JPH02210209A - チルトセンサ - Google Patents
チルトセンサInfo
- Publication number
- JPH02210209A JPH02210209A JP3185189A JP3185189A JPH02210209A JP H02210209 A JPH02210209 A JP H02210209A JP 3185189 A JP3185189 A JP 3185189A JP 3185189 A JP3185189 A JP 3185189A JP H02210209 A JPH02210209 A JP H02210209A
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- Japan
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- rotating disk
- disk
- slit light
- slit
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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〕
この発明は、正反射率が高い回転円盤のチルト角を検出
するチルトセンサに関するものである。
するチルトセンサに関するものである。
第5図は、従来のチルトセンサを示すものである。この
チルトセンサは、回転円盤1に光を照射するLED2と
、その反射光を受光する為に、LED2の両側で配置さ
れた一対のホトダイード3.3を備えて構成されている
(同図(a))。この場合、回転円盤1とホトダイオー
ド3.3との間にレンズ4を介在させ、その入射角をほ
ぼ直角にすることができる(同図(b))。
チルトセンサは、回転円盤1に光を照射するLED2と
、その反射光を受光する為に、LED2の両側で配置さ
れた一対のホトダイード3.3を備えて構成されている
(同図(a))。この場合、回転円盤1とホトダイオー
ド3.3との間にレンズ4を介在させ、その入射角をほ
ぼ直角にすることができる(同図(b))。
LED2から照射された光は、回転円盤1で反射し、ホ
トダイード3に入射する。例えば、回転円盤1がΔθの
傾斜角でB方向にチルトした場合(同図(a)参照)、
左側のホトダイオード3に入射される光量が増加し、右
側のホトダイオード3に入射される光量は減少する。光
量の増減は、光電流の増減として電気的に検知すること
ができるので、チルト角に対する光電流値を予め実験的
に求めておけば、得られた光電流値から回転円盤1のチ
ルト角を検出することができる。
トダイード3に入射する。例えば、回転円盤1がΔθの
傾斜角でB方向にチルトした場合(同図(a)参照)、
左側のホトダイオード3に入射される光量が増加し、右
側のホトダイオード3に入射される光量は減少する。光
量の増減は、光電流の増減として電気的に検知すること
ができるので、チルト角に対する光電流値を予め実験的
に求めておけば、得られた光電流値から回転円盤1のチ
ルト角を検出することができる。
しかしながら、従来のチルトセンサは、LEDチップと
基板をダイボンドする際に位置ズレが生じており、この
基板を基準としてLEDの位置を決定していることから
、光軸にズレが生じるという問題があった。
基板をダイボンドする際に位置ズレが生じており、この
基板を基準としてLEDの位置を決定していることから
、光軸にズレが生じるという問題があった。
第6図は、指向性のバラツキの原因を示すものである。
例えば、本来aの位置に固定されるべき発光素子がbの
位置で固定されると、光路はレンズを通過した後、左方
向へ進む。また、発光素子がCの位置で固定されると、
光路はレンズを通過した後、右方向へ進む。この場合、
指向特性は光軸に対して左右対称にならず、右方向ある
いは左方向に偏ってしまう。
位置で固定されると、光路はレンズを通過した後、左方
向へ進む。また、発光素子がCの位置で固定されると、
光路はレンズを通過した後、右方向へ進む。この場合、
指向特性は光軸に対して左右対称にならず、右方向ある
いは左方向に偏ってしまう。
第7図は、指向特性が偏ったLEDの指向特性の一例を
示すものである。このように、偏った指向特性を有する
LEDを使用すると、測定値に誤差が生じるので、その
誤差分を光学系で調整しなければならない。この場合、
光軸ズレは、2次元のレベルで発生することから光学的
に2方向で調整できる調整機構を使用することが望まし
い。しかし、2方向の調整機構を使用すると、センサが
高価になり、また、安価な1方向の調整機構を使用する
と、その調整が非常に困難になる。
示すものである。このように、偏った指向特性を有する
LEDを使用すると、測定値に誤差が生じるので、その
誤差分を光学系で調整しなければならない。この場合、
光軸ズレは、2次元のレベルで発生することから光学的
に2方向で調整できる調整機構を使用することが望まし
い。しかし、2方向の調整機構を使用すると、センサが
高価になり、また、安価な1方向の調整機構を使用する
と、その調整が非常に困難になる。
そこで本発明は、光学系調整機構が不要なチルトセンサ
を提供することを目的とする。
を提供することを目的とする。
上記課題を達成する為、この発明はスリット光源、位置
検出素子及び演算手段を備え、正反射率が高い回転円盤
のチルト角を検出するチルトセンサを構成する。ここで
、スリット光源は回転円盤の半径方向に沿って、スリッ
ト光を当該回転円盤に照射し、位置検出素子はスリット
光の反射光を受光する為に回転円盤の接線方向に延在し
た受光面を有し、演算手段は受光面における反射光の位
置に基づき、回転円盤のチルト角を検出する。
検出素子及び演算手段を備え、正反射率が高い回転円盤
のチルト角を検出するチルトセンサを構成する。ここで
、スリット光源は回転円盤の半径方向に沿って、スリッ
ト光を当該回転円盤に照射し、位置検出素子はスリット
光の反射光を受光する為に回転円盤の接線方向に延在し
た受光面を有し、演算手段は受光面における反射光の位
置に基づき、回転円盤のチルト角を検出する。
この発明は、以上のように構成されているので、スリッ
ト光源から出射し、回転円盤で反射したスリット光は、
位置検出素子の受光面が延在する方向と直交する方向に
投射される。演算手段では、回転円盤がチルトしていな
い時の投射位置等の基準位置と、チルトした時の投射位
置を比較することにより、回転円盤のチルト角度が検出
される。
ト光源から出射し、回転円盤で反射したスリット光は、
位置検出素子の受光面が延在する方向と直交する方向に
投射される。演算手段では、回転円盤がチルトしていな
い時の投射位置等の基準位置と、チルトした時の投射位
置を比較することにより、回転円盤のチルト角度が検出
される。
以下、この発明の一実施例に係るチルトセンサを添附図
面に基づき説明する。なお、説明において同一要素には
同一符号を使用し、重複する説明は省略する。
面に基づき説明する。なお、説明において同一要素には
同一符号を使用し、重複する説明は省略する。
第1図は、この実施例に係るチルトセンサを示す斜視図
である。このチルトセンサは、基本的にスリット光r7
.5、位置検出素子6、及び演算処理部(演算手段)(
図示せず)を備えて構成されている。
である。このチルトセンサは、基本的にスリット光r7
.5、位置検出素子6、及び演算処理部(演算手段)(
図示せず)を備えて構成されている。
スリット光源5は、LED (図示せず)上に細長いス
リット5aを備えて構成されている。この場合、スリッ
ト5aはLEDと回転円盤7との間に設けられているの
で、LEDから出射された光はスリット状に回転円盤7
へ投射される。回転円盤7は、少な(とも、スリット光
源5が対向する位置に正反射率の大きい反射面(図示せ
ず)を円周方向に備えている。位置検出素子6は、受光
面としてP S D (Posltion−3ensi
tfve Detectors)6a及びPSD用ヘッ
ドアンプ6bを含んで構成されており、このPSD6a
上に投射されたスリット光から、その投射位置を検出す
ることができる。具体的には、゛受光面6aにスリット
光が入射すると、入射位置には光エネルギに比例した電
荷が発生する。この発生した電荷は光電流として抵抗層
(図示せず)を通り、電極より出力される。
リット5aを備えて構成されている。この場合、スリッ
ト5aはLEDと回転円盤7との間に設けられているの
で、LEDから出射された光はスリット状に回転円盤7
へ投射される。回転円盤7は、少な(とも、スリット光
源5が対向する位置に正反射率の大きい反射面(図示せ
ず)を円周方向に備えている。位置検出素子6は、受光
面としてP S D (Posltion−3ensi
tfve Detectors)6a及びPSD用ヘッ
ドアンプ6bを含んで構成されており、このPSD6a
上に投射されたスリット光から、その投射位置を検出す
ることができる。具体的には、゛受光面6aにスリット
光が入射すると、入射位置には光エネルギに比例した電
荷が発生する。この発生した電荷は光電流として抵抗層
(図示せず)を通り、電極より出力される。
この抵抗層は全面に均一な抵抗値を持つように作られて
いるので、光電流は電極までの距離(抵抗値)に逆比例
して分割され、電極から取り出される。この電極から取
り田される電流の差または比を演算処理部で求めること
により、入射光エネルギとは無関係に、光の入射位置を
求めることができる。演算処理部は、例えば演算処理回
路を組み込んだICで構成されており、スリット光の投
射位置に対応する電圧値V1を出力することができる。
いるので、光電流は電極までの距離(抵抗値)に逆比例
して分割され、電極から取り出される。この電極から取
り田される電流の差または比を演算処理部で求めること
により、入射光エネルギとは無関係に、光の入射位置を
求めることができる。演算処理部は、例えば演算処理回
路を組み込んだICで構成されており、スリット光の投
射位置に対応する電圧値V1を出力することができる。
なお、上記LEDにはLED用ドライバ8がドライバ用
トランジスタ9及び電流設定用抵抗10を介して接続さ
れている。
トランジスタ9及び電流設定用抵抗10を介して接続さ
れている。
第2図は、本発明の基本原理を示す側面図である。スリ
ット光源5から出射されたスリット光は、回転円盤7の
半径方向に沿って回転円盤7の一面に照射され、位置検
出素子6の受光面6aに投射される。従って、例えば回
転円盤7の平面と直交する方向におろした垂線に対して
、θ2の傾斜角をもって照射される。
ット光源5から出射されたスリット光は、回転円盤7の
半径方向に沿って回転円盤7の一面に照射され、位置検
出素子6の受光面6aに投射される。従って、例えば回
転円盤7の平面と直交する方向におろした垂線に対して
、θ2の傾斜角をもって照射される。
例えば、回転円盤7がチルトしていないときのPSD6
aに投射されたスリット光の位置を基準とすれば、回転
円盤7がθlだけチルトした場合、PSD6a上の位置
ずれ量はΔXになる。ここで、スリット光源5から回転
円盤7までの距離をLとすれば(第1図参照)、 ΔX−L−tan2θ1−(1) が成立する。ここで、PSD6aの長手方向の長さをC
1金光電流を電圧に変換した時の電圧値を■0とすれば
、ΔXとの関係式は V+ −VO(0,5−ΔX/C)・・・(2)になる
。この(2)式に(1)式を代入すると、Vl −VO
(0,5−L−jan 2θ1/C)が得られる。従っ
て、スリット光の投射位置に対応する電圧値Vlから回
転円盤7のチルト角θ1を算出することができる。
aに投射されたスリット光の位置を基準とすれば、回転
円盤7がθlだけチルトした場合、PSD6a上の位置
ずれ量はΔXになる。ここで、スリット光源5から回転
円盤7までの距離をLとすれば(第1図参照)、 ΔX−L−tan2θ1−(1) が成立する。ここで、PSD6aの長手方向の長さをC
1金光電流を電圧に変換した時の電圧値を■0とすれば
、ΔXとの関係式は V+ −VO(0,5−ΔX/C)・・・(2)になる
。この(2)式に(1)式を代入すると、Vl −VO
(0,5−L−jan 2θ1/C)が得られる。従っ
て、スリット光の投射位置に対応する電圧値Vlから回
転円盤7のチルト角θ1を算出することができる。
なお、PSD6aにおけるグイボンド上の誤差は、ΔX
の代わりに、その誤差を考慮して(Δχ±α)を使用す
ることにより補正することができる。この場合、出力電
圧値V1は、 Vl −¥0 (0,5−L−jan 2θ1/C)
±VOα/C で与えられる為、±VOα/CだけPSDをオフセット
にして調節すればよい。従って、光学的調整が不要にな
るので、チルトセンサの製造が8晃になる。
の代わりに、その誤差を考慮して(Δχ±α)を使用す
ることにより補正することができる。この場合、出力電
圧値V1は、 Vl −¥0 (0,5−L−jan 2θ1/C)
±VOα/C で与えられる為、±VOα/CだけPSDをオフセット
にして調節すればよい。従って、光学的調整が不要にな
るので、チルトセンサの製造が8晃になる。
第3図は、回転円盤7に対するチルトセンサの配置例を
示す平面図である。ここで重要なことは、回転円盤7の
半径方向に沿ってスリット光が回転円盤に照射されるよ
うに、スリット5aの長手方向と半径方向がほぼ一致し
ている点、反射光の長手方向と受光面6aの延在方向と
が直交するように、受光面6aの延在方向と接線方向が
ほぼ一致している点である。
示す平面図である。ここで重要なことは、回転円盤7の
半径方向に沿ってスリット光が回転円盤に照射されるよ
うに、スリット5aの長手方向と半径方向がほぼ一致し
ている点、反射光の長手方向と受光面6aの延在方向と
が直交するように、受光面6aの延在方向と接線方向が
ほぼ一致している点である。
第4図は、非球面レンズ付きLEDの指向特性を示すも
のである。スリット光源として、シリンドリカルレンズ
等の非球面レンズ11を育するLEDチップ12に、ス
リットを組み合わせて使用することにより、レンズ光学
系が不要になる。通常のLEDでは、パッケージから光
が出射される段階で散乱が生じ、被測定物に当たる光は
点光源にならず、設計が困難であった。しかし、非球面
レンズ付きLEDを使用すれば点光源が容易に実現でき
、スポットサイズの予測が可能になり設計が容易になる
。この場合、LED12の大きさを1、LED12と非
球面レンズ11までの距離をり、 J、非球面レンズ1
1から非測定物までの距離りとすれば、LED12のス
ポットサイズは、(L/L’ )Ωで与えられる。
のである。スリット光源として、シリンドリカルレンズ
等の非球面レンズ11を育するLEDチップ12に、ス
リットを組み合わせて使用することにより、レンズ光学
系が不要になる。通常のLEDでは、パッケージから光
が出射される段階で散乱が生じ、被測定物に当たる光は
点光源にならず、設計が困難であった。しかし、非球面
レンズ付きLEDを使用すれば点光源が容易に実現でき
、スポットサイズの予測が可能になり設計が容易になる
。この場合、LED12の大きさを1、LED12と非
球面レンズ11までの距離をり、 J、非球面レンズ1
1から非測定物までの距離りとすれば、LED12のス
ポットサイズは、(L/L’ )Ωで与えられる。
なお、この発明は上記実施例に限定されるものではない
。例えば、この実施例ではチルト角を検出することがで
きるが、原理的にはスリット光の移動距離を検出してい
るので、面プレ量の検出をすることができる。その為、
距離センサとして使用することもできる。
。例えば、この実施例ではチルト角を検出することがで
きるが、原理的にはスリット光の移動距離を検出してい
るので、面プレ量の検出をすることができる。その為、
距離センサとして使用することもできる。
また、位置検出素子としてPSDを使用しているが、二
分割ホトダイオード等を使用することができる。
分割ホトダイオード等を使用することができる。
この発明は、以上説明したように構成されているので、
光学系の調節を必要としないチルトセンサを提供するこ
とができる。
光学系の調節を必要としないチルトセンサを提供するこ
とができる。
また、このチルトセンサは回転円盤の反射率による影響
を除去することができる。
を除去することができる。
第1図は本発明の一実施例に係るチルトセンサを示す斜
視図、第2図は本発明の基本原理を示す側面図、第3図
は回転円盤に対するチルトセンサの配置例を示す平面図
、第4図は非球面レンズ付きLEDの指向特性を示す説
明図、第5図は従来技術に係るチルトセンサを示す説明
図、第6図は指向性のバラツキの原因を説明する為の説
明図、第7図はLEDの指向特性を模式的に示す説明図
である。 1.7・・・回転円盤、2・・・LED、3・・・ホト
ダイオード、4・・・レンズ、5・・・スリット光源、
6・・・位置検出素子、8・・・LED用ドライバ、9
・・・ドライバ用トランジスタ、10・・・電流設定用
抵抗、11・・・非球面レンズ、12・・・LEDチッ
プ。 特許出願人 浜松ホトニクス株式会社代理人弁理士
長谷用 芳 樹間 山
1) 折本発明の基本原理 第2図 チルトセンサ 第】図 チルトセンサの配置例 第3図 非球面レンズ付77LEDの指向特性 第4図 従 来 技 術 第5 図 指向性のバラツキの原因 第6図 第7 図
視図、第2図は本発明の基本原理を示す側面図、第3図
は回転円盤に対するチルトセンサの配置例を示す平面図
、第4図は非球面レンズ付きLEDの指向特性を示す説
明図、第5図は従来技術に係るチルトセンサを示す説明
図、第6図は指向性のバラツキの原因を説明する為の説
明図、第7図はLEDの指向特性を模式的に示す説明図
である。 1.7・・・回転円盤、2・・・LED、3・・・ホト
ダイオード、4・・・レンズ、5・・・スリット光源、
6・・・位置検出素子、8・・・LED用ドライバ、9
・・・ドライバ用トランジスタ、10・・・電流設定用
抵抗、11・・・非球面レンズ、12・・・LEDチッ
プ。 特許出願人 浜松ホトニクス株式会社代理人弁理士
長谷用 芳 樹間 山
1) 折本発明の基本原理 第2図 チルトセンサ 第】図 チルトセンサの配置例 第3図 非球面レンズ付77LEDの指向特性 第4図 従 来 技 術 第5 図 指向性のバラツキの原因 第6図 第7 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 正反射率が高い回転円盤のチルト角を検出するチルトセ
ンサにおいて、 前記回転円盤の半径方向に沿って、スリット光を当該回
転円盤に照射するスリット光源と、前記スリット光の反
射光を受光する為に前記回転円盤の接線方向に延在した
受光面を有する位置検出素子と、 前記受光面における前記反射光の位置に基づき、前記回
転円盤のチルト角を検出する演算手段とを備えて構成さ
れているチルトセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3185189A JPH0625660B2 (ja) | 1989-02-10 | 1989-02-10 | チルトセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3185189A JPH0625660B2 (ja) | 1989-02-10 | 1989-02-10 | チルトセンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02210209A true JPH02210209A (ja) | 1990-08-21 |
| JPH0625660B2 JPH0625660B2 (ja) | 1994-04-06 |
Family
ID=12342554
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3185189A Expired - Fee Related JPH0625660B2 (ja) | 1989-02-10 | 1989-02-10 | チルトセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0625660B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04131712U (ja) * | 1991-02-08 | 1992-12-04 | シヤープ株式会社 | 傾き角検出センサ |
| DE19939837A1 (de) * | 1999-08-21 | 2001-03-29 | Eht Werkzeugmaschinen Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Erfassen eines Biegewinkels an einem Werkstück |
| DE10009074B4 (de) * | 2000-02-25 | 2006-03-23 | Eht Werkzeugmaschinen Gmbh | Verfahren zum Frei- oder Schwenkbiegen eines Werkstückes sowie Vorrichtung zur Ermittlung der Lage eines Werkstückschenkels beim Biegen |
| CN112399954A (zh) * | 2018-04-27 | 2021-02-23 | 株式会社大福 | 输送分类装置 |
-
1989
- 1989-02-10 JP JP3185189A patent/JPH0625660B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04131712U (ja) * | 1991-02-08 | 1992-12-04 | シヤープ株式会社 | 傾き角検出センサ |
| DE19939837A1 (de) * | 1999-08-21 | 2001-03-29 | Eht Werkzeugmaschinen Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Erfassen eines Biegewinkels an einem Werkstück |
| DE10009074B4 (de) * | 2000-02-25 | 2006-03-23 | Eht Werkzeugmaschinen Gmbh | Verfahren zum Frei- oder Schwenkbiegen eines Werkstückes sowie Vorrichtung zur Ermittlung der Lage eines Werkstückschenkels beim Biegen |
| CN112399954A (zh) * | 2018-04-27 | 2021-02-23 | 株式会社大福 | 输送分类装置 |
| CN112399954B (zh) * | 2018-04-27 | 2022-07-01 | 株式会社大福 | 输送分类装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0625660B2 (ja) | 1994-04-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |