JPS60235002A - 非接触光学式変位測定装置用ビユワ− - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、光学的に捕捉した明暗ターゲットを電子像に
変換し、電子的に処理して変位測定を行う非接触光学式
変位測定装置の照準を得るためのビュワーに関するもの
である。

非接触光学式変位測定装置は、被測定対象に直接接触す
ることなくクーゲットを光学的に捕捉することによって
、微小変位を測定することが可能であるため、各種製造
ラインや検査ラインをはしめ試験・研究等に多用されて
いる。この非接触光学式変位測定装置は、光学的に捕捉
できれば十分であるため、危険箇所や悪雰囲気等でも測
定が可能である利点がある。

かかる非接触光学式変位測定装置によって測定を行う場
合には、被測定部の明暗部分又は被測定部に取りつけら
れた明暗ターケ・ノドを撮像用カメラで正確に照準し７
４′りればならない。これは、被測定部の明暗境界像の
変位が確実に捕捉されていない限り、引き続く電子的信
号処理が正確に行われず、したがって、正確な変位測定
は不可能なためである。

従来の非接触光学式変位測定装置においては、変位測定
の準備中に照準を得る場合には、カメラ部の主レンズ系
の中間にビュワーを挿入して捕捉光束を取り出して、タ
ーゲットの状態を調整者が視覚的に確認し、その後ビュ
ワーを復旧させて測定を行っていた。このような測定が
短時間に終了する場合はともかく、長時間にわたる場合
や測定条件が変化した場合等には、再照準のためにヒコ
ーワーを上下しなければならない事態が発生ずる。

かかるビュワーの上下に伴ってカメラ部の変移を来′す
ことがあり、微小変位を正確に測定するだめの装置とし
ては問題があった。

本発明の目的は、必要に応して測定中もビュワーによる
照準状態の監視・確認が可能である非接触光学式変位測
定装置用ビュワーを提供することである。

この目的は、特許請求の範囲に記載の構成を有する非接
触光学式変位測定装置用ビュワー、すなわち、光学像撮
像用カメラの主レンズ系光路に配設され、撮像光束の一
部を取り出すための光束分割部材と、該光束分割部材の
特性に応して非接触光学式変位測定装置の測定系の感度
を補正するための信号補正回路と、を具備する非接触光
学式変位測定装置用ビュワーによって達成される。

本発明にかかるヒ１−ワーＧこより、カメラ部と被測定
部位との相対関係すなわら被測定部ターゲットの照準状
態を常時又は選択的に監視可能な状態において変位測定
を継続することができる。したがって、この間におりる
所要操作が減少するとともに、不所望なカメラ部の変移
に基づく測定誤差の発生が回避される。

以下、好）願な実施例を示す添付図を参照して、本発明
を詳述する。

本発明にかかるビュワーの使用対象としての非接触光学
式変位測定装置は、明暗境界部を有する被測定対象（タ
ーゲット）を、イメージディセクタ管のフォトカソード
上にレンズ系により光学像として結像せしめ、この光学
像を電子像に変換した後、電子的に処理して変位測定を
行うものである。電子的測定処理としては、例えば、明
暗境界像の変位に基づく出力変化を補償するために必要
な出力を利用し、あるいは明暗境界像の変位に起因する
出力パルスの位相変化を利用するものが考えられ、本発
明にかかるビュワーは、いずれにも適用することができ
る。

第１図は、上述の出力変化を補１ハするタイプの非接触
光学式変位測定装置の基本回路を示すもので、明暗ター
ゲット１を主レンズ系２で捕捉し、イメージディセクタ
管ＩＤのフォトカソード上に結像させる。この光学像は
、光電効果により光電子に変換されて、アパーチャ４上
に光電子像を形成する。その後、アパーチャ４を通過し
た光電子は、光電子増倍部（フォトマルチプライヤ部）
５で１０５〜１０７倍程度に二次電子増倍され、アノー
ド６上に到達した電子量に応じた出力が取り出される。

この出力はプリアンプ７を経た後、時分割スイッチ８に
よって切り換えられ、水平軸回路９・水平偏向コイルｌ
Ｏ；垂直軸回路１１・垂直偏向コイル１２に適宜印加さ
れると同時に、イメージディセクタ管ＩＤに印加される
べき高電圧を制御するだめのライトザーボ回路Ｉ３・ラ
イトサーボ整合アンプ１４を介してイメージディセクタ
管用高電圧電源】５に印加される。この非接触光学式変
位測定装置におりる変位測定は、各偏向電流の一部を取
り出す水平軸データ回路１６・水平軸出力端子１７およ
び垂直軸データ回１ｉ１８・垂直軸出力端子１９の出力
によって行われる。

かかる構成において、レンズ系２によって捕捉されてい
る、明暗境界を有するターゲット１が矢印Ｙのように変
位しているとする。もし、なんらの補償もしないとする
と明部分と暗部分とではアノード６に到達する電子量が
異なるので、出力も変動する。ここで、ターゲットの変
位にもかかわらず、アパーチャ４上の明暗境界像（電子
像）が常に一定となるように、すなわぢプリアンプ７の
出力が一定となるように偏向コイル１２　（または１０
）に補償偏向電圧を印加する。この時補償が完全に行わ
れたとすると、所要偏向出力はターゲットの変位を表す
筈である。そこで、この電圧の振幅および周波数を適宜
処理することにより、被測定対象たるターゲットの変位
が測定される。

一方、変位するターゲツト像のパルス出力の変化を、基
準波形と比較することによって変位測定する非接触光学
式変位測定装置も知られている。

しかし、本発明の通用上は、第１図の装置と同様に扱う
ことができるため、詳述はしない。

第２図は、本発明にかかるビュワーを備えた非接触光学
式変位測定装置の要部を示すもので、カメラ部Ｃの主レ
ンズ系２の光路にビュワー■が配設される。このビュワ
ー■は、カメラ部Ｃの主レンズ系２の光路にビームスプ
リッタのような光束分割部材ＬＳが位置するので、上方
へ光束の一部を分割して取り出す構成を有するので、タ
ーゲット１の照準状態を必要に応じて確認することがで
きる。また、この光束分割部材は、ハーフミラ−とする
ごともできることはいうまでもない。

しかし、かかるビュワー■を測定中にも挿入しておくと
、イメージディセクタ管ＩＤに到達する光束が減少し、
これが測定精度に影響を与えることがある。そこで、本
発明にかかるビュワー■はビームスプリッタまたはハー
フミラ−のような光束分割部材の分割特性に応じて、イ
メージディセクタ管ＩＤの感度を予め補償するための信
号補正回路ＳＣを配設する。この補正回路は、イメージ
ディセクタ管ＩＤに到達する光束の減少に相当する分だ
け感度を上昇させることによって補償するものである。

信号補正回路ＳＣの出力を、第１図の高電圧電源１５に
作用せしめることにより、イメージディセクタ管ＩＤの
感度を補正しようとするものである。

かかる補正回路ＳＣが十分に効果を発揮するには、クー
ゲット１からの光束が所定の大きさ以上である必要があ
る。これは、通常は図示されていない光源の選択および
配置等を適宜考慮することにより可能である。しかし、
かかる配慮にもかかわらず、十分な光束が得られない場
合には、このビュワー■を光路から除去する必要のある
場合も考えられる。このように、構成されたビュワーを
光路から除去した場合には、イメージディセクタ管■Ｄ
の感度を元に戻してやらないかぎり、測定誤差を大きく
する。そのため、本発明では、必要に応してビュワーＶ
を光路内に配設しまたは光路から除去するための、ビュ
ワー昇降機構ＵＤを設け、かつビュワー■が光路中にあ
るが否かを検出機構ＤＭにより検出し、この検出結果に
応じて信号補正回路ＳＣを入切制御するものである。

本発明にかかる構成によれば、必要に応じてビュワー■
を光路中に置きまたは光路から除去することができ、し
かも光路中に置かれた場合には、イメージディセクタ管
ＩＤの感度が自動的に補正される。また、このビュワー
■が光路がら除去された場合には、自動的に信号補正回
路ＳＣの動作が休止せしめられるため、不注意による測
定誤差も発生しない。その結果、測定精度を犠牲にする
ことなしに、使い腓手の向上した非接触光学式変位測定
装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明にかかるビュワーの取りつけ対象とな
る非接触光学式変位測定装置の一例である。 第２図は、本発明にかかるビュワーを備えた非接触光学
式変位測定装置の要部説明図である。 図中、参照符号の対応は、以下の通りである。 １：被測定対象（クーゲット） ２：レンズ系 Ｃ：カメラ部 ■Ｄ＝イメージディセクク管 ■：ヒュワー ＳＣ：信号補正回路 ＬＳ：光束分割部材 ＵＤ：昇降装置 ＤＭ：検出装置 代理人江崎光好 代理人　江　崎　光　史

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■）光学的に捕捉した明暗ターゲットを電子像に変換し
   、電子的に処理して変位測定を行う非接触光学式変位測
   定装置の照準を得るためのビュワーにおいて、 光学像撮像用カメラの主レンズ系光路に配設され、撮像
   光束の一部を取り出すための光束分割部材を具備するこ
   とを特徴とする非接触光学式変位測定装置用ビュワー。 ２、特許請求の範囲第１項記載のビュワーにおいて、 前記光束分割部材の特性に応じて非接触光学式変位測定
   装置の測定系の感度を補正するための信号補正回路を具
   備することを特徴とする非接触光学式変位測定装置用ビ
   ュワー。 ３）特許請求の範囲第２項記載の非接触光学式変位測定
   装置用ビュワーにおいて、 前記光束分割部材が主レンズ系光路内外に任意に移動可
   能であり、該光路内外移動に応じて対応する信号を発生
   ずる部材を具備するもの。