JPH0712569A - 対象反射物体及び対象反射物体検出装置 - Google Patents
対象反射物体及び対象反射物体検出装置Info
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- JPH0712569A JPH0712569A JP15560893A JP15560893A JPH0712569A JP H0712569 A JPH0712569 A JP H0712569A JP 15560893 A JP15560893 A JP 15560893A JP 15560893 A JP15560893 A JP 15560893A JP H0712569 A JPH0712569 A JP H0712569A
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Abstract
のからの反射光を有効に排除して、所定の対象反射物体
を確実に識別することができる対象反射物体及び対象反
射物体検出装置を提供すること。 【構成】 本体より出射光を出射し、対象反射物体から
の反射光を検出して該対象反射物体であることを認識す
る対象反射物体検出装置において、前記対象反射物体検
出装置からの出射は偏光方向を規定した偏光であり、前
記反射光と前記出射光との偏光は偏光方向が異なり、前
記対象反射物体検出装置は前記対象反射物体からの偏光
方向の成分のみを検出する対象反射物体検出装置。
Description
定の反射物体を検出することにより、マーキングまたは
設置等の位置を決める回転レーザレベルに関する。
ために、回転レーザレベルが使用されるようになってい
る。最近は、可視半導体レーザが実用化されて、これを
使用した回転レーザレベルが出現している。しかし、半
導体レーザの出力は作業者の安全性の確保の点から制約
され、目視確認を伴う測定は比較的短い作業距離に限定
されている。
10月27日に出願された特願平4ー289042号に
おいては、所定の位置に配置された特定の反射物体の位
置をレーザ光が往復走査するように構成したレーザ回転
照射装置が開示されている。
89042号に開示されたレーザ回転照射装置において
は、反射物体であることを確実に検出するため、反射物
体に特定のパターンを形成している。しかし、使用する
場所は種々あるため、不要反射物体から生じる反射信号
パターンは特定できず、対象反射物体と不要反射物体と
を完全に区別することが困難であり、間違った位置でス
キャン動作を起こすことがある。
射面に、レーザ回転照射装置からのレーザ光が直角に当
たるような時、出射光軸と反射光軸は互いに重なり、強
い反射光(以後、正反射光とする)が本体検出部に入
り、これが所定のパターン信号と似た配置になっている
と、本体と距離が離れていても、スキャン動作を起こし
易い。
材があると、その表面を介して本体と特定反射物体を結
ぶ光路ができることがある。これによる反射光(以後、
多重反射光とする)を検出し、光沢面部材による虚像に
向かってスキャン動作をしてしまうという問題があっ
た。
上述した問題点に鑑みてなされたものであって、特定の
反射物体である対象反射物体以外のものからの反射光を
有効に排除して、所定の対象反射物体を確実に識別する
ことができる対象反射物体及び対象反射物体検出装置を
提供することを目的とする。
象反射物体からの反射光を検出して該対象反射物体であ
ることを認識する対象反射物体検出装置において、前記
対象反射物体検出装置からの出射は偏光方向を規定した
偏光であり、前記反射光と前記出射光との偏光は偏光方
向が異なり、前記対象反射物体検出装置は前記対象反射
物体からの偏光方向の成分のみを検出することを特徴と
する対象反射物体及び対象反射物体検出装置である。
が対象反射物体検出装置本体からの出射光の偏光方向を
保存した状態になることに着目したものである。つまり
本体から放射される光を所定の偏光方向に規定し、対象
反射物体で偏光方向を変えて反射させ、その反射光の偏
光方向成分のみを検出するようにすることにより、対象
反射物体による反射光だけを検出でき、正反射光を除去
できる。この場合、対象反射物体には、偏光方向を変更
させるために複屈折部材が含まれる。
偏光の両方であり、円偏光の場合の偏光方向とは右回
転、左回転を意味し、直線偏光の場合の偏光方向とは互
いに直交する2つの方向を意味する。また、対象反射物
体で偏光方向を変えて反射させる手段として、具体的に
は直交軸において互いにλ/4の位相差をもたらす複屈
折率部材を反射板の全面に取付けることによって得ら
れ、光はこの複屈折率部材を往復通過することにより、
偏光方向を変える。
状態を図1乃至図4に示す。図1は対象反射物体と不要
反射物体の円偏光の場合の反射状態を示している。図2
は対象反射物体に円偏光が入射した場合の状態を示して
いる。同じく図3、図4は直線偏光の場合を示してい
る。 2.平面ガラス等の光沢平面部材における多重反射の防
止としては、ガラス面や光沢物面での反射は偏光特性を
持つことに着目したものである。この偏光特性は、本体
と反射面とのなす角度に依存するが、直線偏光のある方
向成分のみを反射する特性を利用するものである。
は、反射面の偏光特性により反射光が直線偏光となるこ
とを利用している。つまり対象反射物体の全面部に取付
けるλ/4の複屈折率部材の軸を本体の回動方向に対し
ておよそ45°方向に設定することにより、反射面から
対象反射物体に向かった直線偏光は、対象反射物体で折
返した時にその直線偏光の方向は反対面の偏光特性方向
と直交する状態になる。再び反射面に光が戻ったときに
この光は反射し難いものとなり、結局対象反射物体検出
装置本体に戻らないことになる。図5はその状態を示し
ている。
が直線偏光の場合は、その偏光方向を反射面による偏光
特性の方向と一致または直交するように本体の回動方向
と対応付けておくことにより達せられる。対象反射物体
検出装置からの直線偏光が直交の場合には、反射面の偏
光特性によってその光は減衰する。一致の場合は、一度
反射面を通過するが、円偏光の時と同様に対象反射物体
で偏光方向が直交方向にかえられるため、戻り時の反射
面において光が減衰することになる。図7は直線偏光を
一致させた場合を示している。 3.一般に回転レーザレベルにおいては、回動軸部の安
定性の問題から光源である半導体レーザを固定部に設
け、ペンタプリズム等の光学部材を回転させることで光
の放射方向を回転させることが多い。この場合、固定部
に設けられる半導体レーザは直線偏光しているが、これ
が放射方向の回動に伴って偏光方向が回転を生じる。
軸の回りに沿って装置を回転しても円偏光の回転方向は
変わらないことに着目したものである。つまり、図7に
示すように、半導体レーザは直線偏光をλ/4の位相差
をもたらす複屈折率部材を用いて円偏光にする。この円
偏光した光を回転するペンタプリズム等の光学部材を通
すと、光学部材から放射される光は光学部材の回転によ
らず、円偏光の回転方向は常に同じとなる。
する場合であって、装置から放射する光を直線偏光に規
定する場合は、図8に示すように、上記光学部材から放
射される円偏光を回動部に設けられたλ/4の位相差を
もたらす複屈折部材を再度通すことで得られる。ここで
直線偏光の方向は複屈折部材の軸方向を回転することに
より自由に選ぶことができる。
を通った円偏光の反射光がλ/4の位相差をもたらす複
屈折部材を通り、直線偏光になったものを偏光板で選択
することにより対象反射物体からの反射光のみを検出す
るものである。
象反射物体検出装置を有するレーザ回転照射装置を図に
基づいて説明する。レーザ回転照射装置は、図8に示す
ように、パルス駆動回路2によって駆動される可視半導
体レーザ3から放射されるレーザ光束の光軸O上に、コ
リメータレンズ4と、傾斜角補正系6と、反射鏡8と、
ビームエキスパンダ9と、光軸Oが通過する孔7Aを有
する孔開きミラー7と、λ/4の位相差をもたらす複屈
折部材11と、ビーム回転系10とを配置してなる。パ
ルス駆動回路2は、レーザの発振器2A及びLD駆動回
路2Bからなる。レーザ回転照射装置は、傾斜角補正系
6を含むことなく構成することも可能である。
斜にかかわらず可視半導体レーザ3から放射されるレー
ザ光束を常に垂直に対し一定の角度関係を持つように反
射する光学系すなわち液体コンペンセイターであって、
封入ガラス20と、液体裏面の反射面22を有するオイ
ルバス24と、封入ガラス26と、一対のプリズム部材
30、32からなり光軸Oを偏向させる2軸傾斜補正バ
ランス調整器すなわち光軸調整系34とを有する。ビー
ムエキスパンダ9は、異なった焦点距離を有する一対の
レンズ36、38を所定間隔をおいて配置するこによっ
て構成され、レーザ光束の幅を拡張する。
たレーザ光束を水平面内で回転走査するように反射する
光学系であって、回転支持台40にペンタプリズム42
を配置してなる。回転支持台40の下部には、歯車46
が取付けられ、回転支持台40の回転駆動源となるモー
タ48の出力歯車50が減速機(図示せず)を介して歯
車46に噛み合っている。モータ48の回転駆動は制御
系100によって制御される。
光束を反射する対象反射物体60は、図10に示すよう
に、垂直に延びた2つの反射ゾーン62、64を間隔を
おいて配置して構成され、図11に示すように、基板6
0Aに、反射板60B、及びλ/4の位相差をもたらす
複屈折部材60Cを貼付してなる。反射板60Bは、複
数の再帰反射部材であるコーナキューブあるいは球反射
体等を配置したものである。複屈折部材60Cは、ペン
タプリズム42から射出されたレーザ光束の円偏光の回
動方向に対し約45°方向に向くように配置される。
の反射光軸00上に、コンデンサーレンズ82と、偏光板
83と、ピンホール板84と、光電変換素子86とを適
当な間隔をおいて配置してなる。レーザ回転照射装置の
電気系は、パルス駆動回路2の出力が可視半導体レーザ
3に入力する。電気系はさらに、対象反射物体60から
反射されたレーザ光束を受光する光電変換素子86と、
モータ48と、制御系100とを有する。制御系100
は、例えば、レーザ光束を2つの対象反射物体60の形
成する角度範囲のみを往復走査させることによってレー
ザ光束の視認を容易にするための制御を行う。
的作用について説明する。可視半導体レーザ3から放射
された直線偏光レーザ光束は、傾斜角補正系6によって
所定方向に方向補正され、孔開きミラー7の孔7Aを通
過して複屈折部材11に入射する。直線偏光レーザ光束
は、複屈折部材11によって円偏光に変換され、ペンタ
プリズム42によって水平面内で回転させられる。
入射すると、対象反射物体60の複屈折部材60Cによ
って直線偏光に変換され、反射板60Bによって反射さ
れ、再び複屈折部材60Cに入射して円偏光に戻されて
ペンタプリズム42に入射する。ペンタプリズム42か
ら下方に向いて射出された円偏光レーザは、複屈折部材
11によって直線偏光に変換され、孔開きミラー7の孔
7A以外の部分によって反射され、偏光板83に入射す
る。直線偏光レーザ光束は、偏光板83によって所定の
偏光方向のもののみが選択されて、光電変換素子86に
入射して検出される。
述べる。上記実施例におては、対象反射物体60が垂直
に延びた2つの反射ゾーン62、64を間隔をおいて配
置して構成されていたが、外来光の影響が大きくないと
きは、1つの反射ゾーンだけでよい。また、上記実施例
においては、光源である可視半導体レーザ及び検出部を
固定された本体に配置し、レーザ光束回転用のペンタプ
リズムだけを回動させることによってレーザ光束を回転
走査させているが、光源である可視半導体レーザ及び検
出部を回動させることによってレーザ光束を回転走査さ
せてもよい。この場合、回転走査させられるレーザ光束
の偏光方向が回転することはない。
レーザ光束を直線偏光として扱ったが、実際には純粋な
直線偏光ではなく、ノイズ成分が含まれいる。このノイ
ズ成分が許容量以上に大きい場合には、可視半導体レー
ザの光軸上に偏光板を配置してノイズ成分を除去する。
物体検出装置によれば、所定複合反射物体以外のものか
らの反射光であるノイズ成分を有効に排除して所定対象
反射物体を確実に識別することができる利点を得ること
ができ、また本発明の回転照射装置によれば、所定角度
範囲を確実に照射できる利点を得ることができる。
である。
である。
図である。
図である。
円偏光が本体に戻らないないことを示す偏光説明図であ
る。
直線偏光が本体に戻らないことを示す偏光説明図であ
る。
対象反射物体検出装置の光学系説明図である。
の対象反射物体検出装置の光学系説明図である。
体検出装置の光学図である。
る。
る。
Claims (10)
- 【請求項1】 本体より出射光を出射し、対象反射物体
からの反射光を検出して該対象反射物体であることを認
識する対象反射物体検出装置において、前記対象反射物
体検出装置からの出射は偏光方向を規定した偏光であ
り、前記反射光と前記出射光との偏光は偏光方向が異な
り、前記対象反射物体検出装置は前記対象反射物体から
の偏光方向の成分のみを検出することを特徴とする対象
反射物体及び対象反射物体検出装置。 - 【請求項2】 対象反射物体検出装置の出射光は出射方
向が回動する装置であることを特徴とする請求項1記載
の対象反射物体及び対象反射物体検出装置。 - 【請求項3】 対象反射物体検出装置の光を出射する光
源は固定部にあり、回動軸部においては円偏光に規定さ
れていることを特徴とする請求項2記載の対象反射物体
及び対象反射物体検出装置。 - 【請求項4】 回動軸部における円偏光は、固定部に設
けられた複屈折部材によって得られることを特徴とする
請求項3記載の対象反射物体及び対象反射物体検出装
置。 - 【請求項5】 対象反射物体検出装置からの出射光は円
偏光であることを特徴とする請求項1、2、3、4のう
ちのいずれか1項に記載の対象反射物体及び対象反射物
体検出装置。 - 【請求項6】 対象反射物体検出装置から出射される光
は直線偏光であり、対象反射物体には本体からの出射光
に対して反射光の偏光方向を直交させる手段を有するこ
とを特徴とする請求項1、2、3、4のうちのいずれか
1項に記載の対象反射物体及び対象反射物体検出装置。 - 【請求項7】 複屈折軸を対象反射物体検出装置から出
射される直線偏光の軸に対しておよそ45゜方向に向け
て複屈折部材を反射物体の前面に設けた対象反射物体で
あることを特徴とする請求項項記載の対象反射物体及び
対象反射物体検出装置。 - 【請求項8】 対象反射物体検出装置からの出射は、回
動軸部における円へ偏光を回動部に設けられた複屈折部
材によって得られた直線偏光であることを特徴とする請
求項6又は7に記載の対象反射物体及び対象反射物体検
出装置。 - 【請求項9】 対象反射物体検出装置から出射される直
線偏光の偏光方向が、対象反射物体検出装置の出射光の
回動方向に対応づけられていることを特徴とする請求項
6、7、8の内の何れか1項に記載の対象反射物体及び
対象反射物体検出装置。 - 【請求項10】 対象反射物体は反射物体と、複屈折部
材とを有し、複屈折軸を対象反射物体検出装置の出射光
の回動方向に対して45゜方向に向けられて取付けられ
ていることを特徴とする1〜5項記載の対象反射物体及
び対象反射物体検出装置。
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