JPH063110A - 位置検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光源と光検知器によって被測定物が変位する
位置を検知する位置検出装置で、大型化しないで光束径
を大きくし検出範囲を広げるとともに光束断面の光量分
布一様性を良くし信号の直線性を良くすること。 【構成】 光源４と、光源４の後方に位置し光源４の発
散光４ａを反射して平行な光束４ｂにする放物面を有す
る第１の放物面鏡５と、第１の放物面鏡５の放物面と対
応する位置に平行な光束４ｂを反射によって集光させる
放物面を有する第２の放物面鏡６と、集光点に配置され
平行な光束４ｂの一部を遮るよう交差して変位する被測
定物３の位置を光量の変化によって検知する光検知器７
とで構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、変位する物体の位置
を非接触で検出する光学式の位置検出装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】図４は、例えば特開昭６０−１３１４０
５号公報に記載されている従来の位置検出装置の概要を
示す構成図である。図において、１は光１ａを出す発光
ダイオードなどの光源、２は光源１に対向して配置され
た光検知器でここではフォトトランジスタ、５は光源１
と光検知器２間で光１ａ遮るように変位する被測定物で
ある。

【０００３】次に動作について説明する。光源１から出
た光１ａは、発散しながら進み、光検知器上に照射され
る。この光１ａを遮る位置に置かれた被測定物３が図中
矢印方向に変位すると、光検知器２に照射される光量が
変化するので、光検知器２の出力信号は被測定物３の変
位に応じたものとなる。図５は、上記における被測定物
３の変位置と光検知器２の出力信号との関係を示すグラ
フである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の位置検出装置は
以上のように構成されているので、光源から発散光をそ
のまま使用しているため、光束断面の光量分布一様性が
悪い。そのため図５に示すように直線性の悪い出力しか
得られない。また検出範囲を広くするためには、光源と
被測定物との距離を大きくとり、かつ光検知器の受光面
も大きくしなければならないなどの問題点があった。

【０００５】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、光束径が大きく検出範囲が広い
とともに光束断面の光量分布一様性を良くし出力信号の
直線性の良い位置検出装置を得ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明に係る位置検出
装置は、光源と、光源の後方に位置し光源の発散光を反
射して平行な光束にする放物面を有する第１の放物面鏡
と、第１の放物面鏡の放物面と対応する位置に平行な光
束を反射によって集光させる放物面を有する第２の放物
面鏡と、集光点に配置され平行な光束の一部を遮るよう
交差して変位する被測定物の位置を光量の変化によって
検知する光検知器とで構成したものである。

【０００７】また、内面が楕円形状の反射面でなる楕円
面鏡と、楕円面鏡の２焦点の内一方の焦点に配置され発
散光を出す光源と、２焦点の内他方の焦点に配置され焦
点間で発散光の一部を遮るように変化する被測定物の位
置を光量の変化によって検知する光検知器とで構成した
ものである。

【０００８】

【作用】この発明における位置検出装置は、第１の放物
面鏡により光束が平行に被測定物に照射し、光束断面の
光量分布一様性が良くなるとともに、第２の放物面鏡に
よる集光で光検知器の光量検知域を小さくすることがで
きる。

【０００９】

【実施例】

実施例１．以下、この発明の実施例１を図に基づいて説
明する。図１はこの発明における実施例１の位置検出装
置の概要を示す構成図である。図において、４は発散光
４ａを出す発光ダイオードなどの光源、５は光源４の後
方に位置し発散光４ａを反射して平行な光束４ｂにする
放物面を有する第１の放物面鏡、６は第１の放物面鏡５
と対応する位置に平行な光束４ｂを反射によって集光さ
せる放物面を有する第２の放物面鏡、７は第２の放物面
鏡６の集光点に配置され変位する被測定物３の位置を検
知するフォトダイオードなどの光検知器である。

【００１０】次に動作について説明する。光源４から発
せられた発散光４ａは第１の放物面鏡５で反射され平行
光束４ｂとなる。さらに、第２の放物面鏡６で１点に集
光され光検知器７に導かれる。この平行光束４ｂの一部
を遮るように置かれた被測定物３が、図中矢印の方向に
変位すると、光検知器７に達する光量が変化する。した
がって、被測定物３の変位に応じた出力が得られる。な
お、図２は被測定物３の変位量と光検知器７の出力信号
の関係を示すグラフである。

【００１１】実施例２．以下、この発明の実施例２を図
３に基づいて説明する。図において、８は内面が楕円形
状の反射面でなる楕円面鏡、９は楕円面鏡８の一方の焦
点に位置し発散光９ａを出す発光ダイオードなどの光
源、１０は楕円面鏡８の他方の焦点に位置し焦点間に交
差して変位する被測定物３の位置を検知するフォトダイ
オードなどの光検知器である。

【００１２】次に動作について説明する。楕円面鏡に
は、その一方の焦点から発した光は、どの方向に発した
光も全て他方の焦点に到達するという特質がある。した
がって、被測定物３がなければ光源９から発した発散光
９ａは全て光検知器１０に到達する。被測定物３が図中
矢印方向に変位すると光検知器１０に到達する光量が変
化するので、被測定物３の変位に応じた出力が得られ
る。なお、被測定物３の変位量と出力信号との関係は実
施例１で示した図２と同傾向の線図となる。

【００１３】

【発明の効果】以上のようにこの発明の位置検出装置
は、光源の後方に位置し光源の発散光を反射して平行な
光束にする放物面を有する第１の放物面鏡と、第１の放
物面鏡の放物面と対応する位置に平行な光束を反射によ
って集光させる放物面を有する第２の放物面鏡と、集光
点に配置され平行な光束の一部を遮るよう交差して変位
する被測定物の位置を光量の変化によって検知する光検
知器とで構成したので、被測定物の位置において光束が
平行となり断面の光量分布がほぼ一様となる。また、内
面が楕円形状の反射面でなる楕円面鏡と、楕円面鏡の２
焦点の内一方の焦点に配置され発散光を出す光源と、２
焦点の内他方の焦点に配置され焦点間で発散光の一部を
遮るように変化する被測定物の位置を光量の変化によっ
て検知する光検知器とで構成したので、被測定物の位置
において光束径が大きくかつ光束断面の光量分布が一様
となり、いづれも直線性が良く検出範囲の広い位置検出
装置が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１における位置検出装置の概
要を示す構成図である。

【図２】この発明の実施例１による装置の出力信号を説
明するグラフである。

【図３】この発明の実施例２における位置検出装置の概
要を示す構成図である。

【図４】従来の装置の概要を示す構成図である。

【図５】従来の装置の出力信号を説明するグラフであ
る。

【符号の説明】

３ 被測定物 ４ 光源 ４ａ 発散光 ４ｂ 平行な光束 ５ 第１の放物面鏡 ６ 第２の放物面鏡 ７ 光検知器 ８ 楕円面鏡 ９ 光源 ９ａ 発散光 １０ 光検知器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源と、該光源の後方に位置し上記光源
   の発散光を反射して平行な光束にする放物面を有する第
   １の放物面鏡と、該第１の放物面鏡の放物面と対応する
   位置に上記平行な光束を反射によって１点に集光させる
   放物面を有する第２の放物面鏡と、上記集光点に配置さ
   れ上記平行な光束の一部を遮るよう交差して変位する被
   測定物の位置を光量の変化によって検知する光検知器と
   を備えたことを特徴とする位置検出装置。
2. 【請求項２】 内面が楕円形状の反射面でなる楕円面鏡
   と、該楕円面鏡の２焦点の内一方の焦点に配置され発散
   光を出す光源と、上記２焦点の内他方の焦点に配置され
   上記２焦点間で上記発散光の一部を遮るようにして変位
   する被測定物の位置を光量の変化によって検知する光検
   知器とを備えたことを特徴とする位置検出装置。