JPS6093908A - 距離の無接触測定方法および装置 - Google Patents

距離の無接触測定方法および装置

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JPS6093908A
JPS6093908A JP20393884A JP20393884A JPS6093908A JP S6093908 A JPS6093908 A JP S6093908A JP 20393884 A JP20393884 A JP 20393884A JP 20393884 A JP20393884 A JP 20393884A JP S6093908 A JPS6093908 A JP S6093908A
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point
light
measurement
beams
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JP20393884A
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ビクトール、ボトライ
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Siemens AG
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Siemens Schuckertwerke AG
Siemens AG
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/026Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness by measuring distance between sensor and object
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06Systems determining position data of a target
    • G01S17/08Systems determining position data of a target for measuring distance only

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  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、1つの基準平面からの1つの表面の1つの特
定の点の間隔の無接触測定方法およびその実施のだめの
測定装置に関する。
〔従来の技術〕
1つの基準平面からの1つの表面の1つの特定の点の距
離の無接触測定方法であって、種々の方向から入射し、
基準平面内に定められている1つの共通の走査区間に向
けられ、かつこの走査区間の方向に往復運動せ1しめら
れる2つの光束により表面が走査され、この走査は走査
区間の範囲内で両光束がそのつど掃過すべき区間を往運
動の際にも復運動の際にも同一の時間で掃過するように
行なわれ、各光束の往運動の際にも復運動の際にも1つ
の基準時点および1つの測定時点から成るそれぞれ1つ
の時点対が検出され、ここで基準時点とは往運動または
復運動せしめられる当該の光束が走査区間の1つの対応
づけられている終端点に向けられている時点であり、寸
だ測定時点とは当該の光束が表面で反射された後の反射
光束をこの反射光束により掃過される空間的に固定の測
定窓を通じて測定することにより得られる測定信号の時
間と共に上昇する縁または下降する縁が1つの所定の強
度レベルに到達する時点であり、各時点対の1つの測定
時点と1つの基準時点との間の時間間隔が基準平面から
の表面の特定の点の間隔の尺度として利用される方法は
、ドイツ連邦共和国特許出願公開第2842669号明
細書から公知である。この公知の方法では表面が、種々
の入射方向で基準平面に入射する2つの光束により走査
される。その理由は特に著しく非平坦な表面、たとえば
面プロフィル、においで、表面で反射される光の1つの
特定の散乱光特性に基づいてまた表面に関する1つの望
ましくない入射角に基づいて誤った測定が行なわれたり
、測定信号が生ぜずに測定が中断されたりする場合が生
じ得ることである。・種々の入射方向で入射する光束の
使用により著しく非平坦な表面も誤りなしにまた中断な
しに測定され得る。
一般に、1つの基準平面からの1つの表面の1つの特定
の点の距離を測定するための前記種類の方法は、1つの
入射方向でのみ入射し往復運動せしめられる1つの光束
を必要とする。原理的には間隔測定のために1つの測定
時点および1つの基準時点のみ、従ってまた1つの方向
の1回の走査のみ必要とされる。
ドイツ連邦共和国特許出願公開第3036886号明細
書から、1つの基準平面からの1つの表面の1つの特定
の点の距離を無接触測定するだめの一般的な種類の方法
においては、先に引用したドイツ連邦共和国特許出願公
開第2842669号明細書に示されている問題点とは
異なる種類の問題点も生ずることが既に知られている。
この問題点は、それぞれの光束が表面で反射された反射
光束が空間的に固定配置されている測定窓(スリット)
を掃過する際に時間と共に上昇し次いで下降する鐘形曲
線の形態で生ずる測定信号の時間的強度分布曲線が対称
な鐘形曲線であることを前提条件としていることである
。しかし、強度分布が対称な鐘形曲線となるのは、表面
の散乱能が均等である場合に限る。この散乱能が場所に
よって異なっている場合には、強度分布は非対称な鐘形
曲線となる。研摩された表面において特に著しい散乱レ
ーザー光線の粒状性も鐘形曲線のこのような非対称化の
原因となり得る。このような非対称な鐘形曲線は通常、
対称な鐘形曲線にくらべて、急峻に変化する縁および緩
徐に変化する縁を有している。
このことは、ドイツ連邦共和国特許出願公開第3036
886号明細書に記載されているように、測定誤差の原
因となる。同公報には、この測定誤差を鐘形曲線の微分
により電子的に除去し得ることも示されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明が解決しようとする問題点は、1つの基準平面か
らの1つの表面の1つの特定の点の距離の無接触測定方
法において、表面状態にほとんど無関係に測定を行ない
得るように、強度分布の鐘形曲線の非対称件により惹起
される誤差を光学的手段によりほとんど除去することで
ある。
〔問題点を解決するだめの手段〕
との問題点は本発明によれば、特許請求の範囲第1項に
記載の方法により達成される。
本発明による方法の有利な実施態様は特許請求の範囲第
2項ないし第5項にあげられている。
種々の入射方向で基準平面に入射し往復運動せしめられ
る2つの光束により表面が同時に走査される本発明によ
る方法を実施するだめの有利な装置は特許請求の範囲第
6項ないし第8項にあげられている。
〔実施例〕
以下、図面により本発明の実施例を詳細に説明する。
第1図による装置でレーザー1がレーザー光線RLを垂
直に下方に送出し、このレーザー光線は光偏向器P K
 L Aにより垂直方向から左方および右方に往復して
偏向される。この往復偏向されたレーザー、光線RLは
垂直方向に対して傾けられている半透過鏡HDS、に当
る。この半透過鏡は光エネルギーの半分を透過させ、ま
た他の半分を部分光束の形態で右方に反射させる。
半透過鏡HDSpを透過した部分光束りの光路には、垂
直方向に対して傾けられて両面を鏡面にされたガラス板
からなる部分透過性の偏向鏡USpが配置されており、
この偏向鏡が部分光束りを左方に偏向させる。
右方および左方へ反射された部分光束RおよびLの光路
にそれぞれ1つの外部偏向鏡tJSp1またはUS、2
が配置されており、この外部偏向鏡が当該の部分光束R
4たはLを基準平面Bに向けて偏向させる。この基準平
面は紙面に対して垂直に延びており、光束RLおよび部
分光束R,Lは紙面内で(すなわち紙面に対して平行に
)往復偏向されるものと仮定されている。
半透過鏡HDS−右側の外部偏向鏡US、1との闇出曲
体を市Rの光路に1つの4自tin的tr然分系を昌鏡
S、が配置されており、この部分透過鏡が光エネルギー
のわずかな一部分を上方に3つの検出器す、a、Cに向
けて偏向させる。これらの検出器は右側の部分光束Rの
往復運動の際に偏向された部分光束R′により次々と掃
過される。これらの検出器b 、a 、cの各々は部分
光束R′の入射時にそれぞれ1つの測定信号を発し、各
信号は部分光束R′、従って捷だレーザー光線RLおよ
び部分光束りがそれぞれ1つの特定方向を占める基準時
点Lb、t、およびt。を定める。第1図には、これら
の光束がいわば重畳瞬間撮影でこれらの3つの方向で示
されている。
基準時点tbでは両部分光束RおよびLは基準平面Bの
1つの点ERに当るように向けられている。このように
向けられた部分光束が実線で図示されている。
時点t、では両部分光束RおよびLは、鎖線で図示され
ているように、基準平面の1つの点M′に当るように向
けられている。この時点taではレーザー光線RT、は
垂直に、捷た左右の部分光束RおよびLは正確に水平に
回けられている。時点taは主として、往復運動する部
分光束RおよびLの運動経過をチェックする役割をする
基準時点1゜では両部分光束RおよびLは、破線で図示
されているように、基準平面Hの1つの点ELに当るよ
うに向けられている。
点ER,M/およびELは基準平面B内で、両部分光束
RおよびLにより共通に掃過される走査区間Aを定める
。この走査区間は点ERおよびELで終端しており、そ
の中心点が点M/である。この中心点M′は時点taで
両部分光束RおよびLにより種々の方向から互いに同一
の入射角αで入射される。
上記の光学系に基づいて両部分光束RおよびLは同時に
同一の方向に往復運動し、また各瞬間に同時に走査区間
Aの1つの共通の点に向けられている。すなわち、1回
の往復運動に着目すれば、両部分光束RおよびLは先ず
矢印Hの方向に運動(1つ する。
H方向の運動の際には、先ず検出器すが、基準時点tb
を定める1つの測定信号を発生する。次に検出器aが、
時点taを定める1つの測定信号を発生する。最後に検
出器Cが、もう1つの基準時点t。を定める1つの測定
信号を発生する。その後に運動方向が反転して、両部分
光束RおよびLはZ方向に運動する。
Z方向の運動の際には、先ず検出器Cが基準時 ″点叫
を定める1つの測定信号を発生する。次に検出器aがそ
の測定信号を発生した後に、検出器すが基準時点t′b
を定める1つの測定信号を発生する。
部分光束RおよびLの往復運動は、両部分光束がいずれ
の方向の運動の際にも各瞬間に互いに同一の瞬時速度を
有する。すなわち、前記のように両部分光束は各瞬間に
走査区間Aの1つの共通の点に向けら名、ているので、
両部分光束は走査区間Aのどの点においても互いに同一
の瞬時速度を有(I6) する。
それにより走査区間Aのうちの任意の部分区間が両部分
光束によりいずれの運動方向でも互いに同一の時間で掃
過される。
基準時点tbおよびt。により2つの零平面N1および
N2が定義されている。一方の零平面N1は基準平面B
の下側に、他方の零平面N2は基準平面Bの上側に位置
し、またいずれも基準平面Bに対して平行に延びている
両零平面は、かりに一方の部分光束に対する基準時点t
cを他方の部分光束に対する基準時点tbと一致させれ
ば部分光束Rおよび部分光束りが互いに交わるであろう
点P1およびP2により定義されている。
これらの両点P1およびP2により1つの空間的に固定
の軸線Vが定義されている。この軸線上を垂直上方に進
む光線が両面に鏡面を有する偏向鏡US、で右方に偏向
した後の光路に光検出器DMが配置されている。この光
検出器の検出窓Fの前には、2つのスリット状の絞りB
LIおよびB L 2とそれらの中間に位置する結像光
学系ALとが配置されている。
測定対象の表面OWの1つの特定の点Pと基準平面Bと
の間の距離dを測定するためには、点PはM平mlとN
2との間に位置せしめられなけれ・ばならない。点Pは
、両部分光束RおよびLにより走査中に両方向に掃過さ
れて結像光学系ALにより結像される表面OWの測定面
F′の中心に位置している。もし表面OWが測定面F/
内で均等な散乱能を有していれば、表面で反射された光
線により光検出器DMから時間と共に対称な鐘形曲線状
に変化する測定信号が得られる。
散乱能または表面状態が測定面F′内で均等でなければ
、測定信号の時間的変化は非対称な鐘形曲線となる。た
とえば測定面F′の点Pから右側の範囲が明るく、点P
から左側の範囲が暗いとすれば、H方向の走査の際には
、上昇縁が下降縁よりも急峻でありピークが1昇級の方
向にずれてぃる測定信号が生ずる。Z方向の走査の際に
は、それと正反対であり、すなわち下降縁が上昇縁より
も急峻でありピークが下降縁の方向にずれている測定信
号が生ずる。走査区間Aの任意の部分区間を掃過するの
にH方向に運動する部分光束Rが要する時間とZ方向に
運動する部分光束りが要する時間とは相等しいので、両
方向の走査の際に得られる鐘形曲線は互いに鏡面対称で
ある。
次に第2図を参照して、第1図による装置の作動1の仕
方およびその基礎となっている原理を説明する。4つの
継続時間から成り基準平面Bからの表面OWの点Pの間
隔dを表わす測定値がいかにして得られるかを、先ず対
称な鐘形曲線の測定信号の場合について波形図Iないし
■により説明する。
基準時点tbで両部分光束RおよびLは走査区間Aの右
側の終端点BRで交わる。表面OWは基準平面Bの下側
に位置しているので、右側の部分光束Rが表面OWに当
る点R1は左側の部分光束りが表面OWに当る点L1よ
りも点Pに近い。
このことは、11方向の運動の際には右側の部分光束R
が左側の部分光束りよりも早く測定面F′に当ることを
意味する。
従って、第2図の波形図Iに、右側の部分光束Rにより
生ずる対称鐘形曲線状の測定信号MRT、。
は左側の部分光束りにより生ずる測定信号MLHよりも
時間的に早く現われている。
走査区間Aの左側の終端点ELを超過した後に運動方向
が反転して、左側の終端点ELが今やZ方向に運動する
部分光束RおよrドLにより基準時点tloで再び到達
されると、旧制のH方向の運動の際と正反対になる。こ
のことは、Z方向の運動の際には左側の部分光束りによ
り生ずる対称鐘形曲線状の測定信号MLZが右側の部分
光束Rにより生ずる測定信号MRZよりも早くに現われ
ることを意味する。
対称鐘形曲線状の測定信号MR,1,MT、1□1ML
ZおよびMRZは、第2図の波形図■に示されているよ
うに、所与のしきい値Sを有する1つのしきい値要素に
より方形パルスに変換される。これらの方形パルスの前
縁により定められる時点”rlllll、tl2.tl
2はそれぞれ検出された測定時点を表わす。それらのう
ち測定時点tr□およびtl2は右側の部分光束Rに対
するものであり、また測定時点t11およびtl2は左
側の部分光束りに対するものである。
4つの検出された測定時点および4つの検出された基準
時点からそれぞれ1つの測定時点と1つの基準時点との
間の4つの時間隔がめられる。
その際に右側の部分光束Rに対しては、それにより生じ
た測定時点trlおよび’r2とならんで・走査区間A
の右側の終端点ERに対応づけられている基準時点tb
およびt′bのみが利用まだは検出される。同様に、左
側の部分光束りに対しては、それにより生じた測定時点
t11およびtl2とならんで、走査区間Aの左側の終
端点ELに対応づ1、−4−1’−お−y−1、Y?m
1l142i + −E% F’flXh/ Mn−A
F−tl1田または検出される。
このようにして一義的にめられた4つの時間間隔’ri
 ’b+’c J1+’12”cおよびtl)−tl2
が第2図の波形図■1に示されており、それらの長さは
それぞれの時間間隔に相当している。
これらの4つの時間間@tr1 ”l)+’o tll
tl2−1/cおよび”b’r2を加えると、それぞれ
1つの鐘形曲線MRH,MLH,MLz寸たはMRzと
それに対応づけられている基準時点tl)、1c。
t/まだは鈴との間の時間間隔の和に相当し、従ってま
た軸線V上に位置する表面OWの点Pの基準平面Bから
の間隔dに相当する1つの正確な測定値Mが得られる。
第2図中の波形図■は波形図Iに相当するが、相違点と
して波形図■では両側定信号が非対称な鐘形であり、こ
の例ではH方向の運動の際には上昇縁が下降縁よりも急
峻であり、Z方向の運動の際には下降縁が上昇縁よりも
急峻である。対称な測定信号MRH,MLH,ML Z
およびMRZに相当するこれらの非対称な測定信号が波
形図■にMR’H。
ML’H、ML’ZまたはMR’zで示されている。別
の波形図Vおよび■は波形図■および■に相当する。
測定信号が非対称な場合には測定時点1′f、□。
(/、1.1/、2およびt′r2が、測定信号が対称
な場合の測定時点tr0.t11.t12およびtr2
 と一致せず、 tIrl tb<t、、1b 、to t、、(t。1
/、1゜112 1 ’c (1′12 t ’c 、
t ′bt /r2 (t i、t 、 2となるので
、個々の時間間隔の測定値には誤差が生ずる。しかし、 t’−t= 重 r I ”r 1” ’ l! 2 ”l □−Δ
t l l 1!2 72”r2 ’r2””Δt2 であるから、4つの時間間隔の和は (”rz−’b)+(tcyt7□)+(t7□−1′
o)+(1i)−172)=M となる。すなわち、この和は測定信号MRI(、ML’
I(。
ML/ZおよびMR/zの形状と無関係であり、従って
(23) 常に正しい測定値を与える。
第3図および第4図には、第1図による装置の2つのコ
ンパクトな配置が示されている。第3図による配置が第
1図による配置と相違する点は、レーザー1と光偏向器
PKLAとの間に、レーザーから送出されたレーザー光
線をビームスプリッタに向けて90°偏向させるもう1
つの偏向鏡S、1が配置されていることのみである。そ
れにより、レーザー1が水平に配置され得るので、コン
パクトな配置にすることができる。
第4図による配置では、レーザー1は同じく水平に配置
されている。レーザー1から送出されたレーザー光線は
、レーザーlと光偏向器PKLAとの間に配置されてい
る2つの偏向鏡S、1およびS、2はより180°偏向
されるので、光偏向器PKLAは同じく水平に配置され
ている。この光偏向器の後に半透過鏡HDS、が配置さ
れており、この半透過鏡HDS、を通過した部分光束は
直接に偏向鏡US、2 に入射し、他方半透過鏡HDS
(24) で下方に反射さね、た部分光束はさらに偏向鏡US。
により右方に外部偏向鏡US、1に向けて反射される。
軸線V上を垂直上方に進む光線が両面に鏡面を有する1
偏向鏡US、で左方に偏向した後の光路に前記の実施例
と同じく絞りBLl、BL2.結像光学系ALおよび光
検出器DMが配置されてい、る。
第1図または第3図による装置の1つの有利な実施例で
は、半透過鏡HDS および偏向鏡US。
の代りに1つのプリズム(第5図)が設けられており、
その底面B′は側面EおよびDとそれぞれ角度 η=90°−(45°−arc(sinα’/n) )
/2ここで、nは相対屈折率、α′は入射角をなしてい
る。側面Eは、角度rで往復運動するレーザー光線RL
の光路に、レーザー光線が入射角α′で入射するように
配置されている。この側面は同時に、ビームスプリッタ
−(DS、を形成する1+−1ハ畢′S;爪盾か叫はム
hイ1八ス ス射角nl礒ζAζ0に選定されることは
目的にかなっている。反射された部分光束Rはそれによ
りレーザ光線RLに対して直角に出射される。
プリズム内に入った部分光束りはプリズムの底面B′で
全反射され、次いで側面りで屈折して出射角90°−α
Iで左方に出る。従って、この部分光束りは少し斜め1
に出射される。側面りが1つの反射防止膜を設けられて
いることは目的にかなっている。
ビームスプリッタの役割をプリズムにさせることにより
、両部分光束RおよびLに対して光偏向器PKLAから
零平面N1またはN2または基準平面Bまでの同一の光
路の設定が容易になる。
軸線V、、l:の光線を偏向させるために、偏向鏡US
、とは別に1つの偏向鏡が設けられていてもよい。
【図面の簡単な説明】
第1図は表面状態にほとんど無関係な本発明による方法
を実施するだめの装置の原理構成図、第2図1”−V[
は対称な測定信号および非対称な測定信号の場合におけ
る種々の波形図、第3図および第4図は第1図に原理構
成を示した装置において光源、基準時点検出器、光偏向
器、ビームスプリッタ、偏向装置および測定窓付き光検
出器がコンパクトに配置されている2つの実施例を示す
構成図、第5図はビームスプリッタおよび偏向鏡として
の役割をするプリズムの説明図である。 ■・・・光源、 A・・走査区間、 A T、・・結像
光学系、 B・・・基準平面、 B′・・・プリズム底
面、プリズム側面、 DM・・光検出器(測定時点用)
、EL 、BR・・・走査区間の終端点、 F・・・検
出窓、)−I・・・往運動方向、 HDS、・・半透過
鏡、 L・・左側の部分光束、 M・・・走査区間の中
心点、 Nl。 N2・・零平面、 OW・・表面、 P・・表面の特定
の点、 PKLA・・光偏向器、 R・・・右側の部分
光束、 S、・・・部分透過鏡、 USp・・部分透過
性偏向鏡、 US 19. US、2・・外部偏向鏡、
 Z・・複連動方向。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ■)1つの基準平面からの1つの表面の1つの特定の点
    の距離の無接触測定方法であって、種々の方向から入射
    し、基準平面内に定められている1つの共通の走査区間
    に向けられ、かつこの走査区間の方向に往復運動せしめ
    られる2つの光束により表面が走査され、この走査は走
    査区間の範囲内で両光束がそのつど掃過すべき区間を往
    運動の際にも復運動の際にも同一の時間で掃過するよう
    に行なわれ、各光束の往運動の際にも復運動の際にも1
    つの基準時点および1つの測定時点から成るそれぞれ1
    つの時点対が検出され、ここで基準時点とは往運動また
    は復運動せしめられる当該の光束が走査区間の1つの対
    応づけられている終端点に向けられている時点であり、
    また測定時点とは当該の光束が表面で反射された後の反
    射光束をこの反射光束により掃過される空間的に固定の
    測定窓を通じて測定することにより得られる測定信号の
    時間と共に上昇する縁寸だは下降する縁が1つの所定の
    強度レベルに到達する時点であり、 各時点対の1つの測定時点と1つの基準時点との間の時
    間間隔が基準平面からの表面の特定の点の間隔の尺度と
    して利用される測定方法において、 両光束(R,L)の一方(R)の往運動および復運動の
    際にそれぞれ検出される基準時点(tb、 t’b)は
    それぞれこの一方の光束(R)が走査区間(A)の一方
    の終端点(ER)に向けられている瞬間に検出され、ま
    た両光束の他方(L)の往運動および復運動の際にそれ
    ぞれ検出される基準時点(to、t′o)はそれぞれこ
    の他方の光束(L)が走査区間(A)の他方の終端点(
    EL)に向けられている瞬間に検出され、また基準平面
    (B)からの表面(OW)の特定の点(P)の距離(d
    )をめるために、一方の光束(R)の往運動および復運
    動の際に検出される2つの時点対と他方の光束(L)の
    往運動および復運動の際に検出される2つの時点対とか
    ら成る4つの時点対1 tb、t’r1:’lx +t
    c;t′o、t’l12:”rz+t′b)が検出され
    、各時間対から測定時点(t?1□5%。 1/ 、i/ )と基準時点(’l)+’(+’IC+
    t′b)72 r2 との間の時間間隔(tlr、tb、 tct′、1゜”
    l12’c”b ”r□’がめられ、またこれらの4つ
    の時間間隔の和から間隔(d)がめられることを特徴と
    する距離の無接触測定方法。 2)種々の方向から走査区間(A)に入射する両光束(
    R、L)が、走査区間(A)の中心点CM)に向けられ
    ている瞬間には互いに同″−の入射角(α)で入射する
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の測定方法
    。 3)両光束(R、L )が同時に運動させられることを
    特徴とする特許請求の範囲第1慎重たは第2項記載の測
    定方法。 4)両光束(R、L)が同時に往運動および復運動させ
    られることを特徴とする特許請求の範囲第3項記載の測
    定方法。 5)同時に往運動および復運動させられる両光束(R、
    L )が、各瞬間において同時に走査区間(A)内の互
    いに同一の点に向けられるように運動させられることを
    特徴とする特許請求の範囲第4項記載の測定方法。 6)1つの基準平面からの1つの表面の1つの特定の点
    の距離の無接触測定装置であって、光束を発生するだめ
    の光源と、1つの平面内で光束を周期的に偏向させるだ
    めの光偏向器と、光束が往復運動の際に2つの特定の位
    置を占める2つの基準時点を検出するため空間的に固定
    配置されている2つの感光性検出器と、前記平面と直交
    する1つの基準平面に光束が種々の方向から入射するよ
    うに光束を基準平面の方向に偏向させるだめの光学的偏
    向装置と、往復運動する光束が表面で反射された光の範
    囲内に空間的に固定配置されており測定時点を検出する
    1つの感光性検出器の検出窓と、検出された測定時点と
    検出された基準時点との間に測定された時間間隔を評価
    するだめの評価装置とを含んでいる測定装置において、
    往復運動する光束(RL)の光路内にこの光束(RL)
    を前記平面内を往復運動する2つの部分光束(R,L)
    に分割する1つのビームスプリッタ(HDS、)が配置
    されており、これらの両部分光束(R,L)が基準平面
    (B)内の走査区間(A)の両側の終端点を形成する同
    一の点(ER9EL)に基準時点で向けられるように両
    部分光束(R。 L)を種々の方向から基準平面(B)に向けて偏向させ
    るべく前記偏向装# (US、、US、1゜TTQ−9
    1肴′MII虚六 h で(ン h −寸 Jト禽り嘗
    2コ1番■猛置が、両光束のそれぞれ1回の往運動およ
    び復運動の際にそれぞれ検出された時点対からめられた
    測定時点’ ”r1+ ’r2+ t11+ ’72)
    と基準時点、一方の光束(R)の場合には走査区間(A
    )の一方の終端点(ER)に関する基準時点(tl)+
    t’l))まだ他方の光束(L)の場合には他方の終端
    点(BL)に関する基準時点t t、、tlc)、との
    間の時間間隔を加算する1つの加算装置を有することを
    特徴とする距離無接触測定装置。 7)偏向装置+US US 1.US、2)が、と−l
     p ムスプリツタ(HDSp)により発生された両部分光束
    (R、L)の一方(L )の光路に配置されておりこの
    部分光束を他方の部分光束の進行方向と反対の方向に偏
    向させる1つの偏向鏡(US、)と、互いに反対の方向
    に進行する両部分光束(R,L)を基準平面(B)の方
    向に偏向させる2つの外部偏向鏡(US、I。 US、2)とを有することを特徴とする特許請求の範囲
    第6項記載の測定装置。 8)ビームスプリッタ(HDS、)および偏向鏡(US
    、)に対し、1つの底面(8勺および2つの側面(E 
    、D)を有し両側面(E、D)が底面(B′)とそれぞ
    れ角度 η=90°−(45°−arc(sin a’/n)/
    2ここで、nは相対屈折率 をなしている1つのプリズムが設けられており、一方の
    側面(E)は光束IL)の光路にこの光束(RL )が
    L式中の入射角(α′)で入射するように配置されてお
    り、寸たこの側面(E)は1つの部分透過膜を設けられ
    ており、それによりビームスプリッタ(HDS、)の役
    割をしており、まだ底面(B′)は他方の側面(D)と
    共に偏向鏡(USp)の役割をしていることを特徴とす
    る特許請求の範囲第7項記載の測定装置。
JP20393884A 1983-09-29 1984-09-28 距離の無接触測定方法および装置 Pending JPS6093908A (ja)

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EP0149719A3 (de) 1986-12-03
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