JPS5849802B2 - ザヒヨウケイソクテイソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は二つ以上の測定点間の距離を光学的に測定する
ための距離測定装置に関する。

通常この種の装置は、光源およびこの光源から投射され
る光線を偏向させるように構或した少なくとも一つの偏
向手段からなる。

光線は、相互距離を測定せんとする測定点の方へ偏向手
段により偏向せしめられる。

技術上周知の上記タイプの装置は、入っテくル光線およ
び（または）出てゆく光線を偏向するのに役立つ複数個
の偏向手段を有する。

しかして、周知の装置では光源から投射される光線は互
に反対の二方向に直角に偏向され、二本の偏向光線はそ
れぞれの物体へ光を伝達するために測定腕上に配置した
プリズムにより再偏向される。

測定腕は相互に相対的に平行運動するよう配置されてい
ること、および一方の測定腕には他方の測定腕上の基点
指示手段により印される測定目盛が設けられていること
により、プリズム間の位置を読み取ることができる。

プリズムを介して偏向された光線が被測定物体に入射す
るとき、プリズムは被測定物体間の距離に対応する距離
に位置している。

このことが戒立するためには測定腕は被測定物体間を延
びた直線と平行でなければならない。

しかし、この平行度は調べるのが困難である。

しかして、上に概述した装置は比較的に複雑であり、複
数個の鏡またはプリズムを備えると共に、相互に相対的
に可動な二本の測定腕を備える。

故に、技術上周知の装置と同等に精密であり乍らしかも
簡単で安価な装置が要望されている。

本発明はかかる要望を満たし得る測定装置の提供を目的
とし、その特徴とするところは、測定点間の測定すべき
方向と平行な少くとも１つの測定ビームを設け、該測定
ビームの一端に該測定ビームと平行な光線を発生するレ
ーザー光源を設け、該レーザー光源からのレーザー光線
を測定点に向けて投射する偏向プリズムを備えた少くと
も１つの光線偏向手段を前記測定ビームに沿って摺動可
能に設け、前記測定ビームに沿って摺動可能に基点指示
手段を設け、該基点指示手段に一端が取付けられ前記光
線偏向手段と協働して計測を行う目盛付部材の形態の測
定尺を測定ビームとは別に設け、さらに前ｉｖ＋１定点
を構或する測定柱を設けたことである。

しかして、本発明の測定装置によると、静止した測定ビ
ームに沿って光線偏向手段が摺動する様に構成している
ので、簡単な構成で安定した精度の高い測定ができ、か
つ測定点間における障害物の存在は測定遂行の障害にな
らない。

また、測定は測定点が計器から各種の距離に配置されて
いるかどうかにかかわらず行なうことができる。

というのは、測定点と偏向手段との間で光線を光学的に
集束させる必要がないからである。

更に、本発明の装置はこれを操作するのに作業員を１人
しか必要としないという重要な利点をも有する。

さらに、レーザー光線を用いていることにより昼間でも
被測定物体に鮮明な参照点を与える。

本発明による上記距離測定装置は、多数の測定点を測定
するための簡単かつ信頼性の高い装置を与える。

しかし、光線を光源から異なった測定点へ同時に投射す
るのが望ましい場合もあることが判明している。

そのようにすると、残りの測定点を引き続いて調節する
期間に、調節されかつ記録された測定点がそれぞれの位
置からずれていないことを確認できる。

更に、目盛付きの測定柱が測定点に装着されている場合
、光源からの光線を各測定点へ同時に投射するようにし
た装置において測定柱の読み取りが容易になる。

故に本発明の他の目的は、光源から投射される光線を多
数の測定点へ同時に投射するのを可能ならしめる距離測
定装置を提供することである。

この目的を達威するには、測定ビームに沿って二つ以上
の光線偏向手段を配置し、各偏向手段は光源からの光線
を測定点（これへ各偏向手段が調節される）へ偏向させ
る。

距離計測手段は、前記測定ビームの任意の位置に固定可
能な基点指示手段に一端が取付けられ前記光線偏向手段
と協働して計測を行う目盛付部材の形態の測定尺から成
り、該測定尺は測定ビームとは別に設けられかつ測定ビ
ームに沿って延びている。

この計測手段によると、２点間の距離を測定尺の目盛か
ら直接読み取ることができる。

また、測定尺は光線偏向手段が複数設けられる場合は光
線偏向手段間に設けられる。

本発明の他の観点によれば、装置には前記の第１の測定
ビームと直角でかつこれに近接して接続される第２の測
定ビームが設けられ、該第２の測定ビームに沿って移動
可能な他の光線偏向手段が設けられ、これにより装置を
被測定距離に対して正確に平行に調節することができる
。

本発明による装置のこの実施例はまた互に直角な二方向
の距離を測定するのにも使用できる。

各偏向手段に角表示手段を設けることにより、各偏向手
段の設定位置を一層安全に記録できる。

上記タイプの距離測定装置では、運動経路上の偏向手段
の位置にかかわらず、光線が同じ偏向角を得ることが重
要である。

しかして、光線偏向手段の運動経路を形成する測定ビー
ムの表面のｍ度および測定ビーム自体の精度が極めて重
要である。

かかる測定装置はしばしば工場で用いられて乱暴な取扱
い等を受けるから、装置を初期の正確な状態に維持する
のが困難である。

また良好な測定結果を得るために要求される公差を以っ
て測定ビームを製作することは高価になる。

各偏向手段に角表示手段を設けるという上記解決策は、
測定ビームの運動経路の精度に対する要件を減少する。

というのは、光線偏向手段の角位置を関連せる角表示手
段により常に観察できるからである。

個々の光線偏向手段に手動的または自動的に操作される
角調節手段を設けることにより、偏向手段を運動経路の
状態にかかわらず一定の角位置に連続的に調節すること
ができる。

また、光線偏向手段として五角形プリズムを用いるのが
特に便利なことが判明している。

というのは、このプリズムは入射光線の側方変位の小変
化に対して不感性だからである。

勿論他のプリズムまたは鏡を用いることも可能である。

車体測定の如き特別な場合、被測定物体の各種測定点に
おける垂直方向の長さの差を測定することも所望される
。

このため測定点は、被測定物体へ敢付けた測定柱の形態
にされており、特に参照面に関して配置された位置とし
て測定される様に垂直方向目盛を有する測定柱にするの
が適当である。

各測定柱の垂直方向に光線の位置を記録することにより
、本発明の装置を用いるときには測定点の垂直方向の距
離のずれについての情報を得ることが可能である。

次に本発明の装置を添付図面に基づいて詳細に説明する
。

添付図面は、本発明による測定装置の各種実施例を簡単
な態様で示すためのものに過ぎない。

第１図において１はレーザー光源であり、測定ビーム２
の一端に配置される。

ビーム２の頂面を滑動する光線偏向千段７が光源１と一
直線に配置される。

また、ビーム２に沿う選択位置に錠止できる基点指示装
置５がビーム２に沿って動くように構成される。

更に、図示の実施例ではビーム２は柱９，１０上で昇降
できる。

また第１図は、本発明による装置に他の測定ビーム３（
その短部分のみを図示）を付加する態様をも示し、この
ビーム３は第一のビーム２と直角をなし、また光線偏向
千段８および基点指示装置６を第一のビーム２と同じ態
様で支持する。

光線偏向手段７の図示の位置では、光源１からの光線は
測定点Ａへ偏向される。

作業員は測定点Ａ（！：Ｂ（！：の間の距離を測定する
ためのゼロ点を得るために、光線偏向千段７の端にビー
ム２に沿って動かされかつビーム２に沿う選択位置で錠
止可能な基点指示装置５を接触させて錠止する。

その後、光線偏向手段７を測定点Ｂに偏向光線Ｌが入射
する点へビーム２に沿って再び動かす。

光線偏向手段７のこの位置において、測定点Ａ，Ｂ間の
距離は前記基点指示装置５に一端が取付けられた測定尺
（図示せず）の目盛を光線偏向手段７の端で読み取るこ
とにより確定できる。

測定点間の距離を正確に測定するためには、測定ビーム
２は測定点Ａ，Ｂ間を結ぶ方向と平行でなければならな
い。

ビーム２の平行調節を容易ならしめるために、光線偏向
手段８を有しかつ第一の測定ビーム２と直角に位置した
測定ビーム３を更に用いるのが便利である。

この場合、光線偏向千段７を測定ビーム２の端へ動かし
て光線偏向千段７から偏向される光線Ｌが光線偏向千段
８へ入り、これにより再偏向されるようにする。

光線偏向手段８を測定ビーム３に沿って動かすことによ
り、作業員は偏向光線Ｌが測定点ＡおよびＢに入射する
か否かを確定することができる。

もし偏向光線Ｌが両測定点Ａ，Ｂに入射すれば、ビーム
２は両測定点Ａ，Ｂ間を結ぶ線と平行でない。

他方、もし光線Ｌが測定点Ａに入射しなければ、ビーム
２は該線と平行である。

二本の測定ビーム２，３を有する装置の他の使用例が第
２図に示されている。

この場合、物体Ｆ上ノ二測定点Ａ，Ｂ間の距離が測定さ
れる。

この場合測定操作は装置および（または）物体を所望の
態様で配置した後に偏向光線Ｌが測定点Ａに入射する位
置７ａに光線偏向千段７を測定ビーム２に沿って動かす
ことにより開始される。

このときの光線偏向千段７の位置７ａにおいて、基点指
示装置５は錠止され、そして偏向光線Ｌが測定点Ｂに入
射するようになるまでビーム２に沿って光線偏向千段７
が再び動かされる。

その結果光線偏向手段７は７ｂで示す位置にあり、測定
点Ａ，Ｂ間のビーム２と平行な方向の距離は前に述べた
態様で知ることができる。

次いで光線偏向千段７はその運動経路に沿って測定ビー
ム２の端へ動かされ、これと共に偏向光線Ｌが光線偏向
手段８に入射する。

光線偏向千段８を測定ビーム３に沿って動かすことによ
り、再偏向光線Ｌが異なる方向から測定点Ｂに入射する
位置８ｂに光線偏向手段８が到達する。

ここで基点指示装置６（第１図）は位置８ｂに錠止され
、光線偏向千段８は再偏向光線Ｌが測定点Ａに入射する
ようになるまで再び測定ビーム３に沿って動かされる。

このようにして、光線偏向千段８および表示装置６によ
り測定点Ａ，Ｂ間のビーム３と平行な方向の距離（最初
に読み取られた距離に対して垂直方向の距離）を読むこ
とができる。

しかして、上記装置ではＸ−Ｙ平面における多数の測定
点の座標を測定できる。

本発明による装置に、測定点に位置しかつ測定ビーム２
，３に対して直角に配置されかつ参照平面に関する目盛
を備えた測定柱を付加することにより、装置はＺ平面に
おける測定点の相互位置を測定できる。

というのは、付加された各測定柱における光線Ｌの入射
により作られる光点が目盛上に現われ、これが読み取ら
れるからである。

例えば、車体の如き被測定物体をトラバース等から吊り
下げ、また測定柱を物体の固定点として役立つ点から吊
り下げる。

かかる測定操作では、測定ビーム２，３の水平位置を正
確に調節することが当然必要である。

第３図に示す本発明による測定装置の実施例では、測定
ビーム２は互に平行に動く二つの光線偏向手段７１．７
２を担持する。

測定ビーム２の端に配置された光源１は光線を投射する
が、この光線は幅広リボン状の光にでき、または多数の
部分光線Ｌｌ，Ｌ２に分割でき、かくして各光線偏向手
段７１．７２に光が入射する。

光は光線偏向手段７１．７２に同時に入射し、入射部分
光線Ｌ１，Ｌ２は測定ビーム２と平行な線上に並ぶ測定
点Ａ，Ｂの方へ偏向される。

一側定法によれば、光線偏向手段７１．７２は測定ビー
ム２に沿って動かされ、部分光線Ｌ１，Ｌ２が所期の測
定点Ａ，Ｂに入射する。

この測定点Ａ，Ｂ間の距離測定については光線偏向手段
７１，７２間で直接に得ることができる。

この距離は本装置に取り付けまたは装着した計測装置に
より測定される。

しかして、例えば一つの光線偏向千段７１には巻尺のよ
うな測定テープ１２のケーシング１１を設け、測定テー
プ１２の一端は第二の光線偏向手段７２へ取り付けられ
る。

測定テープ１２はケーシング１１内に自動的に巻き上げ
られるようにするのがよい。

第４図に本発明による測定装置の第三実施例が示されて
いる。

この実施例では、光線偏向手段７３．７４は互にまた測
定ビーム２上の光源１と一直線に配置される。

このことが可能になる理由は、光源１の最もちかくに位
置する光線偏向手段７３のレンズ１３は、光源１から投
射される光線Ｌの一部分を測定点Ａへ向かう部分光線Ｌ
３として偏向し、光線Ｌの残部分を次の光線偏向千段７
４へ投射するように構成されているからである。

第４図の実施例における光線偏向手段７３．７４は、光
線を偏向させるために五角形プリズム１３３，１３４を
備えている。

一つの光線偏向千段７３のプリズム１３３は部分反射壁
と、光線Ｌの残部分を通過させるようにした補助プリズ
ム１４０とを備えている。

本発明による測定装置の第三実施例での測定は、第一実
施例及び第二実施例と同じ態様で行なわれる。

第３図、第４図に示した測定装置には、光線偏向手段７
Ｌ７２，７３，７４と同様の態様で構或された複数個の
光線偏向手段が設けられていることが容易に理解されよ
う。

また測定装置には、第１図、第２図に示す如き測定ビー
ム２と直角に位置する測定ビーム３を設けることも可能
である。

付加した測定ビーム３には所望の数の光線偏向手段を設
けることができ、また付加した測定ビーム３の最も近く
の点で測定ビーム２に静止光線偏向手段を設けることが
できる。

前述の如く、光線偏向手段は１３３，１３４で示した如
き五角形プリズムになし得る。

またレンズに異なる型のプリズムを使用し、または鏡を
設けることもできる。

五角形プリズムの一利点は、偏向手段中の光の経路が回
転によるずれに不感なことである。

シカし、測定ビームに運動経路またはその支持部の比較
的に小さい欠陥に起因し、測定ビーム２に沿う運動時の
光線偏向手段が所望位置から各種の程度にずれることが
判明している。

水平平面に関する正確な角位置を設定する二本の調節ね
じから構成し得る調節手段１５．１６および弾性装着さ
れたレンズハウジング２１を有し測定ビーム２上に配置
された移動体２０の形態になし得る個々の光線偏向千段
７を設けることにより、正確な測定値を得ることができ
る。

かかる構或は第５図に示されている。

光線偏向手段の誤まった角を明示するために、該手段に
は図示の実施例では二個の水準器からなる角表示手段１
７．１８が設けてあるが、二個の水準器の代りに水平平
面内に置かれる単一の円形水準器を用いることも可能で
ある。

五角形プリズム以外のレンズを用いるとき、光線偏向手
段７０回転のずれを明示する表示手段を設けることも必
要である。

第６図は三角形プリズム１３５を有する光線偏向千段７
の部分断面を示す。

しかしてこの光線偏向手段７は三つの異なる位置につい
て検査し調節せねばならない。

三つの位置とは、プリズム１３５の垂直軸線のまわりの
回転角、および９００角をなす二つの水平位置である。

上記最後に述べた二つの角の誤差を表示するために、第
５図の実施例と同様に二個の水準器が設けられ、そのう
ちの一個のみが１８で示されている。

回転角の誤差を明示する目的で、プリズム１３５０入射
壁１３５１は部分反射するように作られ、故に入射光線
Ｌは一部プリズムを通過して屈折し、検査光線Ｌ１３を
形成する。

検査光線Ｌ１３は図示の実施例では単一の透明目盛１９
からなる表示手段に入射する。

プリズム１３５は適当に回転可能に装着され、調節手段
（図示せず）へ接続されている。

このようにして光線偏向千段７が正しく位置しているか
を常に検査できる。

また上記角表示手段１７〜１９は電気ユニットの形態に
することもできる。

例えば、水準器１７，１８の代りに水銀フリツプフロツ
プスイッチを設け、目盛１９０代りに関連回路を有する
光ダイオードになし得る。

上記から明らかな如く、本発明による距離測定装置は多
くの態様で改変でき、しかして記述かつ図示された実施
例は本発明の原理を与えるために挙げたものに過ぎない
。

以下に本発明の実施態様を列記する。

■ 基点指示装置は光源と光線偏向手段との間に配置さ
れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
装置。

■ 光線偏向手段を相互に側方または垂直に変位した関
係に配置し、光源から投射される光線は幅広の光帯にな
すかあるいは各光線偏向手段に入射する多数の部分光線
からなることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の
装置。

■ 各光線偏向手段に角表示手段を設けることを特徴と
する特許請求の範囲第１項〜第４項のいずれかに記載の
装置。

■ 角表示手段は水平平面内に位置して互に直角をなす
２個の水準器からなることを特徴とする第■項記載の装
置。

■ 角表示手段は水平平面内に位置する円形水準器から
なることを特徴とする第■項記載の装置。

■ 角表示手段は光線偏向手段へ投射される光線の小部
分を検査光線として入射せしめられる表示装置からなる
ことを特徴とする第■項記載の装置。

■ 角表示手段は水準器と表示装置との組合せからなる
ことを特徴とする第■〜■項記載の装置。

■ 光線偏向手段は五角形プリズムを含むことを特徴と
する特許請求の範囲第１項〜第４項のいずれかに記載の
装置。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による距離測定装置の第一実施例を示
す一部切欠斜視図、第２図は、第１図に示す態様で構成
されかつ互に直角に延びた二つの光線偏向手段を用いた
ときの光線の経路を示す概略平面図、第３図は側方また
は垂直に変位した光線偏向手段を有する本発明による距
離測定装置の第二実施例を示す一部切欠斜視図、第４図
は光線偏向手段を互に前後に一直線に配置した本発明に
よる距離測定装置の第三実施例を示す一部切欠斜視図、
第５図は水平平面内に配置した角表示手段を備えた光線
偏向手段を示す斜視図、第６図は水平平面内に位置する
水準器と光線偏向手段との組合せからなる角表示手段の
一部切欠斜視図である。 １・・・・・・光源、２，３・・・・・・測定ビーム、
５，６・・・・・・基点指示装置、７，７１〜７４，８
・・・・・・光線偏向手段、９，１０・・・・・・柱、
１５，１６・・・・・・調節手段、１７，１８・・・・
・・角表示手段、１９・・・・・・透明目盛、１３３，
１３４・・・・・・五角形プリズム、１３５・・・・・
・三角形プリズム、１４０・・・・・・補助プリズム、
Ａ，Ｂ・・・・・・測定点、Ｆ・・・・・・物体、Ｌ，
Ｌｌ〜Ｌ３，Ｌ１３・・・・・・光線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 車体等における２又はそれ以上の測定点間の距離を
   光学的に測定する距離測定装置において、測定点間の測
   定すべき方向と平行に配置される第１の測定ビームを設
   け、該第１の測定ビームの一端に該第１の測定ビームと
   平行な光線を発生する単一のレーザー光源を設け、該レ
   ーザー光源からのレーザー光線を受けて前記第１の測定
   ビームに垂直にこれを偏向して測定点に投射させる偏向
   プリズムを備えた少なくとも１つの第１の光線偏向手段
   を前記第１の測定ビームに沿って摺動可能に設け、前記
   第１の測定ビームに沿って摺動可能であると共に該第１
   の測定ビーム上の任意位置にて設定停止可能な基点指示
   手段を設け、該基点指示手段に一端が取付けられ前記第
   １の光線偏向手段と協働して計測を行う目盛付部材の形
   態の測定尺を前記第１の測定ビームとは別に設け、前記
   第１の測定ビームの前記一端から離れた位置に該第１の
   測定ビームに垂直な第２の測定ビームを設け、該第２の
   測定ビームの延長線上の位置に前記第１の測定ビーム上
   で移動された前記第１の光線偏向手段により偏向された
   レーザー光線を受けて前記第２の測定ビームに垂直にこ
   れをさらに偏向して測定点に投射させる偏向プリズムを
   備えた少なくとも１つの第２の光線偏向手段を前記第２
   の測定ビームに沿って摺動可能に設け、さらに前記測定
   点を構成する測定柱を設けたことを特徴とする距離測定
   装置。 ２ 異なった測定点に同時にレーザー光線を投射すべく
   前記第１の測定ビームに複数の第１の光線偏向手段が配
   設されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載の距離測定装置。 ３ 異なった測定点に同時にレーザー光線を投射すべく
   前記第１の測定ビームに複数の第１の光線偏向手段が配
   設され、該複数の第１の光線偏向手段の少なくとも１つ
   に、前記レーザー光源から投射されたレーザー光線の一
   部を偏向し残りの一部を通過させて別な第１の光線偏向
   手段に投射させる部分反射レンズとして構或した偏向プ
   リズムを備えさせたことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項に記載の距離測定装置。