JP2874813B2 - 直線値測定用電子光学センサー - Google Patents

直線値測定用電子光学センサー

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    • G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光線の反射によって直
線値を測定する電子光学センサーに関するものである。
【０００２】電子光学センサーは、反射目盛りをそなえ
た増分測定器の片側に、秤と対向する少なくとも１つの
電子光学センサーユニットとして、秤の反射目盛りを照
射するよう構成された電子光学エミッタと、秤の目盛り
で反射された光線を感知するよう構成された目盛り付き
焦点板と、焦点板を通って反射した光線を検出するよう
構成された電子光学光レシーバーからなる。
【０００３】
【従来の技術】この種の公知のセンサーの場合、秤の反
射目盛りに光軸を集めるよう、また秤の法線に関して対
称になるよう光エミッタと光レシーバーを構成して、光
エミッタによって放出された光が直接光レシーバーの光
軸の方向に反射されて、感知焦点板を通過した後、光レ
シーバーが受容するようにする。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ますます高まっている
装置の小型化の要求に応えるため、特に感知ユニット、
光学信号の転送増幅を最大限に利用するために複数の感
知ユニットを有する場合のセンサーに用いられる感知ユ
ニットそれぞれの幅に関しては、できるだけ小さい電子
光学構成要素を選択することを最優先するが、しかし、
これは光エミッタと光レシーバーの光軸が一点に集まる
幾何学的構成によって制限を受ける。
【０００５】本願の目的は、前述の種類のセンサーの小
型化が可能な分野を広げることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に関するセンサーは最初に述べた種類のもの
であって、センサーの光エミッタと光レシーバーの光軸
を互いに平行にして並列し、光学グループの前面で秤の
平面に対して鉛直に構成し、この光学グループは、秤の
目盛りで反射して焦点板を通過した光線を光レシーバー
に戻すため、光エミッタで生じる光線を集束させたり屈
折させたりするための光学手段からなることを特徴とす
る。
【０００７】また、光学グループを光エミッタと光レシ
ーバーの２本の光軸と、集束レンズと光屈折部から構成
する２個の光線焦点調節用装置とし、これら装置の間で
光エミッタで放出され反射目盛りで反射する光線を、２
本の光軸と平行に構成するとよい。
【０００８】さらに、光学グループを互いに平行な２本
の導波管として、第一の導波管を光エミッタの光軸、第
二の導波管を光レシーバーの光軸と同一線上に配して、
光屈折面で、光エミッタで生じる光線を第一の導波管の
出口で反射目盛りに向けて屈曲させ、また目盛りで反射
した光線を第二の導波管の入口で光レシーバーの方へ屈
曲させるとよい。
【０００９】光学グループを集束させたり屈折させる光
学手段を、透明な合成材料でできた支持具に装入させる
こともできる。
【００１０】
【作用】上記のように構成された電子光学センサーは、
光エミッタ３から放出された分散光線を、第一のレンズ
によって光軸ｘを中心とした平行な光線１７の束に変換
する。
【００１１】第一の光屈折面１１により、光エミッタ３
の平行光線の束を曲げて傾け、秤１の反射目盛り２上に
集める。
【００１２】第二の光屈折面１３により、秤１の反射目
盛り２によって反射して焦点板１４を通る平行光線を屈
折させて、光レシーバーの光軸を中心に進む光線に変換
する。
【００１３】そして、第二の集束レンズ１２により、第
二の光屈折面１３によって反射された平行光線を光レシ
ーバー４に集束させる。
【００１４】また、秤１と焦点板１４のエッチングのピ
ッチを決定する所定の厚さの空気層１９を、公知の方法
で、これら２つの部品の間に設ける。
【００１５】
【実施例】図１に示すセンサーユニットは、ガラスなど
の透明な材料でできた増分測定用秤１の上部に配置さ
れ、増分測定器の下面は、反射目盛り２をそなえてい
る。反射目盛りは、クロムの薄い層にエッチングで形成
した等間隔の網状の線などで形成される。この線は、セ
ンサーユニットの測定用秤に対する相対移動の方向に伸
びている。測定用秤は図面の面に対して垂直を成してい
る。
【００１６】このセンサーユニットは、上から下へ、以
下のような部品からなる。
【００１７】プリント回路板６の２つの隣接するソケッ
ト５に、それぞれの光軸ｘ、ｘ’が互いに平行になるよ
うに固定された光エミッタ３とオプトエレクトロニック
光レシーバー４。これらはプリント回路板６を介して、
図示省略した信号送り用および処理用の回路に接続され
ている。
【００１８】２つのしぼり８をそなえた光線較正板７。
しぼりの一方は光エミッタ３の前面に、他方は光レシー
バーの前面に配置して、これらの２つの構成部材の光軸
ｘとｘ’と中心を合わせる。
【００１９】透明な合成材料、例えばプレキシグラスと
いう商標名で知られる材料でできた光学グループ９。こ
のグループ９は、互いに、かつ秤１の面に対して平行な
一対の対向する面を有し、この対向面には、光エミッタ
３と光レシーバー光軸ｘとｘ’の軸上に位置する２個の
光線の焦点調節用装置が設けてあり、各調節装置は、そ
れぞれ集束レンズ１０、１２と光屈折部１１、１３とか
らなる。
【００２０】ガラスなどの透明な材料でできた目盛り付
きの焦点板１４。この焦点板は互いに秤１の目盛り２の
線と等しいかあるいは比例するピッチを有する平行で等
間隔な網状線１５をそなえ、秤によって反射した光線を
感知するようになっている。
【００２１】この構成では、プリント回路６、電子光学
的構成部材３と４、光学グループ９、焦点板１４は互い
に固着されており、焦点レンズ１０と１２、反射面１１
と１３は、光学グループを形成している透明合成材料を
モールドすることによって光学グループ９と一体化され
ている。
【００２２】エネルギーの消費を節約するため、電子光
学構成部材は好ましくは赤外線技術、例えば光レシーバ
ー３にＩＲ光ダイオード、光レシーバーにＩＲ光トラン
ジスタを採用してもよい。しかし、これに限定されるも
のではない。
【００２３】電子光学構成部材３と４の前面に配置され
た較正しぼり８は、ここでは光学的効率を良くするため
に用いているが、これらの部材は省略してもよい。
【００２４】また、光学グループ９の構成も図示のもの
に制限されるものではなく、他の構成も本発明の範囲を
超えなければ採用してもよい。したがって、例えば、同
じ効果を発揮できる光学構成部材を、別々にケーシング
に取り付けたり、支持具に装入してもよい。
【００２５】また、２つの光屈折面１１と１３をプリズ
ムの斜めの面２つで構成し、その上端が２本の光軸ｘと
ｘ’を含む面に垂直な面上にあり、かつ光軸の中間に位
置するようにするとともに、２枚のレンズ１０と１２は
逆向きに湾曲させて、つまり凹面の代わりに凸面にし
て、上記二面と向かい合わせるようにしてもよい。
【００２６】同じように、２枚の集束レンズ１０、１２
および２つの光屈折面１１、１３からなる集束用および
屈折用装置の代わりに、２つの電子光学構成部材３、４
の下部に設けた二重の凸型レンズ一枚を用いてもよい。
この場合の光軸は、２つの構成部材の光軸ｘとｘ’に平
行でかつその中間に配置する。このレンズの対向する二
面による光線の屈折によってもたらされる光学的効果に
よって、最終的に同じ末端深さが得られるようにする。
【００２７】図２に示す２番目の実施例は、異なった構
成を採用しているが、これは構造の単純さに特徴があ
る。
【００２８】この場合も同じように、センサーユニット
は光エミッタ３０と光レシーバー４０、ここでは、ＩＲ
光ダイオードと光トランジスタからなる。これらをそれ
ぞれの光軸ｙとｙ’が平行になるように互いに隣接して
配置する。プリント回路６０は、同じく信号処理に必要
な電気的接線構造を有する。
【００２９】このセンサーユニットの光学グループは、
ここでは互いに平行な二本の導波管２０と２１からな
り、第一の管２０は光エミッタ３０の光軸ｙと、第二の
管２１は光レシーバー４０の光軸ｙ’と同一線上にあ
る。二本の導波管はここでも透明の合成材料などからな
る支持具９０に装入され、各導波管がその基部に斜めの
光屈折面１１０と１３０をそれぞれ有し、目盛り１５０
が設けられた感知焦点板１４０と対向している。
【００３０】光学グループ側と対向し、かつ空気層１９
によってそれと隔てられた反射目盛り１００にと測定用
秤１００が設けてある。
【００３１】この構成では、完全な反射によって光線を
伝える二本の導波管２０と２１を例えば二本分の長さの
光学ファイバーで形成できる。
【００３２】以上の方法で、第一の導波管２０の出口で
は、光屈折面１１０により、光エミッタ３０で生じる光
線が秤１００の反射目盛り２００に向けて曲げられ、第
二の導波管２１の入口では、秤によって反射した光線
が、光レシーバー４０の方へ光屈折面１３０により曲げ
られる。
【００３３】
【発明の効果】この発明によれば、以上のように構成し
たので、光学構成要素の寸法を決定したり、光軸を平行
に配置して光エミッタと光レシーバーを幾何学的に組み
合わせることと、光学グループの光線の焦点を合わせた
り直線にする手段が平等に考慮されるので、これら２つ
の構成要素の光軸を一点に集中するように傾けて設けね
ばならず、そのためその距離を広げなければならない公
知の構成と比較した場合、センサーユニットの幅を縮小
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例の縦断面図
【図２】第２実施例の縦断面図
【符号の説明】
１ 増分測定用秤 ２ 反射目盛り ３、３０ 光エミッタ ４、４０ 光軸 ９、９０ 光学グループ １０、１２ 集束レンズ １１、１３ 光屈折部 ２０、２１ 導波管 １１０、１３０ 光屈折面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 591101065 Ｒｕｅ ｄｕ Ｂｕｇｎｏｎ 38，ＣＨ −1020 Ｒｅｎｅｎｓ， Ｓｗｉｔｚｅ ｒｌａｎｄ (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01B 11/00 - 11/30 G01D 5/26 - 5/40

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 反射目盛りをそなえた増分測定器の片側
    に、秤と対向する少なくとも１つのセンサーユニットと
    して、秤の反射目盛りを照射するよう構成された電子光
    学エミッタと、秤の目盛りで反射した光線を感知するよ
    う構成された目盛り付き焦点板、焦点板で反射した光線
    を検出するよう構成された電子光学レシーバーからなる
    直線値測定用の電子光学センサーにおいて、センサーユ
    ニットの光エミッタ３、３０と光レシーバー４、４０の
    光軸ｘｘ’、ｙｙ’を互いに平行にして並列し、光学グ
    ループ９、９０の前面で秤の平面に対して鉛直に構成
    し、前記光学グループは、秤の目盛りで反射して焦点板
    １４、１４０を通過した光線を光レシーバーに戻すた
    め、光エミッタで生じる光線を集束させる手段１０、１
    ２−２０、２１と、屈折させる手段１１、１３−１１
    ０、１３０の光学手段からなることを特徴とする直線値
    測定用電子光学センサー。
  2. 【請求項２】 前記センサーユニットの光学グループ９
    は、前記光エミッタと前記光レシーバーの２本の光軸
    ｘ、ｘ’と、それぞれ集束レンズ１０、１２と光屈折部
    １１、１３からなり間隔を空けて構成された２個の光線
    焦点調節用装置と、前記２個の装置の間で、光エミッタ
    で放出され秤の反射目盛りで反射する光線が、前記２本
    の光軸ｘｘ’と平行であることを特徴とする請求項１記
    載の直線値測定用電子光学センサー。
  3. 【請求項３】 前記センサーユニットの光学グループ９
    は、互いに平行な２本の導波管２０、２１からなり、第
    一の導波管２０は光エミッタ３０の光軸ｙと、第二の導
    波管２１は光レシーバー３１の光軸ｙ’と同一線上にあ
    り、また前記２本の導波管はそれぞれ、前記光エミッタ
    で生じる光線を第一の導波管の出口で秤の反射目盛りに
    向けて屈曲させる光屈折面１１０と、前記目盛りで反射
    した光線を第二の導波管の入口で光レシーバーの方へ屈
    曲させる光屈折面１３０を有することを特徴とする請求
    項１記載の直線値測定用電子光学センサー。
  4. 【請求項４】 センサーユニットの光学グループを形成
    する光線を集束させたり屈折させる光学手段は、透明な
    合成材料でできた支持具に装入されていることを特徴と
    する請求項１記載の直線値測定用電子光学センサー。
JP925492A 1991-01-22 1992-01-22 直線値測定用電子光学センサー Expired - Fee Related JP2874813B2 (ja)

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JPH0650743A JPH0650743A (ja) 1994-02-25
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EP0496072A2 (fr) 1992-07-29
JPH0650743A (ja) 1994-02-25
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