JPH065166B2 - 光学式変位測定装置 - Google Patents
光学式変位測定装置Info
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- JPH065166B2 JPH065166B2 JP25502486A JP25502486A JPH065166B2 JP H065166 B2 JPH065166 B2 JP H065166B2 JP 25502486 A JP25502486 A JP 25502486A JP 25502486 A JP25502486 A JP 25502486A JP H065166 B2 JPH065166 B2 JP H065166B2
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Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、投光手段から検知エリアに投光される光ビー
ムの被検知物体による反射光を、投光手段の側方に所定
距離をもって配置された受光手段にて受光し、受光手段
出力に基づいて検知エリア内の被検知物体までの距離の
変位を測定するようにした三角測量方式の光学式変位測
定装置に関するものである。
ムの被検知物体による反射光を、投光手段の側方に所定
距離をもって配置された受光手段にて受光し、受光手段
出力に基づいて検知エリア内の被検知物体までの距離の
変位を測定するようにした三角測量方式の光学式変位測
定装置に関するものである。
（背景技術） 従来、この種の三角測量方式の光学式変位測定装置は、
第２図及び第３図に示すようになっており、被検知物体
Ｘに対して光ビームＰを投光する投光手段１は、投光タ
イミングを設定するクロックパルスを発生する発振回路
１０、投光用発光素子１２を駆動するドライブ回路１１
および凸レンズよりなる投光用光学系１３にて形成され
ており、投光用発光素子１２から発せられる光を投光用
光学系１３にて光ビームＰに成形して検知エリアに投光
するようになっている。この投光手段１から所定距離
0をもって側方に配設され被検知物体Ｘによる光ビーム
Ｐの反射光Ｒを集光する受光用光学系３は凸レンズにて
形成されている。この受光用光学系３の集光面に配設さ
れ集光スポットＳの位置（距離に対応してＭ方に移動
する）に対応した相反する一対の位置信号IA,IBを出力
する位置検出手段４は、例えば１次元位置検出素子（以
下，ＰＳＤ４と称する）にて形成されており、この位置
信号IA,IBは相反した電流信号となっている。ＰＳＤ４
の出力に基づいて被検知物体Ｘまでの距離の変位を演
算する演算手段５は、ＰＳＤ４から出力される位置信号
（相反する電流信号IA,IB）をそれぞれ増幅して電圧信
号VA,VBに変換する受光回路21a,21b、受光回路21a,21b
の出力レベルを発振回路１０の出力に基づいてチェック
（クロックパルスに同期してレベルを判定）するレベル
検出回路22a,22bと、レベル検出回路22a,22bの出力（位
置信号IA,IBのレベルに１：１に対応するので、以下に
おいて、IA,IBと称する）の減算を行う減算回路２３
と、レベル検出回路22a,22bの出力IA,IBの加算を行う加
算回路２４と、減算回路２３から出力される第１の信号
(IA-IB)と、加算回路２４から出力される第２の信号(IA
+IB)との比率を演算する除算回路２５とで形成されてお
り、除算回路２５から測距信号Ｌ0(＝(IA-IB)/(IA+IB))
が出力されるようになっている。なお、上述のＰＳＤ４
に代えて、２個のフォトダイオードをＭ方向（集光スポ
ットＳの移動方向）に連設したものを用いて各フォトダ
イオード出力を位置信号IA,IBとしても良いことは言う
までもない。
第２図及び第３図に示すようになっており、被検知物体
Ｘに対して光ビームＰを投光する投光手段１は、投光タ
イミングを設定するクロックパルスを発生する発振回路
１０、投光用発光素子１２を駆動するドライブ回路１１
および凸レンズよりなる投光用光学系１３にて形成され
ており、投光用発光素子１２から発せられる光を投光用
光学系１３にて光ビームＰに成形して検知エリアに投光
するようになっている。この投光手段１から所定距離
0をもって側方に配設され被検知物体Ｘによる光ビーム
Ｐの反射光Ｒを集光する受光用光学系３は凸レンズにて
形成されている。この受光用光学系３の集光面に配設さ
れ集光スポットＳの位置（距離に対応してＭ方に移動
する）に対応した相反する一対の位置信号IA,IBを出力
する位置検出手段４は、例えば１次元位置検出素子（以
下，ＰＳＤ４と称する）にて形成されており、この位置
信号IA,IBは相反した電流信号となっている。ＰＳＤ４
の出力に基づいて被検知物体Ｘまでの距離の変位を演
算する演算手段５は、ＰＳＤ４から出力される位置信号
（相反する電流信号IA,IB）をそれぞれ増幅して電圧信
号VA,VBに変換する受光回路21a,21b、受光回路21a,21b
の出力レベルを発振回路１０の出力に基づいてチェック
（クロックパルスに同期してレベルを判定）するレベル
検出回路22a,22bと、レベル検出回路22a,22bの出力（位
置信号IA,IBのレベルに１：１に対応するので、以下に
おいて、IA,IBと称する）の減算を行う減算回路２３
と、レベル検出回路22a,22bの出力IA,IBの加算を行う加
算回路２４と、減算回路２３から出力される第１の信号
(IA-IB)と、加算回路２４から出力される第２の信号(IA
+IB)との比率を演算する除算回路２５とで形成されてお
り、除算回路２５から測距信号Ｌ0(＝(IA-IB)/(IA+IB))
が出力されるようになっている。なお、上述のＰＳＤ４
に代えて、２個のフォトダイオードをＭ方向（集光スポ
ットＳの移動方向）に連設したものを用いて各フォトダ
イオード出力を位置信号IA,IBとしても良いことは言う
までもない。
ここに、この測距信号Ｌ0は変位距離Δに対して以下
のような関係になっている。すなわち、変位測定装置か
ら被検知物体Ｘまでの距離を＝c＋Δ（但し、
ｃは集光スポットＳが位置検出手段たるＰＳＤ４の中
央点に集光されるときの距離であり、Δは距離ｃか
らの変位距離）とし、受光用光学系３からＰＳＤ４まで
の距離をＦ、被検知物体Ｘからの反射光Ｒの集光スポッ
トＳのＰＳＤ４の中央点からの移動距離をΔｘ、投光手
段１と受光用光学系３の光軸の交差角をθとすれば、 （c/cosθ＋Δcosθ）Δｘ＝（Δsinθ）Ｆ ∴Δｘ＝（tanθ）ＦΔ／（c/cos2θ＋Δ） ここで、 ａ＝（tanθ）Ｆ，ｂ＝c/cos2θとおくと、 Δｘ＝ａΔ／（ｂ＋Δ） …(1) となり、移動距離Δｘと変位距離Δの関係はノンリニ
アとなっている。
のような関係になっている。すなわち、変位測定装置か
ら被検知物体Ｘまでの距離を＝c＋Δ（但し、
ｃは集光スポットＳが位置検出手段たるＰＳＤ４の中
央点に集光されるときの距離であり、Δは距離ｃか
らの変位距離）とし、受光用光学系３からＰＳＤ４まで
の距離をＦ、被検知物体Ｘからの反射光Ｒの集光スポッ
トＳのＰＳＤ４の中央点からの移動距離をΔｘ、投光手
段１と受光用光学系３の光軸の交差角をθとすれば、 （c/cosθ＋Δcosθ）Δｘ＝（Δsinθ）Ｆ ∴Δｘ＝（tanθ）ＦΔ／（c/cos2θ＋Δ） ここで、 ａ＝（tanθ）Ｆ，ｂ＝c/cos2θとおくと、 Δｘ＝ａΔ／（ｂ＋Δ） …(1) となり、移動距離Δｘと変位距離Δの関係はノンリニ
アとなっている。
ここに、ＰＳＤ４から出力される位置信号IA,IBと移動
距離Δｘとの関係は、ＰＳＤ４の有効長を２pとすれ
ば、 （ＩＡ−ＩＢ）／（ＩＡ＋ＩＢ）＝Δｘ／p …(2) となっている。したがって、(1),(2)式から明らかなよ
うに演算手段５から出力される測距信号Ｌ0は、変位距
離Δの情報を含む信号であるが、変位距離Δに対し
てリニアな関係になっていない。したがって、変位距離
Δの測定精度を距離変化（変位の大小）があっても同
一にするためには、リニアリティ補正回路６を設けて、
リニアな測距信号Ｌが得られるように補正する必要があ
った。
距離Δｘとの関係は、ＰＳＤ４の有効長を２pとすれ
ば、 （ＩＡ−ＩＢ）／（ＩＡ＋ＩＢ）＝Δｘ／p …(2) となっている。したがって、(1),(2)式から明らかなよ
うに演算手段５から出力される測距信号Ｌ0は、変位距
離Δの情報を含む信号であるが、変位距離Δに対し
てリニアな関係になっていない。したがって、変位距離
Δの測定精度を距離変化（変位の大小）があっても同
一にするためには、リニアリティ補正回路６を設けて、
リニアな測距信号Ｌが得られるように補正する必要があ
った。
従来、このリニアリティ補正回路６としては、補正値メ
モリを用いたデジタル式の補正回路が提案されている
が、分解能を良くするためには、補正値メモリの記憶容
量を大きくする必要があり、また、部品のばらつきに応
じて個別に最適な補正値を設定する必要があるので、コ
ストが大幅に高くなって量産化されていなかった。
モリを用いたデジタル式の補正回路が提案されている
が、分解能を良くするためには、補正値メモリの記憶容
量を大きくする必要があり、また、部品のばらつきに応
じて個別に最適な補正値を設定する必要があるので、コ
ストが大幅に高くなって量産化されていなかった。
また、折れ線関数によって近似するアナログ式のリニア
リティ補正回路６が提案されている。第３図(b)に示さ
れるリニアリティ補正回路６は、オペアンプＯＰ、ダイ
オードＤ1〜Ｄ3、ボリュームＶＲ1〜ＶＲ6及び抵抗R1,R
2にて形成され、測距信号Ｌ0を４本の折れ線で近似して
リニアリティ補正を行うものであり、折れ点は３点とな
っており、６個のボリュームＶＲ1〜ＶＲ6の調整が必要
になる。ところで、このような従来例にあっては、折れ
線近似による補正誤差を少なくするには、折れ線数を増
やせば良いことになるが、折れ線数を増加した場合に
は、調整点が大幅に増加して構成が複雑になると共に、
調整作業が面倒になってコストが高くなるという問題が
あった。
リティ補正回路６が提案されている。第３図(b)に示さ
れるリニアリティ補正回路６は、オペアンプＯＰ、ダイ
オードＤ1〜Ｄ3、ボリュームＶＲ1〜ＶＲ6及び抵抗R1,R
2にて形成され、測距信号Ｌ0を４本の折れ線で近似して
リニアリティ補正を行うものであり、折れ点は３点とな
っており、６個のボリュームＶＲ1〜ＶＲ6の調整が必要
になる。ところで、このような従来例にあっては、折れ
線近似による補正誤差を少なくするには、折れ線数を増
やせば良いことになるが、折れ線数を増加した場合に
は、調整点が大幅に増加して構成が複雑になると共に、
調整作業が面倒になってコストが高くなるという問題が
あった。
そこで、従来、測距信号ＬがＬ＝(IA-IB)-(IA+kIB)とな
るように、演算手段５を形成し、補正定数ｋを変化させ
ることによりリニアリティ補正を行うことが提案されて
いる。この場合、測距信号Ｌは、 であり、 上式に を代入すると、 この式がリニアになる条件は、 であるから、これを解くと、 になる。したがって、ｋがこの値になるように調整して
やれば、リニアリティ補正の補正誤差を理論的には０に
することができることになる。この場合、リニアリティ
補正における調整箇所は１箇所になり、構成が簡単にな
る上、調整作業も簡単になって量産が容易にでき、コス
トを安くすることができる。
るように、演算手段５を形成し、補正定数ｋを変化させ
ることによりリニアリティ補正を行うことが提案されて
いる。この場合、測距信号Ｌは、 であり、 上式に を代入すると、 この式がリニアになる条件は、 であるから、これを解くと、 になる。したがって、ｋがこの値になるように調整して
やれば、リニアリティ補正の補正誤差を理論的には０に
することができることになる。この場合、リニアリティ
補正における調整箇所は１箇所になり、構成が簡単にな
る上、調整作業も簡単になって量産が容易にでき、コス
トを安くすることができる。
しかしながら、この従来例にあっては、補正定数ｋを調
整する場合に、実際に被検知物体Ｘを動かしながら、測
距信号Ｌが変位距離Δに対してリニアとなるように、
ｋを調整する必要がある。具体的には、第４図に示すよ
うに、被検知物体Ｘを基準距離から±Δ1だけ動かし
たときのリニアリティ誤差（測距信号Ｌの直線からのず
れ）がゼロとなるように調整することになるが、補正定
数ｋの値によってそれぞれの地点における測距信号Ｌの
値は連続的に変化するため、調整に際しては、まず、補
正定数ｋの設定を行い、次に、基準距離から±Δ1だ
け被検知物体Ｘを動かしたときの測距信号Ｌの測定を行
い、その後、補正定数ｋの再設定を行い、また、被検知
物体Ｘを動かしたときの測距信号Ｌの測定を行う、とい
う一連の調整作業を何回も繰り返す必要があり、調整時
間の短縮が困難であった。
整する場合に、実際に被検知物体Ｘを動かしながら、測
距信号Ｌが変位距離Δに対してリニアとなるように、
ｋを調整する必要がある。具体的には、第４図に示すよ
うに、被検知物体Ｘを基準距離から±Δ1だけ動かし
たときのリニアリティ誤差（測距信号Ｌの直線からのず
れ）がゼロとなるように調整することになるが、補正定
数ｋの値によってそれぞれの地点における測距信号Ｌの
値は連続的に変化するため、調整に際しては、まず、補
正定数ｋの設定を行い、次に、基準距離から±Δ1だ
け被検知物体Ｘを動かしたときの測距信号Ｌの測定を行
い、その後、補正定数ｋの再設定を行い、また、被検知
物体Ｘを動かしたときの測距信号Ｌの測定を行う、とい
う一連の調整作業を何回も繰り返す必要があり、調整時
間の短縮が困難であった。
（発明の目的） 本発明は上述のような点に鑑みてなされたものであり、
その目的とするところは、リニアリティ補正のための補
正定数の調整作業を容易に行い得るようにした光学式変
位測定装置を提供するにある。
その目的とするところは、リニアリティ補正のための補
正定数の調整作業を容易に行い得るようにした光学式変
位測定装置を提供するにある。
（発明の開示） 構成 本発明に係る光学式変位測定装置にあっては、光ビーム
を検知エリアに投光する投光手段と、投光手段の側方に
所定距離をもって配設され被検知物体による光ビームの
反射光を集光する受光用光学系と、受光用光学系の集光
面に配設され被検知物体までの距離に応じて集光面内で
移動する集光スポットの位置に対応した相反する一対の
位置信号を出力する位置検出手段と、位置検出手段から
出力される上記一対の位置信号を加減算した第１の信号
と、一方の位置信号あるいは一対の位置信号を加減算し
た第２の信号との比率を演算して被検知物体までの距離
の変位に対応する測距信号を得る演算手段とから成り、
上記演算手段には、第１あるいは第２の信号中に含まれ
る一方の位置信号に適当な補正定数を乗じることにより
変位距離に対する測距信号のリニアリティを補正するリ
ニアリティ補正手段を設けて成る光学式変位測定装置に
おいて、前記補正定数と適当な他の定数とを加算したも
のを、前記第１の信号と第２の信号との比率に乗じて測
距信号を得るように演算手段を形成して成るものであ
り、測距信号のリニアリティを補正するための補正定数
の調整作業を容易に行い得るようにしたものである。
を検知エリアに投光する投光手段と、投光手段の側方に
所定距離をもって配設され被検知物体による光ビームの
反射光を集光する受光用光学系と、受光用光学系の集光
面に配設され被検知物体までの距離に応じて集光面内で
移動する集光スポットの位置に対応した相反する一対の
位置信号を出力する位置検出手段と、位置検出手段から
出力される上記一対の位置信号を加減算した第１の信号
と、一方の位置信号あるいは一対の位置信号を加減算し
た第２の信号との比率を演算して被検知物体までの距離
の変位に対応する測距信号を得る演算手段とから成り、
上記演算手段には、第１あるいは第２の信号中に含まれ
る一方の位置信号に適当な補正定数を乗じることにより
変位距離に対する測距信号のリニアリティを補正するリ
ニアリティ補正手段を設けて成る光学式変位測定装置に
おいて、前記補正定数と適当な他の定数とを加算したも
のを、前記第１の信号と第２の信号との比率に乗じて測
距信号を得るように演算手段を形成して成るものであ
り、測距信号のリニアリティを補正するための補正定数
の調整作業を容易に行い得るようにしたものである。
実施例１ 第１図は本発明の一実施例を示すもので、第２図従来例
と同様の光学式変位測定装置において、一対の位置信号
IA,IBを減算した第１の信号(IA-IB)と、一対の位置信号
IA,IBのうち、一方の位置信号ＩＢに補正定数ｋを乗じ
て、これら一対の位置信号を加算した第２の信号(IA+kI
B)との比率(IA-IB)/(IA+kIB)に、(k+C)を乗じたものを
演算して、被検知物体Ｘまでの距離の変位Δに対応
する測距信号Ｌを得るように演算手段５を形成してい
る。ここで、Ｃは定数である。本実施例にあっては、第
１の信号(IA-IB)と第２の信号(IA+kIB)との比率を求め
るために、従来例のような除算回路２５を用いないで、
光量フィードバックにより比率を求めるようにしてい
る。すなわち、レベル検出回路22a,22bからの出力信号I
A,IBを補正加算差動回路１６に入力し、一方の信号ＩＢ
に補正定数ｋを乗じて他方の信号ＩＡと加算し、第２の
信号(IA+kIB)を作成し、全受光量が(IA+kIB)/(k+C)とな
るように、投光用発光素子１２の発光量をフィードバッ
ク制御している。補正加算差動回路１６の出力は積分回
路１５及び変調回路１４を介して、投光用発光素子１２
のドライブ回路１１に入力される。変調回路１４は、投
光タイミングを設定するクロックパルスを発生する発振
回路１０の発振出力に同期して、積分回路１５の出力を
チョッピングしてドライブ回路１１に伝達する。補正加
算差動回路１６は、第１図(b)に示すように、オペアン
プＯＰ、抵抗Ｒｆ，ＲｓおよびボリュームＶＲよりな
り、位置信号ＩＢにｋ倍のゲインを持たせるボリューム
ＶＲにて上記リニアリティ補正手段６が形成されてい
る。なお、他の構成および動作は、第３図従来例と同様
であるので、重複する説明は省略する。
と同様の光学式変位測定装置において、一対の位置信号
IA,IBを減算した第１の信号(IA-IB)と、一対の位置信号
IA,IBのうち、一方の位置信号ＩＢに補正定数ｋを乗じ
て、これら一対の位置信号を加算した第２の信号(IA+kI
B)との比率(IA-IB)/(IA+kIB)に、(k+C)を乗じたものを
演算して、被検知物体Ｘまでの距離の変位Δに対応
する測距信号Ｌを得るように演算手段５を形成してい
る。ここで、Ｃは定数である。本実施例にあっては、第
１の信号(IA-IB)と第２の信号(IA+kIB)との比率を求め
るために、従来例のような除算回路２５を用いないで、
光量フィードバックにより比率を求めるようにしてい
る。すなわち、レベル検出回路22a,22bからの出力信号I
A,IBを補正加算差動回路１６に入力し、一方の信号ＩＢ
に補正定数ｋを乗じて他方の信号ＩＡと加算し、第２の
信号(IA+kIB)を作成し、全受光量が(IA+kIB)/(k+C)とな
るように、投光用発光素子１２の発光量をフィードバッ
ク制御している。補正加算差動回路１６の出力は積分回
路１５及び変調回路１４を介して、投光用発光素子１２
のドライブ回路１１に入力される。変調回路１４は、投
光タイミングを設定するクロックパルスを発生する発振
回路１０の発振出力に同期して、積分回路１５の出力を
チョッピングしてドライブ回路１１に伝達する。補正加
算差動回路１６は、第１図(b)に示すように、オペアン
プＯＰ、抵抗Ｒｆ，ＲｓおよびボリュームＶＲよりな
り、位置信号ＩＢにｋ倍のゲインを持たせるボリューム
ＶＲにて上記リニアリティ補正手段６が形成されてい
る。なお、他の構成および動作は、第３図従来例と同様
であるので、重複する説明は省略する。
以下、本実施例におけるリニアリティ補正の原理につい
て説明する。第１図(b)に示すような補正加算差動回路
１６を用いる場合に、測距信号Ｌは次のようにして求め
られる。まず、条件式として、 今、Ｒｆ＝Ｒｓ，Ｒｆ／ＶＲ＝ｋとすれば、 したがって、従来の測距演算式に(k+2)を掛けた形とな
る。今、この測距信号ＬのＶＲの変化に対する偏微分係
数を求めると、 となり、ｍ＝１，２では、ボリュームＶＲの設定値を変
化させても測距信号Ｌは変化しないことが分かる。この
ことをグラフで表したのが、第５図である。横軸に被検
知物体Ｘまでの距離の基準距離ｃからの変位距離Δ
を、縦軸に測距値のリニアリティ誤差を取っている。補
正定数ｋがある最適値のときにリニアリティ誤差は全く
無くなり、直線となるが、それよりも小さいときには上
に凸、また、それよりも大きいときには下に凸にリニア
リティ誤差が発生する。そして、先程求めたように、補
正定数ｋの変化に対して測距信号Ｌが全く変化しないポ
イントが２箇所（ＩＡ＝ＩＢとＩＡ＝２ＩＢの場合）存
在する。この特質を利用して、簡単にリニアリティの調
整（補正定数ｋの調整）を行うことができる。
て説明する。第１図(b)に示すような補正加算差動回路
１６を用いる場合に、測距信号Ｌは次のようにして求め
られる。まず、条件式として、 今、Ｒｆ＝Ｒｓ，Ｒｆ／ＶＲ＝ｋとすれば、 したがって、従来の測距演算式に(k+2)を掛けた形とな
る。今、この測距信号ＬのＶＲの変化に対する偏微分係
数を求めると、 となり、ｍ＝１，２では、ボリュームＶＲの設定値を変
化させても測距信号Ｌは変化しないことが分かる。この
ことをグラフで表したのが、第５図である。横軸に被検
知物体Ｘまでの距離の基準距離ｃからの変位距離Δ
を、縦軸に測距値のリニアリティ誤差を取っている。補
正定数ｋがある最適値のときにリニアリティ誤差は全く
無くなり、直線となるが、それよりも小さいときには上
に凸、また、それよりも大きいときには下に凸にリニア
リティ誤差が発生する。そして、先程求めたように、補
正定数ｋの変化に対して測距信号Ｌが全く変化しないポ
イントが２箇所（ＩＡ＝ＩＢとＩＡ＝２ＩＢの場合）存
在する。この特質を利用して、簡単にリニアリティの調
整（補正定数ｋの調整）を行うことができる。
その調整方法の一例を第６図を用いて説明する。被検知
物体Ｘを動かして、ＩＡ＝２ＩＢのポイント1におけ
る測距信号値Ｌ1を求める。この点αの値は、補正定数
ｋを調整しても変化しない。つまり、原点と点αとを結
ぶ直線がリニアリティ補正後の直線となるわけである。
したがって、この直線より距離2における点βの信号
値Ｌ2を計算で求め、被検知物体Ｘを距離2に設置した
ときの測距信号Ｌの値が点βの信号値Ｌ2になるよう
に、補正定数ｋを調整する。このようにすれば、従来行
っていた繰り返し調整作業を行う必要はなくなり、ただ
１回の補正定数ｋの調整だけでリニアリティ調整は完了
し、これによって、調整時間の大幅な短縮を可能にする
ことができる。
物体Ｘを動かして、ＩＡ＝２ＩＢのポイント1におけ
る測距信号値Ｌ1を求める。この点αの値は、補正定数
ｋを調整しても変化しない。つまり、原点と点αとを結
ぶ直線がリニアリティ補正後の直線となるわけである。
したがって、この直線より距離2における点βの信号
値Ｌ2を計算で求め、被検知物体Ｘを距離2に設置した
ときの測距信号Ｌの値が点βの信号値Ｌ2になるよう
に、補正定数ｋを調整する。このようにすれば、従来行
っていた繰り返し調整作業を行う必要はなくなり、ただ
１回の補正定数ｋの調整だけでリニアリティ調整は完了
し、これによって、調整時間の大幅な短縮を可能にする
ことができる。
実施例２ 他の実施例として、測距信号Ｌが となるように演算手段５を形成し、補正定数ｋを変化さ
せることによりリニアリティ補正を行うようにしたもの
があり、この場合、第１図(b)に示す補正加算差動回路
１６におけるボリュームＶＲの挿入位置を位置信号ＩＢ
側から位置信号ＩＡ側に変更すれば良く、動作は上記実
施例１と同様である。
せることによりリニアリティ補正を行うようにしたもの
があり、この場合、第１図(b)に示す補正加算差動回路
１６におけるボリュームＶＲの挿入位置を位置信号ＩＢ
側から位置信号ＩＡ側に変更すれば良く、動作は上記実
施例１と同様である。
実施例３ さらに他の実施例として、測距信号Ｌが となるように演算手段５を形成し、補正定数ｋ変化させ
ることによりリニアリティ補正を行うようにしたものが
あり、この場合、実施例１における減算回路２３を省略
して、位置信号ＩＡをそのまま出力すれば良い。
ることによりリニアリティ補正を行うようにしたものが
あり、この場合、実施例１における減算回路２３を省略
して、位置信号ＩＡをそのまま出力すれば良い。
本実施例におけるリニアリティ補正の原理は、以下のよ
うになる。
うになる。
であり、 を代入すると、 故に、上式の分母のΔの項が０になるようにｋの値を
調整すれば、 となって、リニアリティ補正が行われることになる。
調整すれば、 となって、リニアリティ補正が行われることになる。
実施例４ さらに他の実施例として、測距信号Ｌが となるように演算手段５を形成し、補正定数ｋを変化さ
せることによりリニアリティ補正を行うようにしたもの
があり、上記実施例３と同様の動作になることは言うま
でもない。
せることによりリニアリティ補正を行うようにしたもの
があり、上記実施例３と同様の動作になることは言うま
でもない。
実施例５ さらに他の実施例として、測距信号Ｌが となるように演算手段５を形成し、補正定数ｋを変化さ
せることによりリニアリティ補正を行うようにしたもの
があり、実施例１における減算回路２３を省略して、位
置信号ＩＢをそのまま出力すれば良く、前記実施例３と
同様の動作になる。
せることによりリニアリティ補正を行うようにしたもの
があり、実施例１における減算回路２３を省略して、位
置信号ＩＢをそのまま出力すれば良く、前記実施例３と
同様の動作になる。
実施例６ さらに他の実施例として、測距信号Ｌが となるように演算手段５を形成し、補正定数ｋを変化さ
せることによりリニアリティ補正を行うようにしたもの
があり、前記実施例３と同様の動作になる。
せることによりリニアリティ補正を行うようにしたもの
があり、前記実施例３と同様の動作になる。
実施例７ さらに他の実施例として、測距信号Ｌが となるように演算手段５を形成し、補正定数ｋを変化さ
せることによりリニアリティ補正を行うようにしたもの
があり、実施例１における減算回路２３に代えて加算回
路を用いて第１の信号(IA+IB)を作成すると共に、全受
光量が(IA-kIB)/(k+C)となるように、光量フィードバッ
クをかけることによって実現できる。
せることによりリニアリティ補正を行うようにしたもの
があり、実施例１における減算回路２３に代えて加算回
路を用いて第１の信号(IA+IB)を作成すると共に、全受
光量が(IA-kIB)/(k+C)となるように、光量フィードバッ
クをかけることによって実現できる。
本実施例におけるリニアリティ補正の原理は、以下のよ
うになる。
うになる。
であり、 を代入すると、 故に、上式の分母のΔの項が０になるようにｋの値を
調整すれば、リニアリティ補正が行えることになる。
調整すれば、リニアリティ補正が行えることになる。
実施例８ さらに他の実施例として、測距信号Ｌが となるように演算手段５を形成し、補正定数ｋを変化さ
せることによりリニアリティ補正を行うようにしたもの
があり、動作は上記実施例７と同様である。
せることによりリニアリティ補正を行うようにしたもの
があり、動作は上記実施例７と同様である。
実施例９ さらに、実施例１に示した演算式は、第７図に示すよう
に、除算回路２５を用いた測距演算を行う場合において
もそのまま成立する。第７図回路において、補正減算回
路２６は、レベル検出回路22a,22bより出力される信号I
A,IBから、測距信号Ｌの分子(IA-IB)(k+C)を算出し、補
正加算回路２７は測距信号Ｌの分母(IA+kIB)を算出して
おり、除算回路２５により割り算を実行することによ
り、測距信号Ｌを求めている。
に、除算回路２５を用いた測距演算を行う場合において
もそのまま成立する。第７図回路において、補正減算回
路２６は、レベル検出回路22a,22bより出力される信号I
A,IBから、測距信号Ｌの分子(IA-IB)(k+C)を算出し、補
正加算回路２７は測距信号Ｌの分母(IA+kIB)を算出して
おり、除算回路２５により割り算を実行することによ
り、測距信号Ｌを求めている。
実施例１０〜１６ 同様に、上記実施例２〜８に示した各演算式は、上記実
施例９で説明したように、除算回路２５を用いた測距演
算を行う場合においてもそのまま成立する。これらの各
場合を実施例１０〜１６とする。
施例９で説明したように、除算回路２５を用いた測距演
算を行う場合においてもそのまま成立する。これらの各
場合を実施例１０〜１６とする。
実施例１７ さらに、実施例１においては、レベル検出回路22a,22b
までの受光ゲインはA,B両チャンネルについて同一であ
る場合を想定したが、測距信号出力がゼロとなる基準距
離を回路的に変更するために、ゲイン差Ｊを持たせた場
合においても、本発明の効果が得られる。その実施例を
第８図に示す。本実施例にあっては、レベル検出回路22
aから得られる信号ＩＡと、レベル検出回路22bから得ら
れる信号ＪＩＢとの間にゲイン差Ｊが存在するので、測
距信号Ｌがゼロとなる基準距離は、ＰＳＤ４の中央点で
はなく、ＩＡ＝ＪＩＢが成立する点にずれる。なお、上
記実施例２〜８に示した各演算式のいずれかを用いる場
合にも同様のことが成立することは言うまでもない。
までの受光ゲインはA,B両チャンネルについて同一であ
る場合を想定したが、測距信号出力がゼロとなる基準距
離を回路的に変更するために、ゲイン差Ｊを持たせた場
合においても、本発明の効果が得られる。その実施例を
第８図に示す。本実施例にあっては、レベル検出回路22
aから得られる信号ＩＡと、レベル検出回路22bから得ら
れる信号ＪＩＢとの間にゲイン差Ｊが存在するので、測
距信号Ｌがゼロとなる基準距離は、ＰＳＤ４の中央点で
はなく、ＩＡ＝ＪＩＢが成立する点にずれる。なお、上
記実施例２〜８に示した各演算式のいずれかを用いる場
合にも同様のことが成立することは言うまでもない。
（発明の効果） 本発明は上述のように、投光手段から検知エリアに投光
される光ビームの被検知物体による反射光を、投光手段
の側方に所定距離をもって配置された受光用光学系にて
受光し、受光用光学系の集光面に配設された位置検出手
段から出力される一対の位置信号を加減算した第１の信
号と、一方の位置信号あるいは一対の位置信号を加減算
した第２の信号との比率を演算して被検知物体までの距
離の変位に対応する測距信号を得る演算手段とを有し、
第１あるいは第２の信号中に含まれる一方の位置信号に
適当な補正定数を乗じることにより変位距離に対する測
距信号のリニアリティを補正するリニアリティ補正手段
を設けた光学式変位測定装置において、前記補正定数と
適当な他の定数とを加算したものを、前記第１の信号と
第２の信号との比率に乗じて測距信号を得るように演算
手段を形成したものであるから、リニアリティ補正のた
めの補正定数の調整作業を容易に行うことができるとい
う効果がある。
される光ビームの被検知物体による反射光を、投光手段
の側方に所定距離をもって配置された受光用光学系にて
受光し、受光用光学系の集光面に配設された位置検出手
段から出力される一対の位置信号を加減算した第１の信
号と、一方の位置信号あるいは一対の位置信号を加減算
した第２の信号との比率を演算して被検知物体までの距
離の変位に対応する測距信号を得る演算手段とを有し、
第１あるいは第２の信号中に含まれる一方の位置信号に
適当な補正定数を乗じることにより変位距離に対する測
距信号のリニアリティを補正するリニアリティ補正手段
を設けた光学式変位測定装置において、前記補正定数と
適当な他の定数とを加算したものを、前記第１の信号と
第２の信号との比率に乗じて測距信号を得るように演算
手段を形成したものであるから、リニアリティ補正のた
めの補正定数の調整作業を容易に行うことができるとい
う効果がある。
第１図(a)は本発明の一実施例のブロツク回路図、同図
(b)は同上の要部具体回路図、第２図(a)は従来例の要部
概略構成を示す図、同図(b)は同上の要部断面図、第３
図(a)は同上の要部ブロツク回路図、同図(b)は同上の要
部回路図、第４図は同上の動作説明図、第５図及び第６
図は本発明の動作説明図、第７図は本発明の他の実施例
の要部ブロツク回路図、第８図は本発明のさらに他の実
施例のブロツク回路図である。 １は投光手段、３は受光用光学系、４は位置検出手段、
５は演算手段、６はリニアリティ補正手段である。
(b)は同上の要部具体回路図、第２図(a)は従来例の要部
概略構成を示す図、同図(b)は同上の要部断面図、第３
図(a)は同上の要部ブロツク回路図、同図(b)は同上の要
部回路図、第４図は同上の動作説明図、第５図及び第６
図は本発明の動作説明図、第７図は本発明の他の実施例
の要部ブロツク回路図、第８図は本発明のさらに他の実
施例のブロツク回路図である。 １は投光手段、３は受光用光学系、４は位置検出手段、
５は演算手段、６はリニアリティ補正手段である。
Claims (1)
- 【請求項１】光ビームを検知エリアに投光する投光手段
と、投光手段の側方に所定距離をもって配設され被検知
物体による光ビームの反射光を集光する受光用光学系
と、受光用光学系の集光面に配設され被検知物体までの
距離に応じて集光面内で移動する集光スポットの位置に
対応した相反する一対の位置信号を出力する位置検出手
段と、位置検出手段から出力される上記一対の位置信号
を加減算した第１の信号と、一方の位置信号あるいは一
対の位置信号を加減算した第２の信号との比率を演算し
て被検知物体までの距離の変位に対応する測距信号を得
る演算手段とから成り、上記演算手段には、第１あるい
は第２の信号中に含まれる一方の位置信号に適当な補正
定数を乗じることにより変位距離に対する測距信号のリ
ニアリティを補正するリニアリティ補正手段を設けて成
る光学式変位測定装置において、前記補正定数と適当な
他の定数とを加算したものを、前記第１の信号と第２の
信号との比率に乗じて測距信号を得るように演算手段を
形成して成ることを特徴とする光学式変位測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25502486A JPH065166B2 (ja) | 1986-10-27 | 1986-10-27 | 光学式変位測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25502486A JPH065166B2 (ja) | 1986-10-27 | 1986-10-27 | 光学式変位測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63108217A JPS63108217A (ja) | 1988-05-13 |
| JPH065166B2 true JPH065166B2 (ja) | 1994-01-19 |
Family
ID=17273127
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25502486A Expired - Lifetime JPH065166B2 (ja) | 1986-10-27 | 1986-10-27 | 光学式変位測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH065166B2 (ja) |
-
1986
- 1986-10-27 JP JP25502486A patent/JPH065166B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63108217A (ja) | 1988-05-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |