倾斜检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及倾斜检测装置。具备：光源，用于投影图案；液体构件，具有自由液面并且使所述图案在所述自由液面背面反射；光接收元件，对背面反射后的所述图案的反射像进行光接收；以及运算处理部，该运算处理部对所述光接收元件的光接收面的规定范围扫描需要次数，对所检测的光接收信号进行平均化处理，基于平均化处理后的信号来运算所述图案的重心位置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及能够稳定地检测倾斜以及水平的倾斜检测装置。
技术介绍
作为检测水平以及倾斜的装置，存在例如倾斜传感器（tiltsensor），作为以往的倾斜传感器，可举出以下这2种。第一种是如下的装置：将液体封入到容器中以使形成自由液面，通过远心（telecentric）光学系统向液体的液面照射绝对图案（absolutepattern），使被液体背面反射的绝对图案的反射像投影到光接收元件。在上述传感器的情况下，由于液体的液面总是水平的，所以，在传感器倾斜的情况下，投影到光接收元件的反射像移动，因此，通过检测反射像的移动量来检测传感器的倾斜度。作为封入到容器中的液体，为了使绝对图案的识别即使在振动下也能够正常地进行，使用具有黏性的油等，利用油的阻尼（damping）而能够稳定地识别绝对图案。然而，油在低温下黏度上升，因此，在低温环境下检测倾斜的情况下，存在追随性恶化这样的问题。此外，第二种是以下的装置：将透射式圆形气泡管的像投影到4分割后的元件，根据光量的变化来检测传感器的倾斜度。在第二种传感器的情况下，观察到由于气泡的影子造成的光量差，因此，由于振动造成的移位能够通过平均化来处理，关于被封入到气泡管中的液体，使用黏性低的酒精等。然而，在上述的传感器的情况下，气泡的活动直接依赖于玻璃内面的精度，因此，气泡的活动高灵敏度地追随于前述传感器的倾斜度的范围被限定。此外，还容易受到由于由温度变化造成的气泡的变形所造成的影响，存在0点的偏移也是困难的这样的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能够不被环境温度、向光接收元件的光接收状态所左右而稳定地检测倾斜以及水平的倾斜检测装置。为了达成上述目的，本专利技术的倾斜检测装置具备：光源，用于投影图案；液体构件，具有自由液面并且使所述图案在所述自由液面背面反射；光接收元件，对背面反射后的所述图案的反射像进行光接收；以及运算处理部，该运算处理部对所述光接收元件的光接收面的规定范围扫描需要次数，对所检测的光接收信号进行平均化处理，基于平均化处理后的信号来运算所述图案的重心位置。此外，在本专利技术的倾斜检测装置中，所述运算处理部以所述光接收元件上的预先设定的点为中心呈圆状地进行扫描。此外，在本专利技术的倾斜检测装置中，所述运算处理部将通过运算得到的重心作为中心且以不同的直径分别进行需要次数扫描。此外，在本专利技术的倾斜检测装置中，所述图案由相对于该图案的重心呈点对称地配置的至少2个小图案构成。此外，在本专利技术的倾斜检测装置中，所述运算处理部通过平均化处理分别求取2个所述小图案的宽度中心，基于连结2个该小图案的宽度中心的直线来运算所述图案的重心位置。此外，在本专利技术的倾斜检测装置中，所述运算处理部针对呈点对称地配置的2个所述小图案2组按照各组的每一个求取该小图案的宽度中心，按照各组的每一个运算连结2个该小图案的宽度中心的直线，并且，运算2个直线的交点来作为重心位置。此外，在本专利技术的倾斜检测装置中，所述图案由至少1个小图案构成，该小图案的中心相对于所述图案的重心处于已知的位置，基于扫描时的光接收信号来运算所述小图案的中心位置，基于该小图案的中心位置来运算所述图案的重心位置。进而，此外，在本专利技术的倾斜检测装置中，所述运算处理部在所述光接收元件上沿X方向以及Y方向进行扫描，取得X方向、Y方向的各列的像素的量的光接收信号来检测所述图案，并且，运算该图案的重心位置。根据本专利技术，具备：光源，用于投影图案；液体构件，具有自由液面并且使所述图案在所述自由液面背面反射；光接收元件，对背面反射后的所述图案的反射像进行光接收；以及运算处理部，该运算处理部对所述光接收元件的光接收面的规定范围扫描需要次数，对所检测的光接收信号进行平均化处理，基于平均化处理后的信号来运算所述图案的重心位置，因此，作为所述液体构件，能够使用作为针对温度的黏度依赖性低的比较低黏度的液体的酒精等，以便即使在低温环境下追随性也不会恶化，能够不被环境温度、向所述光接收元件的投影状态所左右而稳定地检测倾斜以及水平。此外，根据本专利技术，所述运算处理部以所述光接收元件上的预先设定的点为中心呈圆状地进行扫描，因此，能够运算所述图案的重心的概略位置。此外，根据本专利技术，所述运算处理部将通过运算得到的重心作为中心且以不同的直径分别进行需要次数扫描，因此，即使在所述光接收元件的各像素的响应性等中存在个体差的情况下，也能够抑制由于个体差造成的误差，能够使所述图案的重心位置的运算精度提高。此外，根据本专利技术，所述图案由相对于该图案的重心呈点对称地配置的至少2个小图案构成，因此，能够容易地运算所述图案的重心位置。此外，根据本专利技术，所述运算处理部通过平均化处理分别求取2个所述小图案的宽度中心，基于连结2个该小图案的宽度中心的直线来运算所述图案的重心位置，因此，即使在存在来自外部的振动那样的情况下，也能够高精度地运算所述图案的重心位置。此外，根据本专利技术，所述运算处理部针对呈点对称地配置的2个所述小图案2组按照各组的每一个求取该小图案的宽度中心，按照各组的每一个运算连结2个该小图案的宽度中心的直线，并且，运算2个直线的交点来作为重心位置，因此，即使在存在来自外部的振动那样的情况下，也能够更高精度地运算所述图案的重心位置。此外，根据本专利技术，所述图案由至少1个小图案构成，该小图案的中心相对于所述图案的重心处于已知的位置，基于扫描时的光接收信号来运算所述小图案的中心位置，基于该小图案的中心位置来运算所述图案的重心位置，因此，只要扫描1个所述小图案，就能够运算所述图案的重心位置。进而，此外，根据本专利技术，所述运算处理部在所述光接收元件上沿X方向以及Y方向进行扫描，取得X方向、Y方向的各列的像素的量的光接收信号来检测所述图案，并且，运算该图案的重心位置，因此，不论所述图案的形状而能够运算该图案的重心。附图说明图1是示出本专利技术的实施例的倾斜检测装置的结构图。图2（A）是示出投影到光接收元件的图案（pattern）的重心与前述光接收元件的中心一致的情况的图，图2（B）是示出前述图案的重心从前述光接收元件的中心偏离的情况的图。图3是说明向小图案的扫描状态的说明图。图4（A）～图4（C）是示出在各扫描线上进行扫描而得到的矩形波的图。图5是示出由向前述光接收元件的光接收状态的变化造成的矩形波的宽度、间距的变化的说明图。图6（A）、图6（B）是示出前述小图案的其他的例子的图。具体实施方式以下，参照附图并说明本专利技术的实施例。首先，在图1中，对本专利技术的实施例的倾斜检测装置1进行说明。在水平方向上设置有发出光线的光源2、例如LED，在该光源2的照明光轴3上配设有第一聚光透镜（condenserlens）4、图案部5、第二聚光透镜6以及光束分离器（beamsplitter）7。在该光束分离器7的反射光轴8上配设有液体构件9，该液体构件9被装入到容器10中以使形成自由液面。作为前述液体构件9的材质，使用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种倾斜检测装置，其中，具备：光源，用于投影图案；液体构件，具有自由液面并且使所述图案在所述自由液面背面反射；光接收元件，对背面反射后的所述图案的反射像进行光接收；以及运算处理部，该运算处理部对所述光接收元件的光接收面的规定范围扫描需要次数，对所检测的光接收信号进行平均化处理，基于平均化处理后的信号来运算所述图案的重心位置。

【技术特征摘要】
2014.12.09 JP 2014-2486311.一种倾斜检测装置，其中，具备：光源，用于投影图案；液体构件，具有自由液面并且使所述图案在所述自由液面背面反射；光接收元件，对背面反射后的所述图案的反射像进行光接收；以及运算处理部，该运算处理部对所述光接收元件的光接收面的规定范围扫描需要次数，对所检测的光接收信号进行平均化处理，基于平均化处理后的信号来运算所述图案的重心位置。
2.根据权利要求1所述的倾斜检测装置，其中，所述运算处理部以所述光接收元件上的预先设定的点为中心呈圆状地进行扫描。
3.根据权利要求2所述的倾斜检测装置，其中，所述运算处理部将通过运算得到的重心作为中心且以不同的直径分别进行需要次数扫描。
4.根据权利要求1～权利要求3中的任一项所述的倾斜检测装置，其中，所述图案由相对于该图案的重心呈点对称地配置的至少2个小图案构成。
5.根据权利要求4所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：古平纯一，
申请(专利权)人：株式会社拓普康，
类型：发明
国别省市：日本;JP