JPS6363910A - 距離測定装置 - Google Patents
距離測定装置Info
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- JPS6363910A JPS6363910A JP20893386A JP20893386A JPS6363910A JP S6363910 A JPS6363910 A JP S6363910A JP 20893386 A JP20893386 A JP 20893386A JP 20893386 A JP20893386 A JP 20893386A JP S6363910 A JPS6363910 A JP S6363910A
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- LLBZPESJRQGYMB-UHFFFAOYSA-N 4-one Natural products O1C(C(=O)CC)CC(C)C11C2(C)CCC(C3(C)C(C(C)(CO)C(OC4C(C(O)C(O)C(COC5C(C(O)C(O)CO5)OC5C(C(OC6C(C(O)C(O)C(CO)O6)O)C(O)C(CO)O5)OC5C(C(O)C(O)C(C)O5)O)O4)O)CC3)CC3)=C3C2(C)CC1 LLBZPESJRQGYMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
- Optical Recording Or Reproduction (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
く技術分野〉
大発明は、光学的に被検物体までの距離を測定する装置
に関し、特に光束を被検物体に指向し、被検物体からの
反射光の検出器上での状態を検知することにより被検物
体までの距離を測定する装こに関する。
に関し、特に光束を被検物体に指向し、被検物体からの
反射光の検出器上での状態を検知することにより被検物
体までの距離を測定する装こに関する。
〈従来技術〉
従来、この種の装置の一例として本出願人による特願昭
59−242490号に開示された距離Δl一定装置が
ある。この装置の概略構成図を:56図に示す。図中、
lはレーザ等の光源、2は光源lから出射された光束を
平行光束に変換するコリメータレンズ、3は第1の円錐
ミラー、4は第2の円錐ミラーで、円錐ミラー3,4に
よって平行光束を円環状光束に変換する。5は焦点距離
可変レンズで、円環状光束の集光位置を可変とならしめ
る。6は偏光ビームスプリッタ−17は1/4波長板、
8は集光レンズ、9は被測定面、11は光検出手段で、
被測定面9で反射した円環状光束をその受光面で受ける
。12は処理装置で、光検出手段により得られた円環状
光束の受光面への入射状態から被検面までの距離又は被
検面の位置を算出する。
59−242490号に開示された距離Δl一定装置が
ある。この装置の概略構成図を:56図に示す。図中、
lはレーザ等の光源、2は光源lから出射された光束を
平行光束に変換するコリメータレンズ、3は第1の円錐
ミラー、4は第2の円錐ミラーで、円錐ミラー3,4に
よって平行光束を円環状光束に変換する。5は焦点距離
可変レンズで、円環状光束の集光位置を可変とならしめ
る。6は偏光ビームスプリッタ−17は1/4波長板、
8は集光レンズ、9は被測定面、11は光検出手段で、
被測定面9で反射した円環状光束をその受光面で受ける
。12は処理装置で、光検出手段により得られた円環状
光束の受光面への入射状態から被検面までの距離又は被
検面の位置を算出する。
さて、光源lから出射した光束はコリメータレンズ2に
より平行光束となり、更に、第1及び第2の円錐ミラー
3.4を介して中心部分が昭い所謂円環状光束(以下、
リングビームと称す、)となる、このリングビームは焦
点距離lJ変レンズ5、偏光ビームスプリッタ−6,1
/4波長板7を通過して円偏光した光束となり集光レン
ズ8を介して被測定物9に投射される。そして被測定物
9近傍に一旦集光し、被測定物9で反射された円環状光
束は集光レンズ8を介してl/4波長板7へ指向される
。l/4波長板7は円偏光した反射リングビームを入射
時とは直交する偏光成分の光束に変換し、この直線偏光
した反射リングビームは偏光ビームスプリッタ−6で反
射され光検出手段11の受光面に投射される。
より平行光束となり、更に、第1及び第2の円錐ミラー
3.4を介して中心部分が昭い所謂円環状光束(以下、
リングビームと称す、)となる、このリングビームは焦
点距離lJ変レンズ5、偏光ビームスプリッタ−6,1
/4波長板7を通過して円偏光した光束となり集光レン
ズ8を介して被測定物9に投射される。そして被測定物
9近傍に一旦集光し、被測定物9で反射された円環状光
束は集光レンズ8を介してl/4波長板7へ指向される
。l/4波長板7は円偏光した反射リングビームを入射
時とは直交する偏光成分の光束に変換し、この直線偏光
した反射リングビームは偏光ビームスプリッタ−6で反
射され光検出手段11の受光面に投射される。
第7図は光検出手段11の受光面を示す図で、この受光
面はリング状センサ13.14により円心円状の2分割
センサを成している。
面はリング状センサ13.14により円心円状の2分割
センサを成している。
光検出手段11の受光面に投射される反射リングビーム
は、被測定面9近傍に集光されるリングビームの集光位
置と被測定物9との位置関係に従いそのビーム径を変化
させる。従って、リングビームの集光位置が被Jlll
定面9の面と一致した時、リング状センサ13.14か
ら得られる夫々の出力が等くなる様に予め設定しておけ
ば、被測定物9の位置に応じたリンクセンサ13,14
1への反射リングビームの投射状態がリング状センサ1
3,14の出力差によって得られる。ここで第8UAに
示す様に被測定物9の位置とこの出力差とは所定の測定
範囲に於て良好な線形関係を保つ為、被測定物9の位置
又は被測定物までの距離が、例えばリングビームの集光
位とを基準位置として算出することが出来る。
は、被測定面9近傍に集光されるリングビームの集光位
置と被測定物9との位置関係に従いそのビーム径を変化
させる。従って、リングビームの集光位置が被Jlll
定面9の面と一致した時、リング状センサ13.14か
ら得られる夫々の出力が等くなる様に予め設定しておけ
ば、被測定物9の位置に応じたリンクセンサ13,14
1への反射リングビームの投射状態がリング状センサ1
3,14の出力差によって得られる。ここで第8UAに
示す様に被測定物9の位置とこの出力差とは所定の測定
範囲に於て良好な線形関係を保つ為、被測定物9の位置
又は被測定物までの距離が、例えばリングビームの集光
位とを基準位置として算出することが出来る。
しかしながら、この種のJl一定装置に於て、より高い
粘度で被測定物9の位tをal一定する為には光学系の
配置に厳しい精度が要求され、とりわけ。
粘度で被測定物9の位tをal一定する為には光学系の
配置に厳しい精度が要求され、とりわけ。
リングビーム中心とリングセンサ13.14の中心とが
一致していない場合は、第8図に示す様な線形関係を得
ることが出来なかった。これは、とりもなおさず測定が
不可走になるということであり、従来この問題を解決す
る手法はなかった。
一致していない場合は、第8図に示す様な線形関係を得
ることが出来なかった。これは、とりもなおさず測定が
不可走になるということであり、従来この問題を解決す
る手法はなかった。
〈発明の概要〉
本発明の目的は、上記従来の問題点に鑑み、ビームの中
心位置とセンサの中心位置との偏心を検知し修正するこ
とが可佳な距離測定装置を提供することにある。
心位置とセンサの中心位置との偏心を検知し修正するこ
とが可佳な距離測定装置を提供することにある。
上記目的を達成する為に、本発明に係る距離測定装置は
、所定の光束径を有する光束を被測定面近傍に集光させ
る第1光学手段と、被測定面で反射された反射光束を受
け該反射光束の受光面上での状態から距離を検出する為
の光検出手段と、前記反射光束を前記光検出手段に指向
する第2光学手段と、前記受光面上で前記反射光束を走
査させる走査手段と、前記反射光束が前記受光面を走査
した時に得られる出力信号から前記光束と前記受光面と
の偏心を検知し修正する制御手段とを有することを特徴
としている。
、所定の光束径を有する光束を被測定面近傍に集光させ
る第1光学手段と、被測定面で反射された反射光束を受
け該反射光束の受光面上での状態から距離を検出する為
の光検出手段と、前記反射光束を前記光検出手段に指向
する第2光学手段と、前記受光面上で前記反射光束を走
査させる走査手段と、前記反射光束が前記受光面を走査
した時に得られる出力信号から前記光束と前記受光面と
の偏心を検知し修正する制御手段とを有することを特徴
としている。
尚、本発明の更なる特徴は以下に示す実に例に記載され
ている。
ている。
〈実施例〉
第4図は本発明に係る距離測定装置の一実施例を示す概
略構成図である0図中の符号は第8図同様に、1はレー
ザ等の光源、2は光源lから出射された光束を平行光束
に変換するコリメータレンズ、3は第1の円錐ミラー、
4は第2の円錐ミラーで、円錐ミラー3.4によって平
行光束を円環状光束に変換する。5は焦点距離可変レン
ズで、円環状光束の集光位置を可変とならしめる。
略構成図である0図中の符号は第8図同様に、1はレー
ザ等の光源、2は光源lから出射された光束を平行光束
に変換するコリメータレンズ、3は第1の円錐ミラー、
4は第2の円錐ミラーで、円錐ミラー3.4によって平
行光束を円環状光束に変換する。5は焦点距離可変レン
ズで、円環状光束の集光位置を可変とならしめる。
6は偏光ビームスプリッタ−17は1/4波長板、8は
集光レンズ、9は被測定面、11は光検出手段で、被測
定面9で反射した円環状光束をその受光面で受ける。1
2は処理装置で、光検出手段により得られた円環状光束
の受光面への入射状態から被検面までの距離又は被検面
の位置を算出する。
集光レンズ、9は被測定面、11は光検出手段で、被測
定面9で反射した円環状光束をその受光面で受ける。1
2は処理装置で、光検出手段により得られた円環状光束
の受光面への入射状態から被検面までの距離又は被検面
の位置を算出する。
又、15は矢印Aで示す様に揺動可能な反射鏡で、焦点
距離可変レンズ5、光検出手段11と共に処理装置12
と電気的に接続される。即ち、処理装2112は上述の
如く最終的に被測定物の位置もしくは距離を算出する為
だけでなく、焦点距離可変レンズ5のパワーを変化させ
る為の制御信号や反射鏡15の揺動を制御する為の制御
信号をも発する。
距離可変レンズ5、光検出手段11と共に処理装置12
と電気的に接続される。即ち、処理装2112は上述の
如く最終的に被測定物の位置もしくは距離を算出する為
だけでなく、焦点距離可変レンズ5のパワーを変化させ
る為の制御信号や反射鏡15の揺動を制御する為の制御
信号をも発する。
第2図は本実施例で使用する光検出手段11の受光面形
状を示す図である。ここではセンサ16゜17.18.
19で外側のリングセンサを、センサ20.21.22
.23で内側のリングセンサを構成し、センサ16,1
7,18,19゜20.21,22.23の合計8個の
センサにより:141O図に示した如き同心円状のリン
グセンサを成している。又、センサ24,25.26は
一次元方向に伸びた長尺センサで、X方向に伸びた長尺
センサ24はリングビームのX方向への偏心量とリング
ビームの集光状態を測定するセンサである。そして、X
方向に伸びた2木の長尺センサ25.26はリングビー
ムのX方向への偏心量を測定するセンサである。
状を示す図である。ここではセンサ16゜17.18.
19で外側のリングセンサを、センサ20.21.22
.23で内側のリングセンサを構成し、センサ16,1
7,18,19゜20.21,22.23の合計8個の
センサにより:141O図に示した如き同心円状のリン
グセンサを成している。又、センサ24,25.26は
一次元方向に伸びた長尺センサで、X方向に伸びた長尺
センサ24はリングビームのX方向への偏心量とリング
ビームの集光状態を測定するセンサである。そして、X
方向に伸びた2木の長尺センサ25.26はリングビー
ムのX方向への偏心量を測定するセンサである。
本実施例に係る距離測定装置に於て、光源lから出射し
た光束はコリメータレンズ2により平行光束となり、更
に、第1及び第2の円mミラー3.4を介して中心部分
が暗いり・ングビームとなる。このリングビームは焦点
距離可変レンズ5、偏光ビームスプリッタ−6、l/4
波長板7を通過して円偏光した光束となり集光レンズ8
を介して被A14定物9に投射される。そして被測定物
9近傍に一旦集光し、被測定物9で反射された円環状光
重は集光レンズ8を介してl/4波長板7へ指向される
。1/4波長板7は円偏光した反射リングビームを入射
時とは直交する偏光成分の光束に変換し、この直線偏光
した反射リングビームは偏光ビームスプリッタ−6で反
射され、反射鏡15を介して光検出手段11の受光面に
投射される。
た光束はコリメータレンズ2により平行光束となり、更
に、第1及び第2の円mミラー3.4を介して中心部分
が暗いり・ングビームとなる。このリングビームは焦点
距離可変レンズ5、偏光ビームスプリッタ−6、l/4
波長板7を通過して円偏光した光束となり集光レンズ8
を介して被A14定物9に投射される。そして被測定物
9近傍に一旦集光し、被測定物9で反射された円環状光
重は集光レンズ8を介してl/4波長板7へ指向される
。1/4波長板7は円偏光した反射リングビームを入射
時とは直交する偏光成分の光束に変換し、この直線偏光
した反射リングビームは偏光ビームスプリッタ−6で反
射され、反射鏡15を介して光検出手段11の受光面に
投射される。
本実施例に係る距離測定装こに於ても、被測定面9の位
置により光検出手段11の受光面に於るリングビームの
径が変化し、センサ16.17゜18.19から成る外
側のリングセンサとセンサ20.21,22.23から
成る内側のリングセンサとで得られる出力差は第10図
に示す如く被11+1定面9の位置と線形関係をもつ、
従って、上記外側のリングセンサと内側のリングセンサ
との出力差を得ることにより精度良く被測定面9の位置
又は距離を検出出来る。この時、上述の線形関係はある
測定範囲内に於てのみ存在するものであり、測定範囲の
中心位養はリングビームの集光位置が被測定面9に一致
する時である。従って、この原理で被測定面9の位置(
距、2I)を測定する為には、リビングビームの集光位
置ができるだけ被測定面9近傍に存在することが望まし
い、即ちリングビームの集光位置を基準として(第10
図の出力差=0)、第10図に示す様な良好な線形関係
が存する測定範囲内の位置に被測定面が存在していなけ
ればならないのである。
置により光検出手段11の受光面に於るリングビームの
径が変化し、センサ16.17゜18.19から成る外
側のリングセンサとセンサ20.21,22.23から
成る内側のリングセンサとで得られる出力差は第10図
に示す如く被11+1定面9の位置と線形関係をもつ、
従って、上記外側のリングセンサと内側のリングセンサ
との出力差を得ることにより精度良く被測定面9の位置
又は距離を検出出来る。この時、上述の線形関係はある
測定範囲内に於てのみ存在するものであり、測定範囲の
中心位養はリングビームの集光位置が被測定面9に一致
する時である。従って、この原理で被測定面9の位置(
距、2I)を測定する為には、リビングビームの集光位
置ができるだけ被測定面9近傍に存在することが望まし
い、即ちリングビームの集光位置を基準として(第10
図の出力差=0)、第10図に示す様な良好な線形関係
が存する測定範囲内の位置に被測定面が存在していなけ
ればならないのである。
上述の点に鑑み、測定範囲を広げる為に、本実施例の距
離測定装置に於ては焦点距離可変レンズ5のパワーを変
化させることによりリングビームの集光位置を変化させ
ることが出来、これにより測定可能な範囲を連続的に拡
張することを回走としている。しかしながら、通常被測
定面9が如何なる位置に存在しているかは不明であり、
測定に際し、リングビームの最適集光位置を求めること
が重要である。
離測定装置に於ては焦点距離可変レンズ5のパワーを変
化させることによりリングビームの集光位置を変化させ
ることが出来、これにより測定可能な範囲を連続的に拡
張することを回走としている。しかしながら、通常被測
定面9が如何なる位置に存在しているかは不明であり、
測定に際し、リングビームの最適集光位置を求めること
が重要である。
本実施例に係る距離測定装置はこの最適集光位置を求め
る機能を有しており、以下その機部に関して述べる・ まず最初に、処理装訝12から順次所定の制御信号を焦
点距離可変レンズ5に送り、焦点距離可変レンズ5のパ
ワーを順次変化せしめる6例えば、第1に焦点距離可変
レンズ5のパワーを最大にしてリングビームの集光位置
を最も集光レンズ8に近い位こにする。この時、反射鏡
15を揺動させて被測定面9からの反射リングビームで
光検出手段11の受光面をX方向に走査し、受光面の長
尺センサ24から得られる出力信号を記憶する。続いて
徐々に焦点距離可変レンズ5のパワーを減少させてリン
グビームの集光位置を変化させ、各集光位置に於てその
都度上記動作を繰り返してセンサ24から得られる出力
信号を記憶していく、この動作をフ、−ミ点距離可変レ
ンズ5のパワーが最小になるまで行ない、第3図に示す
様な各集光位置でのセンサ24からの出力信号27 、
28を得る。第3図に於て横軸は反射リングビームの走
査方向を示し、縦軸はセンサ24からの出力信号の大き
さを示しており、出力信号27はリングビームが最適集
光位置に集光している場合の出力状態、出力信号28は
リングビームが最適以外の集光位置に集光している場合
の出力状態を示している。即ち、第3図に示される如き
センサ24からの出力信号の中で、最も鋭いピークを有
する出力信号27が得られた時のリングビームの集光位
置が測定に用いる最適集光位置であり、各出力信号の状
態(ピーク値)を処理袋2i12で比較し、最大のピー
ク値を有する出力信号を得た時の状態で測定を行なうよ
うにする。この時、最大のピーク値を有する出力信号を
得た時に処理袋2112から焦へ距離可変レンズ5へ送
った制御信号を再度焦点距離可変レンズ5へ送りそのパ
ワーを変化せしめれば良い。
る機能を有しており、以下その機部に関して述べる・ まず最初に、処理装訝12から順次所定の制御信号を焦
点距離可変レンズ5に送り、焦点距離可変レンズ5のパ
ワーを順次変化せしめる6例えば、第1に焦点距離可変
レンズ5のパワーを最大にしてリングビームの集光位置
を最も集光レンズ8に近い位こにする。この時、反射鏡
15を揺動させて被測定面9からの反射リングビームで
光検出手段11の受光面をX方向に走査し、受光面の長
尺センサ24から得られる出力信号を記憶する。続いて
徐々に焦点距離可変レンズ5のパワーを減少させてリン
グビームの集光位置を変化させ、各集光位置に於てその
都度上記動作を繰り返してセンサ24から得られる出力
信号を記憶していく、この動作をフ、−ミ点距離可変レ
ンズ5のパワーが最小になるまで行ない、第3図に示す
様な各集光位置でのセンサ24からの出力信号27 、
28を得る。第3図に於て横軸は反射リングビームの走
査方向を示し、縦軸はセンサ24からの出力信号の大き
さを示しており、出力信号27はリングビームが最適集
光位置に集光している場合の出力状態、出力信号28は
リングビームが最適以外の集光位置に集光している場合
の出力状態を示している。即ち、第3図に示される如き
センサ24からの出力信号の中で、最も鋭いピークを有
する出力信号27が得られた時のリングビームの集光位
置が測定に用いる最適集光位置であり、各出力信号の状
態(ピーク値)を処理袋2i12で比較し、最大のピー
ク値を有する出力信号を得た時の状態で測定を行なうよ
うにする。この時、最大のピーク値を有する出力信号を
得た時に処理袋2112から焦へ距離可変レンズ5へ送
った制御信号を再度焦点距離可変レンズ5へ送りそのパ
ワーを変化せしめれば良い。
又、上述の動作を実行する際、最大のピーク値を有する
出力信号のそのピーク位置がリングビームのビーム中心
位置を示しており、この最大のピーク(IIを有する出
力信号が得られた時の反射鏡15の傾きと、予め偏心が
ないとして設定しておいた初期状態に於る反射鏡15の
傾きとの差からリングビームの中心とリングセンサの中
心とのX方向の偏心量が解る。尚、偏心量の修正は、ピ
ーク値が得られた時の反射鏡15の傾きを処理装置12
内に記憶しておさ、処理装置 12から所定の制御信号
を反射鏡15の駆動装置に送ってX方向の傾きを補正し
てやれば良い。
出力信号のそのピーク位置がリングビームのビーム中心
位置を示しており、この最大のピーク(IIを有する出
力信号が得られた時の反射鏡15の傾きと、予め偏心が
ないとして設定しておいた初期状態に於る反射鏡15の
傾きとの差からリングビームの中心とリングセンサの中
心とのX方向の偏心量が解る。尚、偏心量の修正は、ピ
ーク値が得られた時の反射鏡15の傾きを処理装置12
内に記憶しておさ、処理装置 12から所定の制御信号
を反射鏡15の駆動装置に送ってX方向の傾きを補正し
てやれば良い。
又、X方向の偏心に対する修正に関しても、X方向同様
に最適集光状態に於て反射鏡15により反射リングビー
ムをX方向に偏向走査し、センサ25.26からの出力
の和から成る出力信号27を第3図の如く得ることによ
り、この出力信号27のピーク位tからリングビームの
中心位置を求めれば良い、即ち、出力信号27のピーク
値が得られた時の反射鏡15の傾きを処理袋ff112
内に記憶しておき、処理装置12から所定の制御信号を
反射鏡15の駆動装置に送ってX方向の傾きを補正して
やれば良い。
に最適集光状態に於て反射鏡15により反射リングビー
ムをX方向に偏向走査し、センサ25.26からの出力
の和から成る出力信号27を第3図の如く得ることによ
り、この出力信号27のピーク位tからリングビームの
中心位置を求めれば良い、即ち、出力信号27のピーク
値が得られた時の反射鏡15の傾きを処理袋ff112
内に記憶しておき、処理装置12から所定の制御信号を
反射鏡15の駆動装置に送ってX方向の傾きを補正して
やれば良い。
以上の様に、本発明によればリングビーム中心とリング
センサの中心位ごとの偏心を容易に検知し、その修正も
極めて迅速に行なわれる。従って、精確な測定を常時性
なうことが可使で、測定も迅速且つスムーズに実行出来
る。更に本実施例に係る距離測定装置によれば、偏心の
検知、修正と共にリングビームの最適集光位置の検知も
可能であり、第1O図の線形関係を有する測定範囲内に
被測定面9が含まれる様にリングビームを所望の位置に
集光せしめることが出来る。
センサの中心位ごとの偏心を容易に検知し、その修正も
極めて迅速に行なわれる。従って、精確な測定を常時性
なうことが可使で、測定も迅速且つスムーズに実行出来
る。更に本実施例に係る距離測定装置によれば、偏心の
検知、修正と共にリングビームの最適集光位置の検知も
可能であり、第1O図の線形関係を有する測定範囲内に
被測定面9が含まれる様にリングビームを所望の位置に
集光せしめることが出来る。
第4図は本発明に係る距離測定装設に使用する光検出手
段の他の実施例を示す図である0図中、24は第2図回
様偏心門検知用の長尺センサで、X方向の偏心を検知す
る。又、29,30,31゜32は距離31一定及びX
方向の偏心量検知用のセンサで、センサ29.30で第
9図に於る外側のりングセンサ14を、センサ31,3
2で同図に於る内側のりングセンサ13を構成している
。従って、被測定面の距離(位置)検出の際は、センサ
29.30の出力和からセンサ31,32の出力和を引
いた出力差を用いる。尚、本実施例に係る光検出手段を
用いる装置としては第1図の装こが考えられる。
段の他の実施例を示す図である0図中、24は第2図回
様偏心門検知用の長尺センサで、X方向の偏心を検知す
る。又、29,30,31゜32は距離31一定及びX
方向の偏心量検知用のセンサで、センサ29.30で第
9図に於る外側のりングセンサ14を、センサ31,3
2で同図に於る内側のりングセンサ13を構成している
。従って、被測定面の距離(位置)検出の際は、センサ
29.30の出力和からセンサ31,32の出力和を引
いた出力差を用いる。尚、本実施例に係る光検出手段を
用いる装置としては第1図の装こが考えられる。
本実施例に於てもx、7両方向の偏心量検知と、リング
ビームの最適集光位置を検知することが可能であるが、
X方向の偏心量検知と最適集光位置の検知方法は第1図
、第2図及び第3図で示した前記実施例と同様であるの
で、ここでは説明を省く。
ビームの最適集光位置を検知することが可能であるが、
X方向の偏心量検知と最適集光位置の検知方法は第1図
、第2図及び第3図で示した前記実施例と同様であるの
で、ここでは説明を省く。
さて、本実施例によるX方向の偏心量検知は次の様にし
て行なう、ここでは、内外のリングセンサを成すセンサ
29,30.31.32の総出力を用いてX方向の偏心
量を検知する。
て行なう、ここでは、内外のリングセンサを成すセンサ
29,30.31.32の総出力を用いてX方向の偏心
量を検知する。
前記実施例で説明した如き方法でリングビーム最適集光
位置を検知し、第1図の焦点距離可変レンズ5のパワー
を制御することによりリングビームを所望の集光位置に
集光させる。そして、この状態で反射鏡15をX方向に
揺動することにより反射リングビームで光検出器11の
受光面即ち第4図のリングセンサをX方向に走査し、セ
ンサ29・30・31.32からの総出力を検出する。
位置を検知し、第1図の焦点距離可変レンズ5のパワー
を制御することによりリングビームを所望の集光位置に
集光させる。そして、この状態で反射鏡15をX方向に
揺動することにより反射リングビームで光検出器11の
受光面即ち第4図のリングセンサをX方向に走査し、セ
ンサ29・30・31.32からの総出力を検出する。
この時、反射鏡15の揺動角(振れ角)によって反射リ
ングビームのリングセンサ上での走査状態に2つの異な
る状態が生じる。第1は振れ角が大きい場合で、反射リ
ングビームがセンサ30(又は29)の内側を横切る第
1の場合、第2は振れ角が小さい場合で、反射リングビ
ームがセンサ30(又は29)の内側を横切らない第2
の場合である。
ングビームのリングセンサ上での走査状態に2つの異な
る状態が生じる。第1は振れ角が大きい場合で、反射リ
ングビームがセンサ30(又は29)の内側を横切る第
1の場合、第2は振れ角が小さい場合で、反射リングビ
ームがセンサ30(又は29)の内側を横切らない第2
の場合である。
前記第1の場合に於るセンサ29,30,31゜32か
らの総出力は第5図の出力信号34′の如く成り、前記
第2の場合に於るセンサ29 、30 。
らの総出力は第5図の出力信号34′の如く成り、前記
第2の場合に於るセンサ29 、30 。
31.32からの総出力は第5図の出力信号33′の如
く成る。尚、第5図も第3図同様に横軸が走査方向(y
方向)、縦軸が出力信号の大きさを表わしている。即ち
、前記第1の場合には出力信号のピークが2箇所存在し
、この2つのピークの中心同志の中点がリングビームの
中心位置となる。
く成る。尚、第5図も第3図同様に横軸が走査方向(y
方向)、縦軸が出力信号の大きさを表わしている。即ち
、前記第1の場合には出力信号のピークが2箇所存在し
、この2つのピークの中心同志の中点がリングビームの
中心位置となる。
一方、前記第2の場合には出力信号にピークは現われな
いが、第5図の如く所定の台形状の信号が得られ、この
信号の中心位とがリングビームの中心位置となる。
いが、第5図の如く所定の台形状の信号が得られ、この
信号の中心位とがリングビームの中心位置となる。
以上、リングビームの中心位置を求める為に2通りの方
法があるが、反射鏡15の振れ角を適宜設定していずれ
かの方法によりリングビーム中心位置を検知すれば良い
、そして、リングビーム中心位置に対応する出力信号の
所定の位置(即ち走査位と)から反射鏡15の振れ角を
求めて、処理装置 l 2を介して反射鏡15のy方向
の傾きに修正をかける。
法があるが、反射鏡15の振れ角を適宜設定していずれ
かの方法によりリングビーム中心位置を検知すれば良い
、そして、リングビーム中心位置に対応する出力信号の
所定の位置(即ち走査位と)から反射鏡15の振れ角を
求めて、処理装置 l 2を介して反射鏡15のy方向
の傾きに修正をかける。
以上第4図に示す如き光検出手段は第2図の光検出手段
に比べて構造が筒便であり、且つ第1図〜第3図で示し
た実施例同様の効果をもつ距離測定装置を構成出来る。
に比べて構造が筒便であり、且つ第1図〜第3図で示し
た実施例同様の効果をもつ距離測定装置を構成出来る。
又、第2図に示した光検出手段に於て長尺センサ24,
25.26を取り除き、センサ16〜23で構成される
内外のリングセンサのみから成る構成であってもx、y
¥q方向の偏心量を検知出来る。即ち、第4図の実施例
で説明したy方向の偏心琶検知の手法をX方向にも適用
すれば良い。
25.26を取り除き、センサ16〜23で構成される
内外のリングセンサのみから成る構成であってもx、y
¥q方向の偏心量を検知出来る。即ち、第4図の実施例
で説明したy方向の偏心琶検知の手法をX方向にも適用
すれば良い。
又、上述の実施例では光検出手段の受光面を反射リング
ビームで走査する為に反射鏡を用いているが、反射リン
グビームを受光面上で移動させることが出来れば如何な
る方法・装置を用いても構わない0例えば、第1図の反
射鏡15としてはガルバノミラ−やポリゴンミラーがあ
り、その他の光束偏向手段としては上記メカニカルな装
ごとは異なる電気光学結晶等を用いた各種偏向手段を用
いることが出来る。又、プリズム等の光学素子を動かす
ことにより光束を偏向しても良く、光束走査の為には第
1図に示した様に反射型の構成の他に透過型の構成も採
り得る。更に、光検出手段11を所定の機構でx、y方
向に移動させても良い。
ビームで走査する為に反射鏡を用いているが、反射リン
グビームを受光面上で移動させることが出来れば如何な
る方法・装置を用いても構わない0例えば、第1図の反
射鏡15としてはガルバノミラ−やポリゴンミラーがあ
り、その他の光束偏向手段としては上記メカニカルな装
ごとは異なる電気光学結晶等を用いた各種偏向手段を用
いることが出来る。又、プリズム等の光学素子を動かす
ことにより光束を偏向しても良く、光束走査の為には第
1図に示した様に反射型の構成の他に透過型の構成も採
り得る。更に、光検出手段11を所定の機構でx、y方
向に移動させても良い。
尚、以上説明した実施例で用いる各センサとしては光電
変換出来るものであれば如何なるセンサでも良く、例え
ばCCD等を用いても構わない。
変換出来るものであれば如何なるセンサでも良く、例え
ばCCD等を用いても構わない。
又、上述の実施例では被測定面の位置情報を得る為の光
束としてリングビームを用いているが、その他任意の形
状の光束を用いることが出来。
束としてリングビームを用いているが、その他任意の形
状の光束を用いることが出来。
従って、第1図の構成に限らず種々の構成を有する距離
測定装置を本発明の思想の下で設計することが可使であ
る。尚、使用する光束の形状に併せて光検出手段の受光
面上のセンサの構成を適宜設定する必要があるのは言う
までもない。
測定装置を本発明の思想の下で設計することが可使であ
る。尚、使用する光束の形状に併せて光検出手段の受光
面上のセンサの構成を適宜設定する必要があるのは言う
までもない。
又、第1図に於いて、光検出手段11を小型化する為に
は、光検出手段11に至るまでの光路中に集光レンズを
配し、反射リングビームを収れん光束に変換させれば良
い、又、焦点距離可変レンズ5は、そのパワーを変化さ
せることが出来れば如何なるレンズ系で構成しても良い
、とりわけ、電気光学結晶や液晶等から成り電気的に制
御可使なレンズであれば、測定時間の短縮化に有効であ
り好ましい。
は、光検出手段11に至るまでの光路中に集光レンズを
配し、反射リングビームを収れん光束に変換させれば良
い、又、焦点距離可変レンズ5は、そのパワーを変化さ
せることが出来れば如何なるレンズ系で構成しても良い
、とりわけ、電気光学結晶や液晶等から成り電気的に制
御可使なレンズであれば、測定時間の短縮化に有効であ
り好ましい。
〈発明の効果〉
以上、本発明に係る距離測定装置は、測定用のビーム中
心とセンサ中心との偏心を検知、修正することが可能で
あり、常時精度の良い距離測定又は位置の検知を実行す
ることが出来る。
心とセンサ中心との偏心を検知、修正することが可能で
あり、常時精度の良い距離測定又は位置の検知を実行す
ることが出来る。
第1図は木受IJ1に係る距離測定装置の一実施例を示
す概略構成図。 第2図は第1図に於る光検出手段の受光面の一例を示す
図。 第3図は偏心量検知の際にセンサから得られる出力信号
を示す図。 第4図は光検出手段の受光面の他の例を示す図。 第5図は第4図の光検出手段によりy方向の偏心量を検
知する際にセンサから得られる出力信号を示す図。 第6図は従来の距a側定装置の一例を示す図。 第7図はリングセンサから成る受光面を示す図。 第8図は第7図のセンサから得られる金魚信号と被測定
面の位置との関係を示す図。 1−−−−−一光源 2−−−−一−コリメータレンズ 3 、4−−−−−一円錐ミラー 5−−−−−−焦点距離可変レンズ 6−−−−−一偏光ビームスプリッタ−7−一−−−−
1/ 4波長板 8−−−−−一集光レンズ 9−−−−−一被測定面 11−−−−−一光検出手段 12−一−−−−処理装置 15−−−−−一反射鏡
す概略構成図。 第2図は第1図に於る光検出手段の受光面の一例を示す
図。 第3図は偏心量検知の際にセンサから得られる出力信号
を示す図。 第4図は光検出手段の受光面の他の例を示す図。 第5図は第4図の光検出手段によりy方向の偏心量を検
知する際にセンサから得られる出力信号を示す図。 第6図は従来の距a側定装置の一例を示す図。 第7図はリングセンサから成る受光面を示す図。 第8図は第7図のセンサから得られる金魚信号と被測定
面の位置との関係を示す図。 1−−−−−一光源 2−−−−一−コリメータレンズ 3 、4−−−−−一円錐ミラー 5−−−−−−焦点距離可変レンズ 6−−−−−一偏光ビームスプリッタ−7−一−−−−
1/ 4波長板 8−−−−−一集光レンズ 9−−−−−一被測定面 11−−−−−一光検出手段 12−一−−−−処理装置 15−−−−−一反射鏡
Claims (1)
- 所定光束を被測定面近傍に集光させる第1光学手段と、
前記被測定面で反射された反射光束を受け該反射光束の
受光面上での状態から距離を検出する為の光検出手段と
、前記反射光束を前記光検出手段に指向する第2光学手
段と、前記受光面上で前記反射光束を走査させる走査手
段と、前記反射光束が前記受光面を走査した時に得られ
る出力信号から前記光束の中心と前記受光面の中心との
偏心を検知し修正する制御手段とを有する距離測定装置
。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20893386A JPS6363910A (ja) | 1986-09-04 | 1986-09-04 | 距離測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20893386A JPS6363910A (ja) | 1986-09-04 | 1986-09-04 | 距離測定装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6363910A true JPS6363910A (ja) | 1988-03-22 |
Family
ID=16564534
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20893386A Pending JPS6363910A (ja) | 1986-09-04 | 1986-09-04 | 距離測定装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6363910A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0436609A (ja) * | 1990-05-31 | 1992-02-06 | Mitsutoyo Corp | 変位検出装置 |
US5526016A (en) * | 1991-06-28 | 1996-06-11 | Citizen Watch Co., Ltd. | Multicolor display apparatus |
KR20180014974A (ko) * | 2016-08-02 | 2018-02-12 | 연용현 | 라이다 장치 |
-
1986
- 1986-09-04 JP JP20893386A patent/JPS6363910A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0436609A (ja) * | 1990-05-31 | 1992-02-06 | Mitsutoyo Corp | 変位検出装置 |
US5526016A (en) * | 1991-06-28 | 1996-06-11 | Citizen Watch Co., Ltd. | Multicolor display apparatus |
KR20180014974A (ko) * | 2016-08-02 | 2018-02-12 | 연용현 | 라이다 장치 |
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