JPH0629691B2 - 光学式変位測定装置 - Google Patents
光学式変位測定装置Info
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- JPH0629691B2 JPH0629691B2 JP26310487A JP26310487A JPH0629691B2 JP H0629691 B2 JPH0629691 B2 JP H0629691B2 JP 26310487 A JP26310487 A JP 26310487A JP 26310487 A JP26310487 A JP 26310487A JP H0629691 B2 JPH0629691 B2 JP H0629691B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、レーザ光などの光を使用してターゲットの変
位量を測定する光学式変位測定装置に関するものであ
る。
位量を測定する光学式変位測定装置に関するものであ
る。
この種の光学式変位測定装置の一例としては、第５図に
示す如き装置が実用化されている。図において、TGは
Ｘ，Ｙの二方向（以下、これを変位軸という）に変位す
るターゲット、１はレーザ光などの光を出射する光源、
21,22はハーフミラー、31,32はレンズ、４は絞り、5X,5
Yはフォトダイオードアレイよりなるイメージセンサ、
６はイメージセンサ5X,5Yの出力からターゲットTGの変
位量に応じた出力信号を発生する信号処理回路である。
また、ターゲットTGの表面には、変位量の検出を容易に
するために、格子模様の書かれた再帰反射性のテープが
貼られている。このテープは格子模様の方向がそれぞれ
ターゲットTGの変位軸Ｘ，Ｙと一致するように位置決め
されている。図に示す装置は、イメージセンサ5X,5Y上
にターゲットTGの像を結ばせ、その像の動きをイメージ
センサ5X,5Yにより直接検出するようにしたものであ
る。イメージセンサ5X,5Yはそれぞれ像の変位軸Ｘ方向
または変位軸Ｙ方向の動きに対して感度を持つように配
置されている。以下、イメージセンサ5X,5Yにおいて、
感度を持つ方向を検出軸という。すなわち、光源１から
出射された光は、ハーフミラー21を介してターゲットTG
に照射され、ターゲットTGにより反射された光は、ハー
フミラー21を通過した後、レンズ31、絞り４およびレン
ズ32を通り、ハーフミラー22で２つに分けられ、それぞ
れイメージセンサ5X,5Y上にターゲットTGの像（格子
像）を結ぶ。
示す如き装置が実用化されている。図において、TGは
Ｘ，Ｙの二方向（以下、これを変位軸という）に変位す
るターゲット、１はレーザ光などの光を出射する光源、
21,22はハーフミラー、31,32はレンズ、４は絞り、5X,5
Yはフォトダイオードアレイよりなるイメージセンサ、
６はイメージセンサ5X,5Yの出力からターゲットTGの変
位量に応じた出力信号を発生する信号処理回路である。
また、ターゲットTGの表面には、変位量の検出を容易に
するために、格子模様の書かれた再帰反射性のテープが
貼られている。このテープは格子模様の方向がそれぞれ
ターゲットTGの変位軸Ｘ，Ｙと一致するように位置決め
されている。図に示す装置は、イメージセンサ5X,5Y上
にターゲットTGの像を結ばせ、その像の動きをイメージ
センサ5X,5Yにより直接検出するようにしたものであ
る。イメージセンサ5X,5Yはそれぞれ像の変位軸Ｘ方向
または変位軸Ｙ方向の動きに対して感度を持つように配
置されている。以下、イメージセンサ5X,5Yにおいて、
感度を持つ方向を検出軸という。すなわち、光源１から
出射された光は、ハーフミラー21を介してターゲットTG
に照射され、ターゲットTGにより反射された光は、ハー
フミラー21を通過した後、レンズ31、絞り４およびレン
ズ32を通り、ハーフミラー22で２つに分けられ、それぞ
れイメージセンサ5X,5Y上にターゲットTGの像（格子
像）を結ぶ。
第６図はイメージセンサ5X,5Y上に結像する格子像にお
ける光強度の分布状態と、イメージセンサ5X,5Yを構成
するフォトダイオードアレイとの関係を示したものであ
る。図は、８素子のフォトダイオード（PD1〜PD8）によ
りフォトダイオードアレイの１ピッチを構成する場合を
例示している。フォトダイオードアレイをこのように接
続すると、フォトダイオードの配列ピッチＰに応じた空
間フィルタ特性を持たせることができる。
ける光強度の分布状態と、イメージセンサ5X,5Yを構成
するフォトダイオードアレイとの関係を示したものであ
る。図は、８素子のフォトダイオード（PD1〜PD8）によ
りフォトダイオードアレイの１ピッチを構成する場合を
例示している。フォトダイオードアレイをこのように接
続すると、フォトダイオードの配列ピッチＰに応じた空
間フィルタ特性を持たせることができる。
したがって、フォトダイオード（PD1〜PD8）を順次走査
すると、光強度の分布（格子像）に応じた信号波形を得
ることができる。ここで、格子像はターゲットTGの変位
に応じて矢印の方向に移動するので、この信号波形の位
相変化を検出すれば、ターゲットTGの変位量を知ること
ができる。また、このような光学式変位測定装置では、
格子像のピッチをフォトダイオードアレイのピッチと一
致させることにより、空間フィルタの検出信号レベルを
高くして、Ｓ／Ｎを向上させることができる。
すると、光強度の分布（格子像）に応じた信号波形を得
ることができる。ここで、格子像はターゲットTGの変位
に応じて矢印の方向に移動するので、この信号波形の位
相変化を検出すれば、ターゲットTGの変位量を知ること
ができる。また、このような光学式変位測定装置では、
格子像のピッチをフォトダイオードアレイのピッチと一
致させることにより、空間フィルタの検出信号レベルを
高くして、Ｓ／Ｎを向上させることができる。
しかしながら、このような光学式変位測定装置において
は、イメージセンサ5X,5Yにおける検出軸の方向と格子
像における変位軸Ｘ，Ｙ方向とがそれぞれ一致していな
いと、例えば第７図に示す如く、フォトダイオードアレ
イの配列パターンと格子像の縞とが斜めに交差するよう
になり、Ｓ／Ｎが低下したり、変位軸Ｘ，Ｙの分離（ク
ロストーク）が悪くなり、測定誤差を生じてしまう。
は、イメージセンサ5X,5Yにおける検出軸の方向と格子
像における変位軸Ｘ，Ｙ方向とがそれぞれ一致していな
いと、例えば第７図に示す如く、フォトダイオードアレ
イの配列パターンと格子像の縞とが斜めに交差するよう
になり、Ｓ／Ｎが低下したり、変位軸Ｘ，Ｙの分離（ク
ロストーク）が悪くなり、測定誤差を生じてしまう。
従来、このような格子像の変位軸Ｘ，Ｙとイメージセン
サ5X,5Yの検出軸との関係を知る有効な方法はなく、こ
の種の測定誤差を完全に無くすことはできなかった。
サ5X,5Yの検出軸との関係を知る有効な方法はなく、こ
の種の測定誤差を完全に無くすことはできなかった。
本発明は、上記のような従来装置の欠点をなくし、格子
像の変位軸とイメージセンサの検出軸とのずれを測定、
表示し、検出軸の軸合せを容易に行なうことのできる光
学式変位測定装置を簡単な構成により実現することを目
的としたものである。
像の変位軸とイメージセンサの検出軸とのずれを測定、
表示し、検出軸の軸合せを容易に行なうことのできる光
学式変位測定装置を簡単な構成により実現することを目
的としたものである。
本発明の光学式変位測定装置は、格子模様の書かれた再
帰反射性のテープが貼られたターゲットに光を照射する
とともにその反射光を利用してイメージセンサにターゲ
ットの像を結ばせターゲットの変位に応じた結像の動き
をイメージセンサにより検出するようにした光学式変位
測定装置において、空間フィルタ特性を持つように複数
のフォトダイオードを一列に配置したイメージセンサ
と、このイメージセンサに入射する反射光の光路中に挿
入された像回転プリズムと、前記複数のフォトダイオー
ドの出力にその素子の空間フィルタ上の位置に応じて正
弦波状に変化する乗率を乗じて加算する第１の演算手段
と、前記複数のフォトダイオードの出力にその素子の空
間フィルタ上の位置に応じて余弦波状に変化する乗率を
乗じて加算する第２の演算手段と、これら第１の演算手
段の出力V1と第２の演算手段の出力V2との比のアークタ
ンジェントtan-1(V1/V2)を求める第３の演算手段と、前
記第１および第２の演算手段の出力から の演算を行なう第４の演算手段と、この第４の演算手段
により得られる出力の大きさを表示する表示手段とを具
備し、前記第３の演算手段の出力から前記ターゲットの
変位量を求めることを特徴としたものである。
帰反射性のテープが貼られたターゲットに光を照射する
とともにその反射光を利用してイメージセンサにターゲ
ットの像を結ばせターゲットの変位に応じた結像の動き
をイメージセンサにより検出するようにした光学式変位
測定装置において、空間フィルタ特性を持つように複数
のフォトダイオードを一列に配置したイメージセンサ
と、このイメージセンサに入射する反射光の光路中に挿
入された像回転プリズムと、前記複数のフォトダイオー
ドの出力にその素子の空間フィルタ上の位置に応じて正
弦波状に変化する乗率を乗じて加算する第１の演算手段
と、前記複数のフォトダイオードの出力にその素子の空
間フィルタ上の位置に応じて余弦波状に変化する乗率を
乗じて加算する第２の演算手段と、これら第１の演算手
段の出力V1と第２の演算手段の出力V2との比のアークタ
ンジェントtan-1(V1/V2)を求める第３の演算手段と、前
記第１および第２の演算手段の出力から の演算を行なう第４の演算手段と、この第４の演算手段
により得られる出力の大きさを表示する表示手段とを具
備し、前記第３の演算手段の出力から前記ターゲットの
変位量を求めることを特徴としたものである。
このように、イメージセンサを構成する複数のフォトダ
イオードの出力を、それぞれその位置に応じた乗数を乗
じて加算し、この出力を利用してターゲットの変位量を
算出するようにすると、フォトダイオードの出力をスイ
ッチなどにより走査する必要がなくなり、スイッチング
ノイズなどの影響を受けない光学式変位測定装置を実現
することができる。また、第４の演算手段により得られ
る出力 はイメージセンサに入射する光の強度に対応しており、
格子像における変位軸の方向とイメージセンサにおける
検出軸の方向とが一致した時に最大となるので、この出
力から変位軸と検出軸とのずれを測定することができ、
この大きさを表示手段によりモニタしながら像回転プリ
ズムの角度を変化させれば、イメージセンサ上に結像す
る格子像の変位軸を回転させることができ、検出軸の軸
合せを容易に行なうことができる。
イオードの出力を、それぞれその位置に応じた乗数を乗
じて加算し、この出力を利用してターゲットの変位量を
算出するようにすると、フォトダイオードの出力をスイ
ッチなどにより走査する必要がなくなり、スイッチング
ノイズなどの影響を受けない光学式変位測定装置を実現
することができる。また、第４の演算手段により得られ
る出力 はイメージセンサに入射する光の強度に対応しており、
格子像における変位軸の方向とイメージセンサにおける
検出軸の方向とが一致した時に最大となるので、この出
力から変位軸と検出軸とのずれを測定することができ、
この大きさを表示手段によりモニタしながら像回転プリ
ズムの角度を変化させれば、イメージセンサ上に結像す
る格子像の変位軸を回転させることができ、検出軸の軸
合せを容易に行なうことができる。
第１図は本発明の光学式変位測定装置の一実施例を示す
構成図である。図において、前記第５図と同様のものは
同一符号を付して示す。50はイメージセンサ5X,5Yに入
射する反射光の光路中に挿入された像回転プリズムであ
る。また、第２図はこの像回転プリズム50の一例を示す
構成図である。像回転プリズム50は光軸を中心として回
転させることにより、通過する像（格子像）を任意に回
転させることができるものである。なお、イメージセン
サ5X,5Yはその検出軸が光学的に直交するように配置さ
れている。
構成図である。図において、前記第５図と同様のものは
同一符号を付して示す。50はイメージセンサ5X,5Yに入
射する反射光の光路中に挿入された像回転プリズムであ
る。また、第２図はこの像回転プリズム50の一例を示す
構成図である。像回転プリズム50は光軸を中心として回
転させることにより、通過する像（格子像）を任意に回
転させることができるものである。なお、イメージセン
サ5X,5Yはその検出軸が光学的に直交するように配置さ
れている。
したがって、この像回転プリズム50をその光軸を中心と
して回転させると、イメージセンサ5X,5Yに入射する格
子像における変位軸Ｘ，Ｙの向きをイメージセンサ5X,5
Yにおける検出軸の向きに合わせることができ、検出軸
の軸合せを容易に行なうことができる。
して回転させると、イメージセンサ5X,5Yに入射する格
子像における変位軸Ｘ，Ｙの向きをイメージセンサ5X,5
Yにおける検出軸の向きに合わせることができ、検出軸
の軸合せを容易に行なうことができる。
第３図は本発明の光学式変位測定装置における信号処理
回路の一実施例を示す構成図であり、ターゲットTGにお
ける２つの変位軸Ｘ，Ｙのうち、Ｘ軸方向の変位量に対
する測定回路を例示したものである。図において、前記
第５図および第６図と同様のものは同一符号を付して示
す。イメージセンサ5Xは４つのフォトダイオード（PD1
〜PD4）を空間フィルタの１ピッチとするように接続さ
れている。71は加算点であり、フォトダイオード（PD1
〜PD4）の出力にその素子の空間フィルタ上の位置に応
じて正弦波状に変化する乗率Siを乗じて加算する第１の
演算手段を構成している。同様に、加算点72は、フォト
ダイオード（PD1〜PD4）の出力にその素子の空間フィル
タ上の位置に応じて余弦波状に変化する乗率Ciを乗じて
加算する第２の演算手段を構成している。ここで、４つ
のフォトダイオード（PD1〜PD4）における空間フィルタ
上の位置（位相）およびこれに応じた乗率Si,Ciは、下
表のように定められている。
回路の一実施例を示す構成図であり、ターゲットTGにお
ける２つの変位軸Ｘ，Ｙのうち、Ｘ軸方向の変位量に対
する測定回路を例示したものである。図において、前記
第５図および第６図と同様のものは同一符号を付して示
す。イメージセンサ5Xは４つのフォトダイオード（PD1
〜PD4）を空間フィルタの１ピッチとするように接続さ
れている。71は加算点であり、フォトダイオード（PD1
〜PD4）の出力にその素子の空間フィルタ上の位置に応
じて正弦波状に変化する乗率Siを乗じて加算する第１の
演算手段を構成している。同様に、加算点72は、フォト
ダイオード（PD1〜PD4）の出力にその素子の空間フィル
タ上の位置に応じて余弦波状に変化する乗率Ciを乗じて
加算する第２の演算手段を構成している。ここで、４つ
のフォトダイオード（PD1〜PD4）における空間フィルタ
上の位置（位相）およびこれに応じた乗率Si,Ciは、下
表のように定められている。
したがって、第１の演算手段71はフォトダイオードPD2
の出力とPD4の出力とを、乗率１および−１を乗じて加
算しており、同様に、第２の演算手段72はフォトダイオ
ードPD1の出力とPD3の出力とを、乗率１および−１を乗
じて加算している。
の出力とPD4の出力とを、乗率１および−１を乗じて加
算しており、同様に、第２の演算手段72はフォトダイオ
ードPD1の出力とPD3の出力とを、乗率１および−１を乗
じて加算している。
なお、正弦波状の乗率Siと余弦波状の乗率Ciにおける一
般式は、次式のように表わされる。
般式は、次式のように表わされる。
Si＝sin（２πｋｉ／ｍ） Ci＝cos（２πｋｉ／ｍ） ｍ：１ピッチ中のフォトダイオードの数 ｋ：１≦ｋ＜ｍ／２を満たす任意整数 ｉ：フォトダイオードの配列順 また、第１および第２の演算手段71,72から得られる出
力V1,V2は、 Ｖ１：ｉ番目のフォトダイオードの出力電流に対応する
電流 Ｋ：定数 となる。
力V1,V2は、 Ｖ１：ｉ番目のフォトダイオードの出力電流に対応する
電流 Ｋ：定数 となる。
711および721は増幅器、712および722はアナログ・ディ
ジタル変換器である。
ジタル変換器である。
８は演算回路であり、第１の演算手段71の出力V1と第２
の演算手段72の出力V2との比のアークタンジェントtan
-1(V1/V2)を求める第３の演算手段と、第１および第２
の演算手段71,72の出力V1，V2から の演算を行なう第４の演算手段とを有している。81はメ
モリ、82はディジタル・アナログ変換器である。メモリ
81には、アナログ・ディジタル変換器712，722を介して
演算回路８に供給される出力V1，V2をアドレス情報とし
て、 θ＝tan-1(V1/V2) なる演算データが予め記憶されており、演算回路８は
V1,V2を基にしてこのデータを読み出し、出力する。
の演算手段72の出力V2との比のアークタンジェントtan
-1(V1/V2)を求める第３の演算手段と、第１および第２
の演算手段71,72の出力V1，V2から の演算を行なう第４の演算手段とを有している。81はメ
モリ、82はディジタル・アナログ変換器である。メモリ
81には、アナログ・ディジタル変換器712，722を介して
演算回路８に供給される出力V1，V2をアドレス情報とし
て、 θ＝tan-1(V1/V2) なる演算データが予め記憶されており、演算回路８は
V1,V2を基にしてこのデータを読み出し、出力する。
ここで、θはイメージセンサ5Xに形成される空間フィル
タのピッチを基本波長とするパターンの第ｋ次高調波の
位相であり、この値からパターンの位相、すなわちター
ゲットTG（格子像）の変位量を知ることができる。ま
た、ｒはイメージセンサ5Xに入射する光の強度に対応し
て変化するもので、格子像における変位軸の方向とイメ
ージセンサ5Xにおける検出軸の方向とが一致した時に最
大となる。このため、格子のピッチと空間フィルタのピ
ッチとを一致させておけば、この演算値ｒから変位軸と
検出軸とのずれを測定することができる。
タのピッチを基本波長とするパターンの第ｋ次高調波の
位相であり、この値からパターンの位相、すなわちター
ゲットTG（格子像）の変位量を知ることができる。ま
た、ｒはイメージセンサ5Xに入射する光の強度に対応し
て変化するもので、格子像における変位軸の方向とイメ
ージセンサ5Xにおける検出軸の方向とが一致した時に最
大となる。このため、格子のピッチと空間フィルタのピ
ッチとを一致させておけば、この演算値ｒから変位軸と
検出軸とのずれを測定することができる。
第４図は第１および第２の演算手段71,72の出力V1,V2と
位相θおよび演算値ｒとの関係を示す概念図である。図
に示すように、V1とV2とは90°位相の異なるベクトルと
なり、その合成ベクトルV0の位相θが格子像の位相とな
る。また、ベクトルV0の長さｒがイメージセンサ5Xに入
射する光の強度を表わしている。したがって、空間フィ
ルタのピッチをＰとすれば、ターゲットTGの変位量ｘ
は、 ｘ＝（Ｐ／２π）θ として求められる。この変位量ｘはディジタル・アナロ
グ変換器82を介して出力される。
位相θおよび演算値ｒとの関係を示す概念図である。図
に示すように、V1とV2とは90°位相の異なるベクトルと
なり、その合成ベクトルV0の位相θが格子像の位相とな
る。また、ベクトルV0の長さｒがイメージセンサ5Xに入
射する光の強度を表わしている。したがって、空間フィ
ルタのピッチをＰとすれば、ターゲットTGの変位量ｘ
は、 ｘ＝（Ｐ／２π）θ として求められる。この変位量ｘはディジタル・アナロ
グ変換器82を介して出力される。
９は演算回路８から得られる演算値ｒの大きさを表示す
る表示手段である。すなわち、表示手段９によりｒの大
きさをモニタしながら、この表示が最大となるように像
回転プリズム50の角度を調整すれば、イメージセンサ
5X,5Yに入射する格子像の変位軸Ｘ，Ｙをその検出軸に
合わせることができ、検出軸の軸合せを容易に行なうこ
とができる。
る表示手段である。すなわち、表示手段９によりｒの大
きさをモニタしながら、この表示が最大となるように像
回転プリズム50の角度を調整すれば、イメージセンサ
5X,5Yに入射する格子像の変位軸Ｘ，Ｙをその検出軸に
合わせることができ、検出軸の軸合せを容易に行なうこ
とができる。
なお、上記の説明においては、演算回路８としてメモリ
81を使用したテーブルを例示したが、演算回路８の形式
はこれに限られるものではない。また、第３図において
は、Ｘ軸方向の変位を測定する回路のみを例示したが、
Ｙ軸方向の変位を測定する回路も同様の構成を有するも
のである。
81を使用したテーブルを例示したが、演算回路８の形式
はこれに限られるものではない。また、第３図において
は、Ｘ軸方向の変位を測定する回路のみを例示したが、
Ｙ軸方向の変位を測定する回路も同様の構成を有するも
のである。
以上説明したように、本発明の光学式変位測定装置で
は、格子模様の書かれた再帰反射性のテープが貼られた
ターゲットに光を照射するとともにその反射光を利用し
てイメージセンサ上にターゲットの像を結ばせターゲッ
トの変位に応じた結像の動きをイメージセンサにより検
出するようにした光学式変位測定装置において、空間フ
ィルタ特性を持つように複数のフォトダイオードを一列
に配置したイメージセンサと、このイメージセンサに入
射する反射光の光路中に挿入された像回転プリズムと、
前記複数のフォトダイオードの出力にその素子の空間フ
ィルタ上の位置に応じて正弦波状に変化する乗率を乗じ
て加算する第１の演算手段と、前記複数のフォトダイオ
ードの出力にその素子の空間フィルタ上の位置に応じて
余弦波状に変化する乗率を乗じて加算する第２の演算手
段と、これら第１の演算手段の出力V1と第２の演算手段
の出力V2との比のアークタンジェント tan-1(V1/V2)を求める第３の演算手段と、前記第１およ
び第２の演算手段の出力から の演算を行なう第４の演算手段と、この第４の演算手段
により得られる出力の大きさを表示する表示手段とを具
備し、前記第３の演算手段の出力から前記ターゲットの
変位量を求めるようにしているので、フォトダイオード
の出力をスイッチなどにより走査する必要がなく、スイ
ッチングノイズなどの影響を受けることなくターゲット
の変位量を測定することができる。また、第４の演算手
段の出力はイメージセンサに入射する光の強度に対応し
ているので、この出力を利用すれば、格子像の変位軸と
イメージセンサの検出軸とのずれを測定、表示し、検出
軸の軸合せを容易に行なうことのできる光学式変位測定
装置を簡単な構成により実現することができる。
は、格子模様の書かれた再帰反射性のテープが貼られた
ターゲットに光を照射するとともにその反射光を利用し
てイメージセンサ上にターゲットの像を結ばせターゲッ
トの変位に応じた結像の動きをイメージセンサにより検
出するようにした光学式変位測定装置において、空間フ
ィルタ特性を持つように複数のフォトダイオードを一列
に配置したイメージセンサと、このイメージセンサに入
射する反射光の光路中に挿入された像回転プリズムと、
前記複数のフォトダイオードの出力にその素子の空間フ
ィルタ上の位置に応じて正弦波状に変化する乗率を乗じ
て加算する第１の演算手段と、前記複数のフォトダイオ
ードの出力にその素子の空間フィルタ上の位置に応じて
余弦波状に変化する乗率を乗じて加算する第２の演算手
段と、これら第１の演算手段の出力V1と第２の演算手段
の出力V2との比のアークタンジェント tan-1(V1/V2)を求める第３の演算手段と、前記第１およ
び第２の演算手段の出力から の演算を行なう第４の演算手段と、この第４の演算手段
により得られる出力の大きさを表示する表示手段とを具
備し、前記第３の演算手段の出力から前記ターゲットの
変位量を求めるようにしているので、フォトダイオード
の出力をスイッチなどにより走査する必要がなく、スイ
ッチングノイズなどの影響を受けることなくターゲット
の変位量を測定することができる。また、第４の演算手
段の出力はイメージセンサに入射する光の強度に対応し
ているので、この出力を利用すれば、格子像の変位軸と
イメージセンサの検出軸とのずれを測定、表示し、検出
軸の軸合せを容易に行なうことのできる光学式変位測定
装置を簡単な構成により実現することができる。
第１図〜第３図は本発明の光学式変位測定装置の一実施
例を示す構成図、第４図は第１および第２の演算手段
71,72の出力V1,V2と位相θおよび演算値ｒとの関係を示
す概念図、第５図〜第７図は従来の光学式変位測定装置
の一例を示す構成図およびその動作説明図である。 TG……ターゲット、１……光源、21,22……ハーフミラ
ー、31,32……レンズ、４……絞り、5X,5Y……イメージ
センサ、６……信号処理回路、PD1〜PD8……フォトダイ
オード、50……像回転プリズム、71,72……第１および
第２の演算手段、711，721……増幅器、712，722……ア
ナログ・ディジタル変換器、８……演算回路、81……メ
モリ、82……ディジタル・アナログ変換器、９……表示
手段。
例を示す構成図、第４図は第１および第２の演算手段
71,72の出力V1,V2と位相θおよび演算値ｒとの関係を示
す概念図、第５図〜第７図は従来の光学式変位測定装置
の一例を示す構成図およびその動作説明図である。 TG……ターゲット、１……光源、21,22……ハーフミラ
ー、31,32……レンズ、４……絞り、5X,5Y……イメージ
センサ、６……信号処理回路、PD1〜PD8……フォトダイ
オード、50……像回転プリズム、71,72……第１および
第２の演算手段、711，721……増幅器、712，722……ア
ナログ・ディジタル変換器、８……演算回路、81……メ
モリ、82……ディジタル・アナログ変換器、９……表示
手段。
Claims (1)
- 【請求項１】格子模様の書かれた再帰反射性のテープが
貼られたターゲットに光を照射するとともにその反射光
を利用してイメージセンサ上にターゲットの像を結ばせ
ターゲットの変位に応じた結像の動きをイメージセンサ
により検出するようにした光学式変位測定装置におい
て、空間フィルタ特性を持つように複数のフォトダイオ
ードを一列に配置したイメージセンサと、このイメージ
センサに入射する反射光の光路中に挿入された像回転プ
リズムと、前記複数のフォトダイオードの出力にその素
子の空間フィルタ上の位置に応じて正弦波状に変化する
乗率を乗じて加算する第１の演算手段と、前記複数のフ
ォトダイオードの出力にその素子の空間フィルタ上の位
置に応じて余弦波状に変化する乗率を乗じて加算する第
２の演算手段と、これら第１の演算手段の出力V1と第２
の演算手段の出力V2との比のアークタンジェントtan
-1(V1/V2)を求める第３の演算手段と、前記第１および
第２の演算手段の出力から√Ｖ１２＋Ｖ２２の演算を行
なう第４の演算手段と、この第４の演算手段により得ら
れる出力の大きさを表示する表示手段とを具備し、前記
第３の演算手段の出力から前記ターゲットの変位量を求
めることを特徴とする光学式変位測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26310487A JPH0629691B2 (ja) | 1987-10-19 | 1987-10-19 | 光学式変位測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26310487A JPH0629691B2 (ja) | 1987-10-19 | 1987-10-19 | 光学式変位測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01105104A JPH01105104A (ja) | 1989-04-21 |
| JPH0629691B2 true JPH0629691B2 (ja) | 1994-04-20 |
Family
ID=17384880
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26310487A Expired - Lifetime JPH0629691B2 (ja) | 1987-10-19 | 1987-10-19 | 光学式変位測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0629691B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112129319B (zh) * | 2020-08-12 | 2022-10-04 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | 星载双光栅调制型成像仪器的入射光轴标定方法 |
-
1987
- 1987-10-19 JP JP26310487A patent/JPH0629691B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01105104A (ja) | 1989-04-21 |
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