JPH04161811A - 光学式位置検出装置 - Google Patents
光学式位置検出装置Info
- Publication number
- JPH04161811A JPH04161811A JP2287327A JP28732790A JPH04161811A JP H04161811 A JPH04161811 A JP H04161811A JP 2287327 A JP2287327 A JP 2287327A JP 28732790 A JP28732790 A JP 28732790A JP H04161811 A JPH04161811 A JP H04161811A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- emitting element
- light emitting
- condenser lens
- detection device
- 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
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C9/00—Measuring inclination, e.g. by clinometers, by levels
- G01C9/12—Measuring inclination, e.g. by clinometers, by levels by using a single pendulum
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C9/00—Measuring inclination, e.g. by clinometers, by levels
- G01C9/02—Details
- G01C9/06—Electric or photoelectric indication or reading means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
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】
ａ、産業上の利用分野
本発明は、光学式位置検出装置に関し、特に、ロールお
よびピッチ等の傾斜状態を簡単な光学式手段によって検
出するための新規な改良に関する。
よびピッチ等の傾斜状態を簡単な光学式手段によって検
出するための新規な改良に関する。
ｂ、従来の技術
従来、用いられていたこの種の傾斜計としては種々ある
が、その中で代表的なものについて述べると、第３図で
示される特開昭６０−２３７３１３号公報に開示された
ジャイロの構成を挙げることができる。 ゛ すなわち、第３図において符号１で示されるものは全体
がほぼ断面逆Ｕ字形をなすケースであり、このケース１
の内壁１ａには、その軸中心に玉軸受からなる一対の軸
受２を有するフレームが嵌合により設けられている。
が、その中で代表的なものについて述べると、第３図で
示される特開昭６０−２３７３１３号公報に開示された
ジャイロの構成を挙げることができる。 ゛ すなわち、第３図において符号１で示されるものは全体
がほぼ断面逆Ｕ字形をなすケースであり、このケース１
の内壁１ａには、その軸中心に玉軸受からなる一対の軸
受２を有するフレームが嵌合により設けられている。
前記フレーム３の内壁３ａには、ステータ巻線４を有す
るステータ４ａが固定して設けられ、前記軸受２の内輪
２ａにはロータ軸５が回転自在に設けられている。
るステータ４ａが固定して設けられ、前記軸受２の内輪
２ａにはロータ軸５が回転自在に設けられている。
前記フレーム３は、前記各軸受２の外輪２ｂに固定され
ており、前記内輪２ａおよび回転軸５の下端５ｂに固定
され全体形状がほぼＵ形をなすエンドキャップ６の外周
には、輪状のヒステリシスリング７が設けられ、このエ
ンドキャップ６とヒステリシスリング７とによってモー
タロータ８を構成し、前記ステータ４ａとモータロータ
８とによってスピンモータ９を構成している。
ており、前記内輪２ａおよび回転軸５の下端５ｂに固定
され全体形状がほぼＵ形をなすエンドキャップ６の外周
には、輪状のヒステリシスリング７が設けられ、このエ
ンドキャップ６とヒステリシスリング７とによってモー
タロータ８を構成し、前記ステータ４ａとモータロータ
８とによってスピンモータ９を構成している。
前記回転軸５の上部には、ジンバル１０及びばね部材１
１からなるヒンジ１１１１１１１２を介してジャイロロ
ータ１３が設けられており、このジャイロロータ１３は
断面形状がほぼＵ字形をなす輪体より構成され、このジ
ャイロロータ１３の内壁には、リングマグネット１４が
固定して設けられている。
１からなるヒンジ１１１１１１１２を介してジャイロロ
ータ１３が設けられており、このジャイロロータ１３は
断面形状がほぼＵ字形をなす輪体より構成され、このジ
ャイロロータ１３の内壁には、リングマグネット１４が
固定して設けられている。
又、前記ジャイロロータ１３の下端には、センサーリン
グ１５が設けられていると共に、このセンサーリング１
５に対応する前記フレーム３上には、センナコイル１６
が立設して設けられている。
グ１５が設けられていると共に、このセンサーリング１
５に対応する前記フレーム３上には、センナコイル１６
が立設して設けられている。
さらに、前記フレーム３の上面には、トルカ機構をなす
トルカ−コイル１７が設けられていると共に、このトル
カ−コイル１７は上方に向けて立設され、その先端がジ
ャイロロータ１３内に位置すると共に、前記リングマグ
ネット１４と対応している。
トルカ−コイル１７が設けられていると共に、このトル
カ−コイル１７は上方に向けて立設され、その先端がジ
ャイロロータ１３内に位置すると共に、前記リングマグ
ネット１４と対応している。
さらに、前記ケース１の下端に取付けられた端子板１８
には、絶縁部１９を介して端子２０が設けられている。
には、絶縁部１９を介して端子２０が設けられている。
従来のダイナミ、カリ−チューンドジャイロは、前述し
たように構成されており、以下に、その動作について説
明する。
たように構成されており、以下に、その動作について説
明する。
第３図の状態において、スピンモータ９を作動させると
、回転軸５が高速で回転し、ヒンジ機構１２を介してジ
ャイロロータ１３が高速で回転する。
、回転軸５が高速で回転し、ヒンジ機構１２を介してジ
ャイロロータ１３が高速で回転する。
前述の状態において、ジャイロロータ１３に傾きが生じ
た場合、この傾斜状態がセンサコイル１６によって検出
され、トルカ−コイル１７に所要の制御電流を印加する
ことにより、ジャイロロータ１３、リングマグネット１
４の磁束及びトルカ−コイル１７の制御電流の積に比例
する力が作用し、ジャイロロータ１３の所要の姿勢制御
がなされる。
た場合、この傾斜状態がセンサコイル１６によって検出
され、トルカ−コイル１７に所要の制御電流を印加する
ことにより、ジャイロロータ１３、リングマグネット１
４の磁束及びトルカ−コイル１７の制御電流の積に比例
する力が作用し、ジャイロロータ１３の所要の姿勢制御
がなされる。
Ｃ９考案が解決しようとする課題
従来のジャイロは、以上のように構成されていたため、
次のような課題が存在していた。
次のような課題が存在していた。
すなわち、モータによって回転するロータの傾斜状態を
マグネットとセンサーコイルで検出する構成であるため
、機械的構造が極めて複雑であり、組立が困難であると
共にコストダウンを計ることが困難であった。
マグネットとセンサーコイルで検出する構成であるため
、機械的構造が極めて複雑であり、組立が困難であると
共にコストダウンを計ることが困難であった。
また、トルカ機構の能力が定まる角速度又は傾斜角まで
しか検出することができないと共に、トルカ機構の検出
角度が小さく、限られた範囲の傾斜角しか検出すること
が不可能であった。また、トルカ機構に過大な電流が流
れた場合には、トルカ機構が破損することもあった。
しか検出することができないと共に、トルカ機構の検出
角度が小さく、限られた範囲の傾斜角しか検出すること
が不可能であった。また、トルカ機構に過大な電流が流
れた場合には、トルカ機構が破損することもあった。
本発明は、以上のような課題を解決するためになされた
もので、特に、ロールおよびピッチ等の傾斜状態を簡単
な光学式手段によって検出するようにした光学式位置検
出装置を提供することを目的とする。
もので、特に、ロールおよびピッチ等の傾斜状態を簡単
な光学式手段によって検出するようにした光学式位置検
出装置を提供することを目的とする。
６１課題を解決するための手段
本発明による光学式位置検出装置は、移動体に取り付け
られた発光素子と、前記移動体の下方位置に固定された
集光レンズと、前記集光レンズの下方位置に設けられ前
記集光レンズから集光された前記発光素子からの光を検
出するための光検出素子とを備えた構成である。
られた発光素子と、前記移動体の下方位置に固定された
集光レンズと、前記集光レンズの下方位置に設けられ前
記集光レンズから集光された前記発光素子からの光を検
出するための光検出素子とを備えた構成である。
さらに詳細には、前記光検出素子は、２次元光検出素子
よりなる構成である。
よりなる構成である。
０９作用
本発明による光学式位置検出装置においては、移動体に
発光素子が設けられているため、例えば、移動体が１次
元の動作を行うと、発光素子が１次元の動作を行い、発
光素子からの光は集光レンズで集光されて光検出素子に
よって検出される。
発光素子が設けられているため、例えば、移動体が１次
元の動作を行うと、発光素子が１次元の動作を行い、発
光素子からの光は集光レンズで集光されて光検出素子に
よって検出される。
従って、発光素子からの光が集光レンズで集光されるた
め、発光素子の移動に応じて集光レンズからの光スポッ
トが移動し、この光スポットの移動位置を光検出素子で
座標検出することによって、その座標位置を読み取るこ
とができる。また、光検出素子が２次元光検出素子の場
合には、Ｘ座標およびＹ座標から２次元の位置を検出で
きる。
め、発光素子の移動に応じて集光レンズからの光スポッ
トが移動し、この光スポットの移動位置を光検出素子で
座標検出することによって、その座標位置を読み取るこ
とができる。また、光検出素子が２次元光検出素子の場
合には、Ｘ座標およびＹ座標から２次元の位置を検出で
きる。
ｆ、実施例
以下、図面と共に本発明による光学式位置検出装置の好
適な実施例について詳細に説明する。
適な実施例について詳細に説明する。
第１図および第２図は、本発明による光学式値１検出装
置を示すためのもので、第１図は全体の概略構造を示す
構成図、第２図はブロック図である。
置を示すためのもので、第１図は全体の概略構造を示す
構成図、第２図はブロック図である。
図において符号３０で示されるものは、本体３１に固定
された移動体であり、この移動体３０の端部３０ａには
、下方に光が発射される状態で発光素子３２が設けられ
ている。
された移動体であり、この移動体３０の端部３０ａには
、下方に光が発射される状態で発光素子３２が設けられ
ている。
前記移動体３０は、本体３１の動きと共に連動して矢印
Ｘの１次元方向およびこの矢印Ｘと直交する矢印Ｙの２
次元方向に移動することができるように構成されている
。
Ｘの１次元方向およびこの矢印Ｘと直交する矢印Ｙの２
次元方向に移動することができるように構成されている
。
前記移動体３０の下方位置には、集光レンズ３３が間隔
ＤＩをおいて図示しない固定手段によって固定されてお
り、この集光レンズ３３の下方位置には、間隔Ｄ２をお
いて図示しない固定手段によって光検出素子３４が固定
配設されている。
ＤＩをおいて図示しない固定手段によって固定されてお
り、この集光レンズ３３の下方位置には、間隔Ｄ２をお
いて図示しない固定手段によって光検出素子３４が固定
配設されている。
前記発光素子３２には、定電流回路４０がらの定電流４
０ａが供給されていると共に、この定電流４０ａは前記
光検出素子３４に供給され、この光検出素子３４は１次
元の構成も可能であるが本実施例では２次元構成の構造
が採用されている。
０ａが供給されていると共に、この定電流４０ａは前記
光検出素子３４に供給され、この光検出素子３４は１次
元の構成も可能であるが本実施例では２次元構成の構造
が採用されている。
この光検出素子３４は、周知のフォトダイオードをマト
リクス形に構成した浜松ホトニクス株式会社製のＰＳＤ
シリーズを採用しており、Ｘ座標信号３４ａおよびＹ座
標信号３４ｂが連続した状態で信号処理回路４１に入力
されるように構成されている。
リクス形に構成した浜松ホトニクス株式会社製のＰＳＤ
シリーズを採用しており、Ｘ座標信号３４ａおよびＹ座
標信号３４ｂが連続した状態で信号処理回路４１に入力
されるように構成されている。
前記信号処理回路４１では、前記Ｘ座標信号３４ａおよ
びＹ座標信号３４ｂを用いて、集光レンズ３３からの光
スポット３３ａが光検出素子３４の何れの位置にあるか
を処理し、ブラウン管又は液晶表示板等からなる表示部
４２に表示信号４１ａを供給することにより、この表示
部４２では、前記光スポット３３ａの位置を画像表示す
ることができる。
びＹ座標信号３４ｂを用いて、集光レンズ３３からの光
スポット３３ａが光検出素子３４の何れの位置にあるか
を処理し、ブラウン管又は液晶表示板等からなる表示部
４２に表示信号４１ａを供給することにより、この表示
部４２では、前記光スポット３３ａの位置を画像表示す
ることができる。
ｇ９発明の効果
本発明による光学式位置検出装置は、以上のように構成
されているため、次のような効果を得ることができる。
されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、発光素子の光を集光レンズを介して光検出素
子で検出しているため、移動体が大きく移動し、発光素
子が光検出素子の受光範囲からはずれたような位置に達
した場合でも、光は集光レンズを介して光検出素子に光
スポットとして検出されるため、移動体の大きい変位量
を検出することができる。
子で検出しているため、移動体が大きく移動し、発光素
子が光検出素子の受光範囲からはずれたような位置に達
した場合でも、光は集光レンズを介して光検出素子に光
スポットとして検出されるため、移動体の大きい変位量
を検出することができる。
従って、従来構成では不可能であったジャイロの変位量
を越えた変位、又は、光検出素子の検出範囲を越えた大
きい変位でも確実に検出することができる。
を越えた変位、又は、光検出素子の検出範囲を越えた大
きい変位でも確実に検出することができる。
第１図および第２図は、本発明による光学式位置検出装
置を示すもので、第１図は全体の概略構造を示す構成図
、第２図はブロック図、第３図は従来のジャイロを示す
断面図である。 ３０は移動体、３２は発光素子、３３は集光レンズ、３
４は光検出素子である。 第 １ 図 （３３）Ｌｔｆｉ光しンズ （３４）Ｌ１光検田素子 第２図
置を示すもので、第１図は全体の概略構造を示す構成図
、第２図はブロック図、第３図は従来のジャイロを示す
断面図である。 ３０は移動体、３２は発光素子、３３は集光レンズ、３
４は光検出素子である。 第 １ 図 （３３）Ｌｔｆｉ光しンズ （３４）Ｌ１光検田素子 第２図
Claims (2)
- （１）、移動体（３０）に取り付けられた発光素子（３
２）と、前記移動体（３０）の下方位置に固定された集
光レンズ（３３）と、前記集光レンズ（３３）の下方位
置に設けられ前記集光レンズ（３３）から集光された前
記発光素子（３２）からの光を検出するための光検出素
子（３４）とを備え、前記移動体（３０）の傾斜状態を
前記光検出素子（３４）で検出することを特徴とする光
学式位置検出装置。 - （２）、前記光検出素子（３４）は、２次元光検出素子
で構成されていることを特徴とする請求項１記載の光学
式位置検出装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2287327A JPH04161811A (ja) | 1990-10-26 | 1990-10-26 | 光学式位置検出装置 |
| US07/654,757 US5134283A (en) | 1990-10-26 | 1991-02-13 | Means for detecting a tilting state with a light emitting element on a movable member |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2287327A JPH04161811A (ja) | 1990-10-26 | 1990-10-26 | 光学式位置検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04161811A true JPH04161811A (ja) | 1992-06-05 |
Family
ID=17715933
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2287327A Pending JPH04161811A (ja) | 1990-10-26 | 1990-10-26 | 光学式位置検出装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5134283A (ja) |
| JP (1) | JPH04161811A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5198663A (en) * | 1991-04-03 | 1993-03-30 | Mitutoyo Corporation | Angular velocity sensor with displacement scale and sensor means |
| DE9202662U1 (de) * | 1992-02-29 | 1992-04-16 | Höbel GmbH, 4130 Moers | Positionsüberwachungseinrichtung |
| US6858835B2 (en) * | 2002-05-13 | 2005-02-22 | Federal-Mogul World Wide, Inc. | Electronic tilt switch and integrated light module |
| US7319514B2 (en) * | 2004-12-23 | 2008-01-15 | Baker Hughes Incorporated | Optical inclination sensor |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3811047A (en) * | 1972-10-18 | 1974-05-14 | Wells Gardner Electronics | Balance control |
| US4239963A (en) * | 1978-07-26 | 1980-12-16 | Rockwell International Corporation | Fiber optic accelerometer |
| US4584510A (en) * | 1982-09-08 | 1986-04-22 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Thumb-actuated two-axis controller |
| JPS60237313A (ja) * | 1984-05-10 | 1985-11-26 | Tokyo Keiki Co Ltd | ジヤイロ装置 |
-
1990
- 1990-10-26 JP JP2287327A patent/JPH04161811A/ja active Pending
-
1991
- 1991-02-13 US US07/654,757 patent/US5134283A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5134283A (en) | 1992-07-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5138154A (en) | Shaft angle encoder with rotating off-axis interference pattern | |
| US7623151B2 (en) | Vibration correcting device, lens barrel, and optical device | |
| US6625895B2 (en) | Servo-controlled automatic level and plumb tool | |
| US5020369A (en) | Image stabilizing optical device | |
| US20050093818A1 (en) | Dynamic laser projection display | |
| EP0264509A1 (en) | Optical seismic detector | |
| JPH07167610A (ja) | 位置および動作検出器 | |
| US3927474A (en) | Internally gimballed compass | |
| JPH04161811A (ja) | 光学式位置検出装置 | |
| US7132936B1 (en) | Angular rate sensor | |
| JP2018087805A (ja) | 回転角を特定するための角度測定装置 | |
| JPH0426045B2 (ja) | ||
| JPH02120821A (ja) | 像ぶれ補正装置 | |
| JP2002310661A (ja) | ジャイロスコープ | |
| JP3151899B2 (ja) | 傾斜検出装置 | |
| JP3571620B2 (ja) | レーザー墨出し器の自動傾き調整機構 | |
| JPH02137813A (ja) | 像ぶれ補正装置 | |
| US3633039A (en) | Disturbance-sensing device | |
| JPH10122840A (ja) | 光学式センサ | |
| JP2005172704A (ja) | 光検出装置および光学システム | |
| JPH0619046Y2 (ja) | ジャイロ装置 | |
| JPH0434410Y2 (ja) | ||
| JPH05142027A (ja) | 振れ検出装置 | |
| US20230152551A1 (en) | Optical element driving device, camera device, and electronic apparatus | |
| JPH0474926A (ja) | 傾斜検出装置 |