JPS58108403A - 光電式測長装置 - Google Patents
光電式測長装置Info
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- JPS58108403A JPS58108403A JP56141335A JP14133581A JPS58108403A JP S58108403 A JPS58108403 A JP S58108403A JP 56141335 A JP56141335 A JP 56141335A JP 14133581 A JP14133581 A JP 14133581A JP S58108403 A JPS58108403 A JP S58108403A
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 11
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 5
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 claims description 2
- 210000005252 bulbus oculi Anatomy 0.000 description 12
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000012951 Remeasurement Methods 0.000 description 1
- 201000009310 astigmatism Diseases 0.000 description 1
- 210000003128 head Anatomy 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
- G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
- G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
- G01D5/36—Forming the light into pulses
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
- Eye Examination Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、比較的微小な距離を測定する測長装置に関す
る。
る。
従来、この種の装置として例えば工具顕微鏡が知られて
いる。
いる。
しかしこれは、測定値が機械系を経て変位量の形で出力
されるので測定値を電気信号の形で得るには変位量を電
気信号に変換する手段が必要であった。また機械系に厳
密な工作精度が要求された。
されるので測定値を電気信号の形で得るには変位量を電
気信号に変換する手段が必要であった。また機械系に厳
密な工作精度が要求された。
本発明は、測定値を機械系を経ることなく直接電気信号
の形で得られる光電式測長装置を提供することにある。
の形で得られる光電式測長装置を提供することにある。
以下本発明の実施例を図面に従って説明する。
第１図において第１と第２の測定点ａ％ｂから発せられ
た互いに平行な第１と第２の光線Ｌｍ。
た互いに平行な第１と第２の光線Ｌｍ。
Ｌｂは、それぞれ走査チャート１、集光レンズ２を通過
し、第２図にその正面を示した受光器３の第１と第２の
受光素子３畠と５ｂに入射する。走査チャート１は、測
定点ａ、ｂの距離方向に透過率が一定周期で変化するパ
ターンを有す−る。図中点模様の所は光が透過不可能な
部分であり、模様のない所は光が透過可能な部分である
。またこの走査チャート１は、不図示の駆動装置により
測定点ａ％ ｂの距離方向（図中矢印方向）に一定速度
で変位させられる。
し、第２図にその正面を示した受光器３の第１と第２の
受光素子３畠と５ｂに入射する。走査チャート１は、測
定点ａ、ｂの距離方向に透過率が一定周期で変化するパ
ターンを有す−る。図中点模様の所は光が透過不可能な
部分であり、模様のない所は光が透過可能な部分である
。またこの走査チャート１は、不図示の駆動装置により
測定点ａ％ ｂの距離方向（図中矢印方向）に一定速度
で変位させられる。
従ってこの走査チャート１を透過した光線Ｌｍ、Ｌｂに
対応する第１と第２の受光素子５ ａ、 ３ ｈの光電
出力は、互いに位相がずれた矩形波となる。
対応する第１と第２の受光素子５ ａ、 ３ ｈの光電
出力は、互いに位相がずれた矩形波となる。
第５図において内矩形波出力と走査チャート１とを照合
して見ることができる。同図（ａ）において、走査チャ
ート１の光透過部分と不透過部分との境界は、走査方向
（矢印図示）に対しである傾き角ψを成している。光線
Ｌａ％Ｌｂは、走査方向に距離りを隔てた２点Ｐａ％Ｐ
ｂでこのチャート１を通過する。受光素子５ｍ、５ｂか
らは同図（ｂ）、（Ｃ）に示す矩形波信号が得られる。
して見ることができる。同図（ａ）において、走査チャ
ート１の光透過部分と不透過部分との境界は、走査方向
（矢印図示）に対しである傾き角ψを成している。光線
Ｌａ％Ｌｂは、走査方向に距離りを隔てた２点Ｐａ％Ｐ
ｂでこのチャート１を通過する。受光素子５ｍ、５ｂか
らは同図（ｂ）、（Ｃ）に示す矩形波信号が得られる。
両信号の位相差は、２点間１．２の距離りに比例し％Ｋ
ＩＤ（Ｋｌ：比例定数）で表わされる。
ＩＤ（Ｋｌ：比例定数）で表わされる。
第１図には、第１と第２の測定点ａ、ｂを集光レンズ２
の光軸を中心に９０６回転させたところに位置する第３
、第４の測定点Ｉｌｌ、 βも示されている。両点か
ら発せられた第５、第４の光線Ｌｌ１％Ｌβは、第３図
（ａ）に示す２点ｐｇ％ｐｐでチャート１を通過し、第
１図、第２図に示した受光器５の第５、第４の受光素子
３信、３βに入射する。餉３図（ｄ）、（ｅ）には、２
点ｐｍ％Ｐｐ間の距離がＰ識、Ｐｂ間の距離りと等しく
、がつ上記パターンの境界の傾き角ψが４５°である時
の受光素子ｓｍ、ｓｐの出力が示されている。
の光軸を中心に９０６回転させたところに位置する第３
、第４の測定点Ｉｌｌ、 βも示されている。両点か
ら発せられた第５、第４の光線Ｌｌ１％Ｌβは、第３図
（ａ）に示す２点ｐｇ％ｐｐでチャート１を通過し、第
１図、第２図に示した受光器５の第５、第４の受光素子
３信、３βに入射する。餉３図（ｄ）、（ｅ）には、２
点ｐｍ％Ｐｐ間の距離がＰ識、Ｐｂ間の距離りと等しく
、がつ上記パターンの境界の傾き角ψが４５°である時
の受光素子ｓｍ、ｓｐの出力が示されている。
この場合第３図（ａ）〜（ｄ）でよく分るように受光素
子５ａ、Ｓｂの出力の位相差ＫＩＤと受光素子ｓａ、ｓ
ｐの出力の位相差ＫｔＤは等しくなる。
子５ａ、Ｓｂの出力の位相差ＫＩＤと受光素子ｓａ、ｓ
ｐの出力の位相差ＫｔＤは等しくなる。
次により実用的な円板形の走査チャートについて説明す
る。第４図において、円周を桐等分すると光透過部、不
透過部一対の中心角へは ２ｒとなる。ここでチャート
１ｏのパターンの傾きｄｙ／ｄｘを１（すなわち傾き角
４５°）となるようにする。
る。第４図において、円周を桐等分すると光透過部、不
透過部一対の中心角へは ２ｒとなる。ここでチャート
１ｏのパターンの傾きｄｙ／ｄｘを１（すなわち傾き角
４５°）となるようにする。
ｄｙ／ｄｘ＝ｄｒ／ｄｘ＝１ （ｒ ：境界と半径線
との交点から中心までの距離） ここでｄｘ＝ｒｄθであるので曲成は次式のように書け
る。
との交点から中心までの距離） ここでｄｘ＝ｒｄθであるので曲成は次式のように書け
る。
ｄ ｒ ／ ｒ ｄθ＝１
これを次式のように書き換え、両辺を積分する・ｄ ｒ
／ ｒ ｗ ｄθ ｆ ｄ ｒ ／ ｒ ＝ ｆ ｄθ ｌｏｇ ｒ ＝θ＋Ｃ ｒ＝Ａｅθ θ−００時ｒ＝Ｒ（Ｒ：円板内周円の直径）であるから
上式は次式となる。
／ ｒ ｗ ｄθ ｆ ｄ ｒ ／ ｒ ＝ ｆ ｄθ ｌｏｇ ｒ ＝θ＋Ｃ ｒ＝Ａｅθ θ−００時ｒ＝Ｒ（Ｒ：円板内周円の直径）であるから
上式は次式となる。
ｒ ＝ Ｒｅｅｌ
従ってチャート１０のパターンの境界なＲｅθの曲線で
等間隔にパターニングすれば先の傾き角ψが４５°のチ
ャート１と同等のものが得られる。この円板状走査チャ
ート１′は、モータにより回転させれば良いのでチャー
トの駆動装置が簡単な構成にできる。
等間隔にパターニングすれば先の傾き角ψが４５°のチ
ャート１と同等のものが得られる。この円板状走査チャ
ート１′は、モータにより回転させれば良いのでチャー
トの駆動装置が簡単な構成にできる。
次に本発明を眼球の曲率半径を測定するオフサルモメー
タに適用した実施例を説−する。第５図において、第１
と第２の光入射系１０．１１から出た光線Ｌ１０とＬｌ
ｌは互いに角度な成して眼球１２に入射する。光線Ｌ１
０とＬｌｌを共に眼球の半径の一〇点１２ａに集まるよ
うに調定すると、眼球１２０表面の２点ａ％ ｂで反射
した光線Ｌａ、Ｌｂは眼球の中心１２ｂと点１２ａを通
る軸０に対して平行となる。この時入射光線Ｌ１０と軸
０とが成す角をｉ９’Ｊすると、反射光線Ｌａの軸０か
らのずれ量ｄは次式％式％ 故Ｉｅ−２点畠、６間の・距離りは以下のようになる。
タに適用した実施例を説−する。第５図において、第１
と第２の光入射系１０．１１から出た光線Ｌ１０とＬｌ
ｌは互いに角度な成して眼球１２に入射する。光線Ｌ１
０とＬｌｌを共に眼球の半径の一〇点１２ａに集まるよ
うに調定すると、眼球１２０表面の２点ａ％ ｂで反射
した光線Ｌａ、Ｌｂは眼球の中心１２ｂと点１２ａを通
る軸０に対して平行となる。この時入射光線Ｌ１０と軸
０とが成す角をｉ９’Ｊすると、反射光線Ｌａの軸０か
らのずれ量ｄは次式％式％ 故Ｉｅ−２点畠、６間の・距離りは以下のようになる。
従ってこの距離りが分れ、ば眼球の曲率半径ｒｓｔを求
めることができる。
めることができる。
互いに平行な反射光線Ｌａ％Ｌｂは軸０を光軸とする集
光レンズ１５を通過し、ハーフミラ−７４で反射されて
、モータＭにより一定速度で回転する走査チャート１１
に向かう。そして両党線Ｌａ、ＬｂはチャートＩ′を透
過して、それぞれ受光素子５ａ、Ｓｂに至る。位相差検
出回路１５は、画素子の出力の位相差を検出する。演算
回路１６は、回路１５の検出結果から２点間の距離Ｄ１
さらには眼球の曲率半径ｒｕを算出し、表示回路１７に
その結果を表示させる。
光レンズ１５を通過し、ハーフミラ−７４で反射されて
、モータＭにより一定速度で回転する走査チャート１１
に向かう。そして両党線Ｌａ、ＬｂはチャートＩ′を透
過して、それぞれ受光素子５ａ、Ｓｂに至る。位相差検
出回路１５は、画素子の出力の位相差を検出する。演算
回路１６は、回路１５の検出結果から２点間の距離Ｄ１
さらには眼球の曲率半径ｒｕを算出し、表示回路１７に
その結果を表示させる。
ハーフミラ−を透過した光線Ｌｍ％ Ｌｂは、光軸０と
平行であるならば集光レンズ１３の焦点ｆｐで交わる。
平行であるならば集光レンズ１３の焦点ｆｐで交わる。
両光線が光軸０に平行でない場合は、焦点が光軸０の上
下いずれかにずれてしまう。従って接眼レンズ１８を介
して観察しながら焦点ｆｐが光軸上に来るようにオフサ
ル七メータと眼球とを光軸０方′向に相対変位させれば
、反射光Ｌｍ、Ｌｂは光軸０に対して平行にすることが
できる。
下いずれかにずれてしまう。従って接眼レンズ１８を介
して観察しながら焦点ｆｐが光軸上に来るようにオフサ
ル七メータと眼球とを光軸０方′向に相対変位させれば
、反射光Ｌｍ、Ｌｂは光軸０に対して平行にすることが
できる。
また、本実施例を利用して光軸０が眼球の中心１２ｂを
通るようにする軸合せの調節を電気的に行なうことがで
きる。そのためにはまず光軸０を通る光線を受ける受光
素子の出力もしくはそれと等しい基準信号（第６図（ａ
））を作成する。
通るようにする軸合せの調節を電気的に行なうことがで
きる。そのためにはまず光軸０を通る光線を受ける受光
素子の出力もしくはそれと等しい基準信号（第６図（ａ
））を作成する。
そしてこの信号と上記第１の受光素子５ａの出力（第６
図（ｂ））及び第２の受光素子５ｂの出力（第６図（Ｃ
））との位相差φ１、φ鵞を検出し、同位相差が等しく
なるように眼球とオフサルモメー・りとを光軸０と直角
な方向に相対変位させれば良い。
図（ｂ））及び第２の受光素子５ｂの出力（第６図（Ｃ
））との位相差φ１、φ鵞を検出し、同位相差が等しく
なるように眼球とオフサルモメー・りとを光軸０と直角
な方向に相対変位させれば良い。
この調節は、上述の反射光Ｌｍ、Ｌｂを光軸０に対して
平行にする調節に先だって行なわれる。
平行にする調節に先だって行なわれる。
なお、本実施例では簡単化のためにａｂ両点間の距離を
測定する場合のみを図示したが、第１図に示したように
ａｂ両点を９０°回転させた償β両点間の距離も同時に
測定できるように構成することが望ましい。これにより
眼球の直交する２方向の曲率半径が検出でき、乱視の原
因である眼球表面の非球面性が分かる。
測定する場合のみを図示したが、第１図に示したように
ａｂ両点を９０°回転させた償β両点間の距離も同時に
測定できるように構成することが望ましい。これにより
眼球の直交する２方向の曲率半径が検出でき、乱視の原
因である眼球表面の非球面性が分かる。
走査チャー）１．１’は、反射率が周期的に変化するパ
ターンが付された反射型のものでも良い。
ターンが付された反射型のものでも良い。
この場合受光素子５ｍ、３ｂは、再測定点から発せられ
、賎走査チャート°で反射された光を受ける。
、賎走査チャート°で反射された光を受ける。
以上説明したように本発明の光電式測長装置によｈば２
点間の距離を非接触で測定でき、しかも測定結果を機械
系を経ることなく直接電気信号の形で検出するので機械
系の寸法誤差等に影響されない正確な測定結果を簡単な
構成で得ることができる。
点間の距離を非接触で測定でき、しかも測定結果を機械
系を経ることなく直接電気信号の形で検出するので機械
系の寸法誤差等に影響されない正確な測定結果を簡単な
構成で得ることができる。
第１図、第２図は本発明の一実施例の主要部を示す図、
第３図は同実施例の走査チャートと光電出力の関係を示
す図、第４図は同走査チャートの改良例を示す図、第５
図は同実施例をオ７サルモメータに適用した例を示す図
である。 〈主要部分の符号の説明〉 第１の受光素子・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・３ｍ第２の受光素子・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・３ｂ走査チヤート・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・１．１１駆動手段・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・Ｍ
距離検出回路・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・１５出願人 日本光学工業株
式会社 代理人 渡 辺 隆 男 ７ｔ′２図 、ｔ、３図 オＡ図 手続補正書（方式） 昭和５８年２月、２日 １、事件の表示 昭和５６年 特許順路１４１３３５号 ２、発明の名称 充電式測長装置 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 東京都千代田区丸の内３丁目２番３号 （４１１）日本光学工業株式会社 コアキモト タカチル 取締役社長 小 秋 元 隆 輝 ４、代理人 〒１４０東京部品川区西大井１丁目６番３号６、補正の
対象 明細書の「図面の簡単な説明」の欄
第３図は同実施例の走査チャートと光電出力の関係を示
す図、第４図は同走査チャートの改良例を示す図、第５
図は同実施例をオ７サルモメータに適用した例を示す図
である。 〈主要部分の符号の説明〉 第１の受光素子・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・３ｍ第２の受光素子・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・３ｂ走査チヤート・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・１．１１駆動手段・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・Ｍ
距離検出回路・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・１５出願人 日本光学工業株
式会社 代理人 渡 辺 隆 男 ７ｔ′２図 、ｔ、３図 オＡ図 手続補正書（方式） 昭和５８年２月、２日 １、事件の表示 昭和５６年 特許順路１４１３３５号 ２、発明の名称 充電式測長装置 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 東京都千代田区丸の内３丁目２番３号 （４１１）日本光学工業株式会社 コアキモト タカチル 取締役社長 小 秋 元 隆 輝 ４、代理人 〒１４０東京部品川区西大井１丁目６番３号６、補正の
対象 明細書の「図面の簡単な説明」の欄
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１） 第１と第２の測定点間の距離を測定する測長
装置において、 前記第１と第２の測定点から発せられた第１と第２の光
線を受ける第１と第２の受光素子と： 前記第１と第２の測定点と第１と第２の受光素子の間に
配設され、透過率又は反射率が前記第１゛と第２の光線
の距離方向に対して周期的に変化するパターンが付され
た走査チャートと： 該走査チャートを前記第１と第２の光線の距離方向に所
定速度で変位させる駆動手段と：該所定速度で変位する
走査チャートを透過又は反射した前記第１と第２の光線
に対応する前記第１と第２の受光素子の出力から前記第
１と第２の測定点間の距離に対応する電気信号を出力す
る距離検出回路とを有することを特徴とする光電式測長
装置。 （２） ＩＩＩ記距離検出回路は、前記第１と第２の
受光素子出力の位相差を検出することを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の光電式測長装置。 （！Ｓ） ｆｊｌ記走査チャートのパターンは、光透
過部と光不透過部との繰り返しパターンであって、該光
透過部と不透過部との境界線が前記第１と第２の光線の
距離方向に対して４５°の角度を成していることを特徴
とする特許請求の範囲第２項記載の光電式測長装置。 （４） １］記走査４− ． Ｆ ｋｔ 円臀状テア
７ ”’Ｃｓ ％ 記パターンは円板外周部に付されて
いることを特徴とする特許請求の範囲第３項乃至第３ｒ
ｒ４記載の光電式測長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56141335A JPS58108403A (ja) | 1981-09-08 | 1981-09-08 | 光電式測長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56141335A JPS58108403A (ja) | 1981-09-08 | 1981-09-08 | 光電式測長装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58108403A true JPS58108403A (ja) | 1983-06-28 |
| JPH0423203B2 JPH0423203B2 (ja) | 1992-04-21 |
Family
ID=15289551
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56141335A Granted JPS58108403A (ja) | 1981-09-08 | 1981-09-08 | 光電式測長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58108403A (ja) |
-
1981
- 1981-09-08 JP JP56141335A patent/JPS58108403A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0423203B2 (ja) | 1992-04-21 |
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