JPH0729488U - レーザー距離計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 測定対象物が溶鋼のような鏡面体であって
も、正確に距離を測定できるレーザー距離計を提供す
る。 【構成】 レーザー発信部１１から強度変調して発信さ
れたレーザー光を対象物１８に投光し、その反射レーザ
ー光を色フィルター１４及びレンズ１３を介して受光セ
ンサー１６によって受光し、その位相差から対象物まで
の距離を測定するレーザー距離計１０において、前記レ
ーザー光の通過領域に、投光されるレーザー光のみが通
過する小孔が形成された孔付き散乱フィルター１５を設
けた。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、測定精度を向上させたレーザー距離計に関する。

【０００２】

【従来の技術】

距離を非接触で高精度に測定する装置として、図８に示すようなレーザー距離 計５０が知られており、半導体レーザー素子５１から強度変調して発信されたレ ーザー光をハーフミラー５２を使用して直角方向に屈曲させ、レンズ５３及び色 フィルター５４を介して測定対象物５５に照射し、その反射光をレーザ光のみを 通過させる前記色フィルター５４を通し、更にレンズ５３によって集光させ、受 光センサー５６で電気信号として捕らえ、その信号の位相と変調信号の位相差の 変化量で前記測定対象物５５までの距離を測定する構造となっている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、前期従来例に係るレーザー距離計５０においては、通常の測定 対象物のように表面に照射された光が乱反射する物質の場合には大きな問題は生 じないが、測定対象物が例えば溶鋼のように鏡面状である場合には、正反射光の 強度が強いため、レーザー距離計が受光部に達したとき、該レーザー光が色フィ ルター５４とレンズ５３との間で複数回の反射を起こして、プラス側の測定誤差 を生じるという問題点があった。 即ち、レーザー距離計５０は遠方までの距離を測定するのが目的であるので、 遠方からの散乱反射光を集光させる為のレンズ５３を使用し、その焦点位置に受 光センサー５６を配置している。そして、図８に示すように、一般には測定対象 物５５から乱反射される光の光軸が測定光軸と平行でない場合には、その光は受 光センサー５６に届かないようになっているが、反射光が強い場合には、その一 部が色フィルター５４とレンズ５３との間で複数回の反射を繰り返しても受光セ ンサー５６が検知しえる強度を有し、これを受光センサー５６が測定値として捕 らえることによって、真値より長い測定結果となり誤差が生じる。そして、前記 反射光はレンズ５３に入射する角度によって、反射する回数、経路が異なるので 、測定値にプラス側のバラツキが生じていた。 以上のような理由により、溶鋼等のような表面が鏡面体のレベル測定には前記 従来例に係るレーザー距離計１０を採用しがたいという問題点があった。 本考案はかかる事情に鑑みてなされたもので、測定対象物が溶鋼のような鏡面 体であっても、正確に距離を測定できるレーザー距離計を提供することを目的と する。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

前記目的に沿う請求項１記載のレーザー距離計は、レーザー発信部から強度変 調して発信されたレーザー光を対象物に投光し、その反射レーザー光を色フィル ター及びレンズを介して受光センサーによって受光し、その位相差から対象物ま での距離を測定するレーザー距離計において、前記レーザー光の通過領域に、投 光されるレーザー光のみが通過する小孔が形成された孔付き散乱フィルターを設 けて構成されている。 また、請求項２記載のレーザー距離計は、請求項１記載のレーザー距離計にお いて、孔付き散乱フィルターは、反射光の拡散するスリガラスあるいはパラフィ ン紙状のものによって構成されている。

【０００５】

【作用】

請求項１または２記載のレーザー距離計においては、レーザー光の通過領域に 、投光されるレーザー光のみが通過する小孔が形成された孔付き散乱フィルター を設けているので、測定対象物から反射して帰って来るレーザー光は散乱フィル ターにより散乱光となり、この散乱光の内有効な一部の光束のみが受光センサー に達する。従って、有効な光束以外のものは受光センサーに達しえないため、受 光センサーが検知することができない。 一方、入射レーザー光の光軸を通る光は前記孔付き散乱フィルターを通過する が、直接受光センサーに達するので、該受光センサーが検知でき、従って、正確 な距離を測定できる。

【０００６】

【実施例】

続いて、添付した図面を参照しつつ、本考案を具体化した実施例につき説明し 、本考案の理解に供する。 ここに、図１は本考案の一実施例に係るレーザー距離計の概略構成図、図２は 孔付き散乱フィルターとして薄アクリル板を使用したレーザー距離計の反射光量 と測定値バラツキとの関係を示すグラフ、図３は孔付き散乱フィルターを除いた 場合の同一条件での反射光量と測定値バラツキとの関係を示すグラフ、図４は前 記レーザー距離計を測定対象物である水銀面を振動させた場合の反射光量と測定 値バラツキとの関係を示すグラフ、図５は更に孔付き散乱フィルターを除いた場 合の反射光量と測定値バラツキとの関係を示すグラフ、図６は測定対象物として 鏡を使用し孔付き散乱フィルター付きのレーザー距離計を用いて測定した反射光 量と測定値バラツキとの関係を示すグラフ、図７は更に孔付き散乱フィルターを 除いた場合の反射光量と測定値バラツキとの関係を示すグラフである。

【０００７】 図１に示すように、本考案の一実施例に係るレーザー距離計１０は、レーザー 発信部の一例である半導体レーザー素子１１と、該半導体レーザー素子からの光 の方向を変えるハーフミラー１２と、該ハーフミラー１２に前面に配置された集 光レンズ１３及び色フィルター１４と、該色フィルター１４の前面に配置された 孔付き散乱フィルター１５と、反射レーザー光の検知を行う受光センサー１６と 、図示しない従来装置と同一構造の制御装置とを有して構成されている。以下、 これらについて詳しく説明する。

【０００８】 前記半導体レーザー素子１１は、前記制御装置で所定の周波数で強度変調され た電気信号を加えられることによって、強度変調されたレーザー光を発するよう になっている。そして、該レーザー光はハーフミラー１２によって略直角に折り 曲げられ、集光レンズ１３及び色フィルター１４を介して測定対象物にレーザー 光を照射するようになっている。ここで、前記色フィルター１４は他の光を著し く減光してレーザー光のみを通過させる色フィルターが使用されている。

【０００９】 前記色フィルター１４の前面には孔付き散乱フィルター１５が配置されている が、該孔付き散乱フィルター１５は、通過するレーザー光を散乱通過させる半透 明のスリガラスあるいはプラスチック、またはパラフィン紙からなって、レーザ ー光の投光軸には小孔１７が形成されている。 従って、レーザー光を測定対象物１８に照射する場合には前記小孔１７を通り 、反射光は、該孔付き散乱フィルター１５によって散乱されて、前記レーザー光 のみを通過する色フィルター１４及び集光レンズ１３を通して、該集光レンズ１ ３の焦点位置に配置された受光センサー１６によって検知されるようになってい る。

【００１０】 前記制御部は周知の構造となって、半導体レーザー素子１１に所定の周波数に 変調された電力を供給すると共に、前記受光センサー１６によって受光された光 を電気信号に変え、半導体レーザー素子１１に加えられた信号と比較して、その 位相を検知し、測定対象物１８までの距離をデジタル表示で出力するようになっ ている。

【００１１】 前記孔付き散乱フィルター１５に半透明の薄アクリル板を使用し、測定対象物 を鏡面とした場合のレーザー距離計１０の測定結果を図２に示すが、反射光量が 実距離値である６６３ｍｍ近傍に収束していることが分かる。従って、光量の閾 値を−４０ｄＢ程度に調整し、それよりも光量が大であるときの測定値を採るこ とによって、正確な距離を測定できる。一方、図３には同一条件で孔付き散乱フ ィルター１５を除いた場合の測定結果を示すが、実距離値６６３ｍｍよりプラス 側に大きなバラツキが生じ、反射光量の閾値を調整しても正確な距離を測定でき ないことが分かる。

【００１２】 図４は、レーザー距離計１０を用いて、測定対象物をバイブレータによって振 動を与えた水銀面とした場合の測定結果を示すが、実距離値１１４１ｍｍ近傍に 反射強度が収束していることが分かる。一方、図５には同一条件で前記孔付き散 乱フィルター１５を除いた場合の測定結果を示すが、実距離値１１４１ｍｍより プラス側に大きなバラツキがあることが分かる。

【００１３】 図６は、孔付き散乱フィルター１５として半透明のテープ（商標名：スコッチ テープ）を用いた場合のレーザー距離計１０の測定結果を示すが、実距離値に収 束していることが分かる。図７は、同一条件で前記孔付き散乱フィルター１５を 使用しない場合を示すが、測定値に大きなバラツキがあることが分かる。

【００１４】

【考案の効果】

請求項１及び２記載のレーザー距離計は、以上の説明からも明らかなように、 孔付き散乱フィルターを用いているので、測定対象物が溶鋼等のように鏡面であ っても、測定対象物までの正確な距離を測定することができる。 また、その装置も極めて簡便であるので、廉価に装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例に係るレーザー距離計の概略
構成図である。

【図２】孔付き散乱フィルターとして薄アクリル板を使
用したレーザー距離計の反射光量と測定値バラツキとの
関係を示すグラフである。

【図３】孔付き散乱フィルターを除いた場合の同一条件
での反射光量と測定値バラツキとの関係を示すグラフで
ある。

【図４】前記レーザー距離計の測定対象物である水銀面
を振動させた場合の反射光量と測定値バラツキとの関係
を示すグラフである。

【図５】孔付き散乱フィルターを除いた場合の反射光量
と測定値バラツキとの関係を示すグラフである。

【図６】測定対象物として鏡を使用し孔付き散乱フィル
ター付きのレーザー距離計を用いて測定した反射光量と
測定値バラツキとの関係を示すグラフである

【図７】孔付き散乱フィルターを除いた場合の反射光量
と測定値バラツキとの関係を示すグラフである。

【図８】従来例に係るレーザー距離計の概略構成図であ
る。

【符号の説明】

１０ レーザー距離計 １１ 半導体レーザー素子 １２ ハーフミラー １３ レンズ １４ 色フィルター １５ 孔付き散乱フィルター １６ 受光センサー １７ 小孔 １８ 測定対象物（鏡面体）

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザー発信部から強度変調して発信さ
   れたレーザー光を対象物に投光し、その反射レーザー光
   を色フィルター及びレンズを介して受光センサーによっ
   て受光し、その位相差から対象物までの距離を測定する
   レーザー距離計において、前記レーザー光の通過領域
   に、投光されるレーザー光のみが通過する小孔が形成さ
   れた孔付き散乱フィルターを設けたことを特徴とするレ
   ーザー距離計。
2. 【請求項２】 孔付き散乱フィルターは、反射光の拡散
   するスリガラスあるいはパラフィン紙状のものである請
   求項１記載のレーザー距離計。