JPS6222004A - 光軸位置検出方法 - Google Patents
光軸位置検出方法Info
- Publication number
- JPS6222004A JPS6222004A JP16162385A JP16162385A JPS6222004A JP S6222004 A JPS6222004 A JP S6222004A JP 16162385 A JP16162385 A JP 16162385A JP 16162385 A JP16162385 A JP 16162385A JP S6222004 A JPS6222004 A JP S6222004A
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- JP
- Japan
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- optical axis
- light beam
- axis position
- positions
- movement
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- Pending
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Testing Of Optical Devices Or Fibers (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、例えば、光学測定器の光軸位置を検出する光
軸位置検出方法に関する。
軸位置検出方法に関する。
光を用いて長さ、角度、真直度および輪郭形状等を測定
する光学測定器にあっては、測定精度の向上を図るため
に光軸位置の検出が不可欠である。
する光学測定器にあっては、測定精度の向上を図るため
に光軸位置の検出が不可欠である。
この光軸位置を検出する従来の方法としては、多数の受
光素子（画素とも言う）が集積されたＣＯＤ （Ｃｈａ
ｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）等の光セン
サに光ビームを照射して最大エネルギーを受けている受
光素子の位置を光軸位置としていた。
光素子（画素とも言う）が集積されたＣＯＤ （Ｃｈａ
ｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）等の光セン
サに光ビームを照射して最大エネルギーを受けている受
光素子の位置を光軸位置としていた。
かかる従来の光軸位置検出方法では、受光素子の幅によ
って測定精度が定まり、より高い精度が要求される測定
器には適用できないという問題点があった。
って測定精度が定まり、より高い精度が要求される測定
器には適用できないという問題点があった。
本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので
、集積される受光素子の幅に制限されることなく、測定
精度を格段に高め得る光軸位置検出方法の提供を目的と
する。
、集積される受光素子の幅に制限されることなく、測定
精度を格段に高め得る光軸位置検出方法の提供を目的と
する。
この目的を達成するために本発明の光軸位置検出方法は
、多数の受光素子が集積された光センサに光ビームを照
射して最大エネルギーを受けている受光素子を検出し、
次に、前記光センサを前記光ビームと交叉する方向に移
動させて最大エネルギーを受けている前記受光素子の出
力が所定値だけ変化し、且つ、出力レベルが等しくなる
２つの位置を検出し、次に、これら２つの位置の中間位
置を前記光ビームの光軸位置と決定することを特徴とし
ている。
、多数の受光素子が集積された光センサに光ビームを照
射して最大エネルギーを受けている受光素子を検出し、
次に、前記光センサを前記光ビームと交叉する方向に移
動させて最大エネルギーを受けている前記受光素子の出
力が所定値だけ変化し、且つ、出力レベルが等しくなる
２つの位置を検出し、次に、これら２つの位置の中間位
置を前記光ビームの光軸位置と決定することを特徴とし
ている。
第１図は本発明を実施する装置の構成例を示すブロック
図である。同図において、結像光学系を含む光ビーム発
生器１の光ビーム２が、光センサとしてのＣＯＤイメー
ジセンサ３に照射される。
図である。同図において、結像光学系を含む光ビーム発
生器１の光ビーム２が、光センサとしてのＣＯＤイメー
ジセンサ３に照射される。
このＣＯＤイメージセンサ３は、矢印で示すＸ軸方向、
すなわち、光ビーム２と交叉する方向に移動可能な移動
台４に搭載されている。周知のごとく、ＣＯＤイメージ
センサ３は画素とも呼ばれる多数の受光素子で構成され
、各受光素子は光エネルギーに対応した電荷を蓄積する
もので、その蓄積電荷を読取るためにＣＯＤ駆動回路５
が設けられる。また、ＣＯＤ駆動回路５の出力端が、Ａ
／Ｄ変換器６を介して、マイクロコンピュータでなるデ
ータ処理装置７に接続されている。このデータ処理装置
７はＣＯＤ駆動回路５の出力に基いて最大エネルギーを
受けている受光素子を検出する機能と、この最大エネル
ギーを受けている受光素子に着目して移動台４をＸ軸方
向に移動させるための移動指令を出力する機能と、最大
エネルギーを受けている受光素子の出力信号および移動
台の移動量に基いて光軸位置２ａを決定する機能とを備
えている。また、データ処理装置７には光軸位置を表示
する表示器８と、移動指令を受けて移動台４を駆動する
移動台制御装置９とが接続されている。
すなわち、光ビーム２と交叉する方向に移動可能な移動
台４に搭載されている。周知のごとく、ＣＯＤイメージ
センサ３は画素とも呼ばれる多数の受光素子で構成され
、各受光素子は光エネルギーに対応した電荷を蓄積する
もので、その蓄積電荷を読取るためにＣＯＤ駆動回路５
が設けられる。また、ＣＯＤ駆動回路５の出力端が、Ａ
／Ｄ変換器６を介して、マイクロコンピュータでなるデ
ータ処理装置７に接続されている。このデータ処理装置
７はＣＯＤ駆動回路５の出力に基いて最大エネルギーを
受けている受光素子を検出する機能と、この最大エネル
ギーを受けている受光素子に着目して移動台４をＸ軸方
向に移動させるための移動指令を出力する機能と、最大
エネルギーを受けている受光素子の出力信号および移動
台の移動量に基いて光軸位置２ａを決定する機能とを備
えている。また、データ処理装置７には光軸位置を表示
する表示器８と、移動指令を受けて移動台４を駆動する
移動台制御装置９とが接続されている。
上記のように構成された光軸位置検出装置の作用を以下
に説明する。 「
先ず、光ビーム発生器１から放射された光ビーム２がＣ
ＯＤイメージセンサ３に照射され、照射エネルギーの強
度分布に対応した電荷が各受光素子りに蓄積される。こ
れらの電荷はＣＯＤ駆動回路５によって、順次隣りの受
光素子に転送されるようにして読取られ、照射エネルギ
ーの強度分布に対応した電圧信号がＡ／Ｄ変換器６を介
してデータ処理装置７に加えられる。第２図は各受光素
子りと、ＣＯＤ駆動回路５の出力信号Ｐとの関係を示す
縮図であり、受光素子ＤＩに対応して最大の出力信号Ｐ
ＨＡＸが得られ、その両脇の受光素子の出力信号Ｐは
外側になるほど小さくなっている。
に説明する。 「
先ず、光ビーム発生器１から放射された光ビーム２がＣ
ＯＤイメージセンサ３に照射され、照射エネルギーの強
度分布に対応した電荷が各受光素子りに蓄積される。こ
れらの電荷はＣＯＤ駆動回路５によって、順次隣りの受
光素子に転送されるようにして読取られ、照射エネルギ
ーの強度分布に対応した電圧信号がＡ／Ｄ変換器６を介
してデータ処理装置７に加えられる。第２図は各受光素
子りと、ＣＯＤ駆動回路５の出力信号Ｐとの関係を示す
縮図であり、受光素子ＤＩに対応して最大の出力信号Ｐ
ＨＡＸが得られ、その両脇の受光素子の出力信号Ｐは
外側になるほど小さくなっている。
次に１、データ処理装置７は受光素子ＤＩのみに着目し
て、この受光素子ＤＩの出力信号を処理するソフトウェ
アを内蔵しており、移動台４の移動指令を移動台制御装
置ｉ９に与える一方、その移動量１に対応して受光素子
Ｑａ＋の出力信号ｐｍを読取る。なお、データ処理装置
７は現在位置を基準にして移動台４をＸ軸の正方向に移
動させた後、さらに負方向にも移動させるもので、この
結果、受光素子Ｄ１ｍの出力信号ｐｍは第３図に示すよ
うに変化する。
て、この受光素子ＤＩの出力信号を処理するソフトウェ
アを内蔵しており、移動台４の移動指令を移動台制御装
置ｉ９に与える一方、その移動量１に対応して受光素子
Ｑａ＋の出力信号ｐｍを読取る。なお、データ処理装置
７は現在位置を基準にして移動台４をＸ軸の正方向に移
動させた後、さらに負方向にも移動させるもので、この
結果、受光素子Ｄ１ｍの出力信号ｐｍは第３図に示すよ
うに変化する。
また、データ処理装置７は受光素子ＤＩの最大出力信号
ＰＨＡＸ（８ビツト）に対してΔＰ＝１／２５６だけ変
化する正方向の移動位置１，２と、負方向の移動位置１
，１とを検出し、続いて、これら両移動位置の中間位置
ＪＰを次式によって算出する。
ＰＨＡＸ（８ビツト）に対してΔＰ＝１／２５６だけ変
化する正方向の移動位置１，２と、負方向の移動位置１
，１とを検出し、続いて、これら両移動位置の中間位置
ＪＰを次式によって算出する。
Ｊ Ｐ ＝ （Ｊ ｐｔ＋Ｊ ｐ２） ／ ２ ・・
・・・・・・・・・・（１）そして、この中間位置１Ｐ
が光軸位置として表示器８に表示される。
・・・・・・・・・・（１）そして、この中間位置１Ｐ
が光軸位置として表示器８に表示される。
ここで、ＣＯＤイメージセンサ３として幅が１０［μ７
ＦＬ］の受光素子を集積したものを用いると、従来の方
法では分解能は１０［μｍ］である。
ＦＬ］の受光素子を集積したものを用いると、従来の方
法では分解能は１０［μｍ］である。
これに対して、上述した例では発光素子Ｄ１１の出力信
号が１／２５６だけ変化した正方向の移動位置ＩＩ Ｐ
２” １２ 、５ ［μｍ ］ 、負方向の移動位置１
，２−１１．５［μｍ］とすると、Ｘ軸方向で見た１２
．０［μｍ］の点に光軸２ａが存在する。このことは従
来の方法に比して検出精度を著しく向上させ得たことに
ほかならない。
号が１／２５６だけ変化した正方向の移動位置ＩＩ Ｐ
２” １２ 、５ ［μｍ ］ 、負方向の移動位置１
，２−１１．５［μｍ］とすると、Ｘ軸方向で見た１２
．０［μｍ］の点に光軸２ａが存在する。このことは従
来の方法に比して検出精度を著しく向上させ得たことに
ほかならない。
次に、第４図は本発明を実施する装置の他の構成例を示
すブロック図であり、特に、光軸位置を三次元空間で検
出するものである。図中、第１図と同一の符号を付した
ものはそれぞれ同一の要素を示し、第１図の移動台４の
代わりに、三次元の移動台４ａを用いた点が異っている
。
すブロック図であり、特に、光軸位置を三次元空間で検
出するものである。図中、第１図と同一の符号を付した
ものはそれぞれ同一の要素を示し、第１図の移動台４の
代わりに、三次元の移動台４ａを用いた点が異っている
。
この第４図において、移動台４ａは図示したようにＸ軸
方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向に移動可能であり、光ビ
ーム発生器１の光ビーム２はＺ軸に対して僅かに傾いて
いるものとする。ここで、光ビーム２の光軸位置を三次
元空間で決定するためには、上述したと全く同様な方法
でＸ軸方向位置とＹ軸方向位置を決定する。続いて、光
センサ２をＺ軸方向に移動させてＺ軸方向位置も同様に
して決定する。
方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向に移動可能であり、光ビ
ーム発生器１の光ビーム２はＺ軸に対して僅かに傾いて
いるものとする。ここで、光ビーム２の光軸位置を三次
元空間で決定するためには、上述したと全く同様な方法
でＸ軸方向位置とＹ軸方向位置を決定する。続いて、光
センサ２をＺ軸方向に移動させてＺ軸方向位置も同様に
して決定する。
かくして、光ビーム２の光軸２ａの位置を三次元空間で
検出することができる。
検出することができる。
このようにして、三次元の移動台を用いて光軸位置を三
次元で検出する場合も、発光素子の幅に直接影響されな
い高い測定精度が得られる。
次元で検出する場合も、発光素子の幅に直接影響されな
い高い測定精度が得られる。
以上の説明によって明らかなように、本発明によれば、
最大エネルギーを受番ブている受光素子の出力が所定値
だけ変化し、且つ、出力レベルが等しくなる２つの位置
を検出し、これらの位置の中間位置を光ビームの光軸位
置と決定するので、集積される受光素子の幅に制限され
ることなく、測定精度を格段に高め得るという効果があ
る。
最大エネルギーを受番ブている受光素子の出力が所定値
だけ変化し、且つ、出力レベルが等しくなる２つの位置
を検出し、これらの位置の中間位置を光ビームの光軸位
置と決定するので、集積される受光素子の幅に制限され
ることなく、測定精度を格段に高め得るという効果があ
る。
第１図は本発明を実施する装置の構成例を示すブロック
図、第２図および第３図は同装置の作用を説明するため
に、それぞれ発光素子および移動量に対応した出力信号
レベルを示した説明図、第４図は本発明を実施する装置
のもう一つの構成例を示すブロック図である。 １・・・光ビーム発生器、２・・・光ビーム、３・・・
光センサとしてのＣＯＤイメージセンサ、４・・・移動
台、５・・・ＣＯＤ駆動回路、７・・・データ処理装置
、８・・・ 「表示器、９・・・移動台制御装置
。
図、第２図および第３図は同装置の作用を説明するため
に、それぞれ発光素子および移動量に対応した出力信号
レベルを示した説明図、第４図は本発明を実施する装置
のもう一つの構成例を示すブロック図である。 １・・・光ビーム発生器、２・・・光ビーム、３・・・
光センサとしてのＣＯＤイメージセンサ、４・・・移動
台、５・・・ＣＯＤ駆動回路、７・・・データ処理装置
、８・・・ 「表示器、９・・・移動台制御装置
。
Claims (1)
- 多数の受光素子が集積された光センサに光ビームを照射
して最大エネルギーを受けている受光素子を検出し、次
に、前記光センサを前記光ビームと交叉する方向に移動
させて最大エネルギーを受けている前記受光素子の出力
が所定値だけ変化し、且つ、出力レベルが等しくなる２
つの位置を検出し、次に、これら２つの位置の中間位置
を前記光ビームの光軸位置と決定することを特徴とする
光軸位置検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16162385A JPS6222004A (ja) | 1985-07-22 | 1985-07-22 | 光軸位置検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16162385A JPS6222004A (ja) | 1985-07-22 | 1985-07-22 | 光軸位置検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6222004A true JPS6222004A (ja) | 1987-01-30 |
Family
ID=15738700
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16162385A Pending JPS6222004A (ja) | 1985-07-22 | 1985-07-22 | 光軸位置検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6222004A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6429780A (en) * | 1987-07-24 | 1989-01-31 | Nec Corp | Optical semiconductor measuring instrument |
| JPH06129902A (ja) * | 1992-10-15 | 1994-05-13 | Kokusai Electric Co Ltd | 光照射範囲検出装置及びそれにおける照射範囲の中心検出方式 |
-
1985
- 1985-07-22 JP JP16162385A patent/JPS6222004A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6429780A (en) * | 1987-07-24 | 1989-01-31 | Nec Corp | Optical semiconductor measuring instrument |
| JPH06129902A (ja) * | 1992-10-15 | 1994-05-13 | Kokusai Electric Co Ltd | 光照射範囲検出装置及びそれにおける照射範囲の中心検出方式 |
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