JP3034718B2 - Optical displacement detector - Google Patents

Optical displacement detector

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JP3034718B2
JP3034718B2 JP5050923A JP5092393A JP3034718B2 JP 3034718 B2 JP3034718 B2 JP 3034718B2 JP 5050923 A JP5050923 A JP 5050923A JP 5092393 A JP5092393 A JP 5092393A JP 3034718 B2 JP3034718 B2 JP 3034718B2
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light
optical
plate
reciprocating
condensing
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高宏 諸永
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、物体の変位を非接触
で検出する光学式変位検出装置に関し、特に受光素子と
して例えば光位置検出素子を用いた光位置検出形の光学
式変位検出装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical displacement detecting device for detecting a displacement of an object in a non-contact manner, and more particularly to an optical position detecting type optical displacement detecting device using, for example, an optical position detecting element as a light receiving element. Things.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、高い耐久性、信頼性をもって物体
の回転角度を検出するために、可変抵抗器を用いて物体
に対して電気的に接触した状態で、物体の回転角度を検
出する回転角度検出装置に代わり、被測定体から放射、
或いは被測定体で反射、透過される光を抵抗層を備えた
光位置検出素子で受光し、この光位置検出素子での受光
位置に応じて被測定体の回転角度を検出する非接触形の
光学式変位検出装置が用いられている。このような光学
式変位検出装置としては例えば図12及び図13、並び
に図14に示すようなものが提案されている。図12及
び図13は特開昭61−246620号公報において開
示されている従来の光学式変位検出装置を示す構成図及
び光位置検出素子を示す断面図、図14Aは特開昭61
−124821号公報において開示されている従来の光
学式変位検出装置の光学系の構成図、図14Bは図14
Aに示す従来の光学式変位検出装置の光学系の上視図で
ある。
2. Description of the Related Art In recent years, in order to detect the rotation angle of an object with high durability and reliability, the rotation angle of the object is detected while electrically contacting the object using a variable resistor. Instead of an angle detector, radiate from the measured object,
Alternatively, a non-contact type in which light reflected and transmitted by an object to be measured is received by an optical position detecting element having a resistive layer and the rotation angle of the object to be measured is detected in accordance with the light receiving position of the optical position detecting element. An optical displacement detection device is used. As such an optical displacement detecting device, for example, those shown in FIGS. 12, 13 and 14 have been proposed. 12 and 13 are a configuration diagram and a sectional view showing an optical position detecting element of a conventional optical displacement detecting device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-246620, and FIG.
FIG. 14B is a configuration diagram of an optical system of a conventional optical displacement detection device disclosed in JP-A-124821, and FIG.
FIG. 2 is a top view of the optical system of the conventional optical displacement detection device shown in FIG.

【0003】先ず、図12を参照して特開昭61−24
6620号公報において開示されている従来の光学式変
位検出装置について説明する。図において、1は図示し
ない被測定体としての回転物体に接続されている回転
軸、2はこの回転軸1に挿通されて取り付けられ、この
回転軸1を回転軸として回転する回転スリット板、2a
はこの回転スリット板2に螺旋状に形成され、回転スリ
ット板2の回転に応じてその半径が変化する螺旋状スリ
ット、3は光源、4はこの光源3の光軸の範囲内、且
つ、回転スリット板2と互いに平行に配置される固定ス
リット板、4aはこの固定スリット板4に回転スリット
板2に形成され螺旋状スリット2aと交差するように
形成された固定スリット、5は光源3から出射され、回
転スリット板2の螺旋状スリット2a及び固定スリット
板4の固定スリット4aを介して供給される光を受光す
るため、その受光軸が回転スリット板2の半径方向とな
るように配置された光位置検出素子、6及び8はこの光
位置検出素子5の検出電流出力用の検出電極、7は図示
しない電源回路からのバイアス用電圧を光位置検出素子
5に供給するためのバイアス電圧印加用電極である。
First, referring to FIG.
A conventional optical displacement detection device disclosed in Japanese Patent No. 6620 will be described. In the drawing, reference numeral 1 denotes a rotating shaft connected to a rotating object (not shown) as a measured object, 2 denotes a rotating slit plate which is inserted through and attached to the rotating shaft 1, and rotates with the rotating shaft 1 as a rotating shaft, 2a
Is a helical slit formed in a spiral shape on the rotary slit plate 2, the radius of which changes according to the rotation of the rotary slit plate 2, 3 is a light source, 4 is within the optical axis of the light source 3, and fixed slit plate disposed parallel to each other and the slit plate 2, 4a are formed fixed slits so as to intersect with the helical slit 2a formed in the stationary slit plate 4 twice rolling slit plate 2, 5 denotes a light source 3 Is received from the helical slit 2a of the rotary slit plate 2 and the fixed slit 4a of the fixed slit plate 4 so that the light receiving axis is arranged in the radial direction of the rotary slit plate 2. The detected light position detecting elements 6, 6 and 8 are detection electrodes for outputting a detection current of the light position detecting element 5, and 7 is for supplying a bias voltage from a power supply circuit (not shown) to the light position detecting element 5. Bias is a voltage application electrode.

【0004】続いて検出回路8Aの構成について説明す
る。9は上記光位置検出素子5の検出電極に接続され、
光位置検出素子5からの検出電流I1が供給される入力
端子で、この入力端子9は電流/電圧変換回路12の抵
抗器R1を介して演算増幅回路13の反転入力端子
(−)に接続されると共に、抵抗器R1及びR2を介し
て加算回路14の抵抗器R3の一端に接続される。この
電流/電圧変換回路12の演算増幅回路13の反転入力
端子(−)は抵抗器R2を介してその出力端子に接続さ
れ、この演算増幅回路13の非反転入力端子(+)は接
地されている。また、10は上記光位置検出素子5のバ
イアス電圧印加用電極に接続され、上記光位置検出素子
5のバイアス電圧印加用電極を電流/電圧変換回路12
の接地電位にするための入力端子で、接地されている。
すなわち、この電流/電圧変換回路12は光位置検出素
子5からの検出電流I1を電圧V1に変換するものであ
る。
Next, the configuration of the detection circuit 8A will be described. 9 is connected to the detection electrode of the light position detection element 5;
The input terminal to which the detection current I1 from the optical position detection element 5 is supplied. This input terminal 9 is connected to the inverting input terminal (-) of the operational amplifier circuit 13 via the resistor R1 of the current / voltage conversion circuit 12. At the same time, it is connected to one end of the resistor R3 of the adder circuit 14 via the resistors R1 and R2. The inverting input terminal (-) of the operational amplifier circuit 13 of the current / voltage conversion circuit 12 is connected to its output terminal via a resistor R2, and the non-inverting input terminal (+) of the operational amplifier circuit 13 is grounded. I have. Reference numeral 10 denotes a bias / voltage application electrode of the light position detection element 5 which is connected to the bias / voltage application electrode of the light position detection element 5.
This is an input terminal for setting a ground potential.
That is, the current / voltage conversion circuit 12 converts the detection current I1 from the optical position detection element 5 into the voltage V1.

【0005】加算回路14の抵抗器R3の他端は抵抗器
R5を介して比較積分回路16の抵抗器R6の一端に接
続されると共に、演算増幅回路15の反転入力端子
(−)に接続され、また、この反転入力端子(−)は抵
抗器R5を介して出力端子に接続され、更に抵抗器R4
を介して後述する電流電圧変換回路19の演算増幅回路
20の出力端子に接続され、演算増幅回路15の非反転
入力端子(+)は接地されている。比較積分回路16の
抵抗器R6の他端はコンデンサC1を介して後述する発
光回路24の入力端子に接続されると共に、演算増幅回
路17の反転入力端子(−)に接続され、この演算増幅
回路17の非反転入力端子(+)は基準電源18を介し
て接地されている。すなわち、この比較積分回路16は
反転入力端子(−)に供給される電圧と、非反転入力端
子(+)に供給される電圧を比較し、その結果に基いて
発光回路24を制御する。この発光回路24は制御端子
25を介して光源3を駆動する。
[0005] The other end of the resistor R3 of the adder circuit 14 is connected to one end of a resistor R6 of a comparison and integration circuit 16 via a resistor R5, and to the inverting input terminal (-) of the operational amplifier circuit 15. The inverting input terminal (-) is connected to the output terminal via a resistor R5.
Is connected to the output terminal of the operational amplifier circuit 20 of the current-voltage conversion circuit 19 described later, and the non-inverting input terminal (+) of the operational amplifier circuit 15 is grounded. The other end of the resistor R6 of the comparison and integration circuit 16 is connected to an input terminal of a light emitting circuit 24 to be described later via a capacitor C1 and to an inverting input terminal (-) of an operation amplification circuit 17, and this operation amplification circuit The non-inverting input terminal (+) of 17 is grounded via the reference power supply 18. That is, the comparison and integration circuit 16 compares the voltage supplied to the inverting input terminal (-) with the voltage supplied to the non-inverting input terminal (+), and controls the light emitting circuit 24 based on the result. The light emitting circuit 24 drives the light source 3 via the control terminal 25.

【0006】11は上記光位置検出素子5の検出電極8
に接続され、光位置検出素子5からの検出電流I2が供
給される入力端子で、この入力端子11は電流/電圧変
換回路12の抵抗器R7を介して演算増幅回路20の反
転入力端子(−)に接続されると共に、抵抗器R7及び
R8を介して増幅回路21の抵抗器R9の一端に接続さ
れる。この電流/電圧変換回路19の演算増幅回路20
の反転入力端子(−)は抵抗器R8を介してその出力端
子に接続され、この演算増幅回路20の非反転入力端子
(+)は接地されている。すなわち、この電流/電圧変
換回路19は光位置検出素子5からの検出電流I2を電
圧V2に変換するものである。
Reference numeral 11 denotes a detecting electrode 8 of the light position detecting element 5.
And an input terminal to which a detection current I2 from the optical position detection element 5 is supplied. This input terminal 11 is an inverting input terminal (−) of the operational amplifier circuit 20 via the resistor R7 of the current / voltage conversion circuit 12. ) And connected to one end of a resistor R9 of the amplifier circuit 21 via the resistors R7 and R8. The operational amplifier circuit 20 of the current / voltage conversion circuit 19
Is connected to its output terminal via a resistor R8, and the non-inverting input terminal (+) of the operational amplifier circuit 20 is grounded. That is, the current / voltage conversion circuit 19 converts the detection current I2 from the optical position detection element 5 into the voltage V2.

【0007】増幅回路21の抵抗器R9の他端は抵抗器
R10を介して変位検出出力Vθ用の出力端子23に接
続されると共に、演算増幅回路22の反転入力端子
(−)に接続され、演算増幅回路15の非反転入力端子
(+)は接地されている。次に、図13を参照して、図
12に示した光位置検出素子5の構成について更に詳し
く説明する。この図に示すように、光位置検出素子5は
光電変換層5aを透明抵抗層5b、バイアス電圧印加用
電極7で挟持され、透明抵抗層5bの両端に検出電極6
及び8がそれぞれ設けられた構造とされている。また、
この検出電極6及び8からはそれぞれリード5c及び5
dが接続され、バイアス電圧印加用電極10にはリード
5eが接続され、図12に示した検出回路8の出力端子
10を介して所定バイアス電圧(ここでは接地の場合を
示す)が供給される。
[0007] The other end of the resistor R9 of the amplifying circuit 21 is connected to the resistor R10 output terminal 23 for displacement detection output V theta via the inverting input terminal of the operational amplifier 22 - is connected to the () The non-inverting input terminal (+) of the operational amplifier circuit 15 is grounded. Next, the configuration of the light position detecting element 5 shown in FIG. 12 will be described in more detail with reference to FIG. As shown in this figure, the light position detecting element 5 has a photoelectric conversion layer 5a sandwiched between a transparent resistance layer 5b and a bias voltage application electrode 7, and detection electrodes 6 are provided at both ends of the transparent resistance layer 5b.
And 8 are provided. Also,
From these detection electrodes 6 and 8, leads 5c and 5
d is connected, the lead 5e is connected to the bias voltage applying electrode 10, and a predetermined bias voltage (here, a case of grounding is supplied) via the output terminal 10 of the detection circuit 8 shown in FIG. .

【0008】次に動作について説明する。発光回路24
の駆動により光源3から光が回転スリット板2の方向に
出射されると、出射された光は回転スリット板2上の投
射範囲に投射され、この投射光の内、回転スリット板2
の螺旋状スリット2aと固定スリット板4の固定スリッ
ト4aの交差範囲を通過する光のみが光位置検出素子5
の受光面に入射する。光位置検出素子5の受光面に光束
が入射すると、入射光束は透明抵抗層5bを透過し、光
電変換層5aで光電変換され、その検出電流I1及びI
2が透明抵抗層5bをその両端の検出電極6及び8に向
かって流れる。このとき、検出電流I及びI2の大きさ
は各検出電極6及び8までの距離によって異なるので、
検出電極6からの受光位置Xは、検出電流I1及びI2
から次のように表すことができる。
Next, the operation will be described. Light emitting circuit 24
When the light is emitted from the light source 3 in the direction of the rotary slit plate 2 by the driving of the light source, the emitted light is projected to the projection range on the rotary slit plate 2, and the rotary slit plate 2
The light passing through the intersection of the spiral slit 2a and the fixed slit 4a of the fixed slit plate 4 is only the light position detecting element 5.
Incident on the light receiving surface of. When the light beam enters the light receiving surface of the light position detecting element 5, the incident light beam passes through the transparent resistance layer 5b, is photoelectrically converted by the photoelectric conversion layer 5a, and its detection currents I1 and I1 are detected.
2 flows through the transparent resistance layer 5b toward the detection electrodes 6 and 8 at both ends thereof. At this time, since the magnitudes of the detection currents I and I2 differ depending on the distances to the detection electrodes 6 and 8,
The light receiving position X from the detection electrode 6 is determined by the detection currents I1 and I2.
Can be expressed as follows.

【0009】 X=L×I2/(I1+I2) ・・・(1)X = L × I2 / (I1 + I2) (1)

【0010】但し、上記(1)式において、Lは光位置
検出素子5の受光長である。そこで、図12の検出回路
8Aにおいて、検出電流I1及びI2を各々電流/電圧
変換回路12及び19で電圧V1及びV2に変換し、加
算回路14で加算出力(V1+V2)を求め、この加算
出力(V1+V2)が所定の値となるよう比較積分回路
16で発光回路24を介して光源3の発光強度を制御
し、一方の電流I2に相当する電圧V2を増幅回路21
で所定のゲインをかけて出力することにより、光位置検
出素子5の受光位置Xに相当し、回転スリット板2の回
転角度θに対応した回転角度出力Vθを得る。つまり、
回転スリット板2が回転軸1と共に回転すると、回転ス
リット板2の螺旋状スリット2aと固定スリット板4の
固定スリット4aの交差範囲は回転スリット板2の半径
方向に順次移動し、光位置検出素子5上での受光位置は
回転スリット板2の半径方向に移動して回転スリット板
2の回転角度に応じて変化するので、光位置検出素子5
上での受光位置を光位置検出素子5の検出電極6及び8
からの出力電流の出力電流比を図12に示す検出回路8
Aで検出することによって、回転軸1の回転角度を検出
することができる。従って、回転軸1を接続している被
測定体の回転角度を検出することができる。
In the above equation (1), L is the light receiving length of the light position detecting element 5. Therefore, in the detection circuit 8A of FIG. 12, the detection currents I1 and I2 are converted into voltages V1 and V2 by the current / voltage conversion circuits 12 and 19, respectively, and the addition circuit 14 obtains an addition output (V1 + V2). (V1 + V2) becomes a predetermined value by controlling the light emission intensity of the light source 3 via the light emitting circuit 24 by the comparing and integrating circuit 16 and applying the voltage V2 corresponding to one current I2 to the amplifying circuit 21.
In by outputting over a predetermined gain corresponds to the light receiving position X of the light position detecting element 5, to obtain a rotation angle output V theta corresponding to the rotation angle of the rotary slit plate 2 theta. That is,
When the rotary slit plate 2 rotates together with the rotary shaft 1, the crossing range of the spiral slit 2a of the rotary slit plate 2 and the fixed slit 4a of the fixed slit plate 4 sequentially moves in the radial direction of the rotary slit plate 2, and the light position detecting element The light receiving position on the moving slit 5 moves in the radial direction of the rotating slit plate 2 and changes according to the rotation angle of the rotating slit plate 2.
The light receiving position is determined by detecting electrodes 6 and 8 of light position detecting element 5.
The detection circuit 8 shown in FIG.
By detecting at A, the rotation angle of the rotating shaft 1 can be detected. Therefore, the rotation angle of the object to be measured to which the rotation shaft 1 is connected can be detected.

【0011】次に、図14を参照して特開昭61−12
4821号公報において開示されている従来の光学式変
位検出装置について説明する。この図14において、図
12及び図13と対応する部分には同一符号を付し、そ
の詳細説明を省略する。図において、30は図14Aに
示すようにその形状が筒状となっているケース、31は
回転軸1を支持するための回転軸受け、32はケース9
の内側、且つ、このケース3の回転軸受け31側に取り
付けられた環状の素子支持基板、33はケース30の内
側、且つ、ケース30の内側に取り付けられた環状の素
子支持基板32上に素子支持基板32と同様に取り付け
られた環状の光位置検出素子である。また、34はケー
ス30の内側にその光出射方向を向け、回転軸1と光軸
が一致するようケース30の孔に取り付けられ、光源3
からの光を光位置検出素子33に入射させるための回転
スリット部材である。この回転スリット部材34は、そ
の内部に光反射層34dが形成されている透光体34a
からなり、この透光体34aは、光源3からの光を通過
させるための光源側スリット34b、光源側スリット3
4bから入射した光を反射させるため第1反射面34
c、この第1反射面34cで反射された光を反射する第
2反射面34e、この第2反射面34eで反射された光
を光位置検出素子33に入射させるための受光側スリッ
ト34fが形成されている。
Next, referring to FIG.
A conventional optical displacement detection device disclosed in Japanese Patent No. 4821 will be described. In FIG. 14, portions corresponding to those in FIGS. 12 and 13 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. In the drawing, reference numeral 30 denotes a case having a cylindrical shape as shown in FIG. 14A, 31 denotes a rotating bearing for supporting the rotating shaft 1, and 32 denotes a case 9
And an annular element support board 33 attached to the inside of the case 3 and on the side of the rotating bearing 31 of the case 3. An element support board 33 is provided inside the case 30 and on an annular element support board 32 attached to the inside of the case 30. An annular light position detecting element attached similarly to the substrate 32. 34 is attached to the hole of the case 30 so that the light emission direction is directed to the inside of the case 30 so that the rotation axis 1 and the optical axis coincide with each other.
Is a rotating slit member for causing light from the light to enter the light position detecting element 33. The rotating slit member 34 is formed of a light transmitting body 34a having a light reflecting layer 34d formed therein.
The light transmitting body 34a includes a light source side slit 34b and a light source side slit 3b for allowing light from the light source 3 to pass therethrough.
4b to reflect the light incident from the first reflection surface 34b
c, a second reflecting surface 34e for reflecting the light reflected on the first reflecting surface 34c, and a light receiving side slit 34f for allowing the light reflected on the second reflecting surface 34e to enter the light position detecting element 33. Have been.

【0012】次に動作について説明する。光源3から光
が出射されると、この出射光の一部が回転スリット部材
34の光源側スリット34bから透光体34aに入射す
る。この光は、図14Aにおいて実線の矢印で示すよう
に、この透光体34a内部に形成された第1反射面34
cの光反射層34dで反射され、この透光体34aを透
過して第2反射面34eに到達し、この第2反射面34
eの光反射層で反射され、更にこの透光体34aを透過
した後に受光側スリット34fから光位置検出素子33
の受光面に入射する。この場合、回転スリット部材34
の回転と共に光位置検出素子33に対する光の投射範囲
(スポット)35が変化するので、光位置検出素子33
上での受光位置を光位置検出素子33の検出電極に接続
されている出力端子6及び8からの出力電流の出力電流
比を図示しない検出系で検出することによって、回転軸
1の回転角度を検出することができる。従って、回転軸
1を接続している被測定体の回転角度を検出することが
できる。
Next, the operation will be described. When light is emitted from the light source 3, a part of the emitted light enters the light transmitting body 34a from the light source side slit 34b of the rotary slit member 34. This light is reflected by the first reflecting surface 34 formed inside the light transmitting body 34a as shown by the solid arrow in FIG. 14A.
c, the light is reflected by the light reflecting layer 34d, passes through the light transmitting body 34a, reaches the second reflecting surface 34e, and is reflected by the second reflecting surface 34e.
e, reflected by the light reflecting layer, and further transmitted through the light transmitting body 34a, and then the light position detecting element 33
Incident on the light receiving surface of. In this case, the rotating slit member 34
The light projection range (spot) 35 on the light position detection element 33 changes with the rotation of the light position detection element 33.
The rotation angle of the rotating shaft 1 is determined by detecting the above light receiving position by detecting the output current ratio of the output current from the output terminals 6 and 8 connected to the detection electrodes of the light position detection element 33 by a detection system (not shown). Can be detected. Therefore, the rotation angle of the object to be measured to which the rotation shaft 1 is connected can be detected.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】従来の光学式変位検出
装置は以上のように構成されているので、図12及び図
13を用いて説明した光学式変位検出装置においては、
回転角度変化を光位置検出素子5の半径方向の受光位置
でスリット位置変化に対して1対1で検出するようにし
ているので、螺旋状スリット2a及び固定スリット4a
を細かくしないで検出精度を向上させようとすると、半
径方向に検出距離を伸ばさざるを得なくなり、装置の径
が大きくなり、しかも光源3からスリットを介して所定
のスポット径を得るようにしているので、光源3の発光
量を増す必要があり、それだけ光源3の寿命が短くなる
などの問題点があった。
Since the conventional optical displacement detecting device is configured as described above, the optical displacement detecting device described with reference to FIGS.
Since the change in the rotation angle is detected on a one-to-one basis with respect to the change in the slit position at the light receiving position in the radial direction of the optical position detecting element 5, the spiral slit 2a and the fixed slit 4a
In order to improve the detection accuracy without reducing the size, the detection distance has to be extended in the radial direction, the diameter of the device becomes large, and a predetermined spot diameter is obtained from the light source 3 through a slit. Therefore, it is necessary to increase the light emission amount of the light source 3, and there is a problem that the life of the light source 3 is shortened accordingly.

【0014】また、図14を用いて説明した光学式変位
検出装置においては、光位置検出素子33の受光面での
スポットの径が、受光側スリット34fを透過する斜め
透過光の存在により、図14bに示す光の投射範囲(ス
ポット)35の径が、受光側スリット34fの径よりも
大きくなるので、光位置検出素子33の受光長を有効に
利用することができず、検出角度範囲が狭い場合や、検
出角度範囲が2πに近い場合の測定には不向きであると
共に、回転軸1と同軸に光源3が配置されているので両
軸構成を採用することができないなどの問題点があっ
た。
In the optical displacement detecting device described with reference to FIG. 14, the diameter of the spot on the light receiving surface of the light position detecting element 33 is determined by the presence of obliquely transmitted light transmitted through the light receiving side slit 34f. Since the diameter of the light projection range (spot) 35 shown in 14b is larger than the diameter of the light receiving side slit 34f, the light receiving length of the light position detecting element 33 cannot be effectively used, and the detection angle range is narrow. In addition, it is not suitable for measurement when the detection angle range is close to 2π, and the light source 3 is arranged coaxially with the rotating shaft 1, so that a dual-axis configuration cannot be adopted. .

【0015】この発明はこのような問題点を解決するた
めになされたもので、角度検出範囲の大小にかかわらず
高い精度で被測定体の変位を検出できると共に、簡単に
両軸化が実現でき、小型、且つ、光源の長寿命化を図る
ことのできる光学式変位検出装置を得ることを目的とす
る。
The present invention has been made in order to solve such a problem, and it is possible to detect the displacement of the object to be measured with high accuracy regardless of the size of the angle detection range, and to easily realize biaxial conversion. It is an object of the present invention to obtain an optical displacement detection device which is small in size and can extend the life of the light source.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明に係
る光学式変位検出装置は、被測定体に取り付けられるか
その一部である回転軸と、この回転軸に取り付けられて
一体に回転し、側周部が光学拡散面とされた回転板と、
この回転板の上記光学拡散面に光を照射する光源と、上
記回転板の上記光学拡散面からの反射光を集光する集光
光学系と、この集光光学系の略集光位置に配置された光
位置検出素子とを備え、上記回転板は上記集光光学系と
上記側周部の光反射位置との距離が上記回転軸の回転角
度に応じて異なるように形成され、上記光位置検出素子
上の光入射位置により、三角測距の原理に基いて上記被
測定体の変位を検出するようにしたものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an optical displacement detecting device which is attached to or a part of an object to be measured, and which is attached to the rotating shaft and integrally rotates. And a rotating plate whose side peripheral portion is an optical diffusion surface,
A light source for irradiating the optical diffusion surface of the rotary plate with light; a condensing optical system for condensing light reflected from the optical diffusion surface of the rotary plate; and a light condensing optical system disposed substantially at a condensing position. The rotating plate is formed such that the distance between the condensing optical system and the light reflecting position of the side peripheral portion differs according to the rotation angle of the rotating shaft, The displacement of the object to be measured is detected based on the light incident position on the detection element based on the principle of triangulation .

【0017】また請求項2記載の発明に係る光学式変位
検出装置は、被測定体に取り付けられるかその一部であ
る回転軸と、この回転軸に取り付けられて一体に回転
し、側周部が光学拡散面とされた回転板と、この回転板
の上記光学拡散面に光を照射する光源と、上記回転板の
上記光学拡散面からの反射光を集光する集光光学系と、
この集光光学系の略集光位置に配置された光位置検出素
子とを備え、上記回転板は上記集光光学系と上記側周部
の光反射位置との距離が上記回転軸の回転角度に応じて
異なるように形成され、上記回転軸の回転角度と上記回
転板の半径の関係を、上記被測定体の回転角度に応じて
決定し、上記光位置検出素子上の光入射位置に基いて上
記被測定体の変位を検出するようにしたものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an optical displacement detecting device which is attached to or a part of a body to be measured, and which is attached to the rotating shaft and rotates integrally therewith. A rotating plate having an optical diffusing surface, a light source that irradiates the optical diffusing surface of the rotating plate with light, and a condensing optical system that collects light reflected from the optical diffusing surface of the rotating plate,
A light position detecting element disposed substantially at a light condensing position of the light condensing optical system, wherein the rotating plate is arranged such that a distance between the light condensing optical system and the light reflection position of the side peripheral portion is a rotation angle of the rotating shaft. The relationship between the rotation angle of the rotation shaft and the radius of the rotation plate is determined according to the rotation angle of the measured object, and based on the light incident position on the light position detection element. In addition, the displacement of the object to be measured is detected.

【0018】また請求項3記載の発明に係る光学式変位
検出装置は、被測定体に取り付けられるかその一部であ
る往復軸と、この往復軸に取り付けられて一体に移動
し、側辺部が光学拡散面とされた往復板と、この往復板
の上記光学拡散面に光を照射する光源と、上記往復板の
上記光学拡散面からの反射光を集光する集光光学系と、
この集光光学系の略集光位置に配置された光位置検出素
子とを備え、上記往復板は上記集光光学系と上記側辺部
の光反射位置との距離が上記往復軸のストロークによっ
て異なるように形成され、上記光位置検出素子上の光入
射位置により、三角測距の原理に基いて上記被測定体の
変位を検出するようにしたものである。
According to a third aspect of the present invention, there is provided an optical displacement detecting device, wherein the reciprocating shaft is attached to or is a part of the object to be measured, and the reciprocating shaft is attached to the reciprocating shaft so as to move integrally therewith. A reciprocating plate having an optical diffusing surface, a light source for irradiating the optical diffusing surface of the reciprocating plate with light, and a condensing optical system for condensing light reflected from the optical diffusing surface of the reciprocating plate,
A light position detecting element arranged at a substantially light condensing position of the light condensing optical system, wherein a distance between the light condensing optical system and the light reflection position of the side portion is determined by a stroke of the reciprocating shaft. It is formed differently, and detects the displacement of the object to be measured based on the principle of triangulation based on the light incident position on the light position detecting element.

【0019】また請求項4記載の発明に係る光学式変位
検出装置は、被測定体に取り付けられるかその一部であ
る往復軸と、この往復軸に取り付けられて一体に移動
し、側辺部が光学拡散面とされた往復板と、この往復板
の上記光学拡散面に光を照射する光源と、上記往復板の
上記光学拡散面からの反射光を集光する集光光学系と、
この集光光学系の略集光位置に配置された光位置検出素
子とを備え、上記往復板は上記集光光学系と上記側辺部
の光反射位置との距離が上記往復軸のストロークによっ
て異なるように形成され、上記往復軸のストローク変位
と上記往復板の側辺部の関係を、上記被測定体のストロ
ークに応じて決定し、上記光位置検出素子上の光入射位
置に基いて上記被測定体の変位を検出するようにしたも
のである。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an optical displacement detecting device, wherein the reciprocating shaft is attached to or is a part of the object to be measured, and the reciprocating shaft is attached to the reciprocating shaft so as to move integrally therewith. A reciprocating plate having an optical diffusing surface, a light source for irradiating the optical diffusing surface of the reciprocating plate with light, and a condensing optical system for condensing light reflected from the optical diffusing surface of the reciprocating plate,
A light position detecting element arranged at a substantially light condensing position of the light condensing optical system, wherein a distance between the light condensing optical system and the light reflection position of the side portion is determined by a stroke of the reciprocating shaft. The relationship between the stroke displacement of the reciprocating shaft and the side of the reciprocating plate is determined in accordance with the stroke of the object to be measured, and based on the light incident position on the light position detecting element, The displacement of the object to be measured is detected.

【0020】[0020]

【作用】請求項1記載の発明においては、回転板の光学
拡散面からの反射光を集光する集光光学系の略集光位置
に配置された光位置検出素子上の光入射位置により、三
角測距の原理に基いて、被測定体の回転角度を検出す
。これにより、角度検出範囲の大小にかかわらず精度
良く回転角度を検出でき、両軸構成が容易、且つ、小型
で、光源が長寿命の装置を得ることができる。
According to the first aspect of the present invention, the light incident position on the light position detecting element arranged at a substantially condensing position of the condensing optical system for condensing the reflected light from the optical diffusion surface of the rotary plate is determined by: The rotation angle of the measured object is detected based on the principle of triangulation . This ensures that can accurately detect the rotation angle regardless of the magnitude of the angle detection range, easy both axes configuration and compact, the light source can be obtained a device lifetime.

【0021】また請求項2記載の発明においては、回転
軸の回転角と回転板の半径の関係を、三角測距の原理に
基いて、被測定体の回転角度に応じてリニアな出力が得
られるよう回転板の半径変化を決定する。これにより、
角度検出範囲の大小にかかわらず精度良く回転角度を検
出でき、両軸構成が容易、且つ、小型で安価であり、且
つ光源が長寿命の装置を得ることができる。
According to the second aspect of the present invention, the relationship between the rotation angle of the rotating shaft and the radius of the rotating plate is determined based on the principle of triangulation to obtain a linear output according to the rotation angle of the object to be measured. The radius change of the rotating plate is determined so as to be able to be performed. This allows
It is possible to accurately detect the rotation angle regardless of the size of the angle detection range, and to obtain a device that is easy to configure with two axes, is small, inexpensive, and has a long light source life.

【0022】また請求項3記載の発明においては、往復
板の往復中心から側辺部までの距離が往復軸のストロー
クによって異なるように形成された往復板光学拡散面か
らの反射光を集光光学系で集光し、この集光光学系の略
集光位置に配置された光位置検出素子上の光入射位置に
より、三角測距の原理に基いて、被測定体のストローク
変位を検出する。これにより、ストローク検出範囲の大
小にかかわらず精度良くストローク変位を検出でき、両
軸構成が容易、且つ、小型で、光源が長寿命の装置を得
ることができる。
According to the third aspect of the present invention, the reflected light from the optically diffusing surface of the reciprocating plate formed so that the distance from the reciprocating center of the reciprocating plate to the side portion varies depending on the stroke of the reciprocating shaft. The light is condensed by a system, and the stroke displacement of the object to be measured is detected based on the principle of triangulation based on the light incident position on a light position detecting element arranged at a substantially light condensing position of the light condensing optical system. Thus, it is possible to accurately detect the stroke displacement regardless of the size of the stroke detection range, and it is possible to obtain a device that is easy to configure with two axes, is small, and has a long light source life.

【0023】また請求項4記載の発明においては、往復
軸のストローク変位と往復板の側辺部の関係を、三角測
距の原理に基いて、被測定体のストロークに応じてリニ
アな出力が得られるよう往復板の側辺部変化を決定す
る。これにより、ストローク検出範囲の大小にかかわら
ず精度良くストローク変位を検出でき、両軸構成が容
易、且つ、小型で安価であり、且つ光源が長寿命の装置
を得ることができる。
According to the fourth aspect of the invention, the relationship between the stroke displacement of the reciprocating shaft and the side of the reciprocating plate is determined based on the principle of triangulation by linear output according to the stroke of the object to be measured. The side change of the reciprocating plate is determined so as to obtain. Accordingly, it is possible to accurately detect the stroke displacement regardless of the size of the stroke detection range, and to obtain a device in which the two-axis configuration is easy, small, inexpensive, and the light source has a long life.

【0024】[0024]

【実施例】【Example】

実施例1.以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図1はこの発明の一実施例の光学変位検出装置の
光学系を示す構成図であり、図において、図12〜図1
4と対応する部分には同一符号を付し、その詳細説明を
省略する。図において、回転軸受け31をケース30の
両端に取り付け、この2つの回転軸受け31で回転軸1
を支持し、両軸構成にする。また、40はその外周面
(側周部)を光学拡散面とした回転板で、この回転板4
0を回転軸1に固定し、この回転軸1と連動して回転す
るようにする。
Embodiment 1 FIG. An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram showing an optical system of an optical displacement detection device according to one embodiment of the present invention.
4 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. In the figure, a rotating bearing 31 is attached to both ends of a case 30 and the two rotating bearings 31
And a double shaft configuration. Reference numeral 40 denotes a rotary plate whose outer peripheral surface (side peripheral portion) has an optical diffusion surface.
0 is fixed to the rotating shaft 1 so as to rotate in conjunction with the rotating shaft 1.

【0025】41は素子支持基板、42は絞り部材、4
3はコリメータレンズ、44は支持部材、45は回転板
40の光学拡散面からの反射光を光位置検出素子5に集
光するためのコンデンサレンズであり、この図に示すよ
うに、素子支持基板45をケース30の内部の天井部分
に取り付け、この素子支持基板45にその光出射方向を
回転軸1の方向となるよう例えばLED等の光源3を取
り付け、絞り部材42を光源3との光軸を合致させるよ
うに光源3の外周面にはめ合わせて固定し、この支持部
材42でコリメータレンズ43を支持し、支持部材44
を光位置検出素子5の外周面にはめ合わせて固定し、こ
の支持部材44でコンデンサレンズ45を支持するよう
にする。回転の角度検出範囲の大小にかかわらず高い精
度で被測定体の回転角度を検出できると共に、光学系を
ケース30内の片側にコンパクトに形成できるので、簡
単に両軸化を実現することができ、且つ、装置を小型に
することができる。
Reference numeral 41 denotes an element supporting substrate; 42, an aperture member;
Reference numeral 3 denotes a collimator lens, reference numeral 44 denotes a support member, and reference numeral 45 denotes a condenser lens for condensing light reflected from the optical diffusion surface of the rotary plate 40 on the optical position detection element 5. As shown in FIG. A light source 3 such as an LED is attached to the element support substrate 45 so that the light emission direction is the direction of the rotation axis 1, and the diaphragm member 42 is attached to the optical axis with the light source 3. The collimator lens 43 is supported by the support member 42 and the support member 44 is fixed.
Is fitted to the outer peripheral surface of the light position detecting element 5 and is fixed, and the condenser lens 45 is supported by the support member 44. Regardless of the size of the rotation angle detection range, the rotation angle of the object to be measured can be detected with high accuracy, and the optical system can be formed compactly on one side in the case 30. In addition, the size of the device can be reduced.

【0026】ここで、上記コリメータレンズ43及びコ
ンデンサレンズ45は例えばポリメチルメタアクリレー
ト(PMMA)、ポリカーボネイト(PC)等の光学プ
ラスチックで成形したプラスチック成形品を用いればコ
ストを削減することができっる。次に動作について説明
する。図1Bにおいて光源3から照射された光はコリメ
ータレンズ43、絞り42を透過して所定径の平行光束
となって回転板40の外周面に入射し、この外周面上の
光学拡散面で反射される。そしてこの反射光はコンデン
サレンズ45によって光位置検出素子5の受光面上に集
束する。ここで回転軸1が回転すると、この集束したス
ポット光が光位置検出素子5上を移動する。従って、光
位置検出素子5の光入射位置は回転板40、すなわち、
回転軸1の回転角度と等しくなり、図12〜図14を参
照して説明した従来装置と同様に光位置検出素子5の検
出電極から検出電流I1及びI2が得られ、例えばこの
検出電流I1及びI2を従来装置と同様の検出回路で検
出すれば光入射位置Xに相当する回転角度Vθを得るこ
とができる。
Here, the cost can be reduced if the collimator lens 43 and the condenser lens 45 are made of a plastic molded product made of an optical plastic such as polymethyl methacrylate (PMMA) or polycarbonate (PC). . Next, the operation will be described. In FIG. 1B, the light emitted from the light source 3 passes through the collimator lens 43 and the diaphragm 42, becomes a parallel light beam having a predetermined diameter, enters the outer peripheral surface of the rotating plate 40, and is reflected by the optical diffusion surface on this outer peripheral surface. You. The reflected light is focused on the light receiving surface of the light position detecting element 5 by the condenser lens 45. Here, when the rotating shaft 1 rotates, the focused spot light moves on the light position detecting element 5. Therefore, the light incident position of the light position detecting element 5 is the rotating plate 40, that is,
The rotation angle becomes equal to the rotation angle of the rotation shaft 1, and detection currents I1 and I2 are obtained from the detection electrodes of the optical position detection element 5 in the same manner as in the conventional device described with reference to FIGS. If I2 is detected by a detection circuit similar to that of the conventional device, a rotation angle corresponding to the light incident position X can be obtained.

【0027】この例においては、三角測距の原理に基い
ており、反射面と受光部の距離変化率を大きくすること
で、受光面の端から端までを有効に検出できるので、検
出角度範囲が狭くても精度良く検出できると共に、最大
検出角度範囲をほぼ2πとでき、更に小径の受光面の光
位置検出素子であっても精度良く検出できるので、装置
を小径の小型なものにできると共に、両軸構成とするこ
とができる。また、光源3はスリットを介在することな
く直接光源拡散面を照射するので、それだけ発光量を小
さくすることができ、長寿命化が可能となる。
This example is based on the principle of triangulation and, by increasing the rate of change of the distance between the reflecting surface and the light receiving section, the entire light receiving surface can be effectively detected. And the maximum detection angle range can be set to approximately 2π, and even a small-diameter light-receiving surface light-detecting element can be detected with high accuracy, so that the device can be made small and small. , A double shaft configuration. In addition, since the light source 3 directly irradiates the light source diffusion surface without interposing a slit, the light emission amount can be reduced accordingly and the life can be extended.

【0028】実施例2.上記実施例においては、光源3
からの光を絞り部材42及びコリメータレンズ43を介
して回転板40の光学拡散面に照射するようにした場合
について説明したが、図2Aに示すように、ケース30
に回転板40の光学拡散面に対して45度の反射面を有
するプリズム47を支持固定するようにしても良い。こ
の場合、コリメータレンズ43及び絞り部材42を透過
した光源3からの光がプリズム47で90度偏向され、
回転板40の光学拡散面にその偏向光が照射され、回転
板40の光学拡散面で反射した光がプリズム47で再び
90度に偏向され、その偏向光がコンデンサレンズ45
により光位置検出素子5の受光面上に入射される。この
場合も上述と同様に、検出角度範囲が狭くても精度良く
検出できると共に、最大検出角度範囲をほぼ2πとで
き、更に小径の受光面の光位置検出素子であっても精度
良く検出できるので、装置を小径の小型なものにできる
と共に、両軸構成とすることができ、光源を長寿命化す
ることができる。更に、反射面にAl等の金属を蒸着し
て反射鏡を形成すれば反射率を向上させることができ
る。
Embodiment 2 FIG. In the above embodiment, the light source 3
From the case 30 is radiated to the optical diffusion surface of the rotary plate 40 via the aperture member 42 and the collimator lens 43. However, as shown in FIG.
Alternatively, a prism 47 having a 45-degree reflecting surface with respect to the optical diffusion surface of the rotating plate 40 may be supported and fixed. In this case, the light from the light source 3 transmitted through the collimator lens 43 and the aperture member 42 is deflected by 90 degrees by the prism 47,
The polarized light of the rotating plate 40 is irradiated with the deflected light, and the light reflected by the optical diffusing surface of the rotating plate 40 is again deflected by 90 degrees by the prism 47, and the deflected light is condensed by the condenser lens 45.
As a result, the light is incident on the light receiving surface of the light position detecting element 5. Also in this case, similarly to the above, even if the detection angle range is narrow, detection can be performed with high accuracy, the maximum detection angle range can be set to approximately 2π, and even a light-position detection element having a light receiving surface with a smaller diameter can be detected with high accuracy. In addition, the device can be reduced in size to a small diameter, and can be configured as a double shaft, so that the life of the light source can be extended. Further, if a reflecting mirror is formed by depositing a metal such as Al on the reflecting surface, the reflectance can be improved.

【0029】実施例3. また、図2Bに示すように、ケース30に回転板40の
光学拡散面に対して45度の角度の平面反射鏡48を支
持固定するようにしても良い。この場合、コリメータレ
ンズ43及び絞り部材42を透過した光源3からの光が
平面反射板48で90度偏向され、回転板40の光学拡
散面にその偏向光が照射され、回転板40の光学拡散面
で反射した光が平面反射板48で再び90度に偏向さ
れ、その偏向光がコンデンサレンズ45により光位置検
出素子5の受光面上に入射される。この場合も上述と同
様に、検出角度範囲が狭くても精度良く検出できると共
に、最大検出角度範囲をほぼ2πとでき、更に小径の受
光面の光位置検出素子であっても精度良く検出できるの
で、装置を小径の小型なものにできると共に、両軸構成
とすることができ、光源を長寿命化することができる。
Embodiment 3 FIG. Further, as shown in FIG. 2B, a planar reflecting mirror 48 at an angle of 45 degrees with respect to the optical diffusion surface of the rotating plate 40 may be supported and fixed to the case 30. In this case, the light from the light source 3 that has passed through the collimator lens 43 and the aperture member 42 is deflected by 90 degrees by the plane reflector 48, and the deflected light is applied to the optical diffusion surface of the rotating plate 40, and the optical diffusion of the rotating plate 40 is performed. The light reflected by the surface is again deflected by 90 degrees by the plane reflector 48, and the deflected light is incident on the light receiving surface of the light position detecting element 5 by the condenser lens 45. Also in this case, similarly to the above, even if the detection angle range is narrow, detection can be performed with high accuracy, the maximum detection angle range can be set to approximately 2π, and even a light-position detection element having a light receiving surface with a smaller diameter can be detected with high accuracy. In addition, the device can be reduced in size to a small diameter, and can be configured as a double shaft, so that the life of the light source can be extended.

【0030】実施例4. また、図2Cに示すように、ケース30の表面にメッ
キ、蒸着等で回転板40の光学拡散面に対して45度の
角度の鏡面30aを形成しても良い。この場合、コリメ
ータレンズ43及び絞り部材42を透過した光源3から
の光が鏡面30aで90度偏向され、回転板40の光学
拡散面にその偏向光が照射され、回転板40の光学拡散
面で反射した光が鏡面30aで再び90度に偏向され、
その偏向光がコンデンサレンズ45により光位置検出素
子5の受光面上に入射される。この場合も上述と同様
に、検出角度範囲が狭くても精度良く検出できると共
に、最大検出角度範囲をほぼ2πとでき、更に小径の受
光面の光位置検出素子であっても精度良く検出できるの
で、装置を小径の小型なものにできると共に、両軸構成
とすることができ、光源を長寿命化することができる。
Embodiment 4 FIG. Further, as shown in FIG. 2C, a mirror surface 30a at an angle of 45 degrees with respect to the optical diffusion surface of the rotating plate 40 may be formed on the surface of the case 30 by plating, vapor deposition, or the like. In this case, the light from the light source 3 that has passed through the collimator lens 43 and the aperture member 42 is deflected by 90 degrees at the mirror surface 30 a, and the deflected light is applied to the optical diffusion surface of the rotating plate 40. The reflected light is again deflected to 90 degrees by the mirror surface 30a,
The deflected light is incident on the light receiving surface of the light position detecting element 5 by the condenser lens 45. Also in this case, similarly to the above, even if the detection angle range is narrow, detection can be performed with high accuracy, the maximum detection angle range can be set to approximately 2π, and even a light-position detection element having a light receiving surface with a smaller diameter can be detected with high accuracy. In addition, the device can be reduced in size to a small diameter, and can be configured as a double shaft, so that the life of the light source can be extended.

【0031】実施例5.上記実施例においては、光源3
からの光を絞り部材42及びコリメータレンズ43を介
して回転板40の光学拡散面に照射するようにした場合
について説明したが、図3Aに示すように、ケース30
に回転板40の光学拡散面に対して90度の狭角をなす
2つの反射面を有する台形プリズム49を支持固定する
ようにしても良い。この場合、コリメータレンズ43及
び絞り部材42を透過した光源3からの光が台形プリズ
ム49で2回90度偏向、すなわち、180度偏向さ
れ、回転板40の光学拡散面にその偏向光が照射され、
回転板40の光学拡散面で反射された光が台形プリズム
49で再び2回90度偏向、すなわち、180度に偏向
され、その偏向光がコンデンサレンズ45により光位置
検出素子5の受光面上に入射される。
Embodiment 5 FIG. In the above embodiment, the light source 3
From the case 30 is radiated to the optical diffusion surface of the rotary plate 40 via the aperture member 42 and the collimator lens 43, but as shown in FIG.
Alternatively, a trapezoidal prism 49 having two reflection surfaces forming a narrow angle of 90 degrees with the optical diffusion surface of the rotating plate 40 may be supported and fixed. In this case, the light from the light source 3 transmitted through the collimator lens 43 and the aperture member 42 is deflected twice 90 degrees, that is, 180 degrees by the trapezoidal prism 49, and the deflected light is applied to the optical diffusion surface of the rotating plate 40. ,
The light reflected by the optical diffusion surface of the rotating plate 40 is again deflected by 90 degrees by the trapezoidal prism 49 twice, that is, deflected by 180 degrees, and the deflected light is condensed on the light receiving surface of the light position detecting element 5 by the condenser lens 45. Incident.

【0032】この場合も上述と同様に、検出角度範囲が
狭くても精度良く検出できると共に、最大検出角度範囲
をほぼ2πとでき、更に小径の受光面の光位置検出素子
であっても精度良く検出できるので、装置を小径の小型
なものにできると共に、両軸構成とすることができ、光
源を長寿命化することができる。更に、反射面にAl等
の金属を蒸着して反射鏡を形成すれば反射率を向上させ
ることができる。
In this case, similarly to the above, the detection can be performed with high accuracy even if the detection angle range is narrow, and the maximum detection angle range can be set to approximately 2π. Since the detection can be performed, the device can be reduced in size to a small diameter, and can be configured to have a double-axis configuration, so that the life of the light source can be extended. Further, if a reflecting mirror is formed by depositing a metal such as Al on the reflecting surface, the reflectance can be improved.

【0033】実施例6. また、図3Bに示すように、ケース30に回転板40の
光学拡散面に対して90度の狭角をなす2つの平面反射
鏡50及び51を支持固定しても良い。この場合、コリ
メータレンズ43及び絞り部材42を透過した光源3か
らの光が平面反射鏡51及び50で順次90度ずつ合計
180度偏向され、回転板40の光学拡散面にその偏向
光が照射され、回転板40の光学拡散面で反射した光が
平面反射鏡50及び51順次90度ずつ合計180度偏
向され、その偏向光がコンデンサレンズ45により光位
置検出素子5の受光面上に入射される。この場合も上述
と同様に、検出角度範囲が狭くても精度良く検出できる
と共に、最大検出角度範囲をほぼ2πとでき、更に小径
の受光面の光位置検出素子であっても精度良く検出でき
るので、装置を小径の小型なものにできると共に、両軸
構成とすることができ、光源を長寿命化することができ
る。
Embodiment 6 FIG. Further, as shown in FIG. 3B, two plane reflecting mirrors 50 and 51 forming a narrow angle of 90 degrees with respect to the optical diffusion surface of the rotating plate 40 may be supported and fixed to the case 30. In this case, the light from the light source 3 that has passed through the collimator lens 43 and the aperture member 42 is sequentially deflected by 90 degrees each by a total of 180 degrees by the plane reflecting mirrors 51 and 50, and the deflected light is applied to the optical diffusion surface of the rotating plate 40. The light reflected by the optical diffusion surface of the rotary plate 40 is deflected by 90 degrees each in the plane reflecting mirrors 50 and 51 sequentially for a total of 180 degrees, and the deflected light is incident on the light receiving surface of the light position detecting element 5 by the condenser lens 45. . Also in this case, similarly to the above, even if the detection angle range is narrow, detection can be performed with high accuracy, the maximum detection angle range can be set to approximately 2π, and even a light-position detection element having a light receiving surface with a smaller diameter can be detected with high accuracy. In addition, the device can be reduced in size to a small diameter, and can be configured as a double shaft, so that the life of the light source can be extended.

【0034】実施例7. また、図3Cに示すように、ケース30の表面にメッ
キ、蒸着等で回転板40の光学拡散面に対して90度の
狭角をなす2つの鏡面30a及び30bを形成するよう
にしても良い。この場合、コリメータレンズ43及び絞
り部材42を透過した光源3からの光が鏡面30b及び
30aで順次90度ずつ合計180度偏向され、回転板
40の光学拡散面にその偏向光が照射され、回転板40
の光学拡散面で反射した光が鏡面30a及び30b順次
90度ずつ合計180度偏向され、その偏向光がコンデ
ンサレンズ45により光位置検出素子5の受光面上に入
射される。この場合も上述と同様に、検出角度範囲が狭
くても精度良く検出できると共に、最大検出角度範囲を
ほぼ2πとでき、更に小径の受光面の光位置検出素子で
あっても精度良く検出できるので、装置を小径の小型な
ものにできると共に、両軸構成とすることができ、光源
を長寿命化することができる。
Embodiment 7 FIG. Further, as shown in FIG. 3C, two mirror surfaces 30a and 30b forming a narrow angle of 90 degrees with respect to the optical diffusion surface of the rotating plate 40 may be formed on the surface of the case 30 by plating, vapor deposition, or the like. . In this case, the light from the light source 3 that has passed through the collimator lens 43 and the aperture member 42 is sequentially deflected by 90 degrees each on the mirror surfaces 30b and 30a for a total of 180 degrees, and the optical diffusion surface of the rotary plate 40 is irradiated with the deflected light. Board 40
The light reflected by the optical diffusing surface is deflected by 90 degrees for each of the mirror surfaces 30a and 30b sequentially for a total of 180 degrees, and the deflected light is incident on the light receiving surface of the light position detecting element 5 by the condenser lens 45. Also in this case, similarly to the above, even if the detection angle range is narrow, detection can be performed with high accuracy, the maximum detection angle range can be set to approximately 2π, and even a light-position detection element having a light receiving surface with a smaller diameter can be detected with high accuracy. In addition, the device can be reduced in size to a small diameter, and can be configured as a double shaft, so that the life of the light source can be extended.

【0035】実施例8.図4はこの発明の更に他の実施
例の光学式変位検出装置の光学系の構成を示す構造概略
図である。この図4において、図1〜図3と対応する部
分には同一符号を付し、その詳細説明を省略する。この
例においては、回転板53の内周部分53aを光学拡散
面としたものであり、この場合、コリメータレンズ43
及び絞り部材42を透過した光源3からの光が回転板5
3の内周部分53aに形成した光学拡散面で反射され、
この光学拡散面で反射された光がコンデンサレンズ45
により光位置検出素子5の受光面上に入射される。
Embodiment 8 FIG. FIG. 4 is a schematic structural view showing a configuration of an optical system of an optical displacement detection device according to still another embodiment of the present invention. 4, parts corresponding to those in FIGS. 1 to 3 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. In this example, the inner peripheral portion 53a of the rotating plate 53 is an optical diffusion surface. In this case, the collimator lens 43
The light from the light source 3 that has passed through the aperture member 42 is
3, is reflected by the optical diffusion surface formed on the inner peripheral portion 53a,
The light reflected by the optical diffusion surface is transmitted to the condenser lens 45.
As a result, the light is incident on the light receiving surface of the light position detecting element 5.

【0036】この場合も上述と同様に、検出角度範囲が
狭くても精度良く検出できると共に、最大検出角度範囲
をほぼ2πとでき、更に小径の受光面の光位置検出素子
であっても精度良く検出できるので、装置を小径の小型
なものにできると共に、両軸構成とすることができ、光
源を長寿命化することができる。更にこの構成によれ
ば、光源3からなる発光手段、光位置検出素子5からな
る受光手段を回転軸1近傍に配置することとなるので、
装置をより小径化することができる。尚、この例におい
ても上記実施例2〜実施例7のように光学径90度、1
80度の偏向手段を用いることができる。
In this case, similarly to the above, detection can be performed with high accuracy even if the detection angle range is narrow, and the maximum detection angle range can be set to approximately 2π. Since the detection can be performed, the device can be reduced in size to a small diameter, and can be configured to have a double-axis configuration, so that the life of the light source can be extended. Further, according to this configuration, the light emitting means including the light source 3 and the light receiving means including the light position detecting element 5 are arranged near the rotating shaft 1, so that
The diameter of the device can be reduced. Note that, in this example, as in the above-described Examples 2 to 7, the optical diameter is 90 degrees,
An 80 degree deflection means can be used.

【0037】実施例9.図5はこの発明の更に他の実施
例の光学式変位検出装置の光学系の構成を示す構造概略
図である。この図5において、図1〜図4と対応する部
分には同一符号を付し、その詳細説明を省略する。この
例においては、回転板54の内周部分54a及び外周部
分54bをそれぞれ回転角度に応じて半径が変わるよう
にし、更に内周部分54a及び外周部分54bの表面に
それぞれ光学拡散面を形成し、光源3、光位置検出素子
5、コリメータレンズ43、支持部材42及び44、コ
ンデンサレンズ45でなるユニットを回転板53の内外
に1つずつ設けたものである。
Embodiment 9 FIG. FIG. 5 is a schematic structural view showing a configuration of an optical system of an optical displacement detection device according to still another embodiment of the present invention. In FIG. 5, portions corresponding to those in FIGS. 1 to 4 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. In this example, the radius of the inner peripheral portion 54a and the outer peripheral portion 54b of the rotating plate 54 is changed according to the rotation angle, and further, an optical diffusion surface is formed on the surface of the inner peripheral portion 54a and the outer peripheral portion 54b, respectively. A unit including the light source 3, the light position detecting element 5, the collimator lens 43, the supporting members 42 and 44, and the condenser lens 45 is provided one by one inside and outside the rotating plate 53.

【0038】この場合、コリメータレンズ43及び絞り
部材42を透過した光源3からの光が回転板54の内周
部分54aに形成した光学拡散面で反射され、この光学
拡散面で反射された光がコンデンサレンズ45により光
位置検出素子5の受光面上に入射される。同様にコリメ
ータレンズ43及び絞り部材42を透過した光源3から
の光が回転板54の外周部分54aに形成した光学拡散
面で反射され、この光学拡散面で反射された光がコンデ
ンサレンズ45により光位置検出素子5の受光面上に入
射される。このような構成にした場合、内周部分54a
及び外周部分54bの半径変化率を異なったもの、或い
はズレを生じさせておけば、それぞれ異なった検出信号
が得られるので、両者の検出信号を比較することでより
精度良く検出できる利点がある。この場合も上述と同様
に、検出角度範囲が狭くても精度良く検出できると共
に、最大検出角度範囲をほぼ2πとでき、更に小径の受
光面の光位置検出素子であっても精度良く検出できるの
で、装置を小径の小型なものにできると共に、両軸構成
とすることができ、光源を長寿命化することができる。
更にこの構成によれば、光源3からなる発光手段、光位
置検出素子5からなる受光手段を回転軸1近傍に配置す
ることとなるので、装置をより小径化することができ
る。尚、この例においても上記実施例2〜実施例7のよ
うに光学径90度、180度の偏向手段を用いることが
できる。
In this case, light from the light source 3 transmitted through the collimator lens 43 and the diaphragm member 42 is reflected by the optical diffusion surface formed on the inner peripheral portion 54a of the rotating plate 54, and the light reflected by the optical diffusion surface is The light is incident on the light receiving surface of the light position detecting element 5 by the condenser lens 45. Similarly, light from the light source 3 transmitted through the collimator lens 43 and the diaphragm member 42 is reflected by an optical diffusion surface formed on the outer peripheral portion 54a of the rotating plate 54, and the light reflected by the optical diffusion surface is reflected by the condenser lens 45. The light is incident on the light receiving surface of the position detecting element 5. In the case of such a configuration, the inner peripheral portion 54a
If the radius change rates of the outer peripheral portion 54b and the outer peripheral portion 54b are different from each other or different from each other, different detection signals can be obtained, and there is an advantage that the detection signals can be detected more accurately by comparing the two detection signals. Also in this case, similarly to the above, even if the detection angle range is narrow, detection can be performed with high accuracy, the maximum detection angle range can be set to approximately 2π, and even a light-position detection element having a light receiving surface with a smaller diameter can be detected with high accuracy. In addition, the device can be reduced in size to a small diameter, and can be configured as a double shaft, so that the life of the light source can be extended.
Further, according to this configuration, since the light emitting means including the light source 3 and the light receiving means including the light position detecting element 5 are arranged near the rotating shaft 1, the diameter of the apparatus can be further reduced. Note that, in this example as well, the deflecting means having an optical diameter of 90 degrees and 180 degrees can be used as in the above-described second to seventh embodiments.

【0039】また、光学系を利用することで1つの光源
3に対して2つの光位置検出素子5を用いることもでき
る。また、この例においては他の手法として、回転板5
4を2枚重ね合わせることもできる。更に、内周面及び
外周面の何れか一方に凹凸を設け、パルス状の出力を得
られるようにしたもので、パルス数をカウントすれば相
対的変位を検出でき、しかも他面は上述と同様に角度に
応じて半径を変化させ、両検出部から得られる信号に基
いて精度の良好な検出を行うことが可能となる。尚、回
転板54を2枚重ねるようにした場合においてもこの方
法を適用することが可能である。
Further, by using an optical system, two light position detecting elements 5 can be used for one light source 3. In this example, as another method, the rotating plate 5
4 can also be superposed. In addition, irregularities are provided on one of the inner peripheral surface and the outer peripheral surface so that a pulse-like output can be obtained, and the relative displacement can be detected by counting the number of pulses, and the other surface is the same as described above. Thus, the radius can be changed according to the angle, and accurate detection can be performed based on the signals obtained from the two detection units. This method can be applied to a case where two rotating plates 54 are stacked.

【0040】実施例10.図6はこの発明の更に他の実
施例の光学式変位検出装置の回転板40の回転角度θと
半径rの関係を示す原理図である。この図6において、
図1〜図5と対応する部分には同一符号を付し、その詳
細説明を省略する。三角測距の原理により、この図6A
に示す場合においては次の式が成り立つ。
Embodiment 10 FIG. FIG. 6 is a principle diagram showing the relationship between the rotation angle θ of the rotary plate 40 and the radius r of an optical displacement detection device according to still another embodiment of the present invention. In FIG.
Parts corresponding to those in FIGS. 1 to 5 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. According to the principle of triangulation, FIG.
In the case shown in the following, the following equation is established.

【0041】 h/B=f/X ・・・(2)H / B = f / X (2)

【0042】従って、光位置検出素子5上を移動するス
ポットXは次のように表すことができる。
Accordingly, the spot X moving on the light position detecting element 5 can be expressed as follows.

【0043】 X=Bf/h=Bf/(L−r) ・・・(3)X = Bf / h = Bf / (L−r) (3)

【0044】すなわち、半径rとの関係で示される。次
に、半径rと回転角度θの関係は次のように表すことが
できる。
That is, it is shown in relation to the radius r. Next, the relationship between the radius r and the rotation angle θ can be expressed as follows.

【0045】 1/(L−r)=aθ+b ・・・(4)1 / (L−r) = aθ + b (4)

【0046】 r=L−1/(aθ+b) ・・・(5)R = L−1 / (aθ + b) (5)

【0047】上記(5)式を利用して、回転板40の半
径rを決定する。これによって出力Vθと回転角度θの
関係は図6Bに示すようにリニアとなり、回転角度の検
出を精度良く行うことができる。
Using the above equation (5), the radius r of the rotating plate 40 is determined. As a result, the relationship between the output Vθ and the rotation angle θ becomes linear as shown in FIG. 6B, and the rotation angle can be accurately detected.

【0048】実施例11.図7はこの発明の更に他の実
施例の光学式変位検出装置の光学系の構成を示す構造概
略図である。この図7において、図1〜図6と対応する
部分には同一符号を付し、その詳細説明を省略する。図
おいて、60は往復軸受けであり、この図に示すよう
に、この往復軸受け60をケース30の両端に取り付け
る。そしてこの2つの往復軸受け60でケース30に対
して往復する往復軸61を支持し、両軸構成にする。ま
た、62はその外辺部分を光学拡散面とした往復板で、
この往復板62を往復軸61に固定し、この往復軸61
と連動してケース60に対して往復するようにする。す
なわち、この例に示す光学式変位検出装置は、ストロー
ク変位検出の構造としたものである。
Embodiment 11 FIG. FIG. 7 is a schematic structural view showing a configuration of an optical system of an optical displacement detection device according to still another embodiment of the present invention. 7, parts corresponding to those in FIGS. 1 to 6 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. In the drawing, reference numeral 60 denotes a reciprocating bearing. The reciprocating bearing 60 is attached to both ends of the case 30 as shown in FIG. The two reciprocating bearings 60 support a reciprocating shaft 61 that reciprocates with respect to the case 30 to form a double shaft configuration. Reference numeral 62 denotes a reciprocating plate whose outer edge portion has an optical diffusion surface,
The reciprocating plate 62 is fixed to the reciprocating shaft 61,
Reciprocate with respect to the case 60 in conjunction with. That is, the optical displacement detection device shown in this example has a structure for detecting stroke displacement.

【0049】41は素子支持基板で、42は絞り部材、
43はコリメータレンズ、44は支持部材、45は往復
板62の光学拡散面からの反射光を光位置検出素子5に
集光するためのコンデンサレンズであり、この図に示す
ように、素子支持基板45をケース30の内部の底の部
分に取り付け、この素子支持基板45にその光出射方向
を往復軸1の方向となるよう例えばLED等の光源3を
取り付け、絞り部材42を光源3との光軸を合致させる
ように光源3の外周面にはめ合わせて固定し、この支持
部材42でコリメータレンズ43を支持し、支持部材4
4を光位置検出素子5の外周面にはめ合わせて固定し、
この支持部材44でコンデンサレンズ45を支持するよ
うにする。
41 is an element supporting substrate, 42 is a diaphragm member,
43 is a collimator lens, 44 is a supporting member, and 45 is a condenser lens for condensing the light reflected from the optical diffusion surface of the reciprocating plate 62 on the light position detecting element 5, and as shown in FIG. The light source 3 such as an LED is attached to the element support substrate 45 so that the light emission direction is in the direction of the reciprocating axis 1. The collimator lens 43 is supported by the supporting member 42 so as to be fitted to the outer peripheral surface of the light source 3 so that the axes are aligned.
4 is fitted to the outer peripheral surface of the light position detecting element 5 and fixed.
The condenser lens 45 is supported by the support member 44.

【0050】ここで、上記コリメータレンズ43及びコ
ンデンサレンズ45は例えばポリメチルメタアクリレー
ト(PMMA)、ポリカーボネイト(PC)等の光学プ
ラスチックで成形したプラスチック成形品を用いればコ
ストを削減することができる。次に動作について説明す
る。図7において光源3から照射された光はコリメータ
レンズ43、絞り42を透過して所定径の平行光束とな
って往復板62の外辺部分に入射し、この外辺部分の光
学拡散面で反射される。そしてこの反射光はコンデンサ
レンズ45によって光位置検出素子5の受光面上に集束
する。ここで往復軸61が往復すると、図7Aにおいて
2点鎖線で示すように往復板62が同様に往復し、これ
によって光位置検出素子5上に集束したスポット光が光
位置検出素子5上を移動する。従って、光位置検出素子
5の光入射位置は往復板62、すなわち、往復板62の
ストローク変位と等しくなり、図12〜図14を参照し
て説明した従来装置と同様に光位置検出素子5の検出電
極から検出電流I1及びI2が得られ、例えばこの検出
電流I1及びI2を従来装置と同様の検出回路で検出す
れば光入射位置Xに相当するストロークZを得ること
ができる。
Here, if the collimator lens 43 and the condenser lens 45 are made of a plastic molded product made of an optical plastic such as polymethyl methacrylate (PMMA) or polycarbonate (PC), the cost can be reduced. Next, the operation will be described. In FIG. 7, the light emitted from the light source 3 passes through the collimator lens 43 and the diaphragm 42, becomes a parallel light beam having a predetermined diameter, enters the outer edge of the reciprocating plate 62, and is reflected by the optical diffusion surface of the outer edge. Is done. The reflected light is focused on the light receiving surface of the light position detecting element 5 by the condenser lens 45. When the reciprocating shaft 61 reciprocates, the reciprocating plate 62 similarly reciprocates as shown by a two-dot chain line in FIG. 7A, whereby the spot light focused on the light position detecting element 5 moves on the light position detecting element 5. I do. Accordingly, the light incident position of the light position detecting element 5 becomes equal to the stroke displacement of the reciprocating plate 62, that is, the reciprocating plate 62, and the light incident position of the light position detecting element 5 is similar to the conventional device described with reference to FIGS. detection currents I1 and I2 from the detection electrode obtained, it is possible to obtain a stroke V Z corresponding to the light incident position X by detecting for example the detection currents I1 and I2 in the detection circuit as in the conventional device.

【0051】この例においては、三角測距の原理に基い
ており、反射面と受光部の距離変化率を大きくすること
で、受光面の端から端までを有効に検出できるので、検
出ストローク範囲が狭くても精度良く検出できると共
に、光位置検出素子5の光電変換層をアモルファスシリ
コンにした場合は最大ストローク範囲を広げることがで
きる。更に小径の受光面の光位置検出素子であっても精
度良く検出できるので、装置を小径の小型なものにでき
ると共に、両軸構成とすることができ、光源を長寿命化
することができる。また、上記実施例2〜実施例7にお
いて説明した90度、180度偏向を行うための構成を
適用することもできる。
This example is based on the principle of triangulation and, by increasing the rate of change of the distance between the reflecting surface and the light receiving portion, can effectively detect the end of the light receiving surface. Can be detected with high accuracy even if the distance is small, and when the photoelectric conversion layer of the light position detecting element 5 is made of amorphous silicon, the maximum stroke range can be widened. Further, since the light position detecting element having a light receiving surface with a small diameter can be detected with high accuracy, the device can be made small with a small diameter, a double-axis configuration can be used, and the life of the light source can be extended. Further, the configuration for performing the 90-degree and 180-degree deflection described in the second to seventh embodiments can be applied.

【0052】実施例12. 上記実施例11においては往復板62の外辺部分を光学
拡散面としたが、図8に示すように、その内辺部分を光
学拡散面とした往復板63を用いるようにしても良い。
この場合は図に示すように、光源3から照射された光は
コリメータレンズ43、絞り42を透過して所定径の平
行光束となって往復板63の内辺部分に入射し、この内
辺部分の光学拡散面で反射される。そしてこの反射光は
コンデンサレンズ45によって光位置検出素子5の受光
面上に集束する。ここで往復軸61が往復すると、往復
板63が同様に往復し、これによって光位置検出素子5
上に集束したスポット光が光位置検出素子5上を移動す
る。従って、光位置検出素子5の光入射位置は往復板6
3、すなわち、往復板63のストローク変位と等しくな
り、図12〜図14を参照して説明した従来装置と同様
に光位置検出素子5の検出電極から検出電流I1及びI
2が得られ、例えばこの検出電流I1及びI2を従来装
置と同様の検出回路で検出すれば光入射位置Xに相当す
ストロークVZを得ることができる。
Embodiment 12 FIG. In the eleventh embodiment, the outer side portion of the reciprocating plate 62 is an optical diffusion surface. However, as shown in FIG. 8, a reciprocating plate 63 having an inner side portion as an optical diffusing surface may be used.
In this case, as shown in the figure, the light emitted from the light source 3 passes through the collimator lens 43 and the diaphragm 42 to become a parallel light beam having a predetermined diameter, and is incident on the inner side of the reciprocating plate 63. Is reflected by the optical diffusion surface of The reflected light is focused on the light receiving surface of the light position detecting element 5 by the condenser lens 45. Here, when the reciprocating shaft 61 reciprocates, the reciprocating plate 63 also reciprocates, whereby the light position detecting element 5
The spot light focused above moves on the light position detecting element 5. Therefore, the light incident position of the light position detection element 5 is
3, that is, equal to the stroke displacement of the reciprocating plate 63, and the detection currents I1 and I from the detection electrode of the optical position detection element 5 are the same as in the conventional device described with reference to FIGS.
2 can be obtained. For example, if the detection currents I1 and I2 are detected by a detection circuit similar to that of the conventional device, a stroke VZ corresponding to the light incident position X can be obtained.

【0053】この例においても上記実施例11と同様
に、三角測距の原理に基いており、反射面と受光部の距
離変化率を大きくすることで、受光面の端から端までを
有効に検出できるので、検出ストローク範囲が狭くても
精度良く検出できると共に、光位置検出素子5の光電変
換層をアモルファスシリコンにした場合は最大ストロー
ク範囲を広げることができる。更に小径の受光面の光位
置検出素子であっても精度良く検出できるので、装置を
小径の小型なものにできると共に、両軸構成とすること
ができ、光源を長寿命化することができる。また、上記
実施例2〜実施例7において説明した90度、180度
偏向を行うための構成を適用することもできる。
In this example, as in the eleventh embodiment, the principle of triangulation is used, and by increasing the rate of change in the distance between the reflecting surface and the light receiving portion, the end to end of the light receiving surface can be effectively used. Since the detection can be performed, the detection can be accurately performed even if the detection stroke range is narrow, and the maximum stroke range can be expanded when the photoelectric conversion layer of the optical position detection element 5 is made of amorphous silicon. Further, since the light position detecting element having a light receiving surface with a small diameter can be detected with high accuracy, the device can be made small with a small diameter, a double-axis configuration can be used, and the life of the light source can be extended. Further, the configuration for performing the 90-degree and 180-degree deflection described in the second to seventh embodiments can be applied.

【0054】実施例13.上記実施例11においては往
復板62の外辺部分を光学拡散面としたが、図9に示す
ように、その内辺部分及び外辺部分を何れも光学拡散面
とした往復板64を用い、往復軸62を中心に図7に示
した光源3、光位置検出素子5、支持部材42及び4
4、コリメータレンズ43、コンデンサレンズ45をそ
れぞれ上下に配置するようにしても良い。この場合は図
に示すように、光源3から照射された光はコリメータレ
ンズ43、絞り42を透過して所定径の平行光束となっ
て往復板64の内辺部分に入射し、この内辺部分の光学
拡散面で反射される。そしてこの反射光はコンデンサレ
ンズ45によって光位置検出素子5の受光面上に集束す
る。ここで往復軸61が往復すると、往復板64が同様
に往復し、これによって光位置検出素子5上に集束した
スポット光が光位置検出素子5上を移動する。
Embodiment 13 FIG. In Embodiment 11, the outer side portion of the reciprocating plate 62 is an optical diffusion surface. However, as shown in FIG. 9, a reciprocating plate 64 having both the inner side portion and the outer side portion as an optical diffusing surface is used. The light source 3, the light position detecting element 5, and the support members 42 and 4 shown in FIG.
4. The collimator lens 43 and the condenser lens 45 may be arranged vertically. In this case, as shown in the figure, the light emitted from the light source 3 passes through the collimator lens 43 and the diaphragm 42, becomes a parallel light beam having a predetermined diameter, and is incident on the inner side of the reciprocating plate 64. Is reflected by the optical diffusion surface of The reflected light is focused on the light receiving surface of the light position detecting element 5 by the condenser lens 45. Here, when the reciprocating shaft 61 reciprocates, the reciprocating plate 64 reciprocates similarly, whereby the spot light focused on the light position detecting element 5 moves on the light position detecting element 5.

【0055】一方、光源3から照射された光はコリメー
タレンズ43、絞り42を透過して所定径の平行光束と
なって往復板64の外辺部分に入射し、この外辺部分の
光学拡散面で反射される。そしてこの反射光はコンデン
サレンズ45によって光位置検出素子5の受光面上に集
束する。ここで往復軸61が往復すると、往復板64が
同様に往復し、これによって光位置検出素子5上に集束
したスポット光が光位置検出素子5上を移動する。従っ
て、光位置検出素子5の光入射位置は往復板64、すな
わち、往復板64のストローク変位と等しくなり、図1
2〜図14を参照して説明した従来装置と同様に光位置
検出素子5の検出電極から検出電流I1及びI2が得ら
れ、例えばこの検出電流I1及びI2を従来装置と同様
の検出回路で検出すれば光入射位置Xに相当するストロ
ークZを得ることができる。
On the other hand, the light emitted from the light source 3 is transmitted through the collimator lens 43 and the stop 42, becomes a parallel light beam having a predetermined diameter, and is incident on the outer side of the reciprocating plate 64. Is reflected by The reflected light is focused on the light receiving surface of the light position detecting element 5 by the condenser lens 45. Here, when the reciprocating shaft 61 reciprocates, the reciprocating plate 64 reciprocates similarly, whereby the spot light focused on the light position detecting element 5 moves on the light position detecting element 5. Accordingly, the light incident position of the light position detecting element 5 becomes equal to the stroke displacement of the reciprocating plate 64, that is, the reciprocating plate 64, and FIG.
2 to 14, detection currents I1 and I2 are obtained from the detection electrodes of the light position detecting element 5 in the same manner as in the conventional device described with reference to FIGS. 2 to 14. For example, the detection currents I1 and I2 are detected by a detection circuit similar to the conventional device. Then, a stroboscope corresponding to the light incident position X
Work V Z can be obtained.

【0056】外辺部分及び内辺部分はそれぞれストロー
クに応じて往復軸61からの距離を変化させており、外
辺部分、内辺部分の距離変化率を異なったもの、或いは
ズレを生じさせておけば、それぞれ異なった検出信号を
得られるので、両者の検出信号を比較することでより精
度良く検出できる利点がある。この例においても上記実
施例11と同様に、三角測距の原理に基いており、反射
面と受光部の距離変化率を大きくすることで、受光面の
端から端までを有効に検出できるので、検出ストローク
範囲が狭くても精度良く検出できると共に、光位置検出
素子5の光電変換層をアモルファスシリコンにした場合
は最大ストローク範囲を広げることができる。
The outer side portion and the inner side portion change the distance from the reciprocating shaft 61 in accordance with the stroke, respectively, so that the outer side portion and the inner side portion have different rates of change in distance or cause deviation. In this case, since different detection signals can be obtained, there is an advantage that the detection signals can be detected more accurately by comparing the two detection signals. Also in this example, similarly to the eleventh embodiment, based on the principle of triangulation, by increasing the rate of change in the distance between the reflection surface and the light receiving unit, the end to end of the light receiving surface can be effectively detected. In addition, even if the detection stroke range is narrow, the detection can be performed with high accuracy, and when the photoelectric conversion layer of the optical position detection element 5 is made of amorphous silicon, the maximum stroke range can be expanded.

【0057】また、小径の受光面の光位置検出素子であ
っても精度良く検出できるので、装置を小径の小型なも
のにできると共に、両軸構成とすることができ、光源を
長寿命化することができる。また、上記実施例2〜実施
例7において説明した90度、180度偏向を行うため
の構成を適用することもできる。また、光学系を利用す
ることで1つの光源3に対して2つの光位置検出素子5
を用いることも可能である。
Further, since it is possible to accurately detect even a light-position detecting element having a small-diameter light-receiving surface, the device can be made small-sized and small-sized, and it can be configured as a biaxial structure, thereby extending the life of the light source. be able to. Further, the configuration for performing the 90-degree and 180-degree deflection described in the second to seventh embodiments can be applied. Also, by using an optical system, two light position detecting elements 5 can be provided for one light source 3.
Can also be used.

【0058】実施例14.上記実施例11では往復板6
2の外辺部分を光学拡散面としたが、図10に示すよう
に、その外辺部分を光学拡散面とした2枚の往復板65
a及び65bを重ね合わせて用い、光源3からの光をこ
れら2枚の往復板65a及び65bの光学拡散面で反射
させこれを2つのコンデンサレンズ45で2つの光位置
検出素子5にそれぞれ入射させるようにしても良い。こ
の場合は図に示すように、光源3から照射された光は所
定径の平行光束となって往復板65a及び65bの各外
辺部分に入射し、この外辺部分の光学拡散面でそれぞれ
反射される。そしてこの反射光はそれぞれコンデンサレ
ンズ45によって光位置検出素子5の受光面上にそれぞ
れ集束する。ここで往復軸61が往復すると、往復板6
5a及び65bがそれぞれ同様に往復し、これによって
光位置検出素子5上に集束したスポット光がそれぞれ光
位置検出素子5上を移動する。
Embodiment 14 FIG. In Embodiment 11, the reciprocating plate 6
The outer peripheral portion of the two reciprocating plates 65 has an optical diffusion surface as shown in FIG.
The light from the light source 3 is reflected by the optically diffusing surfaces of the two reciprocating plates 65a and 65b, and the light is incident on the two light position detecting elements 5 by the two condenser lenses 45. You may do it. In this case, as shown in the drawing, the light emitted from the light source 3 becomes a parallel light beam having a predetermined diameter and is incident on each of the outer sides of the reciprocating plates 65a and 65b. Is done. The reflected lights are respectively focused on the light receiving surface of the light position detecting element 5 by the condenser lens 45. Here, when the reciprocating shaft 61 reciprocates, the reciprocating plate 6
5a and 65b reciprocate similarly, whereby the spot light focused on the light position detecting element 5 moves on the light position detecting element 5, respectively.

【0059】従って、光位置検出素子5の光入射位置は
往復板65a及び65b、すなわち、往復板65a及び
65bの各ストローク変位と等しくなり、図12〜図1
4を参照して説明した従来装置と同様に光位置検出素子
5の検出電極から検出電流I1及びI2が得られ、例え
ばこの検出電流I1及びI2を従来装置と同様の検出回
路で検出すれば光入射位置Xに相当するストロークZ
を得ることができる。この場合、小径の受光面の光位置
検出素子であっても精度良く検出できるので、装置を小
径の小型なものにできると共に、両軸構成とすることが
でき、光源を長寿命化することができる。また、上記実
施例2〜実施例7において説明した90度、180度偏
向を行うための構成を適用することもできる。さらに
は、2枚の往復板65a及び65bを用いる場合、往復
板65a及び65bの内1枚に凹凸を設け、パルス状の
出力を得られるようにしても良い。この場合パルス数を
カウントすれば相対的変位を検出でき、しかも他の1枚
は上述と同様ストロークに応じて往復軸61からの距離
の変化を持たせておけば、2つの検出部から得られる信
号に基いて精度の高い検出を行うことができる。また、
内辺及び外辺部分を利用した1枚の往復板65を用いて
もこれは可能である。
Therefore, the light incident position of the light position detecting element 5 becomes equal to each stroke displacement of the reciprocating plates 65a and 65b, that is, the reciprocating plates 65a and 65b.
4, the detection currents I1 and I2 are obtained from the detection electrodes of the light position detecting element 5 in the same manner as in the conventional apparatus described with reference to FIG. 4. For example, if the detection currents I1 and I2 are detected by the same detection circuit as in the conventional apparatus, light Stroke V Z corresponding to incident position X
Can be obtained. In this case, even a light-position detecting element having a small-diameter light-receiving surface can be detected with high accuracy, so that the device can be made small-sized and small-sized, and it can have a biaxial structure, thereby extending the life of the light source. it can. Further, the configuration for performing the 90-degree and 180-degree deflection described in the second to seventh embodiments can be applied. Further, when two reciprocating plates 65a and 65b are used, one of the reciprocating plates 65a and 65b may be provided with irregularities so as to obtain a pulse-like output. In this case, the relative displacement can be detected by counting the number of pulses, and the other one can be obtained from the two detectors if the distance from the reciprocating shaft 61 is changed according to the stroke as described above. Highly accurate detection can be performed based on the signal. Also,
This is possible even if one reciprocating plate 65 using the inner side and the outer side is used.

【0060】実施例15.図11はこの発明の更に他の
実施例の光学式変位検出装置の往復板62のストローク
と往復軸61との距離yの関係を示した原理図である。
この図11において、図1〜図10と対応する部分には
同一符号を付し、その詳細説明を省略する。三角測距の
原理により、この図11Aに示す場合においては次の式
が成り立つ。
Embodiment 15 FIG. FIG. 11 is a principle diagram showing the relationship between the stroke of the reciprocating plate 62 and the distance y between the reciprocating shaft 61 of the optical displacement detecting device according to still another embodiment of the present invention.
11, parts corresponding to those in FIGS. 1 to 10 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. According to the principle of triangulation, the following equation holds in the case shown in FIG. 11A.

【0061】 h/B=f/X ・・・(6)H / B = f / X (6)

【0062】従って、光位置検出素子5上を移動するス
ポットXは次のように表すことができる。
Accordingly, the spot X moving on the light position detecting element 5 can be expressed as follows.

【0063】 X=Bf/h=Bf/(K−y) ・・・(7)X = Bf / h = Bf / (K−y) (7)

【0064】すなわち、距離yとの関係で示される。次
に、距離yとストロークZの関係は次のように表すこと
ができる。
That is, it is shown in relation to the distance y. Next, the relationship between the distance y and the stroke Z can be expressed as follows.

【0065】 1/(K−y)=aZ+b ・・・(8)1 / (K−y) = aZ + b (8)

【0066】上記(8)式より、距離yは次のように表
すことができる。
From the above equation (8), the distance y can be expressed as follows.

【0067】 y=K−1/(aZ+b) ・・・(9)Y = K−1 / (aZ + b) (9)

【0068】上記(9)式を利用して、往復板62の往
復軸61からの距離yを決定する。これによって出力V
Zとストローク変位Zの関係は図11Bに示すようにリ
ニアとなり、ストロークの検出を精度良く行うことがで
きる。
Using the above equation (9), the distance y of the reciprocating plate 62 from the reciprocating shaft 61 is determined. The output V
The relationship between Z and the stroke displacement Z is linear as shown in FIG. 11B, and the stroke can be detected with high accuracy.

【0069】実施例16.上記実施例においては光源3
と光位置検出素子5を各々別々に素子支持基板45にハ
ンダ付け等で取り付けた場合について説明したが、ガラ
ス等の支持基板上に光源3と光位置検出素子5を同時に
形成するようにしても良いし、また、素子支持基板45
の表面の一部を処理して光源3と光位置検出素子5を形
成しても良い。また、コリメート手段、コンデンサ手
段、偏向手段からなる光学系は図示する以外の種々のレ
ンズ、反射鏡、プリズム等を組み合わせて構成できるこ
とはいうまでもない。
Embodiment 16 FIG. In the above embodiment, the light source 3
And the light position detection element 5 are separately mounted on the element support substrate 45 by soldering or the like. However, the light source 3 and the light position detection element 5 may be formed simultaneously on a support substrate such as glass. Good, and the element support substrate 45
The light source 3 and the light position detecting element 5 may be formed by treating a part of the surface of the light source 3. Further, it is needless to say that the optical system including the collimator, the condenser, and the deflecting unit can be configured by combining various lenses, reflecting mirrors, prisms, and the like other than those illustrated.

【0070】[0070]

【発明の効果】以上のように、請求項1記載の発明によ
れば、被測定体に取り付けられるかその一部である回転
軸と、この回転軸に取り付けられて一体に回転し、側周
部が光学拡散面とされた回転板と、この回転板の上記光
学拡散面に光を照射する光源と、上記回転板の上記光学
拡散面からの反射光を集光する集光光学系と、この集光
光学系の略集光位置に配置された光位置検出素子とを備
え、上記回転板は上記集光光学系と上記側周部の光反射
位置との距離が上記回転軸の回転角度に応じて異なるよ
うに形成され、上記光位置検出素子上の光入射位置によ
り、三角測距の原理に基いて上記被測定体の変位を検出
するようにしたので、角度検出範囲の大小にかかわらず
精度良く回転角度を検出でき、両軸構成が容易、且つ、
小型で、光源が長寿命の装置を得ることができるという
効果がある。
As described above, according to the first aspect of the present invention, the rotating shaft attached to or being a part of the object to be measured, the rotating shaft attached to the rotating shaft, and integrally rotating to form A rotating plate whose portion is an optical diffusion surface, a light source that irradiates light to the optical diffusion surface of the rotating plate, and a light-collecting optical system that collects light reflected from the optical diffusion surface of the rotating plate, A light position detecting element disposed substantially at a light condensing position of the light condensing optical system, wherein the rotating plate is arranged such that a distance between the light condensing optical system and the light reflection position of the side peripheral portion is a rotation angle of the rotating shaft. Is formed differently depending on the light incident position on the light position detecting element .
Since the displacement of the object to be measured is detected based on the principle of triangulation, the rotation angle can be accurately detected regardless of the size of the angle detection range.
There is an effect that a device which is small and has a long light source life can be obtained.

【0071】また以上のように、請求項2記載の発明に
よれば、被測定体に取り付けられるかその一部である回
転軸と、この回転軸に取り付けられて一体に回転し、側
周部が光学拡散面とされた回転板と、この回転板の上記
光学拡散面に光を照射する光源と、上記回転板の上記光
学拡散面からの反射光を集光する集光光学系と、この集
光光学系の略集光位置に配置された光位置検出素子とを
備え、上記回転板は上記集光光学系と上記側周部の光反
射位置との距離が上記回転軸の回転角度に応じて異なる
ように形成され、上記回転軸の回転角度と上記回転板の
半径の関係を、上記被測定体の回転角度に応じて決定
し、上記光位置検出素子上の光入射位置に基いて上記被
測定体の変位を検出するようにしたので、角度検出範囲
の大小にかかわらず精度良く回転角度を検出でき、両軸
構成が容易、且つ、小型で安価であり、しかも光源が長
寿命の装置を得ることができるという効果がある。
As described above, according to the second aspect of the present invention, the rotating shaft attached to or being a part of the measured object, the rotating shaft attached to the rotating shaft and integrally rotating, and A rotating plate having an optical diffusing surface, a light source for irradiating the optical diffusing surface of the rotating plate with light, a condensing optical system for condensing light reflected from the optical diffusing surface of the rotating plate, A light position detecting element disposed at a substantially light condensing position of the light condensing optical system, wherein the distance between the light condensing optical system and the light reflection position of the side peripheral portion is equal to the rotation angle of the rotation axis. The relationship between the rotation angle of the rotation shaft and the radius of the rotation plate is determined according to the rotation angle of the object to be measured, and based on the light incident position on the light position detection element. since so as to detect a displacement of the object to be measured, regardless of the magnitude of the angle detection range Every well can detect the rotation angle, easy both axis configuration, and a small, inexpensive, yet there is an effect that the light source can be obtained a device lifetime.

【0072】また以上のように、請求項3記載の発明に
よれば、被測定体に取り付けられるかその一部である往
復軸と、この往復軸に取り付けられて一体に移動し、側
辺部が光学拡散面とされた往復板と、この往復板の上記
光学拡散面に光を照射する光源と、上記往復板の上記光
学拡散面からの反射光を集光する集光光学系と、この集
光光学系の略集光位置に配置された光位置検出素子とを
備え、上記往復板は上記集光光学系と上記側辺部の光反
射位置との距離が上記往復軸のストロークによって異な
るように形成され、上記光位置検出素子上の光入射位置
により、三角測距の原理に基いて上記被測定体の変位を
検出するようにしたので、ストローク検出範囲の大小に
かかわらず精度良くストローク変位を検出でき、両軸構
成が容易、且つ、小型で、光源が長寿命の装置を得るこ
とができるという効果がある。
As described above, according to the third aspect of the present invention, the reciprocating shaft attached to or being a part of the object to be measured, and the reciprocating shaft attached to the reciprocating shaft and integrally moved to form a side portion. A reciprocating plate having an optical diffusing surface, a light source for irradiating the optical diffusing surface of the reciprocating plate with light, and a condensing optical system for condensing light reflected from the optical diffusing surface of the reciprocating plate, A light position detecting element disposed at a substantially condensing position of the condensing optical system, wherein the reciprocating plate has a distance between the condensing optical system and the light reflecting position of the side portion depending on a stroke of the reciprocating shaft. Light incident position on the light position detecting element
Thus, since the displacement of the object to be measured is detected based on the principle of triangulation, the stroke displacement can be accurately detected regardless of the size of the stroke detection range. In addition, there is an effect that a device having a long light source can be obtained.

【0073】また以上のように、請求項4記載の発明に
よれば、被測定体に取り付けられるかその一部である往
復軸と、この往復軸に取り付けられて一体に移動し、側
辺部が光学拡散面とされた往復板と、この往復板の上記
光学拡散面に光を照射する光源と、上記往復板の上記光
学拡散面からの反射光を集光する集光光学系と、この集
光光学系の略集光位置に配置された光位置検出素子とを
備え、上記往復板は上記集光光学系と上記側辺部の光反
射位置との距離が上記往復軸のストロークによって異な
るように形成され、上記往復軸のストローク変位と上記
往復板の側辺部の関係を、上記被測定体のストロークに
応じて決定し、上記光位置検出素子上の光入射位置に基
いて上記被測定体の変位を検出するようにしたので、ス
トローク検出範囲の大小にかかわらず精度良くストロー
ク変位を検出でき、両軸構成が容易、且つ、小型で安価
であり、しかも光源が長寿命の装置を得ることができる
という効果がある。
As described above, according to the fourth aspect of the present invention, the reciprocating shaft attached to or a part of the object to be measured, the reciprocating shaft attached to the reciprocating shaft and integrally moving, A reciprocating plate having an optical diffusing surface, a light source for irradiating the optical diffusing surface of the reciprocating plate with light, and a condensing optical system for condensing light reflected from the optical diffusing surface of the reciprocating plate, A light position detecting element disposed at a substantially condensing position of the condensing optical system, wherein the reciprocating plate has a distance between the condensing optical system and the light reflecting position of the side portion depending on a stroke of the reciprocating shaft. The relationship between the stroke displacement of the reciprocating shaft and the side of the reciprocating plate is determined in accordance with the stroke of the object to be measured, and the relationship between the stroke of the object to be measured and the light incident position on the light position detecting element is determined. Since the displacement of the measuring object is detected, the stroke detection range It can accurately detect the stroke displacement regardless, both axes configuration easier, and a small, inexpensive, yet light source there is an effect that it is possible to obtain a device of long lifetime.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明による光学式変位検出装置の一実施例
を示す光学系の構造概略図である。
FIG. 1 is a schematic structural diagram of an optical system showing an embodiment of an optical displacement detection device according to the present invention.

【図2】この発明による光学式変位検出装置の他の実施
例を示す光学系の構造概略図である。
FIG. 2 is a schematic structural view of an optical system showing another embodiment of the optical displacement detection device according to the present invention.

【図3】この発明による光学式変位検出装置の更に他の
実施例を示す光学系の構造概略図である。
FIG. 3 is a schematic structural view of an optical system showing still another embodiment of the optical displacement detection device according to the present invention.

【図4】この発明による光学式変位検出装置の更に他の
実施例を示す光学系の構造概略図である。
FIG. 4 is a schematic structural diagram of an optical system showing still another embodiment of the optical displacement detection device according to the present invention.

【図5】この発明による光学式変位検出装置の更に他の
実施例を示す光学系の構造概略図である。
FIG. 5 is a schematic structural view of an optical system showing still another embodiment of the optical displacement detection device according to the present invention.

【図6】この発明による光学式変位検出装置の回転板の
回転角度と半径の関係を示す原理図である。
FIG. 6 is a principle diagram showing a relationship between a rotation angle and a radius of a rotating plate of the optical displacement detection device according to the present invention.

【図7】この発明による光学式変位検出装置の更に他の
実施例の光学系の構成を示す構造概略図である。
FIG. 7 is a schematic structural diagram showing a configuration of an optical system of still another embodiment of the optical displacement detection device according to the present invention.

【図8】この発明による光学式変位検出装置の更に他の
実施例の光学系の構成を示す構造概略図である。
FIG. 8 is a schematic structural diagram showing a configuration of an optical system of still another embodiment of the optical displacement detection device according to the present invention.

【図9】この発明による光学式変位検出装置の更に他の
実施例の光学系の構成を示す構造概略図である。
FIG. 9 is a schematic structural diagram showing a configuration of an optical system of still another embodiment of the optical displacement detection device according to the present invention.

【図10】この発明による光学式変位検出装置の更に他
の実施例の光学系の構成を示す構造概略図である。
FIG. 10 is a schematic structural diagram showing a configuration of an optical system of still another embodiment of the optical displacement detection device according to the present invention.

【図11】この発明による光学式変位検出装置の更に他
の実施例の往復板のストロークと往復軸との距離の関係
を示す原理図である。
FIG. 11 is a principle diagram showing a relationship between a stroke of a reciprocating plate and a distance between a reciprocating shaft in still another embodiment of the optical displacement detecting device according to the present invention.

【図12】従来の光学式変位検出装置を示す構成図であ
る。
FIG. 12 is a configuration diagram showing a conventional optical displacement detection device.

【図13】従来の光学式変位検出装置の光位置検出素子
を示す断面図である。
FIG. 13 is a sectional view showing a light position detecting element of a conventional optical displacement detecting device.

【図14】従来の他の光学式回転角度検出装置の構成図
及び上視図である。
FIG. 14 is a configuration diagram and a top view of another conventional optical rotation angle detection device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 回転軸 3 光源 5 光位置検出素子 43 コリメータレンズ 45 コンデンサレンズ 40、53、54 回転板 61 往復軸 62、64、65a及び65b 往復板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rotation axis 3 Light source 5 Optical position detection element 43 Collimator lens 45 Condenser lens 40, 53, 54 Rotating plate 61 Reciprocating shaft 62, 64, 65a and 65b Reciprocating plate

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−66120(JP,A) 特開 昭61−68505(JP,A) 特開 昭63−157017(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01B 11/00 - 11/30 102 G01D 5/26 - 5/38 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (56) References JP-A-62-66120 (JP, A) JP-A-61-68505 (JP, A) JP-A-63-157017 (JP, A) (58) Field (Int.Cl. 7 , DB name) G01B 11/00-11/30 102 G01D 5/26-5/38

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 被測定体に取り付けられるかその一部で
ある回転軸と、 この回転軸に取り付けられて一体に回転し、側周部が光
学拡散面とされた回転板と、 この回転板の上記光学拡散面に光を照射する光源と、 上記回転板の上記光学拡散面からの反射光を集光する集
光光学系と、 この集光光学系の略集光位置に配置された光位置検出素
子とを備え、 上記回転板は上記集光光学系と上記側周部の光反射位置
との距離が上記回転軸の回転角度に応じて異なるように
形成され、上記光位置検出素子上の光入射位置により、
三角測距の原理に基いて上記被測定体の変位を検出する
ようにしたことを特徴とする光学式変位検出装置。
A rotating shaft attached to or being a part of an object to be measured, a rotating plate attached to the rotating shaft and rotating integrally and having an optical diffusion surface on a side peripheral portion; and a rotating plate. A light source for irradiating the optical diffusion surface with light; a condensing optical system for condensing light reflected from the optical diffusion surface of the rotary plate; and light arranged substantially at a condensing position of the condensing optical system. A position detecting element, wherein the rotating plate is formed such that a distance between the light-collecting optical system and the light reflection position of the side peripheral portion is different according to a rotation angle of the rotating shaft. Depending on the light incident position of
An optical displacement detection device wherein the displacement of the object to be measured is detected based on the principle of triangulation .
【請求項2】 被測定体に取り付けられるかその一部で
ある回転軸と、 この回転軸に取り付けられて一体に回転し、側周部が光
学拡散面とされた回転板と、 この回転板の上記光学拡散面に光を照射する光源と、 上記回転板の上記光学拡散面からの反射光を集光する集
光光学系と、 この集光光学系の略集光位置に配置された光位置検出素
子とを備え、 上記回転板は上記集光光学系と上記側周部の光反射位置
との距離が上記回転軸の回転角度に応じて異なるように
形成され、上記回転軸の回転角度と上記回転板の半径の
関係を、上記被測定体の回転角度に応じて決定し、上記
光位置検出素子上の光入射位置に基いて上記被測定体の
変位を検出するようにしたことを特徴とする光学式変位
検出装置。
2. A rotating shaft attached to or being a part of the object to be measured, a rotating plate attached to the rotating shaft and integrally rotating and having a side peripheral portion as an optical diffusion surface, and a rotating plate. A light source for irradiating the optical diffusion surface with light; a condensing optical system for condensing light reflected from the optical diffusion surface of the rotary plate; and light arranged substantially at a condensing position of the condensing optical system. A position detecting element, wherein the rotating plate is formed such that the distance between the light-collecting optical system and the light reflection position of the side peripheral portion is different according to the rotating angle of the rotating shaft, and the rotating angle of the rotating shaft is And the relationship between the radius of the rotating plate and the rotation angle of the object to be measured is determined, and the displacement of the object to be measured is detected based on the light incident position on the optical position detecting element. Characteristic optical displacement detection device.
【請求項3】 被測定体に取り付けられるかその一部で
ある往復軸と、 この往復軸に取り付けられて一体に移動し、側辺部が光
学拡散面とされた往復板と、 この往復板の上記光学拡散面に光を照射する光源と、 上記往復板の上記光学拡散面からの反射光を集光する集
光光学系と、 この集光光学系の略集光位置に配置された光位置検出素
子とを備え、 上記往復板は上記集光光学系と上記側辺部の光反射位置
との距離が上記往復軸のストロークによって異なるよう
に形成され、上記光位置検出素子上の光入射位置によ
り、三角測距の原理に基いて上記被測定体の変位を検出
するようにしたことを特徴とする光学式変位検出装置。
3. A reciprocating shaft which is attached to or a part of an object to be measured, a reciprocating plate which is attached to the reciprocating shaft and moves integrally and has an optical diffusion surface on a side portion, and a reciprocating plate. A light source for irradiating the optical diffusion surface with light; a condensing optical system for condensing light reflected from the optical diffusion surface of the reciprocating plate; and light arranged substantially at a condensing position of the condensing optical system. A position detecting element, wherein the reciprocating plate is formed such that a distance between the light-collecting optical system and the light reflection position of the side portion is different depending on a stroke of the reciprocating shaft; Depending on position
An optical displacement detecting device for detecting the displacement of the object to be measured based on the principle of triangulation .
【請求項4】 被測定体に取り付けられるかその一部で
ある往復軸と、 この往復軸に取り付けられて一体に移動し、側辺部が光
学拡散面とされた往復板と、 この往復板の上記光学拡散面に光を照射する光源と、 上記往復板の上記光学拡散面からの反射光を集光する集
光光学系と、 この集光光学系の略集光位置に配置された光位置検出素
子とを備え、 上記往復板は上記集光光学系と上記側辺部の光反射位置
との距離が上記往復軸のストロークによって異なるよう
に形成され、上記往復軸のストローク変位と上記往復板
の側辺部の関係を、上記被測定体のストロークに応じて
決定し、上記光位置検出素子上の光入射位置に基いて上
記被測定体の変位を検出するようにしたことを特徴とす
る光学式変位検出装置。
4. A reciprocating shaft attached to or a part of an object to be measured, a reciprocating plate attached to the reciprocating shaft and moving integrally and having an optical diffusion surface on a side, and a reciprocating plate. A light source for irradiating the optical diffusion surface with light; a condensing optical system for condensing light reflected from the optical diffusion surface of the reciprocating plate; and light arranged substantially at a condensing position of the condensing optical system. A position detecting element, wherein the reciprocating plate is formed such that a distance between the light-collecting optical system and the light reflection position of the side portion is different depending on a stroke of the reciprocating shaft. The relationship between the sides of the plate is determined according to the stroke of the object to be measured, and the displacement of the object to be measured is detected based on the light incident position on the optical position detecting element. Optical displacement detection device.
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