JP2603317B2 - レーザ距離計及びレーザ距離計を用いた厚さ計の校正方法 - Google Patents
レーザ距離計及びレーザ距離計を用いた厚さ計の校正方法Info
- Publication number
- JP2603317B2 JP2603317B2 JP63268829A JP26882988A JP2603317B2 JP 2603317 B2 JP2603317 B2 JP 2603317B2 JP 63268829 A JP63268829 A JP 63268829A JP 26882988 A JP26882988 A JP 26882988A JP 2603317 B2 JP2603317 B2 JP 2603317B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser
- calibration
- distance
- measurement
- distance meter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Description
本発明は、レーザ距離計及びレーザ距離計を用いた厚
さ計の校正方法に係り、特に、レーザ光を用いて三角測
量により測定対象物までの距離又は測定対象物の厚さを
測定するレーザ距離計及び当該レーザ距離計を用いた厚
さ計を校正する方法に関する。
さ計の校正方法に係り、特に、レーザ光を用いて三角測
量により測定対象物までの距離又は測定対象物の厚さを
測定するレーザ距離計及び当該レーザ距離計を用いた厚
さ計を校正する方法に関する。
【従来の技術】 レーザ光を用いて三角測量の原理により測定対象物ま
での距離を正確に測定するレーザ距離計やこのレーザ距
離計を用いた厚さ計が、開発されるに至つている。この
レーザ距離計又は厚さ計は、非接触、且つ高応答に測定
対象物までの距離又は測定対象物の厚さを測定可能なた
め、高速にライン上を測定対象物が流れる場所、例えば
厚板のパスラインで当該厚板までの距離や厚板の厚さを
測定するのに用いるのに好適である。 前記のようなレーザ距離計の原理を、第３図に基づき
説明する。第３図に示すように、該レーザ距離計８にお
いては、まず、レーザ発生器10から測定対象物12へ向か
つてレーザ光14を照射する。このとき、測定対象物12の
測定面12Aにレーザ光14の照射スポツト（図中符号Ｘで
示す箇所に生じる）が生ずる。そして、この照射スポツ
トからの反射光を、該照射スポツトをその視野内に収め
るようにした受光器16で受光する。この受光器16におい
ては、凸レンズからなる集光レンズ18で前記反射光を集
光し、電荷結合形撮像素子（CCD）等からなる受光素子2
0上に結像させる（結像位置は図中符号ｘで示す箇所と
なる）。 前記受光器16はレーザ発生器10に対して、予め、所定
の位置に固定され、且つ、レーザ光14の照射方向に対し
て受光器16の視野方向も定められているため、受光素子
20上の前記反射光が結像する結像位置ｌと前記測定面12
A上の照射スポツトまでの距離Ｌとの間には、三角測量
の原理から、第４図の如きｌ＝ｆ（Ｌ）で表わされる関
係がある。従つて、該結像位置ｌを位置検出回路22で検
出すれば、前記関係ｌ＝ｆ（Ｌ）を用いて前記距離Ｌを
測定することができる。位置検出回路22で結像位置ｌを
求める方法には、第８図に示すように、反射光を受光し
た受光素子20から出力されるエネルギ強度のピーク値Ｐ
を検出する方法や、エネルギ強度の重心位置Ｇを検出す
る方法等がある。なお、受光素子20の検出可能長さに応
じてレーザ距離計の測定可能距離が決まり、第３図のレ
ーザ距離計８においては、符号Ａで示す位置の前記反射
光は受光素子20上の符号ａで示す位置に結像し、符号Ｂ
で示す位置の反射光は受光素子20上の符号ｂで示す位置
に結像するため、第４図に示されるようにＡ〜Ｂ間の距
離Ｌを測定できる。 又、前記レーザ距離計を用いた厚さ計の測定原理を第
５図に基づき説明する。この厚さ計は、第５図に示され
るように、測定対象物12の厚さ方向を挟んで２台のレー
ザ距離計22A、22Bを設け、該レーザ距離計22A、22Bから
レーザ光14A、14Bを測定面12A、12Bに照射し、各々の反
射光24A、24Bを受光する。これにより、前述のレーザ距
離計８と同様にして、一方のレーザ距離計22Aで測定面1
2Aまでの距離l2を測定し、他方のレーザ距離計22Bで測
定面12Bまでの距離l1を測定する。双方のレーザ距離計2
2A、22B間の距離L0は既知であるため、次式（１）から
測定対象物12の厚さｔを知ることができる。 ｔ＝L0＝l1−l2−ε ……（１） 但し、εは測定誤差である。 ところで、前記の如きレーザ距離計、あるいはレーザ
距離計を用いた厚さ計は、測定精度の確保のため測定に
先立ち適宜に校正を行い、正確な結像位置ｌに対する距
離Ｌの関係ｌ＝ｆ（Ｌ）を求めなければならないもので
ある。 従来、第３図に示した如きレーザ距離計８を校正する
際には、第６図に示されるように、まず、校正片26を固
定して空間的に固定された測定面26Aまでの距離をマグ
ネスケール28で検出し、それと共に、校正片26を同一の
状態としてレーザ距離計８により前記測定面26Aまでの
距離を測定する。これら検出距離及び測定距離を比較し
て前記関係ｌ＝ｆ（Ｌ）の誤差を解消し、レーザ距離計
８の校正を行う。なお、第６図において、符号30は校正
片26を支持する取付台であり、32はこの取付台30をレー
ザ照射方向に沿う長手方向の所定位置で支持・固定する
ためのリニアガイドである。又、校正は、リニアソレノ
イド32上の１又は２以上の位置で取付台を固定して行
う。 又、前記厚さ計の校正を行う際には、第５図中の測定
対象物12の代わりに厚さが既知の校正片26を用い、誤差
を校正する。この場合、校正片26の厚さをtSとすれば、
校正すべき誤差εは、（１）式から次式（２）で表わさ
れる。 ε＝（L0−l1−l2）−tS ……（２） 一方、測定対象物12の測定面12Aのみならず、校正片2
6の測定面26Aは表面粗さや、反射率分布等を有したもの
であるため、受光素子20で受光する個々の反射光のエネ
ルギ強度は、前記表面粗さや反射率分布等に起因して第
４図に示す如きばらつきσのある分布となる。 前記測定面26Aの照射スポツトからの反射光が、第７
図（Ａ）に示されるような、真円形で且つ同心円状の強
度が低下する理想的なスポツト像が形成されているもの
であれば、受光素子20から出力される受光エネルギ強度
の長さ方向の分布は、第８図に示されるような正規分布
に近いものとなり、前記ピーク値Ｐ、童心位置Ｇを容易
に求めることができる。しかしながら、受光素子20上の
スポツト像が、第７図（Ｂ）に示されるように、不規則
に分布し歪んだものとなつた場合、当該受光素子20から
出力される受光エネルギ強度の分布は第９図に実線で示
されるような乱れたものとなる。このような場合、ピー
ク値Ｐ、童心位置Ｇはレーザ光の投光ビームの強度分布
（第９図中破線でその相似形を示す）と異なるものとな
り、童心位置で見れば、投光ビームの重心位置が図のGt
の位置であるのに対して、反射光のエネルギ強度の重心
位置が図のGmの位置となり、誤差Δｌが生じてしまうこ
ととなる。 又、前記厚さ計においても、前記レーザ距離計と同様
に照射スポツトからのスポツト像が第７図（Ｂ）に示さ
れるように歪んだ場合には第９図の誤差Δｌに起因して
（２）式中の誤差εを解消し得ないものとなつていた。 以上のように、校正片のレーザービームが照射される
照射スポツトには、表面粗さや反射率分布等のばらつき
が存在するため、反射光の受光エネルギ強度の分布がば
らつき、受光エネルギ強度の分布の再現性が悪いことか
ら、結果として、校正の度にレーザ距離計８、22A、22B
の測定値が変動していた。従つて、従来の校正方法を用
いて校正を行つた場合、校正片の表面粗さや反射率分布
等に起因する精度以上の精度で校正を行えず、レーザ距
離計のリニアリテイ精度（表示の直線性）は測定範囲の
±0.05％程度が限界となるという問題点があつた。又、
同様の理由から、レーザ距離計を用いた厚さ計において
も、校正精度に限界があるという問題点があつた。
での距離を正確に測定するレーザ距離計やこのレーザ距
離計を用いた厚さ計が、開発されるに至つている。この
レーザ距離計又は厚さ計は、非接触、且つ高応答に測定
対象物までの距離又は測定対象物の厚さを測定可能なた
め、高速にライン上を測定対象物が流れる場所、例えば
厚板のパスラインで当該厚板までの距離や厚板の厚さを
測定するのに用いるのに好適である。 前記のようなレーザ距離計の原理を、第３図に基づき
説明する。第３図に示すように、該レーザ距離計８にお
いては、まず、レーザ発生器10から測定対象物12へ向か
つてレーザ光14を照射する。このとき、測定対象物12の
測定面12Aにレーザ光14の照射スポツト（図中符号Ｘで
示す箇所に生じる）が生ずる。そして、この照射スポツ
トからの反射光を、該照射スポツトをその視野内に収め
るようにした受光器16で受光する。この受光器16におい
ては、凸レンズからなる集光レンズ18で前記反射光を集
光し、電荷結合形撮像素子（CCD）等からなる受光素子2
0上に結像させる（結像位置は図中符号ｘで示す箇所と
なる）。 前記受光器16はレーザ発生器10に対して、予め、所定
の位置に固定され、且つ、レーザ光14の照射方向に対し
て受光器16の視野方向も定められているため、受光素子
20上の前記反射光が結像する結像位置ｌと前記測定面12
A上の照射スポツトまでの距離Ｌとの間には、三角測量
の原理から、第４図の如きｌ＝ｆ（Ｌ）で表わされる関
係がある。従つて、該結像位置ｌを位置検出回路22で検
出すれば、前記関係ｌ＝ｆ（Ｌ）を用いて前記距離Ｌを
測定することができる。位置検出回路22で結像位置ｌを
求める方法には、第８図に示すように、反射光を受光し
た受光素子20から出力されるエネルギ強度のピーク値Ｐ
を検出する方法や、エネルギ強度の重心位置Ｇを検出す
る方法等がある。なお、受光素子20の検出可能長さに応
じてレーザ距離計の測定可能距離が決まり、第３図のレ
ーザ距離計８においては、符号Ａで示す位置の前記反射
光は受光素子20上の符号ａで示す位置に結像し、符号Ｂ
で示す位置の反射光は受光素子20上の符号ｂで示す位置
に結像するため、第４図に示されるようにＡ〜Ｂ間の距
離Ｌを測定できる。 又、前記レーザ距離計を用いた厚さ計の測定原理を第
５図に基づき説明する。この厚さ計は、第５図に示され
るように、測定対象物12の厚さ方向を挟んで２台のレー
ザ距離計22A、22Bを設け、該レーザ距離計22A、22Bから
レーザ光14A、14Bを測定面12A、12Bに照射し、各々の反
射光24A、24Bを受光する。これにより、前述のレーザ距
離計８と同様にして、一方のレーザ距離計22Aで測定面1
2Aまでの距離l2を測定し、他方のレーザ距離計22Bで測
定面12Bまでの距離l1を測定する。双方のレーザ距離計2
2A、22B間の距離L0は既知であるため、次式（１）から
測定対象物12の厚さｔを知ることができる。 ｔ＝L0＝l1−l2−ε ……（１） 但し、εは測定誤差である。 ところで、前記の如きレーザ距離計、あるいはレーザ
距離計を用いた厚さ計は、測定精度の確保のため測定に
先立ち適宜に校正を行い、正確な結像位置ｌに対する距
離Ｌの関係ｌ＝ｆ（Ｌ）を求めなければならないもので
ある。 従来、第３図に示した如きレーザ距離計８を校正する
際には、第６図に示されるように、まず、校正片26を固
定して空間的に固定された測定面26Aまでの距離をマグ
ネスケール28で検出し、それと共に、校正片26を同一の
状態としてレーザ距離計８により前記測定面26Aまでの
距離を測定する。これら検出距離及び測定距離を比較し
て前記関係ｌ＝ｆ（Ｌ）の誤差を解消し、レーザ距離計
８の校正を行う。なお、第６図において、符号30は校正
片26を支持する取付台であり、32はこの取付台30をレー
ザ照射方向に沿う長手方向の所定位置で支持・固定する
ためのリニアガイドである。又、校正は、リニアソレノ
イド32上の１又は２以上の位置で取付台を固定して行
う。 又、前記厚さ計の校正を行う際には、第５図中の測定
対象物12の代わりに厚さが既知の校正片26を用い、誤差
を校正する。この場合、校正片26の厚さをtSとすれば、
校正すべき誤差εは、（１）式から次式（２）で表わさ
れる。 ε＝（L0−l1−l2）−tS ……（２） 一方、測定対象物12の測定面12Aのみならず、校正片2
6の測定面26Aは表面粗さや、反射率分布等を有したもの
であるため、受光素子20で受光する個々の反射光のエネ
ルギ強度は、前記表面粗さや反射率分布等に起因して第
４図に示す如きばらつきσのある分布となる。 前記測定面26Aの照射スポツトからの反射光が、第７
図（Ａ）に示されるような、真円形で且つ同心円状の強
度が低下する理想的なスポツト像が形成されているもの
であれば、受光素子20から出力される受光エネルギ強度
の長さ方向の分布は、第８図に示されるような正規分布
に近いものとなり、前記ピーク値Ｐ、童心位置Ｇを容易
に求めることができる。しかしながら、受光素子20上の
スポツト像が、第７図（Ｂ）に示されるように、不規則
に分布し歪んだものとなつた場合、当該受光素子20から
出力される受光エネルギ強度の分布は第９図に実線で示
されるような乱れたものとなる。このような場合、ピー
ク値Ｐ、童心位置Ｇはレーザ光の投光ビームの強度分布
（第９図中破線でその相似形を示す）と異なるものとな
り、童心位置で見れば、投光ビームの重心位置が図のGt
の位置であるのに対して、反射光のエネルギ強度の重心
位置が図のGmの位置となり、誤差Δｌが生じてしまうこ
ととなる。 又、前記厚さ計においても、前記レーザ距離計と同様
に照射スポツトからのスポツト像が第７図（Ｂ）に示さ
れるように歪んだ場合には第９図の誤差Δｌに起因して
（２）式中の誤差εを解消し得ないものとなつていた。 以上のように、校正片のレーザービームが照射される
照射スポツトには、表面粗さや反射率分布等のばらつき
が存在するため、反射光の受光エネルギ強度の分布がば
らつき、受光エネルギ強度の分布の再現性が悪いことか
ら、結果として、校正の度にレーザ距離計８、22A、22B
の測定値が変動していた。従つて、従来の校正方法を用
いて校正を行つた場合、校正片の表面粗さや反射率分布
等に起因する精度以上の精度で校正を行えず、レーザ距
離計のリニアリテイ精度（表示の直線性）は測定範囲の
±0.05％程度が限界となるという問題点があつた。又、
同様の理由から、レーザ距離計を用いた厚さ計において
も、校正精度に限界があるという問題点があつた。
本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされた
もので、校正片の表面粗さや反射率分布のばらつきを平
滑化して、照射するレーザ光の強度分布に近い受光エネ
ルギ強度分布が安定して得られるようにし、測定値の再
現性を向上できるレーザ距離計及びレーザ距離計を用い
た厚さ計の校正方法を提供することを課題とする。
もので、校正片の表面粗さや反射率分布のばらつきを平
滑化して、照射するレーザ光の強度分布に近い受光エネ
ルギ強度分布が安定して得られるようにし、測定値の再
現性を向上できるレーザ距離計及びレーザ距離計を用い
た厚さ計の校正方法を提供することを課題とする。
本発明は、レーザ光を用いて三角測量により測定対象
物までの距離を測定するレーザ距離計を校正する方法に
おいて、校正片の測定面を所定の校正位置で、レーザ距
離計との距離を一定に保つたまま、レーザ光軸と直交す
る方向に移動させ、移動される測定面にレーザ光を照射
して校正することにより、校正片の表面粗さや反射率分
布のばらつきを平滑化して、前記課題を達成したもので
ある。 又本発明は、レーザ光を用いて三角測量により距離を
測定するレーザ距離計を用いて測定対象物の厚さを測定
する厚さ計を校正する方法において、校正片の測定面を
所定の校正位置で、レーザ距離計との距離を一定に保つ
たまま、レーザ光軸と直交する方向に移動させ、移動さ
れる測定面にレーザ光を照射して校正することにより、
校正片の表面粗さや反射率分布のばらつきを平滑化し
て、同じく前記課題を達成したものである。
物までの距離を測定するレーザ距離計を校正する方法に
おいて、校正片の測定面を所定の校正位置で、レーザ距
離計との距離を一定に保つたまま、レーザ光軸と直交す
る方向に移動させ、移動される測定面にレーザ光を照射
して校正することにより、校正片の表面粗さや反射率分
布のばらつきを平滑化して、前記課題を達成したもので
ある。 又本発明は、レーザ光を用いて三角測量により距離を
測定するレーザ距離計を用いて測定対象物の厚さを測定
する厚さ計を校正する方法において、校正片の測定面を
所定の校正位置で、レーザ距離計との距離を一定に保つ
たまま、レーザ光軸と直交する方向に移動させ、移動さ
れる測定面にレーザ光を照射して校正することにより、
校正片の表面粗さや反射率分布のばらつきを平滑化し
て、同じく前記課題を達成したものである。
レーザ距離計及びレーザ距離計を用いた厚さ計を校正
する際に、校正片の測定面を静止させて校正すると、校
正の精度は校正片の表面粗さや反射率分布のばらつきに
応じたものとなり、校正精度に限界があつた。 そこで、発明者等は前記表面粗さや反射率分布のばら
つきを減少させるべく種々検討を行つた結果、所定の校
正位置で校正片の測定面を、レーザ距離計との距離を一
定に保つたまま、レーザ光軸と直交する方向に移動させ
れば、前記表面粗さや反射率分布のばらつきが平滑化さ
れることを見出した。即ち、測定面の移動により前記ば
らつきが空間的に平均化されて、照射スポツトの反射光
が前出第７図（Ａ）に示した如き分布のものとなり、受
光エネルギ強度の分布が前出第８図の如き正規分布とな
るものである。本発明は、このような観点に基づき創案
されたものである。 従つて、本発明によれば、前記表面粗さや反射率のば
らつきが平滑化されるため、反射光の受光エネルギ強度
分布に、照射したレーザ光の強度分布に近い分布が安定
して得られ、校正後に測定される距離又は厚さの再現性
を向上させることができる。発明者等がレーザ距離計の
リニアリテイ精度について調査したところによれば、従
来法では測定範囲の±0.05％が限界であつたが、本発明
方法により±0.01％に向上したものである。 なお、前記校正片の測定面の移動を回転によつて行う
ようにすれば、比較的狭い範囲で測定面を移動させるこ
とが可能となるため、校正片の移動装置等の校正が大型
化せず、設置空間が小さくて済むためスペースの利用率
が高いものとなる。
する際に、校正片の測定面を静止させて校正すると、校
正の精度は校正片の表面粗さや反射率分布のばらつきに
応じたものとなり、校正精度に限界があつた。 そこで、発明者等は前記表面粗さや反射率分布のばら
つきを減少させるべく種々検討を行つた結果、所定の校
正位置で校正片の測定面を、レーザ距離計との距離を一
定に保つたまま、レーザ光軸と直交する方向に移動させ
れば、前記表面粗さや反射率分布のばらつきが平滑化さ
れることを見出した。即ち、測定面の移動により前記ば
らつきが空間的に平均化されて、照射スポツトの反射光
が前出第７図（Ａ）に示した如き分布のものとなり、受
光エネルギ強度の分布が前出第８図の如き正規分布とな
るものである。本発明は、このような観点に基づき創案
されたものである。 従つて、本発明によれば、前記表面粗さや反射率のば
らつきが平滑化されるため、反射光の受光エネルギ強度
分布に、照射したレーザ光の強度分布に近い分布が安定
して得られ、校正後に測定される距離又は厚さの再現性
を向上させることができる。発明者等がレーザ距離計の
リニアリテイ精度について調査したところによれば、従
来法では測定範囲の±0.05％が限界であつたが、本発明
方法により±0.01％に向上したものである。 なお、前記校正片の測定面の移動を回転によつて行う
ようにすれば、比較的狭い範囲で測定面を移動させるこ
とが可能となるため、校正片の移動装置等の校正が大型
化せず、設置空間が小さくて済むためスペースの利用率
が高いものとなる。
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明す
る。 まず第１実施例について説明する。 この第１実施例は、前出第４図に示したレーザ距離計
８を、第１図に示されるように、回転する円形状の校正
片34を用いて校正するようにした校正装置である。 第１図に示されるように、この校正装置には、前記校
正片34を回転させるための回転モータ36と、該回転モー
タ36を取付部材37でリニアガイド32上の所定位置に固定
するための取付台38とが備えられている。 前記校正片34は前記リニアガイド32により、レーザ距
離計８の距離測定方向の任意の位置に固定して設置可能
である。又、第１図に示されていないが、取付台38には
前出第６図に示した取付台30同様にマグネスケールが設
けられており、校正片34の測定面34Aまでの距離を正確
に検出できるようになつている。 前記校正装置で前記レーザ距離計８の校正を行う際に
は、まず、校正片34を予め所定位置に設置する。次い
で、校正片34を回転モータ36で回転させながら、レーザ
距離計８で校正片34の測定面34Aまでの距離を検出する
と共に、前記マグネスケールで該測定面34Aまでの距離
を測定する。次いで、測定された双方の距離を比較して
測定誤差を知りレーザ距離計８の調整を行つて校正す
る。 ここで、受光素子がリニアイメージセンサであり、測
定周期が２（ｍ秒）のレーザ距離計の校正を行うべく、
校正片として表面粗さRaが約１（μｍ）の円形状の校正
片を用いて校正した場合について説明する。この場合、
校正片を回転モータにより3600（rpm）で回転させ、回
転半径Ｒ＝25mmの位置にレーザ光を照射した。この条件
下においては、２（ｍ秒）間に校正片の測定面が18.8mm
移動していることになる。 このようにレーザ距離計で校正片までの距離測定を行
つた結果、校正片の表面粗さや反射率分布等のマイクロ
メートルオーダの影響が一掃され、受光エネルギ強度分
布が、照射されるレーザ光のエネルギ分布とほぼ同様
の、前出第８図に示した如き正規分布型になつた。そし
て、この距離測定の結果とマグネスケールによる距離検
出結果に基づき校正した。この校正により、第４図に示
す結像位置ｌと距離Ｌの関係ｌ＝ｆ（Ｌ）の再現性が向
上したため、このような校正を前記レーザ距離計の距離
測定方向の多数点で行つた結果、リニアリテイ精度が±
0.01％になつた。即ち、第６図に示した従来法では、リ
ニアリテイ精度は±0.05％が限界であつたのに比べ、本
発明により大きく精度が向上しているものと言える。 なお、前記測定面の移動速度は測定周期にもよるが、
1000mm/秒以上になれば校正精度が大きく向上する。 次に、本発明の第２実施例を詳細に説明する。 この第２実施例は、前出第８図に示したレーザ距離計
22A、22Bを用いた厚さ計を第２図に示されるような回転
する円形状の校正片40を用いて校正するようにした校正
装置である。 この校正装置においては、所定の校正位置で、校正片
40を回転モータ36で回転させて校正片40の測定面を移動
させながら、該測定面40A、40Bまでの距離を測定し、前
出（１）、（２）式により当該校正片40の厚さを測定し
て厚さ計を校正したものである。この場合、この校正片
40が回転している以外は前出第５図に示した厚さ計と同
様の手順で校正を行うためその詳細な説明は略す。 なお、発明者等の測定によれば、前記厚さ計を本発明
方法を採用して校正した結果、±20mmのパスライン変動
のある10〜70mmの厚板を測定するに際し、±30（μｍ）
の測定精度で測定できるようになつた。 なお、前記第１実施例及び第２実施例においては、校
正片を回転させてその測定面を移動させることにより校
正を行つていたが、本発明はこのように校正片を回転さ
せて校正することに限定されるものではない。要は、校
正片の測定面がレーザ光を照射する際移動していればよ
く、直線移動等他の移動方法で測定面を移動させるよう
にしてもよい。
る。 まず第１実施例について説明する。 この第１実施例は、前出第４図に示したレーザ距離計
８を、第１図に示されるように、回転する円形状の校正
片34を用いて校正するようにした校正装置である。 第１図に示されるように、この校正装置には、前記校
正片34を回転させるための回転モータ36と、該回転モー
タ36を取付部材37でリニアガイド32上の所定位置に固定
するための取付台38とが備えられている。 前記校正片34は前記リニアガイド32により、レーザ距
離計８の距離測定方向の任意の位置に固定して設置可能
である。又、第１図に示されていないが、取付台38には
前出第６図に示した取付台30同様にマグネスケールが設
けられており、校正片34の測定面34Aまでの距離を正確
に検出できるようになつている。 前記校正装置で前記レーザ距離計８の校正を行う際に
は、まず、校正片34を予め所定位置に設置する。次い
で、校正片34を回転モータ36で回転させながら、レーザ
距離計８で校正片34の測定面34Aまでの距離を検出する
と共に、前記マグネスケールで該測定面34Aまでの距離
を測定する。次いで、測定された双方の距離を比較して
測定誤差を知りレーザ距離計８の調整を行つて校正す
る。 ここで、受光素子がリニアイメージセンサであり、測
定周期が２（ｍ秒）のレーザ距離計の校正を行うべく、
校正片として表面粗さRaが約１（μｍ）の円形状の校正
片を用いて校正した場合について説明する。この場合、
校正片を回転モータにより3600（rpm）で回転させ、回
転半径Ｒ＝25mmの位置にレーザ光を照射した。この条件
下においては、２（ｍ秒）間に校正片の測定面が18.8mm
移動していることになる。 このようにレーザ距離計で校正片までの距離測定を行
つた結果、校正片の表面粗さや反射率分布等のマイクロ
メートルオーダの影響が一掃され、受光エネルギ強度分
布が、照射されるレーザ光のエネルギ分布とほぼ同様
の、前出第８図に示した如き正規分布型になつた。そし
て、この距離測定の結果とマグネスケールによる距離検
出結果に基づき校正した。この校正により、第４図に示
す結像位置ｌと距離Ｌの関係ｌ＝ｆ（Ｌ）の再現性が向
上したため、このような校正を前記レーザ距離計の距離
測定方向の多数点で行つた結果、リニアリテイ精度が±
0.01％になつた。即ち、第６図に示した従来法では、リ
ニアリテイ精度は±0.05％が限界であつたのに比べ、本
発明により大きく精度が向上しているものと言える。 なお、前記測定面の移動速度は測定周期にもよるが、
1000mm/秒以上になれば校正精度が大きく向上する。 次に、本発明の第２実施例を詳細に説明する。 この第２実施例は、前出第８図に示したレーザ距離計
22A、22Bを用いた厚さ計を第２図に示されるような回転
する円形状の校正片40を用いて校正するようにした校正
装置である。 この校正装置においては、所定の校正位置で、校正片
40を回転モータ36で回転させて校正片40の測定面を移動
させながら、該測定面40A、40Bまでの距離を測定し、前
出（１）、（２）式により当該校正片40の厚さを測定し
て厚さ計を校正したものである。この場合、この校正片
40が回転している以外は前出第５図に示した厚さ計と同
様の手順で校正を行うためその詳細な説明は略す。 なお、発明者等の測定によれば、前記厚さ計を本発明
方法を採用して校正した結果、±20mmのパスライン変動
のある10〜70mmの厚板を測定するに際し、±30（μｍ）
の測定精度で測定できるようになつた。 なお、前記第１実施例及び第２実施例においては、校
正片を回転させてその測定面を移動させることにより校
正を行つていたが、本発明はこのように校正片を回転さ
せて校正することに限定されるものではない。要は、校
正片の測定面がレーザ光を照射する際移動していればよ
く、直線移動等他の移動方法で測定面を移動させるよう
にしてもよい。
第１図は、本発明が採用された第１実施例の校正装置の
構成を示す、一部ブロツク図を含む要部正面図、第２図
は本発明が採用された第２実施例の校正装置の構成を示
す、一部ブロツク図を含む要部正面図、第３図は三角測
量の原理を用いたレーザ距離計の測定原理を示す、一部
ブロツク図を含む要部断面図、第４図は距離計の測定原
理を説明するための距離と受光素子上の結像位置の関係
を示す線図、第５図はレーザ距離計を用いた厚さ計の構
成例を示す、一部断面図を含むブロツク図、第６図は従
来のレーザ距離計の校正方法を説明するための、一部断
面図を含む要部正面図、第７図（Ａ）、（Ｂ）は、レー
ザ光による測定面上の理想的なスポツト像及び歪んだス
ポツト像の例を示す平面図、第８図は正常な反射光のエ
ネルギ強度分布を示す線図、第９図は不正常な反射光の
エネルギ強度分布を示す線図である。 ８……レーザ距離計、 10……レーザ発生器、 12……測定対象物、 12A、12B……測定面、 14、14A、14B……レーザ光、 16……受光器、 18……集光レンズ、 20……受光素子、 22A、22B……レーザ距離計、 24A、24B……反射光、 28……マグネスケール、 32……リニアガイド、 34、40……校正片、 34A、40A、40B……校正片の測定面、 36……回転モータ、 38……取付台。
構成を示す、一部ブロツク図を含む要部正面図、第２図
は本発明が採用された第２実施例の校正装置の構成を示
す、一部ブロツク図を含む要部正面図、第３図は三角測
量の原理を用いたレーザ距離計の測定原理を示す、一部
ブロツク図を含む要部断面図、第４図は距離計の測定原
理を説明するための距離と受光素子上の結像位置の関係
を示す線図、第５図はレーザ距離計を用いた厚さ計の構
成例を示す、一部断面図を含むブロツク図、第６図は従
来のレーザ距離計の校正方法を説明するための、一部断
面図を含む要部正面図、第７図（Ａ）、（Ｂ）は、レー
ザ光による測定面上の理想的なスポツト像及び歪んだス
ポツト像の例を示す平面図、第８図は正常な反射光のエ
ネルギ強度分布を示す線図、第９図は不正常な反射光の
エネルギ強度分布を示す線図である。 ８……レーザ距離計、 10……レーザ発生器、 12……測定対象物、 12A、12B……測定面、 14、14A、14B……レーザ光、 16……受光器、 18……集光レンズ、 20……受光素子、 22A、22B……レーザ距離計、 24A、24B……反射光、 28……マグネスケール、 32……リニアガイド、 34、40……校正片、 34A、40A、40B……校正片の測定面、 36……回転モータ、 38……取付台。
フロントページの続き (72)発明者 黒田 康徳 兵庫県神戸市中央区明石町32番地 三波 工業株式会社神戸事業所内 (56)参考文献 特開 昭62−195504（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−27449（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】レーザ光を用いて三角測量により測定対象
物までの距離を測定するレーザ距離計を校正する方法に
おいて、 校正片の測定面を所定の校正位置で、レーザ距離計との
距離を一定に保つたまま、レーザ光軸と直交する方向に
移動させ、 移動される測定面にレーザ光を照射して校正することに
より、 校正片の表面粗さや反射率分布のばらつきを平滑化した
ことを特徴とするレーザ距離計の校正方法。 - 【請求項２】レーザ光を用いて三角測量により距離を測
定するレーザ距離計を用いて測定対象物の厚さを測定す
る厚さ計を校正する方法において、 校正片の測定面を所定の校正位置で、レーザ距離計との
距離を一定に保つたまま、レーザ光軸と直交する方向に
移動させ、 移動される測定面にレーザ光を照射して校正することに
より、 校正片の表面粗さや反射率分布のばらつきを平滑化した
ことを特徴とするレーザ距離計を用いた厚さ計の校正方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63268829A JP2603317B2 (ja) | 1988-10-25 | 1988-10-25 | レーザ距離計及びレーザ距離計を用いた厚さ計の校正方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63268829A JP2603317B2 (ja) | 1988-10-25 | 1988-10-25 | レーザ距離計及びレーザ距離計を用いた厚さ計の校正方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02115711A JPH02115711A (ja) | 1990-04-27 |
| JP2603317B2 true JP2603317B2 (ja) | 1997-04-23 |
Family
ID=17463836
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63268829A Expired - Fee Related JP2603317B2 (ja) | 1988-10-25 | 1988-10-25 | レーザ距離計及びレーザ距離計を用いた厚さ計の校正方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2603317B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5030699B2 (ja) * | 2007-07-27 | 2012-09-19 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 厚さ計測装置の調整方法及びその装置 |
| JP6064754B2 (ja) * | 2013-04-09 | 2017-01-25 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 電縫鋼管の外表面形状計測方法および外表面形状計測装置 |
| JP6069275B2 (ja) * | 2014-09-11 | 2017-02-01 | 矢崎総業株式会社 | 端子挿入用位置合わせ装置 |
| CN109798849B (zh) * | 2019-02-14 | 2020-10-16 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 倍频晶体定轴误差测量装置及测量方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5327449A (en) * | 1976-08-27 | 1978-03-14 | Oki Electric Ind Co Ltd | Thickness measuring system for running body |
| JPS62195504A (ja) * | 1986-02-24 | 1987-08-28 | Advantest Corp | 面位置検出装置 |
-
1988
- 1988-10-25 JP JP63268829A patent/JP2603317B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02115711A (ja) | 1990-04-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6937350B2 (en) | Apparatus and methods for optically monitoring thickness | |
| EP0279347B1 (en) | Optical axis displacement sensor | |
| JP2007057522A (ja) | 追尾式レーザ干渉計 | |
| US4730927A (en) | Method and apparatus for measuring positions on the surface of a flat object | |
| JP2603317B2 (ja) | レーザ距離計及びレーザ距離計を用いた厚さ計の校正方法 | |
| JPH0123041B2 (ja) | ||
| JP2746511B2 (ja) | 単結晶インゴットのオリエンテーションフラット幅測定方法 | |
| JPH0226164B2 (ja) | ||
| JPH05332769A (ja) | 光学式変位計 | |
| JP2698446B2 (ja) | 間隔測定装置 | |
| JPH06102028A (ja) | 光学式非接触距離測定機及び測定方法 | |
| JPS62115315A (ja) | レ−ザ変位計 | |
| JP3192461B2 (ja) | 光学的測定装置 | |
| JPS5826325Y2 (ja) | 位置検出装置 | |
| JPH09189545A (ja) | 距離測定装置 | |
| JPH0318887Y2 (ja) | ||
| JPH0331367B2 (ja) | ||
| JPH06281418A (ja) | 凹凸を有する板状透明体の光学的厚さ測定方法 | |
| JP3146530B2 (ja) | 非接触高さ計測装置 | |
| JPH04130239A (ja) | 動的面出入り測定装置 | |
| JPH01216205A (ja) | 運動物体の位置測定装置 | |
| JPH01267406A (ja) | 光学検出器 | |
| JPH05196461A (ja) | レーザーによる距離測定方法 | |
| JPH0224446B2 (ja) | ||
| JPS5832103A (ja) | 非接触測定装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |