JPH0434401Y2 - - Google Patents
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- JPH0434401Y2 JPH0434401Y2 JP3237987U JP3237987U JPH0434401Y2 JP H0434401 Y2 JPH0434401 Y2 JP H0434401Y2 JP 3237987 U JP3237987 U JP 3237987U JP 3237987 U JP3237987 U JP 3237987U JP H0434401 Y2 JPH0434401 Y2 JP H0434401Y2
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Description
【考案の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本考案は、発光素子群中の1個から受光素子群
中の1個へ出射された光束を被検物体が遮光した
り、集光したりすることにより被検物体の位置を
検出する位置検出装置に関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention is designed to prevent light beams emitted from one of the light-emitting elements to one of the light-receiving elements by the object to be measured, or to condense the beam. The present invention relates to a position detection device that detects the position of an object to be tested.
[従来の技術]
従来の発光素子群の1個から受光素子群の1個
へ出射された光束を被検物体が遮光したり集光し
たりすることにより、該被検物体の位置を検出す
る位置検出装置においては、発光素子の間隔又は
受光素子の間隔よりも位置検出の分解能を向上さ
せることが困難である。従つて、高分解能を必要
とする計測を行う場合には、小型の発光素子又は
受光素子を密に並べることにより分解能を向上さ
せることが行われている。[Prior Art] Conventional technology detects the position of a test object by blocking or condensing the light flux emitted from one of the light emitting element groups to one of the light receiving element groups. In a position detection device, it is difficult to improve the resolution of position detection more than the interval between light emitting elements or the interval between light receiving elements. Therefore, when performing measurements that require high resolution, the resolution is improved by closely arranging small light emitting elements or light receiving elements.
[考案の目的]
本考案の目的は、上述の問題点を除去し、発光
素子、受光素子の数を増加することなく高分解能
を有する位置検出装置を提供することにある。[Object of the invention] An object of the invention is to eliminate the above-mentioned problems and provide a position detection device that has high resolution without increasing the number of light emitting elements and light receiving elements.
[考案の概要]
上述の目的を達成するための本考案の要旨は、
所定間隔で1列に並べた複数個の発光素子と、こ
れら発光素子と平行に所定間隔で並べた複数個の
受光素子と、前記発光素子と受光素子の駆動を制
御する制御回路とから構成し、前記発光素子から
光の直進性を阻害する被検物体を介して光束を前
記受光素子に到達させることによつて、該被検物
体の位置を検出する位置検出装置であつて、前記
制御回路は、前記発光素子(又は前記受光素子)
の1個を駆動させた状態で、前記発光素子(又は
前記受光素子)に対応する複数個の前記受光素子
(又は前記発光素子)を順次に1個ずつ駆動させ
ることを、前記発光素子(又は前記受光素子)を
順次に切換えながら繰り返す機能を有することを
特徴とする位置検出装置である。[Summary of the invention] The gist of the invention to achieve the above objectives is as follows:
It consists of a plurality of light emitting elements arranged in a row at predetermined intervals, a plurality of light receiving elements arranged parallel to the light emitting elements at a predetermined interval, and a control circuit for controlling the driving of the light emitting elements and the light receiving elements. , a position detection device that detects the position of a test object by causing a light flux to reach the light receiving element via a test object that obstructs the straightness of light from the light emitting element, the control circuit is the light emitting element (or the light receiving element)
The light emitting element (or The position detection device is characterized in that it has a function of sequentially switching and repeating the above-mentioned light-receiving elements.
[考案の原理]
本考案の基本的な原理を第1図に基づいて説明
する。一定間隔で直線上に並べられた複数個の発
光素子1a,1b,1c,……と、これら発光素
子1と平行に一定間隔で並べられた複数個の受光
素子2a,2b,2c,……とは距離Wをおいて
対向的に配置されており、被検物体Oが発光素子
1と受光素子2の間を直線Pに沿つて移動可能な
ようにされている。なお、1個の発光素子1にM
(Mは2以上の整数)個の受光素子2が対応して
おり、直線Pは発光素子1側からW/Mの距離、
また受光素子2側からW・(M−1)/Mの距離
にあるものとする。[Principle of the invention] The basic principle of the invention will be explained based on FIG. A plurality of light emitting elements 1a, 1b, 1c, . . . arranged in a straight line at regular intervals, and a plurality of light receiving elements 2a, 2b, 2c, . . . arranged parallel to these light emitting elements 1 at regular intervals. The test object O is arranged to face the light emitting element 1 and the light receiving element 2 along a straight line P between the light emitting element 1 and the light receiving element 2. Note that one light emitting element 1 has M
(M is an integer of 2 or more) light receiving elements 2 correspond, and the straight line P is at a distance of W/M from the light emitting element 1 side,
Further, it is assumed that the distance is W·(M−1)/M from the light receiving element 2 side.
この第1図においては、例えば1個の発光素子
1に5個の受光素子2を対応させた場合を示して
おり、直線Pは発光素子1側からW/5の距離に
ある。受光素子2同志の間隔をDとし、発光素子
1aに受光素子2a〜2eが対応し、また発光素
子1bに受光素子2b〜2fが対応するといつた
具合にすると、発光素子1aから受光素子2a〜
2eのそれぞれに出射された光束は直線Pと5個
所で交叉し、発光素子1bから出射された光束に
よる交点と共に、直線P上に距離D/5間隔の計
10個の交点が形成される。次に、発光素子1cか
ら受光素子2c〜2gのそれぞれに出射された光
束と直線Pとの交点5個を加えると、計15個の交
点が直線P上に距離D/5間隔で間欠的に形成さ
れる。従つて、直線P上を動く被検物体Oはこれ
らの交点によつて分解能D/5、即ち受光素子2
同志の間隔Dの1/5の分解能で検出されることに
なる。 FIG. 1 shows a case where, for example, one light emitting element 1 is associated with five light receiving elements 2, and the straight line P is at a distance of W/5 from the light emitting element 1 side. If the spacing between the light receiving elements 2 is D, and the light receiving elements 2a to 2e correspond to the light emitting element 1a, and the light receiving elements 2b to 2f correspond to the light emitting element 1b, then the light receiving elements 2a to 2a correspond to the light emitting element 1a.
The light beams emitted from each of the light emitting elements 2e intersects the straight line P at five points, and together with the intersection points of the light beams emitted from the light emitting element 1b, there are a total of distance D/5 intervals on the straight line P.
10 intersection points are formed. Next, if we add the 5 points of intersection between the light beam emitted from the light emitting element 1c to each of the light receiving elements 2c to 2g and the straight line P, a total of 15 points of intersection will appear on the straight line P intermittently at distance D/5 intervals. It is formed. Therefore, the object O moving on the straight line P has a resolution of D/5 due to these intersection points, that is, the light receiving element 2
It is detected with a resolution of 1/5 of the distance D between the two.
このように、1個の発光素子1にM個の受光素
子2が対応した場合には、受光素子2同志の間隔
Dの1/Mの分解能を持つことになる。更に、発
光素子1と受光素子2との位置を入れ換えてM個
の発光素子1と1個の受光素子2とした場合で
も、分解能が1/Mとなることは明らかである。 In this way, when M light receiving elements 2 correspond to one light emitting element 1, the resolution is 1/M of the distance D between the light receiving elements 2. Furthermore, it is clear that even if the positions of the light-emitting elements 1 and the light-receiving elements 2 are swapped to provide M light-emitting elements 1 and one light-receiving element 2, the resolution will be 1/M.
[考案の実施例]
本考案を第2図以下に図示の実施例に基づいて
詳細に説明する。[Embodiments of the invention] The invention will be explained in detail based on the embodiments shown in FIG. 2 and below.
第2図は被検物体として面積式流量計のフロー
トの動きを検出する場合の構成図であり、1個の
発光素子11に2個の受光素子12を対応させた
構成となつており、複数個の発光素子11を駆動
するドライバ13、複数個の受光素子12を駆動
するドライバ14にはコントローラ15の出力が
接続されている。発光素子11から出射した光束
は面積式流量計のガラス管16を通過して、受光
素子12に入射して電気信号に変換される。受光
素子12の出力は、カウンタ17、D/Aコンバ
ータ18、4〜20mAコンバータ19を順次に介
して、出力端子OUTから4〜20mAのアナログ
信号として出力される。 FIG. 2 is a block diagram when detecting the movement of a float of an area type flowmeter as a test object, and has a configuration in which one light-emitting element 11 corresponds to two light-receiving elements 12. The output of the controller 15 is connected to a driver 13 that drives one light emitting element 11 and a driver 14 that drives a plurality of light receiving elements 12 . The light beam emitted from the light emitting element 11 passes through the glass tube 16 of the area type flowmeter, enters the light receiving element 12, and is converted into an electric signal. The output of the light receiving element 12 is output as a 4-20 mA analog signal from the output terminal OUT via the counter 17, the D/A converter 18, and the 4-20 mA converter 19 in this order.
このように構成された位置検出装置において、
コントローラ15はドライバ13及びドライバ1
4を介して発光素子11及び受光素子12を第3
図に示すタイミンングチヤートに従つて順次に駆
動させる。即ち、先ず発光素子11aと受光素子
12aとを駆動し、次に発光素子11aと受光素
子12bとを、更に発光素子11bと受光素子1
2b、発光素子11bと受光素子12cとをとい
つた具合に、順次に発光素子11と受光素子12
の1組ずつを駆動させる。 In the position detection device configured in this way,
Controller 15 has driver 13 and driver 1
4, the light emitting element 11 and the light receiving element 12 are connected to the third
Drive sequentially according to the timing chart shown in the figure. That is, first, the light emitting element 11a and the light receiving element 12a are driven, then the light emitting element 11a and the light receiving element 12b are driven, and then the light emitting element 11b and the light receiving element 1 are driven.
2b, the light emitting element 11 and the light receiving element 12 are sequentially removed in the same way as the light emitting element 11b and the light receiving element 12c.
drive one set at a time.
発光素子11から出射する光束はガラス管16
を通つて受光素子12へ達するわけであるが、ガ
ラス管16内を流量に従つて上下する不透明体か
ら成るフロート20が、例えば第4図の実線で示
す位置にあるとき、発光素子11bから出射され
た光束は受光素子12bに届かず、受光素子12
bからは信号が出力されない。しかしこのとき、
発光素子11bと受光素子12cの組の間の光束
はフロート20により遮光されず、受光素子12
cからは信号が出力されることになる。 The light beam emitted from the light emitting element 11 is transmitted through the glass tube 16.
However, when the float 20 made of an opaque body that moves up and down in the glass tube 16 according to the flow rate is at the position shown by the solid line in FIG. 4, for example, the light emitted from the light emitting element 11b The emitted light flux does not reach the light receiving element 12b, and the light receiving element 12
No signal is output from b. But at this time,
The light beam between the pair of light emitting element 11b and light receiving element 12c is not blocked by the float 20, and the light beam between the light receiving element 12c
A signal will be output from c.
この結果、受光素子12の出力は第3図bに示
すような発光素子11bと受光素子12bの組の
信号が欠落した出力となり、カウンタ17に入力
される。カウンタ17では、受光素子12の出力
パルスを或る受光素子12に対応するパルスが欠
落するときまで計数して、その計数信号をフロー
ト20の位置信号としてD/Aコンバータ18に
出力する。D/Aコンバータ18はデジタル信号
をアナログ信号に変換した後に、4〜20mAコン
バータ19においてアナログ信号に対応する4〜
20mAのカレントループ信号を生成して、出力端
子OUTにフロート20の位置情報を出力する。 As a result, the output of the light-receiving element 12 becomes an output in which the signal of the combination of the light-emitting element 11b and the light-receiving element 12b is missing as shown in FIG. The counter 17 counts the output pulses of the light receiving element 12 until a pulse corresponding to a certain light receiving element 12 is lost, and outputs the counted signal to the D/A converter 18 as a position signal of the float 20. After the D/A converter 18 converts the digital signal into an analog signal, the 4 to 20 mA converter 19 converts the digital signal into an analog signal.
A 20 mA current loop signal is generated and the position information of the float 20 is output to the output terminal OUT.
この場合に、1個の発光素子11に2個の受光
素子12が対応しているので、出力端子OUTに
出力された信号は、受光素子12同志の間隔Dの
1/2の分解能を持つことになる。 In this case, since two light receiving elements 12 correspond to one light emitting element 11, the signal output to the output terminal OUT has a resolution of 1/2 of the distance D between the light receiving elements 12. become.
また、この場合に第6図に示すように発光素子
11とガラス管16との間及びガラス管16と受
光素子12との間に、一次元集光レンズ21,2
2をそれぞれ配置することによつて、その間をア
フオーカル光束として微弱な光束によるフロート
20の位置検出を行うことが可能となる。 In this case, as shown in FIG. 6, one-dimensional condensing lenses 21, 2
2, it becomes possible to detect the position of the float 20 by using a weak light beam between them as an afocal light beam.
なお、第4図、第5図の実施例においては、発
光素子11と受光素子12とを結ぶ光路上に不透
明なフロート20が存在することによる光の遮蔽
効果を利用して位置検出を行つている。しかし、
第6図に示すようにフロート20を透明球体とす
ることにより、発光素子11から出射された光束
をレンズ効果によつて受光素子12上に集光し、
フロート20の位置情報を得ることもできる。即
ち、フロート20が発光素子11と受光素子12
とを結ぶ光路上にあると、集光により受光素子1
2の出力レベルは大きくなる。従つて、各受光素
子12の出力レベルによりフロート20の位置を
検知することができる。 In the embodiments shown in FIGS. 4 and 5, position detection is performed using the light shielding effect caused by the presence of the opaque float 20 on the optical path connecting the light emitting element 11 and the light receiving element 12. There is. but,
As shown in FIG. 6, by making the float 20 a transparent sphere, the luminous flux emitted from the light emitting element 11 is focused onto the light receiving element 12 by the lens effect.
Position information of the float 20 can also be obtained. That is, the float 20 connects the light emitting element 11 and the light receiving element 12.
If the light is on the optical path connecting the
The output level of 2 becomes large. Therefore, the position of the float 20 can be detected based on the output level of each light receiving element 12.
更には、上述の実施例においては、1個の発光
素子11に対応する2個の受光素子12の全ての
組合わせに対して、発光素子11から受光素子1
2に光束を出射してフロート20の位置検出を行
つている。しかし、1個の発光素子11と対応す
る2個の受光素子12の組合わせのうちの幾つか
を位置検出に用いず、即ち特定の受光素子12か
ら出力しないようにすることによつて位置情報に
重み付けを与えることができる。 Furthermore, in the above embodiment, for all combinations of two light receiving elements 12 corresponding to one light emitting element 11, from the light emitting element 11 to the light receiving element 1
2, the position of the float 20 is detected. However, by not using some of the combinations of one light emitting element 11 and two corresponding light receiving elements 12 for position detection, that is, not outputting from a specific light receiving element 12, position information can be obtained. can be given weight.
例えば、面積式流量計のガラス管16の目盛り
は流量に対して線形ではないが、目盛り間隔が細
かい部分では全ての発光素子11と受光素子12
の組についてフロート20の位置検出を行い、目
盛り間隔が粗い部分では特定の受光素子12の出
力を無視するようにすれば、出力端子OUTに出
力される位置情報は流量に対して線形にすること
が可能となる。 For example, the scale of the glass tube 16 of an area flowmeter is not linear with respect to the flow rate, but in a part where the scale intervals are small, all the light emitting elements 11 and light receiving elements 12
If the position of the float 20 is detected for the set, and the output of a specific light receiving element 12 is ignored in areas where the scale interval is coarse, the position information output to the output terminal OUT can be made linear with respect to the flow rate. becomes possible.
[考案の効果]
以上説明したように本考案に係る位置検出装置
は、発光素子や受光素子を小型化したり数を増や
すことなく、高分解能な位置検出を行うことがで
きる。[Effects of the Invention] As explained above, the position detection device according to the present invention can perform high-resolution position detection without downsizing or increasing the number of light-emitting elements and light-receiving elements.
図面第1図は本考案に係る位置検出装置の原理
的説明図、第2図〜第6図は実施例を示し、第2
図は面積式流量計に適用した場合の構成図、第3
図は発光素子、受光素子の出力タイムチヤート
図、第4図は発光素子及び受光素子とフロートの
位置関係の説明図、第5図、第6図は位置検出手
段の変形例の説明図である。
符号1,11は発光素子、2,12は受光素
子、13,14はドライバ、15はコントロー
ラ、16はガラス管、17はカウンタ、18は
D/Aコンバータ、19は4〜20mAコンバー
タ、20はフロート、21,22は集光レンズで
ある。
Drawings Fig. 1 is an explanatory diagram of the principle of the position detection device according to the present invention, Figs. 2 to 6 show embodiments, and Figs.
The figure is a configuration diagram when applied to an area type flowmeter.
The figure is an output time chart of the light-emitting element and the light-receiving element, Figure 4 is an explanatory diagram of the positional relationship between the light-emitting element, the light-receiving element, and the float, and Figures 5 and 6 are explanatory diagrams of modified examples of the position detection means. . 1 and 11 are light emitting elements, 2 and 12 are light receiving elements, 13 and 14 are drivers, 15 is a controller, 16 is a glass tube, 17 is a counter, 18 is a D/A converter, 19 is a 4 to 20 mA converter, and 20 is a Floats 21 and 22 are condenser lenses.
Claims (1)
と、これら発光素子と平行に所定間隔で並べた
複数個の受光素子と、前記発光素子と受光素子
の駆動を制御する制御回路とから構成し、前記
発光素子から光の直進性を阻害する被検物体を
介して光束を前記受光素子に到達させることに
よつて、該被検物体の位置を検出する位置検出
装置であつて、前記制御回路は、前記発光素子
(又は前記受光素子)の1個を駆動させた状態
で、前記発光素子(または前記受光素子)に対
応する複数個の前記受光素子(又は前記発光素
子)を順次に1個ずつ駆動させることを、前記
発光素子(又は前記受光素子)を順次に切換え
ながら繰り返す機能を有することを特徴とする
位置検出装置。 2 前記制御回路は前記発光素子の1個を発光さ
せた状態で、対応する複数個の前記受光素子を
順次に駆動させることを、前記発光素子を切換
えながら繰り返すようにした実用新案登録請求
の範囲第1項に記載の位置検出装置。 3 前記制御回路は前記受光素子の1個を駆動さ
せた状態で、対応する複数個の前記発光素子を
順次に発光させることを、前記受光素子を切換
えながら繰り返すようにした実用新案登録請求
の範囲第1項に記載の位置検出装置。 4 前記制御回路は前記発光素子(又は受光素
子)の1個を駆動させた状態で、対応する前記
受光素子(又は発光素子)の中の幾つかを特定
の順序で駆動させることによつて前記被検物体
の位置情報に重み付けを与えるようにした実用
新案登録請求の範囲第1項に記載の位置検出装
置。 5 前記被検物体を遮光体とした実用新案登録請
求の範囲第1項に記載の位置検出装置。 6 前記被検物体をレンズ効果を有する透明体と
した実用新案登録請求の範囲第1項に記載の位
置検出装置。[Claims for Utility Model Registration] 1. A plurality of light emitting elements arranged in a row at predetermined intervals, a plurality of light receiving elements arranged parallel to the light emitting elements at a predetermined interval, and driving of the light emitting elements and the light receiving elements. and a control circuit that controls the light emitting element, and a position where the position of the object to be detected is detected by allowing the light flux to reach the light receiving element via the object to be measured that obstructs the straightness of light from the light emitting element. In the detection device, the control circuit is configured to drive one of the light emitting elements (or the light receiving element), and to detect a plurality of the light receiving elements (or the light receiving elements) corresponding to the light emitting element (or the light receiving element). 1. A position detection device having a function of repeatedly driving the light emitting elements (or the light receiving elements) one by one while sequentially switching the light emitting elements (or the light receiving elements). 2. Scope of the Utility Model Registration Claims: The control circuit repeats sequentially driving a plurality of corresponding light-receiving elements while one of the light-emitting elements is emitting light, while switching the light-emitting elements. The position detection device according to item 1. 3. Scope of the Utility Model Registration Claim: The control circuit repeats sequentially causing a plurality of corresponding light-emitting elements to emit light while driving one of the light-receiving elements while switching the light-receiving elements. The position detection device according to item 1. 4. The control circuit drives some of the corresponding light-receiving elements (or light-emitting elements) in a specific order while driving one of the light-emitting elements (or light-receiving elements). A position detection device according to claim 1, wherein weighting is applied to position information of a test object. 5. The position detection device according to claim 1, wherein the object to be inspected is a light shielding body. 6. The position detection device according to claim 1, wherein the object to be detected is a transparent body having a lens effect.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3237987U JPH0434401Y2 (en) | 1987-03-05 | 1987-03-05 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP3237987U JPH0434401Y2 (en) | 1987-03-05 | 1987-03-05 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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Family
ID=30838999
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP3237987U Expired JPH0434401Y2 (en) | 1987-03-05 | 1987-03-05 |
Country Status (1)
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Families Citing this family (1)
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RU2009140967A (en) * | 2007-04-06 | 2011-05-20 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. (Nl) | OPTICAL DIRECT VISIBILITY DETECTION SYSTEM AND COMMUNICATION SYSTEM |
-
1987
- 1987-03-05 JP JP3237987U patent/JPH0434401Y2/ja not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
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