JPH05240611A - 変位センサ - Google Patents
変位センサInfo
- Publication number
- JPH05240611A JPH05240611A JP7620592A JP7620592A JPH05240611A JP H05240611 A JPH05240611 A JP H05240611A JP 7620592 A JP7620592 A JP 7620592A JP 7620592 A JP7620592 A JP 7620592A JP H05240611 A JPH05240611 A JP H05240611A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- detection
- reflected
- displacement sensor
- pinhole
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 発光ダイオード、光位置検出器等のそれぞれ
の部品を小型化することなく、高分解能で、かつ、コン
パクトな変位センサを提供する。 【構成】 発光素子２から検出対象物３の表面４に対し
て検出光が投射され、この検出光は検出対象物３の表面
４で反射される。そして、この反射された光はピンホー
ル５を通過して、反射部材１０ａに到達する。この反射
部材１０ａによって反射された光は、検出光の投射軸と
平行となるように配置された光位置検出器６の受光面７
で受光されて、この受光位置に応じて光位置検出器６の
出力電圧が比例して変化するので、この出力電圧に基づ
き、対象物の位置や変位を検出できる。
の部品を小型化することなく、高分解能で、かつ、コン
パクトな変位センサを提供する。 【構成】 発光素子２から検出対象物３の表面４に対し
て検出光が投射され、この検出光は検出対象物３の表面
４で反射される。そして、この反射された光はピンホー
ル５を通過して、反射部材１０ａに到達する。この反射
部材１０ａによって反射された光は、検出光の投射軸と
平行となるように配置された光位置検出器６の受光面７
で受光されて、この受光位置に応じて光位置検出器６の
出力電圧が比例して変化するので、この出力電圧に基づ
き、対象物の位置や変位を検出できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、対象物の位置や変位を
検出するための変位センサに係り、特に、その小型化、
高分解能化を図る技術に関する。
検出するための変位センサに係り、特に、その小型化、
高分解能化を図る技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、発光素子と光位置検出器（以下、
ＰＳＤという）を用いた光電交換方式の変位センサにお
いては、直線形の出力信号を得るため、信号形状補正回
路を設けているが、そのために電気回路が複雑になると
いった問題がある。この問題を解決するために、本願出
願人は先に、発光素子やＰＳＤの配置構成を工夫して、
信号形状補正回路を設けなくても直線状の出力信号を得
ることができる変位センサを提供している。
ＰＳＤという）を用いた光電交換方式の変位センサにお
いては、直線形の出力信号を得るため、信号形状補正回
路を設けているが、そのために電気回路が複雑になると
いった問題がある。この問題を解決するために、本願出
願人は先に、発光素子やＰＳＤの配置構成を工夫して、
信号形状補正回路を設けなくても直線状の出力信号を得
ることができる変位センサを提供している。
【０００３】以下に、本願出願人が先に提案（未公知）
している変位センサを図３、図４を用いて説明する。本
変位センサは、検出光を検出対象物の投射面に向けて投
射して、検出対象物の投射面で反射した反射光をピンホ
ールのみを介してＰＳＤの受光面に入射させるようにし
たものである。この変位センサ１によれば、発光素子と
して所定位置に焦点を結ぶ集光レンズを一体化した発光
ダイオード（以下、ＬＥＤという）２を用い、このＬＥ
Ｄ２から検出対象物３の投射面４に向けて投射した検出
光Ｌ１を、検出対象物３の投射面４で反射させ、この反
射光Ｌ２を、センサ本体１に穿孔したピンホール５を介
して、検出光の投射軸Ｊと平行に配置されたＰＳＤ６の
受光面７に受光させる。そして、この受光面７上の受光
位置は検出対象物３の変位に伴い変化し、それに応じて
ＰＳＤ６の出力電圧が比例して変化するので、直線形の
出力信号が得られ、この直線形の出力信号から対象物の
位置を検出することができる。
している変位センサを図３、図４を用いて説明する。本
変位センサは、検出光を検出対象物の投射面に向けて投
射して、検出対象物の投射面で反射した反射光をピンホ
ールのみを介してＰＳＤの受光面に入射させるようにし
たものである。この変位センサ１によれば、発光素子と
して所定位置に焦点を結ぶ集光レンズを一体化した発光
ダイオード（以下、ＬＥＤという）２を用い、このＬＥ
Ｄ２から検出対象物３の投射面４に向けて投射した検出
光Ｌ１を、検出対象物３の投射面４で反射させ、この反
射光Ｌ２を、センサ本体１に穿孔したピンホール５を介
して、検出光の投射軸Ｊと平行に配置されたＰＳＤ６の
受光面７に受光させる。そして、この受光面７上の受光
位置は検出対象物３の変位に伴い変化し、それに応じて
ＰＳＤ６の出力電圧が比例して変化するので、直線形の
出力信号が得られ、この直線形の出力信号から対象物の
位置を検出することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この変位センサの原理
を図４を参照して説明する。ピンホール５の中心点を
Ｏ、この点Ｏから検出光の投射軸におろした垂線と該投
射軸との交点をＡ、検出対象物３の投射面４上の検出光
が反射する点をＢ、ＰＳＤ６の受光面７と反射光軸との
交点をｂ、交点ｂから線分ＡＯの延長線におろした垂線
と線分ＡＯの延長線との交点をａとすると、△ＡＢＯと
△ａｂＯとは相似関係にある。この△ＡＢＯと△ａｂＯ
との比は、線分ＡＢと線分ａｂの長さの比ｋで決定さ
れ、このｋの値によってセンサの性能は決定される。ｋ
の値が小さければ小さい程、センサの分解能が向上して
性能のよいセンサであるが、ｋの値を小さくするために
は△ａｂＯを大きくしなければならず、そのためには線
分ａＯの長さを大きくする必要があるため、センサ自体
が大きくなってしまうという問題を有している。また、
ＬＥＤパッケージやＰＳＤ面積等の全ての部品を小型化
すると、同一性能のセンサを小型化することができる
が、それぞれの部品を小型化するのは容易ではない。
を図４を参照して説明する。ピンホール５の中心点を
Ｏ、この点Ｏから検出光の投射軸におろした垂線と該投
射軸との交点をＡ、検出対象物３の投射面４上の検出光
が反射する点をＢ、ＰＳＤ６の受光面７と反射光軸との
交点をｂ、交点ｂから線分ＡＯの延長線におろした垂線
と線分ＡＯの延長線との交点をａとすると、△ＡＢＯと
△ａｂＯとは相似関係にある。この△ＡＢＯと△ａｂＯ
との比は、線分ＡＢと線分ａｂの長さの比ｋで決定さ
れ、このｋの値によってセンサの性能は決定される。ｋ
の値が小さければ小さい程、センサの分解能が向上して
性能のよいセンサであるが、ｋの値を小さくするために
は△ａｂＯを大きくしなければならず、そのためには線
分ａＯの長さを大きくする必要があるため、センサ自体
が大きくなってしまうという問題を有している。また、
ＬＥＤパッケージやＰＳＤ面積等の全ての部品を小型化
すると、同一性能のセンサを小型化することができる
が、それぞれの部品を小型化するのは容易ではない。
【０００５】本発明は、上述した問題点を解決するもの
で、発光ダイオード、光位置検出器等のそれぞれの部品
を小型化することなく、高分解能で、かつ、コンパクト
な変位センサを提供することを目的とする。
で、発光ダイオード、光位置検出器等のそれぞれの部品
を小型化することなく、高分解能で、かつ、コンパクト
な変位センサを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１の発明は、検出対象物の表面に対して検出光
を投射させるための発光素子と、前記検出対象物の表面
で反射された前記検出光を通過させるためのピンホール
と、前記ピンホールを通過した前記検出光を反射させる
反射部材と、前記反射部材によって反射された光を受光
する受光面が前記検出光の投射軸と平行となるように配
置された光位置検出器とを備えたものである。
に請求項１の発明は、検出対象物の表面に対して検出光
を投射させるための発光素子と、前記検出対象物の表面
で反射された前記検出光を通過させるためのピンホール
と、前記ピンホールを通過した前記検出光を反射させる
反射部材と、前記反射部材によって反射された光を受光
する受光面が前記検出光の投射軸と平行となるように配
置された光位置検出器とを備えたものである。
【０００７】また、請求項２の発明は、検出対象物の表
面に対して検出光を投射させるための発光素子と、前記
検出対象物の表面で反射された前記検出光を集光する受
光レンズと、前記受光レンズを通過した前記検出光を反
射させる反射部材と、前記反射部材によって反射された
光を受光する受光面が前記検出光の投射軸と平行となる
ように配置された光位置検出器とを備えたものである。
面に対して検出光を投射させるための発光素子と、前記
検出対象物の表面で反射された前記検出光を集光する受
光レンズと、前記受光レンズを通過した前記検出光を反
射させる反射部材と、前記反射部材によって反射された
光を受光する受光面が前記検出光の投射軸と平行となる
ように配置された光位置検出器とを備えたものである。
【０００８】
【作用】上記の構成によれば、発光素子から検出対象物
の表面に対して検出光が投射され、この検出光は検出対
象物の表面で反射される。そして、この光はピンホール
もしくは受光レンズを通過して、反射部材に到達する。
この反射部材によって反射された光は、前記検出光の投
射軸と平行となるように配置された光位置検出器の受光
面で受光されて、この受光位置に応じて光位置検出器の
出力電圧が比例して変化するので、この出力電圧に基づ
いて、対象物の位置や変位を検出する。
の表面に対して検出光が投射され、この検出光は検出対
象物の表面で反射される。そして、この光はピンホール
もしくは受光レンズを通過して、反射部材に到達する。
この反射部材によって反射された光は、前記検出光の投
射軸と平行となるように配置された光位置検出器の受光
面で受光されて、この受光位置に応じて光位置検出器の
出力電圧が比例して変化するので、この出力電圧に基づ
いて、対象物の位置や変位を検出する。
【０００９】
【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例について
図面を参照して説明する。図１は変位センサの断面図で
ある。変位センサ１１は、上方に開口部を持つ凹型のホ
ルダ９の中に、発光素子として所定位置に焦点を結ぶ集
光レンズを一体化したＬＥＤ２と、ＰＳＤ６が埋設され
た樹脂モールド部１０とが装着された構成である。樹脂
モールド部１０の上部の凹型ホルダ９には、対象物の変
位を検出するための検出光を通過させるピンホール５が
穿孔され、このピンホール５を通過してきた光を反射さ
せる反射部材として、樹脂モールド部１０の内部側面の
一部に金を上塗りした金コート面１０ａが形成されてい
る。また、樹脂モールド部１０の内部には、前記金コー
ト面１０ａによって反射された反射光を受光するＰＳＤ
６の受光面７が検出光の投射軸Ｊと平行となるように、
ＰＳＤ６が埋設されている。
図面を参照して説明する。図１は変位センサの断面図で
ある。変位センサ１１は、上方に開口部を持つ凹型のホ
ルダ９の中に、発光素子として所定位置に焦点を結ぶ集
光レンズを一体化したＬＥＤ２と、ＰＳＤ６が埋設され
た樹脂モールド部１０とが装着された構成である。樹脂
モールド部１０の上部の凹型ホルダ９には、対象物の変
位を検出するための検出光を通過させるピンホール５が
穿孔され、このピンホール５を通過してきた光を反射さ
せる反射部材として、樹脂モールド部１０の内部側面の
一部に金を上塗りした金コート面１０ａが形成されてい
る。また、樹脂モールド部１０の内部には、前記金コー
ト面１０ａによって反射された反射光を受光するＰＳＤ
６の受光面７が検出光の投射軸Ｊと平行となるように、
ＰＳＤ６が埋設されている。
【００１０】上記構成において、対象物の変位量を検出
する動作を説明する。ＬＥＤ２から検出対象物３の投射
面４に向けて検出光Ｌ１を投射し、この検出光Ｌ１は検
出対象物３の投射面４で反射され、この反射光Ｌ２はピ
ンホール５を通過して、樹脂モールド部１０の金コート
面１０ａで反射され、ＰＳＤ６の受光面７に受光され
る。この受光位置は検出対象物３の変位に伴い変化し、
それに応じてＰＳＤ６の出力電圧が比例して変化するの
で、直線形の出力信号が得られ、この直線形の出力信号
から検出対象物３の位置を検出することができる。
する動作を説明する。ＬＥＤ２から検出対象物３の投射
面４に向けて検出光Ｌ１を投射し、この検出光Ｌ１は検
出対象物３の投射面４で反射され、この反射光Ｌ２はピ
ンホール５を通過して、樹脂モールド部１０の金コート
面１０ａで反射され、ＰＳＤ６の受光面７に受光され
る。この受光位置は検出対象物３の変位に伴い変化し、
それに応じてＰＳＤ６の出力電圧が比例して変化するの
で、直線形の出力信号が得られ、この直線形の出力信号
から検出対象物３の位置を検出することができる。
【００１１】従来のように、樹脂モールド部１０の内部
側面に金コートを施していない場合、反射光Ｌ２は反射
されることなく直進する。この直進する光を受光するた
めに、受光部を設けなければならないから、樹脂モール
ド部１０は図１より大きいサイズが必要となる。しか
し、本実施例の変位センサ１１では、反射光Ｌ２が金コ
ート面１０ａで反射して、その光がＰＳＤ６の受光面７
に受光されるので、樹脂モールド部１０は図１に示した
小型のサイズで済む。つまり、従来の変位センサの場合
では、図１の点線で示すように、金コート面１０ａの中
心線を軸にしてＰＳＤ６と線対称の位置８にＰＳＤが存
在するのと同様の効果が、本実施例の変位センサ１１で
得られる。従来はＰＳＤ８を含んだサイズの変位センサ
が必要であったが、それよりも小さいサイズの変位セン
サ１１で、従来の変位センサと同様の性能が得られる。
従って、本実施例の変位センサ１１では、容易にセンサ
の小型化と高分解能化を両立させることができる。
側面に金コートを施していない場合、反射光Ｌ２は反射
されることなく直進する。この直進する光を受光するた
めに、受光部を設けなければならないから、樹脂モール
ド部１０は図１より大きいサイズが必要となる。しか
し、本実施例の変位センサ１１では、反射光Ｌ２が金コ
ート面１０ａで反射して、その光がＰＳＤ６の受光面７
に受光されるので、樹脂モールド部１０は図１に示した
小型のサイズで済む。つまり、従来の変位センサの場合
では、図１の点線で示すように、金コート面１０ａの中
心線を軸にしてＰＳＤ６と線対称の位置８にＰＳＤが存
在するのと同様の効果が、本実施例の変位センサ１１で
得られる。従来はＰＳＤ８を含んだサイズの変位センサ
が必要であったが、それよりも小さいサイズの変位セン
サ１１で、従来の変位センサと同様の性能が得られる。
従って、本実施例の変位センサ１１では、容易にセンサ
の小型化と高分解能化を両立させることができる。
【００１２】上記の実施例では、凹型ホルダ９の上部に
検出光を通過させるためのピンホール５を穿孔した変位
センサ１１を用いたが、図２に示すように、このピンホ
ール５に受光レンズ１５を、受光レンズ１５の光軸Ｋが
検出光の投射軸Ｊと平行となるように嵌め込んだ変位セ
ンサ２１を用いて、対象物の変位量を検出しても同様の
効果が得られる。なお、本実施例では、反射部材に金コ
ート面を使用したが、金コート面に限られず、例えば銀
を上塗りした銀コート面を使用してもよい。また、反射
部材は樹脂モールド部の内部側面だけに限定されるもの
ではなく、反射機能を有したものなら何でもよく、例え
ば図２のミラー１０ｂなどが考えられる。
検出光を通過させるためのピンホール５を穿孔した変位
センサ１１を用いたが、図２に示すように、このピンホ
ール５に受光レンズ１５を、受光レンズ１５の光軸Ｋが
検出光の投射軸Ｊと平行となるように嵌め込んだ変位セ
ンサ２１を用いて、対象物の変位量を検出しても同様の
効果が得られる。なお、本実施例では、反射部材に金コ
ート面を使用したが、金コート面に限られず、例えば銀
を上塗りした銀コート面を使用してもよい。また、反射
部材は樹脂モールド部の内部側面だけに限定されるもの
ではなく、反射機能を有したものなら何でもよく、例え
ば図２のミラー１０ｂなどが考えられる。
【００１３】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、検出光を
検出対象物の投射面に向けて投射して、検出対象物の投
射面で反射させ、反射した光は、ピンホールもしくは受
光レンズを通過して、反射部材によって反射され、この
反射光は検出光の投射軸と平行となるように配置された
光位置検出器の受光面に受光される。この反射部材を使
用することによって、従来と比べて受光光路長を等価的
に長くすることができるため、変位センサの小型化と高
分解能化を同時に達成することが可能となる。また、従
来と同一性能のものを従来より小さいセンサ形状で達成
することが可能となる。
検出対象物の投射面に向けて投射して、検出対象物の投
射面で反射させ、反射した光は、ピンホールもしくは受
光レンズを通過して、反射部材によって反射され、この
反射光は検出光の投射軸と平行となるように配置された
光位置検出器の受光面に受光される。この反射部材を使
用することによって、従来と比べて受光光路長を等価的
に長くすることができるため、変位センサの小型化と高
分解能化を同時に達成することが可能となる。また、従
来と同一性能のものを従来より小さいセンサ形状で達成
することが可能となる。
【図１】本発明の第１実施例による変位センサの断側面
図である。
図である。
【図２】本発明の第２実施例による変位センサの断側面
図である。
図である。
【図３】従来の変位センサの断側面図である。
【図４】従来の変位センサの原理図である。
１，１１，２１ 変位センサ ２ ＬＥＤ ３ 検出対象物 ５ ピンホール ６ ＰＳＤ １０ａ 金コート面 １０ｂ ミラー １５ 受光レンズ
Claims (2)
- 【請求項１】 検出対象物の表面に対して検出光を投射
させるための発光素子と、前記検出対象物の表面で反射
された前記検出光を通過させるためのピンホールと、前
記ピンホールを通過した前記検出光を反射させる反射部
材と、前記反射部材によって反射された光を受光する受
光面が前記検出光の投射軸と平行となるように配置され
た光位置検出器とを備えた変位センサ。 - 【請求項２】 検出対象物の表面に対して検出光を投射
させるための発光素子と、前記検出対象物の表面で反射
された前記検出光を集光する受光レンズと、前記受光レ
ンズを通過した前記検出光を反射させる反射部材と、前
記反射部材によって反射された光を受光する受光面が前
記検出光の投射軸と平行となるように配置された光位置
検出器とを備えた変位センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7620592A JPH05240611A (ja) | 1992-02-26 | 1992-02-26 | 変位センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7620592A JPH05240611A (ja) | 1992-02-26 | 1992-02-26 | 変位センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05240611A true JPH05240611A (ja) | 1993-09-17 |
Family
ID=13598665
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7620592A Withdrawn JPH05240611A (ja) | 1992-02-26 | 1992-02-26 | 変位センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05240611A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007010556A (ja) * | 2005-07-01 | 2007-01-18 | Sharp Corp | 光学式測距センサ及びこれを備えた機器 |
| JP2010048575A (ja) * | 2008-08-19 | 2010-03-04 | Sharp Corp | 光学式測距センサおよびそれを搭載した機器 |
-
1992
- 1992-02-26 JP JP7620592A patent/JPH05240611A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007010556A (ja) * | 2005-07-01 | 2007-01-18 | Sharp Corp | 光学式測距センサ及びこれを備えた機器 |
| JP2010048575A (ja) * | 2008-08-19 | 2010-03-04 | Sharp Corp | 光学式測距センサおよびそれを搭載した機器 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH0242381A (ja) | 光電センサ | |
| JPH10221064A (ja) | 光学式測距装置 | |
| JPH05240611A (ja) | 変位センサ | |
| JPH0660811B2 (ja) | 反射型傾き検出素子 | |
| JP3828755B2 (ja) | 変位光量変換装置 | |
| WO1995005641A1 (fr) | Dispositif optique pour lecteur de code | |
| US5179287A (en) | Displacement sensor and positioner | |
| JPH0829542A (ja) | 光学装置及び受光方法 | |
| JP2004125554A (ja) | ミラー角度検出装置 | |
| JP2002228491A (ja) | 光学式エンコーダ用発光光源装置 | |
| JPH023188Y2 (ja) | ||
| JPH09312414A (ja) | 投光装置と受光装置及びそれらを備えた物体検出装置 | |
| JPS6238312A (ja) | 距離検出装置 | |
| JP2003106871A (ja) | 発光ユニット、発光受光ユニットおよび光学式変位検出装置 | |
| JPH0421114Y2 (ja) | ||
| JP3381206B2 (ja) | 投光装置 | |
| JPH0315129A (ja) | 反射型光センサ | |
| JP2004063396A (ja) | 回帰反射型光電スイッチ | |
| SU1270553A1 (ru) | Фотоэлектрическое устройство дл наведени на границу света и тени /его варианты/ | |
| JP2000244018A (ja) | 光機能ユニット | |
| JPH0660042U (ja) | 反射形光電スイッチ | |
| JPH08139344A (ja) | 光半導体装置 | |
| JPH02210731A (ja) | 光電スイッチ | |
| JP2002098526A (ja) | 光学式距離測定装置 | |
| JP2002100801A (ja) | 半導体受発光装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990518 |