JPH1019566A - 光学式傾斜計 - Google Patents
光学式傾斜計Info
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- JPH1019566A JPH1019566A JP16988096A JP16988096A JPH1019566A JP H1019566 A JPH1019566 A JP H1019566A JP 16988096 A JP16988096 A JP 16988096A JP 16988096 A JP16988096 A JP 16988096A JP H1019566 A JPH1019566 A JP H1019566A
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- reflecting
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 小型で持ち運びが可能でありながら、地殻
変動に伴う傾斜変動の観測などに必要とされる高い検出
感度が得られる光学式傾斜計を提供すること。 【解決手段】 固定反射鏡１を垂直状に固定設置し、該
固定反射鏡に対して可動反射鏡２を反射面２ａを平行に
向き合わせて揺動自在に懸吊取付け、固定反射鏡又は可
動反射鏡の反射面１ａ，２ａにその一端側からレーザー
光線Ｌを水平に所定の角度で入射させることにより、該
反射レーザー光線Ｌ’を固定反射鏡と可動反射鏡の反射
面間で反射を繰り返しながら固定反射鏡又は可動反射鏡
の反射面の他端側から出射させ、その出力光点Ｐの位置
より傾斜角を測定するように構成した。
変動に伴う傾斜変動の観測などに必要とされる高い検出
感度が得られる光学式傾斜計を提供すること。 【解決手段】 固定反射鏡１を垂直状に固定設置し、該
固定反射鏡に対して可動反射鏡２を反射面２ａを平行に
向き合わせて揺動自在に懸吊取付け、固定反射鏡又は可
動反射鏡の反射面１ａ，２ａにその一端側からレーザー
光線Ｌを水平に所定の角度で入射させることにより、該
反射レーザー光線Ｌ’を固定反射鏡と可動反射鏡の反射
面間で反射を繰り返しながら固定反射鏡又は可動反射鏡
の反射面の他端側から出射させ、その出力光点Ｐの位置
より傾斜角を測定するように構成した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、大は地殻変動に伴
う傾斜変動の観測から小は精密加工機械における水平度
測定などに使用することができる光学式傾斜計に関する
ものである。
う傾斜変動の観測から小は精密加工機械における水平度
測定などに使用することができる光学式傾斜計に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、精密加工機械における水平度
を測定する場合等、傾斜の検出には簡便な気泡管形式の
ものが広く用いられているが、その実用感度は約４″
（秒角）程度が限度であり、それ以下の微少な傾斜角度
を検出することは困難であった。
を測定する場合等、傾斜の検出には簡便な気泡管形式の
ものが広く用いられているが、その実用感度は約４″
（秒角）程度が限度であり、それ以下の微少な傾斜角度
を検出することは困難であった。
【０００３】他方、地震予知等の研究に関連して地殻変
動に伴う傾斜変動の観測が行なわれており、この場合に
は１０分の１″から１００分の１″程度の極めて微少な
傾斜角度の変化を検出できる傾斜計が要求される。そこ
で地殻の傾斜角度変動の観測には、検出感度の比較的高
い水管傾斜計がよく用いられているが、水管傾斜計は長
さ数十ｍの水管を必要とするため、取扱いが不便である
だけでなく、設置場所の制約を受ける等の不具合があっ
た。
動に伴う傾斜変動の観測が行なわれており、この場合に
は１０分の１″から１００分の１″程度の極めて微少な
傾斜角度の変化を検出できる傾斜計が要求される。そこ
で地殻の傾斜角度変動の観測には、検出感度の比較的高
い水管傾斜計がよく用いられているが、水管傾斜計は長
さ数十ｍの水管を必要とするため、取扱いが不便である
だけでなく、設置場所の制約を受ける等の不具合があっ
た。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこの様な現状
に鑑みてなされたものであり、小型で持ち運びが可能で
あると共に、地殻変動に伴う傾斜変動の観測などに要求
される高い検出感度が得られる光学式傾斜計を提供せん
とするものである。
に鑑みてなされたものであり、小型で持ち運びが可能で
あると共に、地殻変動に伴う傾斜変動の観測などに要求
される高い検出感度が得られる光学式傾斜計を提供せん
とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】斯る目的を達成する本発
明の光学式傾斜計は、固定反射鏡を垂直状に固定設置
し、該固定反射鏡に対して可動反射鏡を反射面を平行に
向き合わせて揺動自在に懸吊取付け、上記固定反射鏡又
は可動反射鏡の反射面にその一端側からレーザー光線を
水平に所定の角度で入射させることにより、該反射レー
ザー光線を上記固定反射鏡と可動反射鏡の反射面間で反
射を繰り返しながら上記固定反射鏡又は可動反射鏡の反
射面の他端側から出射させ、その出力光点の位置より傾
斜角を測定するようにした事を特徴としたものである。
この際、前記反射レーザー光線の出力光点の位置を光点
位置検出器で電気信号に変換して、傾斜角を測定表示す
るように構成するか、または前記反射レーザー光線の出
力光点を目盛付スクリーンに投射させて、傾斜角を目視
し得るように構成することが好ましい。
明の光学式傾斜計は、固定反射鏡を垂直状に固定設置
し、該固定反射鏡に対して可動反射鏡を反射面を平行に
向き合わせて揺動自在に懸吊取付け、上記固定反射鏡又
は可動反射鏡の反射面にその一端側からレーザー光線を
水平に所定の角度で入射させることにより、該反射レー
ザー光線を上記固定反射鏡と可動反射鏡の反射面間で反
射を繰り返しながら上記固定反射鏡又は可動反射鏡の反
射面の他端側から出射させ、その出力光点の位置より傾
斜角を測定するようにした事を特徴としたものである。
この際、前記反射レーザー光線の出力光点の位置を光点
位置検出器で電気信号に変換して、傾斜角を測定表示す
るように構成するか、または前記反射レーザー光線の出
力光点を目盛付スクリーンに投射させて、傾斜角を目視
し得るように構成することが好ましい。
【０００６】
【作用】被測定面が傾斜していると、（被測定面に対し
て）垂直に設置された固定反射鏡に対して可動反射鏡は
被測定面の傾斜と同じ角度だけ傾斜し、すると固定反射
鏡又は可動反射鏡の反射面にその一端側から水平に所定
の角度で入射したレーザー光線は、固定反射鏡と可動反
射鏡の反射面間で反射を繰り返す毎に出力光点の位置が
傾斜角度に比例して上方又は下方に移動するので、出力
光点の位置を検出測定することにより、被測定面の傾斜
角度を求めることができる。
て）垂直に設置された固定反射鏡に対して可動反射鏡は
被測定面の傾斜と同じ角度だけ傾斜し、すると固定反射
鏡又は可動反射鏡の反射面にその一端側から水平に所定
の角度で入射したレーザー光線は、固定反射鏡と可動反
射鏡の反射面間で反射を繰り返す毎に出力光点の位置が
傾斜角度に比例して上方又は下方に移動するので、出力
光点の位置を検出測定することにより、被測定面の傾斜
角度を求めることができる。
【０００７】
【発明の実施の態様】以下、本発明の実施の一例を図面
に基づいて詳細に説明する。図中、１は固定反射鏡、２
は可動反射鏡、３はレーザー光源、Ｌはレーザー光線、
Ｌ’は反射レーザー光線を示す。
に基づいて詳細に説明する。図中、１は固定反射鏡、２
は可動反射鏡、３はレーザー光源、Ｌはレーザー光線、
Ｌ’は反射レーザー光線を示す。
【０００８】固定反射鏡１は、その反射面１ａができる
だけ平滑な平面鏡を用いて、所用の大きさの細長矩形状
に形成し、その反射面１ａが垂直となるように筐体４に
固定設置する。即ち、水平に形成配置された筐体４の底
板４ａに対して正確に直角に交わるように固定反射鏡１
を筐体４の側板４ｂ内側に固定設置するものである。
だけ平滑な平面鏡を用いて、所用の大きさの細長矩形状
に形成し、その反射面１ａが垂直となるように筐体４に
固定設置する。即ち、水平に形成配置された筐体４の底
板４ａに対して正確に直角に交わるように固定反射鏡１
を筐体４の側板４ｂ内側に固定設置するものである。
【０００９】可動反射鏡２は、固定反射鏡１と同様に、
その反射面２ａができるだけ平滑な平面鏡を用いて、固
定反射鏡１とほぼ同じ大きさの細長矩形状に形成し、固
定反射鏡１に対して反射面２ａを平行に向き合わせて揺
動自在に懸吊取付ける。即ち、可動反射鏡２は、その反
射面２ａが常に鉛直に保たれるように、細い柔軟性を有
する金属線やグラスファイバー，化学繊維等で形成した
吊り線５、または柔軟可撓性を有する薄い金属板やポリ
プロピレン等の高分子化合で形成したフィルム様の吊り
板などを用いて、固定反射鏡１とは反対側の筐体４の側
板４ｂ内側位置に揺動自在に懸吊取付ける。
その反射面２ａができるだけ平滑な平面鏡を用いて、固
定反射鏡１とほぼ同じ大きさの細長矩形状に形成し、固
定反射鏡１に対して反射面２ａを平行に向き合わせて揺
動自在に懸吊取付ける。即ち、可動反射鏡２は、その反
射面２ａが常に鉛直に保たれるように、細い柔軟性を有
する金属線やグラスファイバー，化学繊維等で形成した
吊り線５、または柔軟可撓性を有する薄い金属板やポリ
プロピレン等の高分子化合で形成したフィルム様の吊り
板などを用いて、固定反射鏡１とは反対側の筐体４の側
板４ｂ内側位置に揺動自在に懸吊取付ける。
【００１０】この時、可動反射鏡２の反射面２ａは、固
定反射鏡１の反射面１ａと適当な間隔をおいて精確に平
行に向き合わせて配置すると共に、可動反射鏡２を測定
範囲内の傾斜では接触しない程度に筐体４の側板４ｂに
近接させて配置せしめ、空気制動効果により可動反射鏡
２が不用意に揺動しないようにすることが好ましい。
尚、図中２’は、可動反射鏡２の空気制動効果を高める
ための制動板である。
定反射鏡１の反射面１ａと適当な間隔をおいて精確に平
行に向き合わせて配置すると共に、可動反射鏡２を測定
範囲内の傾斜では接触しない程度に筐体４の側板４ｂに
近接させて配置せしめ、空気制動効果により可動反射鏡
２が不用意に揺動しないようにすることが好ましい。
尚、図中２’は、可動反射鏡２の空気制動効果を高める
ための制動板である。
【００１１】レーザー光源３としては、周知の小型レー
ザー光源を用い、固定反射鏡１又は可動反射鏡２の反射
面１ａ，２ａにその一端側からレーザー光線Ｌを水平に
所定の角度で入射し得るように、筐体４に設置する。
ザー光源を用い、固定反射鏡１又は可動反射鏡２の反射
面１ａ，２ａにその一端側からレーザー光線Ｌを水平に
所定の角度で入射し得るように、筐体４に設置する。
【００１２】レーザー光源３を筐体４に設置する場合
に、図示実施例の如く、固定反射鏡１又は可動反射鏡２
の後ろ側位置に並列状に配置しても良いし、または固定
反射鏡１と可動反射鏡２の間位置にその照射口３ａを固
定反射鏡１又は可動反射鏡２の反射面１ａ，２ａに直接
向けて配置しても良い。前者の場合、レーザー光源３か
ら照射されたレーザー光線Ｌは、光路に対して所定の角
度で設置されたプリズムや反射鏡等の屈折部材６で屈折
されて固定反射鏡１又は可動反射鏡２の反射面１ａ，２
ａに入射される。従って、この屈折部材５は、レーザー
光線Ｌの微妙な光路調整を行えるように、例えば調整ね
じの付いた取付台などに調整自在に設置することが好ま
しい。尚、図中７は筐体４の側板４ｂに開設されたレー
ザー光線導入孔を示す。
に、図示実施例の如く、固定反射鏡１又は可動反射鏡２
の後ろ側位置に並列状に配置しても良いし、または固定
反射鏡１と可動反射鏡２の間位置にその照射口３ａを固
定反射鏡１又は可動反射鏡２の反射面１ａ，２ａに直接
向けて配置しても良い。前者の場合、レーザー光源３か
ら照射されたレーザー光線Ｌは、光路に対して所定の角
度で設置されたプリズムや反射鏡等の屈折部材６で屈折
されて固定反射鏡１又は可動反射鏡２の反射面１ａ，２
ａに入射される。従って、この屈折部材５は、レーザー
光線Ｌの微妙な光路調整を行えるように、例えば調整ね
じの付いた取付台などに調整自在に設置することが好ま
しい。尚、図中７は筐体４の側板４ｂに開設されたレー
ザー光線導入孔を示す。
【００１３】而して、レーザー光源３から照射されたレ
ーザー光線Ｌを、固定反射鏡１又は可動反射鏡２の反射
面１ａ，２ａ（図示実施例では可動反射鏡２の反射面２
ａ）にその一端側から水平に所定の角度（θ）でもって
入射させる。すると、その反射レーザー光線Ｌ’は固定
反射鏡１と可動反射鏡２の反射面１ａ，２ａ間で水平に
所定の角度（θ）を保ちながら反射を数回から数十回、
高い測定精度が求められる場合には数十回から数百回程
繰り返して、固定反射鏡１又は可動反射鏡２の反射面１
ａ，２ａ（図示実施例では可動反射鏡１の反射面２ａ）
の他端側から出射されるので、その出力光点Ｐの位置を
検出して被測定面Ｇの傾斜角度を測定表示する。
ーザー光線Ｌを、固定反射鏡１又は可動反射鏡２の反射
面１ａ，２ａ（図示実施例では可動反射鏡２の反射面２
ａ）にその一端側から水平に所定の角度（θ）でもって
入射させる。すると、その反射レーザー光線Ｌ’は固定
反射鏡１と可動反射鏡２の反射面１ａ，２ａ間で水平に
所定の角度（θ）を保ちながら反射を数回から数十回、
高い測定精度が求められる場合には数十回から数百回程
繰り返して、固定反射鏡１又は可動反射鏡２の反射面１
ａ，２ａ（図示実施例では可動反射鏡１の反射面２ａ）
の他端側から出射されるので、その出力光点Ｐの位置を
検出して被測定面Ｇの傾斜角度を測定表示する。
【００１４】ここで、本発明に係る光学式傾斜計の測定
原理を、図３及び図４をもって説明する。図３は、被測
定面ＧがＡ−Ｂ方向に傾斜している場合に、固定反射鏡
１と可動反射鏡２の反射面１ａ，２ａ間で反射を繰り返
した反射レーザー光線Ｌ’の光路が上方Ｌ1 ’或いは下
方向Ｌ2 ’に移動する様子を示し、図４は、被測定面Ｇ
が水平（Ｈ）に対して角度（ψ）だけ傾斜している場合
における反射レーザー光線Ｌ’の光路の軌跡を模式的に
示している。
原理を、図３及び図４をもって説明する。図３は、被測
定面ＧがＡ−Ｂ方向に傾斜している場合に、固定反射鏡
１と可動反射鏡２の反射面１ａ，２ａ間で反射を繰り返
した反射レーザー光線Ｌ’の光路が上方Ｌ1 ’或いは下
方向Ｌ2 ’に移動する様子を示し、図４は、被測定面Ｇ
が水平（Ｈ）に対して角度（ψ）だけ傾斜している場合
における反射レーザー光線Ｌ’の光路の軌跡を模式的に
示している。
【００１５】今、被測定面Ｇが水平（Ｈ）に対して角度
（ψ）だけ傾斜しているので、可動反射鏡２の反射面２
ａはその鉛直を保つように動いて、垂直（Ｖ）に対して
角度（ψ）だけ傾斜し、固定反射鏡１の反射面１ａに対
する仰角が角度（ψ）だけ変位することになる。この様
な状態で、例えば可動反射鏡２の反射面２ａにレーザー
光線Ｌが水平に所定の角度で入射されると、可動反射鏡
２の反射面２ａで反射された反射レーザー光線Ｌ’が始
めて固定反射鏡１の反射面１ａに達したときの入射光の
位置と反射光との位置にずれが生じ、そのずれＲ
(0) は、次の計算式で表される。 Ｒ(0) ＝ｄ・tan(２ψ) 但し、ｄは固定反射鏡１の反射面１ａと可動反射鏡２の
反射面２ａの間隔を表す。
（ψ）だけ傾斜しているので、可動反射鏡２の反射面２
ａはその鉛直を保つように動いて、垂直（Ｖ）に対して
角度（ψ）だけ傾斜し、固定反射鏡１の反射面１ａに対
する仰角が角度（ψ）だけ変位することになる。この様
な状態で、例えば可動反射鏡２の反射面２ａにレーザー
光線Ｌが水平に所定の角度で入射されると、可動反射鏡
２の反射面２ａで反射された反射レーザー光線Ｌ’が始
めて固定反射鏡１の反射面１ａに達したときの入射光の
位置と反射光との位置にずれが生じ、そのずれＲ
(0) は、次の計算式で表される。 Ｒ(0) ＝ｄ・tan(２ψ) 但し、ｄは固定反射鏡１の反射面１ａと可動反射鏡２の
反射面２ａの間隔を表す。
【００１６】そして、次に固定反射鏡１の反射面１ａで
反射され可動反射鏡２の反射面２ａに達し再び固定反射
鏡３の反射面１ａに戻って来たときの反射点は、前記反
射点Ｒ(0) の位置より少し上方に移動し、その時の反射
点と前記反射点Ｒ(0) との位置のずれＲ(1) ＋Ｒ
(2) は、次の計算式で表される。 Ｒ(1) ＝Ｒ(0) ・(1+tan(ψ)・tan (2ψ))／(1-tan (ψ)・
tan (2ψ)) Ｒ(2) ＝Ｒ(1) ・tan(4ψ) ／tan (2ψ) 同様に、次の反射点の位置のずれＲ(3) ＋Ｒ(4) は、 Ｒ(3) ＝Ｒ(2) ・(1+tan(ψ)・tan (4ψ))／(1-tan (ψ)・
tan(ψ)) Ｒ(4) ＝Ｒ(3) ・tan(6ψ) ／tan (4ψ) と表わされ、２ｎ回目の反射点の位置のずれＲ(2n-1)＋
Ｒ(2n)は、次の一般式で表される。 Ｒ(2n-1)＝Ｒ(2n-2)・(1+tan(ψ)・tan(2nψ))／(1-tan
(ψ)・tan(2nψ)) Ｒ(2n) ＝Ｒ(2n-1)・tan ((2n+2)ψ) ／tan(2nψ) よって、２ｎ回の反射を繰り返した反射レーザー光線
Ｌ’の反射点のずれの総和（Ｒ）は、次のようになる。 Ｒ＝Ｒ(0) +(Ｒ(1) ＋Ｒ(2) )+( Ｒ(3) ＋Ｒ(4) ) ……
+(Ｒ(2n-1)＋Ｒ(2n) )
反射され可動反射鏡２の反射面２ａに達し再び固定反射
鏡３の反射面１ａに戻って来たときの反射点は、前記反
射点Ｒ(0) の位置より少し上方に移動し、その時の反射
点と前記反射点Ｒ(0) との位置のずれＲ(1) ＋Ｒ
(2) は、次の計算式で表される。 Ｒ(1) ＝Ｒ(0) ・(1+tan(ψ)・tan (2ψ))／(1-tan (ψ)・
tan (2ψ)) Ｒ(2) ＝Ｒ(1) ・tan(4ψ) ／tan (2ψ) 同様に、次の反射点の位置のずれＲ(3) ＋Ｒ(4) は、 Ｒ(3) ＝Ｒ(2) ・(1+tan(ψ)・tan (4ψ))／(1-tan (ψ)・
tan(ψ)) Ｒ(4) ＝Ｒ(3) ・tan(6ψ) ／tan (4ψ) と表わされ、２ｎ回目の反射点の位置のずれＲ(2n-1)＋
Ｒ(2n)は、次の一般式で表される。 Ｒ(2n-1)＝Ｒ(2n-2)・(1+tan(ψ)・tan(2nψ))／(1-tan
(ψ)・tan(2nψ)) Ｒ(2n) ＝Ｒ(2n-1)・tan ((2n+2)ψ) ／tan(2nψ) よって、２ｎ回の反射を繰り返した反射レーザー光線
Ｌ’の反射点のずれの総和（Ｒ）は、次のようになる。 Ｒ＝Ｒ(0) +(Ｒ(1) ＋Ｒ(2) )+( Ｒ(3) ＋Ｒ(4) ) ……
+(Ｒ(2n-1)＋Ｒ(2n) )
【００１７】この様にして、固定反射鏡１と可動反射鏡
２の反射面１ａ，２ａ間で反射を繰り返すほど反射レー
ザー光線Ｌ’の光路のずれが積算される結果、被測定面
Ｇの僅かな傾きでも大きなずれとなって検知することが
でき、微少な傾斜角度の検出が可能となる訳である。な
おレーザー光は、長距離を経てもビームが拡散しないの
で、多数回反射を繰り返した後でもその出力光点Ｐが大
きくなることがなく、本発明に最適である。
２の反射面１ａ，２ａ間で反射を繰り返すほど反射レー
ザー光線Ｌ’の光路のずれが積算される結果、被測定面
Ｇの僅かな傾きでも大きなずれとなって検知することが
でき、微少な傾斜角度の検出が可能となる訳である。な
おレーザー光は、長距離を経てもビームが拡散しないの
で、多数回反射を繰り返した後でもその出力光点Ｐが大
きくなることがなく、本発明に最適である。
【００１８】ちなみに、固定反射鏡１の反射面１ａと可
動反射鏡２の反射面２ａとの間隔を３０ｃｍとしレーザ
ー光線Ｌの反射繰り返し回数ｎをｎ＝２５０とした場合
に、反射レーザー光線Ｌ’の出力光点Ｐの位置ずれは、
前記計算式に当てはめて計算すると、被測定面の傾斜角
度（ψ）が、１０分の１″（秒角）の場合、その総和
（Ｒ）は１８．３ｍｍとなり、１００分の１″場合では
１．８３ｍｍとなる。
動反射鏡２の反射面２ａとの間隔を３０ｃｍとしレーザ
ー光線Ｌの反射繰り返し回数ｎをｎ＝２５０とした場合
に、反射レーザー光線Ｌ’の出力光点Ｐの位置ずれは、
前記計算式に当てはめて計算すると、被測定面の傾斜角
度（ψ）が、１０分の１″（秒角）の場合、その総和
（Ｒ）は１８．３ｍｍとなり、１００分の１″場合では
１．８３ｍｍとなる。
【００１９】尚、図３に示す如く、反射レーザー光線
Ｌ’の光路は、被測定面Ｇが傾斜している方向よって上
方向または下方向にずれることは容易に理解されるだろ
う。即ち、可動反射鏡２の反射面２ａが固定反射鏡１の
反射面１ａに対して外側に傾斜している場合には反射レ
ーザー光線Ｌ’の光路が上方向にずれ、内側に傾斜して
いる場合には下方向にずれる。
Ｌ’の光路は、被測定面Ｇが傾斜している方向よって上
方向または下方向にずれることは容易に理解されるだろ
う。即ち、可動反射鏡２の反射面２ａが固定反射鏡１の
反射面１ａに対して外側に傾斜している場合には反射レ
ーザー光線Ｌ’の光路が上方向にずれ、内側に傾斜して
いる場合には下方向にずれる。
【００２０】また、固定反射鏡１の反射面１ａの垂直
度、並びに固定反射鏡１の反射面１ａと可動反射鏡２の
反射面２ａとの平行度は厳密に要求されるが、実際には
反射レーザー光線Ｌ’の出力光点Ｐの位置を検知する電
子的な補償回路によってソフト的に補償することが可能
である。
度、並びに固定反射鏡１の反射面１ａと可動反射鏡２の
反射面２ａとの平行度は厳密に要求されるが、実際には
反射レーザー光線Ｌ’の出力光点Ｐの位置を検知する電
子的な補償回路によってソフト的に補償することが可能
である。
【００２１】そして、実際の被測定面Ｇの傾斜角度を測
定表示する場合には、前記反射レーザー光線Ｌ’の出力
光点Ｐの位置を光点位置検出器８で測定表示するか、ま
たは前記反射レーザー光線Ｌ’の出力光点Ｐを目盛付ス
クリーン９に投射させて目視し得るように構成する。
定表示する場合には、前記反射レーザー光線Ｌ’の出力
光点Ｐの位置を光点位置検出器８で測定表示するか、ま
たは前記反射レーザー光線Ｌ’の出力光点Ｐを目盛付ス
クリーン９に投射させて目視し得るように構成する。
【００２２】光点位置検出器８は、光電池またはフォト
トランジスターなどからなる光検出器を備え、この光検
出器を２個用いて差動的に使用するか或いはこの光検出
器を数個〜数十個用いて、前記反射レーザー光線Ｌ’の
出力光点Ｐの位置を電気出力に変換し、その電気出力を
ＩＣ（半導体）等を使用した増幅器を用いて所定の電気
信号に変換して、被測定面Ｇの傾斜角を表示するように
構成されている。
トランジスターなどからなる光検出器を備え、この光検
出器を２個用いて差動的に使用するか或いはこの光検出
器を数個〜数十個用いて、前記反射レーザー光線Ｌ’の
出力光点Ｐの位置を電気出力に変換し、その電気出力を
ＩＣ（半導体）等を使用した増幅器を用いて所定の電気
信号に変換して、被測定面Ｇの傾斜角を表示するように
構成されている。
【００２３】この際、反射レーザー光線Ｌ’の出力光点
Ｐの位置は被測定面Ｇの傾斜角度に比例して上下に移動
するので、光点位置検出器８の出力電圧が図５に示すご
とき直線となるように構成し、この出力で電圧計などに
傾斜角として表示させ、或いは傾斜角度信号として外部
に出力する。
Ｐの位置は被測定面Ｇの傾斜角度に比例して上下に移動
するので、光点位置検出器８の出力電圧が図５に示すご
とき直線となるように構成し、この出力で電圧計などに
傾斜角として表示させ、或いは傾斜角度信号として外部
に出力する。
【００２４】尚、上記のはたらきを行なう光点位置検出
器８は、ミクロン単位（μｍ）の極微少な光点の位置を
検出するような機器である必要はなく、分解能０．１ｍ
ｍ程度のもので充分であると共に、上記した構成のもの
に限定されるものではなく、前記反射レーザー光線Ｌ’
の出力光点Ｐの位置を電気信号に変換して測定表示し得
るものであれば、どの様な構成のものでも採用可能であ
る。
器８は、ミクロン単位（μｍ）の極微少な光点の位置を
検出するような機器である必要はなく、分解能０．１ｍ
ｍ程度のもので充分であると共に、上記した構成のもの
に限定されるものではなく、前記反射レーザー光線Ｌ’
の出力光点Ｐの位置を電気信号に変換して測定表示し得
るものであれば、どの様な構成のものでも採用可能であ
る。
【００２５】また、図６に示した実施例は、上述した光
点位置検出器８の代わりに目盛付スクリーン９を配置し
て、前記反射レーザー光線Ｌ’の出力光点Ｐを目盛付ス
クリーン９に投射させて、被測定面Ｇの傾斜角を目視し
得るように構成したものである。尚、図示実施例のもの
では、反射鏡１０を内蔵させて、筐体４の上部位置に設
置した目盛付スクリーン９に投射させるように構成して
あるが、反射鏡１０を省略して筐体４の側板４ｂ部分に
目盛付スクリーン９に設置しても良い。
点位置検出器８の代わりに目盛付スクリーン９を配置し
て、前記反射レーザー光線Ｌ’の出力光点Ｐを目盛付ス
クリーン９に投射させて、被測定面Ｇの傾斜角を目視し
得るように構成したものである。尚、図示実施例のもの
では、反射鏡１０を内蔵させて、筐体４の上部位置に設
置した目盛付スクリーン９に投射させるように構成して
あるが、反射鏡１０を省略して筐体４の側板４ｂ部分に
目盛付スクリーン９に設置しても良い。
【００２６】
【発明の効果】本発明の光学式傾斜計は斯様に構成した
ので、小型に構成することが出来ると共に、気泡管式の
傾斜計と比較してはるかに高感度なものとすることが可
能である。従って、小型で持ち運びが容易に可能である
と共に、設置場所の制限を受けることが少なくなり、し
かも地殻変動に伴う傾斜変動の観測などに要求される極
めて微少な傾斜角変化の観測にも、高い検出感度で応え
ることが出来る。
ので、小型に構成することが出来ると共に、気泡管式の
傾斜計と比較してはるかに高感度なものとすることが可
能である。従って、小型で持ち運びが容易に可能である
と共に、設置場所の制限を受けることが少なくなり、し
かも地殻変動に伴う傾斜変動の観測などに要求される極
めて微少な傾斜角変化の観測にも、高い検出感度で応え
ることが出来る。
【００２７】また、精密加工機械における水平度測定な
どそれほど高い検出感度が要求されない場合には、固定
反射鏡と可動反射鏡との反射面の間隔をより短くする
か、レーザー光線の反射繰り返し回数を少なくするなど
して、必要な感度を設定すればよく、用途に応じた傾斜
計を提供することができる。
どそれほど高い検出感度が要求されない場合には、固定
反射鏡と可動反射鏡との反射面の間隔をより短くする
か、レーザー光線の反射繰り返し回数を少なくするなど
して、必要な感度を設定すればよく、用途に応じた傾斜
計を提供することができる。
【００２８】また、特に請求項３に記載の光学式傾斜計
によれば、光検出器、増幅器等から構成される光点位置
検出器を必要としないので、比較的構成が簡素で一層の
小型化を図ることが出来ると共に、安価に提供すること
が出来る。
によれば、光検出器、増幅器等から構成される光点位置
検出器を必要としないので、比較的構成が簡素で一層の
小型化を図ることが出来ると共に、安価に提供すること
が出来る。
【図１】 本発明の実施の一例を原理的に示した模式斜
視図。
視図。
【図２】 同模式平面図。
【図３】 同模式側面図。
【図４】 本発明に係る傾斜計の原理を説明するための
模式図。
模式図。
【図５】 本発明に係る傾斜計の電気的出力の一例を示
す図。
す図。
【図６】 本発明の他の実施例を示した模式斜視図。
１……固定反射鏡 ２……可動反射鏡 １ａ，２ａ…反射面 ３……レーザー光
源 ４……筐体 ４ａ…底板 ４ｂ…側板 ５……吊り線 ６……屈折部材 ７……レーザー光
線導入孔 ８……光点位置検出器 ９……目盛付スク
リーン １０…反射鏡 Ｌ……レーザー光
線 Ｌ’…反射レーザー光線 Ｐ……出力光点 Ｇ……被測定面
源 ４……筐体 ４ａ…底板 ４ｂ…側板 ５……吊り線 ６……屈折部材 ７……レーザー光
線導入孔 ８……光点位置検出器 ９……目盛付スク
リーン １０…反射鏡 Ｌ……レーザー光
線 Ｌ’…反射レーザー光線 Ｐ……出力光点 Ｇ……被測定面
Claims (3)
- 【請求項１】 固定反射鏡を垂直状に固定設置し、該固
定反射鏡に対して可動反射鏡を反射面を平行に向き合わ
せて揺動自在に懸吊取付け、上記固定反射鏡又は可動反
射鏡の反射面にその一端側からレーザー光線を水平に所
定の角度で入射させることにより、該反射レーザー光線
を上記固定反射鏡と可動反射鏡の反射面間で反射を繰り
返しながら上記固定反射鏡又は可動反射鏡の反射面の他
端側から出射させ、その出力光点の位置より傾斜角を測
定するようにした事を特徴とする光学式傾斜計。 - 【請求項２】 前記反射レーザー光線の出力光点の位置
を光点位置検出器で電気信号に変換して、傾斜角を測定
表示するように構成した請求項１記載の光学式傾斜計。 - 【請求項３】 前記反射レーザー光線の出力光点を目盛
付スクリーンに投射させて、傾斜角を目視し得るように
構成した請求項１記載の光学式傾斜計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16988096A JPH1019566A (ja) | 1996-06-28 | 1996-06-28 | 光学式傾斜計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16988096A JPH1019566A (ja) | 1996-06-28 | 1996-06-28 | 光学式傾斜計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1019566A true JPH1019566A (ja) | 1998-01-23 |
Family
ID=15894674
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16988096A Pending JPH1019566A (ja) | 1996-06-28 | 1996-06-28 | 光学式傾斜計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1019566A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106097856A (zh) * | 2016-08-11 | 2016-11-09 | 尤爱惠 | 一种显示光迹的微小形变演示仪 |
| CN116659420A (zh) * | 2023-08-02 | 2023-08-29 | 江苏集萃苏科思科技有限公司 | 一种测量偏摆角的系统和方法 |
-
1996
- 1996-06-28 JP JP16988096A patent/JPH1019566A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106097856A (zh) * | 2016-08-11 | 2016-11-09 | 尤爱惠 | 一种显示光迹的微小形变演示仪 |
| CN116659420A (zh) * | 2023-08-02 | 2023-08-29 | 江苏集萃苏科思科技有限公司 | 一种测量偏摆角的系统和方法 |
| CN116659420B (zh) * | 2023-08-02 | 2023-10-17 | 江苏集萃苏科思科技有限公司 | 一种测量偏摆角的系统和方法 |
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