JPH0428006Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、例えば被測定物体の立体形状を測定
するに当つて、物体表面に任意に設定した点の位
置あるいは線分の形状を検知することができるよ
うに改良されたビーム光測距装置に関する。

（従来の技術およびその問題点） ビーム光を被測定物体に照射し、その反射光を
受光して被測定物体各部の距離を測定する装置が
ある。ビーム光で被測定物体全体を走査すれば物
体各部の位置、つまり物体の立体形状を測定する
ことができる。第４図に従来のビーム光測距装置
の基本的な構成を示す。第４図に示す例では、ビ
ーム光発振器にはレーザ管を用い、被測定物体は
自動車の車体である。走査手段は上下に転向しな
がら回転するミラー２１とミラー角度検出機構２
２から構成されている。レーザ管１から発射され
たビーム光１１は走査手段のミラー２１に反射し
て車体９１全体に照射される。ミラー角度検出機
構２２はビーム光の照射角度をデータ処理回路４
へ送出する。照射されたビームの入射光１１は、
車体の表面で乱反射を起し、乱反射光１２の一部
は受光センサ３へ入る。受光センサ３はその信号
をデータ処理回路４へ送る。データ処理回路４は
角度検出機構２２から与えられたビーム光の照射
角度から車体各部の位置を算出し、車体の立体形
状を検知する。この装置による物体の形状測定
は、精度が高く、接触子を物体に直接接触させて
行うものではないから複雑な形状の物体にも適用
できる上に操作は簡単で迅速に行える。このよう
な理由で、この装置は上に挙げた自動車の車体や
航空機の機体などに広く用いられている。その
際、物体の形状だけでなく、物体の表面に想定し
た任意の点の位置あるいは任意の線分の形などを
検知したいという要望がある。例えば、もし車体
を任意の断面で切断したときの断面形状を測定す
ることができれば、その断面の寸法検査に利用す
ることができるし、逆に、車体の断面形状を図面
に写し取ることもできる。任意の点あるいは線分
からの反射光と他の部分からの反射光とを識別す
ることができればそのようなことが可能になる。
しかし、従来の装置にはこのような識別能はな
い。

本考案の目的は、上に述べたような要望に答え
る改良されたビーム光測距装置を提供することに
ある。

（問題点を解決するための手段） 本考案のビーム光測距装置は、第１図に示すよ
うに、ビーム光を被測定物体に照射してその反射
光を受光し、被測定物体各部の距離を測定する装
置であつて、ビーム光発振器と、このビーム光で
被測定物体を走査するための走査手段と、反射光
を受光するための受光センサと、走査手段および
受光センサからの信号を処理して距離を算出する
データ処理回路から基本的に構成されるビーム光
測距装置において、前記受光センサを第１の受光
センサとし、ビーム光の反射器具と、第２の受光
センサと、第１および第２の受光センサからの信
号を入力し出力をデータ処理回路へ送る判定回路
とを加え、反射器具は被測定物体の任意の個所に
配置してあるとともに反射光が第２の受光センサ
にだけ入射するような向きに取り付けてあり、判
定回路は第２の受光センサにだけビーム光が入射
したとき信号をデータ処理回路へ送り、データ処
理回路は判定回路の出力信号と走査手段からの信
号を処理し前記反射器具の位置を算出することを
特徴とする。

（実施例） 本考案のビーム光測距装置の働きを第２図に示
した実施例を参照しながら説明する。本実施例で
は、第１の反射器具の他に第２の反射器具として
ハーフミラーを用いる本考案の第２の態様を選択
した。被測定物体は自動車の車体である。その
他、ビーム光発振器、走査手段、受光センサ、デ
ータ処理回路などの構成要素は上に述べた第４図
のものと同じである。判定回路７には第１、第２
の受光センサからの信号を入力とするAND回路
を用いた。AND条件は、反射光が第１のセンサ
には入射せず第２のセンサにだけ入射するときに
成立するようにした。第１の反射器具５は、第３
図に示すような、２枚の鏡を互いの反射面が90°
になるよう組み合わせたものを用いた。車体９１
を左右に等分する中央線９２に沿つて、この反射
器具５を７個適当な間隔で取り付けた。これらは
すべて反射光の光軸が回転ミラー２１の中心を通
るように傾けてセツトした。

レーザ管１から発射されたビーム光１１は光軸
上にあるハーフミラー６１を透過して回転ミラー
２１に入射する。回転ミラー２１は回転しながら
上下に首を振ることによりビーム光を車体９１の
全体に照射する。反射器具５を取り付けていない
部分へ照射されたビーム光１１はそこで乱反射を
起し、乱反射光１２の一部は第１の受光センサ３
１へ入射する。データ処理回路４は第１の受光セ
ンサからの信号とミラー角度検出機構２２から与
えられたビーム光の照射角度から車体９１の立体
形状を算出する。一方、乱反射光１２は回転ミラ
ー２１とハーフミラー６１を経由して第２の受光
センサ３２へも入射する。つまり、第１と第２の
両センサへ反射光１２が入射するから、この場合
判定回路７のAND条件は成り立たない。次に、
ビーム光１１が車体９１の上に配置された第１の
反射器具５へ入射したときは、乱反射は起らず反
射ビーム光１３は破線で示した経路をたどつて第
２の受光センサ３２へ入射し、第１の受光センサ
３１へは入射しない。このように、この場合は
AND条件が満たされるから判定回路７からデー
タ処理回路４へ信号が送出される。データ処理回
路４は、上と同様に、その時のビーム光１１の照
射角度から第１の反射器具５の位置を算出する。
このようにして、車体９１の立体形状９１Ａが測
定され、その立体形状を等分する中央線９２上に
並んだ反射器具５の位置がプロツトできた。

第１の反射器具からの反射光は直接第２の受光
センサへ導いてもよいが、必要に応じて第２の反
射器具を設け、これに中継させてもよい。第２の
反射器具として、上に挙げた実施例のように、ハ
ーフミラーを用いれば入射ビーム光の光軸上に置
くことができる。

第１の反射器具はなるべく小さい方がよいが、
反射面の面積はビーム光の光束の広がりより小さ
くてはならない。ビーム光が被測定物体へ洩れる
と乱反射が起るからである。反射器具を第３図の
ように構成すれば、鏡面の全反射を利用できるか
ら高い反射率が得られる。鏡面を入射光に対して
直角にすれば反射率は落ちるが非常に小型にでき
る。

（考案の効果） 本考案のビーム光測距装置は、被測定物体の立
体形状を測定するとともに、被測定物体表面の任
意の点の位置あるいは任意の線分の形を検知でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の装置の主要な構成を示す概念
図である。第２図は本考案の装置の一実施例の構
成を示す概念図である。第３図は反射器具の一例
を示す側面図である。第４図は第２図と同じ被測
定物体に適用した従来の装置の構成を示す概念図
である。 １……レーザ管、１１……入射光、１２……乱
反射光、１３……反射光、２１……回転ミラー、
２２……ミラー角度検出機構、３……受光セン
サ、３１……第１受光センサ、３２……第２受光
センサ、４……データ処理回路、５……第１反射
器具、６１……ハーフミラー、７……判定回路、
被測定物体、９１……車体、９１Ａ……車体の立
体形状、９２……車体の中央線。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) ビーム光を被測定物体に照射してその反射光
   を受光し、前記被測定物体各部の距離を測定す
   る装置であつて、前記ビーム光を発生する発振
   器と、この発振器の出力の前記ビーム光の方向
   を制御して前記被測定物体を走査する走査手段
   と、前記反射光を受光する受光センサと、前記
   走査手段および前記受光センサからの信号を処
   理して距離を算出するデータ処理回路とを有す
   るビーム光測距装置において、前記受光センサ
   を第１の受光センサとし、ビーム光の反射器具
   と、第２の受光センサと、前記第１および第２
   の受光センサからの信号を入力し出力を前記デ
   ータ処理回路へ送る判定回路とを加え、前記反
   射器具は前記被測定物体の一部に固定してある
   とともに前記反射光が前記第２の受光センサに
   だけ入射するような向きに取り付けてあり、前
   記判定回路は前記第２の受光センサにだけビー
   ム光が入射したとき信号を前記データ処理回路
   へ送り、このデータ処理回路は前記判定回路の
   出力信号と前記走査手段からの信号を基に前記
   反射は器具の位置を算出することを特徴とする
   ビーム光測距装置。 (2) 前記反射器具を第１の反射器具とし、この第
   １の反射器具の反射光を中継反射して第２の受
   光センサへ導く第２の反射器具を設けた実用新
   案登録請求の範囲第１項に記載のビーム光測距
   装置。 (3) 第２の反射器具がハーフミラーであつて、こ
   れをビーム光発振器と走査手段の間の光軸上
   に、光の透過側をビーム光の入射側に向けて配
   置した実用新案登録請求の範囲第２項に記載の
   ビーム光測距装置。