JPS62134716A - 光スポツト等の入射位置検出装置 - 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】 ［産業上の利用分野〕 本発明は、光スポットや放射線の入射位置を検出するた
めの光スポット等の入射位置検出装置に関するものであ
る。

［従来の技術］ 従来から、光スボｙ）等の入射位置を検出する二次元検
出装置としては、撮像管やＣＣＤ　（電荷結合素子）等
が知られているが、何れも価格が高価となり処理回路が
複雑である。

［発明の目的］ 本発明の目的は、比較的簡易な構成により光スポット等
の入射位δを検出し得る光スボント等の入射位置検出装
置を提供することにある。

［発明の概要］ ｌ−述の目的を達成するだめの本発明の要旨は。

二次発光体又は散乱材を含有する透明又は半透明の板体
の端面に光電変換素子を配置し、前記板体の表面に光ス
ポット又は放射線を入射し、１７１記光電変換素子に入
射する二次発光又は散乱光の光強度からｍ＋記先光スポ
ットは放射線の入射位買を検出することを特徴とする光
スポット等の入射位置検出装置である。

［発明の実施例］ 本発明を図示の実施例にノみづいて詳細に説明する。

第１図において、１は−ｉｔ？先側を含有する例えば合
成樹脂から成る透明又は半透明の板体である。

この板体ｌの各端面１ａ−１ｄには、例えば太陽上池等
から成る長尺の光電変換素子２ａ〜２ｄがそれぞれ取り
付けられている。そして、これらの光電変換素子２ａ〜
２ｄの出力は図示しない演算処理回路に入力されている
。

ここで、板体１の表面に光スポットＳが入射すると、こ
の光スポフトＳにより板体１の＞”Ｆ先側が励起されて
蛍光を発し、板体ｌ中を伝播して各端面１ａ〜１ｄにイ
１ｆ光が到達する。この場合に、ｉｌｉ’光は板体ｌを
伝播中に減衰され、各端面のそれぞれの位置の光強度は
、光スポフトＳまでの距離に依存して単調増加又は減少
することになる。第２図はこの場合の一方の端面におい
て検出したグラフ図であり、縦軸は光電変換素子２の出
力、横軸は光スポットの位置を示している。

Ｘ方向の光スポットＳの位置を求めるためには、Ｘ方向
に配置した２つの光電変換素子２ａ、２Ｃの出力の割合
を求めることにより、板体１の表面上における光スポッ
トＳの距離を入射光量に関係なく求めることができる。

即ち、板体ｌの辺の長さをＤ、光スポットｓがら端面１
ａまでの最短距離をＸとすると、光電変換電子２ａ、２
ｃで得られる蛍光の光強度による出力はそれぞれ、 Ｐａ　＝　Ｋ　／　ｆ（ｘ） Ｐｃｍ　Ｋ　／　（Ｄ　−ｆ（ｘ）１ となる。ここで、Ｋは光スポットＳの光強度・大きさ、
！消光剤の光変換効率、板体１中の蛍光減衰率に依存す
る定数である。このとき、両光電変換素Ｙ−２ａ、２ｂ
の出力の和（Ｐａ　＋　Ｐｃ）と差Ｐａ−Ｐｃをそれぞ
れ演算し、差Ｐａ−Ｐｃを和Ｐａ＋Ｐｃによって除算す
れば、ｆ（ｘ）＝　Ｐｃ　１１Ｄ　／　（Ｐａ＋　Ｐｃ
）となり、ｆ（ｘ）は予め例えば第２図などからその特
性を求めておくことができるので、光スポットＳの光強
度等によらずに距ａＸを求めることが可能となる。

また、Ｙ方向についても２つの光電変換素子２ｂ、２ｄ
の出力から光スポットＳの位置を同様に求めることがで
き、Ｘ方向と併せて二次元的な光スポフトＳの位置を検
出することが可能である。

光スポフトＳの入射光の波長或いは蛍光剤の種類によっ
て、励起される蛍光の波長は異なるが、その励起光のみ
を透過するフィルタを各光電変換素子２ａ〜２ｄの前面
に設ければ、雑音の影響を無視して精度の良い測定を行
うことができる。勿論、板体１の表面のみを露出して、
その他は外光から遮断することが望ましいが、完全な暗
箱を形成できない場合には光スポットＳの入射光を変調
して、この変調光に同期した光電変換素子２ａ〜２ｄか
らの出力のみを検出して外光の影πを除去するようにし
てもよい。

また第３図においては、板体１の直交する２つの端面１
ａ、■ｂにそれぞれ一次元光電変換素子３ａ、３ｂが配
置されており、光電変換素子３ａ、３ｂの各ビット毎に
光量を検出して、その光量分布から光スポットＳの位置
を求めるようにしている。この場合には、光電変換素子
３ａ、３ｂの光スポットＳに最も近いピントに最も強い
光量が入射することになるので、例えば光電変換電子３
ｂによる光強度分布は第４図に示すようになり、この光
強度分布のピークを把えることによりＸ方向の光スポッ
トＳの位置を検出できる。また、光電変換電子３ａ、３
ｂのそれぞれの対向する端面１ｃ、ｌｄにも一次元光電
変換素子３を配置し、Ｘ、Ｙそれぞれの方向で２つの光
電変換素子３の情報を併せて検出すれば、更に精度は向
七することになる。なお、−次元光電変換素子３を使用
した場合には、光スポラ）Ｓが同時に２つ以」二人力し
ても、相応したピークが得られれば複数個の入力を検出
できることもある。

また、板体１は実施例のような平面ではなく曲面であっ
ても良く、球面や円筒形など使用目的に応じて使い分け
ることができる。更に、板体ｌの表面を粗に加工するこ
とにより入射強度を減少させることができるので１表面
に粗さ分布を与えて、第２図に示す特性をより直線化す
ることが可能となる。

また、第１図に示すように光電変換素子２ａ、２Ｃに長
尺のものを使用せずに、端面１ａ、１ｃに多数本の光フ
ァイバを配設し、それぞれ１個所にまとめてから、光強
度の測定を行ってもよい。

なお、第３図の一次元光電変換素子３の場合でも光ファ
イバにより伝達をすることができる。

更には、測定対象は必ずしも光スポットとは限らず、放
射線の点状入射によっても板体１内に光点を得ることが
できる。この場合には、板体１内にはシンチレータを散
在しておくことかｏｒましい、また、板体１内に混入す
る材才ｌは、　ｉｊ３光削、シンチレータ以外に、光強
度は小さくなるものの、弔なるアルミニウム粉のような
光拡散材を混入してもよい。

なお、この光スポフト等の入射位置検出装置の用途とし
ては、一般に計ｆｌ１１装置が考えられるが。

その他には計算機等のデジタイザ入力装２１等に使用す
ることも可能である。また、図形入力であっても時系列
的に光スポットを移動するようにすれば十分に認識が可
能である。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明に係る光スポフト等の入射位
ご検出装置は、極めて簡素な構成により光スポフトや放
射線の二次元位置を求めることができ、従来の装置では
価格的に不可能な大型の検出装置も安価に製作すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る光スポット等の入射位置検出装置の
実施例を示し、第１図、第３図はその斜視図、第２図は
距離対光電変換素子出力のグラフ図、第４図は光強度分
布図である。 符号ｌは板体、１ａ〜１ｄは端面、２，３は光電変換素
子である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、二次発光体又は散乱材を含有する透明又は半透明の
   板体の端面に光電変換素子を配置し、前記板体の表面に
   光スポット又は放射線を入射し、前記光電変換素子に入
   射する二次発光又は散乱光の光強度から前記光スポット
   又は放射線の入射位置を検出することを特徴とする光ス
   ポット等の入射位置検出装置。 ２、前記二次発光体は蛍光剤とした特許請求の範囲第１
   項に記載の光スポット等の入射位置検出装置。 ３、前記板体の相対向する端面に光電変換素子を配置し
   、両光電変換素子に入射する光強度の割合から、前記光
   スポットの入射位置を検出するようにした特許請求の範
   囲第１項に記載の光スポット等の入射位置検出装置。 ４、前記板体の端面に一次元光電変換素子を配置し、該
   光電変換素子に入力する光強度分布から前記光スポット
   の入射位置を検出するようにした特許請求の範囲第１項
   に記載の光スポット等の入射位置検出装置。