JPS6254105A - 位置検出装置 - Google Patents
位置検出装置Info
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- JPS6254105A JPS6254105A JP19447285A JP19447285A JPS6254105A JP S6254105 A JPS6254105 A JP S6254105A JP 19447285 A JP19447285 A JP 19447285A JP 19447285 A JP19447285 A JP 19447285A JP S6254105 A JPS6254105 A JP S6254105A
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- Japan
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- circuit
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- sensor
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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〕
本発明は、直線運動をする移動物体の位置検出装置に関
する。
する。
本発明は位置検出装置において、イメージセンサと、移
動物体に固定されたｙｔ、ｓと、光源より発せられた光
束をイメージセンサ上に集光するための光学レンズと、
イメージセンサの出力信号を処理して、移動物体０Ｌ１
８対位置を算出するロジック回路でＩＩＥされたアブソ
リュートエンコーダと、イメージセンサを駆動する回路
Ｊ＆：Ｗすることにより、ノイズに強く、高精問な絶対
圧装検出ができるも■にしたも０である。
動物体に固定されたｙｔ、ｓと、光源より発せられた光
束をイメージセンサ上に集光するための光学レンズと、
イメージセンサの出力信号を処理して、移動物体０Ｌ１
８対位置を算出するロジック回路でＩＩＥされたアブソ
リュートエンコーダと、イメージセンサを駆動する回路
Ｊ＆：Ｗすることにより、ノイズに強く、高精問な絶対
圧装検出ができるも■にしたも０である。
また、ここでいうイメージセンサと１ｊＣＣＤ（電荷結
合素子）ラインセンサ、ＴＰＴ（Ｍ膜）ランジスタ）ラ
インセンサ等Ｏように、光学的なｆ＆ ｋ光学系を経て
、フォトダイオード等Ｏ光屯変換素子列の上に結像し、
電気的に走資することにより光り照射している各光な変
換素子り光計に対応した電気信号ｆｔｇ＋るようにした
走査型フォトセンサ列■ことである。
合素子）ラインセンサ、ＴＰＴ（Ｍ膜）ランジスタ）ラ
インセンサ等Ｏように、光学的なｆ＆ ｋ光学系を経て
、フォトダイオード等Ｏ光屯変換素子列の上に結像し、
電気的に走資することにより光り照射している各光な変
換素子り光計に対応した電気信号ｆｔｇ＋るようにした
走査型フォトセンサ列■ことである。
従来の位置検出装置の構成はフォトセンサを利用するエ
ンコーダが広く用いられている１例えば回転角変位全検
出するロータリータイプのエンコーダであるインクリメ
ンタル型とアブソリュート型及び直線運動をする移動物
体の絶対位置を検出するアブソリュート型などがある０
回転角変位を検出するインクリメンタル型は帆２図に示
すように、光源寓とフォトセンサ列２１の間に多数のス
リットを有するインタラブド板を配して、通過したスリ
ット数をカウントするもＤである、出力信号は第３図に
示すように、Ａ、Ｂ２つの位相の異なるパルスと基準位
置パルスが得られ、第４図に示すように方向弁別回路４
１とカウンタ回路４２によって処理している。
ンコーダが広く用いられている１例えば回転角変位全検
出するロータリータイプのエンコーダであるインクリメ
ンタル型とアブソリュート型及び直線運動をする移動物
体の絶対位置を検出するアブソリュート型などがある０
回転角変位を検出するインクリメンタル型は帆２図に示
すように、光源寓とフォトセンサ列２１の間に多数のス
リットを有するインタラブド板を配して、通過したスリ
ット数をカウントするもＤである、出力信号は第３図に
示すように、Ａ、Ｂ２つの位相の異なるパルスと基準位
置パルスが得られ、第４図に示すように方向弁別回路４
１とカウンタ回路４２によって処理している。
回転角ｆ位を検出するアブソリュート型は第５図に示す
ような構造で光源５４とフォトセンサ５１の間にコード
板５２ヲ配して位置情報をコード化出力として直接得る
ものである。前記アブソリュート型Ｏ出力信号は第６図
に示すようなバイナリ−コードとしたものが多い、また
、直線運動をする移動物体の絶対位置を検出するアブソ
リュート型は第７図のような構造となり、これは光源と
フォトセンサθ間にコード板？配して、光源とフォトセ
ンサ列７４０間に挿入された移動物体７３に固定された
インタラブド板７２ｆｔ検出器として用いる、フォトセ
ンサ列の出力信号７６は、アブソリュートエンコーダ７
５により信号処理され、移動物体７３の絶対位置信号７
７が算出される。
ような構造で光源５４とフォトセンサ５１の間にコード
板５２ヲ配して位置情報をコード化出力として直接得る
ものである。前記アブソリュート型Ｏ出力信号は第６図
に示すようなバイナリ−コードとしたものが多い、また
、直線運動をする移動物体の絶対位置を検出するアブソ
リュート型は第７図のような構造となり、これは光源と
フォトセンサθ間にコード板？配して、光源とフォトセ
ンサ列７４０間に挿入された移動物体７３に固定された
インタラブド板７２ｆｔ検出器として用いる、フォトセ
ンサ列の出力信号７６は、アブソリュートエンコーダ７
５により信号処理され、移動物体７３の絶対位置信号７
７が算出される。
しかし前述の従来技術では、以下に述べる問題点？有す
る。まずインクリメンタル型では信号処理回路にノイズ
が混入した場合にカウンタ回路４２が誤動作して誤った
位置情報を出力することがある。このとき誤りの検出手
段が無いために、一度胆カウントすると訂正不可能とな
る。またアブソリュート型ではコード板が複雑で精密な
加工を必要とすること、又、構造を小型化することが容
易でなく、コード板の加工精度による誤差が避けられな
い。
る。まずインクリメンタル型では信号処理回路にノイズ
が混入した場合にカウンタ回路４２が誤動作して誤った
位置情報を出力することがある。このとき誤りの検出手
段が無いために、一度胆カウントすると訂正不可能とな
る。またアブソリュート型ではコード板が複雑で精密な
加工を必要とすること、又、構造を小型化することが容
易でなく、コード板の加工精度による誤差が避けられな
い。
そこで本発明はこのような問題点を解決するもので、そ
Ｄ目的とするところはノイズによる誤カウントによる出
力が一時的にしか現われない高精度な絶対位置噴出装置
を提供することにある。
Ｄ目的とするところはノイズによる誤カウントによる出
力が一時的にしか現われない高精度な絶対位置噴出装置
を提供することにある。
本発明■立置検出装置は、イメージセンづ−と、移動物
体に固定された光源と、光源より発せられた光束をイメ
ージセンサ上に集光するため■光学レンズと、イメージ
センサの出力信号を処理して、移動物体の絶対位置を算
出するロジック回路で構成されたアブソリュートエンコ
ーダと、イメージセンサを駆動する回路を有することに
より、ノイズに強く、高精度な絶対位置検出ができるこ
とを特赦とする。
体に固定された光源と、光源より発せられた光束をイメ
ージセンサ上に集光するため■光学レンズと、イメージ
センサの出力信号を処理して、移動物体の絶対位置を算
出するロジック回路で構成されたアブソリュートエンコ
ーダと、イメージセンサを駆動する回路を有することに
より、ノイズに強く、高精度な絶対位置検出ができるこ
とを特赦とする。
本発明Ｏ上記の構成によれば、光源から発せられた光束
セレンズによってイメージセンサ上に集光される。光源
とレンズは移動物体に固定されていて、移動物体と一緒
に動く、イメージセンサＯ出力信号？イメージセンサＯ
駆動回路と同期したロジック回路で［［ｆｆされたアブ
ソリュートエンコーダによって信号処理することにより
、移動物体の絶対位置を高精度に算出することが可能で
ある。
セレンズによってイメージセンサ上に集光される。光源
とレンズは移動物体に固定されていて、移動物体と一緒
に動く、イメージセンサＯ出力信号？イメージセンサＯ
駆動回路と同期したロジック回路で［［ｆｆされたアブ
ソリュートエンコーダによって信号処理することにより
、移動物体の絶対位置を高精度に算出することが可能で
ある。
以下、本発明について実施例に基づき詳細に説明する。
窮１図は本発明の実施例における位置換１ｔｈｌ装置の
ブロック図である。移動物体１には光源２と光学レンズ
３が取り付けられている。光源２から発せられた光は光
学レンズ３により集光される。焦点付近にイメージセン
サ４が配置されるように移動物体１とイメージセンサ４
の□間Ｏ距離をとる。
ブロック図である。移動物体１には光源２と光学レンズ
３が取り付けられている。光源２から発せられた光は光
学レンズ３により集光される。焦点付近にイメージセン
サ４が配置されるように移動物体１とイメージセンサ４
の□間Ｏ距離をとる。
なおイメージセンサ４は、移動物体１の移動方向と干行
に配置され、移動物体ＩＱ移動範囲内では常にイメージ
センサ４上に光が焦点を結ぶ。イメージセンサ４から出
力された信号９は第９図（ｃ）のような時系列出力とな
る。波形処理回路５から■出力信号１２ハ、第９図（ｅ
）のようにイメージセンサからの出力信号９にインバー
タを掛けた形となる、イメージセンサ４にはイメージセ
ンサの駆動回路６よりクロックパルス１１が与えられて
いる。またイメージセンサＯ駆動回＠６は前述０クロツ
クパルス１１及びスタート信号１（１’にカウンタ回路
７に与えカウンタ回路７は、スタートパルスが与えられ
た時刻からの前記クロックパルスｌｌ’ｔ−カウントし
て出力する。ラッチ回路８ｅｉ力ウンタＯ出力信号１３
及び波形゛処理回路の出力信号１２ヲ受け、波形処理回
路５０出力信号１２に同期を取って、カウンタからＤ出
力信号１３をラッチして位置信号出力１５を得る、また
、位置信号１５は表示器１６により表示される。
に配置され、移動物体ＩＱ移動範囲内では常にイメージ
センサ４上に光が焦点を結ぶ。イメージセンサ４から出
力された信号９は第９図（ｃ）のような時系列出力とな
る。波形処理回路５から■出力信号１２ハ、第９図（ｅ
）のようにイメージセンサからの出力信号９にインバー
タを掛けた形となる、イメージセンサ４にはイメージセ
ンサの駆動回路６よりクロックパルス１１が与えられて
いる。またイメージセンサＯ駆動回＠６は前述０クロツ
クパルス１１及びスタート信号１（１’にカウンタ回路
７に与えカウンタ回路７は、スタートパルスが与えられ
た時刻からの前記クロックパルスｌｌ’ｔ−カウントし
て出力する。ラッチ回路８ｅｉ力ウンタＯ出力信号１３
及び波形゛処理回路の出力信号１２ヲ受け、波形処理回
路５０出力信号１２に同期を取って、カウンタからＤ出
力信号１３をラッチして位置信号出力１５を得る、また
、位置信号１５は表示器１６により表示される。
次に一列としてＩｉ！！ｉ素数がＩＩＪ飼より成るイメ
ージセンサからＯ信号ｆｒ４ピットのディジタル信号で
出力する構成で考えてみる、第８図にはイメージセンサ
８５Ｚ左から３ＭＪ目７）画素８６に光源８２からＯ光
がレンズ８４を通り集光されている状態を示している、
前述り場合の駆動回路８７．イメージセ／す８５、波形
処理回路８８．カウンタ回路８９．及びラッチ回ｖ！！
ｒ９０の出力■タイミングチャート図を范９図に示しで
ある、哨９図（ａ）は、駆動回路から出力されるクロッ
クパルス、ｅｌＥ９図（ｂ）は駆動回路から出力される
スタートパルスであり、コノスタートパルスが加えられ
ることにより、イメージセンサの走査が始まり、また、
カウンタ回路がクロックパルスをカウントし始める。免
９図（Ｃ） ｔ：ｊ 、イメージセンサ８５■時系列出
方信号であり、この信号のパルスの位置が、移動物体０
泣置を示している。この例では、光源８２からの光はイ
メージセンサ■左から３番目０＝素に入射してい、る場
合を考えている０で、こＯ時υイメージセンサＯ時系列
出力信号は、イメージセンサ■走査を始めて３１固目υ
クロツクパルスに同Ｍしたパルス？持つ、窮９図（菊は
カウンタ回路８９の出力信号で、前述θクロックパルス
０立ち下がりに同期を取ってクロックパルスをカウント
している。第９図（ｓ）Ｆｉ、波形処浬回ｗｒ８８！Ｏ
出カ信号であり、これは、嬉９図（６）に示したイメー
ジセンサ８５Ｃ１時系列出力言号にインバータと掛けた
もＱ″Ｃある、これは、ラッチ回路がパルス０立ち下が
りで同期を取るため、イメージセンサ８５の時系列出、
７１号をそのまま用い、カウンタ回＠８９からの信号を
ラッチしよりとすると、ラッチの夕・ｆミンクが少し変
化しただけで出力が変化してしまうので、イメージセン
サ８５■出力信号にインバータ′ｆｒ：掛け、そＯ出力
■立ち下がりで同期？取るようにしたも■である。嬉９
図Ｃｆ）はラッチ回＠９０が、波形処理回路８８を通っ
たイメージセンサの出カ虐号、すなわち、范９図（、ｆ
ｆ）に示した信号の立ち下がりで同期を取って、カウン
タ＠ｕ８９からＯ出力信号、すなわち、窮９図（ロ）に
示した信号をラッチして出力して−ること？示す。
ージセンサからＯ信号ｆｒ４ピットのディジタル信号で
出力する構成で考えてみる、第８図にはイメージセンサ
８５Ｚ左から３ＭＪ目７）画素８６に光源８２からＯ光
がレンズ８４を通り集光されている状態を示している、
前述り場合の駆動回路８７．イメージセ／す８５、波形
処理回路８８．カウンタ回路８９．及びラッチ回ｖ！！
ｒ９０の出力■タイミングチャート図を范９図に示しで
ある、哨９図（ａ）は、駆動回路から出力されるクロッ
クパルス、ｅｌＥ９図（ｂ）は駆動回路から出力される
スタートパルスであり、コノスタートパルスが加えられ
ることにより、イメージセンサの走査が始まり、また、
カウンタ回路がクロックパルスをカウントし始める。免
９図（Ｃ） ｔ：ｊ 、イメージセンサ８５■時系列出
方信号であり、この信号のパルスの位置が、移動物体０
泣置を示している。この例では、光源８２からの光はイ
メージセンサ■左から３番目０＝素に入射してい、る場
合を考えている０で、こＯ時υイメージセンサＯ時系列
出力信号は、イメージセンサ■走査を始めて３１固目υ
クロツクパルスに同Ｍしたパルス？持つ、窮９図（菊は
カウンタ回路８９の出力信号で、前述θクロックパルス
０立ち下がりに同期を取ってクロックパルスをカウント
している。第９図（ｓ）Ｆｉ、波形処浬回ｗｒ８８！Ｏ
出カ信号であり、これは、嬉９図（６）に示したイメー
ジセンサ８５Ｃ１時系列出力言号にインバータと掛けた
もＱ″Ｃある、これは、ラッチ回路がパルス０立ち下が
りで同期を取るため、イメージセンサ８５の時系列出、
７１号をそのまま用い、カウンタ回＠８９からの信号を
ラッチしよりとすると、ラッチの夕・ｆミンクが少し変
化しただけで出力が変化してしまうので、イメージセン
サ８５■出力信号にインバータ′ｆｒ：掛け、そＯ出力
■立ち下がりで同期？取るようにしたも■である。嬉９
図Ｃｆ）はラッチ回＠９０が、波形処理回路８８を通っ
たイメージセンサの出カ虐号、すなわち、范９図（、ｆ
ｆ）に示した信号の立ち下がりで同期を取って、カウン
タ＠ｕ８９からＯ出力信号、すなわち、窮９図（ロ）に
示した信号をラッチして出力して−ること？示す。
このラッチ回路からの出力を受けた衣示部９１は、この
場合、ｒｏｏｌｏＪを表示する、すなわちと０時、移動
物体は、ｒｏｏｌｏＪという番号をつけられた泣買にあ
ることが判る。上記は１１個の画素を持つイメージセン
サ８５を用いた場合の実施例であるが、画素数が増えて
も同様なロジック回路■みで信号？処理できるっけ言う
までもない。
場合、ｒｏｏｌｏＪを表示する、すなわちと０時、移動
物体は、ｒｏｏｌｏＪという番号をつけられた泣買にあ
ることが判る。上記は１１個の画素を持つイメージセン
サ８５を用いた場合の実施例であるが、画素数が増えて
も同様なロジック回路■みで信号？処理できるっけ言う
までもない。
以上述べたように１本発明によれば、イメージセンサと
、移動物体に固定された光源と、光源より発せられた光
束をイメージセンサ上に集光するための光学レンズと、
イメージセンサ０出方信号を処理して、移動物体Ｏ絶対
位置？！：算出するロジック回路で構匠されたアブソリ
スートエンコーダと、イメージセンサを駆動する回路を
有することにより、ノイズに強く、高′Ｎ度な絶対位置
検出？可能とした。また非接触型の位置検出装置である
ため、長期間にわたって７）信頼性と確保できる。
、移動物体に固定された光源と、光源より発せられた光
束をイメージセンサ上に集光するための光学レンズと、
イメージセンサ０出方信号を処理して、移動物体Ｏ絶対
位置？！：算出するロジック回路で構匠されたアブソリ
スートエンコーダと、イメージセンサを駆動する回路を
有することにより、ノイズに強く、高′Ｎ度な絶対位置
検出？可能とした。また非接触型の位置検出装置である
ため、長期間にわたって７）信頼性と確保できる。
第１図は本発明の位置検出装置υブロック図第２図は従
来Ｏ位置検出装置インクリメンタル型の位置検出部分ｃ
ｉｖｔ造図、慎３図は前記インクリメンタル＃１Ｑ出力
タイミングチャート図、第４図は前記インクリメンタル
型Ｑ信号処理回＠０ブロック図、第５図は従来Ｖ）位置
検出装置アブソリュート型の位置検出部分の構造図、＠
６図は上記アブソリュート型の出力タイミングチャート
図、第７図は直線運動をする移動物体Ｏ位置検出を行な
うアブソリュート型位置検出装置のブロック図、薬８図
は位置検出装置の概略図、第９図は位置検出装置のタイ
ミングチャート図。 １：位置検出をする移動物体 ２：光源 ３：光学レン
ズ ４：イメージセンサ ５：波形処理回路 ６：イメ
ージセンサ■駆動回路 ７：“カウンタ回路 ８：ラッ
チ回路 ９：イメージセンサの出力信号 １（）：駆動
回路からのリセット信号１１：駆動回路からのクロック
パルス １２：波形処理回路からＯ出力信号 １３：カ
ウンタ回路からの出力信号 １４：ラッチを解除するた
めのリセット信号 １５：ランチ回路から’７）ｉｅ！
対位置信号出力１６：表示部 以 上
来Ｏ位置検出装置インクリメンタル型の位置検出部分ｃ
ｉｖｔ造図、慎３図は前記インクリメンタル＃１Ｑ出力
タイミングチャート図、第４図は前記インクリメンタル
型Ｑ信号処理回＠０ブロック図、第５図は従来Ｖ）位置
検出装置アブソリュート型の位置検出部分の構造図、＠
６図は上記アブソリュート型の出力タイミングチャート
図、第７図は直線運動をする移動物体Ｏ位置検出を行な
うアブソリュート型位置検出装置のブロック図、薬８図
は位置検出装置の概略図、第９図は位置検出装置のタイ
ミングチャート図。 １：位置検出をする移動物体 ２：光源 ３：光学レン
ズ ４：イメージセンサ ５：波形処理回路 ６：イメ
ージセンサ■駆動回路 ７：“カウンタ回路 ８：ラッ
チ回路 ９：イメージセンサの出力信号 １（）：駆動
回路からのリセット信号１１：駆動回路からのクロック
パルス １２：波形処理回路からＯ出力信号 １３：カ
ウンタ回路からの出力信号 １４：ラッチを解除するた
めのリセット信号 １５：ランチ回路から’７）ｉｅ！
対位置信号出力１６：表示部 以 上
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （ａ）直線運動を行なう移動物体の位置検出をする位置
検出装置において （ｂ）イメージセンサーと （ｃ）前記移動物体に固定された光源と （ｄ）前記移動物体に固定され、前記光源より発せられ
た光束を前記イメージセンサ上に集光する光学レンズと
、 （ｅ）前記イメージセンサの出力信号を処理し、前記移
動物体の絶対位置を算出するロジック回路で構成された
アブソリユートエンコーダと、（ｆ）前記イメージセン
サを駆動するタイミングパルスを発生するイメージセン
サの駆動回路を有することを特徴とする位置検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19447285A JPS6254105A (ja) | 1985-09-03 | 1985-09-03 | 位置検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19447285A JPS6254105A (ja) | 1985-09-03 | 1985-09-03 | 位置検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6254105A true JPS6254105A (ja) | 1987-03-09 |
Family
ID=16325112
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19447285A Pending JPS6254105A (ja) | 1985-09-03 | 1985-09-03 | 位置検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6254105A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11036010B2 (en) | 2013-02-26 | 2021-06-15 | Corning Optical Communications LLC | Female hardened optical connectors for use with male plug connectors |
-
1985
- 1985-09-03 JP JP19447285A patent/JPS6254105A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11036010B2 (en) | 2013-02-26 | 2021-06-15 | Corning Optical Communications LLC | Female hardened optical connectors for use with male plug connectors |
| US11402588B2 (en) | 2013-02-26 | 2022-08-02 | Corning Optical Communications LLC | Female hardened optical connectors for use with male plug connectors |
| US11892686B2 (en) | 2013-02-26 | 2024-02-06 | Corning Optical Communications, Llc | Female hardened optical connectors for use with male plug connectors |
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