JPS61260113A - 面傾斜角検出装置 - Google Patents
面傾斜角検出装置Info
- Publication number
- JPS61260113A JPS61260113A JP60103232A JP10323285A JPS61260113A JP S61260113 A JPS61260113 A JP S61260113A JP 60103232 A JP60103232 A JP 60103232A JP 10323285 A JP10323285 A JP 10323285A JP S61260113 A JPS61260113 A JP S61260113A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rays
- light
- circuit
- distance
- objective plane
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/26—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
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
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、対象平面の基準方向に対する傾斜角を検出す
る面傾斜角検出装置に関するものである。
る面傾斜角検出装置に関するものである。
［背景技術］
従来、対象平面の基準方向に対する傾斜角を検出するこ
の種の面傾斜角検出装置としては、振り子を利用して地
球の重力方向に対する対象平面の傾斜角を検出するもの
があったが、このような従来例にあっては面傾斜角を機
械的に検出しているために基準方向が地球の重力方向に
固定されてしまい汎用性がないという問題があり、また
、機械的手段を用いているので、非接触で測定できない
という問題があった。
の種の面傾斜角検出装置としては、振り子を利用して地
球の重力方向に対する対象平面の傾斜角を検出するもの
があったが、このような従来例にあっては面傾斜角を機
械的に検出しているために基準方向が地球の重力方向に
固定されてしまい汎用性がないという問題があり、また
、機械的手段を用いているので、非接触で測定できない
という問題があった。
［発明の目的］
本発明は上記の点に鑑みて為されたものであり、その目
的とするところは、任意の基準方向に対する対象平面の
傾斜角が非接触で検出できる面傾斜角検出装置を提供す
ることにある。
的とするところは、任意の基準方向に対する対象平面の
傾斜角が非接触で検出できる面傾斜角検出装置を提供す
ることにある。
［発明の開示］
（実施例）
第１図乃至第３図は本発明一実施例を示すものであり、
対象平面Ａまでの距離Ｒ１〜Ｒ４を異なる４方向から測
定する距離測定手段と、その測定値に基いて基準方向（
Ｚ軸方向）に対する対象平面Ａの傾斜角θを演算する演
算手段とで構成さ゛れ、実施例にあっては、距離測定手
段は光の伝播時間により距＊ Ｒｔ〜Ｒ４を測定するよ
うになっており、４個の発光タイオードよりなる発光素
子１〜４を電子的に走査して各発光素子１〜４から測定
光Ｐ、〜Ｐ４を順次放射するとともに１各測定光Ｐ、〜
Ｐ、の対象平面へによる反射光を共通の受光素子１０に
て受光し、各測定光Ｐ１〜Ｐ４を放射してから反射光の
戻ってくるまでの時間を上記受光素子１０出力に基いて
計測して４方向からの距ｍ ＲＩ〜Ｒ６を測定するよう
に距離測定手段を形成したものである。すなわち、第１
図は本発明の測定原理を示すものである。いま、基準方
向（Ｚ軸）を含む直交平面Ｘ−Ｚ面、Ｙ−Ｚ面内にあり
、それぞれＺ軸とαの角をなして軸対象に配置する４木
の測定光（ビーム光）Ｐ、〜Ｐ４が対象平面Ａ （、Ｚ
軸に対し、θの角をなす）に当る点までの、センサ本体
５からの距離をそれぞれＲ１、Ｒ，、Ｒ３、Ｒ，とする
。
対象平面Ａまでの距離Ｒ１〜Ｒ４を異なる４方向から測
定する距離測定手段と、その測定値に基いて基準方向（
Ｚ軸方向）に対する対象平面Ａの傾斜角θを演算する演
算手段とで構成さ゛れ、実施例にあっては、距離測定手
段は光の伝播時間により距＊ Ｒｔ〜Ｒ４を測定するよ
うになっており、４個の発光タイオードよりなる発光素
子１〜４を電子的に走査して各発光素子１〜４から測定
光Ｐ、〜Ｐ４を順次放射するとともに１各測定光Ｐ、〜
Ｐ、の対象平面へによる反射光を共通の受光素子１０に
て受光し、各測定光Ｐ１〜Ｐ４を放射してから反射光の
戻ってくるまでの時間を上記受光素子１０出力に基いて
計測して４方向からの距ｍ ＲＩ〜Ｒ６を測定するよう
に距離測定手段を形成したものである。すなわち、第１
図は本発明の測定原理を示すものである。いま、基準方
向（Ｚ軸）を含む直交平面Ｘ−Ｚ面、Ｙ−Ｚ面内にあり
、それぞれＺ軸とαの角をなして軸対象に配置する４木
の測定光（ビーム光）Ｐ、〜Ｐ４が対象平面Ａ （、Ｚ
軸に対し、θの角をなす）に当る点までの、センサ本体
５からの距離をそれぞれＲ１、Ｒ，、Ｒ３、Ｒ，とする
。
次に、対象平面Ａの法線をＸ−Ｚ面、Ｙ−Ｚ面へ投影し
た時の直線とＺ軸とのなす角を各々θχ−〇＝ｆ丁）ｔ
ｕ ａｘ＋ｍ １１７ （３）式より、求める角度θは、 となる。
た時の直線とＺ軸とのなす角を各々θχ−〇＝ｆ丁）ｔ
ｕ ａｘ＋ｍ １１７ （３）式より、求める角度θは、 となる。
ところで、末完ＦＩＡＫ用いる光学的距離測定手段の構
成は、パルス変調された光を放射する投光手段と、投光
手段から送出された光の一部を参照光として受光して電
気信号に変換する第１受光手段と、反射物体により反射
された信号光を受光して電気信号に変換する第２受光手
段と、第１受光手段により検出された参照光と第２受光
手段により検出された信号光との位相差を検出する位相
差検出手段と、位相差検出手段により検出された位、相
差から距ｍ Ｒｔ〜Ｒ４を求める距離演算手段とから構
成されており、以下に本発明の一実施例の具体的構成と
動作について説明する。
成は、パルス変調された光を放射する投光手段と、投光
手段から送出された光の一部を参照光として受光して電
気信号に変換する第１受光手段と、反射物体により反射
された信号光を受光して電気信号に変換する第２受光手
段と、第１受光手段により検出された参照光と第２受光
手段により検出された信号光との位相差を検出する位相
差検出手段と、位相差検出手段により検出された位、相
差から距ｍ Ｒｔ〜Ｒ４を求める距離演算手段とから構
成されており、以下に本発明の一実施例の具体的構成と
動作について説明する。
第２図は光学系の概略構成図、第３図はブロック回路図
、第４図は回路各部のタイムチルートを示している。
、第４図は回路各部のタイムチルートを示している。
ここに、第２図において、センサ本体５の中心軸のまわ
りに円周上に配置された測定光Ｐ１〜Ｐ４を放射する４
個の発光素子１〜４は、それぞれコリメータ・レンズ６
１〜６４によってほぼ平行な光ビームが放射されるよう
に配置（焦点近傍に配置）される。この場合、発光素子
１〜４によって放射される測定光Ｐ１〜Ｐ４は、第１図
の条件を満たすように設定される。これら測定光Ｐ、〜
Ｐ。
りに円周上に配置された測定光Ｐ１〜Ｐ４を放射する４
個の発光素子１〜４は、それぞれコリメータ・レンズ６
１〜６４によってほぼ平行な光ビームが放射されるよう
に配置（焦点近傍に配置）される。この場合、発光素子
１〜４によって放射される測定光Ｐ１〜Ｐ４は、第１図
の条件を満たすように設定される。これら測定光Ｐ、〜
Ｐ。
は、測定しようとする対象平面人で反射した後、一部は
ｔ−）す本体５の中心軸上にあるコンヂン寸レンズ７で
集光されフォトタイオードよりなる受光素子１０で検出
される。また、同時にフォトタイオードよりなる受光素
子９（第２図には図示されていない）で、発光素子１〜
４の直接光の一部が検出される。
ｔ−）す本体５の中心軸上にあるコンヂン寸レンズ７で
集光されフォトタイオードよりなる受光素子１０で検出
される。また、同時にフォトタイオードよりなる受光素
子９（第２図には図示されていない）で、発光素子１〜
４の直接光の一部が検出される。
第３図において、発振回路１１（例えばｆｏ ＝ １０
ＭＨｚ ）、及びマイクロコンピュータのような制御演
算回路２５によって制御されるドライブ回路１２によっ
て順次駆動される発光素子１〜４から放射された光は、
一部は基準光として直接受光素子９にて受光され、他の
一部は対象平面Ａで反射した後、受光素子１０で受光さ
れる。各受光素子９，１０で受光された光は電気信号に
変換され、それぞれプリアンプ１３．１７で増巾された
後、三十す回路１４．１８で同一の局部発振回路２１（
例えば、ｆ １． ＝ ９．９７５ Ｍ Ｈｚ ）から
送出された信号と混合され、フィルタ＋５．Ｉ’？（中
心周波１ｋｆｉ＝ｆｏ−ｆｌ＝２５ＫＨｚ ）に通され
る。
ＭＨｚ ）、及びマイクロコンピュータのような制御演
算回路２５によって制御されるドライブ回路１２によっ
て順次駆動される発光素子１〜４から放射された光は、
一部は基準光として直接受光素子９にて受光され、他の
一部は対象平面Ａで反射した後、受光素子１０で受光さ
れる。各受光素子９，１０で受光された光は電気信号に
変換され、それぞれプリアンプ１３．１７で増巾された
後、三十す回路１４．１８で同一の局部発振回路２１（
例えば、ｆ １． ＝ ９．９７５ Ｍ Ｈｚ ）から
送出された信号と混合され、フィルタ＋５．Ｉ’？（中
心周波１ｋｆｉ＝ｆｏ−ｆｌ＝２５ＫＨｚ ）に通され
る。
その後、さらに波形整形部１６．２０を通し、第４図（
ｂ） 、 （Ｃ）に示すように矩形波として出力される
。ここにおいて２つの矩形波の位相差は、基準光と反射
光との伝播時間、換言すれば光路差に比例する。そこで
これら矩形波は、排他的論理和回路２２で位相比較され
た後、りＯツク発生回路２３からのクロック信号が印加
されるゲート回路２４に送られる。制御演算回路２５は
、ゲート回路２４から出力されるりＯツク信号をカウン
トし、各測定光Ｐ１〜Ｐ４毎にその値を記憶する。
ｂ） 、 （Ｃ）に示すように矩形波として出力される
。ここにおいて２つの矩形波の位相差は、基準光と反射
光との伝播時間、換言すれば光路差に比例する。そこで
これら矩形波は、排他的論理和回路２２で位相比較され
た後、りＯツク発生回路２３からのクロック信号が印加
されるゲート回路２４に送られる。制御演算回路２５は
、ゲート回路２４から出力されるりＯツク信号をカウン
トし、各測定光Ｐ１〜Ｐ４毎にその値を記憶する。
前述したように、これらの記憶値は、センサ本体５から
対象平面Ａまでの距離Ｒ１〜Ｒ４に比例する。（即ち、
これら記憶値をＲ１−Ｒ４に置き換えてもよい）以上の
測定値をもとに、前述の（４）式を用いて制御演算回路
２５によって対象平面Ａの傾斜角θが求められる。
対象平面Ａまでの距離Ｒ１〜Ｒ４に比例する。（即ち、
これら記憶値をＲ１−Ｒ４に置き換えてもよい）以上の
測定値をもとに、前述の（４）式を用いて制御演算回路
２５によって対象平面Ａの傾斜角θが求められる。
本発明は上述のように、対象平面までの距離を異なる４
方向から測定する距離測定手段と、その測定値に基いて
基準方向に対する対象平面の傾斜角を演算する演算手段
とで構成されており、電子的に傾斜角を検出しているの
で、任意の基準方向に対する対象平面の傾斜角が容易に
検出でき、しかも非接触で検出できるという効果がある
。
方向から測定する距離測定手段と、その測定値に基いて
基準方向に対する対象平面の傾斜角を演算する演算手段
とで構成されており、電子的に傾斜角を検出しているの
で、任意の基準方向に対する対象平面の傾斜角が容易に
検出でき、しかも非接触で検出できるという効果がある
。
第１図は本発明一実施例の検出原理を示す説明図、第２
図（ａ）（ｂ）は同上の要部正面図および側断面図、第
３図は同上のブロック回路図、第４図は同上の動作説明
図である。 １〜４は発光素子、９は受光素子、Ａは対象平面である
。
図（ａ）（ｂ）は同上の要部正面図および側断面図、第
３図は同上のブロック回路図、第４図は同上の動作説明
図である。 １〜４は発光素子、９は受光素子、Ａは対象平面である
。
Claims (3)
- （１）対象平面までの距離を異なる４方向から測定する
距離測定手段と、その測定値に基いて基準方向に対する
対象平面の傾斜角を演算する演算手段とより成る面傾斜
角検出装置。 - （２）光の伝播時間により距離を測定するように距離測
定手段を形成したことを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の面傾斜角検出装置。 - （３）４個の発光素子を電子的に走査して各発光素子か
ら測定光を順次放射するとともに、各測定光の対象平面
による反射光を共通の受光素子にて受光し、各測定光を
放射してから反射光の戻ってくるまでの時間を共通の受
光素子出力に基いて４方向からの距離を測定するように
距離測定手段を形成したことを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の面傾斜角検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60103232A JPS61260113A (ja) | 1985-05-15 | 1985-05-15 | 面傾斜角検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60103232A JPS61260113A (ja) | 1985-05-15 | 1985-05-15 | 面傾斜角検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61260113A true JPS61260113A (ja) | 1986-11-18 |
Family
ID=14348712
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60103232A Pending JPS61260113A (ja) | 1985-05-15 | 1985-05-15 | 面傾斜角検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61260113A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63261104A (ja) * | 1987-04-17 | 1988-10-27 | Sharp Corp | 光反射型傾き検出器 |
| JPH0499094U (ja) * | 1991-01-31 | 1992-08-27 | ||
| JP2006003184A (ja) * | 2004-06-17 | 2006-01-05 | Niigata Prefecture | 面法線計測方法及びその装置 |
| US7000476B2 (en) | 2002-02-15 | 2006-02-21 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Inclination angle measurement apparatus |
| JP2009121991A (ja) * | 2007-11-15 | 2009-06-04 | Casio Comput Co Ltd | 距離測定装置及びプロジェクタ |
| WO2010137637A1 (ja) * | 2009-05-27 | 2010-12-02 | 株式会社ニコン | 形状測定装置、形状測定方法、および、製造方法 |
| JP2011141142A (ja) * | 2010-01-05 | 2011-07-21 | Sharp Corp | 測距センサおよび電子機器 |
-
1985
- 1985-05-15 JP JP60103232A patent/JPS61260113A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63261104A (ja) * | 1987-04-17 | 1988-10-27 | Sharp Corp | 光反射型傾き検出器 |
| JPH0726837B2 (ja) * | 1987-04-17 | 1995-03-29 | シャープ株式会社 | 光反射型傾き検出器 |
| JPH0499094U (ja) * | 1991-01-31 | 1992-08-27 | ||
| US7000476B2 (en) | 2002-02-15 | 2006-02-21 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Inclination angle measurement apparatus |
| JP2006003184A (ja) * | 2004-06-17 | 2006-01-05 | Niigata Prefecture | 面法線計測方法及びその装置 |
| JP2009121991A (ja) * | 2007-11-15 | 2009-06-04 | Casio Comput Co Ltd | 距離測定装置及びプロジェクタ |
| WO2010137637A1 (ja) * | 2009-05-27 | 2010-12-02 | 株式会社ニコン | 形状測定装置、形状測定方法、および、製造方法 |
| US8441652B2 (en) | 2009-05-27 | 2013-05-14 | Nikon Corporation | Profile measuring apparatus, method for measuring profile, and method for manufacturing product |
| JP2011141142A (ja) * | 2010-01-05 | 2011-07-21 | Sharp Corp | 測距センサおよび電子機器 |
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