JPS6143202Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、各種実験に用いるトラバース装置、
図形入力装置等に利用される２次元の位置検出装
置に関する。

従来の１次元の位置検出装置を第１図〜第３図
に、２次元の位置検出装置を第４図に示す。１次
元の位置検出装置は、レール１上をセンサユニツ
ト２をはめ込んだキヤリツジ３が移動するように
なつている。このレール１は、両側にＶ字形のガ
イド溝１ａを設け、上面に白黒のしま模様を交互
に印刷した符号帯４を貼付けまたは埋込んでい
る。上記キヤリツジ３は、底面に設けた脚５の先
端にＶ形のガイドローラ６を回転自在に支持し、
該ガイドローラ６がガイド溝１ａ内を転動するこ
とによりレール１に沿つて直線移動するようにな
つている。上記センサユニツト２には光を出す発
光素子７及び符号帯４から反射した光を検出する
受光素子８が埋込まれ、この受光素子８からの電
気信号は計数回路９に入力されている。そしてキ
ヤリツジ３が移動すると、受光素子８への入射光
は符号帯４の白黒のしま模様に従つて変化する。
この強弱の変化回数を計数回路９で数えて移動量
を測定することができる。

２次元の位置検出装置は、ガイドローラ１１を
備えたメインキヤリツジ１２が固定レール１３に
沿つて直線移動（Ｙ軸方向）するようになし、又
サブキヤリツジ１４を貫通した移動レール１５が
ガイドローラ１６により直線移動（Ｘ軸方向）す
るようになつている。上記メインキヤリツジ１２
及びサブキヤリツジ１４にはそれぞれ発光素子、
受光素子を備えたセンサユニツト１７，１８がは
め込まれている。固定レール１３及び移動レール
１５の上面には白黒模様の符号帯１９，２０が配
置され、又移動レール１５の一端に指針２１が取
付けられている。

この位置検出装置は、指針２１の先端を２次元
直交座標Ｘ，Ｙの原点とし、指針部分を移動させ
ると、Ｘ方向成分は移動レール１５がスライド
し、Ｙ方向成分はメインキヤリツジ１２がスライ
ドする。この移動により受光素子への入射光は白
黒のしま模様に従つて変化し、その強弱の変化回
数から移動量を測定することができる。

しかしこの位置検出装置は、移動軸（Ｘ軸、Ｙ
軸）のそれぞれにセンサユニツトを組込んでおり
このため移動軸数の分だけ独立したキヤリツジ及
びセンサユニツトを必要とし、機構が複雑とな
る。

またセンサユニツトは、指針から離れて配置さ
れ、しかもその中間にレールやキヤリツジを介在
するため、これらの工作精度、組立精度が集積さ
れて検出精度が低下する欠点がある。

本考案は、上記事情に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、１組のセンシングユニ
ツトで複数軸の移動量を直接検出することによ
り、機構が簡単でしかも検出精度の高い位置検出
装置を得んとするものである。

すなわち本考案は、受光素子、発光素子を備え
その前面に色フイルタを取付けた第１センシング
ヘツドと、受光素子、発光素子を備えその前面に
上記色フイルタと異なる色の色フイルタを取付け
た第２センシングヘツドとをハウジングに装着
し、かつ該センシングヘツドに対向して配設した
符号板に、上記色フイルタの着色にそれぞれ対応
した着色縦線、及び着色横線を直交して取付け、
センシングヘツドの移動による着色縦線及び着色
横線の横断回数を各受光素子で検知してその移動
量を測定するようにした位置検出装置である。

以下本考案の実施例を図面にもとづいて説明す
る。

第５図は位置検出装置の平面図、第６図は同断
面図、第７図は同底面図、第８図は全体の斜視図
である。この位置検出装置は、ハウジング３１に
第１、第２センシングヘツド３２，３３を装着
し、このセンシングヘツド３２，３３に対向して
平面状の符号板３４を配置したものである。第１
センシングヘツド３２は、ケース３５内に発光素
子、受光素子を備えたセンシングユニツト３６を
設け、この前面に赤色フイルタ３７を配置してい
る。更に赤色フイルタ３７の前面にスリツト３８
を設けている。第２センシングヘツド３３も同様
に、ケース３９内に発光素子、受光素子を備えた
センシングユニツト４０を設け、この前面に青色
フイルタ４１を配置している。更に青色フイルタ
４１の前面にスリツト４２を設けている。第２セ
ンシングヘツド３３のスリツト４２は、第７図に
示すように第１センシングヘツド３２のスリツト
３８と互いに直交するように配置されている。

上記センシングヘツド３２，３３は、第８図に
示すように移動レール４３の先端にはめ込まれて
いる。この移動レール４３は、サブキヤリツジ４
４を貫通してガイドローラ４５によりＸ軸方向に
移動しうるようになつていいる。またサブキヤリ
ツジ４４を載せたメインキヤリツジ４６はガイド
ローラ４７により固定レール４８に沿つてＹ軸方
向に移動しうるようになつている。

これに対し符号板３４は、第５図に示すように
その上面に横方向（Ｘ方向）に引かれた赤線４９
及び縦方向（Ｙ方向）に引かれた青線５０が印刷
されている。ここで符号板３４は、赤線４９が赤
色フイルタ３７のスリツト３８と平行に、青線５
０が青色フイルタ４１のスリツト４２と平行にな
るように配置されている。

この位置検出装置は、ハウジング３１をＸ軸方
向に移動させると、縦方向に引かれた青色５０が
センシングヘツドの前面を横切ることとなり、第
２センシングヘツド３３が光の強弱の変化の数を
検出する。またハウジング３１をＹ軸方向に移動
させると、横方向に引かれた赤線４９が第１セン
シングヘツド３２の前面を横切ることとなり、第
１センシングヘツド３２が光の強弱の変化の数を
検出する。ハウジング３１がＸ軸、Ｙ軸両方の移
動を伴うときは、青色５０と赤線４９の両方がセ
ンシングヘツドの前面を横切る。この場合赤色フ
イルタ３７を挿入してある第１センシングヘツド
３２は、赤線４９の変化すなわちＹ軸方向の移動
量のみを検出する。また青色フイルタ４１を挿入
してある第２センシングヘツド３３は、青線５０
の変化すなわちＸ軸方向の移動量のみを検出す
る。

更にこの位置検出装置は、第１センシングヘツ
ド３２のスリツト３８を横方向に、第２センシン
グヘツド３３のスリツト４２を縦方向に配列して
いるので、検出すべき線の方向とスリツトの方向
とが合う。従つて検出すべき線のある程度の長さ
にわたる平均反射光をとらえることができ、しか
も検出すべきでない線が横切つている交点からの
望ましくない反射光の影響をほとんど避けること
ができる。

このようにこの位置検出装置によれば、符号板
３４に印刷した線の色を縦横で使い分け、センシ
ングユニツト３６，４０の前面にこれに対応する
色フイルタ３７，４１を挿入することにより、Ｘ
軸およびＹ軸方向の移動量を分離して検出するこ
とができる。なお符号板３４の縦横線の色及び色
フイルタ３７，４１の色は、実施例のように赤と
青に限らず、他の色としてもよい。

要は色が異なればよい。また第８図の構成に代
えて第９図に示すように固定台５１にピン５２を
介して上腕５３を回転自在に支持し、上腕５３の
先端にピン５４を介して下腕５５を回転自在に支
持し、更に下腕５５の先端に把手５６を回転自在
に支持し、この把手５６にセンシングヘツド３
２，３３をはめ込んだものでもよい。この場合第
９図に示すような極座標的な案内機構において、
従来は回転角を検出しているがこれを直交座標に
変換するにはかなり面倒な計算が必要であるし、
又微少な角度の検出が一般的に難しく、長いアー
ムではわずかな角度誤差が先端部では大きな誤差
となるため検出精度が悪い。これに対し、この実
施例では直交座標（Ｘ，Ｙ）で表示し、又先端部
の位置を直接検出しているので、誤差の累積がな
く、検出精度が高い。

以上の如く本考案によれば、１対のセンシング
ヘツドと、着色縦線及び着色横線を配した符号板
とを対向させることにより簡単な構造でＸ軸、Ｙ
軸の２次元的な位置を分離検出することができ
る。またこのセンシングヘツド及び符号板を位置
検出を必要とする個所の近傍に取付けることがで
きるので、キヤリア・ガイドレール等の誤差の影
響を受けず精度よく検出することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の１次元の位置検出装置の平面
図、第２図は同正面図、第３図は同側面図、第４
図は従来の２次元の位置検出装置の斜視図、第５
図は本考案の一実施例を示す位置検出装置の平面
図、第６図は同断面図、第７図は同底面図、第８
図は同全体斜視図、第９図は本考案の他の実施例
を示す位置検出装置の全体斜視図である。 ３１……ハウジング、３２……第１センシング
ヘツド、３３……第２センシングヘツド、３４…
…符号板、３５，３９……ケース、３６，４０…
…センシングユニツト、３７……赤色フイルタ、
３８，４２……スリツト、４１……青色フイル
タ、４３……移動レール、４４……サブキヤリツ
ジ、４５，４７……ガイドローラ、４６……メイ
ンキヤリツジ、４８……固定レール、４９……赤
線（着色横線）、５０……青線（着色縦線）。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 受光素子、発光素子を備えその前面に色フイル
   タを取付けた第１センシングヘツドと、受光素
   子、発光素子を備えその前面に上記色フイルタと
   異なる色の色フイルタを取付けた第２センシング
   ヘツドとをハウジングに装着し、かつ該センシン
   グヘツドに対向して配設した符号板に上記色フイ
   ルタの着色にそれぞれ対応した着色縦線、及び着
   色横線を直交して取付け、センシングヘツドの移
   動による着色縦線及び着色横線の横断回数を各受
   光素子で検知してその移動量を測定するようにし
   た位置検出装置。