機能と仕様

測定機能は3種類あるが，その内2種類は対象物の｢角度｣と｢距離｣の両方に関する機能，残り の1種類は｢距離｣に関する機能である．

[1] 2点測定法

2 点測定法とは，回転中心に中心照射用レーザマーカのスポット光を設定する場合に使う方法 である．実際には，始点と終点の計2点の測定点に測定用レーザマーカのスポット光を当てる．

回転中心点Cが原点Oと一致し，始点Aと終点Bのrが同一の場合は，図2.16(a)に示すよう に，各点での表示器の値は各点の角度を表す．したがって，可動範囲の∠ACB(θAB)はそれら角 度の差分(θB－θA)になる．各辺の距離はCA＝CB＝rとなり，弦ABは計算によって求まる．

_{(a) 2}点測定法 _{(b) 3}点測定法

図2.16 レーザ角度計の測定機能(Susato，2013)

(a) 対象の回転中心点(原点と C 点)に中心用レーザマーカのスポット光を当て，

測定用レーザマーカのスポット光を A 点に当ててθAを読み，半径 r(測定軸) を回転させて，B 点に当ててθBを読み，θAとθBの差分から角度変化量を測定 する．∠θAB =∠θB－∠θAで求まる(∠ACB =∠AOB)．

(b) 対象の回転中心(C 点)に測定用レーザマーカのスポット光を当てて rCと θC, を読み，測定用レーザマーカのスポット光をA点に当ててrとθAを読み，半 径r(測定軸)を回転させて，B点に当ててθBを読み，その読値量rC，θC，r，θA， θBの変数群から角度変化量を計算する．∠θAB は計算によって求まる(∠ACB

≠∠AOB)．

■この方法は回転中心点 C が明確で，固定されている場合に適している．例えば，｢肘関節の屈 曲｣や｢膝関節の屈曲｣動作に用いる．

O,C

A B

r r

θ_A θ_B

θ_{AB (r,θ}

A) (r,θ^B)

O C

B

A

rC

r

r

θ_C θ_A θ_B

θ_AB (r,θ^A)

(r,θB)

(rC,θC)

[2] 3点測定法

3 点測定法とは，回転中心とは異なる任意の点に，中心照射用レーザマーカのスポット光を設 定する場合に使う方法である．したがって，中心照射用レーザマーカは，データ収集に直接関わ らないことになる．実際には，回転中心点ならびに始点と終点の計3点全ての測定点に，測定用 レーザマーカのスポット光を当てる．

図2.16(b)に示すように，回転中心Cを測定点の一つとして捉えると，中心照射用レーザマーカ

は，対象物の回転中心点に照射する必要がなくなる．3点A，B，Cの位置は測定用レーザマーカ のみで測定する．△ABCの内角(θAB，∠A，∠B)と辺(AB，AC，BC)は，三角法によって求まる．

■この方法は回転中心の設定が困難な場合，回転中心が変動する場合に適している．例えば，三 脚での中心点設定調整が困難な状況下での動作，｢肩関節の挙上｣動作で中心が移動する動作で 用いる．中心用レーザマーカを中心点に合わせる三脚調整作業は，測定用レーザマーカをアー ム上に動かして照射させる作業に比べて，はるかに時間がかかる．よって，この測定法は測定 作業の迅速化も図れる．

[3] 奥行き測定法

奥行き測定法とは，形態測定(2.1.3節[3])においても説明したように，表面の一部分が他の部分 よりも飛び出ているときの高低の差(凹凸の差，深さ)を測定する場合に使う方法である．

測定用の主測定用レーザマーカAを図2.17(a)に示すように，①A点から直角にF点に照射させ る．次に，②アームに対し角度αを持った副測定用レーザマーカBをアーム上で移動させて，B 点からF点に照射させる．③このF点で2点のスポット光を合致させる．これによって，④底辺 ABをもつ直角三角形△ABFが形成される．

_(a) レーザマーカを移動させる _(b) レーザマーカを回転させる

図2.17 奥行き測定(Susato，2013)

(a) 主レーザマーカ(Main Laser Marker)を，A点から直角にF点に照射させ，ア

α α

(Main) A B

(Sub.) C

(Main) D E

F G

H I

90° 90°

Subject

Laser Marker

(Sub.) Sliding FI

Arm

α α

(Main) C D (Sub.)

F G

H I

90° δ 90°

Laser Marker

Subject

(Main) A B (Sub.)

Rotating FI

Arm

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ームに対し角度αを持った副レーザマーカ(Sub. Laser Marker)を，B点からF 点に照射させる．F点で2個のスポット光を合致させ，直角三角形△ABFを 形成させる．次に，主レーザマーカを C点に移動させ，そこからI点に照射 させ，副レーザマーカをE点からI点に照射させ直角三角形△CEIを形成さ せる． △ABFと△CEIの2個の三角形から，距離AFとCIの差FI(奥行き 量：FI = CI − AF)が求まる．

(b) 副レーザマーカをD点からE点に移動する代わりに，D点での設定角度をα からδに変えて，I点で焦点合致を行い，奥行き量を測定する．△ABFと△

CDIの2個の三角形から，距離AFとCIの差FI(奥行き量：FI = CI − AF)が 求まる．

次に，⑤主測定用レーザマーカAをC点に移動させ，⑥そこからI点に照射させ，⑦副測定用 レーザマーカBをE点からI点に照射する．よって，⑧底辺CEをもつ直角三角形△CEIが形成 される．

注：この図では，距離CEは距離ABより大きくなっている．もし，辺CDがABと同一 の距離であると仮定すると(つまり，CE＝CD)，スポット光はI点とH点の2点に分か れて当たり，焦点合致はできなくなる．

⑨△ABFと△CEIの2個の三角形から，距離AFと距離CIの差FIが求まる(FI = CI − AF)．

これが奥行き量となる(その計算の中で，A，B，C，E点における変数rとθが使われる)．

奥行き測定法には別法がある．図2.17(b)に示すように，D点での設定角度をαからδに変えた 場合でも，奥行き量は測られる．ところが，実際には，設定変更した角度をアーム上でそのつど 測定することは著しく困難な作業になるため，このような使用法は限定的なものになる．

■この機能は，照射面の段差量・凹凸の有無・平面度の検査等にも使用できる．