JPH02293609A - 角度測定装置 - Google Patents
角度測定装置Info
- Publication number
- JPH02293609A JPH02293609A JP1116379A JP11637989A JPH02293609A JP H02293609 A JPH02293609 A JP H02293609A JP 1116379 A JP1116379 A JP 1116379A JP 11637989 A JP11637989 A JP 11637989A JP H02293609 A JPH02293609 A JP H02293609A
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- Japan
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- angle
- mirror
- laser beam
- laser
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は角度測定装置に関し、特に回転又は往復回転運
動する装置の角度特性を測定する角度測定装置に関する
． 〔従来の技術〕 従来、回転又は往復回転する装置の角度の測定は回転軸
に取付けたエンコーダ等の角度検出器により測定してい
た．また、被測定物へ非接触な角度測定装置としてはレ
ーザー光又はコリメーター等を用いた測定を行っていた
． 〔発明が解決しようとする課題〕 上述した従来の角度測定装置は、被測定物が停止してい
る場合には高精度の角度測定が可能であるが、被測定物
が回転又は特に往復回転振動している場合、角度検出器
の慣性モーメントが負荷になること及び回転軸にねじれ
が発生することにより角度測定装置誤差が生じるという
欠点がある。
動する装置の角度特性を測定する角度測定装置に関する
． 〔従来の技術〕 従来、回転又は往復回転する装置の角度の測定は回転軸
に取付けたエンコーダ等の角度検出器により測定してい
た．また、被測定物へ非接触な角度測定装置としてはレ
ーザー光又はコリメーター等を用いた測定を行っていた
． 〔発明が解決しようとする課題〕 上述した従来の角度測定装置は、被測定物が停止してい
る場合には高精度の角度測定が可能であるが、被測定物
が回転又は特に往復回転振動している場合、角度検出器
の慣性モーメントが負荷になること及び回転軸にねじれ
が発生することにより角度測定装置誤差が生じるという
欠点がある。
さらに、従来の角度測定装置は回転方向の角度のみ測定
可能であり、回転軸の曲がり等被測定物の歪みを検出す
ることができないという欠点がある．また、従来のレー
ザー光、コリメーターを用いた角度測定装置は被測定物
の正確な角度、歪みを測定することができるが、一般に
固定された角度測定のみであり動的な角度特性を測定、
処理することは不可能である． 〔課題を解決するための手段〕 本発明の角度測定装置は、レーザ装置と、前記レーザ装
置のレーザ光を第１および第２のレーザ光に分離するハ
ーフミラーと、前記第１のレーザ光を反射し、かつ、回
転させて第３のレーザ光を生成する回転ミラーと、前記
回転ミラーを任意の回転数で回転させ、かつ、回転角度
を検出するモータ付角度検出器と前記第２のレーザ光を
被測定物に照射し反射してきた第４のレーザ光と前記第
３のレーザ光とを受光し、前記第３および第４のレーザ
光の受光位相が合った時点でパルスを発生する２次元セ
ンサと、前記モータ付角度検出器のデータと前記２次元
センサの出力パルスとから被測定物の角度特性を計算処
理するコンピュータとを有する． 〔実施例〕 次に本発明について図面を参照して説明する．第１図は
、本発明の一実施例の構成図である．第２図は第１図の
要部のハーフミラーと２次元センサ部分の説明図である
．第１図の実施例はモーター７により往復回転する被測
定物．５を測定する構成を示し、レーザー装置１、ハー
フミラー２、任意の回転数で回転する回転ミラー３、回
転ミラー３を任意の回転数で回転し、かつ回転ミラー角
度を検出するモータ付角度検出器１０、ハーフミラー２
により分離されたレーザー光８の一方のレーザー光を反
射し、２次元センサ６の照射位置の基準位置を設定する
ための固定ミラー４、レーザ光８を垂直に反射する垂直
反射ミラー９、モータ付角度検出器１０及び２次元セン
サ６の出力パルスから被測定物の角度特性を計算、処理
するコンピュータ１１から構成される． 次に第２図は往復回転する被測定物５から反射されるレ
ーザ光の時刻ごとに変化する角度をあらかじめ既知の回
転ミラー３の各時点の角度で計測するための説明図であ
る．まず、被測定物５を停止状態にて固定ミラー４Ａ，
４！３を用いてレーザー光８の被測定物５からの反射光
２０をハーフミラー２を透過させて基準ピクセル１１に
照射させる．この状態にて回転ミラー３を任意の回転数
にて回転させる．回転ミラー３からの反射光２１Ａはハ
ーフミラー２で再反射され、反射光２１Ｂを２次元セン
サ６に照射してレーザ光照射軌跡１３が得られる．ここ
で回転ミラー３と被測定物５が完全に平行になる時点で
は、２次元センサ６面のハッチしたＡラインに基準ピク
セル１１．１２がそろうと、２次元センサ６からパルス
が出る．次に、被測定物を回転させると、被測定物５の
回転角度と回転ミラー３の角度が等しい時、すなわち、
平行になる瞬間にのみ基準ピクセル１２より前述したよ
うにパルスが発生する．このパルスが出力される時点の
回転ミラー３を駆動しているモータ付角度検出器１０か
ら出力する角度データから被測定物５の瞬時角度を知る
ことができる．この場合被測定物５が停止状態で出力さ
れたパルスを角度のＯ点として、それ以降被測定物５が
回転を始めてパルスが出力される時点の時問とモータ付
角度検出器１０の角度とをコンピュータ１１に記憶させ
る．コンピュータ１１内の処理部はこの時点の時間と角
度のデータから定速回転、ならびに非直線な角速度の演
算も処理できる． 次に非直線な角速度を測定する場合、さらに回転ミラー
３と非測定物５の動作が非同期の場合の角度の測定を第
３図の説明図により説明する．今、被測定物５が往復回
転で、かつ、非直線な回転運動を実角度特性１８とし、
回転ミラー３の一方向回転の角度特性を１７Ａ．１７Ｂ
とする．角度特性１７Ａの場合には角度基準点Ａ，およ
びＢ，Ｃの交点で、時間ｔａ ，ｔｂ ，ｔｏと角度θ
＾（＝０゜）θ８．θＣ，が求められる．実角度特性１
８をさらに詳細にトレースするためには、回転ミラー３
の角度特性１７としてＢ’ ，Ｃ’の交点を求めること
により、時間ｔｂ’，ｔゎ と角度θＢ ，θＣ′が得
られる。このように回転ミラー３の回転を非同期とする
ことにより被測定物の任意の角度における時間差と角度
を測定することができ、コンピュータ１１の統計処理を
行うことにより被測定物角度特性を詳細に測定すること
ができる。なお、本発明による自動角度特性測定装置は
非接触で被測定物５に何らの負荷を与えることがなく、
さらに測定制度は回転ミラー３の角度検出器精度により
決定され、かつ統計処理により測定制度を上げることが
可能である。
可能であり、回転軸の曲がり等被測定物の歪みを検出す
ることができないという欠点がある．また、従来のレー
ザー光、コリメーターを用いた角度測定装置は被測定物
の正確な角度、歪みを測定することができるが、一般に
固定された角度測定のみであり動的な角度特性を測定、
処理することは不可能である． 〔課題を解決するための手段〕 本発明の角度測定装置は、レーザ装置と、前記レーザ装
置のレーザ光を第１および第２のレーザ光に分離するハ
ーフミラーと、前記第１のレーザ光を反射し、かつ、回
転させて第３のレーザ光を生成する回転ミラーと、前記
回転ミラーを任意の回転数で回転させ、かつ、回転角度
を検出するモータ付角度検出器と前記第２のレーザ光を
被測定物に照射し反射してきた第４のレーザ光と前記第
３のレーザ光とを受光し、前記第３および第４のレーザ
光の受光位相が合った時点でパルスを発生する２次元セ
ンサと、前記モータ付角度検出器のデータと前記２次元
センサの出力パルスとから被測定物の角度特性を計算処
理するコンピュータとを有する． 〔実施例〕 次に本発明について図面を参照して説明する．第１図は
、本発明の一実施例の構成図である．第２図は第１図の
要部のハーフミラーと２次元センサ部分の説明図である
．第１図の実施例はモーター７により往復回転する被測
定物．５を測定する構成を示し、レーザー装置１、ハー
フミラー２、任意の回転数で回転する回転ミラー３、回
転ミラー３を任意の回転数で回転し、かつ回転ミラー角
度を検出するモータ付角度検出器１０、ハーフミラー２
により分離されたレーザー光８の一方のレーザー光を反
射し、２次元センサ６の照射位置の基準位置を設定する
ための固定ミラー４、レーザ光８を垂直に反射する垂直
反射ミラー９、モータ付角度検出器１０及び２次元セン
サ６の出力パルスから被測定物の角度特性を計算、処理
するコンピュータ１１から構成される． 次に第２図は往復回転する被測定物５から反射されるレ
ーザ光の時刻ごとに変化する角度をあらかじめ既知の回
転ミラー３の各時点の角度で計測するための説明図であ
る．まず、被測定物５を停止状態にて固定ミラー４Ａ，
４！３を用いてレーザー光８の被測定物５からの反射光
２０をハーフミラー２を透過させて基準ピクセル１１に
照射させる．この状態にて回転ミラー３を任意の回転数
にて回転させる．回転ミラー３からの反射光２１Ａはハ
ーフミラー２で再反射され、反射光２１Ｂを２次元セン
サ６に照射してレーザ光照射軌跡１３が得られる．ここ
で回転ミラー３と被測定物５が完全に平行になる時点で
は、２次元センサ６面のハッチしたＡラインに基準ピク
セル１１．１２がそろうと、２次元センサ６からパルス
が出る．次に、被測定物を回転させると、被測定物５の
回転角度と回転ミラー３の角度が等しい時、すなわち、
平行になる瞬間にのみ基準ピクセル１２より前述したよ
うにパルスが発生する．このパルスが出力される時点の
回転ミラー３を駆動しているモータ付角度検出器１０か
ら出力する角度データから被測定物５の瞬時角度を知る
ことができる．この場合被測定物５が停止状態で出力さ
れたパルスを角度のＯ点として、それ以降被測定物５が
回転を始めてパルスが出力される時点の時問とモータ付
角度検出器１０の角度とをコンピュータ１１に記憶させ
る．コンピュータ１１内の処理部はこの時点の時間と角
度のデータから定速回転、ならびに非直線な角速度の演
算も処理できる． 次に非直線な角速度を測定する場合、さらに回転ミラー
３と非測定物５の動作が非同期の場合の角度の測定を第
３図の説明図により説明する．今、被測定物５が往復回
転で、かつ、非直線な回転運動を実角度特性１８とし、
回転ミラー３の一方向回転の角度特性を１７Ａ．１７Ｂ
とする．角度特性１７Ａの場合には角度基準点Ａ，およ
びＢ，Ｃの交点で、時間ｔａ ，ｔｂ ，ｔｏと角度θ
＾（＝０゜）θ８．θＣ，が求められる．実角度特性１
８をさらに詳細にトレースするためには、回転ミラー３
の角度特性１７としてＢ’ ，Ｃ’の交点を求めること
により、時間ｔｂ’，ｔゎ と角度θＢ ，θＣ′が得
られる。このように回転ミラー３の回転を非同期とする
ことにより被測定物の任意の角度における時間差と角度
を測定することができ、コンピュータ１１の統計処理を
行うことにより被測定物角度特性を詳細に測定すること
ができる。なお、本発明による自動角度特性測定装置は
非接触で被測定物５に何らの負荷を与えることがなく、
さらに測定制度は回転ミラー３の角度検出器精度により
決定され、かつ統計処理により測定制度を上げることが
可能である。
さらに、本発明による自動角度特性測定装置は被測定物
５の歪みによる回転ぶれ等について、２次元センサ６の
基準ピクセル以外のビクセル出力の検出により高精度な
測定も可能である。
５の歪みによる回転ぶれ等について、２次元センサ６の
基準ピクセル以外のビクセル出力の検出により高精度な
測定も可能である。
以上説明したように本発明はレーザー装置と任意の回転
数で回転する回転角度が既知の回転ミラーとこれを回転
させるモータ付角度検出器と２次元センサとを用いるこ
とにより、被測定物の動的回転角度特性を非接触にて高
精度に測定する角度測定装置を提供できるという効果が
ある。
数で回転する回転角度が既知の回転ミラーとこれを回転
させるモータ付角度検出器と２次元センサとを用いるこ
とにより、被測定物の動的回転角度特性を非接触にて高
精度に測定する角度測定装置を提供できるという効果が
ある。
第１図は本発明の一実施例の構成図、第２図は本実施例
の要部のハーフミラーと２次元センサ部分の説明図、第
３図は本実施例の説明図である。 １・・・レーザー装置、２・・・ハーフミラー ３・・
・回転ミラー、４Ａ，４Ｂ・・・固定ミラー ５・・・
被測定物、６・・・２次元センサ、７・・・モーター
８・・・レーザー光、９・・・垂直反射ミラー、１０・
・・モーター付角度検出器、１１．１２・・・基準ビク
セル、１３・・・レーザー光照射軌跡、
の要部のハーフミラーと２次元センサ部分の説明図、第
３図は本実施例の説明図である。 １・・・レーザー装置、２・・・ハーフミラー ３・・
・回転ミラー、４Ａ，４Ｂ・・・固定ミラー ５・・・
被測定物、６・・・２次元センサ、７・・・モーター
８・・・レーザー光、９・・・垂直反射ミラー、１０・
・・モーター付角度検出器、１１．１２・・・基準ビク
セル、１３・・・レーザー光照射軌跡、
Claims (1)
- レーザ装置と、前記レーザ装置のレーザ光を第１および
第２のレーザ光に分離するハーフミラーと、前記第１の
レーザ光を反射し、かつ、回転させて第３のレーザ光を
生成する回転ミラーと、前記回転ミラーを任意の回転数
で回転させ、かつ、回転角度を検出するモータ付角度検
出器と前記第２のレーザ光を被測定物に照射し反射して
きた第４のレーザ光と前記第３のレーザ光とを受光し、
前記第３および第４のレーザ光の受光位相が合った時点
でパルスを発生する２次元センサと、前記モータ付角度
検出器のデータと前記２次元センサの出力パルスとから
被測定物の角度特性を計算処理するコンピュータとを有
することを特徴とする角度測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1116379A JPH02293609A (ja) | 1989-05-09 | 1989-05-09 | 角度測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1116379A JPH02293609A (ja) | 1989-05-09 | 1989-05-09 | 角度測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02293609A true JPH02293609A (ja) | 1990-12-04 |
Family
ID=14685544
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1116379A Pending JPH02293609A (ja) | 1989-05-09 | 1989-05-09 | 角度測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02293609A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109186465A (zh) * | 2018-09-10 | 2019-01-11 | 厦门大学 | 测量距离及旋转角度的光电芯片及光电系统 |
| WO2025175882A1 (zh) * | 2024-02-19 | 2025-08-28 | 华为技术有限公司 | 角度检测装置和激光雷达扫描系统 |
-
1989
- 1989-05-09 JP JP1116379A patent/JPH02293609A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109186465A (zh) * | 2018-09-10 | 2019-01-11 | 厦门大学 | 测量距离及旋转角度的光电芯片及光电系统 |
| CN109186465B (zh) * | 2018-09-10 | 2019-08-16 | 厦门大学 | 测量距离及旋转角度的光电芯片及光电系统 |
| WO2025175882A1 (zh) * | 2024-02-19 | 2025-08-28 | 华为技术有限公司 | 角度检测装置和激光雷达扫描系统 |
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