JP3479914B1 - 傾斜検出装置 - Google Patents
傾斜検出装置Info
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Abstract
【要約】
【課題】 簡易な構造で煩雑な計算を要することなく被
検出面の傾きを正確に検出する。 【解決手段】 被検出面５ａに向けて光Ｌ１，Ｌ２を照
射する発光ダイオード２Ａ，２Ｂと、被検出面５ａによ
り生じた発光ダイオード２Ａ，２Ｂの鏡像から発する経
路を辿るように被検出面５ａで反射された光Ｌ３，Ｌ４
を入射させて発光ダイオード２Ａ，２Ｂの実像を生じさ
せる集光レンズ３と、実像の位置を検出する位置検出器
４とを具備し、検出された実像の位置から被検出面５ａ
の傾きを得る。上記発光ダイオード２Ａ，２Ｂは、集光
レンズ３を挟んで左右の対称位置に設けられている。
検出面の傾きを正確に検出する。 【解決手段】 被検出面５ａに向けて光Ｌ１，Ｌ２を照
射する発光ダイオード２Ａ，２Ｂと、被検出面５ａによ
り生じた発光ダイオード２Ａ，２Ｂの鏡像から発する経
路を辿るように被検出面５ａで反射された光Ｌ３，Ｌ４
を入射させて発光ダイオード２Ａ，２Ｂの実像を生じさ
せる集光レンズ３と、実像の位置を検出する位置検出器
４とを具備し、検出された実像の位置から被検出面５ａ
の傾きを得る。上記発光ダイオード２Ａ，２Ｂは、集光
レンズ３を挟んで左右の対称位置に設けられている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は被検出面の傾きを検
出するための傾斜検出装置に関する。
出するための傾斜検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の検出装置として、例えば特開２
００１―６１９９公報には、レンズ体内に発光ダイオー
ド（ＬＥＤ）とフォトダイオード（ＰＤ）を併設し、Ｌ
ＥＤから発した発散光をレンズ体で平行光に変換して被
検出面に照射し、その反射光を再びレンズ体に入射させ
てＰＤ上に円形スポット光として集光させるようにした
ものが示されている。上記ＰＤは複数の小領域に分割さ
れており、被検出面が傾斜するとこれに伴ってＰＤ上の
スポット光の位置が移動して、各小領域に入射するスポ
ット光部分の面積が変化することから、これら小領域の
出力信号の変化から上記被検出面の傾斜を知ることがで
きる。
００１―６１９９公報には、レンズ体内に発光ダイオー
ド（ＬＥＤ）とフォトダイオード（ＰＤ）を併設し、Ｌ
ＥＤから発した発散光をレンズ体で平行光に変換して被
検出面に照射し、その反射光を再びレンズ体に入射させ
てＰＤ上に円形スポット光として集光させるようにした
ものが示されている。上記ＰＤは複数の小領域に分割さ
れており、被検出面が傾斜するとこれに伴ってＰＤ上の
スポット光の位置が移動して、各小領域に入射するスポ
ット光部分の面積が変化することから、これら小領域の
出力信号の変化から上記被検出面の傾斜を知ることがで
きる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の検
出装置において、ＰＤの周辺部においては、被検出面の
傾きに対して各小領域の出力信号が非線型に変化する。
そこで、被検出面の傾きを正確に知るために、ＰＤを可
能な限り多くの小領域に分割するとともに、中心部から
周辺部へ配した各小領域の出力信号に対して異なる重み
係数を乗じて、被検出面の傾きに対するＰＤ出力の線型
化を行っている。このため、装置構造が複雑化するとと
もに、傾き計算が煩雑であるという問題があった。
出装置において、ＰＤの周辺部においては、被検出面の
傾きに対して各小領域の出力信号が非線型に変化する。
そこで、被検出面の傾きを正確に知るために、ＰＤを可
能な限り多くの小領域に分割するとともに、中心部から
周辺部へ配した各小領域の出力信号に対して異なる重み
係数を乗じて、被検出面の傾きに対するＰＤ出力の線型
化を行っている。このため、装置構造が複雑化するとと
もに、傾き計算が煩雑であるという問題があった。
【０００４】そこで、本発明はこのような課題を解決す
るもので、簡易な構造で煩雑な計算を要することなく被
検出面の傾きを正確に検出することができる傾斜検出装
置を提供することを目的とする。
るもので、簡易な構造で煩雑な計算を要することなく被
検出面の傾きを正確に検出することができる傾斜検出装
置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本第１発明では、被検出面（５ａ）に向けて発散光
（Ｌ１，Ｌ２）を照射する点光源（２Ａ，２Ｂ）と、被
検出面（５ａ）により生じた点光源（２Ａ，２Ｂ）の鏡
像（Ｉａ，Ｉｂ）から発する経路を辿るように被検出面
（５ａ）にて反射された発散光（Ｌ３，Ｌ４）を入射さ
せて点光源（２Ａ，２Ｂ）の実像（Ｒａ，Ｒｂ）を生じ
させる集光手段（３）と、実像（Ｒａ，Ｒｂ）の位置を
検出する位置検出手段（４）とを具備し、検出された実
像（Ｒａ，Ｒｂ）の位置から被検出面（５ａ）の傾きを
得る。なお、被検出面の傾きを得るのに演算手段を使用
することができる。ここで、点光源としては発散光を発
する発光ダイオード等が好適である。その理由は、レー
ザダイオード等の、極めて絞られた光束を出力するレー
ザ光源を使用すると、被検出面で反射された反射光を正
確にスポット位置検出器上に入射させるためには被検出
面に対するレーザ光の照射角度を精密に設定する必要が
あって調整が煩瑣である。また、被検出面の傾斜角に対
してレーザ光の反射角は２倍で変化するため、スポット
位置検出器の受光面積を大きくする必要があるという問
題も生じる。さらには、被検出面に僅かな凹凸等がある
とレーザ光の反射経路が乱され、絞られた反射光の光束
がスポット位置検出器から容易に外れて検出不能とな
る。これに対して、発散光の場合には、被検出面への照
射角度がある程度ずれても、大部分の光は被検出面によ
り生じた点光源の鏡像から発する経路を辿るように被検
出面にて反射されて集光手段に入射し、確実に点光源の
実像を生じる。加えて、反射光は集光手段によって集光
させられて焦点付近に実像を生じるから、実像の位置を
検出する位置検出手段の検出面の面積は比較的小さくて
良い。さらに、被検出面に僅かな凹凸等があった場合
に、発散光のうち一部の光は点光源の鏡像から発する経
路から外れて反射されるが、大部分の光は上記経路を辿
るように反射されて集光手段によって確実に点光源の実
像を生じる。したがって、検出不能となるおそれが少な
い。
に、本第１発明では、被検出面（５ａ）に向けて発散光
（Ｌ１，Ｌ２）を照射する点光源（２Ａ，２Ｂ）と、被
検出面（５ａ）により生じた点光源（２Ａ，２Ｂ）の鏡
像（Ｉａ，Ｉｂ）から発する経路を辿るように被検出面
（５ａ）にて反射された発散光（Ｌ３，Ｌ４）を入射さ
せて点光源（２Ａ，２Ｂ）の実像（Ｒａ，Ｒｂ）を生じ
させる集光手段（３）と、実像（Ｒａ，Ｒｂ）の位置を
検出する位置検出手段（４）とを具備し、検出された実
像（Ｒａ，Ｒｂ）の位置から被検出面（５ａ）の傾きを
得る。なお、被検出面の傾きを得るのに演算手段を使用
することができる。ここで、点光源としては発散光を発
する発光ダイオード等が好適である。その理由は、レー
ザダイオード等の、極めて絞られた光束を出力するレー
ザ光源を使用すると、被検出面で反射された反射光を正
確にスポット位置検出器上に入射させるためには被検出
面に対するレーザ光の照射角度を精密に設定する必要が
あって調整が煩瑣である。また、被検出面の傾斜角に対
してレーザ光の反射角は２倍で変化するため、スポット
位置検出器の受光面積を大きくする必要があるという問
題も生じる。さらには、被検出面に僅かな凹凸等がある
とレーザ光の反射経路が乱され、絞られた反射光の光束
がスポット位置検出器から容易に外れて検出不能とな
る。これに対して、発散光の場合には、被検出面への照
射角度がある程度ずれても、大部分の光は被検出面によ
り生じた点光源の鏡像から発する経路を辿るように被検
出面にて反射されて集光手段に入射し、確実に点光源の
実像を生じる。加えて、反射光は集光手段によって集光
させられて焦点付近に実像を生じるから、実像の位置を
検出する位置検出手段の検出面の面積は比較的小さくて
良い。さらに、被検出面に僅かな凹凸等があった場合
に、発散光のうち一部の光は点光源の鏡像から発する経
路から外れて反射されるが、大部分の光は上記経路を辿
るように反射されて集光手段によって確実に点光源の実
像を生じる。したがって、検出不能となるおそれが少な
い。
【０００６】本第１発明において、被検出面により生じ
る鏡像の位置と、位置検出手段によって検出される実像
の位置は一定の幾何学的関係を有するから、実像の位置
は被検出面の傾きに応じて一義的に変化する。したがっ
て、実像の位置を検出することによって、煩雑な計算を
要することなく被検出面の傾きを正確に検出することが
できる。位置検出手段としては点光源の実像の位置を検
出するのに適した例えば単一の位置検出器（ＰＳＤ;Pos
ition Sensitive Detector）を使用することができるか
ら、装置構造を簡易なものにできる。
る鏡像の位置と、位置検出手段によって検出される実像
の位置は一定の幾何学的関係を有するから、実像の位置
は被検出面の傾きに応じて一義的に変化する。したがっ
て、実像の位置を検出することによって、煩雑な計算を
要することなく被検出面の傾きを正確に検出することが
できる。位置検出手段としては点光源の実像の位置を検
出するのに適した例えば単一の位置検出器（ＰＳＤ;Pos
ition Sensitive Detector）を使用することができるか
ら、装置構造を簡易なものにできる。
【０００７】本第２発明では、上記点光源（２Ａ，２
Ｂ）を、集光手段（３）を挟んで左右の対称位置に設け
て、上記位置検出手段（４）により検出された各点光源
（２Ａ，２Ｂ）の実像の位置から被検出面（５ａ）の傾
きを知るようにする。
Ｂ）を、集光手段（３）を挟んで左右の対称位置に設け
て、上記位置検出手段（４）により検出された各点光源
（２Ａ，２Ｂ）の実像の位置から被検出面（５ａ）の傾
きを知るようにする。
【０００８】本第２発明においては、集光手段を挟んで
左右の対称位置に設けた各点光源の実像について、これ
ら実像位置に対する重心位置を算出することによって、
点光源や集光手段から被検出面までの距離を考慮する必
要がない簡易な計算によって被検出面の角度を算出する
ことができる。
左右の対称位置に設けた各点光源の実像について、これ
ら実像位置に対する重心位置を算出することによって、
点光源や集光手段から被検出面までの距離を考慮する必
要がない簡易な計算によって被検出面の角度を算出する
ことができる。
【０００９】本第３発明では、上記位置検出手段は、点
光源（２Ａ，２Ｂ）の実像（Ｒａ，Ｒｂ）の位置に応じ
た出力信号を発する位置検出器（４）であって、点光源
（２Ａ，２Ｂ）、集光手段（３）、位置検出器（４）を
装置基体（１２，１３）に一体に設ける。
光源（２Ａ，２Ｂ）の実像（Ｒａ，Ｒｂ）の位置に応じ
た出力信号を発する位置検出器（４）であって、点光源
（２Ａ，２Ｂ）、集光手段（３）、位置検出器（４）を
装置基体（１２，１３）に一体に設ける。
【００１０】本第４発明では、装置基体（１２，１３）
の中心に開口（１２１）を設けて当該開口（１２１）内
に上記集光手段としての集光レンズ（３）を設けるとと
もに、集光レンズ（３）の後方焦点付近において集光レ
ンズ（３）の光軸（Ａｘ）に中心を一致させて位置検出
器（４）を設け、かつ、集光レンズ（３）の設置面とほ
ぼ同一面内で集光レンズ（３）周囲の装置基体（１２）
上に点光源（２Ａ，２Ｂ）を設ける。
の中心に開口（１２１）を設けて当該開口（１２１）内
に上記集光手段としての集光レンズ（３）を設けるとと
もに、集光レンズ（３）の後方焦点付近において集光レ
ンズ（３）の光軸（Ａｘ）に中心を一致させて位置検出
器（４）を設け、かつ、集光レンズ（３）の設置面とほ
ぼ同一面内で集光レンズ（３）周囲の装置基体（１２）
上に点光源（２Ａ，２Ｂ）を設ける。
【００１１】本第５発明では、集光レンズ（３）周囲の
装置基体（１２，１３）上で集光レンズ（３）を挟んで
直交する方向の対称位置にそれぞれ点光源（２Ａ，２
Ｂ）と（２Ｃ，２Ｄ）を設ける。本第５発明において
は、被検出面の二次元方向の傾斜を正確に検出すること
ができる。
装置基体（１２，１３）上で集光レンズ（３）を挟んで
直交する方向の対称位置にそれぞれ点光源（２Ａ，２
Ｂ）と（２Ｃ，２Ｄ）を設ける。本第５発明において
は、被検出面の二次元方向の傾斜を正確に検出すること
ができる。
【００１２】なお、上記カッコ内の符号は、後述する実
施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであ
る。
施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであ
る。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１には傾斜検出装置の縦断面図
を示し、図２には傾斜検出装置の横断面図を示す。傾斜
検出装置１は金属製の筒状カバー１１を備え、その一端
開口はこれに覆着された支持板１２によって閉鎖されて
いる。支持板１２には中心に円形開口１２１が形成され
るとともに、外周部の板面には周方向へ９０度間隔で４
箇所に（図２）、赤色発光ダイオード（ＬＥＤ）２Ａ〜
２Ｄが先端を筒内に露出させて埋設されている。赤色と
したのは、自然光の外乱による影響を受け難いからであ
る。上記開口１２１内には集光用の集光レンズ３が配設
されて、その外周部が、背後（図１の下方）から当接す
る筒状スペーサ１３の開口段付き部によって支持板１２
の開口段付き部との間に挟持されている。上記支持板１
２と筒状スペーサ１３は装置基体を構成している。
を示し、図２には傾斜検出装置の横断面図を示す。傾斜
検出装置１は金属製の筒状カバー１１を備え、その一端
開口はこれに覆着された支持板１２によって閉鎖されて
いる。支持板１２には中心に円形開口１２１が形成され
るとともに、外周部の板面には周方向へ９０度間隔で４
箇所に（図２）、赤色発光ダイオード（ＬＥＤ）２Ａ〜
２Ｄが先端を筒内に露出させて埋設されている。赤色と
したのは、自然光の外乱による影響を受け難いからであ
る。上記開口１２１内には集光用の集光レンズ３が配設
されて、その外周部が、背後（図１の下方）から当接す
る筒状スペーサ１３の開口段付き部によって支持板１２
の開口段付き部との間に挟持されている。上記支持板１
２と筒状スペーサ１３は装置基体を構成している。
【００１４】筒状スペーサ１３の下端開口には、上記集
光レンズ３の光軸Ａｘに受光部４１の中心を一致させて
位置検出器（ＰＳＤ;Position Sensitive Detector）４
が配設されており、ＰＳＤ４は下方から覆着された蓋体
１４によって筒状スペーサ１３との間に保持されてい
る。ＰＳＤ４の出力信号は本体下面から蓋体１４を貫通
して下方へ延びる端子ピン１５によって装置外へ取り出
されている。
光レンズ３の光軸Ａｘに受光部４１の中心を一致させて
位置検出器（ＰＳＤ;Position Sensitive Detector）４
が配設されており、ＰＳＤ４は下方から覆着された蓋体
１４によって筒状スペーサ１３との間に保持されてい
る。ＰＳＤ４の出力信号は本体下面から蓋体１４を貫通
して下方へ延びる端子ピン１５によって装置外へ取り出
されている。
【００１５】なお、集光レンズ３の上方は赤色のフィル
タ板１６によって覆われており、フィルタ板１６は外周
部が開口１２１の周縁に固定されている。径方向の対称
位置に設けられたＬＥＤ２Ａ，２Ｂから発した光Ｌ１，
Ｌ２は、検出装置１の前方に置かれた対象物５の被検出
面５ａに投射され、その反射光Ｌ３，Ｌ４が集光レンズ
３を経てＰＳＤ４上に至る。なお、光Ｌ１，Ｌ２は、Ｌ
ＥＤ２Ａ，２Ｂから発せられる発散光のうち、後述する
ＬＥＤ２Ａ，２Ｂの鏡像Ｉａ，Ｉｂ（図３参照）と実像
Ｒａ，Ｒｂを結ぶ線に沿う反射光Ｌ３，Ｌ４を生じる光
のみを示したものである。また、図１は紙面に沿うＸ軸
方向で集光レンズ３を挟んで対称位置に位置するＬＥＤ
２Ａ，２Ｂからの光路を示すが、紙面に垂直なＹ軸方向
に位置するＬＥＤ２Ｃ，２Ｄ（図２参照）からの光路も
上記と同様である。
タ板１６によって覆われており、フィルタ板１６は外周
部が開口１２１の周縁に固定されている。径方向の対称
位置に設けられたＬＥＤ２Ａ，２Ｂから発した光Ｌ１，
Ｌ２は、検出装置１の前方に置かれた対象物５の被検出
面５ａに投射され、その反射光Ｌ３，Ｌ４が集光レンズ
３を経てＰＳＤ４上に至る。なお、光Ｌ１，Ｌ２は、Ｌ
ＥＤ２Ａ，２Ｂから発せられる発散光のうち、後述する
ＬＥＤ２Ａ，２Ｂの鏡像Ｉａ，Ｉｂ（図３参照）と実像
Ｒａ，Ｒｂを結ぶ線に沿う反射光Ｌ３，Ｌ４を生じる光
のみを示したものである。また、図１は紙面に沿うＸ軸
方向で集光レンズ３を挟んで対称位置に位置するＬＥＤ
２Ａ，２Ｂからの光路を示すが、紙面に垂直なＹ軸方向
に位置するＬＥＤ２Ｃ，２Ｄ（図２参照）からの光路も
上記と同様である。
【００１６】図３には傾斜検出装置の検出原理図を示
す。各ＬＥＤ２Ａ，２Ｂから出力された発散光Ｌ１は対
象物の被検出面５ａで反射されるが、反射光Ｌ３，Ｌ４
は、被検出面５ａにより生じる各ＬＥＤ２Ａ，２Ｂの鏡
像Ｉａ，Ｉｂから発せられる光経路を辿るように反射さ
せられて、傾斜検出装置１の集光レンズ３に入射する。
そして、集光レンズ３によってその後方に位置するＰＳ
Ｄ４上に集光され、ここにＬＥＤ２Ａ，２Ｂの実像Ｒ
ａ，Ｒｂを生じる。ＰＳＤ４からはＬＥＤ２Ａ，２Ｂの
実像Ｒａ，Ｒｂの各位置に応じた出力信号が出力され、
この出力信号は端子ピン１５（図１）を経て装置外のコ
ンピュータ等に入力されて、後述する数式によって被検
出面５ａの傾斜角θが算出される。
す。各ＬＥＤ２Ａ，２Ｂから出力された発散光Ｌ１は対
象物の被検出面５ａで反射されるが、反射光Ｌ３，Ｌ４
は、被検出面５ａにより生じる各ＬＥＤ２Ａ，２Ｂの鏡
像Ｉａ，Ｉｂから発せられる光経路を辿るように反射さ
せられて、傾斜検出装置１の集光レンズ３に入射する。
そして、集光レンズ３によってその後方に位置するＰＳ
Ｄ４上に集光され、ここにＬＥＤ２Ａ，２Ｂの実像Ｒ
ａ，Ｒｂを生じる。ＰＳＤ４からはＬＥＤ２Ａ，２Ｂの
実像Ｒａ，Ｒｂの各位置に応じた出力信号が出力され、
この出力信号は端子ピン１５（図１）を経て装置外のコ
ンピュータ等に入力されて、後述する数式によって被検
出面５ａの傾斜角θが算出される。
【００１７】図３においては、ＰＳＤ４の中心からＸ軸
方向にある各ＬＥＤ２Ａ，２Ｂまでの距離がＳ、ほぼ同
一線上に位置する左右のＬＥＤ２Ａ，２Ｂおよび集光レ
ンズ３から被検出面５ａまでの距離がＬ、集光レンズ３
の焦点距離がｆであり、ＰＳＤ４の受光部４１の中心Ｏ
を原点として各ＬＥＤ２Ａ，２Ｂの実像Ｒａ，Ｒｂがそ
れぞれ位置Ｘａ，Ｘｂに生じているものとする。なお、
距離Ｌは距離ｆに比して十分大きい。また、座標位置Ｘ
ａ，Ｘｂは原点Ｏに対して図３の右方を正値とする。
方向にある各ＬＥＤ２Ａ，２Ｂまでの距離がＳ、ほぼ同
一線上に位置する左右のＬＥＤ２Ａ，２Ｂおよび集光レ
ンズ３から被検出面５ａまでの距離がＬ、集光レンズ３
の焦点距離がｆであり、ＰＳＤ４の受光部４１の中心Ｏ
を原点として各ＬＥＤ２Ａ，２Ｂの実像Ｒａ，Ｒｂがそ
れぞれ位置Ｘａ，Ｘｂに生じているものとする。なお、
距離Ｌは距離ｆに比して十分大きい。また、座標位置Ｘ
ａ，Ｘｂは原点Ｏに対して図３の右方を正値とする。
【００１８】被検出面５ａが左右のＬＥＤ２Ａ，２Ｂを
結ぶ線と平行に位置する図３の状態で、被検出面５ａは
集光レンズ３の光軸Ａｘに対して直交しており、ＬＥＤ
２Ａ，２Ｂの鏡像Ｉａ，Ｉｂは光軸Ａｘに対して対称位
置に生じる。この状態で、鏡像Ｉａ，Ｉｂの位置を頂点
とする三角形Ｔ1，Ｔ3と実像Ｒａ，Ｒｂの位置を頂点と
する三角形Ｔ2，Ｔ4の相似より、式（１）、式（２）が
得られ、式（３）で座標位置Ｘａ，Ｘｂに対する重心位
置Ｘを算出すると、その値は０となる。
結ぶ線と平行に位置する図３の状態で、被検出面５ａは
集光レンズ３の光軸Ａｘに対して直交しており、ＬＥＤ
２Ａ，２Ｂの鏡像Ｉａ，Ｉｂは光軸Ａｘに対して対称位
置に生じる。この状態で、鏡像Ｉａ，Ｉｂの位置を頂点
とする三角形Ｔ1，Ｔ3と実像Ｒａ，Ｒｂの位置を頂点と
する三角形Ｔ2，Ｔ4の相似より、式（１）、式（２）が
得られ、式（３）で座標位置Ｘａ，Ｘｂに対する重心位
置Ｘを算出すると、その値は０となる。
【００１９】Ｘａ／ｆ＝Ｓ／２Ｌ…（１）
Ｘｂ／ｆ＝−Ｓ／２Ｌ…（２）
Ｘ＝（Ｘａ＋Ｘｂ）／２＝０…（３）
【００２０】これに対して、図４に示すように被検出面
５ａが角度θだけ傾くと、同じく三角形Ｔ1，Ｔ3とＴ
2，Ｔ4の相似より、式（４）、式（５）が得られ、式
（６）で座標位置Ｘａ，Ｘｂに対する重心位置Ｘを算出
すると、重心位置Ｘは距離Ｌに無関係にθの正接値にの
み比例する。ＰＳＤ４の出力信号からは、和と差と除算
の簡単な演算によって座標位置Ｘａ，Ｘｂに対する重心
位置Ｘを得ることができるから、これより被検出面５ａ
の正確な傾斜角θを知ることができる。
５ａが角度θだけ傾くと、同じく三角形Ｔ1，Ｔ3とＴ
2，Ｔ4の相似より、式（４）、式（５）が得られ、式
（６）で座標位置Ｘａ，Ｘｂに対する重心位置Ｘを算出
すると、重心位置Ｘは距離Ｌに無関係にθの正接値にの
み比例する。ＰＳＤ４の出力信号からは、和と差と除算
の簡単な演算によって座標位置Ｘａ，Ｘｂに対する重心
位置Ｘを得ることができるから、これより被検出面５ａ
の正確な傾斜角θを知ることができる。
【００２１】
Ｘａ／ｆ＝（Ｓ＋２Ｌtanθ）／２Ｌ…（４）
Ｘｂ／ｆ＝−（Ｓ−２Ｌtanθ）／２Ｌ…（５）
Ｘ＝（Ｘａ＋Ｘｂ）／２＝ｆtanθ…（６）
【００２２】なお、Ｙ軸方向についても、ＰＳＤ４上に
生じるＬＥＤ２Ｃ，２Ｄ（図２）の実像の位置より、上
式を使用してＹ軸方向における被検出面５ａの傾斜角を
得ることができる。なお、上記実施形態において、一次
元方向での被検出面の傾斜を検出するだけで良い場合に
は、Ｘ軸方向あるいはＹ軸方向のいずれかに一対のＬＥ
Ｄを設けるのみで良い。また、集光レンズ３から被検出
面５ａまでの距離Ｌを正確に測定できる場合には、集光
レンズ３を挟んで一対のＬＥＤ２Ａ，２Ｃを設ける必要
はなく、いずれか一方のみ設ければ良い。
生じるＬＥＤ２Ｃ，２Ｄ（図２）の実像の位置より、上
式を使用してＹ軸方向における被検出面５ａの傾斜角を
得ることができる。なお、上記実施形態において、一次
元方向での被検出面の傾斜を検出するだけで良い場合に
は、Ｘ軸方向あるいはＹ軸方向のいずれかに一対のＬＥ
Ｄを設けるのみで良い。また、集光レンズ３から被検出
面５ａまでの距離Ｌを正確に測定できる場合には、集光
レンズ３を挟んで一対のＬＥＤ２Ａ，２Ｃを設ける必要
はなく、いずれか一方のみ設ければ良い。
【００２３】
【発明の効果】以上のように、本発明の傾斜検出装置に
よれば、簡易な構造で煩雑な計算を要することなく被検
出面の傾きを正確に検出することができる。
よれば、簡易な構造で煩雑な計算を要することなく被検
出面の傾きを正確に検出することができる。
【図１】本発明の一実施形態を示す傾斜検出装置の縦断
面図である。
面図である。
【図２】傾斜検出装置の横断面図である。
【図３】傾斜検出装置の検出原理を示す図である。
【図４】傾斜検出装置の検出原理を示す図である。
１…傾斜検出装置、１２…支持板、１２１…開口、１３
…筒状スペーサ、２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ…発光ダイオ
ード、３…集光レンズ、４…位置検出器、５ａ…被検出
面、Ｉａ，Ｉｂ…鏡像、Ｌ１，Ｌ２…出力光、Ｌ３，Ｌ
４…反射光、Ｒａ，Ｒｂ…実像。
…筒状スペーサ、２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ…発光ダイオ
ード、３…集光レンズ、４…位置検出器、５ａ…被検出
面、Ｉａ，Ｉｂ…鏡像、Ｌ１，Ｌ２…出力光、Ｌ３，Ｌ
４…反射光、Ｒａ，Ｒｂ…実像。
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(56)参考文献 特開 昭57−1890005（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−72208（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01C 9/00 - 9/36
G01B 11/26
Claims (5)
- 【請求項１】 被検出面に向けて発散光を照射する点光
源と、前記被検出面により生じた前記点光源の鏡像から
発する経路を辿るように前記被検出面で反射された前記
発散光を入射させて前記点光源の実像を生じさせる集光
手段と、前記実像の位置を検出する位置検出手段とを具
備し、検出された前記実像の位置から前記被検出面の傾
きを得ることを特徴とする傾斜検出装置。 - 【請求項２】 前記点光源を、前記集光手段を挟んで左
右の対称位置に設けて、前記位置検出手段により検出さ
れた前記各点光源の実像の位置から前記被検出面の傾き
を得るようにした請求項１に記載の傾斜検出装置。 - 【請求項３】 前記位置検出手段は、前記点光源の実像
の位置に応じた出力信号を発する位置検出器であって、
前記点光源、集光手段、位置検出器を装置基体に一体に
設けた請求項１又は２に記載の傾斜検出装置。 - 【請求項４】 前記装置基体の中心に開口を設けて当該
開口内に前記集光手段としての集光レンズを設けるとと
もに、前記集光レンズの後方焦点付近において前記集光
レンズの光軸に中心を一致させて前記位置検出器を設
け、かつ、前記集光レンズの設置面とほぼ同一面内で前
記集光レンズ周囲の前記装置基体上に前記点光源を設け
た請求項３に記載の傾斜検出装置。 - 【請求項５】 前記集光レンズ周囲の前記装置基体上で
前記集光レンズを挟んで直交する方向の対称位置にそれ
ぞれ前記点光源を設けた請求項４に記載の傾斜検出装
置。
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| JP2002222736A JP3479914B1 (ja) | 2002-07-31 | 2002-07-31 | 傾斜検出装置 |
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| JP2002222736A JP3479914B1 (ja) | 2002-07-31 | 2002-07-31 | 傾斜検出装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2002
- 2002-07-31 JP JP2002222736A patent/JP3479914B1/ja not_active Expired - Fee Related
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