JPH02266202A - 光学的位置検出装置 - Google Patents
光学的位置検出装置Info
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- JPH02266202A JPH02266202A JP1087589A JP8758989A JPH02266202A JP H02266202 A JPH02266202 A JP H02266202A JP 1087589 A JP1087589 A JP 1087589A JP 8758989 A JP8758989 A JP 8758989A JP H02266202 A JPH02266202 A JP H02266202A
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims description 7
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 9
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 4
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012885 constant function Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (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】
（イ）産業上の利用分野
この発明は物体の位置を光学的に検出する光学的位置検
出装置に関する。
出装置に関する。
（ロ）従来技術及びこの発明が解決しようとする問題点
従来、一対の光源と受光素子を所定距離離間して複数対
配置して検出パネルを構成し、一対の素子を順次作動さ
せることにより該パネル上の物体の位置を検出している
。即ち、第６図は一対の発光素子１と受光素子２を示し
、該発光素子１から出力された光は受光素子２において
受光されて電気信号に変換され、例えば微分・増幅回路
３に与えられ、ここで微分そして増幅されて一定レベル
の信号が出力される。発光素子１と受光素子２との間に
物体が存在すると、光が遮断されるから上記微分・増幅
回路３からの出力はなく、従って物体有りが検出される
。このように、発光素子と受光素子との間に物体が有る
か否かのみ検出が行われ、このため物体検出の分解能は
隣合う受光素子のピッチの長さに限定されるか、倍精度
の装置でもせいぜい上記ピッチの長さの半分であった。
配置して検出パネルを構成し、一対の素子を順次作動さ
せることにより該パネル上の物体の位置を検出している
。即ち、第６図は一対の発光素子１と受光素子２を示し
、該発光素子１から出力された光は受光素子２において
受光されて電気信号に変換され、例えば微分・増幅回路
３に与えられ、ここで微分そして増幅されて一定レベル
の信号が出力される。発光素子１と受光素子２との間に
物体が存在すると、光が遮断されるから上記微分・増幅
回路３からの出力はなく、従って物体有りが検出される
。このように、発光素子と受光素子との間に物体が有る
か否かのみ検出が行われ、このため物体検出の分解能は
隣合う受光素子のピッチの長さに限定されるか、倍精度
の装置でもせいぜい上記ピッチの長さの半分であった。
この発明は物体の位置を精度良く検出することができる
光学的位置検出装置を提供することである。
光学的位置検出装置を提供することである。
（ハ）問題点を解決するだめの手段
この発明の光学的位置検出装置は、受光素子から出力さ
れる光検出アナログ信号を該アナログ信号に比例するデ
ィジタル信号へ変換するアナログ／ディジタル変換器と
、 前記ディジタル信号から遮光する物体の位置を演算する
演算装置とを備えて構成されている。
れる光検出アナログ信号を該アナログ信号に比例するデ
ィジタル信号へ変換するアナログ／ディジタル変換器と
、 前記ディジタル信号から遮光する物体の位置を演算する
演算装置とを備えて構成されている。
（ニ）作用
受光素子により受光される受光量は該受光素子を遮光す
る遮光距離と一定の関数になる。このため、受光素子か
らの受光量をとしてのアナログ信号を、アナログ／ディ
ジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器）により該アナログ信号に
比例するディジタル信号に変換し、演算装置において上
記関数により精度の良い位置を求める。
る遮光距離と一定の関数になる。このため、受光素子か
らの受光量をとしてのアナログ信号を、アナログ／ディ
ジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器）により該アナログ信号に
比例するディジタル信号に変換し、演算装置において上
記関数により精度の良い位置を求める。
（ホ）実施例
いま、受光素子の受光面に垂直に赤外線を照射している
状態において、該受光面全体を遮光板で遮光してから該
遮光板を一方向に移動して受光面を露出させて赤外線を
受光する。このとき受光素子の露出した受光面の中心方
向への受光距離をＸとすると、受光距離Ｘと受光素子の
受光量との関係は第２図に示すようになる。
状態において、該受光面全体を遮光板で遮光してから該
遮光板を一方向に移動して受光面を露出させて赤外線を
受光する。このとき受光素子の露出した受光面の中心方
向への受光距離をＸとすると、受光距離Ｘと受光素子の
受光量との関係は第２図に示すようになる。
第１図はこの発明の光学的位置検出装置の要部構成図で
ある。第１図において、それぞれ対になる発光素子１１
ａ、ｌｌｂ、ｌｉｅ、ｌｌｄ・・・と受光素子１２ａ、
１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ・−とが所定距離離間して配列
されて検出パネルを構成している。これら対をなす発光
素子と受光素子は順次走査され、受光素子により受光さ
れたアナログ信号はマルチプレクサ１３を介して増幅器
１４に入力されて増幅される。増幅器１４からの出力は
アナログ／ディジタル変換器１５に入力され、ここでア
ナログ量に比例したディジタル値に変換されてマイクロ
プロセッサ１６に与えられる。マイクロプロセッサ１６
には演算回路１６ａが備えられ、ここで入力されたディ
ジタル値から対応する受光素子の受光面の受光距離Ｘを
算定する。この受光距離Ｘの算定は受光距離Ｘと受光量
の関係を直線近似しても良く、もつと正確な関数を利用
しても良い。第１図の場合は、指により受光素子１２ｂ
、１２ｃ、１２ｄは遮光されているから、対応する受光
素子の受光距離、または受光面の遮光されている遮光距
離を求め、指の中心位置を計算することができる。例え
ば、マイクロプロセッサ１６により第１図に示すように
、基準位置からの遮光位置ｘ、、ｘ２を算出すれば指の
中心位置は（ｘ＋”ｘｚ）／２により求めることができ
る。なお、外乱光が受光素子に入力する場合は、全受光
量から外乱光の受光量を引いた量に補正して計算を行う
。
ある。第１図において、それぞれ対になる発光素子１１
ａ、ｌｌｂ、ｌｉｅ、ｌｌｄ・・・と受光素子１２ａ、
１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ・−とが所定距離離間して配列
されて検出パネルを構成している。これら対をなす発光
素子と受光素子は順次走査され、受光素子により受光さ
れたアナログ信号はマルチプレクサ１３を介して増幅器
１４に入力されて増幅される。増幅器１４からの出力は
アナログ／ディジタル変換器１５に入力され、ここでア
ナログ量に比例したディジタル値に変換されてマイクロ
プロセッサ１６に与えられる。マイクロプロセッサ１６
には演算回路１６ａが備えられ、ここで入力されたディ
ジタル値から対応する受光素子の受光面の受光距離Ｘを
算定する。この受光距離Ｘの算定は受光距離Ｘと受光量
の関係を直線近似しても良く、もつと正確な関数を利用
しても良い。第１図の場合は、指により受光素子１２ｂ
、１２ｃ、１２ｄは遮光されているから、対応する受光
素子の受光距離、または受光面の遮光されている遮光距
離を求め、指の中心位置を計算することができる。例え
ば、マイクロプロセッサ１６により第１図に示すように
、基準位置からの遮光位置ｘ、、ｘ２を算出すれば指の
中心位置は（ｘ＋”ｘｚ）／２により求めることができ
る。なお、外乱光が受光素子に入力する場合は、全受光
量から外乱光の受光量を引いた量に補正して計算を行う
。
前記アナログ／ディジタル変換器１５で得られたディジ
タル信号のディジタル量のばらつきが大きい場合には、
受光素子の受光面が遮光されて無い状態で受光された光
のアナログ量を基準量としてマイクロプロセッサ１６に
記憶させ、該基準量を１００％とし、このうち何％の光
量が遮光されたかを計算して物体の遮光位置を求めるこ
ともできる。
タル信号のディジタル量のばらつきが大きい場合には、
受光素子の受光面が遮光されて無い状態で受光された光
のアナログ量を基準量としてマイクロプロセッサ１６に
記憶させ、該基準量を１００％とし、このうち何％の光
量が遮光されたかを計算して物体の遮光位置を求めるこ
ともできる。
第３図はアナログ量のばらつきを無くすために工夫され
たこの発明の第２実施例を示し、第１図と同一要素は同
一符号を付して示している。第３図Ｉこおいて、マイク
ロプロセッサ１６は発光素子駆動回路１７とマルチプレ
クサ１３を順次走査して対をなす発光素子及び受光素子
を動作可能にする。一方、マイクロプロセッサ１６はデ
ィジタル／アナログ変換器１８に発光ダイオードからな
る発光素子の発光量を制御する制御信号を送る。ディジ
タル／アナログ変換器１８のアナログ出力は定電流回路
１９に与えられ、その電流出力を制御し、遮光されてい
ない場合のアナログ／ディジタル変換器１５からのディ
ジタル量が総ての受光素子について一定になるように制
御される。
たこの発明の第２実施例を示し、第１図と同一要素は同
一符号を付して示している。第３図Ｉこおいて、マイク
ロプロセッサ１６は発光素子駆動回路１７とマルチプレ
クサ１３を順次走査して対をなす発光素子及び受光素子
を動作可能にする。一方、マイクロプロセッサ１６はデ
ィジタル／アナログ変換器１８に発光ダイオードからな
る発光素子の発光量を制御する制御信号を送る。ディジ
タル／アナログ変換器１８のアナログ出力は定電流回路
１９に与えられ、その電流出力を制御し、遮光されてい
ない場合のアナログ／ディジタル変換器１５からのディ
ジタル量が総ての受光素子について一定になるように制
御される。
第４図は隣合う受光素子１２およびこの受光素子により
検出される測定領域Ｓ、測定不可能な不感領域Ｆを示し
ている。測定においては、例えば測定対象である指の端
部の位置が不感領域Ｆに位置する場合がある。この場合
、例えば、不感領域Ｆの中心であるＡ点の位置ｘ１′を
前記不感領域Ｆに位置する指の端部の真の位置ｘ１の替
わりとし、指のもう一方の端部をＸ、とすると、指の中
心位置を（ｘ＋″＋Ｘ２）／２で近似すれば良い。この
場合、隣合う受光素子間の距離は短い程、良い精度を得
ることができる。
検出される測定領域Ｓ、測定不可能な不感領域Ｆを示し
ている。測定においては、例えば測定対象である指の端
部の位置が不感領域Ｆに位置する場合がある。この場合
、例えば、不感領域Ｆの中心であるＡ点の位置ｘ１′を
前記不感領域Ｆに位置する指の端部の真の位置ｘ１の替
わりとし、指のもう一方の端部をＸ、とすると、指の中
心位置を（ｘ＋″＋Ｘ２）／２で近似すれば良い。この
場合、隣合う受光素子間の距離は短い程、良い精度を得
ることができる。
第５図は、受光アナログ量から算出された高精度の遮光
位置を分解能が隣合う受光素子間の距離、即ちピッチＰ
に等しい単精度またはＰ／２の倍精度に変換する場合の
説明図である。第５図において、例えばＢ点が実際の遮
光位置で本位置検出装置により高精度で検出されている
とする。この場合、単精度に変換するにはＢ点から最も
近い受光素子１２の中心位置Ｂ１をマイクロプロセッサ
１６において求め、Ｂｌを単精度位置とする。また、Ｂ
点の位置に最も近いＰ／２の倍精度位置をマイクロプロ
セッサ１６において求め、Ｂ２点を倍精度位置と定める
。
位置を分解能が隣合う受光素子間の距離、即ちピッチＰ
に等しい単精度またはＰ／２の倍精度に変換する場合の
説明図である。第５図において、例えばＢ点が実際の遮
光位置で本位置検出装置により高精度で検出されている
とする。この場合、単精度に変換するにはＢ点から最も
近い受光素子１２の中心位置Ｂ１をマイクロプロセッサ
１６において求め、Ｂｌを単精度位置とする。また、Ｂ
点の位置に最も近いＰ／２の倍精度位置をマイクロプロ
セッサ１６において求め、Ｂ２点を倍精度位置と定める
。
なお、発光素子と受光素子は、例えばモールド型、ＣＡ
Ｎタイプのレンズ付きのものが使用可能である。発光素
子と受光素子の径および実装上のピッチは等しくするこ
とが精度および計算上好ましい。
Ｎタイプのレンズ付きのものが使用可能である。発光素
子と受光素子の径および実装上のピッチは等しくするこ
とが精度および計算上好ましい。
（へ）効果
この発明は、受光素子のアナログ出力を該アナログ量に
比例したディジタル信号に変換して遮光位置を計算して
いるから、遮光位置の精度良い測定を行うことができる
。即ち、従来の装置では遮光位置の測定は単精度かせい
ぜい倍精度であるが、本装置では倍精度以上の高精度を
容易に測定できる。また、ＣＲＴ （陰極線管）画面上
にカーソルを使用して遮光位置を表示すれば、コンピュ
ータを利用した測定位置の各種応用技術に有効である。
比例したディジタル信号に変換して遮光位置を計算して
いるから、遮光位置の精度良い測定を行うことができる
。即ち、従来の装置では遮光位置の測定は単精度かせい
ぜい倍精度であるが、本装置では倍精度以上の高精度を
容易に測定できる。また、ＣＲＴ （陰極線管）画面上
にカーソルを使用して遮光位置を表示すれば、コンピュ
ータを利用した測定位置の各種応用技術に有効である。
第１図はこの発明の光学的位置検出装置の要部の一実施
例を示す図、第２図はひとつの受光素子の受光面におけ
る受光距離と受光量を示す図、第３図はこの発明の他の
実施例を示す図、第４図は受光素子の不感領域における
遮光位置の計算説明図、第５図は実際の遮光位置から単
精度または倍精度への換算説明図、第６図は従来の位置
測定装置の要部構成図である。 １１・・・発光素子、工２・・・受光素子、１４・・・
増幅器、１５・・・アナログ／ディジタル変換器、１６
・・・マイクロプロセッサ。 尾２図 螢光る 第、４ 図 う九番
例を示す図、第２図はひとつの受光素子の受光面におけ
る受光距離と受光量を示す図、第３図はこの発明の他の
実施例を示す図、第４図は受光素子の不感領域における
遮光位置の計算説明図、第５図は実際の遮光位置から単
精度または倍精度への換算説明図、第６図は従来の位置
測定装置の要部構成図である。 １１・・・発光素子、工２・・・受光素子、１４・・・
増幅器、１５・・・アナログ／ディジタル変換器、１６
・・・マイクロプロセッサ。 尾２図 螢光る 第、４ 図 う九番
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、一対の光源と受光素子とを所定距離離間して複数対
配置し、前記光源から前記受光素子へ向けて発光された
光を遮光する物体の位置を検出する装置であって、 前記受光素子から出力される光検出アナログ信号を該ア
ナログ信号に比例するディジタル信号へ変換するアナロ
グ／ディジタル変換器と、 前記ディジタル信号から遮光する物体の位置を演算する
演算装置と、を備えてなる光学的位置検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1087589A JPH0695005B2 (ja) | 1989-04-06 | 1989-04-06 | 光学的位置検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1087589A JPH0695005B2 (ja) | 1989-04-06 | 1989-04-06 | 光学的位置検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02266202A true JPH02266202A (ja) | 1990-10-31 |
| JPH0695005B2 JPH0695005B2 (ja) | 1994-11-24 |
Family
ID=13919188
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1087589A Expired - Lifetime JPH0695005B2 (ja) | 1989-04-06 | 1989-04-06 | 光学的位置検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0695005B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007017471A (ja) * | 2005-07-05 | 2007-01-25 | Shicoh Eng Co Ltd | 移動体の位置検出装置及びレンズ駆動装置 |
| JP2009543173A (ja) * | 2006-06-28 | 2009-12-03 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | オプティカルパラメータに基づくオブジェクトの学習及び認識のための方法及び装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59146707U (ja) * | 1984-02-15 | 1984-10-01 | 株式会社 マキ製作所 | 果実・そ菜類の光線式選別装置 |
| JPS59176606A (ja) * | 1983-03-26 | 1984-10-06 | Fujitsu Ltd | 平板物体縁部検出装置 |
| JPS61163914U (ja) * | 1985-03-31 | 1986-10-11 |
-
1989
- 1989-04-06 JP JP1087589A patent/JPH0695005B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59176606A (ja) * | 1983-03-26 | 1984-10-06 | Fujitsu Ltd | 平板物体縁部検出装置 |
| JPS59146707U (ja) * | 1984-02-15 | 1984-10-01 | 株式会社 マキ製作所 | 果実・そ菜類の光線式選別装置 |
| JPS61163914U (ja) * | 1985-03-31 | 1986-10-11 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007017471A (ja) * | 2005-07-05 | 2007-01-25 | Shicoh Eng Co Ltd | 移動体の位置検出装置及びレンズ駆動装置 |
| JP2009543173A (ja) * | 2006-06-28 | 2009-12-03 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | オプティカルパラメータに基づくオブジェクトの学習及び認識のための方法及び装置 |
| JP2013239198A (ja) * | 2006-06-28 | 2013-11-28 | Koninklijke Philips Nv | オプティカルパラメータに基づくオブジェクトの学習及び認識のための方法及び装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0695005B2 (ja) | 1994-11-24 |
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