JPS61196104A - レ−ザ−光線による位置検出方法および位置検出用受光装置 - Google Patents
レ−ザ−光線による位置検出方法および位置検出用受光装置Info
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- JPS61196104A JPS61196104A JP3660985A JP3660985A JPS61196104A JP S61196104 A JPS61196104 A JP S61196104A JP 3660985 A JP3660985 A JP 3660985A JP 3660985 A JP3660985 A JP 3660985A JP S61196104 A JPS61196104 A JP S61196104A
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- laser beam
- light
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、シールドトンネル工事等において、シールド
掘削機を定められた計画線に沿って推進させるために、
レーザー光線をシールド掘削機に設けた受光板にあてて
位置を検出する場合等におけるレーザー光線による位置
検出方法および、それに使用する位置検出用受光装置に
関するものである。
掘削機を定められた計画線に沿って推進させるために、
レーザー光線をシールド掘削機に設けた受光板にあてて
位置を検出する場合等におけるレーザー光線による位置
検出方法および、それに使用する位置検出用受光装置に
関するものである。
（従来の技術）
従来のレーザー光線による位置検出方法は例えば、第６
図に示すようにＡ点にレーザー発振器を設置すると共に
、Ｂ点に集光レンズを設置して集光を行い、その集光位
置に専用の受光素子を置いて受光素子の専用回路を介し
てレーザー光線の中心位置を検出する信号を取り出して
いた。
図に示すようにＡ点にレーザー発振器を設置すると共に
、Ｂ点に集光レンズを設置して集光を行い、その集光位
置に専用の受光素子を置いて受光素子の専用回路を介し
てレーザー光線の中心位置を検出する信号を取り出して
いた。
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら上述の従来方法によると、レーザー光線の
スポット径の大小によって検出精度が変化する。
スポット径の大小によって検出精度が変化する。
すなわち受光素子面上に投射されたスポット径が小さい
程その中心検出精度が高まる。したがってレーザー発振
器によって照射する光線のスポット径が大きい場合に、
スポット径が小さい場合と同程度の検出精度を得るには
、集光レンズの焦点距離を変えて受光素子面上に集光さ
れたスポット径を小さくしなければならない。
程その中心検出精度が高まる。したがってレーザー発振
器によって照射する光線のスポット径が大きい場合に、
スポット径が小さい場合と同程度の検出精度を得るには
、集光レンズの焦点距離を変えて受光素子面上に集光さ
れたスポット径を小さくしなければならない。
すなわち第６図において、Ａ位置における矢印ａ、で示
す小径の投射光がＢ位置の集光レンズを介してＣ位置に
矢印ａ２で示す径のスポットとして集光されたとすると
、矢印ｂ１で示す大径の投射光を矢印ａ２と同径のスポ
ット （矢印ｂ２）として集光させるには集光レンズの
焦点距離を変えなければならない。
す小径の投射光がＢ位置の集光レンズを介してＣ位置に
矢印ａ２で示す径のスポットとして集光されたとすると
、矢印ｂ１で示す大径の投射光を矢印ａ２と同径のスポ
ット （矢印ｂ２）として集光させるには集光レンズの
焦点距離を変えなければならない。
また上述の従来装置の専用の受光素子およびその専用回
路は非常に高価であるという問題点もあった。
路は非常に高価であるという問題点もあった。
本発明は上述の問題点を解決するためになされたもので
、レーザー光線のスポット径の大小に間係なく高精度の
検出を可能にすると共に、受光面にフォトセンサーを使
用することにより安価にできるようにすることを目的と
するものである。
、レーザー光線のスポット径の大小に間係なく高精度の
検出を可能にすると共に、受光面にフォトセンサーを使
用することにより安価にできるようにすることを目的と
するものである。
（問題点を解決するための手段）
上述の問題点を解決するため本発明においては、レーザ
ー光線を光散乱用フィルターを介してフォトセンサーを
分布配設した受光面に導き、その受光面の各ＸＹ座標値
を有するフォトセンサーによって光の強度信号を取り出
し、この信号を電算機によりガウシアン分布特性にあて
はめて演算することにより、スポットの中心位置をＸＹ
座標値として得るようにする。
ー光線を光散乱用フィルターを介してフォトセンサーを
分布配設した受光面に導き、その受光面の各ＸＹ座標値
を有するフォトセンサーによって光の強度信号を取り出
し、この信号を電算機によりガウシアン分布特性にあて
はめて演算することにより、スポットの中心位置をＸＹ
座標値として得るようにする。
また、光散乱用フィルターと、フォトセンサーを分布配
設した受光面と、この受光面の各ＸＹ座標値を有するフ
ォトセンサーによって取り出した光の強度信号をガウシ
アン分布特性にあてはめて演算する電算機とを具備させ
てレーザー光線による位置検出用受光装置を構成する。
設した受光面と、この受光面の各ＸＹ座標値を有するフ
ォトセンサーによって取り出した光の強度信号をガウシ
アン分布特性にあてはめて演算する電算機とを具備させ
てレーザー光線による位置検出用受光装置を構成する。
（作 用）
上述のように本発明においては、光散乱用フィルターに
よってレーザー光線を散乱させ、それを受光面のフォト
センサーによって光の強度信号として取り出すと共に、
電算機によりガウシアン分布特性にあてはめて演算する
ことにより、スポットの中心位置を検出するようにした
から、スポット径の大小に拘らず常に精度の高い検出値
を得ることができる。
よってレーザー光線を散乱させ、それを受光面のフォト
センサーによって光の強度信号として取り出すと共に、
電算機によりガウシアン分布特性にあてはめて演算する
ことにより、スポットの中心位置を検出するようにした
から、スポット径の大小に拘らず常に精度の高い検出値
を得ることができる。
また従来装置で使用していた高価な専用の受光素子およ
びその専用回路の代わりに、安価なフォトセンサーを受
光面に使用するようにしたから、従来装置と比較して本
発明装置は著しく安価になる。
びその専用回路の代わりに、安価なフォトセンサーを受
光面に使用するようにしたから、従来装置と比較して本
発明装置は著しく安価になる。
（実施例）
以下、図面について本発明の詳細な説明する。
第１図は本発明の原理説明図である。図中１は光フイル
タ−，２は片面が平滑で、他の面を微細な凹凸がある粗
面に仕上げたスリガラス状の光散乱用フィルターで、こ
のフィルターはアクリル樹脂を素材として作ることもで
きる。
タ−，２は片面が平滑で、他の面を微細な凹凸がある粗
面に仕上げたスリガラス状の光散乱用フィルターで、こ
のフィルターはアクリル樹脂を素材として作ることもで
きる。
また３は第２図に示すように、多数のフォトセンサー４
を分布配設した受光面で、５は受光面３の各ＸＹ座標値
を有するフ、レトセンサー４によって取り出した光の強
度信号をガウシアン分布特性にあてはめて演算すること
により、スポットの中心位置をＸＹ座標値として得るこ
とができる電算機でＮ ５ａはその演算回路、５ｂはマ
イコン、５Ｃはディスプレイ、５ｄはプリンタ、５ｅは
ＸＹプロッタである。
を分布配設した受光面で、５は受光面３の各ＸＹ座標値
を有するフ、レトセンサー４によって取り出した光の強
度信号をガウシアン分布特性にあてはめて演算すること
により、スポットの中心位置をＸＹ座標値として得るこ
とができる電算機でＮ ５ａはその演算回路、５ｂはマ
イコン、５Ｃはディスプレイ、５ｄはプリンタ、５ｅは
ＸＹプロッタである。
第３図は本発明のレーザー光線による位置検出用受光装
置の一例を示すもので、図中前記符号と同一の符号は同
等のものであるから説明は省略する。６は受光装置のケ
ース、７は外部電源接続用のコード、８はその開閉スイ
ッチである。
置の一例を示すもので、図中前記符号と同一の符号は同
等のものであるから説明は省略する。６は受光装置のケ
ース、７は外部電源接続用のコード、８はその開閉スイ
ッチである。
前述したように受光面３に分布配設したフォトセンサー
４によって、レーザー光線の周波数折り返しくｆｒ ｅ
ｑ ｕｅ ｎｃ ｙ ａｌ ｉａ ｓｉ ｎｇ ）の影
響をうけずに記録再生できる最大空間周波数は、フォト
センサー４の配置間隔をｄとすると、シャノンの標本化
定理により高々１／２ｄ である。
４によって、レーザー光線の周波数折り返しくｆｒ ｅ
ｑ ｕｅ ｎｃ ｙ ａｌ ｉａ ｓｉ ｎｇ ）の影
響をうけずに記録再生できる最大空間周波数は、フォト
センサー４の配置間隔をｄとすると、シャノンの標本化
定理により高々１／２ｄ である。
一般にレーザー光線は空間的には、第４図で示すように
デルタ関数に近く、その空間周波数は１／２ｄをはるか
にしのいでいる。したがってそのままではフォトセンサ
ー４によって投射されたし−ザー光線の中心位置を精度
よく検出することは困難であるが、本発明においては第
１図に示すようにレーザー発振器（図示せず）より発し
たレーザー光線９を光フイルタ−１を介して、光散乱用
フィルター２に導入し、矢印９ａで示すように散乱して
受光面３に照射させるから、第５図に示すようにレーザ
ー光線の空間周波数の高域がカットされる。このように
してレーザー光線の空間周波数を１／２ｄ以下にするこ
とによって、周波数の折り返しの影響を除去し、記録再
生にあたって意味のあるデータをとることができる。
デルタ関数に近く、その空間周波数は１／２ｄをはるか
にしのいでいる。したがってそのままではフォトセンサ
ー４によって投射されたし−ザー光線の中心位置を精度
よく検出することは困難であるが、本発明においては第
１図に示すようにレーザー発振器（図示せず）より発し
たレーザー光線９を光フイルタ−１を介して、光散乱用
フィルター２に導入し、矢印９ａで示すように散乱して
受光面３に照射させるから、第５図に示すようにレーザ
ー光線の空間周波数の高域がカットされる。このように
してレーザー光線の空間周波数を１／２ｄ以下にするこ
とによって、周波数の折り返しの影響を除去し、記録再
生にあたって意味のあるデータをとることができる。
すなわち受光面３上に配置されたフォトセンサー４に散
乱されたレーザー光線を照射することによって、各ＸＹ
座標値を有するフォトセンサー４によって照射された光
のガウシアン分布特性に基づく光の強度信号を取り出し
、この信号を電算機５によりガウシアン分布特性にあて
はめて演算することにより、レーザー光線の照射スポッ
トの中心位置をＸＹ座標値として精度よく得ることがで
きる。
乱されたレーザー光線を照射することによって、各ＸＹ
座標値を有するフォトセンサー４によって照射された光
のガウシアン分布特性に基づく光の強度信号を取り出し
、この信号を電算機５によりガウシアン分布特性にあて
はめて演算することにより、レーザー光線の照射スポッ
トの中心位置をＸＹ座標値として精度よく得ることがで
きる。
（発明の効果）
上述のように本発明においては、光散乱用フィルターに
よってレーザー光線を散乱させ、それを受光面のフォト
センサーによって光の強度信号として取り出すと共に、
電算機によりガウシアン分布特性にあてはめて演算する
ことにより、スポットの中心位置を検出するようにした
から、スポット径の大小に拘らず常に精度の高い検出値
を得ることができるというすぐれた効果が得られる。
よってレーザー光線を散乱させ、それを受光面のフォト
センサーによって光の強度信号として取り出すと共に、
電算機によりガウシアン分布特性にあてはめて演算する
ことにより、スポットの中心位置を検出するようにした
から、スポット径の大小に拘らず常に精度の高い検出値
を得ることができるというすぐれた効果が得られる。
また従来装置で使用していた高価な専用の受光素子およ
びその専用回路の代わりに、本発明においては安価なフ
ォトセンサーを受光面に使用するようにしたから、従来
装置と比較して本発明装置は著しく安価になるという効
果も得られる。
びその専用回路の代わりに、本発明においては安価なフ
ォトセンサーを受光面に使用するようにしたから、従来
装置と比較して本発明装置は著しく安価になるという効
果も得られる。
先回面の簡単な説明
第１図は本発明の原理説明図、
第２図はそのフォトセンサーの正面図、第３図は本発明
受光装置の断面図、 第４図および第５図はレーザ光線のガウシアン分布特性
図、 第６図は従来装置の説明図である。
受光装置の断面図、 第４図および第５図はレーザ光線のガウシアン分布特性
図、 第６図は従来装置の説明図である。
１・・・光フイルタ−
２・・・光散乱用フィルター
３・・・受光面
４・・・フォトセンサー
５・・・電算機
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、レーザー光線を光散乱用フィルターを介してフォト
センサーを分布配設した受光面に導き、その受光面の各
ＸＹ座標値を有するフォトセンサーによって光の強度信
号を取り出し、この信号を電算機によりガウシアン分布
特性にあてはめて演算することにより、スポットの中心
位置をＸＹ座標値として得ることを特徴とするレーザー
光線による位置検出方法。 ２、光散乱用フィルターと、フォトセンサーを分布配設
した受光面と、この受光面の各ＸＹ座標値を有するフォ
トセンサーによって取り出した光の強度信号をガウシア
ン分布特性にあてはめて演算する電算機とを具備してな
るレーザー光線による位置検出用受光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3660985A JPS61196104A (ja) | 1985-02-27 | 1985-02-27 | レ−ザ−光線による位置検出方法および位置検出用受光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3660985A JPS61196104A (ja) | 1985-02-27 | 1985-02-27 | レ−ザ−光線による位置検出方法および位置検出用受光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61196104A true JPS61196104A (ja) | 1986-08-30 |
Family
ID=12474537
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3660985A Pending JPS61196104A (ja) | 1985-02-27 | 1985-02-27 | レ−ザ−光線による位置検出方法および位置検出用受光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61196104A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07208921A (ja) * | 1994-01-21 | 1995-08-11 | Digital Stream:Kk | 位置検出装置 |
| JPH07286815A (ja) * | 1995-05-11 | 1995-10-31 | Nikon Corp | 位置検出装置 |
| JP2009216402A (ja) * | 2008-03-07 | 2009-09-24 | Univ Waseda | 検出装置及び検出方法 |
-
1985
- 1985-02-27 JP JP3660985A patent/JPS61196104A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07208921A (ja) * | 1994-01-21 | 1995-08-11 | Digital Stream:Kk | 位置検出装置 |
| JPH07286815A (ja) * | 1995-05-11 | 1995-10-31 | Nikon Corp | 位置検出装置 |
| JP2009216402A (ja) * | 2008-03-07 | 2009-09-24 | Univ Waseda | 検出装置及び検出方法 |
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