JPH0814887A - Optical displacement gauge - Google Patents

Optical displacement gauge

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JPH0814887A
JPH0814887A JP14517094A JP14517094A JPH0814887A JP H0814887 A JPH0814887 A JP H0814887A JP 14517094 A JP14517094 A JP 14517094A JP 14517094 A JP14517094 A JP 14517094A JP H0814887 A JPH0814887 A JP H0814887A
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JP
Japan
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optical
light receiving
displacement meter
optical displacement
light
Prior art date
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Application number
JP14517094A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshiaki Kanbe
祥明 神戸
Katsuhiro Takada
勝浩 高田
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Filing date
Publication date
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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Measurement Of Optical Distance (AREA)

Abstract

PURPOSE:To precisely measure a distance to an object to be measured even though the object has a concave or convex surface which carries out a slight regular refection. CONSTITUTION:In an optical displacement gauge in which a position of an object to be measured is obtained from a light receiving position on a position detecting element 5 which receives light reflected from the object to be measured, an optical noise filter 6 on which several microareas having phase differences delta=1/2lambda where lambda is the wavelength of used wave is located in the light receiving optical path. The light receiving distribution over the position detecting element exhibits a smooth curve with the regular reflecting components being restrained, thereby it is possible to reduce the displacement of the gravitational center.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は光学的に測定物体の変位
を検出する光学式変位計に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical displacement meter that optically detects displacement of a measuring object.

【0002】[0002]

【従来の技術】光学式変位計の一例を図12に示す。レ
ーザー光源のような光源1から出た光は投光レンズ2に
よって測定物体3を照射する。そして、この反射光は、
受光レンズ4によって位置検出素子5上に集光される。
この時、位置検出素子5の両端電極に夫々流れる電流I
1,I2は、集光位置によって異なるために、測定物体
3が距離RのところからΔRだけ移動した時、このΔR
は、基線長BL、角度θ、距離R、そして電流I1,I
2から求めることができる。図13及び図14は、この
ための処理回路の例を示している。図中50は電流電圧
変換アンプ、51はACアンプ、52は加減算アンプ、
53は割算アンプ、54は対数圧縮アンプ、55は差動
アンプである。
2. Description of the Related Art An example of an optical displacement gauge is shown in FIG. Light emitted from a light source 1 such as a laser light source illuminates a measuring object 3 with a light projecting lens 2. And this reflected light is
It is condensed on the position detecting element 5 by the light receiving lens 4.
At this time, the current I flowing through the electrodes at both ends of the position detecting element 5 respectively
1 and I2 differ depending on the condensing position, so when the measurement object 3 moves from the distance R by ΔR, this ΔR
Is the baseline length BL, the angle θ, the distance R, and the currents I1, I
It can be calculated from 2. 13 and 14 show examples of processing circuits for this purpose. In the figure, 50 is a current-voltage conversion amplifier, 51 is an AC amplifier, 52 is an addition / subtraction amplifier,
Reference numeral 53 is a division amplifier, 54 is a logarithmic compression amplifier, and 55 is a differential amplifier.

【0003】ところで、位置検出素子5の出力は、位置
検出素子5に集光された反射光分布が、図15(a)に示
すようななだらかな分布となっている場合も、同図(b)
に示すようなシャープな分布となっている場合も、その
重心で決定されるために、重心が同じであれば同じな
る。一方、測定物体3の表面の反射配光特性が図16
(a)に示すような拡散性のものである場合、位置検出素
子5上の集光分布は同図(b)に示すようになだらかな分
布となるが、光沢のある面、つまり正反射成分を有して
反射配光特性が図17(a)に示すようなものである時、
位置検出素子5上の集光分布が図17(b)に示すような
ものとなることがあり、この時には重心の移動mが生じ
ているために、誤差となって現れる。金属研削面は図1
8に示すように、微小な凹凸による正反射が存在するた
めに、測定物体の表面がこのような反射分布を持つもの
である場合、測定物体の移動に伴い、集光分布はたとえ
ば図19に示すように変化してしまうものであり、重心
移動が激しく、正確な変位測定は望めない。
By the way, the output of the position detecting element 5 is shown in FIG. 15 (b) even when the reflected light distribution focused on the position detecting element 5 has a gentle distribution as shown in FIG. 15 (a). )
Even in the case of a sharp distribution as shown in (1), since it is determined by the center of gravity, it is the same if the center of gravity is the same. On the other hand, the reflected light distribution characteristic of the surface of the measurement object 3 is shown in FIG.
In the case of the diffusive one as shown in (a), the condensing distribution on the position detecting element 5 has a gentle distribution as shown in (b) of the figure, but it has a glossy surface, that is, a specular reflection component. When the reflected light distribution characteristic is as shown in FIG. 17 (a),
The light distribution on the position detection element 5 may be as shown in FIG. 17 (b). At this time, since the movement m of the center of gravity occurs, it appears as an error. Figure 1 shows the ground metal surface
As shown in FIG. 8, since specular reflection due to minute unevenness exists, if the surface of the measurement object has such a reflection distribution, as the measurement object moves, the condensing distribution will be as shown in FIG. As shown in the figure, it changes, and the center of gravity moves so strongly that accurate displacement measurement cannot be expected.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】このために、特開昭6
0−135714号公報には受光レンズの一部をマスク
することで、特開昭62−115315号公報には投光
軸と受光光学系軸の角度に制限を設けることで対処する
ことが示されている。しかし、前者ではマスクによって
反射光が入りにくくなるだけで、マスクのない部分には
入射するために改善はあまり見込めず、後者において
は、計測しようとする金属反射面が拡散反射する角度領
域に投光受光系を配しているだけであるために、この角
度内においても正反射成分を有する測定物体に対して
は、無力である。
For this reason, Japanese Unexamined Patent Publication No.
No. 0-135714 discloses that a part of the light receiving lens is masked, and JP-A No. 62-115315 discloses that the angle between the light projecting axis and the light receiving optical system axis is limited. ing. However, in the former case, the reflected light is less likely to enter due to the mask, and since it is incident on the part without the mask, improvement cannot be expected so much. Since only the light receiving system is provided, it is useless for a measurement object having a specular reflection component even within this angle.

【0005】一方、投光系と受光系との光軸のなす角度
が正反射光を受光するようにした正反射タイプのレーザ
ー変位計も存在しているが、このものは上記の影響を避
けるために、光学系や位置検出素子上のスポットを小さ
くしているものであり、これ故に、拡散反射を利用する
タイプのものに比して、測距範囲が小さく、また測定物
体までの距離も長くとることができないという問題を有
している。
On the other hand, there is also a specular reflection type laser displacement meter in which the angle formed by the optical axes of the light projecting system and the light receiving system receives specularly reflected light, but this avoids the above influence. Therefore, the spots on the optical system and the position detection element are made small.Therefore, compared to the type that uses diffuse reflection, the distance measuring range is smaller and the distance to the measurement object is also smaller. It has a problem that it cannot be taken for a long time.

【0006】本発明はこのような点に鑑み為されたもの
であり、その目的とするところは微小な正反射を行う凹
凸面があっても正確に測距することができる光学式変位
計を提供するにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an optical displacement meter capable of accurately measuring a distance even if there is a concave-convex surface that makes a minute specular reflection. To provide.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】しかして本発明は、測定
物体からの反射光を位置検出素子上に集光して、位置検
出素子上の集光位置から測定物体の位置検出を行う光学
式変位計において、使用波長λに対して位相差δ=1/
2λなる多数の微小領域をランダムに設けたオプティカ
ルノイズフィルターを受光光路中に配していることに第
1の特徴を有し、遮光板に多数の微小開口をランダムに
設けて形成した空間フィルターを受光光路中に配してい
ることに第2の特徴を有し、位置検出素子上に複屈折板
を配していることに第3の特徴を有し、さらに位置検出
素子上にレンチキュラーレンズを配していることに第4
の特徴を有している。
SUMMARY OF THE INVENTION However, the present invention is an optical system that collects reflected light from a measuring object on a position detecting element and detects the position of the measuring object from the converging position on the position detecting element. In the displacement meter, phase difference δ = 1 /
The first feature is that the optical noise filter having a large number of small regions of 2λ arranged at random is arranged in the light receiving optical path, and a spatial filter formed by randomly forming a large number of small apertures on the light shielding plate is formed. It has a second feature in that it is arranged in the light receiving optical path, and has a third feature in that it has a birefringent plate on the position detecting element, and further has a lenticular lens on the position detecting element. The fourth thing that we are arranging
It has the characteristics of

【0008】[0008]

【作用】本発明によれば、オプティカルノイズフィルタ
ーや空間フィルター、複屈折板、レンチキュラーレンズ
のいずれもが、位置検出素子上の集光分布を正反射成分
を抑えたなだらかなものとして、重心移動を小さくす
る。
According to the present invention, any of the optical noise filter, the spatial filter, the birefringent plate, and the lenticular lens is configured to change the center of gravity by making the light distribution on the position detecting element gentle with the regular reflection component suppressed. Make it smaller.

【0009】[0009]

【実施例】以下本発明を図示の実施例に基づいて詳述す
ると、従来例と同様の光源1、投光レンズ2、受光レン
ズ4、位置検出素子5で構成された変位計に対して、使
用波長に対して透明であり且つ位相差δ=0なる領域と
位相差δ=1/2λを与える無数の小さな領域60とを
有するオプティカルノイズフィルター6を受光レンズ4
の測定物体3側の付近に配置する。このオプティカルノ
イズフィルター6における上記領域60は、ランダムに
存在するとともに領域60の総面積が瞳内での面積のほ
ぼ1/2となっている。なお、このようなオプティカル
ノイズフィルター6については、「応用物理27巻10
号(1958)」に理論上の説明がなされている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail below with reference to the illustrated embodiments. For a displacement meter composed of a light source 1, a light projecting lens 2, a light receiving lens 4 and a position detecting element 5 similar to the conventional example, The optical noise filter 6 is transparent to the used wavelength and has an area where the phase difference δ = 0 and an innumerable small area 60 that gives the phase difference δ = ½λ.
It is arranged near the measurement object 3 side. The regions 60 in the optical noise filter 6 are randomly present, and the total area of the regions 60 is approximately ½ of the area in the pupil. Regarding such an optical noise filter 6, "Applied Physics Vol. 27, 10"
No. (1958) ”for a theoretical explanation.

【0010】そして、オプティカルノイズフィルター6
を光路中に挿入した時、受光系の空間周波数は、図2
(a)でイに示すものが、ロに示すように高周波が遮断さ
れたものとなるために、位置検出素子5上の集光分布
も、図2(b)にイで示すシャープなものからロに示すな
だらかなものとなる。つまり、微小な正反射を行う凹凸
面によるところの正反射光が受光レンズに向かっても、
オプティカルノイズフィルター6を通過することで、全
体の拡散反射によるなだらかな分布内に埋もれるような
状態となるものであり、このために重心移動がほとんど
生じず、正確な測距を行えるものである。なお、オプテ
ィカルフィルター6は位相フィルターであるために、光
量の減衰は基本的に生じない。また、フィルター6は受
光レンズ4の測定物体3側に配置すると、位相エリアの
大きさを像面側に配する場合に比して大きくできるため
に作成が容易となる。どのような幅の分布に対してフィ
ルター6を作用させるかは、次式によって求められる領
域60のサイズφによって決定される。
The optical noise filter 6
2 is inserted in the optical path, the spatial frequency of the light receiving system is
As shown in (a) at (a), the high frequency is cut off as shown at (b). Therefore, the condensing distribution on the position detection element 5 also changes from the sharp one shown in (a) in FIG. It becomes a gentle one as shown in (b). In other words, even if the specularly reflected light from the uneven surface that performs minute specular reflection is directed toward the light receiving lens,
By passing through the optical noise filter 6, the state is buried in a gentle distribution due to the diffuse reflection of the whole, so that the center of gravity hardly moves and accurate distance measurement can be performed. Since the optical filter 6 is a phase filter, basically no attenuation of the light amount occurs. Further, when the filter 6 is arranged on the measurement object 3 side of the light receiving lens 4, the size of the phase area can be increased as compared with the case where the phase area is arranged on the image plane side, which facilitates preparation. The distribution of the width of the filter 6 to be acted upon is determined by the size φ of the region 60 obtained by the following equation.

【0011】φ=s1×λ×1/(2a) s1;測定物体と受光レンズとの距離 a ;測定物体上の集光スポットサイズ λ ;使用波長 なお、サイズφは測定物体3の表面状態によって、計算
結果の数分1から2程度の値としてもよい。
Φ = s1 × λ × 1 / (2a) s1; distance between the measuring object and the light-receiving lens a; condensed spot size on the measuring object λ; wavelength used Note that the size φ depends on the surface condition of the measuring object 3. The value may be about 1 to 2 which is a fraction of the calculation result.

【0012】オプティカルフィルター6は、図3に示す
ように、受光レンズ4の表面に設けても同じ効果を得る
ことができる。図4あるいは図6に示すように、受光レ
ンズ4の位置検出素子5側に配してもよく、この場合、
どのような幅の分布に対してフィルター6を作用させる
かは、次式によって求められる領域60のサイズφによ
って決定される。
As shown in FIG. 3, the optical filter 6 can be provided on the surface of the light receiving lens 4 to obtain the same effect. As shown in FIG. 4 or FIG. 6, it may be arranged on the position detecting element 5 side of the light receiving lens 4, and in this case,
The distribution of the width of the filter 6 to be acted upon is determined by the size φ of the region 60 obtained by the following equation.

【0013】φ=s2×λ×1/(2b) s2;位置検出素子と受光レンズとの距離 b ;位置検出素子上の集光スポットサイズ λ ;使用波長 領域60の大きさが小さくなるために、受光光学系が小
さくなりがちなレーザー変位計には効果が出易くなると
考えることができる。位相領域の総和の面積を1/2に
しやすくなるからである。なお、この場合においても、
サイズφは測定物体3の表面状態によって、計算結果の
数分1から2程度の値としてもよい。
Φ = s2 × λ × 1 / (2b) s2; distance between the position detecting element and the light receiving lens b; condensed spot size on the position detecting element λ; used wavelength region 60 to reduce the size It can be considered that the effect is easily exerted on the laser displacement meter, which tends to have a small light receiving optical system. This is because it is easy to halve the total area of the phase regions. Even in this case,
The size φ may be a value of about 1 to 2 which is a fraction of the calculation result, depending on the surface state of the measurement object 3.

【0014】面積の差の点について考えると、上記文献
から δ=1/2λならば、 RB=(S0−S1)2 S0;位相δ=0の面積比 S1;位相δ=1/2λの面積比 RB ;空間周波数のレスポンス δ=1/2λでありS0=S1=0.5とできれば、レ
スポンスは遮断空間周波数において、RB=0とでき
る。もし、S0=0.6、S1=0.4としても、RB
=0.04となるために、面積による影響は少ないとい
える。(図5参照)位相を与える領域の形状は図示した
ような円形に限るものではなく、矩形状のように方向性
を持たせたものであってもよい。特に、スポットの移動
方向とそれに垂直な方向との影響の与え方(空間周波
数)に差を持たせたい場合には長方形が好適である。そ
して、このようなオプティカルノイズフィルター6は、
平行平面ガラスの片面に1/2λの位相差を与える透明
薄膜を希望する図柄に蒸着することで得ることができ
る。具体的には希望する図柄のマスクを作成し、このマ
スクをガラス表面に配してその上から薄膜を蒸着すれば
よい。ガラス表面に薄膜を蒸着した後、希望する図柄に
フォトリソグラフィによってエッチングすることによっ
ても得ることができる。さらに、ガラス表面に希望する
図柄に作成したマスクをかぶせ、気相成長(CVD)や
化学鍍金によって薄膜を作成したり、CVDや化学鍍金
によって薄膜をつくり、希望する図柄にフォトリソグラ
フィによってエッチングすることによっても得ることが
できる。コストや数量によって適宜選択すればよい。受
光レンズ4表面に作成する場合も上記の方法により作成
することができる。この時の薄膜の厚みdは、 d=λ/2×1/n n;薄膜の屈折率 によって求める。薄膜の材料としては、使用波長に対し
て透明であればなんでもよいが、光学的によう使われる
ものとしては、Al2O3、CaF3、CeF3、CeO2、MgF2、La
2O3、SiO2、TiO2等がある。これらの材料による多層膜
であってもよいのはもちろんである。
Considering the area difference, from the above literature, if δ = 1 / 2λ, then RB = (S0-S1) 2 S0; area ratio of phase δ = 0 S1; area of phase δ = 1 / 2λ Ratio RB; Response of spatial frequency If δ = 1 / 2λ and S0 = S1 = 0.5, the response can be RB = 0 at the cutoff spatial frequency. If S0 = 0.6 and S1 = 0.4, RB
Since it is 0.04, it can be said that the influence of the area is small. (See FIG. 5) The shape of the area to which the phase is applied is not limited to the circular shape as shown in the figure, but may be a directional shape such as a rectangular shape. In particular, the rectangular shape is preferable when it is desired to have a difference in the influence (spatial frequency) between the moving direction of the spot and the direction perpendicular thereto. And, such an optical noise filter 6 is
It can be obtained by vapor-depositing a transparent thin film which gives a phase difference of 1 / 2λ on one surface of a plane-parallel glass in a desired pattern. Specifically, a mask having a desired pattern is prepared, the mask is arranged on the glass surface, and a thin film is vapor-deposited on the mask. It can also be obtained by vapor-depositing a thin film on the glass surface and then etching the desired pattern by photolithography. In addition, cover the glass surface with a mask with the desired design, create a thin film by vapor deposition (CVD) or chemical plating, or create a thin film by CVD or chemical plating, and etch the desired pattern by photolithography. Can also be obtained by It may be appropriately selected depending on the cost and quantity. Also when it is formed on the surface of the light receiving lens 4, it can be formed by the above method. The thickness d of the thin film at this time is: d = λ / 2 × 1 / n n; Any material may be used as the material of the thin film as long as it is transparent to the wavelength used, but as an optically used material, Al 2 O 3 , CaF 3 , CeF 3 , CeO 2 , MgF 2 , La
2 O 3 , SiO 2 , TiO 2 and the like. Of course, it may be a multilayer film made of these materials.

【0015】図7に他の実施例を示す。ここでは使用波
長の光に対して不透明な板に、無数の微小開口70をラ
ンダムに、且つ開口70の総面積が瞳面積の1/2とな
るように設けた空間フィルター7を光路中に配してい
る。この場合、位置検出素子5に達する光量が低下して
しまうものの、上記位相フィルターであるオプティカル
ノイズフィルターの場合と同様に集光分布をなだらかに
して不要な重心移動をなくすことができる。また、金属
の薄い板に金型やレーザー、ドリル等で穴をあけるだけ
で空間フィルター7を得ることができるために、低コス
トで且つ迅速に対応することができる。透明板に対し
て、遮光部を形成することでも、等価のものを得ること
ができる。
FIG. 7 shows another embodiment. Here, a spatial filter 7 in which a myriad of microscopic apertures 70 are randomly arranged so that the total area of the apertures 70 is half the pupil area is arranged in the optical path on a plate that is opaque to the light of the used wavelength. are doing. In this case, although the amount of light reaching the position detection element 5 is reduced, it is possible to eliminate the unnecessary movement of the center of gravity by smoothing the light distribution as in the case of the optical noise filter which is the phase filter. Further, since the spatial filter 7 can be obtained simply by making a hole in a thin metal plate with a die, a laser, a drill, etc., low cost and quick response can be achieved. The equivalent can also be obtained by forming a light shielding part on the transparent plate.

【0016】図8及び図9に示す実施例では、位置検出
素子5の直前に複屈折板8を配置している。この複屈折
板8としては、光線のずれ量zが受光スポットサイズの
数分の1〜1倍程度となる厚みdを有するものを用い
る。常光線ハと異常光線ニとのずれzが互いの分布の凹
凸を補うかたちとなるために、その合成分布はならだら
かなものとなる。
In the embodiment shown in FIGS. 8 and 9, the birefringent plate 8 is arranged immediately before the position detecting element 5. As the birefringent plate 8, a plate having a thickness d such that the amount of deviation z of the light beam is about a fraction of the received light spot size to about 1 time is used. Since the deviation z between the ordinary ray C and the extraordinary ray D compliments the unevenness of the distribution of each other, the synthetic distribution becomes gentle.

【0017】図10及び図11に示す実施例では、シリ
ンドリカルレンズのアレイであるレンチキュラーレンズ
9を位置検出素子5の前に配設している。位置検出素子
5とレンチキュラーレンズ9との間隔wと、レンチキュ
ラーレンズ9の焦点距離fとレンズピッチPによってボ
ケ量yをコントロールし、位置検出素子5上の光スポッ
トにボケを与えて、光の分布をなだらかにするわけであ
る。図10(b)中のトはレンチキュラーレンズ9がある
場合、ヘはレンチキュラーレンズが無い場合を示してい
る。なお、アレイとする方向は、測定物体3の距離変化
による光スポットの移動方向と同じとする。レンチキュ
ラーレンズによって与えられるボケ量yはy=Pw/f
で求めることができる。
In the embodiment shown in FIGS. 10 and 11, the lenticular lens 9 which is an array of cylindrical lenses is arranged in front of the position detecting element 5. The distance w between the position detecting element 5 and the lenticular lens 9, the focal length f of the lenticular lens 9 and the lens pitch P are used to control the amount of blurring y, thereby blurring the light spot on the position detecting element 5 to distribute the light. Is to be gentle. 10B shows the case where the lenticular lens 9 is provided, and F shows the case where the lenticular lens is not provided. The array direction is the same as the moving direction of the light spot due to the distance change of the measurement object 3. The blur amount y given by the lenticular lens is y = Pw / f
Can be obtained by

【0018】[0018]

【発明の効果】以上のように本発明においては、使用波
長λに対して位相差δ=1/2λなる多数の微小領域を
ランダムに設けたオプティカルノイズフィルター、ある
いは遮光板に多数の微小開口をランダムに設けて形成し
た空間フィルターを受光光路中に配したり、位置検出素
子上に複屈折板やレンチキュラーレンズを配しているこ
とから、これらオプティカルノイズフィルターや空間フ
ィルター、複屈折板、レンチキュラーレンズのいずれも
が、位置検出素子上の集光分布を正反射成分を抑えたな
だらかなものとし、重心移動を小さくするために、測定
物体に微小な正反射を行う凹凸面があっても正確に測距
することができる。
As described above, according to the present invention, an optical noise filter randomly provided with a large number of minute regions having a phase difference δ = 1 / 2λ with respect to a used wavelength λ, or a large number of minute apertures in a light shielding plate. Spatial filters that are randomly formed are arranged in the light receiving optical path, and because a birefringent plate and a lenticular lens are arranged on the position detection element, these optical noise filters, spatial filters, birefringent plates, and lenticular lenses are provided. In both cases, the condensing distribution on the position detection element is made gentle with the regular reflection component suppressed, and in order to reduce the movement of the center of gravity, even if there is an uneven surface that makes a minute regular reflection on the measured object, it is accurate. It can measure distance.

【0019】オプティカルノイズフィルターは、受光レ
ンズと測定物体との間に配するほか、受光レンズと位置
検出素子との間に配してよく、特に後者の場合には、位
相差を生じさせる領域の総面積を最も好ましい値である
瞳面積に対してほぼ1/2とすることが容易に行える。
また、オプティカルノイズフィルターを受光レンズの表
面に形成するならば、部品点数の削減によるコストダウ
ンを図ることができる。
The optical noise filter may be arranged not only between the light receiving lens and the measurement object but also between the light receiving lens and the position detecting element. In the latter case, in particular, in the area where the phase difference is produced, It is easy to make the total area approximately 1/2 of the most preferable value, the pupil area.
If the optical noise filter is formed on the surface of the light receiving lens, the cost can be reduced by reducing the number of parts.

【0020】空間フィルターやプラスチック成形で作成
することができるレンチキュラーレンズの場合には、安
価に提供することができ、複屈折板の場合は位置検出素
子と一体化することができて取扱いが容易となるととも
に、配置精度の影響を受けないものとなる。
In the case of a lenticular lens which can be formed by a spatial filter or plastic molding, it can be provided at a low cost, and in the case of a birefringent plate, it can be integrated with a position detecting element, which is easy to handle. In addition, the placement accuracy is not affected.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】(a)は一実施例の概略図、(b)は同上のオプティ
カルノイズフィルターの正面図である。
1A is a schematic view of an embodiment, and FIG. 1B is a front view of an optical noise filter of the same.

【図2】(a)は同上のオプティカルノイズフィルターに
よる空間周波数特性図、(b)は分布特性図である。
FIG. 2A is a spatial frequency characteristic diagram by the optical noise filter of the above, and FIG. 2B is a distribution characteristic diagram.

【図3】(a)は他の実施例の概略図、(b)は同上のオプテ
ィカルノイズフィルターの正面図である。
3A is a schematic view of another embodiment, and FIG. 3B is a front view of the optical noise filter of the same.

【図4】(a)は別の実施例の概略図、(b)は同上のオプテ
ィカルノイズフィルターの正面図である。
4A is a schematic view of another embodiment, and FIG. 4B is a front view of the optical noise filter of the same.

【図5】同上の面積比による空間周波数特性図である。FIG. 5 is a spatial frequency characteristic diagram based on the above area ratio.

【図6】(a)は他の実施例の概略図、(b)は同上のオプテ
ィカルノイズフィルターの正面図である。
FIG. 6A is a schematic view of another embodiment, and FIG. 6B is a front view of the optical noise filter of the same.

【図7】(a)は別の実施例の概略図、(b)は同上の空間フ
ィルターの正面図である。
FIG. 7A is a schematic view of another embodiment, and FIG. 7B is a front view of the spatial filter of the above.

【図8】さらに他の実施例の概略図である。FIG. 8 is a schematic view of still another embodiment.

【図9】(a)は複屈折板の作用説明図、(b)は集光状態の
説明図、(c)は集光分布の説明図である。
9A is an explanatory view of the action of the birefringent plate, FIG. 9B is an explanatory view of a condensed state, and FIG. 9C is an explanatory view of a condensed distribution.

【図10】さらに別の実施例の概略図である。FIG. 10 is a schematic view of yet another embodiment.

【図11】(a)はレンチキュラーレンズの作用説明図、
(b)は集光分布の説明図、(c)はレンチキュラーレンズの
斜視図である。
FIG. 11A is an explanatory view of the action of the lenticular lens,
(b) is an explanatory view of a light distribution and (c) is a perspective view of a lenticular lens.

【図12】光学式変位計の概略図である。FIG. 12 is a schematic view of an optical displacement meter.

【図13】回路ブロックの一例を示すブロック図であ
る。
FIG. 13 is a block diagram showing an example of a circuit block.

【図14】回路ブロックの他例を示すブロック図であ
る。
FIG. 14 is a block diagram showing another example of a circuit block.

【図15】(a)(b)は集光分布と重心の説明図である。15 (a) and 15 (b) are explanatory views of a light distribution and a center of gravity.

【図16】(a)は拡散反射の場合の反射配光特性図、(b)
は同上の場合の集光分布説明図である。
16A is a reflection light distribution characteristic diagram in the case of diffuse reflection, and FIG.
[Fig. 3] is an explanatory diagram of a light condensing distribution in the above case.

【図17】(a)は正反射がある場合の反射配光特性図、
(b)は同上の場合の集光分布説明図である。
FIG. 17 (a) is a reflection light distribution characteristic diagram when there is regular reflection,
(b) is an explanatory view of a light distribution in the same case.

【図18】(a)は金属研削面の状態模式図、(b)は同上の
反射配光特性図である。
18 (a) is a schematic diagram of a state of a ground metal surface, and FIG. 18 (b) is a reflection light distribution characteristic diagram of the same.

【図19】(a)(b)(c)(d)は同上の集光分布の説明図であ
る。
19 (a), (b), (c), and (d) are explanatory views of the above-mentioned light distribution.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

4 受光レンズ 5 位置検出素子 6 オプティカルノイズフィルター 4 Light receiving lens 5 Position detector 6 Optical noise filter

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 測定物体からの反射光を位置検出素子上
に集光して、位置検出素子上の集光位置から測定物体の
位置検出を行う光学式変位計において、使用波長λに対
して位相差δ=1/2λなる多数の微小領域をランダム
に設けたオプティカルノイズフィルターを受光光路中に
配していることを特徴とする光学式変位計。
1. An optical displacement meter that collects the reflected light from a measurement object on a position detection element and detects the position of the measurement object from the focus position on the position detection element with respect to the wavelength λ used. An optical displacement meter characterized in that an optical noise filter randomly provided with a large number of minute regions with a phase difference δ = 1 / 2λ is arranged in a light receiving optical path.
【請求項2】 オプティカルノイズフィルターを受光レ
ンズと測定物体との間に配していることを特徴とする請
求項1記載の光学式変位計。
2. The optical displacement meter according to claim 1, wherein an optical noise filter is arranged between the light receiving lens and the measurement object.
【請求項3】 オプティカルノイズフィルターを受光レ
ンズと位置検出素子との間に配していることを特徴とす
る請求項1記載の光学式変位計。
3. The optical displacement meter according to claim 1, wherein an optical noise filter is arranged between the light receiving lens and the position detecting element.
【請求項4】 オプティカルノイズフィルターを受光レ
ンズの表面に形成していることを特徴とする請求項2ま
たは3記載の光学式変位計。
4. The optical displacement meter according to claim 2, wherein an optical noise filter is formed on the surface of the light receiving lens.
【請求項5】 測定物体からの反射光を位置検出素子上
に集光して、位置検出素子上の集光位置から測定物体の
位置検出を行う光学式変位計において、遮光板に多数の
微小開口をランダムに設けて形成した空間フィルターを
受光光路中に配していることを特徴とする光学式変位
計。
5. An optical displacement meter that collects the reflected light from a measurement object on a position detection element and detects the position of the measurement object from the focus position on the position detection element. An optical displacement meter characterized in that a spatial filter formed by randomly providing openings is arranged in a light receiving optical path.
【請求項6】 測定物体からの反射光を位置検出素子上
に集光して、位置検出素子上の集光位置から測定物体の
位置検出を行う光式変位計において、位置検出素子上に
複屈折板を配していることを特徴とする光学式変位計。
6. An optical displacement meter, which collects the reflected light from a measuring object on a position detecting element and detects the position of the measuring object from the condensed position on the position detecting element. An optical displacement meter characterized by arranging a refraction plate.
【請求項7】 測定物体からの反射光を位置検出素子上
に集光して、位置検出素子上の集光位置から測定物体の
位置検出を行う光式変位計において、位置検出素子上に
レンチキュラーレンズを配していることを特徴とする光
学式変位計。
7. An optical displacement meter that collects the reflected light from a measurement object on a position detection element and detects the position of the measurement object from the condensed position on the position detection element. A lenticular on the position detection element. An optical displacement meter characterized by arranging a lens.
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