JP5662046B2 - 変位センサ - Google Patents
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Description
また、走査線の受光信号レベルのピーク値が飽和値(二次元受光手段の受光面で受光可能な受光量の限界値に応じた値)よりも低い場合には、そのピーク値を該走査線の光量レベルに設定する。一方、走査線の受光信号レベルのピーク値が飽和値と等しい場合には、該走査線上の画素のうち、受光信号が飽和値と等しい画素(飽和画素)の個数を該走査線の光量レベルに設定する。走査線の受光信号レベルのピーク値が飽和値と等しい場合、飽和画素の個数からその走査線上の画素に実際に入射する光の光量がおよそ推測可能であるため、この飽和画素の個数は実際の入射光の光量のピークに応じた値といえる。これにより、実際に入射光の光量が受光面で受光可能な受光量の限界を超えた場合でも、飽和画素を光量レベルに設定することで、安定的なフィードバック制御が可能となる。
請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の変位センサにおいて、複数の前記光量レベル範囲毎に、該光量レベル範囲とフィードバック制御による前記受光信号の調整量に関わるフィードバック係数とが対応付けられて記憶された記憶手段を備え、前記制御手段は、前記最多分布範囲に対応する前記フィードバック係数を前記記憶手段から読み出し、該フィードバック係数に基づいてフィードバック制御を行うことを特徴とする。
請求項4に記載の発明は、請求項2又は3に記載の変位センサにおいて、前記フィードバック係数は、前記光量レベル範囲の中心である光量レベルに基づいて設定されていることを特徴とする。
図1に示すように、変位センサ10は、レーザ光源11と、挿通板12と、レーザ駆動回路13と、二次元CCD14と、CCD駆動回路15と、当該変位センサ10全体を制御する制御部16と、データ処理部17と、メモリ18とを備える。
本実施形態の制御部16は、前述した対象物Wの測定に加えて、受光信号のレベルを所定の範囲内とすべくフィードバック制御を行うようになっている。以下に、フィードバック制御の処理を図5(a)(b)及び図6にしたがって説明する。
(1)制御部16は、複数の画素の第2の方向Yに沿った複数の走査線T毎に受光信号を読み取り、該受光信号に基づいて得られる受光波形のピークに基づく光量レベル(ピーク値又は飽和画素の個数)を走査線T毎に検出する。予め設定された複数の光量レベル範囲のうち、走査線T毎に検出した光量レベルが最も多く分布される光量レベル範囲を求め、その求まった最多分布範囲のうちの光量レベルに基づいてフィードバック制御を行う。これにより、特異的に受光量が大きい又は小さい走査線Tを除外してフィードバック制御の調整量を決定することが可能となるため、安定的なフィードバック制御が可能となる。
・上記実施形態では、制御部16は、各走査線Tのフィードバック係数Kn〜Km,Li〜Ljを確定した後、フィードバック係数Kn〜Km,Li〜Ljのそれぞれの個数n〜m,i〜jを算出したが、特にこれに限定されるものではない。例えば、複数設定された光量レベルの所定の範囲毎の走査線Tの個数を算出した後、その個数が最も多い光量レベルの範囲に基づいてフィードバック係数を決定してもよい。
・上記実施形態では、投光手段(レーザ光源11及び挿通板12)により帯状の光が投光されたが、光を走査して照射するように構成してもよい。
・上記実施形態では、撮像素子として二次元CCD14を用いたが、受光波形が得られる素子であれば二次元CMOS等の他の撮像素子に変更してもよい。
Claims (4)
- 帯状の光を対象物に照射、又は光を走査して照射する投光手段と、
前記帯状の光の長手方向又は前記投光手段からの光の走査方向と平行な第1の方向及び前記第1の方向と直交する第2の方向に行列状に配置された複数の画素を有する受光面を備え、前記対象物からの反射光を受光してその受光量に応じた受光信号を出力する二次元受光手段と、
前記複数の画素の前記第2の方向に沿った複数の走査線毎に前記受光信号を読み取り、該受光信号に基づき前記対象物の測定を行うための測定手段と、
前記受光信号のレベルに基づいて前記投光手段の投光量又は前記二次元受光手段の増幅率をフィードバック制御するための制御手段とを備えた変位センサであって、
前記制御手段は、前記走査線毎に前記受光信号を読み取り、該受光信号に基づいて得られる受光信号レベルのピーク値が飽和値よりも低い場合には、そのピーク値を該走査線の光量レベルに設定し、前記受光信号レベルのピーク値が飽和値と等しい場合には、該走査線上の画素のうち、前記受光信号が前記飽和値と等しい画素の個数を該走査線の光量レベルに設定し、予め設定された複数の光量レベル範囲のうち、前記走査線毎に検出した前記光量レベルが最も多く分布される光量レベル範囲を求め、その求まった最多分布範囲のうちの光量レベルに基づいてフィードバック制御を行うことを特徴とする変位センサ。 - 請求項1に記載の変位センサにおいて、
複数の前記光量レベル範囲毎に、該光量レベル範囲とフィードバック制御による前記受光信号の調整量に関わるフィードバック係数とが対応付けられて記憶された記憶手段を備え、
前記制御手段は、検出した前記光量レベルが含まれる前記光量レベル範囲から前記フィードバック係数を前記走査線毎に確定し、該フィードバック係数毎の個数をカウントし、その個数が最も多い前記フィードバック係数に基づいてフィードバック制御を行うことを特徴とする変位センサ。 - 請求項1に記載の変位センサにおいて、
複数の前記光量レベル範囲毎に、該光量レベル範囲とフィードバック制御による前記受光信号の調整量に関わるフィードバック係数とが対応付けられて記憶された記憶手段を備え、
前記制御手段は、前記最多分布範囲に対応する前記フィードバック係数を前記記憶手段から読み出し、該フィードバック係数に基づいてフィードバック制御を行うことを特徴とする変位センサ。 - 請求項2又は3に記載の変位センサにおいて、
前記フィードバック係数は、前記光量レベル範囲の中心である光量レベルに基づいて設定されていることを特徴とする変位センサ。
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