JPS6078303A - 非接触光学式変位測定装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、微小な相対変位を光学的方法で捕捉し、非接
触で変位測定を行うための非接触光学式変位測定装置に
関するものである。

被測定変位部分を光学的に捕捉するセンサー部としてイ
メージディセクタ管を使用し、変位測定を行う非接触光
学式変位測定装置は周知である。

この非接触光学式変位測定装置は、被測定変位部分のタ
ーゲットから放射又は反射される可視光線または赤外線
を追跡し、ターゲ・２ト像をイメージディセクタ管のフ
ォトカソード上に結像させ、さらにこのフォトカソード
からの光電子像を加速してアパーチャを通過させる。こ
の際ターゲットの明暗境界の光電子像がアパーチャ中央
を通過するように偏向させるために必要な偏向電流の一
部を取り出し変位測定を行うものが多い。かかる非接触
光学式変位測定装置は、一般に、ターゲラ１〜像を捕捉
するための光学系を主体とする撮像部（カメラ部）と、
撮像部からの出力を適当な態様及びレベルに調整した後
測定値の出力、表示、記録等を行う測定装置本体部と、
から構成され、これら両部間を所要心線数及び長さく例
えば５ｍ）のケ−プルをもって接続して測定を行うもの
が多い。

かかるケーブルは、撮像部の機動性を減じることになり
、またイメージディセクタ管を使用する場合、接続され
るプリアンプは高い入力インピーダンスのものを使用せ
ざるを得す、殊に測定装置本体から見ればノイズを拾い
出すアンテナとして作用する。さらにケーブルの浮遊容
量の影響を除去するため位相補償用コンデンサを必要と
することから周波数応答性を低下せしめることになる。

その上、撮像部における偏向コイルの抵抗は小さいもの
であるので、この値とケーブルの抵抗との比率も無視し
得ないものとなる。

このような変位測定装置は、常に理想的な測定環境にお
いて測定されるとは限らず、むしろ遠隔場所や危険箇所
の変位測定における用途が多い。

例えば、橋梁の変位を測定する場合やロケット発射台の
変位の測定等を始め、高温や有害雰囲気等における測定
では、技術者の操作を必要とする測定装置本体と撮像部
とは離隔することになる。このような場合、いきおい接
続ケーブルは数十ｍのように長大とならざるを得ないが
、ケーブル長さが大となるに従って、たとえシールド等
に配慮したとしても、前述のような諸点において測定に
著しい悪影響を及ぼすようになる。

本発明は、上述の非接触光学式変位測定装置における接
続ケーブルを不要とし、従来装置の欠点を除去すること
を目的とする。

この目的は、特許請求の範囲に記載の構成を有する非接
触光学式変位測定装置によって解決される。

本発明にかかる非接触光学式変位測定装置によって、何
等の悪影響を被ることなしに遠隔位置の変位測定が可能
となり、非接触光学式変位測定の応用範囲が拡大される
。

以下、従来装置の概要を含め、本発明にかかる非接触光
学式変位測定装置の実施例奇示す添付図を参照して本発
明を開示する。

第１図は、従来技術にかかる非接触光学式変位測定装置
の主要部を示すブロック図であり、ターゲット１を光学
的に捕捉するためのカメラを内蔵する撮像部■と該撮像
部からの信号を受け適当な出力信号に変換しかつ該撮像
部を制御するための装置本体Ｂとから構成される。これ
ら両者間はケーブルＣで接続される。撮像部■は、ター
ゲット１の明暗境界像をレンズ系２によって捕捉し、イ
メージディセクタ管のフォトカソード３上に結像させる
。フォトカソード３によって変換されたクーゲット１の
明暗境界に相当する光電子像はイメージディセクタ管の
アパーチャ４に達する。この光電子像はアパーチャ４を
通過した後マルチプライヤ部５で増倍され、アノード６
に到達する。このアノード６に到達する光電子の量はア
パーチャ４を通過する電子像の明暗割合に比例する。そ
こで、アパーチャ４に至る電子ビームに対して、偏向コ
イル７から適当な偏向を加え、ターゲット１の矢印Ｙの
ような変位にも拘わらず、アノード６に到達する光電子
の量が常に一定であるように調整されたとする。この場
合の偏向コイル７に供給される偏向電流はターゲット１
の変位Ｙを補償するものであり、該電流を取り出すこと
によりクーゲットの変位を測定することができる。

なお、本体部Ｂは、主としてプリアンプ８、偏向用回路
９およびデータ検出周回１１８１０を含む。

被測定対象たるターゲット１が変位した場合、装置本体
Ｂへの入力、したかっ、てプリアンプ８の出力も変化し
ようとする。、この変化を、先にクーゲットの明暗境界
がアパーチャ４の中心にあった場合の出力と比較し、そ
の差を零とするように偏向回路９を作動させ、該出方を
撮像部■の偏向コイル７に補償電流として供給すること
により光電子像の明暗境界はアパーチャ４の中心に引き
戻される。

この補償電流を、データ検出用回路１ｏを介して取り出
した装置本体Ｂがらの出力０ば、図示されていない解析
器（アナライザー）に送られ、適宜解析された後、必要
に応して表示されまたは記録される。

第２図は、本発明にがかる非接触光学式変位測定装置の
測定部Ｍを示すブロック図であり、第１図と同一の部材
には１１ないし２ｏとして下Ｉ桁が同じ参照符号を以て
示しである。この測定部Ｍには、さらにデータ処理回路
２１及びデータ送受信部２２が配設される。この破線で
囲まれた測定部Ｍは、一体に形成されていて、図示され
ていない取りつけ用部材により、被測定対象たるクーゲ
ット１１をレンズ系１２によって捕捉可能な位置に任意
に設置することができる。なお、この測定部Ｍにはデー
タ送受信部２２のアンテナＡが設けられ、図示されてい
ない測定制御部との間での電磁エネルギー等の送受信を
行う。また、測定部Ｍと、測定制御部とが共通の電源線
を使用している場合には、データ及び制御信号をディジ
クル化処理し、電源線搬送を利用することもできる。

第３図は、本発明にかかる町接触光学式変位測定装置を
使用する場合の配置例を示すもので、一点鎖線でかこま
れた部分は、被測定対象たるクーゲット３１の周辺を示
すものである。本実施例では、ターゲット３１のＹ方向
及びＺ方向の変位を測定するための、２台の測定部Ｎｏ
、１及びＮ００２によって測定が行われる。再測定部Ｎ
ｏ、　１及びＮｏ、２のアンテナＡ、及びＡ２と測定制
御部ＭＣのアンテナＡｏとの間は、電波、可視光線、赤
外線等のような電磁波エネルギーはもとより、その他適
当な周知の送受信媒体または搬送通信技術を使用し、こ
れらに適合する機器を介して遠隔送受信により接続され
る。かかる送受信方式及び使用機器等は、周知技術が適
用可能でありさらに電源回路等についても同様であるの
で詳述はしない。さらに、各測定部と測定制御部との間
のデータ及び制御信号の伝送に当り、Ｓ／Ｎ比を向上さ
せ正確な変位測定のために、ディジタル量を利用すると
有利であるので、各送受信部にアナログ−ディジタル変
換回路を付属させると都合がよいが、かかる技術も周知
であるので詳述はしない。

測定制御部ＭＣは、先の測定部に内蔵された送受信器と
対応する送受信器を始め、測定の目的、用途、被制御測
定部の台数等により所望構成部材をもって構成される。

一般に、制御用コンピュータ、解析器、表示・記録器（
ＣＲＴ、プリンター等）などを以て構成される。

第３図の実施例は、単に２台の測定部Ｎ０１１及びＮｏ
、２を図示しているが、それ以上の台数の測定制御も可
能であることは明らかであろう。

本発明にかかる非接触光学式変位測定装置によれば、信
号送受信のための接続用ケーブルが不要であるため機動
性が向上し、また周波数特性が大幅に向上する。さらに
、高所や悪霊囲気のように危険箇所での変位測定も可能
となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来技術にかかる非接触光学式変位測定装置
のブロック図である。 第２図は、本発明にかかる非接触光学式変位測定装置の
測定部のブロック図である。 第３図は、本発明にかかる非接触光学式変位測定装置の
測定状態を示す機器配置図である。 図中、主な参照符号の対応は以下の通りである。 １１：クーゲット　１２：レンズ系 １３：フォトカソード １４ニアパーチヤ １５：マルチプライヤ部 １６：アノード　１７：偏向コイル １８：プリアンプ　１９：偏向回路 ２０：データ検出用回路 ２１：データ処理用回路 ２２：データ送受信部 ■：撮像部　Ｂ：装置本体 Ｃ：ケーブル　Ｏ：　′／Ａ１１定出力Ｍ：測定部　Ｍ
Ｃ：測定制御部 Ａ：アンテナ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）被測定変位部分を光学的に捕捉し、変位測定を行
   うための非接触光学式変位測定装置において、 測定部が、測定信号を処理するための回路と、該処理さ
   れた測定信号ならびに前記測定部に対する制御信号を、
   測定制御部との間で遠隔受送信するための回路と、を具
   備することを特徴とする非接触光学式変位測定装置。 （２、特許請求の範囲第１項記載の非接触光学式変位測
   定装置において、 前記測定部と前記測定制御部との間の各信号の受送信を
   ディジクル量によって行うために各装置がアナログ−デ
   ィジタル変換回路を具備するもの。