JPH0467601B2 - - Google Patents

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JPH0467601B2
JPH0467601B2 JP25467184A JP25467184A JPH0467601B2 JP H0467601 B2 JPH0467601 B2 JP H0467601B2 JP 25467184 A JP25467184 A JP 25467184A JP 25467184 A JP25467184 A JP 25467184A JP H0467601 B2 JPH0467601 B2 JP H0467601B2
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JP
Japan
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light
slit plate
displacement
photoconductive film
slit
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JP25467184A
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JPS61132812A (ja
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Toshiki Ito
Takeshi Fukada
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Denso Corp
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NipponDenso Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/26Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
    • G01D5/32Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
    • G01D5/34Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
    • G01D5/347Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells using displacement encoding scales
    • G01D5/34707Scales; Discs, e.g. fixation, fabrication, compensation
    • G01D5/34715Scale reading or illumination devices

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Optical Transform (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、車両のスロツトル弁の開度、ステア
リングハンドルの操舵角等を変位角として検出し
たり、リニヤアクチユエータ等の直線的可動部の
変位長を変位位置として検出するに適した変位検
出装置に関する。
〔従来技術〕
従来、この種の変位検出装置においては、例え
ば、車両のスロツトル弁のスロツトル軸に同軸的
に回転可能に連結したスリツト板と、このスリツ
ト板の一側表面に対向して配置されて同一側表面
に投光する投光素子と、前記スリツト板の他側表
面に対向して同スリツト板と同軸的に配置した環
状の受光素子とを備えて、この受光素子が前記投
光素子から前記スリツト板のスリツトを通して受
光したときこの受光部分に対応する角度位置に基
き前記スロツトル弁の変位角をその開度として検
出するようにしたものがある。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところで、このような構成においては、通常、
上述の環状の受光素子が、環状の光導電膜の外周
縁部に環状の抵抗を設けるとともに、同光導電膜
の内周縁部に環状の電極を設けて、前記抵抗と電
極との間に形成される前記光導電膜の環状受光部
が受光したときこの受光部分との関連にて上述の
ごとくスロツトル弁の開度を検出するようにして
あるため、上述した抵抗と電極を前記光導電膜に
設けるにあたり、抵抗と電極との間隔、即ち前記
環状受光部の幅を狭くすることができず、このこ
とが、この種変位検出装置における検出応答速度
の低下を招く要因となつていた。
本発明は、このようなことに対処すべく、変位
検出装置において、その光導電膜の膜厚の薄さを
有効に活用して検出応答速度を高めようとするも
のである。
〔課題を解決するための手段〕
上記課題の解決にあたり、本発明の構成上の特
徴は、被検出体の変位に連動するように同被検出
体に連結されるスリツト板と、このスリツト板の
一側に配置されて同スリツト板に投光する投光手
段と、前記スリツト板の他側に配置されて前記投
光手段からの光を前記スリツト板のスリツトを通
しスポツト光として受光したときこの受光部分に
対応する位置に基き前記被検出体の変位を受光信
号として検出する帯状の受光手段とを備えた変位
検出装置において、前記スリツト板の他側に配置
されて前記スポツト光を受光する帯状の第1部材
と、前記第1部材の幅よりも広い幅を有し、光導
電材料であるアモルフアスシリコンよりなる帯状
に形成されて前記第1部材に前記スリツト板とは
反対側から重合した光導電膜と、この光導電膜を
介し前記第1部材に重合した帯状の第2部材とに
より前記受光手段を構成し、前記第1部材を電極
材料及び抵抗材料の一方により形成し、前記第2
部材を前記電極材料及び抵抗材料の他方により形
成し、かつ前記第1部材を形成する材料にさらに
透過光性をもたせて、前記光導電膜が前記第1部
材を通し前記スポツト光を受光することによりそ
の受光部分にて光電変換作用を生じたとき前記第
1と第2の部材が前記受光部分との各重合部分に
て当該受光部分により短絡されてこの短絡部分に
より規定される抵抗値に基き前記被検出体の変位
を前記受光信号として検出するようにしたことに
ある。
〔発明の作用効果〕
しかして、このように構成した本発明において
は、光導電材料であるアモルフアスシリコンより
なる前記光導電膜を採用したので、前記光導電膜
を介して第1と第2の部材を重合し、これら第1
と第2の部材の間隔を前記光導電膜の膜厚に基づ
いて非常に狭く定めることができたので、前記光
導電膜が前記第1部材を通し前記スリツト板のス
リツトから前記スポツト光を受光したときこの光
導電膜の受光部分に対する前記第1及び第2の部
材の各重合部分が前記受光部分の光電変換作用の
もとに速い応答速度にて互いに短絡されることと
なり、その結果、このため変位検出装置の検出応
答速度を大幅に向上させ得る。また、前記光導電
膜を前記第1と第2の部材間に重合するのみでよ
いので、前記受光手段が透過する前記光導電膜の
断面が精度よく形成され得る。
さらにまた、本発明では、アモルフアスシリコ
ンよりなる光導電膜を採用したので、光導電膜を
非常に薄くすることができたが、単に光導電膜を
薄くするのみでは、光導電膜が薄いことにより起
因する第1部材と第2部材との間に生じる電流の
リークという問題が生じやすくなる。しかし、本
発明では、光導電膜の幅を第1部材の幅よりも広
い幅とすることができたので、第1部材と第2部
材との間の電流のリークの発生を防止することが
できた。
以下、本発明の一実施例を図面により説明する
と、第1図は、本発明に係る変位検出装置が車両
用エンジンのスロツトル弁の開度検出に適用され
る例を示しており、この変位検出装置は、前記ス
ロツトル弁の近傍にて前記エンジンの一部に固定
したケーシング10内にスリツト円板20、投光
器30及び受光器40を組付けて構成されてい
る。スリツト円板20は、ケーシング10の段付
内孔11の大径部内に位置して、その回転軸21
にてケーシング10の前壁12の中央に軸受13
を介し回転自在に軸支されており、スリツト円板
20の外周縁部には円形状のスリツト22が穿設
されている。なお、スリツト円板20の回転軸2
1はその外端にて前記スロツトル弁のスロツトル
軸に連結されている。
投光器30は、凹面鏡31を有しており、この
凹面鏡31は、その開口部にて、スリツト円板2
0に対向するようにケーシング10の段付内孔1
1の小径部内に嵌装されている。凹面鏡31の中
央部には、発光素子32がその発光面32aを凹
面鏡31内に露呈させるようにして嵌着されてお
り、この発光素子32は、グロメツト14を通し
外方へ延出するリード線32bにて外部回路から
駆動信号を受けて凹面鏡31のに発光する。
受光器40は、その円環状の絶縁板41(ガラ
ス、セラミツクス等の材料からなる)にて、ケー
シング10の段付内孔11の大径部内において前
壁12に回転軸21と同心的に固着されており、
絶縁板41の表面には、略円環状の電極42が、
第1図及び第2図に示すごとく、その裏面にて絶
縁板41と同心的に固着されている。光導電膜4
3は、高内部抵抗値を有する例えばa−Si:Hの
ようなアモルフアスシリコン系材料よりなる光導
電材料を電極42の表面に円環膜状に蒸着して形
成されており、この光導電膜43は、受光したと
きその受光部分にて光電変換作用を生じ、かかる
受光部分の内部抵抗値を非受光部分の内部抵抗値
の1/1000程度に減少させる。なお、光導電膜4
3の膜厚は、例えば、5000×10-8(cm)である。
抵抗44は、透明抵抗材料(In2O3,SnO2等)
により略円環状に形成されており、この抵抗44
は、その裏面にて光導電膜43の表面に同光導電
膜43と同心的に固着されている(第1図及び第
2図参照)。かかる場合、抵抗44の半径方向幅
は光導電膜43の半径方向幅より狭くなつてお
り、また、抵抗44の円環状表面は、スリツト円
板20の回転下にてスリツト22が描く円環状軌
跡領域に対向している。しかして、このように構
成した受光器40においては、抵抗44が凹面鏡
31からの光をスリツト円板20のスリツト22
を通しスポツト光F(第2図参照)として受光し
たとき、光導電膜43が抵抗44を通してスポツ
ト光Fを受光しこの受光部分に対する抵抗44及
び電極42の各重合部分を互いに短絡させて、ス
ポツト光Fに対応する半径線と基線1との
間の変位角θに相当する抵抗44の抵抗値を前記
スロツトル軸の回転角、即ち前記スロツトル弁の
変位角(即ち、開度)として検出する。なお、抵
抗44は両電極端子44a,44bにてそれぞれ
リード線l1,l2を介しバツテリBの両端子に接続
され、また電極42はその端子42aによてリー
ド線l3に接続されている。また、第2図にて符号
φは、基線1と半径線2との間の変位角
(抵抗44の最大抵抗値に対応する)を示す。さ
らに、受光器40の抵抗44は、半径方向幅が光
導電膜43の半径方向幅よりも狭くなつているた
めに、抵抗44と電極42の間に生じる電流のリ
ークの防止ができる。
以上のように構成した本実施例において、本発
明装置を作動状態におけば、投光器30の発光素
子32の発光面32aからの光が凹面鏡31の反
射鏡面全体に広がり反射されてスリツト円板20
に入射する。すると、この入射光の一部がスリツ
ト円板20のスリツト22を通りスポツト光Fと
して受光器40の抵抗44に入射する。ついで、
光導電膜43が抵抗44を通しスポツト光Fを受
光し、この受光部分にて光電変換作用を生じその
内部抵抗値を上述のごとく減少させ、同受光部分
に対する抵抗44及び電極42の各重合部分を互
いに短絡させる。これにより、抵抗44における
電極42との短絡部分と基線1との間の変位
角に相当する抵抗値が、前記スロツトル弁の開度
として両リード線l1,l3間から検出される。
かかる場合、上述のごとく、光導電膜43が抵
抗44と電極42との間に重合されているので、
これら抵抗44と電極42との間の間隔が光導電
膜43の膜厚により決定されて非常に狭くなるこ
ととなり、その結果、光導電膜43のスポツト光
Fに対する受光部分の光電変換作用による抵抗4
4と電極42との各対応部分間の短絡を高速にて
行い得る。このことは、本発明装置が、光導電膜
43が高内部抵抗値を有するものであつても、前
記スロツトル弁の開度を高速にて検出し得ること
を意味する。また、抵抗44と電極42との間隔
を狭くするにあたり、上述のごとく光導電膜43
を抵抗44と電極42との間に重合するのみでよ
いので、上述した作用効果を有するこの種の変位
検出装置を容易に製作できる。
なお、前記実施例においては、本発明装置をエ
ンジンのスロツトル弁の開度検出に適用した例に
ついて説明したが、これに限らず、車両のステア
リングハンドルの操舵角等の各種の変位角の検出
に本発明を適用し得るのは勿論のこと、リニヤア
クチユエータ等の直線的可動部の変位長の検出に
も本発明を適用し得る。かかる場合、上述した絶
縁板41、電極42、光導電膜43及び抵抗44
をそれぞれ直線帯状に形成すればよい。
また、前記実施例においては、受光器40の絶
縁板41に電極42、光導電膜43及び抵抗44
の順に重合して、抵抗44を透明抵抗材料により
形成した例について説明したが、これに代えて、
絶縁板41に抵抗44、光導電膜43及び電極4
2の順に重合して、電極42を透明電極材料によ
つて形成して、前記実施例と実質的に同様の作用
効果を達成し得る。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例を示す縦断面図、
第2図は第1図における受光器をスリツト円板側
から見た図である。 符号の説明、20……スリツト円板、30……
投光器、40……受光器、42……電極、43…
…光導電膜、44……抵抗、F……スポツト光。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 被検出体の変位に連動しするように同被検出
    体に連結されるスリツト板と、 このスリツト板の一側に配置されて同スリツト
    板に投光する投光手段と、 前記スリツト板の他側に配置されて前記投光手
    段からの光を他側スリツト板のスリツトを通しス
    ポツト光として受光したときこの受光部分に対応
    する位置に基き前記被検出体の変位を受光信号と
    して検出する帯状の受光手段とを備えた変位検出
    装置において、 前記スリツト板の他側に配置されて前記スポツ
    ト光を受光する帯状の第1部材と、 前記第1部材の幅よりも広い幅を有し、光導電
    材料であるアモルフアスシリコンよりなる帯状に
    形成されて前記第1部材に前記スリツト板とは反
    対側から重合した光導電膜と、 この光導電膜を介し前記第1部材に重合した帯
    状の第2部材とにより前記受光手段を構成し、 前記第1部材を電極材料及び抵抗材料の一方に
    より形成し、かつ前記第1部材を形成する材料に
    さらに透過性をもたせて、前記光導電膜が前記第
    1部材を通し前記スポツト光を受光することによ
    りその受光部分にて光電変換作用を生じたとき、
    前記第1と前記第2の部材が前記受光部分との各
    重合部分にて当該受光部分により短絡されて、こ
    の短絡部分により規定される抵抗値に基き前記被
    検出体の変位を前記受光信号として検出するよう
    にしたことを特徴とする変位検出装置。
JP25467184A 1984-11-30 1984-11-30 変位検出装置 Granted JPS61132812A (ja)

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JPS61132812A JPS61132812A (ja) 1986-06-20
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JPH0820210B2 (ja) * 1986-07-25 1996-03-04 株式会社小松製作所 光位置検出素子
JPS63180817A (ja) * 1987-01-22 1988-07-25 Sankyo Seiki Mfg Co Ltd 光エンコ−ダ
US5844673A (en) 1998-04-17 1998-12-01 Cambridge Technology, Inc. Axial led position detector for determining the angular position of a rotatable element
JP3884707B2 (ja) * 2000-06-15 2007-02-21 スカンラブ アーゲー スキャンニング装置用の位置検出器

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