JPH085961A - 空間フィルタ及び空間フィルタ式測長計 - Google Patents
空間フィルタ及び空間フィルタ式測長計Info
- Publication number
- JPH085961A JPH085961A JP13541094A JP13541094A JPH085961A JP H085961 A JPH085961 A JP H085961A JP 13541094 A JP13541094 A JP 13541094A JP 13541094 A JP13541094 A JP 13541094A JP H085961 A JPH085961 A JP H085961A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- spatial filter
- moving object
- space filter
- photodetector
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 結像レンズを使用することなく光学深度が深
く測長性能が向上した構成の簡素な空間フィルタ及び空
間フィルタ式測長計を提供する。 【構成】 平面視で互いに１８０°の位相差を持ち、一
方の曲線の頂部と他方の曲線の谷部が接触又は近接した
隣り合わせのサイン曲線５ａ１で画成された領域を有
し、同領域が光を反射する領域と光を透過する領域とが
交互に形成されてなることを特徴として空間フィルタ５
ａを構成し、同空間フィルタ５ａを移動物体からの反射
光の一部を透過及び反射させて同移動物体の長さを測定
する空間フィルタ式測長計に使用したことを特徴とする
ものである。
く測長性能が向上した構成の簡素な空間フィルタ及び空
間フィルタ式測長計を提供する。 【構成】 平面視で互いに１８０°の位相差を持ち、一
方の曲線の頂部と他方の曲線の谷部が接触又は近接した
隣り合わせのサイン曲線５ａ１で画成された領域を有
し、同領域が光を反射する領域と光を透過する領域とが
交互に形成されてなることを特徴として空間フィルタ５
ａを構成し、同空間フィルタ５ａを移動物体からの反射
光の一部を透過及び反射させて同移動物体の長さを測定
する空間フィルタ式測長計に使用したことを特徴とする
ものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は段ボール機械製品のカッ
トオフ装置に適用されると共に、押出機、フィルム搬送
機、建材の寸法検査器、鋼板・パイプの測長切断、鉄道
車両の走行長の検出等にも適用できる空間フィルタ及び
空間フィルタ式長計に関するものである。
トオフ装置に適用されると共に、押出機、フィルム搬送
機、建材の寸法検査器、鋼板・パイプの測長切断、鉄道
車両の走行長の検出等にも適用できる空間フィルタ及び
空間フィルタ式長計に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の差動型空間フィルタ式測長計は、
測定対称物３の速度や長さを計測する為に、図６〜図８
のような構造になっている。この基本的な構造におい
て、測定対称物３に計測光１２を照射する手段として、
光源はレーザか白色光１を用い、同光源を投光レンズ２
で測定対象物３上に集光させる。図６の格子板（透過型
矩形波格子板５ｂ、図７の矩形波光電変換素子５ｃ、図
８のピラミッド型矩形波格子板５ｄ）に計測光１２を結
像させる為に、結像レンズ１３が用いられる。これらの
結像光は、格子板５ｄ，５ｃ，５ｄ乃至、図６に示され
るビームスプリッタ１４で光を選択して、受光レンズ６
で集光（但し図７は除く）させ、光検出器７，９に入
る。この光検出器７，９では、光を電子信号に変換（図
７では直接、矩形波光電素子５ｃで変換）されて電気信
号になる。これら両者の電気信号は、差動増幅器１０で
増幅されて、測定対象物３の速度に比例した周波数に変
換され検出信号１１になる。この検出信号１１はカウン
ト処理器１６に入り、ここでの処理は周波数をトラッキ
ングして、測定対象物３の速度Ｖを表示したり、速度Ｖ
を積分して、測定対象物３の長さＨを表示する。この関
係式は、
測定対称物３の速度や長さを計測する為に、図６〜図８
のような構造になっている。この基本的な構造におい
て、測定対称物３に計測光１２を照射する手段として、
光源はレーザか白色光１を用い、同光源を投光レンズ２
で測定対象物３上に集光させる。図６の格子板（透過型
矩形波格子板５ｂ、図７の矩形波光電変換素子５ｃ、図
８のピラミッド型矩形波格子板５ｄ）に計測光１２を結
像させる為に、結像レンズ１３が用いられる。これらの
結像光は、格子板５ｄ，５ｃ，５ｄ乃至、図６に示され
るビームスプリッタ１４で光を選択して、受光レンズ６
で集光（但し図７は除く）させ、光検出器７，９に入
る。この光検出器７，９では、光を電子信号に変換（図
７では直接、矩形波光電素子５ｃで変換）されて電気信
号になる。これら両者の電気信号は、差動増幅器１０で
増幅されて、測定対象物３の速度に比例した周波数に変
換され検出信号１１になる。この検出信号１１はカウン
ト処理器１６に入り、ここでの処理は周波数をトラッキ
ングして、測定対象物３の速度Ｖを表示したり、速度Ｖ
を積分して、測定対象物３の長さＨを表示する。この関
係式は、
【数１】Ｖ＝Ｌ２／Ｌ１×Ｐ×ｆ 又は
【数２】Ｈ＝Ｌ２／Ｌ１×Ｂｍａｘ×Σｎ ここで、ｆ：周波数 Ｐ：格子目のピッチ Ｌ１，Ｌ２：前後側焦点距離 図６、図７、図８におけるこの従来の３構成の違いは、
直流成分を除去する差動型空間フィルタによる違いを表
している。その構成として、図６では透過型矩形波格子
板５ｂとビームスプリッタ１４とで構成されている（出
典 相津，牛坂，朝倉：ｏ ｐｌｕｓ Ｅ；１９８４年
１０月）。図７では、矩形波光電変換素子５ｃにより構
成されている（出典 島津：センサ技術；１９８６年６
月号 vol.6 No.7）。図８では、ピラミッド型矩形波
格子板５ｄにより構成されている（メーカ 西ドイツの
ＤＡＴＲＯＮ社製）
直流成分を除去する差動型空間フィルタによる違いを表
している。その構成として、図６では透過型矩形波格子
板５ｂとビームスプリッタ１４とで構成されている（出
典 相津，牛坂，朝倉：ｏ ｐｌｕｓ Ｅ；１９８４年
１０月）。図７では、矩形波光電変換素子５ｃにより構
成されている（出典 島津：センサ技術；１９８６年６
月号 vol.6 No.7）。図８では、ピラミッド型矩形波
格子板５ｄにより構成されている（メーカ 西ドイツの
ＤＡＴＲＯＮ社製）
【０００３】図９は一般的に使用されている矩形波格子
板を示している。その構造は、透過性の硝子板上にピッ
チＰの黒色塗料で格子状に塗られたストライプのガラス
板になっている。この板に、レーザ光が当たると黒色塗
料部では光を吸収して、塗料の無い部分では透過するよ
うになっている。この格子板を通過する光パターンは、
ピッチＰの矩形状になるから空間周波数的には、この矩
形波をＦＦＴ変換した分布のフィルタ効果が得られる。
図１０はシリコン太陽電池を使用した格子板である。そ
の構造は配置基板上にピッチＰの櫛状の形状にシリコン
太陽電池を対向させている。例えば太陽電池の櫛のパタ
ーンでは、光が当たるところと、当たらないところが出
来る。光が当たる所は、電圧が生じるのでその電圧のパ
ターンはピッチＰの矩形状になるから、空間周波数的に
は、この矩形波をＦＦＴ変換した分布フィルタ効果が得
られる。
板を示している。その構造は、透過性の硝子板上にピッ
チＰの黒色塗料で格子状に塗られたストライプのガラス
板になっている。この板に、レーザ光が当たると黒色塗
料部では光を吸収して、塗料の無い部分では透過するよ
うになっている。この格子板を通過する光パターンは、
ピッチＰの矩形状になるから空間周波数的には、この矩
形波をＦＦＴ変換した分布のフィルタ効果が得られる。
図１０はシリコン太陽電池を使用した格子板である。そ
の構造は配置基板上にピッチＰの櫛状の形状にシリコン
太陽電池を対向させている。例えば太陽電池の櫛のパタ
ーンでは、光が当たるところと、当たらないところが出
来る。光が当たる所は、電圧が生じるのでその電圧のパ
ターンはピッチＰの矩形状になるから、空間周波数的に
は、この矩形波をＦＦＴ変換した分布フィルタ効果が得
られる。
【０００４】図１１は断面ピラミッド形状の透過型格子
板である。その構造は、ガラス板の一面にピッチＰの山
形（二等辺状）を複数配置した格子板である。この山形
にレーザ光が当たる時この山形の傾斜が異なる為、この
２種類の傾斜面では、光の屈折方向が異なり２方向に分
岐される。よって或る斜面に注目すると、その光のパタ
ーンはピッチＰの矩形状になるから、空間周波数的には
この矩形波をＦＦＴ変換した分布のフィルタ効果が得ら
れる。図１３は実開昭６１−１６３９８５号公報に記載
された格子パターンで、透光部２ｃ，３ｃ，４ｃによる
光透過率が、基板２ａ，３ａ，４ａの長手方向に沿って
正弦波状に繰返されるよう遮光部２ｂ，３ｂ，４ｂのパ
ターンが形成されている。
板である。その構造は、ガラス板の一面にピッチＰの山
形（二等辺状）を複数配置した格子板である。この山形
にレーザ光が当たる時この山形の傾斜が異なる為、この
２種類の傾斜面では、光の屈折方向が異なり２方向に分
岐される。よって或る斜面に注目すると、その光のパタ
ーンはピッチＰの矩形状になるから、空間周波数的には
この矩形波をＦＦＴ変換した分布のフィルタ効果が得ら
れる。図１３は実開昭６１−１６３９８５号公報に記載
された格子パターンで、透光部２ｃ，３ｃ，４ｃによる
光透過率が、基板２ａ，３ａ，４ａの長手方向に沿って
正弦波状に繰返されるよう遮光部２ｂ，３ｂ，４ｂのパ
ターンが形成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来の空間フィルタ式の速度・測長計では、検出信号１
１が図１２（ｂ）に示した様に、出力電圧が低い部分で
基本波以外の高次のノイズが発生し、その為、カウント
処理器１６（図６〜図８）でミスカウントが生じてい
た。その原因は矩形波格子板にあった。図１２（ａ）
は、図６，７，８に示す矩形波で構成された格子板５
ｂ，５ｃ，５ｄの構造の空間フィルタの特性であり、ま
た図１４は、図１３に示した格子パターンによる空間フ
ィルタの特性である。いずれも基本波以外の高次ノズル
の発生が認められるものであった。しかもこれら従来の
作動型格子板５ｂ，５ｃ，５ｄでは、計測光１２を格子
板上に結像させる為、格子板を測定対象物３に平行に配
置する必要があり、格子板面上に入射し透過する光は検
出できるが、格子板面上で反射する光は検出できない構
成になっている。検出できない原因は、測定対象物３と
格子板５ｂ，５ｃ，５ｄの間に結像レンズ１３が必要な
為である。よって従来は透過・反射型格子板のみで適用
する事ができなかった。そのうえ、結像レンズ１３によ
って計測光１２を格子板５ｂ，５ｃ，５ｄ上に結像させ
ているため、測定対象物３が上下移動すると、格子板面
上のピントがぼけてミスカウントを起こす。その原因
は、光学深度（レンズを使用する結像系）が浅いことに
あった。本発明は、以上の従来の課題を解決しようとす
るもので、結像レンズを使用することなく光学振動が深
く、測長性能が向上した構成の簡素な空間フィルタ及び
空間フィルタ式測長計を提供しようとするものである。
従来の空間フィルタ式の速度・測長計では、検出信号１
１が図１２（ｂ）に示した様に、出力電圧が低い部分で
基本波以外の高次のノイズが発生し、その為、カウント
処理器１６（図６〜図８）でミスカウントが生じてい
た。その原因は矩形波格子板にあった。図１２（ａ）
は、図６，７，８に示す矩形波で構成された格子板５
ｂ，５ｃ，５ｄの構造の空間フィルタの特性であり、ま
た図１４は、図１３に示した格子パターンによる空間フ
ィルタの特性である。いずれも基本波以外の高次ノズル
の発生が認められるものであった。しかもこれら従来の
作動型格子板５ｂ，５ｃ，５ｄでは、計測光１２を格子
板上に結像させる為、格子板を測定対象物３に平行に配
置する必要があり、格子板面上に入射し透過する光は検
出できるが、格子板面上で反射する光は検出できない構
成になっている。検出できない原因は、測定対象物３と
格子板５ｂ，５ｃ，５ｄの間に結像レンズ１３が必要な
為である。よって従来は透過・反射型格子板のみで適用
する事ができなかった。そのうえ、結像レンズ１３によ
って計測光１２を格子板５ｂ，５ｃ，５ｄ上に結像させ
ているため、測定対象物３が上下移動すると、格子板面
上のピントがぼけてミスカウントを起こす。その原因
は、光学深度（レンズを使用する結像系）が浅いことに
あった。本発明は、以上の従来の課題を解決しようとす
るもので、結像レンズを使用することなく光学振動が深
く、測長性能が向上した構成の簡素な空間フィルタ及び
空間フィルタ式測長計を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】このため本発明は、平面
視で互いに１８０°の位相差を持ち、一方の曲線の頂部
と他方の曲線の谷部が接触又は近接した隣り合わせのサ
イン曲線で画成された領域を有し、同領域が光を反射す
る領域と光を透過する領域とが交互に形成されているも
ので、これを課題解決のための手段とするものである。
また本発明は、測定する移動物体に光を投射する手段
と、移動物体からの反射光の一部を透過し、他の部分を
反射させる空間フィルタと、前記透過光及び反射光をそ
れぞれレンズを介して受光し電気信号を発生する光検出
器と、同光検出器からの電気信号をパルス化する手段を
備え、更に空間フィルタが、移動物体の移動方向とフィ
ルタ面サイン曲線の振幅方向が平行であり、かつ移動物
体表面とフィルタ面サイン曲線線の波長方向のなす角度
θが、０°＜θ＜９０°で、これを課題解決のための手
段とするものである。
視で互いに１８０°の位相差を持ち、一方の曲線の頂部
と他方の曲線の谷部が接触又は近接した隣り合わせのサ
イン曲線で画成された領域を有し、同領域が光を反射す
る領域と光を透過する領域とが交互に形成されているも
ので、これを課題解決のための手段とするものである。
また本発明は、測定する移動物体に光を投射する手段
と、移動物体からの反射光の一部を透過し、他の部分を
反射させる空間フィルタと、前記透過光及び反射光をそ
れぞれレンズを介して受光し電気信号を発生する光検出
器と、同光検出器からの電気信号をパルス化する手段を
備え、更に空間フィルタが、移動物体の移動方向とフィ
ルタ面サイン曲線の振幅方向が平行であり、かつ移動物
体表面とフィルタ面サイン曲線線の波長方向のなす角度
θが、０°＜θ＜９０°で、これを課題解決のための手
段とするものである。
【０００７】また本発明は、測定する移動物体に光を投
射する手段と、移動物体からの反射光を空間フィルタ上
に結像させるレンズ系と、前記空間フィルタの透過光及
び反射光をレンズ又はビームスプリッターを介して受光
し電気信号を発生する光検出器と、同光検出器からの電
気信号をパルス化する手段を備えた空間フィルタ式測長
計において、空間フィルタとして前記空間フィルタを採
用し、同空間フィルタの表面が移動物体の表面と平行で
あり、かつ移動物体の移動方向と空間フィルタ面サイン
曲線の振幅方向を平行としてなるもので、これを課題解
決のための手段とするものである。
射する手段と、移動物体からの反射光を空間フィルタ上
に結像させるレンズ系と、前記空間フィルタの透過光及
び反射光をレンズ又はビームスプリッターを介して受光
し電気信号を発生する光検出器と、同光検出器からの電
気信号をパルス化する手段を備えた空間フィルタ式測長
計において、空間フィルタとして前記空間フィルタを採
用し、同空間フィルタの表面が移動物体の表面と平行で
あり、かつ移動物体の移動方向と空間フィルタ面サイン
曲線の振幅方向を平行としてなるもので、これを課題解
決のための手段とするものである。
【０００８】
【作用】本発明は前記の手段により、 空間フィルタの格子を形成しているエレメントを図
１（ｃ）の様なストライプラインに設定し、このストラ
イプラインを図１（ａ）の様に配置する。この透・反射
型サイン波格子板５ａを２次元（画像処理で実施）の空
間周波数で解析すると、図２（ａ）の様になり空間周波
数の次数は基本波のみとなり、殆ど高次の周波数を生じ
ることがない事が確認できる。 従来のもののように結像レンズ１３を使用せずに、
測定対象物３上の計測光１２の情報を透・反射型サイン
波格子板５ａ上に変換する方法として、スペックル干渉
を利用する事が出来る〔出典 レーザー学会：レーザー
ハンドブック（オーム社）；P635〕。この現象を用いる
と、測光距離に関係なく光学的な倍率が等倍となる。こ
の性質から、透・反射型サイン波格子板５ａを自由に位
置設定できる為、この透・反射型サイン波格子板５ａの
みで、計測光１２を分割し差動する事が可能となる。
１（ｃ）の様なストライプラインに設定し、このストラ
イプラインを図１（ａ）の様に配置する。この透・反射
型サイン波格子板５ａを２次元（画像処理で実施）の空
間周波数で解析すると、図２（ａ）の様になり空間周波
数の次数は基本波のみとなり、殆ど高次の周波数を生じ
ることがない事が確認できる。 従来のもののように結像レンズ１３を使用せずに、
測定対象物３上の計測光１２の情報を透・反射型サイン
波格子板５ａ上に変換する方法として、スペックル干渉
を利用する事が出来る〔出典 レーザー学会：レーザー
ハンドブック（オーム社）；P635〕。この現象を用いる
と、測光距離に関係なく光学的な倍率が等倍となる。こ
の性質から、透・反射型サイン波格子板５ａを自由に位
置設定できる為、この透・反射型サイン波格子板５ａの
みで、計測光１２を分割し差動する事が可能となる。
【０００９】 前記において、の透・反射型サイン
波格子板５ａの構造は、図１（ｂ）（図１（ａ）図の側
面図）の様に、ガラス板上のＣｒコートとＡＬコートを
溶射したストライプパターンをつくり、レーザ光がこの
面に入射すると、ストライプ面では反射し、スリット面
では透過する様になっている。この透・反射型サイン波
格子板５ａは前記の作用により、自由に位置設定でき
ることから図３の様な配置が考えられる。ここで測定対
象物の移動軸（Ｘ１−Ｘ１）と透・反射型サイン波格子
板５ａのストライプラインが直交する条件の時、測定対
象物３の長さを空間フィルタで測定することが、次の関
係式から測定可能となる。
波格子板５ａの構造は、図１（ｂ）（図１（ａ）図の側
面図）の様に、ガラス板上のＣｒコートとＡＬコートを
溶射したストライプパターンをつくり、レーザ光がこの
面に入射すると、ストライプ面では反射し、スリット面
では透過する様になっている。この透・反射型サイン波
格子板５ａは前記の作用により、自由に位置設定でき
ることから図３の様な配置が考えられる。ここで測定対
象物の移動軸（Ｘ１−Ｘ１）と透・反射型サイン波格子
板５ａのストライプラインが直交する条件の時、測定対
象物３の長さを空間フィルタで測定することが、次の関
係式から測定可能となる。
【数３】Ｈ＝Ｐ×Σｎ ここで、Ｈ：測長値 Ｐ：格子目ピッチ Σｎ：積算パルス数 この条件を満足し、かつ計測光１２のスペックルを透・
反射型サイン波格子板５ａ上で、スペックルの移動量を
等倍移動させるには、測定対象物の移動軸（Ｘ１−Ｘ
１）と格子板面方向を決める設定軸（Ｘ２−Ｘ２）が平
行になる必要が有る。これらの条件を基に光学配置を決
める時、透・反射型サイン波格子板５ａの傾斜角θ（∠
Ｘ４．Ｏ．Ｘ３）は、受光レンズ８と光検出器９が具備
設定出来る範囲を意味することになるから、光学配置限
界の傾斜角θ（∠Ｘ４．Ｏ．Ｘ３）範囲は、３０°〜６
０°になる。この光学配置構成により、差動信号を得る
ことが出来る。
反射型サイン波格子板５ａ上で、スペックルの移動量を
等倍移動させるには、測定対象物の移動軸（Ｘ１−Ｘ
１）と格子板面方向を決める設定軸（Ｘ２−Ｘ２）が平
行になる必要が有る。これらの条件を基に光学配置を決
める時、透・反射型サイン波格子板５ａの傾斜角θ（∠
Ｘ４．Ｏ．Ｘ３）は、受光レンズ８と光検出器９が具備
設定出来る範囲を意味することになるから、光学配置限
界の傾斜角θ（∠Ｘ４．Ｏ．Ｘ３）範囲は、３０°〜６
０°になる。この光学配置構成により、差動信号を得る
ことが出来る。
【００１０】
【実施例】以下図３に沿って本発明に係る実施例のサイ
ン格子パターンを用いた空間フィルタ式測長計の具体的
構成について説明する。紙工機械では、段ボールシート
を決められた長さに切断する装置を有する。そのためこ
の種の装置では、段ボールシートの長さを測長するセン
サがあり、同センサにて測定した測長信号をカッターに
送り、連続して切断する様になっている。センサの構成
は、まずレーザ１の光を投光レンズ２でコリーメイトし
て、測定対象物３に投射し、移動長さを測る為の計測光
１２とする。この計測光１２では、粗面な測定対象物３
であれば表面の色に関係なく、スペックルが生じる。ま
たこのスペックルは測定対象物３が移動方向４へ動く
と、連動して移動する。
ン格子パターンを用いた空間フィルタ式測長計の具体的
構成について説明する。紙工機械では、段ボールシート
を決められた長さに切断する装置を有する。そのためこ
の種の装置では、段ボールシートの長さを測長するセン
サがあり、同センサにて測定した測長信号をカッターに
送り、連続して切断する様になっている。センサの構成
は、まずレーザ１の光を投光レンズ２でコリーメイトし
て、測定対象物３に投射し、移動長さを測る為の計測光
１２とする。この計測光１２では、粗面な測定対象物３
であれば表面の色に関係なく、スペックルが生じる。ま
たこのスペックルは測定対象物３が移動方向４へ動く
と、連動して移動する。
【００１１】前記計測光１２は、空間に光を放射するか
ら、透・反射型サイン波格子板５ａでこの放射光を受け
ることが出来る。またこの放射光は、計測光１２のスペ
ックル情報を保有しているから、測定対象物３上のスペ
ックル移動と透・反射型サイン波格子板５ａ上のスペッ
クル移動は、等価（等倍率）になっている。透・反射型
サイン波格子板５ａの配置設定は、透・反射型サイン波
格子板５ａと透・反射型サイン波格子板５ａの格子ピッ
チＰが直交する様にして、さらに透・反射型サイン波格
子板５ａと格子板面方向を決める設定軸（Ｘ２−Ｘ２）
が平行になる様にして、透・反射形サイン波格子板５ａ
の傾斜角は４５°にする。この様に配置した透・反射形
サイン波格子板５ａは、放射光のスペックルを選択的
に、ストライプライン部は反射させ、スリット部は透過
する事が出来る構造になっている。ここで透・反射型サ
イン波格子板５ａの形状は、図１（ａ）（ｂ）（ｃ）の
様なストライプライン列になっている。この形状によ
り、図２（ａ）の空間周波数の特性を得る事が出来る。
この特性では、１次成分が殆どであることが分かる。こ
の特性が意味する所は、透・反射型サイン波格子板５ａ
の移動方向ピッチ（Ｂｍａｘ）に対応するスペックル移
動量を基本周期とする空間周波数のみを鋭くフィルタリ
ングする事を表している。よってノイズが非常に少ない
ためにカウント処理器での電気的なフィルタを必要とし
ない。さてこの透・反射型サイン波格子板５ａで選択さ
れた光は、受光レンズ（透過：６、反射：８）で集光し
て、光検出器（透過：７、反射：９）に導き電気信号に
変換される。これらの両者の電気信号は、差動増幅器１
０で増幅され検出信号１１となる。カウント処理器１６
で、同検出信号１１をパルス化して積算することによ
り、段ボールシートの測長値とすることが出来る構成に
なっている。
ら、透・反射型サイン波格子板５ａでこの放射光を受け
ることが出来る。またこの放射光は、計測光１２のスペ
ックル情報を保有しているから、測定対象物３上のスペ
ックル移動と透・反射型サイン波格子板５ａ上のスペッ
クル移動は、等価（等倍率）になっている。透・反射型
サイン波格子板５ａの配置設定は、透・反射型サイン波
格子板５ａと透・反射型サイン波格子板５ａの格子ピッ
チＰが直交する様にして、さらに透・反射型サイン波格
子板５ａと格子板面方向を決める設定軸（Ｘ２−Ｘ２）
が平行になる様にして、透・反射形サイン波格子板５ａ
の傾斜角は４５°にする。この様に配置した透・反射形
サイン波格子板５ａは、放射光のスペックルを選択的
に、ストライプライン部は反射させ、スリット部は透過
する事が出来る構造になっている。ここで透・反射型サ
イン波格子板５ａの形状は、図１（ａ）（ｂ）（ｃ）の
様なストライプライン列になっている。この形状によ
り、図２（ａ）の空間周波数の特性を得る事が出来る。
この特性では、１次成分が殆どであることが分かる。こ
の特性が意味する所は、透・反射型サイン波格子板５ａ
の移動方向ピッチ（Ｂｍａｘ）に対応するスペックル移
動量を基本周期とする空間周波数のみを鋭くフィルタリ
ングする事を表している。よってノイズが非常に少ない
ためにカウント処理器での電気的なフィルタを必要とし
ない。さてこの透・反射型サイン波格子板５ａで選択さ
れた光は、受光レンズ（透過：６、反射：８）で集光し
て、光検出器（透過：７、反射：９）に導き電気信号に
変換される。これらの両者の電気信号は、差動増幅器１
０で増幅され検出信号１１となる。カウント処理器１６
で、同検出信号１１をパルス化して積算することによ
り、段ボールシートの測長値とすることが出来る構成に
なっている。
【００１２】図４は、従来技術と本発明のストライプパ
ターンを画像処理してフィルタ効果を確認した結果であ
る。使用した画像処理器は、Ｓｕｎ Ｓｐａｒｃ製のエ
ンジニアリングワークステーション（ＥＷＳ）で、この
格子板の絵柄をカメラに取込み画像処理（２次元のＦＦ
Ｔ）を行うと、フィルタ効果として空間周波数と光強度
の関係が分析できる。この結果を見ると、本発明は光強
度が基本波のみであり、他の次波が無いことが分かる。
図５は従来のフィルタと本発明のフィルタを用いて、図
３の構成で試験を実施した。両者のフィルタ効果の違い
は、画像処理で得た特性に類似しているが、本発明のフ
ィルタは、サイン形状寸法を決める縦横比により周波数
分析の特性が変化することが分かった。今回の試験で
は、縦横比が１／４の時に、基本波のみを透過するフィ
ルタ効果があることが分かった。従来のフィルタは、フ
ィルタ要素が矩形波乃至、菱形（透過率を略正弦波）で
構成しているため、高次波のノイズが発生していた。本
発明はフィルタ要素として、２次元形状の正弦波パター
ンを創造することにより、フィルタ効果として基本波の
み抽出することが出来る。
ターンを画像処理してフィルタ効果を確認した結果であ
る。使用した画像処理器は、Ｓｕｎ Ｓｐａｒｃ製のエ
ンジニアリングワークステーション（ＥＷＳ）で、この
格子板の絵柄をカメラに取込み画像処理（２次元のＦＦ
Ｔ）を行うと、フィルタ効果として空間周波数と光強度
の関係が分析できる。この結果を見ると、本発明は光強
度が基本波のみであり、他の次波が無いことが分かる。
図５は従来のフィルタと本発明のフィルタを用いて、図
３の構成で試験を実施した。両者のフィルタ効果の違い
は、画像処理で得た特性に類似しているが、本発明のフ
ィルタは、サイン形状寸法を決める縦横比により周波数
分析の特性が変化することが分かった。今回の試験で
は、縦横比が１／４の時に、基本波のみを透過するフィ
ルタ効果があることが分かった。従来のフィルタは、フ
ィルタ要素が矩形波乃至、菱形（透過率を略正弦波）で
構成しているため、高次波のノイズが発生していた。本
発明はフィルタ要素として、２次元形状の正弦波パター
ンを創造することにより、フィルタ効果として基本波の
み抽出することが出来る。
【００１３】
【発明の効果】以上詳細に説明した如く本発明によれ
ば、透・反射型サイン波格子板のストライプパターンを
適用することにより、空間周波数のみを鋭くフィルタリ
ングしてノイズが非常に少ないため、従来から使用して
いた電気的フィルタが不用になる。また透・反射型サイ
ン波格子板にすることにより、光学深度が従来に比べて
非常に深くなり、測定対象物の上下変動が有ってもミス
カウントが生じなくなる。このように空間フィルタ式測
長計の構成が簡素になり、測長性能を向上させることが
できる。
ば、透・反射型サイン波格子板のストライプパターンを
適用することにより、空間周波数のみを鋭くフィルタリ
ングしてノイズが非常に少ないため、従来から使用して
いた電気的フィルタが不用になる。また透・反射型サイ
ン波格子板にすることにより、光学深度が従来に比べて
非常に深くなり、測定対象物の上下変動が有ってもミス
カウントが生じなくなる。このように空間フィルタ式測
長計の構成が簡素になり、測長性能を向上させることが
できる。
【図１】本発明の実施例に係る格子板の構成図である。
【図２】本発明の実施例に係る段ボールシートの測長実
測データである（ａ：周波数領域データ、ｂ：時間領域
データ）。
測データである（ａ：周波数領域データ、ｂ：時間領域
データ）。
【図３】本発明の実施例に係る段ボールシートの測長説
明図である。
明図である。
【図４】本発明の実施例における従来技術との比較デー
タである。
タである。
【図５】本発明の実施例における従来技術との比較デー
タである。
タである。
【図６】従来の第１の例を示す測長の構成図である。
【図７】従来の第２の例を示す測長の構成図である。
【図８】従来の第３の例を示す測長の構成図である。
【図９】従来の第１の例に取付けられた格子板の構成図
である。
である。
【図１０】従来の第２の例に取付けられた格子板の構成
図である。
図である。
【図１１】従来の第３の例に取付けられた格子板の構成
図である。
図である。
【図１２】従来の例を示す測長実測データである。
【図１３】従来の他の例を示す格子板の構成図と測定デ
ータである。
ータである。
【図１４】従来の更に他の例を示す格子板の構成図と測
定データである。
定データである。
１ レーザ ２ 投光レンズ ３ 測定対象物 ４ 移動方向 ５ａ 透・反射型サイン波格子板 ５ａ１ サイン波ストライプライン ６ 受光レンズ（透過光） ７ 光検出器（透過光） ８ 受光レンズ（反射光） ９ 光検出器（反射光） １０ 差動増幅器 １１ 検出信号 １２ 計測光 １３ 結像レンズ １４ ビームスプリッター １６ カウント処理器 Ｘ１−Ｘ１ 測定対象物の移動軸 Ｘ２−Ｘ２ 格子板面方向を決める設定軸 θ 測定対象物面と格子板面の方向（θ＝∠Ｘ４．Ｏ．
Ｘ３） Ｐ 格子目にピッチ Ｂｍａｘ 線幅方向ピッチ Ｘ 線の長手方向の位置 ｙ（ｘ） ストライプラインの太さの変化式
Ｘ３） Ｐ 格子目にピッチ Ｂｍａｘ 線幅方向ピッチ Ｘ 線の長手方向の位置 ｙ（ｘ） ストライプラインの太さの変化式
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成６年６月２７日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１０】
Claims (4)
- 【請求項１】 平面視で互いに１８０°の位相差を持
ち、一方の曲線の頂部と他方の曲線の谷部が接触又は近
接した隣り合わせのサイン曲線で画成された領域を有
し、同領域が光を反射する領域と光を透過する領域とが
交互に形成されていることを特徴とする空間フィルタ。 - 【請求項２】 測定する移動物体に光を投射する手段
と、移動物体からの反射光の一部を透過し、他の部分を
反射させる空間フィルタと、前記透過光及び反射光をそ
れぞれレンズを介して受光し電気信号を発生する光検出
器と、同光検出器からの電気信号をパルス化する手段を
備え、前記空間フィルタが請求項１記載の空間フィルタ
であることを特徴とする空間フィルタ式測長計。 - 【請求項３】 空間フィルタが、移動物体の移動方向と
フィルタ面サイン曲線の振幅方向が平行であり、かつ移
動物体表面とフィルタ面サイン曲線線の波長方向のなす
角度θが、０°＜θ＜９０°であることを特徴とする請
求項２記載の空間フィルタ式測長計。 - 【請求項４】 測定する移動物体に光を投射する手段
と、移動物体からの反射光を空間フィルタ上に結像させ
るレンズ系と、前記空間フィルタの透過光及び反射光を
レンズ又はビームスプリッターを介して受光し電気信号
を発生する光検出器と、同光検出器からの電気信号をパ
ルス化する手段を備えた空間フィルタ式測長計におい
て、前記空間フィルタが請求項１記載の空間フィルタで
あり、同空間フィルタの表面が移動物体の表面と平行で
あり、かつ移動物体の移動方向と空間フィルタ面サイン
曲線の振幅方向が平行であることを特徴とする空間フィ
ルタ式測長計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13541094A JPH085961A (ja) | 1994-06-17 | 1994-06-17 | 空間フィルタ及び空間フィルタ式測長計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13541094A JPH085961A (ja) | 1994-06-17 | 1994-06-17 | 空間フィルタ及び空間フィルタ式測長計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH085961A true JPH085961A (ja) | 1996-01-12 |
Family
ID=15151081
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13541094A Withdrawn JPH085961A (ja) | 1994-06-17 | 1994-06-17 | 空間フィルタ及び空間フィルタ式測長計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH085961A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009109513A (ja) * | 2002-02-14 | 2009-05-21 | Danmarks Tekniske Univ | 光学変位センサ |
-
1994
- 1994-06-17 JP JP13541094A patent/JPH085961A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009109513A (ja) * | 2002-02-14 | 2009-05-21 | Danmarks Tekniske Univ | 光学変位センサ |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100363034B1 (ko) | 격자-격자간섭계정렬장치 | |
| US7593114B2 (en) | Device and method for focusing a laser light beam | |
| EP0650030B1 (en) | Apparatus for and method of evaluating multilayer thin films | |
| US20020018219A1 (en) | Method for three-dimensional inspection using patterned light projection | |
| JPH0151801B2 (ja) | ||
| JPH0374763B2 (ja) | ||
| EP1476717B1 (en) | Optical displacement sensor | |
| US20070187581A1 (en) | Optical encoder | |
| US4618261A (en) | Optical gap measuring | |
| EP0492723B1 (en) | Device for optically measuring the height of a surface | |
| US20030010906A1 (en) | Position sensor with grating to detect moving object with periodic pattern | |
| US6765681B1 (en) | Measuring optical phase | |
| CN115144944B (zh) | 一种光栅对准方法、光栅结构加工方法及光波导镜片 | |
| JPH085961A (ja) | 空間フィルタ及び空間フィルタ式測長計 | |
| JP3008641B2 (ja) | 変位検出装置 | |
| JP2005308439A (ja) | パターン投影法による三次元形状計測装置 | |
| US5229617A (en) | Position detecting method having reflectively scattered light prevented from impinging on a detector | |
| JPH05118879A (ja) | 位置検出装置 | |
| JPH0480658A (ja) | 速度測定方法および装置 | |
| JP2674561B2 (ja) | アライメント方法 | |
| JPH06281418A (ja) | 凹凸を有する板状透明体の光学的厚さ測定方法 | |
| EP0332300B1 (en) | Method and apparatus for measuring an interval between two objects | |
| JPH0815148B2 (ja) | 食刻深さ測定方法 | |
| CN111886471A (zh) | 测距装置及方法 | |
| JP2002188942A (ja) | 光学式エンコーダ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010904 |