JP2577234Y2 - レーザー距離計 - Google Patents

レーザー距離計

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JP2577234Y2
JP2577234Y2 JP1993059202U JP5920293U JP2577234Y2 JP 2577234 Y2 JP2577234 Y2 JP 2577234Y2 JP 1993059202 U JP1993059202 U JP 1993059202U JP 5920293 U JP5920293 U JP 5920293U JP 2577234 Y2 JP2577234 Y2 JP 2577234Y2
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雅記 元村
博世 芳賀
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Nippon Steel Corp
Nippon Steel Texeng Co Ltd
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Nippon Steel Corp
Nittetsu Elex Co Ltd
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Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本考案は、測定精度を向上させた
レーザー距離計に関する。
【0002】
【従来の技術】距離を非接触で高精度に測定する装置と
して、図8に示すようなレーザー距離計50が知られて
おり、半導体レーザー素子51から強度変調して発信さ
れたレーザー光をハーフミラー52を使用して直角方向
に屈曲させ、レンズ53及び色フィルター54を介して
測定対象物55に照射し、その反射光をレーザー光のみ
を通過させる前記色フィルター54を通し、更にレンズ
53によって集光させ、受光センサー56で電気信号と
して捕らえ、その信号の位相と変調信号の位相差の変化
量で前記測定対象物55までの距離を測定する構造とな
っている。
【0003】
【考案が解決しようとする課題】しかしながら、前期従
来例に係るレーザー距離計50においては、通常の測定
対象物のように表面に照射された光が乱反射する物質の
場合には大きな問題は生じないが、測定対象物が例えば
溶鋼のように鏡面状である場合には、正反射光の強度が
強いため、レーザー光が受光部に達したとき、該レーザ
ー光が色フィルター54とレンズ53との間で複数回の
反射を起こして、プラス側の測定誤差を生じるという問
題点があった。即ち、レーザー距離計50は遠方までの
距離を測定するのが目的であるので、遠方からの散乱反
射光を集光させる為のレンズ53を使用し、その焦点位
置に受光センサー56を配置している。そして、図8に
示すように、一般には測定対象物55から乱反射される
光の光軸が測定光軸と平行でない場合には、その光は受
光センサー56に届かないようになっているが、反射光
が強い場合には、その一部が色フィルター54とレンズ
53との間で複数回の反射を繰り返しても受光センサー
56が検知しえる強度を有し、これを受光センサー56
が測定値として捕らえることによって、真値より長い測
定結果となり誤差が生じる。そして、前記反射光はレン
ズ53に入射する角度によって、反射する回数、経路が
異なるので、測定値にプラス側のバラツキが生じてい
た。以上のような理由により、溶鋼等のような表面が鏡
面体のレベル測定には前記従来例に係るレーザー距離計
50を採用しがたいという問題点があった。本考案はか
かる事情に鑑みてなされたもので、測定対象物が溶鋼の
ような鏡面体であっても、正確に距離を測定できるレー
ザー距離計を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】前記目的に沿う請求項1
記載のレーザー距離計は、レーザー発信部から強度変調
して発信されたレーザー光を測定対象物に投光し、その
反射レーザー光を色フィルター及びレンズを介して受光
センサーによって受光し、その位相差から前記測定対象
物までの距離を測定するレーザー距離計において、前記
測定対象物側の前記色フィルターの前面に、前記反射レ
ーザー光を散乱通過させると共に、該散乱光の内有効な
一部の光束のみが前記受光センサーに到達可能な、前記
投光されるレーザー光のみが通過する小孔が形成された
孔付き散乱フィルターを設けて構成されている。また、
請求項2記載のレーザー距離計は、請求項1記載のレー
ザー距離計において、前記孔付き散乱フィルターは、反
射光の拡散するスリガラスあるいはパラフィン紙状のも
のによって構成されている。
【0005】
【作用】請求項1及び2記載のレーザー距離計において
は、測定対象物側の色フィルターの前面に、反射レーザ
ー光を散乱通過させると共に、該散乱光の内有効な一部
の光束のみが受光センサーに到達可能な、投光されるレ
ーザー光のみが通過する小孔が形成された孔付き散乱フ
ィルターを設けているので、測定対象物から反射して帰
って来るレーザー光は散乱フィルターにより散乱光とな
り、この散乱光の内有効な一部の光束のみが受光センサ
ーに達する。従って、有効な光束以外のものは受光セン
サーに達しえないため、受光センサーが検知することが
できない。一方、入射レーザー光の光軸を通る反射光は
前記孔付き散乱フィルターを通過するが、色フィルター
とレンズとの間で反射を繰り返すことなく、直接受光セ
ンサーに達するので、正確な距離を測定できる。
【0006】
【実施例】続いて、添付した図面を参照しつつ、本考案
を具体化した実施例につき説明し、本考案の理解に供す
る。ここに、図1は本考案の一実施例に係るレーザー距
離計の概略構成図、図2は孔付き散乱フィルターとして
薄アクリル板を使用したレーザー距離計の反射光量と測
定値バラツキとの関係を示すグラフ、図3は孔付き散乱
フィルターを除いた場合の同一条件での反射光量と測定
値バラツキとの関係を示すグラフ、図4は前記レーザー
距離計を測定対象物である水銀面を振動させた場合の反
射光量(反射強度)と測定値バラツキとの関係を示すグ
ラフ、図5は更に孔付き散乱フィルターを除いた場合の
反射光量と測定値バラツキとの関係を示すグラフ、図6
は測定対象物として鏡を使用し孔付き散乱フィルター付
きのレーザー距離計を用いて測定した反射光量と測定値
バラツキとの関係を示すグラフ、図7は更に孔付き散乱
フィルターを除いた場合の反射光量と測定値バラツキと
の関係を示すグラフである。
【0007】図1に示すように、本考案の一実施例に係
るレーザー距離計10は、レーザー発信部の一例である
半導体レーザー素子11と、該半導体レーザー素子11
からの光の方向を変えるハーフミラー12と、該ハーフ
ミラー12の前面に配置された集光レンズ13及び色フ
ィルター14と、該色フィルター14の前面に配置され
た孔付き散乱フィルター15と、反射レーザー光の検知
を行う受光センサー16と、図示しない従来装置と同一
構造の制御装置とを有して構成されている。以下、これ
らについて詳しく説明する。
【0008】前記半導体レーザー素子11は、前記制御
装置で所定の周波数で強度変調された電気信号を加えら
れることによって、強度変調されたレーザー光を発する
ようになっている。そして、該レーザー光はハーフミラ
ー12によって略直角に折り曲げられ、集光レンズ13
及び色フィルター14を介して鏡面体の一例である測定
対象物18にレーザー光を照射するようになっている。
ここで、前記色フィルター14は他の光を著しく減光し
てレーザー光のみを通過させる色フィルターが使用され
ている。
【0009】前記色フィルター14の前面には孔付き散
乱フィルター15が配置されているが、該孔付き散乱フ
ィルター15は、通過するレーザー光を散乱通過させる
半透明のスリガラスあるいはプラスチック、またはパラ
フィン紙からなって、レーザー光の投光軸には小孔17
が形成されている。従って、レーザー光を測定対象物1
8に照射する場合には前記小孔17を通り、反射光は、
該孔付き散乱フィルター15によって散乱されて、該散
乱されたレーザー光の内有効な一部のレーザー光のみ色
フィルター14及び集光レンズ13を通して、該集光レ
ンズ13の焦点位置に配置された受光センサー16によ
って検知されるようになっている。
【0010】前記制御装置は周知の構造となって、半導
体レーザー素子11に所定の周波数に変調された電力を
供給すると共に、前記受光センサー16によって受光さ
れた光を電気信号に変え、半導体レーザー素子11に加
えられた信号と比較して、その位相を検知し、測定対象
物18までの距離をデジタル表示で出力するようになっ
ている。
【0011】前記孔付き散乱フィルター15に半透明の
薄アクリル板を使用し、測定対象物を鏡面とした場合の
レーザー距離計10の測定結果を図2に示すが、反射光
量が実距離値である663mm近傍に収束していること
が分かる。従って、光量の閾値を−40dB程度に調整
し、それよりも光量が大であるときの測定値を採ること
によって、正確な距離を測定できる。一方、図3には同
一条件で孔付き散乱フィルター15を除いた場合の測定
結果を示すが、実距離値663mmよりプラス側に大き
なバラツキが生じ、反射光量の閾値を調整しても正確な
距離を測定できないことが分かる。
【0012】図4は、レーザー距離計10を用いて、測
定対象物をバイブレータによって振動を与えた水銀面と
した場合の測定結果を示すが、実距離値1141mm近
傍に反射強度が収束していることが分かる。一方、図5
には同一条件で前記孔付き散乱フィルター15を除いた
場合の測定結果を示すが、実距離値1141mmよりプ
ラス側に大きなバラツキがあることが分かる。
【0013】図6は、孔付き散乱フィルター15として
半透明のテープ(商標名:スコッチテープ)を用いた場
合のレーザー距離計10の測定結果を示すが、実距離値
に収束していることが分かる。図7は、同一条件で前記
孔付き散乱フィルター15を使用しない場合を示すが、
測定値に大きなバラツキがあることが分かる。
【0014】
【考案の効果】請求項1及び2記載のレーザー距離計
は、以上の説明からも明らかなように、孔付き散乱フィ
ルターを用いているので、測定対象物が溶鋼等のように
鏡面で、反射光が強い場合であっても、孔付き散乱フィ
ルターによって、反射レーザー光を散乱通過させると共
に、該散乱光の内有効な一部の光束のみが受光センサー
に到達可能となり、その結果、従来のように色フィルタ
ーとレンズとの間で複数回の反射を繰り返すことがな
く、直接受光センサーに到達するため、測定対象物まで
の正確な距離を測定することができる。また、その装置
も極めて簡便であるので、廉価に装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案の一実施例に係るレーザー距離計の概略
構成図である。
【図2】孔付き散乱フィルターとして薄アクリル板を使
用したレーザー距離計の反射光量と測定値バラツキとの
関係を示すグラフである。
【図3】孔付き散乱フィルターを除いた場合の同一条件
での反射光量と測定値バラツキとの関係を示すグラフで
ある。
【図4】前記レーザー距離計の測定対象物である水銀面
を振動させた場合の反射光量と測定値バラツキとの関係
を示すグラフである。
【図5】孔付き散乱フィルターを除いた場合の反射光量
と測定値バラツキとの関係を示すグラフである。
【図6】測定対象物として鏡を使用し孔付き散乱フィル
ター付きのレーザー距離計を用いて測定した反射光量と
測定値バラツキとの関係を示すグラフである。
【図7】孔付き散乱フィルターを除いた場合の反射光量
と測定値バラツキとの関係を示すグラフである。
【図8】従来例に係るレーザー距離計の概略構成図であ
る。
【符号の説明】
10 レーザー距離計 11 半導体レーザー素子 12 ハーフミラー 13 レンズ 14 色フィルター 15 孔付き散乱フィルター 16 受光センサー 17 小孔 18 測定対象物(鏡面体)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−190479(JP,A) 特開 昭63−302314(JP,A) 特開 昭61−2010(JP,A) 特開 昭52−115252(JP,A) 実開 平2−52176(JP,U) 実開 昭63−73685(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01S 17/08 - 17/36

Claims (2)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レーザー発信部から強度変調して発信さ
    れたレーザー光を測定対象物に投光し、その反射レーザ
    ー光を色フィルター及びレンズを介して受光センサーに
    よって受光し、その位相差から前記測定対象物までの距
    離を測定するレーザー距離計において、 前記測定対象物側の前記色フィルターの前面に、前記反
    射レーザー光を散乱通過させると共に、該散乱光の内有
    効な一部の光束のみが前記受光センサーに到達可能な、
    前記投光されるレーザー光のみが通過する小孔が形成さ
    れた孔付き散乱フィルターを設けたことを特徴とするレ
    ーザー距離計。
  2. 【請求項2】 前記孔付き散乱フィルターは、反射光の
    拡散するスリガラスあるいはパラフィン紙状のものであ
    る請求項1記載のレーザー距離計。
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