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公開番号2025068223
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-28
出願番号2023177981
出願日2023-10-16
発明の名称変位センサの校正方法
出願人株式会社エニイワイヤ
代理人個人
主分類G01C 3/06 20060101AFI20250421BHJP(測定;試験)
要約【課題】試験計測の点数が少ない校正作業でも、高い測定精度の実現を可能とし、かつ、複雑な演算処理を必要としない変位センサの校正方法を提供する。
【解決手段】検出対象物に対し光を照射する光源の光軸と、検出対象物からの反射光を検出素子の受光平面に結像する受光レンズの主平面を含む面と、受光平面を含む面と、の交点を基点とし、受光レンズの主点を原点とする二次元座標において、検出対象物の基点からの距離を、傾き角度が光源の光軸と主平面のなす角度となる第一の直線における位置で、基点から受光平面における結像位置までの距離を、傾き角度が主平面と受光平面のなす角度となる第二の直線における位置で表す数理モデルを使用し、結像位置と基点との距離の任意の設定値に基づいて得られるフィルタを介し試験計測により取得した検出対象物との距離の複数に基づき、検出対象物との距離および結像位置と基点との距離の相関式のパラメータを算出する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
検出対象物に対し光を照射する光源の光軸と、前記検出対象物からの反射光を検出素子の受光平面に結像する受光レンズの主平面を含む面と、前記受光平面を含む面と、の交点を基点とし、前記検出対象物の前記基点からの距離を、前記受光レンズの主点を原点とする二次元座標において、傾き角度が前記光源の光軸と前記主平面のなす角度となる第一の直線における位置で表し、
前記基点から前記受光平面における結像位置までの距離を、前記二次元座標において、傾き角度が前記主平面と前記受光平面のなす角度となる第二の直線における位置で表す数理モデルを使用し、
前記検出対象物からの反射光の前記受光平面における前記受光レンズによる結像位置と前記基点との距離が任意の設定値となるときの前記検出対象物との距離を、前記検出対象物の移動を伴う試験計測により取得し、
前記試験計測を行った、前記結像位置と前記基点との距離の任意の設定値に基づいて得られるフィルタを介し、前記試験計測により取得した前記検出対象物との距離の複数に基づき、前記検出対象物との距離および前記結像位置と前記基点との距離の相関式のパラメータを算出することを特徴とする変位センサの校正方法。
続きを表示（約 140 文字）【請求項２】
前記相関式が、前記検出対象物との距離により異なる請求項１に記載の変位センサの校正方法。
【請求項３】
前記相関式のパラメータが、浮動小数点を用いて算出された後、固定小数点を用いた表示に変換される請求項１又は２に記載の変位センサの校正方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定対象物の距離／変位（以下、「変位」とする）を三角法により測定する変位センサを校正する方法に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【０００２】
検出対象物からの反射光に基づき検出対象物体の変位を算出する変位センサでは、検出対象物までの距離と反射光の相関が利用されているが、それらの相関を示すパラメータは、距離が既知となっている試験体を使用した校正作業を通して得られている。しかしながら、変位センサが内包する、検出対象物に照射する光源と、検出対象物からの反射光を得る検出部との幾何学的関係を、変位センサの全個体において同一とすることは難しく、個体差が生じている。そのため、校正作業では、変位センサの個体毎に、場合によっては一万点以上の試験計測を要している。
【０００３】
そこで、特開２０２２－１２８８７８号公報（特許文献１）では、試験計測の点数が少ない校正作業でも、高い測定精度の実現を可能とする変位センサが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２２－１２８８７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されている変位センサは、光源を含む投光部と検出対象物との間の距離を求めるにあたり、検出部における反射光の結像位置の変化と、投光部と検出対象物との間の距離と、の関係から得られる数理モデルを使用することにより、校正作業における試験計測点数の大幅な削減を可能とするものである。
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示されている数理モデルでは、算出対象である検出対象物体との距離と、計測される結像位置の関係が非線形となっていた。そのため、試験計測点数を少なくできるものの、検出対象物までの距離と反射光の結像位置との相関を示すパラメータの算出には複雑な演算処理を要する問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、点数が少ない試験計測でも、高い測定精度の実現を可能とし、かつ、複雑な演算処理を必要としない変位センサの校正方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る変位センサの校正方法では、検出対象物に対し光を照射する光源の光軸と、前記検出対象物からの反射光を検出素子の受光平面に結像する受光レンズの主平面を含む面と、前記受光平面を含む面と、の交点を基点とし、前記検出対象物の前記基点からの距離を、前記受光レンズの主点を原点とする二次元座標において、傾き角度が前記光源の光軸と前記主平面のなす角度となる第一の直線における位置で表し、前記基点から前記受光平面における結像位置までの距離を、前記二次元座標において、傾き角度が前記主平面と前記受光平面のなす角度となる第二の直線における位置で表す数理モデルを使用する。
【０００９】
そして、前記検出対象物からの反射光の前記検出素子における前記受光レンズによる結像位置と前記基点との距離が任意の設定値となるときの前記検出対象物との距離を、前記検出対象物の移動を伴う試験計測により取得し、前記試験計測を行った、前記結像位置と前記基点との距離の任意の設定値に基づいて得られるフィルタを介し、前記試験計測により取得した前記検出対象物との距離の複数に基づき、前記検出対象物との距離および前記結像位置と前記基点との距離の相関式のパラメータを算出する。
【００１０】
前記相関式が、前記検出対象物との距離により異なるものであってもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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