JPH0642958A

JPH0642958A - 光学式変位測定装置

Info

Publication number: JPH0642958A
Application number: JP20088292A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiro Teramae; 勝広寺前; Atsushi Kamiya; 敦紙谷; Yuji Takada; 裕司高田
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1992-07-28
Filing date: 1992-07-28
Publication date: 1994-02-18

Abstract

(57)【要約】【目的】異常発生時点で遅滞なくその時点の測定値を保
持する光学式変位測定装置を提供する。【構成】発光素子１１は物体の表面に投光スポットを形
成し、位置検出素子１４は受光スポットの位置に対応し
て出力レベルの比率が決まる一対の位置信号Ｉ₁，Ｉ₂
を出力する。誤差増幅器２９は加算器２６で位置信号Ｉ
₁，Ｉ₂を加算して求めた受光光量と規定の基準値との
差を求める。この差を積分する積分器２３の出力に基づ
いて発光素子１１の発光光量をフィードバック制御す
る。減算器２５は位置信号Ｉ₁，Ｉ₂の差を求め、この
差を変位に比例する値として出力する。サンプル・ホー
ルド回路３０は、論理回路３３を通してホールド信号が
入力されると、その時点の減算器２５の出力値を保持す
る。論理回路３３は、誤差増幅器２９の出力に基づいて
異常の発生を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、物体までの距離を三角
測量法を用いて非接触で計測する光学式変位測定装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ＦＡ（ファクトリーオートメ
ーション）等の分野においてロボットの視覚センサなど
に用いるために、三角測量法に基づいて光学的に距離を
測定する変位測定装置が提供されている。この種の変位
測定装置は、光学的に距離を測定するから物体までの距
離を非接触で測定できるという利点がある。また、図７
に示すように、物体までの距離に関する情報を検出する
センサヘッド１０と、センサヘッド１０で求めた情報に
基づいて物体までの距離を演算したり物体までの距離に
応じた各種判定を行うためのコントローラ２０とは別体
に設けられて接続線を介して接続されている。このよう
にセンサヘッド１０とコントローラ２０とを分離した構
成とすれば、センサヘッド１０が小型化され、ロボット
等に組み込み易くなる。

【０００３】センサヘッド１０は、物体に光ビームを照
射して点状の光パターンである投光スポットを物体の表
面に形成する投光手段１と、投光手段１から照射された
光ビームの物体の表面での反射光を検出する受光手段２
とを備える。受光手段２では、入射光を受光光学系１３
（図１０参照）に通して収束させることによって、ＰＳ
Ｄよりなる位置検出素子１４の受光面に投光スポットの
像としての受光スポットを形成し、受光スポットの位置
に対応した一対の位置信号Ｉ₁，Ｉ₂を出力する。すな
わち、位置検出素子１４は、受光スポットの位置に応じ
て大きさの比率が決まる電流信号である一対の位置信号
Ｉ₁，Ｉ₂を発生するのであって、両位置信号Ｉ₁，Ｉ
₂の関係に基づいて受光スポットの位置を検出すれば、
物体までの距離を三角測量法に基づいて求めることがで
きるのである。また、両位置信号Ｉ₁，Ｉ₂の合計は、
位置検出素子１４で検出している受光光量に対応する。

【０００４】さらに具体的に説明する。投光手段１は、
レーザダイオードよりなる発光素子１１を備え光ビーム
を形成する。発光素子１１はレーザダイオード駆動回路
１２により駆動されるのであって、レーザダイオード駆
動回路１２には、コントローラ２０に設けた原発振器２
１から発生するクロック信号をパルス変調（パルス振幅
変調）する変調器２２の出力が制御信号として入力され
る。変調器２２は、後述する積分器２３から出力される
直流信号の信号レベルに対応して発光素子１１への供給
エネルギが変化するように変調器２２の出力の振幅を変
化させる。このようにして、発光素子１１はクロック信
号に同期して光を間欠的に出力する。

【０００５】一方、位置検出素子１４から出力される一
対の位置信号Ｉ₁，Ｉ₂は、それぞれ増幅器１５ａ，１
５ｂに入力され、位置信号Ｉ₁，Ｉ₂が電流信号から電
圧信号Ｖ₁，Ｖ₂に変換されるとともに増幅された後に
コントローラ２０に出力される。コントローラ２０は、
位置信号Ｉ₁，Ｉ₂に対応した電圧信号Ｖ₁，Ｖ₂が入
力される信号処理部２４ａ，２４ｂを備えている。信号
処理部２４ａ，２４ｂでは、電圧信号Ｖ₁，Ｖ₂を増幅
した後に所定周波数以下の雑音成分を除去し、さらに原
発振器２１からのクロック信号に同期して電圧信号
Ｖ₁，Ｖ₂を検波する。信号処理部２４ａ，２４ｂでの
電圧信号Ｖ₁，Ｖ₂の増幅率は外部から調節可能になっ
ている。

【０００６】信号処理部２４ａ，２４ｂからの出力信号
Ｖ₁₁，Ｖ₁₂は、電圧信号Ｖ₁，Ｖ₂に比例し、両出力は
減算手段である減算器２５により減算されて減算値（Ｖ
₁₁−Ｖ₁₂）が求められるとともに、加算器２６により加
算されて加算値（Ｖ₁₁＋Ｖ₁₂）が求められる。減算器２
５の出力は、位置検出素子１４で受光した光量が不足し
たり過剰になると、その時点での減算器２５の出力値を
保持するサンプル・ホールド手段であるサンプル・ホー
ルド回路３０を通してＤＣ演算部２７に入力される。Ｄ
Ｃ演算部２７では、所定周波数以上の成分を除去すると
ともに、後述する傾き（比例定数）、測定距離のオフセ
ット値を外部から設定し、またリニアリティを補正して
測定値を補正し、補正された減算値を変位出力とする。
具体的には、傾きの調節には入力レベルに対する減衰率
を調節し、オフセット値の調節には入力レベルに加算す
るレベルを調節する。

【０００７】一方、加算器２６の出力は誤差増幅器２９
に入力され、基準値発生部２８より出力される基準値と
の差が求められる。加算器２６からの出力値は基準値か
ら減算され、その差が積分器２３で平均化され、変調器
２２に入力されるのである。したがって、発光素子１１
からの光出力は、位置検出素子１４での受光光量に対応
してフィードバック制御される。フィードバック系が安
定して動作しているときには、加算器２６の出力が基準
値発生部２８で設定した基準値に一致するように発光素
子１１の発光光量が調節され、位置検出素子１４の受光
光量は略一定量に保たれる。したがって、加算器２６か
ら出力される加算値（Ｖ₁₁＋Ｖ₁₂）は、回路のダイナミ
ックレンジや応答性能を無視した理想系では一定であっ
て、減算器２５から出力される減算値（Ｖ₁₁−Ｖ₁₂）
は、（Ｖ₁₁−Ｖ₁₂）／（Ｖ₁₁＋Ｖ₁₂）に比例することに
なる。このように、加算器２６、基準値発生部２８、誤
差増幅器２９、積分器２３、変調器２２によって、受光
光量を一定に保つようにフィードバック制御を行う光量
制御手段が構成される。また、積分器２３は、誤差増幅
器２９の出力を反転して積分するように構成されてい
る。

【０００８】次に、上記構成における距離測定の原理を
説明する。図８に示すように、受光スポットが位置検出
素子１４の受光面の中央に形成されているときの投光手
段１の光軸方向における受光光学系１３の中心から物体
３までの距離をｒとし、物体３までの距離がΔｒだけ大
きくなったとする。このとき、受光スポットの位置は図
１０の左方にΔｘだけ移動する。位置検出素子１４の受
光面の有効長を２Ｌとすれば、位置信号Ｉ₁，Ｉ₂は次
の関係になる。

【０００９】Ｉ₁／Ｉ₂＝（Ｌ−Δｘ）／（Ｌ＋Δｘ） … 式を変形すると、次式が得られる。（Ｉ₁−Ｉ₂）／（Ｉ₁＋Ｉ₂）＝Δｘ／Ｌ … 位置検出素子１４の受光面の有効長２Ｌは一定であるか
ら、位置信号Ｉ₁，Ｉ₂に対応した増幅器１５ａ，１５
ｂの出力に基づいて、（Ｉ₁−Ｉ₂）／（Ｉ₁＋Ｉ₂）
に相当する値を求めれば、受光スポットの位置を知るこ
とができるのである。すなわち、（Ｖ₁₁−Ｖ₁₂）／（Ｖ
₁₁＋Ｖ₁₂）を求めれば、位置検出素子１４での受光スポ
ットの変位Δｘを求めることができる。ここに、上述の
ように、減算器２５の出力は（Ｖ₁₁−Ｖ₁₂）であるが、
フィードバック制御によって（Ｖ₁₁＋Ｖ₁₂）が一定値に
保たれているから、減算器２５の出力に除算を施さなく
ても減算器２５からは式の左辺に比例した出力が得ら
れていることになる。したがって、ＤＣ演算部２７にお
いて減算器２５の出力に対する比例定数（傾き）を設定
すれば、受光スポットの変位Δｘを求めることができ
る。

【００１０】また、受光光学系１３の中心と位置検出素
子１４との距離をｆ、投光手段１の光軸上で距離ｒの位
置の点と位置検出素子１４の中心とを結ぶ直線が投光手
段１の光軸となす角度をθとすれば、次の関係が得られ
る。（ｒ／cos θ＋Δｒ／cos θ) ：ｆ／cos θ＝（Δｒ／sin θ）：Δｘ ∴ Δｒ＝ｒ・Δｘ／｛（ｆ／sin θ）−Δｘ｝＝ｂ・Δｘ／（ａ−Δｘ） … ただし、ａ＝ｆ／sin θ、ｂ＝ｒである。すなわち、
式によれば、Δｘを求めれば変位した距離Δｒを求める
ことができるのであって、式と式とに基づいて変位
した距離Δｒを求めることができることがわかる。ただ
し、ＤＣ演算部２７では、式に対応する演算を行って
変位Δｘを求め、式による距離Δｒの演算はＤＣ演算
部２７よりも後段で演算される。

【００１１】ところで、フィードバック系が安定に動作
しているときには、加算器２６の出力値（Ｖ₁₁＋Ｖ₁₂）
は略一定であるから、減算器２５の出力値（Ｖ₁₁−
Ｖ₁₂）は、（Ｖ₁₁−Ｖ₁₂）／（Ｖ₁₁＋Ｖ₁₂）に比例する
と考えてよいが、物体の反射率が高く受光光量が過剰に
なって回路が飽和したり、物体の反射率が低く受光光量
が不足して十分な発光光量が得られなくなると、加算器
２６の出力値が一定値に保たれなくなって、変位を正し
く測定できなくなる。そこで、受光光量が過剰になった
り発光光量が不足するような状態になると、その時点で
の測定値を保持し、また場合によっては異常が生じたこ
とを外部に報知することが必要になる。

【００１２】この目的を達成するために、サンプル・ホ
ールド回路３０を設けているのであって、正常状態から
異常状態への移行時点は、積分器２３の出力に基づいて
検出するようになっている。すなわち、積分器２３の出
力はサンプル・ホールド用比較器３１に入力され、積分
器２３の出力値が２個の閾値発生部３２ａ，３２ｂによ
り設定された上限および下限の閾値の間の許容範囲内で
あれば、サンプル・ホールド回路３０を動作させず、許
容範囲外であれば論理回路３３を通してホールド信号を
発生することによって、サンプル・ホールド回路３０に
減算器２５の出力値を保持させるようになっている。サ
ンプル・ホールド用比較器３１、閾値発生部３２ａ，３
２ｂ、論理回路３３によりホールド信号発生手段を構成
しているのである。図８に示すように、サンプル・ホー
ルド用比較器３１は２個のコンパレータＣＰ₁，ＣＰ₂
を備え、両コンパレータＣＰ₁，ＣＰ₂には積分器２３
の出力が抵抗Ｒ₅およびコンデンサＣ₅により平滑化し
て入力される。閾値発生部３２ａ，３２ｂは抵抗Ｒ₁〜
Ｒ₄により構成される。また、論理回路３３なるナンド
回路ＮＡは、両コンパレータＣＰ₁，ＣＰ₂の出力値の
論理積の否定を出力する。サンプル・ホールド回路３０
は、アナログスイッチＡＳ₁〜ＡＳ₃、抵抗Ｒ₆を介し
て充電されるコンデンサＣ₆の端子電圧を出力する演算
増幅器ＯＰよりなるボルテージフォロワを備える。

【００１３】したがって、積分器２３の出力値が閾値発
生部３２ａ，３２ｂにより設定された許容範囲内であれ
ばコンパレータＣＰ₁，ＣＰ₂の出力がともにＨレベル
となってナンド回路ＮＡの出力はＬレベルに保たれ、許
容範囲外になると両コンパレータＣＰ₁，ＣＰ₂の出力
の一方がＬレベルとなってナンド回路ＮＡの出力がＨレ
ベルになる。その結果、積分器２３の出力値が許容範囲
外になると、ナンド回路ＮＡの出力を否定回路ＮＴによ
り反転したＬレベルの制御信号が、減算器２５の出力端
に接続されているアナログスイッチＡＳ₁，ＡＳ₂をオ
フにする。また、ナンド回路ＮＡの出力によって、ボル
テージフォロワの出力に挿入されているアナログスイッ
チＡＳ₃がオンになる。すなわち、許容範囲外になる直
前の値がコンデンサＣ₆に保持され、この値が出力値と
して用いられるのである。

【００１４】上記構成では、物体の有無（図９（ａ）参
照）に応じて図９（ｃ）のように積分器２３の出力が変
化する。すなわち、物体が存在すれば加算器２６の出力
値は基準値発生部２８から発生する基準値に近いから積
分器２３の出力Ｖｂが小さくなり、物体が存在しなけれ
ば積分器２３の出力Ｖｂが大きくなる。したがって、変
調器２２の出力Ｖｃは図９（ｂ）のように変化する。閾
値発生部３２ａ，３２ｂで図９（ｃ）のように上限およ
び下限の閾値Ｈ₁，Ｈ₂を設定しているものとすれば、
積分器２３の出力Ｖｂが両閾値Ｈ₁，Ｈ₂の間の許容範
囲内のときは、図９（ｄ）のようにナンド回路ＮＡの出
力はＨレベルであって、サンプル・ホールド回路３０の
アナログスイッチＡＳ₁，ＡＳ₂がオンになり、減算器
２５の出力値がそのまま出力される。一方、積分器２３
の出力Ｖｂが許容範囲外のときには、ナンド回路ＮＡの
出力はＬレベルになってホールド信号が発生し、サンプ
ル・ホールド回路３０に減算器２５の出力値が保持され
る。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記構成で
は、積分器２３の出力を閾値発生部３２ａ，３２ｂで設
定した閾値Ｈ₁，Ｈ₂と比較しているから、図９（ａ）
（ｄ）を比較すればわかるように、物体の有無が変化し
てから、ホールド信号が発生するまでの時間に時間遅れ
Ｔ₁，Ｔ₂が生じる。その結果、サンプル・ホールド回
路３０のコンデンサＣ₆の端子電圧は、図９（ｅ）に示
すように、物体の有無が変化した時点の端子電圧に対し
て変動する場合がある。すなわち、受光光量が過剰にな
ったり発光光量が不足するなどの異常が生じた時点での
減算器２５の正しい出力値を保持することができないと
いう問題がある。

【００１６】本発明は上記問題点の解決を目的とするも
のであり、異常発生時点で時間遅れがほとんど生じない
ように測定値を保持できるようにして、保持した測定値
の誤差を小さくした光学式変位測定装置を提供すること
にある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明では、上記目的を
達成するために、点状の光パターンである投光スポット
を物体の表面に照射する投光手段と、投光手段から照射
された光の物体表面での反射光を受光光学系に通して収
束させ投光スポットの像として形成された受光スポット
の位置に対応して出力レベルの比率が決まる一対の位置
信号を出力する受光手段と、各位置信号の出力レベルの
差を演算する減算手段と、受光手段での受光光量と既定
の基準値との差を求める誤差増幅器および誤差増幅器の
出力を平均化する積分器を備えていて積分器の出力値に
基づいて受光光量が略一定に保たれるように投光手段の
発光光量をフィードバック制御する光量制御手段と、外
部からホールド信号が入力された時点の減算手段の出力
値を保持するサンプル・ホールド手段と、誤差増幅器の
出力値が既定の許容範囲外であるとホールド信号を発生
するホールド信号発生手段とを具備しているのである。

【００１８】

【作用】上記構成では、積分器の前段に設けた誤差増幅
器の出力値について許容範囲との大小比較を行ってホー
ルド信号の発生の要否を決定するから、積分器のような
遅延要素が介在せず、しかも受光光量の過剰や発光光量
の不足は積分器の出力と同様に検出することができるの
であって、異常が生じた時に遅滞なくホールド信号を発
生することができ、異常が発生した時点での減算手段の
出力値に対する誤差の少ない値をサンプル・ホールド手
段に保持することができるのである。

【００１９】

【実施例】

（実施例１）本実施例では、図１および図２に示すよう
に、図７および図８に示した従来構成と基本的な構成は
同様であって、論理回路３３において、誤差増幅器２９
の出力に基づいてホールド信号の発生の要否を決定でき
るようにしている点が相違している。すなわち、誤差増
幅器２９の出力値を下限を決める既定の閾値と比較し
て、誤差増幅器２９の出力値が下限を決めた許容範囲外
であると論理回路３３を通してホールド信号を発生させ
る異常判断部３４を備えている。また、サンプル・ホー
ルド用比較器３１は、積分器２３の出力値が閾値発生部
３２から発生する閾値よりも小さくなったときにのみ出
力値をＬレベルに設定するように、１個のコンパレータ
ＣＰ₁のみで構成されている。すなわち、積分器２３の
出力値に基づいて受光光量の飽和のみを検出するのであ
る。図２には、３個のコンパレータが示されているが、
コンパレータＣＰ₁のみが利用され、他のコンパレータ
は動作に関与しない。従来構成と同じ符号を付した他の
構成は従来構成と同様である。

【００２０】異常判断部３４は、誤差増幅器２３の出力
端にアノードを接続したツェナーダイオードＺＤ₁と、
一端が電源に接続され他端がツェナーダイオードＺＤの
カソードに接続された抵抗Ｒ₇とを備え、ツェナーダイ
オードＺＤ₁と抵抗Ｒ₇との接続点の電位が、誤差増幅
器２３の出力レベルに対してツェナー電圧だけ引き上げ
られている。また、ツェナーダイオドＺＤ₁と抵抗Ｒ₇
との接続点は抵抗Ｒ₈を介してコンデンサＣ₈に接続さ
れる。一方、電源の両端間には抵抗Ｒ₉とコンデンサＣ
₉との直列回路が接続され、抵抗Ｒ₉とコンデンサＣ₉
との接続点はダイオードＤ₁を介してコンデンサＣ₈に
接続される。また、コンデンサＣ₈にはダイオードＤ₂
が並列接続されている。

【００２１】ところで、図３（ａ）に示すように、物体
が存在していてフィードバック系が安定している状態で
は、図３（ｂ）に示すように変調器２２の出力Ｖｃの出
力値は比較的小さく、このとき図３（ｃ）のように誤差
増幅器２３の出力Ｖａは若干のリップル成分を含んでグ
ランドレベル（０Ｖ）付近で変動している。したがっ
て、安定状態では、ツェナーダイオードＺＤと抵抗Ｒ₇
との接続点の電位はツェナー電圧にほぼ等しくなる。こ
の状態で、ツェナーダイオードＺＤと抵抗Ｒ₇との接続
点から抵抗Ｒ₈を介してコンデンサＣ₈に流れる充電電
流と、抵抗Ｒ₉とコンデンサＣ₉との接続点からダイオ
ードＤ₁を介してコンデンサＣ₈に流れる充電電流とが
平衡して、コンデンサＣ₉の端子電圧はほぼ一定電圧に
保たれている。

【００２２】一方、物体が存在しなくなれば受光光量が
減少するから、図３（ｂ）に示すように、積分器２３の
出力に基づいて発光光量を増加させようとする。このと
き、誤差増幅器２９の出力は図３（ｃ）にように急激に
減少するのであって、ツェナーダイオードＺＤと抵抗Ｒ
₇との接続点の電位が低下する結果（Ｖａ≪０）、コン
デンサＣ₉と抵抗Ｒ₉との接続点の電位のほうが高くな
って、コンデンサＣ₉からコンデンサＣ₈に対して充電
電流が流れることになる。すなわち、コンデンサＣ₉の
電位が急速に低下し、平衡状態になるまでコンデンサＣ
₉の端子電圧が低下する。この時定数は、コンデンサＣ
₈とコンデンサＣ₉との合成容量と抵抗Ｒ₈とにより決
定されるのであって、積分器２３の時定数に比較して十
分に小さく設定することができ、短時間で平衡状態に到
達する。たとえば、積分器２３の入出力の遅延時間を数
ミリ秒とすれば、異常判断部３４での遅延時間は１０分
の１以下に設定することが可能である。

【００２３】コンデンサＣ₉の端子電圧は、抵抗Ｒ₁₀〜
Ｒ₁₃とコンデンサＣ₁₀とにより決定される閾値Ｈ₃と、
コンパレータＣＰ₃によって比較され、コンデンサＣ₉
の端子電圧が閾値Ｈ₃よりも下がるとコンパレータＣＰ
₃の出力はＨレベルになる。コンパレータＣＰ₃の出力
は否定回路ＮＴ₁により反転されて、論理回路３３であ
るナンド回路ＮＡ₁に入力される。ナンド回路ＮＡ
₁は、コンパレータＣＰ₁とコンパレータＣＰ₃との出
力値の論理積の否定を出力するのであって、両コンパレ
ータＣＰ₁，ＣＰ₃の少なくとも一方の出力がＬレベル
であると、出力をＨレベルにしてホールド信号を発生す
る。

【００２４】したがって、受光光量が不足したときに
は、図３（ｄ）のように、短時間Ｔ₁でホールド信号が
発生し、図３（ｅ）のように、サンプル・ホールド回路
３０のコンデンサＣ₆の電位を正常時の電位とほぼ等し
く保つことができるのである。また、物体が存在してい
て受光光量が正常な状態に復帰すれば、短時間Ｔ₂で元
の状態に復帰する。

【００２５】（実施例２）本実施例では、図４および図
５に示すように、図７および図８に示した従来構成に異
常判断部３４を付加した構成を有し、実施例１ではサン
プル・ホールド用比較器３１の閾値発生部３２を１個に
していたが、本実施例では従来構成と同様に閾値発生部
３２ａ，３２ｂを２個設けている。また、論理回路３３
では、サンプル・ホールド用比較器３１の出力と異常判
断部３４の出力とを組み合わせてホールド信号を発生す
る。すなわち、論理回路３３は、図５に示すように、ア
ンド回路ＡＮとナンド回路ＮＡ₂とからなり、コンパレ
ータＣＰ₁とコンパレータＣＰ₃との論理積をアンド回
路ＡＮで求め、このアンド回路ＡＮの出力とコンパレー
タＣＰ₂の出力との論理積の否定をナンド回路ＮＡ₂か
ら出力するように構成されている。要するに、コンパレ
ータＣＰ₁，ＣＰ₂の一方の出力がＬレベルになるか否
定回路ＮＴ₁の出力がＬレベルになるとホールド信号が
発生するのであって、アンド回路ＡＮとナンド回路ＮＡ
₁とによって、負論理のオア回路を構成していることに
なる。

【００２６】上記構成では、物体からの反射光がフィー
ドバック系の基準値に満たない状態で（発光光量が不足
している状態）で物体は存在しているというような状
態、たとえば、物体の反射率が小さい場合などの誤動作
を防止することができる。物体の反射率が小さい場合に
は、物体が徐々に移動していたり、状態の変化が緩やか
であると、図６（ａ）に示すように、誤差増幅器２９の
出力ＶａがコンパレータＣＰ₃に対して設定された閾値
Ｈ₃より小さくならない場合がある。このような状態で
あっても、積分器２３の出力は、図６（ｂ）のように変
化して閾値Ｈ₂を越えるから、積分器２３の出力に基づ
いた判定を加味することによって、誤動作を防止するこ
とができる。他の構成は実施例１と同様である。

【００２７】

【発明の効果】本発明は上述のように、外部からホール
ド信号が入力された時点の減算手段の出力値を保持する
サンプル・ホールド手段と、誤差増幅器の出力値が既定
の許容範囲外であるとホールド信号を発生するホールド
信号発生手段とを具備しているので、積分器の前段に設
けた誤差増幅器の出力値について許容範囲との大小比較
を行ってホールド信号の発生の要否を決定するのであ
り、積分器のような遅延要素が介在せず、しかも受光光
量の過剰や発光光量の不足は積分器の出力と同様に検出
することができるのであって、異常が生じた時に遅滞な
くホールド信号を発生することができ、異常が発生した
時点での減算手段の出力値に対する誤差の少ない値をサ
ンプル・ホールド手段に保持することができるという利
点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１を示すブロック回路図である。

【図２】実施例１を示す要部の回路図である。

【図３】実施例１の動作説明図である。

【図４】実施例２を示すブロック回路図である。

【図５】実施例２を示す要部の回路図である。

【図６】実施例２の動作説明図である。

【図７】従来例を示すブロック回路図である。

【図８】従来例を示す要部の回路図である。

【図９】従来例の動作説明図である。

【図１０】本発明に係る光学式変位測定装置の動作原理
を示す説明図である。

【符号の説明】

１投光手段２受光手段１１発光素子１３受光光学系１４位置検出素子２２変調器２３積分器２５減算器２６加算器２８基準値発生部２９誤差増幅器３０サンプル・ホールド回路３１サンプル・ホールド用比較器３２閾値発生部３３論理回路３４異常判断部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】点状の光パターンである投光スポットを
物体の表面に照射する投光手段と、投光手段から照射さ
れた光の物体表面での反射光を受光光学系に通して収束
させ投光スポットの像として形成された受光スポットの
位置に対応して出力レベルの比率が決まる一対の位置信
号を出力する受光手段と、各位置信号の出力レベルの差
を演算する減算手段と、受光手段での受光光量と既定の
基準値との差を求める誤差増幅器および誤差増幅器の出
力を平均化する積分器を備えていて積分器の出力値に基
づいて受光光量が略一定に保たれるように投光手段の発
光光量をフィードバック制御する光量制御手段と、外部
からホールド信号が入力された時点の減算手段の出力値
を保持するサンプル・ホールド手段と、誤差増幅器の出
力値が既定の許容範囲外であるとホールド信号を発生す
るホールド信号発生手段とを具備して成ることを特徴と
する光学式変位測定装置。