JP2544789B2 - 光学式変位測定装置 - Google Patents
光学式変位測定装置Info
- Publication number
- JP2544789B2 JP2544789B2 JP63246183A JP24618388A JP2544789B2 JP 2544789 B2 JP2544789 B2 JP 2544789B2 JP 63246183 A JP63246183 A JP 63246183A JP 24618388 A JP24618388 A JP 24618388A JP 2544789 B2 JP2544789 B2 JP 2544789B2
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- Japan
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- light
- receiving surface
- reflected
- photodetector
- orthogonal
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、被測定対象物の変位を光学的に測定する光
学式変位測定装置に関する。
学式変位測定装置に関する。
近年、レーザ光等を用いて被測定対象物の変位を高精
度に測定する光学式変位測定装置が開発され、様々な分
野で使用されている。この種の変位測定装置は測定方式
により種々のものがあり、例えば測定原理として三角測
量法を用いた光学式変位測定装置は第３図（ａ）に示す
構成を有する。また、第３図（ｂ）は第３図（ａ）のＢ
−Ｂ線図に沿った矢視図である。同図において、１は光
源としてのレーザダイオード（以下LDと略称する）で、
このLD1から出射したレーザ光（測定光）は投光レンズ
２を介して被測定対象物３に投光させるようになってい
る。また、５は被測定対象物３の表面で反射・散乱した
レーザ光の一部を結像レンズ４を介して受光する光検出
器で、この光検出器５で検出された反射光は電気信号に
変換され、図示しない演算部に入力されるようになって
いる。
度に測定する光学式変位測定装置が開発され、様々な分
野で使用されている。この種の変位測定装置は測定方式
により種々のものがあり、例えば測定原理として三角測
量法を用いた光学式変位測定装置は第３図（ａ）に示す
構成を有する。また、第３図（ｂ）は第３図（ａ）のＢ
−Ｂ線図に沿った矢視図である。同図において、１は光
源としてのレーザダイオード（以下LDと略称する）で、
このLD1から出射したレーザ光（測定光）は投光レンズ
２を介して被測定対象物３に投光させるようになってい
る。また、５は被測定対象物３の表面で反射・散乱した
レーザ光の一部を結像レンズ４を介して受光する光検出
器で、この光検出器５で検出された反射光は電気信号に
変換され、図示しない演算部に入力されるようになって
いる。
このように構成される光学式変位測定装置は、結像レ
ンズ４を通して光検出器５の受光面６上に結像された反
射光の光点が破線で示す如く被測定対象物３の変位量に
応じて移動する。したがって、前記演算部で光検出器５
の両側から流れ出す電流i1，i2を電圧V1，V2に変換し、
（V1−V2）／（V1＋V2）を演算することにより被測定対
象物３の変位量ｘを求めることができる。
ンズ４を通して光検出器５の受光面６上に結像された反
射光の光点が破線で示す如く被測定対象物３の変位量に
応じて移動する。したがって、前記演算部で光検出器５
の両側から流れ出す電流i1，i2を電圧V1，V2に変換し、
（V1−V2）／（V1＋V2）を演算することにより被測定対
象物３の変位量ｘを求めることができる。
ところで、このような従来の光学式変位測定装置で
は、たとえ被測定物体３が第３図（ａ）の点線で示すよ
うに入射光の光軸に沿って前後に移動したときに、結像
レンズ４を通過した反射光の光点が常に光検出器５の受
光面６上で結像（焦点を結ぶ）するようにしている。し
たがって、図示するように、受光面６を、反射光の光軸
C2に直交する直交面Ｈに対して、測定光と反射光とを含
む投受光面内で角度θ1だけ傾斜させている。しかしな
がら、このように光検出器５を反射光の光軸C2に垂直な
面Ｈに対して角度θ1だけ傾けると、第４図に示す如く
光検出器５に入射した反射光が受光面６で反射して２次
反射光となり、受光面６を保護する透明プラスチック又
はガラス等の保護面７で再反射する。そして、保護面７
で反射した２次反射光は再び受光面６で反射するが、こ
のときの光検出器５の光点の位置出力が２次反射光によ
って影響を受け、測定精度が低下するという問題があっ
た。
は、たとえ被測定物体３が第３図（ａ）の点線で示すよ
うに入射光の光軸に沿って前後に移動したときに、結像
レンズ４を通過した反射光の光点が常に光検出器５の受
光面６上で結像（焦点を結ぶ）するようにしている。し
たがって、図示するように、受光面６を、反射光の光軸
C2に直交する直交面Ｈに対して、測定光と反射光とを含
む投受光面内で角度θ1だけ傾斜させている。しかしな
がら、このように光検出器５を反射光の光軸C2に垂直な
面Ｈに対して角度θ1だけ傾けると、第４図に示す如く
光検出器５に入射した反射光が受光面６で反射して２次
反射光となり、受光面６を保護する透明プラスチック又
はガラス等の保護面７で再反射する。そして、保護面７
で反射した２次反射光は再び受光面６で反射するが、こ
のときの光検出器５の光点の位置出力が２次反射光によ
って影響を受け、測定精度が低下するという問題があっ
た。
本発明はこのような問題点を解消するためになされた
もので、その目的とするところは、２次反射光による影
響を低減でき、被測定対象物の変位を高精度に測定可能
な光学式変位測定装置を提供しようとするものである。
もので、その目的とするところは、２次反射光による影
響を低減でき、被測定対象物の変位を高精度に測定可能
な光学式変位測定装置を提供しようとするものである。
上記課題を解決するために本発明は、被測定対象物に
測定光を投光する光源と、被測定対象物からの反射光を
結像光学系を介して受光するとともに受光面の前面を透
明の保護面で覆った光検出器と、この光検出器の受光面
上に結像された反射光の光点位置から被測定物体の変位
量を算出する演算部とを有した光学式変位測定装置にお
いて、光検出器の受光面を、反射光の光軸に直交する直
交面に対して、測定光と反射光とを含む投受光面内で、
常に反射光の光点が受光面上で結像するように、第１の
角度だけ傾斜させ、かつ、光検出器の受光面を、反射光
の光軸に直交する直交面に対して、投受光面に直交する
面内で、受光面で反射された反射光の２次反射光が保護
面で再度反射されて受光面に再度入射しないように、第
２の角度だけ傾斜させている。
測定光を投光する光源と、被測定対象物からの反射光を
結像光学系を介して受光するとともに受光面の前面を透
明の保護面で覆った光検出器と、この光検出器の受光面
上に結像された反射光の光点位置から被測定物体の変位
量を算出する演算部とを有した光学式変位測定装置にお
いて、光検出器の受光面を、反射光の光軸に直交する直
交面に対して、測定光と反射光とを含む投受光面内で、
常に反射光の光点が受光面上で結像するように、第１の
角度だけ傾斜させ、かつ、光検出器の受光面を、反射光
の光軸に直交する直交面に対して、投受光面に直交する
面内で、受光面で反射された反射光の２次反射光が保護
面で再度反射されて受光面に再度入射しないように、第
２の角度だけ傾斜させている。
［作用］ 本発明においては、光検出器の受光面を、反射光の光
軸に直交する直交面に対して測定光と反射光とを含む投
受光面内で第１の角度だけ傾斜させ、かつ、反射光の光
軸に直交する直交面に対して投受光面に直交する面内で
第２の角度だけ傾斜させている。
軸に直交する直交面に対して測定光と反射光とを含む投
受光面内で第１の角度だけ傾斜させ、かつ、反射光の光
軸に直交する直交面に対して投受光面に直交する面内で
第２の角度だけ傾斜させている。
その結果、常時、光検出器の受光面上に反射光の光点
を結像させた状態で、かつ受光面で反射された反射光の
２次反射光が保護面で再度反射されて受光面に再度入射
する方向とは異なる方向に反射する。したがって、２次
反射光による影響を低減できる。
を結像させた状態で、かつ受光面で反射された反射光の
２次反射光が保護面で再度反射されて受光面に再度入射
する方向とは異なる方向に反射する。したがって、２次
反射光による影響を低減できる。
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第１図は本発明の一実施例を示す図で、同図（ａ）は
光学式変位測定装置の構成図で、同図（ｂ）は（ａ）の
Ｂ−Ｂ線に沿った矢視図である。同図において、11は光
源としてのLDで、このLD11から出射したレーザ光は投光
レンズ12を介して被測定対象物13に投光されるようにな
っている。また、15は被測定対象物13の表面で反射・散
乱したレーザ光の一部を結像レンズ14を介して受光する
光検出器で、この光検出器15で受光した反射光は電気信
号に変換され、図示しない演算部へ入力されるようにな
っている。上記演算部は結像レンズ14を通して光検出器
15の受光面16上に結像された反射光の光点位置から被測
定対象物13の変位量を算出するように構成されており、
具体的には光検出器15の両側から流れ出す電流i1，i2を
電圧V1，V2に変換し、（V1−V2）／（V1＋V2）を演算す
ることにより被測定対象物13の変位量ｘを求めている。
光学式変位測定装置の構成図で、同図（ｂ）は（ａ）の
Ｂ−Ｂ線に沿った矢視図である。同図において、11は光
源としてのLDで、このLD11から出射したレーザ光は投光
レンズ12を介して被測定対象物13に投光されるようにな
っている。また、15は被測定対象物13の表面で反射・散
乱したレーザ光の一部を結像レンズ14を介して受光する
光検出器で、この光検出器15で受光した反射光は電気信
号に変換され、図示しない演算部へ入力されるようにな
っている。上記演算部は結像レンズ14を通して光検出器
15の受光面16上に結像された反射光の光点位置から被測
定対象物13の変位量を算出するように構成されており、
具体的には光検出器15の両側から流れ出す電流i1，i2を
電圧V1，V2に変換し、（V1−V2）／（V1＋V2）を演算す
ることにより被測定対象物13の変位量ｘを求めている。
また、前記光検出器15は第１図（ａ）に示す如く受光
面16を反射光の光軸C2と垂直な垂直面Ｈに対して、測定
光と反射光とを含む投受光面Ｓ内で、常に反射光の光点
が受光面16上で結像するように、第１の角度θ1だけ傾
斜させている。さらに、第１図（ｂ）に示すように、光
検出器15の受光面16を、反射光の光軸C2に直交する直交
面Ｈに対して、投受光面Ｓに直交する面内で、受光面16
で反射された反射光の２次反射光が保護面17で再度反射
されて受光面16に再度入射しないように、第２の角度θ
2だけ傾斜させている。この第２の角度θ2の具体的な値
は、第２図に示すように、保護面17の厚みと受光面16の
幅との幾何学的組合せによって定まる。
面16を反射光の光軸C2と垂直な垂直面Ｈに対して、測定
光と反射光とを含む投受光面Ｓ内で、常に反射光の光点
が受光面16上で結像するように、第１の角度θ1だけ傾
斜させている。さらに、第１図（ｂ）に示すように、光
検出器15の受光面16を、反射光の光軸C2に直交する直交
面Ｈに対して、投受光面Ｓに直交する面内で、受光面16
で反射された反射光の２次反射光が保護面17で再度反射
されて受光面16に再度入射しないように、第２の角度θ
2だけ傾斜させている。この第２の角度θ2の具体的な値
は、第２図に示すように、保護面17の厚みと受光面16の
幅との幾何学的組合せによって定まる。
このように光検出器15の受光面16を、測定光の光軸C1
と反射光の光軸C2を含む投受光面Ｓに対して所定角度傾
けることにより、第２図に示す如く光検出器15の受光面
16で反射した２次反射光が保護面17で受光面16から外れ
る方向に反射するため、２次反射光による影響を低減で
き、被測定対象物の変位を高精度に測定することができ
る。
と反射光の光軸C2を含む投受光面Ｓに対して所定角度傾
けることにより、第２図に示す如く光検出器15の受光面
16で反射した２次反射光が保護面17で受光面16から外れ
る方向に反射するため、２次反射光による影響を低減で
き、被測定対象物の変位を高精度に測定することができ
る。
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではな
く、特許請求の範囲に記載された要旨を逸脱しない範囲
で種々の設計的変更及び変形が可能である。たとえば、
前記実施例では測定光としてレーザ光を用いたが、レー
ザ光以外の測定光を用いた光学式変位測定装置にも適用
可能である。
く、特許請求の範囲に記載された要旨を逸脱しない範囲
で種々の設計的変更及び変形が可能である。たとえば、
前記実施例では測定光としてレーザ光を用いたが、レー
ザ光以外の測定光を用いた光学式変位測定装置にも適用
可能である。
以上説明したように本発明は、被測定対象物に測定光
を投光する光源と、前記被測定対象物からの反射光を結
像光学系を介して受光する光検出器と、この光検出器の
受光面上に結像された反射光の光点位置から前記被測定
対象物の変位量を算出する演算部とを具備した光学式変
位測定装置において、反射光の光軸に直交する直交面に
対して測定光と反射光とを含む投受光面Ｓ内で第１の角
度だけ傾斜させている。さらに、同じく光検出器の受光
面を、同じく反射光の光軸に直交する直交面に対して、
投受光面に直交する面内で第２の角度だけ傾斜させてい
る。したがって、常に反射光の光点が受光面16上で結像
するので、光点位置の測定精度が向上すると共に、２次
反射光が再度受光面16に入射しないので、測定結果に２
次反射光の影響が混入するのを低減でき、被測定対象物
の変位を高精度に測定可能な光学式変位測定装置を提供
できる。
を投光する光源と、前記被測定対象物からの反射光を結
像光学系を介して受光する光検出器と、この光検出器の
受光面上に結像された反射光の光点位置から前記被測定
対象物の変位量を算出する演算部とを具備した光学式変
位測定装置において、反射光の光軸に直交する直交面に
対して測定光と反射光とを含む投受光面Ｓ内で第１の角
度だけ傾斜させている。さらに、同じく光検出器の受光
面を、同じく反射光の光軸に直交する直交面に対して、
投受光面に直交する面内で第２の角度だけ傾斜させてい
る。したがって、常に反射光の光点が受光面16上で結像
するので、光点位置の測定精度が向上すると共に、２次
反射光が再度受光面16に入射しないので、測定結果に２
次反射光の影響が混入するのを低減でき、被測定対象物
の変位を高精度に測定可能な光学式変位測定装置を提供
できる。
第１図は本発明の一実施例を示す図で、同図（ａ）は構
成図、同図（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った矢視図、
第２図は同実施例の作用を示す説明図、第３図は従来の
光学式変位測定装置を示す図で、同図（ａ）は構成図、
同図（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った矢視図、第４図
は発明が解決しようとする課題を説明するための図であ
る。 11……LD（レーザダイオード）、12……投光レンズ、13
……被測定対象物、14……結像レンズ、15……光検出
器、16……受光面、17……保護面、C1……測定光光軸、
C2……反射光光軸、Ｓ……投受光面。
成図、同図（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った矢視図、
第２図は同実施例の作用を示す説明図、第３図は従来の
光学式変位測定装置を示す図で、同図（ａ）は構成図、
同図（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った矢視図、第４図
は発明が解決しようとする課題を説明するための図であ
る。 11……LD（レーザダイオード）、12……投光レンズ、13
……被測定対象物、14……結像レンズ、15……光検出
器、16……受光面、17……保護面、C1……測定光光軸、
C2……反射光光軸、Ｓ……投受光面。
Claims (1)
- 【請求項１】被測定対象物（13）に測定光を投光する光
源（11）と、 前記被測定対象物（13）からの反射光を結像光学系（1
4）を介して受光するとともに受光面（16）の前面を透
明の保護面（17）で覆った光検出器（15）と、 この光検出器（15）の受光面（16）上に結像された反射
光の光点位置から前記被測定物体（13）の変位量を算出
する演算部と を有した光学式変位測定装置において、 前記光検出器（15）の受光面（16）を、前記反射光の光
軸（C2）に直交する直交面（Ｈ）に対して、前記測定光
と反射光とを含む投受光面（Ｓ）内で、常に前記反射光
の光点が前記受光面（16）上で結像するように、第１の
角度（θ1）だけ傾斜させ、 かつ、前記光検出器の受光面（16）を、前記反射光の光
軸（C2）に直交する直交面（Ｈ）に対して、前記投受光
面（Ｓ）に直交する面内で、前記受光面（16）で反射さ
れた前記反射光の２次反射光が前記保護面（17）で再度
反射されて前記受光面（16）に再度入射しないように、
第２の角度（θ2）だけ傾斜させることを特徴とする光
学式変位測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63246183A JP2544789B2 (ja) | 1988-09-30 | 1988-09-30 | 光学式変位測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63246183A JP2544789B2 (ja) | 1988-09-30 | 1988-09-30 | 光学式変位測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0293316A JPH0293316A (ja) | 1990-04-04 |
| JP2544789B2 true JP2544789B2 (ja) | 1996-10-16 |
Family
ID=17144748
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63246183A Expired - Lifetime JP2544789B2 (ja) | 1988-09-30 | 1988-09-30 | 光学式変位測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2544789B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5114120B2 (ja) * | 2007-07-11 | 2013-01-09 | 株式会社ミマキエンジニアリング | 印刷装置の調整方法及び光軸調整方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61218909A (ja) * | 1985-03-25 | 1986-09-29 | Matsushita Electric Works Ltd | 光電式物体検知装置 |
-
1988
- 1988-09-30 JP JP63246183A patent/JP2544789B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0293316A (ja) | 1990-04-04 |
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