JPH0541365Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は光学式位置センサに関するものであ
る。

従来の技術 車輪支持部材とその上方の車体部材間に油圧ラ
ムよりなる車高調整機構を設けると共に、該車輪
支持部材の上下動に連動して上下スライドする可
動接点と車体部材に固定された上下２個の固定接
点とからなる車高検出スイツチの信号によつて上
記油圧ラムへの油の供給および排出を行わせ、車
高を一定に保つようにした自動車の車高調整装置
は既に開発され公開されている（例えば特公昭47
−13327号公報参照）。

又発光素子と受光素子とを対向させた所謂フオ
トカプラを用い、その間にシヤツタを設け、該シ
ヤツタを車体部材に対する車輪支持部材の上下方
向変位に連動して移動させるよう構成し、光の透
過、遮断から車体部材に対する車輪支持部材の上
下方向変位即ち車高を検出するようにした光学式
車高センサも既に開発されている。

考案が解決しようとする問題点 上記のように車輪支持部材の上下動に連動して
上下スライドする可動接点と車体部材に固定され
た上下２個の固定接点とからなる所謂接触式の車
高検出スイツチでは塵、埃等の影響を受けやすく
耐久性に問題があり、又このような問題を回避す
るために考えられたフオトカプラを用いた光学式
車高センサにあつては非接触式のため前記の接触
式のような耐久性上の問題はないにしてもフオト
カプラの数に相当する特定の位置しか検出できず
連続的に車高を計測することができないと言う問
題を有する。

又、所定長さの受光面を有し該受光面に入射さ
れる入射光位置を検出できる１次元位置検出素子
の該入射光位置を、上記１次元位置検出素子に対
し相対移動するスリツト付きシヤツタのスリツト
を透過する光線によつて変化させ、位置の変化を
連続的に検出し得るようにした光学式位置センサ
において、検出し得る位置の変化量を１次元位置
検出素子の長さより大にするために上記スリツト
を、スリツト付きシヤツタの相対的移動方向に対
しほぼ直交するよう配置された１次元位置検出素
子の受光面に対し、上記スリツト付きシヤツタの
相対的移動に伴ない該受光面の一端部から他端部
にかけて繰り返し対向位置するよう上記移動方向
に対し斜めに複数個設け、該複数個のスリツトの
うちいずれが１次元位置検出素子の受光面に対向
位置しているかを上記スリツトに近接してスリツ
ト付きシヤツタに設けられた帯域検出用スリツト
によるフオトインタラプタの発光素子からの光線
の透過或は遮断により検出するようにしたものに
おいては上記フオトインタラプタの発光素子から
の漏れ光により１次元位置検出素子が検出する位
置に誤差を生ずると言う問題を有する。

本考案はこのような問題に対処することを目的
とするものである。

問題点を解決するための手段 本考案は、所定長さの受光面を有し該受光面に
入射される入射光位置を検出できる１次元位置検
出素子と、該１次元位置検出素子の所定長さの受
光面の全面にわたりほぼ平行な光線を照射できる
光源と、発光素子と受光素子とを対向させて一体
に形成したフオトインタラプタと、上記光源と１
次元位置検出素子の受光面との間に位置し光源か
らの光線のうち一部を透過させるスリツトおよび
フオトインタラプタの発光素子と受光素子との間
に位置し該発光素子からの光線を透過させる透過
穴を設けたシヤツタとからなり、上記光源と１次
元位置検出素子とフオトインタラプタとを組合わ
せたものおよびシヤツタを相対移動する２部材に
それぞれ取付けた光学式位置センサにおいて、上
記１次元位置検出素子の受光波長感度帯域とフオ
トインタラプタの発光素子の発光波長帯域との重
なり部をなくする手段を設けたことを特徴とする
ものである。

作 用 上記により、フオトインタラプタの発光素子等
の他光源からの漏れ光の影響をなくすことができ
るので１次元位置検出素子の位置検出誤差を低減
できる。

実施例 以下本考案の実施例を附図を用いて説明する。

第１図および第２図イ，ロは本考案に用いられ
る光学的位置センサの基本的な一構成例を示すも
ので、１が発光ダイオード素子LEDのような発
光素子１ａおよび該発光素子１ａから発せられる
発散光線を平行光線とするコリメータレンズ１ｂ
とからなる光源、２は角形のスリツト付きシヤツ
タ、３はシリコンフオトダイオードを応用した光
の入射位置を検出する１次元位置検出素子で、上
記光源１から発せられスリツト付きシヤツタ２の
角形のスリツト２ａを通過した平行光線１が１次
元位置検出素子３に入射するよう構成されてい
る。

上記１次元位置検出素子３は、入射光により発
生した光電流が該入射光位置と該１次元位置検出
素子３の両端部に設けられた電極までの距離に反
比例して分割されるよう構成されているので、演
算回路４を用いて各電極から取り出される光電流
I₁，I₂の和と差およびそれらの比を取ることによ
り上記入射光位置を求めることができる。

上記により、スリツト付きシヤツタ２が第２図
イに示す位置から第２図ロに示す位置まで移動し
それにつれて角型のスリツト２ａが１次元位置検
出素子３の中央を越えて下側に対向する位置に到
達すると、該１次元位置検出素子３への入射光位
置の移動により両電極から取り出される光電流I₁
およびI₂の大小関係は逆転するが上記光電流I₁お
よびI₂の演算回路４による演算により入射光位置
の移動量即ち光源１および１次元位置検出素子３
の位置に対するスリツト付きシヤツタ２の移動量
を連続的に求めることができる。

上記のような光学式位置センサにおいては、検
出し得る位置の変化量は１次元位置検出素子２の
受光面の長さ以上にはできないが、これを大とす
るために第３図イ，ロに示すように発光素子１ａ
およびレンズ１ｂよりなる光源１と１次元位置検
出素子３との間に位置し該光源１からの光線のう
ち一部を透過させるスリツトをもつたシヤツタ５
のスリツトを、シヤツタ５の相対的移動方向に対
しほぼ直交するよう配置された１次元位置検出素
子３の受光面に対し、上記シヤツタ５の相対的移
動に伴ない該受光面の一端部から他端部にかけて
繰り返し対向位置するよう上記移動方向に対し斜
めに配置された複数個のスリツト５ａ，５ｂ，
（例えばくの字状）としたものが考えられている。

この場合には上記複数個のスリツト５ａ，５ｂ
のどちらの部分が１次元位置検出素子３の受光面
に対向位置しているかを示す帯域検出機構が必要
となるが、このような帯域検出機構として上記シ
ヤツタ５を挟んで対向位置するよう配置された発
光素子６ａおよび受光素子６ｂとからなるフオト
インタラプタ６と、上記シヤツタ５に設けられた
複数個のスリツト５ａ，５ｂのうち一方のスリツ
ト例えばスリツト５ｂが１次元位置検出素子３の
受光面に対向位置しているときだけフオトインタ
ラプタ６の発光素子６ａからの光線を透過させる
直線状の帯域検出用スリツト５ｃとから構成され
る所謂光学式検出機構を用いたものにおいては、
シヤツタ５の大きさからくる制約上から１次元位
置検出素子３とフオトインタラプタ６との間隔は
あまり大きくできないので、シヤツタ５が第３図
イに示すような位置にあるときは第３図ロに示す
ようにフオトインタラプタ６の発光素子６ａから
の光線が１次元位置検出素子３の受光面に入射し
該１次元位置検出素子３への光源１からの入射光
位置による位置検出に誤差をもたらすことがあ
る。

そこで本考案では例えば第３図ロに示すように
１次元位置検出素子３の受光面に、該１次元位置
検出素子３の受光波長感度帯域とフオトインタラ
プタ６の発光素子６ａの発光波長帯域との重なり
部を除去する光学フイルタ７を設け、該フオトイ
ンタラプタ６の発光素子６ａからスリツト５ｂ或
は帯域検出用スリツト５ｃを透過し１次元位置検
出素子３の受光面に入射される漏れ光による該１
次元位置検出素子３の位置検出精度の劣化を防ぐ
ようにしたものである。

上記光源１の発光ダイオード１ａおよびフオト
インタラプタ６の発光素子６ａ等に一般的に基い
られるGaAs赤外発光ダイオードおよびGaAlAs
発光ダイオードのピーク発光波長はそれぞれλ₁＝
940nm、λ₂＝660nmとかなり離れている上にスペ
クトル半値幅はいずれも50nm程度に狭いので第
４図イに示す発光スペクトル図上では重なること
はないのに対し、１次元位置検出素子３およびフ
オトインタラプタ６の受光素子６ｂ等に一般的に
用いられるSi形の受光素子の分光感度特性は第４
図ロに示すように赤外域から可視域を超えて紫外
域に至る広範囲なので、入射光位置を連続的に検
出する１次元位置検出素子３が第４図ロにおいて
３と表示したような分光感度特性を持つている場
合には第４図イにおいてピーク発光波長λ₂を有す
る光源即ちフオトインタラプタ６の発光素子６ａ
からの漏れ光があれば該漏れ光によつて１次元位
置検出素子３から光電流が出力されることになる
ので、本来の光源１の発光ダイオード素子１ａか
らの入射光による位置検出に誤差を発生させるこ
とになる。

第４図ハは１次元位置検出素子３の受光波長帯
域とフオトインタラプタ６の発光素子６ａの受光
波長帯域との重なり部を除去するため該１次元位
置検出素子３の受光面に装着される光学フイルタ
７と１次元位置検出素子３とを組合わせたものも
分光感度特性を示すもので、該分光感度特性によ
ればフオトインタラプタ６の発光素子６ａのピー
ク発光波長λ₂にスペクトル半値幅を加えた波長範
囲内では出力を生じないので、たとえ該フオトイ
ンタラプタ６の発光素子６ａからの漏れ光があつ
たにせよ該漏れ光による１次元位置検出素子３の
位置検出精度への影響を無くすことができる。

尚フオトインタラプタ６の受光素子６ｂの分光
感度特性が１次元位置検出素子３の分光感度特性
より広く、光源１の発光ダイオード素子１ａのピ
ーク発光波長λ₁を含んでしまうような場合には、
上記とは逆に発光ダイオード素子１ａからの漏れ
光によるフオトインタラプタ６の誤作動の発生も
考えられるが、該フオトインタラプタ６はON−
OFF作動型式であるため電気的なスレツシヨル
ド値を設定することによる対策が可能であり、本
考案のような光学フイルタは一般的には不要とな
る。

上記実施例では１次元位置検出素子の受光波長
感度帯域とフオトインタラプタの発光素子の発光
波長帯域との重なり部をなくする手段として光学
フイルタを１次元位置検出素子の表面に設けた例
を示したが、光学フイルタを使わずに、１次元位
置検出素子としてフオトインタラプタの発光素子
の発光波長帯域を検出しない分光感度特性をもつ
受光素子を用いても同じ作用効果をもたらすこと
は言うまでもない。

又、上記実施例では光源１と１次元位置検出素
子３を組合わせたものおよびシヤツタ５間の相対
的移動が直線運動である場合を述べたが回転運動
の場合にも適用し得ることは勿論であり、又透過
穴が、シヤツタに設けられたスリツトが１次元位
置検出素子３の受光面の所定点（例えば中央部）
と対向位置しているときフオトインタラプタ６の
発光素子６ａからの光線を透過させて光源１と１
次元位置検出素子３を組合わせたものとシヤツタ
５間の相対位置決めする参照穴である場合にも適
用し得ることは言うまでもない。

考案の効果 上記のように本考案によれば、複数のスリツト
或は透過穴を有するシヤツタと、該シヤツタのス
リツト或は透過穴を挟んで対向位置する発光素子
と受光素子の複数の組合わせとからなる多チヤン
ネル式の光学式位置センサにおいて、あるチヤン
ネルに属する受光素子に、該発光素子の受光波長
感度帯域とその他のチヤンネルに属する受光素子
の発光波長帯域との重なり部をなくする手段を設
けたことにより、他チヤンネルの発光素子からス
リツト或は透過穴を透過して受光素子へ入射され
る漏れ光による誤作動の発生を防ぐことができる
もので、各チヤンネルに属する発光素子および受
光素子を近接して配置できると言うレイアウト上
の利点とも相俟つて実用上多大なる効果をもたら
し得るものである。

【図面の簡単な説明】

附図は本考案の実施例を示すもので、第１図お
よび第２図イ，ロは本考案に用いられる光学式位
置センサの基本的な一構成例図、第３図イ，ロは
シヤツタと１次元位置検出素子およびフオトイン
タラプタとの相対的位置関係を示す平面図と側面
図、第４図イ，ロ，ハはそれぞれ発光スペクトル
図、分光感度特性図および光学フイルタと１次元
位置検出素子とを組合わせたものの分光感度特性
図である。 １……光源、２……スリツト付きシヤツタ、３
……１次元位置検出素子、４……演算回路、５…
…シヤツタ、５ａ，５ｂ……スリツト、５ｃ……
帯域検出用スリツト、６……フオトインタラプ
タ、７……光学フイルタ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 所定長さの受光面を有し該受光面に入射され
   る入射光位置を検出できる１次元位置検出素子
   と、該１次元位置検出素子の所定長さの受光面
   の全面にわたりほぼ平行な光線を照射できる光
   源と、発光素子と受光素子とを対向させて一体
   に形成したフオトインタラプタと、上記光源と
   １次元位置検出素子の受光面との間に位置し光
   源からの光線のうち一部を透過させるスリツト
   およびフオトインタラプタの発光素子と受光素
   子との間に位置し該発光素子からの光線を透過
   させる透過穴を設けたシヤツタとからなり、上
   記光源と１次元位置検出素子とフオトインタラ
   プタとを組合わせたものおよびシヤツタを相対
   移動する２部材にそれぞれ取付けた光学式位置
   センサにおいて、上記１次元位置検出素子の受
   光波長感度帯域とフオトインタラプタの発光素
   子の発光波長帯域との重なり部をなくする手段
   を設けたことを特徴とする光学式位置センサ。 (2) １次元位置検出素子の受光波長感度帯域とフ
   オトインタラプタの発光素子の発光波長帯域と
   の重なり部をなくする手段は、１次元位置検出
   素子の表面に設けられた光学フイルタである実
   用新案登録請求の範囲第１項に記載に記載の光
   学式位置センサ。 (3) １次元位置検出素子の受光波長感度帯域とフ
   オトインタラプタの発光素子の発光波長帯域と
   の重なり部をなくする手段は、フオトインタラ
   プタの発光素子の発光波長帯域を検出しない分
   光感度特性の受光素子にて構成した１次元位置
   検出素子である実用新案登録請求の範囲第１項
   に記載の光学式位置センサ。 (4) シヤツタに設けられたスリツトは、該シヤツ
   タの相対的移動方向に対しほぼ直交するよう配
   置された１次元位置検出素子の受光面に対し、
   上記シヤツタの相対的移動に伴ない該受光面の
   一端部から他端部にかけて繰り返し対向位置す
   るよう上記移動方向に対し斜めに配置された複
   数の帯域を有し、シヤツタに設けられた透過穴
   は、上記１次元位置検出素子の受光面がシヤツ
   タに設けられているスリツトの複数の帯域のう
   ちいずれの帯域に対向位置しているかをフオト
   インタラプタの発光素子からの光線の透過或は
   遮断により検出する帯域検出用スリツトである
   実用新案登録請求の範囲第１項乃至第３項のい
   ずれかに記載の光学式位置センサ。 (5) 透過穴は、シヤツタに設けられたスリツトが
   １次元位置検出素子の受光面の所定点と対向位
   置しているときフオトインタラプタの発光素子
   からの光線を透過させる参照穴である実用新案
   登録請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに
   記載の光学式位置センサ。