JPS61133807A - 光学式位置検出装置 - Google Patents
光学式位置検出装置Info
- Publication number
- JPS61133807A JPS61133807A JP25818284A JP25818284A JPS61133807A JP S61133807 A JPS61133807 A JP S61133807A JP 25818284 A JP25818284 A JP 25818284A JP 25818284 A JP25818284 A JP 25818284A JP S61133807 A JPS61133807 A JP S61133807A
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- distance
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
- G01B11/026—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness by measuring distance between sensor and object
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は光学式位置検出装置に関し、特に検出対象物
の反射率に変化があっても位置検出精度に影響を受けな
い光学式位置検出装置に関するものである。
の反射率に変化があっても位置検出精度に影響を受けな
い光学式位置検出装置に関するものである。
光学式位置検出装置として、従来から知られているもの
は、発光素子と受光素子をある一定の角度をもって配置
し、対象物表面で反射した光の受光量に基づいて対象物
との距離を検出するようにしたものである。
は、発光素子と受光素子をある一定の角度をもって配置
し、対象物表面で反射した光の受光量に基づいて対象物
との距離を検出するようにしたものである。
〔発明によって解決しようとする問題点〕上記のごとき
従来の光学式位置検出装置は、対象物との距離が変化す
ると受光量が変化するが、受光量はこのほかに反射率の
経時的、位置的変化によっても変化するため、両者の区
別がつかない問題がある。このため、光学式位置検出装
置は、周辺磁界や電界の影響を受けない利点があるにも
かかわらず、利用が進まなかった。
従来の光学式位置検出装置は、対象物との距離が変化す
ると受光量が変化するが、受光量はこのほかに反射率の
経時的、位置的変化によっても変化するため、両者の区
別がつかない問題がある。このため、光学式位置検出装
置は、周辺磁界や電界の影響を受けない利点があるにも
かかわらず、利用が進まなかった。
一方、磁気軸受装置や磁気浮上直線スライダ等において
は、従来は過電流式位置検出装置が使用されているが、
６の装置はプローブを構成するコイルに高周波電流（数
Ｉ Ｑ Ｑ ＫＨｚ〜数ＭＨｚ ）を流すため、複数の
検出装置を使用する場合は各検出装置間の干渉を避ける
措置が必要であること、プローブと増幅部との接続に同
軸ケーブルを必要とすること、磁気軸受装置等の磁界の
影響を受けない位置に設置する必要があること、など種
々の問題があった。
は、従来は過電流式位置検出装置が使用されているが、
６の装置はプローブを構成するコイルに高周波電流（数
Ｉ Ｑ Ｑ ＫＨｚ〜数ＭＨｚ ）を流すため、複数の
検出装置を使用する場合は各検出装置間の干渉を避ける
措置が必要であること、プローブと増幅部との接続に同
軸ケーブルを必要とすること、磁気軸受装置等の磁界の
影響を受けない位置に設置する必要があること、など種
々の問題があった。
そこで、この発明は上述の光学式位置検出装置を改良し
て、磁気軸受装置等にも使用できるようにすることを目
的とする。
て、磁気軸受装置等にも使用できるようにすることを目
的とする。
この発明は、上記の問題点を解決するために、次の構成
としたものである。
としたものである。
すなわち、対象物に光を照射する発光素子と、その対象
物からの反射光を受ける受光素子との組合せからなる検
出素子を２組用い、一方を補償用検出素子とし、他方を
位置検出素子とする。補償用検出素子に対象物からの距
離の変化によっても受光量の変化のない特性領域に設置
する。位置検出素子は上記補償用検出素子に接近した位
置において対象物から一定距離をおいて設置する。また
、両検出素子の入力側を共通の増幅器の出力側に接続し
、かつ補償用検出素子の出力側と上記増幅器の入力側と
の間にフィードバック回路を設ける。
物からの反射光を受ける受光素子との組合せからなる検
出素子を２組用い、一方を補償用検出素子とし、他方を
位置検出素子とする。補償用検出素子に対象物からの距
離の変化によっても受光量の変化のない特性領域に設置
する。位置検出素子は上記補償用検出素子に接近した位
置において対象物から一定距離をおいて設置する。また
、両検出素子の入力側を共通の増幅器の出力側に接続し
、かつ補償用検出素子の出力側と上記増幅器の入力側と
の間にフィードバック回路を設ける。
上記構成の位置検出装置において、対象物の反射率が変
化すると、補償用検出素子の出力が変化するが、その変
化分は増幅器にフィードバックされ、その変化分を補償
して出力を一定に維持する制御電圧が入力される。その
制御電圧は、同時に位置検出素子にも入力されるので、
位置検出素子の出力は一定値を維持し、反射率の変化の
影響を受けない。
化すると、補償用検出素子の出力が変化するが、その変
化分は増幅器にフィードバックされ、その変化分を補償
して出力を一定に維持する制御電圧が入力される。その
制御電圧は、同時に位置検出素子にも入力されるので、
位置検出素子の出力は一定値を維持し、反射率の変化の
影響を受けない。
第１図はこの発明の実施例を示す回路図である。
補償用検出素子１と位置検出素子２は、それぞれ発光ダ
イオード３とホトトランジスタ４を有する。
イオード３とホトトランジスタ４を有する。
発光ダイオード３は対象物５に対して光を照射し、また
ホトトランジスタ４はその反射光を受光するように、適
宜な傾き角をもって基板６に取付けられている。基板６
は装置の固定部分に取付けられるが、補償用検出素子１
は対・象物５からｘｌの距離をおいて取付けられ、また
位置検出用素子２はｘ２ の距離をおいて取付けられ
る。
ホトトランジスタ４はその反射光を受光するように、適
宜な傾き角をもって基板６に取付けられている。基板６
は装置の固定部分に取付けられるが、補償用検出素子１
は対・象物５からｘｌの距離をおいて取付けられ、また
位置検出用素子２はｘ２ の距離をおいて取付けられ
る。
上記の各検出素子１゛、２の距離−出力特性は、第２図
に示すように、距離Ｘの成る領域すにおいて出力Ｐが距
離の変化と無関係に一定となる特性を有する。この特性
領域すにおいては、出力Ｐは専ら対象物５の反射率に依
存して変化する。
に示すように、距離Ｘの成る領域すにおいて出力Ｐが距
離の変化と無関係に一定となる特性を有する。この特性
領域すにおいては、出力Ｐは専ら対象物５の反射率に依
存して変化する。
また、補償用検出素子１および位置検出素子２の各発光
ダイオード３のアノード側は、演算増幅器７出力側に接
続される。また、各ホトトランジスタ４のコレクタは電
源■に接続される。発光ダイオード３のカソードおよび
ホトトランジスタ４のエミッタは接地される。
ダイオード３のアノード側は、演算増幅器７出力側に接
続される。また、各ホトトランジスタ４のコレクタは電
源■に接続される。発光ダイオード３のカソードおよび
ホトトランジスタ４のエミッタは接地される。
補償用検出素子１のホトトランジスタ４の出力側と演算
増幅器７の入力側との間には、フィードバック回路８が
設けられる。
増幅器７の入力側との間には、フィードバック回路８が
設けられる。
なお、図中９は演算増幅器７のバイアス回路、また１０
は位置検出素子２の出力端子であり、この端子１０から
検出距離に相当する信号を各種制御装置に対し出力する
。
は位置検出素子２の出力端子であり、この端子１０から
検出距離に相当する信号を各種制御装置に対し出力する
。
また、対象物５の表面には、反射ターゲットとして反射
テープ１１を貼付けることが望ましい。
テープ１１を貼付けることが望ましい。
すなわち、対象物５が長尺である場合（例えば、直線ス
ライダのレールなど）は、複数本の単位体ごとに反射率
が異なるため、継ぎ目ごとに制御位置が異なり、また継
ぎ目にはすき間が存在するので、検出装置がそのすき間
を検出し、振動の原因となり、更に、対象物５の表面の
変色の影響も受けるが、反射テープ１１を使用すると、
これらの問題が全て解消される。
ライダのレールなど）は、複数本の単位体ごとに反射率
が異なるため、継ぎ目ごとに制御位置が異なり、また継
ぎ目にはすき間が存在するので、検出装置がそのすき間
を検出し、振動の原因となり、更に、対象物５の表面の
変色の影響も受けるが、反射テープ１１を使用すると、
これらの問題が全て解消される。
次に、上記装置の作用について説明する。
対象物５の反射率が均一であるときは、出力端子１０に
は距離ｘ２ に相当する一定の電圧が現われる。
は距離ｘ２ に相当する一定の電圧が現われる。
対象物５が移動するなどして反射率の相違した部分が来
ると、補償用検出素子１の出方が変化するので、その変
化分がフィードバック回路８を通じて演算増幅器７に入
力される。
ると、補償用検出素子１の出方が変化するので、その変
化分がフィードバック回路８を通じて演算増幅器７に入
力される。
演算増幅器７においては、上記の変化分とバイアス電圧
の差電圧が増幅され、制御電圧として補償用検出素子１
に入力される。これにより発光ダイオード３の発光ｌを
変化させ、ホトトランジスタ４の出力を一定に保持せし
める。いいかえれば、反射率の変化があっても補償用検
出素子１の出力か一定に保持される制御電圧が入力され
る。この制御電圧は、同時に位置検出素子２にも入力さ
れる。
の差電圧が増幅され、制御電圧として補償用検出素子１
に入力される。これにより発光ダイオード３の発光ｌを
変化させ、ホトトランジスタ４の出力を一定に保持せし
める。いいかえれば、反射率の変化があっても補償用検
出素子１の出力か一定に保持される制御電圧が入力され
る。この制御電圧は、同時に位置検出素子２にも入力さ
れる。
位置検出素子２と補償用検出素子１は、接近して設置さ
れているので、対象物５の反射率の変化は同程度に現わ
れる。しかし、上記のように、補償用検出素子１に入力
される制御電圧は、距離の変化分を含ます、専ら反射率
の変化分に依存するものであるから、これを位置検出素
子２に入力すると、同素子２の出力も反射率の変化の影
響を受けない。したかって、同素子２からは、対象物５
との距離Ｘ２ に専ら依存する出力が得られる。
れているので、対象物５の反射率の変化は同程度に現わ
れる。しかし、上記のように、補償用検出素子１に入力
される制御電圧は、距離の変化分を含ます、専ら反射率
の変化分に依存するものであるから、これを位置検出素
子２に入力すると、同素子２の出力も反射率の変化の影
響を受けない。したかって、同素子２からは、対象物５
との距離Ｘ２ に専ら依存する出力が得られる。
なお、両方の検出素子１，２は、同一性状の素子である
ことが望ましいが、性状が異なる場合は、位置検出素子
２に対して、補償用検出素子１の発光ダイオード３の印
加電圧を一定比率で変化するように設定すれば、同一性
状の場合と同様に扱うことができる。
ことが望ましいが、性状が異なる場合は、位置検出素子
２に対して、補償用検出素子１の発光ダイオード３の印
加電圧を一定比率で変化するように設定すれば、同一性
状の場合と同様に扱うことができる。
この発明は、以上のごときものであるから、対象物の反
射率の変化に影響されることなく対象物との距離を検出
することができる。また、反射率の変化を補償するだけ
でなく、温度変化による各検出素子の特性変化も補償す
ることができる。
射率の変化に影響されることなく対象物との距離を検出
することができる。また、反射率の変化を補償するだけ
でなく、温度変化による各検出素子の特性変化も補償す
ることができる。
したがって磁界の影響を受けやすい磁気軸受装置等にお
いて、その影響は勿論、反射率や温度変化の影響を受け
ることなく、精度の良い位置検出を行なうことができる
。
いて、その影響は勿論、反射率や温度変化の影響を受け
ることなく、精度の良い位置検出を行なうことができる
。
第１図は実施例の回路図、第２図は検出素子の距離−出
力特性図である。 １・・・補償用検出素子、２・・・位置検出素子、３・
・・発光ダイオード、４・・・ホトトランジスタ、５・
・・対象物、７・・・演算増幅器、８・・・フィードバ
ック回路、１１・・・反射テープ 特ｒ＋出願人 エヌ・チー壷エヌ 東洋ベアリング株式会社 同 代理人 鎌 １） 文 −第１図 ◆Ｖ 第２回 Ｉ
力特性図である。 １・・・補償用検出素子、２・・・位置検出素子、３・
・・発光ダイオード、４・・・ホトトランジスタ、５・
・・対象物、７・・・演算増幅器、８・・・フィードバ
ック回路、１１・・・反射テープ 特ｒ＋出願人 エヌ・チー壷エヌ 東洋ベアリング株式会社 同 代理人 鎌 １） 文 −第１図 ◆Ｖ 第２回 Ｉ
Claims (2)
- （１）対象物に光を照射する発光素子と、その対象物か
らの反射光を受ける受光素子との組合せからなる検出素
子を２組用い、一方を補償用検出素子、他方を位置検出
素子とし、補償用検出素子を対象物からの距離の変化に
よつても受光量の変化のない特性領域に設置し、位置検
出素子を上記補償用検出素子に接近した位置において対
象物から一定距離をおいて設置し、これら両検出素子の
入力側を共通の増幅器の出力側に接続し、かつ補償用検
出素子の出力側と上記増幅器の入力側との間にフィード
バック回路を設けてなる光学式位置検出装置。 - （２）上記対象物が長尺体であり、かつその表面に反射
テープを貼付けてなる特許請求の範囲第１項に記載の光
学式位置検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25818284A JPS61133807A (ja) | 1984-12-04 | 1984-12-04 | 光学式位置検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25818284A JPS61133807A (ja) | 1984-12-04 | 1984-12-04 | 光学式位置検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61133807A true JPS61133807A (ja) | 1986-06-21 |
Family
ID=17316652
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25818284A Pending JPS61133807A (ja) | 1984-12-04 | 1984-12-04 | 光学式位置検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61133807A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50127680A (ja) * | 1974-02-25 | 1975-10-07 |
-
1984
- 1984-12-04 JP JP25818284A patent/JPS61133807A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50127680A (ja) * | 1974-02-25 | 1975-10-07 |
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