JPH03134509A - 光学的測定装置 - Google Patents
光学的測定装置Info
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- JPH03134509A JPH03134509A JP27148789A JP27148789A JPH03134509A JP H03134509 A JPH03134509 A JP H03134509A JP 27148789 A JP27148789 A JP 27148789A JP 27148789 A JP27148789 A JP 27148789A JP H03134509 A JPH03134509 A JP H03134509A
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- measured
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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】
「産業上の利用分野」
この発明は、被測定物の反射光を利用した測定装置で、
例えば、自動車の車高測定、スプリングの撓み量測定、
カメラの距離測定などに利用するところの光学的測定装
置に関する。
例えば、自動車の車高測定、スプリングの撓み量測定、
カメラの距離測定などに利用するところの光学的測定装
置に関する。
［従来の技術」
被測定物の反射光を利用した測定装置として様々な構成
のものがあるが、その−例を第７図に示す。
のものがあるが、その−例を第７図に示す。
この従来例は１点光ｇ１１と、広い光面積を有する面光
源１２とを備え、これら光源１１，１２より被測定物１
３を照射する。
源１２とを備え、これら光源１１，１２より被測定物１
３を照射する。
被測定物１３の反射光は受光器１４によって受光される
。受光器１４は光源１１の投光による反射光と光１１２
の投光による反射光とに応じて、これら反射光害々の受
光量にしたがって光電変換信号ＳＸ、Ｓ２を出力する。
。受光器１４は光源１１の投光による反射光と光１１２
の投光による反射光とに応じて、これら反射光害々の受
光量にしたがって光電変換信号ＳＸ、Ｓ２を出力する。
この測定装置の場合、光ｇ１１．１２各々の投光による
被測定物１３の照度をＥｐ、Ｅｓ、被測定物１３の反射
率をＫとすると、被測定物１３の面輝度にット）がＫＥ
Ｐ、ＫＥｓに対応したものとなる。
被測定物１３の照度をＥｐ、Ｅｓ、被測定物１３の反射
率をＫとすると、被測定物１３の面輝度にット）がＫＥ
Ｐ、ＫＥｓに対応したものとなる。
したがって、これら面輝度の比が。
Ｅ ｐ ／ Ｅ ｓ ｏ＝ Ｓ、／ Ｓ、−−・＝
（１）となるから、光電変換信号Ｓ、、Ｓ、を距離の
関数として演算することにより被測定物１３までの距離
ｄを求めることができる。
（１）となるから、光電変換信号Ｓ、、Ｓ、を距離の
関数として演算することにより被測定物１３までの距離
ｄを求めることができる。
上記した測定装置は本特許出願の発明者等によって開発
され、昭和６２年特許願第２３６２０９号（特開昭６４
−７９６８５）として既に出願されている。
され、昭和６２年特許願第２３６２０９号（特開昭６４
−７９６８５）として既に出願されている。
「発明が解決しようとする課題」
上記した従来の測定装置は、上記（１）式より分かるよ
うに、被測定物１３の面輝度の比より距離測定するため
、被測定物１３の反射率Ｋに影響されない測定装置とし
て極めて有利である。
うに、被測定物１３の面輝度の比より距離測定するため
、被測定物１３の反射率Ｋに影響されない測定装置とし
て極めて有利である。
ただ、この測定装置では、２つの光源１１．１２の投光
を利用するため、これら光源１１．１２が劣化等の原因
によって投光の強さが変化した場合に問題が生ずる。
を利用するため、これら光源１１．１２が劣化等の原因
によって投光の強さが変化した場合に問題が生ずる。
すなわち、光ｇ１１．１２の投光の強さが同率で変化し
た場合には問題がないが、異なった比率で変化したとき
に測定結果に誤差が生ずる。
た場合には問題がないが、異なった比率で変化したとき
に測定結果に誤差が生ずる。
そこで、本発明では上記した測定装置の光源を一つの光
源によって投光するようにして上記した問題点を解決す
ることを目的とする。
源によって投光するようにして上記した問題点を解決す
ることを目的とする。
「課題を解決するための手段」
上記した目的を達成するため、本発明では、１つの光源
からの光を性質の異なる２つの光に分割すると共に、２
つの分割光の光路長を変えて被測定物に投光する投光手
段と、被測定物の反射光を光電変換し、２つの分割光別
の光電変換信号を比較処理して測定情報を出力す信号処
理手段とより構成したことを特徴とする光学的測定装置
を提案する。
からの光を性質の異なる２つの光に分割すると共に、２
つの分割光の光路長を変えて被測定物に投光する投光手
段と、被測定物の反射光を光電変換し、２つの分割光別
の光電変換信号を比較処理して測定情報を出力す信号処
理手段とより構成したことを特徴とする光学的測定装置
を提案する。
「作 用」
性質の異なる２つの光が一つの光源より被測定物に投光
される。
される。
そして、分割された２つの光は光路長の差に応じて異な
る照度特性によって被測定物に照射される。
る照度特性によって被測定物に照射される。
被測定物のこのような２通りの輝度は反射光として受光
され、分割光別の光電変換信号を比較する信号処理手段
より測定情報が出力される。
され、分割光別の光電変換信号を比較する信号処理手段
より測定情報が出力される。
「実施例」
次に、本発明の実施例について図面に沿って説明する。
第１図は本発明に係る投光手段の実施例を示し、２１は
発光ダイオードなどの光源、２２は偏光ビームスプリッ
タ、２３．２４．２５は全反射ミラ、２６は被測定物で
ある。
発光ダイオードなどの光源、２２は偏光ビームスプリッ
タ、２３．２４．２５は全反射ミラ、２６は被測定物で
ある。
光源２１の光はその偏光成分Ｐ、Ｓが偏光ビームスプリ
ッタ２２によって分離される。
ッタ２２によって分離される。
すなわち、偏光成分Ｐの光がこのスプリッタ２２によっ
て反射されて被測定物２６に照射され。
て反射されて被測定物２６に照射され。
方、偏光成分Ｓの光はこのスプリッタ２２を透過した後
、全反射ミラー２３．２４．２５によって反射を繰返し
再び上記スプリッタ２２を透過して被測定物２６に照射
される。
、全反射ミラー２３．２４．２５によって反射を繰返し
再び上記スプリッタ２２を透過して被測定物２６に照射
される。
この結果、光源２１から被測定物２６までの距離は、偏
光成分Ｐの光に比べて偏光成分Ｓの光が２ｄ１＋２ｄ、
だけ長くなる。
光成分Ｐの光に比べて偏光成分Ｓの光が２ｄ１＋２ｄ、
だけ長くなる。
第２図は被測定物上の照度特性で、Ｐｏは偏光成分Ｐの
光の特性を、Ｓｏは偏光成分Ｓの光の特性を各々示す。
光の特性を、Ｓｏは偏光成分Ｓの光の特性を各々示す。
被測定物２６が上記の照度特性にしたがって投光される
ことになる。ここで、被測定物２６の反射率をＫ、被測
定物２６における偏光成分Ｐの光の照度をＥｐ、偏光成
分Ｓの光の照度をＥｓとすると、被測定物２６の輝度に
ット）がＫＥｐ、ＫＥｓに対応したものとなる。
ことになる。ここで、被測定物２６の反射率をＫ、被測
定物２６における偏光成分Ｐの光の照度をＥｐ、偏光成
分Ｓの光の照度をＥｓとすると、被測定物２６の輝度に
ット）がＫＥｐ、ＫＥｓに対応したものとなる。
そこで、被測定物２６の輝度をＢｐ、Ｂｓとしてこれら
の輝度の比を求めれば、 Ｂ ｐ／Ｂ ｓ ｃｃ Ｅ ｐ／Ｅ ｓ −−（２）
となり、被測定物２６の反射率Ｋに関係なく、この輝度
Ｂｐ、Ｂｓを測定することによって被測定物２６までの
距＠Ｄを算出することができる。
の輝度の比を求めれば、 Ｂ ｐ／Ｂ ｓ ｃｃ Ｅ ｐ／Ｅ ｓ −−（２）
となり、被測定物２６の反射率Ｋに関係なく、この輝度
Ｂｐ、Ｂｓを測定することによって被測定物２６までの
距＠Ｄを算出することができる。
第１図において、光源２１と偏光ビームスプリッタ２２
の間の距離は被測定物２６までの距離りに比べて極く短
くすることができるから、この間の距離を零と仮定する
と、被測定物２６における偏光成分Ｐの光の照度は、Ｅ
ｐ＝ｌ／Ｄ２、偏光成分Ｓの光の照度は、Ｅｓ＝１／
（Ｄ＋ｄ）２となる。ただし、光源２１の光の強さをｒ
ｌＪ、ｄ＝２ｄ、＋２ｄ、とする。
の間の距離は被測定物２６までの距離りに比べて極く短
くすることができるから、この間の距離を零と仮定する
と、被測定物２６における偏光成分Ｐの光の照度は、Ｅ
ｐ＝ｌ／Ｄ２、偏光成分Ｓの光の照度は、Ｅｓ＝１／
（Ｄ＋ｄ）２となる。ただし、光源２１の光の強さをｒ
ｌＪ、ｄ＝２ｄ、＋２ｄ、とする。
ここで、Ｅｐ、Ｅｓの比は、
Ｅｐ／Ｅｓ＝ （Ｄ／ （Ｄ＋ｄ））”・−・（３）と
なり、この（３）式よりＤを算出し、被測定物２６まで
の距離を求めることができる。
なり、この（３）式よりＤを算出し、被測定物２６まで
の距離を求めることができる。
第３図は上記実施例にもとすいて投光手段を構成した本
発明の他の実施例である。
発明の他の実施例である。
図示する如く、光源２１の光は複屈折性を有する光学素
子２７を介して被測定物２６に投光する構成としである
。
子２７を介して被測定物２６に投光する構成としである
。
上記光学素子２７は、偏光方向によって屈折率が異なる
光学素子であり、偏光成分Ｐの光に対する屈折率をｎｐ
、偏光成分Ｓの光に対す屈折率をｎＳとすると、光学素
子２７の長さＱに対する光路長が各々ｎｐＱ、ｎｓＱと
なる。
光学素子であり、偏光成分Ｐの光に対する屈折率をｎｐ
、偏光成分Ｓの光に対す屈折率をｎＳとすると、光学素
子２７の長さＱに対する光路長が各々ｎｐＱ、ｎｓＱと
なる。
この結果、光源２１が偏光成分ＰとＳとの光では光学的
に異なった位置となる関係で、被測定物２６に対する照
度が偏光成分ＰとＳとの光によって変ったものとなり、
第２図に示した照度特性と同様の特性をもった投光手段
となる。
に異なった位置となる関係で、被測定物２６に対する照
度が偏光成分ＰとＳとの光によって変ったものとなり、
第２図に示した照度特性と同様の特性をもった投光手段
となる。
したがって、既に説明したように、偏光成分ＰとＳとの
光による被測定物２６の輝度を別々に測定することによ
って、被測定物２６までの距離りを算出することができ
る。
光による被測定物２６の輝度を別々に測定することによ
って、被測定物２６までの距離りを算出することができ
る。
第４図は被測定物２６の輝度を測定するための受光手段
を示す一実施例である。
を示す一実施例である。
図示する如く、偏光成分Ｐ、Ｓの光が混合した被測定物
２６の反射光が集光レンズ２８によって集光されて偏光
ビームスプリッタ２９に入射する。
２６の反射光が集光レンズ２８によって集光されて偏光
ビームスプリッタ２９に入射する。
したがって、偏光成分Ｐの光がこのスプリッタ２９によ
って反射されて一方の受光素子３０に入射し、偏光成分
Ｓの光がこのスプリッタ２９を透過して他方の受光素子
３１に入射し、これら受光素子３０．３１によって偏光
成分Ｐ、Ｓの光が別個に光電変換される。
って反射されて一方の受光素子３０に入射し、偏光成分
Ｓの光がこのスプリッタ２９を透過して他方の受光素子
３１に入射し、これら受光素子３０．３１によって偏光
成分Ｐ、Ｓの光が別個に光電変換される。
第５図は受光手段の他の実施例を示す。この実施例では
、偏光成分Ｐ、Ｓの光が混合された被測定物２６の反射
光が偏光フィルター３２Ｐ、３２Ｓに入射される。
、偏光成分Ｐ、Ｓの光が混合された被測定物２６の反射
光が偏光フィルター３２Ｐ、３２Ｓに入射される。
そして、偏光フィルター３２Ｐは偏光成分Ｐの光のみを
透過し、その透過光を集光レンズ３３Ｐを介して受光素
子３０に入射させる。
透過し、その透過光を集光レンズ３３Ｐを介して受光素
子３０に入射させる。
同様に、偏光フィルター３２８は偏光成分Ｓのみの光を
透過し、その透過光を集光レンズ３３Ｓを介して受光素
子３１に入射させる。このように偏光成分Ｐ、Ｓの光が
選択され別々に光電変換される。
透過し、その透過光を集光レンズ３３Ｓを介して受光素
子３１に入射させる。このように偏光成分Ｐ、Ｓの光が
選択され別々に光電変換される。
第６図は信号処理手段の一例を示した回路図であり、３
４．３５は対数変換回路、３６は差動増幅器である。
４．３５は対数変換回路、３６は差動増幅器である。
対数変換回路３４は受光素子３０の光電変換電流Ｉｐを
適当な手段によって電圧Ｖｐに変換すると共に、この電
圧Ｖｐを対数変換する。
適当な手段によって電圧Ｖｐに変換すると共に、この電
圧Ｖｐを対数変換する。
同様に対数変換回路３５は受光素子３１の光電変換電流
Ｉｓを電圧Ｖｓに変換すると共に、この電圧Ｖｓを対数
変換する。
Ｉｓを電圧Ｖｓに変換すると共に、この電圧Ｖｓを対数
変換する。
差動増幅器３６は対数変換回路３４．３５より対数変換
電圧（Ｑｏ ｇＶｐ、Ｑ ｏ ｇＶｓ）を入力して、こ
れらの差電圧（Ｑ ｏ ｇＶｐ−１１ｏ ｇＶｓ＝Ｑｏ
ｇＲ）を測定距離情報として出力する。
電圧（Ｑｏ ｇＶｐ、Ｑ ｏ ｇＶｓ）を入力して、こ
れらの差電圧（Ｑ ｏ ｇＶｐ−１１ｏ ｇＶｓ＝Ｑｏ
ｇＲ）を測定距離情報として出力する。
上記した信号処理手段は、
Ｅｐ／Ｅｓ ｃｃ Ｖｐ／Ｖｓ
の関係があることから、
Ｖ ｐ ／ Ｖ ｓ ＝ Ｒ
とし、この両辺の対数をとり、
ＱｏｇＶｐ／Ｖｓ＝ＱｏｇＲ＋
Ｑ ｏ ｇ Ｖ ｐ −ｎ ｏ ｇ Ｖ ｓ ＝ Ｑ
ｏ ｇ Ｒを算出する構成となっている。
ｏ ｇ Ｒを算出する構成となっている。
なお、受光素子３０．３１の開放電圧を利用する場合は
、対数変換回路３４．３５を増幅器に置き換えればよい
。
、対数変換回路３４．３５を増幅器に置き換えればよい
。
以上、本発明の実施例について説明したが、信号処理手
段としては第６図に示す回路構成にかぎらず、光電変換
信号をＡ／Ｄ変換してデジタル処理する構成、除算回路
によって信号処理する構成などとしてもよい。
段としては第６図に示す回路構成にかぎらず、光電変換
信号をＡ／Ｄ変換してデジタル処理する構成、除算回路
によって信号処理する構成などとしてもよい。
さらに、周囲光の影響を受けないようにするため、光源
２１の光をパルス光、または変調光などとしてもよい。
２１の光をパルス光、または変調光などとしてもよい。
また、白熱電球のように発光波長が広い幅をもつ光源を
使用する場合には、光源の光を異なった波長に分割して
投光する構成としてもよい。ただ、このように実施する
場合は、上記実施例に示した偏光ビームスプリッタ２２
．２９に換えてダイクロイックミラーを用い、また、偏
光フィルター３２Ｐ、３２Ｓに換辷てバンドパスフィル
ターなどを用いる。
使用する場合には、光源の光を異なった波長に分割して
投光する構成としてもよい。ただ、このように実施する
場合は、上記実施例に示した偏光ビームスプリッタ２２
．２９に換えてダイクロイックミラーを用い、また、偏
光フィルター３２Ｐ、３２Ｓに換辷てバンドパスフィル
ターなどを用いる。
「発明の効果」
上記した通り１本発明に係る測定装置では、１つの光源
の光を性質の異なる２つの光に分割し、さらに１分割し
た各々の光の光路長を変えて被測定物に投光する投光手
段と、被測定物の反射光を光電変換し、２つの分割光別
の光電変換信号を比較処理して測定情報を出力する信号
処理手段とより構成したため、被測定物の反射率に影響
されない測定装置として極めて有利である。
の光を性質の異なる２つの光に分割し、さらに１分割し
た各々の光の光路長を変えて被測定物に投光する投光手
段と、被測定物の反射光を光電変換し、２つの分割光別
の光電変換信号を比較処理して測定情報を出力する信号
処理手段とより構成したため、被測定物の反射率に影響
されない測定装置として極めて有利である。
また、一つの光源によって投光するため、光源の劣化等
の原因によって投光の強さが変化した場合にも測定結果
に影響しなく測定誤差の極めて少ない測定装置となる。
の原因によって投光の強さが変化した場合にも測定結果
に影響しなく測定誤差の極めて少ない測定装置となる。
第１図は本発明に係る投光手段の一実施例を示す簡略図
、第２図は被測定物上の照度特性を示した特性図、第３
図は本発明に係る投光手段の他の実施例を示す簡略図、
第４図は本発明に係る受光手段の一実施例を示す簡略図
、第５図は受光手段の他の実施例を示す簡略図、第６図
は信号処理手段の一例を示した回路図、第７図は従来例
として示した測定装置の簡略図である。 ２１・・・光源 ２２・・・偏光ビームスプリッタ ２３．２４．２５・・・全反射ミラー ２６・・・被測定物 ２７・・・受光素子 ２８・・・集光レンズ ２９・・・偏光ビームスプリッタ ３０．３１・・・受光素子 ３２Ｐ、３２Ｓ・・・偏光フィルター ３３Ｐ、３３Ｓ・・・集光レンズ ３４．３５・・・対数変換回路 ３６・・・差動増幅器
、第２図は被測定物上の照度特性を示した特性図、第３
図は本発明に係る投光手段の他の実施例を示す簡略図、
第４図は本発明に係る受光手段の一実施例を示す簡略図
、第５図は受光手段の他の実施例を示す簡略図、第６図
は信号処理手段の一例を示した回路図、第７図は従来例
として示した測定装置の簡略図である。 ２１・・・光源 ２２・・・偏光ビームスプリッタ ２３．２４．２５・・・全反射ミラー ２６・・・被測定物 ２７・・・受光素子 ２８・・・集光レンズ ２９・・・偏光ビームスプリッタ ３０．３１・・・受光素子 ３２Ｐ、３２Ｓ・・・偏光フィルター ３３Ｐ、３３Ｓ・・・集光レンズ ３４．３５・・・対数変換回路 ３６・・・差動増幅器
Claims (1)
- １つの光源からの光を性質の異なる２つの光に分割する
と共に、２つの分割光の光路長を変えて被測定物に投光
する投光手段と、被測定物の反射光を光電変換し、２つ
の分割光別の光電変換信号を比較処理して測定情報を出
力す信号処理手段とより構成したことを特徴とする光学
的測定装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27148789A JPH06103183B2 (ja) | 1989-10-20 | 1989-10-20 | 光学的測定装置 |
| EP90309625A EP0419082B1 (en) | 1989-09-21 | 1990-09-03 | Optical distance gauging apparatus |
| US07/578,083 US5056913A (en) | 1989-09-21 | 1990-09-05 | Optical gauging apparatus |
| CA002025887A CA2025887C (en) | 1989-09-21 | 1990-09-20 | Optical gauging apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27148789A JPH06103183B2 (ja) | 1989-10-20 | 1989-10-20 | 光学的測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03134509A true JPH03134509A (ja) | 1991-06-07 |
| JPH06103183B2 JPH06103183B2 (ja) | 1994-12-14 |
Family
ID=17500734
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27148789A Expired - Lifetime JPH06103183B2 (ja) | 1989-09-21 | 1989-10-20 | 光学的測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06103183B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04104005A (ja) * | 1990-08-24 | 1992-04-06 | Stanley Electric Co Ltd | 光学的測定装置 |
-
1989
- 1989-10-20 JP JP27148789A patent/JPH06103183B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04104005A (ja) * | 1990-08-24 | 1992-04-06 | Stanley Electric Co Ltd | 光学的測定装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06103183B2 (ja) | 1994-12-14 |
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