JP2000193440A - レ―ザ―測角装置 - Google Patents
レ―ザ―測角装置Info
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- JP2000193440A JP2000193440A JP10371831A JP37183198A JP2000193440A JP 2000193440 A JP2000193440 A JP 2000193440A JP 10371831 A JP10371831 A JP 10371831A JP 37183198 A JP37183198 A JP 37183198A JP 2000193440 A JP2000193440 A JP 2000193440A
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Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】微弱な再帰レーザー光を集光して正確な角度位
置を検出する。 【解決手段】レーザー発振器４から投射された投射レー
ザー光の投射光軸上に４５°傾斜して配置された反射ミ
ラー５と、投射光軸に対して４５°傾斜されるとともに
投射光軸周りに回転自在に配置された全反射の回転ミラ
ー３と、この回転ミラー３の回転角を検出するロータリ
ーエンコーダ１７と、再帰反射体Ｒに反射した再帰レー
ザー光が全反射回転ミラー３と反射ミラー５に反射され
て受光される受光素子７と、受光素子７とロータリーエ
ンコーダ１７の信号により、再帰反射体Ｒの角度位置を
検出するカウンター９とを具備し、前記反射ミラー５
に、透過率が高いハーフミラー部５ａを中心部に設ける
とともに、その外周部に透過率が低い全反射ミラー部５
ｂを形成した。
置を検出する。 【解決手段】レーザー発振器４から投射された投射レー
ザー光の投射光軸上に４５°傾斜して配置された反射ミ
ラー５と、投射光軸に対して４５°傾斜されるとともに
投射光軸周りに回転自在に配置された全反射の回転ミラ
ー３と、この回転ミラー３の回転角を検出するロータリ
ーエンコーダ１７と、再帰反射体Ｒに反射した再帰レー
ザー光が全反射回転ミラー３と反射ミラー５に反射され
て受光される受光素子７と、受光素子７とロータリーエ
ンコーダ１７の信号により、再帰反射体Ｒの角度位置を
検出するカウンター９とを具備し、前記反射ミラー５
に、透過率が高いハーフミラー部５ａを中心部に設ける
とともに、その外周部に透過率が低い全反射ミラー部５
ｂを形成した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動走行車両や移
動装置などにおける誘導や位置計測、自然物や大型構造
物の測量や異常計測などに使用されるレーザー測角装置
に関する。
動装置などにおける誘導や位置計測、自然物や大型構造
物の測量や異常計測などに使用されるレーザー測角装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】フィールドの複数個所に設置されたラン
ドマークである再帰反射体に、車両からレーザー光を投
射し、その反射光を受光して、車両の位置（車両の角度
や座標）を測定する測定装置がある。この測定装置のレ
ーザー光投受光装置では、投光位置と受光位置とを同一
位置に設定するため、投射レーザー光と反射レーザー光
とを分離する反射ミラーが設置されている。この従来の
反射ミラーは、中心位置に投射レーザー光を通過させる
ための透孔が形成された穴明きミラー式により構成され
たり、あるいは反射ミラー全体をハーフミラー式により
形成したものが採用されていた。
ドマークである再帰反射体に、車両からレーザー光を投
射し、その反射光を受光して、車両の位置（車両の角度
や座標）を測定する測定装置がある。この測定装置のレ
ーザー光投受光装置では、投光位置と受光位置とを同一
位置に設定するため、投射レーザー光と反射レーザー光
とを分離する反射ミラーが設置されている。この従来の
反射ミラーは、中心位置に投射レーザー光を通過させる
ための透孔が形成された穴明きミラー式により構成され
たり、あるいは反射ミラー全体をハーフミラー式により
形成したものが採用されていた。
【０００３】なお、ここでいう再帰反射体とは、入射光
全てを入射光と平行に反射するものに限らず、測角装置
からの光を測角装置へ反射するために意図的に設置した
反射体をさす。また全て入射光を入射光と平行に反射す
る反射体には、コーナーキューブがあり、一部を反射す
るものとして円柱状の半車体やビーズ（球）状の半車
体、あるいはビーズ状の半車体を埋め込んだものがあ
る。
全てを入射光と平行に反射するものに限らず、測角装置
からの光を測角装置へ反射するために意図的に設置した
反射体をさす。また全て入射光を入射光と平行に反射す
る反射体には、コーナーキューブがあり、一部を反射す
るものとして円柱状の半車体やビーズ（球）状の半車
体、あるいはビーズ状の半車体を埋め込んだものがあ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、車両の行動範
囲が広い場合、再帰反射体からの微弱な反射レーザー光
を正確に検出する必要があることから、穴明きミラー式
や、反射時の反射損失があるハーフミラー式では、反射
レーザー光の減衰があり、集光能力が低いという問題が
あった。
囲が広い場合、再帰反射体からの微弱な反射レーザー光
を正確に検出する必要があることから、穴明きミラー式
や、反射時の反射損失があるハーフミラー式では、反射
レーザー光の減衰があり、集光能力が低いという問題が
あった。
【０００５】本発明は上記問題点を解決して、より効果
的に再帰レーザー光を集光できて微弱な反射レーザー光
を正確に検出し、位置を正確に検出できるレーザー測角
装置を提供することを目的とする。
的に再帰レーザー光を集光できて微弱な反射レーザー光
を正確に検出し、位置を正確に検出できるレーザー測角
装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、レーザー発振器から投射された投射レーザ
ー光の投射光軸上に所定角度傾斜して配置された反射ミ
ラーと、前記反射ミラーからの投射光軸に対して所定角
度傾斜されるとともに投射光軸周りに回転自在に配置さ
れた全反射回転ミラーと、この全反射回転ミラーの回転
角を検出するロータリーエンコーダと、再帰反射体に反
射して戻る再帰レーザー光が全反射回転ミラーを介して
前記反射ミラーに反射される反射光軸上に配置された受
光素子と、受光素子と前記ロータリーエンコーダからの
信号により、再帰反射体の角度位置を検出する角度測定
部とを具備し、前記反射ミラーに、透過率が高いハーフ
ミラー部を中心部に設けるとともに、その外周部に透過
率が低い全反射ミラー部を形成したものである。
に本発明は、レーザー発振器から投射された投射レーザ
ー光の投射光軸上に所定角度傾斜して配置された反射ミ
ラーと、前記反射ミラーからの投射光軸に対して所定角
度傾斜されるとともに投射光軸周りに回転自在に配置さ
れた全反射回転ミラーと、この全反射回転ミラーの回転
角を検出するロータリーエンコーダと、再帰反射体に反
射して戻る再帰レーザー光が全反射回転ミラーを介して
前記反射ミラーに反射される反射光軸上に配置された受
光素子と、受光素子と前記ロータリーエンコーダからの
信号により、再帰反射体の角度位置を検出する角度測定
部とを具備し、前記反射ミラーに、透過率が高いハーフ
ミラー部を中心部に設けるとともに、その外周部に透過
率が低い全反射ミラー部を形成したものである。
【０００７】上記構成によれば、装置外への投射レーザ
ー光の出力は規制により制限されるが、装置内でのレー
ザー光は出力の制限がないことから、レーザー発振器の
出力を上げることで装置外へのレーザー光は一定の出力
を確保することができる。したがって、受光素子に集光
される再帰レーザー光は、従来の穴明きミラー式に比べ
て透孔部がハーフミラーに反射される分、多く集光する
ことができ、また従来のハーフミラー式に比べて、反射
時の損失が少ない分、集光能力が高く、遠距離の再帰反
射体に反射された微弱な反射レーザー光であっても、高
精度で検出することができ、遠距離にある再帰反射体に
対する角度を高精度で測定することができる。また、こ
のレーザー測角装置を移動体に搭載した場合には、一定
範囲のフィールドにある再帰反射体の数を減らすことが
できる。
ー光の出力は規制により制限されるが、装置内でのレー
ザー光は出力の制限がないことから、レーザー発振器の
出力を上げることで装置外へのレーザー光は一定の出力
を確保することができる。したがって、受光素子に集光
される再帰レーザー光は、従来の穴明きミラー式に比べ
て透孔部がハーフミラーに反射される分、多く集光する
ことができ、また従来のハーフミラー式に比べて、反射
時の損失が少ない分、集光能力が高く、遠距離の再帰反
射体に反射された微弱な反射レーザー光であっても、高
精度で検出することができ、遠距離にある再帰反射体に
対する角度を高精度で測定することができる。また、こ
のレーザー測角装置を移動体に搭載した場合には、一定
範囲のフィールドにある再帰反射体の数を減らすことが
できる。
【０００８】また請求項２記載の構成によれば、レーザ
ー発振器から投射光軸に沿って投射された投射レーザー
光を反射投射光軸上に反射するハーフミラーと、このハ
ーフミラーの反射投射光軸に対して所定角度傾斜される
とともに反射投射光軸周りに回転自在に配置され、投射
レーザー光を再帰反射体に投射する全反射回転ミラー
と、この全反射回転ミラーの回転角を検出するロータリ
ーエンコーダと、前記再帰反射体に反射されて戻る再帰
レーザー光が全反射回転ミラーから反射投射光軸に沿っ
て入射されハーフミラーとその周囲を通過して受光され
る反射投射光軸上に配置された受光素子と、この受光素
子と前記ロータリーエンコーダからの信号により、再帰
反射体の角度位置を検出する角度測定部とを具備し、前
記ハーフミラーの大きさを、投射レーザー光の光径に対
応して形成したものである。
ー発振器から投射光軸に沿って投射された投射レーザー
光を反射投射光軸上に反射するハーフミラーと、このハ
ーフミラーの反射投射光軸に対して所定角度傾斜される
とともに反射投射光軸周りに回転自在に配置され、投射
レーザー光を再帰反射体に投射する全反射回転ミラー
と、この全反射回転ミラーの回転角を検出するロータリ
ーエンコーダと、前記再帰反射体に反射されて戻る再帰
レーザー光が全反射回転ミラーから反射投射光軸に沿っ
て入射されハーフミラーとその周囲を通過して受光され
る反射投射光軸上に配置された受光素子と、この受光素
子と前記ロータリーエンコーダからの信号により、再帰
反射体の角度位置を検出する角度測定部とを具備し、前
記ハーフミラーの大きさを、投射レーザー光の光径に対
応して形成したものである。
【０００９】上記構成によれば、装置外への投射レーザ
ー光の出力は規制により制限されるが、装置内でのレー
ザー光は出力の制限がないことから、レーザー発振器の
出力を上げることで装置外へのレーザー光は一定の出力
を確保することができる。したがって、受光素子に集光
される再帰レーザー光は、従来の穴明きミラー式に比べ
て、ハーフミラーを透過する分、多く集光することがで
き、また従来のハーフミラー式に比べて、透過損失が少
ない分、集光能力が高く、遠距離の再帰反射体に反射さ
れた微弱な反射レーザー光であっても、高精度で検出す
ることができ、遠距離にある再帰反射体に対する角度を
高精度で測定することができる。また、このレーザー測
角装置を移動体に搭載した場合には、一定範囲のフィー
ルドにある再帰反射体の数を減らすことができる。
ー光の出力は規制により制限されるが、装置内でのレー
ザー光は出力の制限がないことから、レーザー発振器の
出力を上げることで装置外へのレーザー光は一定の出力
を確保することができる。したがって、受光素子に集光
される再帰レーザー光は、従来の穴明きミラー式に比べ
て、ハーフミラーを透過する分、多く集光することがで
き、また従来のハーフミラー式に比べて、透過損失が少
ない分、集光能力が高く、遠距離の再帰反射体に反射さ
れた微弱な反射レーザー光であっても、高精度で検出す
ることができ、遠距離にある再帰反射体に対する角度を
高精度で測定することができる。また、このレーザー測
角装置を移動体に搭載した場合には、一定範囲のフィー
ルドにある再帰反射体の数を減らすことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】ここで、本発明に係るレーザー測
角装置の実施の形態を図１〜図４に基づいて説明する。
角装置の実施の形態を図１〜図４に基づいて説明する。
【００１１】この測角装置は、図１に示すように、たと
えばフィールドの所定経路に沿って自動走行される移動
体１から全周にわたってレーザー光を投射させ、フィー
ルドの複数個所にランドマークとして設置された再帰反
射体Ｒで反射された再帰レーザー光を検出することによ
り、移動体１の有する基準（たとえば進行方向）から見
た再帰反射体Ｒの角度を測定して、移動体１の位置を検
出するためのものである。
えばフィールドの所定経路に沿って自動走行される移動
体１から全周にわたってレーザー光を投射させ、フィー
ルドの複数個所にランドマークとして設置された再帰反
射体Ｒで反射された再帰レーザー光を検出することによ
り、移動体１の有する基準（たとえば進行方向）から見
た再帰反射体Ｒの角度を測定して、移動体１の位置を検
出するためのものである。
【００１２】すなわち、移動体１に配置されたレーザー
光投受光装置２から全反射回転ミラー３を介して全角度
方向に投射レーザー光（ビーム）を投射し、ランドマー
クとして設置された再帰反射体Ｒにより同一方向に反射
させ、この再帰レーザー光を回転ミラー３を介して投受
光装置２で検出する。そして、設置位置が既知の少なく
とも３つの再帰反射体Ｒから再帰レーザー光を検出し、
連続して検出した３つの再帰レーザー光の検出角の差か
らこの測角装置の位置を検出し、結果として測角装置を
搭載した移動体１の位置と進行方向を検出するものであ
る。
光投受光装置２から全反射回転ミラー３を介して全角度
方向に投射レーザー光（ビーム）を投射し、ランドマー
クとして設置された再帰反射体Ｒにより同一方向に反射
させ、この再帰レーザー光を回転ミラー３を介して投受
光装置２で検出する。そして、設置位置が既知の少なく
とも３つの再帰反射体Ｒから再帰レーザー光を検出し、
連続して検出した３つの再帰レーザー光の検出角の差か
らこの測角装置の位置を検出し、結果として測角装置を
搭載した移動体１の位置と進行方向を検出するものであ
る。
【００１３】すなわち、筐体１ａ内に設置されたレーザ
ー光投受光装置２は、上方に向ってレーザー光Ｌｓを投
射するレーザー発振器４と、この投射レーザー光Ｌｓの
投射光軸Ｏｓ上にたとえば４５度傾斜して配置されレー
ザー発振器４からの投射レーザー光を通過させるととも
に、再帰レーザー光Ｌｒを反射する反射ミラー５と、こ
の反射ミラー５に反射された再帰レーザー光Ｌｒの反射
光軸Ｏｒ上に配置された集光レンズ６および受光素子７
とを具備している。そして反射ミラー５は、投射レーザ
ー光Ｌｓを中心部のハーフミラー部５ａで透過させると
ともに、再帰レーザー光Ｌｒをハーフミラー部５ａとそ
の周囲の全反射ミラー部５ｂとにより反射光軸Ｏｒ方向
に反射させるように構成される。
ー光投受光装置２は、上方に向ってレーザー光Ｌｓを投
射するレーザー発振器４と、この投射レーザー光Ｌｓの
投射光軸Ｏｓ上にたとえば４５度傾斜して配置されレー
ザー発振器４からの投射レーザー光を通過させるととも
に、再帰レーザー光Ｌｒを反射する反射ミラー５と、こ
の反射ミラー５に反射された再帰レーザー光Ｌｒの反射
光軸Ｏｒ上に配置された集光レンズ６および受光素子７
とを具備している。そして反射ミラー５は、投射レーザ
ー光Ｌｓを中心部のハーフミラー部５ａで透過させると
ともに、再帰レーザー光Ｌｒをハーフミラー部５ａとそ
の周囲の全反射ミラー部５ｂとにより反射光軸Ｏｒ方向
に反射させるように構成される。
【００１４】また筐体１ａには、投射光軸Ｏｓ上に投射
光軸Ｏｓを中心に回転自在な転がり軸受１２が設けられ
ており、転がり軸受１２の回転部１１の外端に投射光軸
Ｏｓに対して４５度傾斜された全反射の回転ミラー３が
取付けられている。またこの回転部１１には受動タイミ
ングギヤ１３が形成され、この受動タイミングギヤ１３
と回転モータ１４に回転駆動される駆動タイミングギヤ
１５との間にタイミングベルト１６が巻張されて連動さ
れている。さらに、この回転導管１１には、回転角を検
出するロータリーエンコーダ１７が設けられている。
光軸Ｏｓを中心に回転自在な転がり軸受１２が設けられ
ており、転がり軸受１２の回転部１１の外端に投射光軸
Ｏｓに対して４５度傾斜された全反射の回転ミラー３が
取付けられている。またこの回転部１１には受動タイミ
ングギヤ１３が形成され、この受動タイミングギヤ１３
と回転モータ１４に回転駆動される駆動タイミングギヤ
１５との間にタイミングベルト１６が巻張されて連動さ
れている。さらに、この回転導管１１には、回転角を検
出するロータリーエンコーダ１７が設けられている。
【００１５】前記受光素子７の検出信号が増幅器８を介
して角度測定部である処理装置９に入力されるととも
に、ロータリーエンコーダ１７からの回転角信号が処理
装置９のカウンター部に入力され、処理装置９では受光
素子７が検出された時のカウンター部の出力が再帰反射
体Ｒの検出角度として演算するように構成される。
して角度測定部である処理装置９に入力されるととも
に、ロータリーエンコーダ１７からの回転角信号が処理
装置９のカウンター部に入力され、処理装置９では受光
素子７が検出された時のカウンター部の出力が再帰反射
体Ｒの検出角度として演算するように構成される。
【００１６】前記反射ミラー５は、１例として、図２に
示すように、中心部に直径８〜１０ｍｍの貫通孔２１ａ
が形成された穴明きミラー２１により全反射ミラー部５
ｂが形成され、この貫通孔２１ａに取付けられたハーフ
ミラー板２２によりハーフミラー部５ａが形成される。
示すように、中心部に直径８〜１０ｍｍの貫通孔２１ａ
が形成された穴明きミラー２１により全反射ミラー部５
ｂが形成され、この貫通孔２１ａに取付けられたハーフ
ミラー板２２によりハーフミラー部５ａが形成される。
【００１７】またこの反射ミラー５の他の例として、図
３，４に示すように、１枚のガラス母材３１の表面全体
に非金属鏡面材料３２を所定の膜厚で、または金属鏡面
材料３３を所定の密度で蒸着して透過率Ｔ．Ｒ．５０％
（Ｔ：Ｒ＝５：５）のハーフミラーを形成し、さらにこ
のハーフミラーのハーフミラー部５ａ対応位置をマスク
して、同種または異種の非金属鏡面材料３２または金属
鏡面材料３３を蒸着して、全反射の全反射ミラー部５ｂ
を形成する。これにより、１枚のガラス母材３１の表面
に、直径８〜１０ｍｍのハーフミラー部５ｂとその周囲
の全反射ミラー部５ｂとを一体に形成することができ
る。
３，４に示すように、１枚のガラス母材３１の表面全体
に非金属鏡面材料３２を所定の膜厚で、または金属鏡面
材料３３を所定の密度で蒸着して透過率Ｔ．Ｒ．５０％
（Ｔ：Ｒ＝５：５）のハーフミラーを形成し、さらにこ
のハーフミラーのハーフミラー部５ａ対応位置をマスク
して、同種または異種の非金属鏡面材料３２または金属
鏡面材料３３を蒸着して、全反射の全反射ミラー部５ｂ
を形成する。これにより、１枚のガラス母材３１の表面
に、直径８〜１０ｍｍのハーフミラー部５ｂとその周囲
の全反射ミラー部５ｂとを一体に形成することができ
る。
【００１８】さらに他の例として、１枚のガラス母材３
１の全反射ミラー部５ｂの対応部をマスクして、非金属
鏡面材料３２を所定の膜厚で、または金属鏡面材料３３
を所定の密度で蒸着して透過率Ｔ．Ｒ．５０％（Ｔ：Ｒ
＝５：５）のハーフミラー部５ａを形成し、さらにハー
フミラー部５ａをマスクして同種または異種の非金属鏡
面材料３２または金属鏡面材料３３を蒸着して全反射の
全反射ミラー部５ｂを一体に形成する。この逆の手順で
全反射ミラー部５ｂを形成後、ハーフミラー部５ａを形
成してもよい。
１の全反射ミラー部５ｂの対応部をマスクして、非金属
鏡面材料３２を所定の膜厚で、または金属鏡面材料３３
を所定の密度で蒸着して透過率Ｔ．Ｒ．５０％（Ｔ：Ｒ
＝５：５）のハーフミラー部５ａを形成し、さらにハー
フミラー部５ａをマスクして同種または異種の非金属鏡
面材料３２または金属鏡面材料３３を蒸着して全反射の
全反射ミラー部５ｂを一体に形成する。この逆の手順で
全反射ミラー部５ｂを形成後、ハーフミラー部５ａを形
成してもよい。
【００１９】なお、ハーフミラー部５ａをガラス母材３
１の裏面に、全反射ミラー部５ａを表面にそれぞれ形成
することもできる。
１の裏面に、全反射ミラー部５ａを表面にそれぞれ形成
することもできる。
【００２０】ここで、ハーフミラー部５ａおよび全反射
ミラー部５ｂを形成する非金属鏡面材料３２には、Ｚｎ
Ｓ，ＣｅＯ2，ＴｉＯ2などが使用され、また金属鏡面材
料３３には、Ａｌ，Ａｇ，Ｃｒ，Ａｕなどが使用され
る。また、非金属鏡面材料３２を使用した場合、反射ミ
ラー５に使用するレーザー光の波長の反射率が高く、他
の波長の反射率の低い材料あるいは付着方法を選択し
て、すなわち材質の屈折率と膜厚で波長に対する反射率
が決定されるが、この屈折率に合わせて材質を選択して
鏡面を形成することにより、他の余分な光（ノイズ）を
排除できるフィルタ機能を発揮させることもできる。
ミラー部５ｂを形成する非金属鏡面材料３２には、Ｚｎ
Ｓ，ＣｅＯ2，ＴｉＯ2などが使用され、また金属鏡面材
料３３には、Ａｌ，Ａｇ，Ｃｒ，Ａｕなどが使用され
る。また、非金属鏡面材料３２を使用した場合、反射ミ
ラー５に使用するレーザー光の波長の反射率が高く、他
の波長の反射率の低い材料あるいは付着方法を選択し
て、すなわち材質の屈折率と膜厚で波長に対する反射率
が決定されるが、この屈折率に合わせて材質を選択して
鏡面を形成することにより、他の余分な光（ノイズ）を
排除できるフィルタ機能を発揮させることもできる。
【００２１】上記実施の形態によれば、屋内外へ放射さ
れるレーザー光の出力は規制により制限されており、装
置内での出力の制限がないことから、レーザー発振器４
の出力を上げることにより、ハーフミラー部５ａを透過
した投射レーザー光Ｌｓの出力は制限値の出力を確保す
ることができる。このため、再帰レーザー光Ｌｒは、従
来の穴明きミラー式に比べて透孔部分がハーフミラー部
５ａに反射される分の再帰レーザー光Ｌｒ′を多く集光
することができる。また従来のハーフミラー式に比べ
て、反射時の損失分だけ集光能力を高くすることができ
る。したがって、遠距離の目的反射体１ａに反射された
微弱な再帰レーザー光Ｌｒであっても、高精度で認識す
ることができる。このため、このレーザー測角装置で
は、移動体１の走行範囲が広くなっても、再帰反射体Ｒ
からの微弱な再帰レーザー光Ｌｒを高精度に検出して再
帰反射体Ｒに対する移動体１の座標角度をより正確に検
出することができる。したがって、一定の広さのフィー
ルドに設置する再帰反射体Ｒの設置数を削減することが
でき、設備コストを低減できるという効果もある。
れるレーザー光の出力は規制により制限されており、装
置内での出力の制限がないことから、レーザー発振器４
の出力を上げることにより、ハーフミラー部５ａを透過
した投射レーザー光Ｌｓの出力は制限値の出力を確保す
ることができる。このため、再帰レーザー光Ｌｒは、従
来の穴明きミラー式に比べて透孔部分がハーフミラー部
５ａに反射される分の再帰レーザー光Ｌｒ′を多く集光
することができる。また従来のハーフミラー式に比べ
て、反射時の損失分だけ集光能力を高くすることができ
る。したがって、遠距離の目的反射体１ａに反射された
微弱な再帰レーザー光Ｌｒであっても、高精度で認識す
ることができる。このため、このレーザー測角装置で
は、移動体１の走行範囲が広くなっても、再帰反射体Ｒ
からの微弱な再帰レーザー光Ｌｒを高精度に検出して再
帰反射体Ｒに対する移動体１の座標角度をより正確に検
出することができる。したがって、一定の広さのフィー
ルドに設置する再帰反射体Ｒの設置数を削減することが
でき、設備コストを低減できるという効果もある。
【００２２】図５は測角装置の他の実施の形態を示す。
この実施の形態は先の実施の形態のレーザー発振器４
と、集光レンズ６および受光器７の位置を入れ替えたも
ので、同一部材には同一符号を付して説明を省略する。
この実施の形態は先の実施の形態のレーザー発振器４
と、集光レンズ６および受光器７の位置を入れ替えたも
ので、同一部材には同一符号を付して説明を省略する。
【００２３】すなわち、レーザー発振器４から投射され
た投射レーザー光Ｌｓは、投射光軸Ｏｓ１上のハーフミ
ラー４１に反射されて反射投射光軸Ｏｓ２に沿って全反
射回転ミラー３に投射される。このハーフミラー４１
は、投射光軸Ｏｓ１上にたとえば４５°傾斜して配置さ
れ、投射レーザー光Ｌｓの光径と同等程度の径が望まし
い。この理由としては、ハーフミラー４１が光径より小
さい場合には、投光の段階で光量が減少されるからであ
り、反対に光径より大きい場合には、受光する光量のロ
スが大きくなるからである。ただし、ハーフミラー４１
の大きさは、計測範囲やレーザー光の出力との兼ね合い
により決定される。
た投射レーザー光Ｌｓは、投射光軸Ｏｓ１上のハーフミ
ラー４１に反射されて反射投射光軸Ｏｓ２に沿って全反
射回転ミラー３に投射される。このハーフミラー４１
は、投射光軸Ｏｓ１上にたとえば４５°傾斜して配置さ
れ、投射レーザー光Ｌｓの光径と同等程度の径が望まし
い。この理由としては、ハーフミラー４１が光径より小
さい場合には、投光の段階で光量が減少されるからであ
り、反対に光径より大きい場合には、受光する光量のロ
スが大きくなるからである。ただし、ハーフミラー４１
の大きさは、計測範囲やレーザー光の出力との兼ね合い
により決定される。
【００２４】また再帰反射体Ｒに反射して戻る再帰レー
ザー光Ｌｒは、全反射回転ミラー３に反射されて反射投
射光軸Ｏｓ２に沿って直進し、ハーフミラー４１および
その周囲を通って集光レンズ６から受光素子７に検出さ
れるように構成されている。
ザー光Ｌｒは、全反射回転ミラー３に反射されて反射投
射光軸Ｏｓ２に沿って直進し、ハーフミラー４１および
その周囲を通って集光レンズ６から受光素子７に検出さ
れるように構成されている。
【００２５】この実施の形態によれば、従来の穴明きミ
ラーなどに比較して、再帰レーザー光Ｌｒがハーフミラ
ー４１を透過する分だけ多く受光素子７に検出すること
ができ、再帰反射体Ｒからの微弱な再帰レーザー光Ｌｒ
を高精度に検出して再帰反射体Ｒに対する移動体１の座
標角度をより正確に検出することができて、先の実施の
形態と同様の効果を奏することができる。
ラーなどに比較して、再帰レーザー光Ｌｒがハーフミラ
ー４１を透過する分だけ多く受光素子７に検出すること
ができ、再帰反射体Ｒからの微弱な再帰レーザー光Ｌｒ
を高精度に検出して再帰反射体Ｒに対する移動体１の座
標角度をより正確に検出することができて、先の実施の
形態と同様の効果を奏することができる。
【００２６】
【発明の効果】以上に述べたごとく本発明によれば、装
置外への投射レーザー光の出力は規制により制限される
が、装置内でのレーザー光は出力の制限がないことか
ら、レーザー発振器の出力を上げることで装置外へのレ
ーザー光は一定の出力を確保することができる。したが
って、受光素子に集光される再帰レーザー光は、従来の
穴明きミラー式に比べて透孔部がハーフミラーに反射さ
れる分、多く集光することができ、また従来のハーフミ
ラー式に比べて、反射時の損失が少ない分、集光能力が
高く、遠距離の再帰反射体に反射された微弱な反射レー
ザー光であっても、高精度で検出することができ、遠距
離にある再帰反射体に対する角度を高精度で測定するこ
とができる。また、このレーザー測角装置を移動体に搭
載した場合には、一定範囲のフィールドにある再帰反射
体の数を減らすことができる。
置外への投射レーザー光の出力は規制により制限される
が、装置内でのレーザー光は出力の制限がないことか
ら、レーザー発振器の出力を上げることで装置外へのレ
ーザー光は一定の出力を確保することができる。したが
って、受光素子に集光される再帰レーザー光は、従来の
穴明きミラー式に比べて透孔部がハーフミラーに反射さ
れる分、多く集光することができ、また従来のハーフミ
ラー式に比べて、反射時の損失が少ない分、集光能力が
高く、遠距離の再帰反射体に反射された微弱な反射レー
ザー光であっても、高精度で検出することができ、遠距
離にある再帰反射体に対する角度を高精度で測定するこ
とができる。また、このレーザー測角装置を移動体に搭
載した場合には、一定範囲のフィールドにある再帰反射
体の数を減らすことができる。
【００２７】また請求項２記載の発明によれば、装置外
への投射レーザー光の出力は規制により制限されるが、
装置内でのレーザー光は出力の制限がないことから、レ
ーザー発振器の出力を上げることで装置外へのレーザー
光は一定の出力を確保することができる。したがって、
受光素子に集光される再帰レーザー光は、従来の穴明き
ミラー式に比べて、ハーフミラーを透過する分、多く集
光することができ、また従来のハーフミラー式に比べ
て、透過損失が少ない分、集光能力が高く、遠距離の再
帰反射体に反射された微弱な反射レーザー光であって
も、高精度で検出することができ、遠距離にある再帰反
射体に対する角度を高精度で測定することができる。ま
た、このレーザー測角装置を移動体に搭載した場合に
は、一定範囲のフィールドにある再帰反射体の数を減ら
すことができる。
への投射レーザー光の出力は規制により制限されるが、
装置内でのレーザー光は出力の制限がないことから、レ
ーザー発振器の出力を上げることで装置外へのレーザー
光は一定の出力を確保することができる。したがって、
受光素子に集光される再帰レーザー光は、従来の穴明き
ミラー式に比べて、ハーフミラーを透過する分、多く集
光することができ、また従来のハーフミラー式に比べ
て、透過損失が少ない分、集光能力が高く、遠距離の再
帰反射体に反射された微弱な反射レーザー光であって
も、高精度で検出することができ、遠距離にある再帰反
射体に対する角度を高精度で測定することができる。ま
た、このレーザー測角装置を移動体に搭載した場合に
は、一定範囲のフィールドにある再帰反射体の数を減ら
すことができる。
【図１】本発明に係るレーザー測角装置の実施の形態を
示す構成図である。
示す構成図である。
【図２】同反射ミラーの断面図である。
【図３】同反射ミラーの他の実施の形態を示す斜視図で
ある。
ある。
【図４】同反射ミラーの他の実施の形態を示す断面図で
ある。
ある。
【図５】本発明に係るレーザー測角装置の他の実施の形
態を示す構成図である。
態を示す構成図である。
１ 移動体 ２ レーザー光投受光装置 ３ 回転ミラー ４ レーザー発振器 ５ 反射ミラー ５ａ ハーフミラー部 ５ｂ 全反射ミラー部 ７ 受光素子 ９ カウンター １４ 回転駆動モータ １７ ロータリーエンコーダ ２１ 穴明きミラー ２１ａ 貫通孔 ２２ ハーフミラー板 ３１ ガラス母材 ３２ 非金属材料 ３３ 金属材料 ４１ ハーフミラー Ｒ 再帰反射体 Ｌｓ 投射レーザー光 Ｌｒ 再帰レーザー光 Ｏｓ 投射鏡面光軸 Ｏｒ 反射鏡面光軸
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 陽一郎 大阪府大阪市住之江区南港北１丁目７番89 号 日立造船株式会社内 (72)発明者 下田 洋敏 大阪府大阪市住之江区南港北１丁目７番89 号 日立造船株式会社内 (72)発明者 大吉 一成 大阪府大阪市西区京町掘１丁目15番10号 東洋運搬機株式会社内 (72)発明者 楢崎 久俊 大阪府大阪市西区京町掘１丁目15番10号 東洋運搬機株式会社内 Ｆターム(参考） 2F065 AA03 AA06 AA32 BB25 BB27 CC00 CC11 CC14 DD03 DD05 FF17 FF23 FF44 FF65 GG04 HH04 LL04 LL12 LL13 LL16 MM15 PP22 QQ51 TT06 UU07 5H301 AA01 AA10 CC03 CC06 EE31 FF10 GG03 GG11 GG16
Claims (2)
- 【請求項１】レーザー発振器から投射された投射レーザ
ー光の投射光軸上に所定角度傾斜して配置された反射ミ
ラーと、 前記反射ミラーからの投射光軸に対して所定角度傾斜さ
れるとともに投射光軸周りに回転自在に配置された全反
射回転ミラーと、 この全反射回転ミラーの回転角を検出するロータリーエ
ンコーダと、 再帰反射体に反射して戻る再帰レーザー光が全反射回転
ミラーを介して前記反射ミラーに反射される反射光軸上
に配置された受光素子と、 この受光素子と前記ロータリーエンコーダからの信号に
より、再帰反射体の角度位置を検出する角度測定部とを
具備し、 前記反射ミラーに、透過率が高いハーフミラー部を中心
部に設けるとともに、その外周部に透過率が低い全反射
ミラー部を形成したことを特徴とするレーザー測角装
置。 - 【請求項２】レーザー発振器から投射光軸に沿って投射
された投射レーザー光を反射投射光軸上に反射するハー
フミラーと、 このハーフミラーの反射投射光軸に対して所定角度傾斜
されるとともに反射投射光軸周りに回転自在に配置さ
れ、投射レーザー光を再帰反射体に投射する全反射回転
ミラーと、 この全反射回転ミラーの回転角を検出するロータリーエ
ンコーダと、 前記再帰反射体に反射されて戻る再帰レーザー光が全反
射回転ミラーから反射投射光軸に沿って入射されハーフ
ミラーとその周囲を通過して受光される反射投射光軸上
に配置された受光素子と、 この受光素子と前記ロータリーエンコーダからの信号に
より、再帰反射体の角度位置を検出する角度測定部とを
具備し、 前記ハーフミラーの大きさを、投射レーザー光の光径に
対応して形成したことを特徴とするレーザー測角装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP37183198A JP3408767B2 (ja) | 1998-12-28 | 1998-12-28 | レーザー測角装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP37183198A JP3408767B2 (ja) | 1998-12-28 | 1998-12-28 | レーザー測角装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000193440A true JP2000193440A (ja) | 2000-07-14 |
| JP3408767B2 JP3408767B2 (ja) | 2003-05-19 |
Family
ID=18499386
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP37183198A Expired - Fee Related JP3408767B2 (ja) | 1998-12-28 | 1998-12-28 | レーザー測角装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3408767B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006053055A (ja) * | 2004-08-12 | 2006-02-23 | Inc Engineering Co Ltd | レーザ測定装置 |
| JP2007225392A (ja) * | 2006-02-22 | 2007-09-06 | Spectratech Inc | 光干渉装置 |
| JP2008540873A (ja) * | 2005-05-06 | 2008-11-20 | プーフエッガー ウント バイシュタイナー パーケット グロース ウント アインツェルハンデルス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | フロアグラインダ |
| CN103278933A (zh) * | 2013-06-05 | 2013-09-04 | 中国科学院半导体研究所 | 一种便携式可调节h型光路平行校准装置 |
| CN103308002A (zh) * | 2013-06-05 | 2013-09-18 | 中国科学院半导体研究所 | 一种简易式可调节x型光路平行调试检测装置 |
| CN104406543A (zh) * | 2014-11-19 | 2015-03-11 | 湖北三江航天红峰控制有限公司 | 一种双光轴系统的光轴平行性调校装置及方法 |
| KR20160078043A (ko) * | 2014-12-24 | 2016-07-04 | 전자부품연구원 | 2차원 라이더 스캐너의 광학계 및 제어장치 |
| CN109507679A (zh) * | 2019-01-04 | 2019-03-22 | 武汉海达数云技术有限公司 | 一种激光扫描仪及激光雷达系统 |
-
1998
- 1998-12-28 JP JP37183198A patent/JP3408767B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN104406543A (zh) * | 2014-11-19 | 2015-03-11 | 湖北三江航天红峰控制有限公司 | 一种双光轴系统的光轴平行性调校装置及方法 |
| CN104406543B (zh) * | 2014-11-19 | 2018-02-23 | 湖北三江航天红峰控制有限公司 | 一种双光轴系统的光轴平行性调校装置及方法 |
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|---|---|
| JP3408767B2 (ja) | 2003-05-19 |
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