JPH09189545A - 距離測定装置 - Google Patents
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- JPH09189545A JPH09189545A JP8003086A JP308696A JPH09189545A JP H09189545 A JPH09189545 A JP H09189545A JP 8003086 A JP8003086 A JP 8003086A JP 308696 A JP308696 A JP 308696A JP H09189545 A JPH09189545 A JP H09189545A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 対象物体の傾きによって測定精度が低下せ
ず、対象物体の傾きを同時に測定することが可能な距離
測定装置を提供する。 【解決手段】 本発明による距離測定装置は、レーザ光
源１３と、対象物体２に取付けられた鏡１４と、反射光
の到達点の位置座標を測定する光位置検出素子１６、及
び演算装置により構成される。レーザ光源１３は、反射
面１５に向けてレーザ光を照射するとともに、基準面２
に対して垂直な第二の平面内で照射角度の調整が可能で
ある。光位置検出素子１６は検出面１７を備え、検出面
１７上での反射光の到達点の位置座標を測定する。二つ
の照射角度θ、φで照射されたレーザ光について、それ
ぞれの反射光の到達点の位置座標を測定し、これらの照
射角度及び反射光の到達点の位置座標に基づいて、基準
面２に対する反射面１５の傾きα、及び基準面２から反
射面１５までの距離Ｌを求める。
ず、対象物体の傾きを同時に測定することが可能な距離
測定装置を提供する。 【解決手段】 本発明による距離測定装置は、レーザ光
源１３と、対象物体２に取付けられた鏡１４と、反射光
の到達点の位置座標を測定する光位置検出素子１６、及
び演算装置により構成される。レーザ光源１３は、反射
面１５に向けてレーザ光を照射するとともに、基準面２
に対して垂直な第二の平面内で照射角度の調整が可能で
ある。光位置検出素子１６は検出面１７を備え、検出面
１７上での反射光の到達点の位置座標を測定する。二つ
の照射角度θ、φで照射されたレーザ光について、それ
ぞれの反射光の到達点の位置座標を測定し、これらの照
射角度及び反射光の到達点の位置座標に基づいて、基準
面２に対する反射面１５の傾きα、及び基準面２から反
射面１５までの距離Ｌを求める。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ光の反射を
利用して対象物体の位置を測定する距離測定装置に係
る。
利用して対象物体の位置を測定する距離測定装置に係
る。
【０００２】
【従来の技術】レーザ光を対象物体上に照射して、反射
光の到達点の位置座標から対象物体の位置の測定を行う
光学式の距離検出装置に関しては、従来から様々な装置
が開発されている。例えば、特開昭６０−２５３８１２
号公報に記載されている「非接触変位検出装置」では、
変調駆動した検出用のレーザ光を発する半導体レーザと
目視用の可視光を発するレーザとを同一光軸上に載せて
対象物体（「被検出物」）上に照射して、その反射光を
集光レンズを介して半導体光検出器に集光し、その集光
点の位置の電気信号を検出用のレーザ光の変調と同期し
て検出することにより、対象物体の位置を測定してい
る。
光の到達点の位置座標から対象物体の位置の測定を行う
光学式の距離検出装置に関しては、従来から様々な装置
が開発されている。例えば、特開昭６０−２５３８１２
号公報に記載されている「非接触変位検出装置」では、
変調駆動した検出用のレーザ光を発する半導体レーザと
目視用の可視光を発するレーザとを同一光軸上に載せて
対象物体（「被検出物」）上に照射して、その反射光を
集光レンズを介して半導体光検出器に集光し、その集光
点の位置の電気信号を検出用のレーザ光の変調と同期し
て検出することにより、対象物体の位置を測定してい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記の様な、従来の距
離（変位）測定装置では、測定の基準となる面に対する
対象物体の傾きが大きくなると測定精度が低下し、更
に、測定可能な距離の範囲も比較的狭い範囲に限定され
ていた。本発明の目的は、対象物体の傾きによって測定
精度が低下せず、対象物体の傾きを同時に測定すること
が可能で、しかも、測定可能な距離の範囲が広い距離測
定装置を提供することにある。
離（変位）測定装置では、測定の基準となる面に対する
対象物体の傾きが大きくなると測定精度が低下し、更
に、測定可能な距離の範囲も比較的狭い範囲に限定され
ていた。本発明の目的は、対象物体の傾きによって測定
精度が低下せず、対象物体の傾きを同時に測定すること
が可能で、しかも、測定可能な距離の範囲が広い距離測
定装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明では、レーザ光を
二つの照射角度で照射して、対象物体の傾きを測定する
ことによって、基準面に対して対象物体の傾きがある場
合にも良好な測定精度が維持できる様にした。
二つの照射角度で照射して、対象物体の傾きを測定する
ことによって、基準面に対して対象物体の傾きがある場
合にも良好な測定精度が維持できる様にした。
【０００５】即ち、本発明による距離測定装置は、基準
面から対象物体までの距離を測定する距離測定装置であ
って、基準面に向かい合う反射面を備え、対象物体上に
取付けられた鏡と、前記反射面に向けてレーザ光を照射
し、且つ、基準面に対して垂直な第二の平面内で、少な
くとも二つの照射角度を設定することが可能なレーザ光
源と、前記反射面からの反射光が到達する位置に検出面
を備え、検出面上での反射光の到達点の位置座標を検出
する光位置検出素子と、前記二つの照射角度で照射され
たレーザ光について、前記光位置検出素子の出力を受け
てそれぞれの反射光の到達点の位置座標を求め、これら
二つの照射角度及び二つの反射光の到達点の位置座標に
基づいて、基準面から対象物体までの距離と傾きを求め
る演算装置とを備えたことを特徴とする。
面から対象物体までの距離を測定する距離測定装置であ
って、基準面に向かい合う反射面を備え、対象物体上に
取付けられた鏡と、前記反射面に向けてレーザ光を照射
し、且つ、基準面に対して垂直な第二の平面内で、少な
くとも二つの照射角度を設定することが可能なレーザ光
源と、前記反射面からの反射光が到達する位置に検出面
を備え、検出面上での反射光の到達点の位置座標を検出
する光位置検出素子と、前記二つの照射角度で照射され
たレーザ光について、前記光位置検出素子の出力を受け
てそれぞれの反射光の到達点の位置座標を求め、これら
二つの照射角度及び二つの反射光の到達点の位置座標に
基づいて、基準面から対象物体までの距離と傾きを求め
る演算装置とを備えたことを特徴とする。
【０００６】以下に、上記の距離測定装置を用いた距離
の測定の原理を説明する。先ず、対象物体までの距離の
測定の基準となる基準面を設定して、基準面に平行な面
内にＸ軸及びＹ軸を、基準面と垂直方向にＺ軸をそれぞ
れ設定する。なお、前記第二の平面はＸＺ平面に該当す
る。対象物体に、反射面が基準面に向かい合うように鏡
を取付け、ＸＺ平面内で照射角度の調整が可能なレーザ
光源を、反射面に向けてレーザ光が照射されるように配
置するとともに、光位置検出素子を、その検出面に反射
面からの反射光が到達する位置に配置する。
の測定の原理を説明する。先ず、対象物体までの距離の
測定の基準となる基準面を設定して、基準面に平行な面
内にＸ軸及びＹ軸を、基準面と垂直方向にＺ軸をそれぞ
れ設定する。なお、前記第二の平面はＸＺ平面に該当す
る。対象物体に、反射面が基準面に向かい合うように鏡
を取付け、ＸＺ平面内で照射角度の調整が可能なレーザ
光源を、反射面に向けてレーザ光が照射されるように配
置するとともに、光位置検出素子を、その検出面に反射
面からの反射光が到達する位置に配置する。
【０００７】二つの照射角度において反射面にレーザ光
を照射して、それぞれの照射角度について光位置検出素
子の出力を受けて反射光の到達点の位置座標を求める。
二つの照射角度及び二つの反射光の到達点の位置座標の
Ｘ軸方向成分に基づいて、予め求めて置いた理論式、あ
るいは、予め実測により求めておいた実験式あるいは数
表に基づいて、基準面から反射面までの距離、即ち反射
面のＺ座標値を算出する。
を照射して、それぞれの照射角度について光位置検出素
子の出力を受けて反射光の到達点の位置座標を求める。
二つの照射角度及び二つの反射光の到達点の位置座標の
Ｘ軸方向成分に基づいて、予め求めて置いた理論式、あ
るいは、予め実測により求めておいた実験式あるいは数
表に基づいて、基準面から反射面までの距離、即ち反射
面のＺ座標値を算出する。
【０００８】なお、距離の算出の過程で、理論式あるい
は実験式に基づいて、反射面のＹ軸回りの傾角を求める
ことができる。更に、反射面のＸ軸回りの傾角の値が必
要な場合には、二つの照射角度及び反射光の到達点の位
置座標のＹ軸方向成分から、理論式あるいは実験式に基
づいて、Ｘ軸回りの傾角を算出することも可能である。
基準面から対象物体までの距離及び基準面に対する対象
物体の傾きは、二つの照射角度及び反射光の到達点の位
置座標と所定の関係にあるので、これらの値から対象物
体の距離及び傾きを算出することができる。
は実験式に基づいて、反射面のＹ軸回りの傾角を求める
ことができる。更に、反射面のＸ軸回りの傾角の値が必
要な場合には、二つの照射角度及び反射光の到達点の位
置座標のＹ軸方向成分から、理論式あるいは実験式に基
づいて、Ｘ軸回りの傾角を算出することも可能である。
基準面から対象物体までの距離及び基準面に対する対象
物体の傾きは、二つの照射角度及び反射光の到達点の位
置座標と所定の関係にあるので、これらの値から対象物
体の距離及び傾きを算出することができる。
【０００９】なお、前記レーザ光源の照射角度の調整
は、具体的には、音響光学偏向器あるいはステッピング
モータなどを使用して行うことができる。また、前記鏡
を、前記第二の平面に垂直な軸、即ちＹ軸回りの反射面
の傾きの調整が可能な傾角調整機構を介して対象物体に
取付けることによって、対象物体のＺ方向の距離の変化
に応じて反射面の傾きを調整して、反射光を光位置検出
素子の検出面上に入射させることが可能になるので、測
定可能な距離の範囲を拡大することができる。
は、具体的には、音響光学偏向器あるいはステッピング
モータなどを使用して行うことができる。また、前記鏡
を、前記第二の平面に垂直な軸、即ちＹ軸回りの反射面
の傾きの調整が可能な傾角調整機構を介して対象物体に
取付けることによって、対象物体のＺ方向の距離の変化
に応じて反射面の傾きを調整して、反射光を光位置検出
素子の検出面上に入射させることが可能になるので、測
定可能な距離の範囲を拡大することができる。
【００１０】また、光位置検出素子の検出面の手前に集
光レンズを配置することにより、集光レンズに入射した
反射光を集光レンズの口径よりも狭い検出面内に収める
ことが可能になるので、比較的、狭い検出面を有する光
位置検出素子を使用して、比較的大きな、反射光到達点
の位置の差を測定することが可能になり、測定可能な距
離の範囲を拡大することができる。
光レンズを配置することにより、集光レンズに入射した
反射光を集光レンズの口径よりも狭い検出面内に収める
ことが可能になるので、比較的、狭い検出面を有する光
位置検出素子を使用して、比較的大きな、反射光到達点
の位置の差を測定することが可能になり、測定可能な距
離の範囲を拡大することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１に本発明に基づく距離測定装
置の原理を説明するための平面配置図を示す。図中、１
は対象物体、１１はレーザダイオード、１２はコリメー
トレンズ、１３はＡＯＤ（音響光学偏向器）、１４は
鏡、１５は鏡の反射面、１６はＰＳＤ（光位置検出素
子）、１７はＰＳＤの検出面を表す。
置の原理を説明するための平面配置図を示す。図中、１
は対象物体、１１はレーザダイオード、１２はコリメー
トレンズ、１３はＡＯＤ（音響光学偏向器）、１４は
鏡、１５は鏡の反射面、１６はＰＳＤ（光位置検出素
子）、１７はＰＳＤの検出面を表す。
【００１２】先ず、対象物体１までの距離の測定の基準
となる基準面２を設定して、基準面内にＸ軸及びＹ軸
を、基準面と垂直方向にＺ軸をそれぞれ設定する。鏡１
４を、その反射面１５が基準面２とほぼ平行になるよう
に対象物体１に取付ける。レーザ光源は、レーザダイオ
ード１１、コリメートレンズ１２及びＡＯＤ１３により
構成され、基準面２上から反射面１５に向けてレーザ光
が照射される様に配置される。レーザダイオード１１で
発生したレーザ光は、コリメートレンズ１２により微小
スポット径の平行光線となり、基準面２上に発射点が位
置するＡＯＤ１３によりＸＺ平面内での照射角度が調整
される。一方、ＰＳＤ１６は、その検出面１７が基準面
２と一致する様に配置され、基準面２上に到達した反射
光のＸ方向の位置座標を測定する。
となる基準面２を設定して、基準面内にＸ軸及びＹ軸
を、基準面と垂直方向にＺ軸をそれぞれ設定する。鏡１
４を、その反射面１５が基準面２とほぼ平行になるよう
に対象物体１に取付ける。レーザ光源は、レーザダイオ
ード１１、コリメートレンズ１２及びＡＯＤ１３により
構成され、基準面２上から反射面１５に向けてレーザ光
が照射される様に配置される。レーザダイオード１１で
発生したレーザ光は、コリメートレンズ１２により微小
スポット径の平行光線となり、基準面２上に発射点が位
置するＡＯＤ１３によりＸＺ平面内での照射角度が調整
される。一方、ＰＳＤ１６は、その検出面１７が基準面
２と一致する様に配置され、基準面２上に到達した反射
光のＸ方向の位置座標を測定する。
【００１３】図１に示す配置において、基準面２から反
射面１５までの垂直距離をＬ、基準面２に対する反射面
１５のＹ軸回りの傾角をα、レーザ光の二つの照射角度
をＺ軸に対してθ及びφとすると、それぞれの照射角度
におけるレーザ光の照射点と基準面２上の反射光の到達
点の間のＸ方向の距離Ｈ1 及びＨ2 は、それぞれ下記の
（１）式及び（２）式で表すことができる。
射面１５までの垂直距離をＬ、基準面２に対する反射面
１５のＹ軸回りの傾角をα、レーザ光の二つの照射角度
をＺ軸に対してθ及びφとすると、それぞれの照射角度
におけるレーザ光の照射点と基準面２上の反射光の到達
点の間のＸ方向の距離Ｈ1 及びＨ2 は、それぞれ下記の
（１）式及び（２）式で表すことができる。
【００１４】 Ｈ1 ＝Ｌ×（ tanθ＋ tan（θ＋２α）） ・・・・・（１） Ｈ2 ＝Ｌ×（ tanφ＋ tan（φ＋２α）） ×｛１＋ sinα×（ tanφ− tanθ）× cosφ／ cos（φ＋α）｝ ・・・・・（２） 上記の式の中で、θ及びφは設定可能な任意の値であ
り、またＨ1 及びＨ2 は反射光の到達点のＸ座標値から
求めることができるので、（１）式及び（２）式は、Ｌ
及びαを未知数とする二元連立方程式となっている。従
って、（１）式及び（２）式からＬを消去して、αを数
値解法により求め、次いで、得られたαの値を（１）式
に代入することによって、Ｌの値を求めることができ
る。
り、またＨ1 及びＨ2 は反射光の到達点のＸ座標値から
求めることができるので、（１）式及び（２）式は、Ｌ
及びαを未知数とする二元連立方程式となっている。従
って、（１）式及び（２）式からＬを消去して、αを数
値解法により求め、次いで、得られたαの値を（１）式
に代入することによって、Ｌの値を求めることができ
る。
【００１５】なお、一般的には、光学系を上記の様な条
件に完全に一致させることは容易ではないので、実際に
は、予め、対象物体１の動作範囲内で任意のＬ、α、θ
及びφに対してＨ1 及びＨ2 の値を実験的に求めておい
て、数表あるいは回帰式の形でθ及びφの設定値、並び
にＨ1 及びＨ2 の測定値からＬ及びαを換算できる様に
しておく。
件に完全に一致させることは容易ではないので、実際に
は、予め、対象物体１の動作範囲内で任意のＬ、α、θ
及びφに対してＨ1 及びＨ2 の値を実験的に求めておい
て、数表あるいは回帰式の形でθ及びφの設定値、並び
にＨ1 及びＨ2 の測定値からＬ及びαを換算できる様に
しておく。
【００１６】また、図１では、説明及び数式を簡略化す
るために、レーザ光の発射点及び反射光の到達点をとも
に基準面２上に一致させているが、実験式を用いてＨ1
及びＨ2 の測定値からＬ及びαを求める場合には、必ず
しも、その様な条件を満足させる必要はない。また、反
射光の検出面１７を基準面２に対して平行にすること
は、測定精度上、望ましいが、傾きがあってもＬ及びα
の測定は可能である。
るために、レーザ光の発射点及び反射光の到達点をとも
に基準面２上に一致させているが、実験式を用いてＨ1
及びＨ2 の測定値からＬ及びαを求める場合には、必ず
しも、その様な条件を満足させる必要はない。また、反
射光の検出面１７を基準面２に対して平行にすること
は、測定精度上、望ましいが、傾きがあってもＬ及びα
の測定は可能である。
【００１７】図２に、反射面１５にＸ軸回りの傾きがあ
る場合に、反射面１５のＸ軸回りの傾角βを求める原理
図を示す。図２において、１６は二次元のＰＳＤを表
す。図３に、この場合における二次元のＰＳＤ１６の検
出面１７上への反射光の到達点の位置座標を示す。レー
ザ光をＸＺ平面内で反射面１５に向けて照射したとき、
反射面１５の基準面２に対するＸ軸回りの傾角をβとす
ると、基準面２上の反射光の到達点のＹ座標値は、下記
の（３）式で表される。
る場合に、反射面１５のＸ軸回りの傾角βを求める原理
図を示す。図２において、１６は二次元のＰＳＤを表
す。図３に、この場合における二次元のＰＳＤ１６の検
出面１７上への反射光の到達点の位置座標を示す。レー
ザ光をＸＺ平面内で反射面１５に向けて照射したとき、
反射面１５の基準面２に対するＸ軸回りの傾角をβとす
ると、基準面２上の反射光の到達点のＹ座標値は、下記
の（３）式で表される。
【００１８】 Ｈ3 ＝Ｌ× tan２β ・・・・・（３） 従って、反射光の到達点のＹ座標値Ｈ3 及び先に求めた
Ｌの値から、βの値を求めることができる。なお、実際
には、Ｌ及びαを求める場合と同様に、予め、対象物体
１の動作範囲内で任意のＬ、β、θ及びφに対してＨ3
の値を実験的に求めておいて、数表あるいは回帰式の形
で、Ｈ3 の測定値及びＬの演算値からβを換算できる様
にしておく。
Ｌの値から、βの値を求めることができる。なお、実際
には、Ｌ及びαを求める場合と同様に、予め、対象物体
１の動作範囲内で任意のＬ、β、θ及びφに対してＨ3
の値を実験的に求めておいて、数表あるいは回帰式の形
で、Ｈ3 の測定値及びＬの演算値からβを換算できる様
にしておく。
【００１９】図４に、基準面２から対象物体１までの距
離Ｌが大きく変化する場合にも対応可能な測定方法の原
理を示す。ここでは、距離Ｌが大きく変動する場合に、
鏡１４の対象物体１への取付け角度γを調整することに
より、反射面１５のＹ軸回りの傾角αを調整して、反射
光がＰＳＤ１６の検出面１７の中に入射する様にしてい
る。図５に、鏡１４の対象物体１への角度γを調整する
傾角調整機構の構造の概要を示す。対象物体１に直接、
接続される台座２１の上に、固定部２２及び固定部２２
に対向してＹ軸回りの回転が可能な回転部２３が設けら
れ、回転部２３の上に鏡１４が取付けられている。回転
部２３には目盛りが刻まれ、固定部２２に対する回転角
度を読取ることが可能になっている。また、回転部２３
の側面には止めネジ２４が配置され、回転部２３を適当
な回転位置で固定することができる様になっている。
離Ｌが大きく変化する場合にも対応可能な測定方法の原
理を示す。ここでは、距離Ｌが大きく変動する場合に、
鏡１４の対象物体１への取付け角度γを調整することに
より、反射面１５のＹ軸回りの傾角αを調整して、反射
光がＰＳＤ１６の検出面１７の中に入射する様にしてい
る。図５に、鏡１４の対象物体１への角度γを調整する
傾角調整機構の構造の概要を示す。対象物体１に直接、
接続される台座２１の上に、固定部２２及び固定部２２
に対向してＹ軸回りの回転が可能な回転部２３が設けら
れ、回転部２３の上に鏡１４が取付けられている。回転
部２３には目盛りが刻まれ、固定部２２に対する回転角
度を読取ることが可能になっている。また、回転部２３
の側面には止めネジ２４が配置され、回転部２３を適当
な回転位置で固定することができる様になっている。
【００２０】図６に、本発明に基づく距離測定装置の他
の例を示す。図中、３１は集光レンズ、３２はステッピ
ングモータを表す。この例では、ＰＳＤ１６の検出面１
７の手前に集光レンズ３１が配置されている。また、Ａ
ＯＤに代って、ステッピングモータ３２が設けられ、レ
ーザダイオード１１の方向をステッピングモータ３２で
調整することにより、ＸＺ平面内でレーザ光の照射角度
の調整を行う様になっている。ＰＳＤ１６の検出面１７
の手前に集光レンズ３１を配置することにより、集光レ
ンズ３１に入射した反射光を、集光レンズ３１の口径よ
りも狭い検出面１７内に収めることが可能になるので、
１０ｍｍ程度の狭い検出面を有する一般的なＰＳＤ１６
を使用して、比較的大きな、反射光の到達位置の差を測
定することが可能になり、測定可能な距離の範囲を拡大
することができる。なお、二つの照射角度の値として常
に一定の値を使用する場合には、ステッピングモータ３
２の替わりに、ソレノイドを使用して照射角度の切替え
を行ってもよい。
の例を示す。図中、３１は集光レンズ、３２はステッピ
ングモータを表す。この例では、ＰＳＤ１６の検出面１
７の手前に集光レンズ３１が配置されている。また、Ａ
ＯＤに代って、ステッピングモータ３２が設けられ、レ
ーザダイオード１１の方向をステッピングモータ３２で
調整することにより、ＸＺ平面内でレーザ光の照射角度
の調整を行う様になっている。ＰＳＤ１６の検出面１７
の手前に集光レンズ３１を配置することにより、集光レ
ンズ３１に入射した反射光を、集光レンズ３１の口径よ
りも狭い検出面１７内に収めることが可能になるので、
１０ｍｍ程度の狭い検出面を有する一般的なＰＳＤ１６
を使用して、比較的大きな、反射光の到達位置の差を測
定することが可能になり、測定可能な距離の範囲を拡大
することができる。なお、二つの照射角度の値として常
に一定の値を使用する場合には、ステッピングモータ３
２の替わりに、ソレノイドを使用して照射角度の切替え
を行ってもよい。
【００２１】
【発明の効果】少なくとも二つの照射角度で反射面にレ
ーザ光を照射して、それぞれの照射角度について検出面
上での反射光の到達点の位置座標を測定することによ
り、基準面に対して対象物体の傾きがある場合でも、精
度良く距離を測定することが可能になった。また、距離
の測定と同時に、対象物体の傾きを求めることも可能に
なった。
ーザ光を照射して、それぞれの照射角度について検出面
上での反射光の到達点の位置座標を測定することによ
り、基準面に対して対象物体の傾きがある場合でも、精
度良く距離を測定することが可能になった。また、距離
の測定と同時に、対象物体の傾きを求めることも可能に
なった。
【００２２】鏡を傾角調整機構を介して対象物体に取付
けることによって、測定可能な距離の範囲を拡大するこ
とができる。また、光位置検出素子の検出面の手前に集
光レンズを配置することにより、比較的、狭い検出面を
有する光位置検出素子を使用して、比較的大きな、反射
光到達点の位置の差を測定することが可能になり、これ
により測定可能な距離の範囲を拡大することができる。
けることによって、測定可能な距離の範囲を拡大するこ
とができる。また、光位置検出素子の検出面の手前に集
光レンズを配置することにより、比較的、狭い検出面を
有する光位置検出素子を使用して、比較的大きな、反射
光到達点の位置の差を測定することが可能になり、これ
により測定可能な距離の範囲を拡大することができる。
【図１】本発明に基づく距離測定装置の原理を示す平面
配置図。
配置図。
【図２】反射面にＸ軸回りの傾きβがある場合に、反射
面のＸ軸回りの傾角を求める方法の原理を示す図。
面のＸ軸回りの傾角を求める方法の原理を示す図。
【図３】光位置検出素子の検出面上での反射光の到達点
の位置を示す図。
の位置を示す図。
【図４】基準面から対象物体までの距離Ｌが大きく変化
する場合にも対応可能な測定方法の原理を示す平面配置
図。
する場合にも対応可能な測定方法の原理を示す平面配置
図。
【図５】対象物体への鏡の取付角度γを調整する傾角調
整機構の構造の概要を示す図。
整機構の構造の概要を示す図。
【図６】本発明に基づく距離測定装置の他の例を示す平
面配置図。
面配置図。
１・・・対象物体、２・・・基準面、１１・・・レーザ
ダイオード、１２・・・コリメートレンズ、１３・・・
ＡＯＤ（音響光学偏向器）、１４・・・鏡、１５・・・
反射面、１６・・・ＰＳＤ（光位置検出素子）、１７・
・・検出面、２１・・・台座、２２・・・固定部、２３
・・・回転部、２４・・・止めネジ、３１・・・集光レ
ンズ、３２・・・ステッピングモータ。
ダイオード、１２・・・コリメートレンズ、１３・・・
ＡＯＤ（音響光学偏向器）、１４・・・鏡、１５・・・
反射面、１６・・・ＰＳＤ（光位置検出素子）、１７・
・・検出面、２１・・・台座、２２・・・固定部、２３
・・・回転部、２４・・・止めネジ、３１・・・集光レ
ンズ、３２・・・ステッピングモータ。
Claims (7)
- 【請求項１】 基準面から対象物体までの距離を測定す
る距離測定装置であって、 基準面に向かい合う反射面を備え、対象物体上に取付け
られた鏡と、 前記反射面に向けてレーザ光を照射し、且つ、基準面に
対して垂直な第二の平面内で、少なくとも二つの照射角
度を設定することが可能なレーザ光源と、 前記反射面からの反射光が到達する位置に検出面を備
え、検出面上での反射光の到達点の位置座標を検出する
光位置検出素子と、 前記二つの照射角度で照射されたレーザ光について、前
記光位置検出素子の出力を受けてそれぞれの反射光の到
達点の位置座標を求め、これら二つの照射角度及び二つ
の反射光の到達点の位置座標に基づいて、基準面から対
象物体までの距離を求める演算装置とを備えたことを特
徴とする距離測定装置。 - 【請求項２】 前記演算装置は、二つの照射角度で照射
されたレーザ光について、それぞれの反射光の到達点の
基準面及び前記第二の平面にそれぞれ平行な軸方向の位
置座標を測定し、これら二つの照射角度及び二つの反射
光の到達点の前記位置座標に基づいて、基準面から対象
物体までの距離を求めるとともに、基準面に対して対象
物体がなす、前記第二の平面に垂直な軸回りの傾角を求
めることを特徴とする請求項１に記載の距離測定装置。 - 【請求項３】 前記演算装置は、二つの照射角度で照射
されたレーザ光について、それぞれの反射光の到達点の
基準面及び前記第二の平面にそれぞれ平行な軸方向の位
置座標、及び前記第二の平面に垂直な軸方向の位置座標
をそれぞれ測定し、これらの位置座標のうちの１つの位
置座標における二つの照射角度及び二つの反射光の到達
点の位置座標に基づいて、基準面から対象物体までの距
離を求めるとともに、基準面に対して対象物体がなす、
前記第二の平面に垂直な軸回り及び、基準面及び前記第
二の平面にそれぞれ平行な軸回りの傾角を求めることを
特徴とする請求項１に記載の距離測定装置。 - 【請求項４】 前記レーザ光源は、音響光学偏向器を備
え、音響光学偏向器によってレーザ光の照射角度を調整
することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれ
かに記載の距離測定装置。 - 【請求項５】 前記レーザ光源は、ステッピングモータ
を備え、ステッピングモータによってレーザ光の照射角
度を調整することを特徴とする請求項１ないし請求項３
のいずれかに記載の距離測定装置。 - 【請求項６】 前記鏡は、前記第二の平面に垂直な軸回
りの反射面の傾きを調整する傾角調整機構を介して対象
物体に取付けられることを特徴とする請求項１ないし請
求項３のいずれかに記載の距離測定装置。 - 【請求項７】 前記光位置検出素子の検出面の手前に集
光レンズを配置し、この集光レンズを介して反射光が検
出面に入射する様にしたことを特徴とする請求項１ない
し請求項３のいずれかに記載の距離測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8003086A JPH09189545A (ja) | 1996-01-11 | 1996-01-11 | 距離測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8003086A JPH09189545A (ja) | 1996-01-11 | 1996-01-11 | 距離測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09189545A true JPH09189545A (ja) | 1997-07-22 |
Family
ID=11547543
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8003086A Pending JPH09189545A (ja) | 1996-01-11 | 1996-01-11 | 距離測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09189545A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102331239A (zh) * | 2011-10-09 | 2012-01-25 | 湘潭电机力源模具有限公司 | 太阳能热发电系统及其聚光器反射面的检测装置 |
| JP2013078978A (ja) * | 2011-10-03 | 2013-05-02 | Japan Aerospace Exploration Agency | 航空機搭載レーザ装置用レーザ光反射方法および装置 |
| CN104729461A (zh) * | 2015-03-23 | 2015-06-24 | 国家电网公司 | 一种反射型简易激光测高仪 |
| WO2018168700A1 (ja) * | 2017-03-14 | 2018-09-20 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 帯状体の蛇行量測定方法および装置並びに帯状体の蛇行異常検出方法および装置 |
-
1996
- 1996-01-11 JP JP8003086A patent/JPH09189545A/ja active Pending
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| US9589371B2 (en) | 2011-10-09 | 2017-03-07 | Xiangtan Liyuan Electric Tooling Co., Ltd. | Solar heat power generation system and detection device for condenser reflecting surface thereof |
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| JPWO2018168700A1 (ja) * | 2017-03-14 | 2019-06-27 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 帯状体の蛇行量測定方法および装置並びに帯状体の蛇行異常検出方法および装置 |
| CN110382999A (zh) * | 2017-03-14 | 2019-10-25 | 杰富意钢铁株式会社 | 带状体的蛇行量测定方法及装置以及带状体的蛇行异常检测方法及装置 |
| US11055858B2 (en) | 2017-03-14 | 2021-07-06 | Jfe Steel Corporation | Method and apparatus for measuring meandering amount of strip, and method and apparatus for detecting abnormal meandering of strip |
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