レーザ変位センサ 用途に応じた種類や選び方
目次
レーザ変位センサとは
レーザ変位センサは、レーザ光を利用して、物体の変位(位置の変化)、距離および位置を高精度で測定するセンサです。この技術は、主にレーザ三角測量の原理に基づいており、高速かつ高精度な測定が可能です。
測定原理 三角測量式
三角測量式レーザセンサは、可視光線の点を測定対象物の表面に投影するレーザダイオードを採用しています。反射される光線は、受光レンズを介して、位置感度を有するディテクターに投影されます。光点の位置が変化すると、ディテクター上の変化がトレースされ、解析されます。これにより、測定対象物までの距離や変位を非接触で測定します。

他の測定原理との比較
レーザ変位センサでは主に「三角測量方式」が使用されていますが、同じ「光」を利用した変位センサには、他の測定原理が用いられています。以下に、レーザ変位センサと比較されることも多い「共焦点式センサ」および「干渉計」に用いられている測定原理と、三角測量式との違いを簡単にご紹介します。
共焦点方式
多色光(白色光)を使用し、特殊な光学系で波長ごとに分解して測定対象物に結像点を形成します。各波長は特定の距離に対応しており、対象物の表面で反射した光の波長を検出することで距離を測定する方式です。
白色干渉方式
干渉方式では、光の干渉現象を利用して距離や厚みを測定します。光が測定対象物に照射されると、反射光が干渉縞を形成します。この干渉縞の変化を解析することで、対象物の距離や厚さをナノメートルレベルの精度で測定することができます。
| 三角測量方式 | 共焦点方式 | 干渉方式※ | |
|---|---|---|---|
| 特長 |
幅広い用途に対応可能 高速応答性と高信頼性 コストパフォーマンスが高い |
高精度かつ高速測定 透明体や光沢面にも対応 小型で狭いスペースにも設置可能 真空環境対応モデルあり |
超高精度測定 多層構造物や動く対象物の測定に強い |
| 測定範囲 | 2mm~1000mm | 0.1 mm~30 mm | 2.1 mm |
| 測定レート | 最大75 kHz | 最大30 kHz | 最大6 kHz |
| 測定精度 | 高精度 | 超高精度 | 超高精度 |
| 測定対象物 |
一般的な表面 セラミック / プラスチック / 金属など 赤熱金属や有機対象物、透明な対象物など |
あらゆる表面の高精密な変位・距離測定、制御 ガラスなど透明対象物 |
ガラス / 鏡面 / 金属 / フィルム・コーティング材 / 光学系など |
| コスト | 比較的安価 | 高価 | 非常に高価 |
※Micro-Epsilonの提供する白色干渉計は、一般的なレーザー干渉計の差動原理とは異なり、拡大された波長スペクトルを使用しており、動く測定対象物に対しても、最高精度の絶対測定を可能にしています。
レーザ変位センサは、汎用性が高く、価格と性能のバランスが良いため、幅広い産業用途で使用されています。一方、共焦点式センサや干渉計は、超高精度を求められる用途や、特殊な測定対象に特化した用途で選ばれます。
レーザ変位センサの特長
レーザ変位センサには、以下のような特長があります。

- 非接触測定:対象物に触れることなく測定可能
- 高速測定:最大75kHzの測定レートを有する製品もあり、高速測定が可能
- 高精度:微小な変位や形状測定において優れた性能を発揮
- 多様な用途への適応性:さまざまな材質や表面特性の対象物に対応
- 幅広い測定距離:数ミリから数メートルの測定距離に対応可能
- 高い設置の自由度:小型で軽量なモデルが多く、狭いスペースにも設置可能
このような多くのメリットから、レーザ変位センサは、研究開発や製造業のオートメーションなど、幅広い分野で使用されています。
レーザ変位センサでできること

レーザ変位センサは、その非接触性、高速性、高精度という特長を活かし、さまざまな産業分野において、寸法・厚みの測定や位置決め、表面検査などの品質管理プロセスにおいて、重要な役割を果たしています。
以下に実際のアプリケーション例をいくつかご紹介します。
| 寸法測定 |
全自動レーザ溶接時の距離制御 鋼板までの距離を高精度で測定し、溶接ヘッドを |
![]() |
|---|---|---|
|
高速線路の摩耗測定 軌道までの距離を高い測定レートで検出し、 |
![]() |
|
|
車体と地面の距離測定 様々な状況の地面を高い測定レートで検出して、ライドハイトを精密に測定 |
![]() |
|
| 位置決め |
ロボット用途での位置検知 自動加工プロセスにおける、精確な位置決め |
![]() |
|
3Dプリンターのヘッド位置検知 プリンタヘッドの精密な位置決め |
![]() |
|
| 厚み測定 |
被覆された電極の厚さ測定 サブマイクロメートル範囲の測定分解能により、 |
![]() |
|
タイヤの形状測定 黒い表面でも高速かつ正確に測定可能 |
![]() |
|
| 品質管理 |
組み立て工程における高分解能検査 プリント回路基板組み立てにおける部品有無、 |
![]() |
このように、レーザ変位センサは各種の製造ライン、ロボットエンジニアリング、エレクトロニクス、鉄道インフラなど、多岐にわたる分野で、最終製品の品質と性能を支えています。
レーザ変位センサの種類と特長
レーザ変位センサは、光源の特性や用途に応じてさまざまな種類に分類されます。それぞれ、測定対象の材質や形状に適した特性を持ち、用途に応じたものを選択することが重要です。

| センサの種類 | 特長 | 測定対象物の例 |
|---|---|---|
| レーザポイントセンサ |
|
セラミック、プラスチック、マットな金属など、拡散反射する測定対象物 |
| レーザラインセンサ |
|
粗く模様のある金属表面 プラスチックや木などの有機物質 レーザが物質を貫通する対象物 |
| 青色レーザセンサ |
|
透明体(ガラス、フィルム)、 赤熱金属、有機対象物など |
| ロングレンジセンサ |
|
大きな測定範囲を必要とするもの 測定対象物までの距離が長いもの |
| 直接反射型センサ |
|
反射プラスチック、ミラー ガラス、研磨された金属面などの鏡面 |
抑えておきたい3つの「精度」
レーザ変位センサを選ぶ際、多くの方が注目する「精度」ですが、この「精度」にはいくつかの異なる指標があります。

主に「繰り返し精度」「直線性」「分解能」の3つが挙げられ、それぞれ異なる観点からセンサの性能を評価しています。
活用したい用途によって、重視すべき指標が異なるケースも多く、レーザ変位センサを選ぶ際にはこれらの違いを事前に理解しておくことも重要です。
以下に、それぞれの指標について解説します。
繰り返し精度 (Repeatability)
繰り返し精度とは、同じ条件下で同じ対象物を複数回測定したときに、同じ測定値が得られる度合いを意味します。これは、測定値がどれだけ一貫しているかを示す指標で、測定値のバラつきが小さいほど、繰り返し精度が高いといえます。
【例】
あるふたつのセンサ(センサA / センサB)を用いて、高さが「10.000 mm」の物体をそれぞれ10回測定した場合、測定値が以下のような結果になったとします。

上記の例から、センサAの測定結果は、値のばらつきが小さいことを示しています。この場合、センサAの方が、繰り返し精度が高いセンサであるといえます。
直線性 (Linearity)
本来、センサの入力(例:距離)が変化すると、出力(電圧・電流・デジタル)もそれに応じて直線的に変化することが理想です。
しかし、実際には、入力と出力の関係は完全な直線にはならず、わずかなズレやバラつきが生じます。直線性とは、理想的な直線(入力と出力が完全に比例する関係)に対して、実際のセンサの出力がどれだけずれているかの最大値を指します。この値が小さいほど、センサの測定値は理想値(真の値)に近いといえ、測定範囲全体での精度を評価する重要な指標となります。

分解能 (Resolution)
センサが識別できる最小の変化量を示す指標です。測定値の変化をどの程度細かく分解して検出できるかを表し、分解能が高いほど、小さな変化も捉えることが可能になりますが、これは、絶対精度に直接影響を与えるものではありません。
この分解能は、センサから出力されるシグナルに乗るノイズの影響を受け、ノイズの振幅(上下の揺れ幅)はセンサが検出できる最小の変化量、つまり分解能の限界を決定します。

レーザ変位センサを選ぶ際のポイント

レーザ変位センサは、用途や測定条件に応じて最適な製品を選ぶことが重要です。
何を測定するのか?どの程度の距離が必要なのか?重視すべき「精度」は何か?などを事前にイメージしておくことで、測定効率や測定精度を最大限に引き出すことができます。
ここでは、選定時に押さえておきたい5つのポイントを整理しています。
測定対象物
測定対象物の材質や表面特性に応じて、最適なセンサを選択することが重要です。
詳細は前述の「レーザ変位センサの種類と特長」をご参照ください。
測定距離
測定タスクの中には、大きな測定範囲を必要とするものや、測定対象物までの距離が長いものがあります。このような要素も、センサ選びで見逃せないポイントです。長距離測定には、ロングレンジ型のセンサを選びましょう。

測定精度
想定用途に対して最適な精度の考え方

レーザ変位センサを選ぶ際、想定している用途に対して、どの「精度」を重視すればよいのか、についてのイメージを持つことも大切です。
ひとつの検討材料として、以下に各「精度」が重視される用途例をまとめてみました。
| 重視される用途 | 例 | |
|---|---|---|
| 繰り返し精度 | 同一条件下での測定値の一貫性が求められる場合、 ばらつきがあると品質管理が不安定になるようなケース | 製造ラインでの部品検査、 同一条件下での品質管理 |
| 直線性 | 測定範囲全体にわたる正確さが求められる場合 | ロボットアームやCNC機械の位置決め |
| 分解能 | 微小な変化を検出できないと目的の測定が達成できない場合 | 表面粗さの測定、微小な振動や変位の検出、ナノテクノロジー分野の測定 |
| 複数の精度 | 上記3つの精度すべてが求められるケース | 医療機器の開発、半導体製造装置、光学部品の検査 |
また、カタログに記載されている各スペックは、メーカーによって平均化の有無や回数、測定レートが異なる点にも注意が必要です。平均化回数が多いほど、スペック上の数値は良くなりますが、実際のアプリケーションにおいて同精度が実現できるとは限りません。

測定レート
測定レートも考慮すべき重要な要素です。下記のような用途においては特に、高い測定レートが必要となります。
- 高速制御・位置決めタスク
- 反射率の低い表面
- 振動のモニタリング
また、センサによっては、各種の表面補正機能を有するものもあります。これらの機能は、測定対象物の表面状態が変化する場合でも、高い測定レートで安定した測定結果を得る上で役立ちます。
その他環境条件
下記のような測定環境の条件も、センサ選びにおいて重要な要素です。

●温度
温度安定性も重要な要素です。そのため、センサの材質についても、注意が必要です。アルミハウジングは、温度に対する耐性が高く、放熱性にも優れており、安定した測定に寄与します。
●耐衝撃性・耐振動性
工場などの環境では、センサが衝撃や振動にさらされる可能性があります。そのため、耐衝撃性や耐振動性に優れたセンサを選ぶ必要があります。
●外部光の有無
外乱光 (周囲光) が強い環境で使用する場合や、レーザ溶接などの用途では、外部光の影響を受けにくいセンサが適しています。
Micro-Epsilonのレーザ変位センサ
optoNCDTシリーズ

最後に、Micro-Epsilonのレーザ変位センサ、optoNCDTシリーズをご紹介します。
optoNCDTシリーズは、非接触で高精度な測定を実現する革新的なセンサで、業界における数々のマイルストーンを築いてきました。
このシリーズの主な特長は、高い精度と柔軟性、コンパクトな設計、機能性です。現在、70種類以上の標準モデルをラインアップしており、2mmから1000mmまでの幅広い測定範囲に対応しています。
さらに、赤色レーザや青色レーザを採用したレーザポイントセンサや、粗面や構造物の表面に適したレーザラインセンサなど、多様な測定対象物や表面に対応できる技術を備えています。このため、オートメーション、インライン品質検査、機械製造など、さまざまな産業分野で確かな信頼性を発揮しています。
製品選定に関してお悩みの際は、当社の専門スタッフが最適なソリューションをご提案します。詳細については、ぜひお気軽にお問い合わせください。
Micro-Epsilon社について

Micro-Epsilonは、1968年にドイツで創業した精密センサ技術のリーディングカンパニーです。その長い歴史の中で培われた高い技術力と信頼性は、成功に不可欠な「正確さ」と「性能」が求められるさまざまな用途において、数々の測定課題を解決し、グローバルで高く評価されています。
レーザ変位センサの
関連プレゼンテーション
関連記事
3Dスキャナーとは? 種類や活用方、おすすめの関連製品をご紹介します
物体や空間の形状をデジタルデータとして取り込むことができる3Dスキャナー。企業が導入することで製品設計や品質管理の精度向上・効率化が期待できるため、近年の3Dプリンターの普及に相まって需要が高まっています。 そこで今回は、3Dスキャナーの仕組みや種類、活用例や選び方のポイントについてご紹介いたします。おすすめの関連製品についてもご紹介しますので、3Dスキャナーの導入を検討中の企業様はぜひ参考にしてみてください。 ポイント ・3Dスキャナーの仕組みや種類、活用例や選び方のポイントを解説 ・3Dスキャナーの代表的な種類は「接触式3Dスキャナー」「非接触式3Dスキャナー」「据え置きタイプ」「ハンディタイプ」に分類される ・3Dスキャナーのおすすめ関連製品をご紹介
2025年10月08日
品質検査とは? 実施のメリットや効率化に向けた解決策などを解説します。
製造工程全体の質を管理する「品質管理」には、「工程管理」、「品質検査」、「品質改善」という3つの取り組みが含まれます。 また、品質検査を実施しつつも全体の生産量を維持するためには、検査の効率化を実現する必要があります。その一つの有効な手段として挙げられるのが「検査装置」の導入です。 この記事では品質検査の課題に対する検査ソリューションを提供する企業をご紹介しています。
2025年11月06日
分光器とは?仕組みや種類、選び方を解説
研究開発の現場から製造ラインの品質管理、さらには最先端の科学技術まで、幅広い分野で「光」を利用した分析が行われています。光には、物質の成分や状態に関する豊富な情報が含まれており、その情報を解き明かす鍵となるのが「分光器」です。分光器は、目には見えない光の世界を可視化し、高精度なデータへと変換する役割を担っています。 本記事では、分光器の基礎から、その応用、そして最適な分光器を選ぶためのポイントまで、幅広くご紹介します。
2025年10月16日
寸法検査|自動化が求められている背景や検査の方法・手順を解説
寸法検査とは、製品や部品の寸法が仕様書や図面の要求通りに製造されているかを確認する重要な工程です。 この記事では、寸法検査の重要性や方法、手順に加えて、自動化がもたらす製造業界への影響について詳しく解説します。
2025年09月25日
EMC試験とは?試験の種類と重要性・将来展望まで徹底解説
EMC試験は、電子機器や電気機器の安全、信頼性に欠かせない重要な試験です。この記事では、EMC試験とは何かを具体的にご紹介し、試験の種類やなぜこの試験が必要なのかなどを解説します。 あわせて、EMC試験の将来的展望もいくつかお伝えするので、ぜひ参考にしてください。
2025年09月09日
遠心分離機とは?基本の仕組みから運用・メーカーの選び方・メンテナンスなどを解説
遠心分離機は、ただ物を回転させるだけの装置ではありません。この記事では、遠心分離機の仕組み、使い方、rpmの重要性、メーカー選び、バランスの取り方、そして事故防止策までを詳しく解説します。 遠心分離機が何に使われ、どのように私たちの生活や産業に影響を与えているのかをみていきましょう。
2025年09月09日
クリーンルームとは? 用途や4原則、おすすめの関連製品をご紹介します。
微細な工業製品や食品加工における製造工程では欠かすことのできないクリーンルーム。クリーンルームを活用することで、一定の微粒子制限基準により室内の空気を適切な状態に保つことが可能です。 そこで今回は、クリーンルームにおける清浄度のクラス分けや、清浄度を維持するための4原則、そしてクリーンルームの関連おすすめ製品についてご紹介いたします。クリーンルームの導入を検討中の企業様は、ぜひ参考にしてみてください。 ポイント ・クリーンルームの清浄度はISO規格やJIS規格が制定されている ・クリーンルームの清浄度を維持するには4つの原則を守る必要がある ・クリーンルームは用途によって「インダストリアルクリーンルーム」と「バイオロジカルクリーンルーム」に分類される
2025年10月31日
ハイスピードカメラとは?種類・主な用途・選び方などを解説
ハイスピードカメラは、1秒あたりに多くの静止画が撮影でき、スーパースローモーション動画(ハイスピードムービー)の撮影も可能なデジタルカメラの一種です。すばやい動作もなめらかなスロー動画として撮影できるため、スポーツから農業、医療農業まで幅広い分野で活用されています。 この記事では、ハイスピードカメラについて、種類や主な使用用途、選ぶ際のポイントなどをご紹介します。
2025年10月30日
X線検査装置とは?食品製造業の品質管理における応用例や選定ポイント
食品製造業において、異物混入は企業の信頼と存続を脅かす深刻なリスクです。その対策のひとつとして注目されているのが、X線検査装置です。X線検査装置は、製品を壊さずに内部を検査できる技術であり、目視や他の検査方法では見つけにくい異物も高精度で検出可能です。金属、ガラス、石、骨片など、さまざまな異物に対応し、食品の「安全」と「安心」を守るうえで欠かせない存在となっています。本記事では、食品製造業におけるX線検査装置の基礎知識から応用例、装置選定の際のポイントをご紹介します。
2025年09月09日
ハーネスチェッカーとは?選び方やメリット・デメリットについて解説
ハーネスチェッカーは、電気製品の電線の切れや端子の抜けがないか検査をするための機械です。 どのぐらいの電圧に耐えられるかを測定したり、異常のある回路がないかを検査したりします。不良品がないか確認するためには欠かせない検査装置です。 今回は、ハーネスチェッカーの特徴や検査の種類、メリット・デメリットについて解説します。
2025年10月13日
データロガーとは?記録から分析までの完全ガイド
データロガーは、温度や電圧などを精密に記録し、重要な情報を提供する装置です。 この記事では、データロガーの基本的な使い方から、温度や電圧測定、グラフテックやキーエンスなどの主要メーカー、さらには車や熱電対への応用までを幅広く解説。 データロガーの価格や選び方についても触れていきます。
2025年10月11日
膜厚計とは? 測定原理や種類、選び方のポイントを解説します
外壁塗装の厚み測定や自動車の生産ライン、橋梁点検、プラントなどの修理・点検など、多岐にわたる用途で利用されている膜厚計。さまざまなタイプの膜厚計が存在しますが、各種類によって測定原理が異なるため、用途に適した膜厚計を選択することが重要です。 そこで今回は、膜厚計の種類やそれぞれの測定原理・特徴についてご紹介します。膜厚計に関連するおすすめ製品もご紹介していますので、ぜひ参考にしてみてください。 このような方におすすめです ・膜厚計の概要や測定原理について知りたい方 ・代表的な膜厚計の種類と各特徴について詳しく知りたい方 ・膜厚計に関連するおすすめ製品を知りたい方
2025年09月25日
エアリークテスターとは?選び方から導入の流れまで解説
現代の製造業では、製品の気密性や液密性が品質と安全性の確保に欠かせません。容器や配管、自動車部品、医療機器など、液体や気体を封じ込める製品では、微小な漏れが性能低下や機能不全、さらにはリコールや事故につながるリスクがあります。こうしたリスクを防ぎ、製品の信頼性を高めるために、リークテストは製造ラインの重要な工程となっています。 エアリークテスター(Air Leak Tester)は、加圧・減圧による圧力変化を数値化して漏れ量を定量的に測定できるため、単なる合否判定を超えた精密な品質管理が可能です。不良率の解析やトレーサビリティの確保も容易になり、製品の信頼性向上に大きく貢献します。
2025年09月08日
超音波膜厚計とは?原理や種類、選び方から導入の流れまで解説
製造現場における品質管理や、インフラ設備のメンテナンスにおいて、製品や部材の厚さを正確に測定することは極めて重要です。超音波膜厚計は、対象物を破壊することなく、迅速かつ高精度に厚さを測定できる非破壊検査機器として、幅広い産業で活用されています。 本記事では、超音波膜厚計の導入を検討されている製造業のご担当者様に向けて、その基本的な原理から主な用途、選定のポイント、導入後の運用フローまで、網羅的にご紹介します
2025年10月17日
3Dセンサーとは? 仕組みや測定の種類、活用事例について解説します
3Dセンサー技術は製造業をはじめとして、様々な分野でその価値を発揮しています。今回の記事では、3Dセンサーの基本原理からその多様な応用例までを詳しく解説し、この先端技術がもたらす可能性に焦点を当てます。 3Dセンサーの種類や特徴、利点と課題、そして未来の展望について理解を深めることで、この技術が秘めた将来性について把握できるようになるでしょう。 このような方におすすめです ・3Dセンサーの概要やメリットについて知りたい方 ・3Dセンサーにおける測定別の種類について知りたい方 ・3Dセンサーの具体的な活用事例について知りたい方
2025年09月05日
近赤外分光法(NIR)とは? 応用分野や赤外分光法(IR)との比較を解説
近赤外分光法(NIR)は、物質に近赤外光を照射し、その相互作用から物質の組成や構造を分析する非破壊的な手法です。従来の分析手法と比較して、前処理が不要で迅速な測定が可能という特長を持ち、品質管理や成分分析など幅広い分野で活用されています。 本記事では、近赤外分光法の基本原理から応用分野まで、その特徴や赤外分光法(IR)との違いについて詳しく解説します。
2025年09月16日
スプレードライとは? 特徴・工程プロセス・応用例を解説
スプレードライ(噴霧乾燥)は、液体原料を熱風中で瞬間的に乾燥させて粉末を製造する産業技術です。工程の簡略化、優れた粉体特性、高い処理能力などの特長を持ち、食品、医薬品、化学製品など幅広い分野で活用されています。 本記事では、スプレードライの特徴やメリット、工程プロセス、さらに具体的な応用例について解説します。
2025年09月12日
ロータリーエバポレーター 蒸留の原理や使用時の注意点について解説
ロータリーエバポレーターは、成分の濃縮や溶媒の除去などの目的で使用される装置です。化学、製薬、食品分野などで広く利用されています。しかし、適切に使用しないと突沸が生じるリスクがあります。本記事では、ロータリーエバポレーターの蒸留の原理や具体的な用途例、基本構成、使用時の注意点について詳しく解説します。
2025年09月12日
高精度圧力計・圧力測定器の種類・メーカーの選び方
高精度デジタル圧力計・測定器は、産業界や研究分野で不可欠な計測機器です。従来のアナログ式と比べ、高い精度と使いやすさを兼ね備え、多様な用途に対応します。 本記事では、圧力計の基本から高精度デジタル圧力計の特徴、用途、選び方まで詳しく解説します。
2025年09月09日
微差圧とは?測定方法や計測器、有用性を解説
昨今、多くの業界で、製品の小形化・高精度化・高効率化が求められており、様々な新しい計測ニーズが生まれています。「微差圧」もその例外ではありません。微差圧の正確な把握は、製品の付加価値を高め、競争力を強化する為にも重要な要素となります。
2025年09月09日







