JP3441025B2 - 光検出装置 - Google Patents
光検出装置Info
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- JP3441025B2 JP3441025B2 JP08639995A JP8639995A JP3441025B2 JP 3441025 B2 JP3441025 B2 JP 3441025B2 JP 08639995 A JP08639995 A JP 08639995A JP 8639995 A JP8639995 A JP 8639995A JP 3441025 B2 JP3441025 B2 JP 3441025B2
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- Japan
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- reflecting mirror
- light
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- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、赤外線などの光を検出
すると共に、光の入射方向を検出する光検出装置に関す
る。
すると共に、光の入射方向を検出する光検出装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、光の量を検出すると共に、光の入
射方向を検出するものとして、受光量に比例した信号を
出力する４個の光センサを同一平面上にマトリックス状
に配置し、４個の光センサの受光面の上方を矩形の切欠
きを有する着脱可能な不透明カバーで、各光センサの一
部が同等に隠れるように覆い、４個の光センサの出力信
号を入力とし、２次元的に角度検出信号を出力する信号
処理部を設けたものが開示されている（例えば、実開昭
６２−１６４１４号）。
射方向を検出するものとして、受光量に比例した信号を
出力する４個の光センサを同一平面上にマトリックス状
に配置し、４個の光センサの受光面の上方を矩形の切欠
きを有する着脱可能な不透明カバーで、各光センサの一
部が同等に隠れるように覆い、４個の光センサの出力信
号を入力とし、２次元的に角度検出信号を出力する信号
処理部を設けたものが開示されている（例えば、実開昭
６２−１６４１４号）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来技術で
は、光線の断面積が変化して不透明カバーに設けた切欠
きの面積より小さくなった場合、切欠きから入射した光
線は各光センサを傾斜角に応じた光量で照射することに
ならないので、４個の光センサの出力から出力される角
度検出信号によって光線の入射角を検出することができ
ないという問題があった。また、光線が複数方向から入
射する場合、光線が照射する面積が切欠きの面積より大
きくなるので、入射角と光センサが受光する面積との間
には所定の関係ができず、それぞれの光線の入射方向を
検出出来ないという問題があった。本発明は、光線の断
面積が小さくても、また複数の光線でも光線の入射方向
を検出できる光検出装置を提供することを目的とするも
のである。
は、光線の断面積が変化して不透明カバーに設けた切欠
きの面積より小さくなった場合、切欠きから入射した光
線は各光センサを傾斜角に応じた光量で照射することに
ならないので、４個の光センサの出力から出力される角
度検出信号によって光線の入射角を検出することができ
ないという問題があった。また、光線が複数方向から入
射する場合、光線が照射する面積が切欠きの面積より大
きくなるので、入射角と光センサが受光する面積との間
には所定の関係ができず、それぞれの光線の入射方向を
検出出来ないという問題があった。本発明は、光線の断
面積が小さくても、また複数の光線でも光線の入射方向
を検出できる光検出装置を提供することを目的とするも
のである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するた
め、本発明は、マトリックス状に配列した複数の光検出
素子を備え、前記光検出素子を照射する光線の方向を検
出する光検出装置において、円筒状のパネルと、前記パ
ネルの内側にマトリックス状に配列された前記光検出素
子と、前記光検出素子の内側に設けられ、前記パネルの
中心軸に対して傾き角を持ち、かつ前記中心軸の回りに
回転し得る反射鏡と、前記反射光を回転駆動する駆動装
置と、前記反射鏡を照射した入射光の反射光を検出した
前記光検出素子の位置と前記反射鏡の基準位置からの回
転角とから前記入射光の方向を演算する演算装置とを備
えたものである。また、前記光検出素子と前記反射鏡と
の間に前記反射鏡の回転に同期して回転するスリット円
筒と、前記スリット円筒に前記反射鏡に対して垂直方向
の位置に上下方向に伸びるスリットを設けたものであ
る。また、前記パネルの上部に支持され、焦点が前記反
射鏡の鏡面上に結ぶ複数のレンズ体をマトリックス状に
配列し、前記反射鏡の上部を覆うドーム状の集光レンズ
を備えたものである。
め、本発明は、マトリックス状に配列した複数の光検出
素子を備え、前記光検出素子を照射する光線の方向を検
出する光検出装置において、円筒状のパネルと、前記パ
ネルの内側にマトリックス状に配列された前記光検出素
子と、前記光検出素子の内側に設けられ、前記パネルの
中心軸に対して傾き角を持ち、かつ前記中心軸の回りに
回転し得る反射鏡と、前記反射光を回転駆動する駆動装
置と、前記反射鏡を照射した入射光の反射光を検出した
前記光検出素子の位置と前記反射鏡の基準位置からの回
転角とから前記入射光の方向を演算する演算装置とを備
えたものである。また、前記光検出素子と前記反射鏡と
の間に前記反射鏡の回転に同期して回転するスリット円
筒と、前記スリット円筒に前記反射鏡に対して垂直方向
の位置に上下方向に伸びるスリットを設けたものであ
る。また、前記パネルの上部に支持され、焦点が前記反
射鏡の鏡面上に結ぶ複数のレンズ体をマトリックス状に
配列し、前記反射鏡の上部を覆うドーム状の集光レンズ
を備えたものである。
【０００５】
【作用】上記手段により、光検出素子を円筒状に、かつ
マトリックス状に配列し、反射鏡を照射する入射光の反
射光を検出した光検出素子の高さと、反射光を検出した
光検出素子の基準位置からの角度と、反射鏡の基準位置
からの回転角とを検出するようにしてあるので、反射鏡
の傾き角、反射鏡の中心までの高さ、光検出素子と反射
鏡の中心との間の距離を決めておけば、演算により入射
光の仰角と方位角を求めることができる。
マトリックス状に配列し、反射鏡を照射する入射光の反
射光を検出した光検出素子の高さと、反射光を検出した
光検出素子の基準位置からの角度と、反射鏡の基準位置
からの回転角とを検出するようにしてあるので、反射鏡
の傾き角、反射鏡の中心までの高さ、光検出素子と反射
鏡の中心との間の距離を決めておけば、演算により入射
光の仰角と方位角を求めることができる。
【０００６】
【実施例】以下、本発明を図に示す実施例について説明
する。図１は本発明の第１の実施例を示す斜視図であ
る。図において、１は地面に対して傾けて上方に向けた
平面鏡からなる反射鏡、２は反射鏡１を回転する駆動装
置で、基準位置からの反射鏡１の回転角を検出出来るよ
うにしてある。３は反射鏡１の周囲に、反射鏡１の回転
軸Ｚを中心軸とする円筒状のパネルで、内側にマトリッ
クス状に複数の光検出素子４を貼りつけてある。反射鏡
１の基準位置からの回転角と各光検出素子４の検出出力
は演算装置５に入力され、光が照射された光検出素子４
のパネル３上の位置が検出されるようにしてある。入射
光Ｌ1 が反射鏡１に入射して反射すると、反射光Ｌ2 は
パネル３の内面に貼りつけた光検出素子４を照射し、光
を受けた光検出素子４からの検出出力により、パネル３
上の反射光Ｌ2 が照射した位置がわかる。入射光Ｌ1 の
入射方向は、反射鏡１の中心での基準位置からの仰角と
方位角によって決められる。
する。図１は本発明の第１の実施例を示す斜視図であ
る。図において、１は地面に対して傾けて上方に向けた
平面鏡からなる反射鏡、２は反射鏡１を回転する駆動装
置で、基準位置からの反射鏡１の回転角を検出出来るよ
うにしてある。３は反射鏡１の周囲に、反射鏡１の回転
軸Ｚを中心軸とする円筒状のパネルで、内側にマトリッ
クス状に複数の光検出素子４を貼りつけてある。反射鏡
１の基準位置からの回転角と各光検出素子４の検出出力
は演算装置５に入力され、光が照射された光検出素子４
のパネル３上の位置が検出されるようにしてある。入射
光Ｌ1 が反射鏡１に入射して反射すると、反射光Ｌ2 は
パネル３の内面に貼りつけた光検出素子４を照射し、光
を受けた光検出素子４からの検出出力により、パネル３
上の反射光Ｌ2 が照射した位置がわかる。入射光Ｌ1 の
入射方向は、反射鏡１の中心での基準位置からの仰角と
方位角によって決められる。
【０００７】図２は仰角を求める時の原理を示す説明図
である。入射光Ｌ1 の水平面からの角度（仰角）をθ、
反射光Ｌ2 の水平面からの角度をθ’、反射鏡１の水平
面からの角度をα、反射鏡１の中心までの高さをＨ、光
検出素子４と反射鏡１の中心との間の距離をＲ、反射光
Ｌ2 を検出した光検出素子４の高さをＰとすると、仰角
θは、 θ＝１８０−θ’−２α （度） θ’＝ｔａｎ-1｛（Ｐ−Ｈ）／Ｒ｝ （度） であるから、 θ＝１８０−ｔａｎ-1｛（Ｐ−Ｈ）／Ｒ｝−２α となり、反射鏡１の角度α、反射鏡１の中心までの高さ
Ｈ、光検出素子４と反射鏡１の中心との間の距離Ｒを決
めておけば、反射光Ｌ2 を検出した光検出素子４の高さ
Ｐを求めることにより、入射光Ｌ1 の仰角θを求めるこ
とが出来る。図３は方位角を求める時の原理図である。
入射光Ｌ1 の基準位置からの反射鏡１の回転軸を中心と
した角度（方位角）をφ、反射光Ｌ2 を検出した光検出
素子４の基準位置からの回転軸を中心とした角度を
φ’、反射鏡１の基準位置からの回転軸を中心とした角
度をβとすると、方位角φは、 φ＝１８０−（２β＋φ’） （度） となり、反射鏡１の基準位置からの回転軸を中心とした
角度βを駆動装置２によって検出し、反射光Ｌ2 を検出
した光検出素子４の基準位置からの回転軸を中心とした
角度φ’を検出することによって、入射光Ｌ1 の基準位
置からの反射鏡１の回転軸を中心とした方位角φを求め
ることが出来る。したがって、反射光Ｌ2 を検出した光
検出素子４の高さＰと、反射鏡１の基準位置からの回転
角βと、反射光Ｌ2 を検出した光検出素子４の角度φ’
が複数ある場合は、複数の入射光があることになり、同
時にそれぞれの入射光Ｌ1 の仰角θと方位角φを求める
ことが出来る。
である。入射光Ｌ1 の水平面からの角度（仰角）をθ、
反射光Ｌ2 の水平面からの角度をθ’、反射鏡１の水平
面からの角度をα、反射鏡１の中心までの高さをＨ、光
検出素子４と反射鏡１の中心との間の距離をＲ、反射光
Ｌ2 を検出した光検出素子４の高さをＰとすると、仰角
θは、 θ＝１８０−θ’−２α （度） θ’＝ｔａｎ-1｛（Ｐ−Ｈ）／Ｒ｝ （度） であるから、 θ＝１８０−ｔａｎ-1｛（Ｐ−Ｈ）／Ｒ｝−２α となり、反射鏡１の角度α、反射鏡１の中心までの高さ
Ｈ、光検出素子４と反射鏡１の中心との間の距離Ｒを決
めておけば、反射光Ｌ2 を検出した光検出素子４の高さ
Ｐを求めることにより、入射光Ｌ1 の仰角θを求めるこ
とが出来る。図３は方位角を求める時の原理図である。
入射光Ｌ1 の基準位置からの反射鏡１の回転軸を中心と
した角度（方位角）をφ、反射光Ｌ2 を検出した光検出
素子４の基準位置からの回転軸を中心とした角度を
φ’、反射鏡１の基準位置からの回転軸を中心とした角
度をβとすると、方位角φは、 φ＝１８０−（２β＋φ’） （度） となり、反射鏡１の基準位置からの回転軸を中心とした
角度βを駆動装置２によって検出し、反射光Ｌ2 を検出
した光検出素子４の基準位置からの回転軸を中心とした
角度φ’を検出することによって、入射光Ｌ1 の基準位
置からの反射鏡１の回転軸を中心とした方位角φを求め
ることが出来る。したがって、反射光Ｌ2 を検出した光
検出素子４の高さＰと、反射鏡１の基準位置からの回転
角βと、反射光Ｌ2 を検出した光検出素子４の角度φ’
が複数ある場合は、複数の入射光があることになり、同
時にそれぞれの入射光Ｌ1 の仰角θと方位角φを求める
ことが出来る。
【０００８】図４は本発明の第２の実施例を示す斜視図
である。図において、６はスリット円筒で、第１の実施
例で示したパネル３の内側に設けた光検出素子４と反射
鏡１との間に、反射鏡１と同期して駆動装置２によって
回転し得るようにしてある。スリット円筒６には、反射
鏡１に対して垂直方向の位置に、上下方向に伸びる１個
のスリット６１を設けてある。この場合、入射光Ｌ1 が
どの方向から反射鏡１に入射しても、反射鏡１が回転し
て入射光Ｌ1 の方向が反射鏡１に対して垂直な方向にあ
る時だけ、反射光りＬ2 がスリット６１を通って光検出
素子４を照射するので、反射光Ｌ2 を検出した光検出器
４の基準位置からの角度φ’が入射光Ｌ1 の方位角φと
なる。図５は本発明の第３の実施例を示す側断面図であ
る。図において、７は反射鏡１の上部を覆うドーム状の
集光レンズで、第１の実施例で示したパネル３の上部に
支持されている。集光レンズ７は複数のレンズ体７１を
マトリックス状に配列し、各レンズ体７１の焦点は反射
鏡１の鏡面上に結ぶようにしてある。したがって、反射
鏡１に入射される光が効率的に反射鏡１の鏡面上に導か
れ、エネルギー密度の低い光でも、入射光の方向の検知
精度を高くすることができる。
である。図において、６はスリット円筒で、第１の実施
例で示したパネル３の内側に設けた光検出素子４と反射
鏡１との間に、反射鏡１と同期して駆動装置２によって
回転し得るようにしてある。スリット円筒６には、反射
鏡１に対して垂直方向の位置に、上下方向に伸びる１個
のスリット６１を設けてある。この場合、入射光Ｌ1 が
どの方向から反射鏡１に入射しても、反射鏡１が回転し
て入射光Ｌ1 の方向が反射鏡１に対して垂直な方向にあ
る時だけ、反射光りＬ2 がスリット６１を通って光検出
素子４を照射するので、反射光Ｌ2 を検出した光検出器
４の基準位置からの角度φ’が入射光Ｌ1 の方位角φと
なる。図５は本発明の第３の実施例を示す側断面図であ
る。図において、７は反射鏡１の上部を覆うドーム状の
集光レンズで、第１の実施例で示したパネル３の上部に
支持されている。集光レンズ７は複数のレンズ体７１を
マトリックス状に配列し、各レンズ体７１の焦点は反射
鏡１の鏡面上に結ぶようにしてある。したがって、反射
鏡１に入射される光が効率的に反射鏡１の鏡面上に導か
れ、エネルギー密度の低い光でも、入射光の方向の検知
精度を高くすることができる。
【０００９】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、反
射光を検出した光検出素子の高さと、反射鏡の基準位置
からの回転角と、反射光を検出した光検出素子の角度を
求めることにより、入射光の方向を求めることができる
ので、入射光の断面積が小さくても、また複数の方向か
ら入射する光でも、光線の入射方向を検出でき、広範囲
の光線の方向を検出できる光検出装置を提供できる効果
がある。
射光を検出した光検出素子の高さと、反射鏡の基準位置
からの回転角と、反射光を検出した光検出素子の角度を
求めることにより、入射光の方向を求めることができる
ので、入射光の断面積が小さくても、また複数の方向か
ら入射する光でも、光線の入射方向を検出でき、広範囲
の光線の方向を検出できる光検出装置を提供できる効果
がある。
【図１】 本発明の第１の実施例を示す斜視図である。
【図２】 本発明の第１の実施例の入射光の仰角を示す
説明図である。
説明図である。
【図３】 本発明の第１の実施例の入射光の方位角を示
す説明図である。
す説明図である。
【図４】 本発明の第２の実施例を示す斜視図である。
【図５】 本発明の第３の実施例を示す側断面図であ
る。
る。
１ 反射鏡、２ 駆動装置、３ パネル、４ 光検出素
子、５ 演算装置、６スリット円筒、６１ スリット、
７ 集光レンズ、７１ レンズ体
子、５ 演算装置、６スリット円筒、６１ スリット、
７ 集光レンズ、７１ レンズ体
フロントページの続き
(72)発明者 椛島 武文
福岡県北九州市八幡西区黒崎城石２番１
号 株式会社 安川電機内
(56)参考文献 特開 平４−115112（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−169014（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−79836（ＪＰ，Ａ)
実開 昭60−79128（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭62−16414（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01J 1/00 - 1/60
G01C 1/00
Claims (3)
- 【請求項１】 マトリックス状に配列した複数の光検出
素子を備え、前記光検出素子を照射する光線の方向を検
出する光検出装置において、円筒状のパネルと、前記パ
ネルの内側にマトリックス状に配列された前記光検出素
子と、前記光検出素子の内側に設けられ、前記パネルの
中心軸に対して傾き角を持ち、かつ前記中心軸の回りに
回転し得る反射鏡と、前記反射光を回転駆動する駆動装
置と、前記反射鏡を照射した入射光の反射光を検出した
前記光検出素子の位置と前記反射鏡の基準位置からの回
転角とから前記入射光の方向を演算する演算装置とを備
えたことを特徴とする光検出装置。 - 【請求項２】 前記光検出素子と前記反射鏡との間に前
記反射鏡の回転に同期して回転するスリット円筒と、前
記スリット円筒に前記反射鏡に対して垂直方向の位置に
上下方向に伸びるスリットを設けた請求項１記載の光検
出装置。 - 【請求項３】 前記パネルの上部に支持され、焦点が前
記反射鏡の鏡面上に結ぶ複数のレンズ体をマトリックス
状に配列し、前記反射鏡の上部を覆うドーム状の集光レ
ンズを備えた請求項１または２記載の光検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08639995A JP3441025B2 (ja) | 1995-03-17 | 1995-03-17 | 光検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08639995A JP3441025B2 (ja) | 1995-03-17 | 1995-03-17 | 光検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08261820A JPH08261820A (ja) | 1996-10-11 |
| JP3441025B2 true JP3441025B2 (ja) | 2003-08-25 |
Family
ID=13885801
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08639995A Expired - Fee Related JP3441025B2 (ja) | 1995-03-17 | 1995-03-17 | 光検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3441025B2 (ja) |
-
1995
- 1995-03-17 JP JP08639995A patent/JP3441025B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08261820A (ja) | 1996-10-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |