JPH0385408A - レーザ距離計による測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、レーザ距離計を用いて鋼板、形鋼、鋼管等の
形状や寸法を測定する方法に関するものである。

（従来の技術） 一般的なレーザ距離計の原理を第３図に示す。

半導体レーザ１から放射された光は照明レンズ２を通っ
て細く絞られた後りの位置にある測定対象物３に照射さ
れ、測定対象物３上に光スポットＣが形成される。

測定対象物３の表面で反射・散乱した光の一部は結像レ
ンズ４でとらえられ、光スポットＣの像を光検出素子５
の受光面上に投影すると光スポットの像りが前記受光面
上に形成される。

しかして、結像レンズ４で作られた反射点の像は、測定
対象物３が前後に移動すると、それに応じて光検出素子
５上を移動する。すなわち、測定対象面がＬ′の位置に
移動すると光スポットはＣ。

の位置に移り、それに応じて結像レンズ４で作られる光
スポットの像も光検出素子５上でＤ′に移動する。

ところで、光検出素子の両側の端子からは光スポツト上
の像の光量と位置に依存した電流が発生する。この電流
１１ｓｌＫは第４図に示すように電圧に変換されて夫々
Ｖ＋ＳＶｚとなる。そして、Ｖ＋、Ｖｚの和と差の信号
をつくってこれを除算すると、像の光量変化によらず光
スポットの位置のみによって決まる出力が得られる。

従って、光スポットの位置（測定対象物の位置）と光ス
ポットの像の位置は一定の関係を有するので測定対象物
の位置を知ることができる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、前記したような従来の方法では、測定対
象物の表面性状が変化すると、メーカー保証精度の約２
〜３倍悪化するのが一般的である。

特に溶接部やグラインダー面等の鏡面に近い表面性状で
は、半導体レーザより放射されたレーザ光線は投光方向
に戻る光量が大きく、結像レンズでとらえる光量は少な
くなる。一方、結像レンズでとらえる受光側の裾野部は
正反射に近くなり、測定点からの受光量との比率が近づ
く。この為、光検出素子上ではその受光面の重心を検出
するので遠目（距離計としてはｅ側）に出てしまい、結
果的には測定精度に限界があった。

本発明は、このような欠点を排除して高精度に測定でき
る方法を提供することを目的としている。

（課題を解決するための手段） 本発明者は上記した従来方法にあった欠点を排除し、高
精度な測定を可能とすべく鋭意研究を重ねた結果、レー
ザ光線が測定対象物から投光方向に戻ることによる影響
を防ぐためには、■　投光部前面にスリットを設置して
細く絞った光のピーク部のみを測定対象物に放射するこ
と、■　測定対象物に対して所要の角度をもたせて投光
部からレーザ光線を放射すること、 が有効であり、これによって表面性状の影響をほとんど
受けずに精度よく測定できることを知見した。

すなわち本発明は、半導体レーザから放射された光を照
明レンズで細く絞った後、更に該先のピーク部のみを通
すビームスリットを介して測定対象物に所要の角度をつ
けて照射し、測定対象物の表面で反射した光の一部を結
像レンズを介して光検出素子で受光することを要旨とす
るものである。

本発明方法において、投光部前面にスリットを設置する
のは、照明レンズで細く絞った光のピーク部のみを測定
対象物に放射して検出素子の受光面での測定精度を上昇
させるためである。

また本発明方法において、測定対象物に対して所要の角
度をもたせて投光部からレーザ光線を放射するのは、測
定対象物の表面性状の影響を可及的に少なくするためで
ある。

（実　施　例） 以上本発明を第１図及び第２図に示す一実施例に基づい
て説明する。

第１図は本発明方法を実施するためのレーザ距離計を示
すものであり、第１図中第３図と同一番号は同一部分あ
るいは相当部分を示し詳細な説明を省略する。

第１図において６は、半導体レーザ１、照明レンズ２、
結像レンズ４及び光検出素子５をその内部に関連配置し
たセンサーヘッドであり、このセンサーヘッド６の照明
レンズ２前方位置には第２図に示すように該照明レンズ
２を通り細かく絞られた光のピーク部（斜線部分）のみ
通ることができるビームスリット７が配置されている。

ところで、このビームスリット７の大きさは例えば第１
図（ロ）に示すように長辺方向の長さＡが３〜５ＩＩ！
ｌ、短辺方向の長さＢが０．５〜１．Ｏｒｍ程度の長方
形状とする。

一方、センサーヘッド６は測定対象物３が例えば外径φ
５２０〜φ１５５０ｍｍの鋼管であればこれに対して例
えば３〜１０’傾けて設置し、測定対象物３の表面性状
の影響が最も少なくなるようにした状態でレーザ光線を
放射するようにする。

ところでこの測定対象物３に対してセンサーヘッド６を
傾ける角度θは、測定対象物３の形状、寸法等によって
異なるものであるため測定対象物３の形状、寸法等によ
って最適の角度に設定する必要がある。

ちなみに、寸法がＡ＝４１１１１１１、Ｂ＝１閣のビー
ムスリット７を照明レンズ２の前方に位置するセンサー
ヘッド６に一体的に取付け、かつ測定対象物３に対して
５°の角度をつけてレーザ光線を放射するようにして外
径がφ５５０ＩｌｌｔＩ＋の鋼管の寸法を測定したとこ
ろ、±０．２〜０．３閣の誤差範囲内で測定できた。

なお、ビームスリットを設けず、かつ測定対象物に角度
を付けないでレーザ光線を放射する従来方法で同じ鋼管
を測定したところ±０．５〜１．０　ｍの誤差であった
。

（発明の効果） 以上説明したように本発明方法によれば、何等複雑な装
置を使用することな〈従来と同様の方法で高精度な測定
が行なえることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図（イ）は本発明方法の説明図、（ロ）はビームス
リットの説明図、第２図は本発明方法によって測定対象
物に放射するレーザ光線の説明図、第３図は一般的なレ
ーザ距離計の原理図、第４図はレーザ距離計の変位出力
のブロック図である。 ｌは半導体レーザ、２は照明レンズ、３は測定対象物、
４は結像レンズ、５は光検出素子、７はビームスリット
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体レーザから放射された光を照明レンズで細
   く絞った後、更に該光のピーク部のみを通すビームスリ
   ットを介して測定対象物に所要の角度をつけて照射し、
   測定対象物の表面で反射した光の一部を結像レンズを介
   して光検出素子で受光することを特徴とするレーザ距離
   計による測定方法。