JPS59183305A - 位置検出装置 - Google Patents
位置検出装置Info
- Publication number
- JPS59183305A JPS59183305A JP5525483A JP5525483A JPS59183305A JP S59183305 A JPS59183305 A JP S59183305A JP 5525483 A JP5525483 A JP 5525483A JP 5525483 A JP5525483 A JP 5525483A JP S59183305 A JPS59183305 A JP S59183305A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- transmitting
- slit plate
- detection device
- position detection
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
- G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
- G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
- G01D5/347—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells using displacement encoding scales
- G01D5/34707—Scales; Discs, e.g. fixation, fabrication, compensation
- G01D5/34715—Scale reading or illumination devices
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Optical Transform (AREA)
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】
ｉ」１」
本発明は、移動体の位置検出装置に関するものであり、
より詳細には１．移動体の位置及び移動方向を検出可能
な位置検出装置に関するものであって、特に光電式ロー
タリエンコーダ等に応用可能なものである。
より詳細には１．移動体の位置及び移動方向を検出可能
な位置検出装置に関するものであって、特に光電式ロー
タリエンコーダ等に応用可能なものである。
従来技術
従来に於いては、第１図に示される如き移動体の移動方
向及び位置を検出する位置検出装置が使用されている。
向及び位置を検出する位置検出装置が使用されている。
即ち、光源１ａ、１ｂから射出された夫々の光は、凸レ
ンズ２ａ、２ｂにより平行光束とされ、スリット板３に
入射される。スリット板３は、透光部と遮光部とがピッ
チＰで交互に設けられて形成されており、スリット板移
動方向の透光部と遮光部とは同一寸法に形成されている
。
ンズ２ａ、２ｂにより平行光束とされ、スリット板３に
入射される。スリット板３は、透光部と遮光部とがピッ
チＰで交互に設けられて形成されており、スリット板移
動方向の透光部と遮光部とは同一寸法に形成されている
。
この為、スリット板３に入射された平行光は透過部を介
して通過される。スリット板３を通過した光は、マスク
４に入射する。マスク４には開口部Ａ、Ｂが設けてあり
、夫々の開口中心は凸レンズ２ａ、２ｂの光軸上に整合
されており、その開口幅はスリット板３の透光部と同一
寸法に形成されている。そしてマスク４の開口部Ａ、Ｂ
を通過した光はフォトディテクタ５ａ、５ｂにより夫々
受光される。又、フォトディテクタ５ａ、５ｂの間の距
離は、ｎｐ十Ｐ／４に設定されている。但し、ｎは正の
整数値である。
して通過される。スリット板３を通過した光は、マスク
４に入射する。マスク４には開口部Ａ、Ｂが設けてあり
、夫々の開口中心は凸レンズ２ａ、２ｂの光軸上に整合
されており、その開口幅はスリット板３の透光部と同一
寸法に形成されている。そしてマスク４の開口部Ａ、Ｂ
を通過した光はフォトディテクタ５ａ、５ｂにより夫々
受光される。又、フォトディテクタ５ａ、５ｂの間の距
離は、ｎｐ十Ｐ／４に設定されている。但し、ｎは正の
整数値である。
この様な構成に於いて、スリット板３とスリット板３へ
の入射光とが相対的に移動すると、フォトディテクタ５
ａ、５ｂに入射される光が周期的に変化し、フォトディ
テクタ５ａ、５ｂで得られるこの信号を解析することに
より位置及び移動方向が検出される。この様な従来の装
置に於いては、装置が大型になり、構造が複雑になると
いう欠点があり、更にスリット板３の透光部に塵埃等が
付着すると、光が散乱されてフォトディテクタ５ａ。
の入射光とが相対的に移動すると、フォトディテクタ５
ａ、５ｂに入射される光が周期的に変化し、フォトディ
テクタ５ａ、５ｂで得られるこの信号を解析することに
より位置及び移動方向が検出される。この様な従来の装
置に於いては、装置が大型になり、構造が複雑になると
いう欠点があり、更にスリット板３の透光部に塵埃等が
付着すると、光が散乱されてフォトディテクタ５ａ。
５ｂの受光量に多大な影響を及ぼし、検出精度の低下を
もたらすという欠点があった。
もたらすという欠点があった。
目 的
本発明は、以上の点に鑑み成されたものであり、構造を
簡単化すると共に塵埃等からの悪影響を抑制し検出精度
を向上させることが可能な位置検出装置を提供すること
を目的とする。
簡単化すると共に塵埃等からの悪影響を抑制し検出精度
を向上させることが可能な位置検出装置を提供すること
を目的とする。
１−」【
以下、本発明の構成について添付の図面を参考に具体的
実施の態様に関して詳細に説明する。第２図に示す如く
、収束光学系たる凸レンズ６の光軸Ｃ上に光源７ａが配
設されており、この光源′７ａから射出される光は凸レ
ンズ６により収束光とされる様に配設されている。光源
７ｂは光源７ａから所定距離離隔され且つこの光源７ｂ
から射出される光が凸レンズ６に入射される様に配設さ
れている。更に、光ｍ７ａ、７ｂから射出された光の凸
レンズ６による収束点り、Ｅは光軸Ｃに対して垂直な同
一平面上に形成される様に設定されている。この様な光
源としては、例えば発光ダイオードアレイを用いること
が可能である。透過光制御部材たるスリット板８が収束
点り、Ｅが存在する平面に沿って移動可能に配設されて
いる。このスリット板８に透光部Ｆと遮光部Ｇがピッチ
Ｐで交互に形成されており、且つ透光部と遮光部のスリ
ット移動方向に於ける寸法は同一に形成されている。こ
のスリット板８の光入射側と光射出側には夫々光透過可
能な保護膜としての透明板９ａ。
実施の態様に関して詳細に説明する。第２図に示す如く
、収束光学系たる凸レンズ６の光軸Ｃ上に光源７ａが配
設されており、この光源′７ａから射出される光は凸レ
ンズ６により収束光とされる様に配設されている。光源
７ｂは光源７ａから所定距離離隔され且つこの光源７ｂ
から射出される光が凸レンズ６に入射される様に配設さ
れている。更に、光ｍ７ａ、７ｂから射出された光の凸
レンズ６による収束点り、Ｅは光軸Ｃに対して垂直な同
一平面上に形成される様に設定されている。この様な光
源としては、例えば発光ダイオードアレイを用いること
が可能である。透過光制御部材たるスリット板８が収束
点り、Ｅが存在する平面に沿って移動可能に配設されて
いる。このスリット板８に透光部Ｆと遮光部Ｇがピッチ
Ｐで交互に形成されており、且つ透光部と遮光部のスリ
ット移動方向に於ける寸法は同一に形成されている。こ
のスリット板８の光入射側と光射出側には夫々光透過可
能な保護膜としての透明板９ａ。
９ｂがスリット板８と一体的に設けられている。
一方、収束点り、Ｅからの発散光を受光する様に光検出
器１０ａ、１０ｂが夫々配設されている。
器１０ａ、１０ｂが夫々配設されている。
この様な光検出器としては、例えばフォトディテクタア
レイを使用すると良い。
レイを使用すると良い。
収束点り、Ｅは、スリット板８のピッチをＰに対しｎＰ
＋Ｐ／４又はｎＰ−Ｐ／４（ｎは正の整数！ｉ ）の距
離離隔されており、従って光検出器１０ａ、１０ｂもｎ
Ｐ＋Ｐ／４又はｎＰ−Ｐ／／４離隔されている。光検出
器１０ａ、１０ｂから得られた電気信号は波形整形回路
１１を経て、第３図に示す如き論理回路１２に入力され
る。論理回路１２はインバータ１３．クロックドＪ−に
フ１ノンプフロツプ１４及び１５．ＮＡＮＤゲート１６
及び１７．ＯＲグー１〜１８及び１９．Ｓ−Ｒフリップ
フロップ２０から構成され、第３図に示す如く接続配線
されている。
＋Ｐ／４又はｎＰ−Ｐ／４（ｎは正の整数！ｉ ）の距
離離隔されており、従って光検出器１０ａ、１０ｂもｎ
Ｐ＋Ｐ／４又はｎＰ−Ｐ／／４離隔されている。光検出
器１０ａ、１０ｂから得られた電気信号は波形整形回路
１１を経て、第３図に示す如き論理回路１２に入力され
る。論理回路１２はインバータ１３．クロックドＪ−に
フ１ノンプフロツプ１４及び１５．ＮＡＮＤゲート１６
及び１７．ＯＲグー１〜１８及び１９．Ｓ−Ｒフリップ
フロップ２０から構成され、第３図に示す如く接続配線
されている。
次に、以上の如き構成を有する位置検出装置の動作に１
ついて説明する。第２図に示す如く、光源７ａ、７ｂか
ら光が射出され、凸レンズ６により、夫々の光は収束光
とされ、透明板９ａ及び９ｂを有するスリット板８に入
射される。夫々の収束光はスリット板８中央部に於ける
収束点り、Ｅに夫々収束する。
ついて説明する。第２図に示す如く、光源７ａ、７ｂか
ら光が射出され、凸レンズ６により、夫々の光は収束光
とされ、透明板９ａ及び９ｂを有するスリット板８に入
射される。夫々の収束光はスリット板８中央部に於ける
収束点り、Ｅに夫々収束する。
尚、透明板９ａ上に入射される収束光のスポットＨは、
第４図に示す如く、スポット径ＪがスリットピッチＰよ
りも十分大きな関係となる様に構成されている。この為
、透明板９ａ上に塵埃等の物質が存在したとしても、ス
リット板８に直接塵埃が付着した場合と比較して、その
影響は著しく減少される。
第４図に示す如く、スポット径ＪがスリットピッチＰよ
りも十分大きな関係となる様に構成されている。この為
、透明板９ａ上に塵埃等の物質が存在したとしても、ス
リット板８に直接塵埃が付着した場合と比較して、その
影響は著しく減少される。
一方、透明板９ａ、９ｂを両側に設けたスリット板８が
例えば第２図矢印Ｍ方向に移動したとすれば、収束点り
、Ｅに於ける収束光は透過と遮光を繰り返す。従って、
光検出器１０ａ、１０ｂには周期的に光が入射される。
例えば第２図矢印Ｍ方向に移動したとすれば、収束点り
、Ｅに於ける収束光は透過と遮光を繰り返す。従って、
光検出器１０ａ、１０ｂには周期的に光が入射される。
光検出器１０ａ。
１０ｂに入射した光量の変化は電気信号に変換されて波
形整形回路１１に入力される。波形整形回路１１で電気
信号はディジタル信号に変換され出カされる。このディ
ジタル信号のパルスを計数すれば、移動するスリット板
８の位置を検出することが可能である。
形整形回路１１に入力される。波形整形回路１１で電気
信号はディジタル信号に変換され出カされる。このディ
ジタル信号のパルスを計数すれば、移動するスリット板
８の位置を検出することが可能である。
光検出器１０ａ及び１０ｂは、ｎＰ十Ｐ／４又はｎＰ−
、Ｐ／４離隔されて配設しであるので、検出された光検
出器１０ａ、１０ｂの電気信号は互いにπ／２の位相差
が生じる。この位相差が生じた電気信号を夫々波形整形
回路１１で波形整形すると、第５図に示される如き信号
ＦＡ及び信号ＦＡπ／２が得られる。この信号ＦＡは、
スリット板８が第２図矢印Ｍ方向に移動した場合、光検
出器１０ａからの信号であり、信号ＦＡπ／２は光検出
器１０ｂからの信号であって、これら信号間の位相差は
π／２である。これらの信号を、第３図に示す如き論理
回路１２に入力させると、スリット板８の移動方向によ
り所定の２つのパターンの信号が出力され、その移動方
向が判別される。
、Ｐ／４離隔されて配設しであるので、検出された光検
出器１０ａ、１０ｂの電気信号は互いにπ／２の位相差
が生じる。この位相差が生じた電気信号を夫々波形整形
回路１１で波形整形すると、第５図に示される如き信号
ＦＡ及び信号ＦＡπ／２が得られる。この信号ＦＡは、
スリット板８が第２図矢印Ｍ方向に移動した場合、光検
出器１０ａからの信号であり、信号ＦＡπ／２は光検出
器１０ｂからの信号であって、これら信号間の位相差は
π／２である。これらの信号を、第３図に示す如き論理
回路１２に入力させると、スリット板８の移動方向によ
り所定の２つのパターンの信号が出力され、その移動方
向が判別される。
即ち、第３図に於いて、端子Ｘに信号ＦＡを入力し、端
子Ｙに信号ＦＡπ／２を入力すると共に、端子Ｗにクロ
ック信号を入力させることによって、信号ＦＡπ／２の
立上がり及び立下り時にパルス信号ａ、ｂが夫々ＮＡＮ
Ｄゲート１６．１７から発生される。このパルス信号ａ
、ｂは夫々ＯＲゲート１８．１９により、信号ＦＡが低
レベルの時発生される。従って、スリット板８の第１方
向への移動のときは、ＯＲゲート１８のみから信号が出
力され、第１方向とは反対方向である第２方向への移動
の時は、ＯＲゲート１９のみから信号が出力される。こ
の為Ｒ−Ｓフリップフロップ２０からの出力信号Ｃは移
動方向に応じたパターンの信号として端子Ｚへ供給され
る。
子Ｙに信号ＦＡπ／２を入力すると共に、端子Ｗにクロ
ック信号を入力させることによって、信号ＦＡπ／２の
立上がり及び立下り時にパルス信号ａ、ｂが夫々ＮＡＮ
Ｄゲート１６．１７から発生される。このパルス信号ａ
、ｂは夫々ＯＲゲート１８．１９により、信号ＦＡが低
レベルの時発生される。従って、スリット板８の第１方
向への移動のときは、ＯＲゲート１８のみから信号が出
力され、第１方向とは反対方向である第２方向への移動
の時は、ＯＲゲート１９のみから信号が出力される。こ
の為Ｒ−Ｓフリップフロップ２０からの出力信号Ｃは移
動方向に応じたパターンの信号として端子Ｚへ供給され
る。
効 果
以上、詳述した如く、本発明によれば、単一の収束光学
系を使用する構成とすると共にマスク等を用いていない
為、装置の構成が簡単化されており、装置全体を小型化
することが可能である。更に、塵埃による検出精度の低
下を防止可能であり所望の適用条件下に於いて長期的に
安定な性能を維持させることが可能である。
系を使用する構成とすると共にマスク等を用いていない
為、装置の構成が簡単化されており、装置全体を小型化
することが可能である。更に、塵埃による検出精度の低
下を防止可能であり所望の適用条件下に於いて長期的に
安定な性能を維持させることが可能である。
第１図は従来の位置検圧装置を示した概略図、第２図は
本発明の位置検出装置の１実施例を示した概略図、第３
図は第２図に示した実施例と共に使用され、移動方向の
判定に用いられる論理回路図、第４図は透明板上での光
スポットとスリット板８のピッチＰとの関係を説明する
説明図、第５図は光検出器からの信号波形を示す波形図
である。 （符号の説明） ６： 凸レンズ ７ａ、７ｂ： 光源８： スリッ
ト ９ａ、９ｂ： 透明板１０ａ、 １０ｂ ：
光検出器
本発明の位置検出装置の１実施例を示した概略図、第３
図は第２図に示した実施例と共に使用され、移動方向の
判定に用いられる論理回路図、第４図は透明板上での光
スポットとスリット板８のピッチＰとの関係を説明する
説明図、第５図は光検出器からの信号波形を示す波形図
である。 （符号の説明） ６： 凸レンズ ７ａ、７ｂ： 光源８： スリッ
ト ９ａ、９ｂ： 透明板１０ａ、 １０ｂ ：
光検出器
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、複数個の光源と、前記複数個の光源からの夫々の光
を収束させる単一の収束光学系と、適数個の透光部と遮
光部とが交互に形成されており前記収束光学系からの夫
々の収束光に対し互いに相対運動させることによって前
記夫々の収束光の透光・遮光状態を制御する透光・遮光
制御手段と、前記透光・遮光制御手段を通過した前記光
源からの夫々の光を受光する複数個の受光手段とを有す
ることを特徴とする位置検出装置。 ２、上記第１項に於いて、前記透光・遮光制御手段の少
なくとも前記収束光が入射される入射側に少なくとも前
記透光部を被覆して透光性保護膜を設けたことを特徴と
する位置検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5525483A JPS59183305A (ja) | 1983-04-01 | 1983-04-01 | 位置検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5525483A JPS59183305A (ja) | 1983-04-01 | 1983-04-01 | 位置検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59183305A true JPS59183305A (ja) | 1984-10-18 |
Family
ID=12993454
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5525483A Pending JPS59183305A (ja) | 1983-04-01 | 1983-04-01 | 位置検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59183305A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013160612A (ja) * | 2012-02-03 | 2013-08-19 | Takaoka Electric Mfg Co Ltd | 立体形状計測装置 |
| JP2020056618A (ja) * | 2018-09-28 | 2020-04-09 | 株式会社トプコン | ロータリエンコーダ |
-
1983
- 1983-04-01 JP JP5525483A patent/JPS59183305A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013160612A (ja) * | 2012-02-03 | 2013-08-19 | Takaoka Electric Mfg Co Ltd | 立体形状計測装置 |
| JP2020056618A (ja) * | 2018-09-28 | 2020-04-09 | 株式会社トプコン | ロータリエンコーダ |
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