JPH01229223A - 光シャッタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、光源からの光を外部操作により通過させ及び
遮蔽するための光シャッタに関する。

光シャッタは、レーザを用いた諸加工や図形表示など、
多くの分野で利用されている。代表的な光シャッタとし
ては、ロータリーソレノイドで往復回転する遮光板の後
方に光源を置き該遮光板の回転により出射路の開閉を行
う装置があるが、該装置は機械的動作部分が多いため寿
命が短く、またソレノイドによる騒音や振動が大きいと
いう欠点があった。この欠点のないものとして、透明媒
体中に超音波を照射して該媒体中に屈折率の疎密を形成
してこれを通過する光のブラッグ回折を利用し、照射超
音波の制御により、光路を遮光板に対し移動させて光照
射の大切を行う装置があるが、該装置は構造が複雑であ
り高価につくと共に使用光の波長に制限があるという欠
点を有していた。

本発明は、これら従来技術の欠点を解消し、簡単な構造
で長い寿命を保証することができ騒音や振動を伴わない
光シャッタを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段 本発明の前記課題は、制御信号に基づき回転方向及び回
転角を制御され得る回転駆動部と、中央部から半径方向
に延びる１又は２以上の遮蔽板を備え該回転駆動部の回
転軸に結合された回転板と、前記遮蔽板を発光素子及び
受光素子の間に通過させるように配置されたフォトイン
タラプタと、前記回転駆動部への制御信号を発する比較
増幅部と、該比較増幅部の一方の入力端子に接続された
基準値設定手段と、前記フォトインタラプタの出力端子
及び前記比較増幅部の他方の入力端子の間に接続された
操作部とを備えており、前記回転板は、該回転板の後方
に置かれた光源の光路を開閉するにあたり、一つの前記
遮蔽板の一側縁が前記フォトインタラプタの検知域にあ
るときに該遮蔽板又は他の遮蔽板により前記光源の光路
を遮る一方、前記遮蔽板の他側縁が前記フォトインタラ
プタの検知域にあるときにいずれの遮蔽板も前記光源の
光路を遮らないように遮蔽板を配置されており、前記操
作部は、前記フォトインタラプタからの出力信号に応じ
た信号伝搬を行う第一の回路部と、該第一の回路部に並
列に接続され、前記フォトインタラプタからの出力信号
に対し該出力信号を該フォトインタラプタの全光量検知
時出力信号から減じた値に応じた信号として演算し伝搬
する第二の回路部と、外部操作によりこれら第一及び第
二の回路部を択一的に閉成するための切換え手段とを備
えていることを特徴とする光シャッタにより達成される
。

実施例 以下、本発明の一実施例を添付図面と共に説明する。

図に示す光シャッタは、回転駆動部としてのサーボモー
タ（１）、回転板（２）、フォトインタラプタ（３）、
及び回路部（４）を備えている。

サーボモータ（１）は、制御量に応じた回転角を示す通
常のものである。回転板（２）は、中央部から半径方向
に延びる４枚の遮蔽板（２０）を備えており、サーボモ
ータ（１）の回転軸に固着されている。フォトインタラ
プタ（３）は、発光素子（３０）と受光素子（３１）と
を備え、これらの素子は相互間に遮蔽板（２０）を通す
ように配置されている。受光素子（３１）としては、発
光素子から到達する光量に応じた出力信号を発する種々
の素子、例えば、ＣｄＳ光導電素子、ＣｄＳｅ光導電素
子、ホトトランジスタ、ホトダイオード等を使用するこ
とができる。回転板（２）の遮蔽板（２０）は、各遮蔽
板を頂角的４５°の扇形状とし相互に略等間隔に設けて
られている。光源（Ａ）は指向性の高いものであり、回
転板（２）の後方（サーボモータ側）から前方に出射す
るように図示の如く配設されている。これにより、遮蔽
板（２０）の−側縁（２１）がフォトインタラプタ（３
）の間における検知域に存するときに光源（Ａ）は隣合
う遮蔽板（２０−）の後方にあって光路を遮られ、遮蔽
板（２０）の他側縁（２２）が前記検知域に存するとき
に光源（Ａ）は遮蔽板（２０−）とその隣の遮蔽板（２
０″）との間に位置して光路を開かれる。尤も回転板と
しては、使用光源の大きさや指向性などに応じて、１枚
の半円状の遮蔽板を備えたものや、適宜の枚数の遮蔽板
を適当な間隔で設けたものなどを採用することができる
。回路部（４）は、サーボモータ（１）への電力供給の
制御信号を発する比較増幅部（４０）と、該比較増幅部
（４０）の一方の入力端子に接続された基準値設定手段
（４１）と、前記フォトインタラプタ（３）の出力端子
および前記比較増幅部（４０）の他方の入力端子の間に
、増幅器（６）を経て接続された操作部（４２）とを備
えている。基準値設定手段（４１）は、外部操作に基づ
く抵抗値の変化等により比較増幅部（４０）への印加電
圧を調節し得るものである。比較増幅部（４０）は、基
準値設定手段（４１）から印加される電圧と、以下に詳
述する操作部（４２）から印加される電圧との差に応じ
た正又は負の電圧を出力し、サーボモータ（１）への電
力供給を制御する。操作部（４２）は、第一のスイッチ
（４３０）を備えた第一の回路部（４３）と、第二のス
イッチ（４４０）及び減算回路部（４４１）を有し前記
第一の回路部に並列に接続された第二の回路部（４４）
と、外部からの操作信号を前記第一の回路部（４３）及
び第二の回路部（４４）の各制御スイッチ（４３０）、
（４３１）に伝送する信号線（４５）と、制御スイッチ
（４３０）への信号線に設けられたインバータ（４６）
とを備えている。これらスイッチ（４３０）、（４３１
）、信号線（４５）、及びインバータ（４６）は、外部
操作により第一の回路部（４３）及び第二の回路部（４
４）のいずれかを選択的に閉成するための切換え手段を
形成している。切換え手段とし＝　　７　− では、この他、外部入力に応じて選択的導通をなすスイ
ッチング素子などを適宜採用することができる。

第２図は、前記光シャッタの制御回路の具体例を示して
いる。図中の番号は第１図と対応したものとなっており
、その他、（１０）はサーボモータ（１）の制御回路、
（４７）は操作部（４２）における切換えスイッチを示
している。切換えスイッチ（４７）は、その切換えによ
り信号線（４５）への電圧信号の有無を決定し、これに
基づき第一及び第二のスイッチ（４３０）、（４４０）
が、インターロックの作用下に択一的に閉成される。

この光シャッタは、以下のように作動する。

受光素子（３１）は、発光素子（３０）との間に遮蔽板
（２０）が存しないときに最大量（１００％）を受光す
る。いま、受光素子（３１）の受光量が最大受光量の４
０％のときに、比較増幅部（４０）が、これに対応する
入力端子に基づき出力零となり、サーボモータ（１）の
回転を停止させるように設定されているとする。この設
定は、基準値設定手段（４１）により行うことができる
。

以下、この比較増幅部（４０）の零出力を得る光量を、
基準光量と称する。図示のように遮蔽板（２０）の一方
のエツジ（２１）がフォトインタラプタ（３）の検知域
にあるときに、第一のスイッチ（４３０）が閉じられた
とする。この場合、検知光量が基準光量より多いと、比
較増幅部（４０）からの制御信号に基づき、サーボモー
タ（１）は図において右に回転して遮光量を増し、逆に
検知光量が基準光量より少ないと、左に回転して遮光量
を減する。したがって、回転板（２）は、フォトインタ
ラプタ（３）による検知光量が４０％となる位置で安定
し静止する。次に第一のスイッチ（４３０）を開き、第
二のスイッチ（４４０）を閉じると、いままでの検知光
量（４０％）に対応したフォトインクラブタ（３）から
の出力は、減算回路部（４４１）を経ることにより、最
大受光量（１００％）から検知光！（４０％）を差し引
いた減算値（６０％）として比較増幅部（４０）に送ら
れる。したがって、比較増幅部（４０）では、基準値（
基準光量に対応した入力信号値）より大きい入力信号に
基づく制御信号が発せられ、サーボモータ（１）は右に
回転する。これに伴う回転板（２）の回転は、−層フォ
トインクラブタ（３）の受光量を減少させることとなり
、これと逆に減算後の比較増幅部（４０）への入力信号
は増大する。よって回転板（２）は回転し続け、やがて
遮蔽板（２０）の他方のエツジ（２２）がフォトインタ
ラプタ（３）の検知域に達する。エツジ（２２）がこの
検知域に達した後は、回転板（２）の右回りと共にフォ
トインタラプタ（３）の受光量は零から次第に増加し、
逆に減算回路部（４４１）を経た比較増幅部（４０）へ
の入力信号は、完全遮蔽時の信号！（１００％）から次
第に減少する。そしてフォトインタラプタ（３）の受光
量が最大受光量の６０％となったときに、減算後の比較
増幅部（４０）への入力信号は基準値に等しいものとな
り、比較増幅部（４０）の零出力が得られ、サーボモー
タ（１）は停止する。これにより、遮蔽板（２０’）の
後方に配置された光源（Ａ）の光路が開かれ、対象物へ
の光照射が行われる。

次に第二のスイッチ（４４０）が開かれ、第一のスイッ
チ（４３０）が再び閉じられると、フオ）・インタラプ
タ（３）の受光量（６０％）にそのまま対応する出力信
号が第一の回路部（４３）を経て比較増幅部（４０）に
送られ、基準値より大きい入力信号に基づき、サーボモ
ータ（１）は右に回転せしめられる。これによる回転板
（２）の回転は、フォトインタラプタ（３）の受光量を
一層増大させることとなり、これと共に比較増幅部（４
０）への入力信号はさらに増大する。よって回転板（２
）は回転を続け、やがて隣の遮蔽板（２０＝）のエツジ
（２３）がフォトインタラプタ（３）の検知域に達する
。その後は、回転板（２）が右に回転するに連れてフォ
トインタラプタ（３）の受光量は次第に減少する。これ
と共に、比較増幅部（４０）への入力信号は最大受光量
（１００％）に対応する量から次第に減少し、フォトイ
ンタラプタ（３）の受光量が４０％となったときに、比
較増幅部（４０）の零出力信号が得られ、サーボモータ
（１）が停止する。これにより光源（Ａ）はその前方に
到達した遮蔽板（２０’）により光路を塞がれ、対象物
への光照射が断たれる。

このように、スイッチ（４３０）、（４４０）を切換え
る毎に回転板（２）は遮蔽板（２０）の隣りのエツジま
で回転し、これに応じて光源の光路の開閉が行われる。

以」−の例に代えて、基準光量を例えば６０％とすれば
、スイッチ（４３０）、（４４０）の切換えにより、サ
ーボモータ（１）は左に回転しながら、光源（Ａ）の光
路の開閉を行うこととなる。

また、基準光量を５０％とした場合にも、比較増幅部（
４０）の入力端子に印加される電圧の諸要因に基づく揺
らぎにより、回転板（２）はスイッチの切換えと共に回
転し、−船釣には揺らぎの偏りに起因してその回転方向
は左右いずれかに略特定される傾向を示す。

また、サーボモータ（１）に代えて、各種制御モータや
、リニアモータに回転運動への変換機構を連結したもの
等、種々の制御可能な回転駆動装置が採用され得る。

発明の効果 以上から明らかなように本発明によれば、遮蔽板を備え
た回転板をサーボモータで回転して光源からの光路を開
閉することとし、サーボモータの回転制御を、遮蔽板と
係脱するフォトインタラプタからの出力信号の伝搬、減
算、設定値との比較に基づき電気的に行うので、機械的
動作部分が少なく簡単な横進で長い寿命を保証すること
ができ、騒音や振動を伴わないというすぐれた効果を奏
する光シャッタを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る光シャッタを制御回路図
を伴って示す概略図、第２図は第１図に示す制御回路の
詳細図である。 （１）・・・・・・サーボモータ （２）・・・・・・回転板 （３）・・・・・・フォトインタラプタ（４）・・・・
・・回路部 （２０）、（２ＣＩ）、（２０’）・・・・・・遮蔽板
（２１）、　（２２）、　（２３）・・・・・・エツジ
（３０）・・・・・・発光素子 （３１）・・・・・・受光素子 ＝　１５− （４０）・・・・・・比較増幅部 （４１）・・・・・・基準値設定手段 （４２）・・・・・・操作部 （４３）・・・・・・第一の回路部 （４４）・・・・・・第二の回路部 （４５）・・・・・・切換え手段 （４６）・・・・・・インバータ （４７）・・・・・・切換えスイッチ （４３０）・・・・・・第一のスイッチ（４４０）・・
・・・・第二のスイッチ（以　上）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）制御信号に基づき回転方向及び回転角を制御され
   得る回転駆動部と、中央部から半径方向に延びる１又は
   ２以上の遮蔽板を備え該回転駆動部の回転軸に結合され
   た回転板と、前記遮蔽板を発光素子及び受光素子の間に
   通過させるように配置されたフォトインタラプタと、前
   記回転駆動部への制御信号を発する比較増幅部と、該比
   較増幅部の一方の入力端子に接続された基準値設定手段
   と、前記フォトインタラプタの出力端子及び前記比較増
   幅部の他方の入力端子の間に接続された操作部とを備え
   ており、前記回転板は、該回転板の後方に置かれた光源
   の光路を開閉するにあたり、一つの前記遮蔽板の一側縁
   が前記フォトインタラプタの検知域にあるときに該遮蔽
   板又は他の遮蔽板により前記光源の光路を遮る一方、前
   記遮蔽板の他側縁が前記フォトインタラプタの検知域に
   あるときにいずれの遮蔽板も前記光源の光路を遮らない
   ように遮蔽板を配置されており、前記操作部は、前記フ
   ォトインタラプタからの出力信号に応じた信号伝搬を行
   う第一の回路部と、該第一の回路部に並列に接続され、
   前記フォトインタラプタからの出力信号に対し該出力信
   号を該フォトインタラプタの全光量検知時出力信号から
   減じた値に応じた信号として演算し伝搬する第二の回路
   部と、外部操作によりこれら第一及び第二の回路部を択
   一的に閉成するための切換え手段とを備えていることを
   特徴とする光シャッタ。