本日は無錫日環センサーサイエンステクノロジー有限公司が、レーザー位移センサーの測距原理についてご紹介します。三角法と時間法(TOF法)の比較です。

工業測定および自動制御において、レーザー位移センサーは非接触式距離検出に広く用いられています。距離測定の原理によって、主に三角法と時間法(TOF法)の2種類に分けられます。原理を誤ると、装置が実際の測定ニーズを満たせなくなる可能性があります。
一、三角法
仕組み:レーザーが光束を発射し、測定対象の物体表面に照射します。物体表面からの乱反射光は受光レンズを通って感光素子(CMOSやPSDなど)に像として形成されます。物体が移動すると、この像の位置も変化し、幾何学的な三角関係を利用して物体の移動距離を計算します。
特徴:
距離の測定:短距離、通常は数ミリメートルから数メートル程度。
測定精度:高レベルで、マイクロメートル(μm)級まで達成可能。
解像度:TOF法を上回る。
典型的な応用例:
電子部品の高度検査(チップピンの共面性など);
ワークピースの厚さ測定(金属板、ガラス、フィルムなど);
振動測定、微小変位の監視。
適用場面:高精度が求められ、測定範囲が短く、被測定物の表面に十分な漫反射特性を持つ場合。
二、時間法(TOF法)
動作原理:センサーが測定対象物にレーザーパルスを発射し、パルスが物体に到達して反射した波が戻ってくる。センサーはこのエコーを受信し、送信と受信の間の時間差(または連続波変調信号の位相差)を測定する。光速を用いて距離を換算する。
特徴:
距離の測定:長さは数メートルから数十メートル、さらには数百メートルに達することも可能。
測定精度:比較的低く、通常はミリメートル(mm)レベルです。
物体の色や材質の影響を受けない(合理的な反射率範囲内)。
典型的な応用例:
料倉、料塔の物位測定;
運転車両およびクレーンの位置制御;
大規模な倉庫および物流における積み重ね位置決め。
適用場所:遠距離測定が必要で、精度に過度な要求がなく(ミリメートル単位の誤差は許容可能)、かつ環境光が強いため、または粉塵や蒸気などの干渉がある状況。
三、選定方法:一言でまとめると
原理 測定距離 精度 典型的な用途
三角法 短い(mm~数m) 高い(μmレベル) 電子製造、厚さ測定、振動
TOF法 長い(数m~数百m) 低い(mmレベル) 料位、車両位置決め、倉庫管理
選定の原則:高精度が必要な場合は三角法を、遠距離測定が必要な場合はTOF法を選択する。原理を間違えると、対象物を測定できなくなるか、あるいは測定データが工程要求を満たさない可能性がある。
日環センシングは、三角法とTOF法の2種類の原理を採用したレーザー位移センサー製品シリーズを提供しており、さまざまな測定距離や精度のニーズに対応しています。オプション選択も可能です。専門的な距離測定ソリューションをお求めの方は、ぜひ日環センシングをご覧ください。