JPS6047527B2 - 変位位置検出装置 - Google Patents
変位位置検出装置Info
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- JPS6047527B2 JPS6047527B2 JP3994581A JP3994581A JPS6047527B2 JP S6047527 B2 JPS6047527 B2 JP S6047527B2 JP 3994581 A JP3994581 A JP 3994581A JP 3994581 A JP3994581 A JP 3994581A JP S6047527 B2 JPS6047527 B2 JP S6047527B2
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- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 2
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 claims 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims 1
- 239000000382 optic material Substances 0.000 description 5
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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
- G01D5/36—Forming the light into pulses
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Optical Transform (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は光学的手法によつて、物体の変位位置あるい
は曲線位置等を検出する変位位置検出装置に関するもの
である。
は曲線位置等を検出する変位位置検出装置に関するもの
である。
本発明の目的は、構造が簡単で検出精度の高いこの種
の装置を実現しようとするものである。
の装置を実現しようとするものである。
第１図は本発明に係る装置の構成斜視図てある。ここ
では機械的変位を検出する場合を例示してある。図にお
いて、１はシート状の光束を出射 する光源、２は厚さ
ｄ、の平板で、これに検出すべき機械的変位が与えられ
、矢印ａ方向に変位する。３は光ゲートアレイ素子、４
は光ゲートアレイ素子３を通つた光を集光するレンズ、
５はレンズ４からの光を受光するフォトセル、６はフォ
トセル５からの信号を処理する信号処理回路、７は指示
計、８は光ゲートアレイ素子の駆動回路である。
では機械的変位を検出する場合を例示してある。図にお
いて、１はシート状の光束を出射 する光源、２は厚さ
ｄ、の平板で、これに検出すべき機械的変位が与えられ
、矢印ａ方向に変位する。３は光ゲートアレイ素子、４
は光ゲートアレイ素子３を通つた光を集光するレンズ、
５はレンズ４からの光を受光するフォトセル、６はフォ
トセル５からの信号を処理する信号処理回路、７は指示
計、８は光ゲートアレイ素子の駆動回路である。
第２図は、第１図装置に用いられている光ゲートアレ
イ素子の構成斜視図である。
イ素子の構成斜視図である。
この図において、３０は例えばＫｅｒｒ効果ような電気
光学効果をもつた板状の電気光学材料基板で、例えばＰ
ＬＺ、Ｔ基板が用いられている。１０、１１、１２、１
３、１４・・・・・・はこの電気光学材料基板３０の表
面に設けた複数個の電極で、電極１０、１１間の間隔は
ル、他の電極１１、１２、１３・・・・・・の間隔はｄ
（ｄ＜ｄ０）で、これれらの各電極相互間は例えば５０
〜１００Ｐ７７Ｚ、ピッチで、例えば１０００〜２０卯
個一次元的に配列されている。
光学効果をもつた板状の電気光学材料基板で、例えばＰ
ＬＺ、Ｔ基板が用いられている。１０、１１、１２、１
３、１４・・・・・・はこの電気光学材料基板３０の表
面に設けた複数個の電極で、電極１０、１１間の間隔は
ル、他の電極１１、１２、１３・・・・・・の間隔はｄ
（ｄ＜ｄ０）で、これれらの各電極相互間は例えば５０
〜１００Ｐ７７Ｚ、ピッチで、例えば１０００〜２０卯
個一次元的に配列されている。
これらの電極”は、蒸着、スパッタ等の技術を利用して
基板３０に形成される。 ３Ａ、３Ｂは電気光学材料基
板３０をサンドウイツチ状に挾むように配置された偏向
板で、前記側の偏向板３Ａと後面側の偏向板３Ｂの偏向
面は・互いに直交するように配置されている。
基板３０に形成される。 ３Ａ、３Ｂは電気光学材料基
板３０をサンドウイツチ状に挾むように配置された偏向
板で、前記側の偏向板３Ａと後面側の偏向板３Ｂの偏向
面は・互いに直交するように配置されている。
なお、ここては電気光学材料基板３０として、電圧が印
加されるとその偏光面が変わる性質のものを用いること
を想定しているが、電圧が印加されるとその部分が透明
又は不透明になる性質の材料を用いれば、偏向板３Ａ，
３Ｂは不要である。基板３０上に設けた各電極１０，１
１，１２，１３・・・・・は、駆動回路８に接続されて
おり、駆動回路８は電極１０，１１間、電極１１，１２
間、電極１２，１３間、電極１３，１４間・・・・・の
ように順次互いに隣り合う２個の電極間だけに電圧を印
加し、一定周期でスキャンしている。
加されるとその偏光面が変わる性質のものを用いること
を想定しているが、電圧が印加されるとその部分が透明
又は不透明になる性質の材料を用いれば、偏向板３Ａ，
３Ｂは不要である。基板３０上に設けた各電極１０，１
１，１２，１３・・・・・は、駆動回路８に接続されて
おり、駆動回路８は電極１０，１１間、電極１１，１２
間、電極１２，１３間、電極１３，１４間・・・・・の
ように順次互いに隣り合う２個の電極間だけに電圧を印
加し、一定周期でスキャンしている。
このように構成される光ゲートアレイ素子において、例
えばシート状の入力光束を素子の長手方向であつて、一
方の面（後面）から照射する。
えばシート状の入力光束を素子の長手方向であつて、一
方の面（後面）から照射する。
電気光学材料基板３０は、これに電圧が印加されていな
い状態では、その偏向面に変化はなく、後面から入射す
る光は、後面側の偏向板３Ｂと前面側の偏向板３Ａとの
相互作用、すなわち、両偏向板の偏向面が直交している
ことによる作用によつて、前面側に透過しない。これに
対して、電気光学材料基板３０に電圧が印加されると、
電圧が印加された部分の偏向面が回転する。このため、
後面から入射した光は、前面側に透過してくる。したが
つて、第２図に示す光ゲートアレイ素子は、後面からシ
ート状の光を照射しておくと、前面、左側（電極１０，
１１間、電極１１，１２間側）から順次光が電極間隔の
幅で出射し、この光出射部分が右方向に移動し、スキャ
ンする。このような動作をなす光ゲートアレイ素子を用
いた第１図装置の動作を次に説明する。光源１からのシ
ート状の光束は、平板２を照射し、光ゲートアレイ素子
２に照射される。
い状態では、その偏向面に変化はなく、後面から入射す
る光は、後面側の偏向板３Ｂと前面側の偏向板３Ａとの
相互作用、すなわち、両偏向板の偏向面が直交している
ことによる作用によつて、前面側に透過しない。これに
対して、電気光学材料基板３０に電圧が印加されると、
電圧が印加された部分の偏向面が回転する。このため、
後面から入射した光は、前面側に透過してくる。したが
つて、第２図に示す光ゲートアレイ素子は、後面からシ
ート状の光を照射しておくと、前面、左側（電極１０，
１１間、電極１１，１２間側）から順次光が電極間隔の
幅で出射し、この光出射部分が右方向に移動し、スキャ
ンする。このような動作をなす光ゲートアレイ素子を用
いた第１図装置の動作を次に説明する。光源１からのシ
ート状の光束は、平板２を照射し、光ゲートアレイ素子
２に照射される。
ここで、平板２に照射された光束は、この平板２で遮ぎ
られるので、光ゲートアレイ素子３上には、平板２の厚
さｄェ（ただしｄ１〉ｄとする）に対応した幅の影２０
をつくる。光ゲートアレイ素子３は、前記したように、
一方の端から順次光透過部分（光ゲート）を電極間隔を
単位として他方の端に移動させており、影２０がつくら
れた部分では、光の出射はない。光透過部分を通過した
光は、レンズ４を介してフォトセル５で受光される。第
３図は、第１図装置の動作を説明するための信号波形図
である。光ゲートアレイ素子３において、電極１０，１
１間には平板２の影がこないようにしてあるものとし、
この電極１０，１１で構成される光ゲートから順次、電
極１１，１２、電極１２，１３といつたように電圧と加
えて開にしていくと、フォトセル５からは、第３図イに
示すようにはじめて振幅が大きなスタートパルスＰｓが
得られ、以後、ゲートを順次開けていく周期に対応した
、振幅一定のパルス列信号が得られる。ここで、パルス
Ｐｓだけ他のパルスに比べ振幅が大きくなるのは、電極
１０，１１で構成される光ゲートの幅（ＤＯ）が、他の
光ゲートの幅（ｄ）より大きくしてあることから、この
光ゲートが開に゛なつたときは、フォトセル５で受光す
る光量が他の場合に比べ増大することによる。光ゲート
アレイ素子２において、平板２の影の位置は、平板２の
変位位置に対応しており、順次開にしていく光ゲートが
、平板２の影の部分内にあるとき、フォトセル５からは
パルス列信号は、４に示すように休止するもので、パル
スＰｓからパルス列が休止する時点までの時間Ｔは、影
の位置、すなわち平板２の変位位置を代表している。
られるので、光ゲートアレイ素子３上には、平板２の厚
さｄェ（ただしｄ１〉ｄとする）に対応した幅の影２０
をつくる。光ゲートアレイ素子３は、前記したように、
一方の端から順次光透過部分（光ゲート）を電極間隔を
単位として他方の端に移動させており、影２０がつくら
れた部分では、光の出射はない。光透過部分を通過した
光は、レンズ４を介してフォトセル５で受光される。第
３図は、第１図装置の動作を説明するための信号波形図
である。光ゲートアレイ素子３において、電極１０，１
１間には平板２の影がこないようにしてあるものとし、
この電極１０，１１で構成される光ゲートから順次、電
極１１，１２、電極１２，１３といつたように電圧と加
えて開にしていくと、フォトセル５からは、第３図イに
示すようにはじめて振幅が大きなスタートパルスＰｓが
得られ、以後、ゲートを順次開けていく周期に対応した
、振幅一定のパルス列信号が得られる。ここで、パルス
Ｐｓだけ他のパルスに比べ振幅が大きくなるのは、電極
１０，１１で構成される光ゲートの幅（ＤＯ）が、他の
光ゲートの幅（ｄ）より大きくしてあることから、この
光ゲートが開に゛なつたときは、フォトセル５で受光す
る光量が他の場合に比べ増大することによる。光ゲート
アレイ素子２において、平板２の影の位置は、平板２の
変位位置に対応しており、順次開にしていく光ゲートが
、平板２の影の部分内にあるとき、フォトセル５からは
パルス列信号は、４に示すように休止するもので、パル
スＰｓからパルス列が休止する時点までの時間Ｔは、影
の位置、すなわち平板２の変位位置を代表している。
信号処理回路６において、コンパレータ６１は”フォト
セル５からのパルス列信号を入力しており、このパルス
列信号のなかの振幅の大きなパルスＰｓを検出し、この
コンパレータ６１の出力によつてフリップフロップ回路
６２をセットする。単安定マルチバイブレータ回路６３
は、フォトセル５からのパルス列信号を入力し、各パル
スによつてトリガーされ、パルス信号の周期ｔ（光ゲー
トアレイ素子の駆動周期に対応）より僅かに長いパルス
幅信号を出力するもので、その出力信号は、第３図口に
示すようになり、パルス列が休止する時点８を検出する
。この出力信号は、インバータ６４を介して第３図ハに
示すような信号となり、このパルス信号がフリップフロ
ップ回路６２をリセットする。したがつて、フリップフ
ロップ回路６２の出力端からは、第３図二に示すように
、スタートパルスＰｓからパルス列信号が一時休止する
までの時間Ｔに対応するパルス幅信号が出力される。こ
のパルス幅信号は、ゲート回路６５の開閉を制御するも
ので、カウンタを含む指示計７は、ゲート回路６５が開
となつている期間Ｔのあいだに印加するフォトセル５か
らのパルス信号を計数する。ゲート回路６５が開となる
期間Ｔは、平板２の影の位置、すなわち平板２の変位位
置に対応しており、指示計７の指示値から平板２に与え
られる機械的変位位置を知ることができる。ここて、機
械的変位検出の精度は、光ゲートアレイ素子において、
光ゲートの幅、すなわち電極間隔に対応し、電極間隔を
小さくするほど、検出精度を向上させることができる。
セル５からのパルス列信号を入力しており、このパルス
列信号のなかの振幅の大きなパルスＰｓを検出し、この
コンパレータ６１の出力によつてフリップフロップ回路
６２をセットする。単安定マルチバイブレータ回路６３
は、フォトセル５からのパルス列信号を入力し、各パル
スによつてトリガーされ、パルス信号の周期ｔ（光ゲー
トアレイ素子の駆動周期に対応）より僅かに長いパルス
幅信号を出力するもので、その出力信号は、第３図口に
示すようになり、パルス列が休止する時点８を検出する
。この出力信号は、インバータ６４を介して第３図ハに
示すような信号となり、このパルス信号がフリップフロ
ップ回路６２をリセットする。したがつて、フリップフ
ロップ回路６２の出力端からは、第３図二に示すように
、スタートパルスＰｓからパルス列信号が一時休止する
までの時間Ｔに対応するパルス幅信号が出力される。こ
のパルス幅信号は、ゲート回路６５の開閉を制御するも
ので、カウンタを含む指示計７は、ゲート回路６５が開
となつている期間Ｔのあいだに印加するフォトセル５か
らのパルス信号を計数する。ゲート回路６５が開となる
期間Ｔは、平板２の影の位置、すなわち平板２の変位位
置に対応しており、指示計７の指示値から平板２に与え
られる機械的変位位置を知ることができる。ここて、機
械的変位検出の精度は、光ゲートアレイ素子において、
光ゲートの幅、すなわち電極間隔に対応し、電極間隔を
小さくするほど、検出精度を向上させることができる。
また、各光ゲートを順次開けていく周期を早くすること
によつて、応答性を高くするこができる。なお、第１図
に示す装置においては、光ゲートアレイ素子は、一方の
面にだけ電極を配列したものであるが、これを両表面に
設けるようにしてもよい。
によつて、応答性を高くするこができる。なお、第１図
に示す装置においては、光ゲートアレイ素子は、一方の
面にだけ電極を配列したものであるが、これを両表面に
設けるようにしてもよい。
また、スタートパルスＰｓを発生するための光ゲートを
左端に設けたが、例えば中央あるいは右端に設けるよう
にしてもよい。以上説明したように、本発明によれば全
体構成が簡単で、検出精度の高い変位位置検出装置が実
現できるできる。また、本発明によれば、ひとつのフォ
トセルから基準位置を示す信号Ｐｓと、機械的変位位置
を示しているパルス列信号（休止信号を含む）が得られ
るので、簡単な信号処理回路で高精度の機械的位置検出
を行なうことができる。
左端に設けたが、例えば中央あるいは右端に設けるよう
にしてもよい。以上説明したように、本発明によれば全
体構成が簡単で、検出精度の高い変位位置検出装置が実
現できるできる。また、本発明によれば、ひとつのフォ
トセルから基準位置を示す信号Ｐｓと、機械的変位位置
を示しているパルス列信号（休止信号を含む）が得られ
るので、簡単な信号処理回路で高精度の機械的位置検出
を行なうことができる。
第１図は本発明に係る装置の構成斜視図、第２図は第１
図装置に用いられている光ゲートアレイ素子の構成斜視
図、第３図は第１図装置の動作説明図、第４図は本発明
に係る装置の他の例を示す構成斜視図である。 １・・・・・・光源、２・・・・・・平板、３・・・・
・・光ゲートアレイ素子、３０・・・・・・基板、３Ａ
，３Ｂ・・・・・・偏向板、１０，１１，１２・・・・
・電極、４・・・・・・レンズ、５・・・・・・フォト
セル、６・・・・・・信号処理回路、７・・・・・・指
示計、８・・・・・・駆動回路。
図装置に用いられている光ゲートアレイ素子の構成斜視
図、第３図は第１図装置の動作説明図、第４図は本発明
に係る装置の他の例を示す構成斜視図である。 １・・・・・・光源、２・・・・・・平板、３・・・・
・・光ゲートアレイ素子、３０・・・・・・基板、３Ａ
，３Ｂ・・・・・・偏向板、１０，１１，１２・・・・
・電極、４・・・・・・レンズ、５・・・・・・フォト
セル、６・・・・・・信号処理回路、７・・・・・・指
示計、８・・・・・・駆動回路。
Claims (1)
- １ 電気光学効果をもつ材料基板上の特定位置に所定の
間隔ｄ＿０で配列した電極と、この電極に続けて前記間
隔ｄ＿０とは異なつた間隔ｄで配列した複数個の電極で
構成され、前記複数個の電極のうちの互いに隣り合う電
極間だけに順次電極位置を変えて電圧を印加し、光透過
部分が順次移動するとともにスキャンするようにした光
ゲートアレイ素子、この光ゲートアレイ素子にシート状
の光束を照射させる光源、前記光ゲートアレイ素子を通
過した光を受光するフォトセル、前記光ゲートアレイ素
子上に被測定機械的変位に対応して移動する影（像）を
投影する手段、前記フォトセルから得られるパルス列信
号を入力し、前記光ゲートアレイ素子の電極間隔ｄ＿０
を通過した光によるパルス信号と、前記影によつてパル
ス列信号が休止するまでの時間Ｔから前記機械的変位位
置を演算する回路手段を具備した変位位置検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3994581A JPS6047527B2 (ja) | 1981-03-19 | 1981-03-19 | 変位位置検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3994581A JPS6047527B2 (ja) | 1981-03-19 | 1981-03-19 | 変位位置検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57154017A JPS57154017A (en) | 1982-09-22 |
| JPS6047527B2 true JPS6047527B2 (ja) | 1985-10-22 |
Family
ID=12567086
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3994581A Expired JPS6047527B2 (ja) | 1981-03-19 | 1981-03-19 | 変位位置検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6047527B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH669457A5 (ja) * | 1986-02-18 | 1989-03-15 | Mettler Instrumente Ag | |
| JP2671915B2 (ja) * | 1988-03-15 | 1997-11-05 | 松下電工株式会社 | 表面検査装置用の位置検出器 |
| JPH0660806B2 (ja) * | 1988-04-20 | 1994-08-10 | 松下電器産業株式会社 | 焦電型赤外線位置検知装置 |
-
1981
- 1981-03-19 JP JP3994581A patent/JPS6047527B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57154017A (en) | 1982-09-22 |
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