透過するように順次動作することを特徴とする請求
    項１記載の光学式変位測定装置。
  3. 【請求項３】 前記測定光照射手段はレーザダイオード
    であることを特徴とする請求項１記載の光学式変位測定
    装置。
JP5211197A 1993-08-26 1993-08-26 光学式変位測定装置 Pending JPH0763510A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011079497A1 (zh) * 2009-12-29 2011-07-07 江苏徕兹光电科技有限公司 基于液晶光阀原理相位测量的校准方法和校准装置

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US8525977B2 (en) 2009-12-29 2013-09-03 Baiwen Qiao Phase measurement calibrating method and calibrating device based on liquid crystal light valve principle

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