JPH0464565B2 - - Google Patents

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JPH0464565B2
JPH0464565B2 JP62064472A JP6447287A JPH0464565B2 JP H0464565 B2 JPH0464565 B2 JP H0464565B2 JP 62064472 A JP62064472 A JP 62064472A JP 6447287 A JP6447287 A JP 6447287A JP H0464565 B2 JPH0464565 B2 JP H0464565B2
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JP
Japan
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optical
light
conversion device
light beam
wavelengths
Prior art date
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Application number
JP62064472A
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Japanese (ja)
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JPS62259024A (en
Inventor
Aran Edowaazu Rojaa
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Smiths Group PLC
Original Assignee
Smiths Group PLC
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Filing date
Publication date
Application filed by Smiths Group PLC filed Critical Smiths Group PLC
Publication of JPS62259024A publication Critical patent/JPS62259024A/en
Publication of JPH0464565B2 publication Critical patent/JPH0464565B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、波長範囲を指定する放射源、分光領
域に沿つて光線を成分波長に分散し、かつ前記分
光領域に沿つた位置上における光学ヘツドより放
射された光線波長が、分光領域に沿つた位置上に
映すようなつている光学ヘツド、及び光線路にお
いても分光領域と関連して可動しうる変位部材と
を備える光変換装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention provides a radiation source specifying a wavelength range, dispersing a light beam into component wavelengths along a spectral region, and dispersing an optical beam at a position along said spectral region. The present invention relates to a light conversion device comprising an optical head such that the wavelength of light emitted from the head is reflected onto a position along a spectral region, and a displacement member movable in relation to the spectral region also in the optical path.

(従来の技術) 光学変換装置は公知であり、光フアイバケーブ
ルの端部に備えてあるような光源レシーバー、及
び変位に従つて、前記レシーバーに当たる光線量
を変える装置を、通常使用している。
BACKGROUND OF THE INVENTION Optical conversion devices are known and typically use a light source receiver, such as that provided at the end of a fiber optic cable, and a device that varies the amount of light falling on the receiver according to its displacement.

光線によつて変化する前記装置は、変化しうる
形状の鏡径、又は、濃度が変位方向に沿つて変化
する灰色光学濃度フイルターを有する変化しうる
マスクを使用している。これら装置は、前記レシ
ーバーに当たる光線濃度が、他の理由のために変
わらなければ、十分に機能を果たすことができ
る。
The light beam variable device uses a variable mask with a variable shape mirror diameter or a gray optical density filter whose density varies along the direction of displacement. These devices can function satisfactorily provided that the light density impinging on the receiver does not change for other reasons.

(発明が解決しようとする問題点) 例えば、光源への電力供給における変化により
生じるような光源から放射された光線の変調は、
誤つた変位解読を起こす。
PROBLEM SOLVED BY THE INVENTION Modulation of the light beam emitted by a light source, such as that caused by changes in the power supply to the light source,
Causes incorrect displacement decoding.

光濃度におけるこのような変化による影響は、
変位に従つて、光線のスペクトル成分を変調する
ことによつて防ぐことができる。
The effect of such a change in light density is
This can be prevented by modulating the spectral content of the light beam according to the displacement.

しかし、この種の従来変換装置がかかえる問題
点は、スペクトル分散を起こさせる装置が、直線
でなく、かつ、波長デコーダが常に、直線出力応
答をしないために、直線出力を出すことが困難な
点にある。
However, the problem with this type of conventional conversion device is that it is difficult to output a linear output because the device that causes spectral dispersion is not linear and the wavelength decoder does not always have a linear output response. It is in.

光が、スペクトル成分に分散されており、コー
ド化マスクが、マスクの位置に従つて種々のスペ
クトルを透過するべく、スペクトル内で位置を変
えるような別の装置がある。
There are other devices in which the light is dispersed into spectral components and a coded mask changes position within the spectrum to transmit different spectra according to the position of the mask.

前記マスクを通過した光線は、光フアイバケー
ブルの一端に集束され、かつ光フアイバケーブル
の他端に、再度分散される。種々のスペクトルの
光線濃度を測定することよつて、マスクの位置を
決めることが可能である。
The light rays passing through the mask are focused onto one end of the fiber optic cable and redistributed at the other end of the fiber optic cable. By measuring the light density of various spectra, it is possible to determine the position of the mask.

しかし、このような装置がもつている問題点
は、形成された像が、マスクに映されたスペクト
ルの分散性質により映像面に広がつてしまうの
で、マスクを介し透過されたすべての光線が、レ
シーブ光フアイバケーブルの端部に集束させるの
を確実なものとすることが困難な点にある。
However, the problem with such devices is that the image formed is spread across the image plane due to the dispersive nature of the spectrum reflected on the mask, so that all the light rays transmitted through the mask are It is difficult to ensure focusing at the end of the receiving fiber optic cable.

さらに、ある状況下では、アクセス装置をマス
クの両側に必要とするような透過マスクを使用す
ることができないという問題がある。
Additionally, there is the problem that under some circumstances it is not possible to use a transparent mask that requires access devices on both sides of the mask.

(問題点を解決するための手段) 本発明の目的は、上述問題点を克服した光学変
換装置を提供することである。
(Means for Solving the Problems) An object of the present invention is to provide an optical conversion device that overcomes the above-mentioned problems.

本発明によれば、変位部材は、種々の波長光線
が、変位部材の位置に応じて変位部材により、光
学ヘツドへ逆反射されるよう、反射部材で光学的
に符号化され、又、その光学ヘツドは、光線ガイ
ドの端部に映像化されるよう、波長に応じて反射
光線を放射しており、かつその光線ガイドは、
種々の波長光線に応答するデイテクタと接続さ
れ、変位部材の位置に応じて出力を供給するよう
になつていることを特徴とする、上述説明した型
式の光学変換装置を提供することである。
According to the invention, the displacement member is optically encoded with a reflective member such that light of different wavelengths is reflected back by the displacement member to the optical head depending on the position of the displacement member; The head emits reflected light according to the wavelength to be imaged at the end of the light guide, and the light guide
It is an object of the present invention to provide an optical conversion device of the type described above, characterized in that it is connected to a detector responsive to different wavelengths of light and is adapted to provide an output depending on the position of the displacement member.

前記光学ヘツドは、好ましくは、光線を成分波
長に分散し、かつ反射部材から反射された光線を
光線ガイドへ放射する回折部材を備えている。そ
の回折部材は、回折格子であつてよい。
The optical head preferably comprises a diffractive element for dispersing the light beam into its component wavelengths and for emitting the light beam reflected from the reflective element into the light guide. The diffractive member may be a diffraction grating.

光学ヘツドは、集束反射面を備えており、その
集束反射面は、光線を回折素子に向けるとともに
反射させて、反射部材及び光線ガイドの端部に光
線が集束するように配置されている。
The optical head includes a converging reflective surface positioned to direct and reflect the light beam toward the diffractive element to focus the light beam on the end of the reflective member and the light guide.

前記変換装置は、光源からの光線を光学ヘツド
へ供給する第1光線ガイド、及び光線を光学ヘツ
ドからデイテクタへ供給する第2光線ガイドを備
えている。第1光線ガイドは、好ましくは、単一
のフアイバ、すなわち光フアイバケーブルであ
る。光学ヘツドは、光学的に透明な固体ブロツク
から成つている。
The conversion device includes a first light guide that delivers light from the light source to an optical head, and a second light guide that delivers light from the optical head to a detector. The first light guide is preferably a single fiber, ie a fiber optic cable. The optical head consists of an optically transparent solid block.

変位部材は、数表示エンコーダである。このエ
ンコーダは、エンコーダの位置に従つて離隔距離
が変化する2つの反射トラツクを有しており、デ
イテクタは、2つの反射トラツクにより反射され
た波長間の離隔距離に応答し、かつそれによつて
出力を供給する。
The displacement member is a number display encoder. The encoder has two reflective tracks whose separation varies according to the position of the encoder, and the detector is responsive to the separation between the wavelengths reflected by the two reflective tracks and thereby outputs an output signal. supply.

変位素子は、互いに直角な2方向に可動であ
り、デイテクタは、反射波長間の離隔距離と波長
の絶対値の両方に応答し、かつ変位素子の位置に
応じて2方向に出力を供給する。
The displacement element is movable in two mutually perpendicular directions, and the detector is responsive to both the separation between reflected wavelengths and the absolute value of the wavelengths, and provides output in two directions depending on the position of the displacement element.

変位部材は回転円板であり、その一方の反射ト
ラツクは回転板軸を中心とする円状であり、他方
のトラツクは螺旋状である。
The displacement member is a rotating disk, one of whose reflective tracks is circular about the axis of the rotating disk, and the other track is spiral.

(実施例) 以下、本発明による光学変換装置と、添付図面
を参照して詳細に説明する。
(Example) Hereinafter, an optical conversion device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

第1図で示すように、本発明の光学変換装置
は、光輻射線ダイオード、又はタングステンラン
プのような他の光源から供給された、波長λ1から
λ2の範囲の放射源1、及び電気ドライバー21を
備えている。放射源1からの光線は、単一のフア
イバすなわち光フアイバケーブル2を経て、光学
ヘツド3へ供給されるが、これについては、後で
詳細に説明する。
As shown in FIG. 1, the optical conversion device of the invention comprises a radiation source 1 in the range of wavelengths λ 1 to λ 2 provided by a radiation diode or other light source such as a tungsten lamp, and an electric It is equipped with a driver 21. The light beam from the radiation source 1 is delivered to the optical head 3 via a single fiber or fiber optic cable 2, which will be explained in more detail below.

光学ヘツド3は、光線を成分スペクトルに分散
し、かつこの成分スペクトルを、入力変数の変化
により軸5のまわりを回転するエンコーダ板4に
向ける。そのため、例えば、入力変数が、エンコ
ーダ板4のシヤフト6を回転させるように連結さ
れている圧力又は温度センサから引き出される。
The optical head 3 disperses the light beam into a component spectrum and directs this component spectrum to an encoder plate 4 which rotates about an axis 5 due to changes in the input variables. Thus, for example, an input variable is derived from a pressure or temperature sensor which is coupled to rotate the shaft 6 of the encoder plate 4 .

エンコーダ板4は、その位置に応じて、種々の
スペクトルを光学ヘツド3へ逆反射させる。この
反射された光線は、光学ヘツド3に集められ、か
つ単一フアイバすなわち戻りの光フアイバケーブ
ル7の一端に供給される。戻りの光フアイバケー
ブル7の他端は、ケーブル7によつて戻つてきた
光線を成分波長に分ける波長デコーダ8に接続さ
れている。
The encoder plate 4 reflects different spectra back to the optical head 3 depending on its position. This reflected light beam is collected by the optical head 3 and fed to one end of a single fiber or return fiber optic cable 7. The other end of the return fiber optic cable 7 is connected to a wavelength decoder 8 which separates the light beam returned by the cable 7 into component wavelengths.

波長デコーダ8は、格子又はプリズムのような
通常型の分散装置を備えている波長デコーダ8に
より形成されたスペクトルは、種々のスペクトル
の光線強度の表示として、出力信号をライン10
に供給するフオトダイオード又は類似のリニアア
レー9に集束される。
The wavelength decoder 8 is equipped with a conventional dispersive device such as a grating or a prism.
is focused into a photodiode or similar linear array 9 that supplies the .

放射されるフオトダイオードは、常に1つでは
なく、複数のフオトダイオードにわたつて広がる
ので、信号プロセツサー11が、ピーク分布を均
一にするのに使用されている。信号プロセツサー
11からの出力は、観察されている例えば、圧力
や温度の変数を直接示すべく目盛付けされている
エンコーダ板4の位置の表示描写を行なう表示装
置12に供給される。その出力は、例えば、測定
された変数により制御をもたらすような他の装置
に供給される。
Since the emitted photodiode is always spread over several photodiodes rather than just one, a signal processor 11 is used to equalize the peak distribution. The output from the signal processor 11 is fed to a display 12 which provides a visual depiction of the position of the encoder plate 4 which is calibrated to directly indicate the variable being observed, e.g. pressure or temperature. The output is fed to other devices, for example to provide control over the measured variables.

十分な強さの白色光を用いる場合、修正された
光のいくらかは分散されて、制御パネルの一点を
照射するように使用される。
When using white light of sufficient intensity, some of the modified light is dispersed and used to illuminate a point on the control panel.

このような装置は、変数状態を、簡単かつ直接
的に表示する。例えば、目に見えるスペクトルの
一端は赤色であり、この色は、危険な高圧を示
し、一方、緑色は安全圧力を示す。
Such devices display variable status easily and directly. For example, at one end of the visible spectrum is red, which indicates dangerously high pressure, while green indicates safe pressure.

光学ヘツド3につき第2図を参照して詳細に説
明する。
The optical head 3 will be explained in detail with reference to FIG.

光学ヘツド3は、互いに結合されている数種の
ガラス素子で形成された固体ガラスブロツクであ
る。しかし、他の光学的透明材を使用することも
できる。光学ヘツド3の主要部は、反射コーテイ
ング層33を施してある集束(収斂)球面32を
有する一般的な光平行化ブロツク31から成つて
いる。
The optical head 3 is a solid glass block formed of several glass elements bonded together. However, other optically transparent materials can also be used. The main part of the optical head 3 consists of a conventional collimating block 31 with a converging spherical surface 32 provided with a reflective coating layer 33.

光平行化ブロツク31の対向面34は、平であ
り、かつ光学ヘツド3の他の構成素子を支持して
いる。これらの中には、平面34の上端部に取付
けられ、かつ光線が入射し、光学ヘツド3から放
射するプリズム部材35及び36が含まれる。
The opposing surface 34 of the collimating block 31 is flat and supports the other components of the optical head 3. These include prism members 35 and 36 mounted at the upper end of the plane 34 and into which the light rays enter and emanate from the optical head 3.

入射部材35は、光平行化ブロツク31の平面
34に接合している平面37、および入射光線を
光平行化ブロツク31に反射させ、かつ光平行化
ブロツクから出る光線を放射部材36へ通す傾斜
面38を有している。
The input member 35 has a flat surface 37 adjoining the flat surface 34 of the collimating block 31 and an inclined surface that reflects the incident light rays onto the collimating block 31 and passes the rays exiting from the collimating block to the radiating member 36. It has 38.

放射部材36は、平行六面体であり、かつその
一つの面39は、入射部材35の傾斜面38と当
接している。その対向面40は、反射材でコーテ
イングされ、光線を戻りの光フアイバケーブル7
へ反射させる。
The radiation member 36 is a parallelepiped, and one surface 39 thereof is in contact with the inclined surface 38 of the input member 35 . The opposing surface 40 is coated with a reflective material to direct the light beam back to the fiber optic cable 7.
reflect to.

回折部材141が、入射部材35及び放射部材
36の下方で平面34に接合されている。回折部
材141は、光平行化ブロツク31と接合する平
面142、および反射回折格子層44がコーテイ
ングされている傾斜面43を有するガラスブロツ
クである。
A diffractive member 141 is joined to the plane 34 below the input member 35 and the emitting member 36 . The diffraction member 141 is a glass block having a flat surface 142 that joins the light collimating block 31 and an inclined surface 43 coated with a reflective diffraction grating layer 44.

光平行化ブロツク31の平面34の下端部に、
反射コーテイングされ、かつ光平行化ブロツク3
1から下方に出る光線をエンコーダ板4へ反射さ
せる傾斜面46を有するプリズム部材45が、取
り付けられている。
At the lower end of the plane 34 of the light collimating block 31,
Reflective coated and collimating block 3
A prism member 45 having an inclined surface 46 that reflects light rays exiting downward from the encoder plate 4 is attached.

同様に、エンコーダ板4で反射された光線は、
傾斜面46により、光平行化ブロツク31に反射
する。
Similarly, the light beam reflected by the encoder plate 4 is
The light is reflected onto the collimating block 31 by the inclined surface 46 .

光学ヘツド3を介する光線路に従つて、光フア
イバケーブル2からの光線は、光学ヘツド3に垂
直かつ下方向に入射し、かつ分散される。傾斜面
38は、第2図で示すように、光線を右方へ水平
に集束球面32に向かつて反射させる。
Following the optical path through the optical head 3, the light beam from the optical fiber cable 2 enters the optical head 3 perpendicularly and downwardly and is dispersed. The inclined surface 38 reflects the light beam horizontally to the right toward the focusing spherical surface 32, as shown in FIG.

集束球面32は、光平行化ブロツク31を通つ
て左方へ、かつ回折格子44へ向けられる水平反
射光線を作り出すようなつている。
Focusing sphere 32 is arranged to produce a horizontally reflected beam that is directed to the left through collimating block 31 and onto diffraction grating 44 .

回折格子44は、第2図で示すように、実線と
破線との間に広がる反射ビームを作るため、入射
光線を成分スペクトルに分散させる。この分散さ
れた光線は、入射光線を集束する集束球面32に
向けられ、さらに左方、すなわちプリズム部材4
5へ向けられる。
Diffraction grating 44 disperses the incident light beam into a component spectrum to create a reflected beam spread between the solid and dashed lines, as shown in FIG. This dispersed light beam is directed towards a focusing sphere 32 which focuses the incident light beam and further to the left, i.e. to the prism member 4.
Directed to 5.

またこの光線は、プリズム部材45の傾斜面4
6で下方へ反射され、かつエンコーダ板4の表面
に集束される。従つて、この光線は、エンコーダ
板4の半径方向領域に沿つてできるスペクトル6
0の成分波長に分散される。
Further, this light beam is transmitted to the inclined surface 4 of the prism member 45.
6 and is reflected downward and focused on the surface of the encoder plate 4. This ray therefore has a spectrum 6 formed along the radial area of the encoder plate 4.
It is dispersed into 0 component wavelengths.

エンコーダ板4で反射された光線は、光学ヘツ
ド3を経て回折格子44へ戻るのと同一の光路を
追つていく。エンコーダ板4から回折格子44へ
反射された光線は、その光線の波長に応じた角度
で偏向される。その光線は、集束球面32に反射
してから、入射素子35の傾斜面38に到達す
る。
The light beam reflected by the encoder plate 4 follows the same optical path through the optical head 3 and back to the diffraction grating 44. The light beam reflected from the encoder plate 4 to the diffraction grating 44 is deflected at an angle corresponding to the wavelength of the light beam. The rays reach the inclined surface 38 of the input element 35 after being reflected by the focusing spherical surface 32 .

入射素子35の傾斜面38及び放射素子36の
面39は、共にビーム分散面のように働くので、
エンコーダ板4から反射された光線が、面38及
び39により反射面40へ透過され、かつ戻りの
光フアイバケーブル7へ放射される。
Since the inclined surface 38 of the input element 35 and the surface 39 of the radiating element 36 both act like a beam dispersion surface,
The light beam reflected from the encoder plate 4 is transmitted by the surfaces 38 and 39 to the reflective surface 40 and radiated to the return fiber optic cable 7.

回折格子44は、エンコーダ板4により反射さ
れたすべての光線を、戻りの光フアイバケーブル
7端の同一点に映像化する。
The diffraction grating 44 images all the rays reflected by the encoder plate 4 to the same point on the return fiber optic cable 7 end.

光学ヘツド3を用いることによつて、エンコー
ダ板4に映像化される前に、光線が分散され、エ
ンコーダ板4の反射トラツクで反射されたこれら
の波長は、回折格子44によつて再結合される。
By using the optical head 3, the light beam is dispersed and those wavelengths reflected by the reflective track of the encoder plate 4 are recombined by the diffraction grating 44 before being imaged onto the encoder plate 4. Ru.

このように、光フアイバケーブル2の端部に形
成された小径対物像が、エンコーダ板4上のスペ
クトル60に沿つてでき、その反射光線は、逆反
射して、戻りの光フアイバケーブル7の端部の小
径対物像として結合されかつ集束される。
In this way, a small diameter objective image formed at the end of the fiber optic cable 2 is created along the spectrum 60 on the encoder plate 4, and its reflected rays are retro-reflected to the end of the return fiber optic cable 7. are combined and focused as a small-diameter objective image.

戻りの光フアイバケーブル7の端部に集束され
た像は、光フアイバケーブル2の端部の像と同じ
大きさである。そのため戻りの光フアイバケーブ
ル7の径が、光フアイバケーブル2の径と同じで
ある場合に、効率は最高となる。
The image focused on the end of the return fiber optic cable 7 is the same size as the image on the end of the fiber optic cable 2. Therefore, when the diameter of the return fiber optic cable 7 is the same as the diameter of the fiber optic cable 2, the efficiency is highest.

反射エンコーダ板を使用することにより、光線
を分散及び結合させるのに、同型の光学ヘツドが
使用されている。そのため、費用や容積を増大さ
せる別の結合器を備える必要はない。
The same type of optical head is used to disperse and combine the light beams by using a reflective encoder plate. Therefore, there is no need to provide a separate coupler which increases cost and volume.

また、反射エンコーダ板を使用することによ
り、エンコーダ板の後にアクセス装置を備える必
要がなくなる。これは、はずみ車のような不透明
部材にエンコーデイング記号を付けることを可能
とする。
The use of a reflective encoder plate also eliminates the need for an access device after the encoder plate. This allows encoding symbols to be attached to opaque members such as flywheels.

集束球面32、回折格子44及び反射面38,
45,40が、すべて固体ブロツクに設けられて
いるので、振動による各面間の相互接触の危険は
少ない。
a focusing spherical surface 32, a diffraction grating 44 and a reflecting surface 38,
Since 45 and 40 are all mounted on solid blocks, there is little risk of mutual contact between the surfaces due to vibration.

光線を供給しかつ受けるために、同一光フアイ
バケーブルを使用することは可能である。しか
し、光フアイバケーブルに接続器を設けると、反
射が接続器に起こつたり、入射光線の一部が、反
射光線と区別するのが困難であるデコーダに供給
されるという危険がある。
It is possible to use the same fiber optic cable to supply and receive the light beam. However, when a fiber optic cable is provided with a connector, there is a risk that reflections will occur at the connector or that a portion of the incident light beam will be delivered to the decoder, where it will be difficult to distinguish it from the reflected light beam.

エンコーダ板4の一型式を、第3図に示す。 One type of encoder plate 4 is shown in FIG.

このエンコーダ板には、トラツク71及び72
のような非反射バツクグラウンドと反射部材があ
る。
This encoder plate has tracks 71 and 72.
There is a non-reflective background and a reflective member such as.

外側のトラツク71は、エンコーダ板の軸5を
中心とする円状である。内側のトラツク72は、
2つのトラツク71,72間の離隔距離が、エン
コーダ板4で回つて変わるような螺旋状である。
エンコーダ板4に形成されたスペクトルは、両ト
ラツクにわたつて半径方向に伸びている領域60
で示される。
The outer track 71 is circular, centered on the axis 5 of the encoder plate. The inner track 72 is
The distance between the two tracks 71, 72 is spiral-shaped so that the encoder plate 4 rotates and changes.
The spectrum formed on the encoder plate 4 has a region 60 extending radially across both tracks.
It is indicated by.

エンコーダ板4が回転すると、スペクトルの
種々の成分は、螺旋状トラツク72から光学ヘツ
ド3へ逆反射される。
As the encoder plate 4 rotates, the various components of the spectrum are reflected back from the helical track 72 to the optical head 3.

両トラツクが同心をなしていると、円状トラツ
ク71は、スペクトルの同じ成分の光線を逆反射
させる。しかし、本発明では、2つのトラツク間
の離隔距離を測定することによつて、変換器は、
エンコーダ板における同心性の誤差を感じなくな
る。
If both tracks are concentric, circular track 71 will retroreflect rays of the same component of the spectrum. However, in the present invention, by measuring the separation distance between two tracks, the transducer
You will no longer notice concentricity errors on the encoder board.

エンコーダ板は、例えばグレイ(Gray)コー
ド化システムを使用する等して、デイジタル的に
符号化することができる。
The encoder plate can be digitally encoded, such as using a Gray encoding system.

エンコーダ板は、前述したような回転板型であ
る必要はなく、その板の長さ方向に移動しうる板
であればよい。この板70の一例が、第4図に示
されているが、これは、板の長さ方向に伸びる2
つの反射トラツク71及び72を有している。各
トラツク71,72は、トラツク離隔距離が、板
の長さに応じて変化するような板70の幅方向に
おいて、相互の方向に傾斜している。
The encoder plate does not need to be a rotary plate type as described above, and may be any plate that can move in the length direction of the plate. An example of this plate 70 is shown in FIG.
It has two reflective tracks 71 and 72. Each track 71, 72 is inclined towards each other in the width direction of the plate 70 such that the track separation varies depending on the length of the plate.

このような板であれば、その幅に対して直角、
及びその長さ方向の板の変位を測定することが可
能である。
For such a board, at right angles to its width,
and it is possible to measure the displacement of the plate in the direction of its length.

第4A図は、第4図に示す映像スペクトル60
の位置での板70に対するフオトダイオードアレ
イ9の出力応答を示している。
FIG. 4A shows the image spectrum 60 shown in FIG.
The output response of the photodiode array 9 to the plate 70 at the position .

板70が左方へ変位すると、スペクトル60が
映されているトラツク71と72間の離隔距離は
小さくなり、第4B図で示すように、応答の出力
ピークは、互いに近づく。しかし、板70が、長
さ方向に変位がなく、幅方向に変位すると、応答
でのピーク間の離隔距離は変わらないが、相対位
置は、第4C図で示すように変わる。
As plate 70 is displaced to the left, the separation between tracks 71 and 72 on which spectrum 60 is imaged decreases, and the power peaks of the response move closer together, as shown in FIG. 4B. However, if the plate 70 is displaced in the width direction without any displacement in the length direction, the separation between the peaks in the response will not change, but the relative positions will change as shown in FIG. 4C.

これらピークの相対位置をモニターすることに
よつて、2つの座標方向における板の変位をモニ
ターすることができる。
By monitoring the relative positions of these peaks, the displacement of the plate in the two coordinate directions can be monitored.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明による変換装置の略図であ
る。第2図は、本発明による変換装置の光学ヘツ
ドの側面図である。第3図は、本発明による変換
装置とともに使用される変位エンコーダ素子の平
面図である。第4図は、別のエンコーダ部材の平
面図である。第4A図、第4B図及び第4C図
は、第4図のエンコーダ部材の種々の位置におけ
る出力応答を示す。 1……放射源、2……光フアイバケーブル、3
……光学ヘツド、4……エンコーダ板エンコー
ダ、5……回転軸、6……入力シヤフト、7……
戻りの光フアイバケーブル、8……デイテクター
デコーダ、9……デイテクターリニアアレー、1
0……ライン、11……デイテクター信号プロセ
ツサー、12……表示装置、21……電気ドライ
バー、31……光平行化ブロツク、32……集束
反射球面、33……反射コーテイング層、34,
42……平面、35……入射部材、36……放射
部材、37,38,39,40,43,46……
反射面、141……回折部材、44……回折格
子、45……プリズム部材、60……スペクトル
領域、70……板相互エンコーダ部材、71,7
2……反射トラツク。
FIG. 1 is a schematic diagram of a conversion device according to the invention. FIG. 2 is a side view of the optical head of the conversion device according to the invention. FIG. 3 is a plan view of a displacement encoder element used with a transducer according to the invention. FIG. 4 is a plan view of another encoder member. 4A, 4B and 4C show the output response at various positions of the encoder member of FIG. 4. FIG. 1... Radiation source, 2... Optical fiber cable, 3
...Optical head, 4...Encoder plate encoder, 5...Rotary shaft, 6...Input shaft, 7...
Return optical fiber cable, 8...detector decoder, 9...detector linear array, 1
0... Line, 11... Detector signal processor, 12... Display device, 21... Electric driver, 31... Light collimating block, 32... Focusing reflective spherical surface, 33... Reflective coating layer, 34,
42...Plane, 35...Incidence member, 36...Radiation member, 37, 38, 39, 40, 43, 46...
Reflection surface, 141... Diffraction member, 44... Diffraction grating, 45... Prism member, 60... Spectral region, 70... Interplate encoder member, 71,7
2...Reflex track.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 波長範囲を指定する光学放射源と、放射路を
横切る分光領域に沿つて光線を成分波長に分散
し、かつ当該分光領域に沿つた位置上における光
学ヘツドより放射された光線波長が、当該放射路
を横切る分光領域に沿つた当該位置上に映すよう
になつている光学ヘツドと、光線路においても当
該放射路を横切る分光領域と関連して可動しうる
変位部材とを備える光学変換装置であつて、 変位部材4,70は、種々の波長光線が、変位
部材の横方向の位置に従つて、変位部材により光
学ヘツド3へ逆反射するような反射部材で光学的
に符号化され、 光学ヘツド3が、表面に成分波長および別の面
上の収束反射球面32に応じて放射光線を分散さ
せる回折格子44を含む光学的に透明な材料の光
平行化ブロツク31から成つており、前記収束反
射球面32は、前記回折格子44の方へ反射光線
を前記反射部材41,42,71,72上に放射
光線を集光させるように、かつ前記反射部材4
1,42,71,72から反射した光線が戻りの
光フアイバケーブル7の一端上に集光するように
配置されており、前記戻りの光フアイバケーブル
は、種々の波長光線に応答するデイテクタ8,
9,11と接続され、かつ変位部材の位置に従つ
て出力を供給するようになつていることを特徴と
する光学変換装置。 2 前記回折部材が、回折格子44であることを
特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の光学変
換装置。 3 放射源1からの光線を光学ヘツド3へ供給す
るための光フアイバケーブル2、及び光線を光学
ヘツド3からデイテクター8,9,11へ供給す
るための戻り光フアイバケーブル7を備えること
を特徴とする特許請求の範囲第1項または第2項
のいずれかに記載の光学変換装置。 4 第1光線ガイドが、単一フアイバすなわち光
フアイバケーブル2であることを特徴とする特許
請求の範囲第3項に記載の光学変換装置。 5 変位部材は、数表示エンコーダ4,70であ
り、エンコーダ4は、2つの反射トラツク41,
42を有し、他方のエンコーダ70は、エンコー
ダの位置に従つて離隔距離が変わる2つの反射ト
ラツク71,72を有しており、デイテクター
8,9,11は、2つのトラツクにより反射され
た波長間の離隔距離に応答し、かつそれにより出
力を供給するようになつていることを特徴とする
特許請求の範囲第1項乃至第4項のいずれかに記
載の光学変換装置。 6 変位部材70は、互いに直角な2方向に可動
であり、デイテクター8,9,11は、反射波長
間の離隔距離と波長の絶対値の両方に応答し、か
つ両方向に沿つて変位部材の位置により出力を供
給することを特徴とする特許請求の範囲第5項に
記載の光学変換装置。 7 変位部材が、回転板4であり、一方の反射ト
ラツク71は、円状かつ回転板4の回転軸を中心
としており、他方の反射トラツク72は、螺旋状
であることを特徴とする特許請求の範囲第5項に
記載の光学変換装置。
[Scope of Claims] 1. An optical radiation source specifying a range of wavelengths, dispersing the light beam into component wavelengths along a spectral range across the radiation path, and emitting light from an optical head at a position along the spectral range. an optical head adapted to image a light beam wavelength onto a position along a spectral range that traverses the radiation path; and a displacement member movable in relation to the spectral range that also traverses the radiation path in the optical path. The displacement member 4, 70 is an optical conversion device comprising a reflective member such that light beams of various wavelengths are reflected back to the optical head 3 by the displacement member according to the lateral position of the displacement member. The optical head 3 consists of a light collimating block 31 of optically transparent material containing on its surface a diffraction grating 44 which disperses the radiation according to the component wavelengths and a converging reflective sphere 32 on another surface. The converging reflection spherical surface 32 is configured to direct the reflected light beam toward the diffraction grating 44 and condense the emitted light beam onto the reflection members 41, 42, 71, 72, and the reflection member 4.
1, 42, 71, 72 is arranged so that the reflected light rays are focused on one end of a return fiber optic cable 7, said return fiber optic cable being connected to a detector 8, which is responsive to light of different wavelengths.
9 and 11, and is adapted to supply an output according to the position of the displacement member. 2. The optical conversion device according to claim 1, wherein the diffraction member is a diffraction grating 44. 3. It is characterized by comprising an optical fiber cable 2 for supplying the light beam from the radiation source 1 to the optical head 3, and a return optical fiber cable 7 for supplying the light beam from the optical head 3 to the detectors 8, 9, 11. An optical conversion device according to claim 1 or 2. 4. Optical conversion device according to claim 3, characterized in that the first light guide is a single fiber or optical fiber cable 2. 5. The displacement members are number display encoders 4, 70, and the encoder 4 has two reflective tracks 41, 70.
42, the other encoder 70 has two reflective tracks 71, 72 whose separation distance varies according to the position of the encoder, and detectors 8, 9, 11 detect the wavelengths reflected by the two tracks. 5. An optical conversion device according to any one of claims 1 to 4, adapted to be responsive to and thereby provide an output. 6. The displacement member 70 is movable in two mutually perpendicular directions, and the detectors 8, 9, 11 are responsive to both the separation between the reflected wavelengths and the absolute value of the wavelengths, and are responsive to the position of the displacement member along both directions. 6. An optical conversion device according to claim 5, characterized in that the optical conversion device provides an output by. 7. A patent claim characterized in that the displacement member is the rotary plate 4, one reflective track 71 is circular and centered on the rotation axis of the rotary plate 4, and the other reflective track 72 is spiral-shaped. The optical conversion device according to item 5.
JP6447287A 1986-03-20 1987-03-20 Optical converter Granted JPS62259024A (en)

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GB868606855A GB8606855D0 (en) 1986-03-20 1986-03-20 Optical transducers
GB8606855 1986-03-20
GB8612049 1986-05-17

Publications (2)

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JPS62259024A JPS62259024A (en) 1987-11-11
JPH0464565B2 true JPH0464565B2 (en) 1992-10-15

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55132921A (en) * 1979-04-05 1980-10-16 Fujitsu Ltd Sensor using optical fiber
JPS56106111A (en) * 1980-01-29 1981-08-24 Toshiba Corp Pulse transmitter

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GB8606855D0 (en) 1986-04-23

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