ココが知りたい! 形状測定

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レーザー測定器とは

レーザー測定器とは

レーザー測定器とは

部品にレーザー光を照射して、その反射光により距離を検出するのがレーザー測定器です。
測定する距離に応じて、その呼称が変わることもあります。

・変位センサ:近距離用(数十mm~数百mmをミクロン単位で測定する)
・距離センサ:長距離用(数十mm~数mをミリ単位で測定する)

その測定方法は、反射光をもとに三角測量の原理で測定する「三角測距方式」と、投影したレーザーとその反射光の位相差で測定する「タイム オブ フライト方式」があります。

非接触式の三次元測定機では「位相差距離方式」が多く用いられています。

三角測距方式

三角測量を応用した方式です。 発光素子(半導体レーザーを使用)と受光素子の組み合わせで構成されています。 半導体レーザーの光は、投光レンズで集光され測定対象に照射されます。 測定対象に照射されたレーザーの拡散反射は、その一部が受光レンズを通過して受光素子上にスポットを形成します。 測定対象が移動すると、スポットも移動するため、そのスポット位置を検出することにより測定対象までの変位量を測定することができます。

CMOS方式 Complementary Metal Oxide Semi-conductor(相補型金属酸化膜半導体)の略。
受光素子にCMOSを用いて、各画素ごとの受光量を検出して、変位量を算出します。
CCD方式 Charge Coupled Device(電荷結合素子)の略。
受光素子にCCDを用いて、各画素ごとの受光量を検出して、変位量を算出します。

タイム オブ フライト方式

照射した光が測定対象で反射して受光するまでの時間を計測して、距離を測定する方式です。
測定方法の違いにより「位相差距離方式」と「パルス伝播方式」に分けられます。

位相差距離方式 投光したレーザーはレンズを介して測定対象に照射され、その反射光がレンズで集光され受光部に受光します。
この一連の流れにおいては、距離に応じた時間経過があり、投光波長と受光波長の間には位相差が生じます。
測定対象までの距離が異なる場合、位相差も異なるため、この位相差を算出することで距離が測定できます。
パルス伝播方式 一定の波長(パルス幅)をもったレーザーを投光し、測定対象で反射した光が受光部に受光するまでの時間を計測します。
投光時をパルスON(スタートトリガ)、受光時をパルスOFF(ストップトリガ)として、波長と時間をもとに測定対象までの距離を測定します。

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