JPH04164206A - 角度検出装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、角度検出装置に関し、特に発光手段から被検
出物体を介して反射された光を受光手段で受けることに
より車両の傾斜角等の被検出物体の角度を検出する装置
に関するものである。

〔従来の技術〕

第４図は特開昭６４−３２１０５号公報に開示された角
度検出装置を概略的に示したもので、４１は被検出物体
としてのディスク、４２は光源、４３はポジションセン
サ、４４は凸レンズをそれぞれ示しており、光源４２か
らの発射光が基準角度位置にあるディスク４１で反射さ
れ、反射光軸Ｏに沿って凸レンズ４４を通過し、ポジシ
ョンセンサ４３の光軸０上の受光点Ｐに集束される。そ
して、ポジションセンサ４３は入射光の入射位置に応じ
た出力を発生する。

一方、ディスク４１が図示のように一点鎖線で示すよう
に角度θだけ傾くと、反射光は光軸０からずれて一点鎖
線で示す光路を経て凸レンズ４４によってポジションセ
ンサ４３の受光面上に収束されるが、このとき、ポジシ
ョンセンサ４３の受光点は上記の点Ｐから距離Ｘだけず
れることになる。

この距＠Ｘは、凸レンズ４４の焦点距離をｆとすると、
角度θは、マイコン等を用いて、’ｘ　＝　ｆ　−ｊａ
ｎ２θ 、°、θ−（１／２）　ｊａｎ　−’　（ｘ／　ｆ　）
なる式から求められる。

〔発明が解決しようとする課題〕

このように、従来の角度検出装置においては、受光素子
の前にレンズを用いていたため、レンズの取り付は位置
が非常に微妙であり、その調整が難しいという問題点が
あった。

そこで、本発明はこの点に鑑み、発光手段から被検出物
体を介して反射された光を受光手段で受けることにより
被検出物体の角度を検出する装置において、レンズを用
いないで被検出物体の角度を検出することを目的とする
。

（課題を解決するための手段〕 上記の目的を達成するため、本発明においては、発光手
段と、被検出物体を介して反射された該発光手段からの
光を受ける受光手段と、該受光手段を回転する駆動手段
と、該駆動手段を制御して該受光手段を回転させ該受光
手段の出力信号が最大値を示した時の角度から該被検出
物体の角度を求める制御手段と、を備えている。

〔作　　　用〕

本発明では、制御手段が駆動手段を制御し゛Ｃ受光手段
を回転させると共に、回転中の受光手段の出力信号が取
り込んで、各角度での出力信号を比較する。

この場合、第３図に示すように、被検出物体からの反射
光４が受光手段５に入射すると、下記の式（］）に示す
ようなボインティングベクトルＰのような電力を受ける
。

Ｐ−ＥＸＨ（ｍ−ｋｇ−５−”）　　　　　　”・・（
１）ここで、Ｅは反射光４の電界成分ヘクトルを示し、
Ｈは磁界成分ベクトルを示している。・但し、第３図に
示すように、反射光４が受光手段５に対して直角に入射
されず、θ′として入射されるときには、受光手段５が
受けるボインティングベクトルＰの実効光入力Ｐ“ば、 Ｐ’　＝ＥＸＨ（ｃｏｓ（９０−θ’）ｌ　（ｍ−ｋｇ
−３−”）・・・・（２） となり、Ｐ＞Ｐ“　となることが分かる。

従って、受光手段５を回転させることにより受光手段５
が反射光４と直交するようになれば、反射光４の受光レ
ベル６は最大となる。

そこで、この最大レベル受光時の受光手段の角度を求め
ることにより、被検出物体がどの様に傾いているかを知
ることができる。

〔実　施　例〕

第１図は、本発明に係る角度検出装置の一実施例を示し
ており、１は発光手段としてのレーザ光源、２はレーザ
光源からのレーザ光、３はレーザ光２を反射する被検出
物体、４は被検出物体３からの反射光、５は受光手段と
してのフメトセル、６はフォトセル５からの電気出力信
号、７はフォトセル５の電気出力信号に対する増幅器、
８は増幅器８のアナログ出力信号をディジタル信号に変
換するＡ／Ｄ変換器、９はＡ／Ｄ変換器８の出力により
被検出物体３の回転角度θを演算する制御手段としての
プロセンサ、１０ば被検出物体３を回転させるためのプ
ロセッサ９の出力信号を増幅するドライバ、１１はドラ
イバ１０の出力によりフォトセル５を回転駆動する駆動
手段としてのステップモータ、１２はモーター１１に接
続されたつＡ−ムギア、１３はウオームギア１２と螺合
するギア、そして１４はこのギア１２によって回転する
フォトセル５の回転中心である。

第２図（ａ）は、第１図に示したプロセッサ９に記憶さ
れ且つ実行される制御・演算プログラムのフローチャー
トを示しており、以下、このフローチャートに基づき第
１図の実施例の動作を説明する。

第２図（ａ）において、このプログラムがスタートする
と、まず、回転角度パラメータｎ、演算パラメータのレ
ジスタＤ、及び測定値■θが共にパ０″に初期設定され
る（ステップＳｌ）。

この後、レジスタＡにＤを書き込むが、最初はＤ＝０で
あるので、レジスタＡも０゛が書き込まれる（同Ｓ２）
。

そして、回転角度パラメータｎが４５°以下であるか否
かが判定される（同Ｓ３）。この判定ステップは同図（
ｂ）に示すように、フォトセル５の図示の中心位置から
、■反時計方向に４５°回転さゼ、■その後、時計方向
に９０°回転させ、更に■反時計方向に４５°回転させ
て元の中心位置に戻るように回転制御させるためである
。

ステップＳ３の判定の結果、ｎが４５°以下であれば、
ｎを“１”だけインクリメントしく同Ｓ４）、実際に測
定したレーザ光＃１の反射光の受光レベル■θをレジス
タＢに格納する（同３５）。

そして、レジスタＢとＡの差分Ｃを演算しく同Ｓ６）、
この差分ＣがＣ〉０であるか否かを判定する（同３７）
。

この結果、Ｃ〉０、即ちＢ＞Ａであるときには、現段階
でレジスタＢの値が最大であるからレジスタＤにＢを格
納しく同Ｓ８）、ステップモータ１１を例えば１°回転
させるためのパルスをプロセッサ９が出力する（同３９
）。

ステップＳ９の後は、ステップＳ２に戻り、レジスタＤ
の値をレジスタＡに移して最大値がレジスタＡに格納さ
れるようにし、上記のようにステップＳ３〜Ｓ９を実行
する。

このようにして、例えば同図（ｂ）に示した回転動作■
を進めて行き、現在の測定値を示すレジスタＢの値が今
までの最大値を示すレジスタＡの値以下になったときに
は、レジスタＡの値が最大であるとしてレジスタＤに格
納し、このレジスタＤの値を最大値としてプロセッサ９
から出力する。

尚、上述の如く、ステップＳ３でｎが４５°を越えた時
点で、−旦ｎを′０”にリセットしく同３１１）、同図
（ｂ）■に示す如くステップモータ１１を一９０°反時
計方向に回転させる（同５１２）ことにより、ステップ
Ｓ４以降は同図（ｂ）■の方向にフォトセル５が回転し
て同様に最大値を検出することとなる。

このようにしてプログラムを終了する。

尚、上記のようにして求めたレジスタＤの最大値は第１
図に示すように角度βを示し、この角度βは、レーザ光
２の入射角αに関して、β−９０゜−αの関係に在るの
で、α−９０°−βにより求めることができる。このα
は被検出物体３の例えば傾斜角を示すことになる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明に係る角度検出装置によれ
ば、受光手段を回転させて受光手段の出力信号が最大値
を示した時の角度から被検出物体の角度を求めるように
構成したので、調節が微妙なレンズを使用する必要が無
く、簡易な構造の装置が実現できる。

【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明に係る角度検出装置の一実施例による
構成図、 第２図は、本発明において実行するプログラムのフロー
チャート図、 第３図は、本発明による角度検出の原理を説明するため
の概略図、 第４図は、従来例（特開昭６４−３２１０５号公報）に
開示された角度検出装置を示した図、である。 第１図において、１はレーザ光源（発光手段）、３は被
検出物体、５はフォトセル（受光手段）、９はプロセッ
サ（制御手段）、１１はステップモータ（駆動手段）、
をそれぞれ示す。 図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 発光手段と、被検出物体を介して反射された該発光手段
   からの光を受ける受光手段と、該受光手段を回転する駆
   動手段と、該駆動手段を制御して該受光手段を回転させ
   該受光手段の出力信号が最大値を示した時の角度から該
   被検出物体の角度を求める制御手段と、を備えたことを
   特徴とする角度検出装置。