JPH0560554A - 光学式位置測定装置 - Google Patents
光学式位置測定装置Info
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- JPH0560554A JPH0560554A JP22610091A JP22610091A JPH0560554A JP H0560554 A JPH0560554 A JP H0560554A JP 22610091 A JP22610091 A JP 22610091A JP 22610091 A JP22610091 A JP 22610091A JP H0560554 A JPH0560554 A JP H0560554A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 外乱光の光量が非常に大きい場合でも常に正
確に被測定物の位置測定が可能な光学式位置測定装置を
得る。 【構成】 光源2をパルス駆動し、このパルスに同期し
たサンプリング信号を出力する光源駆動回路11と、増
幅器6a,6bにて増幅される複数の信号を光源2の点
灯時または消灯時または双方に対応して取り込む入力回
路13と、この取り込んだ信号の大きさを判定すること
により増幅器6a,6bに増幅される複数の信号V1,
V2が正常か否かを判定する判定回路14とより構成さ
れる。
確に被測定物の位置測定が可能な光学式位置測定装置を
得る。 【構成】 光源2をパルス駆動し、このパルスに同期し
たサンプリング信号を出力する光源駆動回路11と、増
幅器6a,6bにて増幅される複数の信号を光源2の点
灯時または消灯時または双方に対応して取り込む入力回
路13と、この取り込んだ信号の大きさを判定すること
により増幅器6a,6bに増幅される複数の信号V1,
V2が正常か否かを判定する判定回路14とより構成さ
れる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、非接触にて被測定物
の位置を測定する光学式位置測定装置に関する。
の位置を測定する光学式位置測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図3は例えば特公昭56−10561号
公報に示されている光学式位置測定装置を示す構成図で
ある。図において、1は被測定物、2は半導体レーザ
(LD)、または発光ダイオード(LED)等を用いて
なる光源、3は光源2からの光を集光し、被測定物1の
上に光スポットを結像させるための投光レンズ、4は照
射ビームと角度θで反射される光軸上に設けられ、被測
定物1上の光スポットを光位置検出素子(以下、PSD
という)5に結像させるための受光レンズ、6a,6b
はPSD5で変換された電気信号を増幅する増幅器、7
は増幅器6a,6bの各出力の差を計算する減算器、8
は増幅器6a,6bの各出力の和を計算かる加算器、9
a,9bはレーザパルス光から変換した信号のみを純化
して取り出すハイパスフィルタ、10a,10bは光源
駆動回路11からの駆動パルスに同期してハイパスフィ
ルタ9a,9bからの出力を夫々サンプリングしてホー
ルドするサンプルホールド回路、12はサンプルホール
ド回路10a,10bの各出力の比を計算する除算器で
ある。
公報に示されている光学式位置測定装置を示す構成図で
ある。図において、1は被測定物、2は半導体レーザ
(LD)、または発光ダイオード(LED)等を用いて
なる光源、3は光源2からの光を集光し、被測定物1の
上に光スポットを結像させるための投光レンズ、4は照
射ビームと角度θで反射される光軸上に設けられ、被測
定物1上の光スポットを光位置検出素子(以下、PSD
という)5に結像させるための受光レンズ、6a,6b
はPSD5で変換された電気信号を増幅する増幅器、7
は増幅器6a,6bの各出力の差を計算する減算器、8
は増幅器6a,6bの各出力の和を計算かる加算器、9
a,9bはレーザパルス光から変換した信号のみを純化
して取り出すハイパスフィルタ、10a,10bは光源
駆動回路11からの駆動パルスに同期してハイパスフィ
ルタ9a,9bからの出力を夫々サンプリングしてホー
ルドするサンプルホールド回路、12はサンプルホール
ド回路10a,10bの各出力の比を計算する除算器で
ある。
【0003】次に動作について説明する。光源2は光源
駆動回路11によってパルス駆動され、点灯/消灯を繰
り返す状態で光を発生する。光源2から出射される光は
投光レンズ3により集束され、ビーム光となって被測定
物1の表面に対して垂直に投射される。ここで理想的な
鏡面以外の一般物体の表面ではビーム光は散乱を起こ
し、種々の角度からの光のスポット、即ち光点が観測さ
れる。この光点は受光レンズ4を通してPSD5の受光
面上に結像される。PSD5は結像された光点像の位置
に対応した2系統の電流信号を出力し、これらは各々増
幅器6a及び6bに入力され、各々比例した電圧信号V
1,V2に変換されて増幅される。これらの電圧信号V
1,V2は共に減算器7及び加算器8に供給され、減算
器7及び加算器8は夫々電圧信号V1,V2を減算した
電圧信号(V1−V2)及び加算した電圧信号(V1+
V2)を出力する。これらの減算及び加算した電圧信号
はそれぞれハイパスフィルタ9a及び9bを通すことに
よりパルス状の光に関与する部分のみ取出して外乱光の
影響を軽減する。このハイパスフィルタ9a及び9bを
通った電圧信号は、夫々サンプルホールド回路10a及
び10bに供給され、各サンプルホールド回路10a及
び10bはいずれも光源駆動回路11の駆動パルスに同
期して入力信号をサンプリングし、この結果パルス波形
の受光信号が直流信号に変換されて出力される。そして
これらの出力信号は除算器12に供給され、この除算器
12にて(V1−V2)/(V1+V2)の計算が行な
われる。この結果、PSD5の受光面状に形成されたス
ポット光の光量重心位置に比例した信号dが得られ、こ
の信号dの値に基づいて被測定物1迄の距離が測定され
る。
駆動回路11によってパルス駆動され、点灯/消灯を繰
り返す状態で光を発生する。光源2から出射される光は
投光レンズ3により集束され、ビーム光となって被測定
物1の表面に対して垂直に投射される。ここで理想的な
鏡面以外の一般物体の表面ではビーム光は散乱を起こ
し、種々の角度からの光のスポット、即ち光点が観測さ
れる。この光点は受光レンズ4を通してPSD5の受光
面上に結像される。PSD5は結像された光点像の位置
に対応した2系統の電流信号を出力し、これらは各々増
幅器6a及び6bに入力され、各々比例した電圧信号V
1,V2に変換されて増幅される。これらの電圧信号V
1,V2は共に減算器7及び加算器8に供給され、減算
器7及び加算器8は夫々電圧信号V1,V2を減算した
電圧信号(V1−V2)及び加算した電圧信号(V1+
V2)を出力する。これらの減算及び加算した電圧信号
はそれぞれハイパスフィルタ9a及び9bを通すことに
よりパルス状の光に関与する部分のみ取出して外乱光の
影響を軽減する。このハイパスフィルタ9a及び9bを
通った電圧信号は、夫々サンプルホールド回路10a及
び10bに供給され、各サンプルホールド回路10a及
び10bはいずれも光源駆動回路11の駆動パルスに同
期して入力信号をサンプリングし、この結果パルス波形
の受光信号が直流信号に変換されて出力される。そして
これらの出力信号は除算器12に供給され、この除算器
12にて(V1−V2)/(V1+V2)の計算が行な
われる。この結果、PSD5の受光面状に形成されたス
ポット光の光量重心位置に比例した信号dが得られ、こ
の信号dの値に基づいて被測定物1迄の距離が測定され
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の光学式位置測定
装置は以上のように構成されているので、被測定物1か
らの反射光は光源2から照射された光の反射光と光源2
以外のたとえば電燈のような光源の反射光(外乱光)が
考えられるが、通常、外乱光はハイパスフィルタ9a及
び9bによって除去できても、外乱光の光量が非常に大
きい場合、増幅器6a及び6bや減算器7及び加算器8
が飽和して、不正な値を出力したりするという問題点が
あった。また、外乱光の影響が少なくても、被測定物1
が金属の粗仕上面等の場合表面から乱反射される光量の
空間分布は一様ではなく、特定の方向に鋭いピークを持
っており、しかもその空間分布は被測定物1の面状の位
置が変れば大きく変化するという性質があり、被測定物
1の形状測定を行なうべく、ビームと直交する方向へ被
測定物1を移動させる測定方法においては、光源2の投
光量が一定でもPSD5への受光量は測定中大きく変動
し、このため、増幅器6a及び6bや減算器7及び加算
器8が飽和を起こして不正な値が測定されたり、逆に光
量が少な過ぎてS/N比、又は分解能が悪化するという
問題点があった。
装置は以上のように構成されているので、被測定物1か
らの反射光は光源2から照射された光の反射光と光源2
以外のたとえば電燈のような光源の反射光(外乱光)が
考えられるが、通常、外乱光はハイパスフィルタ9a及
び9bによって除去できても、外乱光の光量が非常に大
きい場合、増幅器6a及び6bや減算器7及び加算器8
が飽和して、不正な値を出力したりするという問題点が
あった。また、外乱光の影響が少なくても、被測定物1
が金属の粗仕上面等の場合表面から乱反射される光量の
空間分布は一様ではなく、特定の方向に鋭いピークを持
っており、しかもその空間分布は被測定物1の面状の位
置が変れば大きく変化するという性質があり、被測定物
1の形状測定を行なうべく、ビームと直交する方向へ被
測定物1を移動させる測定方法においては、光源2の投
光量が一定でもPSD5への受光量は測定中大きく変動
し、このため、増幅器6a及び6bや減算器7及び加算
器8が飽和を起こして不正な値が測定されたり、逆に光
量が少な過ぎてS/N比、又は分解能が悪化するという
問題点があった。
【0005】この発明は上記のような問題を解決するた
めになされたもので、外乱光の光量が非常に大きい場合
でも常に正確に被測定物の位置に測定が可能な光学式位
置測定装置を提供することを目的とする。
めになされたもので、外乱光の光量が非常に大きい場合
でも常に正確に被測定物の位置に測定が可能な光学式位
置測定装置を提供することを目的とする。
【0006】また、この発明は、外乱光の光量が非常に
大きい場合でも常に正確に被測定物の位置測定が可能で
あると共に表面反射状態の変動が激しい被測定物でも高
精度に位置測定が可能な光学式位置測定装置をもって提
供することを目的とする。
大きい場合でも常に正確に被測定物の位置測定が可能で
あると共に表面反射状態の変動が激しい被測定物でも高
精度に位置測定が可能な光学式位置測定装置をもって提
供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明に係る光学式位
置測定装置は、光源からの光ビームを被測定物へ照射
し、その反射光を受光する光位置検出素子の複数の出力
信号を各々別に増幅手段にて演算処理し、上記被測定物
の位置を測定する光学式位置測定装置において、上記光
源をパルス駆動し、このパルスに同期したサンプリング
信号を出力する光源駆動手段と、上記増幅手段にて増幅
される複数の信号を上記光源駆動回路のサンプリング信
号に同期し、上記光源の点灯時又は消灯時の少なくとも
一方に対応して取り込む入力手段と、この入力手段によ
り取り込んだ信号の大きさより上記増幅手段にて増幅さ
れる複数の信号が正常か否かを判定する判定手段とを備
えたものである。
置測定装置は、光源からの光ビームを被測定物へ照射
し、その反射光を受光する光位置検出素子の複数の出力
信号を各々別に増幅手段にて演算処理し、上記被測定物
の位置を測定する光学式位置測定装置において、上記光
源をパルス駆動し、このパルスに同期したサンプリング
信号を出力する光源駆動手段と、上記増幅手段にて増幅
される複数の信号を上記光源駆動回路のサンプリング信
号に同期し、上記光源の点灯時又は消灯時の少なくとも
一方に対応して取り込む入力手段と、この入力手段によ
り取り込んだ信号の大きさより上記増幅手段にて増幅さ
れる複数の信号が正常か否かを判定する判定手段とを備
えたものである。
【0008】また、この発明に係る光学式位置測定装置
は、光源からの光ビームを被測定物へ照射し、その反射
光を受光する光位置検出素子の複数の出力信号を各々別
に増幅手段にて演算処理し、上記被測定物の位置を測定
する光学式位置測定装置において、上記光源をパルス駆
動し、このパルスに同期したサンプリング信号を出力す
る光源駆動手段と、上記増幅手段にて増幅される複数の
信号を上記光源駆動回路のサンプリング信号に同期し、
上記光源の点灯時又は消灯時の少なくとも一方に対応し
て取り込む入力手段と、この入力手段により取り込んだ
信号の大きさより上記増幅手段にて増幅される複数の信
号が正常か否かを判定し、その判定結果に基づいて上記
光源からの光ビームの光量を制御すると共に上記増幅手
段の増幅利得を制御する制御手段とを備えたものであ
る。
は、光源からの光ビームを被測定物へ照射し、その反射
光を受光する光位置検出素子の複数の出力信号を各々別
に増幅手段にて演算処理し、上記被測定物の位置を測定
する光学式位置測定装置において、上記光源をパルス駆
動し、このパルスに同期したサンプリング信号を出力す
る光源駆動手段と、上記増幅手段にて増幅される複数の
信号を上記光源駆動回路のサンプリング信号に同期し、
上記光源の点灯時又は消灯時の少なくとも一方に対応し
て取り込む入力手段と、この入力手段により取り込んだ
信号の大きさより上記増幅手段にて増幅される複数の信
号が正常か否かを判定し、その判定結果に基づいて上記
光源からの光ビームの光量を制御すると共に上記増幅手
段の増幅利得を制御する制御手段とを備えたものであ
る。
【0009】
【作用】この発明においては、光源をパルス駆動し、こ
のパルスに同期したサンプリング信号を出力する光源駆
動手段により、増幅手段で増幅される複数の信号を光源
の点灯時又は消灯時の少なくとも一方に対応して取り込
み、その出力信号の大きさを判定することにより、測定
した値が正常であるか否か検出することができる。
のパルスに同期したサンプリング信号を出力する光源駆
動手段により、増幅手段で増幅される複数の信号を光源
の点灯時又は消灯時の少なくとも一方に対応して取り込
み、その出力信号の大きさを判定することにより、測定
した値が正常であるか否か検出することができる。
【0010】また、この発明においては、増幅手段から
の複数の出力信号の大きさの判定結果に基づいて、制御
手段により光源からの光ビームの光量が、また増幅手段
の増幅利得が適切な値に調節される。
の複数の出力信号の大きさの判定結果に基づいて、制御
手段により光源からの光ビームの光量が、また増幅手段
の増幅利得が適切な値に調節される。
【0011】
実施例1.以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図1はこの発明の実施例1を示す構成図である。
図において、1〜12は従来装置と同様である。13は
光源駆動回路11からのサンプリング信号に同期し、光
源2の点灯時に対応して増幅器6a及び6bの出力を取
り込む入力回路、14は所定のしきい値を有し、このし
きい値と入力回路13の出力とを比較してその正否を判
定する判定回路である。
する。図1はこの発明の実施例1を示す構成図である。
図において、1〜12は従来装置と同様である。13は
光源駆動回路11からのサンプリング信号に同期し、光
源2の点灯時に対応して増幅器6a及び6bの出力を取
り込む入力回路、14は所定のしきい値を有し、このし
きい値と入力回路13の出力とを比較してその正否を判
定する判定回路である。
【0012】次に動作について説明する。光源2は光源
駆動回路11によってパルス駆動され、点灯/消灯を繰
り返す状態で光を発生する。光源2から出射された光は
投光レンズ3により集束され、ビーム光となって被測定
物1の表面に垂直に投射され、角度θで反射された光が
受光レンズ4にて集光され、PSD5の受光面上に光点
を結像させる。PSD5は結像された光点像の位置に対
応した2系統の電流信号を出力し、これらは各々増幅器
6a及び6bに入力され、夫々対応した電圧信号V1,
V2に変換されて増幅される。増幅器6a及び6bが夫
々出力する電圧信号V1及びV2は光源駆動回路11の
サンプリングパルスに同期して光源2が点灯中の夫々の
値が入力回路13に取り込まれてホールドされる。な
お、ここで、入力回路13に取り込まれる電圧信号V
1,V2の値は、光源2が点灯中だけでなく、消灯中、
或いは双方中の値でもよい。このホールドされた信号は
判定回路14に出力される。判定回路14にはあらかじ
め増幅器6a及び6bが飽和等を起こしていないか判定
するためのしきい値が設定してあり、判定回路14はこ
のしきい値と入力される電圧信号V1,V2を比較し、
これ等の電圧信号V1,V2がしきい値以上であれば測
定エラーとして外部にエラーを出力する。一方、増幅器
6a及び6bは夫々減算器7及び加算器8に電圧信号V
1及びV2を出力しており、減算器7及び加算器8は夫
々電圧信号V1,V2を減算した電圧信号(V1−V
2)及び加算された電圧信号(V1+V2)を出力す
る。これらは減算及び加算した電圧信号はそれぞれハイ
パスフィルタ9a及び9bを通り、夫々サンプルホール
ド回路10a及び10bに入力され、各サンプルホール
ド回路10a及び10bはいずれも光源駆動回路11の
駆動パルスに同期して入力信号サンプリングし、この結
果パルス波形の受光信号が直流信号に変換されて出力さ
れる。そしてこれらの出力信号は除算器12に供給さ
れ、この除算器12にて(V1−V2)/(V1+V
2)の計算が行なわれる。この結果、PSD5の受光面
状に形成されたスポット光の光量重心位置に比例した信
号dが得られ、この信号dの値に基づいて被測定物1迄
の距離が測定される。この測定された距離が正常である
か否かは、前述の判定回路14の出力状態で判別するこ
とができる。
駆動回路11によってパルス駆動され、点灯/消灯を繰
り返す状態で光を発生する。光源2から出射された光は
投光レンズ3により集束され、ビーム光となって被測定
物1の表面に垂直に投射され、角度θで反射された光が
受光レンズ4にて集光され、PSD5の受光面上に光点
を結像させる。PSD5は結像された光点像の位置に対
応した2系統の電流信号を出力し、これらは各々増幅器
6a及び6bに入力され、夫々対応した電圧信号V1,
V2に変換されて増幅される。増幅器6a及び6bが夫
々出力する電圧信号V1及びV2は光源駆動回路11の
サンプリングパルスに同期して光源2が点灯中の夫々の
値が入力回路13に取り込まれてホールドされる。な
お、ここで、入力回路13に取り込まれる電圧信号V
1,V2の値は、光源2が点灯中だけでなく、消灯中、
或いは双方中の値でもよい。このホールドされた信号は
判定回路14に出力される。判定回路14にはあらかじ
め増幅器6a及び6bが飽和等を起こしていないか判定
するためのしきい値が設定してあり、判定回路14はこ
のしきい値と入力される電圧信号V1,V2を比較し、
これ等の電圧信号V1,V2がしきい値以上であれば測
定エラーとして外部にエラーを出力する。一方、増幅器
6a及び6bは夫々減算器7及び加算器8に電圧信号V
1及びV2を出力しており、減算器7及び加算器8は夫
々電圧信号V1,V2を減算した電圧信号(V1−V
2)及び加算された電圧信号(V1+V2)を出力す
る。これらは減算及び加算した電圧信号はそれぞれハイ
パスフィルタ9a及び9bを通り、夫々サンプルホール
ド回路10a及び10bに入力され、各サンプルホール
ド回路10a及び10bはいずれも光源駆動回路11の
駆動パルスに同期して入力信号サンプリングし、この結
果パルス波形の受光信号が直流信号に変換されて出力さ
れる。そしてこれらの出力信号は除算器12に供給さ
れ、この除算器12にて(V1−V2)/(V1+V
2)の計算が行なわれる。この結果、PSD5の受光面
状に形成されたスポット光の光量重心位置に比例した信
号dが得られ、この信号dの値に基づいて被測定物1迄
の距離が測定される。この測定された距離が正常である
か否かは、前述の判定回路14の出力状態で判別するこ
とができる。
【0013】実施例2.図2はこの発明の実施例2を示
す構成図である。図において、1〜5、7〜10、1
2,13は図1と同様のものである。15は光源駆動回
路、16a,16bは増幅利得を切換え可能な増幅器、
17は上記判定回路14の判定機能を有すると共に入力
回路13の出力に基づいて増幅器16a,16bの利得
を切換える切換信号及び光源駆動回路15に対して光源
2の発光量を調節する制御信号を発生する制御手段とし
ての演算回路である。
す構成図である。図において、1〜5、7〜10、1
2,13は図1と同様のものである。15は光源駆動回
路、16a,16bは増幅利得を切換え可能な増幅器、
17は上記判定回路14の判定機能を有すると共に入力
回路13の出力に基づいて増幅器16a,16bの利得
を切換える切換信号及び光源駆動回路15に対して光源
2の発光量を調節する制御信号を発生する制御手段とし
ての演算回路である。
【0014】次に動作について説明する。光源2は光源
駆動回路15によってパルス駆動され、点灯/消灯を繰
り返す状態で光を発生する。光源2から出射された光は
投光レンズ3により集束され、ビーム光となって被測定
物1の表面に垂直に投射され、角度θで反射された光が
受光レンズ4にて集光され、PSD5の受光面上に光点
を結像させる。PSD5は結像された光点像の位置に対
応した2系統の電流信号を出力し、これらは各々増幅器
16a及び16bに入力され、夫々対応した電圧信号V
1,V2に変換されて増幅される。増幅器16a及び1
6bの電圧信号V1,V2は光源駆動回路15のサンプ
リングパルスに同期して光源2が点灯中と消灯中の夫々
の値が入力回路13に取り込まれてホールドされる。な
お、ここで、入力回路13に取り込まれる電圧信号V
1,V2の値は、光源2が点灯中と消灯中だけでなく、
いずれか一方の場合の値でもよい。このホールドされた
信号は夫々演算回路17に出力される。まず演算回路1
7は光源2が点灯している時の電圧信号V1,V2の値
が増幅器16a及び16bが飽和状態となっていると判
断できるしきい値以上であるか比較を行ない、電圧信号
V1,V2のいずれかがこのしきい値を超えているか否
かを判定する。超えている場合、飽和エラーと判断す
る。次に、演算回路17は光源2が消灯している時の電
圧信号V1,V2の値が外乱光受けていると判断できる
しきい値と比較し、電圧信号V1,V2のいずれかがこ
のしきい値を超えているか否かを判定する。超えている
場合は、外乱光エラーと判断する。以上の動作は、図1
に示す判定回路14の動作に類するものである。つま
り、演算回路17内にこの判定機能が含まれていると考
えてよい。演算回路17は上記飽和エラーと外乱光エラ
ーの状態により、例えば以下のような制御を行なう。飽
和エラーと外乱光エラー双方が発生している場合は、入
力回路13からの電圧信号V1,V2の値が正常でない
と判断し、演算回路17から出力される光量値信号Lに
よる光源2の発光量の調節や増幅器16a及び16bの
利得値信号Gによる増幅利得の切換えを行なわない。こ
れ以外の場合は、PSD5の受光量を一定に保つために
入力回路13からの電圧信号V1,V2の値に対して、
演算回路17は制御信号として光量値信号Lを光源値駆
動回路15に供給してこれを制御し、光源2の発光量を
調節すると共に、切換信号として利得値信号Gを増幅器
16a及び16bに供給してその増幅利得の切換えを行
なう。このとき、増幅利得は例えばN倍ずつの比べ切換
えられる。この方法によれば、増幅器16a及び16b
からの出力信号が光源2の発光量が大きくて正常でない
のか、外乱光によって正常でないのか区別することがで
き、その結果、光源2の光量値信号Lによる発光量の調
節や増幅器16a及び16bの利得値信号Gによる増幅
器利得の切換えを正常に行なうことができる。以上のよ
うな判定を行なわないと次のような問題が発生する。例
えば、光源2からの発光に対する被測定物1からの反射
によるPSD5の受光量が小さかったとすると、本来、
光源2の光量や増幅器16a,16bの利得はPSD5
の受光量が大きくなるように制御されるが、外乱光によ
って増幅器16aか16bが飽和した場合、電圧信号V
1,V2は大きな値となって、光源2の発光量や増幅器
の利得は逆にPSD5の受光量が小さくなるように過っ
て制御されてしまう。このように増幅器16a及び16
bからの出力信号を演算回路17により判定することに
よりPSD5の受光量が一定になるように正常に光源2
の光量値信号Lによる発光量の調節や増幅器16a及び
16bの利得値信号Gによる増幅利得の切換えを行なう
ことができる。
駆動回路15によってパルス駆動され、点灯/消灯を繰
り返す状態で光を発生する。光源2から出射された光は
投光レンズ3により集束され、ビーム光となって被測定
物1の表面に垂直に投射され、角度θで反射された光が
受光レンズ4にて集光され、PSD5の受光面上に光点
を結像させる。PSD5は結像された光点像の位置に対
応した2系統の電流信号を出力し、これらは各々増幅器
16a及び16bに入力され、夫々対応した電圧信号V
1,V2に変換されて増幅される。増幅器16a及び1
6bの電圧信号V1,V2は光源駆動回路15のサンプ
リングパルスに同期して光源2が点灯中と消灯中の夫々
の値が入力回路13に取り込まれてホールドされる。な
お、ここで、入力回路13に取り込まれる電圧信号V
1,V2の値は、光源2が点灯中と消灯中だけでなく、
いずれか一方の場合の値でもよい。このホールドされた
信号は夫々演算回路17に出力される。まず演算回路1
7は光源2が点灯している時の電圧信号V1,V2の値
が増幅器16a及び16bが飽和状態となっていると判
断できるしきい値以上であるか比較を行ない、電圧信号
V1,V2のいずれかがこのしきい値を超えているか否
かを判定する。超えている場合、飽和エラーと判断す
る。次に、演算回路17は光源2が消灯している時の電
圧信号V1,V2の値が外乱光受けていると判断できる
しきい値と比較し、電圧信号V1,V2のいずれかがこ
のしきい値を超えているか否かを判定する。超えている
場合は、外乱光エラーと判断する。以上の動作は、図1
に示す判定回路14の動作に類するものである。つま
り、演算回路17内にこの判定機能が含まれていると考
えてよい。演算回路17は上記飽和エラーと外乱光エラ
ーの状態により、例えば以下のような制御を行なう。飽
和エラーと外乱光エラー双方が発生している場合は、入
力回路13からの電圧信号V1,V2の値が正常でない
と判断し、演算回路17から出力される光量値信号Lに
よる光源2の発光量の調節や増幅器16a及び16bの
利得値信号Gによる増幅利得の切換えを行なわない。こ
れ以外の場合は、PSD5の受光量を一定に保つために
入力回路13からの電圧信号V1,V2の値に対して、
演算回路17は制御信号として光量値信号Lを光源値駆
動回路15に供給してこれを制御し、光源2の発光量を
調節すると共に、切換信号として利得値信号Gを増幅器
16a及び16bに供給してその増幅利得の切換えを行
なう。このとき、増幅利得は例えばN倍ずつの比べ切換
えられる。この方法によれば、増幅器16a及び16b
からの出力信号が光源2の発光量が大きくて正常でない
のか、外乱光によって正常でないのか区別することがで
き、その結果、光源2の光量値信号Lによる発光量の調
節や増幅器16a及び16bの利得値信号Gによる増幅
器利得の切換えを正常に行なうことができる。以上のよ
うな判定を行なわないと次のような問題が発生する。例
えば、光源2からの発光に対する被測定物1からの反射
によるPSD5の受光量が小さかったとすると、本来、
光源2の光量や増幅器16a,16bの利得はPSD5
の受光量が大きくなるように制御されるが、外乱光によ
って増幅器16aか16bが飽和した場合、電圧信号V
1,V2は大きな値となって、光源2の発光量や増幅器
の利得は逆にPSD5の受光量が小さくなるように過っ
て制御されてしまう。このように増幅器16a及び16
bからの出力信号を演算回路17により判定することに
よりPSD5の受光量が一定になるように正常に光源2
の光量値信号Lによる発光量の調節や増幅器16a及び
16bの利得値信号Gによる増幅利得の切換えを行なう
ことができる。
【0015】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、光源
からの光ビームを被測定物へ照射し、その反射光を受光
する光位置検出素子の複数の出力信号を各々別に増幅手
段にて演算処理し、上記被測定物の位置を測定する光学
式位置測定装置において、上記光源をパルス駆動し、こ
のパルスに同期したサンプリング信号を出力する光源駆
動手段と、上記増幅手段にて増幅される複数の信号を上
記光源駆動回路のサンプリング信号に同期し、上記光源
の点灯時又は消灯時の少なくとも一方に対応して取り込
む入力手段と、この入力手段により取り込んだ信号の大
きさより上記増幅手段にて増幅される複数の信号が正常
か否かを判定する判定手段とを備えたので、外乱光の光
量が非常に大きい場合でも常に正確に被測定物の位置測
定が可能な光学式位置測定装置が得られるという効果を
奏する。
からの光ビームを被測定物へ照射し、その反射光を受光
する光位置検出素子の複数の出力信号を各々別に増幅手
段にて演算処理し、上記被測定物の位置を測定する光学
式位置測定装置において、上記光源をパルス駆動し、こ
のパルスに同期したサンプリング信号を出力する光源駆
動手段と、上記増幅手段にて増幅される複数の信号を上
記光源駆動回路のサンプリング信号に同期し、上記光源
の点灯時又は消灯時の少なくとも一方に対応して取り込
む入力手段と、この入力手段により取り込んだ信号の大
きさより上記増幅手段にて増幅される複数の信号が正常
か否かを判定する判定手段とを備えたので、外乱光の光
量が非常に大きい場合でも常に正確に被測定物の位置測
定が可能な光学式位置測定装置が得られるという効果を
奏する。
【0016】また、光源からの光ビームを被測定物へ照
射し、その反射光を受光する光位置検出素子の複数の出
力信号を各々別に増幅手段にて演算処理し、上記被測定
物の位置を測定する光学式位置測定装置において、上記
光源をパルス駆動し、このパルスに同期したサンプリン
グ信号を出力する光源駆動手段と、上記増幅手段にて増
幅される複数の信号を上記光源駆動回路のサンプリング
信号に同期し、上記光源の点灯時又は消灯時の少なくと
も一方に対応して取り込む入力手段と、この入力手段に
より取り込んだ信号の大きさより上記増幅手段にて増幅
される複数の信号が正常か否かを判定し、その判定結果
に基づいて上記光源からの光ビームの光量を制御すると
共に上記増幅手段の増幅利得を制御する制御手段とを備
えたので、外乱光の光量が非常に大きい場合でも常に正
確に被測定物の位置測定が可能であると共に表面反射状
態の変動が激しい被測定物でも高精度に位置測定が可能
な光学式位置測定装置が得られるという効果を奏する。
射し、その反射光を受光する光位置検出素子の複数の出
力信号を各々別に増幅手段にて演算処理し、上記被測定
物の位置を測定する光学式位置測定装置において、上記
光源をパルス駆動し、このパルスに同期したサンプリン
グ信号を出力する光源駆動手段と、上記増幅手段にて増
幅される複数の信号を上記光源駆動回路のサンプリング
信号に同期し、上記光源の点灯時又は消灯時の少なくと
も一方に対応して取り込む入力手段と、この入力手段に
より取り込んだ信号の大きさより上記増幅手段にて増幅
される複数の信号が正常か否かを判定し、その判定結果
に基づいて上記光源からの光ビームの光量を制御すると
共に上記増幅手段の増幅利得を制御する制御手段とを備
えたので、外乱光の光量が非常に大きい場合でも常に正
確に被測定物の位置測定が可能であると共に表面反射状
態の変動が激しい被測定物でも高精度に位置測定が可能
な光学式位置測定装置が得られるという効果を奏する。
【図1】この発明による光学式位置測定装置の一実施例
を示す構成図である。
を示す構成図である。
【図2】この発明による光学式位置測定装置の他の実施
例を示す構成図である。
例を示す構成図である。
【図3】従来の光学式位置測定装置を示す構成図であ
る。
る。
1 被測定物 2 光源 5 光位置検出素子(PSD) 6a,6b,16a,16b 増幅器 11,15 光源駆動回路 13 入力回路 14 判定回路 17 演算回路
Claims (2)
- 【請求項1】 光源からの光ビームを被測定物へ照射
し、その反射光を受光する光位置検出素子の複数の出力
信号を各々別に増幅手段にて演算処理し、上記被測定物
の位置を測定する光学式位置測定装置において、 上記光源をパルス駆動し、このパルスに同期したサンプ
リング信号を出力する光源駆動手段と、 上記増幅手段にて増幅される複数の信号を上記光源駆動
回路のサンプリング信号に同期し、上記光源の点灯時又
は消灯時の少なくとも一方に対応して取り込む入力手段
と、 この入力手段により取り込んだ信号の大きさより上記増
幅手段にて増幅される複数の信号が正常か否かを判定す
る判定手段とを備えたことを特徴とする光学式位置測定
装置。 - 【請求項2】 光源からの光ビームを被測定物へ照射
し、その反射光を受光する光位置検出素子の複数の出力
信号を各々別に増幅手段にて演算処理し、上記被測定物
の位置を測定する光学式位置測定装置において、 上記光源をパルス駆動し、このパルスに同期したサンプ
リング信号を出力する光源駆動手段と、 上記増幅手段にて増幅される複数の信号を上記光源駆動
回路のサンプリング信号に同期し、上記光源の点灯時又
は消灯時の少なくとも一方に対応して取り込む入力手段
と、 この入力手段により取り込んだ信号の大きさより上記増
幅手段にて増幅される複数の信号が正常か否かを判定
し、その判定結果に基づいて上記光源からの光ビームの
光量を制御すると共に上記増幅手段の増幅利得を制御す
る制御手段とを備えたことを特徴とする光学式位置測定
装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22610091A JPH0560554A (ja) | 1991-09-05 | 1991-09-05 | 光学式位置測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22610091A JPH0560554A (ja) | 1991-09-05 | 1991-09-05 | 光学式位置測定装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0560554A true JPH0560554A (ja) | 1993-03-09 |
Family
ID=16839831
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22610091A Pending JPH0560554A (ja) | 1991-09-05 | 1991-09-05 | 光学式位置測定装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0560554A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008243949A (ja) * | 2007-03-26 | 2008-10-09 | Institute Of Physical & Chemical Research | パルスレーザー光の光軸位置検出装置およびパルスレーザー光の光軸位置制御装置 |
-
1991
- 1991-09-05 JP JP22610091A patent/JPH0560554A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008243949A (ja) * | 2007-03-26 | 2008-10-09 | Institute Of Physical & Chemical Research | パルスレーザー光の光軸位置検出装置およびパルスレーザー光の光軸位置制御装置 |
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