JPH04151502A - 光センサ装置 - Google Patents
光センサ装置Info
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- JPH04151502A JPH04151502A JP27322290A JP27322290A JPH04151502A JP H04151502 A JPH04151502 A JP H04151502A JP 27322290 A JP27322290 A JP 27322290A JP 27322290 A JP27322290 A JP 27322290A JP H04151502 A JPH04151502 A JP H04151502A
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- light
- sensor head
- condensing lens
- reflected
- light source
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 7
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
- G01D5/268—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light using optical fibres
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
- G01B11/026—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness by measuring distance between sensor and object
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Measurement Of Optical Distance (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】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、対象物の形状または位置等を間接的にかつ高
精度に計測する光センサ装置に関するものである。
精度に計測する光センサ装置に関するものである。
〈従来の技術〉
対象物の形状または位置を間接的にかつ高精度に計測す
るには、各種テレビカメラによる画像情報に基づき画像
処理を行う方法が一般的である。しかしこの方法の場合
、装置構成が複雑でかつ大きなものとなるため、その適
用範囲は限定されている。
るには、各種テレビカメラによる画像情報に基づき画像
処理を行う方法が一般的である。しかしこの方法の場合
、装置構成が複雑でかつ大きなものとなるため、その適
用範囲は限定されている。
これに対して、光ファイバを用いて対象物の形状または
位置を間接的に計測する方法は、装置構成を簡潔でかつ
小さなものとすることができる。
位置を間接的に計測する方法は、装置構成を簡潔でかつ
小さなものとすることができる。
第７図は従来技術に係る光フアイバセンサヘッド０１を
示す。この光ファイ／＜センサヘッド０１は、配置位置
を正確に規定して多数本の光ファイバを束ねた投光エレ
メント０２と、同様な構成の受光エレメント０３を隣接
配置した構成となっている。なお、プローブの先端が測
定対象物０４に接触した状態では投光エレメント０２か
ら出た光は再び投光エレメント０２に戻９、受光エレメ
ント０３に光は供給されない。そこでプローブを測定対
象物０４から離し、一定のギャザ（プローブターゲット
ギャップ）が生じるようにすると、投光エレメント０２
からある広がり角を持って出た光は、対象物０４によっ
て反射され、斜線で示された部分の光が受光エレメント
０３に入る。この光フアイバセンサヘッド０１を用いた
光フアイバセンサ装置においては、対象物０４からの反
射光の光量変化を検出して対象物０４の微小変位を測定
する。この光ファイバセンサ装置のセンサヘッド０１に
おいては、第７図に示すように、投光系と受光系とが別
れており、投光系からは拡散光が投影される。受光系が
受けるのは第７図中の斜線の部分において反射した光と
なるため、この光フアイバセンサヘッド０１の光軸に垂
直な面方向の分解能は光軸方向の分解能に比べて劣って
いる。
示す。この光ファイ／＜センサヘッド０１は、配置位置
を正確に規定して多数本の光ファイバを束ねた投光エレ
メント０２と、同様な構成の受光エレメント０３を隣接
配置した構成となっている。なお、プローブの先端が測
定対象物０４に接触した状態では投光エレメント０２か
ら出た光は再び投光エレメント０２に戻９、受光エレメ
ント０３に光は供給されない。そこでプローブを測定対
象物０４から離し、一定のギャザ（プローブターゲット
ギャップ）が生じるようにすると、投光エレメント０２
からある広がり角を持って出た光は、対象物０４によっ
て反射され、斜線で示された部分の光が受光エレメント
０３に入る。この光フアイバセンサヘッド０１を用いた
光フアイバセンサ装置においては、対象物０４からの反
射光の光量変化を検出して対象物０４の微小変位を測定
する。この光ファイバセンサ装置のセンサヘッド０１に
おいては、第７図に示すように、投光系と受光系とが別
れており、投光系からは拡散光が投影される。受光系が
受けるのは第７図中の斜線の部分において反射した光と
なるため、この光フアイバセンサヘッド０１の光軸に垂
直な面方向の分解能は光軸方向の分解能に比べて劣って
いる。
〈発明が解決しようとするＷ１＠〉
本発明は、対象物の形状または位置等を間接的に計測す
る光センサ装置において、装置構成が簡潔でかつ小さく
、シかも、分解能が３次元方向に優れている光センサ装
置を提供することをその目的とする。
る光センサ装置において、装置構成が簡潔でかつ小さく
、シかも、分解能が３次元方向に優れている光センサ装
置を提供することをその目的とする。
＜ｇａを解決するための手段〉
本発明；よ、上記目標を達成すべく、光の伝送に光ファ
イバを用い、センサヘッドにおいては投光系と受光系と
を共軸にするとともに、光ファイバの先端に集光レンズ
を置いて、対象物への照射光を集光ビームとし、対象物
からの反射光を再び集光レンズによって光ファイバに導
くことを特徴とする。
イバを用い、センサヘッドにおいては投光系と受光系と
を共軸にするとともに、光ファイバの先端に集光レンズ
を置いて、対象物への照射光を集光ビームとし、対象物
からの反射光を再び集光レンズによって光ファイバに導
くことを特徴とする。
く作 用〉
第１図に本発明の装置構成の概要を示す。
光ファイバＡから投影される拡散光を集光レンズＢによ
って集光ビームに変え、対象物Ｃをその集光ビームの集
光点に響くことにより、対象物Ｃの微小な部分による反
射光を検出することができる。このためこのような光セ
ンサにおいては、光軸方向の分解能だけでなく、光軸に
垂直な面方向の分解能も優れている。
って集光ビームに変え、対象物Ｃをその集光ビームの集
光点に響くことにより、対象物Ｃの微小な部分による反
射光を検出することができる。このためこのような光セ
ンサにおいては、光軸方向の分解能だけでなく、光軸に
垂直な面方向の分解能も優れている。
く実 施 例〉
以下に本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。
第２図は実施例に係る光センサ装置を示す。
同図において、光源１は、駆動回路２により、１０Ｍｋ
に変調された波長８３０ ｎｍの光を発する半導体レー
ザである。光源１から発した光は光ファイバ３によって
３ｄＢの光カブラ４に導かれ、光ファイバ５及び光ファ
イバ６へ分けられる。なお本実施例において使用する光
ファイバはすべて（、Ｉ型でコア径５０μｍである。光
ファイバ５へ導かれた光は、センサヘッド７において集
光レンズ（セルフォックレンズ）８によって集光ビーム
となり、対象物９へ投射される。対象物９に当たって反
射した光は集光レンズ８によって再び光ファイバ５へ導
かれ、光カプラ４によって光ファイバ３及び光ファイバ
１０の２本へ分けられる。
に変調された波長８３０ ｎｍの光を発する半導体レー
ザである。光源１から発した光は光ファイバ３によって
３ｄＢの光カブラ４に導かれ、光ファイバ５及び光ファ
イバ６へ分けられる。なお本実施例において使用する光
ファイバはすべて（、Ｉ型でコア径５０μｍである。光
ファイバ５へ導かれた光は、センサヘッド７において集
光レンズ（セルフォックレンズ）８によって集光ビーム
となり、対象物９へ投射される。対象物９に当たって反
射した光は集光レンズ８によって再び光ファイバ５へ導
かれ、光カプラ４によって光ファイバ３及び光ファイバ
１０の２本へ分けられる。
光ファイア１０の出射光は、対象物９による反射光量と
して、また光ファイバ６の出射光は、対象物９への投射
光量として、それぞれ検出＠ｌ１ｍ、ｌｌｂで検出され
てロックインアンプ１２ｍ、１２ｂにて増幅される。
して、また光ファイバ６の出射光は、対象物９への投射
光量として、それぞれ検出＠ｌ１ｍ、ｌｌｂで検出され
てロックインアンプ１２ｍ、１２ｂにて増幅される。
コンピュータ１３によってこれらの信号の比から、対象
物９の集光ビームが当たっている点での反射率を求める
。
物９の集光ビームが当たっている点での反射率を求める
。
また、センサヘッド７は３軸ステージ１４に取り付けら
れており、コンピュータ１３は、コントローラ１５を介
して３軸ステージ１４をｘ、ｙ、ｚ方向に動かすことが
可能である。
れており、コンピュータ１３は、コントローラ１５を介
して３軸ステージ１４をｘ、ｙ、ｚ方向に動かすことが
可能である。
３軸ステージ１４には各軸についてリニアエンコーダ１
６が取り付けてあり、コンピユータ１３は３軸ステージ
１４の各軸の位置を正確に読み取ることができる。
６が取り付けてあり、コンピユータ１３は３軸ステージ
１４の各軸の位置を正確に読み取ることができる。
対象物９としては、具体的には光コネクタ（８心フネク
タ）１７を用いた。光コネクタ１７の端面１８は第３図
のようになっている。
タ）１７を用いた。光コネクタ１７の端面１８は第３図
のようになっている。
なお、コネクタ端面１８は３ｍＸ６．４−の平滑な面で
ある。プラスチック部分１９には、ガイドビン用の穴（
内径＝ ０．６９ ｍ） ２０が２つ貫通している。シ
リコン部分２１には光ファイバ２２を固定するための■
溝２３が２５０μｍ間隔で８つ切られており、各光ファ
イバ（外径＝１２５μｍ）２２はＶ溝２３に接するよう
にして接着剤で固定されている。
ある。プラスチック部分１９には、ガイドビン用の穴（
内径＝ ０．６９ ｍ） ２０が２つ貫通している。シ
リコン部分２１には光ファイバ２２を固定するための■
溝２３が２５０μｍ間隔で８つ切られており、各光ファ
イバ（外径＝１２５μｍ）２２はＶ溝２３に接するよう
にして接着剤で固定されている。
光ファイバ２２とＶ溝２３との間には接着剤が充填され
ている。
ている。
このような実施例装置を用いて光コネクタ１７の端面１
８の形状を認識し、光ファイバ２２のコア中心の位置を
求める実験を行った。
８の形状を認識し、光ファイバ２２のコア中心の位置を
求める実験を行った。
まず、光コネクタ１７を、端面１８がセンサヘッド７の
光軸に垂直になるように固定する。
光軸に垂直になるように固定する。
３軸ステージ１４を動かして、集光レンズ８から投射さ
れる光がコネクタ端面１８の適当な位置に当たるように
する。検出９１１ ｍで検出される反射光が最大になる
ように、３軸ステージ１４をＹ軸方向に調整する。次に
、コネクタ端面１８への投射光量及びコネクタ端面から
の反射光量を検出しながら、３軸ステージ１４をＸ軸方
向に；よ４５μｍｆつ、Ｙ軸方向には２μｍずつ動かし
て、コネクタ端面１８のシリコン部分２１を走査する。
れる光がコネクタ端面１８の適当な位置に当たるように
する。検出９１１ ｍで検出される反射光が最大になる
ように、３軸ステージ１４をＹ軸方向に調整する。次に
、コネクタ端面１８への投射光量及びコネクタ端面から
の反射光量を検出しながら、３軸ステージ１４をＸ軸方
向に；よ４５μｍｆつ、Ｙ軸方向には２μｍずつ動かし
て、コネクタ端面１８のシリコン部分２１を走査する。
走査の際にコンピュータ１３１よ、コネクタ端面１８の
各点での反射率とその点でのｘｍ、ｙ軸各方向のエンコ
ーダの値を蓄積する。
各点での反射率とその点でのｘｍ、ｙ軸各方向のエンコ
ーダの値を蓄積する。
コネクタ端面１８において、シリコン部分２１の反射率
は、光ファイバ２２あるいは接着剤の反射率よりも大き
いので、反射率の大きさに適当なしきい値を設けてこの
データを処理すれば、Ｖ溝２３のエツジの形状を検出す
ることができる。データを画像処理して、コネクタ端面
１８の各点における反射率を８階調表示したものを得た
ところ、プラスチック部分１９に比べて反射率の高いシ
リコン部分２１および、シリコン部分２１よりも反射率
の低い光ファイバ２２と接着剤とがある■溝２３が認識
されていることがわかまた。
は、光ファイバ２２あるいは接着剤の反射率よりも大き
いので、反射率の大きさに適当なしきい値を設けてこの
データを処理すれば、Ｖ溝２３のエツジの形状を検出す
ることができる。データを画像処理して、コネクタ端面
１８の各点における反射率を８階調表示したものを得た
ところ、プラスチック部分１９に比べて反射率の高いシ
リコン部分２１および、シリコン部分２１よりも反射率
の低い光ファイバ２２と接着剤とがある■溝２３が認識
されていることがわかまた。
乙のＶ溝２３付近のデータを更に詳しく解析して光ファ
イバ２２のコア中心の位置を求めた。シリコン部分２１
における反射率の最大値、及び光ファイバ２２あるいは
接着剤部分における最小値を用いて、■溝２３のエツジ
認識のための２値価のしきい値を、最小値＋（最大値−
最小値）／８とし、第４図（ａｌ （ｂｌのようにＶ渭
２３のエツジをｔｌＪ近似して求めた。■溝の大きさは
実際よりも小さく求められているものの、光ファイバ２
２はＶｉ１２３に内接しているとして、光ファイバ２２
のコア中心の位置を計算したところ、第５図の表のよう
にσく５μｍの精度でその位置を検出することができた
。
イバ２２のコア中心の位置を求めた。シリコン部分２１
における反射率の最大値、及び光ファイバ２２あるいは
接着剤部分における最小値を用いて、■溝２３のエツジ
認識のための２値価のしきい値を、最小値＋（最大値−
最小値）／８とし、第４図（ａｌ （ｂｌのようにＶ渭
２３のエツジをｔｌＪ近似して求めた。■溝の大きさは
実際よりも小さく求められているものの、光ファイバ２
２はＶｉ１２３に内接しているとして、光ファイバ２２
のコア中心の位置を計算したところ、第５図の表のよう
にσく５μｍの精度でその位置を検出することができた
。
本実施例では測定対象物として光コネクタ端面を用いた
が、しきい値を適当に変えることにより、他の対象物に
ついても同様にして形状測定を行うことができる。
が、しきい値を適当に変えることにより、他の対象物に
ついても同様にして形状測定を行うことができる。
また、本実施例ではコア径５０μｍのＧＩ７アイバを用
いたが、よ抄コア径の小さい５Ｍファイバ（コア径１０
μｍ以下）を用いれば、更に高分解能の測定が可能であ
る。
いたが、よ抄コア径の小さい５Ｍファイバ（コア径１０
μｍ以下）を用いれば、更に高分解能の測定が可能であ
る。
前述したのと同様の手法により、平面状の被検体（対象
物）に対して、センサヘッドを被検体平面に平行に２次
元走査して反射光量をモニタすることにより、被検体表
面の傷、欠陥の検出、あるいは表面粗さの測定等ができ
る。
物）に対して、センサヘッドを被検体平面に平行に２次
元走査して反射光量をモニタすることにより、被検体表
面の傷、欠陥の検出、あるいは表面粗さの測定等ができ
る。
更に第２図に示した装置において、対象物として光コネ
クタの代わりに平面鏡を用いて実験を行った。
クタの代わりに平面鏡を用いて実験を行った。
平面鏡を、鏡面がセンサヘッド７の光軸に対して垂直に
固定する。センサヘッド７から光を平面鏡に投射しなか
ら３軸ステージ１４のＺ軸方向のみを移動し、平面鏡と
センサヘッド７との距離と、平面鏡からの反射光量との
関係を調べた。第６図は、５Ｍファイバを用いて第２図
に示した装置を構成し、測定を行った結果である。横軸
はセンサヘッド７と平面鏡との距離、縦軸は反射率を表
す。グラフは集光ビームの集光点付近で急激に立ち上が
っている。
固定する。センサヘッド７から光を平面鏡に投射しなか
ら３軸ステージ１４のＺ軸方向のみを移動し、平面鏡と
センサヘッド７との距離と、平面鏡からの反射光量との
関係を調べた。第６図は、５Ｍファイバを用いて第２図
に示した装置を構成し、測定を行った結果である。横軸
はセンサヘッド７と平面鏡との距離、縦軸は反射率を表
す。グラフは集光ビームの集光点付近で急激に立ち上が
っている。
集光点付近でのこのような特性を利用して、対象物の、
光軸方向の微小変位や振動の振幅、周期等の測定を行う
ことができる。
光軸方向の微小変位や振動の振幅、周期等の測定を行う
ことができる。
また計算によれば、センサヘッドと被検体との距離が最
大受光状態からずれたときの光量変化割合は、 Ｓ＝ ″″０ ・・・（
１）ｍｒ ただし、Ｓ ：光センサの感度 ２ｒ、１ｗ：光フアイバコア径 ζａｍ ： ｔａｎ［光ファイバの最大受光角］ｍ
：＠光レンズの倍率 となる。したがって変位検出感度を上げるためには、 ２ｒＩＮ＠＃を小さく ｔヤ０ｗ を大きく ｍ を小さく すればよい。すなわち、コア径が小さく、屈折率の高い
光ファイバを用い、集光レンズの倍率を小さくすれば実
現できる。
大受光状態からずれたときの光量変化割合は、 Ｓ＝ ″″０ ・・・（
１）ｍｒ ただし、Ｓ ：光センサの感度 ２ｒ、１ｗ：光フアイバコア径 ζａｍ ： ｔａｎ［光ファイバの最大受光角］ｍ
：＠光レンズの倍率 となる。したがって変位検出感度を上げるためには、 ２ｒＩＮ＠＃を小さく ｔヤ０ｗ を大きく ｍ を小さく すればよい。すなわち、コア径が小さく、屈折率の高い
光ファイバを用い、集光レンズの倍率を小さくすれば実
現できる。
なお、第２図に示すセンサ装置において、光カブラ４の
代わりにビームスプリフタを用いてもよい。また、対象
物への照射光量をモニタして光源１の光量レベルの変動
を補正するように、コンピュータ１３により駆動回路２
を刺部するようにしてもよい。
代わりにビームスプリフタを用いてもよい。また、対象
物への照射光量をモニタして光源１の光量レベルの変動
を補正するように、コンピュータ１３により駆動回路２
を刺部するようにしてもよい。
〈発明の効果〉
以上のように、本発明の光センサ装置を用いれば、簡潔
な装置構成による正確な形状計測が可能である。
な装置構成による正確な形状計測が可能である。
第１図は本発明の光センサ装置の概要を示す構成図、第
２図は本発明の一実施例に係る光センサ装置を示す構成
図、第３図はその実施例で測定を行った光コネクタの端
面を示す端面図、第４図（ａ） Ｔｂ）はＶ溝のエツジ
を求める手法を示す説明図、第５図はコア中心再現性を
表にして示す説明図、第６図はセンサヘッドと平面鏡と
の距離と、反射光量との関係を示す特性図、第７図は従
来の光フアイバセンサヘッドを示す構成図である。 図面中、 １は光源、 ２は駆動回路、 ３．５，６，１０！よ光ファイバ、 ４は光カブラ、 ７はセンサヘッド、 ８は集光レンズ、 ９は対象物、 １１ａ、ｌｌｂは検出器、 １２ ｍ、 １２ ｂはロックインアンプ、１３はコ
ンビニ−タ・ １４は３軸ステージ、 １５はコントローラ、 １６はリニアエンコーダである。 特 許 出 願 人 住友電気工業株式会社 日本電信電話株式会社 住電オブコム株式会社 代 理 人
２図は本発明の一実施例に係る光センサ装置を示す構成
図、第３図はその実施例で測定を行った光コネクタの端
面を示す端面図、第４図（ａ） Ｔｂ）はＶ溝のエツジ
を求める手法を示す説明図、第５図はコア中心再現性を
表にして示す説明図、第６図はセンサヘッドと平面鏡と
の距離と、反射光量との関係を示す特性図、第７図は従
来の光フアイバセンサヘッドを示す構成図である。 図面中、 １は光源、 ２は駆動回路、 ３．５，６，１０！よ光ファイバ、 ４は光カブラ、 ７はセンサヘッド、 ８は集光レンズ、 ９は対象物、 １１ａ、ｌｌｂは検出器、 １２ ｍ、 １２ ｂはロックインアンプ、１３はコ
ンビニ−タ・ １４は３軸ステージ、 １５はコントローラ、 １６はリニアエンコーダである。 特 許 出 願 人 住友電気工業株式会社 日本電信電話株式会社 住電オブコム株式会社 代 理 人
Claims (13)
- （１）光源と、 投光系と受光系とが共軸で且つ集光レンズを備えており
、光源から送られてきた光を集光レンズにより集光ビー
ムにして対象物に照射するとともに対象物で反射した反
射光を集光レンズで集光して取り込むセンサヘッドと、
センサヘッドで取り込んだ反射光を検出する検出手段と
、 を有することを特徴とする光センサ装置。 - （２）光源と、 投光系と受光系とが共軸で且つ集光レンズを備えており
、光源から送られできた光を集光レンズにより集光ビー
ムにして対象物に照射するとともに対象物で反射した反
射光を集光レンズで集光して取り込むセンサヘッドと、
センサヘッドで取り込んだ反射光を検出す ることにより対象物の微小表面の反射率を検出する検出
手段と、 を有することを特徴とする光センサ装置。 - （３）光源と、 投光系と受光系とが共軸で且つ集光レンズを備えており
、光源から送られてきた光を集光レンズにより集光ビー
ムにして対象物に照射するとともに対象物で反射した反
射光を集光レンズで集光して取り込むセンサヘッドと、
センサヘッドで取り込んだ反射光を検出す ることにより対象物の表面状態を検出する検出手段と、 を有することを特徴とする光センサ装置。 - （４）光源と、 投光系と受光系とが共軸で且つ集光レンズを備えており
、光源から送られてきた光を集光レンズにより集光ビー
ムにして、センサの光軸に対し垂直な対象物の面に照射
するとともに対象物で反射した反射光を集光レンズで集
光して取り込むセンサヘッドと、 センサヘッドで取り込んだ反射光の光量変化を検出する
ことにより対象物の光軸方向の変位を検出する検出手段
と、 を有することを特徴とする光センサ装置。 - （５）光源と、 投光系と受光系とが共軸で且つ集光レンズを備えており
、光源から送られてきた光を集光レンズにより集光ビー
ムにして対象物に照射するとともに対象物で反射した反
射光を集光レンズで集光して取り込むセンサヘッドと、
センサヘッドまたは対象物を、センサヘッドの光軸に対
し垂直な平面内で移動させる移動手段と、 センサヘッドで取り込んだ反射光の光量変化を連続的に
検出することにより対象物表面の反射率分布を検出する
検出手段と、 を有することを特徴とする光センサ装置。 - （６）光源と、 投光系と受光系とが共軸で且つ集光レンズを備えており
、光源から送られてきた光を集光レンズにより集光ビー
ムにして対象物に照射するとともに対象物で反射した反
射光を集光レンズで集光して取り込むセンサヘッドと、
センサヘッドまたは対象物を、センサヘッドの光軸に対
して垂直な平面内で移動させる移動手段と、 センサヘッドで取り込んだ反射光の光量変化を連続的に
検出することにより対象物の表面状態の変化を検出する
検出手段と、 を有することを特徴とする光センサ装置。 - （７）光源と、 投光系と受光系とが共軸で且つ集光レンズを備えており
、光源から送られてきた光を集光レンズにより集光ビー
ムにして対象物に照射するとともに対象物で反射した反
射光を集光レンズで集光して取り込むセンサヘッドと、
センサヘッドで取り込んだ反射光を検出する検出手段と
、 光源からセンサヘッドに伝送する光とセンサヘッドから
検出手段に伝送する光とを分離する光カプラと、 を有することを特徴とする光センサ装置。 - （８）光源と、 投光系と受光系とが共軸で且つ集光レンズを備えており
、光源から送られてきた光を集光レンズにより集光ビー
ムにして対象物に照射するとともに対象物で反射した反
射光を集光レンズで集光して取り込むセンサヘッドと、
センサヘッドで取り込んだ反射光を検出す る検出手段と、 光源からセンサヘッドに伝送する光とセンサヘッドから
検出手段に伝送する光とを分離するビームスプリッタと
、 を有することを特徴とする光センサ装置。 - （９）光源と、 投光系と受光系とが共軸で且つ集光レンズ を備え更に光軸が対象物に対し垂直になるよう配置され
ており、光源から送られてきた光を集光レンズにより集
光ビームにして平滑な対象物に照射するとともに対象物
で反射した反射光を集光レンズで集光して取り込むセン
サヘッドと、 センサヘッドで取り込んだ反射光量が最大となるように
対象物とセンサヘッドとの距離を保ったまま、センサヘ
ッドから出射した集光ビームが対象物を二次元走査する
ようセンサヘッドまたは対象物を移動させる移動手段と
、 センサヘッドで取り込んだ反射光を検出することにより
対象物の微小表面の反射率を検出し、反射率の違いから
対象物の形状を求める検出手段と、 を有することを特出とする光センサ装置。 - （１０）光源と、 投光系と受光系とが共軸で且つ集光レンズを備え更に光
軸が対象物に対し垂直になるよう配置されており、光源
から送られてきた光を集光レンズにより集光ビームにし
て平滑な対象物に照射するとともに対象物で反射した反
射光を集光レンズで集光して取り込むセンサヘッドと、 センサヘッドで取り込んだ反射光量が最大となるように
対象物とセンサヘッドとの距離を保ったまま、センサヘ
ッドから出射した集光ビームが対象物を二次元走査する
ようセンサヘッドまたは対象物を移動させる移動手段と
、 センサヘッドで取り込んだ反射光の光量を検出し、反射
光量の違いから対象物の表面状態を求める検出手段と、 を有することを特徴とする光センサ装置。 - （１１）請求項（９）または（１０）において、前記移
動手段にリニアエンコーダが搭載されており、前記検出
手段はリニアエンコーダのカウンタパルスをトリガとし
て、検出信号をサンプリングすることを特徴とする光セ
ンサ装置。 - （１２）請求項（１）または（２）または（３）または
（４）または（５）または（６）または（７）または（
８）または（９）または（１０）または（１１）におい
て、光源からセンサヘッドへの光の伝送及びセンサヘッ
ドから検出手段への光の伝送を、光ファイバで行うこと
を特徴とする光センサ装置。 - （１３）請求項（１２）において、対象物への照射光量
をモニタすることにより光源の光量レベルの変動を補正
する補正手段を持つことを特徴とする光センサ装置。
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| JP27322290A JP3162364B2 (ja) | 1990-10-15 | 1990-10-15 | 光センサ装置 |
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|---|---|---|---|---|
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1991
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- 1991-10-14 EP EP19910117453 patent/EP0481387B1/en not_active Expired - Lifetime
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