中古 キーエンス Keyence 超高速・高精度レーザ変位計 LK-G5000

レーザー変位計の仕組み

レーザー変位計は、対象物にレーザー光を照射し、その反射光を検出することで距離や位置の変化（変位）を測定するセンサーです。主な測定方式には「三角測量方式」「タイムオブフライト（TOF）方式」「共焦点方式」などがあります。

最も普及している「三角測量方式」では、投光部からレーザー光を対象物に照射し、その反射光を受光素子（CMOSやCCDなど）で捉えます。対象物が移動して距離が変わると、受光素子上での反射光の結像位置が変化します。この位置変化と、投光部・受光素子間の既知の距離や角度をもとに、三角測量の定理を用いて距離を高精度に算出します。

「タイムオブフライト（TOF）方式」は、パルス状のレーザー光が対象物に当たって戻ってくるまでの時間を計測する方式です。光の速度を利用するため、数メートルから数十メートルといった長距離の測定に適しています。

「共焦点方式」は、レンズの波長分散特性を利用し、色ごとに異なる焦点位置を利用して距離を計測します。微細な段差や、透明なガラスの表面と裏面を個別に測定する際に威力を発揮します。

レーザー変位計の主な特徴

レーザー変位計には、従来の接触式センサーにはない多くのメリットがあります。

最大の特長は「非接触で測定できる」点です。対象物に物理的に触れないため、測定対象を傷つける心配がありません。ゴムやフィルムのような柔らかい素材、粘着性のある物体、高温の金属、あるいは振動している物体でも正確に測定できます。

次に「高い精度と高速な応答性」が挙げられます。サブミクロン（1千分の1ミリメートル以下）単位の微小な変化を捉えることが可能で、毎秒数万回という非常に短いサイクルで連続測定が行えます。工場などの高速な生産ライン（インライン検査）において、品質チェックをリアルタイムで実施するのに最適です。

さらに「多様な材質や形状に対応できる」点も特長です。金属、プラスチック、ガラス、液面など、光学特性に応じたモデルを選択することで、あらゆる対象物の形状、傾き、段差、厚みなどを正確に捉えることができます。

レーザー変位計の主な用途

レーザー変位計は、その精度と信頼性の高さから、製造業をはじめとする幅広い産業分野で活用されています。

自動車分野では、車体パネルの隙間や段差の測定、タイヤの溝の深さ検査、ブレーキディスクの振れ測定などに使用されています。パーツの組み付け精度向上や品質管理に欠かせない存在です。

電子部品・半導体分野では、プリント基板の反りやうねりの検査、ICチップの高さ測定、ハンダの塗り厚み計測などに用いられています。スマートフォンなどの薄型化・高密度化に伴い、ミクロン単位の厳密な品質制御が求められるため、極めて重要な役割を果たしています。

金属・素材加工分野では、圧延ラインを通る鋼板やフィルムの厚み測定、ロールの隙間管理、液体の液面高さ測定などに導入されています。ラインを止めることなく全数検査が行えるため、歩留まりの改善や生産性の向上に貢献しています。

土木・インフラ分野においても、建造物や橋梁のたわみ計測、トンネル内壁の変形モニタリング、地盤沈下の変位測定など、構造物の安全管理の目的で幅広く応用されています。