JPH02257004A - 光束位置の検出装置 - 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〉 この発明は光束の位置検出装置に関し、特に透光性を有
する位置検出装置に関する。

〈従来の技術〉 従来の技術では、光束の位置検出には位置検出素子が用
いられていた。この素子は、電極構造からアナログ型と
デジタル型に分けられており、読み出し回路が簡単なこ
と、連続した位置情報が得られることから、前者のアナ
ログ型が多用されている。この素子は主に、単結晶シリ
コンから成るｐｉｎ構造をしており、光が入射するとそ
れによって生成した電荷が抵抗性電極に達し、左右の抵
抗値の逆数に比例して抵抗分割されることを利用して入
射光の位置を検出している。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、従来の位置検出素子を用いた光束の位置
検出では、入射光が素子によって遮られてしまうため、
次のような用途には使用することができない欠点があっ
た。

（ａ）物体に照射している光束の位置を、モニターしな
がら制御する。

（ｂ）位置検出手段を２段重ねて、光束の入射した位置
の情報だけでなく、入射角度の情報をも得る。

この発明は、従来の位置検出装置が持つ上記の欠点を取
りのぞいた、光束の位置検出装置を提供することを目的
としている。

く問題点を解決するための手段〉 この発明は、上記の目的を達成するために、透光性を持
つ直方形状の蛍光集光板（１）を用いている。蛍光集光
板（１）とは、透明なガラス板またはプラスチック板等
に蛍光物質を添加したものであり、入射光（３）中の特
定波長帯の光を吸収して、その波長帯とは異なる光（蛍
光）を発生するものである。ここで発生した蛍光は、蛍
光集光板（１）内部で全反射を繰り返して端面に導かれ
集光される。ところが、蛍光物質の吸収スペクトルと蛍
光スペクトルは、一部が重なり合うため、蛍光の強度は
集光板（１）内で自己吸収によって減衰する。

発明者等はこの現象に着目し、入射光（３）が光束の場
合には蛍光集光板（１）の端面の蛍光強度分布が、入射
位置に対応してピークを持つことを見出した。そこで、
この端面に光の強度分布を検出する手段（２）を設ける
ことによって、入射光束の位置情報を電気信号として取
り出すことができた。

この際に用いることのできる光の強度分布検出手段（２
）としては、特に限定されないか、フォトダイオード、
フォトダイオードアレイ、さらには従来の１次元位置検
出素子等を用いることができる。

なお、上記の位置検出手段は、光束の１次元的な位置検
出の場合には蛍光集光板（１）の少なくとも１辺、２次
元的な位置検出の場合には蛍光集光板（１）の少なくと
も隣り合う２辺に設ける。

蛍光集光板（１）としては、入射光（３）中の特定波長
帯の光を吸収する蛍光物質を含んだものを用いる必要が
ある。また、この発明の光束位置検出装置を重ねて使用
する場合には、吸収波長帯の異なった蛍光集光板（１）
を用いることが必要である。

く作用〉 入射した光束（３）によって発生した蛍光は、蛍光集光
板（１）の端面に達するまでにその距離に応じて減衰す
る。このため蛍光集光板り１）の端面の光の強度分布は
、光束位置にピークを持ち、これを検出することによっ
て光束の入射位置が求められる。なお、蛍光物質によっ
て吸収されなかった波長帯の光は、蛍光集光板（１）を
透過するため、この発明の光束位置の検出装置は透光性
を有する。

〈実施例〉 一 第１図は、この発明の光束位置の検出装置の一例を示し
ており、（１）は蛍光集光板、（２）は光の水平方向の
強度分布を検出する手段、（２勺は光の垂直方向の強度
分布を検出する手段、（３）は入射光束を示している。

蛍光集光板（１）としては、オレンジ色の蛍光色素をア
クリル系樹脂に混ぜたものを、縦ｔｏｏｍｍ　％横１０
０ｍｍ　、　厚み３ｍｍに切断して用いた。この蛍光集
光板（１）は４５０ｎｍから５４０ｎｍ付近に大きな吸
収波長帯を持ち、５８０ｎｍ付近にピークを持った蛍光
を発する。光の強度分布を検出する手段としては、Ｓｔ
フォトダイオードを上記の蛍光集光板（１）の隣り合う
２辺の端面に１０ｍｍ間隔で並べたものを用い、それら
から得られた電気信号を測定することによって、光の強
度分布を求めた。入射光束（３）はタングステンランプ
を光源に用い、光ファイバーでこの光束位置の検出装置
まで導いたものであり、その直径は蛍光集光板（１）上
で約１４ｍｍであった。

次に、上記の装置を用いて光束の位置検出試験を行なっ
た。入射光束（３）を第１表の位置Ａ、位置Ｂ、位置Ｃ
にセットした場合の水平方向の光の強度分布を第２図、
垂直方向の光の強度分布を第３図に示す。第２図および
第３図から明らかなように、光束の位置に対応した水平
位置および垂直位置で、光の強度が最大となった。従っ
て、それらの位置情報から光束の入射位置を求めること
ができる。

第１表　光束の入射位置 注）値は原点を第１図の蛍光集光板（１）の左下にとっ
た場合 〈発明の効果〉 この発明の光束位置検出装置は、以下のような優れた点
を有している。

（ａ）蛍光集光板（１）は透光性を有するため、物体に
照射している光束（３）の位置を、モニターしなから制
御することができる。

（ｂ）この発明の光束位置検出装置を２段重ねることに
よって、光束の入射位置の情報だけでなく、入射角度の
情報をも得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の１実施例を示す斜視図、第２図は実
施例で測定された水平方向の光の強度分布、第３図は実
施例で測定された垂直方向の光の強度分布である。 （１）・・・蛍光集光板 （２）・・・水平方向の光の強度分布の検出手段 （２′）・・・垂直方向の光の強度分布の検出手段 ・入射光束

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 直方形状の蛍光集光板（１）の１辺または隣り合う２辺
   に光の強度分布を検出する手段（２）を設け、上記の蛍
   光集光板（１）に入射した光束（３）の１次元的または
   ２次元的な位置を、蛍光集光板（１）の端面の光強度分
   布として検出することを特徴とする光束位置の検出装置
   。