(57)【要約】【課題】走査対象範囲内において各ビームの変位信号の合成を防ぐことができるとともに、広域な有効走査幅を得る。【解決手段】光の進む方向を変える偏向器に対して入射角が異なる複数のビームα，βを出射する光走査装置を用いた変位測定装置であって、一つのビームβ（α）が測定対象物１０に照射されている時、他の前記ビームα（β）を測定対象物１０に照射させないように遮蔽する遮蔽手段１２を備える。これにより、測定対象物１０への各ビームα，βの同時照射を無くして合成のない変位信号のみのを受信することができる。さらに、走査対象範囲Ｈ内のビームβ（α）にかかり、そのビームβ（α）に影響を与える走査対象範囲Ｈ外のビームα（β）が遮蔽されるので、広域な有効走査幅ｈを得ることができる。【選択図】        図５
2004286470.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光の進む方向を変える偏向器（４）に対して入射角が異なる複数のビーム（α，β）を出射し、前記偏向器によって前記各ビームをそれぞれ偏向させて、測定対象物（１０）の所望の走査対象範囲（Ｈ）内を連続的に走査させる光走査装置を用いた変位測定装置であって、
一つの前記ビームが前記測定対象物に照射されている時、他の前記ビームを前記測定対象物に照射させないように他の前記ビームを遮蔽する遮蔽手段（１２（１２ａ，１２ｂ））を備えたことを特徴とする変位測定装置。
【請求項２】
光の進む方向を変える偏向器（４）に対して入射角が異なる複数のビーム（α，β）を出射し、前記偏向器によって前記各ビームをそれぞれ偏向させて、測定対象物（１０）の所望の走査対象範囲（Ｈ）内を連続的に走査させる光走査装置を用いた変位測定装置であって、
一つの前記ビームが前記走査対象範囲内に照射されている時、他の前記ビームを前記測定対象物に照射させないように他の前記ビームの照射を停止させるビーム切換手段（１３）を備えたことを特徴とする変位測定装置。
【請求項３】
光の進む方向を変える偏向器（４）に対して入射角が異なる複数のビーム（α，β）を出射し、前記偏向器によって前記各ビームをそれぞれ偏向させて、測定対象物（１０）の所望の走査対象範囲（Ｈ）内を連続的に走査させる光走査装置を用いた変位測定装置であって、
前記各ビームの走査方向に沿って併設されて、前記測定対象物を反射した前記各ビームの反射光を受光し、変位信号を出力する複数の受光素子（Ｐ１，Ｐ２）を有した受光素子群（Ｐ）と、
一つの前記ビームが前記測定対象物に照射されている時、該ビームのみの反射光による変位信号を出力するように前記受光素子の出力を切り換える出力切換手段（１４）と、
を備えたことを特徴とする変位測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、測定対象物に照射された光で形成される照射点を一定の間隔で走査させる光走査装置を用いて測定対象物の変位量を非接触で測定する変位測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、三角測量の原理に基づき、測定台に載置されている測定対象物の対象面の変位を測定する変位測定装置が知られている。この種の変位測定装置は、投光系（光走査装置）と、受光系とで略構成されている。
【０００３】
投光系は、レーザダイオード等の光源と、偏向器と、レンズで概略構成されている。光源は、偏向器に対しビームを出射する。偏向器は、入射されたビームを偏向させ所望の走査対象範囲で走査する。レンズは、偏向器により扇形に走査されるビームを収束させる。受光系は、レンズと、受光素子（ＰＳＤ（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｓｅｎｓｉｔｉｖ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ））とで構成されている。レンズは、測定対象物の対象面を反射したビームを収束して受光素子の受光面上に結像させる。受光素子は、ビームの結像位置によって変位信号を出力する。変位測定装置は、この変位信号から測定対象物の対象面の変位量を得る。
【０００４】
ところで、上述した変位測定装置において、例えば、偏向器が複数の鏡面部を有したポリゴンミラーであり、単一の光源からのビームを片道走査する光走査装置が用いられている場合、ビーム径が所定の範囲を有しているため、回転して偏向する一つの鏡面部での偏向角全てを利用することができない。
【０００５】
すなわち、一つの鏡面部で偏向走査されるビームが、対象面に係る走査対象範囲から外れて、次の鏡面部によって偏向走査されるビームが走査対象範囲に至るまでの間隔が開き、ビームの走査が断続的になるという問題点があった。変位測定装置においては、走査対象範囲内での走査が断続的になると、測定時間の短縮化を図ることができない。
【０００６】
上記問題に対し、本発明者は、図９（ａ）に示す光走査装置を発案した。
この光走査装置（投光手段１）は、光走査装置を構成し、光源部３と、偏向器４と、収束レンズ５で概略構成されている。
【０００７】
光源部３は、光源３１と、分光手段３２とを有している。光源３１は、レーザダイオード等からなり、分光手段３２に対しビームを出射する。分光手段３２は、光源３１から出射されたビームを偏向器４に対して入射角の異なる複数のビームα，βとする。分光手段３２は、例えば、ハーフミラー３２Ａとミラー３２Ｂとから構成されている。ハーフミラー３２Ａは、光源３１から出射されたビームを、入射角θ１で偏向器４に対して反射するとともに、同ビームをミラー３２Ｂに対して透過する。ミラー３２Ｂは、ハーフミラー３２Ａを透過した光源３１からのビームを、ハーフミラー３２Ａと異なる入射角θ２で偏向器４に対して反射する。このように、光源部３は、入射角の異なる複数（図９（ａ）では二つ）のビームα，βを偏向器４に対して出射する。
【０００８】
なお、光源部３は、偏向器４に対して入射角の異なる複数のビームα，βを出射する構成であればよく、上記構成の他に、偏向器４に対して入射角の異なる複数のビームα，βを出射する光源３１を複数有した構成でもよい。
【０００９】
偏向器４は、光源部３から入射された各ビームα，βを偏向させ、所望の走査対象範囲Ｈで走査させるポリゴンミラーが採用されている。ポリゴンミラーは、円盤状の周囲に複数の鏡面部４ａを有し、その回転によって入射された各ビームα，βを偏向させ所望の走査対象範囲Ｈで走査する。このポリゴンミラーからなる偏向器４では、各ビームα，βを片道走査する。
【００１０】
収束レンズ５は、ｆθレンズなどからなり、偏向器４により扇形に走査される各ビームα，βが平行になるように収束させる。この収束された各ビームα，βは、測定対象物１０の対象面１０ａ上に照射される。
【００１１】
この光走査装置によれば、偏向する一走査分の偏向動作中で、一つのビームα（β）が走査対象範囲Ｈから外れるときに他のビームβ（α）が走査対象範囲Ｈ内で走査されるので、走査対象範囲Ｈを連続的に走査させることができる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、本発明者が案出した光走査装置を用いた変位測定装置では、図９（ａ）に実線で示すように、各ビームα，βが同時に対象面１０ａに照射されると、各ビームα，βの反射光を受光素子が受光することとなる。このため、変位量を得るための変位信号が、各ビームα，βの変位位置の変位が合成されたものとなって正確な変位量を得ることができないという問題がある。この両ビーム同時照射は、図９（ａ）に一点鎖線（あるいは破線）で示すように、一方のビームα（β）が走査対象範囲Ｈの外に照射されている場合でも、受光系のレンズによって受光素子に受光されるため、走査対象範囲Ｈ内に照射されている他方のビームβ（α）の変位信号に影響を与え、図９（ｂ）に示すように、対象面１０ａに一方のビームβ（α）のみが照射されている有効走査幅ｈしか得られないこととなる。
【００１３】
そこで本発明は、上記課題を解消するために、走査対象範囲に複数のビームを連続的に走査させる光走査装置を用いた変位測定装置にかかり、走査対象範囲内において各ビームの変位信号の合成を防ぐことができるとともに、広域な有効走査幅を得ることができる変位測定装置を提供することを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明による請求項１記載の変位測定装置は、
光の進む方向を変える偏向器４に対して入射角が異なる複数のビームα，βを出射し、前記偏向器４によって前記各ビームα，βをそれぞれ偏向させて、測定対象物１０の所望の走査対象範囲Ｈ内を連続的に走査させる光走査装置１を用いた変位測定装置であって、
一つの前記ビームα（β）が前記測定対象物１０に照射されている時、他の前記ビームβ（α）を前記測定対象物１０に照射させないように他の前記ビームβ（α）を遮蔽する遮蔽手段１２（１２ａ，１２ｂ）を備えたことを特徴とする。
【００１５】
請求項２記載の変位測定装置は、
光の進む方向を変える偏向器４に対して入射角が異なる複数のビームα，βを出射し、前記偏向器４によって前記各ビームα，βをそれぞれ偏向させて、測定対象物１０の所望の走査対象範囲Ｈ内を連続的に走査させる光走査装置１を用いた変位測定装置であって、
一つの前記ビームα（β）が前記走査対象範囲Ｈ内に照射されている時、他の前記ビームβ（α）を前記測定対象物１０に照射させないように他の前記ビームβ（α）の照射を停止させるビーム切換手段１３を備えたことを特徴とする。
【００１６】
請求項３記載の変位測定装置は、
光の進む方向を変える偏向器４に対して入射角が異なる複数のビームα，βを出射し、前記偏向器４によって前記各ビームα，βをそれぞれ偏向させて、測定対象物１０の所望の走査対象範囲Ｈ内を連続的に走査させる光走査装置１を用いた変位測定装置であって、
前記各ビームα，βの走査方向に沿って併設されて、前記測定対象物１０を反射した前記各ビームα，βの反射光を受光し、変位信号を出力する複数の受光素子Ｐ１，Ｐ２を有した受光素子群Ｐと、
一つの前記ビームα（β）が前記測定対象物１０に照射されている時、該ビームα（β）のみの反射光による変位信号を出力するように前記受光素子Ｐ１，Ｐ２の出力を切り換える出力切換手段１４と、
を備えたことを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して具体的に説明する。
図１は、本発明にかかる変位測定装置の構成を示す斜視図である。
【００１８】
本実施の形態での変位測定装置は、投光手段１（光走査装置）と受光手段２で構成されており、三角測量の原理に基づき測定対象物１０の対象面１０ａの変位を測定する。対象面１０ａが鏡面のように反射率が高い場合は、照射点Ｓで反射される光の殆どが、照射点Ｓを対称にして入射角度と同じ角度で受光手段２に反射される。
【００１９】
投光手段１（光走査装置）については、上述した従来の技術で述べた図９（ａ）と同等の構成であり、図１において同一個所に同一符号を付してその説明を省略する。
【００２０】
受光手段２は、集光レンズアレイＣと、結像レンズアレイＦと、受光素子群Ｐで構成されている。集光レンズアレイＣ及び結像レンズアレイＦはそれぞれ、その各光軸がそれぞれ平行で且つその光軸に直交する線上に連続して一列に並ぶように側面同士を密着させた状態で一体化されている。
【００２１】
集光レンズアレイＣは、光軸が、測定対象物１０の対象面１０ａ上に走査される照射点Ｓ（移動軌跡ＳＬ）と交わるように配置されている。この集光レンズアレイＣは、照射点Ｓ（移動軌跡ＳＬ）から所望の焦点距離の位置に配置されている。
【００２２】
また、結像レンズアレイＦは、集光レンズアレイＣによりほぼ平行に収束させた測定光をその光軸の周りに均等に絞り込むことができる。この結像部分は、集光部分からのビームを収束して、受光素子群Ｐへ出射する。
【００２３】
受光素子群Ｐは、結像レンズ部Ｆ１，Ｆ２に対応した同数（本実施の形態では２個）の受光素子Ｐ１，Ｐ２（ＰＳＤ（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｓｅｎｓｉｔｉｖ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ））で構成されている。各受光素子Ｐ１，Ｐ２はそれぞれ各結像レンズ部Ｆ１，Ｆ２に対応しており、それぞれ所望の焦点距離の位置に配置されている。すなわち、結像レンズ部Ｆ１で収束されたビームは受光素子Ｐ１に受光され、結像レンズ部Ｆ２で収束されたビームは受光素子Ｐ２に受光される。
【００２４】
各受光素子Ｐ１，Ｐ２は、照射点Ｓから反射される光が結像される受光面Ｐ１ａ，Ｐ２ａを有する。なお、受光面Ｐ１ａ，Ｐ２ａでの結像点Ｋの走査方向（すなわち照射点Ｓの走査方向）の幅を走査幅Ｗと称する。また結像点Ｋの走査方向（走査幅Ｗ）と直交する方向を縦方向と称する。各受光素子Ｐ１，Ｐ２の縦方向の両端縁には、それぞれ電極が設けられている。これらの電極からは、それぞれ結像点Ｋの位置に応じた電流が出力される。
【００２５】
上述した構成の変位測定装置では、光源３１から照射された照射光は、分光手段３２を介して異なる二つの入射角で偏向器４に出射される。各照射光は、偏向器４によりそれぞれ屈曲され、所定のストロークで走査される。走査された照射光は収束レンズ５に入射され、平行に移動するビームとなり、対象面１０ａ上に照射点Ｓを形成する。照射光は照射点Ｓごとに反射又は散乱し、その反射，散乱光（測定光）は受光手段２側へ出射される。
【００２６】
照射点Ｓが走査されて、結像レンズアレイＦに対向する位置に移動する。照射点Ｓからの測定光は、集光レンズアレイＣによって、ほぼ平行なビームとなって収束する。収束された測定光は、結像レンズＦ１，Ｆ２によって、受光素子Ｐ１，Ｐ２の受光面Ｐ１ａ，Ｐ２ａに結像される。
【００２７】
受光素子Ｐ１，Ｐ２の受光面Ｐ１ａ，Ｐ２ａには、照射点Ｓの高さに正確に対応した位置に点状の像Ｋ（結像点）が形成され、その位置に対応した電気信号（電流）が電極から出力される。そして、上記偏向器４による照射点Ｓの走査によって、受光素子Ｐ１，Ｐ２の受光面Ｐ１ａ，Ｐ２ａに結像される像Ｋの位置が変わる。
【００２８】
照射点Ｓが結像レンズアレイＦに対向する範囲内で移動すると、受光面Ｐ１ａ，Ｐ２ａ上の像Ｋの位置は、受光面Ｐ１ａ，Ｐ２ａの走査幅Ｗの一端側から他端側に移動することになる。
【００２９】
そして、照射点Ｓの走査に伴って、照射点Ｓが高さ（Ｚ）方向に移動すると、受光素子Ｐ１，Ｐ２の受光面Ｐ１ａ，Ｐ２ａ上の像Ｋがずれて，その位置に対応する電気信号が出力される。そして、この電気信号から移動した照射点Ｓの基準面からの高さが検出され、基の照射点Ｓの高さとの差（変位）が判る。
【００３０】
この変位測定装置は、測定対象物１０のＺ軸方向の変位量をＸ軸方向（走査方向）に走査されたビームで得ることができる。また、測定台１１をＹ軸方向（副走査方向）に移動させることにより、Ｘ−Ｙの二次元における各照射点ＳのＺ方向の変位量を得ることができる。
【００３１】
また、対象面１０ａが上記変位測定装置の走査幅に対して大きい場合には、Ｘ方向に照射点Ｓを走査しつつ測定台１１をＹ方向に移動させ、対象面１０ａに対する副走査方向の一方の端縁から他方の端縁まで走査する。次いで、変位測定装置を走査幅分Ｘ方向にシフトし、Ｘ方向に照射点Ｓを走査しつつ測定台１１をＹ方向に移動させ、対象面１０ａに対する走査幅分シフトした副走査方向の他方の端縁から一方の端縁まで走査する。この動作を繰り返すことにより、面積の広い対象面１０ａ全体の変位量が測定できる。
【００３２】
ところで、上述したように、複数のビームα，βをそれぞれ所望の走査対象範囲Ｈで走査する場合、各ビームα，βの走査位置を認識するビーム位置認識手段がある。本実施の形態では、図２に示すように、片道走査される各ビームα，βの始点側となる走査対象範囲Ｈの手前にセンサミラー９ａが配されている。走査対象範囲Ｈに至る手前のビームは、センサミラー９ａによってフォトダイオード９ｂに照射される。これにより、各ビームが走査対象範囲Ｈに手前にあることが検知され、そのタイミングからの経時時間で各ビームの走査位置が認識できる。
【００３３】
また、本実施の形態での変位測定装置（光走査装置）では、図３（ａ）に示すピークホールド回路が設けられている。このピークホールド回路によれば、図３（ｂ）に示すように、フォトダイオード９ｂにて受光したビームの波形のピークの１／２レベルをしきい値として二値化することによって出射パワーの変動によらず安定したタイミング出力が可能となる。
【００３４】
また、上述した変位測定装置（光走査装置）では、複数のビームα，βを受光するため、光学特性が一致しないなどの要因によって各ビームα，βの波形やピークレベルが異なることが考えられる。この場合、図３（ｃ）に示すように、例えば、二つのビームα，βにおいて、ビームαのピークレベルの１／２で、ビームβが二値化されるため、タイミング的にズレが生じることとなる。また、ビームβのように急峻でない所で二値化すると、雑音の影響を受けてタイミングのバラツキが大きくなる。しかも、ビームβのピークがビームαの１／２以下である場合には、ビームβが二値化されないことにもなる。
【００３５】
これに対応するため、各ビームα，β毎に応じたフォトダイオード９ｂを用いることが考えられるが、各ビームα，βのそれぞれ受光できる領域を要したり、センサミラー９ａなどの光学系が各ビームα，β毎に必要であるなどを考慮しなければならない。
【００３６】
そこで、本実施の形態では、図４（ａ）に示すように、各ビームα，βに応じた選択信号Ｓ，Ｓ’によって任意のスキャン信号のみを選択するピークホールド回路により、各ビームα，βの二値化を安定させることが可能となる。なお、選択信号は、別途センサにより何れかのビームα，βのスキャンかを示す信号として得たり、一方のビームα（β）を検出すると他方のビームβ（α）に切り換えるように制御して得たり、あるいは、それぞれ光源３１を設けた場合に各光源３１のスイッチング信号のタイミングによりを得たりすることができる。また、図４（ｂ）に示すように、ピーク検出において、ピーク値のリセット機能を有したピークホールド回路を用いてもよい。
【００３７】
以下、上記構成の変位測定装置にかかる本発明の要部について説明する。
図５（ａ）は本発明の変位測定装置の要部の第一例を示す図、図５（ｂ）は前記第一例のビーム照射のタイミングチャート図である。
【００３８】
図５（ａ）に示すように、投光手段１側には、一つのビームβ（α）が測定対象物１０の対象面１０ａに照射されている時、他のビームα（β）を対象面１０ａに照射させないように、他のビームα（β）を遮蔽する遮蔽手段１２が設けられている。
【００３９】
図５（ａ）で示す遮蔽手段１２は、各ビームα，βを透過させない部材であり、収束レンズ５と測定対象物１０との間であって、走査方向の終点側に設けられている。この遮蔽手段１２は、図５（ａ）において、ビームβが対象面１０ａの走査対象範囲Ｈ外に照射される破線で示す位置にある時、走査対象範囲Ｈ内に照射される破線で示すビームαを遮蔽する。また、遮蔽手段１２は、図５（ａ）において、ビームβが対象面１０ａの走査対象範囲Ｈ内に照射される実線で示す位置にある時、同じく走査対象範囲Ｈ内に照射される実線で示すビームαを遮蔽する。さらに、遮蔽手段１２は、図５（ａ）において、ビームβが対象面１０ａの走査対象範囲Ｈ内に照射される一点鎖線で示す位置にある時、走査対象範囲Ｈ外に照射される一点鎖線で示すビームαを遮蔽する。
【００４０】
この場合、各ビームα，βの位置は、上述した図４（ａ），（ｂ）に示す各ピークホールド回路を用いて認識することができる。
【００４１】
この遮蔽手段１２によれば、図５（ｂ）に示すように、各ビームα，βの走査方向の終点側において、一つのビームβ（α）が対象面１０ａに照射されている時に、他のビームα（β）を遮蔽するため、各ビームα，βの同時照射による未使用領域の一部を、合成のない変位信号が得られる有効走査幅ｈとして広域に用いることが可能となる。
【００４２】
なお、図５（ａ）で示す遮蔽手段１２は、走査方向の終点側でなく始点側に設けられていてもよい。
【００４３】
図６（ａ）は本発明の変位測定装置の要部の第一例の変更例を示す図、図６（ｂ）は前記第一例の変更例のビーム照射のタイミングチャート図である。
【００４４】
上記遮蔽手段１２は、図６（ａ）に示す構成であってもよい。図６（ａ）で示す遮蔽手段１２は、各ビームα，βを透過させない部材であり、収束レンズ５と測定対象物１０との間であって、走査方向の始点側に設けられた遮蔽手段１２ａと、走査方向の終点側に設けられた遮蔽手段１２ｂとを有している。
【００４５】
遮蔽手段１２ａは、図６（ａ）において、対象面１０ａの走査対象範囲Ｈ外に照射される破線で示す位置にあるビームβを遮蔽する。遮蔽手段１２ｂは、図６（ａ）において、対象面１０ａの走査対象範囲Ｈ内に照射される実線で示す位置と、対象面１０ａの走査対象範囲Ｈ外に照射される一点鎖線で示す位置とにあるビームαを遮蔽する。
【００４６】
この遮蔽手段１２ａ，１２ｂによれば、図６（ｂ）に示すように、各ビームα，βの走査方向の始点側および終点側において、一つのビームβ（α）が対象面１０ａに照射されている時に、他のビームα（β）を遮蔽するため、各ビームα，βの同時照射による未使用領域の一部を、合成のない変位信号が得られる有効走査幅ｈとして広域に用いることが可能となる。
【００４７】
特に、遮蔽手段１２ａ，１２ｂは、各ビームα，βの走査方向の始点側および終点側でそれぞれ遮蔽を行うため、有効走査幅ｈの領域を走査対象範囲Ｈ内の略中央にて得ることが可能である。
【００４８】
なお、図６（ａ）で示す遮蔽手段１２ａ，１２ｂは、遮蔽手段１２ａが、対象面１０ａの走査対象範囲Ｈ内に照射される実線で示す位置と、対象面１０ａの走査対象範囲Ｈ外に照射される一点鎖線で示す位置とにあるビームβを遮蔽し、遮蔽手段１２ｂが、対象面１０ａの走査対象範囲Ｈ外に照射される破線で示す位置にあるビームαを遮蔽するように設けられていてもよい。
【００４９】
図７（ａ）は本発明の変位測定装置の要部の第二例を示す図、図７（ｂ）は前記第二例のビーム照射のタイミングチャート図である。
【００５０】
図７（ａ）に示すように、投光手段１側には、偏向器４に対して入射角が異なる複数のビームα，βを出射する各光源３１，３１’が設けられている。各光源３１，３１’は、ビーム切換手段１３によりビームα，βの照射・停止が切り換えられる。
【００５１】
ビーム切換手段１３は、例えば、スイッチング回路をなし、一つのビームβ（α）が走査対象範囲Ｈ内に照射されている時、他のビームα（β）を測定対象物１０の対象面１０ａに照射させないように他のビームα（β）の照射を停止させる。
【００５２】
この場合、ビーム切換手段１３は、各ビームα，βの位置を、上述した図４（ａ），（ｂ）に示す各ピークホールド回路からの信号に基づいて認識することができる。
【００５３】
このビーム切換手段１３によれば、図７（ｂ）に示すように、走査対象範囲Ｈ内において各ビームα，βの同時照射をなくすため、走査対象範囲Ｈの略全域を、合成のない変位信号が得られる有効走査幅ｈとして広域に用いることが可能となる。
【００５４】
図８（ａ）は本発明の変位測定装置の要部の第三例を示す図、図８（ｂ）は前記第三例のビーム受光のタイミングチャート図である。
【００５５】
図８（ａ）に示すように、受光手段２側には、各受光素子Ｐ１，Ｐ２にかかり、一つのビームα（β）が測定対象物１０の対象面１０ａに照射されている時、このビームα（β）のみの反射光による変位信号を出力するように受光素子Ｐ１，Ｐ２の出力を切り換える出力切換手段１４が設けられている。
【００５６】
出力切換手段１４は、例えば、スイッチング回路をなし、一つのビームα（β）測定対象物１０の対象面１０ａに照射されている時、このビームα（β）の位置に応じて、その反射光による変位信号をのみ出力するように受光素子Ｐ１，Ｐ２の出力を切り換える。図８（ａ）では、ビームαのみの反射光の変位信号を出力するように、ビームαを受光する受光素子Ｐ２の変位信号を出力できるように切り換える。そして、ビームαが走査対象範囲Ｈから外れる時、走査対象範囲Ｈ内に照射されるビームβを受光する受光素子Ｐ１の変位信号を出力できるように切り換える。また、走査対象範囲Ｈを走査されるビームα（β）は、各結像レンズ部Ｆ１，Ｆ２によって各受光素子Ｐ１，Ｐ２に移行するため、これに応じて各受光素子Ｐ１，Ｐ２の変位信号の出力を切り換える。
【００５７】
この場合、出力切換手段１４は、各ビームα，βの位置を、上述した図４（ａ），（ｂ）に示す各ピークホールド回路からの信号に基づいて認識することができる。
【００５８】
この出力切換手段１４によれば、図８（ｂ）に示すように、走査対象範囲Ｈ内において各ビームα，βの同時照射分をカットするため、走査対象範囲Ｈの略全域を、合成のない変位信号が得られる有効走査幅ｈとして広域に用いることが可能となる。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明による変位測定装置は、遮蔽手段によって、入射角が異なる各ビームのうちの一つのビームが測定対象物に照射されている時、他のビームを測定対象物に照射させないように遮蔽するため、測定対象物への各ビームの同時照射を無くして合成のない変位信号のみのを受信することができる。さらに、走査対象範囲内のビームにかかり、そのビームに影響を与える走査対象範囲外のビームが遮蔽されるので、広域な有効走査幅を得ることができる。
【００６０】
また、ビーム切換手段によって、入射角が異なる各ビームのうちの一つのビームが走査対象範囲内に照射されている時、他のビームの照射を停止させるため、測定対象物への各ビームの同時照射を無くして合成のない変位信号のみのを受信することができる。さらに、走査対象範囲内のビームにかかり、そのビームに影響を与える走査対象範囲外のビームの照射が停止されるので、広域な有効走査幅を得ることができる。
【００６１】
また、出力切換手段によって、入射角が異なる各ビームのうちの一つのビームが測定対象物に照射されている時、該ビームのみの反射光による変位信号を出力するように受光素子の出力を切り換えるため、測定対象物への各ビームの同時照射があっても合成のない変位信号のみのを得ることができる。さらに、走査対象範囲内のビームにかかり、そのビームに影響を与える走査対象範囲外のビームの変位信号の出力が停止されるので、広域な有効走査幅を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる変位測定装置の構成を示す斜視図。
【図２】ビーム位置認識手段を示す図。
【図３】（ａ）ピークホールド回路を示す図
（ｂ）ビーム波形の二値化を示す図。
（ｃ）二つのビーム波形の二値化を例示した図。
【図４】（ａ）複数（二つ）のビームに対応したピークホールド回路を示す図。
（ｂ）複数（二つ）のビームに対応した他のピークホールド回路を示す図。
【図５】（ａ）本発明の変位測定装置の要部の第一例を示す図。
（ｂ）前記第一例のビーム照射のタイミングチャート図。
【図６】（ａ）本発明の変位測定装置の要部の第一例の変更例を示す図。
（ｂ）前記第一例の変更例のビーム照射のタイミングチャート図。
【図７】（ａ）本発明の変位測定装置の要部の第二例を示す図。
（ｂ）前記第二例のビーム照射のタイミングチャート図。
【図８】（ａ）本発明の変位測定装置の要部の第三例を示す図。
（ｂ）前記第三例のビーム受光のタイミングチャート図。
【図９】（ａ）本発明者が発案した光走査装置を示す図。
（ｂ）前記光走査装置のビーム照射のタイミングチャート図。
【符号の説明】
４…偏向器、１０…測定対象物、１２（１２ａ，１２ｂ）…遮蔽手段、１３…ビーム切換手段、１４…出力切換手段、α，β…ビーム、Ｐ…受光素子群、Ｐ１，Ｐ２…受光素子、Ｈ…走査対象範囲。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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