JPS60122316A - 反射式位置検出装置 - Google Patents
反射式位置検出装置Info
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- JPS60122316A JPS60122316A JP22965383A JP22965383A JPS60122316A JP S60122316 A JPS60122316 A JP S60122316A JP 22965383 A JP22965383 A JP 22965383A JP 22965383 A JP22965383 A JP 22965383A JP S60122316 A JPS60122316 A JP S60122316A
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 18
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 26
- 230000008878 coupling Effects 0.000 abstract 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 abstract 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 abstract 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000002250 progressing effect Effects 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000004383 yellowing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING 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
- G01D5/00—Mechanical 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
- G01D5/26—Mechanical 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
- G01D5/32—Mechanical 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
- G01D5/34—Mechanical 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
- G01D5/347—Mechanical 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
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、光の反射率の変化を検知して被検出体の位置
の検出を行なう、光学繊維を利用した反射式位置検出装
置に関する。
の検出を行なう、光学繊維を利用した反射式位置検出装
置に関する。
従来、一般的に用いられていた、目盛板と発光素子及び
受光素子等の電子部品からなる位置検出装置は、電気ノ
イズ、温度、湿度による悪影響を受けやすく、また、火
気を避けねばならなり設備等においては防爆対策を必要
とし、さらに信号の伝送は、電圧降下あるいは歪等のた
め遠距離にわたる伝送が行なえないといった問題を有し
ていた。
受光素子等の電子部品からなる位置検出装置は、電気ノ
イズ、温度、湿度による悪影響を受けやすく、また、火
気を避けねばならなり設備等においては防爆対策を必要
とし、さらに信号の伝送は、電圧降下あるいは歪等のた
め遠距離にわたる伝送が行なえないといった問題を有し
ていた。
そこで近年、電子部品を用いず、光学繊維を用いた位置
検出装置の開発が進められている。
検出装置の開発が進められている。
第１図に示すものは光学繊維を用いた位置検出装置の代
表的なもの（特開昭５６−８７８１８号）であり、目盛
板１１の表面に反射率の異なる物質によって目盛１２を
設け、この目盛１２への光の照射及び目盛１２からの反
射光の取り出しを、検出部から離れて設けたモニタ部１
３と接続する光学繊維１４で行なう構成とし、検出部か
ら電子部品を一切排除して上記従来の位置検出器の有す
る問題点を改善したものである。
表的なもの（特開昭５６−８７８１８号）であり、目盛
板１１の表面に反射率の異なる物質によって目盛１２を
設け、この目盛１２への光の照射及び目盛１２からの反
射光の取り出しを、検出部から離れて設けたモニタ部１
３と接続する光学繊維１４で行なう構成とし、検出部か
ら電子部品を一切排除して上記従来の位置検出器の有す
る問題点を改善したものである。
しかし、この位置検出装置は、一枚の目盛板１１を光学
繊維１４との間で相対的に移動させ、目盛−個分の幅よ
り小さい幅の光を目盛１２に照射し、−の目盛１２から
次の目盛１２に移動する間に生じる反射率の変化を検知
することによって位置の検出を行なっている。このため
、光源となる光学繊維１４の径が目盛１２の幅より小さ
くなって、それだけ照射光量が少なく々り検出精度の低
下をもたらす虞れがある。また、光学繊維１４の径との
関係上、目盛１２の幅を細くして目盛を細分化する場合
にも限度があるとともに、限度以上に細分化した場合に
は、目盛１２と光学繊維１４の間にレンズ等を設け、目
盛１２に照射する光の幅を小さくしなければならないと
いった欠点があった。
繊維１４との間で相対的に移動させ、目盛−個分の幅よ
り小さい幅の光を目盛１２に照射し、−の目盛１２から
次の目盛１２に移動する間に生じる反射率の変化を検知
することによって位置の検出を行なっている。このため
、光源となる光学繊維１４の径が目盛１２の幅より小さ
くなって、それだけ照射光量が少なく々り検出精度の低
下をもたらす虞れがある。また、光学繊維１４の径との
関係上、目盛１２の幅を細くして目盛を細分化する場合
にも限度があるとともに、限度以上に細分化した場合に
は、目盛１２と光学繊維１４の間にレンズ等を設け、目
盛１２に照射する光の幅を小さくしなければならないと
いった欠点があった。
なお、第１図に示す位置検出装置に卦いても、目盛１２
に照射する光の幅を大きくして照射光量を多くすること
はできる。しかしながら、例えば第２図に示すように、
目盛１２の四個に光を照射した状態において、目盛板１
１を一目盛分相対移動させたとすると、このときの反射
光の変化は約１０〜１５％程度と小さく、モニタ部１３
における変化信号の検知に支障を生じ確実性に欠けると
いった問題がある。特に、目盛１２を多数設けて細分化
した場合には、多くの目盛に光を照射することとなり、
反射光の変化率が一層小さくなって上記問題が顕著とな
るため、実用化は困難である。
に照射する光の幅を大きくして照射光量を多くすること
はできる。しかしながら、例えば第２図に示すように、
目盛１２の四個に光を照射した状態において、目盛板１
１を一目盛分相対移動させたとすると、このときの反射
光の変化は約１０〜１５％程度と小さく、モニタ部１３
における変化信号の検知に支障を生じ確実性に欠けると
いった問題がある。特に、目盛１２を多数設けて細分化
した場合には、多くの目盛に光を照射することとなり、
反射光の変化率が一層小さくなって上記問題が顕著とな
るため、実用化は困難である。
本発明は、上述した種々の事情に鑑みてなされたもので
あり、モータ等の被検出体に連結する回転板と、図示せ
ざる検出部本体等に固定された固定板を隣接して配設し
、回転板の同一円周上に回転板表面の反射率と真なる反
射率の目盛を設けるとともに、固定板の回転板と隣接す
る部分には、回転板に設けた目盛幅と同じ幅の目盛を、
回転板の目盛間ピッチと同じピッチで複数個設け、さら
に光源からの光を照射し且つ反射光を入光する光学繊維
の一端を、固定板の目盛と対向［２て配置することによ
り、多量の光を照射し、反射率の大きな変化を得て、確
実１つ正確な位置検出を行なう反射式位置検出装置の提
供を目的とする。
あり、モータ等の被検出体に連結する回転板と、図示せ
ざる検出部本体等に固定された固定板を隣接して配設し
、回転板の同一円周上に回転板表面の反射率と真なる反
射率の目盛を設けるとともに、固定板の回転板と隣接す
る部分には、回転板に設けた目盛幅と同じ幅の目盛を、
回転板の目盛間ピッチと同じピッチで複数個設け、さら
に光源からの光を照射し且つ反射光を入光する光学繊維
の一端を、固定板の目盛と対向［２て配置することによ
り、多量の光を照射し、反射率の大きな変化を得て、確
実１つ正確な位置検出を行なう反射式位置検出装置の提
供を目的とする。
以下、図面に示す本発明の一実施例について詳細に説明
する。
する。
第３図は本発明の反射式位置検出装置の一実施例の説明
図である。図面にかいて、１は回転板で、例えば各種装
置におけるモータ等の被位置検出体（図示せず）と軸２
等を介して連結している。回転板１の外周には多数の目
盛３を同じピッチで設けである。図示のものは、目盛３
はスリットによって形成し、光を通過させることによっ
て回転板１の表面の反射率と異った反射率を得られるよ
うに（７であるが、目盛３を回転板１の表面の反射率と
異った反射率の物質によって形成するととも勿論可能で
ある。
図である。図面にかいて、１は回転板で、例えば各種装
置におけるモータ等の被位置検出体（図示せず）と軸２
等を介して連結している。回転板１の外周には多数の目
盛３を同じピッチで設けである。図示のものは、目盛３
はスリットによって形成し、光を通過させることによっ
て回転板１の表面の反射率と異った反射率を得られるよ
うに（７であるが、目盛３を回転板１の表面の反射率と
異った反射率の物質によって形成するととも勿論可能で
ある。
４は固定板であり、回転板１と同径の円板に形成すると
ともに、回転板１と同心状且つ隣接して配設しである。
ともに、回転板１と同心状且つ隣接して配設しである。
そして、回転板１の目盛３と同一円周上の一部に、目盛
３と同じ幅で、しかも回転板］の目盛間ピッチと同じピ
ッチで複数個の目盛５を設けである。目盛５の数は後述
する光学繊維６から照射される光の照射面積の大きさと
の関係で決まる。なお、固定板４に設けた目盛５も、図
示のものはスリットとしであるが、この場合もスリット
に限られるものではなく、固定板４の表面より透過性の
よい物質によって目盛を形成することは勿論可能である
。オた、固定板４は、回転板１と同じ形状とする必要は
々く、例えば光の照射される部分に対応した大きさ形状
のものであってもよい。
３と同じ幅で、しかも回転板］の目盛間ピッチと同じピ
ッチで複数個の目盛５を設けである。目盛５の数は後述
する光学繊維６から照射される光の照射面積の大きさと
の関係で決まる。なお、固定板４に設けた目盛５も、図
示のものはスリットとしであるが、この場合もスリット
に限られるものではなく、固定板４の表面より透過性の
よい物質によって目盛を形成することは勿論可能である
。オた、固定板４は、回転板１と同じ形状とする必要は
々く、例えば光の照射される部分に対応した大きさ形状
のものであってもよい。
６は光学繊維で、その一端６ａを固定板４の目盛５と対
向して配置し、他端６ｂをアンプ部７と接続してｂる。
向して配置し、他端６ｂをアンプ部７と接続してｂる。
この光学繊維６は、アンプ部７内の光源を固定板４の目
盛５に向けて照射するとともに、固定板４等の表面から
の反射光を入光してアンプ部７に伝送する。光学繊維６
の一端６ａは光学繊維の太さに対応して、固定板４の複
数の目盛５に光があたるよう加工しである。また、光学
繊維６の一端６ａは常に固定板４側に配置することが望
しい。これは、後述するように、照射した光の約５０チ
を、反射光の最低値として常に安定した状態で確保する
ためである。
盛５に向けて照射するとともに、固定板４等の表面から
の反射光を入光してアンプ部７に伝送する。光学繊維６
の一端６ａは光学繊維の太さに対応して、固定板４の複
数の目盛５に光があたるよう加工しである。また、光学
繊維６の一端６ａは常に固定板４側に配置することが望
しい。これは、後述するように、照射した光の約５０チ
を、反射光の最低値として常に安定した状態で確保する
ためである。
アンプ部７は、図示せざる光源及び入光してきた光を電
気信号に変換する光電変換器等を内蔵したもので公知の
ものを使用している。
気信号に変換する光電変換器等を内蔵したもので公知の
ものを使用している。
このような構成からなる反射式位置検出装置は、次のよ
うに作動する。すなわち、光学繊維６の−て照射する。
うに作動する。すなわち、光学繊維６の−て照射する。
このとき、回転板１の目盛３と固定板４の目盛５とがず
れていたとすると（第４ａ図参照）、光学繊維６から照
射された光は回転板１及び固定板４の表面により、はぼ
１００％近く反射される。その後、回転板１が半目盛分
回転すると、回転板１の目盛３と固定板４の目盛５が重
なり（第４ｂ図参照）、光学繊維６から照射された光の
約半分は固定板４の目盛５と回転板１の目盛３を通過し
てしまい、固定板４の表面に照射した約半分の光だけが
反射する。そしてさらに、回転板１が半目盛分回転する
と、再度回転板１の目盛と固定板４の目盛５がずれて、
照射された光のほぼ１００ ％が反射される。したがっ
て、回転板１が一目盛分回転すると反射率は−サイクル
変化するので、この変化を光学繊維６を介してアンプ部
７で検知し、被検出体が所定角度回転したことを検出す
る。
れていたとすると（第４ａ図参照）、光学繊維６から照
射された光は回転板１及び固定板４の表面により、はぼ
１００％近く反射される。その後、回転板１が半目盛分
回転すると、回転板１の目盛３と固定板４の目盛５が重
なり（第４ｂ図参照）、光学繊維６から照射された光の
約半分は固定板４の目盛５と回転板１の目盛３を通過し
てしまい、固定板４の表面に照射した約半分の光だけが
反射する。そしてさらに、回転板１が半目盛分回転する
と、再度回転板１の目盛と固定板４の目盛５がずれて、
照射された光のほぼ１００ ％が反射される。したがっ
て、回転板１が一目盛分回転すると反射率は−サイクル
変化するので、この変化を光学繊維６を介してアンプ部
７で検知し、被検出体が所定角度回転したことを検出す
る。
第５図は回転板１の回転に対する光の反射率の変化を表
わした図で、図中へ曲線は固定板４側に光学繊維６を設
けた上記実施例の場合の変化状態を示１．ている。乙の
場合、固定板４０表面の平面度が悪るくても、固定板４
の表面の反射率は常に一定の値を示しているので、最低
値が安定し、それだけ変化率の絶対幅が大きくなり変化
の検出、すなわち被検出体の位置変化の検出を確実に行
なえる。
わした図で、図中へ曲線は固定板４側に光学繊維６を設
けた上記実施例の場合の変化状態を示１．ている。乙の
場合、固定板４０表面の平面度が悪るくても、固定板４
の表面の反射率は常に一定の値を示しているので、最低
値が安定し、それだけ変化率の絶対幅が大きくなり変化
の検出、すなわち被検出体の位置変化の検出を確実に行
なえる。
一方、図中３曲線は、光学繊維６を回転板１側に配置し
て光を照射した場合の変化状態を示している。すなわち
、回転板１側に光学繊維６を配置して光の照射と反射を
行なわせると、回転板１の表面の平面度が完全でないた
め、回転板１の回転により反射率が変化し、反射光の最
低値及び最高値を常に安定した状態で得ることができず
、反射光の変化率の絶対幅が小さくなって確実な位置検
出の行なえないことを示している。
て光を照射した場合の変化状態を示している。すなわち
、回転板１側に光学繊維６を配置して光の照射と反射を
行なわせると、回転板１の表面の平面度が完全でないた
め、回転板１の回転により反射率が変化し、反射光の最
低値及び最高値を常に安定した状態で得ることができず
、反射光の変化率の絶対幅が小さくなって確実な位置検
出の行なえないことを示している。
また、図中Ｃ曲線は、第１図に示した、一枚の目盛板を
移動させて位置検出を行なう、従来の反射式位置検出装
置において、目盛四個分の幅の大きさの光を照射した際
（第２図参照）の反射率の変化状態を示している。この
場合も、目盛板１１表面の平面度の不完全さにより最低
値、最高値に変動を生じる。
移動させて位置検出を行なう、従来の反射式位置検出装
置において、目盛四個分の幅の大きさの光を照射した際
（第２図参照）の反射率の変化状態を示している。この
場合も、目盛板１１表面の平面度の不完全さにより最低
値、最高値に変動を生じる。
なお、本発明においては、照射を受ける固定板４の目盛
５の数がいくつであっても、反射光の変化率には影響が
ない。したがって、大きな光量を得るために照射面積を
大きくすること、及び回転板１の目盛を細分化するため
に固定板４の目盛５の幅を細くシ、また目盛５間のピッ
チを狭くすることは全く自由である。
５の数がいくつであっても、反射光の変化率には影響が
ない。したがって、大きな光量を得るために照射面積を
大きくすること、及び回転板１の目盛を細分化するため
に固定板４の目盛５の幅を細くシ、また目盛５間のピッ
チを狭くすることは全く自由である。
以上の如く本発明によれば、反射光の変化率を５０％程
度とすることができ、しか屯最低値を常に一定に保つこ
とができるので、大きな変化を表わす安定した信号によ
って、確実に被検出体の位黄変化を検出することが可能
となる。また、回転板の目盛幅を細くしても反射光の変
化率には影響を受けないので、目盛を細分化して被検出
体の微少な位置変化を検出することができるとともに、
回転板及び固定板の小型化が可能となり、延いては装置
の小型化をも可能とする。
度とすることができ、しか屯最低値を常に一定に保つこ
とができるので、大きな変化を表わす安定した信号によ
って、確実に被検出体の位黄変化を検出することが可能
となる。また、回転板の目盛幅を細くしても反射光の変
化率には影響を受けないので、目盛を細分化して被検出
体の微少な位置変化を検出することができるとともに、
回転板及び固定板の小型化が可能となり、延いては装置
の小型化をも可能とする。
第１図は光学繊維を用いた従来の反射式位置検出装置の
説明図、第２図は第１図の装置において光鷲を大とした
場合における目盛と照光面積の関係図、第３図は本発明
反射式位置検出装置の一実施例の説明図、第４ａ図及び
第４ｂ図は回転板の回転に伴なう光の反射状態図、第５
図は反射率の変化曲線図を示す。 ■・・・回転板 ３・・・（回転板の）目盛４・・・固
定板 ５・・・（固定板の）目盛６・・・光学繊維 ７
・・・アンプ部 出願人 株式会社オプト
説明図、第２図は第１図の装置において光鷲を大とした
場合における目盛と照光面積の関係図、第３図は本発明
反射式位置検出装置の一実施例の説明図、第４ａ図及び
第４ｂ図は回転板の回転に伴なう光の反射状態図、第５
図は反射率の変化曲線図を示す。 ■・・・回転板 ３・・・（回転板の）目盛４・・・固
定板 ５・・・（固定板の）目盛６・・・光学繊維 ７
・・・アンプ部 出願人 株式会社オプト
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 光学繊維を用いた下記要件からなることを特徴とした反
射式位置検出装置。 （イ）被検出体に連結する回転板と、固定板を隣接して
配設すること。 （ロ） 回転板の同一円周上に、回転板の表面の反射率
と異なる反射率を有する目盛を設けること。 （ハ） 固定板の回転板と隣接する部分に、回転板に設
けた目盛の幅と同じ幅の目盛を、回転板の目盛間ピッチ
と同じピッチで複数個設けること。 （ロ）光源からの光を照射し、反射光を入光する光学繊
維の一端を固定板の目盛と対向する位置に配置し、他端
をアンプ部と接続すること。 （ホ）光学繊維からの光の照射面積を、目盛の複数個分
の犬きさとすること。
Priority Applications (9)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22965383A JPS60122316A (ja) | 1983-12-05 | 1983-12-05 | 反射式位置検出装置 |
| EP84308404A EP0146303B1 (en) | 1983-12-05 | 1984-12-04 | Light-reflector type encoding method and the encoder |
| DE8484308404T DE3485115D1 (de) | 1983-12-05 | 1984-12-04 | Lichtreflektionskodierungsverfahren und kodierer. |
| KR1019840007637A KR900004781B1 (ko) | 1983-12-05 | 1984-12-04 | 광반사형 부호화법 및 부호화기 |
| US06/678,596 US4654523A (en) | 1983-12-05 | 1984-12-04 | Light-reflector type encoding method and the encoder |
| CA000469285A CA1240757A (en) | 1983-12-05 | 1984-12-04 | Light-reflector type encoding method and the encoder |
| AT84308404T ATE67846T1 (de) | 1983-12-05 | 1984-12-04 | Lichtreflektionskodierungsverfahren und kodierer. |
| SG226/92A SG22692G (en) | 1983-12-05 | 1992-03-06 | Light-reflector type encoding method and the encoder |
| HK755/92A HK75592A (en) | 1983-12-05 | 1992-10-01 | Light-reflector type encoding method and the encoder |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22965383A JPS60122316A (ja) | 1983-12-05 | 1983-12-05 | 反射式位置検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60122316A true JPS60122316A (ja) | 1985-06-29 |
Family
ID=16895568
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22965383A Pending JPS60122316A (ja) | 1983-12-05 | 1983-12-05 | 反射式位置検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60122316A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0518711A (ja) * | 1991-07-16 | 1993-01-26 | Mitsubishi Electric Corp | 位置検出方法及びその装置 |
| JP2019207440A (ja) * | 2014-12-01 | 2019-12-05 | キヤノン株式会社 | 操作部材及び電子機器 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5432343A (en) * | 1977-08-17 | 1979-03-09 | Hitachi Ltd | Light reflecting object detector |
| JPS5687818A (en) * | 1979-12-19 | 1981-07-16 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Reflex type position detector |
| JPS56101517A (en) * | 1980-01-18 | 1981-08-14 | Toshiba Corp | Pulse oscillator |
| JPS6085317A (ja) * | 1983-10-17 | 1985-05-14 | Mitsubishi Electric Corp | エンコ−ダ |
-
1983
- 1983-12-05 JP JP22965383A patent/JPS60122316A/ja active Pending
Patent Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
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