JPS6052710A - 距離検知装置 - Google Patents

距離検知装置

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JPS6052710A
JPS6052710A JP58161088A JP16108883A JPS6052710A JP S6052710 A JPS6052710 A JP S6052710A JP 58161088 A JP58161088 A JP 58161088A JP 16108883 A JP16108883 A JP 16108883A JP S6052710 A JPS6052710 A JP S6052710A
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JP
Japan
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observation
distance
lens
reflected
point
Prior art date
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JP58161088A
Other languages
English (en)
Inventor
Masanori Idesawa
出澤 正憲
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RIKEN Institute of Physical and Chemical Research
Original Assignee
RIKEN Institute of Physical and Chemical Research
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Publication date
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Priority to DE8484110399T priority patent/DE3482003D1/de
Publication of JPS6052710A publication Critical patent/JPS6052710A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06Systems determining position data of a target
    • G01S17/46Indirect determination of position data
    • G01S17/48Active triangulation systems, i.e. using the transmission and reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • G01B11/25Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures by projecting a pattern, e.g. one or more lines, moiré fringes on the object
    • G01B11/254Projection of a pattern, viewing through a pattern, e.g. moiré

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】 検知装置に係るものである。
立体形状や変形運動などの計測においては、3次元的な
距離計測が基本となっておシ、従来から距離計測法の7
例として3角測量の原理に基づいた計測方法が広く用い
られている。この距離計測法では、3角形において一辺
とその両端に2ける角度が定まると、3角形は一意的に
決定され、その一辺に相対する頂点の位置をめることが
できること?利用している。この原理に基づいた距離計
測系の/仇を第1図に示した。コつの観測光学系1,2
をある゛一定距Pl!Lだけ離し光軸が平行となる様に
配置する。そしてλつの観測光学系1。
2よシ被測定物体3の注目点T”までの距Ik1’c 
Z %注目点Tの像が」つの観測光学系1,2から距離
Aだけ離れた観迎]位置で、それぞれの光軸よシそれぞ
れXa,Xbの位置で検出されるものとすると、注目点
Tまでの距離Zは次式によ請求められる。
Z=A − L/ (Xa 十Xb )しかし、この様
な従来の距離計測方法においては、測定精度上どうして
も一つの観測光学系間の距離Lを一定距離、離して配置
する必要がある。
その結実装置全体として大きくなってしまい、内視鏡な
どの様に全体としてできるだけ小さくしたい場合には、
適用できないのが欠点であった。
本発明の目的は、この様な従来の3角611j量の原理
に基づいた距離計測方法の欠点全改良した新規な小型化
距離検知装置を提供することである。
この目的は、本発明に従い7つの観測レンズと少なくと
も1つの反射体と全備え、被測定物体上の任意の一点か
らの光が直接入射し、且つ前記の任意の一点からの光が
前記の反射体によシ反射されて入射する位置に前記の観
測レンズ全配置して、観測レンズを通った直接入射光と
反射入射光との結像位置からあるいは複数の反射入射光
の結像位置から前記の任意の一点と観測レンズ節点との
距離を決定することを特徴とする距離検知装置えよシ達
成される。
第2図は本発明による三角測量の原理による距離検知装
置の構成の一例であシ観側レンズ5、観測レンズの光軸
6に対し観測レンズの節点Oの部分において光軸6よシ
距離dだけ離れた点を通シ観測レンズの光軸に平行な線
に対しφの角度傾いた線7上に反射体8會配置し被測定
物体3上の任意の/aTからの光が前記反射体8 &C
,1: 9反射され観測レンズ5によシ観測面9上のT
、に結像される。−力板測定物体3上の任意の一点丁か
らの、反射体で反射式れない光r/′i蜆測レンズeC
,Il′I)観測面上のToに結像される。
反射体に対し観測レンズ5と対称な位置に配置された仮
想的なレンズ10により仮想的な観測面11上につくら
れるTの仮想的な像Tlvは反射体8によシ反射され観
測面9上に結像されたTの像T、と互いに線7に対し対
称の関係となシ、各観測レンズ5,10に対する入射の
条件は等価でるる。像T。Fi観測レンズ5を通じて観
測されたものであり、又T、は線7に対し観測レンズ5
と鏡像の関係の位置に配置された仮想的なレンズ1゜を
通じて観測されたTIvと等価である。但し観測面上で
T、とT、vとの検出される座標値の符号は反対である
これは観測レンズ5と仮想的なレンズ10とによる従来
の三角測量における構成と等価であシ、第2図において
φ=Q、d=’/ とした自装置はコ 第7図に示した配置と基本的には同一となる。したがっ
て、反射体8と観測レンズ5全本発明に従い第一図の様
に配置することにより観測レンズと仮想的なレンズ全周
いた三角J(l量の原理による距離計測検知装!全構成
したものと同様な効果全得るこ七ができる。しかもその
大きさは一つのレンズを使用した第1図の距離検知表置
に比べ約半分程度の大きさになシ装置全体金小型化でき
る。第2図の配置においては距離を算出する式は第7図
の場合よりやや複雑になる。
夢 すやT。l T、の観測面上での座標値をそれぞれ、X
ml + X mlとすると、注目する/点T′l!f
での距離および×座標体は次式で与えられる。
−) 第3図は平面鏡12.13を観測レンズ5の上下に各々
dl + dtの距離を離して光軸に平行に配置した場
合の実施例である。この配置において、反射体12およ
び13で反射でれた後に結像された注目する任意の/点
Tの像のTI+72の位置よシ、距離を検知すること処
すれば、この配置Qユ、第1図に示した従来の三角測量
による距離検知装置の配置と等制約となシ、三角創世に
おける基線長し′は反射体12.13間の距離d、 +
 dtの2倍となシ、(1)式と全く同様な弐葡用いて
距離を算出することができる。ここで14.15は反射
体12.13によって形成された仮、9M側レンズ、T
#i被測定物体3上の任意の7点を示し、Toは観測レ
ンズ5によってi現副面16上rc m 1#された■
の像である。T+ 、 T2は各反射体12.13によ
シ反射されたのち観測レンズ5にょシ観測面16上に結
像されたTの像でろる。更+cT、v、T、vは仮想レ
ンズ14.15にょ1L糠M醐面17゜18上に#像さ
れたTの仮想線でるる。この配置により距離検知装置の
幅は、第1図に示した従来の三角測量の配置における装
置の巾に比べ約」程度に狭くすることができる。
第4図は第3図と同@に反射体12.13′ft:親祠
レンズ5の上下に各々距@ d+ 、dt # シて、
光軸に平行に配置した実施例であるが、この実施例の場
合被測定物体3上の任意の一点Tからの光が反射体12
.13の両方で計−回反射するまで観測レンズ5に↓シ
観測…」上rtc箱像できるよう−一反射体12.13
の光軸方向の長さが′大きく選ばれている。この場合、
−回反射のものについては第3図の場合と全く同様であ
る。コ回反射のものについては三角測量におけるコつの
観測レンズが図中19.20の位置に配置されたと等価
となシ、三角測量における基線長はミラー間隔のグ倍1
I(d+ +dt )と同等の効果が生じる。ここで、
14゜15Fi各々反射体12.13によシ形成された
仮想観測レンズ、19は反射体12及び13Vcより形
成されたλ回反射に対応する仮想レンズ、同様に20は
13及び12によシ形成されたλ回反射に対応する仮想
レンズである。■は被測定物体3上の任意の一点、To
は観測レンズ5によシ観測面16上に結像されたT(1
)像である。■、及びT!は各々反射体12.13によ
シ反射されてから観測レンズ5によシ観側面上に結像さ
れたTの像である。TI!は反射体12,13T、、は
13,12の順に反射された後に観測面上に結像された
Tの像である。TI V+ T1v+ Tl2VI T
2+vは各々の仮想観測レンズによシ各々の仮想観測面
17.18゜21.22上に結像されるTの仮想像であ
る。
第3図は反射体23,24tl−光軸に対し反射面が観
測レンズ5の方向に向く様に傾斜させて配置した実施例
でろシ、この場合、三角測量において二つの観測系の光
軸25,26のなす角度θ1+θ。
金コφ簸十コφ! (φ1.φ、は反射鏡の角度)とし
たのと等価な効果を持たせることができる。
第6図は反射体として円筒状又は円錐状の反射鏡を用い
た本発明の概念図である。被測定物体3上の一点Tはこ
の反射体27によシ反射されたのち観測レンズ5によシ
観測面16上にTrで示す形状に結像される。観測面1
も上のToは直接に観測レンズ5によシ結像されたTの
像である。光軸28と被測定物体3上の一点Tの作る平
面による断面を考えると前述した第コ、3図において述
べた場合と全く同様の配置と見なすことができ、光軸2
8の2方向短mt検知できる。■が光軸28上に存在す
る場合には観測面1G上に得られるTの像は観測面上の
原点Oを中心とした円となシ、■の2方向距離によって
その半径(原点からIJ!までの距離)が変化し、その
半径より2方向距離を検知できる。
以上は被測定物体3上の任意の一点について考えたが、
この一点は被測定物体上に付した標点あるいは被測定物
体上に投影された輝点あるいは模様の場合であっても適
用できる。、また観ツ1す面上に標点位置検出素子ある
いは、像検出素子等を配置することにより、本方法によ
る距離検出の自動化を図ることが容易となる。特に輝点
位置検出用光センサを観測面の原点周囲に配置して先触
針法による計測に適用する場合には、輝点を観測系の光
軸方向に観測レンズ2通して被測定物体上に投影するこ
とができ、先触針装置を著るしく小型化することが可能
となる、又コ枚の反射体を使用し各々で反射されたのち
観測レンズにより観測面上に結像畑れた一次元的な像を
各々左右の目に対応させることに、しり、立体視が可能
となる。これは内 −視鏡等による立体視への適用が可
能となる。
第7図は、本発明によって実現される小型モアレ・トポ
クランイー装置ヶ示す。直線格子31は観測レンズ5を
通じ反射体13によシ反射され被測定物体3上に投影さ
れる。被測定物体によシ変形された直線格子の影は反射
体12によシ反射さn観測レンズ5によシ観側面1G上
に設置した1ぼ線格子32と重ね合せられ被m+]定物
体3の等高融を示すモアレ縞を生成することができる。
これは本発明による観測レンズ14i5t−用いたモア
レ・トポグラフィ−装置と同様な効果全得ることができ
ること全示し、モアレ・トポグラフィ−による形状計測
装置全署るしく小型化することができる。ここで33は
照明用光源である。
なお、第7図の配置において、観測面中央部よシ格子を
投影し、観測面31.32において観測される格子像を
重ね合せてモアレ縞等高線画像を生成することにすれば
、照明の方向性の影響を小きくできる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の距離計測法の説明口であシ、2゜3.4
tおよび5図は本発明VCよる距離検知装置の実施例を
示す。第6図は反射体として円筒状又は円錐状の反射鏡
を用いた実施例を示す。第7図ね本発明による小製モア
ン・トポグラフィ−装置Ci埋を説明する図である。(
図中5:観測レン]8、i2,13,23,24,27
 :反射体、3:被測定物体) 第1図 〉 7、

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. /りの観測レンズと少なくとも7つの反射体とを備え、
    被測定物体上の任意の一点からの光が直接入射し、且つ
    前記の任意の一点からの光が前記の反射体によシ反射さ
    れて入射する位置に前記の観測レンズ全配置したことを
    特徴とする距離検知装置。
JP58161088A 1983-09-01 1983-09-01 距離検知装置 Pending JPS6052710A (ja)

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JP58161088A JPS6052710A (ja) 1983-09-01 1983-09-01 距離検知装置
US06/642,139 US4637715A (en) 1983-09-01 1984-08-17 Optical distance measuring apparatus
DE198484110399T DE140029T1 (de) 1983-09-01 1984-08-31 Optische abstandsmessvorrichtung.
EP84110399A EP0140029B1 (en) 1983-09-01 1984-08-31 Optical distance measuring apparatus
DE8484110399T DE3482003D1 (de) 1983-09-01 1984-08-31 Optische abstandsmessvorrichtung.

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EP (1) EP0140029B1 (ja)
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DE (2) DE140029T1 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6266111A (ja) * 1985-09-19 1987-03-25 Rikagaku Kenkyusho 光学的距離検出装置
WO2011055418A1 (ja) * 2009-11-09 2011-05-12 トヨタ自動車株式会社 距離測定装置、及び距離測定方法
JP2018116038A (ja) * 2017-01-20 2018-07-26 瑞柯科技股▲ふん▼有限公司 距離計および距離測定方法

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4986262A (en) * 1987-03-31 1991-01-22 Kabushiki Kaisha Toshiba Measuring endoscope
DE3920133A1 (de) * 1989-06-20 1991-01-03 Siemens Ag Optischer sensor zur untersuchung der lage und/oder der kontur eines objekts
DE3924290A1 (de) * 1989-07-22 1991-01-31 Fraunhofer Ges Forschung Vorrichtung zur optischen abstandsmessung
DE4032361A1 (de) * 1990-10-12 1992-04-16 Dirk Prof Dr Ing Jansen Distanzmesskopf fuer drehmaschinen
DE19815201A1 (de) * 1998-04-04 1999-10-07 Link Johann & Ernst Gmbh & Co Meßanordnung zur Erfassung von Dimensionen von Prüflingen, vorzugsweise von Hohlkörpern, insbesondere von Bohrungen in Werkstücken, sowie Verfahren zur Messung solcher Dimensionen
DE10132142A1 (de) 2001-05-17 2003-02-13 Busch Dieter & Co Prueftech Vorrichtung und Verfahren zum Ausrichten von Maschinenwellen
DE102007003024A1 (de) * 2007-01-20 2008-07-31 Sick Ag Triangulationssensor mit Entfernungsbestimmung aus Lichtfleckposition und -form
US8035823B2 (en) * 2008-09-05 2011-10-11 3Dm Devices Inc. Hand-held surface profiler
EP2428765A1 (de) * 2010-09-14 2012-03-14 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von Turbinenschaufeln
US8900126B2 (en) 2011-03-23 2014-12-02 United Sciences, Llc Optical scanning device
US8900125B2 (en) 2012-03-12 2014-12-02 United Sciences, Llc Otoscanning with 3D modeling

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1531693A (en) * 1921-11-12 1925-03-31 Leon F Douglass Method and apparatus for producing novel and double-image effects in photography
US3614921A (en) * 1968-12-25 1971-10-26 Canon Kk Photoelectric device for detecting the focusing
DE2225557A1 (de) * 1971-06-23 1973-03-15 Hauser Raimund Entfernungsmesser
US3749493A (en) * 1972-01-05 1973-07-31 Stanford Research Inst Method and apparatus for producing a contour map of a surface area
FR2363779A1 (fr) * 1976-09-02 1978-03-31 Iria Procede et appareil optiques pour la determination tridimensionnelle de la forme d'objets a l'aide d'un calculateur
US4198164A (en) * 1976-10-07 1980-04-15 Ensco, Inc. Proximity sensor and method and apparatus for continuously measuring rail gauge
US4204772A (en) * 1978-09-25 1980-05-27 Recognition Systems, Inc. Optical measuring system

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6266111A (ja) * 1985-09-19 1987-03-25 Rikagaku Kenkyusho 光学的距離検出装置
WO2011055418A1 (ja) * 2009-11-09 2011-05-12 トヨタ自動車株式会社 距離測定装置、及び距離測定方法
JP5051405B2 (ja) * 2009-11-09 2012-10-17 トヨタ自動車株式会社 距離測定装置、及び距離測定方法
US8760632B2 (en) 2009-11-09 2014-06-24 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Distance measuring apparatus and distance measuring method
JP2018116038A (ja) * 2017-01-20 2018-07-26 瑞柯科技股▲ふん▼有限公司 距離計および距離測定方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP0140029A2 (en) 1985-05-08
DE3482003D1 (de) 1990-05-23
EP0140029A3 (en) 1987-06-10
DE140029T1 (de) 1985-09-26
EP0140029B1 (en) 1990-04-18
US4637715A (en) 1987-01-20

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