JPS6355406A - 光スポツト等の入射位置検出装置 - Google Patents
光スポツト等の入射位置検出装置Info
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- JPS6355406A JPS6355406A JP19985786A JP19985786A JPS6355406A JP S6355406 A JPS6355406 A JP S6355406A JP 19985786 A JP19985786 A JP 19985786A JP 19985786 A JP19985786 A JP 19985786A JP S6355406 A JPS6355406 A JP S6355406A
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- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 11
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000007850 fluorescent dye Substances 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
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Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (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】
［産業上の利用分野］
本発明は、光スポットや放射線の入射位置を検出するた
めの光スポット等の入射位置検出装置に関するものであ
る。
めの光スポット等の入射位置検出装置に関するものであ
る。
［従来の技術］
従来から、光スポット等の入射位置を検出する二次元検
出装置としては、撮像管やＣＯＤ （電荷結合素子）等
が知られているが、何れも価格が高価となり処理回路が
複雑である。
出装置としては、撮像管やＣＯＤ （電荷結合素子）等
が知られているが、何れも価格が高価となり処理回路が
複雑である。
本出願人は既に特願昭６０−２７４４９９号において、
二次発光体を含有する板体を用いて、その入射位置を検
出する装置を提案したが、この場合は一次元又は多数個
の光電変換素子を必要とした。
二次発光体を含有する板体を用いて、その入射位置を検
出する装置を提案したが、この場合は一次元又は多数個
の光電変換素子を必要とした。
［発明の目的］
本発明の目的は、更に簡易な構成により、光スポット等
の入射位置を検出し得る光スポット等の入射位置検出装
置を提供することにある。
の入射位置を検出し得る光スポット等の入射位置検出装
置を提供することにある。
［発明の概要］
上述の目的を達成するための本発明の要旨は、二次発光
体又は散乱材を含有する透明又は半透明の板体の端面に
密着して、同様に二次発光体又は散乱材を含有する透明
又は半透明の細条部材を配置し、該細条部材の少なくと
も一方の端部に光電変換素子を配置し、前記板体の表面
に光スポット又は放射線を入射させて、前記板体内で発
生する二次光又は散乱光を前記細条部材に導いて再び二
次元又は散乱光を発生させ、前記光電変換素子で得られ
た光強度から前記光スポット又は放射線の入射位置を検
出することを特徴とする光スポット等の入射位置検出装
置である。
体又は散乱材を含有する透明又は半透明の板体の端面に
密着して、同様に二次発光体又は散乱材を含有する透明
又は半透明の細条部材を配置し、該細条部材の少なくと
も一方の端部に光電変換素子を配置し、前記板体の表面
に光スポット又は放射線を入射させて、前記板体内で発
生する二次光又は散乱光を前記細条部材に導いて再び二
次元又は散乱光を発生させ、前記光電変換素子で得られ
た光強度から前記光スポット又は放射線の入射位置を検
出することを特徴とする光スポット等の入射位置検出装
置である。
［発明の実施例］
本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
第１図において、ｌは蛍光剤を含有する例えば合成樹脂
から成る透明又は半透明の板体である。
から成る透明又は半透明の板体である。
この板体ｌの各端面１ａ−１ｄには、同様に蛍光剤を含
有し、透明又は半透明の合成樹脂から成る細条部材２ａ
〜２ｄが密着されている。そして、これらの細条部材２
ａ〜２ｄの端部には、例えば太陽電池等から成る光電変
換素子３ａ、３ａ’、３ｂ、３ｂ’、 ・・・、３ｄ
’がそれぞれ取り付けられており、これらの光電変換素
子３ａ、３Ｐ１′、３ｂ、３ｂ゛、・会φ、３ｄ”の出
力は図示しない演算処理回路に入力されている。
有し、透明又は半透明の合成樹脂から成る細条部材２ａ
〜２ｄが密着されている。そして、これらの細条部材２
ａ〜２ｄの端部には、例えば太陽電池等から成る光電変
換素子３ａ、３ａ’、３ｂ、３ｂ’、 ・・・、３ｄ
’がそれぞれ取り付けられており、これらの光電変換素
子３ａ、３Ｐ１′、３ｂ、３ｂ゛、・会φ、３ｄ”の出
力は図示しない演算処理回路に入力されている。
ここで、板体１の表面に光スポットＳが入射すると、こ
の光スポットＳにより板体１中の蛍光剤が励起されてラ
ンダムな方向に蛍光を発し、この蛍光は板体１中を伝播
して各端面１ａ−１ｄに到達する。この場合に、蛍光は
板体１を伝播中に減衰され、各端面１ａ〜１ｄのそれぞ
れの位置の光強度は、光スボッ）Ｓまでの距離に依存し
て単調増加又は減少することになる。端面１ａ〜１ｄか
ら出射された蛍光は、細条部材２ａ〜２ｄにそれぞれ入
射し、細条部材２ａ〜２ｄ中に含まれる蛍光剤により再
びランダムな方向に発光し、細条部材２ａ〜２ｄ中を伝
播し、その両端部に配置された光電変換素子３ａ、３ａ
’、６・・、３ｄ”に入射する。
の光スポットＳにより板体１中の蛍光剤が励起されてラ
ンダムな方向に蛍光を発し、この蛍光は板体１中を伝播
して各端面１ａ−１ｄに到達する。この場合に、蛍光は
板体１を伝播中に減衰され、各端面１ａ〜１ｄのそれぞ
れの位置の光強度は、光スボッ）Ｓまでの距離に依存し
て単調増加又は減少することになる。端面１ａ〜１ｄか
ら出射された蛍光は、細条部材２ａ〜２ｄにそれぞれ入
射し、細条部材２ａ〜２ｄ中に含まれる蛍光剤により再
びランダムな方向に発光し、細条部材２ａ〜２ｄ中を伝
播し、その両端部に配置された光電変換素子３ａ、３ａ
’、６・・、３ｄ”に入射する。
この場合に、蛍光剤は例えば約５００ｎｍを中心とする
波長帯域の光を吸収して、約６００ｎｍを中心とする波
長帯域の光を発光するものであり、・板体１から出射す
る波長帯域の光を細条部材２ａ〜２ｄの蛍光剤が吸収す
る関係にあることが望ましい、従って、板体ｌに含まれ
る蛍光剤と細条部材２ａ〜２ｄ中に含まれる蛍光剤とは
異なる種類とすることが好適である。
波長帯域の光を吸収して、約６００ｎｍを中心とする波
長帯域の光を発光するものであり、・板体１から出射す
る波長帯域の光を細条部材２ａ〜２ｄの蛍光剤が吸収す
る関係にあることが望ましい、従って、板体ｌに含まれ
る蛍光剤と細条部材２ａ〜２ｄ中に含まれる蛍光剤とは
異なる種類とすることが好適である。
第１図のＸ方向の光スポットＳの位置を求めるためには
、Ｘ方向に配置した２つの細条部材２ａ、２Ｃの端部か
らの出力の割合、例えば光電変換素子３ａと３ａ’の出
力の和と、光電変換素子３Ｃと３ｃ”の出力の和の比を
求めることにより、板体１の表面上における光スポット
ＳのＸ方向の位置を入射光量に関係なく求めることがで
きる。
、Ｘ方向に配置した２つの細条部材２ａ、２Ｃの端部か
らの出力の割合、例えば光電変換素子３ａと３ａ’の出
力の和と、光電変換素子３Ｃと３ｃ”の出力の和の比を
求めることにより、板体１の表面上における光スポット
ＳのＸ方向の位置を入射光量に関係なく求めることがで
きる。
即ち、板体１の辺の長さをＤ、光スポットＳから端面１
ａまでの最短距離をＸとすると、細条部材２ａ、２Ｃを
介して光電変換素子（３ａ、３ａ′）、（３ｃ、３ｃ’
）で得られる蛍光の光強度による出力Ｐａ、 Ｐｃはそ
れぞれ、 Ｐｃｍに／ｆ（ｘ） Ｐｃｍ Ｋ ／ （Ｄ −ｆ（ｘ）） となる、ここで、Ｋは光スポットＳの光強度・大きさ、
蛍光剤の光変換効率、板体１、細条部材２中の蛍光減衰
率に依存する定数である。このとき、両光電変換素子（
３ａ、３ａ゛）、（３ｃ、３０′）の出力の和Ｐａ＋Ｐ
ｃと差Ｐａ−Ｐｃをそれぞれ演算し、差Ｐａ−Ｐｃを和
Ｐａ＋Ｐｃによって除算すれば、ｆ（ｘ）＝Ｐｃ＠Ｄ
／ （Ｐａ＋Ｐｃ）となり、ｆ（ｘ）は予め特性を求め
ておくことができるので、光スポットＳの光強度等によ
らずに距離Ｘを求めることが可能となる。
ａまでの最短距離をＸとすると、細条部材２ａ、２Ｃを
介して光電変換素子（３ａ、３ａ′）、（３ｃ、３ｃ’
）で得られる蛍光の光強度による出力Ｐａ、 Ｐｃはそ
れぞれ、 Ｐｃｍに／ｆ（ｘ） Ｐｃｍ Ｋ ／ （Ｄ −ｆ（ｘ）） となる、ここで、Ｋは光スポットＳの光強度・大きさ、
蛍光剤の光変換効率、板体１、細条部材２中の蛍光減衰
率に依存する定数である。このとき、両光電変換素子（
３ａ、３ａ゛）、（３ｃ、３０′）の出力の和Ｐａ＋Ｐ
ｃと差Ｐａ−Ｐｃをそれぞれ演算し、差Ｐａ−Ｐｃを和
Ｐａ＋Ｐｃによって除算すれば、ｆ（ｘ）＝Ｐｃ＠Ｄ
／ （Ｐａ＋Ｐｃ）となり、ｆ（ｘ）は予め特性を求め
ておくことができるので、光スポットＳの光強度等によ
らずに距離Ｘを求めることが可能となる。
なお、この場合の板体１の端面からの出力特性は、第２
図（ａ）に示すように光スポットｓが板体ｌの中央部に
位置するほど出力が大きい傾向にある。一方、細条部材
２に同じ光量で入射した蛍光を両端部の光電変換素子３
で検出しその和をとると、第２図（ｂ）に示すように光
量の減衰のために中央部への入射量はど小さくなる。従
って、最終的には両者の曲線は相殺されて、両端部の光
電変換素子３から得られる出力は第２ｒ！４（Ｃ）に示
すようにほぼ平担となる。
図（ａ）に示すように光スポットｓが板体ｌの中央部に
位置するほど出力が大きい傾向にある。一方、細条部材
２に同じ光量で入射した蛍光を両端部の光電変換素子３
で検出しその和をとると、第２図（ｂ）に示すように光
量の減衰のために中央部への入射量はど小さくなる。従
って、最終的には両者の曲線は相殺されて、両端部の光
電変換素子３から得られる出力は第２ｒ！４（Ｃ）に示
すようにほぼ平担となる。
また、Ｙ方向についても２つの細条部材２ｂ、２ｄの端
面に設けた光電変換素子（３ｂ、３ｂ’、３ｄ、３ｄ゛
）の出力から光スポットＳの位置を同様に求めることが
でき、Ｘ方向と併せて二次元的な光スポットＳの位置を
検出することが可能である。
面に設けた光電変換素子（３ｂ、３ｂ’、３ｄ、３ｄ゛
）の出力から光スポットＳの位置を同様に求めることが
でき、Ｘ方向と併せて二次元的な光スポットＳの位置を
検出することが可能である。
なお第１図においては、板体１の光スポットＳの位置を
細条部材２ａ、２Ｃに投影し、光電変換素子３ａと３ａ
’の出力の比又は光電変換素子３Ｃと３ｃ’の出力の比
によって光スボッ）ＳのＹ方向の位置を求めることもで
きる。
細条部材２ａ、２Ｃに投影し、光電変換素子３ａと３ａ
’の出力の比又は光電変換素子３Ｃと３ｃ’の出力の比
によって光スボッ）ＳのＹ方向の位置を求めることもで
きる。
前述したように、光スボッ）Ｓの入射光の波長或いは蛍
光剤の種類によって、励起される蛍光の波長は異なるが
、細条部材２に含まれる蛍光材の励起光のみを透過する
フィルタを各光電変換素子３ａ、３ａ’、・・・、３ｄ
’の前面に設ければ、雑音の影響を無視して精度の良い
測定を行うことができる。勿論、板体ｌの表面のみを露
出して、その他は外光から遮断することが望ましいが、
完全な暗箱を形成できない場合には光スポットＳの入射
光を変調して、この変調光に同期した光電変換素子３ａ
、３ａ’、３ｂ、３ｂ’、・・・、３ｄ’からの出力の
みを検出して外光の影響を除去するようにしてもよい。
光剤の種類によって、励起される蛍光の波長は異なるが
、細条部材２に含まれる蛍光材の励起光のみを透過する
フィルタを各光電変換素子３ａ、３ａ’、・・・、３ｄ
’の前面に設ければ、雑音の影響を無視して精度の良い
測定を行うことができる。勿論、板体ｌの表面のみを露
出して、その他は外光から遮断することが望ましいが、
完全な暗箱を形成できない場合には光スポットＳの入射
光を変調して、この変調光に同期した光電変換素子３ａ
、３ａ’、３ｂ、３ｂ’、・・・、３ｄ’からの出力の
みを検出して外光の影響を除去するようにしてもよい。
また第３図においては、板体１の直交する２つの端面１
ａ、１ｂのみにそれぞれ細条部材２ａ、２ｂが配置され
ており、その端部に設けた光電変換素子３ａ、３ａ’、
３ｂ、３ｂ’から光スポットＳの位置を求めるようにし
ている。更には、光電変換素子３は細条部材２の両端に
設けるようにしているが、入射光の特性が判っていれば
片端のみに設けても測定は可能である。
ａ、１ｂのみにそれぞれ細条部材２ａ、２ｂが配置され
ており、その端部に設けた光電変換素子３ａ、３ａ’、
３ｂ、３ｂ’から光スポットＳの位置を求めるようにし
ている。更には、光電変換素子３は細条部材２の両端に
設けるようにしているが、入射光の特性が判っていれば
片端のみに設けても測定は可能である。
また、板体ｌは実施例のような平面ではなく曲面であっ
てもよく、球面や円筒形など使用目的に応じて使い分け
ることができる。更に、板体ｌの表面を粗に加工するこ
とにより入射強度を減少させることができるので、表面
に粗さ分布を与えて第２図に示す特性をより直線化する
ことが可能となる。
てもよく、球面や円筒形など使用目的に応じて使い分け
ることができる。更に、板体ｌの表面を粗に加工するこ
とにより入射強度を減少させることができるので、表面
に粗さ分布を与えて第２図に示す特性をより直線化する
ことが可能となる。
更には、測定対象は必ずしも光スポットとは限らず、放
射線の点状入射によっても板体１内に光点を得ることが
できる。この場合には、板体１内にはシンチレータを散
在しておくことが好ましい、また、板体１内に混入する
材料は、蛍光剤、シンチレータ以外に、光強度は小さく
なるものの、単なるアルミニウム粉のような光拡散材を
混入してもよい。
射線の点状入射によっても板体１内に光点を得ることが
できる。この場合には、板体１内にはシンチレータを散
在しておくことが好ましい、また、板体１内に混入する
材料は、蛍光剤、シンチレータ以外に、光強度は小さく
なるものの、単なるアルミニウム粉のような光拡散材を
混入してもよい。
なお、この光スポット等の入射位置検出装置の用途とし
ては、一般に計測装置が考えられるが、その他には計算
機等のデジタイザ入力装置等に使用することも可能であ
る。また１図形入力であっても時系列的に光スポットを
移動するようにすれば十分に認識ができる。
ては、一般に計測装置が考えられるが、その他には計算
機等のデジタイザ入力装置等に使用することも可能であ
る。また１図形入力であっても時系列的に光スポットを
移動するようにすれば十分に認識ができる。
［発明の効果］
以上説明したように本発明に係る光スポット等の入射位
置検出装置は、極めて簡素な構成により、光スポットや
放射線の位置を求めることができ、従来装置では価格的
に不可能な大型の検出装置も安価に製作することができ
る。
置検出装置は、極めて簡素な構成により、光スポットや
放射線の位置を求めることができ、従来装置では価格的
に不可能な大型の検出装置も安価に製作することができ
る。
図面は本発明に係る光スポット等の入射位置検出装置の
実施例を示し、第１図はその斜視図、第２図（ａ）は板
体の出力特性図、（ｂ）は細条部材の出力特性図、（Ｃ
）は総合の出力特性図、第３図は他の実施例の斜視図で
ある。 符号１は板体、１ａ−１ｄは端面、２ａ〜２ｄは細条部
材、３ａ〜３ｄ’は光電変換素子である。
実施例を示し、第１図はその斜視図、第２図（ａ）は板
体の出力特性図、（ｂ）は細条部材の出力特性図、（Ｃ
）は総合の出力特性図、第３図は他の実施例の斜視図で
ある。 符号１は板体、１ａ−１ｄは端面、２ａ〜２ｄは細条部
材、３ａ〜３ｄ’は光電変換素子である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、二次発光体又は散乱材を含有する透明又は半透明の
板体の端面に密着して、同様に二次発光体又は散乱材を
含有する透明又は半透明の細条部材を配置し、該細条部
材の少なくとも一方の端部に光電変換素子を配置し、前
記板体の表面に光スポット又は放射線を入射させて、前
記板体内で発生する二次光又は散乱光を前記細条部材に
導いて再び二次元又は散乱光を発生させ、前記光電変換
素子で得られた光強度から前記光スポット又は放射線の
入射位置を検出することを特徴とする光スポット等の入
射位置検出装置。 ２、前記二次発光体を蛍光剤とした特許請求の範囲第１
項に記載の光スポット等の入射位置検出装置。 ３、前記板体の相対向する端面に前記細条部材を配置し
、これらの細条部材に配置した前記光電変換素子の出力
の割合から、前記細条部材の長手方向と直交する方向の
入射位置を検出するようにした特許請求の範囲第１項に
記載の光スポット等の入射位置検出装置。 ４、前記細条部材の両端部に前記光電変換素子を配置し
、両光電変換素子の出力の割合から、前記板体の入射位
置を前記細条部材に投影し、前記細条部材の長手方向の
入射位置を検出するようにした特許請求の範囲第１項に
記載の光スポット等の入射位置検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19985786A JPS6355406A (ja) | 1986-08-26 | 1986-08-26 | 光スポツト等の入射位置検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19985786A JPS6355406A (ja) | 1986-08-26 | 1986-08-26 | 光スポツト等の入射位置検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6355406A true JPS6355406A (ja) | 1988-03-09 |
| JPH0421122B2 JPH0421122B2 (ja) | 1992-04-08 |
Family
ID=16414805
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19985786A Granted JPS6355406A (ja) | 1986-08-26 | 1986-08-26 | 光スポツト等の入射位置検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6355406A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5005979A (en) * | 1988-07-30 | 1991-04-09 | Dornier Gmbh | Optical position detection |
-
1986
- 1986-08-26 JP JP19985786A patent/JPS6355406A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5005979A (en) * | 1988-07-30 | 1991-04-09 | Dornier Gmbh | Optical position detection |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0421122B2 (ja) | 1992-04-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |