JP5610427B2 - Displacement measuring device - Google Patents
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Description
本発明は、変位計測装置に関し、特に二平面を備える層の層間変位を計測する場合に適用して好適なものである。 The present invention relates to a displacement measuring device, and is particularly suitable for application to measuring an inter-layer displacement of a layer having two planes.
この種の変位計測装置としては、レーザー光と撮像手段とを用いて、観測点から見た変位検出対象物の観察軸と垂直平面上との変位、或いは垂直平面の傾きを測定している計測システムが知られている(例えば、特許文献1、2参照)。このような計測システムでは、変位検出対象物に向けて照射したレーザー光の入射部位の光点位置を、カメラ等の撮像手段で撮像し、得られた画像に所定の画像処理を施して変位検出対象物の三方向の変位を計測し得るようになされている。 As this type of displacement measuring device, measurement using a laser beam and imaging means is used to measure the displacement between the observation axis of the displacement detection object viewed from the observation point and the vertical plane, or the inclination of the vertical plane. A system is known (for example, refer to Patent Documents 1 and 2). In such a measurement system, the light spot position of the incident portion of the laser beam irradiated toward the displacement detection target is imaged by an imaging means such as a camera, and the obtained image is subjected to predetermined image processing to detect displacement. The displacement of the object in three directions can be measured.
ところが、上記特許文献1に係る発明では、レーザーや撮像手段を設置する天井又は床が、局所的に変形すると、この変形によって水平方向の変位に誤差が生じる。このような局所的な変形による角度誤差は、地震によって発生することが知られている。なお、局所的な変形は天井又は床の回転と考えることができ、これによって水平方向の変位に生じる誤差を本明細書では角度誤差と呼ぶ。この角度誤差が生じることにより、従来の計測システムでは、測定した層間変位に角度誤差が混合されて出力されてしまうので、正確な変位計測が困難であった。 However, in the invention according to Patent Document 1, when the ceiling or floor on which the laser and the imaging means are installed is locally deformed, an error occurs in the displacement in the horizontal direction due to this deformation. It is known that such an angle error due to local deformation is caused by an earthquake. Note that the local deformation can be considered as a rotation of the ceiling or the floor, and an error caused by the displacement in the horizontal direction is referred to as an angle error in this specification. Due to the occurrence of this angle error, the conventional measurement system outputs the angle error mixed with the measured interlayer displacement, which makes it difficult to accurately measure the displacement.
また、複数の受光素子を用いて測定対象のx、y、z座標および3軸回転を計測可能としたセンサが開示されている(例えば、特許文献3、および非特許文献1)。これらのセンサを用いることにより、天井または床の角度を検出することが一応可能となる。
In addition, sensors that can measure x, y, z coordinates and three-axis rotation of a measurement target using a plurality of light receiving elements are disclosed (for example,
上記特許文献3または非特許文献1では、いずれも測定器本体を固定点に配置することを前提としているので、例えば天井にセンサを取り付けた場合、天井は回転しないものと仮定する必要がある。したがって、センサを取り付けた箇所の回転による角度誤差を分離することができないので、天井および床の両方に局所的な変位が生じ得る系では、正確に層間変位を計測することができない、という問題があった。
In any of
そこで、本発明は、二平面を備える層の両方の面に局所的な変形が生じた場合にも、より正確に層間変位を計測することができる変位計測装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a displacement measuring apparatus that can measure interlayer displacement more accurately even when local deformation occurs on both surfaces of a layer having two planes.
本発明の請求項1に係る発明は、第1平面と、前記第1平面に対し所定間隔を隔てて設けられた第2平面とを備える層間の水平方向の変位を光学的に計測する変位計測装置において、前記第1平面から前記第2平面に向かって基準光を照射して、前記第1平面と前記第2平面の相対変位を検出する基準変位計測部と、前記第1平面または前記第2平面に第1及び第2参照受光部が配置され、前記第1平面と前記第2平面とを連結する部材から前記第1及び第2参照受光部に第1及び第2参照光を照射して、前記第1平面と前記第2平面とを連結する部材に対する前記第1平面または前記第2平面の相対変位を検出する参照変位計測部と、を備え、前記基準変位計測部は、前記第2平面に前記基準光を受光する基準受光部が配置され、前記基準受光部を原点とするXY座標及びこのXY座標に直交するZ軸に対して、前記基準受光部に前記基準光をZ軸方向に向かって照射し、前記参照変位計測部は、前記第1平面と前記第2平面とを連結する部材に第1及び第2参照照射部を配置し、前記第1参照照射部は、前記第1参照受光部に前記第1参照光をX軸方向に向かって照射し、前記第2参照照射部は、前記第2参照受光部に前記第2参照光をY軸方向に向かって照射することを特徴とする。
本発明の請求項2に係る発明は、第1平面と、前記第1平面に対し所定間隔を隔てて設けられた第2平面とを備える層間の水平方向の変位を光学的に計測する変位計測装置において、前記第1平面から前記第2平面に向かって基準光を照射して、前記第1平面と前記第2平面の相対変位を検出する基準変位計測部と、前記第1平面と前記第2平面とを連結する部材に第1及び第2参照受光部が設けられ、前記第1平面または第2平面から前記第1及び第2参照受光部に第1及び第2参照光を照射して、前記第1平面と前記第2平面とを連結する部材に対する前記第1平面または前記第2平面の相対変位を検出する参照変位計測部と、を備え、前記基準変位計測部は、前記第2平面に前記基準光を受光する基準受光部が配置され、前記基準受光部を原点とするXY座標及びこのXY座標に直交するZ軸に対して、前記基準受光部に前記基準光をZ軸方向に向かって照射し、前記参照変位計測部は、前記第1平面または第2平面に第1及び第2参照照射部を配置し、前記第1参照照射部は、前記第1参照受光部に前記第1参照光をX軸方向に向かって照射し、前記第2参照照射部は、前記第2参照受光部に前記第2参照光をY軸方向に向かって照射することを特徴とする。
The invention according to claim 1 of the present invention is a displacement measurement for optically measuring a horizontal displacement between layers including a first plane and a second plane provided at a predetermined interval with respect to the first plane. In the apparatus, a reference displacement measuring unit that irradiates reference light from the first plane toward the second plane and detects a relative displacement between the first plane and the second plane; and the first plane or the first plane First and second reference light receiving units are disposed on two planes, and the first and second reference light receiving units are irradiated with the first and second reference light beams from a member connecting the first plane and the second plane. Te, and a reference displacement measuring unit for detecting the relative displacement of the first plane or the second plane to the member for connecting the second plane and the first plane, the reference displacement measuring unit, the second A reference light receiving portion for receiving the reference light is disposed on two planes, and the reference The reference light receiving unit is irradiated with the reference light in the Z-axis direction with respect to an XY coordinate having an optical part as an origin and a Z axis orthogonal to the XY coordinate, and the reference displacement measuring unit And a second reference irradiating unit disposed on a member connecting the first plane and the second plane, and the first reference irradiating unit directs the first reference light to the first reference light receiving unit in the X-axis direction. The second reference irradiation unit irradiates the second reference light receiving unit with the second reference light toward the Y-axis direction .
The invention according to
本発明の請求項3に係る発明は、前記基準変位計測部は、放射状に前記基準光を照射する基準照射部を有し、前記参照変位計測部は、放射状に前記第1及び第2参照光を照射する前記第1及び第2参照照射部を有することを特徴とする。
The invention according to
本発明の請求項4に係る発明は、第1平面と、前記第1平面に対し所定間隔を隔てて設けられた第2平面とを備える層間の水平方向の変位を光学的に計測する変位計測装置において、前記第1平面から前記第2平面に向かって基準光を照射して、前記第1平面と前記第2平面の相対変位を検出する基準変位計測部と、前記第2平面に第1,第2及び第3参照受光部が配置され、前記第1平面と前記第2平面とを連結する部材から前記第1,第2及び第3参照受光部に第1,第2及び第3参照光を照射して、前記第1平面と前記第2平面とを連結する部材に対する前記第2平面の相対変位を検出する参照変位計測部と、を備え、前記基準変位計測部は、前記第2平面に前記基準光を受光する基準受光部が配置され、前記参照変位計測部は、前記第1平面と前記第2平面とを連結する部材から前記第2平面に配置した前記第1参照受光部に向かって第1参照光を照射する第1参照照射部と、前記第1参照照射部を原点とするZY座標のZ軸上から前記第2平面に配置した前記第2参照受光部に向かって、前記第1参照光に対し所定角度傾いた第2参照光を照射する第2参照照射部と、前記ZY座標のY軸上から前記第2平面に配置した前記第3参照受光部に向かって、前記第1参照光に対し所定角度傾いた第3参照光を照射する第3参照照射部と、
を有することを特徴とする。
The invention according to
It characterized in that it has a.
本発明の請求項5に係る発明は、前記基準変位計測部は、放射状に前記基準光を照射する基準照射部を有し、前記参照変位計測部は、レーザー光からなる前記第1及び第2参照光を照射する前記第1及び第2参照照射部を有することを特徴とする。 The invention according to claim 5 of the present invention, the reference displacement measuring unit includes a reference irradiation unit that irradiates the reference light radially, the reference displacement measuring unit includes the first and consisting Les Za light It has the said 1st and 2nd reference irradiation part which irradiates 2 reference light, It is characterized by the above-mentioned.
本発明の請求項6に係る発明は、前記基準変位計測部は、レーザー光からなる前記基準光を照射する基準照射部を有し、前記参照変位計測部は、レーザー光からなる前記第1及び第2参照光を照射する前記第1及び第2参照照射部を有することを特徴とする。 The invention according to claim 6 of the present invention, the reference displacement measuring unit includes a reference irradiation unit for irradiating the reference light composed of laser beams, the reference displacement measuring unit, the first consisting of Les Za light And the first and second reference irradiators for irradiating the second reference light.
本発明の請求項7に係る発明は、前記基準変位計測部は、レーザー光からなる前記基準光を照射する基準照射部を有し、前記参照変位計測部は、放射状に前記第1及び第2参照光を照射する前記第1及び第2参照照射部を有することを特徴とする。
The invention according to
本発明によれば、検出された基準変位、参照変位から、層間変位と角度誤差を分離することにより、より正確な層間変位を計測することができる。 According to the present invention, it is possible to measure a more accurate interlayer displacement by separating the interlayer displacement and the angle error from the detected standard displacement and reference displacement.
(1)第1実施形態
図1に示す変位計測装置1Aは、第1平面としての建物の天井部2と、当該天井部2に対向して所定間隔Hだけ隔てて略平行に形成された第2平面としての床部3とで構成される層間に設置されている。天井部2と床部3とは側壁4で接続されている。この変位計測装置1Aは、例えば地震等の災害によって天井部2に生じる水平方向の変位(以下、層間変位という)を計測し得るように設置されている。
(1) First Embodiment A
変位計測装置1Aは、天井部2と床部3の間に垂直に基準光LSを照射して天井部2と床部3の相対変位である基準変位を計測する基準変位計測部7と、床部3と不動点部材の間に参照光LRを照射して不動点部材に対する床部3の相対変位である参照変位を検出する参照変位計測部8Aとを備える。基準変位計測部7と、参照変位計測部8Aとは、それぞれ照射部と、受光部と、当該受光部と対となるレンズとを有する。レンズは凸レンズが用いられる。なお、不動点部材とは、天井部2および床部3が変形しても上下方向に動かない不動点とみなすことができる部材をいう。本実施形態では、不動点部材として側壁4が用いられる。
The
照射部は、放射状に伝播する拡散光を照射する光源からなる。本実施形態の場合、照射部は、LED(Light Emitting Diode)が用いられている。なお、拡散光を照射する光源の場合、当該光源の設置箇所の回転は基準変位および参照変位に影響を与えないことが実験により確認されている。したがって、照射部として拡散光を照射する光源を用いることにより、照射部の設置箇所の回転を無視し得る。 The irradiation unit includes a light source that irradiates diffused light that propagates radially. In the case of the present embodiment, an LED (Light Emitting Diode) is used for the irradiation unit. In the case of a light source that irradiates diffused light, it has been experimentally confirmed that the rotation of the installation location of the light source does not affect the standard displacement and the reference displacement. Therefore, by using a light source that irradiates diffused light as the irradiating unit, rotation of the installation location of the irradiating unit can be ignored.
受光部は、種々のものを選択することができるが、例えば、平板状の光位置センサ(PSD; Position Sensitive Detector)を好適に用いることができる。また、受光部は、算出部9に電気的に接続されている。算出部9は、検出された基準変位および参照変位から層間変位を算出し得るように構成されている。
Various light receiving units can be selected. For example, a plate-shaped optical position sensor (PSD) can be preferably used. Further, the light receiving unit is electrically connected to the
基準変位計測部7は、照射部としての基準照射部12と、受光部としての基準受光部13とを有する。基準照射部12は、天井部2から鉛直下方に向かって基準光LSを照射し得るように設けられている。基準受光部13は、レンズとしての基準レンズ14を通過した基準光LSを垂直に受光し得るように、受光面が床部3に対し平行に配置されている。
The reference
本実施形態の場合、基準照射部12は、天井部2に設置されている。基準受光部13と基準レンズ14とは変位検出部16に設けられている。変位検出部16は、床部3に配置され、筐体17を有する。基準レンズ14は、光軸を鉛直方向とした状態で筐体17上面に保持されている。基準受光部13は、受光面が基準レンズ14に対向するように床部3に対し平行に配置した状態で、筐体17に固定されている。これにより、変位検出部16は、基準照射部12から照射された基準光LSを基準レンズ14によって前記基準受光部13に集光させ得るように構成されている。
In the case of this embodiment, the
参照変位計測部8Aは、照射部としての参照照射部20Aと、受光部としての参照受光部30Aとを有する。参照照射部20Aは、側壁4に設けられている。参照受光部30Aは、レンズとしての参照レンズ40を通過した参照光LRを垂直に受光するように床部3に配置された前記変位検出部16に設けられている。
The reference
参照変位計測部8Aの構成について、図2を参照してさらに詳細に説明する。本図において、側壁4は、第1側壁41と第2側壁42とを端部同士で接続して形成される。参照照射部20Aは、第1側壁41に設置される第1参照照射部21Aと第2側壁42に設置される第2参照照射部22Aからなる。なお、本図は、天井部2、床部3、側壁4がそれぞれ独立して変形し得ることを示すために互いに連結されていない構成で模式的に示されているが、実際上は天井部2、床部3、側壁4が一体的に形成されている。
The configuration of the reference
なお、以下の説明において、床部3に配置された基準受光部13の中心を原点oとする床部3のxy座標を考える。この場合、基準受光部13そのものの座標をx1y1座標とする。この基準受光部13によって検出される変位を基準変位(x1、y1)と呼ぶ。
In the following description, the xy coordinates of the
参照受光部30Aは、x軸上に配置され第1参照光LR1を受光する第1参照受光部31Aと、y軸上に配置され第2参照光LRを受光する第2参照受光部32Aとからなる。本図に示すように、第1参照受光部31Aそのものの座標をx2y2座標、第2参照受光部32Aそのものの座標をx3y3座標とする。この第1参照受光部31Aで検出される変位を第1参照変位(x2、y2)、第2参照受光部32Aで検出される変位を第2参照変位(x3、y3)とそれぞれ呼ぶ。
The reference
本実施形態の場合、第1参照受光部31Aと第2参照受光部32Aと参照レンズ40とは、基準受光部13および基準レンズ14と共に、変位検出部16に設けられている。参照レンズ40は、光軸が第1側壁41、第2側壁42にそれぞれ直交するように保持されている。第1参照受光部31Aと第2参照受光部32Aとは、受光面が参照レンズ40に対向するように筐体17に保持されている。第1参照受光部31Aと第1参照照射部21Aとの距離、および第2参照受光部32Aと第2参照照射部22Aとの距離は、それぞれlとする。lの長さは、側壁4のz軸方向の変位が0と仮定できる程度に十分大きいものとする。
In the case of the present embodiment, the first reference light receiving unit 31 </ b> A, the second reference light receiving unit 32 </ b> A, and the
このように配置された第1参照照射部21Aは、床部表面に略平行に第1参照光LR1を第1参照受光部31Aに向かって照射する。第2参照照射部22Aは、床部表面に略平行に第2参照光LR2を第2参照受光部32Aに向かって照射する。
21 A of 1st reference irradiation parts arrange | positioned in this way irradiate 1 A reference light LR1 toward 31 A of 1st reference light substantially parallel to a floor part surface. The
これにより、変位検出部16は、第1参照照射部21Aから照射された第1参照光LR1を参照レンズ40によって第1参照受光部31Aに集光させ得るように構成されている。また、変位検出部16は、第2参照照射部22Aから照射された第2参照光LR2を参照レンズ40によって第2参照受光部32Aに集光させ得るように構成されている。
Thereby, the
なお、原点oを通りxy座標に直交する軸をz軸とする。天井部2と床部3の相対的なねじれ回転の角度は、z軸回りを正としてψと表記する。また、床部3の回転角度は、x軸周りの回転角度をθx、y軸周りの回転角度をθyと表記する。
Note that an axis passing through the origin o and orthogonal to the xy coordinates is defined as a z-axis. The relative torsional rotation angle between the
(作用および効果)
本実施形態に係る変位計測装置1Aの作用および効果について説明する。天井部2に基準照射部12を設置すると共に、第1側壁41に第1参照照射部21Aを、第2側壁42に第2参照照射部22Aをそれぞれ設置する。また、床部3に変位検出部16を配置する。この場合、変位検出部16は、第1側壁41と第2側壁42とで形成される角部の近傍であって、第1参照受光部31Aを第1側壁41に設けられた第1参照照射部21Aに対向させ、第2参照受光部32Aを第2側壁42に設けられた第2参照照射部22Aに対向させた状態で配置される。
(Function and effect)
The operation and effect of the
図示しない電源をオンすることにより、基準照射部12は基準光LSを照射する。また、第1参照照射部21Aは第1参照光LR1を照射する。さらに、第2参照照射部22Aは第2参照光LR2を照射する。
By turning on a power source (not shown), the
基準照射部12から照射された基準光LSは、鉛直下方に向かって放射状に照射される。この基準光LSは、基準レンズ14を通過して基準受光部13で受光され基準受光位置13Pとして検出される。
The reference light LS emitted from the
また、第1参照照射部21Aから照射された第1参照光LR1は、第1側壁41から床部3に対し略平行であって放射状に照射される。この第1参照光LR1は対応する参照レンズ40を通過して第1参照受光部31Aで受光され第1参照受光位置31Pとして検出される。
Further, the first reference light LR1 irradiated from the first
さらに、第2参照照射部22Aから照射された第2参照光LR2は、床部3に対し略平行であって放射状に照射される。この第2参照光LR2は対応する参照レンズ40を通過して第2参照受光部32Aで受光され第2参照受光位置32Pとして検出される。
Further, the second reference light LR2 irradiated from the second
この状態で、層間変位、および床部3に回転方向の変位が生じたとすると、変位検出部16において、基準受光位置13P、第1参照受光位置31P、および第2参照受光位置32Pもそれぞれ移動する。これにより、変位検出部16は、基準受光位置13Pの移動量から基準変位(x1、y1)を検出し、第1参照受光位置31Pの移動量から第1参照変位(x2、y2)を検出し、第2参照受光位置32Pの移動量から第2参照変位(x3、y3)を検出する。
In this state, if an interlayer displacement and a displacement in the rotational direction occur in the
このようにして検出された基準変位(x1、y1)、第1参照変位(x2、y2)、および第2参照変位(x3、y3)から、算出部9は、層間変位と角度誤差を分離する。これにより、変位計測装置1Aは、より正確な層間変位を計測することができる。なお、x軸方向の層間変位をδx、y軸方向の層間変位をδyとする。
From the reference displacement (x 1 , y 1 ), the first reference displacement (x 2 , y 2 ), and the second reference displacement (x 3 , y 3 ) thus detected, the
なお、本実施形態の場合、基準照射部12、第1参照照射部21A、および第2参照照射部22Aは、照射部として拡散光を照射する光源が用いられていることにより、照射部の設置箇所すなわち天井部2および側壁4の回転を無視し得る構成とした。したがって、変位計測装置1Aは、床部3の角度誤差のみを基準変位(x1、y1)から分離することにより、より正確に層間変位を計測することができる。
In the case of the present embodiment, the
層間変位δxおよびδyを計測する手順について、以下、具体的に説明する。なお、基準受光部13の受光面と床部表面の間の距離は、天井部2と床部3の距離に比較して微少であるので、実際上、受光面と床部表面は一致しているものとして考える。また、側壁4はz軸方向に変位しないものとする。
The procedure for measuring the interlayer displacements δ x and δ y will be specifically described below. In addition, since the distance between the light receiving surface of the reference
(基準変位)
基準受光部13で検出される基準変位(x1、y1)について説明する。図3は、変位が生じる前の床部3の模式図(xz座標)である。この場合の基準受光位置13Pを原点oとする。この状態で、床部3がy軸を中心として角度θyだけ回転した場合は、図4に示すように、基準照射部12がHθyだけ相対変位した状態と同様に考えることができる。そうすると、基準受光位置13Pは、基準レンズ14の焦点距離による倍率をb/aとすると、x方向に[b/a×(Hθy)]だけ移動する。
(Reference displacement)
The reference displacement (x 1 , y 1 ) detected by the reference
したがって、x方向の基準変位x1は、次式で表される。 Accordingly, reference displacement x 1 of the x-direction is expressed by the following equation.
同様に、床部3がx軸を中心として角度θxだけ回転した場合は、基準照射部12がHθxだけ相対変位した状態と同様に考えることができる。そうすると、基準受光位置13Pは、基準レンズ14の焦点距離による倍率をb/aとするとy方向に[b/a×(Hθx)]だけ移動する。
Similarly, when the
したがって、y方向の基準変位y1は、次式で表される。 Accordingly, reference displacement y 1 in the y direction is expressed by the following equation.
(参照変位)
まず、第1参照受光部31Aで検出される第1参照変位(x2、y2)について説明する。層間変位をδxおよびδy、y軸を中心とする回転角度をθy、z軸を中心とする回転角度をψ、第1参照照射部21Aと第1参照受光部31Aとの距離をl、参照レンズ40の焦点距離による倍率をb’/a’とする。床部3がy軸を中心として角度θyだけ回転した場合は、第1参照照射部21Aがlθyだけ相対変位した状態と同様に考えることができる。また、天井部2がz軸を中心として角度ψだけ回転した場合は、第1参照照射部21Aが(c/H)・lψだけ相対変位した状態と同様に考えることができる。なお、cは床部表面と第1参照照射部21Aの距離である。この場合、第1参照変位(x2、y2)は、次式で表される。
(Reference displacement)
First, the first reference displacement (x 2 , y 2 ) detected by the first reference
次に、第2参照受光部32Aで検出される第2参照変位(x3、y3)について説明する。層間変位をδxおよびδy、y軸を中心とする回転角度をθy、z軸を中心とする回転角度をψ、第2参照照射部22Aと第2参照受光部32Aとの距離をl、参照レンズ40の焦点距離による倍率をb’/a’とする。床部3がx軸を中心として角度θxだけ回転した場合は、第1参照照射部21Aがlθxだけ相対変位した状態と同様に考えることができる。また、天井部2がz軸を中心として角度ψだけ回転した場合は、第2参照照射部22Aが(c/H)・lψだけ相対変位した状態と同様に考えることができる。なお、cは床部表面と第2参照照射部22Aの距離である。この場合、第2参照変位(x3、y3)は、次式で表される。
Next, the second reference displacement (x 3 , y 3 ) detected by the second reference
以上の式からδx、δy、θx、θy、ψをそれぞれ算出することにより、変位計測装置1Aは基準変位(x1、y1)から層間変位δxおよびδyを分離することができる。
By calculating δ x , δ y , θ x , θ y , and ψ from the above equations, the
本実施形態に係る変位計測装置1Aは、天井部2から床部3へ基準光LSを照射して基準変位を計測する基準変位計測部7と、側壁4から床部3へ床部表面に平行に参照光LRを照射して参照変位を計測する参照変位計測部8Aとを備えることにより、基準変位から角度誤差を分離することができるので、天井部2および床部3において局所的な変形が生じた場合にもより正確に層間変位を計測することができる。
1 A of displacement measuring apparatuses which concern on this embodiment are parallel to the floor part surface from the
特に変位計測装置1Aは、照射部として拡散光を照射する光源が用いられていることにより、天井部2の回転を無視し得る構成とした。これにより、変位計測装置1Aは、天井部2および床部3において局所的に変形が生じた場合でも、床部3の角度誤差のみを基準変位から分離することにより、精度のよい層間変位を計測することができるので、全体として構成を簡略化することができる。
In particular, the displacement measuring apparatus 1 </ b> A has a configuration in which the rotation of the
また、参照変位計測部8Aは、に接続されてなる第1側壁41および第2側壁42にそれぞれ参照照射部20Aを設け、第1参照変位および第2参照変位をそれぞれ検出し得る構成とした。これにより、変位計測装置1Aは、θxおよびθyと、層間変位δx、δyとをより確実に分離することができるので、より正確に層間変位を計測することができる。
Further, the reference
なお、第1参照光LR1および第2参照光LR2は、床部表面に対し略平行に照射される場合について説明したが、本発明はこれに限らず、第1受光部31Aおよび第2受光部32Aの表面に対しそれぞれ垂直であれば床部表面に対し傾いた角度で照射されることとしてもよい。
(2)第2実施形態
本実施形態に係る変位計測装置1Bは、参照変位計測部の構成のみが上記第1実施形態と異なる。すなわち、上記実施形態と同様の構成について同様の符号を付した図5に示すように、参照変位計測部8Bは、変位検出部16に設けられた参照照射部20Bと、側壁4に設けられた参照受光部30Bとからなる。
In addition, although the case where the first reference light LR1 and the second reference light LR2 are irradiated substantially parallel to the floor surface has been described, the present invention is not limited thereto, and the first
(2) Second Embodiment A
参照照射部20Bは、側壁4に向かって床部表面に平行にレーザー光からなる参照光LRを照射し得るように変位検出部16に設けられている。側壁4には、参照光LRを受光する参照受光部30Bが設けられている。因みに、照射部がレーザー光を照射する光源の場合、受光部の設置箇所、この場合側壁4の回転は参照変位に影響を与えないことが実験により確認されている。したがって、本実施形態の場合、側壁4の回転は無視し得る。
The
図6に示すように、第1参照照射部21Bと第2参照照射部22Bとは、床部3に配置された変位検出部16に設けられている。第1参照照射部21Bは、第1側壁41に向かって第1参照光LR1を照射し得るように構成されている。また、第2参照照射部22Bは、第2側壁42に向かって第1参照光LR1を照射し得るように構成されている。なお、本図は、天井部2、床部3、側壁4がそれぞれ独立して変形し得ることを示すために互いに連結されていない構成で模式的に示されているが、実際上は天井部2、床部3、側壁4が一体的に形成されている。
As shown in FIG. 6, the first reference irradiation unit 21 </ b> B and the second reference irradiation unit 22 </ b> B are provided in the
基準受光部13の中心を原点oとするxy座標において、参照受光部30Bは、x軸上の第1側壁41に配置され第1参照光LR1を受光する第1参照受光部31Bと、y軸上の第2側壁42に配置され、第2参照光LR2を受光する第2参照受光部32Bとからなる。
In the xy coordinates with the center of the reference
本図に示すように、第1参照受光部31Bそのものの座標をx2y2座標、第2参照受光部32Bそのものの座標をx3y3座標とする。この第1参照受光部31Bで検出される変位を第1参照変位(x2、y2)、第2参照受光部32Bで検出される変位を第2参照変位(x3、y3)とそれぞれ呼ぶ。
As shown in the figure, the coordinates of the first reference
この場合、第1参照変位(x2、y2)、第2参照変位(x3、y3)は、それぞれ次式で表される。 In this case, the first reference displacement (x 2 , y 2 ) and the second reference displacement (x 3 , y 3 ) are respectively expressed by the following equations.
本実施形態に係る変位計測装置1Bは、基準変位を計測する基準変位計測部7と、参照変位を計測する参照変位計測部8Bとを備えるので、上記第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
(3)第3実施形態
本実施形態に係る変位計測装置1Cは、参照変位計測部の構成のみが上記第1実施形態と異なる。すなわち、上記実施形態と同様の構成について同様の符号を付した図7に示すように、参照変位計測部8Cは、照射部としての参照照射部20Cと、受光部としての参照受光部30Cとを有する。参照照射部20Cは、第1参照光LR1と、第1参照光LR1に対し所定角度αだけ傾けた第2参照光LR2および第3参照光LR3(本図には図示しない)を照射し得る様に構成されている。参照受光部30Cは、レンズとしての参照レンズ40を通過した各参照光LRを垂直に受光するように変位検出部16に設けられている。
Since the
(3) Third Embodiment A
参照変位計測部8Cの構成について、図8を参照してさらに詳細に説明する。参照照射部20Cは、水平方向に第1参照光LR1を照射する第1参照照射部21Cと、第2参照光LR2を照射する第2参照照射部22Cと、第3参照光LR3を照射する第3参照照射部23Cとからなる。なお、本実施形態の場合、第1参照照射部21C、第2参照照射部22C、および第3参照照射部23Cは、拡散光を照射するLEDが用いられている。
The configuration of the reference
本図において、第1参照照射部21Cを設置する側壁4の位置を原点Oとする側壁表面のZY座標を考える。第2参照照射部22Cは、ZY座標のZ軸上に設置される。また、第3参照照射部23Cは、Y軸上に設置される。ZY座標において、第2参照照射部22Cの位置を(d0,0)、第3参照照射部23Cの位置を(0,d0)とする。
In this figure, consider the ZY coordinates of the side wall surface with the origin O as the position of the
また、参照受光部30Cは、第1参照光LR1を受光する第1参照受光部31Cと、第2参照光LR2を受光する第2参照受光部32Cと、第3参照光LR3を受光する第3参照受光部33Cとからなる。原点Oと平行な床部表面上の点であって第1参照受光部31Cを設置する位置を原点oとする側壁表面のZY座標に平行なzy座標を考える。第2参照受光部32Cは、zy座標のz軸上に設置される。第3参照受光部33Cは、y軸上に設置される。zy座標において、第2参照受光部32Cの位置を(−l0,0)、第3参照受光部33Cの位置を(0,−l0)とする。なお、参照受光部30Cと参照照射部20Cの距離は、hとする。第1参照受光部31Cで検出される変位を第1参照変位(z2、y2)、第2参照受光部32Cで検出される変位を第2参照変位(z3、y3)、第3参照受光部33Cで検出される変位を第3参照変位(z4、y4)とそれぞれ呼ぶ。
The reference
本実施形態の場合、第1参照受光部31Cと第2参照受光部32Cと第3参照受光部33Cと参照レンズ40とは、基準受光部13と基準レンズ14と共に、変位検出部16に設けられている。
In the present embodiment, the first reference
参照レンズ40は、第1参照受光部31Cと対となる第1参照レンズ51と、第2参照受光部32Cと対となる第2参照レンズ52と、第3参照受光部33Cと対となる第3参照レンズ53とからなる。第2参照レンズ52と第3参照レンズ53とは、光軸が第1参照光LR1に対し角度αだけ傾けた状態で保持されている。
The
第2参照受光部32Cと第3参照受光部33Cとは、受光面が参照レンズ40に対向するように角度αだけ傾けた状態で固定されている。すなわち、第1参照受光部31Cは受光面がz軸に対し角度αだけ傾けた状態で固定されている。また、第2参照受光部32Cは受光面がy軸に対し角度αだけ傾けた状態で固定されている。
The second reference
第2参照照射部22Cは、第1参照光LR1に対し角度αだけ傾いた第2参照光LR2をz軸上の第2参照受光部32Cに向かって照射する。また、第3参照照射部23Cは、第1参照光LR1に対し角度αだけ傾いた第3参照光LR3をy軸上の第3参照受光部33Cに向かって照射する。
The
これにより、変位検出部16は、第1参照照射部21Cから照射された第1参照光LR1を第1参照レンズ51によって第1参照受光部31Cに集光させ得るように構成されている。また、変位検出部16は、第2参照照射部22Cから照射された第2参照光LR2を第2参照レンズ52によって第2参照受光部32Cに集光させ得るように構成されている。さらに、変位検出部16は、第3参照照射部23Cから照射された第3参照光LR3を第3参照レンズ53によって第3参照受光部33Cに集光させ得るように構成されている。
(作用および効果)
本実施形態に係る変位計測装置1Cの作用および効果について説明する。なお、以下では本実施形態の特徴的部分である参照変位計測部8Cの作用および効果について主に説明する。
Accordingly, the
(Function and effect)
The operation and effect of the
天井部2に基準照射部12を設置すると共に、側壁4に第1参照照射部21Cと第2参照照射部22Cと第3参照照射部23Cとを設置する。さらに、床部3に変位検出部16を配置する。図示しない電源をオンすることにより、基準照射部12は基準光LSを照射する。また、第1参照照射部21Cは第1参照光LR1を照射する。第2参照照射部22Cは第2参照光LR2を照射する。第3参照照射部23Cは第3参照光LR3を照射する。
The
第1参照照射部21Cから照射された第1参照光LR1は、水平方向に照射される。この第1参照光LR1は第1参照レンズ51を通過して第1参照受光部31Cで受光され第1参照受光位置31Pとして検出される。
The first reference light LR1 irradiated from the first
また、第2参照照射部22Cから照射された第2参照光LR2は、第1参照光LR1に対し角度αだけ傾いた方向に放射状に照射される。この第2参照光LR2は第2参照レンズ52を通過して第2参照受光部32Cで受光され第2参照受光位置32Pとして検出される。
Further, the second reference light LR2 irradiated from the second
さらに、第3参照照射部23Cから照射された第3参照光LR3は、第1参照光LR1に対し角度αだけ傾いた方向に放射状に照射される。この第3参照光LR3は第3参照レンズ53を通過して第3参照受光部33Cで受光され第3参照受光位置33Pとして検出される。
Further, the third reference light LR3 irradiated from the third
この状態で、層間変位、および天井部2にz軸に関する回転方向の変位が生じたとすると、変位検出部16において、第1参照受光位置31P、第2参照受光位置32P、および第3参照受光位置33Pもそれぞれ移動する。これにより、変位検出部16は、基準受光位置13Pの移動量から第1参照変位(z2、y2)を検出し、第2参照受光位置32Pの移動量から第2参照変位(z3、y3)を検出し、第3参照受光位置33Pの移動量から第3参照変位(z4、y4)を検出する。なお、上記したとおり、天井部2のz軸に関する回転以外の回転は無視し得る。
In this state, if an interlayer displacement and a displacement in the rotational direction with respect to the z-axis occur in the
このようにして検出された第1参照変位(z2、y2)、第2参照変位(z3、y3)、および第3参照変位(z4、y4)から、算出部9は、層間変位と角度誤差を分離する。これにより、変位計測装置1Cは、より正確な層間変位を計測することができる。
From the first reference displacement (z 2 , y 2 ), the second reference displacement (z 3 , y 3 ), and the third reference displacement (z 4 , y 4 ) thus detected, the
なお、本実施形態の場合、第1参照照射部21C、第2参照照射部22C、および第3参照照射部23Cは、照射部6として拡散光を照射する光源が用いられていることにより、側壁4の回転を無視し得る構成とした。したがって、参照変位計測部8Cは、第1参照変位(z2、y2)、第2参照変位(z3、y3)、および第3参照変位(z4、y4)から、側壁4に対する床部3の相対変位を算出することにより角度誤差を算出し得る。これにより、変位計測装置1Cは、角度誤差を基準変位(x1、y1)から分離することにより、より正確に層間変位を計測することができる。
In the case of the present embodiment, the first
層間変位δxおよびδyを計測する手順について、以下、具体的に説明する。なお、基準受光部13の受光面と床部表面の間の距離は、天井部2と床部3との距離に比較して微少であるので、実際上、受光面と床部3の表面とは一致しているものとして考える。また、基準変位については上記第1実施形態と同様であるので、説明を省略する。
The procedure for measuring the interlayer displacements δ x and δ y will be specifically described below. Note that the distance between the light receiving surface of the reference
(第1参照変位)
第1参照受光部31Cで検出される第1参照変位(z2、y2)について説明する。床部3がy軸を中心として角度θyだけ回転した場合は、第1参照照射部21Cがhθyだけ相対変位した状態と同様に考えることができる。そうすると、第1参照受光位置31Pは、第1参照レンズ51の焦点距離による倍率をb’/a’とすると、z方向に[b’/a’×(hθy)]だけ移動する。
(First reference displacement)
The first reference displacement (z 2 , y 2 ) detected by the first reference
したがって、z方向の第1参照変位z2は、z軸方向の相対変位をδzとすると、次式で表される。 Accordingly, the first reference displacement z 2 in the z-direction, when the relative displacement in the z-axis direction and [delta] z, is expressed by the following equation.
同様に、層間変位をδy、天井部2がz軸を中心として角度ψだけ回転した場合は、第1参照照射部21Cがhψだけ相対変位した状態と同様に考えることができる。そうすると、第1参照受光位置31Pは、第1参照レンズ51の焦点距離による倍率をb’/a’とするとy方向に[b’/a’×(c/H)・(hψ)]だけ移動する。なお、cは床部表面と第1参照照射部21Cの距離である。
Similarly, when the interlayer displacement is δ y and the
したがって、y方向の第1参照変位y2は、次式で表される。 Accordingly, the first reference displacement y 2 in the y direction is expressed by the following equation.
(第2参照変位)
次に、第2参照受光部32Cで検出される第2参照変位(z3、y3)について説明する。y軸を中心とする回転角度をθy、第1参照受光部31Cと第2参照受光部32Cとの距離をl0、第2参照レンズ52の焦点距離による倍率をb’’/a’’とする。
(Second reference displacement)
Next, the second reference displacement (z 3 , y 3 ) detected by the second reference
第2参照照射部22Cと第2参照受光部32Cとの距離は、h/cosαである。床部3がy軸を中心として角度θyだけ回転した場合は、第2参照照射部22Cが(hθy/cosα)だけ相対変位した状態と同様に考えることができる。そうすると、第2参照受光位置32Pは、z方向に[b’’/a’’×(hθy/cosα)]だけ移動する。
The distance between the second
この場合、z方向の第2参照変位z3は、次式で得られる。 In this case, the second reference displacement z 3 in the z direction is obtained by the following equation.
なお、(l0sinα・θy)の項は、床部3がy軸を中心として回転したことにより、第2参照受光部32Cがl0θyだけ移動することによって生じる相対変位である。
Note that the term (l 0 sin α · θ y ) is a relative displacement caused by the movement of the second reference
また、層間変位をδy、z軸を中心とする回転角度をψ、x軸を中心とする回転角度をθx、第1参照受光部31Cと第2参照受光部32Cとの距離をl0とする。天井部2がz軸を中心として角度ψだけ回転した場合は、第2参照照射部22Cが(c1/H)・hψだけ相対変位した状態と同様に考えることができる。そうすると、第2参照受光位置32Pは、y方向に[b’’/a’’×(c1/H)・(hψ)]だけ移動する。なお、c1は床部表面と第2参照照射部22Cの距離である。
Further, the interlayer displacement is δ y , the rotation angle about the z axis is ψ, the rotation angle about the x axis is θ x , and the distance between the first reference
この場合、y方向の第2参照変位y3は、次式で表される。 In this case, the second reference displacement y 3 in the y direction is expressed by the following equation.
(第3参照変位)
次に、第3参照受光部33Cで検出される第3参照変位(z4、y4)について説明する。y軸を中心とする回転角度をθy、x軸を中心とする回転角度をθx、第1参照受光部31Cと第3参照受光部33Cとの距離をl0、第3参照レンズ53の焦点距離による倍率をb’’/a’’とする。床部3がy軸を中心として角度θyだけ回転した場合は、第3参照照射部23Cがhθyだけ相対変位した状態と同様に考えることができる。そうすると、第3参照受光位置33Pは、z方向に[b’’/a’’×(hθy)]だけ移動する。
(3rd reference displacement)
Next, the third reference displacement (z 4 , y 4 ) detected by the third reference
この場合、z方向の第3参照変位z4は、z軸方向の相対変位をδzとすると、次式で表される。 In this case, the third reference displacement z 4 in the z-direction, when the relative displacement in the z-axis direction and [delta] z, is expressed by the following equation.
また、層間変位をδy、z軸を中心とする回転角度をψ、第1参照受光部31Cと第3参照受光部33Cとの距離をl0とする。第3参照照射部23Cと第3参照受光部33Cとの距離は、h/cosαである。第3参照受光部33Cはy軸に対し角度αだけ傾いて設置されているので、第3参照受光位置のy方向の移動量はcosα倍となる。また、天上部2がz軸を中心として角度ψだけ回転した場合は、第3参照照射部23Cが(c/H)・hψだけ相対変位した状態と同様に考えることができる。そうすると、第3参照受光位置は、y方向に[b’’/a’’×(c/H)・(hψ/cosα)]だけ移動する。なお、cは床部表面と第3参照照射部23Cの距離である。
Further, it is assumed that the interlayer displacement is δ y , the rotation angle about the z axis is ψ, and the distance between the first reference
この場合、y方向の第2参照変位y4は、次式で表される。 In this case, the second reference displacement y 4 in the y direction is expressed by the following equation.
なお、(l0sinα・ψ)の項は、天井部2がz軸を中心として回転したことにより、第3参照受光部33Cがl0ψだけ移動することによって生じる相対変位である。
Note that the term (l 0 sin α · ψ) is a relative displacement caused by the movement of the third reference
以上の式からδx、δy、θx、θy、ψをそれぞれ算出することにより、変位計測装置1Cは基準変位(x1、y1)から層間変位δxおよびδyを分離することができる。
By calculating δ x , δ y , θ x , θ y , and ψ from the above equations, the
本実施形態に係る変位計測装置1Cは、基準変位を計測する基準変位計測部7と、参照変位を計測する参照変位計測部8Cとを備えるので、上記第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
Since the
本実施形態の場合、参照受光部30Cと参照照射部20Cとの距離hは、例えば、h=100mmであっても、焦点距離f=25mmのレンズを使えば倍率は1倍となるため、相対変位の分解能は約1μm、角度分解能は約1×10−5rad、となり十分な性能が確保できるので、比較的小さく設定することができる。したがって、変位計測装置1Cは、空間的占有率を小さくすることができ、角度αを大きく取っても各参照照射部20C間の相対的な変位を小さくすることができる。
In the case of the present embodiment, the distance h between the reference
また、参照照射部20Cは、第1参照光LR1と、第1参照光LR1に対し所定角度αだけ傾けた第2参照光LR2および第3参照光LR3を照射し得る様に構成されていることにより、参照照射部20Cを単一の側壁4に設けるだけで、より正確な層間変位を測定することができる。したがって、変位計測装置1Cは、第1の側壁41と第2の側壁42とにそれぞれ参照照射部20Cを設ける上記第1実施形態に比べ、側壁4を一つ省略することができるので、その分、設置自由度(建物への適用性)を向上することができる。
The
さらに、変位計測装置1Cは、側壁4と床部3のz方向の相対変位δzを検出することができるので、より正確に層間変位を計測することができる。
Furthermore, the
本実施形態において、第2参照光LR2および第3参照光LR3は、いずれも第1参照光LR1に対し角度αだけ傾いている場合について説明したが、本発明はこれに限らず、第1参照光LR1に対し互いに異なる角度だけ傾けることとしてもよい。 In the present embodiment, the case where both the second reference light LR2 and the third reference light LR3 are inclined by the angle α with respect to the first reference light LR1 has been described, but the present invention is not limited thereto, and the first reference The light LR1 may be inclined at different angles.
本実施形態において、参照レンズ40は、第1参照レンズ51と、第2参照レンズ52と、第3参照レンズ53とで構成した場合について説明したが、単一の結像光学系によって3個の受光素子に集光する方式を用いることとしてもよい。
In the present embodiment, the case where the
(4)第4実施形態
本実施形態に係る変位計測装置1Dは、基準光LSとしてレーザー光を用い、参照変位として側壁4に対する天井部2の相対変位を計測し得るように構成されている点が異なる。上記第1実施形態と同様の構成について同様の符号を付した図9に示すように、変位計測装置1Dは、基準変位計測部7Dと参照変位計測部8Dとを備える。
(4) Fourth Embodiment
基準変位計測部7Dは、基準照射部12Dが、天井部2から床部3に向かってレーザー光からなる基準光LSを照射し得るように構成されている。床部3には当該基準光LSを受光する基準受光部13が設けられている。
The reference
参照変位計測部8Dは、天井部2に対する側壁4の相対変位を検出することにより、天井部2の回転角度φXおよびφYを算出し得るように構成されている。参照照射部20Dは、天井部2から側壁4に向かってレーザー光からなる参照光LRを照射し得るように構成されている。側壁4には、当該参照光LRを受光する参照受光部30Dが設けられている。参照照射部20Dと参照受光部30Dとの距離をlとする。
Referring displacement measuring unit. 8D, by detecting the relative displacement of the
なお、照射部がレーザー光を照射する光源の場合、受光部の設置箇所、この場合、床部3と側壁4の回転は基準変位および参照変位に影響を与えないことが実験により確認されている。したがって、本実施形態の場合、床部3と側壁4の回転は無視し得る。
In addition, when the irradiation unit is a light source that irradiates laser light, it has been experimentally confirmed that the installation location of the light receiving unit, in this case, the rotation of the
図10に示すように、基準照射部12Dを原点Oとする天井部表面のXY座標を考える。参照照射部20Dは、X軸方向に第1参照光LR1を照射する第1参照照射部21Dと、Y軸方向に第2参照光LR2を照射する第2参照照射部22Dとからなる。本実施形態の場合、参照照射部20Dは、基準照射部12Dと共に照射部本体55に一体的に設けられている。
As shown in FIG. 10, the XY coordinates of the ceiling surface with the
参照受光部30Dは、X軸方向に配置された第1側壁41に設けられ第1参照光LR1を受光する第1参照受光部31Dと、Y軸方向に配置された第2側壁42に設けられ第2参照光LR2を受光する第2参照受光部32Dとからなる。
The reference
(作用および効果)
本実施形態に係る変位計測装置1Dの作用および効果について説明する。天井部2に基準照射部12Dおよび参照照射部20Dを設けた照射部本体55を設置すると共に、第1側壁41に第1参照受光部31Dを、第2側壁42に第2参照受光部32Dをそれぞれ設置する。また、床部3に基準受光部13を配置する。図示しない電源をオンすることにより、基準照射部12Dは基準光LSを照射する。また、第1参照照射部21Dは第1参照光LR1を照射する。さらに、第2参照照射部22Dは第2参照光LR2を照射する。
(Function and effect)
The operation and effect of the
基準照射部12Dから照射された基準光LSは、鉛直下方に向かって照射される。この基準光LSは、基準受光部13で受光され基準受光位置13Pとして検出される。また、第1参照照射部21Dから照射された第1参照光LR1は、天井部2に対し略平行に照射される。この第1参照光LR1は第1参照受光部31Dで受光され第1参照受光位置31Pとして検出される。さらに、第2参照照射部22Dから照射された第2参照光LR2は、天井部2に対し略平行に照射される。この第2参照光LR2は第2参照受光部32Dで受光され第2参照受光位置32Pとして検出される。
The reference light LS irradiated from the
この状態で、層間変位、および天井部2に回転方向の変位が生じたとすると、基準受光位置13P、第1参照受光位置31P、および第2参照受光位置32Pもそれぞれ移動する。これにより、各受光部は、基準受光位置13Pの移動量から基準変位(x1、y1)を検出し、第1参照受光位置31Pの移動量から第1参照変位(x2、y2)を検出し、第2参照受光位置32Pの移動量から第2参照変位(x3、y3)を検出する。なお、上記したとおり、床部3と側壁4の回転は無視し得る。
In this state, if an interlayer displacement and a displacement in the rotational direction occur on the
このようにして検出された基準変位(x1、y1)、第1参照変位(x2、y2)、および第2参照変位(x3、y3)から、算出部9は、層間変位と天井部2の回転によって生じる角度誤差を分離する。これにより、変位計測装置1Dは、より正確な層間変位を計測することができる。
From the reference displacement (x 1 , y 1 ), the first reference displacement (x 2 , y 2 ), and the second reference displacement (x 3 , y 3 ) thus detected, the
なお、本実施形態の場合、基準照射部12D、第1参照照射部21D、および第2参照照射部22Dは、照射部としてレーザー光を照射する光源が用いられていることにより、床部3および側壁4の回転を無視し得る構成とした。したがって、変位計測装置1Dは、天井部2の角度誤差のみを基準変位(x1、y1)から分離することにより、より正確に層間変位を計測することができる。層間変位δxおよびδyを計測する手順について、以下、具体的に説明する。
In the case of the present embodiment, the
基準受光部13で検出される基準変位(x1、y1)は、層間変位をδx、δy、天井部2のX軸を中心とする回転角度をφX、Y軸を中心とする回転角度をφYとすると、次式で表される。
The reference displacements (x 1 , y 1 ) detected by the reference
第1参照変位(x2、y2)は、層間変位をδy、Y軸を中心とする回転角度をφY、z軸を中心とする回転角度をψとすると、次式で表される。 The first reference displacement (x 2 , y 2 ) is expressed by the following equation, where the interlayer displacement is δ y , the rotation angle about the Y axis is φ Y , and the rotation angle about the z axis is ψ. .
第2参照変位(x3、y3)は、層間変位をδy、X軸を中心とする回転角度をφX、z軸を中心とする回転角度をψとすると、次式で表される。 The second reference displacement (x 3 , y 3 ) is expressed by the following equation, where the interlayer displacement is δ y , the rotation angle about the X axis is φ X , and the rotation angle about the z axis is ψ. .
以上の式からδx、δy、φX、φY、ψをそれぞれ算出することにより、変位計測装置1Dは基準変位(x1、y1)から層間変位δxおよびδyを分離することができる。
By calculating δ x , δ y , φ X , φ Y , and ψ from the above equations, the
このように、本実施形態に係る変位計測装置1Dによれば、参照照射部20Dを基準照射部12Dと共に天井部2に設けた場合でも、より正確に層間変位を計測することができる。
Thus, according to
本実施形態に係る変位計測装置1Dは、基準変位を計測する基準変位計測部7Dと、参照変位を計測する参照変位計測部8Dとを備えるので、上記第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
(5)第5実施形態
本実施形態に係る変位計測装置1Eは、上記第4実施形態に対し、参照変位計測部の構成のみが異なる。上記第4実施形態と同様の構成について同様の符号を付した図11に示すように、参照変位計測部8Eは、参照照射部20Eが側壁4から天井部2に向かって拡散光からなる参照光LRを照射し得るように構成されている。参照受光部30Eは、前記参照光LRを受光し得るように、基準照射部12Dと共に天井部2に設けられている。
Since the
(5) Fifth Embodiment A
この場合、第1参照変位(x2、y2)は、層間変位をδy、Y軸を中心とする回転角度をφY、z軸を中心とする回転角度をψとすると、次式で表される。 In this case, the first reference displacement (x 2 , y 2 ) is expressed by the following equation, where the interlayer displacement is δ y , the rotation angle about the Y axis is φ Y , and the rotation angle about the z axis is ψ. expressed.
第2参照変位(x3、y3)は、層間変位をδy、X軸を中心とする回転角度をφX、z軸を中心とする回転角度をψとすると、次式で表される。 The second reference displacement (x 3 , y 3 ) is expressed by the following equation, where the interlayer displacement is δ y , the rotation angle about the X axis is φ X , and the rotation angle about the z axis is ψ. .
以上の式からδx、δy、φX、φY、ψをそれぞれ算出することにより、変位計測装置1Eは基準変位(x1、y1)から層間変位δxおよびδyを分離することができる。
By calculating δ x , δ y , φ X , φ Y , and ψ from the above equations, the
このように、本実施形態に係る変位計測装置1Eによれば、参照受光部30Eを基準照射部12Dと共に天井部2に設けた場合でも、より正確に層間変位を計測することができる。
As described above, according to the
本実施形態に係る変位計測装置1Eは、基準変位を計測する基準変位計測部7Dと、参照変位を計測する参照変位計測部8Eとを備えるので、上記第1および第4実施形態と同様の効果を得ることができる。
(6)変形例
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲内で適宜変更することが可能である。例えば、上記実施形態では、二平面として天井部と床部で構成される層間に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限らず、相対向して設けられる二平面であればよく、例えば側壁やその他機械構造物に含まれる二平面に適用することもできる。
Since the
(6) Modifications The present invention is not limited to the above embodiment, and can be appropriately changed within the scope of the gist of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the case where the two planes are applied between the layers formed by the ceiling portion and the floor portion has been described, but the present invention is not limited thereto, and may be two planes provided to face each other. For example, the present invention can be applied to two planes included in side walls and other mechanical structures.
また、第1平面は天井部、第2平面は床部である場合について説明したが、本発明はこれに限らず、それぞれ、天井、床、梁などであってもよい。 Moreover, although the case where the first plane is a ceiling portion and the second plane is a floor portion has been described, the present invention is not limited to this and may be a ceiling, a floor, a beam, or the like.
また、第1平面と第2平面とを連結する部材は、側壁である場合について説明したが、本発明はこれに限らない。 Moreover, although the member which connects a 1st plane and a 2nd plane demonstrated the case where it was a side wall, this invention is not limited to this .
また、上記実施形態において、レンズに凸レンズを用いた場合について説明したが、本発明はこれに限らず、結像光学系を構成できればよく、例えば、反射式望遠鏡のように凹面鏡と凸面鏡の組み合わせによる結像光学系を用いることとしてもよい。 In the above-described embodiment, the case where a convex lens is used as the lens has been described. However, the present invention is not limited to this, and any imaging optical system may be configured. For example, a combination of a concave mirror and a convex mirror such as a reflective telescope is used. An imaging optical system may be used.
1A 変位計測装置
1B 変位計測装置
1C 変位計測装置
1D 変位計測装置
1E 変位計測装置
2 天井部(第1平面)
3 床部(第2平面)
4 側壁(第1平面と第2平面とを連結する部材、不動点部材)
7 基準変位計測部
7D 基準変位計測部
8A 参照変位計測部
8B 参照変位計測部
8C 参照変位計測部
8D 参照変位計測部
8E 参照変位計測部
12 基準照射部
12D 基準照射部
13 基準受光部
16 変位検出部
20A 参照照射部
20B 参照照射部
20C 参照照射部
20D 参照照射部
20E 参照照射部
21A 第1参照照射部
21B 第1参照照射部
21C 第1参照照射部
21D 第1参照照射部
22A 第2参照照射部
22B 第2参照照射部
22C 第2参照照射部
22D 第2参照照射部
23C 第3参照照射部
H 所定間隔
LR 参照光
LR1 第1参照光
LR2 第2参照光
LR3 第3参照光
LS 基準光
O 原点
x1 基準変位
y1 基準変位
y2 第1参照変位
y3 第2参照変位
y4 第3参照変位
z2 第1参照変位
z3 第2参照変位
z4 第3参照変位
α 角度
δx 層間変位
δy 層間変位
δz 相対変位
1A
3 Floor (second plane)
4 side wall ( member connecting the first plane and the second plane, fixed point member)
7 Reference
Claims (7)
前記第1平面から前記第2平面に向かって基準光を照射して、前記第1平面と前記第2平面の相対変位を検出する基準変位計測部と、
前記第1平面または前記第2平面に第1及び第2参照受光部が配置され、前記第1平面と前記第2平面とを連結する部材から前記第1及び第2参照受光部に第1及び第2参照光を照射して、前記第1平面と前記第2平面とを連結する部材に対する前記第1平面または前記第2平面の相対変位を検出する参照変位計測部と、
を備え、
前記基準変位計測部は、
前記第2平面に前記基準光を受光する基準受光部が配置され、
前記基準受光部を原点とするXY座標及びこのXY座標に直交するZ軸に対して、前記基準受光部に前記基準光をZ軸方向に向かって照射し、
前記参照変位計測部は、
前記第1平面と前記第2平面とを連結する部材に第1及び第2参照照射部を配置し、
前記第1参照照射部は、前記第1参照受光部に前記第1参照光をX軸方向に向かって照射し、前記第2参照照射部は、前記第2参照受光部に前記第2参照光をY軸方向に向かって照射することを特徴とする変位計測装置。 In a displacement measuring device for optically measuring a horizontal displacement between layers comprising a first plane and a second plane provided at a predetermined interval with respect to the first plane,
A reference displacement measuring unit configured to irradiate reference light from the first plane toward the second plane and detect a relative displacement between the first plane and the second plane;
First and second reference light receiving units are disposed on the first plane or the second plane , and first and second reference light receiving units are connected to the first and second reference light receiving units from a member connecting the first plane and the second plane. A reference displacement measuring unit that irradiates a second reference light and detects a relative displacement of the first plane or the second plane with respect to a member that connects the first plane and the second plane ;
Equipped with a,
The reference displacement measuring unit is
A reference light receiving portion for receiving the reference light is disposed on the second plane,
Irradiating the reference light receiving unit in the Z-axis direction with respect to the XY coordinate having the reference light receiving unit as an origin and the Z axis orthogonal to the XY coordinate,
The reference displacement measuring unit is
The first and second reference irradiators are arranged on a member connecting the first plane and the second plane,
The first reference irradiation unit irradiates the first reference light receiving unit with the first reference light toward the X-axis direction, and the second reference irradiation unit applies the second reference light to the second reference light receiving unit. Is radiated toward the Y-axis direction .
前記第1平面から前記第2平面に向かって基準光を照射して、前記第1平面と前記第2平面の相対変位を検出する基準変位計測部と、
前記第1平面と前記第2平面とを連結する部材に第1及び第2参照受光部が設けられ、前記第1平面または第2平面から前記第1及び第2参照受光部に第1及び第2参照光を照射して、前記第1平面と前記第2平面とを連結する部材に対する前記第1平面または前記第2平面の相対変位を検出する参照変位計測部と、
を備え、
前記基準変位計測部は、
前記第2平面に前記基準光を受光する基準受光部が配置され、
前記基準受光部を原点とするXY座標及びこのXY座標に直交するZ軸に対して、前記基準受光部に前記基準光をZ軸方向に向かって照射し、
前記参照変位計測部は、
前記第1平面または第2平面に第1及び第2参照照射部を配置し、
前記第1参照照射部は、前記第1参照受光部に前記第1参照光をX軸方向に向かって照射し、前記第2参照照射部は、前記第2参照受光部に前記第2参照光をY軸方向に向かって照射することを特徴とする変位計測装置。 In a displacement measuring device for optically measuring a horizontal displacement between layers comprising a first plane and a second plane provided at a predetermined interval with respect to the first plane,
A reference displacement measuring unit configured to irradiate reference light from the first plane toward the second plane and detect a relative displacement between the first plane and the second plane;
First and second reference light receiving units are provided on a member connecting the first plane and the second plane, and the first and second reference light receiving units are provided from the first plane or the second plane to the first and second reference light receiving units. A reference displacement measuring unit that irradiates two reference lights and detects a relative displacement of the first plane or the second plane with respect to a member connecting the first plane and the second plane ;
Equipped with a,
The reference displacement measuring unit is
A reference light receiving portion for receiving the reference light is disposed on the second plane,
Irradiating the reference light receiving unit in the Z-axis direction with respect to the XY coordinate having the reference light receiving unit as an origin and the Z axis orthogonal to the XY coordinate,
The reference displacement measuring unit is
Arranging the first and second reference irradiators on the first plane or the second plane;
The first reference irradiation unit irradiates the first reference light receiving unit with the first reference light toward the X-axis direction, and the second reference irradiation unit applies the second reference light to the second reference light receiving unit. Is radiated toward the Y-axis direction .
前記参照変位計測部は、放射状に前記第1及び第2参照光を照射する前記第1及び第2参照照射部を有することを特徴とする請求項1又は2記載の変位計測装置。 The reference displacement measurement unit includes a reference irradiation unit that radiates the reference light radially.
The reference displacement measuring unit includes a displacement measurement apparatus according to claim 1 or 2, wherein the having the first and second reference irradiation unit for irradiating the first and second reference light form radiate.
前記第1平面から前記第2平面に向かって基準光を照射して、前記第1平面と前記第2平面の相対変位を検出する基準変位計測部と、
前記第2平面に第1,第2及び第3参照受光部が配置され、前記第1平面と前記第2平面とを連結する部材から前記第1,第2及び第3参照受光部に第1,第2及び第3参照光を照射して、前記第1平面と前記第2平面とを連結する部材に対する前記第2平面の相対変位を検出する参照変位計測部と、
を備え、
前記基準変位計測部は、
前記第2平面に前記基準光を受光する基準受光部が配置され、
前記参照変位計測部は、
前記第1平面と前記第2平面とを連結する部材から前記第2平面に配置した前記第1参照受光部に向かって第1参照光を照射する第1参照照射部と、
前記第1参照照射部を原点とするZY座標のZ軸上から前記第2平面に配置した前記第2参照受光部に向かって、前記第1参照光に対し所定角度傾いた第2参照光を照射する第2参照照射部と、
前記ZY座標のY軸上から前記第2平面に配置した前記第3参照受光部に向かって、前記第1参照光に対し所定角度傾いた第3参照光を照射する第3参照照射部と、
を有することを特徴とする変位計測装置。 In a displacement measuring device for optically measuring a horizontal displacement between layers comprising a first plane and a second plane provided at a predetermined interval with respect to the first plane,
A reference displacement measuring unit configured to irradiate reference light from the first plane toward the second plane and detect a relative displacement between the first plane and the second plane;
First, second, and third reference light receiving portions are disposed on the second plane, and a first member is connected to the first, second, and third reference light receiving portions from a member that connects the first plane and the second plane. , A reference displacement measuring unit that irradiates the second and third reference lights and detects a relative displacement of the second plane with respect to a member connecting the first plane and the second plane ;
With
The reference displacement measuring unit is
A reference light receiving portion for receiving the reference light is disposed on the second plane,
The reference displacement measuring unit is
A first reference irradiating unit configured to irradiate a first reference light toward a first reference light receiving unit disposed on the second plane from a member connecting the first plane and the second plane ;
Second reference light inclined at a predetermined angle with respect to the first reference light from the Z-axis of the ZY coordinate with the first reference irradiating unit as an origin toward the second reference light receiving unit disposed on the second plane. A second reference irradiating unit for irradiating;
A third reference irradiating unit configured to irradiate a third reference light inclined at a predetermined angle with respect to the first reference light toward the third reference light receiving unit disposed on the second plane from the Y axis of the ZY coordinate ;
Displacement measuring device further comprising a.
前記参照変位計測部は、レーザー光からなる前記第1及び第2参照光を照射する前記第1及び第2参照照射部を有することを特徴とする請求項1又は2記載の変位計測装置。 The reference displacement measurement unit includes a reference irradiation unit that radiates the reference light radially.
The reference displacement measuring unit includes a displacement measurement apparatus according to claim 1 or 2, wherein the having the first and second reference irradiation unit irradiates the consisting Les Za light first and the second reference light.
前記参照変位計測部は、レーザー光からなる前記第1及び第2参照光を照射する前記第1及び第2参照照射部を有することを特徴とする請求項1又は2記載の変位計測装置。 The reference displacement measurement unit includes a reference irradiation unit that irradiates the reference light composed of laser light,
The reference displacement measuring unit includes a displacement measurement apparatus according to claim 1 or 2, wherein the having the first and second reference irradiation unit irradiates the consisting Les Za light first and the second reference light.
前記参照変位計測部は、放射状に前記第1及び第2参照光を照射する前記第1及び第2参照照射部を有することを特徴とする請求項1又は2記載の変位計測装置。 The reference displacement measurement unit includes a reference irradiation unit that irradiates the reference light composed of laser light,
The reference displacement measuring unit includes a displacement measurement apparatus according to claim 1 or 2, wherein the having the first and second reference irradiation unit for irradiating the first and second reference light form radiate.
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