JPH02126204A - 光電型ポテンショメータ - Google Patents
光電型ポテンショメータInfo
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- JPH02126204A JPH02126204A JP63280672A JP28067288A JPH02126204A JP H02126204 A JPH02126204 A JP H02126204A JP 63280672 A JP63280672 A JP 63280672A JP 28067288 A JP28067288 A JP 28067288A JP H02126204 A JPH02126204 A JP H02126204A
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- potentiometer
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Links
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Landscapes
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概 要〕
光導電膜を照射する光スポットの位置に対応した電圧を
出力する光電型ポテンショメータの改良に関し、 出力特性が温度変化に対して安定な光電型ポテンショメ
ータを提供することを目的とし、照射光を出射する光源
部と、移動するマスクで前記照射光を光スポットに形成
する光スポット形成部と、抵抗膜と導電膜との間に、前
記光スポットが入射すると導通する光導電膜を有し、該
抵抗膜に入力電圧を印加すると前記光スポットの入射位
置に対応する出力電圧を出力する受光部と、を有する光
電型ポテンショメータにおいて、前記光スポット形成部
は前記光源部および前記受光部から分離しており、前記
光源部から前記光スポット形成部への照射光の伝送およ
び前記光スポット形成部から前記受光部への光スポット
の伝送を光ファイバ束を介して行うような構成である。
出力する光電型ポテンショメータの改良に関し、 出力特性が温度変化に対して安定な光電型ポテンショメ
ータを提供することを目的とし、照射光を出射する光源
部と、移動するマスクで前記照射光を光スポットに形成
する光スポット形成部と、抵抗膜と導電膜との間に、前
記光スポットが入射すると導通する光導電膜を有し、該
抵抗膜に入力電圧を印加すると前記光スポットの入射位
置に対応する出力電圧を出力する受光部と、を有する光
電型ポテンショメータにおいて、前記光スポット形成部
は前記光源部および前記受光部から分離しており、前記
光源部から前記光スポット形成部への照射光の伝送およ
び前記光スポット形成部から前記受光部への光スポット
の伝送を光ファイバ束を介して行うような構成である。
本発明は、光導電膜を照射する光スポットの位置に対応
した電圧を出力する光電型ポテンショメータの改良に関
する。
した電圧を出力する光電型ポテンショメータの改良に関
する。
光導電型ポテンショメータは、光導電膜上を移動する光
スポットで出力電圧をとり出すので、抵抗素子に非接触
で回転するため、抵抗素子上をブラシが摺動する可変抵
抗器型のポテンショメータに比べて長寿命であるという
長所が有り、回転制御系において変位・角度・速度など
を電気的に検出する機械−電気変換手段として多用され
るようになった。
スポットで出力電圧をとり出すので、抵抗素子に非接触
で回転するため、抵抗素子上をブラシが摺動する可変抵
抗器型のポテンショメータに比べて長寿命であるという
長所が有り、回転制御系において変位・角度・速度など
を電気的に検出する機械−電気変換手段として多用され
るようになった。
第５図は、光電型ポテンショメータの原理説明図、第６
図は従来の光電型ポテンショメータの断面図である。
図は従来の光電型ポテンショメータの断面図である。
第５図は、絶縁基板上に形成された光電変換部の薄膜パ
ターンを模式的に示したもので、両端に出力電極６１ａ
５ＧＮＤ電極６１ｂを有するＮｉＣｒなとの抵抗膜６
１と、一端に出力電極６２ａを有するＮ１Ｃｒ−ＡＵ等
の導体膜６２との間に、両膜に接してＣｄＳｅを主体と
した光導電膜６３がパターンニングされている。
ターンを模式的に示したもので、両端に出力電極６１ａ
５ＧＮＤ電極６１ｂを有するＮｉＣｒなとの抵抗膜６
１と、一端に出力電極６２ａを有するＮ１Ｃｒ−ＡＵ等
の導体膜６２との間に、両膜に接してＣｄＳｅを主体と
した光導電膜６３がパターンニングされている。
光導電膜６３は光の照射が無い状態での抵抗値（暗抵抗
）が高くほぼ絶縁体である光が照射されるとその抵抗値
（明抵抗）が５〜７桁減少して導電性を示す、従って図
の如く光導電膜６１に局部的に光スボッ）Ｈが入射する
とその部分が導通部となって抵抗膜６１は出力電極６２
ａと接続される。
）が高くほぼ絶縁体である光が照射されるとその抵抗値
（明抵抗）が５〜７桁減少して導電性を示す、従って図
の如く光導電膜６１に局部的に光スボッ）Ｈが入射する
とその部分が導通部となって抵抗膜６１は出力電極６２
ａと接続される。
ところで、抵抗膜６１の入力電極６１ａとＧＮＤ電極６
１ｂ間に入力電圧Ｖｏが印加されていると、両電極間に
抵抗膜６１のみを通って入力電流が流れている。
１ｂ間に入力電圧Ｖｏが印加されていると、両電極間に
抵抗膜６１のみを通って入力電流が流れている。
抵抗膜６１は全面にわたって−様な比抵抗分布を有する
ので、その内部では電極からの距離に比例した電圧降下
が生じている。すなわち、抵抗膜６１上の各点は電極か
らの距離に比例した電位を有する。
ので、その内部では電極からの距離に比例した電圧降下
が生じている。すなわち、抵抗膜６１上の各点は電極か
らの距離に比例した電位を有する。
この状態で上記スポット光Ｈが入射すると、その部分が
導通して入射点の電位Ｖｅを出力電極６２ａから取り出
すことができる。
導通して入射点の電位Ｖｅを出力電極６２ａから取り出
すことができる。
そこで光スボッ）Ｈを矢印Ｃの如く移動させれば移動距
離に比例した出力電圧Ｖｅを取り出すことができ、また
光電変換パターンを円弧状に形成すれば角度に比例した
出力電圧を得ることができる。
離に比例した出力電圧Ｖｅを取り出すことができ、また
光電変換パターンを円弧状に形成すれば角度に比例した
出力電圧を得ることができる。
即ち上記構成の光導電素子は、第５図の下側の等価回路
に示す如く全抵抗Ｒｏを有する可変抵抗器型ボテンシぢ
メータとして動作する。ここでｒは光スポット照射位置
における光導電膜の明抵抗値で、ポテンショメータのブ
ラシ抵抗に相当する。
に示す如く全抵抗Ｒｏを有する可変抵抗器型ボテンシぢ
メータとして動作する。ここでｒは光スポット照射位置
における光導電膜の明抵抗値で、ポテンショメータのブ
ラシ抵抗に相当する。
第６図は、回転角度検出器として用いるために、上記光
導電素子を円弧パターンとしだ光電型ポテンショメータ
の断面を示すもので、赤色ＬＥＤなどの光源部６４と、
中心にモータ７等の被測定回転軸７１を貫通する穴を有
する絶縁基板６６ａ上に、前述の抵抗膜、光導電膜、導
体膜よりなる光導電素子パターン６６ｂを同心円弧状に
形成した受光部６６と、被測定回転軸７１に取り付けら
れて回動し光源部６４からの照射光を透過窓６５ａで光
スポットに形成して光電変換素子パターン６６ｂに照射
する回転マスク６５とが、遮光ケース６７内に組み込ま
れて一体化されている。
導電素子を円弧パターンとしだ光電型ポテンショメータ
の断面を示すもので、赤色ＬＥＤなどの光源部６４と、
中心にモータ７等の被測定回転軸７１を貫通する穴を有
する絶縁基板６６ａ上に、前述の抵抗膜、光導電膜、導
体膜よりなる光導電素子パターン６６ｂを同心円弧状に
形成した受光部６６と、被測定回転軸７１に取り付けら
れて回動し光源部６４からの照射光を透過窓６５ａで光
スポットに形成して光電変換素子パターン６６ｂに照射
する回転マスク６５とが、遮光ケース６７内に組み込ま
れて一体化されている。
上記従来の充電型ポテンショメータは光源部や受光部が
回転マスクと同一の遮光ケース内に設けられ、モータ等
の回転駆動系に近接して取りつけられる。ところが回動
を繰り返すモータは発熱して゛温度上昇し、この熱が回
転軸を介してケース内に伝達されて光源部や受光部は常
温より高温となる。ところが暗抵抗が大きい高性能のＣ
ｄＳｅ膜などの光導電膜は明抵抗（光スポットが照射さ
れた部分の抵抗値）の温度依存性が比較的大きいため、
ブラシ抵抗ｒが大きくなり出力電圧検出回路の入力イン
ピーダンスに対して無視できなくなること、および光源
の赤色Ｌ Ｅ Ｄの発光輝度の温度依存性が大きいこと
などから、モータ駆動開始後時間と共に温度が上昇する
と、同一回転角に対すして出力電圧が変動し、角度検出
精度が不安定になるという問題点があった。
回転マスクと同一の遮光ケース内に設けられ、モータ等
の回転駆動系に近接して取りつけられる。ところが回動
を繰り返すモータは発熱して゛温度上昇し、この熱が回
転軸を介してケース内に伝達されて光源部や受光部は常
温より高温となる。ところが暗抵抗が大きい高性能のＣ
ｄＳｅ膜などの光導電膜は明抵抗（光スポットが照射さ
れた部分の抵抗値）の温度依存性が比較的大きいため、
ブラシ抵抗ｒが大きくなり出力電圧検出回路の入力イン
ピーダンスに対して無視できなくなること、および光源
の赤色Ｌ Ｅ Ｄの発光輝度の温度依存性が大きいこと
などから、モータ駆動開始後時間と共に温度が上昇する
と、同一回転角に対すして出力電圧が変動し、角度検出
精度が不安定になるという問題点があった。
本発明は上記問題点に鑑み創出されたもので、出力特性
が温度変化に対して安定な光電型ポテンシヨメータを提
供することを目的とする。
が温度変化に対して安定な光電型ポテンシヨメータを提
供することを目的とする。
第１図は本発明の光電型ポテンシヨメータの原理説明図
である。上記問題点を解決するため本発明の光電型ポテ
ンシヨメータは第１図に示す如く、照射光（Ａ）を出射
する光源部（１）と、移動するマスク（２１）で前記照
射光（Ａ）を光スポット（Ｂ）に形成する光スポット形
成部（２）と、抵抗膜（３１）と導電膜（３２）との間
に、前記光スポットが入射すると導通する光導電膜（３
３）を有し、該抵抗膜（３１）に入力電圧（Ｖｏ）を印
加すると前記光スポット（Ｂ）の入射位置に対応する出
力電圧（Ｖｅ）を出力する受光部（３）と、 を有する光電型ポテンショメータにおいて、前記光スポ
ット形成部（２）は前記光源部（１）および前記受光部
（３）から分離しており、前記光源部（１）から前記光
スポット形成部（２）への照射光（Ａ）の伝送および前
記光スポット形成部（２）から前記受光部（３）への光
スポット（Ｂ）の伝送を光ファイバ束（４、５）を介し
て行うように構成されてなることを特徴とする。
である。上記問題点を解決するため本発明の光電型ポテ
ンシヨメータは第１図に示す如く、照射光（Ａ）を出射
する光源部（１）と、移動するマスク（２１）で前記照
射光（Ａ）を光スポット（Ｂ）に形成する光スポット形
成部（２）と、抵抗膜（３１）と導電膜（３２）との間
に、前記光スポットが入射すると導通する光導電膜（３
３）を有し、該抵抗膜（３１）に入力電圧（Ｖｏ）を印
加すると前記光スポット（Ｂ）の入射位置に対応する出
力電圧（Ｖｅ）を出力する受光部（３）と、 を有する光電型ポテンショメータにおいて、前記光スポ
ット形成部（２）は前記光源部（１）および前記受光部
（３）から分離しており、前記光源部（１）から前記光
スポット形成部（２）への照射光（Ａ）の伝送および前
記光スポット形成部（２）から前記受光部（３）への光
スポット（Ｂ）の伝送を光ファイバ束（４、５）を介し
て行うように構成されてなることを特徴とする。
プリンタなどの回転駆動部分を有する装置に上記構成の
光電型ポテンショメータを組み込む際に、温度の影響の
小さいスポット形成部のみを温度上昇の大きい回転系に
取り付け、温度の影響を受は易い光源部と受光部とは、
装置内の温度変化が小さい位置に離して取り付けること
ができる。そして光スポット形成部とその他の部分とを
温度特性のすぐれたプラスチック光ファイバで接続して
照射光と光スポットを伝送するので、温度に対する出力
電圧のドリフトの低減が達成できる。
光電型ポテンショメータを組み込む際に、温度の影響の
小さいスポット形成部のみを温度上昇の大きい回転系に
取り付け、温度の影響を受は易い光源部と受光部とは、
装置内の温度変化が小さい位置に離して取り付けること
ができる。そして光スポット形成部とその他の部分とを
温度特性のすぐれたプラスチック光ファイバで接続して
照射光と光スポットを伝送するので、温度に対する出力
電圧のドリフトの低減が達成できる。
以下添付図により本発明の実施例の構成と動作を説明す
る。
る。
第２〜４図は本発明を実施した充電型ポテンショメータ
の要部を示す図である。
の要部を示す図である。
第２図は、光源部１を示すもので、直径０．７＋ｕ＋の
プラスチックの単位光ファイバ４ａの多数本を端面を揃
えて円筒状に束ねた光ファイバ束４の入射部と、赤色Ｌ
ＥＤやタングステンランプなど可視光波長成分が多い光
源１１とを、その出射光Ａが全部の単位ファイバ４ａに
一様に入射するように遮光ケース１２内に配置しである
。
プラスチックの単位光ファイバ４ａの多数本を端面を揃
えて円筒状に束ねた光ファイバ束４の入射部と、赤色Ｌ
ＥＤやタングステンランプなど可視光波長成分が多い光
源１１とを、その出射光Ａが全部の単位ファイバ４ａに
一様に入射するように遮光ケース１２内に配置しである
。
この光源部ｌからの光ファイバ束４に入射した照射光は
光フアイバ束４内を数ｍ伝播して、第３図に示す光スポ
ット形成部２に到達する。
光フアイバ束４内を数ｍ伝播して、第３図に示す光スポ
ット形成部２に到達する。
そして遮光ケース２２内で、光ファイバ束４の端面から
出射してマスク２１を照射する。この出射面は、モータ
の回転軸７１に直結して回動する遮光性のマスク２１の
透過窓２１ａが移動する例えば４５”の円弧上を、照射
光Ａが均一に照射するように、複数の単位フ゛アイバ４
ａが透過窓２１ａの径より広い幅の円弧状に、マスク２
１の表面から若干離して配列されている。
出射してマスク２１を照射する。この出射面は、モータ
の回転軸７１に直結して回動する遮光性のマスク２１の
透過窓２１ａが移動する例えば４５”の円弧上を、照射
光Ａが均一に照射するように、複数の単位フ゛アイバ４
ａが透過窓２１ａの径より広い幅の円弧状に、マスク２
１の表面から若干離して配列されている。
照射光Ａが透過して光スボッ）Ｂが形成される透過窓２
１ａの大きさは、後述する光導電膜のパターン幅より充
分大きい例えば約２＋＋＋−に形成されている。
１ａの大きさは、後述する光導電膜のパターン幅より充
分大きい例えば約２＋＋＋−に形成されている。
マスク２１の反対側の面には光スポットがロスなく入射
するように第２の光ファイバ束５の端面が、透過窓２１
ａの移動範囲（４５°）にわたって光スポットＢの径よ
り大きい幅で円弧状に配列されている。そしてマスク２
１０回動により光スポットＢは円弧状の入射面上を移動
し、対応する位置にある一部の単位ファイバ５ａに入射
して、光ファイバ束５を介してそのままの形で受光部３
に伝送される。
するように第２の光ファイバ束５の端面が、透過窓２１
ａの移動範囲（４５°）にわたって光スポットＢの径よ
り大きい幅で円弧状に配列されている。そしてマスク２
１０回動により光スポットＢは円弧状の入射面上を移動
し、対応する位置にある一部の単位ファイバ５ａに入射
して、光ファイバ束５を介してそのままの形で受光部３
に伝送される。
第４図に示す受光部３は、絶縁基板３３上に、外側から
順に、導体膜３２、光導電膜３３、抵抗膜３１が４５°
の同心円弧状に相接して形成されており、光ファイバ束
５の複数の単位ファイバは、前述の光スポット形成部に
おける順序と同一に光導電膜３３を照射するように配列
されている。これにより光スボッ）Ｂは光導電膜上の、
光スポット形成部２の透過窓２１ａに対応する位置を照
射するので、抵抗ＩＦ！３１に入力電圧Ｖｏを印加して
前述のポテンショメータの原理により出力電極から回転
角度に比例した出力電圧Ｖｅを得ることができる。
順に、導体膜３２、光導電膜３３、抵抗膜３１が４５°
の同心円弧状に相接して形成されており、光ファイバ束
５の複数の単位ファイバは、前述の光スポット形成部に
おける順序と同一に光導電膜３３を照射するように配列
されている。これにより光スボッ）Ｂは光導電膜上の、
光スポット形成部２の透過窓２１ａに対応する位置を照
射するので、抵抗ＩＦ！３１に入力電圧Ｖｏを印加して
前述のポテンショメータの原理により出力電極から回転
角度に比例した出力電圧Ｖｅを得ることができる。
これらの部分は何れも外光の影響を避けるため、それぞ
れが遮光ケースで覆われて別部品となっており、２本の
光ファイバ束で接続されている。光ファイバとして使用
温度範囲が１００℃以上の使用温度範囲を有しかつ６５
０人の赤色ＬＥＤの波長での伝送減衰の小さいポリメチ
ルメタクリレートなどを主成分としたプラスチック光フ
ァイバを用いると、高温の光スポット形成部から他部分
を数ｍ以上離して設置することができるので出力電圧の
温度依存性を大きく低減できる。
れが遮光ケースで覆われて別部品となっており、２本の
光ファイバ束で接続されている。光ファイバとして使用
温度範囲が１００℃以上の使用温度範囲を有しかつ６５
０人の赤色ＬＥＤの波長での伝送減衰の小さいポリメチ
ルメタクリレートなどを主成分としたプラスチック光フ
ァイバを用いると、高温の光スポット形成部から他部分
を数ｍ以上離して設置することができるので出力電圧の
温度依存性を大きく低減できる。
本発明によれば、温度変化に対して出力特性が安定な光
電型ポテンショメータを実現することができ、回転゛駆
動系等の発熱部を有する装置の回転角測定精度の向上に
極めて効果がある。
電型ポテンショメータを実現することができ、回転゛駆
動系等の発熱部を有する装置の回転角測定精度の向上に
極めて効果がある。
第１図は、本発明の光電型ポテンショメータの原理説明
図、 第２図は、光源部の実施例を示す図、 第３図は、光スポット形成部の実施例を示す図、第４図
は、受光部の実施例を示す図、 第５図は、光電型ポテンショメータの原理説明図、 第６図は、従来の光電型ポテンショメータの断面図、 である。 図において、 １・・−光源部、 １１−光源、２・−・
光スポット形成部、 ２１−・・遮光性のマスク、２
１ａ・−透過窓、 ３・・・受光部、３１
・−・抵抗膜、 ３２−・導体膜、３３−
・光導電膜、 ４，５・−光ファイバ束、４
ａ＋５ａ＋−・−単位ファイバ、 Ａ−照射光、Ｂ−
光スポット、 １９発日月１つ］￥］弓「型切−°子ンシ／ヨメー５７
グア４究裡説り月履コア ｌ 記 笛 受ｔ４Ｐ／）褒柑僧１乏示す記 ！４− 記 光１ン鼠ボテン・シ３メータｔｑ厘埋客わ月旧Ｖ１ ５
日 イ芝床ｆ）宛電−亦１／治メータの対面ロゾ ６
図
図、 第２図は、光源部の実施例を示す図、 第３図は、光スポット形成部の実施例を示す図、第４図
は、受光部の実施例を示す図、 第５図は、光電型ポテンショメータの原理説明図、 第６図は、従来の光電型ポテンショメータの断面図、 である。 図において、 １・・−光源部、 １１−光源、２・−・
光スポット形成部、 ２１−・・遮光性のマスク、２
１ａ・−透過窓、 ３・・・受光部、３１
・−・抵抗膜、 ３２−・導体膜、３３−
・光導電膜、 ４，５・−光ファイバ束、４
ａ＋５ａ＋−・−単位ファイバ、 Ａ−照射光、Ｂ−
光スポット、 １９発日月１つ］￥］弓「型切−°子ンシ／ヨメー５７
グア４究裡説り月履コア ｌ 記 笛 受ｔ４Ｐ／）褒柑僧１乏示す記 ！４− 記 光１ン鼠ボテン・シ３メータｔｑ厘埋客わ月旧Ｖ１ ５
日 イ芝床ｆ）宛電−亦１／治メータの対面ロゾ ６
図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 照射光（Ａ）を出射する光源部（１）と、 移動するマスク（２１）で前記照射光（Ａ）を光スポッ
ト（Ｂ）に形成する光スポット形成部（２）と、抵抗膜
（３１）と導電膜（３２）との間に、前記光スポットが
入射すると導通する光導電膜（３３）を有し、該抵抗膜
（３１）に入力電圧（Ｖｏ）を印加すると前記光スポッ
ト（Ｂ）の入射位置に対応する出力電圧（Ｖｅ）を出力
する受光部（３）と、 を有する発電型ポテンショメータにおいて、前記光スポ
ット形成部（２）は前記光源部（１）および前記受光部
（３）から分離しており、前記光源部（１）から前記光
スポット形成部（２）への照射光（Ａ）の伝送および前
記光スポット形成部（２）から前記受光部（３）への光
スポット（Ｂ）の伝送を光ファイバ束（４、５）を介し
て行うように構成されてなることを特徴とする光電型ポ
テンショメータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63280672A JPH02126204A (ja) | 1988-11-07 | 1988-11-07 | 光電型ポテンショメータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63280672A JPH02126204A (ja) | 1988-11-07 | 1988-11-07 | 光電型ポテンショメータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02126204A true JPH02126204A (ja) | 1990-05-15 |
Family
ID=17628322
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63280672A Pending JPH02126204A (ja) | 1988-11-07 | 1988-11-07 | 光電型ポテンショメータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02126204A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107833721A (zh) * | 2017-12-13 | 2018-03-23 | 陕西宝成航空仪表有限责任公司 | 具有新型光路通道的光电电位器 |
-
1988
- 1988-11-07 JP JP63280672A patent/JPH02126204A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107833721A (zh) * | 2017-12-13 | 2018-03-23 | 陕西宝成航空仪表有限责任公司 | 具有新型光路通道的光电电位器 |
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