JPS6244619A - 光電式変位検出装置 - Google Patents

光電式変位検出装置

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JPS6244619A
JPS6244619A JP18497485A JP18497485A JPS6244619A JP S6244619 A JPS6244619 A JP S6244619A JP 18497485 A JP18497485 A JP 18497485A JP 18497485 A JP18497485 A JP 18497485A JP S6244619 A JPS6244619 A JP S6244619A
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JP
Japan
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measurement
optical
light
measurement surface
mark
Prior art date
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Pending
Application number
JP18497485A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshiharu Kuwabara
義治 桑原
Masamichi Suzuki
正道 鈴木
Yuuji Yuzunaka
柚中 裕士
Osamu Koizumi
小泉 統
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsutoyo Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Mitsutoyo Manufacturing Co Ltd
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Publication date
Application filed by Mitsutoyo Manufacturing Co Ltd filed Critical Mitsutoyo Manufacturing Co Ltd
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Publication of JPS6244619A publication Critical patent/JPS6244619A/ja
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
本発明は、光学式変位検出装置に係り、特に、)1隔物
体の厚さや変位等を非接触で測定する際に用いるのに好
適な、測定面に測定光を照射する発光器と、測定面から
の測定反射光を受けて電気信号に変換する光電変換器と
、該電気信号を処理して、発光器に対する測定面の変位
量に関する測定値を求める電子回路を含んで形成された
光学式変位検出装置の改良に関する。
【従来の技術】
産業界における生産の自動化、ロボット導入等に伴い、
計測のインプロセス化、高速度化、高精度化が急速に要
請されており、赤熱した鉄板の圧)I I稈における厚
さのインプロセス測定のように、遠隔物体の厚さや変位
等を非接触で測定できる変位検出装置の必要性も大とな
っている。 このような非接触式の変位検出装置としては、被測定物
体に役割した光の反射光や散乱光を変位に関する信号と
する光学内方1式を利用したもの、磁束変化、渦電流、
容量変化等、電磁気的場の効果を利用したもの、放射線
の吸収度を利用したもの、超音波を利用したもの等が提
案されているが、被測定物体との設定距離を大きくとれ
るという点では、光学的方式を利用したものが有利であ
る。 この光学式変位検出装置としては、種々の方式が提案さ
れているが、その1つに、例えば第6図に示を如く、測
定面10に測定光を照射する発光器12と、測定面10
からの測定反射光を受けて電気信号に変換する、例えば
−次元イメージセンサ等の光電変換器14と、該電気信
号を処理して、発光器10に対する測定面10の変位m
に関する測定値を求める電子回路16を備え、測定光の
測定面10での散乱光点を検出し、三角11(4)法に
従って測定面10の変位量を演算するようにした、いわ
ゆる散乱光点のポイント計測方式によるものがある(特
開昭60−57202、特願昭59=26827、特願
昭59−132781)。 このような光学式変位検出装置は、非接触性等便宜から
普及しつつある。
【発明が解決しようとする問題点】
しかしながら、このような光学式変位検出装置において
、基準位置psから一ヒ下に設定範囲で変位する測定面
10の変位量を試験、検査する場合、変位検出装置の特
性の良い範囲で測定することが好ましく、前記基準位置
psにおいて充電変換器14の中心部相当出力信号が出
力されるように設定するのが一般的である。これは、振
幅を最大にとることにもなって好ましい。しかしながら
、測定面10の基準位置Psへの設定は、測定面10に
当る測定光を漠然たる目安としているに過ぎず、正確な
設定が困難であった。この設定作業は、設定角を変更す
る場合や、試料を交換する毎に行わなければならず、し
かも測定対象面の状態によって一定確認が難しかった。 更に、小型化、経済性等の要請から発光器12に半導体
レーザを採用する傾向があるが、この場合には、出力光
が不可視光線となるため、設定位置のv!J整が非常に
困難となる。更に、測定面10の傾きがある場合には、
設定位置のill整が非常に困難となる等の問題点を有
していた。
【R,明の目的】
本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたち
ので、測定面を適切にセットするための視覚的指標が得
られ、従って、測定面を容易に目つ的確にセットできる
光学式変位検出装置を提供することを目的とする。
【問題点を解決するための手段】
本発明は、測定面に測定光を照射する発光器と、測定面
からの測定反射光を受けて電気信号に変換する光電変換
器と、該電気信号を処理して、発光器に対する測定面の
変位量に関する測定値を求める電子回路を含んで形成さ
れた光学式変位検出装置において、各ビームの光軸が、
前記測定光の光軸に対して所定の角度を持つように配設
され、少くとも測定範囲内で前記測定面上に光マークを
形成する複数の可視光ビームを発生させるマーク発生器
を設けることにより、上記目的を達成したものである。 又、本発明の実施態様は、前記マーク発生器が、基準位
置において測定面上の測定光照射位置と重複せず、且つ
、測定光照射位Vに関して対称な位置に同形の光マーク
を形成するものとしたちのである。 又、本発明の他の実施態様は、前記光マークを、同寸法
の円形としたちのである。 又1本発明の他の*施態様は、前記光マークを、互いに
重複する異寸法の円形としたものである。 又、本発明の他の実施態様は、前記光マークを、互いに
交差する棒状としたものである。 又、本発明の他の実施態様は、前記光マークの色調を、
測定光とは異なるものとしたものである。
【作用】
本発明は、光学式変位検出装置において、各ビームの光
軸が、測定光の光軸に対して所定の角度を持つように配
設され、少くとも測定範囲内で前記測定面上に光マーク
を形成する複数の可視光ビームを発生させるマーク発生
器を設(プるようにしている。従って、測定面を適切に
セットするための視覚的指標が得られ、測定面を容易に
且つ的確にセットできる。 又、前記マーク発生器が、基準位置において測定面上の
測定光照射位置と重複せず、且つ、測定光照射位置に関
して対称な位置に同形の光マーク)    を形成する
ものとした場合には、光マークが測定反射光に悪影響を
与えることがなく、且つ、光マークの識別が容易となる
。 又、前記光マークを、同寸法の円形とした場合には、光
マーク発生器の構成を共通なものとして簡略化すること
ができる。 又、前記光マークを、互いに単複する異寸法の円形や互
いに交差する棒状とした場合には、基準位置に対する測
定面のずれの方向も知ることができ、セットが更に容易
となる。 又、前記光マークの色調を、測定光とは異なるものとし
た場合には、光マークの識別が容易となる。
【実施例】
以下図面を参照して、本発明に係る光学式変位検出装置
の実施例を詳細に説明する。 本発明の第1実施例は、第1図に示す如く、前出第6図
に示した従来例と同様の光学式変位検出装置において、
更に、前記発光器12の両脇に、各ビームの光軸が、測
定光の光軸に対して所定の同一角度を持つように配設さ
れ、少くとも測定範囲内で測定面10上に同寸法の円形
の光マークを形成する2本の可視光ビームを発生させる
2つのマーク発生e20122を設けたちのである。 前記マーク発生器20.22による光マーク20A、2
2Aは、第2図に詳細に示す如く、基準位置psにおい
て測定面10上の測定光照射位置12Aと重複せず、且
つ、測定光照射位置12△に関して線対称な位置に同寸
法の円形の光マーク20A、22Aを形成するものとさ
れている。 従って、基準位置PSよりも上の位置pHでは第2図(
A)に示す如く、測定光照射位置12Aに関して光マー
ク2OAが図の左側、光マーク22Aが図の石側の位置
となる。又、基準位置Psでは、第2図(B)に示ず如
く、2つの光マーク2OA、22Aが完全に合致する。 更に、下の位置Pρでは、第2図(C)に示丈如く、光
マーク2OAが図の右側、光マーク22Aが口の左側と
なる。 よって、この第1実施例においては、第2図(B)に示
す如く、2つの光マーク20△、22Aが完全に合致す
るように測定面10の位置を調整することによって、測
定面10の位置を基準位jFl?pSに容易に設定する
ことができる。 この第1実施例においては、光マーク20A。 22 Aの形状が同一とされているので、マーク発生器
の一方を省略し、使方から発生される光をハーフミラ−
等で分割して複数の可視光ビームを形成することも容易
である。 次に、本発明の第2実施例を詳細に説明する。 この第2実施例は、前記第1実施例と同様の光学式変位
検出装置において、@3図に示す如く、前記マーク発生
器20による光マーク2OAを、マーク発生器22によ
る光マーク22Aより、大とし、2つの光マーク2OA
、22Aが、互いに単複するようにしたちのである。 他の点については、前記第1実施例と同様であるので説
明は省略する。 この第2実施例において、基準位faPsより上の位置
puでは、第3図(A>に示す如く、光マーク22△が
光マーク2OAの範囲内で右側にずれる。又、基準位置
psでは、第3図(B)に示す如く、光マーク22Aが
光マーク20Δの中心位置にくる。更に、基準位置ps
より下の位置Pβでは、第3図(C)に示す如く、光マ
ーク20Aの範囲内で光マーク22Aが図の左側にずれ
る。 従って、第3図(B)に示す如く、光マーク20Aの中
心位置に光マーク22Δが(るように測定面10の位置
を調整することによって、測定面10を基準位置psに
合致させることができる。 前記第1実施例及びこの第2実施例においては、何れも
光マーク2OA、22Aの形状が円形とされていたので
、測定面10の傾きをも容易に判断することができる。 なお、光マーク2OA、22Aの形状は円形に限定され
ない。 次に、本発明の第3実施例を詳細に説明する。 この第3実施例は、前記第1実施例と同様の光学式変位
検出装置において、第4図に示す如く、前記光マーク2
OA、22Aを、互いに直交する棒状としたものである
。 他の点については、前記第1実施例と同様であるので説
明は省略する。 この第3実施例において、基準位置psより上の位置P
LIでは、第4図(A)に示す如く、光マ一り22Aが
光マーク20Aの中心位置より右側にずれる。又、基準
位置psでは、第4図(B)に示す如(、光マーク2O
Aと22Aの中心が合致して、完全な十字ができる。又
、基準位CP Sより下の位置P、+2では、第4図(
C)に示す如く、光マーク22Aが光マーク2OAの中
心位置より図の左側にずれる。 従って、第4図(B)に示す如く、光マーク22Aが光
マーク20△の中心にきて、完全な十字が形成されるよ
うに測定面10の位置をMlすることによって、測定面
10の位置を基準位rPSと合致させることができる。 この第3実施例及び前記第2実施例においては、光マー
ク20Aと22△を互いに区別することができ、基準位
置PSに対する測定面10のずれの方向を知ることがで
きる。 次に、本発明の第4実施例を詳細に説明する。 この第4実施例は、前記第2実施例と同様の光学式変位
検出装置において、第5図に示す如く、前記光マーク2
OA、22Aの形状を、測定光照射位112 Aに関し
て対称の1字状としたものである。 他の点については、前記第1実施例と同様であるので説
明は省略する。 従って、例えば光マーク20A、22Aが互いに接する
位置に調節することによって、測定面10を容易に基準
位置psに設定することができる。 なお前記実施例においては、何れも、光マーク20△、
22Aの位置が測定光照射位置12Aとは異なる位置と
されていたので、光マーク20A。 22Aが測定反射光に悪影響を与えることがない。 又、測定光と光マークの識別、も容易である。なお、光
マークを測定光照射位置とずらすことなく、両者を重複
されることも可能である。 なお、前記実施例においては、何れもマーク発生器の数
が2とされていたが、マーク発生器の個数はこれに限定
されず、3個以上としたり、あるいは、単一の光源から
発生される光をハーフミラ−等で分割して複数の光マー
クを形成することにより1個とすることも可能である。
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明によれば、測定面を適切に設
定するための視角的指標が得られ、測定面を容易に基準
位置にセットすることができるという優れた効果を有す
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明に係る光学式変位検出装置の第1実施
例の構成を示す側面図、第2図は、前記第1実施例にお
ける光マークの状態を示す平面図、第3図は、本発明の
第2実施例における光マークの状態を示す平面図、第4
図は、本発明の第3実施例における光マークの状態を示
す平面図、第5図は、本発明の第4実施例における光マ
ークの状態を示す平面図、第6図は、従来の光学式変位
検出装置の一例の構成を示す、一部ブロック線図を含む
側面図である。 10・・・測定面、 12・・・発光器、 12A・・・測定光照射位置、 14・・・光t2変換器、 16・・・電子回路、 ps・・・基準位置、 20.22・・・マーク発生器、 20A122A・・・光マーク。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)測定面に測定光を照射する発光器と、測定面から
    の測定反射光を受けて電気信号に変換する光電変換器と
    、該電気信号を処理して、発光器に対する測定面の変位
    量に関する測定値を求める電子回路を含んで形成された
    光学式変位検出装置において、 各ビームの光軸が、前記測定光の光軸に対して所定の角
    度を持つように配設され、少くとも測定範囲内で前記測
    定面上に光マークを形成する複数の可視光ビームを発生
    させるマーク発生器を設けたことを特徴とする光学式変
    位検出装置。
  2. (2)前記マーク発生器が、基準位置において測定面上
    の測定光照射位置と重複せず、且つ、測定光照射位置に
    関して対称な位置に同形の光マークを形成するものとさ
    れている特許請求の範囲第1項記載の光学式変位検出装
    置。
  3. (3)前記光マークが、同寸法の円形とされている特許
    請求の範囲第1項記載の光学式変位検出装置。
  4. (4)前記光マークが、互いに重複する異寸法の円形と
    されている特許請求の範囲第1項記載の光学式変位検出
    装置。
  5. (5)前記光マークが、互いに交差する棒状とされてい
    る特許請求の範囲第1項記載の光学式変位検出装置。
  6. (6)前記光マークの色調が、測定光とは異なるものと
    されている特許請求の範囲第1項記載の光学式変位検出
    装置。
JP18497485A 1985-08-22 1985-08-22 光電式変位検出装置 Pending JPS6244619A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH022611U (ja) * 1988-06-20 1990-01-09

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5113271A (ja) * 1974-07-15 1976-02-02 Fuji Photo Film Co Ltd Butsutaikeijosokuteisochi

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