JPS60237306A - 非接触変位検出器 - Google Patents
非接触変位検出器Info
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- JPS60237306A JPS60237306A JP9358184A JP9358184A JPS60237306A JP S60237306 A JPS60237306 A JP S60237306A JP 9358184 A JP9358184 A JP 9358184A JP 9358184 A JP9358184 A JP 9358184A JP S60237306 A JPS60237306 A JP S60237306A
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 48
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
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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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (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】
〔発明の技術分野〕
本発明は、変形しやすい工業製品、生体、文化財等の物
体の形状測定や、生産ラインでの物体の厚さ、物体に生
ずるキズ等の大きさ、位置の測定等に用いられる可視域
のレーザ光を用いた非接触変位検出器に関するものであ
る。
体の形状測定や、生産ラインでの物体の厚さ、物体に生
ずるキズ等の大きさ、位置の測定等に用いられる可視域
のレーザ光を用いた非接触変位検出器に関するものであ
る。
（従来の技術及びその問題点）
従来、この種の非接触変位検出器は、例えば第１図に示
すものがあった。すなわち、被検出物に対づるレーザ光
の照射位置を確認するため、６３２．８ｎｍの１１Ｊ視
のレーザ光を発するＨｅ−Ｎｅガスレーザ１、音響光学
変調器２、反射鏡３、集光レンズ４及び光半導体装置検
出器５等を一ケース内に含む構造となっていた。
すものがあった。すなわち、被検出物に対づるレーザ光
の照射位置を確認するため、６３２．８ｎｍの１１Ｊ視
のレーザ光を発するＨｅ−Ｎｅガスレーザ１、音響光学
変調器２、反射鏡３、集光レンズ４及び光半導体装置検
出器５等を一ケース内に含む構造となっていた。
この非接触変位検出器は、下記のようにして被検出物を
検出する。先ず、Ｈｅ−Ｎｅガスレーザ１から出射され
たレーザ光６は、音響光学変調器２によって変調され、
透過光７と回折光８に分離され、反射鏡３によって光軸
調整された透過光７２回折光８のうち透過光７は、スリ
ット９の壁によって遮断されて、回折光８のみが非接触
変位検出器外に出射される。出射された回折光８は、被
検出物１０の光照射点１１に照射され、この光照射点１
１で反射・散乱される。反射・散乱された光（７１７＝
部１２と被検出物１０の周囲の背景光は、この非接触変
位検出器内の集光レンズ４により、光半導体装置検出器
５の受光面上の集光点１３に集光される。次に、光半導
体装置検出器５は、この集光点１３の位置を電気信号と
して出力する。次に、被検出物１０による反射・散乱光
１２による検出すべき電気信号と、周囲の背景光による
雑音である電気信号とのＳ／Ｎ比を向上させるために、
非接触変位検出器内の演算回路１４では、音響光学変調
器２の変調と同期して、反射・散乱光１２による電気信
号を検出し、被検出物１０の位置が計算され、この計算
結果は、非接触変位検出器外の例えば、プロッタやＣＲ
Ｔなどの表示部１５に表示される。また、回折光８の光
軸上を移動した被検出物１０′の場合、光照射点１１′
で反射・散乱した光１２′ は集光点１３′ に集光さ
れ、前述したと同様の方法により被検出物１０′ の位
置が計算される。
検出する。先ず、Ｈｅ−Ｎｅガスレーザ１から出射され
たレーザ光６は、音響光学変調器２によって変調され、
透過光７と回折光８に分離され、反射鏡３によって光軸
調整された透過光７２回折光８のうち透過光７は、スリ
ット９の壁によって遮断されて、回折光８のみが非接触
変位検出器外に出射される。出射された回折光８は、被
検出物１０の光照射点１１に照射され、この光照射点１
１で反射・散乱される。反射・散乱された光（７１７＝
部１２と被検出物１０の周囲の背景光は、この非接触変
位検出器内の集光レンズ４により、光半導体装置検出器
５の受光面上の集光点１３に集光される。次に、光半導
体装置検出器５は、この集光点１３の位置を電気信号と
して出力する。次に、被検出物１０による反射・散乱光
１２による検出すべき電気信号と、周囲の背景光による
雑音である電気信号とのＳ／Ｎ比を向上させるために、
非接触変位検出器内の演算回路１４では、音響光学変調
器２の変調と同期して、反射・散乱光１２による電気信
号を検出し、被検出物１０の位置が計算され、この計算
結果は、非接触変位検出器外の例えば、プロッタやＣＲ
Ｔなどの表示部１５に表示される。また、回折光８の光
軸上を移動した被検出物１０′の場合、光照射点１１′
で反射・散乱した光１２′ は集光点１３′ に集光さ
れ、前述したと同様の方法により被検出物１０′ の位
置が計算される。
しかしながら、従来の非接触変位検出器は、レーザ光源
、音響光学変調器等の光変調器、位置検出器及びこれら
を駆動・制御する回路（例えば、音響光学変調器２用駆
動回路１６）、電源等が一ケース内に収容されているの
で、重量が２〜３ Ｋｙと大きくなり、移動が容易でな
いという欠点があった。また、この非接触変位検出器内
には、反射鏡の光軸調整、スリットによる透過光の遮断
、音響光学変調器の場合はブラック角の調整等の精密な
微調整機構が多数内蔵されており、この非接触変位検出
器を移動させると、振動や衝撃等によってアライメント
に変動が生じ、レーザ光量や光軸にずれが生じる欠点が
あった。この欠点を除去するために微調整機構など各部
を頑強なものにすると、さらに複雑化し、重量も大きく
なるという欠点が発生する。
、音響光学変調器等の光変調器、位置検出器及びこれら
を駆動・制御する回路（例えば、音響光学変調器２用駆
動回路１６）、電源等が一ケース内に収容されているの
で、重量が２〜３ Ｋｙと大きくなり、移動が容易でな
いという欠点があった。また、この非接触変位検出器内
には、反射鏡の光軸調整、スリットによる透過光の遮断
、音響光学変調器の場合はブラック角の調整等の精密な
微調整機構が多数内蔵されており、この非接触変位検出
器を移動させると、振動や衝撃等によってアライメント
に変動が生じ、レーザ光量や光軸にずれが生じる欠点が
あった。この欠点を除去するために微調整機構など各部
を頑強なものにすると、さらに複雑化し、重量も大きく
なるという欠点が発生する。
さらに、従来の構成では、レーザ光源等の熱源と位置検
出器、集光レンズとが−ケース内に収容 ・されている
ため、位置検出器及び集光レンズが熱の影響をうけて検
出誤差を生じてしまう欠点があり、さらにこの検出誤差
を防止するために、例えば冷却ファン１７を内蔵させて
いるが、完全に冷却ファン１７によって熱の影響を防止
できない欠点があった。完全な防止を可能とする冷却装
置を使用したとき、非接触変位検出器は、さらに複雑化
し、大型化するという欠点があった。
出器、集光レンズとが−ケース内に収容 ・されている
ため、位置検出器及び集光レンズが熱の影響をうけて検
出誤差を生じてしまう欠点があり、さらにこの検出誤差
を防止するために、例えば冷却ファン１７を内蔵させて
いるが、完全に冷却ファン１７によって熱の影響を防止
できない欠点があった。完全な防止を可能とする冷却装
置を使用したとき、非接触変位検出器は、さらに複雑化
し、大型化するという欠点があった。
本発明は、前記のような欠点を除去するためになされた
もので、可視域のレーザ光源と該レーザ光源より発せら
れたレーザ光を変調する光変調器とを有する検出光源部
と、前記レーザ光を前記検出光源部から検出センサ部に
伝送する光伝送路と、被検出物によって反射・散乱され
た前記光伝送路を透過した光を集光する集光レンズと位
置検出器とを有する検出センサ部とからなり、かつ前記
光伝送路を介して、前記検出光源部と前記検出センサ部
とが分離していることを特徴とする非接触変位検出器を
提供することにより、検出センサ部の移動を容易にし、
且つ検出精度を向上させることを目的とする。以下、本
発明の実施例を第２図に基づき詳細に説明する。
もので、可視域のレーザ光源と該レーザ光源より発せら
れたレーザ光を変調する光変調器とを有する検出光源部
と、前記レーザ光を前記検出光源部から検出センサ部に
伝送する光伝送路と、被検出物によって反射・散乱され
た前記光伝送路を透過した光を集光する集光レンズと位
置検出器とを有する検出センサ部とからなり、かつ前記
光伝送路を介して、前記検出光源部と前記検出センサ部
とが分離していることを特徴とする非接触変位検出器を
提供することにより、検出センサ部の移動を容易にし、
且つ検出精度を向上させることを目的とする。以下、本
発明の実施例を第２図に基づき詳細に説明する。
（実施例）
第２図は、本発明の一実施例を示す構成図である。先ず
本実施例は、可視光を発するレーザ光源としてのＨｅ−
Ｎｅガスレーザ（波長６３２．８ｎｍ、出力５ＩＩＩＷ
）１、光変調器としての中心周波数８０ＭＨｚの音響光
学変調器２、反射１１３、スリット９、演算回路１４、
前記音響光学変調器２を駆動づる音響光学変調器用駆動
回路１６、冷却用ファン１７及び集光用レンズ１８を有
する検出光源部１９と、この検出光源部１９から発せら
れたレーザ光を後記する検出センサ部２２に伝送する光
伝送路としての石英系の約３ｍの光ファイバ（Ｇ Ｉ
−５０） ２０と、この光ファイバ２０の一端、」リメ
ート用レンズ２１、集光レンズ４及び光半導体装置検出
器５としての一次元位置検出用ＰＳＤ、５１３５２（浜
松ホトニクス■製。
本実施例は、可視光を発するレーザ光源としてのＨｅ−
Ｎｅガスレーザ（波長６３２．８ｎｍ、出力５ＩＩＩＷ
）１、光変調器としての中心周波数８０ＭＨｚの音響光
学変調器２、反射１１３、スリット９、演算回路１４、
前記音響光学変調器２を駆動づる音響光学変調器用駆動
回路１６、冷却用ファン１７及び集光用レンズ１８を有
する検出光源部１９と、この検出光源部１９から発せら
れたレーザ光を後記する検出センサ部２２に伝送する光
伝送路としての石英系の約３ｍの光ファイバ（Ｇ Ｉ
−５０） ２０と、この光ファイバ２０の一端、」リメ
ート用レンズ２１、集光レンズ４及び光半導体装置検出
器５としての一次元位置検出用ＰＳＤ、５１３５２（浜
松ホトニクス■製。
有効受光面積３ａｘ ２．５ａｍ＞を有する検出センサ
部２２とからなっている。
部２２とからなっている。
本実施例によれば、先ず、Ｉｆ ｅ −Ｎ ｅガスレー
ザ１から出射された６３２．８ｎｍのレーザ光６は、音
響光学変調器２によって変調周波数２ ｋＨ２で変調さ
れ、透過光７と回折光８に分離される。透過光７は、ス
リット９の壁によって遮断され、回折光８はスリット９
を通過して、集光用レンズ１８によって、検出光源部１
９と検出レンサ部２２とを結ぶ光ファイバ２０に結合さ
れ伝搬する。そして、°検出センサ部２２内の光ファイ
バ２０の一端より出射した回折光８は、コリメート用レ
ンズ２１によってコリメート光２３として、被検出物１
ｏの光照射点１１に照射され、一部反射・散乱される。
ザ１から出射された６３２．８ｎｍのレーザ光６は、音
響光学変調器２によって変調周波数２ ｋＨ２で変調さ
れ、透過光７と回折光８に分離される。透過光７は、ス
リット９の壁によって遮断され、回折光８はスリット９
を通過して、集光用レンズ１８によって、検出光源部１
９と検出レンサ部２２とを結ぶ光ファイバ２０に結合さ
れ伝搬する。そして、°検出センサ部２２内の光ファイ
バ２０の一端より出射した回折光８は、コリメート用レ
ンズ２１によってコリメート光２３として、被検出物１
ｏの光照射点１１に照射され、一部反射・散乱される。
なお、被検出物１ｏが、容易に光を反射・散乱する物体
でなければ、被検出物１０の光照射点１１に、反射・散
乱する手段を処せばよい。次に、反射・散乱した光の一
部１２と被検出物１０の周囲の背景光は、集光レンズ４
によって光半導体装置検出器５の受光面上の集光点１３
に集光され、従来と同様にして演算回路１４によって被
検出物１０の位置が計算される。
でなければ、被検出物１０の光照射点１１に、反射・散
乱する手段を処せばよい。次に、反射・散乱した光の一
部１２と被検出物１０の周囲の背景光は、集光レンズ４
によって光半導体装置検出器５の受光面上の集光点１３
に集光され、従来と同様にして演算回路１４によって被
検出物１０の位置が計算される。
以上、本実施例によれば、検出光源部と検出センサ部を
一ケース内に収容した従来の非接触変位検出器と比較し
て、検出光源部と検出センサ部とが分離しているので、
測定時において、可動させるもの（従来は非接触変位検
出器それ自体、本実施例は検出センサ部である。）が軽
量となるので、移動が非常に容易になる。また、音響光
学変調器等に対して必要な光学系の精密な微調整機構を
有する検出光源部は、測定時において、光ファイバ等の
光伝送路を介して検出センサ部のみが移動するため、こ
の移動による振動や衝撃の影響を受けない。この結果、
検出光源部内のアライメントのずれによる光量及び光軸
の変動を小さくすることができ、安定に保持することが
できるので検出精度を向上させることができる。さらに
、検出センサ部には、レーザ光源、音響光学変調器用駆
動回路等の熱源を含んでいないため、光半導体装置検出
器等の位置検出器に対する熱の影響を小さくすることが
できる。
一ケース内に収容した従来の非接触変位検出器と比較し
て、検出光源部と検出センサ部とが分離しているので、
測定時において、可動させるもの（従来は非接触変位検
出器それ自体、本実施例は検出センサ部である。）が軽
量となるので、移動が非常に容易になる。また、音響光
学変調器等に対して必要な光学系の精密な微調整機構を
有する検出光源部は、測定時において、光ファイバ等の
光伝送路を介して検出センサ部のみが移動するため、こ
の移動による振動や衝撃の影響を受けない。この結果、
検出光源部内のアライメントのずれによる光量及び光軸
の変動を小さくすることができ、安定に保持することが
できるので検出精度を向上させることができる。さらに
、検出センサ部には、レーザ光源、音響光学変調器用駆
動回路等の熱源を含んでいないため、光半導体装置検出
器等の位置検出器に対する熱の影響を小さくすることが
できる。
本発明は、前記実施例に限らず下記のものであってもよ
い。先ず、可視域のレーザ光源として、ＩＩ ｅ −Ｎ
ｅガスレーザを用いたが、これに限定されることなく
、例えば１ｌｅ−Ｃｄガスレーザ等のレーザ光を発する
レーザ光源でもよく、望ましくは、視感度の高い波長４
００ｎｍ〜７００ｒｌｌｌｌのレーザ光源がよい。
い。先ず、可視域のレーザ光源として、ＩＩ ｅ −Ｎ
ｅガスレーザを用いたが、これに限定されることなく
、例えば１ｌｅ−Ｃｄガスレーザ等のレーザ光を発する
レーザ光源でもよく、望ましくは、視感度の高い波長４
００ｎｍ〜７００ｒｌｌｌｌのレーザ光源がよい。
次に、光変調器は、電気光学効果によφ光変調器、磁気
光学効果による光変調器等であってもよく、消光比が高
く、構成の簡便さから音響光学変調器が望ましい。次に
、位置検出器は光半導体装置検出器に限らず、光が照射
される位置によって、信号を取り出すことができるＣＯ
Ｄ等の位置検出器であってもよい。次に、被検出物に照
射する光は、回折光でなくて透過光でもよいが、回折光
の方が消光比が高いため、かつ周囲の背景光とのＳ／Ｎ
比がとりやずいので、回折光の方が望ましい。次に、光
伝送路は、石英系のＧ ｌ−５０の光ファイバに限らず
、プラスチックファイバ等の他の光ファイバでもよい。
光学効果による光変調器等であってもよく、消光比が高
く、構成の簡便さから音響光学変調器が望ましい。次に
、位置検出器は光半導体装置検出器に限らず、光が照射
される位置によって、信号を取り出すことができるＣＯ
Ｄ等の位置検出器であってもよい。次に、被検出物に照
射する光は、回折光でなくて透過光でもよいが、回折光
の方が消光比が高いため、かつ周囲の背景光とのＳ／Ｎ
比がとりやずいので、回折光の方が望ましい。次に、光
伝送路は、石英系のＧ ｌ−５０の光ファイバに限らず
、プラスチックファイバ等の他の光ファイバでもよい。
次に、反射鏡はなくてもよいが、検出光源部の小型化を
所望するときは、反射鏡を設けた方がよい。次に、検出
光源部の集光用レンズ、スリット、検出センサ部のコリ
メート用レンズは、測定対象や測定精度によって、適宜
膜ければよい。
所望するときは、反射鏡を設けた方がよい。次に、検出
光源部の集光用レンズ、スリット、検出センサ部のコリ
メート用レンズは、測定対象や測定精度によって、適宜
膜ければよい。
以上、本発明によれば、検出光源部と検出センサ部とを
分離し、それらの間に光ファイバ等の光伝送路を設ける
ことにより、ロボットアームの誘導やステージ上での３
次元測定等の被検出物にあわせて非接触変位検出器の移
動が極めて容易になり、かつ被検出物の位置等を高精度
で検出ｅきる効果がある。
分離し、それらの間に光ファイバ等の光伝送路を設ける
ことにより、ロボットアームの誘導やステージ上での３
次元測定等の被検出物にあわせて非接触変位検出器の移
動が極めて容易になり、かつ被検出物の位置等を高精度
で検出ｅきる効果がある。
第１図は従来の非接触変位検出器を示す構成図、第２図
は本発明の一実施例を示す構成図である。 １・・・Ｈｅ−Ｈｅガスレーザ、２・・・音響光学変調
器、３・・・反！）１鏡、４・・・集光レンズ、５・・
・光半導体装置検出器、６・・・レーザ光、７・・・透
過光、８・・・回折光、９・・・スリット、１０・・・
被検出物、１１・・・光照射点、１２・・・反射・散乱
光、１３・・・集光点、１８・・・集光用レンズ、１９
・・・検出光源部、２０・・・光ファイバ、２１・・・
］リメート用レンズ、２２１・検出センザ部 手 続−補 正 書 く自発） 昭和５９年１２月１８日 特許庁長官 志 賀 学 殿 雫 １、事件の表示 昭和５９年特許願第９３５８１号２、
発明の名称 非接触変位検出器 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 東京都新宿区中落合２丁目７番５号〒１６１ 置
０３（９５２）１１５１名称 ホ − ヤ 株 式
会 社 （１）明細書の「発明の詳細な説明」の欄５、補正の内
容
は本発明の一実施例を示す構成図である。 １・・・Ｈｅ−Ｈｅガスレーザ、２・・・音響光学変調
器、３・・・反！）１鏡、４・・・集光レンズ、５・・
・光半導体装置検出器、６・・・レーザ光、７・・・透
過光、８・・・回折光、９・・・スリット、１０・・・
被検出物、１１・・・光照射点、１２・・・反射・散乱
光、１３・・・集光点、１８・・・集光用レンズ、１９
・・・検出光源部、２０・・・光ファイバ、２１・・・
］リメート用レンズ、２２１・検出センザ部 手 続−補 正 書 く自発） 昭和５９年１２月１８日 特許庁長官 志 賀 学 殿 雫 １、事件の表示 昭和５９年特許願第９３５８１号２、
発明の名称 非接触変位検出器 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 東京都新宿区中落合２丁目７番５号〒１６１ 置
０３（９５２）１１５１名称 ホ − ヤ 株 式
会 社 （１）明細書の「発明の詳細な説明」の欄５、補正の内
容
Claims (3)
- （１） 可視域のレーザ光源と該レーザ光源より発せら
れたレーザ光を変調する光変調器とを有する検出光源部
と、前記レーザ光を前記検出光源部から検出センサ部に
伝送する光伝送路と、被検出物によって反射・散乱され
た前記光伝送路を透過した光を集光する集光レンズと位
置検出器とを有する検出センサ部とからなり、かつ前記
光伝送路を介して、前記検出光源部と前記検出センサ部
とが分離していることを特徴とする非接触変位検Ｗ。 器。 - （２） 光伝送路が光ファイバであることを特徴とする
特許請求の範囲第（１）項記載の非接触変位検出器。 - （３） 光変調器が音響光学変調器であることを特徴と
する特許請求の範囲第（１）項乃至第（２）項記載の非
接触変位検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9358184A JPS60237306A (ja) | 1984-05-10 | 1984-05-10 | 非接触変位検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9358184A JPS60237306A (ja) | 1984-05-10 | 1984-05-10 | 非接触変位検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60237306A true JPS60237306A (ja) | 1985-11-26 |
| JPH0226162B2 JPH0226162B2 (ja) | 1990-06-07 |
Family
ID=14086235
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9358184A Granted JPS60237306A (ja) | 1984-05-10 | 1984-05-10 | 非接触変位検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60237306A (ja) |
-
1984
- 1984-05-10 JP JP9358184A patent/JPS60237306A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0226162B2 (ja) | 1990-06-07 |
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