JP2009068854A - 計測システム - Google Patents

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ジ イヨン セット
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チー ション ゴー
Taketomo Namikawa
壮智 波川
Yuichi Nagashima
勇一 永嶌
Tomoharu Kotake
智晴 小竹
Hiroshi Yaguchi
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Abstract

【課題】測定精度を向上できる計測システムを提供すること。
【解決手段】計測システム１は、測定対象までの距離を計測する。この計測システム１は、ハーフミラー１０と、このハーフミラー１０に向かってレーザ光を射出する測定光射出手段１１と、この測定光射出手段１１から射出されハーフミラー１０を透過したレーザ光を測定対象に導くとともに、測定対象で反射したレーザ光をハーフミラー１０に導く投光手段１２と、測定対象から投光手段１２を通ってハーフミラー１０に至り、このハーフミラー１０で反射したレーザ光を受光する受光手段１３と、測定光射出手段１１から射出されたレーザ光および受光手段１３で受光したレーザ光に基づいて、測定対象までの距離を算出する距離演算手段１４と、を備える。計測システム１は、測定光射出手段１１から射出されてハーフミラー１０を透過せずに反射したレーザ光の光路を変化させる拡散レンズ１６をさらに備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、計測システムに関する。詳しくは、ワークの形状を計測する計測システムに関する。
従来より、レーザ測定装置を用いてワークの形状を測定することが行われている。具体的には、例えば、ワーク全体を俯瞰できる位置にレーザ測定装置を設け、このレーザ測定装置により、レーザ光でワーク表面を走査し、測定装置からワーク表面の測定点までの距離を計測することで、ワークの形状を測定する。
このようなレーザ測定装置は、例えば、以下のような構成である（例えば、特許文献１参照）。すなわち、測定対象にレーザ光を射出する測定光射出手段と、測定対象で反射したレーザ光を受光する受光手段と、射出したレーザ光および受光したレーザ光に基づいて、測定対象までの距離を算出する距離演算手段と、を備える。
しかしながら、特許文献１に示された構成では、レーザ測定装置から射出されるレーザ光の光路と、測定対象で反射してレーザ測定装置に戻るレーザ光の光路と、が異なるため、レーザ測定装置の構成が複雑になる、という問題があった。
この問題を解決するため、例えば、以下のようなレーザ測定装置が提案されている。
図２は、レーザ測定装置１００の概略構成を示す図である。
レーザ測定装置１００は、半透過ミラーであるハーフミラー１０と、測定光射出手段１１と、投光手段１２と、受光手段１３と、距離演算手段１４と、これらが収容される筐体１５と、を備える。
測定光射出手段１１は、このハーフミラー１０に向かって、測定光としてのレーザ光を射出する。
投光手段１２は、例えばレンズであり、測定光射出手段１１から射出されハーフミラー１０を透過したレーザ光を測定対象に導くとともに、この測定対象で反射したレーザ光をハーフミラー１０に導く。
受光手段１３は、測定対象から投光手段１２を通ってハーフミラー１０に至り、このハーフミラー１０で反射したレーザ光を受光する。
距離演算手段１４は、測定光射出手段１１でレーザ光を射出した後、測定対象物で反射したレーザ光を受光手段１３で受光するまでの時間に基づいて、レーザ測定装置１００から測定対象までの距離を算出する。
このレーザ測定装置１００によれば、図２中実線で示すように、測定光射出手段１１により、ハーフミラー１０に向かってレーザ光を射出すると、このレーザ光は、ハーフミラー１０を透過して投光手段１２を通り、測定対象に到達する。その後、測定対象で反射した光は、再び投光手段１２を通ってハーフミラー１０に戻り、このハーフミラー１０で反射されて、受光手段１３で受光される。そして、距離演算手段１４により、レーザ光を射出してからこのレーザ光を受光するまでの時間を測定することで、レーザ測定装置から測定対象までの距離を計測する。
特開昭６２−１２７６８５号公報
しかしながら、測定光射出手段１１からハーフミラー１０に向かってレーザ光が射出されると、このレーザ光のほとんどは、ハーフミラー１０を透過して投光手段１２に到達するが、一部は、図２中破線で示すように、ハーフミラー１０を透過せずに反射してしまう。ハーフミラー１０で反射したレーザ光は、筐体１５の内壁面などで反射して、再びハーフミラー１０に戻り、このハーフミラー１０を透過して受光手段１３に到達する。
したがって、受光手段１３では、測定対象で反射したレーザ光および筐体１５の内壁面に反射したレーザ光の両方が受光されるので、筐体１５の内壁面に反射したレーザ光がノイズとなって、距離演算手段１４における演算精度が低下し、レーザ測定装置１００から測定対象までの距離に測定誤差が生じる、という問題があった。
本発明は、測定精度を向上できる計測システムを提供することを目的とする。
本発明の計測システムは、測定対象までの距離を計測する計測システム（例えば、後述の計測システム１）であって、ハーフミラー（例えば、後述のハーフミラー１０）と、当該ハーフミラーに向かって測定光を射出する測定光射出手段（例えば、後述の測定光射出手段１１）と、当該測定光射出手段から射出され前記ハーフミラーを透過した測定光を測定対象に導くとともに、当該測定対象で反射した測定光を前記ハーフミラーに導く投光手段（例えば、後述の投光手段１２）と、前記測定対象から当該投光手段を通って前記ハーフミラーに至り、当該ハーフミラーで反射した測定光を受光する受光手段（例えば、後述の受光手段１３）と、前記測定光射出手段から射出された測定光および前記受光手段で受光した測定光に基づいて、前記測定対象までの距離を算出する距離演算手段（例えば、後述の距離演算手段１４）と、を備え、前記測定光射出手段から射出されて前記ハーフミラーを透過せずに反射した測定光の光路を変化させる光路変化手段（例えば、後述の拡散レンズ１６）をさらに備えることを特徴とする。
この発明によれば、光路変化手段を設けたので、測定光射出手段から射出された測定光がハーフミラーを透過せずに反射しても、光路変化手段により、この反射した測定光の光路が変化する。よって、ハーフミラーで反射した測定光が再びハーフミラーに戻って受光手段に到達するのを抑制できる。その結果、受光手段におけるノイズを低減して、測定精度を向上できる。
本発明によれば、光路変化手段を設けたので、測定光射出手段から射出された測定光がハーフミラーを透過せずに反射しても、光路変化手段により、この反射した測定光の光路が変化する。よって、ハーフミラーで反射した測定光が再びハーフミラーに戻って受光手段に到達するのを抑制できる。その結果、受光手段におけるノイズを低減して、測定精度を向上できる。
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の計測システム１の概略構成を示す図である。
計測システム１は、光路変化手段としての拡散レンズ１６を備える点が、レーザ測定装置１００と異なり、その他の構成は、レーザ測定装置１００と同様の構成である。
拡散レンズ１６は、測定光射出手段１１から射出されてハーフミラー１０で反射した光の光路を変化させる。具体的には、拡散レンズ１６は、図１中破線で示すように、測定光射出手段１１から射出されてハーフミラー１０で反射した光を拡散させる。
本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）拡散レンズ１６を設けたので、測定光射出手段１１から射出されたレーザ光がハーフミラー１０を透過せずに反射しても、拡散レンズ１６により、この反射したレーザ光の光路が拡散する。よって、ハーフミラー１０で反射したレーザ光が再びハーフミラー１０に戻って受光手段１３に到達するのを抑制できる。その結果、受光手段１３におけるノイズを低減して、測定精度を向上できる。
また、拡散レンズ１６を設けるだけでよいので、計測システム１を簡易な構造にできる。
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、本実施形態では、光路変化手段として拡散レンズ１６を設けたが、これに限らず、すりガラスや鏡を設けてもよいし、筐体１５の内壁面に凹凸を設けてもよい。
本発明の一実施形態に係る計測システムの概略構成を示す図である。 本発明の従来例に係る計測システムの概略構成を示す斜視図である。
符号の説明
１ 計測システム
１０ ハーフミラー
１１ 測定光射出手段
１２ 投光手段
１３ 受光手段
１４ 距離演算手段
１６ 拡散レンズ（光路変化手段）

Claims (1)

  1. 測定対象までの距離を計測する計測システムであって、
    ハーフミラーと、
    当該ハーフミラーに向かって測定光を射出する測定光射出手段と、
    当該測定光射出手段から射出され前記ハーフミラーを透過した測定光を測定対象に導くとともに、当該測定対象で反射した測定光を前記ハーフミラーに導く投光手段と、
    前記測定対象から当該投光手段を通って前記ハーフミラーに至り、当該ハーフミラーで反射した測定光を受光する受光手段と、
    前記測定光射出手段から射出された測定光および前記受光手段で受光した測定光に基づいて、前記測定対象までの距離を算出する距離演算手段と、を備え、
    前記測定光射出手段から射出されて前記ハーフミラーを透過せずに反射した測定光の光路を変化させる光路変化手段をさらに備えることを特徴とする計測システム。
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