JPS63113301A - 非接触変位測定方法 - Google Patents
非接触変位測定方法Info
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- JPS63113301A JPS63113301A JP25946486A JP25946486A JPS63113301A JP S63113301 A JPS63113301 A JP S63113301A JP 25946486 A JP25946486 A JP 25946486A JP 25946486 A JP25946486 A JP 25946486A JP S63113301 A JPS63113301 A JP S63113301A
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- 238000000691 measurement method Methods 0.000 title claims description 7
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims abstract description 69
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 5
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 abstract 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
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Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、被測定物との距離の測定を非接触により行
なう非接触変位測定方法に関する。
なう非接触変位測定方法に関する。
一般に、被測定物との距離の測定を非接触により行なう
場合、たとえば第４図に示すような光ファイバを利用し
た測定が行なわれており、投光用光ファイバ（１）の先
端と受光用光ファイバ（２）の先端とが被測定物（３）
の表面から同−距離になるよう。
場合、たとえば第４図に示すような光ファイバを利用し
た測定が行なわれており、投光用光ファイバ（１）の先
端と受光用光ファイバ（２）の先端とが被測定物（３）
の表面から同−距離になるよう。
両光ファイバ（１） 、 （２＋を配設し、投光用光フ
ァイバ（υにより被測定物（３）の表面に光を投射し、
被測定物（３）の表面からの反射光を受光用光ファイバ
（２）により受光し、受光用光ファイバ（２］の受光量
にもとづき２両光フアイバ（１，１、（２）の先端と被
測定物（３）の表面との距離りを導出している。
ァイバ（υにより被測定物（３）の表面に光を投射し、
被測定物（３）の表面からの反射光を受光用光ファイバ
（２）により受光し、受光用光ファイバ（２］の受光量
にもとづき２両光フアイバ（１，１、（２）の先端と被
測定物（３）の表面との距離りを導出している。
このとき、両光ファイバ（１） 、 （２）の先端と被
測定物（３）の表面との距離りが小さい場合、第５図（
ａ）に示すように、投光用光ファイバ（１）による被測
定物（３）の表面における光の投射スポラｌ−（Ｓ）と
、受光用光ファイバ（２７による被測定物（３）の表面
における受光視野（Ｒ）とが重なることはなく、同図（
ｂ）−ｇらには（ｅ）に示すように、距離りが大きくな
るに連れ。
測定物（３）の表面との距離りが小さい場合、第５図（
ａ）に示すように、投光用光ファイバ（１）による被測
定物（３）の表面における光の投射スポラｌ−（Ｓ）と
、受光用光ファイバ（２７による被測定物（３）の表面
における受光視野（Ｒ）とが重なることはなく、同図（
ｂ）−ｇらには（ｅ）に示すように、距離りが大きくな
るに連れ。
投射スポラ） （Ｓ）と受光視野（Ｒ）との重なりが次
第に大きくなるため、距ｉＤと受光用光ファイバ（２）
の受光量との関係は第６図中の実線に示すようになり、
距離りの増加に伴う投射スポラ） （Ｓ）と受光視野（
Ｒ）との重なりの増加により、受光用光ファイバ（２）
の受光量は次第に増加するが、距離りがある程度以上に
なると、反射光の減衰が大きくなって受光用光ファイバ
（２）の受光量は次第に減少する。
第に大きくなるため、距ｉＤと受光用光ファイバ（２）
の受光量との関係は第６図中の実線に示すようになり、
距離りの増加に伴う投射スポラ） （Ｓ）と受光視野（
Ｒ）との重なりの増加により、受光用光ファイバ（２）
の受光量は次第に増加するが、距離りがある程度以上に
なると、反射光の減衰が大きくなって受光用光ファイバ
（２）の受光量は次第に減少する。
従って、被測定物（３）と同一反射率のテストピースに
対する前記したような距離と受光量との関係を予め求め
ておけば、当該関係曲線上の実際の被測定物（３）から
の反射光の受光量に相当する点から、両党ファイバ（１
） 、 （２１の先端と被測定物（３）の表面との距Ｈ
Ｄを容易に導出できることになる。
対する前記したような距離と受光量との関係を予め求め
ておけば、当該関係曲線上の実際の被測定物（３）から
の反射光の受光量に相当する点から、両党ファイバ（１
） 、 （２１の先端と被測定物（３）の表面との距Ｈ
Ｄを容易に導出できることになる。
そして、このような光ファイバを利用した測定方法の利
点として、たとえば投射光月光源に可視光レーザなどの
単一波長のコヒーレント光源を用いた場合に、分解能が
波長程度（”；０．１μｍ）となって距離検出精度は非
常に高くなり、しかも装膜が小型でかつ軽量な構成とな
り、取り扱いが容易になるなどの点が挙げられる。
点として、たとえば投射光月光源に可視光レーザなどの
単一波長のコヒーレント光源を用いた場合に、分解能が
波長程度（”；０．１μｍ）となって距離検出精度は非
常に高くなり、しかも装膜が小型でかつ軽量な構成とな
り、取り扱いが容易になるなどの点が挙げられる。
しかし、この場合、被測定物（３）の反射率が異なれば
、前記したような距離と受光量との関係も変化し、たと
えば反射率が第６図中の実線の場合よりも大きいと、距
離と受光量との関係曲線は、同図中の１点鎖線のように
同図中の実線の場合よりも縦軸の受光量の正方向に全体
的に変位し、反射率が同図中の実線の場合よりも小さい
と、距離と受光量との関係曲線は、同図中の２点鎖線の
ように縦軸の負方向に全体的に変位するため、たとえば
被測定物（３）の表面性状が変化して反射率が途中で変
化するような場合に、反射率の変化により受光量が変化
したききに、実際には距離は変わらずに反射率が変化し
たために生じた受光量の変化であっても、距離の変化と
してしか検出できず、表面性状が一様でない被測定物（
３）との距離の測定知は適用できないことになり、応用
性に欠けるという問題点がある。
、前記したような距離と受光量との関係も変化し、たと
えば反射率が第６図中の実線の場合よりも大きいと、距
離と受光量との関係曲線は、同図中の１点鎖線のように
同図中の実線の場合よりも縦軸の受光量の正方向に全体
的に変位し、反射率が同図中の実線の場合よりも小さい
と、距離と受光量との関係曲線は、同図中の２点鎖線の
ように縦軸の負方向に全体的に変位するため、たとえば
被測定物（３）の表面性状が変化して反射率が途中で変
化するような場合に、反射率の変化により受光量が変化
したききに、実際には距離は変わらずに反射率が変化し
たために生じた受光量の変化であっても、距離の変化と
してしか検出できず、表面性状が一様でない被測定物（
３）との距離の測定知は適用できないことになり、応用
性に欠けるという問題点がある。
そこで、この発明では１表面性状が一様でない被測定物
との距離の測定にも適用できるようにすることを技術的
課題とする。
との距離の測定にも適用できるようにすることを技術的
課題とする。
この発明は、前記の点に留意してなされたものであり、
投光用光ファイバの先端と受光用光ファイバの先端とが
被測定物表面から同一距離になるよう、前記両光ファイ
バを配設し、前記投光用光ファイバにより前記被測定物
表面に光を照射し、前記被測定物表面からの反射光を前
記受光用光ファイバにより受光し、前記受光用光ファイ
バの受光量にもとづき前記両党ファイバの先端と前記被
測定物表面との距離を測定する非接触変位測定方法にお
いて、前記投光用光ファイバを一部分岐して受光用補助
光ファイバを形成し、前記受光用光ファイバの受光量と
前記受光用補助光ファイバの受光量との比にもとづき、
前記投光用光ファイバおよび受光用光ファイバの先端と
被測定物表面との距離を測定することを特徴とする非接
触変位測定方法である。
投光用光ファイバの先端と受光用光ファイバの先端とが
被測定物表面から同一距離になるよう、前記両光ファイ
バを配設し、前記投光用光ファイバにより前記被測定物
表面に光を照射し、前記被測定物表面からの反射光を前
記受光用光ファイバにより受光し、前記受光用光ファイ
バの受光量にもとづき前記両党ファイバの先端と前記被
測定物表面との距離を測定する非接触変位測定方法にお
いて、前記投光用光ファイバを一部分岐して受光用補助
光ファイバを形成し、前記受光用光ファイバの受光量と
前記受光用補助光ファイバの受光量との比にもとづき、
前記投光用光ファイバおよび受光用光ファイバの先端と
被測定物表面との距離を測定することを特徴とする非接
触変位測定方法である。
したがって、この発明によると、たとえば被測定物の表
面性状が、ある位置を境に変化して反射率が変化する場
合、投光用、受光用光ファイバの先端と被測定物表面と
の距離を一定とすると、受光用光ファイバの受光量の変
化の割合と受光用補助光ファイバの受光量の変化の割合
とは等しくな抄、受光用光ファイバ゛の受光量と受光用
補助光ファイバの受光量との比が２被測定物の表面性状
の変化による反射率の変化に依存せず、距離のみに依存
して変化することになり、表面性状が一様でない被測定
物との距離の測定が可能となる。
面性状が、ある位置を境に変化して反射率が変化する場
合、投光用、受光用光ファイバの先端と被測定物表面と
の距離を一定とすると、受光用光ファイバの受光量の変
化の割合と受光用補助光ファイバの受光量の変化の割合
とは等しくな抄、受光用光ファイバ゛の受光量と受光用
補助光ファイバの受光量との比が２被測定物の表面性状
の変化による反射率の変化に依存せず、距離のみに依存
して変化することになり、表面性状が一様でない被測定
物との距離の測定が可能となる。
つぎに、この発明を、その１実施例を示した第１図ない
し第３図とともに詳細に説明する。
し第３図とともに詳細に説明する。
第１図において、第４図と同一記号は同一のものもしく
は相当するものを示し、第４図と異なる点は、投光用光
ファイバ（１）の一部を分岐し、受光用補助光ファイバ
（４）を形成し、受光用光ファイバ（２）の受光量と受
光用補助光ファイバ（４）の受光量との比にもとづき２
両光フアイバ（１） 、 （２）の先端と被測定物（３
）の表面との距離りを測定するようにしだ点である。
は相当するものを示し、第４図と異なる点は、投光用光
ファイバ（１）の一部を分岐し、受光用補助光ファイバ
（４）を形成し、受光用光ファイバ（２）の受光量と受
光用補助光ファイバ（４）の受光量との比にもとづき２
両光フアイバ（１） 、 （２）の先端と被測定物（３
）の表面との距離りを測定するようにしだ点である。
ところで、表面性状が一様で反射率が一定のテスト用被
測定物（３）を用い、距離りと受光用光ファイバ（２）
の受光量φ１および受光用補助光ファイバ（４）の受光
量φ２それぞれとの関係を調べた結果２受光用光フアイ
バ（２１の場合、第２図（ａ）中の１点鎖線に示すよう
に、前記した第６図中の各曲線と同様のパターンとなり
、受光用補助光ファイバ（４）の場合、第２図（ａ）中
の２点鎖線に示すように距離りが増加するに連れて受光
量が次第に減少するパターンとなり、受光用光ファイバ
（２）の受光量φ１と受光用補助光ファイバ（４）の受
光量φ２との比φ１／φ２ば、第２図（ｂ）に示すよう
に距ｇ！Ｄが増加するに連れて次第に大きくなる。
測定物（３）を用い、距離りと受光用光ファイバ（２）
の受光量φ１および受光用補助光ファイバ（４）の受光
量φ２それぞれとの関係を調べた結果２受光用光フアイ
バ（２１の場合、第２図（ａ）中の１点鎖線に示すよう
に、前記した第６図中の各曲線と同様のパターンとなり
、受光用補助光ファイバ（４）の場合、第２図（ａ）中
の２点鎖線に示すように距離りが増加するに連れて受光
量が次第に減少するパターンとなり、受光用光ファイバ
（２）の受光量φ１と受光用補助光ファイバ（４）の受
光量φ２との比φ１／φ２ば、第２図（ｂ）に示すよう
に距ｇ！Ｄが増加するに連れて次第に大きくなる。
このとき、被測定物（３）の表面性状が、ある位置を境
に変化して反射率が変化する場合１両党ファイバ（１）
、 （２）の先端と被測定物（３）の表面との距離を
一定とすると、受光用光ファイバ（２）の受光量φ１の
変化の割合と受光用補助光ファイバ（４）の受光量φ２
の変化の割合とが等しくなるため、両ファイバ（２）。
に変化して反射率が変化する場合１両党ファイバ（１）
、 （２）の先端と被測定物（３）の表面との距離を
一定とすると、受光用光ファイバ（２）の受光量φ１の
変化の割合と受光用補助光ファイバ（４）の受光量φ２
の変化の割合とが等しくなるため、両ファイバ（２）。
（４）の受光量の比φ１／φ２は変化せず、当該受光量
の比から求められる距離も何ら変化せず、両ファイバ（
２１、（４）の受光量の比φ１／φ２は被測定物の表面
性状の変化による反射率の変化に依存せず、距離りのみ
に依存して変化することになる。
の比から求められる距離も何ら変化せず、両ファイバ（
２１、（４）の受光量の比φ１／φ２は被測定物の表面
性状の変化による反射率の変化に依存せず、距離りのみ
に依存して変化することになる。
従って、テスト用の被測定物を用い、第２図（ｂ）に示
すような距［Ｄに対する受光用光ファイバ（２）および
受光用補助光ファイバ（４）の受光量の比φ１／φ２の
関係を予め求めておけば、第８図に示すように、被測定
物（３）がたとえば異なる材質Ａ、Ｂからなり。
すような距［Ｄに対する受光用光ファイバ（２）および
受光用補助光ファイバ（４）の受光量の比φ１／φ２の
関係を予め求めておけば、第８図に示すように、被測定
物（３）がたとえば異なる材質Ａ、Ｂからなり。
表面性状が途中で変化する場合であっても、予め求めた
距離りと受光量の比φ１／φ２との関係曲線。
距離りと受光量の比φ１／φ２との関係曲線。
および両ファイバ（１）、（２ｊを第３図中の矢印方向
に移動させて得られる両ファイバ（２１、（４）の受光
量の比φｌ／φ２にもとづき、両党ファイバ（１） 、
（２）の先端と被測定物（３）の表面との距離りを連
続的に導出。
に移動させて得られる両ファイバ（２１、（４）の受光
量の比φｌ／φ２にもとづき、両党ファイバ（１） 、
（２）の先端と被測定物（３）の表面との距離りを連
続的に導出。
測定することができる。
以上のように、この発明の非接触変位測定方法によると
、表面性状が一様でない被測定物であっても、投光用、
受光用光ファイバの先端と被測定物の表面との距離を、
小型で軽量な測定装置により連続的にしかも容易に測定
することができ、従来の欠点を解消することが可能とな
り、応用範囲の拡張を図ることができ、その効果は極め
て大きい。
、表面性状が一様でない被測定物であっても、投光用、
受光用光ファイバの先端と被測定物の表面との距離を、
小型で軽量な測定装置により連続的にしかも容易に測定
することができ、従来の欠点を解消することが可能とな
り、応用範囲の拡張を図ることができ、その効果は極め
て大きい。
第１図ないし第３図はこの発り」の非接触変位測定方法
の１実施例を示し、第１図は断面図、第２図（ａ）およ
び（ｂ）はそれぞれ距離と受光量および受光量比との関
係図、第３図はｆｌｌｌｌ定時の断面図、第４図は従来
の非接触変位測定方法による測定時の斜視図、第５図（
ａ） 、 （ｂ） 、 （Ｃ）はそれぞれ異なる状態で
の被測定物表面における投射スポット、受光視野を示す
図、第６図は距離と受光量との関係図である。 （１）・・・投光用光ファイバ、（２）・・・受光用光
ファイバ。 （３）・・・被測定物、（４）・・・受光用補助光ファ
イバ。
の１実施例を示し、第１図は断面図、第２図（ａ）およ
び（ｂ）はそれぞれ距離と受光量および受光量比との関
係図、第３図はｆｌｌｌｌ定時の断面図、第４図は従来
の非接触変位測定方法による測定時の斜視図、第５図（
ａ） 、 （ｂ） 、 （Ｃ）はそれぞれ異なる状態で
の被測定物表面における投射スポット、受光視野を示す
図、第６図は距離と受光量との関係図である。 （１）・・・投光用光ファイバ、（２）・・・受光用光
ファイバ。 （３）・・・被測定物、（４）・・・受光用補助光ファ
イバ。
Claims (1)
- （１）投光用光ファイバの先端と受光用光ファイバの先
端とが被測定物表面から同一距離になるよう、前記両光
ファイバを配設し、前記投光用光ファイバにより前記被
測定物表面に光を照射し、前記被測定物表面からの反射
光を前記受光用光ファイバにより受光し、前記受光用光
ファイバの受光量にもとづき前記両光ファイバの先端と
前記被測定物表面との距離を測定する非接触変位測定方
法において、 前記投光用光ファイバを一部分岐して受光用補助光ファ
イバを形成し、前記受光用光ファイバの受光量と前記受
光用補助光ファイバの受光量との比にもとづき、前記投
光用光ファイバおよび受光用光ファイバの先端と被測定
物表面との距離を測定することを特徴とする非接触変位
測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25946486A JPS63113301A (ja) | 1986-10-30 | 1986-10-30 | 非接触変位測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25946486A JPS63113301A (ja) | 1986-10-30 | 1986-10-30 | 非接触変位測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63113301A true JPS63113301A (ja) | 1988-05-18 |
| JPH0577241B2 JPH0577241B2 (ja) | 1993-10-26 |
Family
ID=17334433
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25946486A Granted JPS63113301A (ja) | 1986-10-30 | 1986-10-30 | 非接触変位測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63113301A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014529740A (ja) * | 2011-08-26 | 2014-11-13 | クアルコム，インコーポレイテッド | 近接センサの較正 |
| JP2023085536A (ja) * | 2017-03-16 | 2023-06-20 | トリナミクス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 少なくとも１つの物体を光学的に検出するための検出器 |
-
1986
- 1986-10-30 JP JP25946486A patent/JPS63113301A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014529740A (ja) * | 2011-08-26 | 2014-11-13 | クアルコム，インコーポレイテッド | 近接センサの較正 |
| JP2023085536A (ja) * | 2017-03-16 | 2023-06-20 | トリナミクス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 少なくとも１つの物体を光学的に検出するための検出器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0577241B2 (ja) | 1993-10-26 |
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