レーザ距離測定システムについて

質問

現在、可視光レーザ式変位システムを使い、距離を電圧値でとり測定しているのですが、対象物までの間に空気以外に透明なアクリル板を通すため、空気中よりも電圧値（つまり距離）が小さく出てしまうという結果に疑問を感じています。そこで、このような半導体レーザによる距離測定システムが、一般的にどのようにして距離を測って、特に受光部がどのような解析をして電圧を導き出しているのかを、どなたか教えていただけないでしょうか？電子系はかなりの初心者なので、すみませんが詳しくお願いします。

回答No.2

stomachman · ベストアンサー

不思議ですね。たいてい測定値は真値より長くなると思うのですが...
(1) 光による距離の測定原理として、ターゲットを照明して、その光をふたつのカメラで捉え、三角測量をするという方法があります。このときには、カメラとターゲットの間にアクリル板を入れると、光の屈折のせいで、距離が短く出ます。しかしこれは幾らなんでも「レーザ式変位システム」とは言わない。また、どれだけ狂うかは、アクリル板の屈折率、二つのカメラの間の距離、アクリル板の向き、ターゲットまでの距離に依存します。
(2) 空気中に比べてアクリル板は屈折率が大きい。屈折率が大きいというのは、光速が空気中より遅いということです。レーザ光の振動数は一定なので、アクリル板内では光の波長は短くなります。
いわゆるレーザ測量（「干渉」云々が絡む）は「この距離は波長の何倍か？」＝「光が届くのに要する時間は？」という測定をしているから、途中に光速を遅くするモノ＝波長を短くするモノが挟まっていると、答はむしろ長く出るはずです。1cmのアクリルで1～2mm長く出るというのが予想値です。
(3) 光による別の測定原理は「遠くに行くほど光が広がって弱くなる」という仕組みですが、この場合にはアクリルを通ること自体で光が弱くなり、その結果、やはり真の距離より大きい測定値が得られることになります。ま、これは「レーザ式変位システム」じゃないですよね。

お礼

ありがとうございました。
測定器のメーカーに直接メールをしたところ、
ある程度までですが、解決に至りました。

また、他のことでも質問するかもしれませんが、
そのときにもよろしくお願いします。

回答No.1

punchan_jp

レーザーを使う距離測定には、干渉を使うものや、伝播時間を使う
ものや、角度を使うものなど、いろんな原理が考えられますので、
お使いの測定器しだいではないでしょうか？

ところで、どの程度の厚さのアクリル板でどの程度距離が小さく測
定されるのでしょう？

お礼

ありがとうございました。
測定器のメーカーに直接メールをしたところ、
ある程度までですが、解決に至りました。

また、他のことでも質問するかもしれませんが、
そのときにもよろしくお願いします。

補足

回答ありがとうございます。
使っている測定器の仕様書を見ても、専門外につき
ある単語が、どういう意味を持っているかも、
ちょっと正確にはいえません。(^_^;)
でも、説明書によると、
干渉領域などの単語が出ていることから推測して、
おそらく干渉を使ったものだと思います。(^_^;)
やっぱり、メーカーに直接問い合わせるのが一番ですね。
このような、的を得ていない質問に、回答してくださり、
本当にありがとうございました。

それから、アクリルの件ですが、
今、手元に資料がなく、正確な数値については言えませんが、1cm程度の厚さの透明なアクリルを通すことによって、
1mm程度距離が短く測定されるという結果が出ています。

申し訳ありませんが、レーザーに関して、
工学的な説明をしているサイト等がありましたら、
教えていただけないでしょうか？