JP2015049156A

JP2015049156A - 回転角測定装置

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Publication number: JP2015049156A
Application number: JP2013181501A
Authority: JP
Inventors: 大友　文夫; Fumio Otomo; 文夫大友; 熊谷　薫; Kaoru Kumagai; 薫熊谷
Original assignee: Topcon Corp
Current assignee: Topcon Corp
Priority date: 2013-09-02
Filing date: 2013-09-02
Publication date: 2015-03-16
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Also published as: EP2843374B1; JP6266926B2; EP2843374A1; US9335161B2; US20150062579A1

Abstract

【課題】安価な角度測定が可能な回転角測定装置を提供する。【解決手段】固定部８と相対回転する可動部９とを具備し、前記固定部と前記可動部のいずれか一方に設けられた、検出光及び基準位置信号光を発する光源２と、検出光を偏光光にする偏光板４と、前記偏光光を前記光源の光軸７を中心に回転させる偏光光回転部と、前記偏光光の基準回転位置で発せられる基準位置信号光と、前記固定部と前記可動部のいずれか他方に設けられた前記偏光光の回転に対して静止する静止偏光板５と、前記固定部又は前記可動部に設けられ、前記静止偏光板を透過した前記偏光光及び前記基準位置信号光を受光する受光センサ６と、該受光センサからの信号に基づき光量変化の検出波形を演算すると共に前記基準位置信号光を検出し、該基準位置信号光検出時の前記検出波形の位相と所定の検出基準位相から前記固定部と前記可動部間の相対回転角を演算する演算部１０とを具備した。【選択図】図１

Description

本発明は、回転角測定装置に関するものである。

回転体の角度を測定する装置としてエンコーダを備えたもの等が知られている。

エンコーダの基本的な構成は、角度検出用のパターンが設けられた回転板と、該パターンを読取り、角度を測定する角度検出部とを具備している。

従来のエンコーダでは角度検出部と角度検出用パターンの位置関係が角度測定精度に影響を及すので、高度の測定精度を得ようとする為には、検出用のパターンの中心と回転板の中心との偏差、回転板の芯ブレ、偏心等が無い様に製作しなければならず、製作コストが高く、高精度の回転角測定装置は高価なものとなっていた。

特開平８−３０４０７２号公報

本発明は斯かる実情に鑑み、安価な角度測定が可能な回転角測定装置を提供するものである。

本発明は、固定部と該固定部に対して相対回転する可動部とを具備し、前記固定部と前記可動部のいずれか一方に設けられた、検出光及び基準位置信号光を発する光源と、該光源から発せられる検出光を偏光光にする偏光板と、前記偏光光を前記光源の光軸を中心に回転させる偏光光回転部と、前記偏光光の基準回転位置で発せられる基準位置信号光と、前記固定部と前記可動部のいずれか他方に設けられた前記偏光光の回転に対して静止する静止偏光板と、前記固定部又は前記可動部に設けられ、前記静止偏光板を透過した前記偏光光及び前記基準位置信号光を受光する受光センサと、該受光センサからの信号に基づき光量変化の検出波形を演算すると共に前記基準位置信号光を検出し、該基準位置信号光検出時の前記検出波形の位相と所定の検出基準位相から前記固定部と前記可動部間の相対回転角を演算する演算部とを具備した回転角測定装置に係るものである。

又本発明は、前記偏光光回転部は、前記偏光光を前記固定部と前記可動部間の１相対回転に対して１回転させると共に所要段階で順次倍速させ、前記演算部は、各倍速毎に検出波形を取得し、各検出波形で求めた位相に基づき相対回転角を演算する回転角測定装置に係るものである。

又本発明は、前記偏光光回転部は、前記偏光板を回転させる回転角測定装置に係るものである。

又本発明は、前記光源部は２つの光源を有し、該２つの光源から発せられる光を位相の９０゜異なる偏光板を透して同一光軸上に射出し、前記偏光光回転部は、一方の光源の光量がｓｉｎ関数となる様制御し、他方の光源の光量がｃｏｓ関数となる様制御する回転角測定装置に係るものである。

又本発明は、前記光源部は検出光を射出する光源と、マーカ光を発するマーカ光源を有し、該マーカ光源の光軸は前記光源の光軸とはずれて設けられる回転角測定装置に係るものである。

又本発明は、前記受光センサと前記静止偏光板とは一体的に設けられ、前記静止偏光板を透過した検出光を受光する様に構成された回転角測定装置に係るものである。

更に又本発明は、前記光源部、前記集光レンズ、前記回転偏光板、前記受光センサは、前記固定部と前記可動部のいずれか一方に設けられ、前記静止偏光板及び該静止偏光板に対応してミラーが設けられ、前記回転偏光板、前記静止偏光板を透過した検出光は、前記ミラーで反射され、前記受光センサに入射する様構成された回転角測定装置に係るものである。

本発明によれば、固定部と該固定部に対して相対回転する可動部とを具備し、前記固定部と前記可動部のいずれか一方に設けられた、検出光及び基準位置信号光を発する光源と、該光源から発せられる検出光を偏光光にする偏光板と、前記偏光光を前記光源の光軸を中心に回転させる偏光光回転部と、前記偏光光の基準回転位置で発せられる基準位置信号光と、前記固定部と前記可動部のいずれか他方に設けられた前記偏光光の回転に対して静止する静止偏光板と、前記固定部又は前記可動部に設けられ、前記静止偏光板を透過した前記偏光光及び前記基準位置信号光を受光する受光センサと、該受光センサからの信号に基づき光量変化の検出波形を演算すると共に前記基準位置信号光を検出し、該基準位置信号光検出時の前記検出波形の位相と所定の検出基準位相から前記固定部と前記可動部間の相対回転角を演算する演算部とを具備したので、前記固定部と前記可動部間に機械的な高精度は要求されなく、簡単な構成で安価な回転角測定装置とすることができる。

又本発明によれば、前記偏光光回転部は、前記偏光光を前記固定部と前記可動部間の１相対回転に対して１回転させると共に所要段階で順次倍速させ、前記演算部は、各倍速毎に検出波形を取得し、各検出波形で求めた位相に基づき相対回転角を演算するので、簡単な構成で、容易に高精度の測定が可能となる。

又本発明によれば、前記偏光光回転部は、前記偏光板を回転させるので、簡単に偏光方向が回転する偏光光が得られ、又前記偏光板は偏光方向を変えればよいので、高精度に回転中心を調整する必要がない。

又本発明によれば、前記光源部は２つの光源を有し、該２つの光源から発せられる光を位相の９０゜異なる偏光板を透して同一光軸上に射出し、前記偏光光回転部は、一方の光源の光量がｓｉｎ関数となる様制御し、他方の光源の光量がｃｏｓ関数となる様制御するので、簡単に偏光方向が回転する偏光光が得られ、更に機械的な回転部分がないので、製作コストが安く、又高速に偏光光を回転させることができる。

又本発明によれば、前記光源部は検出光を射出する光源と、マーカ光を発するマーカ光源を有し、該マーカ光源の光軸は前記光源の光軸とはずれて設けられるので、位相を検出する際の判断が容易となる。

更に又本発明によれば、前記光源部、前記集光レンズ、前記回転偏光板、前記受光センサは、前記固定部と前記可動部のいずれか一方に設けられ、前記静止偏光板及び該静止偏光板に対応してミラーが設けられ、前記回転偏光板、前記静止偏光板を透過した検出光は、前記ミラーで反射され、前記受光センサに入射する様構成されたので、電力を必要とする部材を前記固定部と前記可動部の一方に集約でき、電気的な構成が容易となる等の優れた効果を発揮する。

本発明の実施例に係る回転角測定装置の基本構成を示す図である。本発明の原理概念を説明する為、機械的に回転偏光板の回転を増速させて高精度化を図った例を示す説明図である。前記回転偏光板の回転で得られる検出波形を示し、（Ａ）は前記回転偏光板の回転が１倍速の場合、（Ｂ）は前記回転偏光板の回転が１０倍速の場合を示す。前記回転偏光板の回転で得られる検出波形を示し、（Ａ）は前記回転偏光板の回転が１倍速の場合、（Ｂ）は前記回転偏光板の回転が１０倍速の場合、（Ｃ）は前記回転偏光板の回転が１００倍速の場合を示す。本実施例に於いて、前記回転偏光板の回転位置を判断するマーカ光源を備えた場合を示す概略構成図である。光源像とマーカ像が検出された状態を示し、（Ａ）は固定部と可動部とで光軸のずれがない場合、（Ｂ）は固定部と可動部とで光軸のずれがある場合を示している。（Ａ）は電気的に偏光光を回転する様にした光源を示す概略構成図であり、（Ｂ）は該光源から射出される光線の偏光状態を示す説明図である。該光源から射出される合成光の位相の関係を示す説明図である。電気的に偏光光を回転する他の例を示す説明図である。他の実施例の概略構成図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。

先ず、図１に於いて、本発明に係る回転角測定装置１の基本構成を説明する。

図１中、２は光源部、３は集光レンズ、４は回転偏光板、５は静止偏光板、６は受光センサを示しており、前記光源部２、前記集光レンズ３、前記回転偏光板４、前記静止偏光板５、前記受光センサ６は同一光軸７上に配設されている。前記受光センサ６が出力する受光信号は演算部１０に入力される。

前記光源部２は例えば発光ダイオードであり、角度検出の媒体となる検出光を発し、前記集光レンズ３は前記光源部２から発せられる検出光を平行光束にする。前記回転偏光板４は、所定の速度で好ましくは、定速回転で前記光軸７を中心に回転され、前記静止偏光板５は固定となっている。

前記回転偏光板４は、偏光方向が固定部８の基準方向に対して所定角度（例えば−２２．５°）になった時を基準回転位置とする。又、前記静止偏光板５の偏光方向は可動部９の基準方向に対して所定角度（例えば＋２２．５°）に設定し、前記固定部８と前記可動部９の基準方向が合致した時の位相を検出基準位相としている。従って、検出基準位相の時の偏光関係は４５°になり、波形の変化率が最大（サイン波形の位相０時）となる様に設定される。尚、検出基準位相は位相が０の時に限らず任意の位相で設定できる。

前記光源部２から発せられる検出光が前記回転偏光板４を透過することで、偏光光線となり、更に前記回転偏光板４が回転することで偏光光線の偏光方向が回転する。従って、前記静止偏光板５を透過して前記受光センサ６に受光される偏光光線の光量は、前記静止偏光板５の偏光方向との関係で変化し、その検出波形は前記回転偏光板４の１回転に対して２周期のサイン波形となる。前記演算部１０は、前記受光センサ６からの受光信号に基づき検出波形を演算し、取得する。

尚、前記光源部２は検出光を射出すると共に前記回転偏光板４が基準回転位置となった時に光パルスを発する。該光パルスは検出光に重畳される等し、基準回転位置を示す基準位置信号光として検出光に付加される。

前記受光センサ６は受光する光量に対応する受光信号を出力し、更に、前記受光センサ６の受光信号中から基準位置信号光を検出する。

前記演算部１０は、前記受光信号、検出した基準位置信号光及び検出波形に基づき前記サイン波形に於ける位相関係を求め、更に前記固定部８と前記可動部９間の相対回転角を測定する。

又、前記固定部８と前記可動部９間で相対回転があった場合、前記回転偏光板４の１回転につき、前記検出波形は２周期のサイン波となるので、得られる位相角の１／２が相対回転角となる。

更に、前記固定部８と前記可動部９間の１回転につき前記回転偏光板４の回転角を１０回転、１００回転とすることで、測定精度は１０倍、１００倍と向上する。尚、倍速は１０倍、１００倍に限らず、任意の倍速を選択でき、例えば２倍、８倍、或は２０倍、４００倍でもよく、更に上記実施例では倍速を３段階としたが、４段階、５段階としてもよい。

図２は精度向上の原理概念の説明の為、機械的に前記回転偏光板４を増速させる例を示したものである。又、増速手段としてモータが用いられ、増速はモータの回転数を上げることで達成できる。

図２は前記回転偏光板４を示しており、該回転偏光板４は複数の回転偏光板４ａ，４ｂ，４ｃを有し、該回転偏光板４ａ，４ｂ，４ｃが異なる回転速度で回転する様に構成されたものである。

図２中、１１はモータによって回転される第１ギア、１２は該第１ギア１１に噛合する第２ギア、１３は該第２ギアと一体に回転する第３ギア、１４は該第３ギア１３に噛合する第４ギア１４を示し、４ａは前記第１ギア１１の回転軸に連結された第１回転偏光板、４ｂは前記第３ギア１３の回転軸に連結された第２回転偏光板、４ｃは前記第４ギア１４の回転軸に連結された第３回転偏光板を示している。

前記第１回転偏光板４ａ、前記第２回転偏光板４ｂ、前記第３回転偏光板４ｃの偏光方向の全てが前記固定部８の基準方向に対して−２２．５°に揃った時、基準回転位置である。一方、前記静止偏光板５は前記可動部９の基準方向に対して２２．５°であるので、各回転偏光板４ａ，４ｂ，４ｃに対応した基準回転位置での検出波形の位相を測定し、全ての位相が０になる検出基準位相までの位相差を測ることで高精密な角度測定が達成できる。図２はこの時の様子を示す。

図３（Ａ）は、１倍速の前記第１回転偏光板４ａが回転した場合の、受光センサ６からの受光信号の検出波形２１を示し、図３（Ｂ）は、１０倍速の前記第２回転偏光板４ｂが回転した場合の前記受光センサ６からの受光信号の検出波形２２を示している。

前記第２回転偏光板４ｂは前記第１回転偏光板４ａに対して１０倍の速度で回転するので、前記第２回転偏光板４ｂが回転した場合の前記受光センサ６からの受光信号は、前記第１回転偏光板４ａが回転した場合の受光信号に対して１０倍の周波数で変動する。

又、図３（Ａ）の前記検出波形２１中のＡ点は、基準位置信号光を検出時の位相であり、Ｂ点は前記回転偏光板４ａ，４ｂ，４ｃが全て０位相となる検出基準位相である。符号１６は検出基準位相時の受光信号を示す。

前記検出波形２１中のＡ点とＢ点の位相差が１倍速での位相差であり、概略の角度測定に用いる。又、前記検出波形２２中のＡ点とＢ点の位相差が１０倍速での位相差であり、精密な角度測定に用いる。

従って、Ａ点とＢ点間の位相差の１／２が、前記回転偏光板４と前記静止偏光板５間の相対回転角であり、即ち前記可動部９の前記固定部８に対する回転角を測定できる。

図４（Ａ）、図４（Ｂ）、図４（Ｃ）は、それぞれ前記第１回転偏光板４ａが１倍速で回転した場合の前記受光センサ６からの受光信号の検出波形２１、前記第２回転偏光板４ｂが１０倍速で回転した場合の前記受光センサ６からの受光信号の検出波形２２、前記第３回転偏光板４ｃが１００倍速で回転した場合の前記受光センサ６からの受光信号の検出波形２３を示している。

図示の様に、基準位置信号光を検出した時の前記検出波形２１、前記検出波形２２、前記検出波形２３からＡ点とＢ点の位相を取得する。

前記検出波形２１に於ける位相を検出することで上位（概略）の値の回転角が測定でき、前記検出波形２２に於ける位相を検出することで中位（中精密）の値の回転角が測定でき、前記検出波形２３に於ける位相を検出することで下位（高精密）の値の回転角が測定できる。

上記した様に、１倍速では１回転で３６０゜に相当し、１０倍速では１０回転で３６０゜に相当し、１００倍速では１００回転で３６０゜に相当する。更に、１回転は２周期であるので、各検出波形２１，２２，２３から得られる位相角は、それぞれ回転角にして１／２、１／２０、１／２００に相当する。

而して、前記回転偏光板４の回転数を増大することで、順次下位の値を正確に測定でき、前記検出波形２１、前記検出波形２２、前記検出波形２３で得られる位相を総合することで高精度の回転角測定が可能となる。即ち、本実施例では、前記回転偏光板４の回転速度を増大することで、簡単に測定精度の向上が得られる。

更に、本実施例では、前記回転偏光板４と前記静止偏光板５間の偏光方向の偏差を検出するだけであるので、前記回転偏光板４の中心と前記静止偏光板５の中心間の芯ズレ、更に前記固定部８の中心と前記可動部９の中心の芯ズレは測定精度には大きく影響しない。
従って、前記固定部８、前記可動部９を製作するに当り、高精度の加工、高精度の組立は要求されない。

前記回転偏光板４が１回転（３６０゜）することで、２周期の前記検出波形２１が得られる。この為、前記検出波形２１の曲線のみからでは、得られた波形が０゜〜１８０゜に属するものか、或は１８０゜〜３６０゜に属するものかが判定できない。

波形がどの回転範囲に属するものであるかを判断する為、光源側にマーカを設ける。この場合、前記光源部２は検出光を発する光源とマーカ光を発する光源から構成される。

図５は、光源側にマーカを設ける場合の一例を示している。図５中、図１中で示したものと同等のものには同符号を付してある。又、図５中、２５はマーカ光源、２６は集光レンズ、２７は受光センサを示している。

前記集光レンズ３に対して光源２ａと光学長が等しい、或は略等しい位置に前記マーカ光源２５が設けられ、又該マーカ光源２５は光軸７に対してずれた位置に設けられている。

図５では、前記光源２ａと前記集光レンズ３との間に、ハーフミラー２８が設けられ、該ハーフミラー２８の反射光軸７′に対してずれた位置にマーカ光源２５が設けられている。図５中、７ａは前記マーカ光源２５の光軸７ａを示している。

前記マーカ光源２５は、前記光源２ａに対して判別可能な様に、発光される。例えば、前記光源２ａが発する光と前記マーカ光源２５が発する光とは色が異なる様にする。或は、一方を点滅光とし、他方を連続光とする等である。

前記受光センサ２７は、前記光源２ａからの光、前記マーカ光源２５からの光を検出できるものであればよいが、受光位置を特定できるＣＣＤ或はＣＭＯＳセンサ等が用いられてもよい。更に、受光位置を特定できるセンサとして、４分割センサを用いてもよい。

図６（Ａ）は、前記受光センサ２７として４分割センサを用いた場合を示している。

４分割センサは、分割された受光部２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄがそれぞれ受光信号を発し、前記受光部２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ間の受光光量の差を検出することで、受光位置を検出する。

前記受光センサ２７に投影される前記光源２ａの光源像２ａ′、前記マーカ光源２５のマーカ光源像２５′は、一体に投影されるので、前記光源像２ａ′と前記マーカ光源像２５′のずれ方向を検出することで判断できる。

又、前記固定部８の光軸と前記可動部９の光軸とが合致していた場合は、図６（Ａ）の様に、前記光源像２ａ′は、前記受光センサ２７の中心に投影されるが、前記固定部８の光軸と前記可動部９の光軸とのずれ、或は傾斜が有る場合は、図６（Ｂ）に示される様に、前記光源像２ａ′は、前記受光センサ２７の中心からずれる。従って、前記受光センサ２７に受光位置を特定できる受光センサを用いた場合は、光軸とのずれ、光軸の傾きを検出することができる。

上記実施例では、前記回転偏光板４の回転速度（偏光光の回転）を機械的に増大させた場合を説明したが、以下は電気的に偏光光を回転させる他の実施例を説明する。

図７（Ａ）は、電気的に偏光光を回転させる光源２を示している。

該光源２はＸ軸光源３１、Ｙ軸光源３２を具備し、前記Ｘ軸光源３１の光軸と前記Ｙ軸光源３２の光軸は、ハーフミラー３３によって合致される。前記Ｘ軸光源３１及び前記Ｙ軸光源３２には、発光制御部３６が接続され、前記Ｘ軸光源３１及び前記Ｙ軸光源３２は、前記発光制御部３６によって発光及び発光状態が制御される。

前記Ｘ軸光源３１と前記ハーフミラー３３との間にはＸ軸偏光板３４が設けられ、前記Ｙ軸光源３２と前記ハーフミラー３３との間にはＹ軸偏光板３５が設けられている。前記Ｘ軸偏光板３４の偏光方向と前記Ｙ軸偏光板３５の偏光方向とは位相が９０゜異なっている。

前記Ｘ軸光源３１から発せられた光線は、前記Ｘ軸偏光板３４を透過し、Ｘ軸偏光光３７として前記ハーフミラー３３を透過して光軸７上に射出される。又、前記Ｙ軸光源３２から発せられた光線は、前記Ｙ軸偏光板３５を透過し、Ｙ軸偏光光３８として前記ハーフミラー３３で反射され、前記光軸７上に射出される。

前記Ｘ軸偏光光３７と前記Ｙ軸偏光光３８とは、前記Ｘ軸偏光板３４、前記Ｙ軸偏光板３５を透過することで、位相が９０゜異なる２つの光線の合成光として、前記光源２より射出される（図７（Ｂ）参照）。

前記発光制御部３６は、前記Ｘ軸光源３１及び前記Ｙ軸光源３２を発光光量が所定の周期で変動する様に制御し、更に前記Ｘ軸光源３１の発光周期と前記Ｙ軸光源３２の発光周期は位相が９０゜ずれる様に同期制御する。

図８は、前記Ｘ軸光源３１の発光状態と前記Ｙ軸光源３２の発光状態を示すものであり、光量はサインカーブ（ｓｉｎ関数）で変動した例を示している。発光光量の周期の位相を９０゜ずらす（ｃｏｓ関数）ことで、前記光源２から射出される合成光は、偏光方向が変動周期に対応して回転する偏光光となる。又、回転速度を増大させる場合は、発光光量の変動周波数を増大させればよい。この場合、前記発光制御部３６は、偏光光回転部として機能する。

該他の実施例では、電気的に変動周波数を増大させるだけで、偏光光の回転を増大させることができ、更に機械的な回転部がないので、回転速度を容易に高速化できる。

尚、この場合、得られる検出波形は最高回転速度に対応するものであり、低速の回転速度に対応する検出波形については、最高回転速度で得られた検出波形の時間軸を拡大することで容易に取得することができる。

図９は、上記他の実施例の変更例を示している。

該変更例では、Ｘ軸光源３１、Ｙ軸光源３２をパルス発光する様に制御し、且つ光量の増減を発光パルスの幅の増減で制御したものである。

発光パルスの幅の増減で、光量の変動を制御することで、より正確に偏光光の回転を制御することができる。

図１０は、他の変更例を示している。

光軸７上に光源２、集光レンズ３、回転偏光板４、ハーフミラー４１、静止偏光板５、ミラー４２を配設し、前記ハーフミラー４１の反射光軸上に集光レンズ２６、受光センサ６が配設される。

更に、前記光源２、前記集光レンズ３、前記回転偏光板４、前記ハーフミラー４１、前記集光レンズ２６、前記受光センサ６は固定部８に設けられ、前記静止偏光板５及び前記ミラー４２は可動部９に設けられる。

前記光源２から発せられた光は、前記回転偏光板４を透過することで回転する偏光光となり、該偏光光は前記ハーフミラー４１を透過し、更に前記静止偏光板５を透過して前記ミラー４２に入射する。該ミラー４２で反射された偏光光は前記ハーフミラー４１で反射され、前記受光センサ６で受光される。

該受光センサ６で受光される光量は、回転する偏光光が前記静止偏光板５を透過することで、図３（Ａ）に示される様に変動し、前記受光センサ６の受光結果に基づき前記可動部９の回転角が測定される。

該他の変更例では、電力を必要とする部分を固定部分に収納でき、可動部９には電力を供給する必要がなくなるので、電気的な配線、構成が簡略化できる。

１回転角測定装置
２光源部
３集光レンズ
４回転偏光板
５静止偏光板
６受光センサ
７光軸
８固定部
９可動部
１０演算部
２１検出波形
２２検出波形
２３検出波形
２５マーカ光源
２７受光センサ
３１Ｘ軸光源
３２Ｙ軸光源
３４Ｘ軸偏光板
３５Ｙ軸偏光板
３６発光制御部
４２ミラー

Claims

固定部と該固定部に対して相対回転する可動部とを具備し、前記固定部と前記可動部のいずれか一方に設けられた、検出光及び基準位置信号光を発する光源と、該光源から発せられる検出光を偏光光にする偏光板と、前記偏光光を前記光源の光軸を中心に回転させる偏光光回転部と、前記偏光光の基準回転位置で発せられる基準位置信号光と、前記固定部と前記可動部のいずれか他方に設けられた前記偏光光の回転に対して静止する静止偏光板と、前記固定部又は前記可動部に設けられ、前記静止偏光板を透過した前記偏光光及び前記基準位置信号光を受光する受光センサと、該受光センサからの信号に基づき光量変化の検出波形を演算すると共に前記基準位置信号光を検出し、該基準位置信号光検出時の前記検出波形の位相と所定の検出基準位相から前記固定部と前記可動部間の相対回転角を演算する演算部とを具備したことを特徴とする回転角測定装置。
前記偏光光回転部は、前記偏光光を前記固定部と前記可動部間の１相対回転に対して１回転させると共に所要段階で順次倍速させ、前記演算部は、各倍速毎に検出波形を取得し、各検出波形で求めた位相に基づき相対回転角を演算する請求項１の回転角測定装置。
前記偏光光回転部は、前記偏光板を回転させる請求項１又は請求項２の回転角測定装置。
前記光源部は２つの光源を有し、該２つの光源から発せられる光を位相の９０゜異なる偏光板を透して同一光軸上に射出し、前記偏光光回転部は、一方の光源の光量がｓｉｎ関数となる様制御し、他方の光源の光量がｃｏｓ関数となる様制御する請求項１又は請求項２の回転角測定装置。
前記光源部は検出光を射出する光源と、マーカ光を発するマーカ光源を有し、該マーカ光源の光軸は前記光源の光軸とはずれて設けられる請求項１〜請求項４のいずれかの回転角測定装置。
前記受光センサと前記静止偏光板とは一体的に設けられ、前記静止偏光板を透過した検出光を受光する様に構成された請求項１〜請求項５のいずれかの回転角測定装置。
前記光源部、前記集光レンズ、前記回転偏光板、前記受光センサは、前記固定部と前記可動部のいずれか一方に設けられ、前記静止偏光板及び該静止偏光板に対応してミラーが設けられ、前記回転偏光板、前記静止偏光板を透過した検出光は、前記ミラーで反射され、前記受光センサに入射する様構成された請求項１〜請求項５のいずれかの回転角測定装置。