JP2001183172A - 位置又は角度検出装置 - Google Patents
位置又は角度検出装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 位置や回転角度が精度良く検出でき、構成が
簡素且つ小型で、安価な回路構成にて実現可能な位置又
は角度検出装置を提供する。 【解決手段】 対向配置した赤外発光素子１と赤外受光
素子２の対を有し、該赤外発光素子１と該赤外受光素子
２との間に赤外線を減衰させて透過させる赤外線透過減
衰部材１０を相対移動自在に配置し、該赤外線透過減衰
部材１０の相対移動により、前記赤外受光素子１への赤
外線入射量が変化するように構成する。赤外線透過減衰
部材１０は、相対移動方向に対して赤外線透過方向の厚
みが変化するものである。また、前記赤外発光素子１と
赤外受光素子２の対と、前記赤外線透過減衰部材１０と
を、遮光手段としての遮光密閉ケース３０により自然光
から遮断している。
簡素且つ小型で、安価な回路構成にて実現可能な位置又
は角度検出装置を提供する。 【解決手段】 対向配置した赤外発光素子１と赤外受光
素子２の対を有し、該赤外発光素子１と該赤外受光素子
２との間に赤外線を減衰させて透過させる赤外線透過減
衰部材１０を相対移動自在に配置し、該赤外線透過減衰
部材１０の相対移動により、前記赤外受光素子１への赤
外線入射量が変化するように構成する。赤外線透過減衰
部材１０は、相対移動方向に対して赤外線透過方向の厚
みが変化するものである。また、前記赤外発光素子１と
赤外受光素子２の対と、前記赤外線透過減衰部材１０と
を、遮光手段としての遮光密閉ケース３０により自然光
から遮断している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、位置や回転角度の
検出を行う位置又は角度検出装置に係り、とくに位置や
回転角度が精度良く検出でき、構成が簡素且つ小型で、
安価な回路構成にて実現できる位置又は角度検出装置に
関する。本発明の位置又は角度検出装置は検知部が非接
触となっている為、機械的な劣化が無く、頻繁な位置変
動や回転角度変動においても長寿命とすることができる
ものである。
検出を行う位置又は角度検出装置に係り、とくに位置や
回転角度が精度良く検出でき、構成が簡素且つ小型で、
安価な回路構成にて実現できる位置又は角度検出装置に
関する。本発明の位置又は角度検出装置は検知部が非接
触となっている為、機械的な劣化が無く、頻繁な位置変
動や回転角度変動においても長寿命とすることができる
ものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の非接触回転角度検出装置として
は、特開平６−２６５３７０号公報、特開昭６１−２４
６６２０号公報等に開示されているものがある。
は、特開平６−２６５３７０号公報、特開昭６１−２４
６６２０号公報等に開示されているものがある。
【０００３】特開平６−２６５３７０号公報に開示の装
置は、回転軸に係止された光学拡散面を持つ回転部材
と、発光／受光素子と間の距離により回転角度を検出す
るものである。
置は、回転軸に係止された光学拡散面を持つ回転部材
と、発光／受光素子と間の距離により回転角度を検出す
るものである。
【０００４】また、特開昭６１−２４６６２０号公報に
開示の装置は、回転角度により半径方向の位置が変化す
る透過又は反射帯を形成した円板に光源からの光を照射
し、円板を通過した光を一次元位置検出素子で受けるも
のである。
開示の装置は、回転角度により半径方向の位置が変化す
る透過又は反射帯を形成した円板に光源からの光を照射
し、円板を通過した光を一次元位置検出素子で受けるも
のである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、特開平６−２
６５３７０号公報の装置においては、回転軸に係止され
た回転部材と発光／受光素子間の距離により回転角度を
検出する為、この距離に高精度を要求される。さらに、
回転部材の表面に光学拡散面を構成することや、受光素
子を受光位置に複数個設置しなければならないこと等か
ら、高価な構成となってしまう。
６５３７０号公報の装置においては、回転軸に係止され
た回転部材と発光／受光素子間の距離により回転角度を
検出する為、この距離に高精度を要求される。さらに、
回転部材の表面に光学拡散面を構成することや、受光素
子を受光位置に複数個設置しなければならないこと等か
ら、高価な構成となってしまう。
【０００６】また、特開昭６１−２４６６２０号公報の
装置においても、同様に一次元位置検出素子を構成する
ために受光素子を受光位置に複数個設置しなければなら
ないために高価な構成となってしまう問題点がある。
装置においても、同様に一次元位置検出素子を構成する
ために受光素子を受光位置に複数個設置しなければなら
ないために高価な構成となってしまう問題点がある。
【０００７】さらに、特開平６−２６５３７０号公報に
指摘されているように、検出精度向上の為には装置の径
を大きくしなければならないことや、受光素子に照射さ
れる場所の位置精度が向上できないなどの問題点もあ
る。
指摘されているように、検出精度向上の為には装置の径
を大きくしなければならないことや、受光素子に照射さ
れる場所の位置精度が向上できないなどの問題点もあ
る。
【０００８】本発明の第１の目的は、上記の点に鑑み、
位置や回転角度が精度良く検出でき、構成が簡素且つ小
型で、安価な回路構成にて実現可能な位置又は角度検出
装置を提供することにある。
位置や回転角度が精度良く検出でき、構成が簡素且つ小
型で、安価な回路構成にて実現可能な位置又は角度検出
装置を提供することにある。
【０００９】本発明の第２の目的は、検知部が非接触と
なっていて、機械的な劣化が無く、頻繁な位置変動や回
転角度変動においても長寿命とすることができる位置又
は角度検出装置を提供することにある。
なっていて、機械的な劣化が無く、頻繁な位置変動や回
転角度変動においても長寿命とすることができる位置又
は角度検出装置を提供することにある。
【００１０】本発明のその他の目的や新規な特徴は後述
の実施の形態において明らかにする。
の実施の形態において明らかにする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本願請求項１の発明に係る位置又は角度検出装置
は、対向配置した赤外発光素子と赤外受光素子の対を有
し、該赤外発光素子と該赤外受光素子との間に赤外線を
減衰させて透過させる赤外線透過減衰部材を相対移動自
在に配置し、該赤外線透過減衰部材の相対移動により、
前記赤外受光素子への赤外線入射量が変化するようにし
たことを特徴としている。
に、本願請求項１の発明に係る位置又は角度検出装置
は、対向配置した赤外発光素子と赤外受光素子の対を有
し、該赤外発光素子と該赤外受光素子との間に赤外線を
減衰させて透過させる赤外線透過減衰部材を相対移動自
在に配置し、該赤外線透過減衰部材の相対移動により、
前記赤外受光素子への赤外線入射量が変化するようにし
たことを特徴としている。
【００１２】本願請求項２の発明に係る位置又は角度検
出装置は、対向配置した赤外発光素子と赤外受光素子の
対を複数有し、いずれかの対における赤外発光素子と赤
外受光素子との間に赤外線を減衰させて透過させる赤外
線透過減衰部材を相対移動自在に配置し、該赤外線透過
減衰部材の相対移動により、前記いずれかの対における
赤外受光素子への赤外線入射量が変化するようにすると
ともに、その他の対における赤外発光素子と赤外受光素
子の間に赤外線減衰率が一定となる部材を配置するか空
隙のみとし、各対の赤外受光素子の出力を比較すること
を特徴としている。
出装置は、対向配置した赤外発光素子と赤外受光素子の
対を複数有し、いずれかの対における赤外発光素子と赤
外受光素子との間に赤外線を減衰させて透過させる赤外
線透過減衰部材を相対移動自在に配置し、該赤外線透過
減衰部材の相対移動により、前記いずれかの対における
赤外受光素子への赤外線入射量が変化するようにすると
ともに、その他の対における赤外発光素子と赤外受光素
子の間に赤外線減衰率が一定となる部材を配置するか空
隙のみとし、各対の赤外受光素子の出力を比較すること
を特徴としている。
【００１３】本願請求項３の発明に係る位置又は角度検
出装置は、請求項１又は２において、前記赤外発光素子
と赤外受光素子の対と、前記赤外線透過減衰部材とを、
遮光手段により自然光から遮断してなることを特徴とし
ている。
出装置は、請求項１又は２において、前記赤外発光素子
と赤外受光素子の対と、前記赤外線透過減衰部材とを、
遮光手段により自然光から遮断してなることを特徴とし
ている。
【００１４】本願請求項４の発明に係る位置又は角度検
出装置は、請求項１，２又は３において、前記赤外線透
過減衰部材が、相対移動方向に対して赤外線透過方向の
厚みが変化するものであることを特徴としている。
出装置は、請求項１，２又は３において、前記赤外線透
過減衰部材が、相対移動方向に対して赤外線透過方向の
厚みが変化するものであることを特徴としている。
【００１５】本願請求項５の発明に係る位置又は角度検
出装置は、前記赤外線透過減衰部材は、相対移動方向に
対して赤外線透過方向の厚みが指数関数的に変化するこ
とを特徴としている。
出装置は、前記赤外線透過減衰部材は、相対移動方向に
対して赤外線透過方向の厚みが指数関数的に変化するこ
とを特徴としている。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る位置又は角度
検出装置の実施の形態を図面に従って説明する。
検出装置の実施の形態を図面に従って説明する。
【００１７】図１及び図２は本発明の第１の実施の形態
であって、直線移動を検出する位置検出装置を示す。こ
れらの図において、対向配置した赤外発光素子１と赤外
受光素子２の対が固定配置されており、これらの赤外発
光素子１と赤外受光素子２との間に赤外線を減衰させて
透過させる楔型板状の赤外線透過減衰部材１０が移動自
在に配置されている。
であって、直線移動を検出する位置検出装置を示す。こ
れらの図において、対向配置した赤外発光素子１と赤外
受光素子２の対が固定配置されており、これらの赤外発
光素子１と赤外受光素子２との間に赤外線を減衰させて
透過させる楔型板状の赤外線透過減衰部材１０が移動自
在に配置されている。
【００１８】楔型板状の赤外線透過減衰部材１０には角
柱状位置調整・表示部１５が一体化されており、スケー
ル付きガイド部材２０（これを支持する機構は図示して
いないが固定支持されている）の直線スリット孔２１を
貫通して突出することより、赤外線透過減衰部材１０の
赤外発光素子１、受光素子２間の板厚が変化する様に、
長手方向Ｘにのみ移動する機構となっている。角柱状の
位置調整・表示部１５をスケール付きガイド部材２０に
沿って動かすことで、赤外発光素子１と赤外受光素子２
間の赤外線経路に介在する赤外線透過減衰部材１０の肉
厚を変化させることができ、本例では位置調整・表示部
１５の移動量に比例して前記赤外線透過減衰部材１０の
板厚（肉厚）が変化するように設定している。
柱状位置調整・表示部１５が一体化されており、スケー
ル付きガイド部材２０（これを支持する機構は図示して
いないが固定支持されている）の直線スリット孔２１を
貫通して突出することより、赤外線透過減衰部材１０の
赤外発光素子１、受光素子２間の板厚が変化する様に、
長手方向Ｘにのみ移動する機構となっている。角柱状の
位置調整・表示部１５をスケール付きガイド部材２０に
沿って動かすことで、赤外発光素子１と赤外受光素子２
間の赤外線経路に介在する赤外線透過減衰部材１０の肉
厚を変化させることができ、本例では位置調整・表示部
１５の移動量に比例して前記赤外線透過減衰部材１０の
板厚（肉厚）が変化するように設定している。
【００１９】前記赤外発光素子１から照射された赤外線
（赤外光）は楔型板状の赤外線透過減衰部材１０を所定
の減衰を受けながら透過して赤外受光素子２に入射す
る。この赤外受光素子２は、入射される赤外光量、つま
り赤外線入射量に比例した電気信号を出力するものであ
る。
（赤外光）は楔型板状の赤外線透過減衰部材１０を所定
の減衰を受けながら透過して赤外受光素子２に入射す
る。この赤外受光素子２は、入射される赤外光量、つま
り赤外線入射量に比例した電気信号を出力するものであ
る。
【００２０】前記楔型板状の赤外線透過減衰部材１０の
材質は、赤外線に対して適度の減衰を与える材質であ
り、例えば、アクリル樹脂、ポリスチレン、ポリエチレ
ン、ＡＢＳ、ビニル樹脂共重合体、ポリプロピレン、ナ
イロン、ポリカーボネート、エポキシ樹脂等である。
材質は、赤外線に対して適度の減衰を与える材質であ
り、例えば、アクリル樹脂、ポリスチレン、ポリエチレ
ン、ＡＢＳ、ビニル樹脂共重合体、ポリプロピレン、ナ
イロン、ポリカーボネート、エポキシ樹脂等である。
【００２１】なお、図１の遮光手段としての遮光密閉ケ
ース３０で、赤外発光素子１と赤外受光素子２の対と、
赤外線透過減衰部材１０とを、自然光から遮断した構成
とする。
ース３０で、赤外発光素子１と赤外受光素子２の対と、
赤外線透過減衰部材１０とを、自然光から遮断した構成
とする。
【００２２】この第１の実施の形態の位置検出装置にお
いて、スケール付きガイド部材２０に沿って位置調整・
表示部１５を所定量移動させると、これと一体の楔型板
状の赤外線透過減衰部材１０も直線的に移動する。これ
により、赤外発光素子１、受光素子２間の楔型板状の赤
外線透過減衰部材１０の板厚が変化する為、赤外線の減
衰透過率が変化し、赤外受光素子２に入射される赤外線
量が変化して赤外受光素子２の出力が変化する。これに
より、直線的な位置変化量を電気信号の変化量に変換で
きることになる。
いて、スケール付きガイド部材２０に沿って位置調整・
表示部１５を所定量移動させると、これと一体の楔型板
状の赤外線透過減衰部材１０も直線的に移動する。これ
により、赤外発光素子１、受光素子２間の楔型板状の赤
外線透過減衰部材１０の板厚が変化する為、赤外線の減
衰透過率が変化し、赤外受光素子２に入射される赤外線
量が変化して赤外受光素子２の出力が変化する。これに
より、直線的な位置変化量を電気信号の変化量に変換で
きることになる。
【００２３】なお、スケール付きガイド部材２０に沿っ
て位置調整・表示部１５を所定量移動させるかわりに、
機械装置の位置可変装置（例えばスライダ）に楔型板状
の赤外線透過減衰部材１０を連結して直線移動させる構
成としてもよい。
て位置調整・表示部１５を所定量移動させるかわりに、
機械装置の位置可変装置（例えばスライダ）に楔型板状
の赤外線透過減衰部材１０を連結して直線移動させる構
成としてもよい。
【００２４】図３は赤外発光素子１と赤外受光素子２間
の赤外線経路における楔型板状の赤外線透過減衰部材１
０の板厚と受光素子２の出力電圧との関係を示す。但
し、部材１０の材質は白色アクリル樹脂、発光−受光素
子間隔は８mmとした。図３から赤外線の減衰は、赤外線
を減衰する特性の部材厚みに対し、対数的に変化するこ
とが判る。
の赤外線経路における楔型板状の赤外線透過減衰部材１
０の板厚と受光素子２の出力電圧との関係を示す。但
し、部材１０の材質は白色アクリル樹脂、発光−受光素
子間隔は８mmとした。図３から赤外線の減衰は、赤外線
を減衰する特性の部材厚みに対し、対数的に変化するこ
とが判る。
【００２５】この第１の実施の形態によれば、次の通り
の効果を得ることができる。
の効果を得ることができる。
【００２６】(1) 電気信号の出力変化は、赤外発光素
子１と赤外受光素子２とで挟まれた楔型板状の赤外線透
過減衰部材１０の赤外線透過率に依存する為、赤外発光
素子１、受光素子２と赤外線透過減衰部材１０との間の
機構的な変動に左右され難い。その為、機構的なばらつ
きや変動があっても、安定した出力を得ることができ
る。また、検知部が非接触となっている為、機械的な劣
化が無く、頻繁な位置変動においても長寿命とすること
ができる。
子１と赤外受光素子２とで挟まれた楔型板状の赤外線透
過減衰部材１０の赤外線透過率に依存する為、赤外発光
素子１、受光素子２と赤外線透過減衰部材１０との間の
機構的な変動に左右され難い。その為、機構的なばらつ
きや変動があっても、安定した出力を得ることができ
る。また、検知部が非接触となっている為、機械的な劣
化が無く、頻繁な位置変動においても長寿命とすること
ができる。
【００２７】(2) 構成部材に高価な材料を採用する必
要がなく、また受光素子も複数配列する必要がなく、簡
素で安価な構成とすることができる。
要がなく、また受光素子も複数配列する必要がなく、簡
素で安価な構成とすることができる。
【００２８】(3) 受光素子１への入射変動について
も、赤外線とすることにより、可視光に比べ、透過させ
る赤外線透過減衰部材１０の汚れの影響を受け難いもの
となり、信頼性の向上を図ることができる。
も、赤外線とすることにより、可視光に比べ、透過させ
る赤外線透過減衰部材１０の汚れの影響を受け難いもの
となり、信頼性の向上を図ることができる。
【００２９】(4) 赤外発光素子１と赤外受光素子２の
対と、赤外線透過減衰部材１０とを、遮光手段としての
遮光密閉ケース３０で覆うことで、自然光による影響を
遮断して安定した検出動作が可能である。
対と、赤外線透過減衰部材１０とを、遮光手段としての
遮光密閉ケース３０で覆うことで、自然光による影響を
遮断して安定した検出動作が可能である。
【００３０】図３で示した赤外線の減衰は、赤外線を減
衰する特性の部材厚みに対し、対数的に変化するので、
赤外線透過減衰部材を、移動する長手方向の寸法に対
し、当該赤外線透過減衰部材の厚み寸法が指数関数的に
変化する様な形状にしておくと、赤外線透過減衰部材の
移動距離に対し概略リニアな出力を得ることができる。
この場合を本発明の第２の実施の形態として図４及び図
５に示す。これらの図において、楔型板状の赤外線透過
減衰部材１０Ａは、その赤外線透過方向の厚みが長手方
向Ｘに沿って指数関数的に変化するように形成されてい
る。その他の構成は前述の第１の実施の形態と同様であ
る。
衰する特性の部材厚みに対し、対数的に変化するので、
赤外線透過減衰部材を、移動する長手方向の寸法に対
し、当該赤外線透過減衰部材の厚み寸法が指数関数的に
変化する様な形状にしておくと、赤外線透過減衰部材の
移動距離に対し概略リニアな出力を得ることができる。
この場合を本発明の第２の実施の形態として図４及び図
５に示す。これらの図において、楔型板状の赤外線透過
減衰部材１０Ａは、その赤外線透過方向の厚みが長手方
向Ｘに沿って指数関数的に変化するように形成されてい
る。その他の構成は前述の第１の実施の形態と同様であ
る。
【００３１】この第２の実施の形態において、スケール
付きガイド部材２０に沿って位置調整・表示部１５Ａを
所定量移動させると、これと一体の楔型板状の赤外線透
過減衰部材１０Ａも直線的に移動する。このような一定
量のＸ方向の移動により、赤外発光素子１、受光素子２
間の楔型板状の赤外線透過減衰部材１０Ａの板厚が指数
関数的に変化して赤外受光素子２の出力の電気信号は概
略リニアに変化することになる。
付きガイド部材２０に沿って位置調整・表示部１５Ａを
所定量移動させると、これと一体の楔型板状の赤外線透
過減衰部材１０Ａも直線的に移動する。このような一定
量のＸ方向の移動により、赤外発光素子１、受光素子２
間の楔型板状の赤外線透過減衰部材１０Ａの板厚が指数
関数的に変化して赤外受光素子２の出力の電気信号は概
略リニアに変化することになる。
【００３２】なお、その他の作用効果は前述した第１の
実施の形態と同様である。
実施の形態と同様である。
【００３３】図６及び図７は本発明の第３の実施の形態
であって回転角度を検出する角度検出装置を示す。これ
らの図において、赤外線透過減衰部材１０Ｂは肉厚が徐
々に変化した円筒状に形成され、回転軸４０に垂直に係
止した円盤４１上に回転軸４０と同心に形成されている
（もしくは固着、一体化されている）。円盤４１と赤外
線透過減衰部材１０Ｂは同一材質であっても、異なる材
質でもよく、赤外線透過減衰部材１０Ｂは第１の実施の
形態と同様の材質であればよい。
であって回転角度を検出する角度検出装置を示す。これ
らの図において、赤外線透過減衰部材１０Ｂは肉厚が徐
々に変化した円筒状に形成され、回転軸４０に垂直に係
止した円盤４１上に回転軸４０と同心に形成されている
（もしくは固着、一体化されている）。円盤４１と赤外
線透過減衰部材１０Ｂは同一材質であっても、異なる材
質でもよく、赤外線透過減衰部材１０Ｂは第１の実施の
形態と同様の材質であればよい。
【００３４】赤外発光素子１と赤外受光素子２の対は、
前記赤外線透過減衰部材１０Ｂを挟む位置に相互に対向
して固定配置されている。
前記赤外線透過減衰部材１０Ｂを挟む位置に相互に対向
して固定配置されている。
【００３５】この第３の実施の形態の角度検出装置にお
いて、図６、図７に示す回転方向θの変化に比例して赤
外発光素子１、受光素子２間の円筒状の赤外線透過減衰
部材１０Ｂの板厚が変化（例えば単調増加）するように
設定されている。従って、回転軸４０の回転に伴い赤外
発光素子１、受光素子２間の円筒状の赤外線透過減衰部
材１０Ｂの板厚が変化して赤外受光素子２の出力の電気
信号が変化し、回転角度の検出が可能である。換言すれ
ば、回転角度変化量を電気信号の変化量に変換できるこ
とになる。その他の作用効果は前述の第１の実施の形態
と同様である。
いて、図６、図７に示す回転方向θの変化に比例して赤
外発光素子１、受光素子２間の円筒状の赤外線透過減衰
部材１０Ｂの板厚が変化（例えば単調増加）するように
設定されている。従って、回転軸４０の回転に伴い赤外
発光素子１、受光素子２間の円筒状の赤外線透過減衰部
材１０Ｂの板厚が変化して赤外受光素子２の出力の電気
信号が変化し、回転角度の検出が可能である。換言すれ
ば、回転角度変化量を電気信号の変化量に変換できるこ
とになる。その他の作用効果は前述の第１の実施の形態
と同様である。
【００３６】図８は本発明の第４の実施の形態であって
回転角度を検出する角度検出装置を示す。この図におい
て、回転軸４０に垂直に係止した円盤自体が赤外線透過
減衰部材１０Ｃを構成している。つまり、赤外線透過減
衰部材１０Ｃは、回転方向θの変化に比例して軸方向の
肉厚が徐々に変化した赤外線透過部１１を回転軸４０と
同心に有している。赤外線透過減衰部材１０Ｃは第１の
実施の形態と同様の材質であればよい。
回転角度を検出する角度検出装置を示す。この図におい
て、回転軸４０に垂直に係止した円盤自体が赤外線透過
減衰部材１０Ｃを構成している。つまり、赤外線透過減
衰部材１０Ｃは、回転方向θの変化に比例して軸方向の
肉厚が徐々に変化した赤外線透過部１１を回転軸４０と
同心に有している。赤外線透過減衰部材１０Ｃは第１の
実施の形態と同様の材質であればよい。
【００３７】前記赤外発光素子１と赤外受光素子２の対
は、前記赤外線透過減衰部材１０Ｃを挟む位置に相互に
対向して固定配置されている。すなわち、赤外発光素子
１から照射された赤外線が透過減衰部材１０Ｃの赤外線
透過部１１を軸方向に透過して赤外受光素子２に到達す
るように配置する。
は、前記赤外線透過減衰部材１０Ｃを挟む位置に相互に
対向して固定配置されている。すなわち、赤外発光素子
１から照射された赤外線が透過減衰部材１０Ｃの赤外線
透過部１１を軸方向に透過して赤外受光素子２に到達す
るように配置する。
【００３８】この第４の実施の形態において、図８に示
す回転方向θの変化に比例して赤外発光素子１、受光素
子２間の円盤状の赤外線透過減衰部材１０Ｃの板厚が変
化（例えば単調増加）するように設定されている。従っ
て、回転軸４０の回転に伴い赤外発光素子１、受光素子
２間の赤外線透過減衰部材１０Ｃの赤外線透過部１１の
板厚が変化して赤外受光素子２の出力の電気信号が変化
し、回転角度の検出が可能である。換言すれば、回転角
度変化量を電気信号の変化量に変換できることになる。
その他の作用効果は前述の第１の実施の形態と同様であ
る。
す回転方向θの変化に比例して赤外発光素子１、受光素
子２間の円盤状の赤外線透過減衰部材１０Ｃの板厚が変
化（例えば単調増加）するように設定されている。従っ
て、回転軸４０の回転に伴い赤外発光素子１、受光素子
２間の赤外線透過減衰部材１０Ｃの赤外線透過部１１の
板厚が変化して赤外受光素子２の出力の電気信号が変化
し、回転角度の検出が可能である。換言すれば、回転角
度変化量を電気信号の変化量に変換できることになる。
その他の作用効果は前述の第１の実施の形態と同様であ
る。
【００３９】図９は本発明の第５の実施の形態であって
赤外発光素子と赤外受光素子の対を複数設けて検出精度
を向上させた構成を示す。この場合、第１の実施の形態
の構成に加えて、赤外発光素子３と赤外受光素子４の対
を対向配置し、両者間に肉厚一定の赤外線透過減衰部材
５０を固定配置し、赤外発光素子３より照射された赤外
線が赤外線透過減衰部材５０を透過して一定の減衰を受
けて赤外受光素子４で受光されるようにする。そして、
好ましくは１対目の赤外発光素子１及び赤外受光素子２
と、２対目の赤外発光素子３及び赤外受光素子４とを共
通の電源で駆動し、かつ１対目と２対目の各素子の電気
特性が揃ったものとし、また、赤外線透過減衰部材１０
と赤外線透過減衰部材５０とは同材質とする。
赤外発光素子と赤外受光素子の対を複数設けて検出精度
を向上させた構成を示す。この場合、第１の実施の形態
の構成に加えて、赤外発光素子３と赤外受光素子４の対
を対向配置し、両者間に肉厚一定の赤外線透過減衰部材
５０を固定配置し、赤外発光素子３より照射された赤外
線が赤外線透過減衰部材５０を透過して一定の減衰を受
けて赤外受光素子４で受光されるようにする。そして、
好ましくは１対目の赤外発光素子１及び赤外受光素子２
と、２対目の赤外発光素子３及び赤外受光素子４とを共
通の電源で駆動し、かつ１対目と２対目の各素子の電気
特性が揃ったものとし、また、赤外線透過減衰部材１０
と赤外線透過減衰部材５０とは同材質とする。
【００４０】この第５の実施の形態において、楔型板状
の赤外線透過減衰部材１０を所定量だけＸ方向に直線的
に移動させると、赤外発光素子１、受光素子２間の楔型
板状の赤外線透過減衰部材１０の板厚が変化する為、赤
外線の減衰透過率が変化し、赤外受光素子２に入射され
る赤外線量が変化して赤外受光素子２の出力が変化す
る。一方、赤外発光素子３、受光素子４間の赤外線透過
減衰部材５０の板厚は一定であり、赤外線透過減衰部材
１０の位置変化によっては受光素子４の出力である電気
信号は変化しない。従って、受光素子２と受光素子４の
出力である電気信号の差分を取ることにより、赤外線透
過減衰部材１０の板厚の変化に起因する出力変化の電気
信号を検出できる。
の赤外線透過減衰部材１０を所定量だけＸ方向に直線的
に移動させると、赤外発光素子１、受光素子２間の楔型
板状の赤外線透過減衰部材１０の板厚が変化する為、赤
外線の減衰透過率が変化し、赤外受光素子２に入射され
る赤外線量が変化して赤外受光素子２の出力が変化す
る。一方、赤外発光素子３、受光素子４間の赤外線透過
減衰部材５０の板厚は一定であり、赤外線透過減衰部材
１０の位置変化によっては受光素子４の出力である電気
信号は変化しない。従って、受光素子２と受光素子４の
出力である電気信号の差分を取ることにより、赤外線透
過減衰部材１０の板厚の変化に起因する出力変化の電気
信号を検出できる。
【００４１】発光素子、受光素子を一対のみ使用して検
出している場合、該発光素子、受光素子の経時劣化、温
度特性、外乱影響等を受け、検知出力が変動してしまう
という問題がある。この第５の実施の形態によれば、複
数対の発光素子、受光素子を使用して検出している為、
複数対の受光素子の出力の差分を取ることで、使用して
いる発光素子、受光素子の経時劣化、温度特性、外乱影
響（例えば、電源電圧変動）等による変動特性を打ち消
し、位置変化のみに起因する安定した位置検出出力を得
ることができる。
出している場合、該発光素子、受光素子の経時劣化、温
度特性、外乱影響等を受け、検知出力が変動してしまう
という問題がある。この第５の実施の形態によれば、複
数対の発光素子、受光素子を使用して検出している為、
複数対の受光素子の出力の差分を取ることで、使用して
いる発光素子、受光素子の経時劣化、温度特性、外乱影
響（例えば、電源電圧変動）等による変動特性を打ち消
し、位置変化のみに起因する安定した位置検出出力を得
ることができる。
【００４２】なお、図９は第１の実施の形態に、２対目
の赤外発光素子３、赤外受光素子４及びそれらの間の赤
外線透過減衰部材５０を付加したが、第２乃至第４の実
施の形態に係る位置又は角度検出装置に、２対目の赤外
発光素子３、赤外受光素子４及び赤外線透過減衰部材５
０を付加して図９と同様に構成することができる。ま
た、一定肉厚の赤外線透過減衰部材５０を省略して２対
目の赤外発光素子と赤外受光素子間を空隙（空気）のみ
としてもよい。
の赤外発光素子３、赤外受光素子４及びそれらの間の赤
外線透過減衰部材５０を付加したが、第２乃至第４の実
施の形態に係る位置又は角度検出装置に、２対目の赤外
発光素子３、赤外受光素子４及び赤外線透過減衰部材５
０を付加して図９と同様に構成することができる。ま
た、一定肉厚の赤外線透過減衰部材５０を省略して２対
目の赤外発光素子と赤外受光素子間を空隙（空気）のみ
としてもよい。
【００４３】上記各実施の形態では、赤外線透過減衰部
材はいずれも赤外線透過方向の肉厚が連続的に増減する
構成であるが、図１０の赤外線透過減衰部材１０Ｄのよ
うに位置変化方向に対して階段状に赤外線透過方向の肉
厚が変化する構成としてもよい。回転角度を検出するた
めの赤外線透過減衰部材においても同様に回転角度変化
方向に対して階段状に赤外線透過方向の肉厚が変化する
構成とすることが可能である。
材はいずれも赤外線透過方向の肉厚が連続的に増減する
構成であるが、図１０の赤外線透過減衰部材１０Ｄのよ
うに位置変化方向に対して階段状に赤外線透過方向の肉
厚が変化する構成としてもよい。回転角度を検出するた
めの赤外線透過減衰部材においても同様に回転角度変化
方向に対して階段状に赤外線透過方向の肉厚が変化する
構成とすることが可能である。
【００４４】また、第２乃至第５の実施の形態において
も、図示は省略したが、赤外発光素子と赤外受光素子の
対と、赤外線透過減衰部材とを、遮光手段としての遮光
密閉ケースで覆うことで、自然光による影響を遮断して
安定した検出動作が可能である。
も、図示は省略したが、赤外発光素子と赤外受光素子の
対と、赤外線透過減衰部材とを、遮光手段としての遮光
密閉ケースで覆うことで、自然光による影響を遮断して
安定した検出動作が可能である。
【００４５】なお、各実施の形態においては、赤外線透
過減衰部材が移動し、相互に対向する赤外発光素子と赤
外受光素子の対が固定配置されているものとしたが、赤
外線透過減衰部材が固定で、相互に対向する赤外発光素
子と赤外受光素子の対が移動する構成でもよい。つま
り、赤外線透過減衰部材が赤外発光素子と赤外受光素子
の対に対して相対移動自在であればよいことは明らかで
ある。
過減衰部材が移動し、相互に対向する赤外発光素子と赤
外受光素子の対が固定配置されているものとしたが、赤
外線透過減衰部材が固定で、相互に対向する赤外発光素
子と赤外受光素子の対が移動する構成でもよい。つま
り、赤外線透過減衰部材が赤外発光素子と赤外受光素子
の対に対して相対移動自在であればよいことは明らかで
ある。
【００４６】以上本発明の実施の形態について説明して
きたが、本発明はこれに限定されることなく請求項の記
載の範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当
業者には自明であろう。
きたが、本発明はこれに限定されることなく請求項の記
載の範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当
業者には自明であろう。
【００４７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る位置
又は角度検出装置は、対向配置した赤外発光素子と赤外
受光素子の対を有し、該赤外発光素子と該赤外受光素子
との間に赤外線を減衰させて透過させる赤外線透過減衰
部材を相対移動自在に配置し、該赤外線透過減衰部材の
相対移動により、前記赤外受光素子への赤外線入射量が
変化するように構成したので、以下の効果を奏すること
ができる。
又は角度検出装置は、対向配置した赤外発光素子と赤外
受光素子の対を有し、該赤外発光素子と該赤外受光素子
との間に赤外線を減衰させて透過させる赤外線透過減衰
部材を相対移動自在に配置し、該赤外線透過減衰部材の
相対移動により、前記赤外受光素子への赤外線入射量が
変化するように構成したので、以下の効果を奏すること
ができる。
【００４８】(1) 赤外受光素子の出力変化は、赤外発
光素子と赤外受光素子とで挟まれた赤外線透過減衰部材
の赤外線透過率に依存する為、赤外発光素子、赤外受光
素子と赤外線透過減衰部材との間の機構的な変動に左右
され難い。その為、機構的なばらつきや変動があって
も、安定した出力を得ることができる。また、検知部が
非接触となっている為、機械的な劣化が無く、頻繁な位
置変動あるいは回転角度変動においても長寿命とするこ
とができる。
光素子と赤外受光素子とで挟まれた赤外線透過減衰部材
の赤外線透過率に依存する為、赤外発光素子、赤外受光
素子と赤外線透過減衰部材との間の機構的な変動に左右
され難い。その為、機構的なばらつきや変動があって
も、安定した出力を得ることができる。また、検知部が
非接触となっている為、機械的な劣化が無く、頻繁な位
置変動あるいは回転角度変動においても長寿命とするこ
とができる。
【００４９】(2) 構成部材に高価な材料を採用する必
要がなく、また赤外受光素子も複数配列する必要がな
く、簡素で安価な構成とすることができる。
要がなく、また赤外受光素子も複数配列する必要がな
く、簡素で安価な構成とすることができる。
【００５０】(3) 赤外受光素子への入射変動について
も、赤外線とすることにより、可視光に比べ、透過させ
る赤外線透過減衰部材の汚れの影響を受け難いものとな
り、信頼性の向上を図ることができる。
も、赤外線とすることにより、可視光に比べ、透過させ
る赤外線透過減衰部材の汚れの影響を受け難いものとな
り、信頼性の向上を図ることができる。
【００５１】(4) さらに、赤外発光素子と赤外受光素
子の対を付加して、両者間を赤外線減衰率が一定となる
部材又は空隙のみとし、各対の赤外受光素子の出力を比
較する構成とすれば、各発光、受光素子の経時劣化、温
度特性、外乱影響等による変動特性を打ち消し、安定し
た出力を得ることができる。
子の対を付加して、両者間を赤外線減衰率が一定となる
部材又は空隙のみとし、各対の赤外受光素子の出力を比
較する構成とすれば、各発光、受光素子の経時劣化、温
度特性、外乱影響等による変動特性を打ち消し、安定し
た出力を得ることができる。
【図１】本発明に係る位置又は角度検出装置の第１の実
施の形態を示す平面図である。
施の形態を示す平面図である。
【図２】同斜視図である。
【図３】第１の実施の形態における赤外線透過減衰部材
の赤外線透過板厚に対する赤外受光素子の出力特性を示
すグラフである。
の赤外線透過板厚に対する赤外受光素子の出力特性を示
すグラフである。
【図４】本発明の第２の実施の形態を示す平面図であ
る。
る。
【図５】同斜視図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態を示す平面図であ
る。
る。
【図７】同斜視図である。
【図８】本発明の第４の実施の形態を示す斜視図であ
る。
る。
【図９】本発明の第５の実施の形態を示す平面図であ
る。
る。
【図１０】本発明において使用可能な赤外線透過減衰部
材の変形例を示す平面図である。
材の変形例を示す平面図である。
１，３ 赤外発光素子 ２，４ 赤外受光素子 １０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，５０ 赤外線
透過減衰部材 １１ 赤外線透過部 １５ 位置調整・表示部 ２０ スケール付きガイド部材 ２１ 直線スリット孔 ３０ 遮光密閉ケース ４０ 回転軸 ４１ 円盤
透過減衰部材 １１ 赤外線透過部 １５ 位置調整・表示部 ２０ スケール付きガイド部材 ２１ 直線スリット孔 ３０ 遮光密閉ケース ４０ 回転軸 ４１ 円盤
Claims (5)
- 【請求項１】 対向配置した赤外発光素子と赤外受光素
子の対を有し、該赤外発光素子と該赤外受光素子との間
に赤外線を減衰させて透過させる赤外線透過減衰部材を
相対移動自在に配置し、該赤外線透過減衰部材の相対移
動により、前記赤外受光素子への赤外線入射量が変化す
るようにしたことを特徴とする位置又は角度検出装置。 - 【請求項２】 対向配置した赤外発光素子と赤外受光素
子の対を複数有し、いずれかの対における赤外発光素子
と赤外受光素子との間に赤外線を減衰させて透過させる
赤外線透過減衰部材を相対移動自在に配置し、該赤外線
透過減衰部材の相対移動により、前記いずれかの対にお
ける赤外受光素子への赤外線入射量が変化するようにす
るとともに、その他の対における赤外発光素子と赤外受
光素子の間に赤外線減衰率が一定となる部材を配置する
か空隙のみとし、各対の赤外受光素子の出力を比較する
ことを特徴とする位置又は角度検出装置。 - 【請求項３】 前記赤外発光素子と赤外受光素子の対
と、前記赤外線透過減衰部材とを、遮光手段により自然
光から遮断してなる請求項１又は２記載の位置又は角度
検出装置。 - 【請求項４】 前記赤外線透過減衰部材は、相対移動方
向に対して赤外線透過方向の厚みが変化するものである
請求項１，２又は３記載の位置又は角度検出装置。 - 【請求項５】 前記赤外線透過減衰部材は、相対移動方
向に対して赤外線透過方向の厚みが指数関数的に変化す
るものである請求項１，２又は３記載の位置又は角度検
出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36584799A JP2001183172A (ja) | 1999-12-24 | 1999-12-24 | 位置又は角度検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36584799A JP2001183172A (ja) | 1999-12-24 | 1999-12-24 | 位置又は角度検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001183172A true JP2001183172A (ja) | 2001-07-06 |
Family
ID=18485272
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36584799A Withdrawn JP2001183172A (ja) | 1999-12-24 | 1999-12-24 | 位置又は角度検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001183172A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005152122A (ja) * | 2003-11-21 | 2005-06-16 | Samii Kk | 遊技機 |
| JP2005152124A (ja) * | 2003-11-21 | 2005-06-16 | Samii Kk | 遊技機 |
| JP2005152123A (ja) * | 2003-11-21 | 2005-06-16 | Samii Kk | 遊技機 |
| JP2005152125A (ja) * | 2003-11-21 | 2005-06-16 | Samii Kk | 遊技機 |
| JP2005152126A (ja) * | 2003-11-21 | 2005-06-16 | Samii Kk | 遊技機 |
| JP2009145571A (ja) * | 2007-12-13 | 2009-07-02 | Roland Corp | 電子楽器の操作位置検出装置 |
| CN103383096A (zh) * | 2013-07-12 | 2013-11-06 | 深圳雅图数字视频技术有限公司 | 一种对比度调节机构及具有该机构的投影机 |
-
1999
- 1999-12-24 JP JP36584799A patent/JP2001183172A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005152122A (ja) * | 2003-11-21 | 2005-06-16 | Samii Kk | 遊技機 |
| JP2005152124A (ja) * | 2003-11-21 | 2005-06-16 | Samii Kk | 遊技機 |
| JP2005152123A (ja) * | 2003-11-21 | 2005-06-16 | Samii Kk | 遊技機 |
| JP2005152125A (ja) * | 2003-11-21 | 2005-06-16 | Samii Kk | 遊技機 |
| JP2005152126A (ja) * | 2003-11-21 | 2005-06-16 | Samii Kk | 遊技機 |
| JP2009145571A (ja) * | 2007-12-13 | 2009-07-02 | Roland Corp | 電子楽器の操作位置検出装置 |
| CN103383096A (zh) * | 2013-07-12 | 2013-11-06 | 深圳雅图数字视频技术有限公司 | 一种对比度调节机构及具有该机构的投影机 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20070306 |