JP2003207309A

JP2003207309A - 位置センサ，無人搬送車の誘導装置及び光学式エンコーダ

Info

Publication number: JP2003207309A
Application number: JP2002007845A
Authority: JP
Inventors: Katsunori Mizumoto; 克典水本; Hisao Nishii; 久雄西井; Tomoyoshi Okamoto; 友良岡本; Jiyun Ooshimo; 純大志茂; Tadashi Morita; 忠森田; Hiroyuki Taike; 広幸田池; Takashi Ueda; 敬上田; Minoru Komada; 稔駒田; Naoto Shibata; 直人柴田
Original assignee: Tsubakimoto Chain Co
Current assignee: Tsubakimoto Chain Co
Priority date: 2002-01-16
Filing date: 2002-01-16
Publication date: 2003-07-25

Abstract

(57)【要約】【課題】導光体を利用して簡便な構成とした位置セン
サ，無人搬送車の誘導装置及び光学式エンコーダを提供
する。【解決手段】投／受光素子４から光が出射され、その
出射光は導光体３の端面に導入される。導入された光
は、導光体３内を伝播し、反射部３ａで反射されて、光
放射面から出射される。その出射光の中の一部の光は、
移動体１の側面１ａの反射テープ２で反射される。その
反射光は、再び導光体３内に入射されて反射部３ａで反
射されて、その端面から出射される。そして、その出射
光が投／受光素子４に入射される。制御器５内の光量計
測部５ｂにて、導光体３の端面からの投／受光素子４で
の受光量を計測し、演算部５ｃにて、その計測量に基づ
いて移動体１の位置を演算する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、導光体を用いた光
学装置に関し、特に、移動体の位置を検出する位置セン
サ、無人搬送車の位置ずれ量を検出して無人搬送車を誘
導する無人搬送車の誘導装置、及び、移動量を検出する
光学式エンコーダに関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】移動体
の位置を検出するセンサとして、その動作原理にマグネ
スケールを利用したものがある。この位置センサでは、
丸棒に所定ピッチの磁気目盛を記録したものをマグネス
ケールとして使用し、このマグネスケール上の磁化パタ
ーンを移動体の移動量に対応した信号として検出する。

【０００３】しかしながら、この位置センサでは、磁気
的に移動体の位置を検出するため、鉄粉などの磁性体が
存在する環境では、使用できないという問題がある。ま
た、移動体側に特別な制御回路を設けなければならない
という問題もある。

【０００４】また、所定の搬送経路に沿って無人搬送車
を正確に走行させるために、その所定の搬送経路と無人
搬送車の実際の走行経路とのずれ量を光学的に検出する
システムが考案されている（特開平１０−７８８２１号
公報）。この検出システムでは、無人搬送車側に多数の
投光素子と受光素子とを備えると共に、投光素子の光出
射側及び受光素子の光入射側夫々に偏光板を設け、偏光
状態の光を誘導ラインに投射させて、その誘導ラインか
らの偏光状態の反射光を受光素子に入射させ、受光素子
での受光状態に基づいて、所定の搬送経路（誘導ライ
ン）と無人搬送車の実際の走行経路とのずれ量を検出す
る。

【０００５】しかしながら、この検出システムにおいて
は、多数の投光素子を駆動させて均一光を得ることが技
術的に難しく、また、多数の投光素子が存在することに
よる相互干渉の影響が大きく、正確な検出結果が得られ
ないという問題がある。また、多数の投光素子及び受光
素子が必要であって、システムの大嵩化，高コスト化が
避けられないという問題もある。

【０００６】光学式のリニア型エンコーダは、投光素子
及び受光素子を備えたセンサヘッドを、投光素子と受光
素子との間にゲージが介在するように設置させた構成が
一般的であり、ゲージの移動に伴う明暗の繰り返しを検
出する。また、光学式のロータリ型エンコーダは、投光
素子，スリットを有する回転板，スリットを有する固定
板及び受光素子を、この順に光軸方向に配置させた構成
が一般的である。

【０００７】このような従来の光学式エンコーダにおい
ては、光軸方向の変動が大きい場合には使用できず、ま
たゲージまたは回転板の強度を確保できない。更にゲー
ジまたは回転板／固定板を挟んで投光素子と受光素子と
を対向配置させることが必要であってその設置方法が限
定されるなどの問題がある。

【０００８】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、磁性体が存在する環境でも移動体の位置検出を
行うことができ、また移動体側に特別な制御回路が不要
である位置センサを提供することを目的とする。

【０００９】本発明の他の目的は、出射光量の変化を容
易に行え、少数の投光手段と受光手段との設置によって
正確なずれ量を検出できる無人搬送車の誘導装置を提供
することにある。

【００１０】本発明の更に他の目的は、光軸方向の位置
変動に強く、設置方法を広範囲にできる光学式エンコー
ダを提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る位置セン
サは、光反射体を有する移動体の位置を検出する位置セ
ンサにおいて、導光体と、該導光体に光を投射する投光
手段と、該投光手段から投射されて前記導光体内を伝播
した後に外部に出て前記移動体の前記光反射体で反射さ
れて再び前記導光体内を伝播した光を受ける受光手段
と、該受光手段における受光量に基づいて前記移動体の
位置を検出する検出部とを備えることを特徴とする。

【００１２】本発明の第１の位置センサにあっては、投
光手段から導光体に光を投射し、導光体を伝播した光を
移動体の光反射体に照射し、その反射光を再び導光体を
介して受光手段に入射させ、受光手段での受光量に基づ
き検出部にて移動体の位置を検出する。よって、磁石を
使用していないため、鉄粉などの磁性体が存在する環境
でも移動体の位置検出を行える。また、移動体には光反
射体を設けるだけで良く、特別な制御回路を設ける必要
がない。

【００１３】請求項２に係る位置センサは、移動体の位
置を検出する位置センサにおいて、導光体と、前記移動
体に設けられるかまたは前記導光体近傍に設けられてお
り、前記導光体に光を投射する投光手段と、前記導光体
近傍に設けられるかまたは前記移動体に設けられてお
り、前記投光手段から投射されて前記導光体内を伝播し
た光を受ける受光手段と、該受光手段における受光量に
基づいて前記移動体の位置を検出する検出部とを備える
ことを特徴とする。

【００１４】本発明の第２の位置センサにあっては、例
えば、移動体に設けた投光手段から導光体に光を投射
し、導光体を伝播した光を導光体近傍に設けた受光手段
に入射させ、受光手段での受光量に基づき検出部にて移
動体の位置を検出する。なお、投光手段及び受光手段の
設置の位置関係は逆であってもよい。よって、磁石を使
用していないため、鉄粉などの磁性体が存在する環境で
も移動体の位置検出を行える。

【００１５】請求項３に係る無人搬送車の誘導装置は、
光反射帯に沿って走行する無人搬送車に取り付けられて
おり、該無人搬送車を誘導する装置において、２つの導
光体と、該２つの導光体のうちの一方の導光体に光を投
射する投光手段と、該投光手段から投射されて前記一方
の導光体内を伝播した後に外部に出て前記光反射帯で反
射されて前記２つの導光体のうちの他方の導光体内を伝
播した光を受ける受光手段と、該受光手段での受光結果
に基づいて前記無人搬送車の走行経路の前記光反射帯か
らのずれ量を検出する検出部とを備えることを特徴とす
る。

【００１６】本発明の無人搬送車の誘導装置にあって
は、投光手段から一方の導光体に光を投射し、その一方
の導光体から光反射帯に光を照射し、その反射光を他方
の導光体を介して受光手段に入射させ、受光手段での受
光結果に基づき検出部にて無人搬送車の光反射帯からの
ずれ量を検出する。よって、導光体の内部形状を工夫す
ることにより、光反射帯に直交する方向に光の量が均一
である均一光も光の量が変化する傾斜光も容易に生成で
きる。また、多数の投光手段及び受光手段を設ける必要
はなく、光の相互干渉の問題はなく、小型化及び低コス
ト化を図れる。

【００１７】請求項４に係る光学式エンコーダは、等ピ
ッチにて溝加工が施されている導光体と、該導光体へ光
を投射する投光手段と、該投光手段から投射されて前記
導光体内を伝播した光を受ける受光手段と、該受光手段
で受光した光パルスを計数する計数器とを備えることを
特徴とする。

【００１８】本発明の光学式エンコーダにあっては、等
ピッチで溝加工を施した導光体に投光手段から光を投射
し、その導光体を介して受光手段に光を入射させ、受光
手段での光パルスを計数する。よって、光軸方向の変動
が大きくても使用でき、また、導光体の片面のみを使用
するだけであるため、使用しない方の面を固定すること
によって強度を確保できるだけでなく、その設置方法を
広範囲にできる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明をその実施の形態を
示す図面を参照して具体的に説明する。（第１実施の形態：位置センサ（第１例））図１は、本
発明の第１実施の形態に係る位置センサ（第１例）の構
成を示す図である。図１において、１は位置検出対象で
ある直方体状の移動体であり、移動体１は白抜矢符方向
に移動する。移動体１の１つの側面１ａには、光を反射
する光反射体としての反射テープ２が取り付けられてい
る。

【００２０】移動体１の移動経路に沿った所定位置に
は、移動体１の前記側面１ａにその光放射面を対向させ
た態様で、板状をなす導光体３が設けられている。導光
体３は、透光性を有するアクリル及びポリカーボネート
などの有機材料からなる。導光体３の前記光放射面と反
対側の一平面には、所定の傾斜角度を有し、端面に平行
であるＶ溝からなる反射部３ａが、端面と直交する方向
に複数、連続させて設けられている。導光体３にあって
は、前記端面から導入された光が反射部３ａを含む各部
で反射されて光放射面から出射される。この反射部３ａ
の斜面の傾斜角度は、この斜面において反射した光が光
放射面に対して略垂直に出射するような角度に設定され
ている。

【００２１】導光体３の前記端面に対向させて、投光機
能と受光機能とを併せ持った投光手段及び受光手段とし
ての投／受光素子４が設けられている。投／受光素子４
は、導光体３の前記端面に光を導入すると共に、前記端
面を介して出射される光（反射テープ２による反射光）
を入射する。

【００２２】投／受光素子４には、制御器５が接続され
ている。制御器５は、投／受光素子４での光の投射処
理，投射光強度などを制御する投射制御部５ａと、投／
受光素子４での受光量を計測する光量計測部５ｂと、光
量計測部５ｂでの計測結果に基づいて移動体１の位置を
演算する演算部５ｃとを有する。また、演算部５ｃは、
位置演算機能の他に、移動体１の位置の時間的変化から
移動体１の速度を演算する機能、速度の時間的変化から
加速度を演算する機能、及び、加速度の変化から脈動を
演算する機能も併せて有している。

【００２３】次に、このような構成を有する位置センサ
の検出動作について説明する。投射制御部５ａの制御に
より、投／受光素子４から光が出射され、その出射光は
導光体３の端面に導入される。そして、この光は、反射
部３ａを含む各部で反射されて、光放射面から出射され
る。その出射光の中の一部の光は、移動体１の側面１ａ
の反射テープ２で反射される。その反射光は、再び導光
体３内に入射され、反射部３ａを含む各部で反射され
て、その端面から出射される。そして、その出射光が投
／受光素子４に入射される。

【００２４】制御器５内の光量計測部５ｂでは、導光体
３の端面からの投／受光素子４での受光量を計測し、演
算部５ｃでは、その計測量に基づいて移動体１の位置を
演算する。移動体１の位置に応じて導光体３内を通る光
路長が異なるので、つまり、移動体１が導光体３の端面
側（投／受光素子４側）に近位する場合にはその光路長
が短くて光の減衰量は少なくなり、移動体１が導光体３
の端面側（投／受光素子４側）から遠位する場合にはそ
の光路長が長くて光の減衰量は多くなるので、投／受光
素子４での受光量に基づいて移動体１の位置を求めるこ
とができる。

【００２５】また、位置検出処理を例えば所定周期で行
うことによって、時系列の複数の位置結果を取得し、得
られた移動体１の位置の時間的変化から移動体１の速度
を、演算部５ｃにて演算する。更に、演算部５ｃでは、
演算された速度の時間的変化から加速度を演算すると共
に、演算された加速度の変化から脈動を演算する。

【００２６】なお、上述した図１に示す例では、発光機
能及び受光機能を併せ持つ投／受光素子４を設ける構成
としたが、これとは異なり、発光機能を有する投光素子
と受光機能を有する受光素子とを分離して設けるように
構成しても、同様に移動体１１の位置を求めることが可
能である。

【００２７】（第１実施の形態：位置センサ（第２
例））図２は、本発明の第１実施の形態に係る位置セン
サ（第２例）の構成を示す図である。図２において、１
１は位置検出対象である直方体状の移動体であり、移動
体１１は白抜矢符方向に移動する。移動体１１の１つの
側面１１ａには、光を投射する投光手段としての投光素
子１２が設けられている。

【００２８】移動体１１の移動経路に沿った所定位置に
は、移動体１１の前記側面１１ａにその光入射面を対向
させた態様で、板状をなす導光体１３が設けられてい
る。導光体１３の構成は、前述した導光体３のそれと同
様であり、前記反射部３ａと同形状の反射部１３ａが、
その光入射面と反対側の一平面に設けられている。導光
体１３にあっては、前記光入射面から導入された光が反
射部１３ａを含む各部で反射され、その内部を伝播し、
その端面から出射する。この反射部１３ａの斜面の傾斜
角度は、この斜面において反射した光が前記端面に対し
て略垂直に出射するような角度に設定されている。

【００２９】導光体１３の前記端面に対向させて、受光
手段としての受光素子１４が設けられている。受光素子
１４は、導光体１３の前記端面から出射される光（投光
素子１２から投射されて導光体１３内を伝播した光）を
入射する。

【００３０】投光素子１２及び受光素子１４には、制御
器１５が接続されている。制御器１５は、投光素子１２
での光の投射処理，投射光強度などを制御する投射制御
部１５ａと、受光素子１４での受光量を計測する光量計
測部１５ｂと、光量計測部１５ｂでの計測結果に基づい
て移動体１１の位置を演算する演算部１５ｃとを有す
る。また、演算部１５ｃは、位置演算機能の他に、移動
体１１の位置の時間的変化から移動体１１の速度を演算
する機能、速度の時間的変化から加速度を演算する機
能、及び、加速度の変化から脈動を演算する機能も併せ
て有している。

【００３１】次に、このような構成を有する位置センサ
の検出動作について説明する。投射制御部１５ａの制御
により、移動体１１に付設された投光素子１２から光が
出射され、その出射光は導光体１３の光入射面に導入さ
れる。この導入された光は、反射部１３ａを含む各部で
反射されて、導光体１３内を伝播し、導光体１３の端面
から出射される。そして、その出射光が受光素子１４に
入射される。

【００３２】制御器１５内の光量計測部１５ｂでは、導
光体１３の端面からの受光素子１４での受光量を計測
し、演算部１５ｃでは、その計測量に基づいて移動体１
１の位置を演算する。移動体１１の位置に応じて導光体
１３内を通る光路長が異なるので、つまり、移動体１１
が導光体１３の端面側（受光素子１４側）に近位する場
合にはその光路長が短くて光の減衰量は少なくなり、移
動体１１が導光体１３の端面側（受光素子１４側）から
遠位する場合にはその光路長が長くて光の減衰量は多く
なるので、受光素子１４での受光量に基づいて移動体１
１の位置を求めることができる。

【００３３】また、位置検出処理を例えば所定周期で行
うことによって、時系列の複数の位置結果を取得し、得
られた移動体１１の位置の時間的変化から移動体１１の
速度を、演算部１５ｃにて演算する。更に、演算部１５
ｃでは、演算された速度の時間的変化から加速度を演算
すると共に、演算された加速度の変化から脈動を演算す
る。

【００３４】なお、上述した図２に示す例では、移動体
１１に投光素子１２を設けて、導光体１３側に受光素子
１４を配設する構成としたが、これとは逆に、導光体１
３側に投光素子１２を配設して、移動体１１に受光素子
１４を設ける構成としても、同様に移動体１１の位置を
求めることが可能である。

【００３５】上述した本発明の位置センサでは、磁石を
使用していないので、鉄粉などの磁性体が存在する環境
でも移動体の位置検出を行うことができる。また、第１
例では、移動体に反射テープを設けるだけで良く、移動
体に特別な制御回路を設ける必要がなくなる。

【００３６】（第２実施の形態：無人搬送車の誘導装
置）図３は、本発明の第２実施の形態に係る無人搬送車
の誘導装置の構成を示す図である。図３において、２１
は無人搬送車（図示せず）の所定の搬送経路を示すべく
床面に貼られた、光を反射する光反射帯としてのガイド
テープである。

【００３７】第２実施の形態の誘導装置は、その長手方
向をガイドテープ２１の延設方向に対して略垂直にして
無人搬送車の走行経路に沿って設けられる２個１組の投
光用の導光体２２ａ，２２ｂと、この導光体２２ａ，２
２ｂより走行方向下流側に導光体２２ａ，２２ｂに平行
に設けられる２個１組の受光用の導光体２３ａ，２３ｂ
と、投光用の導光体２２ａ，２２ｂ夫々のガイドテープ
２１側の端面に対向して設けられた投光素子２４ａ，２
４ｂと、受光用の導光体２３ａ，２３ｂ夫々のガイドテ
ープ２１側の端面に対向して設けられた受光素子２５
ａ，２５ｂと、受光素子２５ａ，２５ｂに接続されてお
り、受光素子２５ａ，２５ｂでの受光結果に基づいて、
無人搬送車の実際の走行経路における所定の搬送経路
（ガイドテープ２１）からのずれ量を検出する検出部２
６とを備えている。これらの導光体２２ａ，２２ｂ，２
３ａ，２３ｂは、何れも板状をなし、透光性を有するア
クリル及びポリカーボネートなどの有機材料から作製さ
れる。

【００３８】図４（ａ）は、投光用の導光体２２ａ（２
２ｂ）の構成及び投光強度分布を示す図である。導光体
２２ａ（２２ｂ）の床面と反対側の一平面には、所定の
傾斜角度を有し、端面に平行であるＶ溝からなる反射部
２７が、端面と直交する方向に複数、連続させて設けら
れている。ここで、反射部２７の形成ピッチは等間隔で
はなく、導光体２２ａ（２２ｂ）の光入射側の端面（言
い換えると投光素子２４ａ（２４ｂ）側）から離れるに
したがって、相隣する反射部２７の間隔を狭くして、そ
の端面から離れるほど反射部２７の数を増加させてい
る。このように構成することにより、導光体２２ａ（２
２ｂ）の入射側の端面から離れるにしたがって、導光体
２２ａ（２２ｂ）の内部を伝播する光量が少なくなるの
で、導光体２２ａ（２２ｂ）の放光面全体に亘って出射
される光の量（投光強度）を略均一にすることができ
る。

【００３９】図４（ｂ）は、受光用の導光体２３ａ（２
３ｂ）の構成及び受光感度分布を示す図である。導光体
２３ａ（２３ｂ）の床面と反対側の一平面には、所定の
傾斜角度を有し、端面に平行であるＶ溝からなる反射部
２７が、端面と直交する方向に複数、連続させて設けら
れている。この反射部２７の形成ピッチは等間隔であ
る。よって、導光体２３ａ（２３ｂ）の光出射側の端面
側（言い換えると受光素子２５ａ（２５ｂ）側）で最も
受光感度が高く、その端面から離れるにしたがって受光
感度が低くなる。

【００４０】次に、このような構成を有する無人搬送車
の誘導装置におけるずれ量の検出動作について説明す
る。無人搬送車が走行する際に、投光素子２４ａ，２４
ｂから光が出射され、その出射光は投光用の導光体２２
ａ，２２ｂの端面に導入される。そして、この光は、反
射部２７を含む各部で反射されて、光放射面から出射さ
れる。その出射光の中の一部の光は、ガイドテープ２１
で反射される。

【００４１】その反射光は、受光用の導光体２３ａ，２
３ｂ内に入射され、反射部２７を含む各部で反射され
て、その端面から出射される。そして、その出射光が受
光素子２５ａ，２５ｂに入射される。図５（ａ），
（ｂ）は、受光素子２５ａ，２５ｂ夫々における受光量
を示すグラフである。なお、図５（ａ），（ｂ）では、
説明を簡単にするために、受光素子２５ａ，２５ｂが設
置されるスペースがないと仮定しており、各導光体２３
ａ，２３ｂの長さをＬとしている。

【００４２】検出部２６は、これらの受光素子２５ａ，
２５ｂでの受光結果に基づいて、無人搬送車の実際の走
行経路における所定の搬送経路（ガイドテープ２１）か
らのずれ量を検出する。即ち、無人搬送車が所定の搬送
経路（ガイドテープ２１）からずれて走行した場合に
は、図５（ａ），（ｂ）に示す受光量の特性が左右対称
でなくなるため、検出部２６は、この受光量の左右の違
いを検知することにより、無人搬送車の左右のずれ量を
検出する。検出された左右のずれ量は、無人搬送車の操
舵制御などの走行制御に利用される。

【００４３】なお、投光用の導光体２２ａ，２２ｂ及び
受光用の導光体２３ａ，２３ｂにおける反射部２７（Ｖ
溝）の形成ピッチは一例であり、例えば、投光用の導光
体２２ａ，２２ｂでの反射部２７（Ｖ溝）の形成ピッチ
を等間隔にして検出結果のゲインを上げるようにしても
良く、また、これらの導光体２２ａ，２２ｂ，２３ａ，
２３ｂにおいて、反射部２７（Ｖ溝）の形成ピッチを中
央部側（ガイドテープ２１側）で密に、辺縁部側で疎に
することにより、検出結果のゲインを更に上げるように
する構成も可能である。

【００４４】また、上述した例では、投光用の導光体２
２ａ，２２ｂ及び受光用の導光体２３ａ，２３ｂの夫々
の中央部側（ガイドテープ２１側）の端面に対向させて
投光素子２４ａ，２４ｂ及び受光素子２５ａ，２５ｂを
夫々設けるようにしたが、夫々の辺縁部側の端面に対向
させてにそれらの投光素子２４ａ，２４ｂ及び受光素子
２５ａ，２５ｂを夫々設けるようにしても良い。

【００４５】上述した本発明の無人搬送車の誘導装置に
あっては、多数の投光手段及び受光手段を設ける必要は
なく、少数の投光素子２４ａ，２４ｂと受光素子２５
ａ，２５ｂとの設置によって正確なずれ量を検出でき、
光の相互干渉の問題はなく、小型化及び低コスト化を図
ることができる。また、投光用の導光体２３ａ，２３ｂ
における反射部２６（Ｖ溝）の形成ピッチを変化させる
ことにより、出射光量の変化を容易に行うことができ
る。

【００４６】（第３実施の形態：光学式エンコーダ（第
１例））図６は、本発明の第３実施の形態に係るリニア
型の光学式エンコーダ（第１例）の構成を示す図であ
る。図６において、３１は板状をなす導光体である。導
光体３１は、透光性を有するアクリル及びポリカーボネ
ートなどの有機材料からなる。導光体３１の一側面に
は、所定の傾斜角度を有し、端面に平行であるＶ溝から
なる反射部３１ａが、端面と直交する方向に等ピッチで
複数設けられている。導光体３１にあっては、その端面
から導入された光が反射部３１ａを含む各部で反射さ
れ、光放射面から出射する。この反射部３１ａの斜面の
傾斜角度は、この斜面において反射した光が光放射面に
対して略垂直に出射するような角度に設定されている。
よって、反射部３１ａが設けられている位置で光量が極
大を示すパルス光が光放射面から出射される。

【００４７】導光体３１の前記端面に対向させて、投光
素子３２が設けられており、投光素子３２は、導光体３
１の前記端面に光を導入する。また、導光体３１の前記
光放射面にその光入射面を対向させた態様で、受光素子
３３が設けられている。受光素子３３は、導光体３１の
長手方向（図６の白抜矢符方向）に移動する。受光素子
３３には計数器３４が接続されており、計数器３４は、
受光素子３３での受光結果に基づいて、導光体３１の光
放射面から出射される光パルスを計数する。

【００４８】次に、このような構成を有する光学式エン
コーダの検出動作について説明する。投光素子３２から
光が出射され、その出射光は導光体３１の光入射面（端
面）に導入される。この導入された光は、反射部３１ａ
を含む各部で反射されて、導光体３１の光放射面からパ
ルス状の光が出射される。そして、その出射パルス光が
移動する受光素子３３に入射される。

【００４９】計数器３４では、受光素子３３にて受光し
たパルス状の光のパルス数をカウントし、その計数結果
を出力する。この計数結果は移動距離の演算に利用され
る。この光学式エンコーダでは、導光体３１の溝加工
（反射部３１ａ）の間隔をゲージ化することによって、
移動距離を検出し、また単位時間あたりの光パルスの計
数値によって速度も検出できる。

【００５０】上述した光学式エンコーダにあっては、光
軸方向の変動が大きくても使用することができる。ま
た、導光体３１の片面（前記光放射面）のみを使用する
だけであるため、使用しない方の面（反射部３１ａを形
成した面）を固定することによって強度を確保でき、そ
の設置方法を広範囲にすることができる。

【００５１】（第３実施の形態：光学式エンコーダ（第
２例））図７は、本発明の第３実施の形態に係るロータ
リ型の光学式エンコーダ（第２例）の構成を示す図であ
る。図７において、４１は円板状をなす導光体である。
導光体４１は、透光性を有するアクリル及びポリカーボ
ネートなどの有機材料からなる。導光体４１の表面に
は、所定の傾斜角度を有するＶ溝からなる反射部４１ａ
が、周方向に等ピッチで複数設けられている。導光体４
１にあっては、その側面から導入された光が反射部４１
ａを含む各部で反射され、光放射面（裏面）から出射す
る。この反射部４１ａの斜面の傾斜角度は、この斜面に
おいて反射した光が光放射面に対して略垂直に出射する
ような角度に設定されている。また、導光体４１は周方
向（図７の白抜矢符方向）に回転する。よって、反射部
４１ａが設けられている位置で光量が極大を示すパルス
光が光放射面から出射される。

【００５２】導光体４１の前記側面に対向させて、投光
素子４２が設けられており、投光素子４２は、導光体４
１の前記側面に光を導入する。また、導光体４１の前記
光放射面（裏面）にその光入射面を対向させた態様で、
受光素子４３が設けられている。受光素子４３には計数
器４４が接続されており、計数器４４は、受光素子４３
での受光結果に基づいて、導光体４１の光放射面（裏
面）から出射される光パルスを計数する。

【００５３】次に、このような構成を有する光学式エン
コーダの検出動作について説明する。投光素子４２から
光が出射され、その出射光は導光体４１の光入射面（側
面）に導入される。この導入された光は、反射部４１ａ
を含む各部で反射されて、導光体４１の光放射面（裏
面）からパルス状の光が出射される。そして、その出射
パルス光が受光素子４３に入射される。

【００５４】計数器４４では、受光素子４３にて受光し
たパルス状の光のパルス数をカウントし、その計数結果
を出力する。この計数結果は回転角度の演算に利用され
る。この光学式エンコーダでは、導光体４１の溝加工
（反射部４１ａ）の間隔をゲージ化することによって、
回転角度を検出し、また単位時間あたりの光パルスの計
数値によって回転角速度も検出できる。

【００５５】上述した光学式エンコーダにあっては、ゲ
ージ（導光体４１）の側面及び裏面に対向させて投光素
子４２及び受光素子４３を配置する構成であって、ゲー
ジを挾んで投光手段及び受光手段を設けていないため、
その厚さを薄くできるという効果を有する。

【００５６】なお、上述した各実施の形態では導光体の
反射部をＶ溝にて構成することとしたが、反射部の形状
はＵ溝などの他の形状であっても良い。また、このよう
な溝形成とは異なり、白色の光拡散剤を導光体の平面に
印刷するか、または、白色の光拡散シートを導光体の平
面に貼着するかによって、導光体の反射部を構成するよ
うにしても良い。

【００５７】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の第１の位
置センサでは、投光手段から導光体に光を投射し、導光
体から移動体の光反射体に光を照射し、その反射光を導
光体を介して受光手段に入射させ、受光手段での受光量
に基づいて移動体の位置を検出するようにしたので、磁
石を使用していないため、鉄粉などの磁性体が存在する
環境でも移動体の位置検出を行えると共に、移動体には
光反射体を設けるだけで良くて特別な制御回路を設ける
必要がなく、直線作動機のようなものへの応用を簡便に
行うことができる。

【００５８】本発明の第２の位置センサでは、例えば、
移動体に設けた投光手段から導光体に光を投射し、導光
体を伝播した光を導光体近傍に設けた受光手段に入射さ
せ、受光手段での受光量に基づいて移動体の位置を検出
するようにしたので、磁石を使用していないため、鉄粉
などの磁性体が存在する環境でも移動体の位置検出を行
うことができる。

【００５９】また、本発明の無人搬送車の誘導装置で
は、投光手段から一方の導光体に光を投射し、その一方
の導光体から光反射帯に光を照射し、その反射光を他方
の導光体を介して受光手段に入射させ、受光手段での受
光結果に基づいて無人搬送車の光反射帯からのずれ量を
検出するようにしたので、導光体の内部形状を工夫する
ことにより、光反射帯に直交する方向に光の量が均一で
ある均一光も光の量が変化する傾斜光も容易に生成でき
ると共に、多数の投光手段及び受光手段を設ける必要は
なく、光の相互干渉の問題はなく、小型化及び低コスト
化を図ることができる。

【００６０】また、本発明の光学式エンコーダでは、投
光手段から導光体に光を投射し、その導光体を介して受
光手段に入射させ、受光手段での光パルスを計数するよ
うにしたので、光軸方向の変動が大きくても使用できる
と共に、導光体の片面のみを使用するだけであるため、
使用しない方の面を固定することによって強度を確保で
きてその設置方法を広範囲にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施の形態に係る位置センサ（第１例）の
構成を示す図である。

【図２】第１実施の形態に係る位置センサ（第２例）の
構成を示す図である。

【図３】第２実施の形態に係る無人搬送車の誘導装置の
構成を示す図である。

【図４】投光用の導光体の構成及び投光強度分布、並び
に、受光用の導光体の構成及び受光感度分布を示す図で
ある。

【図５】２個の受光素子における受光量を示すグラフで
ある。

【図６】第３実施の形態に係るリニア型の光学式エンコ
ーダ（第１例）の構成を示す図である。

【図７】第３実施の形態に係るロータリ型の光学式エン
コーダ（第２例）の構成を示す図である。

【符号の説明】

１，１１移動体２反射テープ３，１３，３１，４１導光体３ａ，１３ａ，２７，３１ａ，４１ａ反射部４投／受光素子５，１５制御器１２，２４ａ，２４ｂ，３２，４２投光素子１４，２５ａ，２５ｂ，３３，４３受光素子２１ガイドテープ２２ａ，２２ｂ投光用の導光体２３ａ，２３ｂ受光用の導光体２６検出部３４，４４計数器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岡本友良大阪府大阪市中央区城見２丁目１番61号株式会社椿本チエイン内 (72)発明者大志茂純大阪府大阪市中央区城見２丁目１番61号株式会社椿本チエイン内 (72)発明者森田忠大阪府大阪市中央区城見２丁目１番61号株式会社椿本チエイン内 (72)発明者田池広幸大阪府大阪市中央区城見２丁目１番61号株式会社椿本チエイン内 (72)発明者上田敬大阪府大阪市中央区城見２丁目１番61号株式会社椿本チエイン内 (72)発明者駒田稔大阪府大阪市中央区城見２丁目１番61号株式会社椿本チエイン内 (72)発明者柴田直人大阪府大阪市中央区城見２丁目１番61号株式会社椿本チエイン内Ｆターム(参考） 2F065 AA02 BB05 BB15 CC11 FF44 FF59 HH04 LL01 2F103 BA05 BA17 BA43 CA03 DA01 DA12 DA13 EA05 EA12 EA15 EA18 EA19 EA20 EB01 EB11 EB31 EC07 ED21

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光反射体を有する移動体の位置を検出す
る位置センサにおいて、導光体と、該導光体に光を投射
する投光手段と、該投光手段から投射されて前記導光体
内を伝播した後に外部に出て前記移動体の前記光反射体
で反射されて再び前記導光体内を伝播した光を受ける受
光手段と、該受光手段における受光量に基づいて前記移
動体の位置を検出する検出部とを備えることを特徴とす
る位置センサ。
【請求項２】移動体の位置を検出する位置センサにお
いて、導光体と、前記移動体に設けられるかまたは前記
導光体近傍に設けられており、前記導光体に光を投射す
る投光手段と、前記導光体近傍に設けられるかまたは前
記移動体に設けられており、前記投光手段から投射され
て前記導光体内を伝播した光を受ける受光手段と、該受
光手段における受光量に基づいて前記移動体の位置を検
出する検出部とを備えることを特徴とする位置センサ。
【請求項３】光反射帯に沿って走行する無人搬送車に
取り付けられており、該無人搬送車を誘導する装置にお
いて、２つの導光体と、該２つの導光体のうちの一方の
導光体に光を投射する投光手段と、該投光手段から投射
されて前記一方の導光体内を伝播した後に外部に出て前
記光反射帯で反射されて前記２つの導光体のうちの他方
の導光体内を伝播した光を受ける受光手段と、該受光手
段での受光結果に基づいて前記無人搬送車の走行経路の
前記光反射帯からのずれ量を検出する検出部とを備える
ことを特徴とする無人搬送車の誘導装置。
【請求項４】等ピッチにて溝加工が施されている導光
体と、該導光体へ光を投射する投光手段と、該投光手段
から投射されて前記導光体内を伝播した光を受ける受光
手段と、該受光手段で受光した光パルスを計数する計数
器とを備えることを特徴とする光学式エンコーダ。