JP5131177B2 - 光学式角度センサ - Google Patents
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Description
前記球面形状部の頂点に向けて光を照射する光源と、前記球面形状部の頂点近傍に形成された前記色パターン上で反射した光を集光する光学レンズと、前記光学レンズで集光された光の強度を検出する多画素光センサとを備え、前記色パターンは、Pan方向とTilt方向にそれぞれ対応づけられた第一の色成分からなる第一の色パターンと第二の色成分からなる第二の色パターンを含み、前記多画素光センサで検出された前記第一の色パターンのPan方向の移動量を測定してPan方向角度を算出し、前記多画素光センサで、前記第二の色パターンを前記第一の色パターンから分離検出してTilt方向の移動量を測定してTilt方向角度を算出するものである。
図1は、本発明の実施の形態1における光学式角度センサの概略図である。
実施の形態1ではPAN、TILTの2軸方向に利用した場合について述べたが、実施の形態2では、PAN、TILT方向の回転角度の測定に加え、Rotation軸の回転角度も測定する場合について説明する。
従って、色パターンと遮光フィルターのピッチは一定で決まっているので、モアレ縞のピッチを測定することで傾きθを測定することができる。
2,42 撮像素子部
3,43 半球面体部
4,44 色パターン
5,45 光源
6,46 レンズ
7,48 多画素光センサ
47 遮光フィルター
Claims (10)
- 球面形状を一部に有し、当該球面形状部に少なくとも2色以上からなる色パターンが形成された測定対象部と、
前記球面形状部の頂点に向けて光を照射する光源と、
前記球面形状部の頂点近傍に形成された前記色パターン上で反射した光を集光する光学レンズと、
前記光学レンズで集光された光の強度を検出する多画素光センサとを備え、
前記色パターンは、Pan方向とTilt方向にそれぞれ対応づけられた第一の色成分からなる第一の色パターンと第二の色成分からなる第二の色パターンを含み、前記多画素光センサで検出された前記第一の色パターンのPan方向の移動量を測定してPan方向角度を算出し、前記多画素光センサで、前記第二の色パターンを前記第一の色パターンから分離検出してTilt方向の移動量を測定してTilt方向角度を算出する光学式角度センサ。 - 前記色パターンが、特定形状のマーカーを周期的に繰り返して配置されたことを特徴とする請求項1記載の光学式角度センサ。
- 前記特定形状のマーカーが、円形状もしくは四角形状もしくは三角形状もしく十字形状もしくは星形状である請求項2記載の光学式角度センサ。
- 前記色パターンは、さらに、Rotation方向に対応づけられた第三の色成分からなる第三の色パターンを含み、前記多画素光センサで、前記第三の色パターンを前記第一および第二の色パターンから分離検出してRotation方向の移動量を測定してRotation方向角度を算出する請求項1に記載の光学式角度センサ。
- 青色と赤色と緑色成分から形成された前記色パターンと、青色と赤色と緑色フィルターを周期的に各画素上に配置した前記多画素光センサとを備えた請求項4に記載の光学式角度センサ。
- 格子状に形成された前記第三の色成分からなる第三の色パターンと、前記色パターンと前記多画素光センサとの間に、前記第三の色成分を遮光させる格子状の遮光フィルターを設け、前記色パターンと前記遮光フィルターとで形成されたモアレ縞の変化量を前記多画素光センサで検出し、前記色パターンと前記多画素光センサとの回転方向の角度を算出する請求項4に記載の光学式角度センサ。
- 前記遮光フィルターが、前記第三の色パターンの格子状のピッチと同等である請求項6記載の光学式角度センサ。
- 前記第一の色パターンは、Pan方向に等間隔で形成されたマーカーを有し、
前記色パターンを前記多画素光センサで検出した後、前記第一の色パターンの移動前後での画像を比較する画像比較手段とを有し、前記画像比較手段によりPan方向の移動量を検出し、前記移動量に基づいてPan方向角度を算出する請求項4記載の光学式角度センサ。 - 前記第二の色パターンは、Tilt方向に等間隔で形成されたマーカーを有し、
前記色パターンを前記多画素光センサで検出した後、第二の色パターンの移動前後での画像を比較する画像比較手段とを有し、前記画像比較手段によりTilt方向の移動量を検出し、前記移動量に基づいてTilt方向角度を算出する請求項4記載の光学式角度センサ。 - 前記測定対象部に設けられた色パターンが、位置により予め決められた階調に設定され、階調を測定する事により位置を算出する請求項4記載の光学式角度センサ。
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