JPS6281514A - 曲率測定装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、対象物体の被測定面の曲率を非接触式で測
定する曲率測定装置に関するものである。

〔従来の技術〕

＠２図は球体２円柱体１円筒体などの対象物体の曲率を
測定するために、従来使用されている非接触式の距離測
定装置を示すものであり、１は光源、２は光源１より放
射される光束を集束し、測定しようとする対象物体３に
投射する投光レンズである。上記光源１、投光レンズ２
．対象物体３は軸線Ａ上に位置し、光源１から放射され
た光は投光レンズ２によって対象物体３上に照射され、
光束の光スポラ）４ｔ−形成する。

５は光スポット４の像を結像する受光レンズ、６は受光
レンズ５によって結像される元スポット４の像の位置Ｐ
に対応した電気出力ｉＡ、ｉＢｆ：発生する受光素子で
、上記光スポット４．受光レンズ５．受光素子６は軸線
Ｂ上に位置し、この場合この軸線Ｂは前記軸線Ａとθの
角度をなす。

そして、受光素子６の出力する２つの電気信号ｉＡ、ｔ
Ｂは、それぞれ加算器Ｔ、減算器８に入力され、加算器
７に２いて両信号の和（ｉＡ＋ｉＢ）が求められ、減算
器８に２いて両信号の差（ｔＡ−ｉＢ）が求められる。

９は加算器Ｔの出力で減算器８の出力を除する除算器、
１０は除算器９の位置出力ｐｔ距離出力ｔに変換する変
換器である。

次に動作について説明する。光源１より放射される元来
は、投光レンズ２によって適轟な大きさの元スポット４
で対象物体３に照射される。この元スポット４を受光レ
ンズ５が撮像し、受光素子６の受光部の上に元スポット
４の像を結像する。

斯かる受光素子６は、たとえば、スポット像の結像位置
に比例した光信号を両端部に向って出力する元位置検出
器と、この元位置検出器の両端部に配設され受光面上に
入射する元信号に応じた電気信号ｔ、、、ｉＢを発生す
る光検出器とで構成されている。従って、上記電気信号
ｔ、、、ｔＢの値によって１元スポット像の結像位置Ｐ
は。

ｔＡ＋ｔＢ として求めることができる。

ところで、受光素子６の出力は元スポット像の結像位置
Ｐとその強度とに比例した出力信号を生じる。そのため
、上記（１）式に２いては１元スポット像の強度変化に
比例して変化する信号である（ｉＡ＋ｉＢ）の項を分母
に導入し、元スポット号の結像位置のみに比例する信号
を得るようにしている。

前記加算器７と減算器８と除算器９は、受光素子６の出
力信号ｉ　Ａ　、　ｉ　Ｂに基づいて上記（１）式に示
される演算を実施するための回路であり、このようにし
て除算器９の出力には元スポット像の結像位置に対応す
る出力値Ｐが得られる。

一方、対象物体３までの距離ｔ−ｔとし、投光レンズ２
と受光レンズ５の設置間隔ｔＬとすると。

ｔは、 ｔ＝−・・・・・・（２１ −θ として求めることができる。ここで、θは受光レンズ５
の設置位置及び焦点距離、受光素子６と受光レンズ５の
設置間隔、元スポット像の結像位置に係る出力Ｐによっ
て求まるものである。これらの中で位置出力Ｐ以外は固
定値として定めることができるので、結局、対象物体３
までの距離ｔは。

ｔ＝に−Ｐ　　　　　　　　　　　　　　　　・・・・
・・１３１として得られる。この場合％には上記各固定
値によって決まる定数であり、事前の計算又は実験等に
より設定される。変換器１０は上記（３）式を実施し１
位置出力Ｐｆｔ入力して距離出力１１に出力するもので
ある。

そこで、上記距離測定装置を、不図示の移動機構によっ
て水平移動させ、対象物体３の少なくとも３点以上につ
いて距離を測定し、各点に対する距離出力を不図示の曲
率演算器に入力して演算処理し、対象物体３の測定面の
曲″４を求めている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来は以上のようにして測定面の曲率を測定しているの
で、距離測定装置を水平移動させなければならず、この
移動装置２よび該移動装置を制御する制御装置が必要で
、構成が複雑で高価になるという問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、水平移動させることなく、固定状態のまま測
定面の曲率を測定することのできる構成の簡単な安価な
曲率測定装置を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る曲率測定装置は、１つの受光部と１時系
列に動作させる３つ以上の投光部を有したものである。

〔作用〕

この発明に２ける３つ以上の投光部は時系列に動作する
ことにより、各投光部によって対象物体の３点以上に形
成てれた元スポットが交互に１つの受光部に受光され、
この受光部の出力に基づいて求めた各点までの距離出力
により、対象物体の測定面の曲率を演算する。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。

第１図に２いて、１１は光源１１ａと投光レンズ１１ｂ
とからなる投光部、１２は光源１２ａと投光レンズ１２
ｂとからなる投光部、１３は光源１３ａと投光し／ズ１
３ｂとからなる投光部、１４は受光レンズ１４ａと受光
素子１４ｂとからなる受光部で、この受光部１４は並設
された３つの投光部１１〜１３の片側に並べて該投光部
とともにケース１５に組付は固定されている。１６は受
光部１４の出力に基づいて距離出力を発生する距離演算
器で、前記Ｗｃ２図に示した加算器、減算器。

除算器、変換器、２よび演算結果′ｆ：記憶するメモリ
などにより構成されている。１７は３つの投光部１１〜
１３を時系列に動作させるタイミング発生器である。

つぎに動作について説明する。まず、タイミング発生器
１７の出力信号で投光部１１０元源１１ａを点灯させ、
投光レンズ１１ａによって適当な大きさの元スボツ）４
ａｔ一対象物体３に照射する。

この元スポット４ａＦ）像を受光レンズ１４ａで受光素
子１４ｂの受光面に結像する。

この結像位置に対応して受光素子１４ｂから出力された
電気信号ｉ　Ａ、　Ｌ　Ｂを距離演算器１６に入力し、
演算した距離出力を−Ｈメモリ（図示せずンに記憶する
。

ついで、つざのタイミング発生器１Ｔの出力信号で投光
部１１の光源１１’　ａを消灯するとともに投光部１２
の光源１２ａ’ｉ点灯させ、前記と同様の動作によって
対象物体３に照射した元スポット４ｂまでの距離を測定
し、この距離出力を−Ｈメモリに記憶する。

引続いて、タイミング発生器１７の出力信号で投光部１
２の光源１２ａ’ｊｚ消灯するとともに投光部１３の光
源１３ａｆ、点灯させ、対象物体３に照射した光スボッ
）４ｃｆでの距離を測定し、この距離出力をメモリに記
憶する。

しかる後、対象物体３上の元スポッ）４ａ、４ｂ。

４ｅｌでの各距離出力を、メモリから読出して曲率演算
器１Ｂに入力し、対象物体３の測定面の曲率を演算する
ものである。

なｐ、上記実施例は投光部が３つであるが、３つ以上設
けてもよく、上記実施例と同様の効果を奏する。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、３つ以上の投光部を
時系列に動作させるように構成し念ので。

対象物体に対向配設するだけで該対象物体の測定面の曲
率を測定できる。！！念、上記投光部は時系列に動作す
るので、受光部は１つで念り１曲率測定装置を簡単な構
成で安価に得ることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】 第１図はこの発明の一実施例を示す曲率測定装置の構成
図、第２図は従来、曲率測定のために使用する距離測定
装置の構成図である。 １１〜１３は投光部、１１ａ〜１３ａは光源。 １１ｂ〜１３ｂは投光レンズ、１４は受光部、１４ａは
受光レンズ、１４ｂは受光素子、１６は距離演算器、１
７はタイミング発生器、１Ｂは曲率演算器。 な２１図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 特許出願人　　三菱電機株式会社 代理人　弁理士　　　１）　淵　　博　　昭手続補正書
（自発） 昭和　６晃１゛１Ｂ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光源と該光源からの光を対象物体に対して適当な大きさ
   の光スポットとして照射する投光レンズとからなる少な
   くとも３つ以上の投光部と、上記光スポットの像を結像
   する受光レンズと該像の結像位置に比例した複数個の電
   気信号を出力する受光素子とからなる受光部と、上記３
   つ以上の投光部を時系列に動作させるタイミング発生器
   と、上記電気信号に基づいて距離出力を発生する距離演
   算器と、上記各投光部の動作時の上記各距離出力に基づ
   いて上記対象物体の測定面の曲率を演算する曲率演算器
   とを備えた曲率測定装置。