JPS60205216A - モワレ縞を用いた位置検出装置 - Google Patents

モワレ縞を用いた位置検出装置

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JPS60205216A
JPS60205216A JP59060673A JP6067384A JPS60205216A JP S60205216 A JPS60205216 A JP S60205216A JP 59060673 A JP59060673 A JP 59060673A JP 6067384 A JP6067384 A JP 6067384A JP S60205216 A JPS60205216 A JP S60205216A
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村岡　幸治
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武志 前田
Masahiro Takasago
高砂　昌弘
Noriya Kaneda
金田　徳也
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は光学的位置検出装置に係り、特に直線的に精密
に移動するりニアアクチュエータの位置決めに用いて好
適なモワレ縞を用いた位置検出装置に関する。
〔発明の背景〕
従来のモワレ縞による位置検出装置は、温度変化に伴う
発光素子の発光強度変化や電源の出力変動による受光素
子の出力の変化が生じ、その結果。
位置決め信号のバイアス点が変化して位置決め精度の低
下もしくは位置決め不能となる問題があった。
〔発明の目的〕
本発明の目的は構造的に組み立てやすく１周囲温度の変
化などによる検出信号の変動を抑制し。
常に安定した検出信号をとり出せる位置検出装置を提供
することにある。
〔発明の概要〕
モワレ縞による位置検出装置において検出信号に変動が
起こる原因としては、■可動モワレ縞の取付誤差による
移動に伴う信号の変動、■周囲温度変化や電源電圧変動
による発光パワーの変動、に大別できる。■は位置合わ
せ精度を高めることによって解決することは可能である
。■は恒温槽に入れ、安定化電源を用いれば解決は可能
であるが、装置として大きくなり、また価格的にも高く
なる欠点がある。さらに発光素子の自己発熱による温度
変化は発光素子の入力時にさけがたい。そこで、本発明
はこれら信号変動を電気回路的に補正することを特徴と
するものである。即ち１つの発光素子に対し２つ以上の
受光面をもつ受光素子を用い、該受光面の各々に対応す
る補助モワレ縞のスリットを、該受光面のそれぞれの検
出信号の位相が１８０°ずれるよう配置し、該受光面の
検出信号の差を位置決め信号として用いると共に、該受
光面の検出信号の和を上記発光素子の入力制御用信号と
して用いるものである。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する。
第１図は本発明による位置検出装置の検出部を示す斜視
図である。直線的に移動するリニアアクチュエータなど
に取付けられる可動モワレ縞１、検出信号の位相が左右
で１８０＠ずれるように作られている補助モワレ縞２、
発光素子３及び受光素子４，５から成る。可動モワレ縞
１と補助モワレ縞２の位置関係は、それぞれスリットが
平行になるように配置され、両者は微小の間隙を隔てて
ほぼ密接の状態に配置されている。補助モワレ縞２の左
右それぞれのスリットの前に受光素子４，５を配置し、
発光素子３は２つの受光素子４．５からほぼ等距離とな
るような位置で、しかも受光索子４，５の出力レベルが
同じでかつ最大になるように配置する。
第２図にそれぞれの位置関係を平面的に示す。
図から明らかなように補助モワレ縞２の片側のスリット
が可動モワレ縞ｌのスリットと完全に重なっている場合
は発光素子３から出た光は受光素子４に到達し、受光素
子４に出力が現われ、その時もう一方のスリットは可動
モワレ縞１のスリットと食い違って光を遮えぎるため受
光素子５には出力が現われない、つまり可動モワレ縞１
の移動につれて受光素子４の出力はＳＩＮ波形を描き、
それと同時に受光素子５の波形は１８０°位相がずれた
状態で同じ＜　Ｓ　１．　Ｎ波形となる。この受光素子
４，５は可能な限りに密接しており、集光型の発光素子
３（例えば赤外発光ダイオード）を用いて効率良く受光
を行うように配置されている。この場合、受光素子４，
５は同光量かつ位相が完全に１８０＠ずれるように位置
合わせすることが必要であり、その調整を簡略化するた
め、また組立を簡単にするために精度良く製作した一体
化ブロックによって取付けられる。
第３図は位置検出信号安定化のための回路図である。発
光素子３より発せられた光は可動モワレ縞ｌと補助モワ
レ縞２のスリットを通して受光素子４，５に到達する。
受光素子４，５は入射光量に応じた出力を発生し、ひと
つは増幅器６を経て差動増幅器７に入り差の信号Ｐとし
て位置決め信号に使われる。ここで受光素子４と５の信
号は位相が１８０°ずれているため差の信号をとること
により、みかけ玉検出感度が２倍に向上したことになり
位置決めしやすくなる効果がある。
受光素子４と５から出た信号は増幅器６を経た後、加算
器８に入ってたし合わされる。受光素子４と５の信号は
１８０’位相がずれているためこれをたし合わせること
によってＤＣ信号となる。
例えば温度変動によって発光素子３の発光光量に変動が
あった場合、受光光量も２個同様に変動するため、加算
器８からの出力はＤＣ的な出力変動として現われてくる
。これを差動増幅器９で基準のＤＣ信号１１を比較すれ
ば光量変化に応じた誤差信号を容易に検出することがで
きる。この誤差信号を加算器１０で発光素子３のバイア
ス信号Ｂとたし合わせた出力をトランジスタ１２を通し
て発光素子３へ入力することによって発光素子３がらの
光量を常に一定に保つことが可能となる。
したがって本実施例によれば位置検出信号Ｐは常に安定
させておくことが可能となり、位置決め精度の高い検出
方式を達成できる効果がある。
第４図は受光素子として４分割受光素子１３を用いた一
実施例であり、第５図にその受光素子の正面図を示す、
４分割受光素子１３は４つの受光面１４　ａ、ｌ　４　
ｂ、　１４　ｃ、　ｌ　４　ｄを持っており受光面１４
ａ、１４ｂと受光面１４ｃ、１４ｄの２つずつの組にし
て信号の検出を行なう。この時補助モワレ縞は左右組の
受光面の中心にある縦の線と合わせて取付ける。本実施
例によれば２組の受光面がひとつのパッケージに組込ま
れているため受光素子の取付は及び取扱いが容易となる
効果がある。
第６図は他の一実施例の信号検出回路図である。
位相が１８０°ずれた信号が受光素子４と５によって検
出され増幅器６を通り、差動増幅器７と加算器８に印加
される。差動増幅器７から出た信号は位置信号Ｐとなる
ものとゼロクロスディテクタ１８に入るものに分かれる
。加算器８から出た信号はサンプルボールド回路１９に
入り、ゼロクロスディテクタ１８からの信号によってホ
ールドされる。サンプルホールド回路１９からでた信号
は加算Ｄ９で基準信号１１と比較され誤差信号となり、
加算器ｌＯで発光素子のバイアス（ｉ１号Ｂと比較され
トランジスタ１２を通して発光素子への入力Ａにフィー
ドバックされる。本実施例によれば振幅が拡大された信
号のゼロクロス点で２つの受光素子の和の信号がホール
ドされるため、２つの受光素子からの信号が完全に１８
０°位相ずれをおこしていなくても温度変化に対する発
光素子へのフィードバックが正確に行われるという効果
があり、さらに受光素子の取付は精度を信号が１８０゜
ずれるように厳格に調整する必要がなくなり、調整が容
易となり調整の簡略化が計れる効果がある。
〔発明の効果〕
以上の如く、本発明によれば、受光量を常に一定に制御
できるので、発光素子の自己発熱による光量変化や周囲
温度の変化、電源電圧の変動などによる位置検出信号の
変動がきわめて小さくなり。
モワレ縞による位置決め制御の安定性が向上するという
効果、及び組立てが容易になる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例の位置検出部の斜視図、第２
図はその平面図、第３図は信号検出回路図、第４図は４
分割受光素子を用いた一実施例の斜視図、第５図は４分
割受光素子の正面図、第６図は他の一実施例の信号検出
回路図である。 １・・・可動モワレ縞、２・・・補助モワレ縞、３・・
・発光素子、４，５・・・受光素子、６・・・増幅器、
７・・・差動増幅器、８，９．１０・・・加算器、１１
・・・基準電源、１２・・トランジスタ、１３・・・４
分割受光素子、１４　ａ　、　１４　ｂ　、１４　ｃ　
、１４　ｄ−受光面、１００・・・モワレ縞移動方向、
Ｐ・・・位置信号、Ｂ・・・バイアス、Ｒ・・・低抗、
１８・・・ゼロクロスディテクタ、第　３　図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １、発光素子に対し２つ以上の受光面を設け、該受光面
    それぞれに対応する補助モワレ縞のスリットを可動モワ
    レ縞の移動に応じて出力される該受光面からの検出信号
    の位相がほぼ１８０゜ずれるように配置し、該受光面の
    検出信号の差を位置決め信号として用いると共に該受光
    面の検出（１号の和を該発光素子の入力制御用信号とし
    て用いることを特徴とするモワレ縞を用いた位ｎ検出装
    置。
JP59060673A 1984-03-30 1984-03-30 モワレ縞を用いた位置検出装置 Expired - Lifetime JPH0758206B2 (ja)

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