(57)【要約】【課題】受光窓に投光される平行光に光強度の強い領域と非常に弱い領域があっても、見かけ上受光窓に投光される平行光の光強度が均一の場合と同じにする。【解決手段】遮蔽板７の端線７１が、窓１１，２１に対して略垂直方向からミラーアレイ１４，２２を見た際に、窓１１，２１の幅方向一端における所定のミラー１４１，２２１での配置周期の始点と、窓１１，２１の幅方向他端における所定のミラー１４１，２２１での配置周期の終点とを結ぶ線分に対し、略平行である。【選択図】図４
2014163826.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の幅および当該幅よりも大きな所定の長さの窓を有し、一定幅の平行光を当該窓から投光する投光器と、
前記所定の幅および前記所定の長さの窓を有し、前記平行光を当該窓により受光する受光器と、
前記窓の長さ方向に水平移動可能に保持され、測定対象の位置に応じて前記受光器の窓に入る平行光の一部または全てを遮蔽する遮蔽板と、
前記受光器の受光量に比例した大きさの位置信号を出力する光量検出部と、
前記投光器および前記受光器のうち少なくとも一方に前記窓に対向して設けられ、所定周期で配置された複数の偏向素子により前記平行光の向きを前記窓に対し略垂直方向に変える偏向手段とを備え、
前記遮蔽板の端線は、前記窓に対して略垂直方向から前記偏向手段を見た際に、前記窓の幅方向一端における所定の前記偏向素子での配置周期の始点と、前記窓の幅方向他端における所定の前記偏向素子での配置周期の終点とを結ぶ線分に対し、略平行である
ことを特徴とする位置検出器。
【請求項２】
前記偏向手段の各偏向素子は、前記窓の幅方向に対し略平行である
ことを特徴とする請求項１記載の位置検出器。
【請求項３】
前記遮蔽板の端線は、前記窓の幅方向に対し略平行である
ことを特徴とする請求項１記載の位置検出器。
【請求項４】
前記偏向手段はミラーアレイである
ことを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の位置検出器。
【請求項５】
前記偏向手段はプリズムアレイである
ことを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の位置検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えばアクチュエータなどの位置を検出する位置検出器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、製造現場において用途に応じ様々な方式のリニアアクチュエータが用いられている。例えば、電子部品の組み立てや実装、ピック＆プレースなどの作業においては比較的応答速度の早いリニアアクチュエータなどが用いられている。その可動範囲は１ｃｍから１０ｃｍ程度であり、作業に要求される位置精度や応答速度に適した位置検出器を用いて位置のフィードバック制御を行うことで、高速で精密な作業を実現している。
【０００３】
位置検出器は、その方式からアナログ型やデジルタエンコーダ型などに、また、検出原理から磁気や渦電流、差動変圧器、ポテンショメータ型などに、また、構成から接触型や非接触型、透過型、反射型などにそれぞれ分類される。
【０００４】
光を用いたデジタル型の位置検出器としては、レーザ変位計やデジタルスケールが挙げられる。このデジタル型の位置検出器は、最小分解能が高い、スケールが変形しない限りドリフトがなくリニアリティが良い、ロングストロークの測定が可能など利点が多いため、測定器や要求される位置決め精度が高い装置などに多用されている。しかしながら、位置検出器自体が高価であり、周辺回路が複雑で高価な専用のＩＣが必要である点などの課題がある。
また、デジタルスケールとして磁気を用いたものもあるが同様に高価であり、アクチュエータを大電流で駆動した場合に発生するノイズの影響を光方式に比べて受け易い。
【０００５】
一方、アナログ型の位置検出器において、光を使うものとしては透過型のフォトインタラプタや反射型のフォトリフレクタなどが、磁気を使ったものはホール素子や磁気抵抗素子（ＡＭＲ：Ａｎｉｔｏｒｐｉｃ  Ｍａｇｎｅｔｏ  Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）、巨大磁気抵抗素子（ＧＭＲ：Ｇｉａｎｔ  Ｍａｇｎｅｔｏ  Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）などが、他に渦電流や差動変圧器の原理を利用したものなどがある（例えば特許文献１参照）。
【０００６】
アナログ型の位置検出器は、デジタル型に比べてアクチュエータを大電流で駆動した場合に発生するノイズの影響を受け易い。しかしながら、光を使う方式は、アクチュエータのコイルに電流を流すことにより発生する電磁ノイズの影響を比較的受け難い。
【０００７】
特に、例えば図１に示すように、投光器１および受光器２からなるファイバーユニット３と、発光部４および光量検出部５を内蔵したアンプユニット６とを分離し、ファイバーユニット３とアンプユニット６とを光ファイバー８ａ，８ｂで接続した光ファイバー型の位置検出器（以降、ファイバー型光センサーと呼ぶ）は、光センサーおよび増幅器をアクチュエータコイルから離れた場所に設置できるのでアクチュエータ駆動電流ノイズの影響を全く受けない利点がある。
【０００８】
このファイバー型光センサーのファイバーユニット３には透過型と反射型がある。この透過型の一例として、図２，３に示すように、内部に設置された光ファイバー出射端１２からの光をレンズ１３で平行光にし、その光の向きを小型のミラー１４１を有するミラーアレイ１４（もしくはプリズムアレイ）で受光器２の方向に変え、投光窓１１から投光する投光器１と、平行光を受光窓２１により受光し、その光の向きを小型のミラー２２１を有するミラーアレイ２２（もしくはプリズムアレイ）でレンズ２３の方向に変え、レンズ２３により平行光をファイバー入射端２４に集光する受光器２とで構成される形式のものがある。
【０００９】
特にミラーアレイ１４，２２（以降プリズムアレイの記載は省略する）を用いた形式のファイバーユニット３は、レンズ１３，２３とミラーアレイ１４，２２だけの簡単な構成で幅の広い平行光をつくることができる。そして、図２に示すように、投光器１と受光器２とを対向させ、その間で窓１１，２１の長手方向に遮蔽板７を移動させることにより、遮蔽板７の位置に比例して受光器２の受光量が変化する。このため、アンプユニット６の出力も遮蔽板７の位置に比例して変化し、比較的検出距離の長い位置検出器として利用することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平６−２５８１３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ここで、投光器１、受光器２の奥行きを小さくするため、図３に示すように、ミラーアレイ１４，２２の設置角度θ１は一般的には４５°よりも小さな角度に設定される。一方、ミラーアレイ１４では、投光器１のレンズ１３からの平行光の向きを略垂直方向に変えて受光器２に投光する必要があるため、ミラーアレイ１４を構成する個々のミラーのうち平行光の角度を変えるために使われるミラー１４１の設置角度θ２は、レンズ１３からの平行光に対し４５°になるように構成されている。
同様に、ミラーアレイ２２では、投光器１からの平行光の向きを略垂直方向に変えてレンズ２３に投光する必要があるため、ミラーアレイ２２を構成する個々のミラーのうち平行光の角度を変えるために使われるミラー２２１（図２（ｂ）参照）の設置角度θ２は、投光器１からの平行光に対し４５°になるように構成されている。
【００１２】
しかしながら、上記のように構成されたミラーアレイ１４，２２を用いた場合、ミラーアレイ１４，２２のうち平行光の反射に使われる部分は半分以下となる。そのため、受光器２に対し略垂直に投光される平行光には光強度の強い領域Ｔｂと、非常に弱い領域Ｔｄが存在し、一定の周期間隔Ｔｐで繰り返されることになる。
【００１３】
この構成において、ミラー１４１，２２１に対して端線７１が略平行である遮蔽板７（図２（ｂ）参照）を長手方向に直線的に移動させると、図４に示すように、光強度の強い領域Ｔｂでは位置の変化に比例して受光器２の受光量も増加し、アンプユニット６の出力も増加する。しかしながら、光強度の非常に弱い領域Ｔｄでは位置が変化しでも受光器２の受光量はほとんど増加しないため、アンプユニット６の出力も変化しない。そして、この出力変化は一定の周期間隔Ｔｐで繰り返されるため、遮蔽板７の位置を直線的に変化させても出力は階段状に変化する。
したがって、遮蔽板７の直線的な位置変化に対して出力がほとんど変化しない領域が存在するため、位置検出器としては分解能が非常に劣化した状態となる（一般的には位置検出器と言えないレベルとなる）。
【００１４】
なお、実際の光強度は、遮蔽板７による回折の影響や光学系の光束が理想的な平行光ではないために、光強度の強い領域と非常に弱い領域の境界で階段状ではなく連続的に変化する。そのため、アンプユニット６の出力変化も実際には階段状にはならない。
しかしながら、回折や光束の略平行度が出力変化に及ぼす影響は支配的ではないこと、また、投光器１と受光器２を比較的近距離に配した場合にはその影響を受け難いことなどにより、本発明ではその影響については論じていない。
【００１５】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、受光窓に投光される平行光に光強度の強い領域と非常に弱い領域があっても、遮蔽板を窓の長さ方向に移動させた場合の積算光量変化を遮蔽板の移動距離に比例させることができ、見かけ上受光窓に投光される平行光の光強度が均一の場合と同じとなる位置検出器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
この発明に係る位置検出器は、所定の幅および当該幅よりも大きな所定の長さの窓を有し、一定幅の平行光を当該窓から投光する投光器と、所定の幅および所定の長さの窓を有し、平行光を当該窓により受光する受光器と、窓の長さ方向に水平移動可能に保持され、測定対象の位置に応じて受光器の窓に入る平行光の一部または全てを遮蔽する遮蔽板と、受光器の受光量に比例した大きさの位置信号を出力する光量検出部と、投光器および受光器のうち少なくとも一方に窓に対向して設けられ、所定周期で配置された複数の偏向素子により平行光の向きを窓に対し略垂直方向に変える偏向手段とを備え、遮蔽板の端線は、窓に対して略垂直方向から偏向手段を見た際に、窓の幅方向一端における所定の偏向素子での配置周期の始点と、窓の幅方向他端における所定の偏向素子での配置周期の終点とを結ぶ線分に対し、略平行であるものである。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、上記のように構成したので、受光窓に投光される平行光に光強度の強い領域と非常に弱い領域があっても、遮蔽板を窓の長さ方向に移動させた場合の積算光量変化を遮蔽板の移動距離に比例させることができ、見かけ上受光窓に投光される平行光の光強度が均一の場合と同じ効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】位置検出器の全体構成を示すブロック図である。
【図２】従来の位置検出器の投光器、受光器および遮蔽板の構成を示す図であり、（ａ）側面図であり、（ｂ）受光器についての一部上面図である。
【図３】位置検出器におけるミラーアレイの構成を示す図である。
【図４】従来の位置検出器による遮蔽板の位置変化に対するアンプ出力を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係る位置検出器の投光器、受光器および遮蔽板の構成を示す図であり、（ａ）側面図であり、（ｂ）受光器についての一部上面図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係る位置検出器によるミラーアレイと遮蔽板の端線との配置関係と、遮蔽板の位置変化に対するアンプ出力を示す図である。
【図７】この発明の実施の形態１における遮蔽板の端線の傾斜角度を変化させた場合を示す図である。
【図８】この発明の実施の形態１における遮蔽板の端線の傾斜角度の違いによる面積Ｓ３の変化を示す図である。
【図９】この発明の実施の形態２に係る位置検出器によるミラーアレイと遮蔽板の端線との配置関係を示す図である。
【図１０】この発明の実施の形態３に係る位置検出器によるミラーアレイと遮蔽板の端線との配置関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係る位置検出器の全体構成は、従来構成と同様に、図１に示すように、投光器１および受光器２からなるファイバーユニット３と、発光部４および光量検出部５を内蔵したアンプユニット６と、投光器１から受光器２に投光される光を遮蔽する遮蔽板７とから構成されている。また、ファイバーユニット３およびアンプユニット６は光ファイバー８ａ，８ｂで接続されている。
【００２０】
図５はこの発明の実施の形態１に係る位置検出器の投光器１、受光器２および遮蔽板７の構成を示す図であり、（ａ）側面図であり、（ｂ）受光器２についての一部上面図である。
図５に示すように、投光器１および受光器２には、同じ形状の窓（投光窓１１、受光窓２１）が設けられている。この窓１１，２１の形状は、図５（ｂ）に示すように、所定の幅と当該幅よりも大きな所定の長さとで構成される矩形状である。そして、投光器１の投光窓１１と受光器２の受光窓２１は、光方向から見て一致するように対向して配置される。
【００２１】
投光器１は、発光部４から発光され光ファイバー８ａで導波された光ファイバー出射端１２からの光を平行光にするレンズ１３と、当該レンズ１３からの平行光を、所定周期で配置された複数のミラー（偏向素子）１４１により略垂直方向に変え、受光器２へ投光するミラーアレイ（偏向手段）１４とから構成されている。
ここで、ミラーアレイ１４は、投光器１の奥行を小さくするため、従来構成と同様に、図３に示すように、その全体の投光窓１１に対する設置角度θ１が４５°よりも小さな角度に設定されている。そして、ミラーアレイ１４を構成する個々のミラーのうち光の角度を変えるために使われるミラー１４１の設置角度θ２は、レンズ１３からの平行光に対し４５°となるように構成されている。また、所定周期で配置された各ミラー１４１は、投光窓１１の幅方向に対して略平行に配置されている。
【００２２】
また、受光器２は、受光窓２１を介して投光器１から受光した平行光を、所定周期で配置された複数のミラー（偏向素子）２２１により略垂直方向に変えるミラーアレイ（偏向手段）２２と、ミラーアレイ２２からの平行光を光ファイバー入射端２４に集光するレンズ２３とから構成されている。
ここで、ミラーアレイ２２は、受光器２の奥行を小さくするため、投光器１と同様に、その全体の受光窓２１に対する設置角度θ１が４５°よりも小さな角度に設定されている。そして、ミラーアレイ２２を構成する個々のミラーのうち光の角度を変えるために使われるミラー２２１の設置角度θ２は、投光器１からの平行光に対し４５°となるように構成されている。また、所定周期で配置された各ミラー２２１は、受光窓２１の幅方向に対して略平行に配置されている（図５（ｂ）参照）。
【００２３】
また、発光部４は、ＬＥＤなどの光源の光を光ファイバー８ａで投光器１に導波するものである。また、光量検出部５は、受光器２で光ファイバー８ｂに集光されて導波された光を受光し、その光量に比例した値を位置信号として出力するものである。
【００２４】
遮蔽板７は、図５に示すように、平行光に対し略垂直で幅が窓１１，２１の幅よりも大きな面を有し、かつ、窓１１，２１の長さ方向（ｘ方向）に水平移動可能に保持されたものである。また、遮蔽板７の端線７１は、窓１１，２１の幅方向に対して傾いている。この遮蔽板７の端線７１とミラーアレイ１４，２２との配置関係については後述する。
そして、遮蔽板７は、測定対象の位置に応じて水平移動し、受光窓２１に入る平行光の一部または全てを遮蔽する。遮蔽板７が受光窓２１の一端（図５（ｂ）の右端）に達して平行光を遮り始める点から、遮蔽板７が受光窓２１の他端（図５（ｂ）の左端）に達して平行光を全て遮る点までに、光量検出部５に達する光量は最大値から０まで変化する。
【００２５】
次に、遮蔽板７の端線７１とミラーアレイ１４，２２との配置関係について、図６を参照しながら説明する。なお図６（ａ）は、受光窓２１に対して略垂直方向からミラーアレイ２２を見た状態を示している。ミラーアレイ１４についても同様に構成されている。ここで、図６（ａ）に示すミラー２２１の点線で塗られた領域は光強度の非常に弱い部分、無地の領域は光強度の強い部分である。そして遮蔽板７が移動し前記領域に光が当たると、その面積と光強度に比例して総受光量が増加する。また、図６（ｂ）は、遮蔽板３の位置変化に対するアンプユニット６の出力（アンプ出力）を示す図である。
【００２６】
ここで、上述したように投光器１、受光器２の奥行を小さくするため、ミラーアレイ１４，２２を構成する個々のミラーのうち光の反射に使われるミラー１４１，２２１部分は全体の領域の半分以下となる。そのため、図６（ａ）に示すように、受光器２に略垂直に投光される光には光強度の強い領域Ｔｂ（Ｐ２〜Ｐ３）と、非常に弱い領域Ｔｄ（Ｐ１〜Ｐ２）が存在し、一定の周期間隔Ｔｐで繰り返される。
【００２７】
そのため、従来構成のように、遮蔽板７の端線７１を窓１１，２１の幅方向に対して略平行とした場合には、この遮蔽板７を窓１１，２１の長手方向に直線的に移動させてもアンプユニット６の出力は階段状に変化してしまう。
【００２８】
そこで本発明では、遮蔽板７の端線７１を、窓１１，２１に対して略垂直方向からミラーアレイ１４，２２を見た際に、窓１１，２１の幅方向一端における所定のミラー１４１，２２１での配置周期の始点と、窓１１，２１の幅方向他端における所定のミラー１４１，２２１での配置周期の終点とを結ぶ線分に対し、略平行となるように傾ける。図６の例では、遮蔽板７の端線７１を、左端のミラー２２１での、窓２１の下端における配置周期の始点（Ａ）と窓２２の上端における終点（Ｂ）とを結ぶ線分ＡＢに対して、略平行となるように傾けた場合を示している。
【００２９】
図６において、遮蔽板７の端線７１が（ａ）から（ｂ）まで移動した場合を考える。
このときの受光器２の光量増加分は面積Ｓ１であり、遮蔽板７の端線７１のＰ１からの移動量をΔｘとすると面積Ｓ１は式（１）で表される。よって、遮蔽板７の移動量と受光器２の光量増加（すなわちアンプユニット６の出力）は比例する。
Ｓ１＝Ｔｂ・ｔａｎθ・Δｘ  （Δｘ：０→Ｔｄ）                            （１）
【００３０】
次に、遮蔽板７の端線７１が（ｂ）から（ｃ）まで移動した場合を考える。
このときの遮蔽板７の端線７１のＰ２からの移動量をΔｘとすると、受光器２の光量増加分のうちＰ３より左側の領域の面積Ｓ２は式（２）で表される。よって、面積Ｓ２に関して遮蔽板７の移動量と受光器２の光量増加は比例しない。
Ｓ２＝（１／２）・ｔａｎθ・（２・Ｔｂ・Δｘ−Δｘ２）  （Δｘ：０→Ｔｂ）      （２）
【００３１】
また、受光器２の光量増加分のうちＰ４より右側の領域の面積Ｓ３は式（３）で表される。よって、同じく面積Ｓ３に関しても遮蔽板７の移動量と受光器２の光量増加は比例しない。
Ｓ３＝（１／２）・ｔａｎθ・Δｘ２  （Δｘ：０→Ｔｂ）                    （３）
【００３２】
ところが遮蔽板７の端線７１が（ｂ）から（ｃ）まで移動した場合の受光器２の光量増加は面積Ｓ２と面積Ｓ３を加算したものと等しく、また、面積Ｓ２＋Ｓ３は式（４）で表される。よって、遮蔽板７の移動量と受光器２の光量増加は比例し、その変化率は遮蔽板７の端線７１が（ａ）から（ｂ）まで移動した場合の値（式（１））と等しくなる。
Ｓ２＋Ｓ３＝（１／２）・ｔａｎθ・（２・Ｔｂ・Δｘ−Δｘ２）＋（１／２）・ｔａｎθ・Δｘ２＝Ｔｂ・ｔａｎθ・Δｘ  （Δｘ：０→Ｔｂ）                      （４）
【００３３】
これは、受光窓２１に略垂直に投光される平行光に光強度の強い領域と非常に弱い領域があっても、遮蔽板７の移動量と受光器２の光量増加（すなわちアンプユニット６の出力）が常に比例することを意味している。よって、投光器１、受光器２の奥行を小さく保ったまま、受光窓２１に略垂直に投光される平行光の光強度が均一の位置検出器を用いた場合と同じ効果が得られる。
【００３４】
一方、図６（ａ）に破線（ｄ）で示すように、遮蔽板７の端線７１の傾きを少し小さくして（θ１）、上端点が（ｂ）よりΔＰだけずれた状態で、遮蔽板７の端線７１が（ｄ）から（ｅ）まで移動した場合を考える。
【００３５】
このときの遮蔽板７端線７１のＰ２からの移動量をΔｘとすると、受光器２の光量増加分のうちＰ３より左側の領域の面積Ｓ２は式（５）で表され、Ｐ４より右側の領域の面積Ｓ３は式（６）で表される。そして、受光器２の光量増加は面積Ｓ２と面積Ｓ３を加算したものと等しくなり、式（７）で表される。よって、遮蔽板７の移動量と受光器２の光量増加とは比例しない。
Ｓ２＝（１／２）・ｔａｎθ・（２・Ｔｂ・Δｘ−Δｘ２）  （Δｘ：０→Ｔｂ）（５）
Ｓ３＝（１／２）・ｔａｎθ・（Δｘ−ΔＰ）２  （Δｘ：０→Ｔｂ）          （６）
Ｓ２＋Ｓ３＝Ｔｂ・ｔａｎθ・Δｘ−２・Δｘ・ΔＰ＋ΔＰ２  （Δｘ：０→Ｔｂ）    （７）
【００３６】
したがって、式（４）と式（７）より、遮蔽板７の端線７１を、窓１１，２１に対して略垂直方向からミラーアレイ１４，２２を見た際に、窓１１，２１の幅方向一端における所定のミラー１４１，２２１での配置周期の始点と、窓１１，２１の幅方向他端における所定のミラー１４１，２２１での配置周期の終点とを結ぶ線分に対し、略平行となるように設定することが、遮蔽板７の移動量と受光器２の光量の比例関係を成立させる最適条件であることが分かる。
【００３７】
次に、図７に示すように、遮蔽板７の端線７１を、窓２２の下端における左から１番目のミラー２２１での配置周期の始点（Ａ）と、窓２２の上端における左から７番目のミラー２２１での配置周期の終点（Ｂ’）とを結ぶ線分ＡＢ’に略平行となるように設定した場合について説明する。
この条件で遮蔽板７の端線７１が（ａ）から（ｂ）まで移動した場合、受光器２の光量増加は式（８）で表される。
６×Ｓ１’＋Ｓ２＋Ｓ３                                                    （８）
【００３８】
式（８）において、Ｓ１’は遮蔽板７の位置変化に比例する項であり、図６の例で説明した通り、遮蔽板７の端点とミラーアレイ１４との配置関係が上記最適条件を満たしていれば（Ｓ２＋Ｓ３）の項も比例する。
そして、上記最適条件を満たしている場合、図７を見て明らかな通り面積（Ｓ２＋Ｓ３）は面積Ｓ１’と等しくなり、受光器２の光量増加は式（８）より面積Ｓ１’の７倍となり位置変化に比例する。
【００３９】
また、遮蔽板７の端線７１の傾斜角度θが小さい場合には、遮蔽板７の端線７１の傾斜角度θが上記最適条件から少しずれて、式（８）における（Ｓ２＋Ｓ３）の項が遮蔽板７の位置変化に比例しなくなったとしても、位置検出器の分解能に及ぼす影響は遮蔽板７の端線７１の傾斜角度θが大きい場合に比べて少なくなる。
図８は上記最適条件において、遮蔽板７の端線７１の傾斜角度θを変化させた場合でのＳ３の面積の変化を表した図である。この図８に示すように、遮蔽板７の端線７１の傾斜角度θを小さくするほどＳ３の面積が減少し、誤差の影響を受け難くなることが分かる。
【００４０】
一方、遮蔽板７の端線７１の傾斜角度θを小さくすると、受光窓２１の長さ方向の両端部において直線性が悪くなり位置検出器としての有効範囲が減ってしまう。したがって、必要以上に傾斜角度θを小さくすることなく、本発明の原理を適応して分解能を改善する方法が最も有効である。
【００４１】
以上のように、この実施の形態１によれば、遮蔽板７の端線７１が、窓１１，２１に対して略垂直方向からミラーアレイ１４，２２を見た際に、窓１１，２１の幅方向一端における所定のミラー１４１，２２１での配置周期の始点と、窓１１，２１の幅方向他端における所定のミラー１４１，２２１での配置周期の終点とを結ぶ線分に対し、略平行であるように構成したので、受光窓２１に略垂直に投光される平行光に光強度の強い領域と非常に弱い領域があっても、遮蔽板７を窓１１，２１の長さ方向に移動させた場合の積算光量変化を遮蔽板７の移動距離に比例させることができ、見かけ上受光窓２１に略垂直に投光される平行光の光強度が均一の場合と同じ効果が得られる。
【００４２】
実施の形態２．
実施の形態１では、ミラーアレイ１４，２２のミラー１４１，２２１を窓１１，２１の幅方向に対して略平行とし、遮蔽板７の端線７１を窓１１，２１の幅方向に対して傾けた場合について示した。それに対して、実施の形態２では、遮蔽板７の端線７１を窓１１，２１の幅方向に対して略平行とし、ミラーアレイ１４，２２のミラー１４１，２２１を窓１１，２１の幅方向に対して傾けた場合について説明する。
【００４３】
図９はこの発明の実施の形態２に係る位置検出器によるミラーアレイ１４，２２と遮蔽板７の端線７１との配置関係を示す図である。
図９に示すように、遮蔽板７の端線７１は、窓１４，２２の幅方向に対して略平行に構成されている。一方、ミラーアレイ１４，２２のミラー１４１，２２１は、実施の形態１において示した最適条件（遮蔽板７の端線７１が、窓１１，２１に対して略垂直方向からミラーアレイ１４，２２を見た際に、窓１１，２１の幅方向一端における所定のミラー１４１，２２１での配置周期の始点と、窓１１，２１の幅方向他端における所定のミラー１４１，２２１での配置周期の終点とを結ぶ線分に対し、略平行である条件）を満たすように窓１１，２１の幅方向に対して傾けて構成されている。図９の例では、遮蔽板７の端線７１が、左端のミラー２２１での、窓２１の下端における配置周期の始点（Ａ）と窓２２の上端における終点（Ｂ）とを結ぶ線分ＡＢに対して、略平行となるように、ミラー１４１，２２１を傾けた場合を示している。
【００４４】
図９において、遮蔽板７の端線７１が（ａ）から（ｂ）まで移動した場合を考える。
このときの受光器２の光量増加分は面積Ｓ１と等しくなり、遮蔽板７の端線７１のＰ１からの移動量をΔｘとすると面積Ｓ１は式（９）で表される。よって、遮蔽板７の移動量と受光器２の光量増加は比例する。
Ｓ１＝Ｔｂ・ｔａｎθ・Δｘ  （Δｘ：０→Ｔｄ）                            （９）
【００４５】
次に、遮蔽板７の端線７１が（ｂ）から（ｃ）まで移動した場合を考える。
このときの遮蔽板７の端線７１のＰ２からの移動量をΔｘとすると、受光器２の光量増加分である面積Ｓ２＋Ｓ３は正方形となり、その高さはＴｂ・ｔａｎθであるため、式（１０）で表される。よって、遮蔽板７の移動量と光量増加は比例し、その変化率は遮蔽板７の端線７１が（ａ）から（ｂ）まで移動した場合の値（式（９））と等しくなる。
Ｓ２＋Ｓ３＝Ｔｂ・ｔａｎθ・Δｘ  （Δｘ：０→Ｔｂ）                    （１０）
【００４６】
以上のように、この実施の形態２によれば、遮蔽板７の端線７１を窓１４，２２の幅方向に対して略平行とし、ミラーアレイ１４，２２のミラー１４１，２２１を上記最適条件となるように窓１１，２１の幅方向に対して傾けるように構成しても、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。また、遮蔽板７の端線７１を投光窓１１の幅方向に対して略平行とした場合、ユーザは特に意識することなく従来のエッジセンサーと同様に使用することができる。
【００４７】
実施の形態３．
実施の形態１，２では、ミラーアレイ１４，２２のミラー１４１，２２１および遮蔽板７の端線７１のうち、一方を窓１１，２１の幅方向に対して略平行とし、他方を傾けた場合について示した。それに対して、実施の形態３では、ミラーアレイ１４，２２のミラー１４１，２２１および遮蔽板７の端線７１の両方を窓１１，２１の幅方向に対して傾けた場合について説明する。
【００４８】
図１０はこの発明の実施の形態３に係る位置検出器によるミラーアレイ１４と遮蔽板７の端線７１との配置関係を示す図である。
図１０に示すように、遮蔽板７の端線７１およびミラーアレイ１４，２２のミラー１４１，２２１を、実施の形態１において示した最適条件（遮蔽板７の端線７１が、窓１１，２１に対して略垂直方向からミラーアレイ１４，２２を見た際に、窓１１，２１の幅方向一端における所定のミラー１４１，２２１での配置周期の始点と、窓１１，２１の幅方向他端における所定のミラー１４１，２２１での配置周期の終点とを結ぶ線分に対し、略平行である条件）を満たすように窓１１，２１の幅方向に対して傾ける。図１０の例では、遮蔽板７の端線７１が、左端のミラー２２１での、窓２１の下端における配置周期の始点（Ａ）と窓２１の上端における終点（Ｂ）とを結ぶ線分ＡＢに対して、略平行となるように、ミラー１４１，２２１および遮蔽板７の端線７１を傾けた場合を示している。
【００４９】
図１０において、遮蔽板７の端線７１が（ａ）から（ｂ）まで移動した場合を考える。
このときの受光器２の光量増加分は面積Ｓ１と等しくなり、面積Ｓ１の平行四辺形の底辺の長さをＬ、高さをＨ１とすると、面積Ｓ１は式（１１）で表される。
Ｓ１＝Ｈ１・Ｌ                            （１１）
【００５０】
次に、遮蔽板７の端線７１が（ｂ）から（ｃ）まで移動した場合を考える。
このとき、受光器２の光量増加分である面積Ｓ２＋Ｓ３は略平行四辺形となり、その高さをＨ２とするとその底辺の長さは面積Ｓ１の平行四辺形と同じくＬであるため式（１２）で表される。
Ｓ２＋Ｓ３＝Ｈ２・Ｌ                    （１２）
ここで、前記平行四辺形Ｓ１とＳ２＋Ｓ３の形に着目すると同図に示すように底辺の長さが同じＬであるため、遮蔽板７がＰ１を起点にΔｘだけ移動した場合と、Ｐ２を起点にΔｘだけ移動した場合の移動量に対する光量変化は、実施の形態１，２と同様に比例関係にある。
【００５１】
以上のように、この実施の形態３によれば、遮蔽板７の端線７１およびミラーアレイ１４，２２のミラー１４１，２２１の両方を、上記最適条件となるように窓１１，２１の幅方向に対して傾けるように構成しても、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００５２】
なお、実施の形態１−３では、投光器１および受光器２の両方にミラーアレイ１４，２２を設けた場合について示したが、一方にのみ設けるようにしてもよい。
また、実施の形態１−３では、偏向手段としてミラーアレイ１４，２２を用いた場合について示したが、これに限るものではなく、プリズムアレイを用いてもよい。
【００５３】
また、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１  投光器
２  受光器
３  ファイバーユニット
４  発光部
５  光量検出部
６  アンプユニット
７  遮蔽板
８ａ，８ｂ  光ファイバー
１１  投光窓
１２  光ファイバー出射端
１３  レンズ
１４  ミラーアレイ（偏向手段）
２１  受光窓
２２  ミラーアレイ（偏向手段）
２３  レンズ
２４  光ファイバー入射端
７１  端線
１４１  ミラー（偏向素子）
２２１  ミラー（偏向素子）
【図１】
2014163826.tif 000003
【図２】
2014163826.tif 000004
【図３】
2014163826.tif 000005
【図４】
2014163826.tif 000006
【図５】
2014163826.tif 000007
【図６】
2014163826.tif 000008
【図７】
2014163826.tif 000009
【図８】
2014163826.tif 000010
【図９】
2014163826.tif 000011
【図１０】
2014163826.tif 000012