JPH0372208A - 角度測定装置 - Google Patents
角度測定装置Info
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- JPH0372208A JPH0372208A JP20831289A JP20831289A JPH0372208A JP H0372208 A JPH0372208 A JP H0372208A JP 20831289 A JP20831289 A JP 20831289A JP 20831289 A JP20831289 A JP 20831289A JP H0372208 A JPH0372208 A JP H0372208A
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 7
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000004397 blinking Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
本発明は、基準面に対する対象面の傾斜角度を測定する
角度測定装置に関するものである。
角度測定装置に関するものである。
従来より、第３図に示すように、ＰＳＤよりなる位置検
出センサＰＤを用いた測距装置が知られている。すなわ
ち、測距装置は、発光ダイオードＬＤ、および投光レン
ズＬ、よりなる投光部１と、投光部１からの照射光によ
り対象面Ｓに形成される投光スポットからの反射光を集
光する受光レンズし１、および受光レンズＬ、の結像位
置に形成される受光スポットの位置に対応した出力が得
られる位置検出センサＰＤよりなる受光部２とにより構
成される。投光レンズＬ、と受光レンズ上３とは、同一
平面上において光軸が平行になるように配置される。投
光レンズＬ、および受光レンズＬ、を含む基準面Ｓ１と
位置検出センサＰＤの受光面とを平行にしである。 この構成によれば、基準面Ｓ１から対象面Ｓまでの距離
を三角測距法により測定することができるのである。す
なわち、投光レンズＬ、と受光レンズ上３との中心間の
距離をｐ、受光レンズＬ、と位置検出センサＰＤとの距
ＩＩ（受光レンズＬ、コの焦点距離に等しく設定しであ
る）をｆ、受光レンズＬ、の光軸と受光スポットとの距
離をＸとするとき、基準面Ｓ、から対象面Ｓまでの距離
りは、簡単な比例計算により次式で表される。 Ｄ＝ｐ−ｆ／ｘ ・・・■ 一方、位置検出センサＰＤの受光面に形成される受光ス
ポットによる生成電流を■。、位置検出センサＰＤの表
面の全抵抗をＲｏ、位置検出センサＰＤの長さをｌ、位
置検出センサＰＤの両端から流れ出す電流をそれぞれＩ
＋、Ｉ２、位置検出センサＰＤの両端に接続される負荷
抵抗をＲＬとすると、次式の関係が得られる。 出力型′ｉ′ｆＬＩ ＋ 、 Ｉ ２の和と差との比を
とって、０式と■式とから■。を消去すると、 となり、受光レンズＬ、の光軸から受光スポットまでの
距［ｘを求めることができるから、基準面Ｓｌから対象
面Ｓまでの距ＭＤを求めることができるのである。
出センサＰＤを用いた測距装置が知られている。すなわ
ち、測距装置は、発光ダイオードＬＤ、および投光レン
ズＬ、よりなる投光部１と、投光部１からの照射光によ
り対象面Ｓに形成される投光スポットからの反射光を集
光する受光レンズし１、および受光レンズＬ、の結像位
置に形成される受光スポットの位置に対応した出力が得
られる位置検出センサＰＤよりなる受光部２とにより構
成される。投光レンズＬ、と受光レンズ上３とは、同一
平面上において光軸が平行になるように配置される。投
光レンズＬ、および受光レンズＬ、を含む基準面Ｓ１と
位置検出センサＰＤの受光面とを平行にしである。 この構成によれば、基準面Ｓ１から対象面Ｓまでの距離
を三角測距法により測定することができるのである。す
なわち、投光レンズＬ、と受光レンズ上３との中心間の
距離をｐ、受光レンズＬ、と位置検出センサＰＤとの距
ＩＩ（受光レンズＬ、コの焦点距離に等しく設定しであ
る）をｆ、受光レンズＬ、の光軸と受光スポットとの距
離をＸとするとき、基準面Ｓ、から対象面Ｓまでの距離
りは、簡単な比例計算により次式で表される。 Ｄ＝ｐ−ｆ／ｘ ・・・■ 一方、位置検出センサＰＤの受光面に形成される受光ス
ポットによる生成電流を■。、位置検出センサＰＤの表
面の全抵抗をＲｏ、位置検出センサＰＤの長さをｌ、位
置検出センサＰＤの両端から流れ出す電流をそれぞれＩ
＋、Ｉ２、位置検出センサＰＤの両端に接続される負荷
抵抗をＲＬとすると、次式の関係が得られる。 出力型′ｉ′ｆＬＩ ＋ 、 Ｉ ２の和と差との比を
とって、０式と■式とから■。を消去すると、 となり、受光レンズＬ、の光軸から受光スポットまでの
距［ｘを求めることができるから、基準面Ｓｌから対象
面Ｓまでの距ＭＤを求めることができるのである。
【発明が解決しようとする課題］
このように、従来構成としては三角測距法により対象面
Ｓまでの距離を求めるものが提供されていたが、対象面
Ｓが基準面Ｓ１に対して傾斜していても、傾斜している
ことが検出できないという問題があった。 本発明は上記問題点の解決を目的とするものであり、三
角測距法を用いて対象面の基型面に対する傾斜角度が測
定できるようにした角度８１＋１定装置を提供しようと
するものである。 【課題を解決するための手段】 本発明では、上記目的を達成するために、対象面上の異
なる２点に異なる時刻にそれぞれ投光スポットを形成す
る一対の投光部と、各投光スポットからの反射光を集光
する受光レンズの結像位置に形成される受光スポットの
位置に対応した出力が得られる位置検出センサを備えた
受光部と、上記各投光スポットの位置に対応する位置検
出センサの出力に基づいて三角測距法により対象面にお
ける各投光スポットが形成されている位置までの距離を
それぞれ求め、各距離に基づいて所定の基鵡面に対する
対象面の傾斜角度を算出する演算回路とを置端している
のである。
Ｓまでの距離を求めるものが提供されていたが、対象面
Ｓが基準面Ｓ１に対して傾斜していても、傾斜している
ことが検出できないという問題があった。 本発明は上記問題点の解決を目的とするものであり、三
角測距法を用いて対象面の基型面に対する傾斜角度が測
定できるようにした角度８１＋１定装置を提供しようと
するものである。 【課題を解決するための手段】 本発明では、上記目的を達成するために、対象面上の異
なる２点に異なる時刻にそれぞれ投光スポットを形成す
る一対の投光部と、各投光スポットからの反射光を集光
する受光レンズの結像位置に形成される受光スポットの
位置に対応した出力が得られる位置検出センサを備えた
受光部と、上記各投光スポットの位置に対応する位置検
出センサの出力に基づいて三角測距法により対象面にお
ける各投光スポットが形成されている位置までの距離を
それぞれ求め、各距離に基づいて所定の基鵡面に対する
対象面の傾斜角度を算出する演算回路とを置端している
のである。
−」二足構成によれば、一対の投光部を設けて対象面の
異なる２点までの距離を三角測距法により測定するから
、両距離に基づいて所定の基準面に対する対象面の傾斜
角度を測定することができるのである。
異なる２点までの距離を三角測距法により測定するから
、両距離に基づいて所定の基準面に対する対象面の傾斜
角度を測定することができるのである。
まず、本発明の詳細な説明する。第２図に示すように、
それぞれ発光ダイオードＬＤ、、ＬＤ２と投光レンズＬ
、 、 Ｌ ２とを備えた一対の投光部１１２が設け
られ、各投光部１．１２により対象面Ｓの異なる２点に
それぞれ投光スポットが形成される。また、投光スポッ
トからの反射光は、受光レンズＬ、とＰＳＤよりなる位
置検出センサＰＤとを備えた受光部２により受光され、
位置検出センサＰＤからは投光スポットまでの距離に応
じた出力が得られる。ここにおいて、位置検出センサＰ
Ｄは１つであるから、各投光部１１．１２は対象面Ｓに
対して異なる時刻に投光スポットを形成し、各投光スポ
ットが形成される位置までの距離が個別に測定できるよ
うになっている。また、位置検出センサＰＤの中心を受
光レンズＬ３の光軸が通るように受光レンズＬ、と位置
検出センサＰＤとの関係が設定される。 各投光部１１．１□により対象面Ｓにそれぞれ形成され
た投光スポットに対応して位置検出センサＰＤに形成さ
れる受光スポットの受光レンズＬ。 の光軸からの距離をそれぞれＸ ｌ ＋ Ｘ ２、位置
検出センサＰＤの全長を２１、各投光レンズＬ １．
Ｌ ｚの中心と受光レンズＬ、の中心との距離をそれぞ
れｐとし、受光レンズＬ３と位置検出センサＰＤの受光
面との距離（受光レンズＬ３の焦点距離に等しく設定さ
れる）をｆとすれば、各投光レンズＬＬ２と受光レンズ
Ｌ、とを含む基準面Ｓ１と各投光スポットとの距＃ Ｄ
ｌ 、 Ｄ ２とは、従来の技術の項で説明した■式
と同様に次式で与えられる。 Ｄ１＝ｐ−ｆ／ｘ１ ・・・■′Ｄ ２ ＝ ｐ
−ｆ ／ Ｘ ２ ・・・■“一方、基準面Ｓ
、に対する対象面Ｓの傾斜角度θは、 ｔｎｎθ＝ｌＤ＋ Ｄ２１／２ ｐ ”’■で
あるから、■′式と■″式とを０式に代入すれば、次式
が得られる。 受光レンズ上３の光軸から受光スポットまでの距離ｘｌ
、ｘ２については、従来の技術の項で説明した■式と■
式を適用すれば、各投光部１１．１□に対してそれぞれ
次の関係が得られる。 ここにおいて、受光レンズ上３の光軸が位置検出センサ
ＰＤの中心を通るものとし、位置検出センサＰＤの受光
面での各受光スポットによる生成電流をそれぞれ■。１
．■。２としている。また、■′式および■′式と、■
“式および■″式とでは、当然のことながら、Ｉ、、Ｉ
２は異なる値である。他の値は、従来の技術の項で説明
したものと同じである。ここで、出力電流Ｉ、、Ｉ２の
和と差との比をとって、■′式と■′式から■。１を消
去し、■″式と■−式とからＩ。２を消去すると、次の
関係式が得られる。 ■′式と■″式との和をとれば、０式に変形するのは容
易であり、各投光部１１，１□により対象面Ｓに形成さ
れた投光スポットに対応する位置検出センサＰＤの出力
に基づいて、基準面Ｓ１に対する対象面Ｓの傾斜角度θ
を求めることができるのである。 上記原理に基づく動作をする角度測定装置は、第１図に
示す構成により実現される。すなわち、一対の投光部１
．１２が設けられ、各投光部１１２における発光ダイオ
ードＬ Ｄ ＋ 、 Ｌ Ｄ ２の点滅は、それぞれ駆
動回路１１゜１１２を通してタイミング回路１２により
制御される。すなわち、各発光ダイオードＬＤ、、ＬＤ
２は、異なる時刻に発光するようにタイミング回路１２
により制御される。 一方、受光部２を構成する位置検出センサＰＤの両端か
らの出力はそれぞれタイミング回路１２により動作時刻
が制御された増幅回ＦＩ？１１３６，１３ｚにより増幅
される。各増幅回路１３１．１３□の出力は、ダイナミ
ックレンジを広げるために、それぞれ対数変換回路１４
１．１４２により入出力の関係が対数になるように変換
され、両対数変換回路１４１．１４２の出力に基づいて
第１演算回路１５では基準面Ｓ１から各投光スボッｈま
での距離に相当する値を求める。一方の投光部ＩＩに対
応する第１演算回路１５の出力は、ホールド回路１６に
入力されて保持され、他方の投光部１□に対応する第１
演算回路１５の出力は、第２演算回路１７に入力される
。また、第２演算回路１７に第１演算回路１５の出力が
入力されると同時に、ホールド回路１６に保持された情
報が第２演算回路１７に入力される。第２演算回路１７
では、ホールド回路１６から入力された一方の投光部１
１に対応する距離と、第１演算回路１５から入力された
他方の投光部１□に対応する距離とに基づいて０式の演
算を行い、ｔａｎθに対応する値を出力するのである。 比較回路１８は、第２演算回路１７の出力値が所定の範
囲内の値であるかどうかを判定する回路であって、基準
面Ｓ、に対する対象面Ｓの傾斜角度θが所定範囲である
かどうかを判定することにより、製品の良否や物品の位
置設定などの判定をする場合に用いられる。なお、位置
検出センサＰＤを含めて全体構成を１チツプ上に集積す
ることも可能であり、この場合、角度測定装置を非常に
小型化することができる。
それぞれ発光ダイオードＬＤ、、ＬＤ２と投光レンズＬ
、 、 Ｌ ２とを備えた一対の投光部１１２が設け
られ、各投光部１．１２により対象面Ｓの異なる２点に
それぞれ投光スポットが形成される。また、投光スポッ
トからの反射光は、受光レンズＬ、とＰＳＤよりなる位
置検出センサＰＤとを備えた受光部２により受光され、
位置検出センサＰＤからは投光スポットまでの距離に応
じた出力が得られる。ここにおいて、位置検出センサＰ
Ｄは１つであるから、各投光部１１．１２は対象面Ｓに
対して異なる時刻に投光スポットを形成し、各投光スポ
ットが形成される位置までの距離が個別に測定できるよ
うになっている。また、位置検出センサＰＤの中心を受
光レンズＬ３の光軸が通るように受光レンズＬ、と位置
検出センサＰＤとの関係が設定される。 各投光部１１．１□により対象面Ｓにそれぞれ形成され
た投光スポットに対応して位置検出センサＰＤに形成さ
れる受光スポットの受光レンズＬ。 の光軸からの距離をそれぞれＸ ｌ ＋ Ｘ ２、位置
検出センサＰＤの全長を２１、各投光レンズＬ １．
Ｌ ｚの中心と受光レンズＬ、の中心との距離をそれぞ
れｐとし、受光レンズＬ３と位置検出センサＰＤの受光
面との距離（受光レンズＬ３の焦点距離に等しく設定さ
れる）をｆとすれば、各投光レンズＬＬ２と受光レンズ
Ｌ、とを含む基準面Ｓ１と各投光スポットとの距＃ Ｄ
ｌ 、 Ｄ ２とは、従来の技術の項で説明した■式
と同様に次式で与えられる。 Ｄ１＝ｐ−ｆ／ｘ１ ・・・■′Ｄ ２ ＝ ｐ
−ｆ ／ Ｘ ２ ・・・■“一方、基準面Ｓ
、に対する対象面Ｓの傾斜角度θは、 ｔｎｎθ＝ｌＤ＋ Ｄ２１／２ ｐ ”’■で
あるから、■′式と■″式とを０式に代入すれば、次式
が得られる。 受光レンズ上３の光軸から受光スポットまでの距離ｘｌ
、ｘ２については、従来の技術の項で説明した■式と■
式を適用すれば、各投光部１１．１□に対してそれぞれ
次の関係が得られる。 ここにおいて、受光レンズ上３の光軸が位置検出センサ
ＰＤの中心を通るものとし、位置検出センサＰＤの受光
面での各受光スポットによる生成電流をそれぞれ■。１
．■。２としている。また、■′式および■′式と、■
“式および■″式とでは、当然のことながら、Ｉ、、Ｉ
２は異なる値である。他の値は、従来の技術の項で説明
したものと同じである。ここで、出力電流Ｉ、、Ｉ２の
和と差との比をとって、■′式と■′式から■。１を消
去し、■″式と■−式とからＩ。２を消去すると、次の
関係式が得られる。 ■′式と■″式との和をとれば、０式に変形するのは容
易であり、各投光部１１，１□により対象面Ｓに形成さ
れた投光スポットに対応する位置検出センサＰＤの出力
に基づいて、基準面Ｓ１に対する対象面Ｓの傾斜角度θ
を求めることができるのである。 上記原理に基づく動作をする角度測定装置は、第１図に
示す構成により実現される。すなわち、一対の投光部１
．１２が設けられ、各投光部１１２における発光ダイオ
ードＬ Ｄ ＋ 、 Ｌ Ｄ ２の点滅は、それぞれ駆
動回路１１゜１１２を通してタイミング回路１２により
制御される。すなわち、各発光ダイオードＬＤ、、ＬＤ
２は、異なる時刻に発光するようにタイミング回路１２
により制御される。 一方、受光部２を構成する位置検出センサＰＤの両端か
らの出力はそれぞれタイミング回路１２により動作時刻
が制御された増幅回ＦＩ？１１３６，１３ｚにより増幅
される。各増幅回路１３１．１３□の出力は、ダイナミ
ックレンジを広げるために、それぞれ対数変換回路１４
１．１４２により入出力の関係が対数になるように変換
され、両対数変換回路１４１．１４２の出力に基づいて
第１演算回路１５では基準面Ｓ１から各投光スボッｈま
での距離に相当する値を求める。一方の投光部ＩＩに対
応する第１演算回路１５の出力は、ホールド回路１６に
入力されて保持され、他方の投光部１□に対応する第１
演算回路１５の出力は、第２演算回路１７に入力される
。また、第２演算回路１７に第１演算回路１５の出力が
入力されると同時に、ホールド回路１６に保持された情
報が第２演算回路１７に入力される。第２演算回路１７
では、ホールド回路１６から入力された一方の投光部１
１に対応する距離と、第１演算回路１５から入力された
他方の投光部１□に対応する距離とに基づいて０式の演
算を行い、ｔａｎθに対応する値を出力するのである。 比較回路１８は、第２演算回路１７の出力値が所定の範
囲内の値であるかどうかを判定する回路であって、基準
面Ｓ、に対する対象面Ｓの傾斜角度θが所定範囲である
かどうかを判定することにより、製品の良否や物品の位
置設定などの判定をする場合に用いられる。なお、位置
検出センサＰＤを含めて全体構成を１チツプ上に集積す
ることも可能であり、この場合、角度測定装置を非常に
小型化することができる。
本発明は上述のように、対象面上の異なる２点に異なる
時刻にそれぞれ投光スポットを形成する一対の投光部と
、各投光スポットからの反射光を集光する受光レンズの
結像位置に形成される受光スポットの位置に対応した出
力が得られる位置検出センサを備えた受光部と、上記各
投光スポットの位置に対応する位置検出センサの出力に
基づいて三角測距法により対象面における各投光スポッ
トが形成されている位置までの距離をそれぞれ求め、各
距離に基づいて所定の基準面に対する対象面の傾斜角度
を算出する演算回路とを具備しているものであり、一対
の投光部を設けて対象面の異なる２点までの距離を三角
測距法により測定するから、両距離に基づいて所定の基
準面に対する対象面の傾斜角度を測定することができる
という利点を有する。
時刻にそれぞれ投光スポットを形成する一対の投光部と
、各投光スポットからの反射光を集光する受光レンズの
結像位置に形成される受光スポットの位置に対応した出
力が得られる位置検出センサを備えた受光部と、上記各
投光スポットの位置に対応する位置検出センサの出力に
基づいて三角測距法により対象面における各投光スポッ
トが形成されている位置までの距離をそれぞれ求め、各
距離に基づいて所定の基準面に対する対象面の傾斜角度
を算出する演算回路とを具備しているものであり、一対
の投光部を設けて対象面の異なる２点までの距離を三角
測距法により測定するから、両距離に基づいて所定の基
準面に対する対象面の傾斜角度を測定することができる
という利点を有する。
第１図は本発明の実施例を示すブロック図、第２図は同
上の原理説明図、第３図は従来の測距装置の原理説明図
である。 １１．１２・・・投光部、２・・・受光部、レンズ、 Ｌ、・・・受光レンズ、ＬＤ
上の原理説明図、第３図は従来の測距装置の原理説明図
である。 １１．１２・・・投光部、２・・・受光部、レンズ、 Ｌ、・・・受光レンズ、ＬＤ
Claims (1)
- （１）対象面上の異なる２点に異なる時刻にそれぞれ投
光スポットを形成する一対の投光部と、各投光スポット
からの反射光を集光する受光レンズの結像位置に形成さ
れる受光スポットの位置に対応した出力が得られる位置
検出センサを備えた受光部と、上記各投光スポットの位
置に対応する位置検出センサの出力に基づいて三角測距
法により対象面における各投光スポットが形成されてい
る位置までの距離をそれぞれ求め、各距離に基づいて所
定の基準面に対する対象面の傾斜角度を算出する演算回
路とを具備して成ることを特徴とする角度測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20831289A JPH0372208A (ja) | 1989-08-12 | 1989-08-12 | 角度測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20831289A JPH0372208A (ja) | 1989-08-12 | 1989-08-12 | 角度測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0372208A true JPH0372208A (ja) | 1991-03-27 |
Family
ID=16554175
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20831289A Pending JPH0372208A (ja) | 1989-08-12 | 1989-08-12 | 角度測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0372208A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08319374A (ja) * | 1995-04-04 | 1996-12-03 | Hanbul Cosmetics Co Ltd | キチンとセルロースがコンジュゲートされた水溶性樹脂及びその製造方法 |
| JP2019516448A (ja) * | 2016-05-24 | 2019-06-20 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ． | 歯ブラシにおける力の光学的検知のための方法及びシステム |
-
1989
- 1989-08-12 JP JP20831289A patent/JPH0372208A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08319374A (ja) * | 1995-04-04 | 1996-12-03 | Hanbul Cosmetics Co Ltd | キチンとセルロースがコンジュゲートされた水溶性樹脂及びその製造方法 |
| JP2019516448A (ja) * | 2016-05-24 | 2019-06-20 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ． | 歯ブラシにおける力の光学的検知のための方法及びシステム |
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