JPS63309812A - 傾斜センサ− - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、建築、産業用ロボット、飛行機。

自動車、船舶等の水平検出の際用いられる傾斜センサー
に関するものである。

〔従来の技術〕

第３図は例えば大食豊明監修１センサ実用事典”Ｐ１４
８フジ会テクノシステム（１９８６）に記載された従来
の傾斜センサーを示す原理図であり、図において（１）
は反射体、（２）は反射体（１）に入射される入射光線
、（３）は入射光線（２）が反射体（１）で反射された
ときの第１次反射光線、（４）は光源からの入射光線（
２）を細く絞るためのスリン）　、　（５）は第１次反
射光線（３）の位置を検出するための位置検出素子であ
る。

第４図は第３図の原理図を用いた傾斜センサーの構成図
であり、（７）は発光ダイオード（ＬＥＤ　）、レーザ
ダイオード（ＬＤ）等の発光素子からなる光源、（８）
は被測定体（９）に取り付けられるケースで、このケー
ス（８）内に光源（７）、位置検出素子（６）および支
点（１０）Ｋより常に水平に維持されている反射体（１
）が収納されている。

灰に、動作について説明する。被測定体（９）が傾斜し
た場合でも反射体（１）は常に水平を維持するので、入
射光線（２）の反射体（１）に対する入射角度が変化す
る。それに応じて第３図に示すように第１次反射光線（
３）の反射角度も変化するので、第１次反射光線（３）
の位置検出素子（６）への入射位置が変化する。この位
置の変化量の大きさから被測定体（９）の傾斜角度が求
められる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の傾斜センサーは以上のように構成されているので
、測定精度を上げるためには反射体（１）と位置検出素
子（６）との間隔（Ｌ）を大きくする必要があり、また
それに伴なって位置検出素子（６）も大形なものを用い
なければならず、傾斜センサーの全体が大きくなるとい
った問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、測定精旋を向上させ、かつ小形化ができると
ともに、安価な傾斜センサーを得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る傾斜センサーは、傾斜する被測定体に取
り付けられるケースと、このケース内に　゛取り付けら
れている光源と、ケース内に互いに常に水平になるよう
に設けられ光源からの光を反射する複数の反射体と、ケ
ース内に取り付けられ反射体で反射された反射光線の光
の強度を検知する受光素子とを備えたものである。

〔作　用〕

この発明における傾斜センサーは、反射体に入射した入
射光線が複数の反射体で反射したとき、その入射角度に
よって反射光線の強度が変化し、その強度を受光素子が
検知し、そこで電気信号に変換され、その電気信号を処
理することによって被測定体の傾斜角度を求めることが
できる。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図について説明する。

第１図はこの発明の一実施例を示す構成図であり、（２
０）はガラス板からなる第１の反射体、（２１）は第１
の反射体（２０）と平行に設けられた第２の反射体、（
２２）は第１の反射体（２０）に入射される入射光線、
（２３）は第１の反射体（２０）で反射された第一次反
射光線、（２４）は第２の反射体（２１）で反射された
第二次反射光線、（２５）は入射光線（２２）を細く絞
るためのスリット、（２６）は発光ダイオード（ＬＥＤ
）、レーザダイオード（ＬＤ）等の発光素子からなる光
源、（２７）は第１の反射体（２０）、第２の反射体（
２１）を常に水平に支えるための支点、（２８）は第二
次反射光線（２４）を受光するフォトダイオード、（２
９）は被測定体（３０）に取り付けられるケースで、こ
のケース（２９）内には上記各部材（２０）、（２１）
、（２５）。

（２６Ｌ（２８）が窒素ガス封入下、収納されている。

第２図はガラス表面からの反射率の入射角依存性を表わ
した図であり、図中Ｒｓは入射光の電気ベクトルで入射
面に垂直な成分の反射率、Ｒｐは入射光の電気ベクトル
で入射面に平行な成分の反射率である。ここで入射面と
は入射光と境界面の法線とからなる面をいう。両方の成
分を平均したものが普通に扱う光の強度になる。

上記のように構成された傾斜センサーにおいては、光源
（２６）から発せられた入射光線（２２）はスリン）　
（２５）で細く絞られ、第１の反射体（２０）に入射し
、第２図による反射率の入射角依存性に従って強度変化
した第一次反射光線（２３）になる。

次いで、この第一次反射光線（２３）は第２の反射体（
２１）に入射し２回目の反射を行ない第二次反射光線（
２４）となる。この時点で第二次反射光線（２４）は入
射光線（２２）と平行光線となっておす、この関係は被
測定体（３０）が傾いた場合にも常に成り立っている。

したがって、第二次反射光線（２４）は受光素子（２８
）に対して常に一定角度で入射し、ここで電気信号に変
換される。そして、基準角度における電気信号からの偏
りを角度に対して較正しておけば、被測定体（３０）の
傾斜角度を連続的に検知することができる。また、基準
角度からの偏差信号を機器に接続し、偏差を打消すよう
に操作端を動作させることにより被測定体（３０）に対
する姿勢制御を行なうことができる。

なお、上記実施例では第１の反射体（２０）、第２の反
射体（２１）で入射光線（２２）は反射され、光強度変
化は２乗比に拡大され、かつ第１の反射体（２０）と第
２の反射体（２１）とは平行に配設されているので、受
光素子（２８）に対しる第二次反射光線（２４）の入射
角度が常に一定となり、傾斜測定精度は向上する。

また、上記実施例では入射光線（２２）、第一次反射光
線（２３）の第１および第２の反射体（２０）。

（２１）に対する入射角度を第２図から解るように反射
率が著しく変化する７０°以上に設定し、かつＲｐ酸成
分みを受光素子（２８）が検知するようになっているの
で、傾斜測定精度はさらに向上する。

さらに、ケース（２９）内は劣化防止のため電果ガスが
封入されているので、光源（２６）、受光素子（２８）
のキャップは外した状態で使用されており、光源（２６
）と第１の反射体（２０）との距離、第２の反射体（２
１）と受光素子（２８）との距離は小さくすることがで
き、傾斜センサー全体の形状を小さくすることができる
。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明の傾斜センサーは、互いに常に
水平になるように設けられた複数の反射体で反射された
反射光線の光強度を受光素子が検知するようになってい
るので、反射率変化を増幅させ、かつ受光素子に常に一
定角度で反射光線が入射され測定精度が向上しかつ小形
化ができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による傾斜センサ−を示す
構成図、第２図は、この発明の詳細な説明するためのガ
ラスの反射率の入射角依存性を示す図、第３図は従来の
傾斜センサーの一例を示す原理図、第４図は従来の傾斜
センサーの一例を示す構成図である。 図において、（２０）は第１の反射体、（２１）は第２
の反射体、（２６）は光源、（２８）は受光素子、（２
９）はケース、（３０）は被測定体である。 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。 ３０：ネ皮タＩＩ４定イ本 人射山ψ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 傾斜する被測定体に取り付けられるケースと、このケー
   ス内に取り付けられている光源と、前記ケース内に互い
   に常に水平になるように設けられ前記光源からの光を反
   射する複数の反射体と、前記ケース内に取り付けられ前
   記反射体で反射された反射光線の光の強度を検知する受
   光素子とを備えていることを特徴とする傾斜センサー。