JPS6045340A - グラテイキユールセンサ - Google Patents
グラテイキユールセンサInfo
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- JPS6045340A JPS6045340A JP59061242A JP6124284A JPS6045340A JP S6045340 A JPS6045340 A JP S6045340A JP 59061242 A JP59061242 A JP 59061242A JP 6124284 A JP6124284 A JP 6124284A JP S6045340 A JPS6045340 A JP S6045340A
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- graticule
- sensor
- light
- photodetector
- lens
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- 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
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Optical Transform (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (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】
［発明の技術分野］
本発明は、例えばＸ ｍ ＣＴスキトすなどに使用され
る回転もしくは直線運動を検出するグラティキュールセ
ンザに関する。
る回転もしくは直線運動を検出するグラティキュールセ
ンザに関する。
［発明の技術的背景］
回転および直線運動を監視するための光学インクリメン
タルセンサは広範囲に使用されている。
タルセンサは広範囲に使用されている。
光学インクリメンタルセンサは標準として、レンサと他
ユニット間の相対運動を監視するために使用される対称
繰返し波形を発生ずる。このような光学センサの主成分
には、標準として光源、光シャッタ（グラディキュール
、マスクを含む）、光センサおよび光センサの出力時に
動作して出力信号を発生ずるエンコーダ回路が含まれる
。
ユニット間の相対運動を監視するために使用される対称
繰返し波形を発生ずる。このような光学センサの主成分
には、標準として光源、光シャッタ（グラディキュール
、マスクを含む）、光センサおよび光センサの出力時に
動作して出力信号を発生ずるエンコーダ回路が含まれる
。
このような従来の光学インクリメンタルセンサの一例を
第１図に示す、このセンサは光源１０゜クラティキュー
ル１２、光検出器１４．１６およびマスク１８．２Ｏｒ
４Ｍ成されている。グラテイキ１−ル１２は、通常複数
個の同じ幅で、交互に配置された不）Δ明、透明部分２
０．２４より成り立っている。マスク１８．２２−もま
た、複数個の同し幅で、交互に配置された不透明、透明
部分２６．２８より成り立っている。
第１図に示す、このセンサは光源１０゜クラティキュー
ル１２、光検出器１４．１６およびマスク１８．２Ｏｒ
４Ｍ成されている。グラテイキ１−ル１２は、通常複数
個の同じ幅で、交互に配置された不）Δ明、透明部分２
０．２４より成り立っている。マスク１８．２２−もま
た、複数個の同し幅で、交互に配置された不透明、透明
部分２６．２８より成り立っている。
マスク１８．２０は、グラテイキュール１２とセン４ノ
〜１４．１６間に配置され、光源１０からの光がグラテ
ィキュール１２を通過するときにマスク１８によってこ
の光がセンサ１４に当り、またマスク２０によってこの
ような光がそのときセンサ１６に到達しないよう′にな
っている。グラテイキュールがマスク１８．２０に関し
て移動するにつれて、グラティキコールを通過する光は
、マスク−１８ににってセンサ１４へ到着するのを阻止
され、またそのとき、グラテイキュール１２を通過覆る
光は、マスク２０を通過し、センサ１６へ到達する。従
ってセンサ１４の出力Ａは、センサ”１６の出力Ｂと完
全に１８０°位相を異にする。出力△を出力Ｂから引い
たときに、その合成信号は、グラティギュール１２の位
置を示ず。さらに詳細に説明でると、出力Ａと出力Ｂと
の合成差信８は、センサ１４．１６が完全にバランスし
たｊ揚台に、グラティキュール１２が不透明または透明
部分２２．２／ｌの幅一つ移動するたびごとに平均値を
越える。
〜１４．１６間に配置され、光源１０からの光がグラテ
ィキュール１２を通過するときにマスク１８によってこ
の光がセンサ１４に当り、またマスク２０によってこの
ような光がそのときセンサ１６に到達しないよう′にな
っている。グラテイキュールがマスク１８．２０に関し
て移動するにつれて、グラティキコールを通過する光は
、マスク−１８ににってセンサ１４へ到着するのを阻止
され、またそのとき、グラテイキュール１２を通過覆る
光は、マスク２０を通過し、センサ１６へ到達する。従
ってセンサ１４の出力Ａは、センサ”１６の出力Ｂと完
全に１８０°位相を異にする。出力△を出力Ｂから引い
たときに、その合成信号は、グラティギュール１２の位
置を示ず。さらに詳細に説明でると、出力Ａと出力Ｂと
の合成差信８は、センサ１４．１６が完全にバランスし
たｊ揚台に、グラティキュール１２が不透明または透明
部分２２．２／ｌの幅一つ移動するたびごとに平均値を
越える。
［背■技術の問題点］
しかし、マスク１８．２０を適当な方向に並べて、セン
サ１４の出力がセンサ１６の出ノ〕と完全に１８０°位
相を異にするかを確かめることは非常に困難である。さ
らに、第１図に示されたタイプの従来技術は、グラティ
キ１−ル１２のピッチ〈不透部分２２と透明部分２４の
合計幅）が変わるたびことに、新らしいマスクの使用を
必要とづるという不利がある。その理由は、グラテイキ
ュール１２のビッヂは、マスク１８．２０のビッヂに対
応しな（プればならないからである。従って、ピッチの
異なるグラディキュールを使用するたびごとに、新らし
いマスクを互に１８０度位相を異にして入念に位買付番
プしなければならない。
サ１４の出力がセンサ１６の出ノ〕と完全に１８０°位
相を異にするかを確かめることは非常に困難である。さ
らに、第１図に示されたタイプの従来技術は、グラティ
キ１−ル１２のピッチ〈不透部分２２と透明部分２４の
合計幅）が変わるたびことに、新らしいマスクの使用を
必要とづるという不利がある。その理由は、グラテイキ
ュール１２のビッヂは、マスク１８．２０のビッヂに対
応しな（プればならないからである。従って、ピッチの
異なるグラディキュールを使用するたびごとに、新らし
いマスクを互に１８０度位相を異にして入念に位買付番
プしなければならない。
［発明の目的］
本発明の目的は、関連づるマスクの必要なく、高都度の
出力を出すグラティキュールセンサを提供ザることであ
る。
出力を出すグラティキュールセンサを提供ザることであ
る。
本発明の目的は、またグラティキュールビッヂの変化が
行なわれる場合に、同一センサを使用できるグラティギ
コールセンザを提供づ−ることである。
行なわれる場合に、同一センサを使用できるグラティギ
コールセンザを提供づ−ることである。
本発明のさらに目的とするところｄ−３よび利点は、以
下の説明に一部開示され、またそれによって明らかにな
り、あるいは本発明の実施例によって知ることができる
であろう。
下の説明に一部開示され、またそれによって明らかにな
り、あるいは本発明の実施例によって知ることができる
であろう。
［本発明の概要］
この［」的を達成するために本発明は所定方向に、同一
幅の光透過部と光遮断部とを交互に配置したグラディキ
ュールと、このグラティキコールに対して前記配列方向
に相対的に移動し、このグラディキュールに光を投射す
る光源と、このグラティキュールの光透過部を通過した
光を受光し、この光の幅と同じ幅を有する複数の光検出
素子力へなる光検出素子配列と、この光検出素子を一つ
おきにそれぞれ加算した２組の出力を減算する回路とを
具備したことを特徴とする。
幅の光透過部と光遮断部とを交互に配置したグラディキ
ュールと、このグラティキコールに対して前記配列方向
に相対的に移動し、このグラディキュールに光を投射す
る光源と、このグラティキュールの光透過部を通過した
光を受光し、この光の幅と同じ幅を有する複数の光検出
素子力へなる光検出素子配列と、この光検出素子を一つ
おきにそれぞれ加算した２組の出力を減算する回路とを
具備したことを特徴とする。
［発明の実施例］
以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。
本実施例は広義には、それぞれ不透明、透明部分より成
る複数個の同幅部を有するグラティキュール用グラディ
キコールセンナを提供づ−る。この点に関して、それぞ
れ不透明部分３４と透明部３Ｇより成る複数個の同幅部
３２を右づるグラティキュール３０を第２図に示す。グ
ラディキュ−ルに関してここに使用した゛部″とは、繰
返えしパターンを定義するグラティキュールの１部分を
意味する。従って、部３２は繰返えしパターンを定義し
、同じ幅を一部づ−る部３２のそれぞれは、一つおきの
部３２と定義する。グラティキュールに関し−にこに使
用した″゛部分°′とは部の一部を定義する。従って、
不透明部分３４と隣接する透明部分３６が部３２を（育
成する。
る複数個の同幅部を有するグラティキュール用グラディ
キコールセンナを提供づ−る。この点に関して、それぞ
れ不透明部分３４と透明部３Ｇより成る複数個の同幅部
３２を右づるグラティキュール３０を第２図に示す。グ
ラディキュ−ルに関してここに使用した゛部″とは、繰
返えしパターンを定義するグラティキュールの１部分を
意味する。従って、部３２は繰返えしパターンを定義し
、同じ幅を一部づ−る部３２のそれぞれは、一つおきの
部３２と定義する。グラティキュールに関し−にこに使
用した″゛部分°′とは部の一部を定義する。従って、
不透明部分３４と隣接する透明部分３６が部３２を（育
成する。
部分３４はずべて部分３６と同一幅であることが好まし
いが、同一幅であることは必要であると（Ｊ思われない
。本実施例は、部３２はすべて同一幅であるどして、不
透明、透明部分３４．３６によるグラティキュールの位
置表示に役立つものと信じられる。
いが、同一幅であることは必要であると（Ｊ思われない
。本実施例は、部３２はすべて同一幅であるどして、不
透明、透明部分３４．３６によるグラティキュールの位
置表示に役立つものと信じられる。
グラアイキュール３０は、例えば、Ｘ線管がＣ丁スキト
す中で回転する場合に管の位置を決定するために使用さ
れる円形グラティキュールであってもよい。例えば、グ
ラティキュール３０に６９１２個の不透明部３４が３６
０回転度にわたって′Ｓ配置されているなＩうば、この
発明は±１０度秒〕５７！内の′Ｉｈ度を提供できる。
す中で回転する場合に管の位置を決定するために使用さ
れる円形グラティキュールであってもよい。例えば、グ
ラティキュール３０に６９１２個の不透明部３４が３６
０回転度にわたって′Ｓ配置されているなＩうば、この
発明は±１０度秒〕５７！内の′Ｉｈ度を提供できる。
当業者に周知のように、基ｉ１ｊ； ：／−りを提供す
るためには、透明部分３６中の１つがグラティキュール
３０の他の透明部分より長いことが理解されるであろう
。
るためには、透明部分３６中の１つがグラティキュール
３０の他の透明部分より長いことが理解されるであろう
。
患者の周りを回転する回転リング上の静止プラクターリ
ングおよびＸ線管を使用するＣＴスキトすに使用される
場合には、グラティキュールは患者およびプラクターリ
ングに関して静止したままであり、本発明のセン１ノー
は、Ｘ線管を支える回転リングに搭載されている。従っ
て、Ｘ Ｉ９管を支えるリングが回転するにつれて、グ
ラティキコールとセンザ間に相対運動が起る。以下に記
載するように、本発明のセンサは、この相対運動が起る
場合に一連の電気的パルスを発生ずる。このパルスは次
に電子カウンタで３１算され、グラティキュールとＸ線
管間の正確な位置関係を決定Ｊる。グラティ４：ユール
がセンＩすに関して移動づる際に発生する一連の電気的
パルスを使用する口と（よ公知であり、本発明の一部と
みなすものではない。従って電子カウンターおよび関連
Ｊる電子回路の詳細なる説明は省くこととする。理由は
、このようなカウンタおよび回路は当業者に周知である
からである。
ングおよびＸ線管を使用するＣＴスキトすに使用される
場合には、グラティキュールは患者およびプラクターリ
ングに関して静止したままであり、本発明のセン１ノー
は、Ｘ線管を支える回転リングに搭載されている。従っ
て、Ｘ Ｉ９管を支えるリングが回転するにつれて、グ
ラティキコールとセンザ間に相対運動が起る。以下に記
載するように、本発明のセンサは、この相対運動が起る
場合に一連の電気的パルスを発生ずる。このパルスは次
に電子カウンタで３１算され、グラティキュールとＸ線
管間の正確な位置関係を決定Ｊる。グラティ４：ユール
がセンＩすに関して移動づる際に発生する一連の電気的
パルスを使用する口と（よ公知であり、本発明の一部と
みなすものではない。従って電子カウンターおよび関連
Ｊる電子回路の詳細なる説明は省くこととする。理由は
、このようなカウンタおよび回路は当業者に周知である
からである。
第２図に例示されたセンサには、光源４０．光検出器列
４２、レンズ′４４、ブラケット４６および差動増幅器
４８が含まれている。光源４０は、ブラケット４６の一
端に取り伺けられ、光検出器列４２は、ブラウン１〜４
６の他端に取り付りられる。光源４０は、例えば赤外線
発光ダイオード（ＬＥＤ）から成り立っていてもよい。
４２、レンズ′４４、ブラケット４６および差動増幅器
４８が含まれている。光源４０は、ブラケット４６の一
端に取り伺けられ、光検出器列４２は、ブラウン１〜４
６の他端に取り付りられる。光源４０は、例えば赤外線
発光ダイオード（ＬＥＤ）から成り立っていてもよい。
第２図に示すように、ブラケツ１〜４Ｇは、光源４０が
グラテイキコール３０の一端に、光検出器列４２が曲端
に位置するように、グラテイキュール３０に関して位置
イＫＪしプされる。従って、光源４０はグラテイキュー
ル３０の一側面を照射し、グラティキュール３０の不透
明、）穴明部分３４．３６によって生じる陰影を光検出
器列４２に投影さけるが、この陰影は、グラテイキュー
ル３０の不透明、；Δ明部分３４．３６に直接文・ｊ応
する交互に明ロｆ一部分を有するものである。
グラテイキコール３０の一端に、光検出器列４２が曲端
に位置するように、グラテイキュール３０に関して位置
イＫＪしプされる。従って、光源４０はグラテイキュー
ル３０の一側面を照射し、グラティキュール３０の不透
明、）穴明部分３４．３６によって生じる陰影を光検出
器列４２に投影さけるが、この陰影は、グラテイキュー
ル３０の不透明、；Δ明部分３４．３６に直接文・ｊ応
する交互に明ロｆ一部分を有するものである。
レンズ４４は第２図に示されるように、グラティキ」−
ル３０と光検出器列４２間のブラウン１〜４Ｇに位置イ
」（プられる。レンズ４４は、標準円形レンズの代わり
に円筒形レンズとして構成されることが好ましい。円筒
形レンズの使用により半径方向の拡大倍率はゼロになり
、本実施例の性能に多少安定性を生じさせると信じられ
る。
ル３０と光検出器列４２間のブラウン１〜４Ｇに位置イ
」（プられる。レンズ４４は、標準円形レンズの代わり
に円筒形レンズとして構成されることが好ましい。円筒
形レンズの使用により半径方向の拡大倍率はゼロになり
、本実施例の性能に多少安定性を生じさせると信じられ
る。
光検出器列４２は図面に示されるように、それぞれ第１
の光検出器５２ａ〜５２（Ｉど第２の光検出器５４８〜
５４ｄを有する複数個の同幅部５０より成っている。光
検出器列に関してここに使用される゛′部″とは、２つ
の単一光検出器を含んて′いる光検出器列の一部を意味
ザる。従って、第２図に示される光検出器列４２は計４
つの部、すなわち、８つの光検出器より成り立っている
。このＪ：うな検出器は通常簡単に入手できるので、直
ちに使用できるので、このりイズの光検出器列を第２図
に例示づる。しかし、よりづ−ぐれた平均値を提供する
人形の光電検出器列を使用してもよいことは理解される
べきである。しかし、グラテイキュール３０が、円弧上
に放射状に配置されている不透明、透明部分を含み、ま
た、光検出器列４２の検出器が一直線に配置されている
場合には、光検出器列４２の両極端部は、センサの動作
効果的な光をグラティキュール３０によって投影される
陰影から十分に受Ｅプとらないことになるということを
思い起こすべきである。
の光検出器５２ａ〜５２（Ｉど第２の光検出器５４８〜
５４ｄを有する複数個の同幅部５０より成っている。光
検出器列に関してここに使用される゛′部″とは、２つ
の単一光検出器を含んて′いる光検出器列の一部を意味
ザる。従って、第２図に示される光検出器列４２は計４
つの部、すなわち、８つの光検出器より成り立っている
。このＪ：うな検出器は通常簡単に入手できるので、直
ちに使用できるので、このりイズの光検出器列を第２図
に例示づる。しかし、よりづ−ぐれた平均値を提供する
人形の光電検出器列を使用してもよいことは理解される
べきである。しかし、グラテイキュール３０が、円弧上
に放射状に配置されている不透明、透明部分を含み、ま
た、光検出器列４２の検出器が一直線に配置されている
場合には、光検出器列４２の両極端部は、センサの動作
効果的な光をグラティキュール３０によって投影される
陰影から十分に受Ｅプとらないことになるということを
思い起こすべきである。
本実施例によれば、グラディギュールによって投影され
る陰影の各部の幅を光検出器列の各部の幅と殆んど等ｊ
ノくするようにセンサのレンズを配置し、そのために、
陰影を、グラティキュールの相対運動に際して、列上を
移動ざゼ、従って陰影の明暗部分がそれぞれ列の第１、
第２光検出器に当るように列を配置づる。第２図に示さ
れるように、レンズ４４は、グラティキュール３０の部
３２のそれぞ′れによって光検出器列４２に投影される
陰影の幅が、□・光検出器列４２の各部５０の幅にほと
んど等しい時点でブラケット４６に取り付（プられる。
る陰影の各部の幅を光検出器列の各部の幅と殆んど等ｊ
ノくするようにセンサのレンズを配置し、そのために、
陰影を、グラティキュールの相対運動に際して、列上を
移動ざゼ、従って陰影の明暗部分がそれぞれ列の第１、
第２光検出器に当るように列を配置づる。第２図に示さ
れるように、レンズ４４は、グラティキュール３０の部
３２のそれぞ′れによって光検出器列４２に投影される
陰影の幅が、□・光検出器列４２の各部５０の幅にほと
んど等しい時点でブラケット４６に取り付（プられる。
さらに、グラディキコール３０、レンズ４４および光検
出器列４２は、第２図に示されるようにグラティキュ−
ル３０がブラケッ１−４６に関して矢印５６で示された
方向に移動するにつれて、グラディキュール３０を移動
覆ることによって投影された陰影が一連の交互明暗部と
なって光検出器５２ａ 〜５２ｄ、５４． ａ 〜５４
ｄにそれそ′れ当るよ−うに配置される。ざらに訂細
に説明すると、グラティキュール３０の透明部分５８か
らの光は、レンズ４４によって集光されて先づ光検出器
５２ａに当り、他方不透明部分６０によって投影された
陰影は、先づ光検出器５４ａに当るグラティ・トコール
３０が矢印５６によって示される方向に移動するにつれ
て、部分６ｏからの陰影も移動して光検出器５２ａ、５
’ｌｂ、５２ｂ、５４ｃ、５２Ｃ１５４，ｄ、５２ｄに
順次当り、他方透明部分５８からの光も移動して検出器
５４ ｂ、５２ｂ、５４Ｃ１５２ｃ、５４ｄ、５２ｄに
順次当る。
出器列４２は、第２図に示されるようにグラティキュ−
ル３０がブラケッ１−４６に関して矢印５６で示された
方向に移動するにつれて、グラディキュール３０を移動
覆ることによって投影された陰影が一連の交互明暗部と
なって光検出器５２ａ 〜５２ｄ、５４． ａ 〜５４
ｄにそれそ′れ当るよ−うに配置される。ざらに訂細
に説明すると、グラティキュール３０の透明部分５８か
らの光は、レンズ４４によって集光されて先づ光検出器
５２ａに当り、他方不透明部分６０によって投影された
陰影は、先づ光検出器５４ａに当るグラティ・トコール
３０が矢印５６によって示される方向に移動するにつれ
て、部分６ｏからの陰影も移動して光検出器５２ａ、５
’ｌｂ、５２ｂ、５４ｃ、５２Ｃ１５４，ｄ、５２ｄに
順次当り、他方透明部分５８からの光も移動して検出器
５４ ｂ、５２ｂ、５４Ｃ１５２ｃ、５４ｄ、５２ｄに
順次当る。
この動作手順を第３Ａ図に示づ。図に於て、検出器５４
ａの出力は時限ｔ１時を低、検出器５２ａの出力は高と
する。同様に、検出器５ ／１． ｂ、５４Ｃ１５４ｄ
の出力は低、検出器５２１〕、５２ｃ、５２（ｊの出力
は高とする。グラディキュール３゜が移動し゛て透明部
分５８がグラティキコール３゜の次の不透明部分６２と
入れ代わると、検出器５４ａ〜５ Ａ、 ｄの出）Ｊは
高くなり、他方不透明部分６０からの陰影を受（プ取っ
ている検出器５２ａ〜５２ｄの出力は低くなる。この過
程を引き続き第３ａ図に示づ−０ 本実施例によれば、第１の光検出器の出力を結合づる手
段と第２の光検出器の出力を結合する手段が提供される
。この際第１の光検出器の結合出力を第２の光検出器の
出）〕から引き去ることが好Ｊ、しい。
ａの出力は時限ｔ１時を低、検出器５２ａの出力は高と
する。同様に、検出器５ ／１． ｂ、５４Ｃ１５４ｄ
の出力は低、検出器５２１〕、５２ｃ、５２（ｊの出力
は高とする。グラディキュール３゜が移動し゛て透明部
分５８がグラティキコール３゜の次の不透明部分６２と
入れ代わると、検出器５４ａ〜５ Ａ、 ｄの出）Ｊは
高くなり、他方不透明部分６０からの陰影を受（プ取っ
ている検出器５２ａ〜５２ｄの出力は低くなる。この過
程を引き続き第３ａ図に示づ−０ 本実施例によれば、第１の光検出器の出力を結合づる手
段と第２の光検出器の出力を結合する手段が提供される
。この際第１の光検出器の結合出力を第２の光検出器の
出）〕から引き去ることが好Ｊ、しい。
第２図に示されるように、検出器５２８〜５２ｄの出力
（ま、導（４１６４で結合され、差動増幅器４８の負人
力に接続される。同様に、検出器５４ａ〜５４ｄの出力
は導体６６で・結合され、差動増幅器４８の正入力に接
続される。検出器５２ａ〜５２ｄの結合出力を第３ｂ図
に、検出器５４８〜５４ ｄの結合出力を第３Ｃ図に示
で。差動増幅器４８の出力を第３ｄ図に示す。
（ま、導（４１６４で結合され、差動増幅器４８の負人
力に接続される。同様に、検出器５４ａ〜５４ｄの出力
は導体６６で・結合され、差動増幅器４８の正入力に接
続される。検出器５２ａ〜５２ｄの結合出力を第３ｂ図
に、検出器５４８〜５４ ｄの結合出力を第３Ｃ図に示
で。差動増幅器４８の出力を第３ｄ図に示す。
ｆｆ１ａｄ図り口ら明らかのように、グラティキユール
３０の不透明部分３４が透明部分３６と完全に入れ代わ
ると、差動増幅器４８の出力は、このような運動が完了
したことを表示するゼロ基準レベルを通過する。従って
、差動増幅器４８の出力に検出器が接続されてそれぞれ
のゼロ交差を検出づるならば、この検出器が事実上光検
出器列／１２の位置に関してグラディキュール３０の位
置を監視しているであろう。
３０の不透明部分３４が透明部分３６と完全に入れ代わ
ると、差動増幅器４８の出力は、このような運動が完了
したことを表示するゼロ基準レベルを通過する。従って
、差動増幅器４８の出力に検出器が接続されてそれぞれ
のゼロ交差を検出づるならば、この検出器が事実上光検
出器列／１２の位置に関してグラディキュール３０の位
置を監視しているであろう。
上記のように、グラティギュール３０によって投影され
る陰影の明暗部分の各部は、光シσｊ出器列４２の各部
の幅にほぼ等しい幅を有していることが好ましい。各陰
影部の幅が光検出器列４２の幅と異なる場合には、差動
増幅器／１．８からの合成出力信号の交差点は移動する
。この環条を、−例どじで、第４ａ−４ｄ図に示づ。同
図において、第４ａ図は、グラティキュール３０の各部
３２が光検出器列７１２に１ｕ影づる陰影部の幅が、光
検出：１３列４２の各部５０ａ〜５０（Ｉの幅、りなわ
ち“′ピッチ″より２０％大である場合の検出器５２ａ
−５２ｄ ＃３よび５４ ａ〜５４ｄの出力を示す。こ
こに使用する″ピッチ″とは、グラティキコール３０の
部３２、または光検出器列４２の部５０ａ〜５０ｄのい
づれかのパ幅″を意味する。言いかえれば、第４ａ図の
光検出器５２ａ〜５２ｄおよび５４ ａ〜５４ｄの信号
は、グラティキュール３０のビッヂが光検出器列４２の
ビッヂより２０％大である場合のこれら検出器の出力を
意味する。
る陰影の明暗部分の各部は、光シσｊ出器列４２の各部
の幅にほぼ等しい幅を有していることが好ましい。各陰
影部の幅が光検出器列４２の幅と異なる場合には、差動
増幅器／１．８からの合成出力信号の交差点は移動する
。この環条を、−例どじで、第４ａ−４ｄ図に示づ。同
図において、第４ａ図は、グラティキュール３０の各部
３２が光検出器列７１２に１ｕ影づる陰影部の幅が、光
検出：１３列４２の各部５０ａ〜５０（Ｉの幅、りなわ
ち“′ピッチ″より２０％大である場合の検出器５２ａ
−５２ｄ ＃３よび５４ ａ〜５４ｄの出力を示す。こ
こに使用する″ピッチ″とは、グラティキコール３０の
部３２、または光検出器列４２の部５０ａ〜５０ｄのい
づれかのパ幅″を意味する。言いかえれば、第４ａ図の
光検出器５２ａ〜５２ｄおよび５４ ａ〜５４ｄの信号
は、グラティキュール３０のビッヂが光検出器列４２の
ビッヂより２０％大である場合のこれら検出器の出力を
意味する。
検出器５２８〜５２ｄの結合出力を第４ｂ図に、また検
出器５４ａ〜５４ｄの結合出力を第４ｃ図に示づ。検出
器５２ａ〜５２ｄおよび５’４ａ〜５４ｄの出力の相異
を第４ｄ図に示す。第４ｄ図から明らかのように、合成
信号のピロ交差点は、不透明部分３４が透明部分３６と
完全に入れ代った瞬間には発生しない。その代りに、交
互位置に約１０％のずれがある。しかし、この位置のず
れを考ｂｎに入れれば、次の交差点は正確に時間法めさ
れて、グラティキュール３０の位置を正確に監視づ−る
ことができる。従って、グラティキュール３０の陰影の
ビッヂを検出器４２のピッチの２０％以内にづれば、本
発明の主旨に従って必要とする出力を発生することがで
きる。
出器５４ａ〜５４ｄの結合出力を第４ｃ図に示づ。検出
器５２ａ〜５２ｄおよび５’４ａ〜５４ｄの出力の相異
を第４ｄ図に示す。第４ｄ図から明らかのように、合成
信号のピロ交差点は、不透明部分３４が透明部分３６と
完全に入れ代った瞬間には発生しない。その代りに、交
互位置に約１０％のずれがある。しかし、この位置のず
れを考ｂｎに入れれば、次の交差点は正確に時間法めさ
れて、グラティキュール３０の位置を正確に監視づ−る
ことができる。従って、グラティキュール３０の陰影の
ビッヂを検出器４２のピッチの２０％以内にづれば、本
発明の主旨に従って必要とする出力を発生することがで
きる。
上記のように、差動増幅器４８の出力を、増幅器４８か
らの出力が一定基準レベルを越えるたびごとに、パルス
を発生する電子回路に接続してもよい。これらのパルス
は次に電子カウンタによって計算される。グラティキュ
位置３００基準位回がカウンタを設定するためにゼロに
到達する時を検出するために別のセンサを使用してもよ
い。
らの出力が一定基準レベルを越えるたびごとに、パルス
を発生する電子回路に接続してもよい。これらのパルス
は次に電子カウンタによって計算される。グラティキュ
位置３００基準位回がカウンタを設定するためにゼロに
到達する時を検出するために別のセンサを使用してもよ
い。
グラティキュール３０は、たとえば、
幅：０．２０３ミリの不透明および透明部分３４．３６
を使用してピッチを）０．４０６にしてもよく、従って
検出器列４２は幅：０．６３５ミワの光検出器部分５２
ａ 〜５２ ｄ Ｊ３よび５４． ａ 〜５４ ｄを
使用してビッヂを１．２７０ミリにしてもよい。
を使用してピッチを）０．４０６にしてもよく、従って
検出器列４２は幅：０．６３５ミワの光検出器部分５２
ａ 〜５２ ｄ Ｊ３よび５４． ａ 〜５４ ｄを
使用してビッヂを１．２７０ミリにしてもよい。
さらに、本実施例によれば、ピッチの異ったグラティキ
コールを提供するために、列のグラティキュールに関し
てレンズの位置を調節づる手段が設けられである。第２
図に示されるように、レンズ４４は、ブラケット４６の
みぞ７０を貫通しているボルトに取り付りられている。
コールを提供するために、列のグラティキュールに関し
てレンズの位置を調節づる手段が設けられである。第２
図に示されるように、レンズ４４は、ブラケット４６の
みぞ７０を貫通しているボルトに取り付りられている。
みぞ７０に沿って適当な位置にレンズ４４を保持するた
めに、ブラケット４Ｇの裏側で、ボルト６８にナツトま
たはノアスナーを取りつける。従って、異ったビツヂの
グラティキュールを使用する場合には、新らしいグラテ
ィキュールによって形成される陰影が、光検出器列４２
の部５０８〜５０ｄの幅と幅の点で殆んど対応する明暗
部分より成る部を有するようにレンズ４４の位置を調節
することが必要である。レンズ４４の必要位置を決定す
るためには、基準レンズ拡大倍率計算を行なう。
めに、ブラケット４Ｇの裏側で、ボルト６８にナツトま
たはノアスナーを取りつける。従って、異ったビツヂの
グラティキュールを使用する場合には、新らしいグラテ
ィキュールによって形成される陰影が、光検出器列４２
の部５０８〜５０ｄの幅と幅の点で殆んど対応する明暗
部分より成る部を有するようにレンズ４４の位置を調節
することが必要である。レンズ４４の必要位置を決定す
るためには、基準レンズ拡大倍率計算を行なう。
ビッヂは同じてもピッチの１．５倍づ゛らせた２個の光
検出器を使用して互に９０°位相の異なる２ Ｍｌの信
号を発生ずることも理解されよう。
検出器を使用して互に９０°位相の異なる２ Ｍｌの信
号を発生ずることも理解されよう。
このような配列を使用してグラティキュール３０の運動
の方向を探知することができる。
の方向を探知することができる。
し発明の効果］
以上、多重要素固体検出器列を使用づる簡易化された位
置セン４ノーについて述べてきた。一連のなるべくは幅
の等しい透明おｊ：び不透明部分より成るグラディキュ
−ルが拡散光で背面熱ＩＪＩされる。
置セン４ノーについて述べてきた。一連のなるべくは幅
の等しい透明おｊ：び不透明部分より成るグラディキュ
−ルが拡散光で背面熱ＩＪＩされる。
グラディキ二ｌ−ルの影像が検出器列のパターンとほぼ
対応するようにグラティキュールの一部分が次に影像さ
れる。検出器列の交互配置要素は互に１８０°位相の異
なる二つの信号を出づように並列に接続される。これら
の信号は、グラティキュールの陰影が検出器列を交互に
暗くしたり明るくすることによって振幅の遷移が起こる
ように除幹処理される。
対応するようにグラティキュールの一部分が次に影像さ
れる。検出器列の交互配置要素は互に１８０°位相の異
なる二つの信号を出づように並列に接続される。これら
の信号は、グラティキュールの陰影が検出器列を交互に
暗くしたり明るくすることによって振幅の遷移が起こる
ように除幹処理される。
従って、ここには、別個のマスクを使用していないグラ
ティキュールセンサについて記載しである。その理由は
、検出器列臼らが従来技術装置による機能を果している
からである。従来のエンコーダシステムの場合のように
、移相のＦｉｌっだ２個のセンサを使用する必要はない
。本発明による検出器列の交互配置要素の並列接続が単
一ユニツ１−のこの機能を果している。検出器列とグラ
ティキュ−ルのピッチが同一である必要Ｅ、Ｊ、ない。
ティキュールセンサについて記載しである。その理由は
、検出器列臼らが従来技術装置による機能を果している
からである。従来のエンコーダシステムの場合のように
、移相のＦｉｌっだ２個のセンサを使用する必要はない
。本発明による検出器列の交互配置要素の並列接続が単
一ユニツ１−のこの機能を果している。検出器列とグラ
ティキュ−ルのピッチが同一である必要Ｅ、Ｊ、ない。
必要４ｆらば、光学的拡大縮少を行って、整合を行なう
。
。
さらに、グラティキュールのピッチ変更を行なう場合に
同一センサユニットを使用することができる。光学的位
置の調節のみが必要である。
同一センサユニットを使用することができる。光学的位
置の調節のみが必要である。
検出器要素の合訓数を勘案して、検出器列の照射の不均
一が起らぬよう注意する。さらに拡散照ａ」の単一電源
が使用されているので、照度の変化は誤差の原因にはな
らない。モノリシック検出器列が使用されているので、
ドリフ１〜による誤差はきわめて小である。さらに、グ
ラティキュールは背面黒用であり、他の要素はすべて反
対側にあるのでグラディキュールの片側への接近が制限
されているところでも本発明装置を使用することができ
る。
一が起らぬよう注意する。さらに拡散照ａ」の単一電源
が使用されているので、照度の変化は誤差の原因にはな
らない。モノリシック検出器列が使用されているので、
ドリフ１〜による誤差はきわめて小である。さらに、グ
ラティキュールは背面黒用であり、他の要素はすべて反
対側にあるのでグラディキュールの片側への接近が制限
されているところでも本発明装置を使用することができ
る。
この他の利点および変更は当業者に直ちに明らかになる
であろう。従って本発明は、広義には、ここに示され記
載された詳細、代表的方法および実列に限定されるもの
ではない。従って出願人の発明的概念の精神または範囲
に反することなく、多少の変更を行いうるちのとする。
であろう。従って本発明は、広義には、ここに示され記
載された詳細、代表的方法および実列に限定されるもの
ではない。従って出願人の発明的概念の精神または範囲
に反することなく、多少の変更を行いうるちのとする。
第１図は従来のクラティキュールセンサの構成図、第２
図は本発明の一実施例の構成図、第３図、第４図は同実
施例の動作を示す波形図である。 ３０・・・グラテイキュール、４０・・・光源、４２・
・・光検出器列、４４・・・レンズ゛、５２・・・第１
光検出器列、５４・・・第２光検出器列代理人弁理士
１１」近 憲佑（ほか１名）第１図 第２図 第４図す。
図は本発明の一実施例の構成図、第３図、第４図は同実
施例の動作を示す波形図である。 ３０・・・グラテイキュール、４０・・・光源、４２・
・・光検出器列、４４・・・レンズ゛、５２・・・第１
光検出器列、５４・・・第２光検出器列代理人弁理士
１１」近 憲佑（ほか１名）第１図 第２図 第４図す。
Claims (4)
- （１）所定方向に、同一幅の光透過部と光遮断部とを交
互に配置したグラテイキュールと、このグラティキュー
ルに対して前記所定方向に相対的に移動し、このグラデ
ィキュールに光に扱銅する光源と、このグラティキュー
ルの光透過部を通過した光を受光し、この光の幅と同じ
幅を有する複数の光検出素子からなる光検出素子配列と
、この光検出素子を一つおきにそれぞれ加算した２組の
出力を減算する回路とを具備したことを特徴とするグラ
デイキコーールセンサ。 - （２）前記グラティキュールと光検出素子配列との間に
レンズを設（プたことを特徴とする特ｎ請求の範囲第１
項記載のグラテイキュールセンナ。 - （３）前記レンズ′は、円筒型状レンズ′であることを
特徴とする特許請求の範囲第２項記載のグラティキュー
ルセンサ。 - （４）前記レンズは、光検出素子配列からの距離が調整
されるように配置されたことを特徴とする特許請求のｆ
ｔＡ１ｌｌ１第２項記載のグラティキュール廿ンサ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US525244 | 1983-08-22 | ||
| US06/525,244 US4560870A (en) | 1983-08-22 | 1983-08-22 | Graticule sensor having a plurality of light detectors |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6045340A true JPS6045340A (ja) | 1985-03-11 |
| JPH0254091B2 JPH0254091B2 (ja) | 1990-11-20 |
Family
ID=24092494
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59061242A Granted JPS6045340A (ja) | 1983-08-22 | 1984-03-30 | グラテイキユールセンサ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4560870A (ja) |
| EP (1) | EP0145106B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6045340A (ja) |
| DE (1) | DE3474476D1 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH669457A5 (ja) * | 1986-02-18 | 1989-03-15 | Mettler Instrumente Ag | |
| GB2198842B (en) * | 1986-12-19 | 1991-01-02 | Philips Electronic Associated | Movement sensing infra-red system |
| DE3810291A1 (de) * | 1987-03-30 | 1988-10-27 | Toshiba Kawasaki Kk | Sonnensensor |
| US5254919A (en) * | 1991-03-22 | 1993-10-19 | Eastman Kodak Company | Encoder system using linear array sensor for high resolution |
| US6327791B1 (en) | 1999-06-09 | 2001-12-11 | The Government Of The United States As Represented By The Secretary Of Commerce | Chain code position detector |
| US6553091B2 (en) | 2000-06-22 | 2003-04-22 | Kabushiki Kaisha Toshiba | X-ray CT apparatus |
| GB0316921D0 (en) * | 2003-07-19 | 2003-08-27 | Renishaw Plc | Reader for a scale marking |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5582918A (en) * | 1978-12-19 | 1980-06-23 | Toshiba Corp | Encoder |
| JPS5677714A (en) * | 1979-07-02 | 1981-06-26 | Western Electric Co | Displacement transducer |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3633038A (en) * | 1970-05-01 | 1972-01-04 | Newell Ind | Transducer-positioning system using radiation-sensitive means |
| US3748043A (en) * | 1972-03-20 | 1973-07-24 | Bendix Corp | Photoelectric interpolating arrangement for reading displacements of divided scales |
| CH571212A5 (ja) * | 1973-08-15 | 1975-12-31 | Dixi Sa | |
| NL7403468A (nl) * | 1974-03-15 | 1975-09-17 | Philips Nv | Inrichting voor het bepalen van de verplaat- sing van een onderdeel van een werktuig. |
| FR2310549A1 (fr) * | 1975-05-07 | 1976-12-03 | Sagem | Perfectionnements aux dispositifs optiques de determination de la position d'un organe mobile |
| GB1551736A (en) * | 1975-06-11 | 1979-08-30 | Emi Ltd | Scanning radiographic apparatus |
| CH658514A5 (de) * | 1982-02-09 | 1986-11-14 | Wild Heerbrugg Ag | Verfahren und vorrichtung zur erfassung einer messgroesse. |
-
1983
- 1983-08-22 US US06/525,244 patent/US4560870A/en not_active Expired - Fee Related
-
1984
- 1984-03-30 JP JP59061242A patent/JPS6045340A/ja active Granted
- 1984-06-08 DE DE8484303918T patent/DE3474476D1/de not_active Expired
- 1984-06-08 EP EP84303918A patent/EP0145106B1/en not_active Expired
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5582918A (en) * | 1978-12-19 | 1980-06-23 | Toshiba Corp | Encoder |
| JPS5677714A (en) * | 1979-07-02 | 1981-06-26 | Western Electric Co | Displacement transducer |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3474476D1 (en) | 1988-11-10 |
| JPH0254091B2 (ja) | 1990-11-20 |
| EP0145106A1 (en) | 1985-06-19 |
| US4560870A (en) | 1985-12-24 |
| EP0145106B1 (en) | 1988-10-05 |
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