JPH0613448Y2 - アナログ―デジタル変換器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は液面測定装置等に使用するアナログ−デジタル
変換器に関する。

［従来技術とその欠点］ 被計測体の変化量に応じて回転する透明なプラスチック
円盤等よりなる透光板へ遮光性の薄膜よりなる適宜形状
のコードパターンを塗装または印刷によって設けた符号
板を挟んで相対する発光素子と受光素子を複数対配設
し、発光素子から発せられた光が受光素子へ達したか否
かによって、発光素子の対向部におけるコードパターン
の形状を認識し、一定角度ごとに変化させてあるコード
パターンの形状によって受光素子へ入力されるパルス信
号の組み合せを被計測体の変化量に応じたデジタル値と
して出力するアナログ−デジタル変換器がある。

しかし、このようなアナログ−デジタル変換器では、発
光素子と受光素子をそれぞれ符号板に直交するよう正確
に相対峙せしめて配置しなければ受光時に誤差が生じて
しまうため、発光素子、受光素子および符号板の位置決
めが容易ではない。

また、隣接する発光素子の間隔が短い場合には、符号板
を抜けた１つの発光素子の光によって２以上の発光素子
がオンさせられる可能性があるため、発光素子の発する
光の拡散を防ぐ必要が生じ、発光素子と符号板との間ヘ
スリット板を設ける等の手段を講じるが、これまたスリ
ット板の位置決めが容易ではない。

さらに、発光素子と受光素子は符号板両面へ対して配置
しなければならはいため、機器の外形寸法が大きくな
る。

［目的］ 本考案は、発光素子、受光素子、符号板の位置関係によ
る誤差が生じ難く、かつ小型化の可能なアナログ−デジ
タル変換器を提供できるようにした。

［手段］ 上記目的を達成するために、本考案に係るアナログ−デ
ジタル変換器は、円板状で、平面部よりの入射光の一部
が板内部と外部との境界面で繰り返し反射し、外周端部
より外部へ光が出射させられる発光板の一方の平面部
へ、一定角度ごとに形状の変化するコードパターンを遮
光性の皮膜にて形成してなる符号板を、被計測体の変化
量に応じて回転させられるようにし、前記符号板のコー
ドパターンを有する平面部へ光を照射する複数の発光素
子を配設し、符号板の外周端部より外部へ出射される発
光素子かりの入射光によってオンさせられる１個の受光
素子を符号板外周端部の近傍へ配し、前記複数の発光素
子を時分割的に順次発光させるとともに、受光素子より
入力されたオン・オフ信号に対応する符号板の回転量を
被計測体の変化量に換算したデジタル値を出力する制御
部を全発光素子および受光素子と接続した構成のものと
してある。

［作用］ 制御部によって順次光を発するよう制御される複数の発
光素子から符号板へ照射された光は、発光素子の相対位
置に遮光性のコードパターンが存在しなければ符号板内
へ入射し、コードパターンが存在すれば符号板へ入射で
きない。

符号板内へ入射した光の一部は板内部と外部との境界面
で反射を繰り返しながら周端部へ達し、周端部より外部
へ放射された光によって受光素子はオンとなる。

受光素子より入力されたオン・オフ信号によって、制御
部はコードパターンの形状を識別し、該当するコードパ
ターンの形状が発光素子の相対位置へ達するまでの符号
板の回転量に相当する被計測体の変化量をデジタル値と
して出力する。

［実施例］ 図において、符号１は円板状の符号板であり、図示省略
の被計測体の変化量に応じて回転軸２によって回転させ
られる。

符号板１は例えば発光プラスチック板を円形に形成した
発光板1aの一方の平面部たる上面へ遮光性のコードパタ
ーン1bを設けたものとしてあり、コードパターン1bに遮
られずに発光板上面より入った入射光の一部は板内部と
外部との境界で繰り返し反射されて発光板の外周端部に
達し、発光板の外周端部から適宜光量の放射光として出
射させられる。

コードパターン1bを設けた符号板１の上面より適宜距離
を隔てて発光素子3a、3b、3c、3dを、例えば符号板１の
回転心を通る直線上へ等間隔ごとに配し、発光素子より
符号板内へ入射した光の一部が符号板の外周端部より放
射されるようにしてある。

コードパターン1bは例えばＡ〜Ｊの10領域に等角度ごと
に分割でき、発光素子3a〜3dから発される光の透過また
は遮断が各発光素子ごとに各領域内で保持される形状の
ものとしてある（第２図）。

符号板周端部より適宜距離を隔てた適所にはフォトトラ
ンジスタ等の受光素子４を配してあり、この受光素子４
は発光素子3a〜3dから符号板内へ入射して外周端部より
側方へ放射された適宜光量の光によって十分動作させ得
るものとしてある。

発光素子3a〜3dおよび発光素子４は制御部５へ接続して
あり、この制御部５は時分割的に同時間ずつ順次発光さ
せるとともに、例えば受光素子４が受光したときにのみ
発するハイ・レベルのオン信号によって発光素子3a〜3d
の相対する領域がＡ〜Ｊのどの領域であるかを識別す
る。

すなわち、受光素子４の光検知時に制御部５へ送信され
るハイ・レベルの信号を１、受光素子が光を検知してい
ない場合のロー・レベルの信号をＯとすると、発光素子
3a〜3dが各領域に相対するとき、受光素子が各発光素子
によって行うオン・オフさせられて制御部５へ送信する
信号は第３図に示す表のごとくなり、これによって制御
部は発光素子群がどの領域に相対しているかを識別す
る。

また、制御部５は初期のコードパターン領域から受光素
子より入力された信号で識別した領域へ達するまでの符
号板の回転角に相当する被計測体の変化量を、予め入力
されたデータに基づいてデジタル出力するようにしてあ
る。

上記のように構成したアナログ−デジタル変換器は、次
のようにしてアナログ量をデジタル量に変換する。

例えば発光素子3a〜3dがＣ領域に相対している場合、発
光素子3a〜3dはＴ秒の遅延時間をもって3aから3dへ順次
ｔ秒間ずつ発光するが、3c、3dは遮光性のコードパター
ン1bによって遮られるために、受光素子４は発光素子3
a、3bが発光した間のみオンさせられ、受光素子４から
制御部５への出力信号は第４図に示すごときパルスの出
力となる。

このパルス出力から制御部は発光素子3c、3dの相対位置
にのみ遮光性の膜が存在する領域としてＣ領域を識別
し、初期状態における発光素子群の符号板上相対位置が
Ａ領域とＪ領域の境界付近であったとすると、制御部５
は符号板の回転各が72〜108度の範囲に相当する被計測
体の変化量をデジタル量として出力するのである。

［効果］ 以上説明したように、本考案に係るアナログ−デジタル
変換器によれば、平面部よりの入射光が外周端部から適
宜の光量で放出される発光板の一方の平面部へ遮光性の
コードパターンを設けた符号板を用いることにより、平
面部より入射された光を外周端部で検知できる。

したがって、発光素子と受光素子を符号板の両面へ対向
配置させる必要がなく、発光素子、受光素子および符号
板の位置決めが容易で誤差を生じ難く、しかも符号板の
軸方向における外形寸法を短くすることで小型のものと
なし得る。

また制御部によって発光素子を時分割的に順次発光させ
ることにより、発光素子から発された光の入射・遮断を
１個の受光素子によってオン・オフ信号に変換でき、１
個の受光素子からの出力信号によって制御部は符号板の
回転量を知ることができる。

したがって、１つの発光素子からの光によって２以上の
受光素子がオンさせられるおそれがないとともに、発光
素子と同数の受光素子を必要としないことから、コスト
ダウンを図れる。

なお、本実施例においてはコードパターンの形状を10領
域に分割できるものとしたが、分割領域数を増やすこと
によって、計測精度の高いものとすることができる。

また、コードパターンを設けていない側の符号板平面部
前面へ遮光性の膜を設ける等しておけば、発光素子から
符号板内へ入射した光が周端部へ達するまでの減衰量を
小ならしめることができ、周端部から放射される光量を
高めることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るアナログ−デジタル変換の構成概
略図、 第２図は符号板の平面図、 第３図は発光素子群が各領域に相対するとき、受光素子
が各発光素子からの光によって行うオン・オフ動作を示
す表。 第４図は受光素子群がＣ領域に相対するとき、制御部か
ら各発光素子への出力信号と、受光素子からの入力信号
の波形を示す図である。 図中 １……符号板、1a……発光板 1b……コードパターン、２……回転軸 3a、3b、3c、3d……発光素子 ４……受光素子、５……制御部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】円板状で、平面部よりの入射光の一部が板
   内部と外部との境界面で繰り返し反射し、外周端部より
   外部へ光が出射させられる発光板の一方の平面部へ、一
   定角度ごとに形状の変化するコードパターンを遮光性の
   被膜にて形成してなる符号板を、被計測体の変化量に応
   じて回転させられるようにし、前記符号板のコードパタ
   ーンを有する平面部へ光を照射する複数の発光素子を配
   設し、符号板の外周端部より外部へ出射される発光素子
   からの入射光によってオンさせられる１個の受光素子を
   符号板外周端部の近傍へ配し、前記複数の発光素子を時
   分割的に順次発光させるとともに、受光素子より入力さ
   れたオン・オフ信号に対応する符号板の回転量を被計測
   体の変化量に換算したデジタル値を出力する制御部を全
   発光素子および受光素子と接続してなるアナログ−デジ
   タル変換器。