JP3397296B2 - レーザ距離計及びその光軸調整方法 - Google Patents
レーザ距離計及びその光軸調整方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、対向する２台の
レーザー距離計により測定対象物を挟み込んで、各々の
距離計と測定対象物の距離から、測定対象物の寸法を測
定するために使用されるレーザ距離計に関するものであ
り、さらに詳しくは、その際の光軸合わせの容易なレー
ザ距離計、及びそれを用いた光軸合わせ方法に関するも
のである。
レーザー距離計により測定対象物を挟み込んで、各々の
距離計と測定対象物の距離から、測定対象物の寸法を測
定するために使用されるレーザ距離計に関するものであ
り、さらに詳しくは、その際の光軸合わせの容易なレー
ザ距離計、及びそれを用いた光軸合わせ方法に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】距離計として、線状のレーザービームを
測定対象物に照射し、その反射光を１次元光センサで受
光し、１次元光センサでの受光位置から、測定対象物ま
での距離を測定する方式のものが広く使用されている。
その測定原理を図４に示す。図４において、５１は距離
計、５２はレーザダイオード、５３は位置検出素子（１
次元光センサ）、５４はレーザ投光回路、５５は投光レ
ンズ、５６は受光レンズ、５７は測定対象物である。
測定対象物に照射し、その反射光を１次元光センサで受
光し、１次元光センサでの受光位置から、測定対象物ま
での距離を測定する方式のものが広く使用されている。
その測定原理を図４に示す。図４において、５１は距離
計、５２はレーザダイオード、５３は位置検出素子（１
次元光センサ）、５４はレーザ投光回路、５５は投光レ
ンズ、５６は受光レンズ、５７は測定対象物である。
【０００３】レーザダイオード５２はレーザ投光回路５
４によって駆動されてレーザ光を発生する。ここで発生
したレーザ光は、投光レンズ５５を介して測定対象物５
７に投光され、測定対象物５７の表面で反射されたレー
ザ光は受光レンズ５６を介して位置検出素子５３によっ
て受光される。受光素子５７としては、ＣＣＤやＰＳＤ
等が使用される。このとき、図に示すように、レーザ光
は測定対象物５７と距離計５１の距離に応じた位置で受
光されるので、受光素子がＣＣＤの場合は、電荷が蓄積
された素子の位置、受光素子がＰＳＤの場合はその電流
値を検出すれば、測定対象物５７と距離計５１の距離を
測定することができる。
４によって駆動されてレーザ光を発生する。ここで発生
したレーザ光は、投光レンズ５５を介して測定対象物５
７に投光され、測定対象物５７の表面で反射されたレー
ザ光は受光レンズ５６を介して位置検出素子５３によっ
て受光される。受光素子５７としては、ＣＣＤやＰＳＤ
等が使用される。このとき、図に示すように、レーザ光
は測定対象物５７と距離計５１の距離に応じた位置で受
光されるので、受光素子がＣＣＤの場合は、電荷が蓄積
された素子の位置、受光素子がＰＳＤの場合はその電流
値を検出すれば、測定対象物５７と距離計５１の距離を
測定することができる。
【０００４】また、この原理を応用して、スリット状の
レーザビームを測定対象物に照射し、その反射光を２次
元光センサで受光し、２次元光センサでの受光位置か
ら、測定対象物までの距離を測定する方式のものも広く
使用されている。これは、図４に示すような１次元の距
離計を、紙面に垂直な方向に多数並べて配置したものに
相当する。
レーザビームを測定対象物に照射し、その反射光を２次
元光センサで受光し、２次元光センサでの受光位置か
ら、測定対象物までの距離を測定する方式のものも広く
使用されている。これは、図４に示すような１次元の距
離計を、紙面に垂直な方向に多数並べて配置したものに
相当する。
【０００５】このように、距離計２台を一組として対向
させ、測定対象物を挟むようにして配置し、各々の距離
計から測定対象物までの距離を測定すれば、対象物の寸
法（センサが１次元のとき）、ある断面での形状（セン
サが２次元のとき）を測定することができる。
させ、測定対象物を挟むようにして配置し、各々の距離
計から測定対象物までの距離を測定すれば、対象物の寸
法（センサが１次元のとき）、ある断面での形状（セン
サが２次元のとき）を測定することができる。
【０００６】
【発明が解決すべき課題】しかしながら、前記の測定対
象物の寸法、形状測定方法において、対向する２台の距
離計の光軸が一致していない場合、測定対象物の寸法、
形状を正確に測定できないという問題点がある。この様
子を図５により説明する。図５において、５１、５１’
は距離計、５７は測定対象物、ａ１、ｂ１、ａ２、ｂ２
は、距離計の光線が測定対象物５７に当たる点をを示
す。
象物の寸法、形状測定方法において、対向する２台の距
離計の光軸が一致していない場合、測定対象物の寸法、
形状を正確に測定できないという問題点がある。この様
子を図５により説明する。図５において、５１、５１’
は距離計、５７は測定対象物、ａ１、ｂ１、ａ２、ｂ２
は、距離計の光線が測定対象物５７に当たる点をを示
す。
【０００７】図５において、(a)は、距離計５１と５
１’の光軸があっている場合、すなわち各々の距離計の
光軸が一致し、しかもそれが測定対象物５７に垂直とさ
れている場合、(b)は距離計５１の光軸方向がθ１、５
１’の光軸方向がθ２だけずれている場合を示す。
１’の光軸があっている場合、すなわち各々の距離計の
光軸が一致し、しかもそれが測定対象物５７に垂直とさ
れている場合、(b)は距離計５１の光軸方向がθ１、５
１’の光軸方向がθ２だけずれている場合を示す。
【０００８】(a)において距離計５１と５１’間の距離
をＬとし、距離計５１で測定された測定対象物５７と距
離計５１間の距離をla１、距離計５１’で測定された測
定対象物５７と距離計５１’間の距離をlb１とすると、
測定対象物５７の寸法はｄは、 ｄ＝Ｌ−（la１＋lb１） と表わすことができる。
をＬとし、距離計５１で測定された測定対象物５７と距
離計５１間の距離をla１、距離計５１’で測定された測
定対象物５７と距離計５１’間の距離をlb１とすると、
測定対象物５７の寸法はｄは、 ｄ＝Ｌ−（la１＋lb１） と表わすことができる。
【０００９】ところが、(b)においては、光軸がずれて
いるため、本来la１と測定されるべき測定対象物５７と
距離計５１間の距離が la２＝la１／cosθ１、 本来lb１と測定されるべき測定対象物５７と距離計５
１’間の距離が lb２＝lb１／cosθ１ と測定されてしまう。よって、測定対象物５７の寸法
は、 ｄ’＝Ｌ−（la１／cosθ１＋lb１／cosθ１） と測定されてしまい、測定誤差が生じることになる。よ
って、このような方式の寸法測定装置においては、２つ
の距離計の光軸を一致させることが不可欠である。
いるため、本来la１と測定されるべき測定対象物５７と
距離計５１間の距離が la２＝la１／cosθ１、 本来lb１と測定されるべき測定対象物５７と距離計５
１’間の距離が lb２＝lb１／cosθ１ と測定されてしまう。よって、測定対象物５７の寸法
は、 ｄ’＝Ｌ−（la１／cosθ１＋lb１／cosθ１） と測定されてしまい、測定誤差が生じることになる。よ
って、このような方式の寸法測定装置においては、２つ
の距離計の光軸を一致させることが不可欠である。
【００１０】従来、２つの距離計の光軸を一致させるに
は、前記２台の距離計の各々の光軸上に半透明の薄膜体
を挿入して、目視確認により、薄膜体に結像した各々の
距離計の光スポットの位置が薄体上で一致し、しかも薄
膜体の位置を変えても、この一致がずれないようにする
ことにより距離計の光軸調整を行っていた。
は、前記２台の距離計の各々の光軸上に半透明の薄膜体
を挿入して、目視確認により、薄膜体に結像した各々の
距離計の光スポットの位置が薄体上で一致し、しかも薄
膜体の位置を変えても、この一致がずれないようにする
ことにより距離計の光軸調整を行っていた。
【００１１】また、特開平２−２３１５１５号公報に
は、光軸の合致を確認する手段を有するレーザ距離計が
開示されている。これは、レーザチップの後方にフォト
ダイオードが内蔵されたレーザダイオードを内蔵するも
のであり、相手側のレーザ距離計が発するレーザビーム
をこのフォトダイオードで受光し、その出力が最適値と
なる位置で光軸が合致していると判断する方法である。
は、光軸の合致を確認する手段を有するレーザ距離計が
開示されている。これは、レーザチップの後方にフォト
ダイオードが内蔵されたレーザダイオードを内蔵するも
のであり、相手側のレーザ距離計が発するレーザビーム
をこのフォトダイオードで受光し、その出力が最適値と
なる位置で光軸が合致していると判断する方法である。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
薄膜体を用いて光軸の確認を行う方法は、薄膜体に結像
するレーザースポットを、薄膜体の位置を変化させなが
ら目視確認し、その上で光軸を調整するものであり、煩
雑で作業性がよくないという問題点を有している。又、
レーザ光が可視光でない場合にはこの方法を使用するこ
とができない。
薄膜体を用いて光軸の確認を行う方法は、薄膜体に結像
するレーザースポットを、薄膜体の位置を変化させなが
ら目視確認し、その上で光軸を調整するものであり、煩
雑で作業性がよくないという問題点を有している。又、
レーザ光が可視光でない場合にはこの方法を使用するこ
とができない。
【００１３】また、特開平２−２３１５１５号公報に記
載される方法は、受光点が点状であるフォトダイオード
を用いているため、受光した光の結像点の位置の認識が
できないことから、光軸のずれ量や方向が判定できない
という問題点を有している。また、この方法は、対向す
る２台の距離計が２次元レーザー距離計の場合は適用で
きないという問題点も有している。
載される方法は、受光点が点状であるフォトダイオード
を用いているため、受光した光の結像点の位置の認識が
できないことから、光軸のずれ量や方向が判定できない
という問題点を有している。また、この方法は、対向す
る２台の距離計が２次元レーザー距離計の場合は適用で
きないという問題点も有している。
【００１４】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、測定対象物を前記２台のレーザ距離計で挟み
込んで、測定対象物の寸法を計測する場合に使用される
レーザ距離計であって、光軸合わせの容易なものを提供
すること、及びそれを用いた光軸調整方法を提供するこ
とを課題とする。
たもので、測定対象物を前記２台のレーザ距離計で挟み
込んで、測定対象物の寸法を計測する場合に使用される
レーザ距離計であって、光軸合わせの容易なものを提供
すること、及びそれを用いた光軸調整方法を提供するこ
とを課題とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の第１の手段は、レーザ光源から発する線状のレーザ光
線を対象物に照射し、その反射光を１次元光センサで受
光し、前記１次元光センサにおける反射光の受光位置か
ら対象物までの距離を測定するレーザ距離計であって、
レーザ光源の前方に設けられ、前記レーザ光線の一部を
透過し外部から照射された外来光の一部を反射するハー
フミラーと、外部から照射され前記ハーフミラーで反射
された外来光を受光する第２の１次元光センサと、第２
の１次元光センサにおける前記外来光の受光位置から、
前記外来光の照射位置を測定する手段とを有することを
特徴とするレーザ距離計（請求項１）である。
の第１の手段は、レーザ光源から発する線状のレーザ光
線を対象物に照射し、その反射光を１次元光センサで受
光し、前記１次元光センサにおける反射光の受光位置か
ら対象物までの距離を測定するレーザ距離計であって、
レーザ光源の前方に設けられ、前記レーザ光線の一部を
透過し外部から照射された外来光の一部を反射するハー
フミラーと、外部から照射され前記ハーフミラーで反射
された外来光を受光する第２の１次元光センサと、第２
の１次元光センサにおける前記外来光の受光位置から、
前記外来光の照射位置を測定する手段とを有することを
特徴とするレーザ距離計（請求項１）である。
【００１６】この手段においては、対向するレーザ距離
計からのレーザビームは、ハーフミラーで反射され、第
２の１次元光センサで受光される。よって、この１次元
光センサの出力を見れば、対向するレーザ距離計からの
レーザビームが当該レーザ距離計のどの位置に入射して
いるかが分かる。よって、当該１次元光センサの出力を
見ながら、相手側からのレーザビームの入射位置が、当
該レーザ距離計の中心にくるように調整することによ
り、２つのレーザ距離計の光軸を一致させることができ
る。
計からのレーザビームは、ハーフミラーで反射され、第
２の１次元光センサで受光される。よって、この１次元
光センサの出力を見れば、対向するレーザ距離計からの
レーザビームが当該レーザ距離計のどの位置に入射して
いるかが分かる。よって、当該１次元光センサの出力を
見ながら、相手側からのレーザビームの入射位置が、当
該レーザ距離計の中心にくるように調整することによ
り、２つのレーザ距離計の光軸を一致させることができ
る。
【００１７】本手段においては、受光セルが１次元光セ
ンサであるので、特開平２−２３１５１５号公報に示さ
れるものと異なり、レーザビームがどちらの方向にずれ
ているかどうかを判別することができる。よって、光軸
調整作業を高能率で行うことができる。
ンサであるので、特開平２−２３１５１５号公報に示さ
れるものと異なり、レーザビームがどちらの方向にずれ
ているかどうかを判別することができる。よって、光軸
調整作業を高能率で行うことができる。
【００１８】１次元光センサとしては、ＣＣＤやＰＳＤ
が一般的であるが、小さなフォトダイオードを中心にし
て、その両側に細長いフォトダイオードを設けたもので
も良い。このような、３個以上のダイオードからなる１
次元光センサでも、両側のどちらのセンサが受光してい
るかを知ることにより、光軸がどちら側にずれているか
を判別可能であり、調整により、中心のフォトダイオー
ドが受光するようにすることによって、光軸の調整を容
易に行うことができる。
が一般的であるが、小さなフォトダイオードを中心にし
て、その両側に細長いフォトダイオードを設けたもので
も良い。このような、３個以上のダイオードからなる１
次元光センサでも、両側のどちらのセンサが受光してい
るかを知ることにより、光軸がどちら側にずれているか
を判別可能であり、調整により、中心のフォトダイオー
ドが受光するようにすることによって、光軸の調整を容
易に行うことができる。
【００１９】前記課題を解決するための第２の手段は、
レーザ光源から発するスリット状のレーザ光線を照射窓
を通して対象物に照射し、その反射光を２次元光センサ
で受光し、前記２次元光センサにおける反射光の受光位
置から対象物までの距離を１次元的に測定するレーザ距
離計であって、前記レーザ照射窓の両側に各々設けら
れ、外来光を受光する１次元光センサと、前記１次元光
センサにおける外来光の受光位置から、前記外来光の照
射位置を測定する手段とを有することを特徴とするレー
ザ距離計（請求項２）である。
レーザ光源から発するスリット状のレーザ光線を照射窓
を通して対象物に照射し、その反射光を２次元光センサ
で受光し、前記２次元光センサにおける反射光の受光位
置から対象物までの距離を１次元的に測定するレーザ距
離計であって、前記レーザ照射窓の両側に各々設けら
れ、外来光を受光する１次元光センサと、前記１次元光
センサにおける外来光の受光位置から、前記外来光の照
射位置を測定する手段とを有することを特徴とするレー
ザ距離計（請求項２）である。
【００２０】本手段においては、対向するレーザ距離計
から照射されるスリット状のレーザ光線は、レーザ照射
窓及びその両側に各々設けられた１次元受光センサで受
光される。１次元受光センサの長さ方向を、スリット状
のレーザ光線と交わる方向、望ましくは直角方向にし、
当該レーザ距離計から投射されるスリット状のレーザ光
線の延長線が当該１次元受光センサの中心を通るように
しておけば、対向するレーザ距離計からのスリット状の
レーザ光線が各々の１次元受光センサの中心で受光され
るように光軸を調整することにより、対向する２つのレ
ーザ距離計の光軸を合致させることができる。
から照射されるスリット状のレーザ光線は、レーザ照射
窓及びその両側に各々設けられた１次元受光センサで受
光される。１次元受光センサの長さ方向を、スリット状
のレーザ光線と交わる方向、望ましくは直角方向にし、
当該レーザ距離計から投射されるスリット状のレーザ光
線の延長線が当該１次元受光センサの中心を通るように
しておけば、対向するレーザ距離計からのスリット状の
レーザ光線が各々の１次元受光センサの中心で受光され
るように光軸を調整することにより、対向する２つのレ
ーザ距離計の光軸を合致させることができる。
【００２１】本手段においては、対向するレーザ距離計
からのレーザ光線を受光するセンサとして１次元光セン
サを用いているので、光軸がずれている場合、どちら側
にずれているのかを識別することができるので、調整を
容易に行うことができる。１次元光センサとしては、第
１の手段で述べたものが使用可能である。
からのレーザ光線を受光するセンサとして１次元光セン
サを用いているので、光軸がずれている場合、どちら側
にずれているのかを識別することができるので、調整を
容易に行うことができる。１次元光センサとしては、第
１の手段で述べたものが使用可能である。
【００２２】前記課題を解決するための第３の手段は、
前記第１の手段であるレーザ距離計２台を対向させ、測
定対象物を前記２台のレーザ距離計で挟み込んで、各々
のレーザ距離計から測定対象物までの距離を測定し、測
定された距離から測定対象物の寸法を測定する装置にお
けるレーザ距離計の光軸を調整する方法であって、一方
のレーザー距離計から照射した光を対向する他方のレー
ザー距離計で受光し、受光した光の照射位置を測定しな
がら、前記対向する２台のレーザー距離計の光軸を一致
させることを特徴とするレーザ距離計の光軸調整方法
（請求項３）である。
前記第１の手段であるレーザ距離計２台を対向させ、測
定対象物を前記２台のレーザ距離計で挟み込んで、各々
のレーザ距離計から測定対象物までの距離を測定し、測
定された距離から測定対象物の寸法を測定する装置にお
けるレーザ距離計の光軸を調整する方法であって、一方
のレーザー距離計から照射した光を対向する他方のレー
ザー距離計で受光し、受光した光の照射位置を測定しな
がら、前記対向する２台のレーザー距離計の光軸を一致
させることを特徴とするレーザ距離計の光軸調整方法
（請求項３）である。
【００２３】この装置におけるレーザ距離計には、対向
するレーザ距離計から放射されるレーザビームの受光位
置を測定する手段が設けられているので、その出力を見
ながら光軸を調整することにより、容易に２つのレーザ
距離計の光軸を合致させることができる。
するレーザ距離計から放射されるレーザビームの受光位
置を測定する手段が設けられているので、その出力を見
ながら光軸を調整することにより、容易に２つのレーザ
距離計の光軸を合致させることができる。
【００２４】前記課題を解決するための第４の手段は、
前記第２の手段であるレーザ距離計２台を対向させ、測
定対象物を前記２台のレーザ距離計で挟み込んで、一方
のレーザ距離計から測定対象物までの距離を測定し、測
定された距離から測定対象物の寸法を測定する装置にお
けるレーザ距離計の光軸を調整する方法であって、各々
のレーザー距離計から照射した光を対向する他方のレー
ザー距離計で受光し、各々の１次元受光センサが受光し
た光の照射位置を測定しながら、前記対向する２台のレ
ーザー距離計の光軸を一致させることを特徴とするレー
ザ距離計の光軸調整方法（請求項４）である。
前記第２の手段であるレーザ距離計２台を対向させ、測
定対象物を前記２台のレーザ距離計で挟み込んで、一方
のレーザ距離計から測定対象物までの距離を測定し、測
定された距離から測定対象物の寸法を測定する装置にお
けるレーザ距離計の光軸を調整する方法であって、各々
のレーザー距離計から照射した光を対向する他方のレー
ザー距離計で受光し、各々の１次元受光センサが受光し
た光の照射位置を測定しながら、前記対向する２台のレ
ーザー距離計の光軸を一致させることを特徴とするレー
ザ距離計の光軸調整方法（請求項４）である。
【００２５】この装置におけるレーザ距離計には、対向
するレーザ距離計から放射されるレーザビームの受光位
置を測定する手段が２個設けられているので、それらの
出力を見ながら光軸を調整することにより、容易に２つ
のレーザ距離計の光軸を合致させることができる。
するレーザ距離計から放射されるレーザビームの受光位
置を測定する手段が２個設けられているので、それらの
出力を見ながら光軸を調整することにより、容易に２つ
のレーザ距離計の光軸を合致させることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の例を
図面を参照しながら説明する。図１は対向する２台の１
次元レーザー距離計を用いて断面が方形の測定物の厚さ
を測定する装置の概要を示すものである。図１におい
て、１は測定対象物、１０、２０はレーザ距離計、１
１、２１はレーザ投光素子、１２、２２はハーフミラ
ー、１３、２３は距離測定用受光素子（第１の受光素
子）、１４、２４は光軸監視用受光素子（第２の受光素
子）、Ｓ１、Ｓ２は、それぞれレーザ投光素子１１、２
１より投射されるレーザビーム、ｕ１、ｕ２は測定対象
物から反射されたレーザビーム、ｔ１、ｔ２は、それぞ
れレーザビームＳ２、Ｓ１がハーフミラー１２、２２で
反射されたものである。
図面を参照しながら説明する。図１は対向する２台の１
次元レーザー距離計を用いて断面が方形の測定物の厚さ
を測定する装置の概要を示すものである。図１におい
て、１は測定対象物、１０、２０はレーザ距離計、１
１、２１はレーザ投光素子、１２、２２はハーフミラ
ー、１３、２３は距離測定用受光素子（第１の受光素
子）、１４、２４は光軸監視用受光素子（第２の受光素
子）、Ｓ１、Ｓ２は、それぞれレーザ投光素子１１、２
１より投射されるレーザビーム、ｕ１、ｕ２は測定対象
物から反射されたレーザビーム、ｔ１、ｔ２は、それぞ
れレーザビームＳ２、Ｓ１がハーフミラー１２、２２で
反射されたものである。
【００２７】レーザ距離計１０、２０は、ハーフミラー
１２、２２と光軸監視用受光素子１４、２４が設けられ
ている点が、図４で説明した従来のレーザ距離計と異な
る。
１２、２２と光軸監視用受光素子１４、２４が設けられ
ている点が、図４で説明した従来のレーザ距離計と異な
る。
【００２８】レーザ距離計１０においては、測定時にお
いて、レーザ投光素子１１から投射された線状のレーザ
ビームＳ１は、ハーフミラー１２を通過し、測定対象物
１の表面によって反射され、その反射光ｕ１は、距離測
定用受光素子１４によって受光される。距離測定用受光
素子１４は、ＣＣＤ、ＰＳＤ等の１次元光センサであ
り、反射光が受光される位置を検知することができる。
レーザ距離計１０によって、レーザ距離計１０と測定対
象物１間の距離を測定する方法は、図４に示した従来の
レーザ距離計と同じである。レーザ距離計２０もレーザ
距離計１０と同じ構造を持ち、同様にして、レーザ距離
計２０と測定対象物１間の距離が測定される。
いて、レーザ投光素子１１から投射された線状のレーザ
ビームＳ１は、ハーフミラー１２を通過し、測定対象物
１の表面によって反射され、その反射光ｕ１は、距離測
定用受光素子１４によって受光される。距離測定用受光
素子１４は、ＣＣＤ、ＰＳＤ等の１次元光センサであ
り、反射光が受光される位置を検知することができる。
レーザ距離計１０によって、レーザ距離計１０と測定対
象物１間の距離を測定する方法は、図４に示した従来の
レーザ距離計と同じである。レーザ距離計２０もレーザ
距離計１０と同じ構造を持ち、同様にして、レーザ距離
計２０と測定対象物１間の距離が測定される。
【００２９】レーザ距離計１０と２０の光軸を合わせる
方法について以下に説明する。測定対象物１が無いと
き、レーザ投光素子１１からのレーザビームＳ１は、レ
ーザ距離計２０に照射され、ハーフミラー２２によって
反射されて光線ｔ２となり、光軸監視用受光素子２４に
入射する。光軸監視用受光素子２４も１次元光センサで
あり、その長さ方向のどの位置に光が入射したかを検知
することができる。
方法について以下に説明する。測定対象物１が無いと
き、レーザ投光素子１１からのレーザビームＳ１は、レ
ーザ距離計２０に照射され、ハーフミラー２２によって
反射されて光線ｔ２となり、光軸監視用受光素子２４に
入射する。光軸監視用受光素子２４も１次元光センサで
あり、その長さ方向のどの位置に光が入射したかを検知
することができる。
【００３０】光軸監視用受光素子２４としては、ＣＣＤ
やＰＳＤを使用することができるが、小さなフォトダイ
オードを中心にして、その両側に細長いフォトダイオー
ドを１個ないし複数個ずつ配置したものを使用してもよ
い。対向して配置された１次元レーザー距離計１０、２
０の光軸が一致している場合は、光ｔ２の受光素子２３
への結像点は中央であるが、光軸がずれている場合は、
光ｔ２の光軸監視用受光素子２４への結像点が中央から
ずれ、前記受光素子２４の電気信号出力も変化する。そ
の変化量で光軸のずれ量と方向がわかるので光軸の修正
が簡単に行える。
やＰＳＤを使用することができるが、小さなフォトダイ
オードを中心にして、その両側に細長いフォトダイオー
ドを１個ないし複数個ずつ配置したものを使用してもよ
い。対向して配置された１次元レーザー距離計１０、２
０の光軸が一致している場合は、光ｔ２の受光素子２３
への結像点は中央であるが、光軸がずれている場合は、
光ｔ２の光軸監視用受光素子２４への結像点が中央から
ずれ、前記受光素子２４の電気信号出力も変化する。そ
の変化量で光軸のずれ量と方向がわかるので光軸の修正
が簡単に行える。
【００３１】レーザ投光素子２１から投射され、レーザ
距離計１０に入射するレーザビームＳ２についても同じ
ことがいえ、光軸監視用受光素子１４の出力をモニタす
ることにより、簡単に光軸を合わせることができる。
距離計１０に入射するレーザビームＳ２についても同じ
ことがいえ、光軸監視用受光素子１４の出力をモニタす
ることにより、簡単に光軸を合わせることができる。
【００３２】なお、多くの場合には、レーザ距離計１
０、２０のうち、どちらか一方のみを光軸監視用受光素
子を有するものとし、他を従来型のレーザ距離計とし
て、一方のレーザ距離計のみで光軸調整を行っても、目
的を達成することができる。
０、２０のうち、どちらか一方のみを光軸監視用受光素
子を有するものとし、他を従来型のレーザ距離計とし
て、一方のレーザ距離計のみで光軸調整を行っても、目
的を達成することができる。
【００３３】図２は、対向する２台の２次元レーザー距
離計で円筒状の測定物の直径を測定する装置の概要を示
す図である。図２において、(a)は側面図、(b)は正面
図、２は円筒状の測定対象物、３０、４０は２次元レー
ザー距離計、３１、４１は投光部、３２、３３、４２、
４３は光軸監視用受光素子、Ｓ３は投光部３１から投射
されるスリット状のレーザビーム、Ｓ４は投光部４１か
ら投射されるスリット状のレーザビーム、ｕ３、ｕ４は
測定対象物２から反射されたレーザビームである。
離計で円筒状の測定物の直径を測定する装置の概要を示
す図である。図２において、(a)は側面図、(b)は正面
図、２は円筒状の測定対象物、３０、４０は２次元レー
ザー距離計、３１、４１は投光部、３２、３３、４２、
４３は光軸監視用受光素子、Ｓ３は投光部３１から投射
されるスリット状のレーザビーム、Ｓ４は投光部４１か
ら投射されるスリット状のレーザビーム、ｕ３、ｕ４は
測定対象物２から反射されたレーザビームである。
【００３４】この装置において、測定対象物２の直径を
測定する方法について説明する。２次元レーザー距離計
３０の投光素子３１からのレーザビームＳ３は測定対象
物２に照射され、上部半球面からの反射光ｕ３となる。
前記反射光ｕ３を２次元レーザー距離計３０の受光窓を
介して取り込み距離測定用２次元受光素子（図示せず）
に結像させる。２次元受光素子は２次元ＣＣＤ、２次元
ＰＳＤ等からなり、で光の結像点の位置を２次元的に認
識でき、その位置を電気信号として出力できる素子で、
レーザー距離計３０と測定物２間の距離が変化すると前
記２次元受光素子上の結像点の位置も３角測量の原理
（図４に示した原理）で変化するためレーザー距離計３
０と測定物２の上部半球面までの距離は２次元受光素子
の出力で測定することができる。
測定する方法について説明する。２次元レーザー距離計
３０の投光素子３１からのレーザビームＳ３は測定対象
物２に照射され、上部半球面からの反射光ｕ３となる。
前記反射光ｕ３を２次元レーザー距離計３０の受光窓を
介して取り込み距離測定用２次元受光素子（図示せず）
に結像させる。２次元受光素子は２次元ＣＣＤ、２次元
ＰＳＤ等からなり、で光の結像点の位置を２次元的に認
識でき、その位置を電気信号として出力できる素子で、
レーザー距離計３０と測定物２間の距離が変化すると前
記２次元受光素子上の結像点の位置も３角測量の原理
（図４に示した原理）で変化するためレーザー距離計３
０と測定物２の上部半球面までの距離は２次元受光素子
の出力で測定することができる。
【００３５】すなわち、２次元レーザ距離計３０は、投
光ビームをスリット状とし、受光素子を２次元光センサ
とすることにより、図４に示した１次元レーザ距離計
を、図２(a)の紙面垂直方向に複数台並べて設置したも
のと同じ作用をし、スリット状のレーザビームが照射さ
れる測定対象物表面までの距離を１次元的に測定するこ
とができる。
光ビームをスリット状とし、受光素子を２次元光センサ
とすることにより、図４に示した１次元レーザ距離計
を、図２(a)の紙面垂直方向に複数台並べて設置したも
のと同じ作用をし、スリット状のレーザビームが照射さ
れる測定対象物表面までの距離を１次元的に測定するこ
とができる。
【００３６】同様に、２次元レーザ距離計４０と測定対
象物２間の距離も１次元的に測定することができる。よ
って、予め対向する２次元レーザー距離計３０、４０の
間隔を測定しておけば、各々の２次元レーザ距離計３
０、４０と測定対象物２間の距離を１次元的に測定する
ことにより、測定対象物２の寸法を１次元的に測定する
ことができ、その最大値から直径を測定することができ
る。
象物２間の距離も１次元的に測定することができる。よ
って、予め対向する２次元レーザー距離計３０、４０の
間隔を測定しておけば、各々の２次元レーザ距離計３
０、４０と測定対象物２間の距離を１次元的に測定する
ことにより、測定対象物２の寸法を１次元的に測定する
ことができ、その最大値から直径を測定することができ
る。
【００３７】この装置においても、２つのレーザ距離計
の光軸が合っていないと測定誤差が生じることは、１次
元レーザ距離計を用いた寸法測定装置と同様である。本
実施の形態においては、２次元レーザ距離計３０、４０
の光軸を合わせるために、光軸監視用受光素子３２、３
３、４２、４３が設けられている。
の光軸が合っていないと測定誤差が生じることは、１次
元レーザ距離計を用いた寸法測定装置と同様である。本
実施の形態においては、２次元レーザ距離計３０、４０
の光軸を合わせるために、光軸監視用受光素子３２、３
３、４２、４３が設けられている。
【００３８】図３は２次元レーザ距離計３０、４０を正
面から見た図であり、３４、４４は受光窓、３５，４５
は投光窓である。光軸監視用受光素子３２、３３、４
２、４３は、ＣＣＤ、ＰＳＤ等、前に説明した光軸監視
用受光素子１４と同様の１次元光センサであり、投光窓
３５、４５の両側に、その長さ方向が、投光窓３５、４
５の長さ方向（スリット状レーザビームの長さ方向）と
直角になるように設けられている。
面から見た図であり、３４、４４は受光窓、３５，４５
は投光窓である。光軸監視用受光素子３２、３３、４
２、４３は、ＣＣＤ、ＰＳＤ等、前に説明した光軸監視
用受光素子１４と同様の１次元光センサであり、投光窓
３５、４５の両側に、その長さ方向が、投光窓３５、４
５の長さ方向（スリット状レーザビームの長さ方向）と
直角になるように設けられている。
【００３９】なお、この交差角度は必ずしも直角にする
必要はなく、お互いの長さ方向が交差していればよい
が、直角にしておくことが最も好ましい。そして、光軸
監視用受光素子３２、３３の中心位置は、２次元レーザ
距離計３０からのスリット状レーザビームの延長線上に
あるようにされており、光軸監視用受光素子４２、４３
の中心位置は、２次元レーザ距離計４０からのスリット
状レーザビームの延長線上にあるようにされている。
必要はなく、お互いの長さ方向が交差していればよい
が、直角にしておくことが最も好ましい。そして、光軸
監視用受光素子３２、３３の中心位置は、２次元レーザ
距離計３０からのスリット状レーザビームの延長線上に
あるようにされており、光軸監視用受光素子４２、４３
の中心位置は、２次元レーザ距離計４０からのスリット
状レーザビームの延長線上にあるようにされている。
【００４０】図２における測定対象物２がない状態で
は、２次元レーザー距離計３０の投光素子３１から照射
したスリットスリット光Ｓ３は、図３に示すごとく、他
方のレーザー距離計４０の投光窓４５の両端に取付けた
光軸監視用受光素子４２、４３に照射される。２つの２
次元レーザー距離計３０、４０の光軸が一致している場
合は、光Ｓ３の受光素子４２、４３への結像点は中央で
あるが、光軸がずれている場合は、光Ｓ３の受光素子４
２、４３への結像点が中央からずれ、受光素子４２、４
３の電気信号出力も変化する。その変化量で光軸のずれ
量と方向がわかるので、受光素子４２、４３の出力をモ
ニタしながら、光Ｓ３の受光素子４２、４３への結像点
を受光素子４２、４３の中央に合わせることにより、光
軸の修正が簡単に行える。
は、２次元レーザー距離計３０の投光素子３１から照射
したスリットスリット光Ｓ３は、図３に示すごとく、他
方のレーザー距離計４０の投光窓４５の両端に取付けた
光軸監視用受光素子４２、４３に照射される。２つの２
次元レーザー距離計３０、４０の光軸が一致している場
合は、光Ｓ３の受光素子４２、４３への結像点は中央で
あるが、光軸がずれている場合は、光Ｓ３の受光素子４
２、４３への結像点が中央からずれ、受光素子４２、４
３の電気信号出力も変化する。その変化量で光軸のずれ
量と方向がわかるので、受光素子４２、４３の出力をモ
ニタしながら、光Ｓ３の受光素子４２、４３への結像点
を受光素子４２、４３の中央に合わせることにより、光
軸の修正が簡単に行える。
【００４１】なお、図２、図３においては、２つの２次
元レーザ距離計３０、４０ともに、光軸監視用受光素子
を有するものを使用しているが、どちらか一方にこのよ
うな形式のものを使用し、他の２次元レーザ距離計は従
来型のものを使用しても、目的を達成することができ
る。
元レーザ距離計３０、４０ともに、光軸監視用受光素子
を有するものを使用しているが、どちらか一方にこのよ
うな形式のものを使用し、他の２次元レーザ距離計は従
来型のものを使用しても、目的を達成することができ
る。
【００４２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
対向する２台の１次元レーザー距離計を１組として、レ
ーザー距離計から照射した光を対向する他方のレーザー
距離計で受光し、受光した光をハーフミラーで分岐して
受光素子に結像させ、前記受光素子の出力で対向する２
台のレーザー距離計の光軸のずれ量と方向を確認できる
ので、簡単に作業性良く、光軸の調整を行うことができ
る。さらに、距離計に２次元レーザー距離計を用いる場
合においては各々の２次元レーザー距離計から照射した
スリット光を対向する他方のレーザー距離計の投光窓の
両端部に設けた受光素子でスリット光を受光し、前記受
光素子の出力で対向する２台のレーザー距離計の光軸の
ずれ量と方向を確認できるので、簡単に作業性良く、光
軸の調整を行うことができる。
対向する２台の１次元レーザー距離計を１組として、レ
ーザー距離計から照射した光を対向する他方のレーザー
距離計で受光し、受光した光をハーフミラーで分岐して
受光素子に結像させ、前記受光素子の出力で対向する２
台のレーザー距離計の光軸のずれ量と方向を確認できる
ので、簡単に作業性良く、光軸の調整を行うことができ
る。さらに、距離計に２次元レーザー距離計を用いる場
合においては各々の２次元レーザー距離計から照射した
スリット光を対向する他方のレーザー距離計の投光窓の
両端部に設けた受光素子でスリット光を受光し、前記受
光素子の出力で対向する２台のレーザー距離計の光軸の
ずれ量と方向を確認できるので、簡単に作業性良く、光
軸の調整を行うことができる。
【図１】対向する２台の１次元レーザー距離計で断面が
方形の測定物の厚さを測定する装置の概要を示す図であ
る。
方形の測定物の厚さを測定する装置の概要を示す図であ
る。
【図２】対向する２台の２次元レーザー距離計で円筒状
の測定物の直径を測定する装置の概要を示す図である。
の測定物の直径を測定する装置の概要を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態の１例である２次元レーザ
距離計３０、４０を正面から見た図である。
距離計３０、４０を正面から見た図である。
【図４】従来のレーザ距離計の測定原理を示す図であ
る。
る。
【図５】２つのレーザ距離計の光軸が一致しないときの
誤差の発生を示す図である。
誤差の発生を示す図である。
１…測定対象物
１０、２０…レーザ距離計
１１、２１…レーザ投光素子
１２、２２…ハーフミラー
１３、２３…距離測定用受光素子（第１の受光素子）
１４、２４…光軸監視用受光素子（第２の受光素子）
３０、４０…２次元レーザー距離計
３１、４１…投光部
３２、３３、４２、４３…光軸監視用受光素子
Ｓ３、Ｓ４…投射されるスリット状のレーザビーム
Ｓ１、Ｓ２…投射されるレーザビーム
ｔ１、ｔ２…ハーフミラーで反射されたレーザビーム
ｕ１、ｕ２…測定対象物から反射されたレーザビーム
ｕ３、ｕ４…測定対象物からの反射されたレーザビーム
Claims (4)
- 【請求項１】 レーザ光源から発する線状のレーザ光線
を対象物に照射し、その反射光を１次元光センサで受光
し、前記１次元光センサにおける反射光の受光位置から
対象物までの距離を測定するレーザ距離計であって、レ
ーザ光源の前方に設けられ、前記レーザ光線の一部を透
過し外部から照射された外来光の一部を反射するハーフ
ミラーと、外部から照射され前記ハーフミラーで反射さ
れた外来光を受光する第２の１次元光センサと、第２の
１次元光センサにおける前記外来光の受光位置から、前
記外来光の照射位置を測定する手段とを有することを特
徴とするレーザ距離計。 - 【請求項２】 レーザ光源から発するスリット状のレー
ザ光線を照射窓を通して対象物に照射し、その反射光を
２次元光センサで受光し、前記２次元光センサにおける
反射光の受光位置から対象物までの距離を１次元的に測
定するレーザ距離計であって、前記レーザ照射窓の両側
に各々設けられ、外来光を受光する１次元光センサと、
前記１次元光センサにおける外来光の受光位置から、前
記外来光の照射位置を測定する手段とを有することを特
徴とするレーザ距離計。 - 【請求項３】 請求項１に記載のレーザ距離計２台を対
向させ、測定対象物を前記２台のレーザ距離計で挟み込
んで、各々のレーザ距離計から測定対象物までの距離を
測定し、測定された距離から測定対象物の寸法を測定す
る装置におけるレーザ距離計の光軸を調整する方法であ
って、一方のレーザー距離計から照射した光を対向する
他方のレーザー距離計で受光し、受光した光の照射位置
を測定しながら、前記対向する２台のレーザー距離計の
光軸を一致させることを特徴とするレーザ距離計の光軸
調整方法。 - 【請求項４】 請求項２に記載のレーザ距離計２台を対
向させ、測定対象物を前記２台のレーザ距離計で挟み込
んで、各々のレーザ距離計から測定対象物までの距離を
測定し、測定された距離から測定対象物の寸法を測定す
る装置におけるレーザ距離計の光軸を調整する方法であ
って、一方のレーザー距離計から照射した光を対向する
他方のレーザー距離計で受光し、各々の１次元受光セン
サが受光した光の照射位置を測定しながら、前記対向す
る２台のレーザー距離計の光軸を一致させることを特徴
とするレーザ距離計の光軸調整方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13423598A JP3397296B2 (ja) | 1998-04-30 | 1998-04-30 | レーザ距離計及びその光軸調整方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13423598A JP3397296B2 (ja) | 1998-04-30 | 1998-04-30 | レーザ距離計及びその光軸調整方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11316123A JPH11316123A (ja) | 1999-11-16 |
| JP3397296B2 true JP3397296B2 (ja) | 2003-04-14 |
Family
ID=15123592
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13423598A Expired - Fee Related JP3397296B2 (ja) | 1998-04-30 | 1998-04-30 | レーザ距離計及びその光軸調整方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3397296B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5012178B2 (ja) * | 2007-04-27 | 2012-08-29 | オムロン株式会社 | 位置寸法測定装置 |
| JP4801631B2 (ja) * | 2007-06-13 | 2011-10-26 | パナソニック電工Ｓｕｎｘ株式会社 | 測定装置、及び測定システム |
| JP5561080B2 (ja) * | 2010-10-06 | 2014-07-30 | 日本電産リード株式会社 | ウェーハバンプの高さ測定装置 |
| JP5599335B2 (ja) * | 2011-02-04 | 2014-10-01 | 株式会社東芝 | 厚さ測定装置 |
| JP7087885B2 (ja) * | 2018-09-27 | 2022-06-21 | 日立金属株式会社 | 計測システムおよび穴付きシャフトの製造方法 |
| CN117269942B (zh) * | 2023-11-22 | 2024-02-02 | 成都量芯集成科技有限公司 | 一种激光测距仪距离校准装置及其方法 |
-
1998
- 1998-04-30 JP JP13423598A patent/JP3397296B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11316123A (ja) | 1999-11-16 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |