JP3227212B2

JP3227212B2 - 光学式変位測定装置

Info

Publication number: JP3227212B2
Application number: JP20092292A
Authority: JP
Inventors: 勝広寺前; 敦紙谷
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1992-07-28
Filing date: 1992-07-28
Publication date: 2001-11-12
Anticipated expiration: 2016-11-12
Also published as: JPH0642960A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、物体までの距離を三角
測量法を用いて非接触で計測する光学式変位測定装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ＦＡ（ファクトリーオートメ
ーション）等の分野においてロボットの視覚センサなど
に用いるために、三角測量法に基づいて光学的に距離を
測定する変位測定装置が提供されている。この種の変位
測定装置は、光学的に距離を測定するから物体までの距
離を非接触で測定できるという利点がある。また、図５
に示すように、物体までの距離に関する情報を検出する
センサヘッド１０と、センサヘッド１０で求めた情報に
基づいて物体までの距離を演算したり物体までの距離に
応じた各種判定を行うためのコントローラ２０とは別体
に設けられて接続線を介して接続されている。このよう
にセンサヘッド１０とコントローラ２０とを分離した構
成とすれば、センサヘッド１０が小型化され、ロボット
等に組み込み易くなる。

【０００３】センサヘッド１０は、物体に光ビームを照
射して点状の光パターンである投光スポットを物体の表
面に形成する投光手段１と、投光手段１から照射された
光ビームの物体の表面での反射光を検出する受光手段２
とを備える。受光手段２では、入射光を受光光学系１３
（図９参照）に通して収束させることによって、ＰＳＤ
よりなる位置検出素子１４の受光面に投光スポットの像
としての受光スポットを形成し、受光スポットの位置に
対応した一対の位置信号Ｉ₁，Ｉ₂を出力する。すなわ
ち、位置検出素子１４は、受光スポットの位置に応じて
大きさの比率が決まる電流信号である一対の位置信号Ｉ
₁，Ｉ₂を発生するのであって、両位置信号Ｉ₁，Ｉ₂
の関係に基づいて受光スポットの位置を検出すれば、物
体までの距離を三角測量法に基づいて求めることができ
る。また、両位置信号Ｉ₁，Ｉ₂の合計は、位置検出素
子１４で検出している受光光量に対応する。

【０００４】さらに具体的に説明する。投光手段１は、
レーザダイオードよりなる発光素子１１を備え光ビーム
を形成する。発光素子１１はレーザダイオード駆動回路
１２により駆動されるのであって、レーザダイオード駆
動回路１２には、コントローラ２０に設けた原発振器２
１から発生するクロック信号をパルス変調（パルス振幅
変調）する変調器２２の出力が制御信号として入力され
る。変調器２２は、後述する積分器２３から出力される
直流信号の信号レベルに対応して発光素子１１への供給
エネルギが変化するように変調器２２の出力の振幅を変
化させる。

【０００５】一方、位置検出素子１４から出力される一
対の位置信号Ｉ₁，Ｉ₂は、それぞれ増幅器１５ａ，１
５ｂに入力され、位置信号Ｉ₁，Ｉ₂が電流信号から電
圧信号Ｖ₁，Ｖ₂に変換されるとともに増幅された後に
コントローラ２０に出力される。コントローラ２０は、
位置信号Ｉ₁，Ｉ₂に対応した電圧信号Ｖ₁，Ｖ₂が入
力される信号処理部２４ａ，２４ｂを備えている。信号
処理部２４ａ，２４ｂでは、電圧信号Ｖ₁，Ｖ₂を増幅
した後に所定周波数以下の雑音成分を除去し、さらに原
発振器２１からのクロック信号に同期して電圧信号
Ｖ₁，Ｖ₂を検波する。信号処理部２４ａ，２４ｂでの
電圧信号Ｖ₁，Ｖ₂の増幅率は外部から調節可能になっ
ている。

【０００６】信号処理部２４ａ，２４ｂからの出力信号
Ｖ₁₁，Ｖ₁₂は、電圧信号Ｖ₁，Ｖ₂に比例し、両出力は
減算手段である減算器２５により減算されて減算値（Ｖ
₁₁−Ｖ₁₂）が求められるとともに、加算器２６により加
算されて加算値（Ｖ₁₁＋Ｖ₁₂）が求められる。減算器２
５の出力は、位置検出素子１４で受光した光量が不足し
たり過剰であるときに、光量が正常であったときの減算
器２５の出力値を保持するサンプル・ホールド手段であ
るサンプル・ホールド回路３０を通してＤＣ演算部２７
に入力される。ＤＣ演算部２７では、所定周波数以上の
成分を除去するとともに、後述する傾き（比例定数）、
測定距離のオフセット値を外部から設定し、またリニア
リティを補正して測定値を補正し、補正された減算値を
変位出力とする。具体的には、傾きの調節には入力レベ
ルに対する減衰率を調節し、オフセット値の調節には入
力レベルに加算するレベルを調節する。

【０００７】一方、加算器２６の出力は誤差増幅器２９
に入力され、基準値発生部２８より出力される基準値と
の差が求められる。加算器２６からの出力値は基準値か
ら減算され、その差が積分器２３で平均化され、変調器
２２に入力されるのである。したがって、発光素子１１
からの光出力は、位置検出素子１４での受光光量に対応
してフィードバック制御される。フィードバック系が安
定に動作しているときには、加算器２６の出力が基準値
発生部２８で設定した基準値に一致するように発光素子
１１の発光光量が調節され、位置検出素子１４の受光光
量は略一定量に保たれる。したがって、加算器２６から
出力される加算値（Ｖ₁₁＋Ｖ₁₂）は、回路のダイナミッ
クレンジや応答性能を無視した理想系では一定であっ
て、減算器２５から出力される減算値（Ｖ₁₁−Ｖ₁₂）
は、（Ｖ₁₁−Ｖ₁₂）／（Ｖ₁₁＋Ｖ₁₂）に比例することに
なる。このように、加算器２６、基準値発生部２８、誤
差増幅器２９、積分器２３、変調器２２によって、受光
光量を一定に保つようにフィードバック制御を行う光量
制御手段が構成される。また、積分器２３は、誤差増幅
器２９の出力を反転して積分するように構成されてい
る。

【０００８】次に、上記構成における距離測定の原理を
説明する。図９に示すように、受光スポットが位置検出
素子１４の受光面の中央に形成されているときの投光手
段１の光軸方向における受光光学系１３の中心から物体
３までの距離をｒとし、物体３までの距離がΔｒだけ大
きくなったとする。このとき、受光スポットの位置は図
９の左方にΔｘだけ移動する。位置検出素子１４の受光
面の有効長を２Ｌとすれば、位置信号Ｉ₁，Ｉ₂は次の
関係になる。

【０００９】Ｉ₁／Ｉ₂＝（Ｌ−Δｘ）／（Ｌ＋Δｘ） … 式を変形すると、次式が得られる。（Ｉ₁−Ｉ₂）／（Ｉ₁＋Ｉ₂）＝Δｘ／Ｌ … 位置検出素子１４の受光面の有効長２Ｌは一定であるか
ら、位置信号Ｉ₁，Ｉ₂に対応した増幅器１５ａ，１５
ｂの出力に基づいて、（Ｉ₁−Ｉ₂）／（Ｉ₁＋Ｉ₂）
に相当する値を求めれば、受光スポットの位置を知るこ
とができるのである。すなわち、（Ｖ₁₁−Ｖ₁₂）／（Ｖ
₁₁＋Ｖ₁₂）を求めれば、位置検出素子１４での受光スポ
ットの変位Δｘを求めることができる。ここに、上述の
ように、減算器２５の出力は（Ｖ₁₁−Ｖ₁₂）であるが、
フィードバック制御によって（Ｖ₁₁＋Ｖ₁₂）が一定値に
保たれているから、減算器２５の出力に除算を施さなく
ても減算器２５からは式の左辺に比例した出力が得ら
れていることになる。したがって、ＤＣ演算部２７にお
いて減算器２５の出力に対する比例定数（傾き）を設定
すれば、受光スポットの変位Δｘを求めることができ
る。

【００１０】また、受光光学系１３の中心と位置検出素
子１４との距離をｆ、投光手段１の光軸上で距離ｒの位
置の点と位置検出素子１４の中心とを結ぶ直線が投光手
段１の光軸となす角度をθとすれば、次の関係が得られ
る。（ｒ／cos θ＋Δｒ／cos θ) ：ｆ／cos θ＝（Δｒ／sin θ）：Δｘ ∴ Δｒ＝ｒ・Δｘ／｛（ｆ／sin θ）−Δｘ｝＝ｂ・Δｘ／（ａ−Δｘ） … ただし、ａ＝ｆ／sin θ、ｂ＝ｒである。すなわち、
式によれば、Δｘを求めれば変位した距離Δｒを求める
ことができるのであって、式と式とに基づいて変位
した距離Δｒを求めることができることがわかる。ただ
し、ＤＣ演算部２７では、式に対応する演算を行って
変位Δｘを求め、式による距離Δｒの演算はＤＣ演算
部２７よりも後段で演算される。

【００１１】ところで、フィードバック系が安定に動作
しているときには、加算器２６の出力値（Ｖ₁₁＋Ｖ₁₂）
は略一定であるから、上述したように減算器２５の出力
値（Ｖ₁₁−Ｖ₁₂）は、（Ｖ₁₁−Ｖ₁₂）／（Ｖ₁₁＋Ｖ₁₂）
に比例すると考えてよいが、物体の反射率が高く受光光
量が過剰になって回路が飽和したり、物体の反射率が低
く受光光量が不足して十分な発光光量が得られなくなる
と、加算器２６の出力値が一定値に保たれなくなって、
変位を正しく測定できなくなる。そこで、受光光量が過
剰になったり発光光量が不足するような状態になると、
その時点の測定値を保持し、また場合によっては異常が
生じたことを外部に報知することが必要になる。

【００１２】この目的を達成するために、サンプル・ホ
ールド回路３０を設けているのであって、正常状態から
異常状態への移行時点は、積分器２３の出力に基づいて
検出するようになっている。すなわち、積分器２３の出
力はサンプル・ホールド用比較器３１に入力され、積分
器２３の出力値が２個の閾値発生部３２ａ，３２ｂによ
り設定された上限および下限の閾値の間の許容範囲内で
あれば、サンプル・ホールド回路３０を動作させず、許
容範囲外であれば論理回路３３を通してホールド信号を
発生することによって、サンプル・ホールド回路３０に
減算器２５の出力値を保持させるようになっている。サ
ンプル・ホールド用比較器３１、閾値発生部３２ａ，３
２ｂ、論理回路３３によりホールド信号発生手段を構成
しているのである。図６に示すように、サンプル・ホー
ルド用比較器３１は２個のコンパレータＣＰ₁，ＣＰ₂
を備え、両コンパレータＣＰ₁，ＣＰ₂には積分器２３
の出力が抵抗Ｒ₅およびコンデンサＣ₅により平滑化し
て入力される。閾値発生部３２ａ，３２ｂは抵抗Ｒ₁〜
Ｒ₄により構成される。また、論理回路３３なるナンド
回路ＮＡは、両コンパレータＣＰ₁，ＣＰ₂の出力値の
論理積の否定を出力する。サンプル・ホールド回路３０
は、アナログスイッチＡＳ₁〜ＡＳ₃、抵抗Ｒ₆を介し
て充電されるコンデンサＣ₆の端子電圧を出力する演算
増幅器ＯＰよりなるボルテージフォロワを備える。

【００１３】したがって、積分器２３の出力値が閾値発
生部３２ａ，３２ｂにより設定された許容範囲内であれ
ばコンパレータＣＰ₁，ＣＰ₂の出力がともにＨレベル
となってナンド回路ＮＡの出力はＬレベルに保たれ、許
容範囲外になると両コンパレータＣＰ₁，ＣＰ₂の出力
の一方がＬレベルとなってナンド回路ＮＡの出力がＨレ
ベルになる。その結果、積分器２３の出力値が許容範囲
外になると、ナンド回路ＮＡの出力を否定回路ＮＴによ
り反転したＬレベルの制御信号が、減算器２５の出力端
に接続されているアナログスイッチＡＳ₁，ＡＳ₂をオ
フにする。また、ナンド回路ＮＡの出力によって、ボル
テージフォロワの出力に挿入されているアナログスイッ
チＡＳ₃がオンになる。すなわち、許容範囲外になる直
前の値がコンデンサＣ₆に保持され、この値が出力値と
して用いられるのである。

【００１４】上記構成では、物体の反射率（図７（ａ）
参照）に応じて図７（ｃ）のように積分器２３の出力Ｖ
ｂが変化する。すなわち、反射率が高ければ加算器２６
の出力値は基準値発生部２８から発生する基準値に近い
から積分器２３の出力Ｖｂが小さくなり、反射率が低け
れば積分器２３の出力Ｖｂが大きくなる。したがって、
変調器２２の出力Ｖｃは図７（ｂ）のように変化する。
閾値発生部３２ａ，３２ｂで、図７（ｃ）のように上限
および下限の閾値Ｈ₁，Ｈ₂を設定しているものとすれ
ば、積分器２３の出力Ｖｂが両閾値Ｈ₁，Ｈ₂の間の許
容範囲内のときは、図７（ｄ）のようにナンド回路ＮＡ
の出力はＨレベルであって、サンプル・ホールド回路３
０のアナログスイッチＡＳ₁，ＡＳ₂がオンになり、減
算器２５の出力値がそのまま出力される。一方、積分器
２３の出力Ｖｂが許容範囲外のときには、ナンド回路Ｎ
Ａの出力はＬレベルになってホールド信号が発生し、サ
ンプル・ホールド回路３０に減算器２５の出力値が保持
される。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、実際の系で
は光学的仕様や電子回路の仕様にばらつきがあるから、
以下のような問題が生じる。たとえば、図７（ｅ）に示
すように、誤差増幅器２９の出力Ｖａが安定していてフ
ィードバック制御が安定して行われている状態であって
も、図７（ｃ）のように積分器２３の出力Ｖｂが反射率
の高いほうの閾値Ｈ₁を越えてホールド信号が発生する
場合があり、装置のダイナミックレンジに余裕が残され
ているにもかかわらず、十分に活用されない場合があ
る。また逆に、図８（ｅ）に示すように、誤差増幅器２
９の出力Ｖａが不安定になってフィードバック制御が安
定に行われないにもかかわらず、図８（ｃ）のように積
分器２３の出力Ｖｂは閾値Ｈ₁を越えず、図８（ｄ）の
ようにホールド信号が発生しない場合もある。このよう
な状態では、測定値に誤差が生じることになり、また、
その後に、サンプル・ホールド回路３０によって減算器
２５の出力値が保持されたとしても不安定状態での出力
値が保持されることになって不都合である。

【００１６】本発明は上記問題点の解決を目的とするも
のであり、フィードバック系の不安定状態を確実に検知
し、かつ遅滞なく測定値を保持することによって、測定
値の誤差の発生を抑制した光学式変位測定装置を提供す
ることにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明では、上
記目的を達成するために、点状の光パターンである投光
スポットを物体の表面に照射する投光手段と、投光手段
から照射された光の物体表面での反射光を受光光学系に
通して収束させ投光スポットの像として形成された受光
スポットの位置に対応して出力レベルの比率が決まる一
対の位置信号を出力する受光手段と、各位置信号の出力
レベルの差を演算する減算手段と、受光手段での受光光
量と既定の基準値との差を求める誤差増幅器および誤差
増幅器の出力を平均化する積分器を備えていて積分器の
出力値に基づいて受光光量が略一定に保たれるように投
光手段の発光光量をフィードバック制御する光量制御手
段と、外部からホールド信号が入力された時点の減算手
段の出力値を保持するサンプル・ホールド手段と、物体
の反射率が系のダイナミックレンジを越える状態を誤差
増幅器の出力と既定の閾値とを比較することによって検
出するとホールド信号を発生するホールド信号発生手段
と、誤差増幅器の出力と閾値とを比較する比較手段にヒ
ステリシスを付与するヒステリシス付与手段とを具備し
ているのである。

【００１８】請求項２の発明では、投光手段は、レーザ
ダイオードよりなる発光素子を備え、積分器の出力値に
基づいてパルス変調された制御信号によって発光光量が
制御されるのである。

【００１９】

【作用】請求項１の構成では、積分器の前段に設けた誤
差増幅器の出力値について許容範囲との大小比較を行っ
てホールド信号の発生の要否を決定するから、積分器に
より平均化された後の出力に比較して系の不安定状態を
確実に検出することが可能であり、フィードバック系が
不安定になると遅滞なくホールド信号を発生することが
でき、不安定状態が生じた時点での減算手段の出力値に
対する誤差の少ない値をサンプル・ホールド手段に保持
することができるのであり、さらにヒステリシス付与手
段が誤差増幅器の出力と閾値とを比較する比較手段にヒ
ステリシスを付与しているので、ホールド信号が発振す
ることはなく、ホールド信号を安定的に保持することが
できるのである。

【００２０】請求項２の構成は望ましい実施態様であ
る。

【００２１】

【実施例】本実施例では、図１および図２に示すよう
に、図５および図６に示した従来構成と基本的な構成は
同様であって、論理回路３３において、誤差増幅器２９
の出力に基づいてホールド信号の発生の要否を決定でき
るようにしている点が相違している。すなわち、誤差増
幅器２９の出力値を下限を決める既定の閾値と比較し
て、誤差増幅器２９の出力値が上限を決めた許容範囲外
であると論理回路３３を通してホールド信号を発生させ
る安定性判断部３４を備えている。また、サンプル・ホ
ールド用比較器３１は、積分器２３の出力値が閾値発生
部３２から発生する閾値よりも大きくなったときにのみ
出力値をＬレベルに設定するように、１個のコンパレー
タＣＰ₂のみで構成されている。すなわち、積分器２３
の出力値に基づいて発光光量の飽和のみを検出するので
ある。図２には、２個のコンパレータが示されている
が、コンパレータＣＰ₂のみが利用され、残りのコンパ
レータは動作に関与しない。従来構成と同じ符号を付し
た他の構成は従来構成と同様である。

【００２２】安定性判断部３４は、誤差増幅器２３の出
力端に一端を接続し他端をコンデンサＣ₇に接続した抵
抗Ｒ₇を備える。また、コンデンサＣ₇と抵抗Ｒ₇との
接続点にはダイオードＤ₁，Ｄ₂のアノードが接続さ
れ、ダイオードＤ₁のカソードは電源に接続され、ダイ
オードＤ₂のカソードはコンデンサＣ₈と抵抗Ｒ₈との
並列回路の一端が接続される。

【００２３】ところで、図３（ａ）に示すように、物体
の反射率が標準の状態でフィードバック系が安定してい
るときには、図３（ｂ）に示すように変調器２２の出力
Ｖｃの出力値は比較的小さく、このとき図３（ｃ）のよ
うに誤差増幅器２３の出力Ｖａは若干のリップル成分を
含んでグランドレベル（０Ｖ）付近で変動している。し
たがって、安定状態では、コンデンサＣ₇と抵抗Ｒ₇と
の接続点の電位はほぼ０Ｖに保たれている。この状態で
は、ダイオードＤ₂がオフであるから、図３（ｄ）に示
すように、コンデンサＣ₈の端子電圧Ｖｄもほぼ０Ｖに
なっている。

【００２４】一方、高反射率の物体が存在すると受光光
量が増加するから、図３（ｂ）に示すように、積分器２
３の出力に基づいて発光光量を減少させようとする。こ
のとき系が安定であれば、誤差増幅器２９の出力は図３
（ｃ）にようにグランドレベル付近でリップル成分を増
加させる。ここで、ダイオードＤ₂に順方向バイアスが
かかる程度の電圧が誤差増幅器２９から出力されれば、
コンデンサＣ₈には、抵抗Ｒ₇と抵抗Ｒ₈とで分圧され
た電圧が印加されて充電されることになる。この充電時
定数は、コンデンサＣ₇とコンデンサＣ₈との並列容量
および抵抗Ｒ₇による充電時間と抵抗Ｒ₈による放電時
間との関係によって決定される。すなわち、系が安定で
あって誤差増幅器２９の出力にリップル成分が少ない間
は図３（ｄ）に示すように、コンデンサＣ₈の端子電圧
Ｖｄを低い状態に保つことができる。

【００２５】コンデンサＣ₈の端子電圧は、抵抗Ｒ₉，Ｒ
₁₀とにより決定される閾値Ｈ₃と、コンパレータＣＰ₃に
よって比較され、コンデンサＣ₈の端子電圧が閾値Ｈ₃よ
りも上昇すると比較手段たるコンパレータＣＰ₃の出力
はＬレベルになる。また、コンパレータＣＰ₃は出力端
と入力端との間にヒステリシスを付与するために抵抗Ｒ
₁₁が挿入されており、出力がＬレベルになると閾値Ｈ₃
が引き下げられるようになっている。ここに、抵抗Ｒ ₁₁
によりヒステリシス付与手段が構成される。コンパレー
タＣＰ₃の出力は論理回路３３であるナンド回路ＮＡ₁に
入力される。ナンド回路ＮＡ₁は、コンパレータＣＰ₂と
コンパレータＣＰ₃との出力値の論理積の否定を出力す
るのであって、両コンパレータＣＰ₂，ＣＰ₃の少なくと
も一方の出力がＬレベルであると、出力をＨレベルにし
てホールド信号を発生する。

【００２６】上記構成によれば、高反射率の物体からの
反射光を受けて受光光量が増加してもフィードバック系
が安定に動作していて、図３（ｂ）のように変調器２２
の出力Ｖｃの振幅を低減させることで対応できる間は、
図３（ｃ）のように誤差増幅器２９の出力Ｖａのリップ
ル成分が比較的少ないから、図３（ｄ）のようにコンデ
ンサＣ₈の端子電圧Ｖｄが閾値Ｈ₃を越えることがな
く、図３（ｅ）のようにホールド信号は発生しないので
ある。

【００２７】一方、受光光量が過剰になってフィードバ
ック系の動作が不安定になり、図４（ｂ）のように変調
器２２の出力Ｖｃの振幅が不安定になる状態では、図４
（ｃ）のように誤差増幅器２９の出力Ｖａのリップル成
分が増加して、図４（ｄ）のようにコンデンサＣ₈の端
子電圧Ｖｄが閾値Ｈ₃を越えることになり、図４（ｅ）
のようにホールド信号が発生する。しかも、閾値Ｈ₃を
一度越えると閾値Ｈ₃が下がってホールド信号を安定的
に保持するのである。また、積分器２３を通さずにホー
ルド信号を発生させることができるから、受光光量の過
剰を検出するまでの応答時間が短くなるものである。

【００２８】

【発明の効果】本発明は上述のように、外部からホール
ド信号が入力された時点の減算手段の出力値を保持する
サンプル・ホールド手段と、物体の反射率が系のダイナ
ミックレンジを越える状態を誤差増幅器の出力と既定の
閾値とを比較することによって検出するとホールド信号
を発生するホールド信号発生手段とを具備しているの
で、積分器の前段に設けた誤差増幅器の出力値について
許容範囲との大小比較を行ってホールド信号の発生の要
否を決定するのであって、積分器により平均化された後
の出力に比較して系の不安定状態を確実に検出すること
が可能であり、フィードバック系が不安定になると遅滞
なくホールド信号を発生することができ、不安定状態が
生じた時点での減算手段の出力値に対する誤差の少ない
値をサンプル・ホールド手段に保持することができると
いう利点を有する。さらにヒステリシス付与手段が誤差
増幅器の出力と閾値とを比較する比較手段にヒステリシ
スを付与しているので、ホールド信号が発振することは
なく、ホールド信号を安定的に保持することができると
いう利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例を示すブロック回路図である。

【図２】実施例を示す要部の回路図である。

【図３】実施例の動作説明図である。

【図４】実施例の動作説明図である。

【図５】従来例を示すブロック回路図である。

【図６】従来例を示す要部の回路図である。

【図７】従来例の動作説明図である。

【図８】従来例の動作説明図である。

【図９】本発明に係る光学式変位測定装置の動作原理を
示す説明図である。

【符号の説明】

１投光手段２受光手段１１発光素子１３受光光学系１４位置検出素子２２変調器２３積分器２５減算器２６加算器２８基準値発生部２９誤差増幅器３０サンプル・ホールド回路３１サンプル・ホールド用比較器３２閾値発生部３３論理回路３４安定性判断部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭61−226607（ＪＰ，Ａ) 特開平２−262004（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−60426（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−88306（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−10711（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−81520（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−108217（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−243709（ＪＰ，Ａ) 特開平６−42958（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01C 3/06 G01B 11/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】点状の光パターンである投光スポットを
物体の表面に照射する投光手段と、投光手段から照射さ
れた光の物体表面での反射光を受光光学系に通して収束
させ投光スポットの像として形成された受光スポットの
位置に対応して出力レベルの比率が決まる一対の位置信
号を出力する受光手段と、各位置信号の出力レベルの差
を演算する減算手段と、受光手段での受光光量と既定の
基準値との差を求める誤差増幅器および誤差増幅器の出
力を平均化する積分器を備えていて積分器の出力値に基
づいて受光光量が略一定に保たれるように投光手段の発
光光量をフィードバック制御する光量制御手段と、外部
からホールド信号が入力された時点の減算手段の出力値
を保持するサンプル・ホールド手段と、物体の反射率が
系のダイナミックレンジを越える状態を誤差増幅器の出
力と既定の閾値とを比較することによって検出するとホ
ールド信号を発生するホールド信号発生手段と、誤差増
幅器の出力と閾値とを比較する比較手段にヒステリシス
を付与するヒステリシス付与手段とを具備して成ること
を特徴とする光学式変位測定装置。
【請求項２】投光手段は、レーザダイオードよりなる
発光素子を備え、積分器の出力値に基づいてパルス変調
された制御信号によって発光光量が制御されることを特
徴とする請求項１記載の光学式変位測定装置。