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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