JPS6025453A - 非接触速度検出装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 この発明は光学的に被測定体の速度を検出するものにあ
って、入射する光の照度が所定値に満たない場合に検出
を停止して誤作動の防止を図った非接触速度検出装置に
関する。

〔従来技術〕

従来の速度検出装置としては、例えばり、　Ｖ、　Ｔ（
Ｌｉｎｅａｒ　Ｖｅｌｏｃｌｔｙ　Ｔｒａｎｓｄｕａｅ
ｒ　）と呼ばれる磁気応用の素子を用いて直線的に移動
する被測定体の速度を検出するもの、あるいはロータリ
エンコーダと周波数電圧変換器とを組み合せて回転運動
を行う被測定体の回転速度を検出するものが知られてい
る。しかしながら、これらの速度検出装置は、非接触型
であり測定装置と被測定体との間に機械的な連結手段が
必要であるため、その構成が複雑となるという欠点があ
った。

一方、非接触型の速度検出装置としては、従来、例えば
、光ドツプラ効果を応用したものが知られている。この
ような非接触型の速度検出装置は、単一の被測定体の運
動速度を検出する際には支障なく使用できるものである
が、複数の被測定体の速度を検出する場合、例えば、複
写機において、複数のミラーを同時に走査して走査露光
を行うような走査露光系において走査される投影像その
ものの移動速度を測定するこ乏は困難であった。さらに
、このような光ドツプラ効果を応用した速度検出装置は
、周波数応答性が低いため、被測定体の速度が短い周期
で変動しているような場合に実質的に検出できないおそ
れがあった。

〔発明の目的および構成〕

この発明は上述の事情を鑑みてなされたもので、装置を
複雑とすること無く、また、投影像自体の移動速度をも
検出可能にするとともに高い信頼性を得るため、一方向
に延在する受光面の一点に運動する被測定体からの光が
入射し、眩光の照射エネルギを検出して該照射エネルギ
を表示する照度信号を出力するとともに前記受光面にお
ける光の入射位置を検出して該入射位ｆＷを表示する位
置信号を出力する検出手段と、該検出手段の出力する位
置信号を微分して前記被測定体の、末席ｆ：演算し、該
速度を表示する速度信号を出力する演算手段と、前記検
出手段の照度信号が入力して該照度信号の値が所定値以
下の時前記検出手段による位置信号の出力または演算手
段による速度信号の出力を阻止する出力禁止手段と、全
備えた非接触速度検出装置を提供するものである。

この非接触速度検出装置によれば、検出手段の受光面に
入射する光のみで被測定体の速度が算出されるため、非
接触方式で走査露光系における投影像自体の速度をも検
出可能であシ、さらに、入射する光のエネルギが小さい
場合には速度を表示する信号の出力を停止するため、誤
った情報が出力されることも無く、この装置の信頼性の
向上が図れるものである。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を歯面に基づいて説明する。

図面は、この発明の一実施例を示す図である。

゛　まず、構成を説明すると、１１はＰ、　Ｓ、　Ｄ（
Ｐｏ５ｉｔｌｏｎ　ＳｅｎＱｌｎｇ　Ｄｅｖｉｃｅ　）
と呼ばれる光位置検出素子であり、この光位置検出素子
１１は一方向に延在する受光面と、該受光面の両端に設
けられた電極と、この２つの電極に共通の端子と、分有
している。受光面には、図示しない被測定体からの光が
一点（入射点）に入射し、また、２つのべ極には、それ
ぞれ光の入射点から電極までの距離に反比例するととも
に入射する光の照射エネルギに比例した値の電圧アナワ
グ信号ｖ、’ｖ’（又は、電流信号）が発生し、さらに
、端子は所定の電源１２へ接続されている、。

電源１２は、一端が接地されるとともに他端が端子に接
続したバッチ１７１２　ａと、バッテリ１２ａに並列に
結線された可変抵抗１２ｂと、を有しその出力電圧を可
変にしている。

光位置検出素子１１の各電極は、それぞれバッファーア
ンプ１３　、１３’を介して減算器１４および加算器１
５に接続している。減算器１４は、電極の出力信号ｖ　
、　ｖ’を減算して信号Ｒを出力し、また、加算畳重５
は電極の出力信号ｖ２Ｖを加算して信号Ａを出力する。

１６は減算器１４および加算器１５が接続した除算器で
あり、この除算器１６は、その出力端子を微分器（演算
手段）１７を介してアナログスイッチ１８の１つの入力
端子に接続するとともに、アナログスイッチ１８の他の
入力端子に接続している。

この除算器１６は、減算器１４の出力信号Ｒを加算器１
５の出力信号Ａで除算して信号Ｑを出力する。これら光
位置検出素子１１、減算器１４、加算器１５および除算
器１６は検出手段３０を構成する。

また、１９は一方の入力端子に加算器１５が接続した比
較器である。比較器１９は、他の入力端子が比較信号発
生器２０へ接続するとともに出力端子がアナログスイッ
チ１８の制御端子に接続して、比較信号発生器２０の出
力信号Ｓと加算器１５の出力信号Ａとを比較し、信号へ
が信号Ｓ以上の時高厄位信号Ｈを出力するとともに信号
Ａが信号Ｓ、！ニジ小さい時低電位信号りを出力する。

比較信号発生器２０は、電池２０ａおよび可変抵抗２０
ｂ、！：、！ｌｌｌ成り、可変抵抗２０ｂの値を変える
ととにより比較器１９へ印加する電位を可変にしている
。

アナログスイッチ１８Ｉｉ、微分器１７が接続した入力
端子に対応した出力端子および除算器１６が接続した入
力端子に対応した出力端子を有するとともに、制御端子
が抵抗２１およびダイオード２２を介して接地している
。このアナログスイッチ１８は、制御端子に入力する比
較器１９の出力信号Ｈ，Ｌに応じて、各対応した入力端
子と出力端子との間を開閉する。なお、２３．２４は増
幅用のアンプであり、アナログスイッチ１８の各出力端
子は、アンプ２３．２４を介して端子Ｘ、Ｙへそれぞれ
結線されている。

これら叱較器１９、比較信号発生器２０およびアナログ
スイッチ１８は、出力禁止手段３１を構成する。

次に、作用を説明する。

このような非接触速度検出装置にあっては、光位置検出
素子１１の受光面に入射する光は、被測定体の運動とと
もに移動し、光位置検出素子１１の各電極には、この光
の照射エネルギに比例し入射点から電極までの距離に反
比例した値の信号Ｖ　Ｉ　Ｖ’が発生し、この信号ｖ＊
ｖ’が減算器１４および加算器１５へ入力する。そして
、減算器１４は信号ｖ　、　ｖ’を減算して信号Ｒを出
カレ、また、加算器１５は信号ｖ、ｖを加算し信号Ａを
出力する。ここで、加算器１５の出力信号Ａは、信号ｖ
、ｖ’が前述のように照射エネルギに比例するとともに
受光面上の入射点から厄極凍での距離に反比例している
ため、照射エネルギに比例し照射エネルギを表示する。

この照射エネルギを表示する加算器１５の出力信号Ａお
よび減算器１４の出力信号Ｒは、除算器１６へ入力する
。除算器１６は、減算器１４の出力信号Ｒと加算器１５
の出力信号Ａとの比を演算し、アナログスイッチ１８お
よび微分器１７に信号Ｑ’ｅ出力する。この除算器１６
の出力する信号Ｑは、被測定体から光位置検出素子の受
光面へ入射した光の入射位置と対応した値を有して該入
射位置を表示する。また、微分器エフは除算器１６が出
力する入射位置を表示する信号Ｑを微分して、被測定体
の速度に対応した信号Ｑ′をアナログス・ｆフチ１８へ
出力する。

一方、加算器１５の出力信号Ａは、比較器１７へ入力し
ている。比較器１７は、比較信号発生器２０から入力す
る信号Ｓと加算器１５の出力信号Ａを比較し、信号Ａ、
Ｓの大小に応じて信号Ａが信号Ｓ以上の時信号Ｈを、ま
た信号Ａが信号Ｓよシ小さい時信号Ｌｉアナログスイッ
チ１８０制御端子へ出力する。

アナログスイッチ１８は、その制御端子へ比較器１７か
ら高１位信号Ｈが入力した場合にのみ、各対応する入力
端子と出力端子との間を導通して信号Ｑおよび信号Ｑ′
をアンプ２３．２４を介し端子Ｘ、Ｙへ出力し、また、
信号りが入力すると信号Ｑ　、　Ｑ’の出力を中止する
。したがって、との装置にあっては、比較器１７が高屯
位信号Ｈ’５出力した場合のみ、すなわち受光面へ入射
する光の照射エネルギが所定値以上の場合にのみ、端子
Ｘに被測定体の速度を表示する信号Ｑ′が出力され、ま
た、→端子Ｙに被測定体の位置を表示する信号が出力さ
れる。このため不確実な情報が出力されることも無く、
大きな信頼性が得られ、また、光位置検出素子１１の受
光面へ入射する光によシ判別するため、投影像自体の速
度をも検出可能である。

なお、この発明にかかる非接触速度検出装置は、リニア
イメージセンサと呼ばれる分割走査型の受光素子を用い
ることによっても実現される。リニアイメージセンサは
、−次元方向に配列された複数の７オトダイオードアレ
イと、各フォトダイオードアレイの出力信号を転送する
シフトレジスタと、を有している。フォトダイオードア
レイの出力信号は、単一または複数のチャンネルから時
系列的に処理されて演算判定回路へ出力される。演算判
定画路は、最大の出力信号値および該最大の出力信号を
発生したフオドダイオードアレイを判定し、そのビット
番号と最大出力信号値を出力する。このフォトダイオー
ドプレイのビット番号は、光の入射位置に対応して入射
位置を表示し、また、最大出力信号値が光の入射エネル
ギに対応して照射エネルギを表示する。これらの信号は
、例えば前述のようなスイッチへ入力して、光の照射エ
ネルギが所定値を超える場合にのみ、入射位置を表示す
る信号が微分回路へ出力される。なお、その他は、前述
した実施例と同様であり、その説明は省略する。

〔発明の効果〕

以上、説明してきたように、この発明にかかる非接触速
度検出装置によれば、被測定体から検出素子の一次元的
に延在する受光面へ入射する光の入射位置により被測定
体の位置を判別して、該位置に基づいて速度を演算し、
また、受光面へ入射する光の照射エネルギが所定値に満
たない場合はその位置および速度情報の出力を禁止する
よ【う構成したため、投影像自体の速度ルギの不足によ
り起因した誤情報の出力が阻止されて、その信頼性が向
上する。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例にかかる非接触速度検出装置
を示すブロック図である。 １７・・・微分器（演算手段） ３０・・・検出手段 ３１・・・出力禁止手段 特許出願人　富士ゼロックス株式会社 代理人　弁理士　松　原　伸　２ 同　弁理士　村　木　清　旬 間　弁理士　平　１）　忠　雄 同　弁理士　上　島　淳　− 同　弁理士　鈴　木　均

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一方向に延在する受光面の一点へ運動する被測定体から
   の光が入射し、眩光の照射エネルギを検出して該照射エ
   ネルギを表示する照度信号を出力するとともに前記受光
   面における光の入射位置を検出して該入射位置を表示す
   る位置信号を出力する検出手段と、該検出手段の出力す
   る位置信号を微分して前記被測定体の速度を演算し、該
   速度を表示する速度信号を出力する演算手段と、前記検
   出手段の照度信号を入力して該照度信号の値が所定値以
   下の時前記検出手段による位置信号の出力または演算手
   段による速度信号の出力を阻止する出力禁止手段と、全
   備えたことを特徴とする非接触速度検出装置。