JPH0138481Y2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0138481Y2 JPH0138481Y2 JP1983031445U JP3144583U JPH0138481Y2 JP H0138481 Y2 JPH0138481 Y2 JP H0138481Y2 JP 1983031445 U JP1983031445 U JP 1983031445U JP 3144583 U JP3144583 U JP 3144583U JP H0138481 Y2 JPH0138481 Y2 JP H0138481Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- switch
- order
- signals
- photodiodes
- output
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
本考案は、スペツクルパターンや干渉縞等のパ
ターンを検出するパターン検出装置に関するもの
である。
ターンを検出するパターン検出装置に関するもの
である。
従来、この種のパターン検出手段として、
CCDやMOSイメージセンサを使用したものがあ
る。しかしながら、イメージセンサをスキヤンし
て得られる出力信号の中には、基本波に対して２
次、３次……の高周波成分が含まれており、任意
の空間周波数成分を抽出することが困難であつ
た。
CCDやMOSイメージセンサを使用したものがあ
る。しかしながら、イメージセンサをスキヤンし
て得られる出力信号の中には、基本波に対して２
次、３次……の高周波成分が含まれており、任意
の空間周波数成分を抽出することが困難であつ
た。
本考案の目的は、高周波成分を除去し、１次の
空間周波数の選択性を高めることができ、従つて
パターンの検出を確実に行なうことのできるこの
種の装置を実現しようとするものである。
空間周波数の選択性を高めることができ、従つて
パターンの検出を確実に行なうことのできるこの
種の装置を実現しようとするものである。
本考案に係る装置は、複数個のフオトダイオー
ドを配列するとともに、所定個数おきに接続して
空間フイルタ機能をもたせたフオトダイオードア
レイを使用し、所定個数おきにフオトダイオード
を接続して構成した複数個（ｎ個）の空間フイル
タからの出力信号のうち、いくつか（ｍ個）の出
力を順次同時に選択しながら一定周期でスキヤン
するとともに、これと180゜位相の異なつた駆動信
号でスキヤンして得られる信号との差動出力を得
るようにした点に特徴がある。
ドを配列するとともに、所定個数おきに接続して
空間フイルタ機能をもたせたフオトダイオードア
レイを使用し、所定個数おきにフオトダイオード
を接続して構成した複数個（ｎ個）の空間フイル
タからの出力信号のうち、いくつか（ｍ個）の出
力を順次同時に選択しながら一定周期でスキヤン
するとともに、これと180゜位相の異なつた駆動信
号でスキヤンして得られる信号との差動出力を得
るようにした点に特徴がある。
第１図は、本考案に係る装置の一例を示す構成
説明図である。この図において、PAはフオトダ
イオードアレイで、複数個（例えば128個）のシ
リコンフオトダイオード１１，１２，１３……１
ｎが配列されて構成されている。これらの複数個
のフオトダイオードは、所定個数ｎ（ここではｎ
＝８）おきにそれぞれリード線２１，２２，２３
……２８を介して接続されており、格子ピツチＰ
のｎ個の空間フイルタを構成する。なお、各空間
フイルタはＰ／ｎずつずれて並んでいる。この実
施例では、格子ピツチＰは320μｍ（40μｍ×８）、
スリツト幅２０μｍ、段数１６段の空間フイルタ
が８個、40μｍずつずれて並んでいる。
説明図である。この図において、PAはフオトダ
イオードアレイで、複数個（例えば128個）のシ
リコンフオトダイオード１１，１２，１３……１
ｎが配列されて構成されている。これらの複数個
のフオトダイオードは、所定個数ｎ（ここではｎ
＝８）おきにそれぞれリード線２１，２２，２３
……２８を介して接続されており、格子ピツチＰ
のｎ個の空間フイルタを構成する。なお、各空間
フイルタはＰ／ｎずつずれて並んでいる。この実
施例では、格子ピツチＰは320μｍ（40μｍ×８）、
スリツト幅２０μｍ、段数１６段の空間フイルタ
が８個、40μｍずつずれて並んでいる。
３ａ，３ｂは、所定個数おきにフオトダイオー
ドを接続して構成した複数個（この例では８個）
の空間フイルタからの８個の信号のうち、いくつ
かの出力を順次同時に選択しながら、かつ、この
選択位置を一定周期でスキヤンするスイツチ回路
で、それぞれ各リード線２１，２２，２３…に一
端が接続されたスイツチS1，S2…で構成されてい
る。４はスイツチ回路３ａ，３ｂの駆動回路で、
各スイツチ回路３ａ，３ｂの各スイツチをそれぞ
れ180゜位相の異なつた駆動信号で駆動する。５は
基準クロツク（周期g）を発生するクロツク発
生回路、６ａ，６ｂは各スイツチ回路３ａ，３ｂ
で抽出された信号を増巾する増巾器、７は各増巾
器６ａ，６ｂの出力信号の差動出力を得るための
差動増巾器、８は差動増巾器７からの信号を入力
し、所定の演算を行なつて、例えば変位量ｘを演
算する演算回路、９は演算結果を表示する表示回
路である。
ドを接続して構成した複数個（この例では８個）
の空間フイルタからの８個の信号のうち、いくつ
かの出力を順次同時に選択しながら、かつ、この
選択位置を一定周期でスキヤンするスイツチ回路
で、それぞれ各リード線２１，２２，２３…に一
端が接続されたスイツチS1，S2…で構成されてい
る。４はスイツチ回路３ａ，３ｂの駆動回路で、
各スイツチ回路３ａ，３ｂの各スイツチをそれぞ
れ180゜位相の異なつた駆動信号で駆動する。５は
基準クロツク（周期g）を発生するクロツク発
生回路、６ａ，６ｂは各スイツチ回路３ａ，３ｂ
で抽出された信号を増巾する増巾器、７は各増巾
器６ａ，６ｂの出力信号の差動出力を得るための
差動増巾器、８は差動増巾器７からの信号を入力
し、所定の演算を行なつて、例えば変位量ｘを演
算する演算回路、９は演算結果を表示する表示回
路である。
第２図は、各スイツチ回路３ａ，３ｂにおける
スイツチS1〜S8の動作状態を説明する図である。
この例において、スイツチ回路３ａ，３ｂにおい
ては、フオトダイオードアレイPAの各空間フイ
ルタから出力される８個の出力のうち、３個（３
ビツト）の出力を同時に順次選択し、スキヤンさ
れるようになつている。すなわち、スイツチ回路
３ａにおいては、各スイツチS1〜S8は、第２図に
示すように、初期状態でt1から始まり、t2，t3…
t8，t1…の順番でスキヤンされ、これが周期Ｔで
繰返される。また、スイツチ回路３ｂにおいて
は、各スイツチS1〜S8は、第２図において、初期
状態で、t5から始まり（180゜位相の異なる初期状
態から始まる）、t6，t7，t8，t1，t2…の順番でス
キヤンされ、これが周期Ｔで繰返される。なお、
第２図において“１”はスイツチがオン、“０”
はスイツチがオフの状態を示している。
スイツチS1〜S8の動作状態を説明する図である。
この例において、スイツチ回路３ａ，３ｂにおい
ては、フオトダイオードアレイPAの各空間フイ
ルタから出力される８個の出力のうち、３個（３
ビツト）の出力を同時に順次選択し、スキヤンさ
れるようになつている。すなわち、スイツチ回路
３ａにおいては、各スイツチS1〜S8は、第２図に
示すように、初期状態でt1から始まり、t2，t3…
t8，t1…の順番でスキヤンされ、これが周期Ｔで
繰返される。また、スイツチ回路３ｂにおいて
は、各スイツチS1〜S8は、第２図において、初期
状態で、t5から始まり（180゜位相の異なる初期状
態から始まる）、t6，t7，t8，t1，t2…の順番でス
キヤンされ、これが周期Ｔで繰返される。なお、
第２図において“１”はスイツチがオン、“０”
はスイツチがオフの状態を示している。
このように構成される装置によれば、差動増巾
器７から得られる出力信号は、基本波に対して０
次、偶数字及び３次の高調波成分が除去されたも
のとなり、抽出しようとする空間周波数の１次成
分の選択性を高くするこができ、パターンの検出
を確実に行うことができる。
器７から得られる出力信号は、基本波に対して０
次、偶数字及び３次の高調波成分が除去されたも
のとなり、抽出しようとする空間周波数の１次成
分の選択性を高くするこができ、パターンの検出
を確実に行うことができる。
第３図及び第４図は、０次、偶数字、３次の高
調波成分が除ける理由を説明するための波形図で
ある。いま、抽出したい信号成分が第３図に示す
ように正弦波であつて、これに３次の高調波成分
まで含まれているものとする。
調波成分が除ける理由を説明するための波形図で
ある。いま、抽出したい信号成分が第３図に示す
ように正弦波であつて、これに３次の高調波成分
まで含まれているものとする。
この場合、まず、３次の高調波成分を除くに
は、１ビツト幅が1/3ピツチに相当する幅で、フ
オトダイオードが配列するように検出器を構成す
ればよい。すなわち、一般に、ｍ次の高調波成分
を除くには、１ピツト幅がほぼ１／ｍピツチに相
当する幅で、フオトダイオードが配列するように
検出器を構成すればよい。本考案に係る第１図装
置においては、８ビツトの検出器であつて、8/3
＝2.7であることから、同時に３個のスイツチを
オンとすることによつて、３ビツトの信号を加え
るようにし、これによつて、１ビツト幅がほぼ1/
３ピツチに相当するような幅でフオトダイオード
が配列する検出器と同様の効果を挙げるようにし
ている。
は、１ビツト幅が1/3ピツチに相当する幅で、フ
オトダイオードが配列するように検出器を構成す
ればよい。すなわち、一般に、ｍ次の高調波成分
を除くには、１ピツト幅がほぼ１／ｍピツチに相
当する幅で、フオトダイオードが配列するように
検出器を構成すればよい。本考案に係る第１図装
置においては、８ビツトの検出器であつて、8/3
＝2.7であることから、同時に３個のスイツチを
オンとすることによつて、３ビツトの信号を加え
るようにし、これによつて、１ビツト幅がほぼ1/
３ピツチに相当するような幅でフオトダイオード
が配列する検出器と同様の効果を挙げるようにし
ている。
次に、偶数字の高調波成分を除くには、これら
の信号が第４図に示すようになつているものとす
れば、フオトダイオード１１から始まるスキヤン
と、同時にフオトダイオード１５から始まるスキ
ヤンとの各信号が０次、偶数字に関しては同じ信
号が得らていることから、両信号の差動出力を得
ればよい。それ故に、本考案に係る装置において
は、互いに180゜位相が異なつてスキヤンされるス
イツチ回路３ａ，３ｂを設けるとともに、これら
の各スイツチ回路から得られる信号の差出力を、
差動増巾器７において得るようにし、０次、偶数
字の高調波成分を除くようにしている。
の信号が第４図に示すようになつているものとす
れば、フオトダイオード１１から始まるスキヤン
と、同時にフオトダイオード１５から始まるスキ
ヤンとの各信号が０次、偶数字に関しては同じ信
号が得らていることから、両信号の差動出力を得
ればよい。それ故に、本考案に係る装置において
は、互いに180゜位相が異なつてスキヤンされるス
イツチ回路３ａ，３ｂを設けるとともに、これら
の各スイツチ回路から得られる信号の差出力を、
差動増巾器７において得るようにし、０次、偶数
字の高調波成分を除くようにしている。
第１図装置に戻り、差動増巾器７の出力端から
は、(1)式に示すような周波数信号が出力され
る。
は、(1)式に示すような周波数信号が出力され
る。
＝１／８g＋Ｖ／Ｐ ……(1)
ただし、
g：クロツクの基本周波数
Ｐ：空間フイルタの格子ピツチ
Ｖ：フオトダイオードアレイに照射されるパタ
ーンの移動速度 演算回路８は、差動増巾器７からの出力と基準
クロツクとを入力しており、例えば(2)式に示すよ
うな演算を行ない、パターンの変位量ｘ、すなわ
ちこのパターンを放出するターゲツトの変位量を
求める。
ーンの移動速度 演算回路８は、差動増巾器７からの出力と基準
クロツクとを入力しており、例えば(2)式に示すよ
うな演算を行ない、パターンの変位量ｘ、すなわ
ちこのパターンを放出するターゲツトの変位量を
求める。
ｘ＝∫T O（−１／８g）dt ……(2)
この演算結果は、表示器９で表示される。
なお、上記の実施例装置においては、フオトダ
イオードアレイ上に照射されるスペツクルパター
ンの空間周波数を抽出する場合を想定したが、フ
オトダイオードアレイ上には、スケールパターン
や他の干渉縞が照射されるようにしたものでもよ
い。また、フオトダイオードアレイは、ここでは
８個の空間フイルタを構成されるものについて示
したが、空間フイルタの数は、少なくとも４個以
上（３個以下の合は、差動出力をとることはでき
ない）であれば、どのような数でもよい。
イオードアレイ上に照射されるスペツクルパター
ンの空間周波数を抽出する場合を想定したが、フ
オトダイオードアレイ上には、スケールパターン
や他の干渉縞が照射されるようにしたものでもよ
い。また、フオトダイオードアレイは、ここでは
８個の空間フイルタを構成されるものについて示
したが、空間フイルタの数は、少なくとも４個以
上（３個以下の合は、差動出力をとることはでき
ない）であれば、どのような数でもよい。
以上説明したように、本考案によれば、抽出し
ようとする空間周波数の１次成分の選択性を高め
ることができ、パターン検出を確実に行なえるパ
ターン検出装置が実現できる。
ようとする空間周波数の１次成分の選択性を高め
ることができ、パターン検出を確実に行なえるパ
ターン検出装置が実現できる。
第１図は本考案に係る装置の一例を示す構成説
明図、第２図は各スイツチ回路のスイツチS1〜S8
の動作状態を説明するための図、第３図及び第４
図は、０次、偶数字、３次の高調波成分が除ける
理由を説明するための波形図である。 PA…フオトダイオードアレイ、１１，１２，
１３…フオトダイオード、２１，２２，２３…リ
ード線、３ａ，３ｂ…スイツチ回路、４…スイツ
チ駆動回路、７…差動増巾器。
明図、第２図は各スイツチ回路のスイツチS1〜S8
の動作状態を説明するための図、第３図及び第４
図は、０次、偶数字、３次の高調波成分が除ける
理由を説明するための波形図である。 PA…フオトダイオードアレイ、１１，１２，
１３…フオトダイオード、２１，２２，２３…リ
ード線、３ａ，３ｂ…スイツチ回路、４…スイツ
チ駆動回路、７…差動増巾器。
Claims (1)
- 複数個のフオトダイオードを配列するとともに
この複数個のフオトダイオードを所定個数おきに
接続してｎ個（ｎは４以上の整数）の空間フイル
タを構成したフオトダイオードアレイ、前記各空
間フイルタからのｎ個の出力信号のうちｍ個（ｍ
はｎ／３に近い整数又はその整数倍した値でｎよ
り小さい）の出力信号を同時に選択し、該ｍ個の
選択位置を一定周期で順次ずらせながら抽出する
２組のスイツチ回路、この２組のスイツチ回路を
互いに180゜位相の異なつた信号で駆動するスイツ
チ駆動回路、前記２組のスイツチ回路で抽出され
た信号の差動出力を得る手段を具備したパターン
検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3144583U JPS59137505U (ja) | 1983-03-04 | 1983-03-04 | パタ−ン検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3144583U JPS59137505U (ja) | 1983-03-04 | 1983-03-04 | パタ−ン検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59137505U JPS59137505U (ja) | 1984-09-13 |
| JPH0138481Y2 true JPH0138481Y2 (ja) | 1989-11-17 |
Family
ID=30162290
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3144583U Granted JPS59137505U (ja) | 1983-03-04 | 1983-03-04 | パタ−ン検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59137505U (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1756512A2 (en) * | 2004-05-21 | 2007-02-28 | Silicon Light Machines Corporation | Speckle sizing and sensor dimensions in optical positioning device |
| JP5479255B2 (ja) * | 2010-07-20 | 2014-04-23 | キヤノン株式会社 | 光学式エンコーダ |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5422848A (en) * | 1977-07-22 | 1979-02-21 | Nippon Chemical Ind | Space frequency component extraction device for optical images |
-
1983
- 1983-03-04 JP JP3144583U patent/JPS59137505U/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59137505U (ja) | 1984-09-13 |
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