JPS63279114A - Angle-of-inclination detector - Google Patents

Angle-of-inclination detector

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JPS63279114A
JPS63279114A JP11345187A JP11345187A JPS63279114A JP S63279114 A JPS63279114 A JP S63279114A JP 11345187 A JP11345187 A JP 11345187A JP 11345187 A JP11345187 A JP 11345187A JP S63279114 A JPS63279114 A JP S63279114A
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JP
Japan
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tilt angle
optical fiber
detection device
casing
angle detection
Prior art date
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Application number
JP11345187A
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Japanese (ja)
Inventor
Teruo Okano
照夫 岡野
Tomohide Fujimaki
藤巻 伴英
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METORO DENKI KK
Nibex Co Ltd
Original Assignee
METORO DENKI KK
Nibex Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To detect the angles of inclination in X- and Y-directions at a high speed, by emitting beam from the lower end part of the optical fiber supported at the upper part in a casing and having a weight provided to the lower end part thereof and detecting the coordinates position data of the beam receiving point of said beam. CONSTITUTION:In a casing 1, the beam from a beam source is incident to an optical fiber 3 from the upper end part thereof and propagates through the optical fiber 3 to be emitted from the lower end part thereof. This beam is incident to a semiconductive position detection element 5 to detect the coordinates position data of a beam receiving point. The angles of inclination of the casing 1 in X- and Y-directions are calculated from said coordinates position data on the basis of the beam receiving point in the horizontal state of the casing 1 by an operational processing circuit 12 and the calculation result is displayed on a display part 13. Further, the casing 1 is filled with silicone oil 6 and absorbs vibration and suppresses the damping of the optical fiber 3.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、地球重心に対する傾斜角度を検出する傾斜角
検出装置に関し、特に水平(または鉛直)からの傾斜角
度を計測する傾斜角検出装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention relates to an inclination angle detection device that detects an inclination angle with respect to the earth's center of gravity, and particularly relates to an inclination angle detection device that measures an inclination angle from the horizontal (or vertical). It is something.

(従来の技術) 従来、第2図(a)に示す様に、ケーシング20内に電
源21と、可動コイル22と、2個のフォトカブラから
なる受光素子23a、23bとを組み合わせたブリッジ
回路と、該受光素子23a。
(Prior Art) Conventionally, as shown in FIG. 2(a), a bridge circuit has been constructed in which a power source 21, a moving coil 22, and light receiving elements 23a and 23b each consisting of two photocouplers are combined in a casing 20. , the light receiving element 23a.

23bの各々に対向する如く前記ケーシング20の下端
部に設けられた発光ダイオードからなる光源24a、2
4bと、前記可動コイル22に地球重心に対して鉛直と
なる如く取り付けられた遮蔽板25とを備えた傾斜角検
出装置が知られている。
Light sources 24a and 2 made of light emitting diodes provided at the lower end of the casing 20 so as to face each of the light sources 24a and 23b.
4b, and a shielding plate 25 attached to the movable coil 22 so as to be perpendicular to the earth's center of gravity.

該傾斜角検出装置によれば、電源21がON状態におい
て第2図(b)に示す如く、ケーシング20が傾斜する
とフォトカブラ23bが前記遮蔽板25により前記発光
ダ身オード24bからの光を遮断されるのでフォトカブ
ラ23bがOFFとなり、フォトカブラ23aはON状
態を保つ。これにより前記ブリッジ回路のバランス状態
が崩れて、電流11が流れることにより、該電流11は
前記可動コイル22に流れて遮蔽板25を回転させ、こ
の回転トルクと該遮蔽板25の重量によるモーメントが
平衡したところで該遮蔽板25は停止し、この時出力さ
れる電流■1を水平状態を基準とした値と比較して傾斜
角を算出する。
According to the tilt angle detection device, when the casing 20 tilts while the power source 21 is in the ON state, as shown in FIG. Therefore, the photocoupler 23b is turned off, and the photocoupler 23a remains on. As a result, the balanced state of the bridge circuit is disrupted and the current 11 flows, which flows to the movable coil 22 and rotates the shielding plate 25, and the moment due to this rotational torque and the weight of the shielding plate 25 is reduced. The shielding plate 25 stops when it is balanced, and the inclination angle is calculated by comparing the current (1) outputted at this time with a value based on the horizontal state.

(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、上記構成においては、可動コイ°ル22
に取り付けられている遮蔽板25は所定方向即ち図面に
向って左右方向にしか傾斜できないため、静止した物体
の水平制御や、X軸、Y軸方向2素子組み合わせによる
ベクトル量を検出し鉄塔等のたわみ角の測定等には適し
ているが、随時その傾斜角が変化する自動車等には搭載
できず、また、光源と受光素子を複数個づつと、可動コ
イル22及び遮蔽板25を搭載しなければならず、部品
点数が増えその分重量が嵩むとともにコストがかかると
いう問題点があった。さらにケーシング20からの振動
や、遮蔽板25のダンピングにより誤差を生じ易いとい
う問題点もあった。
(Problems to be Solved by the Invention) However, in the above configuration, the movable coil 22
The shielding plate 25 attached to the can only be tilted in a predetermined direction, that is, in the left and right directions toward the drawing, so it can be used to horizontally control a stationary object, or to detect vector quantities by combining two elements in the X-axis and Y-axis directions, such as a steel tower, etc. Although it is suitable for measuring deflection angles, etc., it cannot be installed in automobiles where the angle of inclination changes from time to time, and it must be equipped with multiple light sources and light receiving elements, as well as a moving coil 22 and a shielding plate 25. Not only that, but the number of parts increases, resulting in an increase in weight and cost. Furthermore, there is another problem in that errors are likely to occur due to vibrations from the casing 20 and damping of the shielding plate 25.

本発明の目的は上記問題点に鑑み、随時その傾斜角が変
化する自動車等に搭載できるとともに外部からの影響を
受けることなく高速かつ高精度に傾斜角を検知でき、し
かも軽量で安価な傾斜角検出装置を提供することにある
In view of the above-mentioned problems, the object of the present invention is to provide an inclination angle that can be installed in an automobile or the like whose inclination angle changes from time to time, that can detect the inclination angle at high speed and with high precision without being affected by external influences, and that is lightweight and inexpensive. The object of the present invention is to provide a detection device.

(問題点を解決するための手段) 本第1の発明は上記問題点を解決するために、ケーシン
グと、該ケーシング内上部に上端部を支持され下端部に
重りが設けられた所定長さの光ファイバと、該光ファイ
バの上端部に光を入射する光源と、該光ファイバの下端
部から射出した光を受光し該受光点の座標位置情報を検
出する位置検出手段と、前記ケーシングの水平状態での
照光の受光点を基準として該ケーシングが傾斜した時の
変位5した受光点の座標位置情報から傾斜角を算出する
演算処理手段と、該演算処理手段の演算結果を表示する
表示手段と、前記光ファイバのダンピング手段とからな
る傾斜角検出器を少なくとも一組み備え、該傾斜角検出
器の一方でX方向の傾斜角を、他方でY方向の傾斜角を
それぞれ算出、表示するようにしたことを特徴とする。
(Means for Solving the Problems) In order to solve the above-mentioned problems, the first invention includes a casing, a casing having a predetermined length, the upper end of which is supported in the upper part of the casing, and the lower end of which is provided with a weight. an optical fiber, a light source that inputs light into the upper end of the optical fiber, a position detection means that receives the light emitted from the lower end of the optical fiber and detects coordinate position information of the light receiving point, and a horizontal position of the casing. calculation processing means for calculating an inclination angle from the coordinate position information of the light reception point which is displaced when the casing is tilted with reference to the light reception point of the illumination in the state; and display means for displaying the calculation result of the calculation processing means. , at least one set of tilt angle detectors each comprising a damping means for the optical fiber, and one of the tilt angle detectors calculates and displays the tilt angle in the X direction, and the other one calculates and displays the tilt angle in the Y direction. It is characterized by what it did.

本第2の発明はケーシングと、該ケーシング内上部に上
端部を支持され下端部に重りが設けられた所定長さの光
ファイバと、該光ファイバの上端部に光を入射する光源
と、該光ファイバの下端部から射出した光を受光し該受
光点の座標位置情報を検出する位置検出手段と、前記光
ファイバのダンピング手段とからなる傾斜角検出器を少
なくとも一組み有し、前記一方の傾斜角検出器のケーシ
ングの水平状態での照光の受光点を基準として該ケーシ
ングが傾斜した時の変位した受光点の座標位置情報から
X方向の傾斜角を、また他方の傾斜角検出器の同様の座
標位置情報からY方向の傾斜角をそれぞれ算出する演算
処理手段と、該演算処理手段の演算結果をそれぞれ表示
する表示手段とを備えたことを特徴とする。
The second invention includes a casing, an optical fiber of a predetermined length whose upper end is supported in the upper part of the casing and a weight is provided at the lower end, a light source that enters light into the upper end of the optical fiber, and at least one set of inclination angle detectors comprising position detection means for receiving light emitted from the lower end of the optical fiber and detecting coordinate position information of the light receiving point, and damping means for the optical fiber; Based on the coordinate position information of the displaced light receiving point when the casing is tilted, the tilt angle in the The present invention is characterized by comprising arithmetic processing means for calculating the inclination angle in the Y direction from the coordinate position information of , and a display means for displaying the calculation results of the arithmetic processing means.

(作用) 本第1及び第2の発明によれば、各ケーシングにおいて
光源からの光が光ファイバの上端部から入射され、照光
が光ファイバを伝播し、その下端部から射出されて、位
置検出手段に入射し、該位置検出手段においてこの受光
点における座標位置情報が検出され、該座標位置情報か
らケーシングの水平状態での受光点を基準として各ケー
シングのX方向並びにY方向の傾斜角を演算処理手段で
算出し、その演算結果を表示手段に表示する。またダン
ピング手段により、該光ファイバの揺動時のダンピング
を抑制できる。
(Function) According to the first and second inventions, the light from the light source enters the upper end of the optical fiber in each casing, the illumination propagates through the optical fiber, and is emitted from the lower end, thereby detecting the position. The coordinate position information at this light receiving point is detected by the position detecting means, and the inclination angle in the X direction and Y direction of each casing is calculated from the coordinate position information with the light receiving point in the horizontal state of the casing as a reference. The calculation is performed by the processing means, and the calculation result is displayed on the display means. Furthermore, the damping means can suppress damping when the optical fiber swings.

(実施例) 第1図、第3図及び第4図は本第1の発明の一実施例を
示したものである。図中、1は円筒状のケーシングで、
その中央部に後述する光ファイバが貫通する貫通孔1a
s及びその上面1bの周縁部に外周に沿って形成された
突部ICとを設けた上板部1dと、後述する半導体位置
検出素子を強制嵌入できる開口部が形成された底板部1
eと、前記上板部1dの突部ICに取付けられる蓋体1
fとから構成される。2は出力4.51V%ピーク発光
波長が890nsの赤外発光ダイオード(以下、LED
と称す)からなる光源で、そのレンズ窓を有する発光部
が前記貫通孔1aに対向するように前記上板部1dの上
面1bに配設されており、リード線(図示せず)により
電源10に接続されている。3はアクリル樹脂等からな
るプラスチック製光ファイバで、上端部は前記光源2の
発光部と連結部2aで光学的に連結され、下端部の光射
出口3a外周には重り4が装着しである。第3図に示す
如く該光ファイバ3は該重り4が装着しであるため前記
ケーシング1が任意の方向に傾斜しても必ず垂直に吊り
下がる如くなる。
(Embodiment) FIGS. 1, 3, and 4 show an embodiment of the first invention. In the figure, 1 is a cylindrical casing,
A through hole 1a through which an optical fiber (to be described later) passes through the central part.
s and a protrusion IC formed along the outer periphery of the upper surface 1b of the upper plate part 1d, and a bottom plate part 1 in which an opening into which a semiconductor position detection element to be described later can be forcibly inserted is formed.
e, and a lid body 1 attached to the protrusion IC of the upper plate portion 1d.
It consists of f. 2 is an infrared light emitting diode (hereinafter referred to as LED) with an output of 4.51V% and a peak emission wavelength of 890ns.
A light emitting section having a lens window is disposed on the upper surface 1b of the upper plate section 1d so as to face the through hole 1a, and is connected to a power source 10 by a lead wire (not shown). It is connected to the. Reference numeral 3 denotes a plastic optical fiber made of acrylic resin or the like, the upper end of which is optically connected to the light emitting part of the light source 2 through a connecting part 2a, and a weight 4 attached to the outer periphery of the light exit 3a at the lower end. . As shown in FIG. 3, since the optical fiber 3 is attached with the weight 4, it always hangs vertically even if the casing 1 is tilted in any direction.

5は有効な受光面5aが13X13mの大きさをもつ半
導体位置検出素子(以下、PSDと称す)で、該受光面
5aが前記光ファイバ3の光送出口3aと対向する如く
、前記ケーシング1の底板部1eに設けられた開口部に
強制嵌入されており、リード線5bを介して増幅器11
に接続されている。本実施例では、該PSD5として表
面分割型すなわち第5図(a)に示す如く方形をなすフ
ォトダイオードの表面に各辺に沿って設けられた4箇の
電極5cを有し、X方向の光電流x、x’を該電極5c
から出力するものを使用しており、その等価回路を第5
図(b)に示す。尚、図中、Aは電流源、Bはダイオー
ド、Cは接合容量、Dは並列抵抗、Eはボジショニング
抵抗を示している。
Reference numeral 5 denotes a semiconductor position detection element (hereinafter referred to as PSD) having an effective light-receiving surface 5a of 13 x 13 m in size. It is forcibly fitted into an opening provided in the bottom plate portion 1e, and is connected to the amplifier 11 via the lead wire 5b.
It is connected to the. In this embodiment, the PSD 5 is of a surface split type, that is, has four electrodes 5c provided along each side on the surface of a rectangular photodiode as shown in FIG. The currents x and x' are applied to the electrode 5c.
We are using the output from
Shown in Figure (b). In the figure, A represents a current source, B represents a diode, C represents a junction capacitance, D represents a parallel resistance, and E represents a positioning resistance.

6は所定の粘性を有するシリコーンオイルで、前記ケー
シング1の上板部1d及び底板部1eとPSD5とで形
成される空間に、前記光ファイバ3及び重り4を覆う如
く充填されており、前記ケーシング1からの振動を吸収
するとともに光ファイバ3のダンピングを抑制する。1
2は演算処理回路(CPU)で、増幅器11から出力さ
れた信号をもとにX方向の受光点の座標位置情報を算出
し、該座標位置情報とケーシング1の水平状態での座標
位置情報と比較して傾斜角θを算出する。
A silicone oil 6 having a predetermined viscosity is filled in a space formed by the upper plate part 1d and the bottom plate part 1e of the casing 1 and the PSD 5 so as to cover the optical fiber 3 and the weight 4. 1 and suppresses damping of the optical fiber 3. 1
2 is an arithmetic processing circuit (CPU) that calculates the coordinate position information of the light receiving point in the X direction based on the signal output from the amplifier 11, and calculates the coordinate position information of the light receiving point in the X direction and the coordinate position information of the casing 1 in the horizontal state. By comparison, the inclination angle θ is calculated.

13は該演算処理回路12の演算結果を入力し表示する
表示部で、例えば液晶ディスプレイからなる。
Reference numeral 13 denotes a display unit for inputting and displaying the calculation results of the calculation processing circuit 12, and is composed of, for example, a liquid crystal display.

Y方向の傾斜角検出器Bは前述したX方向の傾斜角検出
器Aと同様の構成を有しており、詳細な説明は省略する
が、PSD5ではY方向の光電流を電極5cから出力す
るものを用い、当然CPU12ではY方向の傾斜角のみ
を算出し、表示部13に表示するようになっている。
The Y-direction tilt angle detector B has the same configuration as the X-direction tilt angle detector A described above, and although detailed explanation will be omitted, the PSD 5 outputs a photocurrent in the Y direction from the electrode 5c. Naturally, the CPU 12 calculates only the tilt angle in the Y direction and displays it on the display unit 13.

ここで以上の構成における動作を説明する。なお、傾斜
検出器A、Bは同一平面上または平行平面上にそれぞれ
取付けるものとする。第3図の如く各ケーシング1が傾
くと光ファイバ3が垂下状態を保持するためにその下端
部が図面に向って左に動く。このとき該光ファイバ3の
外周には粘性を有するシリコーンオイル6が充填されて
いるので該光ファイバ3のダンピングが抑制されるとと
もにケーシング1自体からの振動も吸収されるのでケー
シング1に対して傾斜した状態で静止する。
The operation of the above configuration will now be explained. Incidentally, it is assumed that the tilt detectors A and B are respectively mounted on the same plane or parallel planes. When each casing 1 is tilted as shown in FIG. 3, the lower end of the optical fiber 3 moves to the left in the drawing in order to maintain the hanging state. At this time, since the outer periphery of the optical fiber 3 is filled with viscous silicone oil 6, damping of the optical fiber 3 is suppressed, and vibrations from the casing 1 itself are also absorbed, so that it is tilted with respect to the casing 1. Stand still in that position.

この状態で、電源10が印加されているとLED2が発
光し、照光が光ファイバ3の、上端部から入射されて該
光ファイバ3を伝播し、送出口3aからスポット光とし
て各PSD5の受光面5aに入射される。この入射位置
すなわち受光点に光エネルギーと比例した電荷が発生し
、該入射位置と電極5cとの距離に応じた抵抗値に逆比
例して各電極(4個)から光電流x、x’ 、y、y’
 として出力される。該出力はそれぞれ各増幅器11で
増幅され各演算処理回路12においてX、Y方向の座標
位置情報を算出するとともに、該座標位置情報とすてに
該名演算回路12に格納されている各ケーシング1の水
平状態での座標位置情報とを比較して両者間の距離デー
タを算出し、同じくあらかじめ格納しである各距離デー
タに対応する傾斜角データを割り出し、第6図に示すよ
うに、液晶ディスプレイからなる各表示部13に図形と
ともに角度を表示する。尚、該各表示部13として液晶
ディスプレイの他にEL素子を用いた表示装置でもよく
、又第7図(a) 、 (b)の如く、可動線輪型メー
タにX及びY方向の傾斜角度を指示させてもよい。
In this state, when the power source 10 is applied, the LED 2 emits light, and the illumination enters the upper end of the optical fiber 3 and propagates through the optical fiber 3, and is converted into a spot light from the output port 3a on the light receiving surface of each PSD 5. 5a. A charge proportional to the light energy is generated at this incident position, that is, the light receiving point, and photocurrents x, x', y, y'
is output as The outputs are amplified by each amplifier 11, and coordinate position information in the X and Y directions is calculated in each arithmetic processing circuit 12, and each casing 1 is stored in the name arithmetic circuit 12 as the coordinate position information. The distance data between the two is calculated by comparing the coordinate position information in the horizontal state, and the tilt angle data corresponding to each distance data, which is also stored in advance, is calculated, and as shown in Figure 6, the liquid crystal display The angle is displayed along with the figure on each display section 13 consisting of. In addition, each display section 13 may be a display device using an EL element in addition to a liquid crystal display, and as shown in FIGS. may be instructed.

第8図はPSD5の他の好適な実施例を示し、受光面5
aを湾曲させることにより、スポット光の該受光面5a
の周辺部における歪を減少させて、さらに高精度に位置
検出即ちX或いはY方向の傾斜角を検出することができ
る。又本実施例ではPSD5の受光面5aの大きさを1
3 X 13 amとしているが、受光面がさらに大き
なPSDを装着すれば検出角度を拡大することもでき、
光ファイバの慣性に対しては、使用する光ファイバに応
じてシリコーンオイルの粘度を設定すればよい。
FIG. 8 shows another preferred embodiment of the PSD 5, in which the light receiving surface 5
By curving the spot light receiving surface 5a,
By reducing distortion in the periphery of the image sensor, it is possible to detect the position, that is, the inclination angle in the X or Y direction, with higher accuracy. In this embodiment, the size of the light receiving surface 5a of the PSD 5 is set to 1.
Although it is set to 3 x 13 am, the detection angle can be expanded by installing a PSD with a larger light-receiving surface.
Regarding the inertia of the optical fiber, the viscosity of the silicone oil may be set depending on the optical fiber used.

第9図は本第2の発明の一実施例を示すブロック図であ
る。この実施例ではX方向、Y方向の各傾斜角検出器A
、Bを備えることでは前述の実施例と同様であるが、C
PU12及び表示部13は共通の装置にしたものである
。この実施例によれば装置の簡素化が図れる。その他の
構成、動作は前述の実施例と同様である。
FIG. 9 is a block diagram showing an embodiment of the second invention. In this embodiment, each tilt angle detector A in the X direction and the Y direction
, B is the same as the previous embodiment, but C
The PU 12 and the display section 13 are a common device. According to this embodiment, the device can be simplified. Other configurations and operations are similar to those of the previous embodiment.

(発明の効果) 以上説明したように本第1の発明によれば、ケーシング
と、該ケーシング内上部に上端部を支持され下端部に重
りが設けられた所定長さの光ファイバと、該光ファイバ
の上端部に光を入射する光源と、該光ファイバの下端部
から射出した照光を受光しその座標位置情報を検出する
位置検出手段と、前記ケーシングの水平状態での照光の
受光点を基準として該ケーシングが傾斜した時の変位し
た受光点の座標位置情報から傾斜角を算出する演算処理
手段と、該演算処理手段の演算結果を表示する表示手段
と、前記光ファイバのダンピング手段とからなる傾斜角
検出器を少なくとも一組み備え、該傾斜角検出器の一方
でX方向の傾斜角を、他方でY方向の傾斜角をそれぞれ
算出、表示するようにしたので、ケーシングが傾斜して
も光ファイバは常に該ケーシング内に垂下するのでスポ
ット光を位置検出手段の有効な受光面に傾斜に追随して
随時入射できるため高速にX方向及びY方向の傾斜角を
検知でき、しかも、光ファイバのダンピング手段が、該
光ファイバの揺動時のダンピングを抑制するとともに外
部からの振動を吸収するので検知誤差を小さくより高精
度に検知でき、自動車等その傾斜角が刻々と変化する乗
り物に搭載できる利点がある。また、本第2の発明によ
ればケーシングと、該ケーシング内上部に上端部を支持
され下端部に重りが設けられた所定長さの光ファイバと
、該光ファイバの上端部に光を入射する光源と、該光フ
ァイバの下端部から射出した光を受光し該受光点の座標
位置情報を検出する位置検出手段と、前記光ファイバの
ダンピング手段とからなる傾斜角検出器を少なくとも一
組み有し、前記一方の傾斜角検出器のケーシングの水平
状態での照光の受光点を基準として該ケーシングが傾斜
した時の変位した受光点の座標位置情報からX方向の傾
斜角を、また他方の傾斜角検出器のケーシングの同様の
座標位置情報からY方向の傾斜角をそれぞれ算出する演
算処理手段と、該演算処理手段の演算結果をそれぞれ表
示する表示手段とを備えたので、前述した第1の発明の
利点に加え、演算処理手段並びに表示手段を共通にでき
るため、装置の簡略化、低コストを達成できる利点があ
る。
(Effects of the Invention) As explained above, according to the first invention, a casing, an optical fiber of a predetermined length whose upper end is supported in the upper part of the casing and a weight is provided at the lower end; a light source that enters light into the upper end of the fiber; a position detection means that receives the illumination light emitted from the lower end of the optical fiber and detects its coordinate position information; and a light receiving point of the illumination in a horizontal state of the casing as a reference. a calculation processing means for calculating an inclination angle from coordinate position information of a displaced light receiving point when the casing is tilted, a display means for displaying the calculation result of the calculation processing means, and a damping means for the optical fiber. At least one set of inclination angle detectors is provided, and one of the inclination angle detectors calculates and displays the inclination angle in the X direction and the other in the Y direction, so that even if the casing is tilted, the light is not transmitted. Since the fiber always hangs inside the casing, the spot light can be incident on the effective light receiving surface of the position detection means at any time by following the inclination, so the inclination angle in the X direction and Y direction can be detected at high speed. The damping means suppresses damping when the optical fiber swings and absorbs vibrations from the outside, so detection errors can be reduced and detection can be performed with higher accuracy, and it can be installed in vehicles such as automobiles whose inclination angle changes from moment to moment. There are advantages. Further, according to the second aspect of the present invention, there is provided a casing, an optical fiber of a predetermined length whose upper end is supported in the upper part of the casing and a weight is provided at the lower end, and light is incident on the upper end of the optical fiber. At least one set of inclination angle detectors includes a light source, a position detection means for receiving light emitted from the lower end of the optical fiber and detecting coordinate position information of the light receiving point, and a damping means for the optical fiber. , the inclination angle in the X direction is determined from the coordinate position information of the displaced light receiving point when the casing of the one inclination angle detector is tilted with the light receiving point of the illumination light in the horizontal state of the casing of the one inclination angle detector as a reference; The above-mentioned first invention is provided with arithmetic processing means for calculating the inclination angle in the Y direction from the same coordinate position information of the detector casing, and a display means for displaying the calculation results of the arithmetic processing means. In addition to the above advantages, since the arithmetic processing means and display means can be shared, there is an advantage that the device can be simplified and the cost can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本第1の発明の傾斜角検出装置の一実施例を示
す断面図、第2図(a)は従来例の傾斜角検出器を模式
的に示した断面図、同(b)は従来例の傾斜角検出器の
傾斜時を模式的に示した断面図、第3図は本発明の傾斜
角検出装置の傾斜時を説明する断面図、第4図は本発明
に係る傾斜角検出器、置全体を説明するためのブロック
図、第5図(a)は本発明における位置検出手段の一実
施例を模式的に示した斜視図、同図(b)はその等価回
路、第6図は本発明に係る表示部の一実施例を示す正面
図、第7図(a) 、 (b)は本発明の係る表示部の
他の実施例を示す正面図、第8図は本発明における位置
検出手段の受光面の他の好適な実施例を模式的に示す平
面図、第9図は本第2の発明の傾斜角検出装置の一実施
例を示すブロック図である。 図中、1・・・ケーシング、2・・・光源(LED)、
3・・・プラスチック製光ファイバ、4・・・重り、5
・・・半導体位置検出素子、6・・・シリコーンオイル
、10・・・電源、11・・・増幅器、12・・・演算
処理回路、13・・・表示部。 (a) (b) 第7図 第8図 L−−一山一一一一
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the inclination angle detection device of the first invention, FIG. 2(a) is a sectional view schematically showing a conventional inclination angle detector, and FIG. 2(b) is a cross-sectional view schematically showing a conventional tilt angle detector when tilting, FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a tilt angle detection device of the present invention when tilting, and FIG. 4 is a cross-sectional view of a tilt angle detector according to the present invention. 5(a) is a perspective view schematically showing an embodiment of the position detecting means of the present invention, and FIG. 5(b) is a block diagram for explaining the entire arrangement of the detector. FIG. 6 is a front view showing one embodiment of the display section according to the present invention, FIGS. 7(a) and (b) are front views showing other embodiments of the display section according to the present invention, and FIG. FIG. 9 is a plan view schematically showing another preferred embodiment of the light-receiving surface of the position detection means in the invention, and a block diagram showing an embodiment of the tilt angle detection device of the second invention. In the figure, 1... casing, 2... light source (LED),
3... Plastic optical fiber, 4... Weight, 5
. . . Semiconductor position detection element, 6 . (a) (b) Figure 7 Figure 8 L--Ilsan 1111

Claims (1)

【特許請求の範囲】 (1) ケーシングと、該ケーシング内上部に上端部を
支持され下端部に重りが設けられた所定長さの光ファイ
バと、該光ファイバの上端部に光を入射する光源と、該
光ファイバの下端部から射出した光を受光し該受光点の
座標位置情報を検出する位置検出手段と、前記ケーシン
グの水平状態での該光の受光点を基準として該ケーシン
グが傾斜した時の変位した受光点の座標位置情報から傾
斜角を算出する演算処理手段と、該演算処理手段の演算
結果を表示する表示手段と、前記光ファイバのダンピン
グ手段とからなる傾斜角検出器を少なくとも一組み備え
、該傾斜角検出器の一方でX方向の傾斜角を、他方でY
方向の傾斜角をそれぞれ算出、表示するようにしたこと
を特徴とする傾斜角検出装置。 (2) 前記光ファイバがガラスからなることを特徴と
する特許請求の範囲第1項記載の傾斜角検出装置。 (3) 前記光ファイバがプラスチックからなることを
特徴とする特許請求の範囲第1項記載の傾斜角検出装置
。 (4) 前記光源として発光ダイオードを用い、該発光
ダイオードをケーシング上部に配設し、該発光ダイオー
ドの発光部が光ファイバの上端部と光学的に結合されて
いることを特徴とする特許請求の範囲第1項乃至第3項
のいずれか1項記載の傾斜角検出装置。 (5) 前記位置検出手段が半導体位置検出素子からな
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項乃至第4項の
いずれか1項記載の傾斜角検出装置。 (6) 前記表示手段が液晶ディスプレイからなること
を特徴とする特許請求の範囲第1項乃至第5項のいずれ
か1項記載の傾斜角検出装置。 (7) 前記表示手段がEL素子からなることを特徴と
する特許請求の範囲第1項乃至第5項のいずれか1項記
載の傾斜角検出装置。 (8) 前記ダンピング手段がシリコーンオイルからな
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項乃至第7項の
いずれか1項記載の傾斜角検出装置。 (9) ケーシングと、該ケーシング内上部に上端部を
支持され下端部に重りが設けられた所定長さの光ファイ
バと、該光ファイバの上端部に光を入射する光源と、該
光ファイバの下端部から射出した光を受光し該受光点の
座標位置情報を検出する位置検出手段と、前記光ファイ
バのダンピング手段とからなる傾斜角検出器を少なくと
も一組み有し、前記一方の傾斜角検出器のケーシングの
水平状態での該光の受光点を基準として該ケーシングが
傾斜した時の変位した受光点の座標位置情報からX方向
の傾斜角を、また他方の傾斜角検出器のケーシングの同
様の座標位置情報からY方向の傾斜角をそれぞれ算出す
る演算処理手段と、該演算処理手段の演算結果をそれぞ
れ表示する表示手段とを備えたことを特徴とする傾斜角
検出装置。 (10) 前記光ファイバがガラスからなることを特徴
とする特許請求の範囲第9項記載の傾斜角検出装置。 (11) 前記光ファイバがプラスチックからなること
を特徴とする特許請求の範囲第9項記載の傾斜角検出装
置。 (12) 前記光源として発光ダイオードを用い、該発
光ダイオードをケーシング上部に配設し、該発光ダイオ
ードの発光部が光ファイバの上端部と光学的に結合され
ていることを特徴とする特許請求の範囲第9項乃至第1
1項のいずれか1項記載の傾斜角検出装置。 (13) 前記位置検出手段が半導体位置検出素子から
なることを特徴とする特許請求の範囲第9項乃至第12
項のいずれか1項記載の傾斜角検出装置。 (14) 前記表示手段が液晶ディスプレイからなるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第9項乃至第13項のい
ずれか1項記載の傾斜角検出装置。 (15) 前記表示手段がEL素子からなることを特徴
とする特許請求の範囲第9項乃至第13項のいずれか1
項記載の傾斜角検出装置。 (18) 前記ダンピング手段がシリコーンオイルから
なることを特徴とする特許請求の範囲第9項乃至第15
項のいずれか1項記載の傾斜角検出装置。
[Scope of Claims] (1) A casing, an optical fiber of a predetermined length whose upper end is supported in the upper part of the casing and whose lower end is weighted, and a light source that enters light into the upper end of the optical fiber. a position detecting means for receiving the light emitted from the lower end of the optical fiber and detecting coordinate position information of the light receiving point; an inclination angle detector comprising at least an arithmetic processing means for calculating an inclination angle from the coordinate position information of the light receiving point displaced in time, a display means for displaying the arithmetic result of the arithmetic processing means, and a damping means for the optical fiber; one set of tilt angle detectors, one of which measures the tilt angle in the X direction, and the other one of the tilt angle detectors
A tilt angle detection device characterized in that the tilt angle of each direction is calculated and displayed. (2) The tilt angle detection device according to claim 1, wherein the optical fiber is made of glass. (3) The tilt angle detection device according to claim 1, wherein the optical fiber is made of plastic. (4) A light emitting diode is used as the light source, the light emitting diode is disposed in the upper part of the casing, and the light emitting part of the light emitting diode is optically coupled to the upper end of the optical fiber. The tilt angle detection device according to any one of ranges 1 to 3. (5) The tilt angle detecting device according to any one of claims 1 to 4, wherein the position detecting means comprises a semiconductor position detecting element. (6) The tilt angle detection device according to any one of claims 1 to 5, wherein the display means comprises a liquid crystal display. (7) The tilt angle detection device according to any one of claims 1 to 5, wherein the display means is composed of an EL element. (8) The inclination angle detection device according to any one of claims 1 to 7, wherein the damping means is made of silicone oil. (9) a casing, an optical fiber of a predetermined length whose upper end is supported in the upper part of the casing and a weight is provided at the lower end; a light source that enters light into the upper end of the optical fiber; At least one set of tilt angle detectors includes a position detecting means for receiving light emitted from the lower end and detecting coordinate position information of the light receiving point, and a damping means for the optical fiber, and detecting the tilt angle of the one Based on the coordinate position information of the displaced light receiving point when the casing is tilted, the tilt angle in the What is claimed is: 1. An inclination angle detection device comprising: arithmetic processing means for calculating the inclination angle in the Y direction from coordinate position information; and display means for displaying the calculation results of the arithmetic processing means. (10) The tilt angle detection device according to claim 9, wherein the optical fiber is made of glass. (11) The tilt angle detection device according to claim 9, wherein the optical fiber is made of plastic. (12) A light emitting diode is used as the light source, the light emitting diode is disposed in the upper part of the casing, and the light emitting part of the light emitting diode is optically coupled to the upper end of the optical fiber. Range 9th to 1st
1. The tilt angle detection device according to any one of item 1. (13) Claims 9 to 12, characterized in that the position detection means comprises a semiconductor position detection element.
The tilt angle detection device according to any one of the above items. (14) The tilt angle detection device according to any one of claims 9 to 13, wherein the display means comprises a liquid crystal display. (15) Any one of claims 9 to 13, characterized in that the display means is composed of an EL element.
The inclination angle detection device described in . (18) Claims 9 to 15, characterized in that the damping means is made of silicone oil.
The tilt angle detection device according to any one of the above items.
JP11345187A 1987-05-12 1987-05-12 Angle-of-inclination detector Pending JPS63279114A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005106389A1 (en) * 2004-04-02 2005-11-10 Geum-Suk Lee A method of measuring an angle using an optical fiber sensor
JP2008014893A (en) * 2006-07-10 2008-01-24 Chem Grouting Co Ltd Clinometer and measurement method using the same
CN108917656A (en) * 2018-07-24 2018-11-30 蚌埠学院 A kind of Multi-Axis Fiber Bragg Gratings inclination sensor

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