JPH09257467A - 光学式変位測定装置 - Google Patents

光学式変位測定装置

Info

Publication number
JPH09257467A
JPH09257467A JP8065891A JP6589196A JPH09257467A JP H09257467 A JPH09257467 A JP H09257467A JP 8065891 A JP8065891 A JP 8065891A JP 6589196 A JP6589196 A JP 6589196A JP H09257467 A JPH09257467 A JP H09257467A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
detected
lens
objective lens
projecting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP8065891A
Other languages
English (en)
Inventor
Shinya Otsuki
真也 大槻
Yuichi Inoue
祐一 井上
Toshitaka Sato
俊孝 佐藤
Hiroshi Tarukawa
啓 樽川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Omron Corp, Omron Tateisi Electronics Co filed Critical Omron Corp
Priority to JP8065891A priority Critical patent/JPH09257467A/ja
Publication of JPH09257467A publication Critical patent/JPH09257467A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Measurement Of Optical Distance (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 対象面(被検知物体)の傾きや装置の設置角
度の許容量が大きく、検出誤差が小さく、雑音が生じ難
い光学式変位測定装置を提供することである。 【解決手段】 被検知物体90に対して光ビームを投光
する投光手段1と、投光手段1の側方に所定間隔を置い
て配設され、被検知物体90による光ビームの反射光を
集光する集光手段2と、集光手段2の集光面に配設さ
れ、集光スポットの移動により一対の検知信号を出力す
るPSD3とを備え、投光手段1を、LD11、コリメ
ータレンズ12、対物レンズ13、円形開口14、光学
フィルタ15で構成し、円形開口14をコリメータレン
ズ12と対物レンズ13との間の光路上に配置し、円形
開口14の開口径を対物レンズ13の入射瞳径よりも小
さくし、被検知物体90に対する投光スポットの強度分
布がほぼフラットになるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、三角測量方式にて
被検知物体を検出する光学式変位測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】この種の光学式変位測定装置の中で、距
離を測定する装置や物体を検知する装置としては、特開
昭59−138916号公報や特公平6−5165号公
報に記載されたものがある。前者の公報に記載された
「距離測定装置」は、対象面からの反射ビームを、シャ
インプルーフ条件を満たすように配した撮像レンズを介
して一次元光検出器に結像し、電気的処理により距離を
検出するものにおいて、撮像レンズの面を観察軸に対し
て観察側に鋭角に傾けて配したものである。つまり、シ
ャインプルーフ条件を満たす検出光学系において、撮像
レンズ(受光レンズ)の受光面を傾けることによって、
半導***置検知素子(PSD)に対する入射角を小さく
し、表面反射による受光量劣化を防ぎ、S/N比を改善
しようとするものである。
【0003】又、後者の公報に記載された「光電式物体
検知装置」は、投光手段の側方に所定間隔を置いて配設
され、被検知物体による光ビームの反射光を集光する集
光手段を、凸レンズよりなる受光レンズと、受光レンズ
の前面側に設けたスリット板とで構成し、スリット板の
スリットを縦長とし、集光スポットの移動方向の収差が
小さくなるようにしたものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
公報に記載されたものでは、同一受光レンズ径であって
も、対象面からみた立体角が小さくなるので、対象面の
傾き角或いは装置の対象面との設置角度の許容量が小さ
いという問題点がある。後者の公報に記載されたもので
も、同一受光レンズ径であっても、対象面からみた立体
角が小さくなるので、対象面の傾き角或いは装置の対象
面との設置角度の許容量が小さい。又、スリット板によ
り受光量を遮断しているので、反射率の小さい被検知物
体では、S/N比の低下が生じる。この結果、被検知物
体に色むらがある場合や、被検知物体のエッジにおい
て、検出誤差が生じるという問題点がある。
【0005】更に、前者のものでは、シャインプルーフ
条件を満たす検出光学系において、対象面に平行ビーム
光を投光しているが、平行ビーム光の一部が投光素子と
しての半導体レーザに戻ることがある。このような場
合、雑音が発生し、発光パワーが変動してしまうという
問題点がある。このことは、例えば「半導体レーザの自
己結合効果とその応用に関する研究」、三橋氏、電総研
報告書、No.866, May, 1986 、「半導体レーザの戻り光
誘起雑音」、藤田他、NATIONAL TECHNICALREPORT, VOL.
32, NO.2, 1986に記載されている周知事項である。
【0006】一方、平行ビーム光でなくて集光ビーム光
にしても、距離測定の場合は、一旦平行光にした後、集
光レンズにて集光ビーム光にしたり、或いは戻り光雑音
を抑圧するための対策に高周波重畳によるレーザの多モ
ード化を用いたりするが、いずれもコストが上昇するだ
けでなく、完全に雑音を抑圧できないという問題点があ
る。
【0007】従って、本発明は、そのような問題点に着
目してなされたもので、対象面(被検知物体)の傾きや
装置の設置角度の許容量が大きく、検出誤差が小さく、
雑音が生じ難い光学式変位測定装置を提供することを目
的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の請求項1記載の光学式変位測定装置は、被
検知物体に対して光ビームを投光する投光手段と、この
投光手段の側方に所定間隔を置いて配設され、被検知物
体による光ビームの反射光を集光する集光手段と、この
集光手段の集光面に配設され、集光スポットの移動によ
り一対の検知信号を出力する光点位置検出素子と、この
光点位置検出素子の一対の検知信号に基づいて被検知物
体を判別する判別手段とを備えるものにおいて、前記投
光手段が、投光素子と、投光素子からの光ビームを平行
光にするコリメータレンズと、コリメータレンズを通過
した光を被検知物体に投光する対物レンズと、コリメー
タレンズと対物レンズとの間の光路上に配置された円形
開口とで構成され、前記円形開口の開口径を対物レンズ
の入射瞳径よりも小さくし、被検知物体に対する投光ス
ポットの強度分布がほぼフラットになるようにしたこと
を特徴とする。
【0009】又、請求項2記載の光学式変位測定装置
は、被検知物体に対して光ビームを投光する投光手段
と、この投光手段の側方に所定間隔を置いて配設され、
被検知物体による光ビームの反射光を集光する集光手段
と、この集光手段の集光面に配設され、集光スポットの
移動により一対の検知信号を出力する光点位置検出素子
と、この光点位置検出素子の一対の検知信号に基づいて
被検知物体を判別する判別手段とを備えるものにおい
て、前記投光手段が、投光素子と、投光素子からの光ビ
ームを平行光にするコリメータレンズと、コリメータレ
ンズを通過した光を被検知物体に投光する対物レンズ
と、投光素子とコリメータレンズとの間の光路上に配置
された円形開口とで構成され、前記円形開口の開口径を
コリメータレンズの入射瞳径よりも小さくし、コリメー
タレンズを通過する光の強度分布がほぼフラットになる
ようにしたことを特徴とする。
【0010】この請求項1及び請求項2記載の装置で
は、いずれも投光手段が投光素子、コリメータレンズ、
対物レンズ及び円形開口で構成され、そのうちの円形開
口が請求項1ではコリメータレンズと対物レンズとの間
の光路上に、請求項2では投光素子とコリメータレンズ
との間の光路上に、それぞれ配置されている。そして、
それぞれ円形開口の開口径を対物レンズ(請求項1)や
コリメータレンズ(請求項2)の入射瞳径よりも小さく
し、被検知物体に対する投光スポットの強度分布(請求
項1)やコリメータレンズを通過する光の強度分布(請
求項2)がほぼフラットになるようにしてある。つま
り、投光手段をコリメータ系とし、開口径の小さい円形
開口(ピンホール)を設け、ビーム光の強度分布の中心
部分のみを投光し、周辺部の光をカットすることによっ
て、対象面(被検知物体)に投光されるビームの強度分
布を矩形状としてある。この結果、対象面の傾きや装置
の設置角度の許容量が大きくなり、検出誤差が小さくな
る。
【0011】請求項3記載の装置では、投光手段、コリ
メータレンズ及び円形開口を結ぶ光軸に対して、対物レ
ンズの光軸を、対物レンズの主点を中心に傾けて配置し
てあるので、雑音が生じ難く、発光パワーの変動が安定
する。請求項4記載の装置では、対物レンズの光出射側
に光学フィルタを配置し、対物レンズと光学フィルタを
一体化してあるので、組立調整が容易で、装置が安価に
なる。
【0012】一方、請求項7記載の光学式変位測定装置
は、被検知物体に対して光ビームを投光する投光手段
と、この投光手段の側方に所定間隔を置いて配設され、
被検知物体による光ビームの反射光を集光する集光手段
と、この集光手段の集光面に配設され、集光スポットの
移動により一対の検知信号を出力する光点位置検出素子
と、この光点位置検出素子の一対の検知信号に基づいて
被検知物体を判別する判別手段とを備えるものにおい
て、前記光点位置検出素子を集光手段の光軸に平行にス
ライドさせる凹凸のレール構造を備え、光点位置検出素
子をスライドさせることにより、集光手段と光点位置検
出素子とがシャインプルーフ条件を満たすように配置さ
れていることを特徴とする。
【0013】この請求項7記載の装置では、凹凸のレー
ル構造により光点位置検出素子が集光手段の光軸に平行
に移動できるので、集光手段と光点位置検出素子との位
置関係をシャインプルーフ条件に合うように容易に調整
することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施の形態に基づ
いて説明する。その一実施形態に係る光学式変位測定装
置の外観斜視図を図1に、その模式的上面図を図2に示
す。この測定装置は、被検知物体90に対して光ビーム
を投光する投光手段1と、この投光手段1の側方に所定
間隔を置いて配設され、被検知物体90による光ビーム
の反射光を集光する集光手段2と、この集光手段2の集
光面に配設され、集光スポットの移動により一対の検知
信号を出力する光点位置検出素子3と、この光点位置検
出素子3の一対の検知信号に基づいて被検知物体90を
判別する判別手段(図示せず)とを備える。
【0015】投光手段1と受光手段2は、図示のような
形状のベース7に取付けられ、各々の投光軸L1 と受光
軸L2 が交差するように、互いに内向きに配置されてい
る。投光手段1は、投光素子として例えば半導体レーザ
(LD)11と、LD11からの光ビームを平行光にす
るコリメータレンズ12と、コリメータレンズ12を通
過した光を被検知物体90に投光する対物レンズ13
と、コリメータレンズ12と対物レンズ13との間の光
路上に配置された円形開口14と、更に対物レンズ13
の光出射側に配置された光学フィルタ15とで構成され
る。円形開口14の開口径は対物レンズ13の入射瞳径
よりも小さく、被検知物体90に対する投光スポットの
強度分布がほぼフラットになるようにしてある。
【0016】LD11はLD基板41に実装され、LD
基板41はネジ42によりLDホルダ43に固定され、
更にLDホルダ43は、これをベース7から絶縁して電
気的ノイズからLD11を保護するための部材45を介
してネジ44によりベース7に固定されている。LDホ
ルダ43は、LD11に対面して配置されたコリメータ
レンズ12を有し、コリメータレンズ12は、LDホル
ダ43にネジ47によって固定された金具46により所
定位置に押圧固定されている。
【0017】コリメータレンズ12に円形開口14を介
して対面する対物レンズ13は、対物レンズホルダ48
に接着固定され、この対物レンズホルダ48に光学フィ
ルタ15が接着固定されている。又、対物レンズホルダ
48の平行光入射側に円形開口14が配されている。こ
の円形開口14、対物レンズ13及び光学フィルタ15
が一体構造となった対物レンズホルダ48は、ベース7
の前部71に嵌挿され、例えば植込ボルトによって前部
71に固定されている。
【0018】この実施形態では、図5に示すように対物
レンズホルダ48は、対物レンズ13の光軸L3が投光
軸L1 に対して対物レンズ13の主点を中心に4度下向
きに傾くように配置してある。こうすることで、LD1
1への戻り光(被検知物体90からの反射光の一部がL
D11に戻る光)を完全になくすことができるので、雑
音が生じ難く、発光パワーの変動が安定する。又、LD
基板41は、図に矢印で示す方向、即ち投光軸L1 に平
行な位置と垂直な位置を微調整することができる。これ
は、例えばLD基板41のネジ42用の孔をやや大きめ
に形成することで実現できる。
【0019】受光手段2は、受光レンズ21と、受光レ
ンズ21の光入射側に配置された光学フィルタ22とで
構成され、受光レンズ21は受光レンズホルダ51に接
着固定されると共に、光学フィルタ22も受光レンズホ
ルダ51の反射光入射側に接着固定されている。この受
光レンズ21と光学フィルタ22が一体構造となった受
光レンズホルダ51は、ベース7の前部71に嵌挿さ
れ、例えば植込ボルトによって前部71に固定されてい
る。受光レンズ21の光軸は、受光軸L2 と合致し且つ
平行に設定されている。
【0020】受光レンズ21を通過した光を受光する光
点位置検出素子3は、例えばPIN型ホトダイオードに
属する半導***置検知素子(PSD)であり、このPS
D3はPSD基板52に実装されている。PSD基板5
2はPSDホルダ53にネジ54により固定される。P
SDホルダ53には、PSD基板52が受光軸L2 に対
して角度α(図3参照)だけ傾いた方向に平行にスライ
ドできるように、PSD基板52との接触面に直線状の
溝55が形成されている。なお、PSD基板52の背面
側には、PSD3のプリアンプ回路をシールドするため
のフィルムシールド56が固着されている。
【0021】更に、図6〔斜視図(a)、及び要部拡大
断面図(b)〕に示すように、PSDホルダ53の底面
には、PSDホルダ53が受光軸L2 と平行にスライド
できるように、長方形状の凸部57が設けられ、この凸
部57に対応して、ベース7には凹溝58が形成されて
いる。凹溝58は、その長手方向の長さが凸部57の長
さより長く設定されており、凸部57を凹溝58に嵌め
込むことで、PSDホルダ53を受光軸L2 に平行にス
ライドさせることができる。但し、凹溝58は、ベース
7を貫通していてもよい。PSDホルダ53のネジ60
用の孔59は2箇所に形成され、ネジ孔59はそれぞれ
受光軸L2 から等距離に位置する。このため、PSDホ
ルダ53をベース7上でスライドさせる力がネジ孔59
に加わっても、PSDホルダ53はヨーイングすること
なく受光軸L2 と平行にスライドする。更に、PSDホ
ルダ53の位置を調整した後、ネジ60による締結力で
PSDホルダ53の位置がずれないように、ネジ孔59
はスライド調整する力点も兼ねている。
【0022】この凹凸のレール構造により、PSDホル
ダ53(即ちPSD3)の位置を調整することで、後記
のように集光手段2とPSD3とがシャインプルーフ条
件を満たすように配置できる。このように構成した光学
式変位測定装置において、LD11からの発散光はコリ
メータレンズ12で最外縁部が除去されて平行光にな
る。この平行光の光強度分布は、図4に示すようなガウ
ス分布になる。ここで、平行光の光強度がピーク値の1
3.5%になるビーム径をWとし、円形開口14の開口
径をDとし、円形開口14の開口径を対物レンズ13の
入射瞳径よりも小さくする。具体的には円形開口14の
開口径Dがビーム径Wの10〜40%の範囲の場合、即
ち0.1<D/W<0.4の場合、対物レンズ13に
は、図4に示されたような光強度の立ち上がりの急峻な
ビーム径Dの平行光(白抜き部分)が入射する。その結
果、入射してきた光強度分布が円形開口14で削除され
ない場合に比べて、ビーム径がより一様な分布に近くな
るため、対物レンズ13は、エアリアパターンと呼ばれ
る光強度分布に近いスポットに光学フィルタ15を通し
て被検知物体90に集光する。従って、被検知物体90
上には、円形開口14でビームの周辺部がカットされた
急峻で且つフラットに近い光強度分布を持つスポットが
形成される。因みに、D/Wを0.1よりも小さくした
り、或いは0.4よりも大きくすると、エアリアパター
ンの光強度分布が得られ難い。
【0023】又、PSDホルダ53(即ちPSD3)の
位置、投光軸L1 、受光軸L2 、シャインプルーフ条件
の相関関係を図3に示す。この図3において、被検知物
体90からの反射光は、光学フィルタ22によって外乱
光が除去されて、受光レンズ21で一次元位置検出素子
のPSD3上に結像する。ここで、対物レンズ13から
スポットまでの距離を例えば39.0mm、中心のx軸
と受光軸L2 がなす角度をθ、PSD3の位置検出方向
と受光軸L2 がなす角度をα、スポットから受光レンズ
21の受光面までの距離をa、PSD3の検出面から受
光レンズ21までの距離をbとすると、シャインプルー
フ条件(共役結像条件)は、次のような関係式で表され
る。但し、シャインプルーフ条件は、図3に示す構成で
は、受光レンズ21の受光面方向とPSD3の位置検出
方向との交点が投光軸L1 上に位置することである(点
線参照)。
【0024】 tanα=(tan2θ)/M ・・・・・・・(1) M=b/a ・・・・・・・・・・・・・・・・(2) (1/a)+(1/b)=1/f ・・・・・・(3) (f:受光レンズ21の焦点距離) (M:受光レンズ21による基準倍率) これらの関係式(1)〜(3)を満たすa,b,α,θ
を一義的に決定するのであるが、受光レンズ21をスポ
ットから距離aの位置に固定すると、結像面のPSD3
の位置は上記式で表されるbとαで決定される。
【0025】受光レンズ21の焦点距離fは一義的に与
えられるので、受光レンズ21のベース7に対する距離
aも一義的に決まる。これにより、式(3)から受光レ
ンズ21とPSD3との間隔bも一義的に決まり、更に
式(2)より受光レンズ21による基準倍率Mが一義的
に決まる。従って、式(1)よりPSD3の位置検出方
向と受光軸L2 とのなす角度αが一義的に決まる。以上
から、式(1)〜(3)を同時に満足する距離a,b及
び角度α,θは、一義的にしか決まらない。つまり、こ
の一義的に決まる値からのずれが検出誤差になる。
【0026】よって、上記実施形態では、角度αとθ及
び距離aを固定値とし、前記した凹凸のレール構造によ
りPSDホルダ53を移動可能とし、距離bのみを調整
することで、他の全てのファクターのばらつきを吸収す
る構成にしてある。より具体的には、a,b,α,θは
光学組立をするときに調整するのであるが、PSD3を
y軸に沿ってスライドさせ、変位中心30mmのときに
受光軸L2がPSD3の位置検出面の中心(半分の位
置)に調整する。従って、調整のステップは、まずa,
b,αを機械的に固定する。即ち、受光レンズ21を距
離aの位置に、PSD3を受光軸L2 上に配置する。次
に、受光軸L2 がPSD3の位置検出面の中心に位置す
るように、PSD3をy軸方向にスライドさせ、その位
置を調整する。続いて、PSD3をz軸方向にスライド
させ、距離bの位置に調整する。
【0027】なお、上記実施形態では、円形開口14
は、コリメータレンズ12と対物レンズ13との間の光
路上に配置してあるが、LD11とコリメータレンズ1
2との間の光路上に配置してもよい。この場合は、円形
開口14の開口径をコリメータレンズ12の入射瞳径よ
りも小さくし、コリメータレンズ12を通過する光の強
度分布がほぼフラットになるようにすれば、つまり円形
開口14の開口径をD、コリメータレンズ12の入射瞳
面に入射する発散光の強度分布をガウス分布と仮定した
ときのビーム径をWとすると、同様に 0.1<D/W<0.4 の関係を満足させることで、前記した通り対物レンズ1
3にはビーム径Dの平行光が入射する。
【0028】
【発明の効果】
(1)以上説明したように、本発明の請求項1及び請求
項2記載の光学式変位測定装置によれば、いずれも投光
手段をコリメータ系とし、開口径の小さい円形開口(ピ
ンホール)を設け、ビーム光の強度分布の中心部分のみ
を投光し、周辺部の光をカットする構成であるので、下
記の効果〜が得られる。 受光レンズによる光点位置検出素子上への結像スポッ
トの実効的なスポット径を小さくすることができるの
で、被検知物体の色むらによる検出誤差やエッジでの検
出誤差を小さくすることができる。 受光レンズを正対して配置できるので、対象面(被検
知物体)の傾きや装置の設置角度の許容値を広く取れ
る。 受光レンズの口径を大きくすることができるので、反
射率の小さい被検知物体であっても確実に検出できる。 投光ビームの強度分布の変化が小さいので、即ち焦点
深度を深く取れるので、測定範囲を長く設定できる。 投光ビームの焦点深度とビーム径を円形開口の開口径
だけでコントロールできるので、装置の設計自由度が高
く、製品のばらつき管理が容易になり、コストを低減で
きる。 (2)請求項3記載の装置によれば、投光手段、コリメ
ータレンズ及び円形開口を結ぶ光軸に対して、対物レン
ズの光軸を、対物レンズの主点を中心に傾けて配置して
あるので、下記の効果〜が得られる。 投光素子への戻り光を完全になくすことができるの
で、投光素子の発光パワーの変動が安定する。 投光スポットの位置がずれない。 無反射膜が不要となるので、装置を安価にできる。 (3)請求項4記載の装置によれば、対物レンズの光出
射側に光学フィルタを配置し、対物レンズと光学フィル
タを一体化してあるので、組立調整が容易で、装置が安
価になる。 (4)請求項7記載の装置によれば、光点位置検出素子
を集光手段の光軸に平行にスライドさせる凹凸のレール
構造を備え、光点位置検出素子をスライドさせることに
より、集光手段と光点位置検出素子とがシャインプルー
フ条件を満たすように配置されているので、集光手段と
光点位置検出素子との位置関係をシャインプルーフ条件
に合うように容易に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施形態に係る光学式変位測定装置の外観斜
視図である。
【図2】図1の装置の模式的上面図である。
【図3】図1の装置における各要素、投光軸、受光軸、
シャインプルーフ条件の相関関係を示す図である。
【図4】投光素子からのビーム径と光強度分布(ガウス
分布)との関係を示す図である。
【図5】図1の装置における対物レンズホルダの投光軸
に対する傾き具合を示す要部拡大断面図である。
【図6】図1の装置におけるPSDホルダとベースを示
す斜視図(a)、及びPSDホルダの凸部とベースの凹
部を示す要部拡大断面図(b)である。
【符号の説明】
1 投光手段 2 受光手段 3 光点位置検出素子(PSD) 11 半導体レーザ(投光素子) 12 コリメータレンズ 13 対物レンズ 14 円形開口 15,22 光学フィルタ 21 受光レンズ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 樽川 啓 京都府京都市右京区花園土堂町10番地 オ ムロン株式会社内

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】被検知物体に対して光ビームを投光する投
    光手段と、この投光手段の側方に所定間隔を置いて配設
    され、被検知物体による光ビームの反射光を集光する集
    光手段と、この集光手段の集光面に配設され、集光スポ
    ットの移動により一対の検知信号を出力する光点位置検
    出素子と、この光点位置検出素子の一対の検知信号に基
    づいて被検知物体を判別する判別手段とを備える光学式
    変位測定装置において、 前記投光手段は、投光素子と、投光素子からの光ビーム
    を平行光にするコリメータレンズと、コリメータレンズ
    を通過した光を被検知物体に投光する対物レンズと、コ
    リメータレンズと対物レンズとの間の光路上に配置され
    た円形開口とで構成され、前記円形開口の開口径を対物
    レンズの入射瞳径よりも小さくし、被検知物体に対する
    投光スポットの強度分布がほぼフラットになるようにし
    たことを特徴とする光学式変位測定装置。
  2. 【請求項2】被検知物体に対して光ビームを投光する投
    光手段と、この投光手段の側方に所定間隔を置いて配設
    され、被検知物体による光ビームの反射光を集光する集
    光手段と、この集光手段の集光面に配設され、集光スポ
    ットの移動により一対の検知信号を出力する光点位置検
    出素子と、この光点位置検出素子の一対の検知信号に基
    づいて被検知物体を判別する判別手段とを備える光学式
    変位測定装置において、 前記投光手段は、投光素子と、投光素子からの光ビーム
    を平行光にするコリメータレンズと、コリメータレンズ
    を通過した光を被検知物体に投光する対物レンズと、投
    光素子とコリメータレンズとの間の光路上に配置された
    円形開口とで構成され、前記円形開口の開口径をコリメ
    ータレンズの入射瞳径よりも小さくし、コリメータレン
    ズを通過する光の強度分布がほぼフラットになるように
    したことを特徴とする光学式変位測定装置。
  3. 【請求項3】前記投光手段、コリメータレンズ及び円形
    開口を結ぶ光軸に対して、前記対物レンズの光軸を、対
    物レンズの主点を中心に傾けて配置したことを特徴とす
    る請求項1又は請求項2記載の光学式変位測定装置。
  4. 【請求項4】前記対物レンズの光出射側に光学フィルタ
    を配置し、対物レンズと光学フィルタを一体化したこと
    を特徴とする請求項1又は請求項2記載の光学式変位測
    定装置。
  5. 【請求項5】前記円形開口の開口径をD、対物レンズの
    入射瞳面に入射する平行光の強度分布をガウス分布と仮
    定したときのビーム径をWとすると、 0.1<D/W<0.4 なる関係を満たすことを特徴とする請求項1記載の光学
    式変位測定装置。
  6. 【請求項6】前記円形開口の開口径をD、コリメータレ
    ンズの入射瞳面に入射する発散光の強度分布をガウス分
    布と仮定したときのビーム径をWとすると、 0.1<D/W<0.4 なる関係を満たすことを特徴とする請求項2記載の光学
    式変位測定装置。
  7. 【請求項7】被検知物体に対して光ビームを投光する投
    光手段と、この投光手段の側方に所定間隔を置いて配設
    され、被検知物体による光ビームの反射光を集光する集
    光手段と、この集光手段の集光面に配設され、集光スポ
    ットの移動により一対の検知信号を出力する光点位置検
    出素子と、この光点位置検出素子の一対の検知信号に基
    づいて被検知物体を判別する判別手段とを備える光学式
    変位測定装置において、 前記光点位置検出素子を集光手段の光軸に平行にスライ
    ドさせる凹凸のレール構造を備え、光点位置検出素子を
    スライドさせることにより、集光手段と光点位置検出素
    子とがシャインプルーフ条件を満たすように配置されて
    いることを特徴とする光学式変位測定装置。
JP8065891A 1996-03-22 1996-03-22 光学式変位測定装置 Pending JPH09257467A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8065891A JPH09257467A (ja) 1996-03-22 1996-03-22 光学式変位測定装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8065891A JPH09257467A (ja) 1996-03-22 1996-03-22 光学式変位測定装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH09257467A true JPH09257467A (ja) 1997-10-03

Family

ID=13300049

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8065891A Pending JPH09257467A (ja) 1996-03-22 1996-03-22 光学式変位測定装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH09257467A (ja)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008145160A (ja) * 2006-12-07 2008-06-26 Keyence Corp 光学式変位センサ及びその調整方法
JP2008175604A (ja) * 2007-01-17 2008-07-31 Anritsu Corp 光変位センサー及びそれを用いた変位測定装置
JP2010019714A (ja) * 2008-07-11 2010-01-28 Anritsu Corp 変位測定装置、それを用いたシール部材形状測定装置及びそれらに用いられる変位検出装置
JP2010071926A (ja) * 2008-09-22 2010-04-02 Yamatake Corp 反射型光電センサおよび物体検出方法
JP2011106896A (ja) * 2009-11-16 2011-06-02 Mitsutoyo Corp 非接触プローブ、及び測定機
WO2012042944A1 (ja) * 2010-09-30 2012-04-05 オムロン株式会社 光学式変位センサの調整方法、および光学式変位センサの製造方法
WO2012042943A1 (ja) * 2010-09-30 2012-04-05 オムロン株式会社 投光ビームの調整方法
JP2012211842A (ja) * 2011-03-31 2012-11-01 Mitsutoyo Corp 形状測定装置
KR20210117763A (ko) * 2020-03-20 2021-09-29 김진형 지그에 의해 초점 정렬된 원거리 계측기용 광학센서, 이를 포함하는 원거리 계측기 및 이의 제조방법
CN116202425A (zh) * 2022-06-15 2023-06-02 武汉鑫岳光电科技有限公司 一种激光测距装置

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008145160A (ja) * 2006-12-07 2008-06-26 Keyence Corp 光学式変位センサ及びその調整方法
JP2008175604A (ja) * 2007-01-17 2008-07-31 Anritsu Corp 光変位センサー及びそれを用いた変位測定装置
JP2010019714A (ja) * 2008-07-11 2010-01-28 Anritsu Corp 変位測定装置、それを用いたシール部材形状測定装置及びそれらに用いられる変位検出装置
JP2010071926A (ja) * 2008-09-22 2010-04-02 Yamatake Corp 反射型光電センサおよび物体検出方法
JP2011106896A (ja) * 2009-11-16 2011-06-02 Mitsutoyo Corp 非接触プローブ、及び測定機
US8704154B2 (en) 2009-11-16 2014-04-22 Mitutoyo Corporation Non-contact probe with an optical filter and measuring machine including the same
WO2012042943A1 (ja) * 2010-09-30 2012-04-05 オムロン株式会社 投光ビームの調整方法
JP2012078152A (ja) * 2010-09-30 2012-04-19 Omron Corp 投光ビームの調整方法
JP2012078153A (ja) * 2010-09-30 2012-04-19 Omron Corp 光学式変位センサの調整方法、および光学式変位センサの製造方法
WO2012042944A1 (ja) * 2010-09-30 2012-04-05 オムロン株式会社 光学式変位センサの調整方法、および光学式変位センサの製造方法
JP2012211842A (ja) * 2011-03-31 2012-11-01 Mitsutoyo Corp 形状測定装置
KR20210117763A (ko) * 2020-03-20 2021-09-29 김진형 지그에 의해 초점 정렬된 원거리 계측기용 광학센서, 이를 포함하는 원거리 계측기 및 이의 제조방법
CN116202425A (zh) * 2022-06-15 2023-06-02 武汉鑫岳光电科技有限公司 一种激光测距装置
CN116202425B (zh) * 2022-06-15 2023-09-12 武汉鑫岳光电科技有限公司 一种激光测距装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9316495B2 (en) Distance measurement apparatus
US6862097B2 (en) Three-dimensional shape measuring method, and three-dimensional shape measuring apparatus
JP4093971B2 (ja) 光学式移動情報検出装置および移動情報検出システムおよび電子機器およびエンコーダ
EP1985973B1 (en) Optical displacement measuring apparatus
WO2010058322A1 (en) Laser self-mixing differential doppler velocimetry and vibrometry
US5111056A (en) Optical measurement system determination of an object profile
JPH09257467A (ja) 光学式変位測定装置
US4711576A (en) Wave front aberration measuring apparatus
JPH11257917A (ja) 反射型光式センサ
EP0234562B1 (en) Displacement sensor
US20040207835A1 (en) Auto-collimator
US6707053B2 (en) Tilt detector
JP4127579B2 (ja) 光波距離計
JP2007025068A (ja) 焦点検出装置
JP4812153B2 (ja) 光電スイッチ
EP0227136B1 (en) Arrangement for optically measuring a surface profile
EP3936817A1 (en) Close-range electronic distance measurement
JPH11201718A (ja) センサ装置及び距離測定装置
US6002483A (en) Non-contact interference optical system for measuring the length of a moving surface with a large N.A. collector optical system
JPH01185410A (ja) 光学式測長方法
KR920010908B1 (ko) 거울기검출헤드
JP2000121725A (ja) 距離測定装置
JP3817232B2 (ja) 変位測定装置
CN220288532U (zh) 一种滤光片倾斜内嵌式激光位移传感器
KR19980050455A (ko) 광학계용 비접촉식 렌즈 정점 위치 및 기울기 측정장치

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment

Year of fee payment: 9

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080416

FPAY Renewal fee payment

Year of fee payment: 10

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090416

FPAY Renewal fee payment

Year of fee payment: 10

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090416

FPAY Renewal fee payment

Year of fee payment: 11

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100416

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees