JPS61231409A - 光学式位置測定装置 - Google Patents
光学式位置測定装置Info
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- JPS61231409A JPS61231409A JP7231285A JP7231285A JPS61231409A JP S61231409 A JPS61231409 A JP S61231409A JP 7231285 A JP7231285 A JP 7231285A JP 7231285 A JP7231285 A JP 7231285A JP S61231409 A JPS61231409 A JP S61231409A
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- optical
- optical axis
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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、元スポットを被測定物体面に投射しその反射
光の位置を検出して被測定物体面の位置や変位を測定す
る光学式位置測定装置に関する。
光の位置を検出して被測定物体面の位置や変位を測定す
る光学式位置測定装置に関する。
レーザビーム等の光スポットを被測定物体面に投射し、
その反射光を検出して被測定物体までの距離または被測
定物体の変位を測定する測定装置としては、例えば特開
昭５５−４０９４２号公報に開示されている如き三角測
貴万式を基本原理とするものと、特開昭５５−１１９０
０６号公報、特開昭５７−６７８１５号公報などに開；
示されているようにシャイ／プルークの条件（Ｓｃｈｅ
ｉｍｐｆｌｕｇ’ｓ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ）を満足する
光学系配置によるものなどが公知である。これ等の装置
は、いずれも投光光学系より被測定物体上に投射された
光スポットを投光軸に対して斜めに配置された受光光学
系により一次元受光素子上に結像させ、例えば被測定物
体の投光軸に沿つ友被測定物体の変位量を、その−次元
受光素子上の元スポット（象の位置の変化として検出す
ることにより測定するものである。
その反射光を検出して被測定物体までの距離または被測
定物体の変位を測定する測定装置としては、例えば特開
昭５５−４０９４２号公報に開示されている如き三角測
貴万式を基本原理とするものと、特開昭５５−１１９０
０６号公報、特開昭５７−６７８１５号公報などに開；
示されているようにシャイ／プルークの条件（Ｓｃｈｅ
ｉｍｐｆｌｕｇ’ｓ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ）を満足する
光学系配置によるものなどが公知である。これ等の装置
は、いずれも投光光学系より被測定物体上に投射された
光スポットを投光軸に対して斜めに配置された受光光学
系により一次元受光素子上に結像させ、例えば被測定物
体の投光軸に沿つ友被測定物体の変位量を、その−次元
受光素子上の元スポット（象の位置の変化として検出す
ることにより測定するものである。
上記のように、レーザビーム等を使用して非接触で被測
定物体面の位置を測定する位置測定装置は、軟かいプラ
スチックの如きものでも傷付けることなく測定が可能で
あり且つ工場ロボット等の自動化機器の距離検出器とし
て使い易い等、接触式の位置測定装置には無い幾つかの
長所を持っている。しかし、現在までの前記した測定装
置では。
定物体面の位置を測定する位置測定装置は、軟かいプラ
スチックの如きものでも傷付けることなく測定が可能で
あり且つ工場ロボット等の自動化機器の距離検出器とし
て使い易い等、接触式の位置測定装置には無い幾つかの
長所を持っている。しかし、現在までの前記した測定装
置では。
次に述べるような間哩があって測定精度等が十分とは言
えず、使用法がかなり限定されている。
えず、使用法がかなり限定されている。
第４図に示すように、特開昭５５−４０９４２号公報に
開示されている三角測量法を用いたものは、レーザ光源
１から投光光、学系２を介してその投光輸入の方向に＋
ａから−ａの範囲で変位する被測定物体上に光スポット
を投光し、その光スポットの反射光が受光光学系３に入
射する角度変化を受光光学系の光軸に垂直な一次元受光
素子４上の光スポットの位置の変化として検出するもの
である。この場合、投光光学系２の投光輸入が受光光学
系３の受光光軸Ｂに対して傾き且つ受光素子４の受光面
はその受光光軸に垂直である友め、被測定物本上の光ス
ポットと受光面の光スポツト像（＋ａ′〜−ａ／ ）と
は共役関係に無く、従ってそこに結ばれる光スポットの
像はボケる。つまシ、この測定装置は、光束の中心を電
気的に求めて距離を検出しているものであるから、その
測定範囲は１家のボケが電気的に処理可能な領域に限定
される。
開示されている三角測量法を用いたものは、レーザ光源
１から投光光、学系２を介してその投光輸入の方向に＋
ａから−ａの範囲で変位する被測定物体上に光スポット
を投光し、その光スポットの反射光が受光光学系３に入
射する角度変化を受光光学系の光軸に垂直な一次元受光
素子４上の光スポットの位置の変化として検出するもの
である。この場合、投光光学系２の投光輸入が受光光学
系３の受光光軸Ｂに対して傾き且つ受光素子４の受光面
はその受光光軸に垂直である友め、被測定物本上の光ス
ポットと受光面の光スポツト像（＋ａ′〜−ａ／ ）と
は共役関係に無く、従ってそこに結ばれる光スポットの
像はボケる。つまシ、この測定装置は、光束の中心を電
気的に求めて距離を検出しているものであるから、その
測定範囲は１家のボケが電気的に処理可能な領域に限定
される。
上記の第４図のａ口き装置に使用される受光素子として
は、−次元イメージセンサ、ポジションセンサ（ＰＳＤ
ｆｉ子）等が考えられるが、現在の素子では電気的処理
を行っても、素子上での光スポット摩の位置検出分解能
には限界がある。従って、測定精度を高める念めにな、
被測定物体の変位に対する一次元受光素子上での元スポ
ットの移動責を大きくすること、換言すれば、受光光学
系の倍率をできるだけ大きくすることが望ましい。この
場合、受光光学系３を拡大系として使用すると、物体側
の焦点深度が狭くなり、電気的処理を行ったとしても測
定可能な範囲は非常に小さい。その測定範囲を大きくと
るためには、受光光学系３を縮小系として使用すること
が必要であるが、この場合は測定精度を高くすることが
できない。
は、−次元イメージセンサ、ポジションセンサ（ＰＳＤ
ｆｉ子）等が考えられるが、現在の素子では電気的処理
を行っても、素子上での光スポット摩の位置検出分解能
には限界がある。従って、測定精度を高める念めにな、
被測定物体の変位に対する一次元受光素子上での元スポ
ットの移動責を大きくすること、換言すれば、受光光学
系の倍率をできるだけ大きくすることが望ましい。この
場合、受光光学系３を拡大系として使用すると、物体側
の焦点深度が狭くなり、電気的処理を行ったとしても測
定可能な範囲は非常に小さい。その測定範囲を大きくと
るためには、受光光学系３を縮小系として使用すること
が必要であるが、この場合は測定精度を高くすることが
できない。
上記の問題点の外に、さらに、受光光学系３の光軸Ｂが
投光軸Ａに対して傾いているため、投光軸Ａ上の任意の
２点間の距離（例えば中心０から＋ａま几は−ａまでの
距離）に対応する受光素子４上の２点間の距離（例えば
中心０′から＋ａ′または−ａ′までの距離）の拡大率
が異なり、そのため先光学系３より離れる方向で拡大率
が下がり、感を 度が劣化する）という問題が有す。このような問題が有
るため、第４図に示す装置では、精度等が十分でなく、
使用法が限られていた。
投光軸Ａに対して傾いているため、投光軸Ａ上の任意の
２点間の距離（例えば中心０から＋ａま几は−ａまでの
距離）に対応する受光素子４上の２点間の距離（例えば
中心０′から＋ａ′または−ａ′までの距離）の拡大率
が異なり、そのため先光学系３より離れる方向で拡大率
が下がり、感を 度が劣化する）という問題が有す。このような問題が有
るため、第４図に示す装置では、精度等が十分でなく、
使用法が限られていた。
上記の第４図に示す装置における焦点ボケの問題を解決
するものとして、特開昭５５−１１９００６号公報や特
開昭５７−６７８１号公報に開示され念装！１１は、第
５図にその光学系配置を示す如く、受光光学系３の主平
面Ｃと受光素子４の受光面と、投光光学系２の光軸Ａと
が一点Ｐで交わるように構成されており、いわゆるシャ
インブルーフの条件を満足している。従ってこの装置に
おいては、投光軸Ａ上の点（＋ａ〜−ａ）と受光素子４
の受光面上の１象（＋ａ′〜−ａ′）とは共役関係にあ
り、滓のボケという問題は生じない。しかし、各点で拡
大率が異なるとという問題は依然ととして解決されてお
らず、まだ精度等において十分なものとはなっていない
。
するものとして、特開昭５５−１１９００６号公報や特
開昭５７−６７８１号公報に開示され念装！１１は、第
５図にその光学系配置を示す如く、受光光学系３の主平
面Ｃと受光素子４の受光面と、投光光学系２の光軸Ａと
が一点Ｐで交わるように構成されており、いわゆるシャ
インブルーフの条件を満足している。従ってこの装置に
おいては、投光軸Ａ上の点（＋ａ〜−ａ）と受光素子４
の受光面上の１象（＋ａ′〜−ａ′）とは共役関係にあ
り、滓のボケという問題は生じない。しかし、各点で拡
大率が異なるとという問題は依然ととして解決されてお
らず、まだ精度等において十分なものとはなっていない
。
本発明は、上記従来装置における欠点を解決し小型、高
精度で且つ測定範囲の大きい光学式位置測定装置を提供
することを目的とする。
精度で且つ測定範囲の大きい光学式位置測定装置を提供
することを目的とする。
上記の目的を達成する友めに本発明は、投光光学系によ
って被検物体面に投射された光スポットの反射光を受光
光学系を介して光位置検出素子に導き、その光位置検出
素子から構成される装置信号によって被検物体面の位置
を測定する位置測定装置において、被検物体面に光スポ
ットを形成する投光光学系の投光光軸に直交するように
受光光学系の光軸を設けると共に、位置検出素子を受光
光学系に関して前記の光スポットと共役になる位置に配
設して構成することを技術的要点とするものである。
って被検物体面に投射された光スポットの反射光を受光
光学系を介して光位置検出素子に導き、その光位置検出
素子から構成される装置信号によって被検物体面の位置
を測定する位置測定装置において、被検物体面に光スポ
ットを形成する投光光学系の投光光軸に直交するように
受光光学系の光軸を設けると共に、位置検出素子を受光
光学系に関して前記の光スポットと共役になる位置に配
設して構成することを技術的要点とするものである。
以下、本発明の実施例を添付の図面に基づいて詳しく説
明する。
明する。
第１図は本発明の第１の実施例を示す基本構成図で、半
導体レーザ等の光源１１から投光用レンズ１２を介して
光スポットが投光用レンズ１２の光軸と一致する投射光
軸Ａ上の測定可能範囲に在る被測定物体面（＋ａ〜−ａ
）に投射される。受光用レンズ１３はそのし／ズ光軸Ｂ
が投射光軸Ａに直交するように設置され、被測定物体が
測定可能範囲（あれば、その被測定物体面（＋ａ〜−ａ
）に投射された光スポットの慮が受光し／ズ１３によっ
て、投射光軸Ａに平行な結渫面１４′に投影さて一次元
受光素子１４上に投影するように構成されている。この
場合、−次元受光素子１４の受光面は、結像面１４′と
同様に反射鏡１５に被測定物体面（＋ａ〜−ａ）と共役
な面に置かれる。従って、−次元受光素子１４の受光１
ｌｉｌｒは、受光用レンズ１３に関して投射光軸Ａ上の
被測定物体面（＋ａ〜−ａ）と共役関係に置かれる。第
１図に示すように、反射鏡１５が投射元軸Ａと平行に置
かれている場合には、−次元受光素子１４も投射光輸入
と平行になる。なお、−次元受光素子１４からの出力信
号は信号処理回路１６で処理され、被測定物体の投射光
軸方向の位置または変位が測定されるように構成されて
いる。
導体レーザ等の光源１１から投光用レンズ１２を介して
光スポットが投光用レンズ１２の光軸と一致する投射光
軸Ａ上の測定可能範囲に在る被測定物体面（＋ａ〜−ａ
）に投射される。受光用レンズ１３はそのし／ズ光軸Ｂ
が投射光軸Ａに直交するように設置され、被測定物体が
測定可能範囲（あれば、その被測定物体面（＋ａ〜−ａ
）に投射された光スポットの慮が受光し／ズ１３によっ
て、投射光軸Ａに平行な結渫面１４′に投影さて一次元
受光素子１４上に投影するように構成されている。この
場合、−次元受光素子１４の受光面は、結像面１４′と
同様に反射鏡１５に被測定物体面（＋ａ〜−ａ）と共役
な面に置かれる。従って、−次元受光素子１４の受光１
ｌｉｌｒは、受光用レンズ１３に関して投射光軸Ａ上の
被測定物体面（＋ａ〜−ａ）と共役関係に置かれる。第
１図に示すように、反射鏡１５が投射元軸Ａと平行に置
かれている場合には、−次元受光素子１４も投射光輸入
と平行になる。なお、−次元受光素子１４からの出力信
号は信号処理回路１６で処理され、被測定物体の投射光
軸方向の位置または変位が測定されるように構成されて
いる。
第１図の実施例は上記の如く構成されているので、測定
範囲内にある被測定物体面（−トａ〜−ａ）−に、光源
１１から光スポットを投光用レンズ１２を介して投射す
ると、その光スポットからの反射光の一部は、受光用レ
ンズ１３に斜めに入射し、反射鏡１５で転向されて、−
次元受光素子１４の受光面（＋ａ′〜−ａ’）に達し、
その受光面上に党スボツｔ−ｅとして結像される。被測
定物体が投射光軸入方向に変位すると、−次受光素子１
４上での光スポットを象の位置は、被測定物体面（＋ａ
〜−ａ）の投射光軸Ａ上での変位量に受光レンズ１３の
倍率を乗じた値だけ変化する。その光スポット僚の位ｆ
ｉｔは、−次元受光素子１４の出力信号処理回路１６で
処理することで知ることができる。す目の位置信号の差
から変位量が測定される。なお、反射鏡１５は本発明の
必須要件では無く、反射鏡１５が無い場合には、−次元
受光素子１４は測定可能範囲にある被測定物体面（＋ａ
〜−ａ）と共役な結ｆ象面１４’の位置（＋ａ′〜−ａ
’）に置かれる。
範囲内にある被測定物体面（−トａ〜−ａ）−に、光源
１１から光スポットを投光用レンズ１２を介して投射す
ると、その光スポットからの反射光の一部は、受光用レ
ンズ１３に斜めに入射し、反射鏡１５で転向されて、−
次元受光素子１４の受光面（＋ａ′〜−ａ’）に達し、
その受光面上に党スボツｔ−ｅとして結像される。被測
定物体が投射光軸入方向に変位すると、−次受光素子１
４上での光スポットを象の位置は、被測定物体面（＋ａ
〜−ａ）の投射光軸Ａ上での変位量に受光レンズ１３の
倍率を乗じた値だけ変化する。その光スポット僚の位ｆ
ｉｔは、−次元受光素子１４の出力信号処理回路１６で
処理することで知ることができる。す目の位置信号の差
から変位量が測定される。なお、反射鏡１５は本発明の
必須要件では無く、反射鏡１５が無い場合には、−次元
受光素子１４は測定可能範囲にある被測定物体面（＋ａ
〜−ａ）と共役な結ｆ象面１４’の位置（＋ａ′〜−ａ
’）に置かれる。
しかし、反射鏡１５を用いることにより、−次元受光素
子１４を投光用レンズ１２の側に配置することができる
ので装置全体をコンパクトにまとめることが可能である
。
子１４を投光用レンズ１２の側に配置することができる
ので装置全体をコンパクトにまとめることが可能である
。
第２図は、受光用レンズと投光用レンズとが共用される
ように構成され九本発明の２ｊ！２実施例を示す光学系
配置図である。第１図の第１実施例においては、受光し
／ズ１３が軸外にある被測定物に面（＋ａ〜−ａ）上の
元スポットからの反射光束を受は入れるが、この場合、
受光用レンズ１３は画角が大きい部分のみ使用され、光
軸近傍は使用されない。この使用されないレンズの元軸
近傍を使用して、嘱２図においては、光スポットを被測
定物体面（＋ａ〜−ａ）に投射するように構成されてい
る。すなわち、第２図において光源１１が投光用と受光
用とを兼ね友兼用レンズ１３′の受光素子側の光軸上に
設けられ、兼用レンズ１３′の光軸Ｃに沿って進む射出
光束は反射部材１７にて直角に転向され、その転向され
九投射光軸Ａ上の測定可能範囲に被測定物体面（−）−
ａ〜−ａ）が置かれる。その被測定物体面（＋ａ〜−ａ
）に投射され次光スポットからの反射光の一部の軸外光
束は、兼用レンズ１６を斜めに通過し、反射鏡１５を介
して一次元受光素子１４に達し、その受光面上に光スポ
ットのｒ象として結陳される。
ように構成され九本発明の２ｊ！２実施例を示す光学系
配置図である。第１図の第１実施例においては、受光し
／ズ１３が軸外にある被測定物に面（＋ａ〜−ａ）上の
元スポットからの反射光束を受は入れるが、この場合、
受光用レンズ１３は画角が大きい部分のみ使用され、光
軸近傍は使用されない。この使用されないレンズの元軸
近傍を使用して、嘱２図においては、光スポットを被測
定物体面（＋ａ〜−ａ）に投射するように構成されてい
る。すなわち、第２図において光源１１が投光用と受光
用とを兼ね友兼用レンズ１３′の受光素子側の光軸上に
設けられ、兼用レンズ１３′の光軸Ｃに沿って進む射出
光束は反射部材１７にて直角に転向され、その転向され
九投射光軸Ａ上の測定可能範囲に被測定物体面（−）−
ａ〜−ａ）が置かれる。その被測定物体面（＋ａ〜−ａ
）に投射され次光スポットからの反射光の一部の軸外光
束は、兼用レンズ１６を斜めに通過し、反射鏡１５を介
して一次元受光素子１４に達し、その受光面上に光スポ
ットのｒ象として結陳される。
この第２実施例においても一次元受光累子１４は、投射
元軸Ａ上の測定可能範囲にある被測定物体面（＋ａ〜−
ａ）と共役になるように設置される。なお、この場合、
兼用レンズ１６は、投光用と受光用に兼用される几め、
コストが低減されるばかりで無く、鷹１図中の投光用レ
ンズ１２の占めるスペースが空くので、反射鏡１５を投
射光軸Ａに対して傾けることにより、その空間に一次元
受光累子１４を配置することができ、よりコンノくクト
に装置を構成することが可能となる。
元軸Ａ上の測定可能範囲にある被測定物体面（＋ａ〜−
ａ）と共役になるように設置される。なお、この場合、
兼用レンズ１６は、投光用と受光用に兼用される几め、
コストが低減されるばかりで無く、鷹１図中の投光用レ
ンズ１２の占めるスペースが空くので、反射鏡１５を投
射光軸Ａに対して傾けることにより、その空間に一次元
受光累子１４を配置することができ、よりコンノくクト
に装置を構成することが可能となる。
ところで、一般に、拡大系のレンズを逆向きに光栄を通
して使用する場合には、収差の関係上同じ共役関係が成
立するように縮小系として用いられる。しかし、第２図
の＠２実施例では、１個の兼用レンズ１３′を光源１１
からの光ビームを右から左へ通過させ、被測定物体から
の反射光を、逆に左から右へ通過させるが、その際、双
方共に像倍率（物側距離と像側距離との比）が拡大され
るように構成されている。すなわちこの場合、兼用レン
ズ１３′に関して、物体（投射光軸Ａ上の＋ａ光源１１
と１象側の光スポット（投射光軸Ａ上の＋ａ〜−ａ）と
の共役関係が全く異なる友め、両者の共役関係を維持し
つつ双方の収差を良好に補正するためには、レンズ設計
上でかなりの制約を受け、場合によっては収差等の問題
が生じる恐れが有る。
して使用する場合には、収差の関係上同じ共役関係が成
立するように縮小系として用いられる。しかし、第２図
の＠２実施例では、１個の兼用レンズ１３′を光源１１
からの光ビームを右から左へ通過させ、被測定物体から
の反射光を、逆に左から右へ通過させるが、その際、双
方共に像倍率（物側距離と像側距離との比）が拡大され
るように構成されている。すなわちこの場合、兼用レン
ズ１３′に関して、物体（投射光軸Ａ上の＋ａ光源１１
と１象側の光スポット（投射光軸Ａ上の＋ａ〜−ａ）と
の共役関係が全く異なる友め、両者の共役関係を維持し
つつ双方の収差を良好に補正するためには、レンズ設計
上でかなりの制約を受け、場合によっては収差等の問題
が生じる恐れが有る。
第３図は、そのレンズ設計を容易にするために、兼用レ
ンズ１３′と光源１１との間に補助レンズ１８を付加し
九本発明の第３実施例を示す光学系構成図である。補助
レンズ１８の付加以外は、Ｉ！２図の第２実施例と基本
構成が同様であるから、第２図と同一機能を有する部分
には同一符号を付し、その詳しい構成の説明は省略する
。
ンズ１３′と光源１１との間に補助レンズ１８を付加し
九本発明の第３実施例を示す光学系構成図である。補助
レンズ１８の付加以外は、Ｉ！２図の第２実施例と基本
構成が同様であるから、第２図と同一機能を有する部分
には同一符号を付し、その詳しい構成の説明は省略する
。
補助レンズ１８は、兼用レンズ１３′と光源１１との間
に被測定物体面からの光束を切らないように配置され、
これにより、補助レンズ１８と兼用レンズ１３′とから
成る投射系の合成焦点距離は、兼用レンズ１３′のみの
受光系の焦点距離とは異なるものとなる。また、光学設
計上の自由度が増すので、受光系の収差を良好に補正し
几場合に生じる恐れの有る投射系の収差を良好に補正で
きるばかりで無く、補助レンズ１８の焦点距離を適当に
設定することにより、受光系とは独立に投光系の明るさ
も任意に設定することが可能となる。
に被測定物体面からの光束を切らないように配置され、
これにより、補助レンズ１８と兼用レンズ１３′とから
成る投射系の合成焦点距離は、兼用レンズ１３′のみの
受光系の焦点距離とは異なるものとなる。また、光学設
計上の自由度が増すので、受光系の収差を良好に補正し
几場合に生じる恐れの有る投射系の収差を良好に補正で
きるばかりで無く、補助レンズ１８の焦点距離を適当に
設定することにより、受光系とは独立に投光系の明るさ
も任意に設定することが可能となる。
上記第１図乃至＄３図に示すそれぞれの実施例では、投
射光輸入との測定可能範囲に在る被測定物体面（＋ａ〜
−ａ）と−次元受光素子１４間に直線的な共役関係があ
るので、精度向上の友め受光用し／ズ１３および兼用レ
ンズ１３′、双方の倍率を高くしても、従来の三角測量
法（第４図参酌の如く測定点の変位によって受光素子上
の光スポツト像がボケるような欠点が無い。さらに、被
測定物体面が変位する場合、投射光軸Ａ上の測定点の光
スポットの軌跡と一次元受光累子１４上の光スポット（
ａの動きとの間に直線関係が成文するの。
射光輸入との測定可能範囲に在る被測定物体面（＋ａ〜
−ａ）と−次元受光素子１４間に直線的な共役関係があ
るので、精度向上の友め受光用し／ズ１３および兼用レ
ンズ１３′、双方の倍率を高くしても、従来の三角測量
法（第４図参酌の如く測定点の変位によって受光素子上
の光スポツト像がボケるような欠点が無い。さらに、被
測定物体面が変位する場合、投射光軸Ａ上の測定点の光
スポットの軌跡と一次元受光累子１４上の光スポット（
ａの動きとの間に直線関係が成文するの。
で、従来の三角測量法（第４図）やシャインプルーフの
条件を満足する方法（第５図）の装置において欠点とす
る、被測定物体面の位置によって変位の検出感度が変化
するようなことが無く、しかも非直線性を補正する電気
的補正回路等も、上記の第１図乃至第３図に示す実施例
においては必要としない。さらに、投光軸Ａ上の測定可
能範囲も一次元受光累子１４の有効長に対応するので、
その有効長を長くすれば、測定可能範囲を従来装置より
長くとることが可能である。
条件を満足する方法（第５図）の装置において欠点とす
る、被測定物体面の位置によって変位の検出感度が変化
するようなことが無く、しかも非直線性を補正する電気
的補正回路等も、上記の第１図乃至第３図に示す実施例
においては必要としない。さらに、投光軸Ａ上の測定可
能範囲も一次元受光累子１４の有効長に対応するので、
その有効長を長くすれば、測定可能範囲を従来装置より
長くとることが可能である。
以上の如く本発明によれば、光スポットの投射光軸が受
光光学系の光軸と直交するように構成囮その光スポット
を検出する受光素子をその投射元軸に平行な面またはそ
の面と共役な面上に設は几から、高精度で且つ長側定範
囲の光学式非接触変位測定装置をコンパクトに実現でき
、従来のものより広範囲に使用できる利点が有る。
光光学系の光軸と直交するように構成囮その光スポット
を検出する受光素子をその投射元軸に平行な面またはそ
の面と共役な面上に設は几から、高精度で且つ長側定範
囲の光学式非接触変位測定装置をコンパクトに実現でき
、従来のものより広範囲に使用できる利点が有る。
ｗｃ１図は本発明のｌ！１実施例を示す光学系構成図、
第２図は第１図における投光用レンズと受光用レンズと
を共用する共用光学系を用い九本発明の＠２実施例を示
す光学系構成図、第３図は第２図の共用光学系に補助レ
ンズを付加した本発明の第３実施例を示す光学系構成図
、８ｇ４図および第５図はそれぞれ別の従来装置の測定
原理を示す光学系構成図である。 〔主要部分の符号の説明〕 １１・・・・・・光源、
第２図は第１図における投光用レンズと受光用レンズと
を共用する共用光学系を用い九本発明の＠２実施例を示
す光学系構成図、第３図は第２図の共用光学系に補助レ
ンズを付加した本発明の第３実施例を示す光学系構成図
、８ｇ４図および第５図はそれぞれ別の従来装置の測定
原理を示す光学系構成図である。 〔主要部分の符号の説明〕 １１・・・・・・光源、
Claims (5)
- （１）投光光学系により被測定物体面に投射された光ス
ポットの反射光を受光光学系を介して光位置検出素子に
導き、前記光位置検出素子から出力される位置信号によ
つて前記被測定物体面の位置を測定する位置測定装置に
おいて、前記被測定物体面に光スポットを形成する前記
投光光学系の投射光軸に直交するように前記受光光学系
の光軸を設けると共に、前記光位置検出素子を前記受光
光学系に関して前記光スポットと共役になる位置に配設
したことを特徴とする光学式位置測定装置。 - （２）前記投光光学系（１２）と前記投射光軸（Ａ）上
の被測定物体面（＋ａ〜−ａ）とは、前記受光光学系（
１３）の光軸（Ｂ）に対して互いに反対側に設けられ、
前記被測定物体面（＋ａ〜−ａ）からの反射光が前記受
光光学系（１３）の光軸外から斜めに入射する如く構成
されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の光学式位置測定装置。 - （３）前記投光光学系として前記受光光学系の光軸近傍
を使用し、該受光光学系の光軸に沿う光ビームは反射部
材（１７）によつて前記投射光軸と一致するように直角
に転向される如く構成したことを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の光学式位置測定装置。 - （４）前記投光光学系は、前記受光光学系と光源との間
に付加された補助レンズ（１８）を含み、該補助レンズ
（１８）は前記位置検出素子（１４）上に光スポット像
を形成する斜光束を切らない位置に設けられていること
を特徴とする特許請求の範囲第３項記載の光学式位置測
定装置。 - （５）前記光位置検出素子（１４）は、前記受光光学系
（１３、１３′）を通過する前記被測定物体面からの斜
光束を反射部材（１５）を介して受光する如く構成され
ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第４
項記載の光学式位置測定装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7231285A JPS61231409A (ja) | 1985-04-05 | 1985-04-05 | 光学式位置測定装置 |
| US06/846,950 US4782239A (en) | 1985-04-05 | 1986-04-01 | Optical position measuring apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7231285A JPS61231409A (ja) | 1985-04-05 | 1985-04-05 | 光学式位置測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61231409A true JPS61231409A (ja) | 1986-10-15 |
Family
ID=13485625
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7231285A Pending JPS61231409A (ja) | 1985-04-05 | 1985-04-05 | 光学式位置測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61231409A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63292015A (ja) * | 1987-05-26 | 1988-11-29 | Rikagaku Kenkyusho | 光学的距離検出装置撮像光学系の構成 |
| JPS6410117A (en) * | 1987-07-02 | 1989-01-13 | Ono Sokki Co Ltd | Displacement measuring instrument |
-
1985
- 1985-04-05 JP JP7231285A patent/JPS61231409A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63292015A (ja) * | 1987-05-26 | 1988-11-29 | Rikagaku Kenkyusho | 光学的距離検出装置撮像光学系の構成 |
| JPS6410117A (en) * | 1987-07-02 | 1989-01-13 | Ono Sokki Co Ltd | Displacement measuring instrument |
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