JPS6082808A - 角度検出装置 - Google Patents
角度検出装置Info
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- JPS6082808A JPS6082808A JP19111383A JP19111383A JPS6082808A JP S6082808 A JPS6082808 A JP S6082808A JP 19111383 A JP19111383 A JP 19111383A JP 19111383 A JP19111383 A JP 19111383A JP S6082808 A JPS6082808 A JP S6082808A
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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
- G01D5/344—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 polarisation
- G01D5/345—Polarising encoders
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (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】
〔発明の技術分野〕
本発明は回転体の回転角、ロボットハンドの回動角等を
光学的に検出する角度検出装置に関する。
光学的に検出する角度検出装置に関する。
従来から偏光子と検光子によって光を偏光させ。
その透過強度を測定することによシ回転体の回転角を検
出する角度検出装置が知られている。しかし、このよう
な装置においても単に偏光子と検光子とを１枚ずつ用い
ているため、透過強度が回転角１８０°を１周期として
サインカーブを描き、したがって角度が一義的に定まる
範囲は０６〜９０°で。
出する角度検出装置が知られている。しかし、このよう
な装置においても単に偏光子と検光子とを１枚ずつ用い
ているため、透過強度が回転角１８０°を１周期として
サインカーブを描き、したがって角度が一義的に定まる
範囲は０６〜９０°で。
検出範囲が狭いという欠点があった。
本発明は上述したような点に鑑みてなされたもので、角
度を検出しようとする対称物に取付けた偏光板に複数の
偏光を照射し、その透過光の光の強さを測定するという
極めて簡単な構成により、対称物の回転角を広範囲にわ
たって一時的に検出し得るようにした角度検出装置を提
供するものである。
度を検出しようとする対称物に取付けた偏光板に複数の
偏光を照射し、その透過光の光の強さを測定するという
極めて簡単な構成により、対称物の回転角を広範囲にわ
たって一時的に検出し得るようにした角度検出装置を提
供するものである。
以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明
する。
する。
第１図は本発明に係る角度検出装置の第１実施例を示す
概略構成図である。同図において、１は第１の偏光手段
としての検光子、２は第２の偏光手段としての偏光板で
、検光子１は回転軸等の回転体Ａに直接取付けられるか
もしくは適宜な回転伝達機構を介して回転体の回転変位
を受けるように配設されている。前記偏光板２は偏光方
向が−定角度ずつずれた３枚の偏光板２Ａ、２Ｂ、２Ｃ
からなシ、前記検光子１と平行に対向して配設されてい
る。この場合、各偏光板２Ａ、２Ｂ、２Ｃの偏光方向は
、＋ｚ、ｒラジアン（ｒａｄ）に設定さ３ れている。
概略構成図である。同図において、１は第１の偏光手段
としての検光子、２は第２の偏光手段としての偏光板で
、検光子１は回転軸等の回転体Ａに直接取付けられるか
もしくは適宜な回転伝達機構を介して回転体の回転変位
を受けるように配設されている。前記偏光板２は偏光方
向が−定角度ずつずれた３枚の偏光板２Ａ、２Ｂ、２Ｃ
からなシ、前記検光子１と平行に対向して配設されてい
る。この場合、各偏光板２Ａ、２Ｂ、２Ｃの偏光方向は
、＋ｚ、ｒラジアン（ｒａｄ）に設定さ３ れている。
前記偏光板２の左方には各偏光板２Ａ、２Ｂ、２Ｃに対
応して３個の光源３Ａ、３Ｂ、３Ｃと、これらの光源３
Ａ、 ３Ｂ 、 ３Ｃから放射された光７ａ、７ｂ、７
ｃを各偏光板２Ａ、２Ｂ、２Ｃに垂直に導く３本の出射
用光ファイバー４Ａ、４Ｂ、４Ｃとが配設されている。
応して３個の光源３Ａ、３Ｂ、３Ｃと、これらの光源３
Ａ、 ３Ｂ 、 ３Ｃから放射された光７ａ、７ｂ、７
ｃを各偏光板２Ａ、２Ｂ、２Ｃに垂直に導く３本の出射
用光ファイバー４Ａ、４Ｂ、４Ｃとが配設されている。
一方、前記検光子１の右方には各光源３Ａ、３Ｂ、３Ｃ
から放射され各偏光板２Ａ、 ２Ｂ 、 ２Ｃおよび該
検光子１を透過した光８ａ、８ｂ、９ｃをそれぞれ受光
し、電気信号に変換する３個の光電変換器５Ａ、 ５Ｂ
、 ５Ｃと、前記透過光８ａ、８ｂ、８ｃをそれぞれ各
光電変換器５Ａ、５Ｂ。
から放射され各偏光板２Ａ、 ２Ｂ 、 ２Ｃおよび該
検光子１を透過した光８ａ、８ｂ、９ｃをそれぞれ受光
し、電気信号に変換する３個の光電変換器５Ａ、 ５Ｂ
、 ５Ｃと、前記透過光８ａ、８ｂ、８ｃをそれぞれ各
光電変換器５Ａ、５Ｂ。
５Ｃに導く３本の入射用光ファイバー６Ａ、６Ｂ、６Ｃ
とが配設されている。なお、９はレンズである。
とが配設されている。なお、９はレンズである。
このような構成からなる角度検出装置において。
各光源３Ａ、３Ｂ、３Ｃから放射され出射用光ファイバ
ー４Ａ、４Ｂ、４Ｃから出射した光７ａ、７ｂ、７ｅが
各偏光板２Ａ、２Ｂ、２Ｃおよび検光子１を透過し、そ
の透過光８ａ、８ｂ、８ｃを入射用光ファイバー６Ａ、
６Ｂ 。
ー４Ａ、４Ｂ、４Ｃから出射した光７ａ、７ｂ、７ｅが
各偏光板２Ａ、２Ｂ、２Ｃおよび検光子１を透過し、そ
の透過光８ａ、８ｂ、８ｃを入射用光ファイバー６Ａ、
６Ｂ 。
６Ｃで光電変換器５Ａ、 ５Ｂ 、 ５ＣＫ導き、その
強度を検出すると、検光子１の回転角に応じてそれぞれ
異なり、第２図に示すように６０度ずつ位相のずれた曲
線Ｉ、ｎ、］Ｈが得られる。ここで１曲線■は透過光８
ａの強度変化を示し１回転体Ａの回転角度が０°で検光
子１の偏光方向が偏光板２人のそれと一致する時および
回転体Ａが１８０°回転した時において最大強度となり
、回転体Ａが９０°と２７０°回転しだ時最小になる。
強度を検出すると、検光子１の回転角に応じてそれぞれ
異なり、第２図に示すように６０度ずつ位相のずれた曲
線Ｉ、ｎ、］Ｈが得られる。ここで１曲線■は透過光８
ａの強度変化を示し１回転体Ａの回転角度が０°で検光
子１の偏光方向が偏光板２人のそれと一致する時および
回転体Ａが１８０°回転した時において最大強度となり
、回転体Ａが９０°と２７０°回転しだ時最小になる。
曲線■は透過光８ｂの強度変化を示し、回転体Ａが１２
０°と３００°回転した時最大で５３０°と２１０°回
転した時最小の値をとる。そして、曲線■は透過光８Ｃ
の強度変化を示し、回転体Ａが６０°と２４０°回転し
た時最大で、１５０°と３３０°回転した時最小となる
。
０°と３００°回転した時最大で５３０°と２１０°回
転した時最小の値をとる。そして、曲線■は透過光８Ｃ
の強度変化を示し、回転体Ａが６０°と２４０°回転し
た時最大で、１５０°と３３０°回転した時最小となる
。
このように、各透過光８ａ、８ｂ、８ｃの強度は検光子
１の回転角に応じて変化するので、各強度を測定するこ
とＫよシ回転体Ａが何度回転したかを０゜〜１８０°の
範囲で一義的に検出することができる。
１の回転角に応じて変化するので、各強度を測定するこ
とＫよシ回転体Ａが何度回転したかを０゜〜１８０°の
範囲で一義的に検出することができる。
この場合、各光電変換器５Ａ、５Ｂ、５Ｃからの電気信
号をマイクロコンピュータ等で処理すれば１回転角の自
動検出および表示が可能であシ、また強度の増減を考慮
すれば正逆回転も判別し得る。
号をマイクロコンピュータ等で処理すれば１回転角の自
動検出および表示が可能であシ、また強度の増減を考慮
すれば正逆回転も判別し得る。
第３図は本発明の第２実施例を示す概略構成図である。
この実施例は検光子１の外周部にそれぞれ１８０°の範
囲で円弧状の遮光部１０と透光部１１を形成すると共に
光源１２．光電変換器１３．出射用光ファイバー１４お
よび入射用光ファイバー１５からなる１組の光路系を前
記検光子１の外周部に対応して付加した点が上記実施例
と異なるだけで、他は全て同一である。光源１２から放
射された光１６は検光子１が００〜１８０°まで回転す
る間道元部１１を透過して光電変換器１３によシ受光さ
れ、１８０°〜３６０°の範囲では遮光部１０によって
遮ぎられるため、光電変換器１３によって検出される光
１６の強度は第２図に示す折線■となる。したがって、
このような構成によれば折線■と前述した３つの曲線Ｉ
〜■の強度変化によシ、回転体Ａの回転角を０〜２πの
範囲で一義的に検出することが可能となる。
囲で円弧状の遮光部１０と透光部１１を形成すると共に
光源１２．光電変換器１３．出射用光ファイバー１４お
よび入射用光ファイバー１５からなる１組の光路系を前
記検光子１の外周部に対応して付加した点が上記実施例
と異なるだけで、他は全て同一である。光源１２から放
射された光１６は検光子１が００〜１８０°まで回転す
る間道元部１１を透過して光電変換器１３によシ受光さ
れ、１８０°〜３６０°の範囲では遮光部１０によって
遮ぎられるため、光電変換器１３によって検出される光
１６の強度は第２図に示す折線■となる。したがって、
このような構成によれば折線■と前述した３つの曲線Ｉ
〜■の強度変化によシ、回転体Ａの回転角を０〜２πの
範囲で一義的に検出することが可能となる。
また、例えば一つの光源から分割されたものとして基準
光路を構成する光源１７と光電変換器１８を配置すれば
、各信号の相対強度を測定することができ正確な計測を
行うこともできる。
光路を構成する光源１７と光電変換器１８を配置すれば
、各信号の相対強度を測定することができ正確な計測を
行うこともできる。
第４図は本発明の第３実施例を示す概略構成図である。
この実施例は第１の偏光手段としての検光子１をその回
転中心を中心とする３つの同心円状に区画し、その夫々
の領域を偏光方向が６０°ずつずれた３つの偏光板ＩＡ
、ＩＢ、ＩＣとし、光源３に第２の偏光手段としての偏
光板２を配設して直線偏光光源とし、この直線偏光光源
３からの光を偏波面保存光ファイバー２０でビームスプ
リンタ２１に導き、このビームスプリンタ２１によって
分割された３つの光線２２ａ 、 ２２ｂ 、 ２２ｃ
を各偏光板ＩＡ、ＩＢ、ＩＣに垂直に導いてこれら偏光
板ＩＡ、、ＩＢ、１Ｃを透過させ、その透過光を各光電
変換器５Ａ。
転中心を中心とする３つの同心円状に区画し、その夫々
の領域を偏光方向が６０°ずつずれた３つの偏光板ＩＡ
、ＩＢ、ＩＣとし、光源３に第２の偏光手段としての偏
光板２を配設して直線偏光光源とし、この直線偏光光源
３からの光を偏波面保存光ファイバー２０でビームスプ
リンタ２１に導き、このビームスプリンタ２１によって
分割された３つの光線２２ａ 、 ２２ｂ 、 ２２ｃ
を各偏光板ＩＡ、ＩＢ、ＩＣに垂直に導いてこれら偏光
板ＩＡ、、ＩＢ、１Ｃを透過させ、その透過光を各光電
変換器５Ａ。
５Ｂ、５Ｃで検出するようにしたものである。
このような構成においても回転体Ａの回転角を０°〜１
８００の範囲で一義的に検出し得ることは明らかであろ
う。また、偏光板１人の外周に第３図に示した遮光部１
０と透光部１１を設けると共にこれに対応して光源およ
び光電変換器を付加すれば、００〜３６００の範囲で回
転角を一義的に検出することができる。
８００の範囲で一義的に検出し得ることは明らかであろ
う。また、偏光板１人の外周に第３図に示した遮光部１
０と透光部１１を設けると共にこれに対応して光源およ
び光電変換器を付加すれば、００〜３６００の範囲で回
転角を一義的に検出することができる。
第５図は本発明の第４実施例を示す概略構成図である。
この実施例は第１の偏光手段として３つの同心円状をな
す３つの偏光板ＩＡ、ＩＢ、ＩＣからなる検光子１を用
い、第２の偏光手段としての偏光板２を前記検光子１の
偏光板１人に対応して配設し、これら両偏光板１人、２
間に分波器としてのプリズム３０を配設し、このプリズ
ム３０によシ光源３からの光を分光し、各偏光板ＩＡ、
ＩＢ、ＩＣを透過させるように構成したものである。プ
リズム３０によって分光され各偏光板ＩＡ、ＩＢ、ＩＣ
を透過した各透過光３１ａ、 ３１ｂ、 ３１ｃはそれ
ぞれ異なった特定の単一波長を有し、これらを一旦合波
器３２によシ合成し、光ファイバー３３で分波器３４に
導く。分波器３４に導かれた合成波は再び前記透過光３
１ａ、 ３１ｂ、 ３１ｃと同一の単一波長を有する３
つの光に分光された後、図示しない３つの光電変換器に
それぞれ導かれる。
す３つの偏光板ＩＡ、ＩＢ、ＩＣからなる検光子１を用
い、第２の偏光手段としての偏光板２を前記検光子１の
偏光板１人に対応して配設し、これら両偏光板１人、２
間に分波器としてのプリズム３０を配設し、このプリズ
ム３０によシ光源３からの光を分光し、各偏光板ＩＡ、
ＩＢ、ＩＣを透過させるように構成したものである。プ
リズム３０によって分光され各偏光板ＩＡ、ＩＢ、ＩＣ
を透過した各透過光３１ａ、 ３１ｂ、 ３１ｃはそれ
ぞれ異なった特定の単一波長を有し、これらを一旦合波
器３２によシ合成し、光ファイバー３３で分波器３４に
導く。分波器３４に導かれた合成波は再び前記透過光３
１ａ、 ３１ｂ、 ３１ｃと同一の単一波長を有する３
つの光に分光された後、図示しない３つの光電変換器に
それぞれ導かれる。
なお、本発明は上記実施例に特定されるものではなく、
これら実施例を組合わせたシあるいはまた第１．第２実
施例においては第１偏光手段と第２偏光手段もしくは光
源と光電変換器の配設位置を逆にするなど種々の変更が
可能である。
これら実施例を組合わせたシあるいはまた第１．第２実
施例においては第１偏光手段と第２偏光手段もしくは光
源と光電変換器の配設位置を逆にするなど種々の変更が
可能である。
以上説明したように本発明に係る角度検出装置は、複数
の偏向光を角度を検出しようとする対象物に取付けた検
光子に照射し、ある瞬間におけるその透過光の光の強さ
を各別に検出するように構成したので、対象物の回転角
を広い範囲に亘って一義的に検出することができ、また
構造簡易にして検出精度も良好である。
の偏向光を角度を検出しようとする対象物に取付けた検
光子に照射し、ある瞬間におけるその透過光の光の強さ
を各別に検出するように構成したので、対象物の回転角
を広い範囲に亘って一義的に検出することができ、また
構造簡易にして検出精度も良好である。
第１図は本発ＥＡＫ係る角度検出装置の第１実施例を示
す概略構成図、第２図は回転角と光の強度の関係を示す
図、第３図は本発明の第２実施例を示す概略構成図、第
４図は本発明の第３実施例を示す概略構成図、第５図は
本発明の第４実施例を示す概略構成図である。 １・・・・第１の偏光手段、ＩＡ、ＩＢ、ＩＣ？・・・
偏光板、２・・・・第２の偏光手段、２Ａ、２Ｂ２Ｃ・
・・・偏光板、３ 、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ・・・・光源、
５Ａ、５Ｂ、５Ｃ・・・・光電変換器、１０・・・・遮
光部、１１・・・・透光部、１２・・・・光源、１３・
・・・光電変換器、２１・・・・ビームスプリンター、
３０・・・・プリズム、Ａ・・・・回転体。 特許出願人 山武ハネウェル株式会社
す概略構成図、第２図は回転角と光の強度の関係を示す
図、第３図は本発明の第２実施例を示す概略構成図、第
４図は本発明の第３実施例を示す概略構成図、第５図は
本発明の第４実施例を示す概略構成図である。 １・・・・第１の偏光手段、ＩＡ、ＩＢ、ＩＣ？・・・
偏光板、２・・・・第２の偏光手段、２Ａ、２Ｂ２Ｃ・
・・・偏光板、３ 、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ・・・・光源、
５Ａ、５Ｂ、５Ｃ・・・・光電変換器、１０・・・・遮
光部、１１・・・・透光部、１２・・・・光源、１３・
・・・光電変換器、２１・・・・ビームスプリンター、
３０・・・・プリズム、Ａ・・・・回転体。 特許出願人 山武ハネウェル株式会社
Claims (1)
- 複数の偏光を角度を検出しようとする対象物に取付けた
検光子に照射し、ある瞬間におけるその透過光の光の強
さを各別に検出して前記対象物の角度を測定するように
したことを特徴とする角度検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19111383A JPS6082808A (ja) | 1983-10-13 | 1983-10-13 | 角度検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19111383A JPS6082808A (ja) | 1983-10-13 | 1983-10-13 | 角度検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6082808A true JPS6082808A (ja) | 1985-05-11 |
Family
ID=16269072
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19111383A Pending JPS6082808A (ja) | 1983-10-13 | 1983-10-13 | 角度検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6082808A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0246892A3 (en) * | 1986-05-21 | 1988-03-23 | British Aerospace Public Limited Company | Optical position transducer |
| JPH04152214A (ja) * | 1990-10-17 | 1992-05-26 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 防爆温度補償型光学式エンコーダ |
| JPH04152209A (ja) * | 1990-10-16 | 1992-05-26 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 防爆型光学式エンコーダ |
| JPH04152208A (ja) * | 1990-10-16 | 1992-05-26 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 防爆型光学式エンコーダ |
| EP2388557A1 (fr) * | 2010-05-21 | 2011-11-23 | Codechamp | Capteur optique de position angulaire absolue utilisant la technique de la polarimétrie |
| JP2015200675A (ja) * | 2011-10-31 | 2015-11-12 | 日本精工株式会社 | 光学スケールの製造方法 |
| CN114383760A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-04-22 | 厦门大学 | 一种力学参数的测量装置和测量方法 |
-
1983
- 1983-10-13 JP JP19111383A patent/JPS6082808A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0246892A3 (en) * | 1986-05-21 | 1988-03-23 | British Aerospace Public Limited Company | Optical position transducer |
| JPH04152209A (ja) * | 1990-10-16 | 1992-05-26 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 防爆型光学式エンコーダ |
| JPH04152208A (ja) * | 1990-10-16 | 1992-05-26 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 防爆型光学式エンコーダ |
| JPH04152214A (ja) * | 1990-10-17 | 1992-05-26 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 防爆温度補償型光学式エンコーダ |
| EP2388557A1 (fr) * | 2010-05-21 | 2011-11-23 | Codechamp | Capteur optique de position angulaire absolue utilisant la technique de la polarimétrie |
| FR2960292A1 (fr) * | 2010-05-21 | 2011-11-25 | Codechamp | Capteur optique de position angulaire absolue utilisant la technique de la polarimetrie |
| JP2015200675A (ja) * | 2011-10-31 | 2015-11-12 | 日本精工株式会社 | 光学スケールの製造方法 |
| JP2015200677A (ja) * | 2011-10-31 | 2015-11-12 | 日本精工株式会社 | 光学スケール及び光学式エンコーダ |
| CN114383760A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-04-22 | 厦门大学 | 一种力学参数的测量装置和测量方法 |
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