JP2986023B2 - Displacement sensor - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、主として溶接やばり取
りを行うロボット用の視覚センサとして用いられるＦＡ
（ファクトリーオートメーション）用の変位センサであ
って、被測定物体までの距離を光学的な三角測量方式を
用いて計測するようにした変位センサに関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an FA used mainly as a visual sensor for a robot that performs welding and deburring.
The present invention relates to a displacement sensor for (factory automation), which measures a distance to an object to be measured by using an optical triangulation method.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、工場のＦＡ化が進み、生産ライン
では、物体までの距離情報に基づいて、物体の存否や物
体の位置決めを行う変位センサが要望されている。この
ような要望を満たし、しかも被測定物体までの距離を非
接触で測定できる変位センサとして、三角測量方式に基
づいて光学的に距離を測定するものが、構成が比較的簡
単であるところから実用化されている。2. Description of the Related Art In recent years, factory factorization has become more and more advanced, and a production line has been demanded for a displacement sensor for determining the presence or absence of an object and positioning the object based on distance information to the object. As a displacement sensor that satisfies such demands and can measure the distance to the object to be measured in a non-contact manner, a sensor that optically measures the distance based on a triangulation method is practical because of its relatively simple configuration. Has been
【０００３】一般にこの種の変位センサは、図２に示す
ように、投光手段１から光ビームを被測定物体２に照射
し、その拡散反射光を受光用光学系３で集光するととも
に、受光用光学系３の集光面に形成される集光スポット
ＳをＰＳＤよりなる位置検出センサ４で受光するように
構成されている。位置検出センサ４は、集光スポットＳ
の位置に対応した電気信号が得られる素子であって、こ
の電気信号に基づいて被測定物体２までの距離が三角測
量方式に基づいて演算される。すなわち、被測定物体２
の位置がＡ、Ｂ、Ｃと変化して投光手段１と被測定物体
２との距離が変化するとすれば、位置検出センサ４の受
光面に形成される集光スポットＳの位置は紙面上をａ、
ｂ、ｃと移動するから、紙面上の位置が検出できるよう
な一次元の位置検出手段を用いることにより、被測定物
体２までの距離を検出することができる。In general, as shown in FIG. 2, this type of displacement sensor irradiates a light beam from a light projecting means 1 to an object to be measured 2 and condenses its diffuse reflected light by a light receiving optical system 3. A converging spot S formed on a converging surface of the light receiving optical system 3 is received by a position detection sensor 4 made of PSD. The position detection sensor 4 detects the light spot S
Is an element from which an electric signal corresponding to the position is obtained, and a distance to the measured object 2 is calculated based on the electric signal based on a triangulation method. That is, the measured object 2
Is changed to A, B, and C, and the distance between the light projecting means 1 and the measured object 2 changes, the position of the condensed spot S formed on the light receiving surface of the position detection sensor 4 is To a,
The distance to the object to be measured 2 can be detected by using a one-dimensional position detecting means capable of detecting a position on the paper surface since the position moves as b and c.
【０００４】投光手段１は、図４に示すように、半導体
レーザや発光ダイオードなどの発光素子１２と、光ビー
ムの投光タイミングを設定するクロックパルスを発生す
る発振回路１０と、発光素子１２を駆動するドライブ回
路１１と、凸レンズよりなる投光用光学系１３とを備
え、発光素子１２からの光を投光用光学系１３を通すこ
とにより光ビームを形成し、被測定物体２に投光するよ
うになっている。As shown in FIG. 4, the light projecting means 1 includes a light emitting element 12 such as a semiconductor laser or a light emitting diode, an oscillation circuit 10 for generating a clock pulse for setting a light beam emitting timing, and a light emitting element 12. And a light projecting optical system 13 composed of a convex lens. The light from the light emitting element 12 passes through the light projecting optical system 13 to form a light beam, and the light beam is projected onto the object 2 to be measured. It is illuminated.
【０００５】被測定物体２の表面で拡散反射された反射
光は、受光用光学系３を通して集光され、集光面に配設
された位置検出センサ４は、集光スポットＳの位置に対
応した相反する位置信号ＩＡ、ＩＢを出力する。位置検
出センサ４は被測定物体２までの距離に応じて集光スポ
ットＳが移動する方向に沿って配置される。位置検出セ
ンサ４より出力された位置信号ＩＡ、ＩＢは演算手段５
で処理され、被測定物体２までの距離に対応した測距信
号Ｌ0 が得られる。こうして得られた距離信号Ｌ0 に基
づいて、被測定物体２の表面までの距離を計測すること
ができるのである。[0005] The reflected light diffusely reflected on the surface of the measured object 2 is condensed through a light receiving optical system 3, and a position detection sensor 4 provided on the condensing surface corresponds to the position of the condensed spot S. And outputs the conflicting position signals IA and IB. The position detection sensor 4 is arranged along the direction in which the converging spot S moves according to the distance to the measured object 2. The position signals IA and IB output from the position detection sensor 4 are
And a distance measurement signal L 0 corresponding to the distance to the measured object 2 is obtained. Thus based on the distance signal L 0 obtained, it is possible to measure the distance to the surface of the object to be measured 2.
【０００６】ところで、演算手段５は、位置検出センサ
４から出力される電流信号である位置信号ＩＡ、ＩＢを
それぞれ増幅して電圧信号ＶＡ、ＶＢに変換する受光回
路２１ａ、２１ｂと、各受光回路２１ａ、２１ｂの出力
レベルが所定レベル以上であるかどうかを発振回路１０
より出力されるクロックパルスに同期して判定するレベ
ル検出回路２２ａ、２２ｂと、レベル検出回路２２ａ、
２２ｂの出力について減算を行う減算回路２３および加
算を行う加算回路２４と、減算回路２３の出力（ＶＡ−
ＶＢ）と、加算回路２４の出力（ＶＡ＋ＶＢ）との比を
演算する除算回路２５とで構成される。こうして得られ
た除算回路２５の出力が測距信号Ｌ0 になる。すなわ
ち、Ｌ0 ＝（ＶＡ−ＶＢ）／（ＶＡ＋ＶＢ）＝（ＩＡ−
ＩＢ）／（ＩＡ＋ＩＢ）になる。The calculating means 5 includes light receiving circuits 21a and 21b for amplifying the position signals IA and IB, which are current signals output from the position detecting sensor 4, and converting the signals to voltage signals VA and VB, respectively. The oscillation circuit 10 determines whether or not the output levels of the reference
A level detection circuit 22a, 22b for determining in synchronization with a clock pulse output from the
A subtraction circuit 23 that performs subtraction on the output of the output 22b, an addition circuit 24 that performs addition, and an output of the subtraction circuit 23 (VA−
VB) and a division circuit 25 for calculating the ratio of the output (VA + VB) of the addition circuit 24. Thus the output of the resulting division circuit 25 becomes ranging signal L 0. That is, L 0 = (VA−VB) / (VA + VB) = (IA−
IB) / (IA + IB).
【０００７】測距信号Ｌ0 についてさらに詳しく考察す
る。図２の上下方向における受光用光学系３と被測定物
体２との距離ＤをＤ＝ＤＣ＋ΔＤとおく。ここに、ＤＣ
は集光スポットＳが位置検出センサ４の中央点に位置す
るときの基準距離であり、ΔＤは基準距離からの変位距
離である。また、受光用光学系３と位置検出センサ４ま
での距離をＦ、位置検出センサ４の中央点から集光スポ
ットＳまでの距離をΔＺ、受光用光学系３の光軸が図２
の上下方向に対してなす角度をθとすれば、次式の関係
が得られる。The ranging signal L 0 will be considered in more detail. The distance D between the light receiving optical system 3 and the measured object 2 in the vertical direction in FIG. 2 is set as D = DC + ΔD. Where DC
Is a reference distance when the condensing spot S is located at the center point of the position detection sensor 4, and ΔD is a displacement distance from the reference distance. The distance between the light receiving optical system 3 and the position detection sensor 4 is F, the distance from the center point of the position detection sensor 4 to the converging spot S is ΔZ, and the optical axis of the light receiving optical system 3 is shown in FIG.
If the angle made with respect to the vertical direction is θ, the following relationship is obtained.
【０００８】 （Ｄ0 ・cos θ＋ΔＤ・cos θ) ／Ｆ＝（ΔＤ・sin θ）／ΔＺ ∴ ΔＺ＝（ΔＤ・Ｆ・tan θ）／（ＤＣ／cos2θ＋ΔＤ） ＝ａ・ΔＤ／（ｂ＋ΔＤ） ただし、ａ＝Ｆ・tan θ、ｂ＝ＤＣ／cos2θである。 上式によれば、位置検出センサ４の中央点から集光スポ
ットＳまでの距離ΔＺと被測定物体２の変位距離ΔＤと
は非線形関係になることがわかる。(D 0 · cos θ + ΔD · cos θ) / F = (ΔD · sin θ) / ΔZ∴ΔZ = (ΔD · F · tan θ) / (DC / cos 2 θ + ΔD) = a · ΔD / (b + ΔD) Where a = F · tan θ and b = DC / cos 2 θ. According to the above equation, it can be seen that the distance ΔZ from the center point of the position detection sensor 4 to the converging spot S and the displacement distance ΔD of the measured object 2 have a non-linear relationship.
【０００９】一方、位置検出センサ４から出力される位
置信号ＩＡ、ＩＢと、距離ΔＺとの関係は、位置検出セ
ンサ４の有効長を２ｄｐとすれば、次式のようになる。 Ｄ0 ＝（ＩＡ−ＩＢ）／（ＩＡ＋ＩＢ）＝ΔＺ／ｄｐ 上式によって明らかなように、測距信号Ｌ0 は変位距離
ΔＬの情報を含む信号ではあるが、変位距離ΔＤに対し
て非線形になる。したがって、被測定物体２までの距離
にかかわりなく測定精度を一定にするには、リニアリテ
ィ補正回路６を設けることによって、測距信号Ｌ0 を変
位距離ΔＤに対して線形関係になるような距離信号Ｌに
変換する必要がある。On the other hand, the relationship between the position signals IA and IB output from the position detection sensor 4 and the distance ΔZ is as follows, assuming that the effective length of the position detection sensor 4 is 2 dp. D 0 = (IA−IB) / (IA + IB) = ΔZ / dp As is apparent from the above equation, the distance measurement signal L 0 is a signal including information on the displacement distance ΔL, but is nonlinear with respect to the displacement distance ΔD. Become. Therefore, in order to keep the measurement accuracy constant irrespective of the distance to the object 2 to be measured, the linearity correction circuit 6 is provided so that the distance signal L 0 can be converted into a distance signal having a linear relationship with the displacement distance ΔD. It is necessary to convert to L.
【００１０】上述した誤差要因のほかにも、位置検出セ
ンサ４に起因して線形性を損なう誤差要因もある。位置
検出センサ４については、集光スポットＳを集光面の長
手方向（Ｚ軸方向と呼称する）について移動させたとき
の移動距離と測距信号Ｌ0 との直線関係からのずれによ
り直線性を評価する。この誤差特性の一例を示すと、図
３のようになる。位置検出センサ４が理想的な特性を有
していれば、直線性に関する誤差はなくなるが、実際に
は位置検出センサ４の抵抗層の抵抗値分布が一様ではな
いから、測距信号Ｌ0 に対する誤差となって現れるので
ある。In addition to the error factors described above, there are other error factors that impair the linearity due to the position detection sensor 4. The position detection sensor 4 has linearity due to a deviation from a linear relationship between a moving distance and a distance measurement signal L 0 when the converging spot S is moved in the longitudinal direction (referred to as a Z-axis direction) of the converging surface. To evaluate. FIG. 3 shows an example of this error characteristic. If the position detection sensor 4 has ideal characteristics, there is no error in linearity. However, since the resistance value distribution of the resistance layer of the position detection sensor 4 is not uniform, the distance measurement signal L 0 It appears as an error with respect to.
【００１１】上述したような直線性に関する誤差を補正
する手段として、図５に示すようなリニアリティ補正回
路６が考えられている。すなわち、測距信号Ｌ0 はＡ／
Ｄ変換部６１によりディジタル信号に変換され、ＣＰＵ
６３に入力される。ＣＰＵ６３では、入力された測距信
号Ｌ0 に応じた補正値のデータをメモリ６４から読み出
す。メモリ６４には、測距信号Ｌ0 の直線性に関する誤
差を補正するための補正値のデータが、測距信号Ｌ0の
各値に対してあらかじめ記憶されている。ＣＰＵ６３で
は、メモリ６４から読み出した補正値のデータに基づ
き、入力データを補正してＤ／Ａ変換部６５に送り、Ｄ
／Ａ変換部６５ではアナログ信号に変換し、測距信号Ｌ
0 に補正を加えた距離信号Ｌを得るのである。As means for correcting the above-described error relating to linearity, a linearity correction circuit 6 as shown in FIG. 5 has been considered. That is, the ranging signal L 0 is A /
The digital signal is converted into a digital signal by the D
63 is input. In CPU 63, it reads the data of the correction value corresponding to the distance measurement signal L 0, which is input from the memory 64. The memory 64, the data of the correction value for correcting the error relating to the linearity of the measuring signal L 0 is previously stored for each value of the ranging signal L 0. The CPU 63 corrects the input data based on the correction value data read from the memory 64, sends the corrected data to the D / A conversion unit 65, and
The A / A converter 65 converts the signal into an analog signal,
The distance signal L obtained by adding 0 to the correction is obtained.
【００１２】[0012]
【発明が解決しようとする課題】ところで、この種の変
位センサは、上述したようにロボット用の視覚センサな
どに利用されるものであるから、検知部は小型にするこ
とが必要である。したがって、発光素子１２、投光用光
学系１３、ドライブ回路１１、受光用光学系３、位置検
出センサ４、受光回路２１ａ、２１ｂをセンサブロック
７を、他の部分であるコントローラブロック８から分離
し、センサブロック７とコントローラブロック８とをコ
ネクタを介して着脱自在に接続するように構成されてい
る。すなわち、センサブロック７のみをロボットなどに
組み込むのである。Since this type of displacement sensor is used as a visual sensor for a robot as described above, it is necessary to reduce the size of the detection unit. Accordingly, the light emitting element 12, the light projecting optical system 13, the drive circuit 11, the light receiving optical system 3, the position detecting sensor 4, and the light receiving circuits 21a and 21b are separated from the sensor block 7 from the controller block 8, which is another part. , The sensor block 7 and the controller block 8 are detachably connected via a connector. That is, only the sensor block 7 is incorporated in a robot or the like.
【００１３】一方、上述したリニアリティ補正回路６
は、すべての誤差要因に対する補正を一括して行うよう
に構成されているから、メモリ６４にはセンサブロック
７で発生する誤差要因に対する補正値のデータも格納さ
れている。したがって、センサブロック７とコントロー
ラブロック８とは、製造時にリニアリティを補正したと
きの組み合わせで用いることが必要である。すなわち、
コントローラブロック８に対してセンサブロック７を交
換することはできないのである。On the other hand, the linearity correction circuit 6 described above
Is configured to collectively correct all error factors, so that the memory 64 also stores data of correction values for the error factors generated in the sensor block 7. Therefore, it is necessary to use the sensor block 7 and the controller block 8 in a combination when the linearity is corrected at the time of manufacturing. That is,
The sensor block 7 cannot be replaced with the controller block 8.
【００１４】ところが、センサブロック７はロボット等
の可動部に配置されたり、移動する被測定物体に近接し
て配置されることが多く、被測定物体に衝突して破壊さ
れることがある。このような場合に、センサブロック７
だけを交換することができないから、補修に要するコス
トが高くなるという問題がある。また、１つの被測定物
体について多箇所で距離を測定する必要がある場合（た
とえば、板厚を多箇所で測定するような場合）には、多
数のセンサブロック７が必要となるから、センサブロッ
ク７とコントローラブロック８とを正しく組み合わせる
ようにコネクタを接続するのが非常に手間のかかる作業
になるという問題がある。However, the sensor block 7 is often arranged on a movable part such as a robot, or arranged close to a moving object to be measured, and may be broken by colliding with the object to be measured. In such a case, the sensor block 7
However, there is a problem in that the cost required for repair increases because only one can be replaced. Further, when it is necessary to measure the distance at one place of the object to be measured (for example, when the thickness is measured at many places), many sensor blocks 7 are required. There is a problem that connecting a connector so that the controller 7 and the controller block 8 are correctly combined is a very troublesome operation.
【００１５】本発明は上記問題点の解決を目的とするも
のであり、センサブロックとコントローラブロックとを
任意に組み合わせることができるようにして、センサブ
ロックが破損したときにはセンサブロックのみを交換で
きるようにし、また、多数のセンサブロックをそれぞれ
コントローラブロックに接続する際に、組み合わせを考
慮せずに単純に接続作業ができるようにした変位センサ
を提供しようとするものである。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problem, and to make it possible to arbitrarily combine a sensor block and a controller block so that only a sensor block can be replaced when the sensor block is damaged. Another object of the present invention is to provide a displacement sensor that can simply perform a connection operation without considering a combination when connecting a large number of sensor blocks to a controller block.
【００１６】[0016]
【課題を解決するための手段】本発明では、上記目的を
達成するために、光ビームを出力する投光手段と、被測
定物体による光ビームの反射光を集光する受光用光学系
と、受光用光学系の集光面に配設され被測定物体までの
距離に応じて集光面内で移動する集光スポットの位置に
対応した相反する一対の位置信号を出力する位置検出手
段と、位置信号に基づいて集光スポットの位置変化に対
応した測距信号を算出する演算手段と、測距信号に基づ
いて被測定物体までの距離の変位に比例する距離信号を
算出するリニアリティ補正手段とを具備した変位センサ
において、投光手段と受光用光学系と位置検出手段とか
らなるセンサブロックと、演算手段とリニアリティ補正
手段とを具備したコントローラブロックとをコネクタを
介して着脱自在に接続し、センサブロックには、被測定
物体までの距離とセンサブロックの出力値との直線関係
に対するずれを補正する補正値を記憶した補正値メモリ
を設け、リニアリティ補正手段では補正値メモリに格納
された補正値を利用して距離信号を算出するようにして
いるのである。According to the present invention, in order to achieve the above object, a light projecting means for outputting a light beam, a light receiving optical system for condensing a light beam reflected by an object to be measured, and Position detection means disposed on the light-collecting surface of the light-receiving optical system and outputting a pair of opposing position signals corresponding to the position of a light-converging spot that moves within the light-collecting surface in accordance with the distance to the measured object; Calculating means for calculating a distance measurement signal corresponding to a change in the position of the condensed spot based on the position signal; and linearity correction means for calculating a distance signal proportional to the displacement of the distance to the measured object based on the distance measurement signal. In a displacement sensor comprising: a sensor block comprising a light projecting means, a light receiving optical system, and a position detecting means, and a controller block comprising a calculating means and a linearity correcting means, which are detachably connected via a connector. Subsequently, the sensor block is provided with a correction value memory storing a correction value for correcting a deviation from the linear relationship between the distance to the measured object and the output value of the sensor block, and the linearity correction unit stores the correction value in the correction value memory. The distance signal is calculated using the corrected value.
【００１７】[0017]
【作用】上記構成によれば、センサブロックとコントロ
ーラブロックとをコネクタを介して着脱自在に接続し、
かつ、センサブロックに、被測定物体までの距離とセン
サブロックの出力値との直線関係に対するずれを補正す
る補正値を記憶した補正値メモリを設け、リニアリティ
補正手段では補正値メモリに格納された補正値を利用し
て距離信号を算出するようにしているので、センサブロ
ックに関する補正値をセンサブロックに持たせることに
より、リニアリティ補正手段では、コントローラブロッ
クに関する補正値のみを持てばよいことになる。その結
果、センサブロックとコントローラブロックとを一対一
に対応させる必要がなくなり、任意のセンサブロックを
コントローラブロックに接続できるのである。すなわ
ち、センサブロックが破損したときには、センサブロッ
クのみを交換すればよく、補修に要するコストが従来よ
りも低減されるのである。また、多数のセンサブロック
を用いるときには、任意のコントローラブロックにセン
サブロックを接続するだけの単純な作業になるから、接
続を誤るおそれがないのである。According to the above construction, the sensor block and the controller block are detachably connected via the connector,
Further, the sensor block is provided with a correction value memory storing a correction value for correcting a deviation from the linear relationship between the distance to the measured object and the output value of the sensor block, and the linearity correction means corrects the correction stored in the correction value memory. Since the distance signal is calculated using the value, the correction value for the sensor block is given to the sensor block, so that the linearity correction means only needs to have the correction value for the controller block. As a result, there is no need to make a one-to-one correspondence between the sensor block and the controller block, and an arbitrary sensor block can be connected to the controller block. That is, when the sensor block is damaged, only the sensor block needs to be replaced, and the cost required for repair is reduced as compared with the related art. In addition, when a large number of sensor blocks are used, it is a simple operation to connect a sensor block to an arbitrary controller block, so that there is no risk of erroneous connection.
【００１８】[0018]
【実施例】図１に示すように．基本的な回路構成は、従
来構成とほぼ同様であるが、センサブロック７に補正値
メモリ９を設けた点が異なっている。補正値メモリ９に
は、位置検出センサ４により生じる誤差や、受光回路２
１ａ、２１ｂに関する誤差に対しての補正値のデータが
格納されている。すなわち、被測定物体までの距離とセ
ンサブロックの出力値との直線関係に対するずれを補正
するような補正値のデータが、補正値メモリ９に記憶さ
れているのである。一方、リニアリティ補正回路６のメ
モリ６４にはコントローラブロック８に関する補正値の
データが格納されている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS As shown in FIG. The basic circuit configuration is almost the same as the conventional configuration, except that a correction value memory 9 is provided in the sensor block 7. The correction value memory 9 stores an error caused by the position detection sensor 4 and the light receiving circuit 2.
Data of correction values for errors relating to 1a and 21b are stored. That is, correction value data for correcting a deviation from the linear relationship between the distance to the measured object and the output value of the sensor block is stored in the correction value memory 9. On the other hand, the memory 64 of the linearity correction circuit 6 stores correction value data relating to the controller block 8.
【００１９】センサブロック７をコントローラブロック
８に接続すると、補正値メモリ９に格納された補正値の
データはリニアリティ補正回路６に入力される。すなわ
ち、リニアリティ補正回路６では、電源投入時に補正値
メモリ９からセンサブロック７に関する補正値のデータ
を読み込み、メモリ６４に格納されているコントローラ
ブロック８に関する補正値のデータとともに、正確な距
離信号Ｌを得るための総合的な補正値を生成する。こう
して生成された総合的な補正値のデータは、メモリ６４
に再登録される。被測定物体２までの距離を測定すると
きには、上述のようにして得られた総合的な補正値のデ
ータを用いて補正演算が行われるのである。When the sensor block 7 is connected to the controller block 8, the correction value data stored in the correction value memory 9 is input to the linearity correction circuit 6. That is, the linearity correction circuit 6 reads the correction value data for the sensor block 7 from the correction value memory 9 when the power is turned on, and outputs the accurate distance signal L together with the correction value data for the controller block 8 stored in the memory 64. Generate an overall correction value to obtain. The data of the comprehensive correction value generated in this manner is stored in the memory 64.
Will be re-registered. When the distance to the measured object 2 is measured, a correction calculation is performed using the data of the total correction value obtained as described above.
【００２０】また、補正値メモリ９からの補正値のデー
タをリニアリティ補正回路６に読み込むのは、必ずしも
電源投入時にする必要はなく、コントローラブロック８
に別途にスイッチを設け、スイッチを操作したときにの
み読み込んでもよい。この場合に、メモリ６４を不揮発
性にしておけば、センサブロック７を交換したときにの
み補正値のデータを読み込むようにすることができる。It is not always necessary to read the correction value data from the correction value memory 9 into the linearity correction circuit 6 when the power is turned on.
May be provided separately, and the data may be read only when the switch is operated. In this case, if the memory 64 is made non-volatile, the correction value data can be read only when the sensor block 7 is replaced.
【００２１】[0021]
【発明の効果】本発明は上述のように、センサブロック
とコントローラブロックとをコネクタを介して着脱自在
に接続し、かつ、センサブロックに、被測定物体までの
距離とセンサブロックの出力値との直線関係に対するず
れを補正する補正値を記憶した補正値メモリを設け、リ
ニアリティ補正手段では補正値メモリに格納された補正
値を利用して距離信号を算出するようにしているので、
センサブロックに関する補正値をセンサブロックに持た
せることにより、リニアリティ補正手段では、コントロ
ーラブロックに関する補正値のみを持てばよいことにな
る。その結果、センサブロックとコントローラブロック
とを一対一に対応させる必要がなくなり、任意のセンサ
ブロックをコントローラブロックに接続できるという利
点を有するのである。すなわち、センサブロックが破損
したときには、センサブロックのみを交換すればよく、
補修に要するコストが従来よりも低減されるという効果
がある。また、多数のセンサブロックを用いるときに
は、任意のコントローラブロックにセンサブロックを接
続するだけの単純な作業になるから、接続を誤るおそれ
がないのである。As described above, according to the present invention, the sensor block and the controller block are detachably connected via the connector, and the distance between the object to be measured and the output value of the sensor block is connected to the sensor block. Since a correction value memory storing a correction value for correcting the deviation from the linear relationship is provided, and the linearity correction means calculates the distance signal using the correction value stored in the correction value memory,
By providing the sensor block with a correction value for the sensor block, the linearity correction means only needs to have a correction value for the controller block. As a result, there is no need to make a one-to-one correspondence between the sensor block and the controller block, and there is an advantage that any sensor block can be connected to the controller block. That is, when the sensor block is damaged, only the sensor block needs to be replaced,
There is an effect that the cost required for repair is reduced as compared with the related art. In addition, when a large number of sensor blocks are used, it is a simple operation to connect a sensor block to an arbitrary controller block, so that there is no risk of erroneous connection.
【図１】実施例を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment.
【図２】本発明に係る変位センサの概略構成を示す説明
図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a displacement sensor according to the present invention.
【図３】本発明に係る変位センサに用いる位置検出手段
の動作特性を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing operating characteristics of a position detecting means used in the displacement sensor according to the present invention.
【図４】従来例を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing a conventional example.
【図５】従来例に用いるリニアリティ補正回路のブロッ
クである。FIG. 5 is a block diagram of a linearity correction circuit used in a conventional example.
１ 投光手段 ２ 被測定物体 ３ 受光用光学系 ４ 位置検出センサ ５ 演算手段 ６ リニアリティ補正回路 ７ センサブロック ８ コントローラブロック ９ 補正値メモリ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Projection means 2 Object to be measured 3 Optical system for light reception 4 Position detection sensor 5 Calculation means 6 Linearity correction circuit 7 Sensor block 8 Controller block 9 Correction value memory
Claims (1)
物体による光ビームの反射光を集光する受光用光学系
と、受光用光学系の集光面に配設され被測定物体までの
距離に応じて集光面内で移動する集光スポットの位置に
対応した相反する一対の位置信号を出力する位置検出手
段と、位置信号に基づいて集光スポットの位置変化に対
応した測距信号を算出する演算手段と、測距信号に基づ
いて被測定物体までの距離の変位に比例する距離信号を
算出するリニアリティ補正手段とを具備した変位センサ
において、投光手段と受光用光学系と位置検出手段とか
らなるセンサブロックと、演算手段とリニアリティ補正
手段とを具備したコントローラブロックとをコネクタを
介して着脱自在に接続し、センサブロックには、被測定
物体までの距離とセンサブロックの出力値との直線関係
に対するずれを補正する補正値を記憶した補正値メモリ
を設け、リニアリティ補正手段では補正値メモリに格納
された補正値を利用して距離信号を算出することを特徴
とする変位センサ。1. A light projecting means for outputting a light beam, a light receiving optical system for condensing reflected light of the light beam by an object to be measured, and a light receiving optical system disposed on a light condensing surface of the light receiving optical system to an object to be measured. Position detecting means for outputting a pair of contradictory position signals corresponding to the positions of the converging spots moving within the converging surface according to the distance of the distance, and distance measuring corresponding to the change in the position of the converging spots based on the position signals A displacement sensor comprising: a calculating means for calculating a signal; and a linearity correcting means for calculating a distance signal proportional to a displacement of a distance to the object to be measured based on the ranging signal. A sensor block including a position detecting unit and a controller block including a calculating unit and a linearity correcting unit are detachably connected via a connector, and the sensor block includes a distance to the object to be measured and a sensor. A correction value memory storing a correction value for correcting a deviation from a linear relationship with the output value of the sublock is provided, and the linearity correction means calculates a distance signal using the correction value stored in the correction value memory. And a displacement sensor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP811491A JP2986023B2 (en) | 1991-01-28 | 1991-01-28 | Displacement sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP811491A JP2986023B2 (en) | 1991-01-28 | 1991-01-28 | Displacement sensor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04250309A JPH04250309A (en) | 1992-09-07 |
| JP2986023B2 true JP2986023B2 (en) | 1999-12-06 |
Family
ID=11684266
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP811491A Expired - Lifetime JP2986023B2 (en) | 1991-01-28 | 1991-01-28 | Displacement sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2986023B2 (en) |
-
1991
- 1991-01-28 JP JP811491A patent/JP2986023B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04250309A (en) | 1992-09-07 |
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