JP5507904B2

JP5507904B2 - 変位測定装置

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Publication number: JP5507904B2
Application number: JP2009152201A
Authority: JP
Inventors: 靖新津; 豊久保
Original assignee: System Measure Co., Ltd.
Current assignee: System Measure Co., Ltd.
Priority date: 2009-06-26
Filing date: 2009-06-26
Publication date: 2014-05-28
Anticipated expiration: 2029-06-26
Also published as: JP2011007667A

Description

本発明は、各種対象物の変位を測定する変位測定装置に関するものである。

従来から、多くの分野において、各種対象物の変位を測定する技術が多数提案されている。

例えば、建築土木分野においては、構造物の傾き変位測定や地盤の変位測定など、各種対象物の変位を測定することが行われている。

こうした各種対象物の変位を測定する従来技術としては、対象物に取り付けた反射体にレーザー光を照射し、その反射光をＰＳＤ（Position Sensitive Detector）といわれる半導体位置検出素子で検出して、演算を行うことにより、この対象物の変位を測定することがなされている（例えば特許文献１等を参照）。

特開平０６−２２１８５３号公報

しかしながら、上記したような従来の変位測定装置では、レーザー光の反射光をＰＳＤで検出するので、変位測定値は、反射体に起因する誤差などが累積して正確な測定が行えないおそれがあった。

そのため、このような誤差を低減するには、複雑な補正を行う必要があり、装置が高価になる傾向にあった。

そこで、本発明は、変位測定値の誤差が小さいうえに、安価に実施することができる変位測定装置を提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本発明の変位測定装置は、対象物の変位を測定する変位測定装置であって、前記対象物に取り付けられるＰＳＤと、該ＰＳＤの受光面に向けて照射光を照射する光源と、前記ＰＳＤの前記受光面における照射光の受光位置から前記対象物の変位測定値を算出する演算処理手段とを備えていることを特徴とする。

ここで、前記ＰＳＤは、前記対象物に着脱可能とされた基材の表面に固定されており、該基材を前記対象物に装着して取り付けられるとよい。

また、前記ＰＳＤは、複数個の１次元ＰＳＤから成り、これらの１次元ＰＳＤは、前記受光面が配列方向で連続するように、少なくとも１列に配列されていてもよい。

さらに、この場合、前記光源から照射される前記照射光のビーム形状が線状であるとよい。

また、前記ＰＳＤは、複数個の１次元ＰＳＤから成り、これらの１次元ＰＳＤは、列毎に前記受光面が配列方向で連続するように、平面に、少なくとも、略平行に２列と、これら２列に対して略垂直となる方向に１列に配列されていてもよい。

さらに、この場合、前記光源から照射される前記照射光のビーム形状が十字状であるとよい。

また、前記ＰＳＤは、複数個の１次元ＰＳＤから成り、これらの１次元ＰＳＤは、列毎に前記受光面が配列方向で連続するように、第１の平面に、少なくとも、略平行に２列と、これら２列と略垂直となる方向に１列に配列され、前記第１の平面と直交する第２の平面に、少なくとも、略平行に２列に配列され、前記第１の平面及び前記第２の平面と直交する第３の平面に、少なくとも、１列に配列されていてもよい。

さらに、この場合、前記光源から照射される前記照射光のビーム形状が、前記第１の平面において十字状であり、前記第２の平面及び前記第３の平面において線状であるとよい。

また、この場合、前記光源から照射される前記照射光は、そのビーム形状が、キ字状であり、前記第１の平面、前記第２の平面及び前記第３の平面における前記ＰＳＤの前記受光面に照射可能な角度から照射されるようにしてもよい。

このような本発明の変位測定装置は、対象物に取り付けられるＰＳＤと、ＰＳＤの受光面に向けて照射光を照射する光源と、ＰＳＤの受光面における照射光の受光位置から対象物の変位測定値を算出する演算処理手段とを備えた構成とされている。

こうした構成なので、光源からの照射光の直接光がＰＳＤの受光面で受光されるため、反射光が受光される従来技術に比して、変位測定値の誤差が小さい。

そのうえ、誤差を低減するための複雑な補正を行う必要がなく、装置全体が簡易な構造となるため、安価に実施することができる。

ここで、ＰＳＤが、対象物に着脱可能とされた基材の表面に固定されており、基材を対象物に装着して取り付けられる場合は、対象物へのＰＳＤの取り付けと取り外しが容易に行えるため、ひいては、装置全体の設置と撤去が容易に行える。

また、ＰＳＤは、複数個の１次元ＰＳＤから成り、これらの１次元ＰＳＤは、受光面が配列方向で連続するように、少なくとも１列に配列されている場合は、比較的安価な１次元ＰＳＤを少数用いて、対象物の１次元方向の変位を広範囲に測定することができる。

さらに、光源から照射される照射光のビーム形状が線状である場合は、対象物の１次元方向の変位が測定可能なように配列された１次元ＰＳＤの受光面上に照射光を容易に照射することができ、照射光を受けた１次元ＰＳＤの電気抵抗値から対象物の１次元方向の変位を容易に算出することができる。

また、ＰＳＤは、複数個の１次元ＰＳＤから成り、これらの１次元ＰＳＤは、列毎に受光面が配列方向で連続するように、平面に、少なくとも、略平行に２列と、これら２列に対して略垂直となる方向に１列に配列されている場合は、比較的安価な１次元ＰＳＤを少数用いて、対象物の２次元方向の変位を広範囲に測定することができる。

さらに、光源から照射される照射光のビーム形状が十字状である場合は、対象物の２次元方向の変位が測定可能なように配列された１次元ＰＳＤの受光面上に照射光を容易に照射することができ、照射光を受けた１次元ＰＳＤの電気抵抗値から対象物の２次元方向の変位を容易に算出することができる。

また、ＰＳＤは、複数個の１次元ＰＳＤから成り、これらの１次元ＰＳＤは、列毎に前記受光面が配列方向で連続するように、第１の平面に、少なくとも、略平行に２列と、これら２列と略垂直となる方向に１列に配列され、第１の平面と直交する第２の平面に、少なくとも、略平行に２列に配列され、第１の平面及び第２の平面と直交する第３の平面に、少なくとも、１列に配列されている場合は、比較的安価な１次元ＰＳＤを少数用いて、対象物の３次元方向の変位を広範囲に測定することができる。

さらに、光源から照射される照射光のビーム形状が、第１の平面において十字状であり、第２の平面及び第３の平面において線状である場合は、対象物の３次元方向の変位が測定可能なように配列された１次元ＰＳＤの受光面上に照射光を容易に照射することができ、照射光を受けた１次元ＰＳＤの電気抵抗値から対象物の３次元方向の変位を容易に算出することができる。

また、光源から照射される照射光は、そのビーム形状が、キ字状であり、第１の平面、第２の平面及び第３の平面におけるＰＳＤの受光面に照射可能な角度から照射される場合は、対象物の３次元方向の変位が測定可能なように配列された１次元ＰＳＤの受光面上に照射光を容易に照射することができ、照射光を受けた１次元ＰＳＤの抵抗値から対象物の３次元方向の変位を容易に算出することができるうえに、照射光を照射する光源を１つにすることができる。

実施例１における変位測定装置の概略構成を示す模式図である。実施例１における変位測定装置で用いられるＰＳＤの概略構成を示す斜視図である。ＰＳＤを構成する複数個の１次元ＰＳＤの配置例を示す説明図である。実施例２における変位測定装置の概略構成を示す模式図である。実施例２における変位測定装置で用いられるＰＳＤの概略構成を示す斜視図である。実施例３における変位測定装置の概略構成を示す模式図である。実施例３における変位測定装置で用いられるＰＳＤの概略構成を示す斜視図である。実施例４における変位測定装置で用いられるＰＳＤに照射されるレーザー光のビーム形状を説明するための説明図である。

以下、本発明を実施するための形態を、図面に示す実施例１〜４に基づいて説明する。

まず、実施例１の変位測定装置の構成について説明する。

この実施例１の変位測定装置は、杭の載荷試験に適用したものである。

この実施例１の変位測定装置は、図１に示したように、対象物としての杭頭１Ａに取り付けられるＰＳＤ２Ａと、このＰＳＤ２Ａの受光面２１Ａ（図２を参照）に向けて照射光としてのレーザー光Ｌ１を照射する光源としてのレーザーポインタ３と、ＰＳＤ２Ａの受光面２１Ａにおけるレーザー光Ｌ１の受光位置から杭頭１Ａの変位測定値を算出する演算処理手段としてのパーソナルコンピュータ４とで主に構成されている。

まず、ＰＳＤ２Ａは、図２に示したように、５個の１次元ＰＳＤ２１，・・・が、板状の基材２０Ａの表面に、受光面２１Ａ，・・・が配列方向で連続するように、縦１列に配列され、固定されている。

ここで、１次元ＰＳＤ２１は、図３に示したように、ハウジング２１Ｂで囲まれた一面から受光面２１Ａが露出する構成なので、互い違いに配列することにより、受光面２１Ａ，・・・が配列方向で連続するようにされており、レーザー光Ｌ１の受光感度が不連続とならないようにされている。

また、板状の基材２０Ａの裏面には、接着剤が塗布され、杭頭１Ａに着脱可能とされている。

また、レーザーポインタ３は、通常の建築用や測量用のものが使用され、図示は省略したが、レーザー光Ｌ１の照射口には、ロッドレンズが設けられており、レーザー光Ｌ１のビーム形状は、図２に示したように、縦１列に配列された１次元ＰＳＤ２１，・・・に略直交して照射される線状とされている。

さらに、パーソナルコンピュータ４は、図１に示したように、ＰＳＤ２Ａと配線５により、図示省略のＡ／Ｄ変換回路を介して接続されている。

そして、パーソナルコンピュータ４は、ＰＳＤ２Ａの受光面２１Ａが受光したときに生じるＡ／Ｄ変換された電気抵抗値から杭頭１Ａの変位測定値をμｍ単位の精度で算出し、そのディスプレイで表示可能とされている。

なお、図示は省略したが、ＰＳＤ２Ａの電源は、パーソナルコンピュータ４の電源が共有されており、配線５と並行した配線により、電力が供給される。

これにより、杭頭１Ａの上側から荷重Ｆを加えたときの変位測定値をリアルタイムに測定して、杭の載荷試験を行うことができる。

具体的には、この杭の載荷試験としては、静的載荷試験、急速載荷試験、及び動的載荷試験のいずれも行うことができる。

この際、縦１列に配列された１次元ＰＳＤ２１，・・・で測定されるマイナスの値の変位測定値が、杭の沈下量となる。

また、プラスの値の変位測定値は、杭のリバウンド量となる。

なお、このリバウンド量を測定することにより、杭の支持力を確認することもできる。

ここで、変位測定値とは、基準となる時間ｔ_０から所定時間経過した時間ｔ_１にかけての変位量を数値で表したものをいう。

この実施例１の変位測定装置では、基準となる時間ｔ_０におけるレーザー光Ｌ１が照射されたことにより生じる１次元ＰＳＤ２１の電気抵抗値と時間ｔ_１におけるレーザー光Ｌ１が照射されたことにより生じる１次元ＰＳＤ２１の電気抵抗値との差分から、この変位測定値が算出される。

次に、この実施例１の変位測定装置の作用効果について説明する。

このような実施例１の変位測定装置は、対象物としての杭頭１Ａに取り付けられるＰＳＤ２Ａと、ＰＳＤ２Ａの受光面２１Ａに向けて照射光としてのレーザー光Ｌ１を照射する光源としてのレーザーポインタ３と、ＰＳＤ２Ａの受光面２１Ａにおけるレーザー光Ｌ１の受光位置から杭頭１Ａの変位測定値を算出する演算処理手段としてのパーソナルコンピュータ４とを備えた構成とされている。

こうした構成なので、レーザーポインタ３からのレーザー光Ｌ１の直接光がＰＳＤ２の受光面２１Ａで受光されるため、μｍ単位の精度で測定が行え、反射光が受光される従来技術に比して、変位測定値の誤差が小さい。

ここで、ＰＳＤ２Ａを構成する１次元ＰＳＤ２１，・・・が、対象物としての杭頭１Ａに着脱可能とされた基材２０Ａの表面に固定されており、基材２０Ａを杭頭１Ａに装着して取り付けられる。

このため、対象物としての杭頭１ＡへのＰＳＤ２の取り付けと取り外しが容易に行えるため、ひいては、装置全体の設置と撤去が容易に行える。

また、ＰＳＤ２Ａは、５個の１次元ＰＳＤ２１，・・・から成り、これらの１次元ＰＳＤ２１，・・・は、受光面２１Ａ，・・・が配列方向で連続するように、縦１列に基材２０Ａの表面に配列され、固定されている。

このため、比較的安価な１次元ＰＳＤ２１，・・・を少数用いて、対象物としての杭頭１Ａの１次元方向の変位を広範囲に測定することができる。

さらに、レーザーポインタ３から照射されるレーザー光Ｌ１のビーム形状が線状である。

このため、対象物としての杭頭１Ａの１次元方向の変位が測定可能なように配列された１次元ＰＳＤ２１，・・・の受光面２１Ａ，・・・上にレーザー光Ｌ１を容易に照射することができ、レーザー光Ｌ１を受けた１次元ＰＳＤ２１の電気抵抗値から対象物としての杭頭１Ａの１次元方向の変位を容易に算出することができる。

次に、実施例２の変位測定装置の構成について説明する。なお、上記実施例１で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については同一符号を付して説明する。

この実施例２の変位測定装置は、山留観測（動体観測）に適用したものである。

この実施例１の対象物の変位測定装置は、図４に示したように、対象物としての山留１Ｂに取り付けられるＰＳＤ２Ｂと、このＰＳＤ２Ｂの受光面２１Ａ（図５を参照）に向けて照射光としてのレーザー光Ｌ２を照射する光源としてのレーザーポインタ３と、ＰＳＤ２Ｂの受光面２１Ａにおけるレーザー光Ｌ２の受光位置から山留１Ｂの変位測定値を算出する演算処理手段としてのパーソナルコンピュータ４とで主に構成されている。

まず、ＰＳＤ２Ｂは、図５に示したように、１５個の１次元ＰＳＤ２１，・・・が、直方体状の基材２０Ｂの表面（前面）に、列毎に受光面２１Ａ，・・・が配列方向で連続するように、５個ずつ、略平行な横２列と、これら２列に対して略垂直となる縦１列にそれぞれ配列され、固定されている。

ここで、列毎の１次元ＰＳＤ２１は、図３に示したように、ハウジング２１Ｂで囲まれた一面から受光面２１Ａが露出する構成なので、互い違いに配列することにより、受光面２１Ａ，・・・が配列方向で連続するようにされており、レーザー光Ｌ１の受光感度が不連続とならないようにされている。

また、直方体状の基材２０Ｂの側面には、磁気シールド材２２を介して、マグネット板２３が設けられており、鋼製の山留１Ｂに着脱可能とされている。

また、レーザーポインタ３は、通常の建築用や測量用のものが使用され、図示は省略したが、レーザー光Ｌ２の照射口には、ロッドレンズが設けられており、レーザー光Ｌ２のビーム形状は、図５に示したように、横２列と縦１列に配列された１次元ＰＳＤ２１，・・・に略直交して照射される十字状とされている。

さらに、パーソナルコンピュータ４は、図４に示したように、ＰＳＤ２Ｂと配線５により、図示省略のＡ／Ｄ変換回路を介して接続されている。

そして、パーソナルコンピュータ４は、ＰＳＤ２Ｂの受光面２１Ａが受光したときに生じるＡ／Ｄ変換された電気抵抗値から山留１Ｂの変位測定値をμｍ単位の精度で算出し、そのディスプレイで表示可能とされている。

なお、図示は省略したが、ＰＳＤ２Ｂの電源は、パーソナルコンピュータ４の電源が共有されており、配線５と並行した配線により、電力が供給される。

これにより、山留１Ｂの変位測定値をリアルタイムに測定して、山留観測を行うことができる。

この際、略平行な横２列に配列された１次元ＰＳＤ２１，・・・によって測定されるのが、水平方向の変位測定値であり、山留１Ｂの押出量などを観測することができ、例えば、山留１Ｂの押出量が過大である場合は、腹起こし６に架設された切梁７の本数を増やすなどして対策する。

また、縦１列に配列された１次元ＰＳＤ２１，・・・によって測定されるのが、鉛直方向の変位測定値であり、山留１Ｂの沈下量を観測することができる。

次に、この実施例２の変位測定装置の作用効果について説明する。

このような実施例２の変位測定装置は、対象物としての山留１Ｂに取り付けられるＰＳＤ２Ｂと、ＰＳＤ２Ｂの受光面２１Ａに向けて照射光としてのレーザー光Ｌ２を照射する光源としてのレーザーポインタ３と、ＰＳＤ２Ｂの受光面２１Ａにおけるレーザー光Ｌ２の受光位置から山留１Ｂの変位測定値を算出する演算処理手段としてのパーソナルコンピュータ４とを備えた構成とされている。

こうした構成なので、レーザーポインタ３からのレーザー光Ｌ２の直接光がＰＳＤ２Ｂの受光面２１Ａで受光されるため、μｍ単位の精度で測定が行え、反射光が受光される従来技術に比して、変位測定値の誤差が小さい。

ここで、ＰＳＤ２Ｂを構成する１次元ＰＳＤ２１，・・・が、対象物としての山留１Ｂに着脱可能とされた基材２０Ｂの表面に固定されており、基材２０Ｂを山留１Ｂに装着して取り付けられる。

このため、対象物としての山留１ＢへのＰＳＤ２Ｂの取り付けと取り外しが容易に行えるため、ひいては、装置全体の設置と撤去が容易に行える。

また、ＰＳＤ２Ｂは、１５個の１次元ＰＳＤ２１，・・・から成り、これらの１次元ＰＳＤ２１，・・・は、列毎に受光面２１Ａ，・・・が配列方向で連続するように、５個ずつ、略平行な横２列と、これら２列に対して略垂直となる縦１列にそれぞれ直方体状の基材２０Ｂの表面に配列され、固定されている。

このため、比較的安価な１次元ＰＳＤ２１，・・・を少数用いて、対象物としての山留１Ｂの２次元方向の変位を広範囲に測定することができる。

さらに、レーザーポインタ３から照射されるレーザー光Ｌ２のビーム形状が十字状である。

このため、対象物としての山留１Ｂの２次元方向の変位が測定可能なように配列された１次元ＰＳＤ２１，・・・の受光面２１Ａ，・・・上にレーザー光Ｌ２を容易に照射することができ、レーザー光Ｌ２を受けた１次元ＰＳＤ２１の電気抵抗値から対象物としての山留１Ｂの２次元方向の変位を容易に算出することができる。

例えば、本発明は、２次元ＰＳＤを用い、この２次元ＰＳＤに点状のレーザー光を照射して実施することもできるが、この実施例２の変位測定装置は、これに比しても、比較的安価な１次元ＰＳＤ２１，・・・を少数用いる構造なので、大幅に安価に実施することができる。

なお、他の構成及び作用効果については、上記実施例１と略同様であるので説明を省略する。

次に、実施例３の変位測定装置の構成について説明する。なお、上記実施例１で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については同一符号を付して説明する。

この実施例３の変位測定装置は、建物の耐震試験（振動測定）に適用したものである。

この実施例３の変位測定装置は、図６に示したように、対象物としてのモデル建物１Ｃに取り付けられるＰＳＤ２Ｃと、このＰＳＤ２Ｃの受光面２１Ａ（図７を参照）に向けて照射光としてのレーザー光Ｌ３１，Ｌ３２，Ｌ３３を照射する光源としてのレーザーポインタ３１，３２，３３と、ＰＳＤ２Ｃの受光面２１Ａにおけるレーザー光Ｌ３１，Ｌ３２，Ｌ３３の受光位置からモデル建物１Ｃの変位測定値を算出する演算処理手段としてのパーソナルコンピュータ４とで主に構成されている。

まず、モデル建物１Ｃは、大型振動装置８の加振台８１の上に構築されており、３次元方向の振動が入力可能とされている。

ここで、ＰＳＤ２Ｃは、図６に示したように、モデル建物１Ｃの高さ方向の上端部近傍と中間部と下端部近傍の３箇所にそれぞれ設けられている。

そして、ＰＳＤ２Ｃは、図７に示したように、３０個の１次元ＰＳＤ２１，・・・が、立方体状の基材２０Ｃにおいて、列毎に受光面２１Ａ，・・・が配列方向で連続するように、第１の表面（前面）に、５個ずつ、略平行な横２列と、これら２列に対して略垂直となる縦１列に配列され、第２の表面（側面）に、略平行な横２列に配列され、第３の表面（上面）に、横１列に配列され、それぞれ固定されている。

ここで、列毎の１次元ＰＳＤ２１は、図３に示したように、ハウジング２１Ｂで囲まれた一面から受光面２１Ａが露出する構成なので、互い違いに配列することにより、受光面２１Ａ，・・・が配列方向で連続するようにされており、レーザー光Ｌ３１，Ｌ３２，Ｌ３３の受光感度がそれぞれ不連続とならないようにされている。

また、立方体状の基材２０Ｃの裏面には、接着剤が塗布され、モデル建物１Ｃに着脱可能とされている。

さらに、レーザーポインタ３１，３２，３３は、通常の建築用や測量用のものが使用されている。

ここで、図示は省略したが、レーザーポインタ３１のレーザー光Ｌ３１の照射口には、ロッドレンズが設けられており、レーザー光Ｌ３１のビーム形状は、図７に示したように、立方体状の基材２０Ｃの第１の表面（前面）の横２列と縦１列に配列された１次元ＰＳＤ２１，・・・に略直交して照射される十字状とされている。

また、図示は省略したが、レーザーポインタ３２のレーザー光Ｌ３２の照射口には、ロッドレンズが設けられており、レーザー光Ｌ３２のビーム形状は、図７に示したように、立方体状の基材２０Ｃの第２の表面（側面）の横２列に配列された１次元ＰＳＤ２１，・・・に略直交して照射される線状とされている。

さらに、図示は省略したが、レーザーポインタ３３のレーザー光Ｌ３３の照射口には、ロッドレンズが設けられており、レーザー光Ｌ３３のビーム形状は、図７に示したように、立方体状の基材２０Ｃの第３の表面（上面）の横１列に配列された１次元ＰＳＤ２１，・・・に略直交して照射される線状とされている。

また、パーソナルコンピュータ４は、図６に示したように、３つのＰＳＤ２Ｃと各配線５により、図示省略のＡ／Ｄ変換回路を介してそれぞれ接続されている。

そして、パーソナルコンピュータ４は、ＰＳＤ２Ｃの受光面２１Ａが受光したときに生じるＡ／Ｄ変換された電気抵抗値からモデル建物１Ｃの変位測定値をμｍ単位の精度で算出し、そのディスプレイで表示可能とされている。

なお、図示は省略したが、ＰＳＤ２Ｃの電源は、パーソナルコンピュータ４の電源が共有されており、配線５と並行した配線により、電力が供給される。

これにより、大型振動装置８の加振台８１から振動を入力し、モデル建物１Ｃの変位測定値をリアルタイムに測定して、モデル建物１Ｃの耐震試験（振動測定）を行うことができる。

この際、立方体状の基材２０Ｃの第１の表面（前面）の横２列と縦１列に配列された１次元ＰＳＤ２１，・・・で測定されるのが、水平方向の変位測定値と鉛直方向の変位測定値であり、モデル建物１Ｃの横揺れの変形量と縦揺れの変形量となる。

また、立方体状の基材２０Ｃの第２の表面（側面）の横２列に配列された１次元ＰＳＤ２１，・・・で測定されるのが、第１の表面（前面）の横２列に配列された１次元ＰＳＤ２１，・・・で測定される水平方向の変位測定値と略直交する水平方向の変位測定値であり、モデル建物１Ｃの横揺れの変形量となる。

さらに、立方体状の基材２０Ｃの第１の表面（前面）と第２の表面（側面）と第３の表面（上面）とに配列された１次元ＰＳＤ２１，・・・で測定される変位測定値がパーソナルコンピュータ４で演算されて回転方向の変位測定値が算出され、この回転方向の変位測定値がモデル建物１Ｃの捩れの変形量となる。

次に、この実施例３の変位測定装置の作用効果について説明する。

このような実施例３の変位測定装置は、対象物としてのモデル建物１Ｃに取り付けられるＰＳＤ２Ｃと、ＰＳＤ２Ｃの受光面２１Ａに向けて照射光としてのレーザー光Ｌ３１，Ｌ３２，Ｌ３３を照射する光源としてのレーザーポインタ３１，３２，３３と、ＰＳＤ２Ｃの受光面２１Ａにおけるレーザー光Ｌ３１，Ｌ３２，Ｌ３３の受光位置からモデル建物１Ｃの変位測定値を算出する演算処理手段としてのパーソナルコンピュータ４とを備えた構成とされている。

こうした構成なので、レーザーポインタ３１，３２，３３からのレーザー光Ｌ３１，Ｌ３２，Ｌ３３の直接光がＰＳＤ２Ｃの受光面２１Ａで受光されるため、μｍ単位の精度で測定が行え、反射光が受光される従来技術に比して、変位測定値の誤差が小さい。

ここで、ＰＳＤ２Ｃを構成する１次元ＰＳＤ２１，・・・が、対象物としてのモデル建物１Ｃに着脱可能とされた基材２０Ｃの表面に固定されており、基材２０Ｃをモデル建物１Ｃに装着して取り付けられる。

このため、対象物としてのモデル建物１ＣへのＰＳＤ２Ｃの取り付けと取り外しが容易に行えるため、ひいては、装置全体の設置と撤去が容易に行える。

また、ＰＳＤ２Ｃは、３０個の１次元ＰＳＤ２１，・・・から成り、これらの１次元ＰＳＤ２１，・・・は、立方体状の基材２０Ｃにおいて、列毎に受光面２１Ａ，・・・が配列方向で連続するように、５個ずつ、第１の表面（前面）に、略平行な横２列と、これら２列に対して略垂直となる縦１列に配列され、第２の表面（側面）に、略平行な横２列に配列され、第３の表面（上面）に、横１列に配列され、固定されている。

このため、比較的安価な１次元ＰＳＤ２１，・・・を少数用いて、対象物としてのモデル建物１Ｃの３次元方向の変位を広範囲に測定することができる。

さらに、レーザーポインタ３１，３２，３３から照射されるレーザー光Ｌ３１，Ｌ３２，Ｌ３３のビーム形状は、１次元ＰＳＤ２１，・・・の配列にそれぞれ対応した十字状、線状、線状である。

このため、対象物としてのモデル建物１Ｃの３次元方向の変位が測定可能なように配列された１次元ＰＳＤ２１，・・・の受光面２１Ａ，・・・上にレーザー光Ｌ３１，Ｌ３２，Ｌ３３を容易に照射することができ、レーザー光Ｌ３１，Ｌ３２，Ｌ３３を受けた１次元ＰＳＤ２１の電気抵抗値から対象物としてのモデル建物１Ｃの３次元方向の変位を容易に算出することができる。

次に、実施例４の変位測定装置の構成について説明する。なお、上記実施例１，３で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については同一符号を付して説明する。

この実施例４の変位測定装置は、実施例３の変位測定装置と同様に、建物の耐震試験（振動測定）に適用したものである。

この実施例４の変位測定装置は、１つのＰＳＤ２Ｃに対して、図示は省略したが、レーザーポインタ３のレーザー光Ｌ３の照射口には、ロッドレンズが設けられており、ビーム形状がキ字状とされたレーザー光Ｌ３が、図８に示したように、立方体状の基材２０Ｃの第１の表面（前面）、第２の表面（側面）及び第３の表面（上面）に全てに略４５°の角度で照射される。

このため、光源としてのレーザーポインタ３が、１つのＰＳＤ２Ｃにつき１台となり、モデル建物１Ｃ全体では３台となるので、より簡易な構成にできることが、実施例３の変位測定装置と主に異なる。

なお、他の構成及び作用効果については、上記実施例３と略同様であるので説明を省略する。

以上、図面を参照して、本発明を実施するための実施の形態について実施例１〜４をもとに詳述してきたが、具体的な構成は、上記した実施例１〜４に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。

例えば、上記実施例１〜４では、ＰＳＤ２Ａ，２Ｂ，２Ｃとして、複数個の１次元ＰＳＤ２１，・・・を用いて実施したが、これに限定されず、２次元ＰＳＤを用いて実施してもよい。

また、上記実施例１〜４では、照射光として、レーザー光を利用して実施したが、これに限定されない。

本発明は、上記実施例１〜４の対象物に限らず、様々な対象物の変位測定装置として利用することができる。

例えば、大きな物品の移動時の位置決めに利用することなどができる。

また、実施応用できる分野も建築土木分野に限定されず、様々な分野で実施応用することができる。

１Ａ杭頭（対象物）
１Ｂ山留（対象物）
１Ｃモデル建物（対象物）
２ＡＰＳＤ
２ＢＰＳＤ
２ＣＰＳＤ
２０Ａ板状の基材
２０Ｂ直方体状の基材
２０Ｃ立方体状の基材
２１１次元ＰＳＤ
２１Ａ受光面
２１Ｂハウジング
３レーザーポインタ（光源）
３１レーザーポインタ（光源）
３２レーザーポインタ（光源）
３３レーザーポインタ（光源）
４パーソナルコンピュータ（演算処理手段）
５配線
Ｌ１レーザー光（照射光）
Ｌ２レーザー光（照射光）
Ｌ３レーザー光（照射光）
Ｌ３１レーザー光（照射光）
Ｌ３２レーザー光（照射光）
Ｌ３３レーザー光（照射光）

Claims

対象物としての杭頭の変位を測定する変位測定装置であって、
前記対象物に取り付けられる、複数個の１次元ＰＳＤから成り、これらの１次元ＰＳＤは、前記受光面が配列方向で連続するように、少なくとも１列に配列されているＰＳＤと、該ＰＳＤの受光面に向けて線状のビーム形状の照射光を照射する光源と、前記ＰＳＤの前記受光面における照射光の受光位置から前記対象物の変位測定値とその変位測定値時の時間を算出し、杭の載荷試験である、静的載荷試験、急速載荷試験、及び動的載荷試験の少なくともいずれか一の試験結果を演算処理可能な演算処理手段とを備えていることを特徴とする変位測定装置。
前記ＰＳＤは、前記対象物に着脱可能とされた基材の表面に固定されており、該基材を前記対象物に装着して取り付けられることを特徴とする請求項１に記載の変位測定装置。