JPH0240157A - 検出装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、発光素子と複数の受光素子とを用いて被検出
体の位置を光学的に検出する検出装置に関するもので、
例えば、テープレコーダにおけるテープの位置やその他
紙の位置等の検出に利用可能なものである。

（従来の技術） 被検出体の位置変化を光学的に検出する装置の従来例と
して第７図に示すような装置が知られている。これはレ
コードプレーヤ２６におけるピックアップアームの回動
位置を検出するためのもので、ピンクアップアームと一
体的に回動するシャツタ板２４に楔状の窓孔２５を形成
し、この楔状の窓孔２５を挾んで発光素子２Ｉと第１の
受光素子２２を配置すると共に、シャンク２４の回動位
置に関係なく常に発光素子２１からの光を受光する第２
の受光素子２３を配置してなる。第１の受光素子２２の
出力は窓孔２５の位置即ちピックアップアームの回動位
置に応じて変化するので、第１の受光素子２２の出力か
らピックアップアームの回動位置を検出することができ
る。ここで、発光素子２１の出力変動その他の原因で受
光素子の受光面上における光量が変動すると被検出体の
位置検出精度が低下するので、第２の受光素子２３の出
力を発光素子２１にフィードハックして発光素子２１の
発光出力を制御し、発光素子２１の出力が常に一定にな
るようにしている。

（発明が解決しようとする課題） 受光素子の受光面は一定の面積をもって広がっており、
被検出体が相対移動すると、被検出体によって覆われる
受光素子の受光面の面積が変動して受光素子の出力が変
動する。ここで、例えば受光素子の受光面の形状が第２
図に示すような長方形であれば、被検出体の位置変化に
対する受光素子の出力変化は、第８図に示すように、リ
ニアな関係になる。第８図に示す線（１）は理想的な受
光素子の場合であり、被検出体の位置によって受光素子
の受光量がゼロになれば受光素子の出力もゼロになる。

しかしながら、受光素子にはある程度の暗電流があり、
また、発光素子からの光以外の外部光の影響により電流
が流れる。そのため、第８図にＡ、Ｂで示すように発光
素子からの光量がゼロのときでもある出力をもつことに
なり、線（２）で示すように出力が全体的に上昇して理
想的な線（１）が平行移動した形になったり、線（３）
で示すように受光量の変化に対する出力の変化の割合が
変化して線の傾きが変化したりする。

線（２）（３）のようになると、第７図に示す従来の検
出装置のように発光素子２１からの光を直接受光する第
２の受光素子２３の検出出力をフィドハソクしても、暗
電流や外部からの外乱光による影響を補償することがで
きず、測定誤差を生じて被検出体の位置を正確に検出す
ることができない。

本発明は、かかる従来技術の問題点を解消するためにな
されたもので、発光素子の出力変動や受光素子の暗電流
や外乱光等による影響を補償して安定性及び検出精度の
高い検出装置を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は、発光素子と受光素子とを有してなる光学的な
検出装置において、上記受光部は、被検出体の相対移動
に関係なく常に発光素子からの光を受光する受光素子と
、受光面全体が上記被検出体によって覆われる受光素子
と、上記被検出体の相対移動に伴って受光面の一部が覆
われる受光素子とを有することを特徴とする。

（作用） 被検出体の相対移動に伴って受光面の一部が覆われる受
光素子の出力から被検出体の位置を検出することができ
る。被検出体の相対移動に関係なく常に発光素子からの
光を受光する受光素子によって発光素子の出力変動を検
出することができ、これによって発光素子の出力変動を
補償することができる。受光面全体が上記被検出体によ
って覆われる受光素子の出力によって受光素子の暗電流
や外乱光の影響を補償することができる。

（実施例） 以下、第１図乃至第６図を参照しながら本発明に係る検
出装置の実施例を説明する。

第１図に示す実施例は、本発明に係る検出装置をテープ
レコーダにおける磁気テープと磁気ヘットとの相対位置
精度を良くするためのテープエツジ位置検出装置に適用
した例を示す。第１図において、発光素子１と、この発
光素子１からの光を受光する受光部２とが対向させて配
置されている。

発光素子１は例えばＬＥＤで構成することができる。こ
れら発光素子１と受光部２との間には、発光素子１と受
光素子２に対して相対移動する被検出体３が受光部２の
受光面に近い位置に配置されている。被検出体３は本実
施例では磁気テープであり、第１図において紙面に直交
する方向に移送される。受光部２の出力は、被検出体３
が矢印で示す上下方向に位置変化して発光素子１からの
光の受光量が変化することにより変化するので、受光部
２の出力から被検出体３の上下方向の位置を検出するこ
とができる。

第２図にも示すように、受光部２は被検出体３の移送方
向に対し直交する方向、即ち被検出体３の幅方向に列設
された３個の受光素子ａ、ｂ、ｃからなる。各受光素子
ａ、ｂ、ｃの受光面は同一形状で同一面積の長方形に形
成されると共に、各受光素子ａ、ｂ、ｃは同一チップ内
に近接して設けられている。ここで、各受光素子の縦方
向寸法を１、横方向寸法をＬとする。上記被検出体３は
その上側のエツジが中央の受光素子すの受光面に対応す
る範囲で相対移動するように受光部２が位置設定されて
いる。従って１．Ｈｌｌｉｌの受光素子ａｂ、　　ｃの
うち上側の受光素子ａは、被検出体３の相対移動に関係
なく常に発光素子１からの光を受光する。これは発光素
子１の出力特性を検出するためのものである。中間の受
光素子すはその受光面の一部が被検出体３によって覆わ
れる。この被検出体３によって覆われる範囲は被検出体
３の相対移動に伴って変化し、これに伴って受光素子す
の出力が変化するので、受光素子すの出力変化から被検
出体の位置変化を検出することができる。

下側の受光素子Ｃは被検出体３の相対移動に関係なく常
に受光面全体が被検出体３によって覆われる。この受光
素子Ｃの出力から暗電流や外乱光を検出することができ
る。

いま、被検出体３が本実施例に係る検出装置に接近して
いないとすれば、発光素子１からの光は３個の受光素子
ａ、ｂ、ｃにそれぞれ直接的に入射し、各受光素子の出
力は共に同し値となる。このときの各受光素子の出力は
第４図のグラフの■で示すように最大値となる。

次に、被検出体３が接近してきて発光素子１と受光部２
との間の光路内に入ってくると、被検出体３と各受光素
子ａ、ｂ、ｃの受光面との関係は前に述べた通りの関係
となる。即ち、受光素子ａは被検出体３の位置に関係な
く常に発光素子】からの光を受光して第４図のグラフの
■で示すような値を出力する。これによって発光素子１
の出力特性を検出することになる。また、受光素子すは
その受光面の一部が被検出体３で覆われ、発光素子１か
らの光の一部を受光して第４図のグラフの■で示すよう
な値を出力する。これによって被検出体３の位置（被検
出体３の幅方向のエツジ位置）を検出することになる。

さらに、受光素子Ｃは被検出体３の位置に関係なく受光
面が常に被検出体３によって覆われるが、暗電流が流れ
、また、外乱光に基づく電流が流れるため、第４図のグ
ラフの■で示すようにある程度の値の出力がある。

この受光素子Ｃの出力■の中にはまた、本実施例のよう
に被検出体３が磁気テープであれば、この磁気テープを
透過した光が受光素子Ｃに入射するため、この透過光に
基づく信号も含まれている。

いま、受光素子Ｃの出力■の位置を基準として受光素子
すの出力■の位置までをＸ、受光素子ａの出力■の位置
までを１とすると、Ｘは、第２図に示すように受光素子
すが発光素子１からの光を受光している範囲、即ち被検
出体３の位置に対応し、上記１は前述の被検出体３の相
対移動方向である受光素イｂの縦方向の寸法に対応する
。

以上のような各受光素子ａ、ｂ、ｃの検出信号は、第３
図に示す演算回路に入力することにより被検出体３の位
置を精度良く検出することができる。第３図において、
各受光素子ａ、ｂ、ｃの出力はそれぞれ増幅器１１，１
２．１３により増幅出力Ｖｌ、Ｖ２．Ｖ３とされる。出
力■１とＶ２は減算器１４に入力されてＶｌ−Ｖ２＝Ｖ
４が求められ、信号Ｖ４は増幅されて除算器１６に入力
される。また、出力■２と■３は減算器１５に入力され
てＶ３−Ｖ２＝Ｖ５が求められ、信号■５は増幅され除
算器１６に入力される。除算器１６はＶ５／Ｖ４、即ち
、（Ｖ３−Ｖ２）／　（ＶＩＶ２）を演算し出力する。

この演算出力と前記Ｘと１との関係は ｘ／１−（Ｖ３　　Ｖ２＞／　（ＶＩ　　Ｖ２）となる
。ｘ／ｌは、受光素子す上における被検出体３の移動位
置を示すから、除算器１６の演算出力から被検出体３の
移動位置を検出することができる。この検出信号を例え
ば被検出体３の位置補正手段にフィーバツクすれば、被
検出体３の位置を當に正しい位置に保持することができ
る。

上記実施例によれば、除算器１６の演算出力信号は、受
光素子ａの出力によって発光素子１の出力特性が補償さ
れた信号となり、また、受光素子Ｃの出力によって暗電
流や外乱光や被検出体３の透過光等による影響が補償さ
れた信号となるため、検出精度を阻害する諸要因が除去
されて極めて高精度の検出を行うことができる。また、
各受光素子ａ、ｂ、ｃは同一チップ内に近接して組み込
まれているため、各受光素子の温度変化や受光面の均−
な汚れ等による出力変化を正確に補正することができる
。発光素子１の出力変化に対する補正も同様である。

以上説明した実施例では、発光素子１と受光部２とを対
向配置して発光素子１からの光を受光部２で直接的に受
光するようになっていたが、第５図に示すように、発光
素子１からの光をミラー４で反射させ、ミラー４による
反射光を受光部２で受光するようにすると共に、ミラー
４から受光部２に至る反射光路上に相対移動する被検出
体３を配置してもよい。受光部２は前述の実施例におけ
る受光素子ａ、ｂ、ｃと同様に構成された３個の受光素
子を有していて、第３図に示すような演算回路を通して
被検出体３の位置検出信号が出力されるものとする。な
お、第５図における発光素子１と受光部２とを入れ換え
、発光素子１からミラー４に至る照射光路上に被検出体
３が位置するような配置関係にしてもよい。

被検出体３が例えば磁気テープのような反射型のもので
あれば、第６図に示すように被検出体３による発光素子
１からの光の反射光を受光部２で受光するようにしても
よい。この場合の受光部２も前述の実施例と同様に、被
検出体３で反射された発光素子１からの光を被検出体３
の相対移動に関係なく常に受光する受光素子と、被検出
体３で反射された発光素子１からの光の一部を受光する
受光素子と、被検出体３で反射された発光素子１からの
光が全く入射しない受光素子とによって構成されている
。

なお、本発明に係る検出装置は、磁気テープの位置検出
のみでなく、紙、シートその他の特にエツジ位置検出装
置として適用可能である。また、被検出体が光を透過す
るものであり、かつ、光の透過率にばらつきがあっても
、受光面全体が被検出体で覆われる受光素子の出力をフ
ィートハックして補償することができるため、精度の良
い位置検出が可能である。

受光素子の形状は長方形に限られるものではなく、丸形
や三角形その他の形状であっても差支えない。また、３
個の受光素子の面積や形状は必ずしも同一である必要は
なく、互いに異なっていても差支えない。

（発明の効果） 本発明によれば、被検出体の相対位置変化を検出する受
光素子のほかに、被検出体の相対移動に関係なく常に発
光素子からの光を受光する受光素子と受光面全体が常に
被検出体によって覆われる受光素子を設けたため、受光
素子の暗電流や外乱光や発光素子の出力変動等を席に検
出することができ、これによって被検出体の位置検出信
号を補償することができるため、高精度でかつ安定性の
良い位置検出を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る検出装置の一実施例を示す光学配
置図、第２図は同上実施例における受光部と被検出体と
の関係を示す正面図、第３図は上記実施例に適用可能な
演算回路の例を示す回路図、第４図は上記実施例におけ
る受光素子の被検出体位置に対する出力変化の関係を示
す線図、第５図は本発明に係る検出装置の別の実施例を
示す光学配置図、第６図は本発明に係る検出装置のさら
に別の実施例を示す光学配置図、第７図は従来の検出装
置の例を示す斜視図、第８図は被検出体の位置に対する
受光素子の出力の関係を示す線図である。 １・・発光素子　２・・受光部　３・・被検出体　ａ、
ｂ、ｃ・・受光素子 −）１ｇ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 発光素子と、この発光素子からの光を受光する受光部と
   を配置し、これら発光素子から受光部に至る光路上で相
   対移動する被検出体の位置を上記受光部の出力によって
   検出する検出装置において、上記受光部は、被検出体の
   相対移動に関係なく常に発光素子からの光を受光する受
   光素子と、受光面全体が上記被検出体によって覆われる
   受光素子と、上記被検出体の相対移動に伴って受光面の
   一部が覆われる受光素子とを有することを特徴とする検
   出装置。