JP6196769B2

JP6196769B2 - レーザ光の透過位置計測方法及びその計測方法を用いた位置計測方法並びに計測システム

Info

Publication number: JP6196769B2
Application number: JP2012259256A
Authority: JP
Inventors: 精二國分; 公二岡澤; 悠米田; 広橋本
Original assignee: Tokyo Keiki Inc
Current assignee: Tokyo Keiki Inc
Priority date: 2012-11-28
Filing date: 2012-11-28
Publication date: 2017-09-13
Anticipated expiration: 2032-11-28
Also published as: JP2014106117A

Description

本発明は、レーザ光の透過位置計測方法及びその計測方法を用いた位置計測方法並びに計測システムに関する。

従来のレーザ光を用いた計測として、例えば、特許文献１及び２に示されるような軌道通り狂い計測装置が知られている。レーザ光を用いない方式による軌道通り狂い計測装置では、軌道上の２点の間に糸を張り、定規を用いて糸の中央から直角に軌道までの距離を測り、その計測結果から軌道の通り狂いを計測することが一般的に行われている。しかしながら、かかる糸を用いた計測は、人手がかかる上に、糸が風や重力等の影響を受けて撓むために、正確に計測することができないという問題がある。

かかる問題を解決するために、特許文献１及び２で提案されるレーザ光を用いた計測装置では、図８に示すように、計測対象の軌道区間の一端に発光手段を配置し、他端には発光手段からの光を受光して受光信号を出力する受光手段を配置し、軌道区間の中点において光遮断片を軌道と直交する方向に出没駆動しており、この光遮断片を出没駆動して、レーザ光が遮断されたときの遮断片の出没駆動量に基づいて、軌道通り狂いを求めている。

実用新案登録第３１００６４０号公報特開２００６−３０８３０４号公報

上記のようなレーザ光を用いた計測は、レーザ光の持つ良好な直線性という特性により、糸を用いた計測と異なり、風や重力の影響を受けずに精度の良い計測が可能であり、また、人手もかからない、という利点がある。

しかしながら、上記レーザ光を用いていても、様々な要因により、レーザ光の光路が変動するおそれがあり、それが計測誤差につながるという問題がある。この要因としては、例えば、レーザ光自体の瞬間的な微小ゆらぎ、レーザ光の発光手段自体の振動、経年変化等が考えられる。しかしながら、レーザ光の光路を直接捉えることは困難である。

本発明はかかる課題に鑑みなされたもので、レーザ光の透過位置を計測するレーザ光の透過位置計測方法、及びそのレーザ光の透過位置計測方法を用いた位置計測方法並びに計測システムを提供することをその目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、レーザ光の透過位置を計測するレーザ光の透過位置計測方法であって、
第１地点から第２地点に向けてレーザ光を投射し、第２地点で該レーザ光を受光できるようにする工程と、
第１地点と第２地点との中間にある第３地点において、レーザ光の遮蔽／透過を時間的に切り換える工程と、
第３地点においてレーザ光を遮断したときに得られるレーザ光の中間受光点座標を求める工程と、
前記中間受光点座標により、レーザ光の透過位置を求める工程と、
を備えることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載のレーザ光の透過位置計測方法において、第３地点においてレーザ光を透過させたときに得られるレーザ光の受光点座標を求める工程をさらに備え、
前記レーザ光の透過位置は、前記中間受光点座標と前記受光点座標とから求めることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１または２記載のレーザ光の透過位置計測方法を実施する計測システムであって、
第１地点に配置されたレーザ発光手段と、
第３地点に配置され、レーザ光の遮蔽／透過を時間的に切り換えると共にレーザ光を遮断したときに得られるレーザ光の中間受光点を検出する透過／遮蔽手段と、
を備えることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、レーザ光の透過位置計測方法を用いた位置計測方法であって、
第１地点から第２地点に向けてレーザ光を投射し、第２地点で該レーザ光を受光できるようにする工程と、
第１地点と第２地点との中間にある第３地点において、レーザ光の遮蔽／透過を時間的に切り換える工程と、
第３地点においてレーザ光を遮断したときに得られるレーザ光の中間受光点座標を求める工程と、
第３地点においてレーザ光を透過させたときに得られるレーザ光の受光点座標を求める工程と、
前記受光点座標と前記中間受光点座標とからレーザ光の光路の変動を求めて、該変動を低減するように中間受光点座標を補正して第３地点の位置を求める工程と、
を備えることを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項４記載のレーザ光の透過位置計測方法を用いた位置計測方法において、
前記受光点座標と前記中間受光点座標とからレーザ光の光路の変動を求めて、該変動を低減するように中間受光点座標を補正して第３地点の位置を求める前記工程は、
レーザ光の光路の変動による前記受光点座標の基準座標からの偏差を求める工程と、
前記偏差を用いて、レーザ光の光路の変動により前記中間受光点座標に含まれる誤差を求める工程と、
前記中間受光点座標から誤差を除去する工程と、
を備える。

請求項６記載の発明は、請求項４または５記載のレーザ光の透過位置計測方法を用いた位置計測方法を実施する計測システムであって、
第１地点に配置されたレーザ発光手段と、
第３地点に配置され、レーザ光の遮蔽／透過を時間的に切り換えると共にレーザ光を遮断したときに得られるレーザ光の中間受光点を検出する透過／遮蔽手段と、
第２地点に配置され、前記透過／遮蔽手段がレーザ光を透過させたときに得られるレーザ光の受光点を検出するレーザ受光手段と、
を備えることを特徴とする。

請求項７記載の発明は、請求項３または６記載の計測システムであって、
前記透過／遮蔽手段は、レーザ光を横切って回転または揺動する回動手段を備え、該回動手段は、中空部と遮蔽部とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、第１地点と第２地点との中間にある第３地点において、レーザ光の遮蔽／透過を時間的に切り換えて、その中間受光点座標を求めているために、レーザ光の光路が変動した場合であっても、その中間受光点座標から、レーザ光の透過位置を知ることができて、レーザ光の光路がどの程度変動したかを正確に捉えることができる。

本発明の実施形態によるレーザ光の透過位置計測方法及び計測システムを表す平面図である。図１で用いられる透過／遮蔽手段の一部を表す図であり、（ａ）は遮蔽状態、（ｂ）は透過状態を表す。透過／遮蔽手段の他の例を表す図である。透過／遮蔽手段のさらなる他の例を表す図であり、（ａ）は遮蔽状態、（ｂ）は透過状態を表す。本発明の実施形態によるレーザ光の透過位置計測方法及び計測システムの原理を表す説明図である。本発明の実施形態によるレーザ光の透過位置計測方法を用いた位置計測方法を表す平面図である。本発明の実施形態によるレーザ光の透過位置計測方法を用いた位置計測方法の原理を表す説明図である。本発明の実施形態によるレーザ光の透過位置計測方法を用いた位置計測方法の原理を表す説明図である。本発明の変形例を表す説明図である。従来のレーザ光を用いた軌道通り狂い計測装置の例を表す斜視図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。

図１は、本発明の実施形態によるレーザ光の透過位置計測方法及び計測システム１０の原理を表しており、図において、符号１１は第１地点、符号１２は第１地点から離間した第２地点、符号１３は、第１地点と第２地点の中間にある第３地点を表している。第３地点１３は、第１地点１１と第２地点１２との任意の中間地点とすることができ、好ましくは第１地点１１と第２地点１２の中点とすることができるが、必ずしも、中点に限るものではなく、さらに、第３地点１３は、後述のように、第１地点１１及び第２地点１２に対して可変位置とすることもできる。

第１地点１１には、レーザ光を発射するレーザ発光手段２１が配置され、第２地点１２には、レーザ光を受光するレーザ受光手段２２が配置される。レーザ発光手段２１はレーザ発振器を備え、第１地点１１から第２地点１２に向けてレーザ光が投射される。また、レーザ光の光路の途中となる第３地点１３には、レーザ光の透過／遮蔽を時間的に切り換えることができる透過／遮蔽手段２３が配置される。

レーザ受光手段２２は、受光板３０と、受光板３０へのレーザ光の受光位置を検出する検出手段としてのＣＣＤカメラ等の撮像手段３２とを備える。受光板３０を備えることにより、第１地点１１と第２地点１２との間の距離が大きい場合にも、確実に且つ簡単にレーザ光を受光することができる。また、受光板３０と撮像手段３２との距離を調整することで、その分解能を調整することができる。但し、受光板３０と撮像手段３２とをそれぞれ個別に備える代わりに、撮像手段または２次元状に配列された多数の受光素子でレーザ光を直接、受光して、その受光位置を検出するようにしてもよい。

透過／遮蔽手段２３は、レーザ光の光路を横切って回転または揺動する回動板４０と、回動板４０を一方向に回転させまたは両方向に往復揺動させるべく、回動板４０の回転中心４０ａにその出力軸が連結されたモータ４２と、回動板４０へのレーザ光の受光位置を検出する検出手段としてのＣＣＤカメラ等の撮像手段４４と、を備える。ここで、回転板４０は、例えば、図２に示すように、回転中心４０ａから放射方向に延びる１つ以上の遮蔽片４０ｂを備えている。この遮蔽片４０ｂの数は任意であるが、複数個の遮蔽片４０ｂを設ける場合には、好ましくは、等角度間隔に設けるとよく、遮蔽片４０ｂは、白または任意の色、好ましくはレーザ光を認識しやすい色になっているとよい。または、遮蔽片４０ｂの表面を反射率の高い鏡面とすることもできる。そして、遮蔽片４０ｂ以外の部分、または、隣り合う遮蔽片４０ｂとの間の部分は、中空部４０ｃとなっている。

モータ４２によって、回動板４０をレーザ光の光路を横切って回転または揺動させることで、遮蔽片４０ｂがレーザ光の光路を遮る遮蔽状態（図２Ａ（ａ））と、中空部４０ｃがレーザ光の光路上にある透過状態（図２Ａ（ｂ））と、を時間的に切り換えることができる。モータ４２の回転数としては、１０００〜１００００ｒｐｍ程度とすることができる。撮像手段４４によって回転数に応じたストロボ撮影を行うことにより、遮蔽状態を撮影することができるようになる。また、撮像手段４４と回動板４０との距離を調整することで、その分解能を調整することができる。

尚、この透過／遮蔽手段２３においても、回動板４０と撮像手段４４とをそれぞれ個別に備える代わりに、遮蔽片４０ｂ上に２次元状に配列された多数の受光素子でレーザ光を直接、受光して、その受光位置を検出するようにしてもよい。

図２Ｂは、透過／遮蔽手段２３の他の例であり、回動板４０をレーザ光の光路に対して傾斜した配置とし、レーザ光の光路に対して略直交する方向に指向させた撮像手段４４を用いた例である。

図２Ｃは、透過／遮蔽手段２３の他の例であり、回動板４０を全面、遮蔽面とし、回動板４０をレーザ光の光路に対して直交する回転軸４０ａを中心としてモータ４２により回転または揺動させて、遮蔽状態（図２Ｃ（ａ））と透過状態（図２Ｃ（ｂ））とを交互に切り換えるようにした例である。

前記レーザ受光手段２２及び透過／遮蔽手段２３で得られるデータは、演算手段５０（図１）に集められて、それぞれ座標に変換されて、所定の演算に用いられる。

この実施形態によるレーザ光の透過位置計測方法及び計測システム１０においては、以下の工程を実行することができる（図３参照）。

１）第１地点１１のレーザ発光手段２１からレーザ光を発射し、第１地点１１から第２地点１２までレーザ光を投射して、第２地点１２のレーザ受光手段２２で該レーザ光を受光できるようにする。

２）第３地点１３において、レーザ光の遮蔽／透過を時間的に切り換える。

具体的には、透過／遮蔽手段２３のモータ４２を駆動し、回動板４０を回転または揺動させる。これによって、レーザ光は、遮蔽片４０ｂによって遮蔽される状態と、中空部４０ｃを通って透過できる状態とを交互に繰り返すことができる。

３）第３地点１３においてレーザ光を遮断したときに得られる第３地点１３付近におけるレーザ光の中間受光点座標を求める。

具体的には、レーザ光が回動板４０の遮蔽片４０ｂによって遮蔽されて、遮蔽片４０ｂに受光されているときの状態を撮像手段４４で撮像し、演算手段５０において得られた画像データから受光点の、レーザ光の光路に直交する２次元座標系における座標を中間受光点座標（Ｘ３，Ｙ３）として求めることができる。

４）求めた中間受光点座標に基づき、レーザ光の透過位置を求める。

上記３）で得られた中間受光点座標（Ｘ３，Ｙ３）から、及び、他の条件から、レーザ光の光路を特定することができ、任意の地点でのレーザ光の透過位置を求めることができる。この他の条件を求めるために、次の工程をさらに実行することができる。

３’）第３地点１３においてレーザ光を透過させたときに得られる第２地点１２付近におけるレーザ光の受光点座標を求める。

具体的には、レーザ光が回動板４０の中空部４０ｃによって透過されて、受光板３０に受光されているときの状態を撮像手段３２で撮像し、演算手段５０において得られた画像データから受光点の、レーザ光の光路に直交する２次元座標系における座標を受光点座標（Ｘ２，Ｙ２）として求めることができる。

これによって、上記４）工程において、求めた中間受光点座標（Ｘ３，Ｙ３）と受光点座標（Ｘ２，Ｙ２）に基づき、この２点を通過するレーザ光の光路を求めることができ、任意の地点でのレーザ光の透過位置を求めることができる。

以上の方法によれば、レーザ光の光路に変動があった場合でも、中間点となる第３地点においてレーザ光の遮蔽と透過をレーザ光の光路の変動よりも速い周期で切り換えることにより、中間受光点座標及び受光点座標がレーザ光に対してほぼ同様の影響を受けると考えられ、その瞬間におけるレーザ光の透過位置を検出することができる。その切り換え時間としては、１ｍｓ−０．１ｓ、例えば、１０ｍｓ程度とするとよい。

任意には、第２地点での受光点座標を求める代わりに、レーザ発光手段２１におけるレーザ光の発射点の座標（Ｘ１，Ｙ１）を既知として、これを発射点座標として使用することができる。レーザ光の光路に直交する２次元座標系における発射点の座標を発射点座標（Ｘ１，Ｙ１）としたときに、発射点座標（Ｘ１，Ｙ１）と中間受光点座標（Ｘ３，Ｙ３）に基づき、この２点を通過するレーザ光の光路を求めることができる。

または、第３地点１３を、図７に示すように複数個所設けることもでき、複数の中間受光点座標（Ｘ３，Ｙ３）₁，（Ｘ３，Ｙ３）₂，・・・に基づき、これらの点を通過するレーザ光の光路を求めることができる。この場合、例えば、各第３地点１３の回動板４０はそれぞれ非同期に回転し、各回動板４０の遮蔽片４０ｂが同一の回転角度で回転しないようにし、いずれかの遮蔽片４０ｂでレーザ光を遮蔽して、レーザ光を受光するように、または、いずれの遮蔽片４０ｂにおいてもレーザ光を透過して、レーザ受光手段２２で受光するようにすることができる。または、それぞれの第３地点１３において、図７に示すような異なる遮蔽片４０ｂと中空部４０ｃの位相関係を持つ回動板４０を設けることもできる。

次に、以上の透過位置計測方法を利用した位置計測方法について説明する。具体的に理解するために、位置計測方法を、背景技術で説明した軌道通り狂い計測方法に適用し、前記計測システム１０を軌道通り狂い計測装置として適用する場合を考える。

この場合、図４に示すように、第１地点１１と第２地点１２とを、軌道６０上または軌道６０に対して一定の位置関係にある点とする。よって、レーザ発光手段２１及びレーザ受光手段２２は、軌道６０に対して、少なくとも計測中は一定の関係で固定されており、レーザ光は、第１地点１１と第２地点１２とを結ぶ直線に沿って投射される。軌道６０が直線であれば、レーザ光は軌道６０に略沿って、軌道６０が湾曲している場合であれば、レーザ光は第１地点１１と第２地点１２とを結ぶ弦に略沿って投射される。そして、第３地点１３は第１地点１１と第２地点１２とを結ぶ直線上にあって、透過／遮蔽手段２３は、少なくとも計測中は軌道６０に対して既知の関係で固定されている。

また、図５に示すように、第１地点１１と第２地点１２とのレーザ光の光路に沿った距離は予め決められた距離（Ｌ０）とし、第１地点１１と第３地点１３との距離及び第３地点１３と第２地点１２との距離も、レーザ光の光路に沿って予め決められた距離（Ｌ１、Ｌ２）にあるものとする。通常、距離Ｌ１とＬ２は等しい（Ｌ１＝Ｌ２）が、必ずしも等しくなくともよい。Ｌ０は１０〜４０ｍ、またはそれ以上とすることができる。

通り狂い等を求めるために、第３地点１３の軌道６０に対する位置または軌道６０からの距離Ｌ３を求める。そこで、透過／遮蔽手段２３におけるレーザ光の透過位置を求めるため、上記計測方法を使用し、上記工程１）〜４）を実行する。即ち、上記工程３）、３’）によって求めた中間受光点座標（Ｘ３，Ｙ３）と受光点座標（Ｘ２，Ｙ２）との座標から、図５に示す第３地点１３の軌道６０からの距離Ｌ３を求める。

本来、レーザ光の光路が変動することなく第１地点１１と第２地点１２とを結ぶ直線に沿っていれば、受光点座標（Ｘ２，Ｙ２）は常に一定である筈である。よって、第１地点１１と第２地点１２とを結ぶ直線に直交する面内の軌道６０から第３地点１３までの距離は、検出された中間受光点座標（Ｘ３，Ｙ３）から求めることができる。具体的には、求められた中間受光点座標（Ｘ３，Ｙ３）に、軌道６０に対する中間受光点の座標系の原点の相対位置座標を加算して、軌道６０を基準とする座標系に座標変換して、軌道６０から第３地点１３までの距離を求めることができる。Ｘ軸を水平方向、Ｙ軸を垂直方向に設定すれば、Ｘ座標から水平距離、Ｙ座標から垂直距離をそれぞれ求めることができる。そして、これらの距離から、通り狂いまたは高低狂いを求めることができる。

ところが、様々な要因によってレーザ光の光路が変動すると、図６に示すように、レーザ光の光路が、第１地点１１と第２地点１２とを結ぶ本来の直線からずれるから、中間受光点座標（Ｘ３，Ｙ３）から求めた、軌道６０から第３地点１３までの距離Ｌ３は変動分の誤差を含むことになってしまう。しかしながら、上記計測方法を用いれば、受光点座標（Ｘ２，Ｙ２）から中間受光点座標（Ｘ３，Ｙ３）におけるレーザ光の変動を求めることができる。

即ち今、受光点の基準点を（Ｘ２₀，Ｙ２₀）とする。受光点の基準点は、軌道６０との一定の関係等に基づき求めることができる。

受光点座標（Ｘ２，Ｙ２）と中間受光点座標（Ｘ３，Ｙ３）が検出されると、
Ｘ２−Ｘ２₀＝ΔＸ２（１）
Ｙ２−Ｙ２₀＝ΔＹ２
を求めて、受光点座標の基準点からの偏差（ΔＸ２，ΔＹ２）を求め、さらに、
ΔＸ３＝ΔＸ２・（Ｌ１／Ｌ０）（２）
ΔＹ３＝ΔＹ２・（Ｌ１／Ｌ０）
から、検出された中間受光点座標（Ｘ３，Ｙ３）の誤差を求めることができる。この誤差（ΔＸ３，ΔＹ３）を検出された中間受光点座標（Ｘ３，Ｙ３）から相殺した後、軌道６０までの距離を求める。これによって、レーザ光の変動による誤差を除去することができて、正確な第３地点１３の位置計測を行うことができる。

透過／遮蔽手段２３は軌道６０に沿って、弦に沿ってまたはレーザ光の光路に沿って移動可能とすることもできる。これによって、第３地点１３が移動される。この場合、Ｌ１の値が変化するので、（２）式のＬ１を変数とすればよい。

また、第１地点１１と第２地点１２とが軌道６０に対して固定されていたが、これに限るものではなく、第１地点１１〜第３地点１３を含め計測システム１０全体を軌道６０に沿って移動可能とすることも可能である。例えば、計測システム１０全体を軌道６０に沿って走行する車両に搭載することも可能である。その場合、第１地点１１と第２地点１２とは車両の撓みの影響を受けて、その結果、受光点座標（Ｘ２，Ｙ２）が変化する可能性があるが、かかる撓みの影響も上記計測方法により除去することができる。

以上の説明では、レーザ光の透過位置計測方法を用いて軌道通り狂い計測方法に適用する場合について説明したが、これに限るものではなく、橋梁等の構造物の変位を計測する計測方法等に適用することも可能である。

また、第２地点におけるレーザ受光位置を単なるレーザ受光手段ではなく、レーザ光の作用を受ける例えばレーザ加工点とすることもでき、その場合に、レーザ光の透過位置計測方法を用いて、透過位置の変化から、第２地点におけるレーザ光の受光位置の変動を求めることとすることもできる。

前記遮蔽／透過手段２３が透過状態にあるときには、レーザ光は、中空部４０ｃ等による空気中を透過していくことになり、レンズ、プリズム、ミラー等の光学素子を透過する必要がないために、光量の減衰や屈折等の影響を受けることなく、レーザ受光手段２２でレーザ光を受光することができる。

１０計測システム
１１第１地点
１２第２地点
１３第３地点
２１レーザ発光手段
２２レーザ受光手段
２３透過／遮蔽手段
４０回動板
４０ｂ遮蔽部
４０ｃ中空部

Claims

レーザ光の透過位置を計測するレーザ光の透過位置計測方法であって、
第１地点から第２地点に向けてレーザ光を投射し、第２地点で該レーザ光を受光できるようにする工程と、
第１地点と第２地点とを結ぶ直線上にある第３地点において、レーザ光の遮蔽／透過を時間的に切り換える工程と、
第３地点においてレーザ光を遮断したときに得られるレーザ光の中間受光点座標を求める工程と、
前記中間受光点座標により、レーザ光の透過位置を求める工程と、
を備えることを特徴とするレーザ光の透過位置計測方法。
第３地点においてレーザ光を透過させたときに得られるレーザ光の受光点座標を求める工程をさらに備え、
前記レーザ光の透過位置は、前記中間受光点座標と前記受光点座標とから求めることを特徴とする請求項１記載のレーザ光の透過位置計測方法。
第１地点に配置されたレーザ発光手段と、
第３地点に配置され、レーザ光の遮蔽／透過を時間的に切り換えると共にレーザ光を遮断したときに得られるレーザ光の中間受光点を検出する透過／遮蔽手段と、
を備えることを特徴とする請求項１または２記載のレーザ光の透過位置計測方法を実施する計測システム。
レーザ光の透過位置計測方法を用いた位置計測方法であって、
第１地点から第２地点に向けてレーザ光を投射し、第２地点で該レーザ光を受光できるようにする工程と、
第１地点と第２地点との中間にある第３地点において、レーザ光の遮蔽／透過を時間的に切り換える工程と、
第３地点においてレーザ光を遮断したときに得られるレーザ光の中間受光点座標を求める工程と、
第３地点においてレーザ光を透過させたときに得られるレーザ光の受光点座標を求める工程と、
前記受光点座標と前記中間受光点座標とからレーザ光の光路の変動を求めて、該変動を低減するように中間受光点座標を補正して第３地点の位置を求める工程と、
を備えることを特徴とするレーザ光の透過位置計測方法を用いた位置計測方法。
前記受光点座標と前記中間受光点座標とからレーザ光の光路の変動を求めて、該変動を低減するように中間受光点座標を補正して第３地点の位置を求める前記工程は、
レーザ光の光路の変動による前記受光点座標の基準座標からの偏差を求める工程と、
前記偏差を用いて、レーザ光の光路の変動により前記中間受光点座標に含まれる誤差を求める工程と、
前記中間受光点座標から誤差を除去する工程と、
を備える請求項４記載のレーザ光の透過位置計測方法を用いた位置計測方法。
第１地点に配置されたレーザ発光手段と、
第３地点に配置され、レーザ光の遮蔽／透過を時間的に切り換えると共にレーザ光を遮断したときに得られるレーザ光の中間受光点を検出する透過／遮蔽手段と、
第２地点に配置され、前記透過／遮蔽手段がレーザ光を透過させたときに得られるレーザ光の受光点を検出するレーザ受光手段と、
を備えることを特徴とする請求項４または５記載のレーザ光の透過位置計測方法を用いた
位置計測方法を実施する計測システム。
前記透過／遮蔽手段は、レーザ光を横切って回転または揺動する回動手段を備え、該回動手段は、中空部と遮蔽部とを備えることを特徴とする請求項３または６記載の計測システム。