JPH0914914A - レーザスペックルパターンによる移動量の測定装置におけるレーザ光の照射方法ならびにその装置 - Google Patents
レーザスペックルパターンによる移動量の測定装置におけるレーザ光の照射方法ならびにその装置Info
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- JPH0914914A JPH0914914A JP14707994A JP14707994A JPH0914914A JP H0914914 A JPH0914914 A JP H0914914A JP 14707994 A JP14707994 A JP 14707994A JP 14707994 A JP14707994 A JP 14707994A JP H0914914 A JPH0914914 A JP H0914914A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 被計測物である被照射体に照射した光が反射
して、この反射光を識別側に到達させる手段中、該計測
物において、入射角と反射角との関係を生じさせた際に
生じる影ならびに映像の歪み現象の発生を皆無にするた
めに、照射光の光軸と、反射光の光軸とを一にして、欠
落画像ならびに歪みのない画像を測定側に認識できるよ
うにする。 【構成】 レーザ発振器４から発振し、非球面レンズ１
０および格子板９を透過することにより所望設定のレー
ザ光Ａとなり、このレーザ光Ａが前記の反射体１１に照
射されるようにレーザ発振器４の設置位置を設定する。
反射体１１に照射されたレーザ光Ａは偏光して照射し、
被計測物１計測面にスペックルパターン３を投影する。
これをＣＣＤカメラ５が認識する。このようにすること
によって、被計測物１と反射体１１間においては、レー
ザ光Ａである入射光の光軸と反射光の光軸とを一にす
る。
して、この反射光を識別側に到達させる手段中、該計測
物において、入射角と反射角との関係を生じさせた際に
生じる影ならびに映像の歪み現象の発生を皆無にするた
めに、照射光の光軸と、反射光の光軸とを一にして、欠
落画像ならびに歪みのない画像を測定側に認識できるよ
うにする。 【構成】 レーザ発振器４から発振し、非球面レンズ１
０および格子板９を透過することにより所望設定のレー
ザ光Ａとなり、このレーザ光Ａが前記の反射体１１に照
射されるようにレーザ発振器４の設置位置を設定する。
反射体１１に照射されたレーザ光Ａは偏光して照射し、
被計測物１計測面にスペックルパターン３を投影する。
これをＣＣＤカメラ５が認識する。このようにすること
によって、被計測物１と反射体１１間においては、レー
ザ光Ａである入射光の光軸と反射光の光軸とを一にす
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、レーザ光を利用した
スペックルパターンによる被計測物の移動量を測定する
方法およびその装置において、高精度の測定値を得るこ
とができるようにした測定する方法およびその装置に関
するものである。
スペックルパターンによる被計測物の移動量を測定する
方法およびその装置において、高精度の測定値を得るこ
とができるようにした測定する方法およびその装置に関
するものである。
【０００２】
【技術的背景】この発明は、被計測物にレーザ光を照射
し、被照射域の映像範囲に描かれたスペックルパターン
を標識として撮らえ、これを光学的に検知し、かつ、演
算処理し、更にこれを測定値として出力表示するもので
ある。
し、被照射域の映像範囲に描かれたスペックルパターン
を標識として撮らえ、これを光学的に検知し、かつ、演
算処理し、更にこれを測定値として出力表示するもので
ある。
【０００３】これら、識別側が認識する情報を、より正
確な情報として顕出しようとするものである。
確な情報として顕出しようとするものである。
【０００４】
【従来の技術】非接触で移動量を測定する方法にあっ
て、被計測物にレーザ光を照射することにより被照射域
の映像範囲に描かれたスペックルパターンを標識として
光学的に認識し、かつ、該認識画素を演算処理し、測定
数値を表示出力させてなる測定方法およびその装置にあ
っては、本特許願と同一出願人がした特願平５−２７７
４３７号ならびに特願平５−２７７４３８号がある。
て、被計測物にレーザ光を照射することにより被照射域
の映像範囲に描かれたスペックルパターンを標識として
光学的に認識し、かつ、該認識画素を演算処理し、測定
数値を表示出力させてなる測定方法およびその装置にあ
っては、本特許願と同一出願人がした特願平５−２７７
４３７号ならびに特願平５−２７７４３８号がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前記した、従前の技術
においては、レーザ光を発振する発振器と、被計測物か
らの反射光を受光する測定機構とは互いに近傍する位置
関係をもって設置され、従って、発振器から発振される
レーザ光の光軸は被計測物に対して直交する線よりも、
ある角度を介した斜状の光軸となるため、被計測物にあ
って凹凸の激しい面構成である場合に「影」が形成され
る。この情報を反射光として伝達する場合、本来の現状
から欠落部分を有する情報の伝達を行う場合がある。
においては、レーザ光を発振する発振器と、被計測物か
らの反射光を受光する測定機構とは互いに近傍する位置
関係をもって設置され、従って、発振器から発振される
レーザ光の光軸は被計測物に対して直交する線よりも、
ある角度を介した斜状の光軸となるため、被計測物にあ
って凹凸の激しい面構成である場合に「影」が形成され
る。この情報を反射光として伝達する場合、本来の現状
から欠落部分を有する情報の伝達を行う場合がある。
【０００６】上記影発生現象以外の欠点としても、照射
されるレーザ光が、被計測物面と、直交以外の方向から
照射された場合、拡幅された映像範囲において、光軸を
中心とした該光軸の以遠・以近の同心円範囲であって
も、投光距離の違いによる誤差を生じて非対称な映像と
なり、歪み現象発生素因の提供となって、結果的に不正
確な測定値を表示することになる不都合がある。
されるレーザ光が、被計測物面と、直交以外の方向から
照射された場合、拡幅された映像範囲において、光軸を
中心とした該光軸の以遠・以近の同心円範囲であって
も、投光距離の違いによる誤差を生じて非対称な映像と
なり、歪み現象発生素因の提供となって、結果的に不正
確な測定値を表示することになる不都合がある。
【０００７】この発明は、被照射体に照射した光が反射
して、この反射光を識別側に到達させる手段中、該計測
物において、入射角と反射角との関係を生じさせた際の
影発生ならびに映像の歪み現象の発生を皆無にするため
に、照射光の光軸と、反射光の光軸とを一にして、欠落
画像ならびに歪みのない画像を測定側に認識できるよう
にしたことを目的とするものである。
して、この反射光を識別側に到達させる手段中、該計測
物において、入射角と反射角との関係を生じさせた際の
影発生ならびに映像の歪み現象の発生を皆無にするため
に、照射光の光軸と、反射光の光軸とを一にして、欠落
画像ならびに歪みのない画像を測定側に認識できるよう
にしたことを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成させるための手段として、方法の発明として、非
接触で移動量を測定する手段にあって、被計測物にレー
ザ光を照射することにより被照射域の映像範囲に描かれ
たスペックルパターンを標識として光学的に認識し、か
つ、該認識画素を演算処理し、測定数値を表示出力させ
てなる測定方法において、被照射域より反射する光束の
光軸線上に反射体を介装し、拡幅レーザ照射光を該反射
体に反射させ、偏光するレーザ照射光の光軸と被照射域
より反射する光束の光軸とを一になるようにしてなるも
のである。
を達成させるための手段として、方法の発明として、非
接触で移動量を測定する手段にあって、被計測物にレー
ザ光を照射することにより被照射域の映像範囲に描かれ
たスペックルパターンを標識として光学的に認識し、か
つ、該認識画素を演算処理し、測定数値を表示出力させ
てなる測定方法において、被照射域より反射する光束の
光軸線上に反射体を介装し、拡幅レーザ照射光を該反射
体に反射させ、偏光するレーザ照射光の光軸と被照射域
より反射する光束の光軸とを一になるようにしてなるも
のである。
【０００９】また、装置の発明として、レーザ光を用い
て被計測物の移動量を測定する手段にあって、レーザ光
を利用したスペックルパターンを用いる装置において、
被照射域より反射し、かつ、該反射光を受光するＣＣＤ
カメラ間の光束の光軸線上に反射体を介装し、レーザ照
射光を前記反射体で反射して偏光する光軸と、被照射域
より反射する光束の光軸とを一となるように構成してな
るものである。
て被計測物の移動量を測定する手段にあって、レーザ光
を利用したスペックルパターンを用いる装置において、
被照射域より反射し、かつ、該反射光を受光するＣＣＤ
カメラ間の光束の光軸線上に反射体を介装し、レーザ照
射光を前記反射体で反射して偏光する光軸と、被照射域
より反射する光束の光軸とを一となるように構成してな
るものである。
【００１０】
【作用】この発明は、基本的な技術的思想の方式よりな
る作用の上に成り立つもので、該基本的な作用について
触れてみれば、大別して３つの要素がある。
る作用の上に成り立つもので、該基本的な作用について
触れてみれば、大別して３つの要素がある。
【００１１】その第１は、被計測物に対してレーザ光を
照射する要素。
照射する要素。
【００１２】その第２は、被計測物においてレーザ光の
被照射域の映像範囲をスペックルパターン化する要素。
被照射域の映像範囲をスペックルパターン化する要素。
【００１３】その第３は、被計測物に映像化されたスペ
ックルパターンを標識として撮らえ、これを光学的に検
知し、かつ、演算処理し、更に、これを測定値として出
力表示する要素、である。
ックルパターンを標識として撮らえ、これを光学的に検
知し、かつ、演算処理し、更に、これを測定値として出
力表示する要素、である。
【００１４】上記した各要素を集約し、かつ、これらを
総合的に要約すると、レーザ光を被計測物に照射し、該
被計測物の粗面表面にスペックルパターンを描かせ、被
計測物の移動に平行して前記スペックルパターンの明暗
をＣＣＤ（電荷結合素子；Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅ
ｄ Ｄｅｖｌｃｅ）（以下ＣＣＤと称す）カメラで撮影
し、撮影によって得られた電気的信号をコンピューター
でＣＣＤ画素単位にリアル．タイム演算処理して移動距
離数値を表示出力するものである。
総合的に要約すると、レーザ光を被計測物に照射し、該
被計測物の粗面表面にスペックルパターンを描かせ、被
計測物の移動に平行して前記スペックルパターンの明暗
をＣＣＤ（電荷結合素子；Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅ
ｄ Ｄｅｖｌｃｅ）（以下ＣＣＤと称す）カメラで撮影
し、撮影によって得られた電気的信号をコンピューター
でＣＣＤ画素単位にリアル．タイム演算処理して移動距
離数値を表示出力するものである。
【００１５】本発明の方式を達成させるために、その基
本的要素の検証機として、半導体レーザ発振器、高解像
度ＣＣＤ、Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｇ Ｄｉｇｉｔａｌ）変換
器、演算処理装置ならびにＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒ
ａｙ Ｔｕｂｅ ｄｉｓｐｌａｙ）（モニタ）より構成
し、更に、本発明の構成要件である、光学的に偏光作用
を呈する例えば鏡面体、プリズム等よりなる反射体を用
いてレーザ光を光学的に偏光させるものである。
本的要素の検証機として、半導体レーザ発振器、高解像
度ＣＣＤ、Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｇ Ｄｉｇｉｔａｌ）変換
器、演算処理装置ならびにＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒ
ａｙ Ｔｕｂｅ ｄｉｓｐｌａｙ）（モニタ）より構成
し、更に、本発明の構成要件である、光学的に偏光作用
を呈する例えば鏡面体、プリズム等よりなる反射体を用
いてレーザ光を光学的に偏光させるものである。
【００１６】表面が不均一な被計測物に、非常に干渉性
の高いレーザ光をレーザ発振器から照射すると、被計測
物の粗面各所で散乱したレーザ光が不規則な位相関係で
干渉し合うために粒状模様が生ずる。この粒状模様をス
ペックルパターンと称する。
の高いレーザ光をレーザ発振器から照射すると、被計測
物の粗面各所で散乱したレーザ光が不規則な位相関係で
干渉し合うために粒状模様が生ずる。この粒状模様をス
ペックルパターンと称する。
【００１７】ここで、被計測物が横移動すると、それに
伴いスペックルパターンも横移動する性質がある。
伴いスペックルパターンも横移動する性質がある。
【００１８】このスペックルパターンを標識として、Ｃ
ＣＤカメラで連続して撮り、Ａ／Ｄ変換器によりアナロ
グ信号をディジタル信号に変換して演算装置の入力と
し、そのパターンをＣＲＴに出力してなるものである。
ＣＤカメラで連続して撮り、Ａ／Ｄ変換器によりアナロ
グ信号をディジタル信号に変換して演算装置の入力と
し、そのパターンをＣＲＴに出力してなるものである。
【００１９】ここで、本発明の作用について説明すれ
ば、前記した基本的な方式に加えて、被計測物の映像面
と、該被計測物より反射するスペックルパターンを撮ら
えるＣＣＤカメラまでの光束の光軸線上に反射体を介装
し、前記のＣＣＤカメラより隔離した個所に設置したレ
ーザ発振器より、該レーザ発振器側より順に設置した格
子板、非球面のレンズを透光させたレーザ光を前記の反
射体に向けて発振し、これを該反射体によって偏光させ
てレーザ光を被計測物に照射するものである。
ば、前記した基本的な方式に加えて、被計測物の映像面
と、該被計測物より反射するスペックルパターンを撮ら
えるＣＣＤカメラまでの光束の光軸線上に反射体を介装
し、前記のＣＣＤカメラより隔離した個所に設置したレ
ーザ発振器より、該レーザ発振器側より順に設置した格
子板、非球面のレンズを透光させたレーザ光を前記の反
射体に向けて発振し、これを該反射体によって偏光させ
てレーザ光を被計測物に照射するものである。
【００２０】即ち、被計測物と反射体間は、レーザ照射
光と、スペックルパターンの反射光との光軸を同一線と
することになり、これが、本発明の主たる要件とする作
用である。
光と、スペックルパターンの反射光との光軸を同一線と
することになり、これが、本発明の主たる要件とする作
用である。
【００２１】これによって、レーザ照射光は被計測物の
計測面に対し直交する線をレーザ照射光の光軸、ならび
にスペックルパターン反射光の光軸となるもので、これ
によって、被計測物の計測面において、かりに激しい凹
凸面が存在しても影発生現象を皆無にすることができる
とともに、映像範囲内の造影は均一化され、正確なスペ
ックルパターンをＣＣＤカメラに対して反射することが
できるものである。
計測面に対し直交する線をレーザ照射光の光軸、ならび
にスペックルパターン反射光の光軸となるもので、これ
によって、被計測物の計測面において、かりに激しい凹
凸面が存在しても影発生現象を皆無にすることができる
とともに、映像範囲内の造影は均一化され、正確なスペ
ックルパターンをＣＣＤカメラに対して反射することが
できるものである。
【００２２】
【実施例】次ぎにこの発明の実施例を図とともに説明す
る前段として、本発明の方式を達成するための被計測物
ならびに検証機として各部位について説明する。
る前段として、本発明の方式を達成するための被計測物
ならびに検証機として各部位について説明する。
【００２３】１は被計測物。２はＣＣＤ（電荷結合素
子；Ｃｈａｒｇｅ ＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｌｃｅ）カメ
ラ５の映像範囲。３はレーザ発振器４が被計測物１にレ
ーザ光が照射されて粗面により描くスペックルパター
ン。４はレーザ発振器。５はＣＣＤカメラ。６はＣＣＤ
カメラ５のアナログ信号をディジタル信号に変換するＡ
／Ｄ（Ａｎａｌｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ）変換器。７はスペ
ックルパターン３を標識として上下および横移動量を算
出する演算装置。８はスペックルパターン３を直接目視
するＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ ｄｉ
ｓｐｌａｙ）である。
子；Ｃｈａｒｇｅ ＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｌｃｅ）カメ
ラ５の映像範囲。３はレーザ発振器４が被計測物１にレ
ーザ光が照射されて粗面により描くスペックルパター
ン。４はレーザ発振器。５はＣＣＤカメラ。６はＣＣＤ
カメラ５のアナログ信号をディジタル信号に変換するＡ
／Ｄ（Ａｎａｌｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ）変換器。７はスペ
ックルパターン３を標識として上下および横移動量を算
出する演算装置。８はスペックルパターン３を直接目視
するＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ ｄｉ
ｓｐｌａｙ）である。
【００２４】レーザ発振器４は、被計測物１に安定した
スペックルパターン３を描くために高輝度・指向性・可
視光を使用し、レーザ素子、冷却回路、駆動回路および
レンズより構成し、発振するレーザ光Ａの光軸に非球面
レンズ１０を透過させて設定した拡幅率をもった光束を
形成できるようにし、これを設定模様のスペックルパタ
ーン３を描かせるために格子板９を透過させる。
スペックルパターン３を描くために高輝度・指向性・可
視光を使用し、レーザ素子、冷却回路、駆動回路および
レンズより構成し、発振するレーザ光Ａの光軸に非球面
レンズ１０を透過させて設定した拡幅率をもった光束を
形成できるようにし、これを設定模様のスペックルパタ
ーン３を描かせるために格子板９を透過させる。
【００２５】ＣＣＤカメラ５は、被計測物１に描くスペ
ックルパターン３を撮るために使用し、ＮＴＳＣ信号
（アナログデータ）に変換する機能を有し、移動距離の
測定精度はＣＣＤ画素の間隔により決定し、スペックル
パターン３の大きさにより、コンピュータが処理しやす
い粗密に拡大または縮小するためにズームレンズを使用
することもある。
ックルパターン３を撮るために使用し、ＮＴＳＣ信号
（アナログデータ）に変換する機能を有し、移動距離の
測定精度はＣＣＤ画素の間隔により決定し、スペックル
パターン３の大きさにより、コンピュータが処理しやす
い粗密に拡大または縮小するためにズームレンズを使用
することもある。
【００２６】Ａ／Ｄ変換器６は、アナログ信号をディジ
タル信号に変換する機能を有する。ＮＴＳＣ信号は、ア
ナログ信号である。従って、コンピュータの記憶素子に
スペックルパターン３を格納するためにディジタル信号
に変換する必要がある。スペックルパターン３は明暗に
よる班点模様であるために例えば、明点を“１”、暗点
を“０”とする２値化に変換する。
タル信号に変換する機能を有する。ＮＴＳＣ信号は、ア
ナログ信号である。従って、コンピュータの記憶素子に
スペックルパターン３を格納するためにディジタル信号
に変換する必要がある。スペックルパターン３は明暗に
よる班点模様であるために例えば、明点を“１”、暗点
を“０”とする２値化に変換する。
【００２７】演算装置７は、被計測物の移動状態（スペ
ックルパターン）を連続的に記憶素子に格納し、任意の
明暗点の移動をＣＣＤ画素間隔（基準長）で演算し、数
値情報として表示出力する。
ックルパターン）を連続的に記憶素子に格納し、任意の
明暗点の移動をＣＣＤ画素間隔（基準長）で演算し、数
値情報として表示出力する。
【００２８】ＣＲＴ８は、検証・実験・試験段階では、
スペックルパターン３ならびに移動距離をＣＲＴモニタ
画面上に表示し、パターンおよび移動状態を視覚するこ
とを目的として使用する。ただし、実用機では、セブン
・セグメント表示器により移動距離を数値として表示出
力する。
スペックルパターン３ならびに移動距離をＣＲＴモニタ
画面上に表示し、パターンおよび移動状態を視覚するこ
とを目的として使用する。ただし、実用機では、セブン
・セグメント表示器により移動距離を数値として表示出
力する。
【００２９】以上のようにした基本的な各部所の配置に
基づき、本発明について説明すれば、前記した被計測物
１に描き出されたスペックルパターン３を認識するＣＣ
Ｄカメラ５の視野の中心線、これを換言すれば。スペッ
クルパターン３が被計測物１に反射した反射光の光束Ｂ
の光軸Ｏに、光学的に偏光作用を呈する例えば鏡面体、
プリズム等よりなる反射体１１を介装するものである。
基づき、本発明について説明すれば、前記した被計測物
１に描き出されたスペックルパターン３を認識するＣＣ
Ｄカメラ５の視野の中心線、これを換言すれば。スペッ
クルパターン３が被計測物１に反射した反射光の光束Ｂ
の光軸Ｏに、光学的に偏光作用を呈する例えば鏡面体、
プリズム等よりなる反射体１１を介装するものである。
【００３０】レーザ発振器４から発振し、非球面レンズ
１０および格子板９を透過することにより所望設定のレ
ーザ光Ａとなり、このレーザ光Ａが前記の反射体１１に
照射されるようにレーザ発振器４の設置位置を設定す
る。
１０および格子板９を透過することにより所望設定のレ
ーザ光Ａとなり、このレーザ光Ａが前記の反射体１１に
照射されるようにレーザ発振器４の設置位置を設定す
る。
【００３１】反射体１１に照射されたレーザ光Ａは偏光
して照射し、被計測物１計測面にスペックルパターン３
を投影するものである。
して照射し、被計測物１計測面にスペックルパターン３
を投影するものである。
【００３２】このようにして、被計測物１に投影された
スペックルパターン３を前記したようにＣＣＤカメラ５
が認識するものである。
スペックルパターン３を前記したようにＣＣＤカメラ５
が認識するものである。
【００３３】以上のようにすることによって、被計測物
１と反射体１１間においては、レーザ光Ａである入射光
の光軸と反射光の光軸とを一にするものである。
１と反射体１１間においては、レーザ光Ａである入射光
の光軸と反射光の光軸とを一にするものである。
【００３４】このように入射光と反射光との光軸を一に
するということは、その光軸は被計測物１における計測
面に対し直交する方向のみであるから、被計測面におい
て仮りに凹凸が形成されたものであっても、その影は形
成されない。
するということは、その光軸は被計測物１における計測
面に対し直交する方向のみであるから、被計測面におい
て仮りに凹凸が形成されたものであっても、その影は形
成されない。
【００３５】しかしながら、ＣＣＤカメラ５における認
識画像の範囲中に前記の反射体１１が投影されてしまう
ものであるが、該投影範囲の外周は被計測物１の正確な
スペックルパターン３が認識されていることから、影と
して脱像した部分を、影外周以遠の認識された正確なス
ペックルパターン３の画像の延長として識別することが
できるようにしてなるものである。
識画像の範囲中に前記の反射体１１が投影されてしまう
ものであるが、該投影範囲の外周は被計測物１の正確な
スペックルパターン３が認識されていることから、影と
して脱像した部分を、影外周以遠の認識された正確なス
ペックルパターン３の画像の延長として識別することが
できるようにしてなるものである。
【００３６】次ぎに、本発明の実施例を奏するための基
本的な作用を図とともに説明すれば、被計測物１をアル
ミニューム板とした場合において、該アルミニューム板
にレーザ光を照射し、実際に描いたスペックルパターン
を写真撮影したものが図２である。
本的な作用を図とともに説明すれば、被計測物１をアル
ミニューム板とした場合において、該アルミニューム板
にレーザ光を照射し、実際に描いたスペックルパターン
を写真撮影したものが図２である。
【００３７】被計測物１にレーザ光を照射し、スペック
ルパターン３をＣＣＤカメラ５で撮影し、Ａ／Ｄ変換器
６で明暗による中間色を除去し、明と暗の２つの信号に
変換して演算装置７に入力する。
ルパターン３をＣＣＤカメラ５で撮影し、Ａ／Ｄ変換器
６で明暗による中間色を除去し、明と暗の２つの信号に
変換して演算装置７に入力する。
【００３８】ここで、方式の説明を容易にするために、
便宜的に演算装置７が認識するスペックルパターン３を
ＣＣＤ画素単位に明暗を配した状態を図４に示す。
便宜的に演算装置７が認識するスペックルパターン３を
ＣＣＤ画素単位に明暗を配した状態を図４に示す。
【００３９】レーザ光Ａを被計測物１に照射し、演算装
置７が認識したパターンを図４とする。
置７が認識したパターンを図４とする。
【００４０】この状態から、図５は被計測物１がＣＣＤ
１画素分だけ左に移動した状態を示し、図６は被計測物
１がＣＣＤ１画素分だけ下方に移動した状態を示す。
１画素分だけ左に移動した状態を示し、図６は被計測物
１がＣＣＤ１画素分だけ下方に移動した状態を示す。
【００４１】図７は更に被計測物１が１画素分だけ下方
に移動した状態を示すものである。
に移動した状態を示すものである。
【００４２】結果的に、図４から図７において、被計測
物１は左に１画素分、下方に２画素分、移動したことを
示す。
物１は左に１画素分、下方に２画素分、移動したことを
示す。
【００４３】なお、ＣＣＤ１画素当たりの間隔を１０μ
ｍとした場合、図４から図７において、被計測物１は左
に１０μｍ、下方に２０μｍ移動したことになり、非接
触で移動量を測定することができる。
ｍとした場合、図４から図７において、被計測物１は左
に１０μｍ、下方に２０μｍ移動したことになり、非接
触で移動量を測定することができる。
【００４４】また、長尺ものについては、標識としたス
ペックルパターン３がＣＣＤカメラ５の視野から外れる
直前に、新たな面に発生するパターンを標識として再認
識し、その繰返しにより移動量を測定する。
ペックルパターン３がＣＣＤカメラ５の視野から外れる
直前に、新たな面に発生するパターンを標識として再認
識し、その繰返しにより移動量を測定する。
【００４５】
【発明の効果】本発明は、レーザ光を直接、被計測物に
照射するために光学系が簡素化でき、外部からの振動や
衝撃に対しても効果があり、レーザ光は単色光であるた
め、スペックルパターン自体にぼけが発生しない特徴が
あり、ＣＣＤカメラに望遠レンズを付加することにより
遠方の被計測物についても容易に上下および横移動量を
測定することができ、本方式を応用することにより、加
速度、平均速度、震度計などに応用できる基本的な効果
がある。
照射するために光学系が簡素化でき、外部からの振動や
衝撃に対しても効果があり、レーザ光は単色光であるた
め、スペックルパターン自体にぼけが発生しない特徴が
あり、ＣＣＤカメラに望遠レンズを付加することにより
遠方の被計測物についても容易に上下および横移動量を
測定することができ、本方式を応用することにより、加
速度、平均速度、震度計などに応用できる基本的な効果
がある。
【００４６】本発明は上記した基本的な作用・効果の上
に立って、被計測物に対する、照射レーザ光を、該被計
測物の計測面に対し直交する方向からの入射光とするこ
とにより、ＣＣＤカメラが撮らえる反射光の光軸も当然
入射光の光軸と一になることにより、被計測物に投影さ
せた正確なスペックルパターンを認識することができる
ようにしたことにより、これによって正確な測定値を表
示することができる効果あるものである。
に立って、被計測物に対する、照射レーザ光を、該被計
測物の計測面に対し直交する方向からの入射光とするこ
とにより、ＣＣＤカメラが撮らえる反射光の光軸も当然
入射光の光軸と一になることにより、被計測物に投影さ
せた正確なスペックルパターンを認識することができる
ようにしたことにより、これによって正確な測定値を表
示することができる効果あるものである。
【００４７】
図１ この発明による実施例の構成図 図２ 図１の平面図 図３ アルミニューム板に描かれた実際のスペックルパ
ターン 図４ 便宜的に演算装置が認識したＣＣＤ画素単位ごと
のスペックルパターン 図５ ＣＣＤ１画素分だけ被計測物が左に移動した図 図６ ＣＣＤ１画素分だけ被計測物が下方に移動した図 図７ さらにＣＣＤ１画素分だけ被計測物が下方に移動
した図
ターン 図４ 便宜的に演算装置が認識したＣＣＤ画素単位ごと
のスペックルパターン 図５ ＣＣＤ１画素分だけ被計測物が左に移動した図 図６ ＣＣＤ１画素分だけ被計測物が下方に移動した図 図７ さらにＣＣＤ１画素分だけ被計測物が下方に移動
した図
【００４８】
１ 被計測物 ２ 映像範囲 ３ スペックルパターン ４ レーザ発振器 ５ ＣＣＤカメラ ６ Ａ／Ｄ変換器 ７ 演算装置 ８ ＣＲＴ ９ 格子板 １０ 非球面レンズ １１ 反射体 Ａ レーザ光 Ｂ 反射光の光束 Ｏ 光軸
Claims (2)
- 【請求項１】 非接触で移動量を測定する手段にあっ
て、被計測物にレーザ光を照射することにより被照射域
の映像範囲に描かれたスペックルパターンを標識として
光学的に認識し、かつ、該認識画素を演算処理し、測定
数値を表示出力させてなる測定方法において、被照射域
より反射する光束の光軸線上に反射体を介装し、拡幅レ
ーザ照射光を該反射体に反射させ、偏光するレーザ照射
光の光軸と被照射域より反射する光束の光軸とを一にな
るようにしてなることを特徴とするレーザスペックルパ
ターンによる移動量の測定装置におけるレーザ光の照射
方法。 - 【請求項２】 レーザ光を用いて被計測物の移動量を測
定する手段にあって、レーザ光を利用したスペックルパ
ターンを用いる装置において、被照射域より反射し、か
つ、該反射光を受光するＣＣＤカメラ間の光束の光軸線
上に反射体を介装し、レーザ照射光を前記反射体で反射
して偏光する光軸と、被照射域より反射する光束の光軸
とを一となるように構成してなることを特徴とするレー
ザスペックルパターンによる移動量の測定装置における
レーザ光の照射装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14707994A JPH0914914A (ja) | 1994-06-06 | 1994-06-06 | レーザスペックルパターンによる移動量の測定装置におけるレーザ光の照射方法ならびにその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14707994A JPH0914914A (ja) | 1994-06-06 | 1994-06-06 | レーザスペックルパターンによる移動量の測定装置におけるレーザ光の照射方法ならびにその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0914914A true JPH0914914A (ja) | 1997-01-17 |
Family
ID=15422000
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14707994A Pending JPH0914914A (ja) | 1994-06-06 | 1994-06-06 | レーザスペックルパターンによる移動量の測定装置におけるレーザ光の照射方法ならびにその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0914914A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998028593A1 (en) * | 1996-12-20 | 1998-07-02 | Pacific Title And Mirage, Inc. | Apparatus and method for rapid 3d image parametrization |
| US6101269A (en) * | 1997-12-19 | 2000-08-08 | Lifef/X Networks, Inc. | Apparatus and method for rapid 3D image parametrization |
| JP2009528514A (ja) * | 2006-02-27 | 2009-08-06 | プライム センス リミティド | スペックルの無相関を使用した距離マッピング（ｒａｎｇｅｍａｐｐｉｎｇ） |
| WO2012118322A2 (ko) * | 2011-02-28 | 2012-09-07 | Lee Keyoung Ja | 격자패턴투영장치 |
| CN108668054A (zh) * | 2017-04-02 | 2018-10-16 | 田雪松 | 光处理装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59162405A (ja) * | 1983-03-07 | 1984-09-13 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | 光学式機械量測定装置 |
| JPH02297006A (ja) * | 1989-05-11 | 1990-12-07 | Keyence Corp | 物体の変位測定方法及び装置 |
-
1994
- 1994-06-06 JP JP14707994A patent/JPH0914914A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59162405A (ja) * | 1983-03-07 | 1984-09-13 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | 光学式機械量測定装置 |
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| WO2012118322A2 (ko) * | 2011-02-28 | 2012-09-07 | Lee Keyoung Ja | 격자패턴투영장치 |
| WO2012118322A3 (ko) * | 2011-02-28 | 2012-12-20 | Lee Keyoung Ja | 격자패턴투영장치 |
| KR101289595B1 (ko) * | 2011-02-28 | 2013-07-24 | 이경자 | 격자패턴투영장치 |
| CN108668054A (zh) * | 2017-04-02 | 2018-10-16 | 田雪松 | 光处理装置 |
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