JPH09229624A - 測定装置 - Google Patents
測定装置Info
- Publication number
- JPH09229624A JPH09229624A JP8186296A JP8186296A JPH09229624A JP H09229624 A JPH09229624 A JP H09229624A JP 8186296 A JP8186296 A JP 8186296A JP 8186296 A JP8186296 A JP 8186296A JP H09229624 A JPH09229624 A JP H09229624A
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- Japan
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- rotating body
- laser
- rotation angle
- light
- light beam
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 対象物までの距離を精度よく測定する。
【解決手段】 回転体に対して発射したレーザ光線の反
射光を受光素子によって受光し、回転体までの距離を測
定する測定手段を備えた測定装置であって、前記レーザ
光線が照射される回転体の表面の反射係数を予め検出す
る検出手段と、前記検出手段によって予め検出された前
記回転体の反射係数に応じて前記レーザ光線の出力を制
御する制御手段と、を備える。
射光を受光素子によって受光し、回転体までの距離を測
定する測定手段を備えた測定装置であって、前記レーザ
光線が照射される回転体の表面の反射係数を予め検出す
る検出手段と、前記検出手段によって予め検出された前
記回転体の反射係数に応じて前記レーザ光線の出力を制
御する制御手段と、を備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ光線を用
い、対象物までの距離や対象物の移動量（変位量）を測
定する測定装置に関する。
い、対象物までの距離や対象物の移動量（変位量）を測
定する測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、レーザ光線を用い、対象物までの
距離や対象物の移動量（変位量）を測定する測定装置が
知られている。この測定装置の代表的なものは、発光素
子と受光素子の組み合わせから成る三角測量を応用した
方式のものであり、その原理を図４を用いて説明する。
距離や対象物の移動量（変位量）を測定する測定装置が
知られている。この測定装置の代表的なものは、発光素
子と受光素子の組み合わせから成る三角測量を応用した
方式のものであり、その原理を図４を用いて説明する。
【０００３】図４に示すように、発光素子から発光され
た光は、投光レンズを通し集光され、対象物に照射され
る。そして、対象物から拡散反射された光線の一部は受
光レンズを通して受光素子上にスポットを結ぶ。その対
象物が移動するごとにスポットも移動するので、そのス
ポットの位置を検出することで対象物までの距離を知る
ことができるのである。
た光は、投光レンズを通し集光され、対象物に照射され
る。そして、対象物から拡散反射された光線の一部は受
光レンズを通して受光素子上にスポットを結ぶ。その対
象物が移動するごとにスポットも移動するので、そのス
ポットの位置を検出することで対象物までの距離を知る
ことができるのである。
【０００４】なお、受光素子には、図５のような特性が
あり、受光量の少ない１の領域では出力信号に占めるノ
イズの影響が大きくなり、受光量の多い３の領域では出
力信号レベルが飽和していまう。そのため、受光素子
は、できるだけ受光量と出力信号レベルが比例関係にあ
る２の領域で動作することが望ましい。
あり、受光量の少ない１の領域では出力信号に占めるノ
イズの影響が大きくなり、受光量の多い３の領域では出
力信号レベルが飽和していまう。そのため、受光素子
は、できるだけ受光量と出力信号レベルが比例関係にあ
る２の領域で動作することが望ましい。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、図６に示す
ような回転体までの距離を測定しようとした場合、例え
その回転体が同じ位置で回転していても、光が照射され
る表面１００に色むらや、つやのばらつき等の表面性状
の違いがあれば、反射光量がぱらつくため、受光素子が
受光する光の量が均一にならない。
ような回転体までの距離を測定しようとした場合、例え
その回転体が同じ位置で回転していても、光が照射され
る表面１００に色むらや、つやのばらつき等の表面性状
の違いがあれば、反射光量がぱらつくため、受光素子が
受光する光の量が均一にならない。
【０００６】そのため、受光素子が図５に示す２の領域
で動作することができず、測定精度が悪くなるという不
具合があった。
で動作することができず、測定精度が悪くなるという不
具合があった。
【０００７】本発明の目的は、光が照射される表面に色
むらや、つやのばらつき等の表面性状の違いがある回転
体でも、精度を落とさずに対象物までの距離を測定でき
る測定装置を提供することにある。
むらや、つやのばらつき等の表面性状の違いがある回転
体でも、精度を落とさずに対象物までの距離を測定でき
る測定装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
になされた発明の測定装置は、回転体に対して発射した
レーザ光線の反射光を受光素子によって受光し、回転体
までの距離を測定する測定手段を備えた測定装置であっ
て、前記レーザ光線が照射される回転体の表面の反射係
数を予め検出する検出手段と、前記検出手段によって予
め検出された前記回転体の表面の反射係数に応じて前記
レーザ光線の出力を制御する制御手段と、を備える。
になされた発明の測定装置は、回転体に対して発射した
レーザ光線の反射光を受光素子によって受光し、回転体
までの距離を測定する測定手段を備えた測定装置であっ
て、前記レーザ光線が照射される回転体の表面の反射係
数を予め検出する検出手段と、前記検出手段によって予
め検出された前記回転体の表面の反射係数に応じて前記
レーザ光線の出力を制御する制御手段と、を備える。
【０００９】本発明の測定装置によれば、回転体の表面
の反射係数を検出し、その検出値に応じてレーザ光線の
出力を制御するので、反射光量を安定させることがで
き、受光素子は常に良好な特性領域で動作できる。
の反射係数を検出し、その検出値に応じてレーザ光線の
出力を制御するので、反射光量を安定させることがで
き、受光素子は常に良好な特性領域で動作できる。
【００１０】しかも、レーザ光線の出力の制御は、予め
検出した回転体の表面の反射係数に応じたものであるか
ら、回転体が高速に回転する場合であっても、その回転
に遅れることはない。
検出した回転体の表面の反射係数に応じたものであるか
ら、回転体が高速に回転する場合であっても、その回転
に遅れることはない。
【００１１】また、検出手段が、回転体に対してレーザ
光線を発射し、反射した光を受光して、回転体の表面の
反射係数を検出する場合には、制御手段は複雑な演算を
必要とせず、且つ正確にレーザ光線を制御できる。
光線を発射し、反射した光を受光して、回転体の表面の
反射係数を検出する場合には、制御手段は複雑な演算を
必要とせず、且つ正確にレーザ光線を制御できる。
【００１２】また、測定手段が、回転体までの距離を測
定するモードと検出手段として動作するモードとが切り
替え可能である場合には、別途検出手段が必要でなくな
る。
定するモードと検出手段として動作するモードとが切り
替え可能である場合には、別途検出手段が必要でなくな
る。
【００１３】更に、検出手段が、検出した回転体の表面
の反射係数を記憶する記憶手段を備えた場合は、繰り返
しその検出値を使用できる。
の反射係数を記憶する記憶手段を備えた場合は、繰り返
しその検出値を使用できる。
【００１４】また、検出手段が、回転体の回転角を検出
する回転角検出部を備えた場合には、より正確に回転体
の表面性状を検出でき、極めて精度の高い測定が可能に
なる。
する回転角検出部を備えた場合には、より正確に回転体
の表面性状を検出でき、極めて精度の高い測定が可能に
なる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以上説明した本発明の構成を一屑
明らかにするために、以下本発明の好適な実施の形態に
ついて説明する。
明らかにするために、以下本発明の好適な実施の形態に
ついて説明する。
【００１６】図１は、本発明の測定装置１０のブロック
図を示す。図１に示すように、測定装置１０は、回転体
３０に対してレーザ光線１２ａを発射する半導体レーザ
１２と、回転体３０によって反射した反射光１２ｂを受
光する受光素子１６と、受光素子１６から出力される出
力信号をＡＤ変換して後、回転体３０までの距離を演算
する演算回路１８と、記憶素子を内蔵したレーザ出力パ
ターン発生回路２４と、受光素子１６とレーザ出力パタ
ーン発生回路２４とを導通させるスイッチ２０と、回転
体の回転角度を検出する回転角センサ２６と、半導体レ
ーザ１２の出力を制御する制御回路２８とを備える。
図を示す。図１に示すように、測定装置１０は、回転体
３０に対してレーザ光線１２ａを発射する半導体レーザ
１２と、回転体３０によって反射した反射光１２ｂを受
光する受光素子１６と、受光素子１６から出力される出
力信号をＡＤ変換して後、回転体３０までの距離を演算
する演算回路１８と、記憶素子を内蔵したレーザ出力パ
ターン発生回路２４と、受光素子１６とレーザ出力パタ
ーン発生回路２４とを導通させるスイッチ２０と、回転
体の回転角度を検出する回転角センサ２６と、半導体レ
ーザ１２の出力を制御する制御回路２８とを備える。
【００１７】次に、これらを備えた測定装置１０を使っ
て、精度よく回転体３０までの距離を測定するための方
法を説明する。
て、精度よく回転体３０までの距離を測定するための方
法を説明する。
【００１８】まず、回転体３０の表面の反射係数を検出
し、その検出した反射係数からレーザ出力パターンを決
定し、そのレーザ出力パターンを記憶するところまでを
おこなう。そのために、スイッチ２０をオンし、受光素
子１６とレーザー出力パターン発生回路２４とを導通す
る。そうした状態で、回転体３０を低速（１００ｒｐｍ
程度）で回転させながら、制御回路２８によって半導体
レーザ１２から一定の強度の光を発光させ、回転体１４
に照射する。このとき、回転角センサ２６によって、常
に回転体３０の回転角は検出されている。
し、その検出した反射係数からレーザ出力パターンを決
定し、そのレーザ出力パターンを記憶するところまでを
おこなう。そのために、スイッチ２０をオンし、受光素
子１６とレーザー出力パターン発生回路２４とを導通す
る。そうした状態で、回転体３０を低速（１００ｒｐｍ
程度）で回転させながら、制御回路２８によって半導体
レーザ１２から一定の強度の光を発光させ、回転体１４
に照射する。このとき、回転角センサ２６によって、常
に回転体３０の回転角は検出されている。
【００１９】回転体１４に照射された光は、回転体１４
から拡散反射された光線の一部を受光素子１６によって
受光されたあと、レーザ出力パターン発生回路２４にて
受光素子１６の受光量とレーザ光線の出力に基づいた回
転体３０の表面の反射係数が求められる。そしてこの反
射係数と回転角センサ２６によって検出された回転角か
ら、回転角に応じたレーザ出力パターンが決定される。
この決定したレーザ出力パターンはレーザ出力パターン
発生回路２４の記憶素子に記憶される。
から拡散反射された光線の一部を受光素子１６によって
受光されたあと、レーザ出力パターン発生回路２４にて
受光素子１６の受光量とレーザ光線の出力に基づいた回
転体３０の表面の反射係数が求められる。そしてこの反
射係数と回転角センサ２６によって検出された回転角か
ら、回転角に応じたレーザ出力パターンが決定される。
この決定したレーザ出力パターンはレーザ出力パターン
発生回路２４の記憶素子に記憶される。
【００２０】ここで、回転体１４から拡散反射された光
線の一部を受光素子１６によって受光されたときの反射
光量一回転角特性を図２に示す。図２から、回転角に応
じて反射光量が大きくなったり小さくなったりしている
ことがわかる。
線の一部を受光素子１６によって受光されたときの反射
光量一回転角特性を図２に示す。図２から、回転角に応
じて反射光量が大きくなったり小さくなったりしている
ことがわかる。
【００２１】また、レーザ出力パターン発生回路２４に
よって決定されたレーザ出力―回転角特性を図３に示
す。図３では、図２において反射光量が大きくなったと
ころではレーザ出力を小さく、反射光量が小さくなった
ところではレーザ出力を大きくしていることがわかる。
よって決定されたレーザ出力―回転角特性を図３に示
す。図３では、図２において反射光量が大きくなったと
ころではレーザ出力を小さく、反射光量が小さくなった
ところではレーザ出力を大きくしていることがわかる。
【００２２】さらに、上記のようにして決定されたレー
ザ出力パターンを使って回転体３０までの距離を測定す
る。そのために、さきほどオンしたスイッチ２０をオフ
する。
ザ出力パターンを使って回転体３０までの距離を測定す
る。そのために、さきほどオンしたスイッチ２０をオフ
する。
【００２３】スイッチ２０をオフした後、制御回路２８
が記憶素子に記憶されたレーザ出力パターンに応じて半
導体レーザ１２からレーザ光線が発生される。このと
き、発生されるレーザ光線は、例えば、回転角センサ２
６の検出角度が１００゜であるときには、図３で示す５
ｍＷの出力となる。こうすることにより、回転体３０の
回転角度に応じて精密なレーザ出力の制御が可能とな
る。
が記憶素子に記憶されたレーザ出力パターンに応じて半
導体レーザ１２からレーザ光線が発生される。このと
き、発生されるレーザ光線は、例えば、回転角センサ２
６の検出角度が１００゜であるときには、図３で示す５
ｍＷの出力となる。こうすることにより、回転体３０の
回転角度に応じて精密なレーザ出力の制御が可能とな
る。
【００２４】回転体３０に照射された光は、回転体１４
から拡散反射された光線の一部を受光素子１６によって
受光され、演算回路１８にて正確な回転体３０までの距
離が演算される。
から拡散反射された光線の一部を受光素子１６によって
受光され、演算回路１８にて正確な回転体３０までの距
離が演算される。
【００２５】なお、回転体３０の回転速度が極めて速い
（５０００ｒｐｍ以上）である場合には、回転角センサ
２６が回転角を検出してから回転体３０に照射されるま
での時間を考慮して制御回路２８は半導体レーザ１２の
出力を制御することが望ましい。また、回転体３０の変
位量を測定したいときには、回転体３０までの距離を複
数回測定し、その最大値と最小値を選び出すようにすれ
ばよい。
（５０００ｒｐｍ以上）である場合には、回転角センサ
２６が回転角を検出してから回転体３０に照射されるま
での時間を考慮して制御回路２８は半導体レーザ１２の
出力を制御することが望ましい。また、回転体３０の変
位量を測定したいときには、回転体３０までの距離を複
数回測定し、その最大値と最小値を選び出すようにすれ
ばよい。
【００２６】本実施の形態の測定装置によれば、回転体
の表面の反射係数を検出し、その検出値に応じてレーザ
光線の出力を制御するので、反射光量を安定させること
ができ、受光素子は常に良好な特性領域で動作できる。
の表面の反射係数を検出し、その検出値に応じてレーザ
光線の出力を制御するので、反射光量を安定させること
ができ、受光素子は常に良好な特性領域で動作できる。
【００２７】しかも、レーザ光線の出力の制御は、予め
検出した回転体の表面の反射係数に応じたものであるか
ら、回転体が高速に回転する場合であっても、その回転
に遅れることはない。
検出した回転体の表面の反射係数に応じたものであるか
ら、回転体が高速に回転する場合であっても、その回転
に遅れることはない。
【００２８】本発明は、上記実施の態様に限られるもの
ではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態
様において実施することができ、例えば次のような変形
も可能である。
ではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態
様において実施することができ、例えば次のような変形
も可能である。
【００２９】（１）回転体の反射係数の測定は、回転体
に対してレーザ光線を発射し、反射した光を受光してす
るようなやり方でなくても、回転体の色、形状等を検出
し、その検出値を演算して求めてもよい。
に対してレーザ光線を発射し、反射した光を受光してす
るようなやり方でなくても、回転体の色、形状等を検出
し、その検出値を演算して求めてもよい。
【００３０】（２）回転体３０の表面の反射係数を測定
するために、受光素子１６とレーザ出力パターン発生回
路２４とを導通させるスイッチ２０を設け、このスイッ
チ２０をオンオフさせているが、こうせずに回転体３０
の表面の反射係数を測定するための手段を別途設けても
よい。
するために、受光素子１６とレーザ出力パターン発生回
路２４とを導通させるスイッチ２０を設け、このスイッ
チ２０をオンオフさせているが、こうせずに回転体３０
の表面の反射係数を測定するための手段を別途設けても
よい。
【００３１】（３）本発明の測定装置を工業製品等の検
査機器として使用してもよい。すなわち、工業製品を高
速に回転させたときの縦揺れ等を測定し、製品として合
格するものか否かを検査するのである。
査機器として使用してもよい。すなわち、工業製品を高
速に回転させたときの縦揺れ等を測定し、製品として合
格するものか否かを検査するのである。
【図１】本発明の測定装置１０を示すブロック図。
【図２】反射光量―回転角特性を示す図。
【図３】レーザ出力パターンを示す図。
【図４】三角測量の原理を説明するための図。
【図５】受光素子の出力信号―受光量特性を示す図。
【図６】従来の測定装置を示すブロック図。
１０…測定装置 １２ａ…レーザ光線 １２ｂ…反射光 １２…半導体レーザ １４…回転体 １６…受光素子 １８…演算回路 ２０…スイッチ ２４…レーザ出力パターン発生回路 ２６…回転角センサ ２８…制御回路 ３０…回転体
Claims (5)
- 【請求項１】 回転体に対して発射したレーザ光線の反
射光を受光素子によって受光し、回転体までの距離を測
定する測定手段を備えた測定装置であって、 前記レーザ光線が照射される回転体の表面の反射係数を
予め検出する検出手段と、 前記検出手段によって予め検出された前記回転体の反射
係数に応じて前記レーザ光線の出力を制御する制御手段
と、を備えたことを特徴とする測定装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の測定装置であって、 前記検出手段は、前記回転体に対してレーザ光線を発射
し、反射した光を受光して、前記回転体の反射係数を検
出することを特徴とする測定装置。 - 【請求項３】 請求項２記載の測定装置であって、 前記測定手段は、回転体までの距離を測定するモードと
前記検出手段として動作するモードとが切り替え可能で
あることを特徴とする測定装置。 - 【請求項４】 請求項１乃至３記載の測定装置であっ
て、 前記検出手段は、検出した前記回転体の表面の反射係数
を記憶する記憶手段を備えたことを特徴とする測定装
置。 - 【請求項５】 請求項１乃至４記載の測定装置であっ
て、 前記検出手段は、前記回転体の回転角を検出する回転角
検出部を備えたことを特徴とする測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8186296A JPH09229624A (ja) | 1996-02-27 | 1996-02-27 | 測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8186296A JPH09229624A (ja) | 1996-02-27 | 1996-02-27 | 測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09229624A true JPH09229624A (ja) | 1997-09-05 |
Family
ID=13758298
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8186296A Pending JPH09229624A (ja) | 1996-02-27 | 1996-02-27 | 測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09229624A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006011169A1 (en) * | 2004-07-30 | 2006-02-02 | Lpe Spa | Epitaxial reactor with susceptor controlled positioning |
| JP2008096117A (ja) * | 2006-10-05 | 2008-04-24 | Keyence Corp | 光学式変位計、光学式変位測定方法、光学式変位測定プログラム及びコンピュータで読み取り可能な記録媒体並びに記録した機器 |
| JP2021043048A (ja) * | 2019-09-10 | 2021-03-18 | 日本電産株式会社 | 測定装置 |
-
1996
- 1996-02-27 JP JP8186296A patent/JPH09229624A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006011169A1 (en) * | 2004-07-30 | 2006-02-02 | Lpe Spa | Epitaxial reactor with susceptor controlled positioning |
| JP2008096117A (ja) * | 2006-10-05 | 2008-04-24 | Keyence Corp | 光学式変位計、光学式変位測定方法、光学式変位測定プログラム及びコンピュータで読み取り可能な記録媒体並びに記録した機器 |
| JP2021043048A (ja) * | 2019-09-10 | 2021-03-18 | 日本電産株式会社 | 測定装置 |
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