JPH0560575A - Position detection unit - Google Patents
Position detection unitInfo
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- JPH0560575A JPH0560575A JP24483791A JP24483791A JPH0560575A JP H0560575 A JPH0560575 A JP H0560575A JP 24483791 A JP24483791 A JP 24483791A JP 24483791 A JP24483791 A JP 24483791A JP H0560575 A JPH0560575 A JP H0560575A
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- index
- scale
- detected
- indexes
- clock circuit
- 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- Withdrawn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
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、移動する部材の位置を
検出し、前記部材の移動速度及び移動量を演算する位置
検出装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a position detecting device for detecting the position of a moving member and calculating the moving speed and moving amount of the member.
【0002】[0002]
【従来の技術】光学式位置検出装置としては、従来から
エンコーダが知られている。このエンコーダは対向して
配設された発光ダイオードと受光ICとの間を直線状ま
たは円板状のスケールを移動させ、スケールに等間隔に
設けられた透光部と遮光部に光を投写して、受光ICに
よりON−OFF信号を発するようにしたものである。2. Description of the Related Art An encoder has been known as an optical position detecting device. This encoder moves a linear or disk-shaped scale between a light-emitting diode and a light-receiving IC, which are arranged opposite to each other, and projects light on a light-transmitting portion and a light-shielding portion provided at equal intervals on the scale. Then, the light receiving IC emits an ON-OFF signal.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うに構成された従来の位置検出装置にあっては、受発光
部材間をスケールが移動するときに発生するパルスをカ
ウントすることによって、スケールの移動距離を測定す
るようになっている。このためスケールの移動速度を求
めるには、ある一定時間中に発生したパルス信号をカウ
ントする必要がある。また等速あるいは等速に近い状態
でスケールが移動しているときでも、位置分解能を向上
させるためには、スケールに設けられた透光部と遮光部
のピッチを細かくし、さらに受発光部材の光学系を改善
しなければならない。このため構成が複雑になり装置が
大型になり、部品点数が増えて高価になるという問題が
あった。However, in the conventional position detecting device configured as described above, the scale movement is performed by counting the pulses generated when the scale moves between the light emitting / receiving members. It is designed to measure distance. Therefore, in order to obtain the moving speed of the scale, it is necessary to count the pulse signals generated during a certain fixed time. Further, even when the scale is moving at a constant velocity or a velocity close to the constant velocity, in order to improve the position resolution, the pitch of the light-transmitting portion and the light-shielding portion provided on the scale is made finer, and the The optics must be improved. Therefore, there is a problem that the structure becomes complicated, the device becomes large, the number of parts increases, and the cost becomes high.
【0004】本発明は、このような状況に鑑みてなされ
たもので、簡単な構成で容易に速度計測ができ、高分解
能で位置検出ができる小型の位置検出装置を提供するこ
とを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a small position detecting device capable of easily measuring a speed with a simple structure and detecting a position with high resolution. ..
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明の位置検出装置
は、インデックスが等間隔に設けられたスケールと、イ
ンデックスを光電的に検出する検出手段と、電気的に高
速パルスを発生するクロック回路と、検出手段が検出し
た2つのインデックス間の距離とその間にクロック回路
が発生したパルス数とから、スケールの移動速度及び移
動量を演算する演算手段とを具備したことを特徴とす
る。A position detecting device of the present invention comprises a scale in which indexes are provided at equal intervals, a detecting means for photoelectrically detecting the indexes, and a clock circuit for electrically generating a high-speed pulse. And a calculating means for calculating the moving speed and the moving amount of the scale from the distance between the two indexes detected by the detecting means and the number of pulses generated by the clock circuit between them.
【0006】[0006]
【作用】上記構成の位置検出装置においては、スケール
上に等間隔に設けられたインデックスを検出手段により
光電的に読み取り、この読み取りにより発生するパルス
とクロック回路から発生するパルスとを用いて、演算手
段によりスケールの移動速度及び移動量を検出すること
ができる。In the position detecting device having the above-mentioned structure, the indexes provided at equal intervals on the scale are photoelectrically read by the detecting means, and the operation is performed by using the pulse generated by this reading and the pulse generated by the clock circuit. The moving speed and moving amount of the scale can be detected by the means.
【0007】[0007]
【実施例】以下、本発明の位置検出装置の一実施例を図
面を参照して説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the position detecting device of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0008】図1及び図2に本発明の第一の実施例の構
成を示す。図1において、円板状のスケール1上には放
射状に等間隔に複数個、例えば4個のインデックス2が
設けられている。スケール1は透光性部材で形成されて
おり、インデックス2は光を反射する部材で形成されて
いる。またスケール1は図示しない被測定部材と連動し
て回転する。スケール1上に設けられたインデックス2
の回転軌跡上には図示しない発光部材及び受光部材から
なる検出手段である光センサ3が設けられており、発光
部材から発した光はインデックス2により反射し、受光
部材に入射するようになっている。また時間計測用のク
ロック回路4からは一定の時間間隔で高速で電気的パル
スが発生される。さらに演算手段である処理回路5は、
光センサ3及びクロック回路4からそれぞれ発するパル
スにより、被測定部材の移動速度及び移動量の演算を行
なう。1 and 2 show the configuration of a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, a plurality of, for example, four indexes 2 are provided radially at equal intervals on a disk-shaped scale 1. The scale 1 is formed of a translucent member, and the index 2 is formed of a member that reflects light. Further, the scale 1 rotates in conjunction with a member to be measured (not shown). Index 2 on scale 1
An optical sensor 3, which is a detection means composed of a light emitting member and a light receiving member (not shown), is provided on the rotation locus of the light. The light emitted from the light emitting member is reflected by the index 2 and enters the light receiving member. There is. Further, the clock circuit 4 for measuring time generates high-speed electric pulses at regular time intervals. Further, the processing circuit 5, which is a calculation means,
The moving speed and the moving amount of the member to be measured are calculated by the pulses emitted from the optical sensor 3 and the clock circuit 4, respectively.
【0009】次に本実施例の作用を図2及び図3を参照
して説明する。スケール1の回転によって光センサ3か
ら図2(a)に示すような波形のパルス信号が発生す
る。また、クロック回路4からは図2(b)に示すよう
な等間隔波形のパルス信号が発生する。Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIGS. The rotation of the scale 1 causes the optical sensor 3 to generate a pulse signal having a waveform as shown in FIG. Further, the clock circuit 4 generates a pulse signal having an equidistant waveform as shown in FIG.
【0010】次に、図3を参照して本実施例による位置
検出の処理ステップを説明する。ステップ101におい
て、光センサ3がスケール1の第1のインデックス2a
を検出する。同時にステップ102において、クロック
回路4から発生するパルスのカウントを開始する。次に
ステップ103において、光センサ3がスケール1の第
2のインデックス2bを検出したとき、ステップ104
において、第1のインデックス2aを検出してから第2
のインデックス2bを検出するまでのクロック回路4か
ら発生するパルス数n1 を検知する。このときステップ
105において、クロックパルス1カウント分のスケー
ル1の移動量ΔLを処理回路5により算出する。Next, the processing steps of position detection according to this embodiment will be described with reference to FIG. In step 101, the optical sensor 3 detects the first index 2a of the scale 1.
To detect. At the same time, in step 102, counting of pulses generated from the clock circuit 4 is started. Next, in step 103, when the optical sensor 3 detects the second index 2b of the scale 1, step 104
At the second index after detecting the first index 2a
The number of pulses n 1 generated from the clock circuit 4 until the index 2b of is detected is detected. At this time, in step 105, the processing circuit 5 calculates the movement amount ΔL of the scale 1 for one clock pulse count.
【0011】ここでインデックス2a、2b間の距離L
1 は一定で既知であるので、ΔL=L1 ÷n1 からΔL
は容易に算出できる。次にステップ106において、光
センサ3がスケール1の第3のインデックス2cを検出
したとき、ステップ107において、第2のインデック
ス2bを検出してから第3のインデックス2cを検出す
るまでのクロック回路4から発生するパルス数n2 を検
知する。そしてステップ108において、第2のインデ
ックス2bを通過して第3のインデックスに至るまでの
スケール1の移動距離L2 が、処理回路5によりΔL×
n2 の演算を行なうことにより求められる。Here, the distance L between the indexes 2a and 2b
Since 1 is constant and known, ΔL = L 1 ÷ n 1 to ΔL
Can be easily calculated. Next, in step 106, when the optical sensor 3 detects the third index 2c of the scale 1, in step 107, the clock circuit 4 from the detection of the second index 2b to the detection of the third index 2c. The number of pulses n 2 generated from the sensor is detected. Then, in step 108, the moving distance L 2 of the scale 1 that passes through the second index 2b and reaches the third index is ΔL × by the processing circuit 5.
It can be obtained by calculating n 2 .
【0012】以下、同様の処理を繰り返すことにより、
スケール1が移動を開始してから停止するまでの移動距
離を、クロック回路4から発生するパルス数nによりΔ
LXnの演算により求めることができる。また、クロック
回路4から発生するパルス数nによって位置制御を行な
うこともできる。Thereafter, by repeating the same processing,
The moving distance from when the scale 1 starts moving to when the scale 1 stops is determined by the number n of pulses generated from the clock circuit 4,
It can be obtained by the calculation of L Xn . Position control can also be performed by the number of pulses n generated from the clock circuit 4.
【0013】本実施例によれば、簡単な構成で小型の装
置により、被測定部材の移動速度を容易に計測すること
ができ、しかも高分解能をもって位置検出を行なうこと
ができる。According to this embodiment, it is possible to easily measure the moving speed of the member to be measured and to detect the position with high resolution by a small device having a simple structure.
【0014】図4及び図5に本発明の第2の実施例の構
成を示す。これらの図において、図1及び図2に示す第
1の実施例の部分と対応する部分には同一の符号を付し
ており、その説明を適宜省略する。本実施例はスケール
11を直線状にしたものである。板状のスケール11の
表面にはインデックス2が等間隔に設けられており、イ
ンデックス検出用の光センサ3は3a、3bと2個設け
られている。そして光センサ3a、3b間の間隔はイン
デックス2の間隔と異なっている。図5(a)、
(b)、(c)にそれぞれ2個の光センサ3a、3bが
インデックス2を検出したときの信号パルスと、クロッ
ク回路4が発生するパルスとを示す。4 and 5 show the configuration of the second embodiment of the present invention. In these figures, parts corresponding to those of the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted as appropriate. In this embodiment, the scale 11 is linear. Indexes 2 are provided on the surface of the plate-like scale 11 at equal intervals, and two optical sensors 3 for index detection, 3a and 3b, are provided. The distance between the optical sensors 3a and 3b is different from the distance of the index 2. FIG. 5 (a),
(B) and (c) show a signal pulse when the two optical sensors 3a and 3b detect the index 2 and a pulse generated by the clock circuit 4, respectively.
【0015】本実施例においては、光センサ2aが1つ
のインデックス2を検出してから、光センサ2bがその
インデックス2を検出するまでの時間は、クロック回路
3が発生するパルス数をカウントすることで知ることが
できる。インデックス2の間隔は既知であるのでスケー
ル11の移動速度は容易に求められ、スケール11の移
動によるインデックス2の移動量は、スケール11の移
動速度とクロック回路3の発生するパルス数によって算
出することができる。In the present embodiment, the time from the detection of one index 2 by the optical sensor 2a until the detection of the index 2 by the optical sensor 2b is performed by counting the number of pulses generated by the clock circuit 3. Can be found at. Since the interval of the index 2 is known, the moving speed of the scale 11 can be easily obtained, and the moving amount of the index 2 due to the moving of the scale 11 should be calculated by the moving speed of the scale 11 and the number of pulses generated by the clock circuit 3. You can
【0016】図6及び図7に本発明の第3の実施例を示
す。本実施例は図6に示すように、入力ペン21とスキ
ャナ本体22とから構成されており、入力ペン21の先
端には画像読取りヘッド23と位置検出装置24とが設
けられている。画像読取りヘッド23は図7に示すよう
にレンズ25とCCD26とからなっており、位置検出
装置24は表面にインデックス27が設けられたローラ
28と、インデックス27を検出する光センサ29とか
らなっている。そしてローラ28の回転軸はレンズ27
及びCCD26に対して平行になっている。FIGS. 6 and 7 show a third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 6, this embodiment is composed of an input pen 21 and a scanner body 22, and an image reading head 23 and a position detection device 24 are provided at the tip of the input pen 21. As shown in FIG. 7, the image reading head 23 comprises a lens 25 and a CCD 26, and the position detecting device 24 comprises a roller 28 having an index 27 on its surface and an optical sensor 29 for detecting the index 27. There is. The rotation axis of the roller 28 is the lens 27.
And parallel to the CCD 26.
【0017】本実施例においては、人が入力ペン21を
持ってローラ28を介して被測定部材上を走行させ、C
CD26によって被測定部材の2点の位置を検知し、そ
の間にローラ28上のインデックス27を光センサ29
により検出して、そのパルス数によって被測定部材の2
点間の移動量を読み取る。In the present embodiment, a person holds the input pen 21 and runs on the member to be measured via the roller 28, and C
The CD 26 detects the positions of two points on the member to be measured, and the index 27 on the roller 28 is set between the optical sensors 29 during the detection.
Detected by the number of pulses of 2
Read the amount of movement between points.
【0018】本実施例によれば、小型の装置で例えば被
測定部材上に形成された画像の大きさなどを算出するこ
とができる。特に入力ペン21を等速かつ低速で一方向
に移動させるときに効果を発揮する。According to this embodiment, it is possible to calculate, for example, the size of the image formed on the member to be measured with a small device. This is particularly effective when the input pen 21 is moved in one direction at a constant speed and a low speed.
【0019】[0019]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の位置検出
装置によれば、スケール上に等間隔で設けられたインデ
ックスを検出する検出手段から発するパルスと、クロッ
ク回路から発するパルスとを用いてインデックス間の移
動速度を算出し、この移動速度とクロック回路から発す
るパルス数とによりスケールの移動量を推定するように
したので、簡単な構成で小型の装置により被測定部材の
移動速度を容易に計測することができ、高分解能で位置
検出を行なうことができる。As described above, according to the position detecting device of the present invention, the pulse emitted from the detecting means for detecting the indexes provided at equal intervals on the scale and the pulse emitted from the clock circuit are used. Since the moving speed between the indexes is calculated and the moving amount of the scale is estimated based on this moving speed and the number of pulses generated from the clock circuit, the moving speed of the measured member can be easily made by a small device with a simple configuration. Measurement can be performed, and position detection can be performed with high resolution.
【図1】本発明の位置検出装置の第1の実施例の構成を
示す機能ブロック図である。FIG. 1 is a functional block diagram showing a configuration of a first embodiment of a position detecting device of the present invention.
【図2】図1の各部の発するパルスの波形図である。FIG. 2 is a waveform chart of a pulse emitted from each part of FIG.
【図3】第1の実施例の作用を説明するフロー図であ
る。FIG. 3 is a flowchart illustrating the operation of the first embodiment.
【図4】本発明の第2の実施例の構成を示す機能ブロッ
ク図である。FIG. 4 is a functional block diagram showing a configuration of a second exemplary embodiment of the present invention.
【図5】図4の各部の発するパルスの波形図である。FIG. 5 is a waveform diagram of pulses generated by each part of FIG.
【図6】本発明の第3の実施例の構成を示す斜視図であ
る。FIG. 6 is a perspective view showing a configuration of a third exemplary embodiment of the present invention.
【図7】図6の入力ペンの先端部の構成を示す説明図で
ある。7 is an explanatory diagram showing a configuration of a tip portion of the input pen of FIG.
1 スケール 2 インデックス 3 光センサ(検出手段) 4 クロック回路 5 処理回路(演算手段) 1 scale 2 index 3 optical sensor (detection means) 4 clock circuit 5 processing circuit (calculation means)
Claims (1)
ールと、前記インデックスを光電的に検出する検出手段
と、電気的に高速パルスを発生するクロック回路と、前
記検出手段が検出した2つのインデックス間の距離とそ
の間にクロック回路が発生したパルス数とから、前記ス
ケールの移動速度及び移動量を演算する演算手段とを具
備したことを特徴とする位置検出装置。1. A scale in which indexes are provided at equal intervals, a detecting means for photoelectrically detecting the indexes, a clock circuit for electrically generating a high-speed pulse, and a space between two indexes detected by the detecting means. A position detecting device for calculating the moving speed and the moving amount of the scale from the distance of 1 and the number of pulses generated by the clock circuit between them.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24483791A JPH0560575A (en) | 1991-08-30 | 1991-08-30 | Position detection unit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24483791A JPH0560575A (en) | 1991-08-30 | 1991-08-30 | Position detection unit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0560575A true JPH0560575A (en) | 1993-03-09 |
Family
ID=17124707
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24483791A Withdrawn JPH0560575A (en) | 1991-08-30 | 1991-08-30 | Position detection unit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0560575A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013049139A (en) * | 2011-08-30 | 2013-03-14 | Ihi Corp | Cut width display device of sheet material |
JP2017102033A (en) * | 2015-12-02 | 2017-06-08 | 株式会社トプコン | Laser scanner |
-
1991
- 1991-08-30 JP JP24483791A patent/JPH0560575A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013049139A (en) * | 2011-08-30 | 2013-03-14 | Ihi Corp | Cut width display device of sheet material |
JP2017102033A (en) * | 2015-12-02 | 2017-06-08 | 株式会社トプコン | Laser scanner |
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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: 19981112 |