JP2002503803A

JP2002503803A - レーザスキャナ計測システム

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Publication number: JP2002503803A
Application number: JP2000531707A
Authority: JP
Inventors: マティアスハルトルンプ，
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 1998-02-16
Filing date: 1999-02-11
Publication date: 2002-02-05
Also published as: KR100660952B1; ATE294370T1; WO1999041568A9; KR20010040931A; DE19806288A1; WO1999041568A1; EP1056987A1; DE59911984D1; US6858836B1; EP1056987B1

Abstract

(57)【要約】本発明は、レーザから構成される伝播ユニットと、光線ディフレクションユニットと、伝播の光学的システムと、受信光の経路として予め決められている光学的システムの焦点のある平面中に配置されている光検出器を有する受信部と、を備えるレーザスキャナ計測システムに関する。本発明は、スキャナユニットとレシーバユニットとが同じ側に配置され、受信する光学的システムの基準表面がスキャナユニットの放射方向に平行である、すなわち、スキャナとレシーバの外部領域における光線の経路が、いつでも、同じ光学軸を有し、それらの軸は、互いに平行に、レーザ光線の動きの方向に対して垂直に動かされることにおいて特徴づけられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】説明書本発明は、請求項１のプリアンブルと対応する、一方からアクセス可能な、そ
して／または、複雑な形状あるいは構造を有する物体を測定するためのレーザー
スキャナー測定システムに関する。

【０００２】従来の技術両面から近づきやすい測定物体に対して、テレセントリックレーザスキャナは
複合的に使用されている。図１は、これらのスキャナの原理を示している。スキ
ャナユニット（１）は、反対のレシーバユニット（４）に向けて、レーザビーム
（２）を放射する。測定される物体（３）が光線の光路中に配置されていない場
合には、光線は影響を受けずにレシーバに到達し、レシーバ（５）の光学的シス
テムの焦点に配置されているフォトダイオード（６）を用いて、そこで検出され
る。光線は、測定物体に当たるとぼかされる（vignetted）。測定のためにレーザ光線は、スキャナとレシーバとを結ぶ線と平行となるように一定速度（走査速
度Ｖｓ）にシフトされる。走査速度が既知のとき、光線のぼかされる（vignetti
ng）領域からの導出結果に基づき、シフトする方向にノーマルな方向にそって測
定物体の大きさを計算することは可能である。

【０００３】走査速度は、以下の方法に従って考慮され得る。１．走査速度は、例えば、自動制御により一定に維持されており、この一定値は、評価においてパラメータとして考慮される。２．走査速度は、測定される。測定は、例えば、スキャナ中のディフレクタユニットの角速度の測定を介して間接的に、あるいは、スキャナ中に配置された不
変の２つのフォトダイオード（７）によって直接的に、行われる。フォトダイオ
ードは、走査開始時間（ｔ_{ｓｔａｒｔ}）あるいは走査停止時間（ｔ_ｓｔｏｐ）を
検出する。走査速度は、フォトダイオード間の間隔を、走査開始と走査停止間の
時間差で除した商である。このフォトダイオード間の間隔は、キャリブレーショ
ンによって決定される。

【０００４】他の走査のコンセプトでは、光学的な受信システムの焦点面中に１つのフォト
ダイオードを使用する代わりに、１つの特別の絞りと２つのフォトダイオードが
用いられる（欧州特許第０４３９８０３号）。このコンセプトは、レーザビーム
のビーム径よりも小さな範囲を有する物体によって投じられた影の測定を可能と
する。この目的で、レーザビームが測定物体上に正確に向けられたときに、フラ
インホーファー回折パターンは分析される。この時間は、両方の強度の合計ｔが
最大値であるという事実によって特徴づけられる。測定される物体の寸法は、そ
の時間により個々のフォトダイオードによって測定された強度の比からの解析（
development）によって決定される。

【０００５】問題過去の分析において、上述のレーザスキャナは、両側からアクセス可能な物体
を測定するためにのみ適している。原理上、測定物体によってレーザ光線の完全
なぼかし（vegnetting）に帰着するすべての特性を測定することが可能である。
そのような特性とは、例えば、・固体の棒の直径、・輪郭を浮かび上がらせた物体の走査方向（レーザ光線が時が経つにつれて測定領域を移動する方向）に沿った最大の範囲、・歯の幅あるいは櫛形状の構造物の歯の間隔、である。

【０００６】完全なぼかし（vegnetting）、あるいは、フラウホーファー回折に帰着しない
ような物体の特性、あるいは、一方のみしかアクセスできない物体の測定は、従
来技術に対応するテレセントリックレーザスキャナにより測定され得ない。

【０００７】本発明における解決すべき課題は、一方からアクセス可能な、および／あるい
は、複雑な形状物または構造物の物体を測定するのに適するようにレーザスキャ
ナ測定システムを改良することである。上記課題は、本発明に従って、請求項１
と対応するレーザスキャナ計測システムによって達成される。この計測システム
の具体的手段は、従属項によって特徴づけられている。

【０００８】発明本発明の主題は、一方からアクセス可能な、かつ／または、複雑な形状または
構造を有する物体を測定するためのレーザスキャナ計測システムが設計されるこ
とである。

【０００９】請求項１に対応して、一方からの測定は、例えば、結合された照射／レシーバ
ユニット（図２における８）のレーザスキャナ測定システムによって成し遂げら
れる。レーザ１２から放射されたレーザ光線は、ビームスプリッタ１１を通過し
、ディフッレクタユニット１０および光学的なエミッタ／レシーバユニットを介
して、外部の空間に至る。レーザ光線が、レーザ光線の方向に対してノーマルな
面を有する測定物体の反射する表面部に衝突すると、レーザ光線は、レシーバユ
ニットに戻るように反射される。レーザ光線は、光学的システム、ディフレクタ
ユニットおよびビームスプリッタを介して、検出器６上に至る。それゆえ、レー
ザ光線が反射されて戻る時間の測定から、レーザ光線に直交する方向を有する面
要素の位置を導出することは可能である。この方法において、例えば、磨かれた
あるいは光沢のある丸い断面を有する丸い棒の中心を決定することが可能である
。

【００１０】つやのない（dull）表面を有する物体の範囲は、その物体表面の散乱特性が背
板９の散乱特性とはっきり区別され得れば、測定可能である。

【００１１】レーザ光線は、測定領域において、変化する散乱特性を有する物体表面上を走
査するとき、はっきりと異なる特徴的な散乱を有する範囲は、測定可能である。
たとえば、物体が固体状態でつやのない（dull）表面を有したり、液体状態で光
沢のある表面を有するとき、強度対時間の解析（development）から液体領域の大きさを決定することが可能である。

【００１２】請求項２に対応する走査の最初と最後の点の測定は、２つのレトロ反射マーカ
ー（シートポイント）がスキャナのレシーバユニット中に配置されている設備に
よって、実行可能である。その時間は、レシーバダイオードによって決定される
。

【００１３】レトロ反射ユニットを放射方向から観測されるときに、測定物体の後方に配置
されることができる場合、請求項３に対応して（例えば、レトロ反射シート９ａ
、反射される立方体コーナー９ｂ、またはレンズタイプのレトロ反射鏡）、物体
の更なる特性を測定することが可能である。レトロ反射鏡ユニットは、当たる光
線をそれ自身の広がる方向に、あるいは、走査平面の直交する方向（レーザスキ
ャナの光軸およびレーザ光線の移動方向によって定義される）に沿って、オフセ
ット（offset）をもってスキャナーのレシーバユニット中へ戻るように反射する
。特別な配置すなわちこのレトロ反射鏡の配置において、特別な種類の測定は実
行され得る。以下に、特別に優れた実施例が説明される。

【００１４】・シート反射鏡（図２ｂの９ｂ参照）が用いられると、投射影を決定し、その陰から測定物体の外形の輪郭線を導出することが可能であり、この方法は、実
際的には一方のみからでも接近可能である。

【００１５】・他のレトロ反射鏡（互いに直交する２つのミラー（図２ｃの９ｃ参照）、プリズムあるいは２つの球面レンズ、または、２つの円柱レンズを組み合わせて
形成される後方サイドで反射されるレトロ反射鏡（図２ｄの９ｄ参照））は、測
定における最大値を、すなわち反射鏡の対称軸に直交する方向を介して測定物体
の平均の範囲を、スキャナシステムの光学システムおよび電子システムの寸法に
依存しながら、測定可能である。

【００１６】計測物体のさらなる幾何学的パラメータを検出する可能性、あるいは、困難さ
を伴ってのみアクセス可能な物体を測定する可能性はさておき、レトロ反射鏡を
有する本発明のアレイは、１つだけのユニットでケーブルで接続され得るという
利点を有する。シート反射鏡が使用されるときには、さらに反射鏡ユニットを調
整する必要がない。

【００１７】レーザ光線が測定物体に当たる時間を非常に明確に決定することは、請求項４
による条項によって実行され得る。・暗い絞りが、フォト検出器の前に用意され、・電子工学的な分析システムが、検出器上に投射する放射が最大レベルに達する時間を決定する。

【００１８】この評価技術は、その物体端部における限界の光線の回折を使用する。それは
、レーザ出力の変動および走査する間におけるレーザ放射の強度変動によってわ
ずかに影響される。それは、別々のエミッターユニットとレシーバユニット（図
４参照）を用いるレーザスキャナ、およびエミッター／レシーバ結合ユニット（
図３参照）を含むレーザスキャナのどちらによっても実現され得る。

【００１９】従来技術に対応するテレセントリックレーザスキャナがガラス管の測定に用い
られるとき、外径上の陰影端だけでなく、さらに３つの強い（excellent）光線経路があり、その経路に沿って光がスキャナユニットからレシーバに至るために
、誤作動を起こす。

【００２０】１．管中央：管はそこでレンズ効果を産みだし、中央部の光線は、実際的には少しも弱められないで検出器に至る。２．内壁上からの２つの反射：管上に投射する放射線は管の入り口で管の中央方向に反射され、内壁上で反射され、管から離れるときにさらに反射される。
入射光と発生光とは、管上の２つの明確な位置で、互いに平行であり、それらは
、レシーバ中で検出される。管上のこれらが占める位置は、直径、壁厚、管の屈
折率に依存する。

【００２１】これらの信号の強度は、従来技術に対応する配置（array）では低いため、測定が妨げられる。請求項４に対応する本発明の配置(array)の１つは、管の壁厚が計算され得るような高いＳ／Ｎ比で、内壁の反射は非常に良く検出できる信号
を与えるという効果を導く。これらの信号は、それらの信号が局部的な最大レベ
ルに到達する時間を電子分析システムを用いて決定する分析に非常に適したもの
である。この目的のための１つの方法は、以下の条件を電子分析システムを用い
て立証することである。

【００２２】１．信号の変動が、ゼロクロスを生じる２．信号がノイズを超える両方の条件が満足される時間が計測されるとき、直径と２つの壁厚は、妨害
に対して比較的に反応を示さずにガラス管上で検出され得る。

【００２３】ダストのある環境下、あるいは、強い動きすなわち大気の乱れが存在するよう
な環境下において、測定が遂行されねばならない場合には、この端部と反射との
このタイプの評価に対して妨害を生じる場合がある。これらの場合には、請求項
５に記載のシステムは、測定の強健さ（robustness）をかなり増加させるために
使用され得る。この目的のために、レシーバーの光線経路は、ビームスプリッタ
ー１７（図５及び図６参照）によって分割され、その放射線の一部は、その前に
暗い視野絞りを有する第１のフォトダイオードに到達し、他の放射線の一部は、
第２のフォトダイオード上に直接到達する。端部は、前述の方法で検出される。
付加的に供給される強度測定は、陰影端部間の領域において唯一の最大の信号が
評価として用いられていることを保証するために使用される。陰端部の外部領域
における空気の線条（striation）あるいはダストにより引き起こされた妨害は、第２のフォトダイオード上の信号がしきい値（必要に応じて設定され得る）を
超えるとすぐにその評価を禁止することによって除去される。

【００２４】１つのフォトダイオードの代わりに、１つのフォトダイオードアレイ、あるい
はフォトダイオードマトリックスがレシーバの光学的システムの焦点面中にある
いは光線検出器ユニットの後方に配置されたとき、請求項６に対応して、端部と
反射位置の等しい検出が遂行され得る。アレイの１エレメントは、測定物体と相
互作用なしに外部空間を通過する放射光線の一部を検出するように配置されなけ
ればならない。このエレメントの信号は、請求項５に対応するアレイ中の第２の
フォトダイオードで検出され得る時間に対する進展（development）を表示するが、それは、２倍の振幅を有する（損失はビームスプリッター上で発生しないた
め）。

【００２５】位置を検知するフォトダイオード（請求項６参照）が提供されるとき、陰端部
または内部反射の位置、および、付加的に一部が透明な測定物体の走査方向と走
査平面に関連する面の平均的な異なる（different）角を測定することは可能である。その付加的な測定は、表面エレメントの角度が透過した光線の偏向を引き
起こすという効果を使用しており、焦点面におけるオフセットレベルとして検出
され得る。

【００２６】さらに、位置を検知するフォトダイオードは、物体表面上の反射および走査平
面に対して物体の傾斜角の連続検出を可能とする。この目的のために、請求項７
に対応して、それは、スキャナの光軸に対して０°あるいは１８０°と異なる角
度で配置され、レシーバ中にセンサーとして合体されている。

【００２７】２つのレシーバが、走査方向に対してある角度で、測定される物体の反対側に
配置されている場合には、走査された領域の幅よりもより広い範囲を有する測定
物体を測定することは可能である。レシーバが、例えば、光線方向に対して±９
０°の角度で配置されているとき、２⁰⁵の係数を用いた削減（reduction）は、円形の断面積を有する物体に対してなされる。このことは、走査領域の１．４倍
までの範囲を有する物体が測定され得ることを意味する。

【００２８】複合されたエミッタ／レシーバユニットが使用される条件で（図７参照）、適
切な位置上へのいくつかの（付加的）レトロ反射鏡ユニットの配置は、同等であ
る。レシーバすなわち走査方向に対してレトロ反射鏡ユニットの角度は広い範囲
での約分（reduction）率を変化させるために選択され得る。走査方向に対してレシーバあるいはレトロ反射鏡ユニットの角度は、広い範囲での削減（reductio
n）率を変化させるために選択され得る。

【００２９】いくつかのレトロ反射鏡が測定のために使用され、例えば、スキャナユニット
に対して１８０°あるいは、９０°と−９０°の角度で配置された場合、中心お
よび測定物体の周囲に沿ったいくつかの点が得られる（図７参照）。これらの値
に基づいて、例えば、理想的な形状から測定物体の形状変動を測定することは可
能である。測定された物体の断面は、例えば、楕円によって定義され得る。それ
故、理想的な円形形状からの断面の変動は、楕円のパラメータから決定され得る
。

【００３０】そのような配置（array)が、収束するあるいは発散する放射方向を有するスキ
ャナを用いて配置される場合、測定物体上の２つの正接（tangent）は、限界の光線（陰の端部）から決定され得る。物体表面の付加的な点は、レトロ反射光線
の評価によって得られる。こうして測定されたパラメータから走査平面における
測定物体の位置と直径を決定することは可能である。

【００３１】この配置は、透明管が測定されるときに、更なる利点をもたらす。外側の壁と
内側の壁の上で反射した光線間の距離は、１８０°配置（array)よりもこの配置
（array)の方がかなり大きい。それゆえ、測定の正確さの改善あるいは薄い壁管
の測定をそれぞれ可能とする。

【００３２】さらに、測定物体の幾何特性を測定するためにアクセス可能な場合には、請求
項８に対応して、レーザ光線は、走査平面上に直交する方向に光学的手段（例え
ば、グリッドが走査方向と平行に配置されているグリッド）によって分離される
。複数の分離型のレシーバが使用される場合には、各レシーバは各走査線に配置
される。スキャナ／レシーバ結合ユニットが使用されるとき、好ましくは、グリ
ッドは放射光線と受光光線の経路の間で分割するためにビームスプリッターの前
に配置され、分割はグリッドによってなされる。それゆえ、１つのフォトダイオ
ードまたはフォトダイオードアレイの１エレメントは、それぞれ、評価されるべ
き光線経路ごとに光学的システムの受光光線の経路中の焦点に配置される。いく
つかの部分光線経路中の走査光線を分裂することにより、走査面に直交する平面
に沿って物体形状を解析（development）することは可能である。この条件で、例えば、物体の輪郭の円錐形範囲をすなわち測定物体の曲率を信頼性よく検出す
ることは可能である。

【００３３】その部分光線経路間のより広い角度は、必要ならば、放射光線の経路中に光学
的な円柱システムを用いることによって成し得る。この測定方法を拡張すること
は、走査平面中に配置されたいくつかの部分的な光線経路中にレーザ光線を分割
させるための光学的な構造エレメントによって可能となる（請求項９参照、例え
ば、走査平面上に直交して広がっているラインを有するグリッド）。

【００３４】このエレメントがレーザと光学的スキャナシステムの焦点との間の領域に配置
されたとき、いくつかの光線は、光学的エミッターシステムの焦点面にあるディ
フレクタユニットに当たる。その結果として、スキャナユニットは、いくつかの
光線帯を放射する。それらは、走査面中に配置されている（走査方向と光軸によ
って定義された平面）が、走査方向（その位置の関数として多分変化する場合が
ある）に対してある角度で存在している。これらの光線は、測定物体上で、ぼか
され（vignietted）、回折され、反射される。この目的のために、１つのフォト
ディテクターあるいはディテクター配列（array）の１つのエレメントは、部分的な光線経路毎に配置されねばならない。陰端部、反射または回折ピークの時間
に対して強度の対応する進展（development）をそれぞれ解析することによって、照射された平面中の物体の位置を測定することは可能である。

【００３５】光線経路中における偏向ビームスプリッタの配置は（請求項１０に記載）、検
出される放射線の偏向状態の検出を可能とする。この方法で、透過した光線の偏
向状態に異なる影響を与えるそれら物体の特性は、測定され得る。ビームスプリ
ッタに加えて、付加される検出器エレメントは、それぞれ測定される測定量ごと
に用意されなければならない。検出物体の特性は、強度間の差から決定され得る
。

【００３６】複屈折あるいは、光学的活性シートに対して、例えば、光学経路の長さ、層の
厚さ、または光軸に対する回転能力を決定することは、可能である。この目的の
ために、円形の偏向レーザレーザ光線を有するスキャナが、エミッターまたはレ
シーバーの光線経路中で偏向するビームスプリッタとともに使用され、それぞれ
の部分光線経路に対してそれぞれ、フォト検出器（エレメント）が配置される。

【００３７】異なる偏向の放射成分がエミッターおよびレシーバの光線経路中の両方で分裂
されるという条件で、透過した放射線の偏向に影響を与える付加的な物体のパラ
メーターが、測定され得る。

【００３８】この分裂（請求項１１に記載）に加え、波長選択性のある１つまたはいくつか
のフィルターがレシーバの光線経路中に挿入された場合には、固有の偏向された
蛍光を表す物質（例えばＰＥＴ）に対する以下のパラメータを測定することは可
能である。

【００３９】１．走査方向における物体の位置と範囲２．配向分布関数の第１次運動量の進展（development）３．配向分布関数の第2次運動量の進展（development）。

【００４０】ＰＥＴの場合には、非結晶領域中で、固有の偏向された蛍光は選択的に生じる
。これらは、その物体の機械的特性に対するおよび染色の受容性に対する決め手
となる。配向分布関数の運動量の測定を介して、前述のシステムを、進展（deve
lopment）の選択的な方向および材料中のこれらのパラメータの勾配を知るために使用することは可能である。

【００４１】請求項１２に対応して、２つの光線経路（物体からやってくる光線経路と（多
分変調された）参照光線経路あるいはその物体空間を通過してまたは物体からや
ってくる第２の光線経路）が、レシーバユニット中で光線が互いに干渉するよう
に重ね合わされる場合には、さらに、測定物体の特性パラメータを検出可能であ
る。この光線経路の配置と信号分析に依存しながら、前述の特性パラメータの検
出に加え、光軸方向に沿って測定される物体の空間または輪郭を検出すること、
あるいは、走査平面を通して測定物体の動きの速度を検出することは可能である
。レトロ反射鏡原理が適用される場合には、例えば、エミッタ／レシーバ結合ユ
ニットの内部にあるマイケルソン干渉計で、参照光線経路を確定することは可能
である。分離型レシーバユニットを応用する場合には、参照光線経路（測定され
る物体のそばを通過する）は、物体空間を通ってあるいは光学的なガイドによっ
て、スキャナからレシーバへ導かれ得る。

【００４２】前述のいくつかの測定法は、互いにほとんど光学的に結合される場合がある。
スキャナヘッド、計測モジュールおよび多分光学的システムを有するレシーバハ
ウジングから構成されるモジュールシステムが提供される場合には、これは、特
別に役立つ方法として理解され得る。スキャナユニット１は、・レーザ（１２）、・検出器ユニット（１０）と・光学的システム（１９）とを備え、
必要ならば（反射またはレトロ散乱が測定されるとき、あるいは、レトロ反射鏡
ユニットが用いられるとき）以下の成分が追加される。・レシーバモジュール（２０）・走査開始、走査停止反射鏡（１４）。

【００４３】レシーバモジュールは、その上に、検出器モジュール（図１１ｂの概略図参照
）、レンズまたはミラー（図１１ａのＡからＨ参照）およびビームスプリッタ（
図１１ａのＳｔ１からＳｔ３参照）を据えつけ手段によって備え付けられる。レ
シーバモジュールの設備および選択された配置に依存しながら、種々の測定され
るパラメータは、導出され得る。それらいくつかの例は、表１に示される。

【００４４】

【表１】

【００４５】請求項１３に対応して、本発明のレーザスキャナは、プロセス制御装置あるい
は自動制御システムへの入力信号として供給される適切なプロセスパラメータを
検出する場合、製造工程を制御するための応用として特別に役立つものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のテレセントリックレーザスキャナ計測システムの概略図である。

【図２】本発明の照射／レシーバ結合ユニットを用いたレーザスキャナ計測システムの
概略図である。

【図３】本発明のエミッタとレシーバの分離型ユニットを用いたレーザスキャナ計測シ
ステムの概略図である。

【図４】本発明のエミッタ／レシーバ結合ユニットを用いたレーザスキャナ計測システ
ムの概略図である。

【図５】本発明のレシーバの光線経路がビームスプリッタで分割された例を示す図であ
る。

【図６】本発明のレシーバの光線経路がビームスプリッタで分割された例を示す図であ
る。

【図７】本発明のエミッタ／レシーバ結合ユニットを用いたレーザスキャナ計測システ
ムにレトロ反射鏡ユニットが配置された例を示す概略図である。

【図８】スキャナユニットとレシーバユニットの配置例を示す概略図である。

【図９】レーザスキャナ計測システム例を示す概略図である。

【図１０】検出器モジュール、レンズまたはミラー、ビームスプリッタが据えつけられた
レシーバモジュールである

【手続補正書】

【提出日】平成１２年８月１８日（２０００．８．１８）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４３】レシーバモジュールは、その上に、検出器モジュール（図１０ｂの概略図参照
）、レンズまたはミラー（図１０ａのＡからＨ参照）およびビームスプリッタ（
図１０ａのＳｔ１からＳｔ３参照）を据えつけ手段によって備え付けられる。レ
シーバモジュールの設備および選択された配置に依存しながら、種々の測定され
るパラメータは、導出され得る。それらいくつかの例は、表１に示される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人Ｌｅｏｎｒｏｄｓｔｒａｓｓｅ 54，Ｄ −80636 ＭｕｎｃｈｅｎＤｅｕｃｈｌａｎｄＦターム(参考） 2F065 AA03 AA07 AA17 AA26 AA30 AA52 BB06 BB11 BB22 DD00 FF02 FF51 GG04 HH04 HH18 JJ01 JJ02 JJ05 JJ18 JJ25 LL12 LL16 LL22 LL26 LL30 LL37 LL47 LL59 LL62 MM16 PP22 UU06 UU07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レーザを有するエミッタユニットと、ビームデフレクターユニットと、光学的なエミッタシステムと、前記光学的なシステムの焦点面中に配置されたフォトダイオードを有し、レシ
ーバ光線経路に備え付けられているレシーバユニットと、からなるレーザスキャナ計測システムであって、前記スキャナユニットと前記レシーバユニットは、物体に対して同じ側に配置
されており、前記レシーバの光学的なシステムにノーマルな面は、前記スキャナユニットの
放射方向と平行であり、そのことは、外部空間における前記スキャナと前記レシーバの光線経路がどん
な時点でも同じ光軸に存在すること、あるいは、前記軸は、互いに平行に、およ
び前記レーザ光線の移動方向に直交する方向に、シフトされることを意味するこ
とを特徴とする。
【請求項２】請求項１に記載のレーザスキャナ計測システムであって、少なくとも１つのレトロ反射鏡またはレトロ反射マーカーが、前記スキャナユ
ニットの内側で光線発生側とビームデフレクションシステムとの間の領域に配置
されていることを特徴とする。
【請求項３】請求項１に記載のレーザスキャナ計測システムであって、レトロ反射鏡ユニットは、前記スキャナユニットから観測されたとき、測定物
体の後ろに備えつけられており、入射光線をそれ自身中に、あるいは、光線経路が前記スキャナ／レシーバユニ
ットに戻って反射されるために平行オフセット（offset）を伴って反射する前記
反射鏡ユニットは、走査方向（前記レーザ光線が測定領域を移動される方向）と
光軸とによって定義される平面から平行にオフセットされる平面中に配置されて
いることを特徴とする。
【請求項４】請求項１の前置き節または請求項１乃至請求項３に記載のレ
ーザスキャナ計測システムであって、暗い視野絞りが、レシーバ光線経路中にあるレシーバの光学的なシステムの焦
点に配置されており、その後ろに前記フォトディテクターが備えられており、陰影端部の位置は、前記フォトダイオードが最大強度を検出する時間に基づい
て決定されることを特徴とする。
【請求項５】請求項４に記載のレーザスキャナ計測システムであって、前記レシーバの光学的なシステムにおける前記光線経路は、前記暗い視野絞り
の前に配置されているビームスプリッタによって分割され、第２の部分的な光線経路中に、フォトダイオードが前記レシーバの光学的なシ
ステムのほぼ焦点近くに配置されていることを特徴とする。
【請求項６】請求項１の前置き節または請求項１乃至請求項５に記載のレ
ーザスキャナ計測システムであって、フォトダイオード配列（arrey）（フォトダイオードの列、フォトダイオードの行列、あるいは、環状の検出器）、あるいは、位置解明用のフォトダイオード
がフォトディテクターとして用いられることを特徴とする。
【請求項７】請求項１の前置き節または請求項１乃至請求項６に記載のレ
ーザスキャナ計測システムであって、１つまたは複数のレシーバユニットまたはレトロ反射鏡が、走査面中のスキャナユニットの光軸に対して０°あるいは１８０°からはずれる角度で配置されて
いることを特徴とする。
【請求項８】請求項１の前置き節または請求項１乃至請求項７に記載のレ
ーザスキャナ計測システムであって、光学的システムが、走査方向に直交する方向に走査光線を分割するために、ス
キャナ光線経路中に配置されている（例えば、走査方向に対して直交して配置さ
れている複数の線を有するグリッド）ことを特徴とする。
【請求項９】請求項１乃至請求項８に記載のレーザスキャナ計測システム
であって、光学的システムが、走査方向と平行の方向に走査光線を分割するために、スキ
ャナ光線経路中に配置されている（例えば、前記走査方向に対して平行に配置さ
れている複数の線を有するグリッド）ことを特徴とする。
【請求項１０】請求項１乃至請求項９に記載のレーザスキャナ計測システ
ムであって、光学的エレメントは、異なる偏向の放射のために照射光線経路中に、かつ／ま
たは、レシーバ光線経路中に配置されていることを特徴とする（例えば、偏向ビ
ームスプリッタ、ウォラストンプリズム、妨害板、グラン−トムソンプリズム）
。
【請求項１１】請求項１乃至請求項１０に記載のレーザスキャナ計測シス
テムであって、波長選択性のあるフィルタ（干渉フィルタ、カラーフィルタ、あるいはカット
オフフィルタ）がレシーバ光線経路中に配置されていることを特徴とする。
【請求項１２】請求項１乃至請求項１１に記載のレーザスキャナ計測シス
テムであって、参照光線経路は、結合したスキャナ／レシーバユニット中において、外部空間
中において、あるいは光ガイドによって実現されており、前記参照光線経路が、局所的にかつ時がたつにつれて変化する干渉パターンが
少なくとも１つの検出器エレメントによって検出されるという方法によって、測
定物体から近づいてくる光線経路と重なりあわされることを特徴とする。
【請求項１３】製造プロセスを制御するために応用される請求項１乃至請
求項１２に記載のレーザスキャナ計測システム。