JPH0816609B2 - Angle measuring device - Google Patents

Angle measuring device

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JPH0816609B2
JPH0816609B2 JP61193591A JP19359186A JPH0816609B2 JP H0816609 B2 JPH0816609 B2 JP H0816609B2 JP 61193591 A JP61193591 A JP 61193591A JP 19359186 A JP19359186 A JP 19359186A JP H0816609 B2 JPH0816609 B2 JP H0816609B2
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light
incident
detecting means
coordinate
measuring device
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常幸 江上
努 斎藤
繁 宮脇
憲一 山本
豪 角
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Toyota Motor Corp
Soken Inc
Original Assignee
Nippon Soken Inc
Toyota Motor Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は角度測定装置に関し、例えば車両のプロペラ
シャフトのジョイント角を測定する等の用途に使用して
好適な角度測定装置に関する。
The present invention relates to an angle measuring device, and more particularly to an angle measuring device suitable for use in applications such as measuring a joint angle of a propeller shaft of a vehicle.

[従来の技術] 車両の駆動系はエンジン、プロペラシャフト、ディフ
ァレンシャルギヤ(以下デフと呼ぶ)等からなり、それ
ぞれ回転軸を有している。これらの軸は互いにフックス
ジョイントで連結されており、その連結部においては定
められたジョイント角を有している。このジョイント角
は駆動系から発生する騒音と関係している事は良く知ら
れている。その為にジョイント角を計測する事は重要な
こととなっている。角度を精密に測定する装置としては
レーザ光のドップラ効果を利用するものが知られている
が、この方法は角度の絶対値が計測できず、角度がどれ
だけ変化したかという相対変位角しか測定できないため
ジョイント角を測定するには不向きであった。その為ジ
ョイント角の測定は水準器、分度器等を利用しているの
が現状で、精度や再現性が悪く、また計測工数が大であ
るという欠点を有していた。したがってジョイント角を
簡便にかつ精度良く計測する方法が望まれていた。
[Prior Art] A drive system of a vehicle includes an engine, a propeller shaft, a differential gear (hereinafter referred to as a differential), and the like, each having a rotation shaft. These shafts are connected to each other by Hookes joints and have a defined joint angle at the connection. It is well known that this joint angle is related to the noise generated from the drive system. Therefore, it is important to measure the joint angle. A device that uses the Doppler effect of laser light is known as a device that accurately measures an angle, but this method cannot measure the absolute value of the angle, and only measures the relative displacement angle of how much the angle has changed. It was not possible to measure the joint angle because it was not possible. For this reason, the joint angle is currently measured by using a level, a protractor, etc., which has the drawbacks of poor accuracy and reproducibility and a large number of measurement steps. Therefore, a method for easily and accurately measuring the joint angle has been desired.

本発明はかかる要請に鑑みてなされたもので、ジョイ
ント角等を高精度かつ簡易に測定できるとともに、コン
パクトな構造の角度測定装置を提供することを目的とす
る。
The present invention has been made in view of the above demands, and an object of the present invention is to provide an angle measuring device which can measure a joint angle and the like with high accuracy and easily and has a compact structure.

[問題点を解決するための手段] 本発明の構成を第1図および第3図で説明すると、角
度測定装置は、互いに角度をなす一対の基面1、2の一
方に設けられ、該基面2に沿ってこれに平行な光線7を
発する発光器4と、他方の基面1に設けられて上記光線
を入射せしめる受光器5とを具備している。上記発光器
4には円偏光の光線を発する発光手段が具備せしめてあ
る。また、上記受光器5には、板面に入射する上記光線
7の一部7aを通過せしめるとともに残る一部7bを入射方
向と異なる方向へ反射するビームスプリッタ板11と、上
記ビームスプリッタ板11の後方にこれと平行に設けられ
てビームスプリッタ板11通過後の光線7aを全反射せしめ
る反射板12と、検出面を平面状となし、上記ビームスプ
リッタ板11により反射された光線7bを入射せしめて入射
点の二次元座標に応じた座標信号を出力する第1の座標
検出手段13と、検出面を平面状となし、第1の座標検出
手段13の検出面と同一平面上に配し、上記反射板12によ
り反射された光線を入射せしめて入射点の二次元座標に
応じた座標信号を出力する第2の座標検出手段14と、上
記第1および第2の座標検出手段13,14の出力する座標
信号を処理するヘッドアンプ回路15と、該ヘッドアンプ
回路15から出力され上記第1および第2の座標検出手段
13、14でそれぞれ得られる入射点座標より、上記両基面
のなす角度を算出し表示する演算表示手段6とを具備せ
しめである。
[Means for Solving the Problems] The configuration of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 3. The angle measuring device is provided on one of a pair of base surfaces 1 and 2 that form an angle with each other. It comprises a light emitter 4 which emits a light ray 7 parallel to it along the surface 2 and a light receiver 5 which is provided on the other base surface 1 and which makes said light ray incident. The light emitter 4 is equipped with a light emitting means for emitting a circularly polarized light beam. Further, the light receiver 5 includes a beam splitter plate 11 for passing a part 7a of the light beam 7 incident on the plate surface and reflecting a remaining part 7b in a direction different from the incident direction, and the beam splitter plate 11 A reflection plate 12 provided in the rear in parallel with this to totally reflect the light beam 7a after passing through the beam splitter plate 11, the detection surface is made flat, and the light beam 7b reflected by the beam splitter plate 11 is made incident. The first coordinate detecting means 13 for outputting a coordinate signal according to the two-dimensional coordinates of the incident point and the detecting surface are formed in a plane, and are arranged on the same plane as the detecting surface of the first coordinate detecting means 13, Second coordinate detecting means 14 for making the light rays reflected by the reflecting plate 12 incident and outputting coordinate signals corresponding to the two-dimensional coordinates of the incident point, and outputs of the first and second coordinate detecting means 13, 14 Head amplifier circuit 15 for processing coordinate signals Is output from the head amplifier circuit 15 the first and second coordinate detecting means
The calculation display means 6 for calculating and displaying the angle formed by the two base surfaces from the coordinates of the incident points obtained in 13 and 14, respectively.

[効果] 上記構成の角度測定装置によれば、被測定基面のそれ
ぞれに発光器4と受光器5からの平行な反射光を並設さ
れた受光面が共通の平面をなす第1および第2の座標検
出手段で受けるようにしたから、高精度かつ簡易に両基
面のなす角度を測定することができる。しかも構造かコ
ンパクトになる。
[Effect] According to the angle measuring device having the above-described configuration, the first and the first light-receiving surfaces, in which the parallel reflected lights from the light-emitting device 4 and the light-receiving device 5 are juxtaposed on each of the measured base surfaces, form a common plane. Since it is received by the two coordinate detecting means, the angle formed by both base surfaces can be measured with high accuracy and easily. Moreover, the structure becomes compact.

そして、本発明の装置においては、発光器4より円偏
光光を発するようにしたから、光軸回りに発光器4の設
置位置が変化しても誤差を生じることなく正確な測定が
可能である。
In the device of the present invention, since the circularly polarized light is emitted from the light emitter 4, even if the installation position of the light emitter 4 changes around the optical axis, an accurate measurement can be performed without causing an error. .

[実施例] 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。[Embodiment] An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は本発明を自動車のプロペラシャフトのジョイ
ント角計測に応用した実施例で、1および2は図面では
示さないエンジンによつて駆動されるプロペラシャフト
でフックスジョイント3により2分割されている。プロ
ペラシャフト1および2はそれぞれの中心軸が直線上に
はなく、一般に10度以外のジョイント角θを有して結合
されている。4はプロペラシャフト2に設置した発光器
で、一方の基面たるプロペラシャフト2の中心軸に平行
な光線7を発する。5は他方の基面たるプロペラシャフ
ト1に設置した受光器で、基準軸5aを有し、プロペラシ
ャフト1の中心軸と基準軸5aは平行である。上記受光器
5は外部の演算表示手段たる角度演算表示器6に接続さ
れており、該演算表示器6は受光器5の出力信号を入力
してジョイント角θを演算表示する。
FIG. 1 is an embodiment in which the present invention is applied to measurement of a joint angle of a propeller shaft of an automobile. Reference numerals 1 and 2 are propeller shafts driven by an engine not shown in the drawing, which are divided into two by a hooks joint 3. Propeller shafts 1 and 2 do not have their central axes on a straight line, and are generally coupled with a joint angle θ other than 10 degrees. Reference numeral 4 denotes a light emitter installed on the propeller shaft 2, and emits a light beam 7 parallel to the central axis of the propeller shaft 2 which is one of the base surfaces. Reference numeral 5 is a light receiver installed on the propeller shaft 1 which is the other base surface, and has a reference axis 5a, and the central axis of the propeller shaft 1 and the reference axis 5a are parallel to each other. The light receiver 5 is connected to an angle calculation display 6 which is an external calculation display means, and the calculation display 6 inputs the output signal of the light receiver 5 and displays the joint angle θ by calculation.

第2図には上記発光器4の斜視図を示す。発光器4は
各面が直角になる様研磨仕上げされた略直方体ケース45
を有し、ケース45内にはその長軸に沿ってレーザダイオ
ード41、コリメータレンズ42および直線偏光器43が配設
してある。レーザダイオード41は駆動回路44により発光
駆動される。
FIG. 2 shows a perspective view of the light emitter 4. The light emitter 4 is a substantially rectangular parallelepiped case 45 that is polished and finished so that each surface becomes a right angle
The case 45 has a laser diode 41, a collimator lens 42, and a linear polarizer 43 arranged along the major axis thereof. The laser diode 41 is driven to emit light by the drive circuit 44.

レーザダイオード41から出たレーザ光は直線偏光を一
般に持っており、また光線の広がり角があるため、コリ
メータレンズ42で平行光にする。コリメータレンズ42か
ら出た光線は偏光状態が変化せず、直線偏光光となる。
コリメータレンズ42を通過した光線は直線偏光器43を通
過するのであるが、直線偏光器43は1/4波長板でありそ
の光学軸が入射する直線偏光光の偏光面に対してなす角
を45度にしておくと直線偏光器43を通過した光は偏光面
を持たない円偏光になる。
The laser light emitted from the laser diode 41 generally has a linearly polarized light, and since the light has a divergence angle, it is collimated by the collimator lens 42. The light emitted from the collimator lens 42 does not change its polarization state and becomes linearly polarized light.
The light beam that has passed through the collimator lens 42 passes through the linear polarizer 43. The linear polarizer 43 is a quarter-wave plate and its optical axis forms an angle of 45 degrees with the plane of polarization of the incident linearly polarized light. The light passing through the linear polarizer 43 becomes circularly polarized light having no plane of polarization.

上記ケース45には下面および側面にそれぞれV溝4a、
4bが形成してあり、内蔵の磁石により上記V溝4a、4b部
分でプロペラシャフト2に吸着固定される。しかして、
図示の如く、V溝4aでプロペラシャフト2に固定する
と、発光器4より送出される光線7はプロペラシャフト
2の軸に平行となる。この光線7はプロペラシャフト1
に設けた受光器5に入射する(第1図)。
The case 45 has a V groove 4a on the bottom surface and a side surface,
4b is formed, and is adsorbed and fixed to the propeller shaft 2 at the V-grooves 4a and 4b by a built-in magnet. Then
As shown in the figure, when fixed to the propeller shaft 2 with the V groove 4a, the light beam 7 emitted from the light emitter 4 becomes parallel to the axis of the propeller shaft 2. This ray 7 is the propeller shaft 1
The light is incident on the light receiver 5 provided in (FIG. 1).

第3図は第1図に示した受光器5の構造を示す断面図
で、第2図に示した発光器4と同様にV溝を有する直方
体で各面は互いに直角となる様に研磨仕上げしてある。
第3図において、10は光線7と同じ波長の光のみを通過
させ外乱光をカットするフィルタ、11はビームスプリッ
タ板で、光線7の一部を反射し、反射光7bを出力すると
ともに光線7の一部を透過し、透過光7aを出力する。12
は反射鏡で透過光7aを反射する。13および14は入射位置
検出器で入射する光の二次元入射点座標に応じた座標信
号を発するもので、ポジション・センシング・ディテク
タ(例えば浜松ホトニクス(株)製S1300)等が使用で
きる。入射位置検出器13および14はそれぞれビームスプ
リッタ11および反射鏡12に図示の如く対向して設けてあ
り、それぞれビームスプリッタ11の反射光7bおよび透過
光7aの入射点位置を求める。入射位置検出器13,14は第
3図に示されるようにその検出面を平面状となし、2つ
の検出面が同一平面上に位置するように配してある。15
は入射位置検出器13および14の出力する座標信号を処理
するヘッドアンプ回路を構成したプリント基板である。
プリント基板15は入射位置検出器13,14の背面側に、こ
れらと近接対向して設けてある。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the structure of the light receiver 5 shown in FIG. 1, which is a rectangular parallelepiped having a V groove like the light emitter 4 shown in FIG. I am doing it.
In FIG. 3, 10 is a filter that passes only light having the same wavelength as the light ray 7 and cuts out disturbance light, and 11 is a beam splitter plate, which reflects a part of the light ray 7 and outputs the reflected light 7b and the light ray 7 And transmits a transmitted light 7a. 12
Reflects the transmitted light 7a by a reflecting mirror. Reference numerals 13 and 14 generate coordinate signals corresponding to the coordinates of the two-dimensional incident point of the light incident on the incident position detector, and a position sensing detector (for example, S1300 manufactured by Hamamatsu Photonics KK) can be used. Incident position detectors 13 and 14 are provided facing the beam splitter 11 and the reflecting mirror 12, respectively, as shown in the figure, and determine the incident point positions of the reflected light 7b and the transmitted light 7a of the beam splitter 11, respectively. As shown in FIG. 3, the incident position detectors 13 and 14 have a flat detection surface and are arranged so that the two detection surfaces are located on the same plane. Fifteen
Is a printed circuit board that constitutes a head amplifier circuit that processes the coordinate signals output from the incident position detectors 13 and 14.
The printed circuit board 15 is provided on the back side of the incident position detectors 13 and 14 so as to closely face them.

第4図は第3図に示したヘッドアンプ回路15の構成を
示すもので、入射位置検出器13および14に対しそれぞれ
独立に同一の処理回路15a、15bが設けてある。処理回路
15a中で151a、152a、153a、154aは抵抗とオペアンプで
構成した公知の電流電圧変換回路で、155a、156aは抵抗
とオペアンプで構成した減算回路である。この処理回路
15aにより、座標信号131を構成する各信号131a、131b、
131c、131dは電圧信号に変換されて出力される。
FIG. 4 shows the configuration of the head amplifier circuit 15 shown in FIG. 3. The incident position detectors 13 and 14 are provided with the same processing circuits 15a and 15b independently of each other. Processing circuit
In 15a, 151a, 152a, 153a and 154a are known current-voltage conversion circuits composed of resistors and operational amplifiers, and 155a and 156a are subtraction circuits composed of resistors and operational amplifiers. This processing circuit
15a, the respective signals 131a, 131b forming the coordinate signal 131,
131c and 131d are converted into voltage signals and output.

同様に入射位置検出器14の座標信号141を構成する141
a、141b、141c、141dは処理回路15aと同一の回路構成を
有する処理回路15bで電圧信号に変換され出力される。
Similarly, the coordinate signal 141 of the incident position detector 14 is constructed 141
The processing circuits 15b having the same circuit configuration as the processing circuit 15a convert a, 141b, 141c, and 141d into voltage signals and output them.

第5図は第1図に示した演算表示器6の構成を示して
おり、61および62は同一の回路構成を有する増幅器Aお
よび増幅器Bで、それぞれ構成は公知の為略すが、オペ
アンプを用いた公知の非反転増幅回路を4チャンネル有
しており、受光部5の出力座標信号である処理回路15
a、15b(第4図)の出力信号をそれぞれ増幅する。63は
スイッチで検出部5の出力座標信号のサンプルタイミン
グを決定する。64はサンプルホールド回路で公知の為構
成は略すが、例えばデイテル社製のSHM−iC−1を8個
用いて8チャンネルの電圧信号を同時にサンプルホール
ドする構成となっている。サンプルのタイミングはスイ
ッチ63の信号で決定される構成となっており、サンプル
ホールド回路64の出力信号は、スイッチ63が投入された
時刻における入射位置検出器13および14の座標が出力さ
れる。65はマルチプレクサで例えば公知のマルチプレク
サ(デイテル社製MX−808)を用いる。マルチプレクサ6
5はサンプルホールド回路の8本の出力信号のうち1本
の信号を選択し出力する。66は公知のA/D変換回路で、
例えばバーブラウン社製の12ビットA/D変換器(ADC80−
AG12)を用いる。67,68,69はそれぞれマイクロコンピュ
ータを構成するもので、67はCPU、68はROM、69はRAMで
あり、バスライン611で接続されている。本実施例ではC
PU67は8ビットのCPUを用いている((株)日立製作所
製H6803)。また、スイッチ63の信号が割り込み信号と
して入力されている。ROM68には演算処理のプログラム
が機械コードであらかじめ記憶してある。RAM69はROM68
に記憶してあるプログラムを実行する上でのワークエリ
ア用である。610は表示器で、演算されたジョイント角
θを表示する。
FIG. 5 shows the configuration of the operation display unit 6 shown in FIG. 1. Reference numerals 61 and 62 denote amplifiers A and B having the same circuit configuration. The processing circuit 15 has four known non-inverting amplifier circuits and is an output coordinate signal of the light receiving unit 5.
The output signals of a and 15b (Fig. 4) are amplified respectively. A switch 63 determines the sampling timing of the output coordinate signal of the detection unit 5. Reference numeral 64 is a sample-and-hold circuit, which is well known in the art, but the configuration thereof is omitted. The timing of sampling is determined by the signal of the switch 63, and the output signal of the sample hold circuit 64 is the coordinates of the incident position detectors 13 and 14 at the time when the switch 63 is turned on. 65 is a multiplexer, for example, a well-known multiplexer (MX-808 manufactured by Digital Co., Ltd.) is used. Multiplexer 6
Reference numeral 5 selects and outputs one of the eight output signals of the sample hold circuit. 66 is a known A / D conversion circuit,
For example, a 12-bit A / D converter (ADC80-
AG12) is used. Reference numerals 67, 68, and 69 respectively constitute a microcomputer. 67 is a CPU, 68 is a ROM, 69 is a RAM, and they are connected by a bus line 611. In this example, C
PU67 uses an 8-bit CPU (H6803 manufactured by Hitachi, Ltd.). Also, the signal of the switch 63 is input as an interrupt signal. A program for arithmetic processing is stored in advance in the ROM 68 as machine code. RAM69 is ROM68
It is for the work area to execute the programs stored in. A display device 610 displays the calculated joint angle θ.

次に第5図に示したROM68に記憶してあるプログラム
を第6図に示したフローチャートで説明する。
Next, the program stored in the ROM 68 shown in FIG. 5 will be described with reference to the flow chart shown in FIG.

プログラムは2つのルーチンからなっており、第6図
(1)はイニシャルルーチンで、第6図(2)は割り込
みルーチンである。イニシャルルーチンは電源が投入さ
れると起動されるルーチンで、まずステップS1でメモリ
の初期化等を行なう。次にステップS2で表示器をクリア
し、ステップS3で割り込みを許可する。その後、ステッ
プS3を繰り返し割り込み待ちとなる。第6図(2)は割
り込みルーチンで、前述のイニシャルルーチンがステッ
プS3を実行し、かつスイッチ63がONされると実行を開始
する。
The program is composed of two routines, FIG. 6 (1) is an initial routine, and FIG. 6 (2) is an interrupt routine. The initial routine is a routine that is started when the power is turned on. First, in step S1, the memory is initialized. Next, in step S2, the display is cleared, and in step S3 interrupts are enabled. After that, step S3 is repeated to wait for an interrupt. FIG. 6 (2) shows an interrupt routine, which is started when the above-mentioned initial routine executes step S3 and the switch 63 is turned on.

まずステップi1で自身の割り込みを不許可にし、次に
ステップi2でマルチプレクサ65のチャンネルをCH1にセ
ットする。次にステップi3でチャンネルCH1のアナログ
データをA/Dデータとして読み込みRAM69内の特定の番地
にストアする。次にステップi4でマルチプレクサ65を次
のチャンネルCH2にセットする。ステップi5で8チャン
ネルのデータを読み込んだか判断し、8チャンネル終了
していなければNOとし、ステップi3に戻る。このループ
を8回まわると8チャンネルのデータ(CH1〜CH8のデー
タ)は読み込まれメモリにストアされたことになり、ス
テップi6に進む。ステップi6ではチャンネルCH1からCH4
のデータを用いて入射位置検出器14の入射された座標P
(X1,Y1)を計算する。さらにステップi7ではチャンネ
ルCH5からチャンネルCH8のデータを用いて入射位置検出
器13に入射された座標Q(X2,Y2)を計算する。
First, in step i1, its own interrupt is disabled, and then in step i2, the channel of the multiplexer 65 is set to CH1. Next, in step i3, the analog data of channel CH1 is read as A / D data and stored in a specific address in RAM 69. Next, at step i4, the multiplexer 65 is set to the next channel CH2. In step i5, it is determined whether the data of channel 8 has been read. If channel 8 has not ended, the result is NO, and the process returns to step i3. When this loop is rotated 8 times, the data of 8 channels (data of CH1 to CH8) are read and stored in the memory, and the process proceeds to step i6. Channels CH1 to CH4 in step i6
The incident coordinates P of the incident position detector 14 using the data of
Calculate (X 1 , Y 1 ). Further, in step i7, the coordinates Q (X 2 , Y 2 ) incident on the incident position detector 13 are calculated using the data of the channels CH5 to CH8.

座標P,Qはそれぞれ次の様にして計算する。CH1〜CH4
のデータをそれぞれX1A,X1B,Y1A,Y1Bとし、CH5〜CH8の
データをそれぞれX2A,X2B,Y2A,Y2Bとすると次式より求
める。
Coordinates P and Q are calculated as follows. CH1 ~ CH4
X 1A of data, respectively, and X 1B, Y 1A, Y 1B , respectively X 2A data CH5 to CH8, X 2B, Y 2A, when the Y 2B obtained by the following equation.

ここでLは入射位置検出器13,14の座標のとり得る最
大値である。
Here, L is the maximum value that the coordinates of the incident position detectors 13 and 14 can take.

さらにステップi8では、ステップi6,i7で求められた
P及びQの座標からジョイント角θを計算する。その計
算式は次式で求める。
Furthermore, in step i8, the joint angle θ is calculated from the P and Q coordinates obtained in steps i6 and i7. The calculation formula is calculated by the following formula.

ここでdは発光器4から入射位置検出器13に到る光路
の光路長と、発光器4から入射位置検出器14に到る光路
の光路長の差として定義され、上記角度測定装置では入
射位置検出器13,14の検出面を同一平面上に配したから
ビームスプリッタ板11と反射板12の間の距離であり、ま
た入射位置検出器13および14の座標原点間の距離であ
る。
Here, d is defined as the difference between the optical path length of the optical path from the light emitter 4 to the incident position detector 13 and the optical path length of the optical path from the light emitter 4 to the incident position detector 14, and in the above angle measuring device, This is the distance between the beam splitter plate 11 and the reflecting plate 12 because the detection surfaces of the position detectors 13 and 14 are arranged on the same plane, and the distance between the coordinate origins of the incident position detectors 13 and 14.

上記構成の角度測定装置でジョイント角θを測定する
場合には、発光器4をプロペラシャフト2に吸着固定す
る。この時、発光器4から光線7はプロペラシャフト2
の中心軸と平行となる。フックスジョイント部3を介し
た他方のプロペラシャフト1上には受光器5を吸着固定
する。
When measuring the joint angle θ with the angle measuring device having the above-mentioned configuration, the light emitter 4 is fixed to the propeller shaft 2 by suction. At this time, the light beam from the light emitter 4 is emitted from the propeller shaft 2.
It is parallel to the central axis of. The light receiver 5 is fixed by suction onto the other propeller shaft 1 through the hook joint 3.

この時、受光器5への入射光線が内蔵の入射位置検出
器13、14の有効座標内に入るように受光器5をプロペラ
シャフト1の軸方向に適当に位置決めをして設ける。本
実施例では詳細に述べていないが有効座標内に入ったか
どうかの判別はマルチプレクサの出力があるレベル以下
になるかどうかを判断し、あるレベル以下であれば光が
入射していないということで判断できる。
At this time, the light receiver 5 is appropriately positioned in the axial direction of the propeller shaft 1 so that the light beam incident on the light receiver 5 falls within the effective coordinates of the incident position detectors 13 and 14 incorporated therein. Although not described in detail in the present embodiment, it is determined whether the output of the multiplexer is below a certain level, and if the output of the multiplexer is below a certain level, light is not incident if it is below a certain level. I can judge.

そしてスイッチ63を押すと表示器610にジョイント角
θが表示される。
When the switch 63 is pressed, the display unit 610 displays the joint angle θ.

上記角度測定装置では、透過光7aが反射板12で反射光
7bと同方向に反射せしめて位置検出器14に入射するよう
にしたから、受光器5を光線7が入射する方向に短寸と
することがき、しかも位置検出器13,14を隣接して配す
ることができるから受光器がコンパクト化する。また、
位置検出器13,14の検出面が同一平面上に配してあるか
ら、ビームスプリッタ板11で反射した光が位置検出器13
に入射する角度と、反射板12で反射した光が位置検出器
14に入射する角度とが等しくなる。これにより位置検出
器13,14間で、入射点の二次元座標と座標信号の間の対
応関係が揃い、角度の測定誤差を抑えられる。
In the angle measuring device, the transmitted light 7a is reflected by the reflection plate 12.
Since the light is reflected in the same direction as 7b and made incident on the position detector 14, the light receiver 5 can be made short in the direction in which the light beam 7 is made incident, and the position detectors 13 and 14 are arranged adjacent to each other. Therefore, the light receiver can be made compact. Also,
Since the detection surfaces of the position detectors 13 and 14 are arranged on the same plane, the light reflected by the beam splitter plate 11 is the position detector 13
The angle of incidence to the position detector and the light reflected by the reflector 12
The angle of incidence on 14 becomes equal. As a result, the correspondence between the two-dimensional coordinates of the incident point and the coordinate signal is aligned between the position detectors 13 and 14, and the angle measurement error can be suppressed.

ところで、直線偏光の光線を測定に使用すると、ビー
ムスプリッタ板11での干渉等により、光軸回りに発光器
4の設置位置が変化すると誤差を生じることがある。こ
れに対して、本発明では円偏光せしめた光線を測定に使
用しているから、光線の偏光面は回転してビームスプリ
ッタ板11における光の強度等が一定であり、発光器4の
設置位置によって誤差を生じることはなく、正確な測定
が可能である。
By the way, when a linearly polarized light beam is used for measurement, an error may occur when the installation position of the light emitter 4 changes around the optical axis due to interference or the like at the beam splitter plate 11. On the other hand, in the present invention, since the circularly polarized light beam is used for measurement, the polarization plane of the light beam is rotated and the light intensity and the like in the beam splitter plate 11 are constant, and the installation position of the light emitter 4 is fixed. There is no error caused by this, and accurate measurement is possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は車両のプロペラシャフトに角度測定装置を設け
た例を示す装置構成図、第2図は発光器の斜視図、第3
図は受光器の断面図、第4図はヘッドアンプ回路の回路
図、第5図は演算表示器の回路構成図、第6図はプログ
ラムフローチャートである。 1、2……プロペラシャフト(基面) 4……発光器 41……レーザダイオード 42……コリメータレンズ 43……直線偏光器 5……受光器 11……ビームスプリッタ板 12……反射板 13……入射位置検出器(第1の座標検出手段) 14……入射位置検出器(第2の座標検出手段) 15……ヘッドアンプ回路 6……演算表示器
FIG. 1 is a device configuration diagram showing an example in which an angle measuring device is provided on a propeller shaft of a vehicle, FIG. 2 is a perspective view of a light emitter, and FIG.
FIG. 4 is a sectional view of a light receiver, FIG. 4 is a circuit diagram of a head amplifier circuit, FIG. 5 is a circuit configuration diagram of a calculation display device, and FIG. 6 is a program flow chart. 1, 2 ...... Propeller shaft (base surface) 4 ...... Light emitter 41 ...... Laser diode 42 ...... Collimator lens 43 ...... Linear polarizer 5 ...... Light receiver 11 ...... Beam splitter plate 12 ...... Reflector plate 13 ...... ... Incident position detector (first coordinate detecting means) 14 ... Incident position detector (second coordinate detecting means) 15 ... Head amplifier circuit 6 ... Calculation display

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮脇 繁 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 山本 憲一 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 角 豪 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (56)参考文献 特公 平2−4843(JP,B2) 特公 昭56−25601(JP,B2) 特公 平1−39042(JP,B2) 実公 昭57−26169(JP,Y2) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Shigeru Miyawaki, 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture, Toyota Motor Corporation (72) Inventor, Kenichi Yamamoto, 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Motor Corporation ( 72) Inventor Go Kaku 1 Toyota-cho, Toyota City, Aichi Prefecture, Toyota Toyota Motor Corporation (56) References Japanese Patent Publication No. 2-4843 (JP, B2) Japanese Patent Publication No. 56-25601 (JP, B2) Japanese Patent Publication 1-39042 (JP, B2) Jikkou 57-26169 (JP, Y2)

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】互いに角度をなす一対の基面の一方に設け
られ該基面に沿ってこれに平行な光線を発する発光器
と、上記基面の他方に設けられて上記光線を入射せしめ
る受光器とを具備し、上記発光器には、円偏光の光線を
発する発光手段を具備せしめるとともに、上記受光器に
は、板面に入射する上記光線の一部を通過せしめるとと
もに残る一部を入射方向と異なる方向へ反射するビーム
スプリッタ板と、上記ビームスプリッタ板の後方にこれ
と平行に設けられてビームスプリッタ板通過後の光線を
全反射せしめる反射板と、検出面を平面状となし上記ビ
ームスプリッタ板により反射された光線を入射せしめて
入射点の二次元座標に応じた座標信号を出力する第1の
座標検出手段と、検出面を平面状となし、第1の座標検
出手段の検出面と同一平面上に配し、上記反射板により
反射された光線を入射せしめて入射点の二次元座標に応
じた座標信号を出力する第2の座標検出手段と、上記第
1および第2の座標検出手段の出力する座標信号を処理
するヘッドアンプ回路と、該ヘッドアンプ回路から出力
され、上記第1および第2の座標検出手段でそれぞれ得
られる入射点座標より、上記両基面のなす角度を算出し
表示する演算表示手段とを具備せしめたことを特徴とす
る角度測定装置。
1. A light-emitting device provided on one of a pair of base surfaces forming an angle with each other and emitting a light beam parallel to the base surface, and a light-receiving device provided on the other of the base surfaces for allowing the light beam to enter. And a light emitting means for emitting a circularly polarized light beam, and the light receiving device allows a part of the light beam incident on the plate surface to pass and a remaining part of the light beam to enter. A beam splitter plate that reflects in a direction different from the direction, a reflector plate that is provided in parallel with the beam splitter plate behind the beam splitter plate and totally reflects the light rays that have passed through the beam splitter plate, and the detection surface is a flat surface. First coordinate detecting means for making the light beam reflected by the splitter plate incident and outputting a coordinate signal according to the two-dimensional coordinates of the incident point, and the detecting surface is made flat, and the detecting surface of the first coordinate detecting means Same as Second coordinate detecting means, which are arranged on a plane and which make the light rays reflected by the reflecting plate incident and output a coordinate signal according to the two-dimensional coordinates of the incident point, and the first and second coordinate detecting means. From the head amplifier circuit that processes the coordinate signal output by the head amplifier circuit and the incident point coordinates output from the head amplifier circuit and obtained by the first and second coordinate detecting means, respectively, the angle formed by the two base surfaces is calculated. An angle measuring device comprising: a calculation display unit for displaying.
【請求項2】上記ヘッドアンプ回路をプリント基板によ
り構成し、該プリント基板を上記第1および第2の座標
検出手段の背面側に、上記第1および第2の座標検出手
段と近接対向せしめて配設した特許請求の範囲第1項記
載の角度測定装置。
2. The head amplifier circuit is composed of a printed circuit board, and the printed circuit board is arranged on the back side of the first and second coordinate detecting means so as to closely face the first and second coordinate detecting means. The angle measuring device according to claim 1, which is provided.
【請求項3】上記発光手段を、直線偏光のレーザ光を発
するレーザダイオードと、該レーザダイオードの前方位
置に設けられ、光学軸を上記レーザ光の偏光面に対して
45度に設定した1/4波長板よりなる直線偏光器とで構成
した特許請求の範囲第1項記載の角度測定装置。
3. A laser diode for emitting linearly polarized laser light, the light emitting means being provided in front of the laser diode, and having an optical axis with respect to a plane of polarization of the laser light.
The angle measuring device according to claim 1, wherein the angle measuring device comprises a linear polarizer composed of a quarter-wave plate set at 45 degrees.
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JPS6348408A JPS6348408A (en) 1988-03-01
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS606449B2 (en) * 1979-08-07 1985-02-18 川崎重工業株式会社 safety valve test equipment
JPS59214703A (en) * 1983-05-21 1984-12-04 Mc Kk Position measuring device utilizing laser light

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