JPH03134505A - 光電位置決めタップの回路構造 - Google Patents
光電位置決めタップの回路構造Info
- Publication number
- JPH03134505A JPH03134505A JP2138147A JP13814790A JPH03134505A JP H03134505 A JPH03134505 A JP H03134505A JP 2138147 A JP2138147 A JP 2138147A JP 13814790 A JP13814790 A JP 13814790A JP H03134505 A JPH03134505 A JP H03134505A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current
- circuit structure
- voltage
- output
- voltage converter
- 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.)
- Granted
Links
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 7
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 abstract 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000002277 temperature effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
- G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
- G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Optical Transform (AREA)
- Amplifiers (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】
（産業上の利用分野）
本発明は請求項１のプリアンプルに係る光電位置決めタ
ップの回路構造に関する。
ップの回路構造に関する。
（従来の技術）
本発明の出発点は、刊行物、西ドイツ特許第ＤＥ ３
７ ２０ ２９４ Ｃ１号公報に記載された光電位置
決めタップにより構成されており、その作用および回路
構成は、添付の第１図に示されている。上記刊行物の全
ての内容が参照される。
７ ２０ ２９４ Ｃ１号公報に記載された光電位置
決めタップにより構成されており、その作用および回路
構成は、添付の第１図に示されている。上記刊行物の全
ての内容が参照される。
上記刊行物に記載されたタイプの光電位置決めタップの
構成は広く利用されており、特にジャイロスコープおよ
び／または加速度計に、利用されている。
構成は広く利用されており、特にジャイロスコープおよ
び／または加速度計に、利用されている。
以下では、上記西ドイツ特許公報の第２コラムの第３０
行から第３コラムの第１０行までの記述を大幅に利用し
て第１図に係る回路の動作が忠実に説明される。
行から第３コラムの第１０行までの記述を大幅に利用し
て第１図に係る回路の動作が忠実に説明される。
第１図の回路は、２つのフォトダイオードＤ Ｉ＋Ｄ、
を有しており、これらフォトダイオードＤ Ｉ＋Ｄ、は
小さな間隔、特別には約２５μｌの間隔をおいて、好ま
しくは１つのチップ上に集積されるとともに、それらに
対して光源、特別には発光ダイオードＬＥＤにより発生
される制御可能な光束が投射される。上記光束の作用の
下では、上記２つのダイオードは負荷抵抗Ｒ，，Ｒ，を
通して流れる反対方向の電流ＩＩおよび■、を供給する
。上記電流■、は光源ＬＥＤより放射される光束の明る
さＨに依存する。上記電流１１は加算点Ｓ１において定
電流１１と比較される。その結果生じる電流の差Δｒ、
＝１．−１．が積分増幅器Ｖ、に印加され、この積分増
幅器Ｖ、は制御電圧Ｕ、、＝１／ＣｆΔ１、ｄｔを発生
する。上記光束の明るさＨはしたがって、トランジスタ
Ｔを介してｒ、＝ｒ、となるように補正される。
を有しており、これらフォトダイオードＤ Ｉ＋Ｄ、は
小さな間隔、特別には約２５μｌの間隔をおいて、好ま
しくは１つのチップ上に集積されるとともに、それらに
対して光源、特別には発光ダイオードＬＥＤにより発生
される制御可能な光束が投射される。上記光束の作用の
下では、上記２つのダイオードは負荷抵抗Ｒ，，Ｒ，を
通して流れる反対方向の電流ＩＩおよび■、を供給する
。上記電流■、は光源ＬＥＤより放射される光束の明る
さＨに依存する。上記電流１１は加算点Ｓ１において定
電流１１と比較される。その結果生じる電流の差Δｒ、
＝１．−１．が積分増幅器Ｖ、に印加され、この積分増
幅器Ｖ、は制御電圧Ｕ、、＝１／ＣｆΔ１、ｄｔを発生
する。上記光束の明るさＨはしたがって、トランジスタ
Ｔを介してｒ、＝ｒ、となるように補正される。
もし、上記加算点Ｓ１において上記電流１１が１１より
も小さいときには、積分増幅器Ｖ、の制御電圧Ｕｌｌｔ
が負方向に増大するとともに、上記光束の明るさＨはＩ
、＝１．となるまで増加する。したがって、温度や部品
の変化もしくはほかの非平衡要因に関係なく、いつも上
記加算点Ｓ１にて平衡状態が起きる、すなわちＩ＋＝Ｉ
−＝一定となる。
も小さいときには、積分増幅器Ｖ、の制御電圧Ｕｌｌｔ
が負方向に増大するとともに、上記光束の明るさＨはＩ
、＝１．となるまで増加する。したがって、温度や部品
の変化もしくはほかの非平衡要因に関係なく、いつも上
記加算点Ｓ１にて平衡状態が起きる、すなわちＩ＋＝Ｉ
−＝一定となる。
ダイオードＤ１およびり、は差動的に接続されるととも
に、一般に、一つのチップ上に集積されており、したが
ってまた同じ特性を示すので、■。
に、一般に、一つのチップ上に集積されており、したが
ってまた同じ特性を示すので、■。
＝Ｔ、となる。いま一つの加算点Ｓ、において、ダイオ
ードＤ、、Ｄ、の−様な照射により零となるように補償
される差ΔＩＤ＝Ｉ、−１ｋが形成される。
ードＤ、、Ｄ、の−様な照射により零となるように補償
される差ΔＩＤ＝Ｉ、−１ｋが形成される。
電流ΔＩ０が流れないので、出力電圧ＵＡ＝ΔＩｎ・Ｉ
Ａがまた零となる。
Ａがまた零となる。
もし、上記ダイオードＤ、およびり、の受光領域の一部
を対称に覆う遮光要素、たとえばいわゆるシャドウロッ
ドＳｔが光束Ｈの中、すなわち光源ＬＥＤと上記ダイオ
ードＤ、、Ｄ、の間に配置されると、上記電流■１およ
びＩ、は能動なダイオードの領域がより小さくなるにも
かかわらず一定となるが、これは上記明るさＨが上記積
分増幅器Ｖ。
を対称に覆う遮光要素、たとえばいわゆるシャドウロッ
ドＳｔが光束Ｈの中、すなわち光源ＬＥＤと上記ダイオ
ードＤ、、Ｄ、の間に配置されると、上記電流■１およ
びＩ、は能動なダイオードの領域がより小さくなるにも
かかわらず一定となるが、これは上記明るさＨが上記積
分増幅器Ｖ。
によってより高くなるように補正されるからである。
もしもそのとき、遮光要素、たとえばシャドウロッドＳ
、が振れると、上記ダイオードＤ、の能動な領域が減少
するとともに上記ダイオードＤ、の能動な領域が増加す
るか、またはその逆になる。
、が振れると、上記ダイオードＤ、の能動な領域が減少
するとともに上記ダイオードＤ、の能動な領域が増加す
るか、またはその逆になる。
したがって、上記電流差ΔＬ＝Ｌ Ｉ＊が上記加算点
Ｓ、に生じ、それが電流／電圧変換増幅器■１の抵抗Ｒ
Ａを通して出力電圧ＵＡを発生させる。
Ｓ、に生じ、それが電流／電圧変換増幅器■１の抵抗Ｒ
Ａを通して出力電圧ＵＡを発生させる。
■１は前に述べたように一定に保持される、すなわちＩ
＋＝Ｉｓ＝一定に保持される。
＋＝Ｉｓ＝一定に保持される。
（発明が解決しようとする課題）
周知の上記制御回路構成が温度の影響、部品の特性変化
および位置決めタップの製品間の許容差を大幅に減少さ
せることを可能にする。しかしながら、第１図に係る上
記周知の回路構成は、一方では基本的なタイプの、また
他方では回路動作による誤った作用に導くいくつかの弱
点を有している。実際上で重要な３つの弱点が実質的に
存在する。それらを以下に掲げる。
および位置決めタップの製品間の許容差を大幅に減少さ
せることを可能にする。しかしながら、第１図に係る上
記周知の回路構成は、一方では基本的なタイプの、また
他方では回路動作による誤った作用に導くいくつかの弱
点を有している。実際上で重要な３つの弱点が実質的に
存在する。それらを以下に掲げる。
・第１図に係る周知の回路構成では、ダイオードＤ！の
信号のみがシャドウロッドＳｔの位置に比例する電圧Ｕ
Ａを得るために使用されるのに対し、ダイオードＤ、の
信号は考慮されていない。したがって、光学的な位置決
めタップのたった半分の感度が利用されるに過ぎない。
信号のみがシャドウロッドＳｔの位置に比例する電圧Ｕ
Ａを得るために使用されるのに対し、ダイオードＤ、の
信号は考慮されていない。したがって、光学的な位置決
めタップのたった半分の感度が利用されるに過ぎない。
・増幅器Ｖ、を有する電流／電圧変換器の上記出力電圧
ＵＡに関する影響が考慮されていない。
ＵＡに関する影響が考慮されていない。
実際の増幅器■、のオフセット電圧およびオフセット電
圧ドリフトはしかしながら、上記出力電圧Ｕ６を誤らせ
て零点エラーに導くとともに、零エラードリフトに導く
。このことは次の考察により証明される。
圧ドリフトはしかしながら、上記出力電圧Ｕ６を誤らせ
て零点エラーに導くとともに、零エラードリフトに導く
。このことは次の考察により証明される。
上記増幅器Ｖ、は、比−ＲＡ／（ＲＩ＋ＲＪにしたがっ
て利得を与える抵抗Ｒ１およびＲ，（第１図参照）を介
して結合される。ＵＡの高い電圧利得を達成するために
はＲＡ＞ ＞ （Ｒ＋ ＋ ＲＪでなければならないの
で、このエラーの影響は無視できない。たとえば高精度
のジャイロスコープおよび／または加速度計におけるこ
の周知の回路の使用は、したがって可能でないか、また
は非常に制約される。
て利得を与える抵抗Ｒ１およびＲ，（第１図参照）を介
して結合される。ＵＡの高い電圧利得を達成するために
はＲＡ＞ ＞ （Ｒ＋ ＋ ＲＪでなければならないの
で、このエラーの影響は無視できない。たとえば高精度
のジャイロスコープおよび／または加速度計におけるこ
の周知の回路の使用は、したがって可能でないか、また
は非常に制約される。
・負荷抵抗Ｒ８およびＲｔ（第１図参照）はダイオード
Ｄ、およびり、の負荷となっている。照度Ｈの強さに厳
密に比例するのはフォトダイオードの短絡電流だけであ
るので、最良の直線性を達成すためには上記負荷抵抗Ｒ
３およびＲ，は零でなければならない。この条件を与え
ると、第１図の周知の回路は動作不能になり、純粋な短
絡電流の計測を達成することができなくなるが、それは
Ｒ，＝Ｒ，＝零が、（ＲＩ＋Ｒ１）→０に対して、増幅
器■、から出力電圧ＵＡ・ （−ＲＡ／ （Ｒ，／＋Ｒ
，）→■への無限に大きい誤差結合を意味するからであ
る。
Ｄ、およびり、の負荷となっている。照度Ｈの強さに厳
密に比例するのはフォトダイオードの短絡電流だけであ
るので、最良の直線性を達成すためには上記負荷抵抗Ｒ
３およびＲ，は零でなければならない。この条件を与え
ると、第１図の周知の回路は動作不能になり、純粋な短
絡電流の計測を達成することができなくなるが、それは
Ｒ，＝Ｒ，＝零が、（ＲＩ＋Ｒ１）→０に対して、増幅
器■、から出力電圧ＵＡ・ （−ＲＡ／ （Ｒ，／＋Ｒ
，）→■への無限に大きい誤差結合を意味するからであ
る。
本発明はしたがって、より高い感度が達成され、かつ零
誤差ドリフトが削減されるとともに、照度の各々の強さ
と出力信号との間の厳密な比例性が確保されるように、
第１図を参照して以上に説明してきたような、請求項１
のプリアンプルに係る光電位置決めタップのための回路
構成の改善を目的としている。
誤差ドリフトが削減されるとともに、照度の各々の強さ
と出力信号との間の厳密な比例性が確保されるように、
第１図を参照して以上に説明してきたような、請求項１
のプリアンプルに係る光電位置決めタップのための回路
構成の改善を目的としている。
（課題を解決するための手段）
このため、光源の光線もしくは光ビームがカソード端に
て結合されている２つの隣接して配置されたフォトダイ
オードを照射し、上記ビームの通路に対して垂直に動（
ことができるエレメント、とくにシャドウロッドが上記
光束を部分的に遮光し、ダイオード電流の差に比例する
とともに上記光ビームの遮光要素の位置を特徴付ける信
号が発生され、上記光源の電流がトランジスタを介して
予め定められており、その動作点が固定された電位を参
照する積分増幅器を介して制御され、積分されるべき入
力信号が一定の参照電流とダイオード電流に依存する電
流信号との差によって形成される光電位置決めタップの
ための回路構造において、本発明は、カソード端にて接
続されたダイオードの３つの端子の各々が、一つの関連
する電流／電圧変換段に直接、すなわち電気的に接続さ
れ、そのうち上記カソードに接続された電流／電圧変換
段が積分増幅器であるものからなる。
て結合されている２つの隣接して配置されたフォトダイ
オードを照射し、上記ビームの通路に対して垂直に動（
ことができるエレメント、とくにシャドウロッドが上記
光束を部分的に遮光し、ダイオード電流の差に比例する
とともに上記光ビームの遮光要素の位置を特徴付ける信
号が発生され、上記光源の電流がトランジスタを介して
予め定められており、その動作点が固定された電位を参
照する積分増幅器を介して制御され、積分されるべき入
力信号が一定の参照電流とダイオード電流に依存する電
流信号との差によって形成される光電位置決めタップの
ための回路構造において、本発明は、カソード端にて接
続されたダイオードの３つの端子の各々が、一つの関連
する電流／電圧変換段に直接、すなわち電気的に接続さ
れ、そのうち上記カソードに接続された電流／電圧変換
段が積分増幅器であるものからなる。
（発明の作用・効果）
本発明はしたがって、上記した回路上の不利な点、すな
わち不充分な感度、オフセット電圧ドソフトの影響およ
びダイオードの照射の強さの関数としての出力信号の不
充分な直線性を消去するために、電流／電圧変換段をダ
イオードＤ、およびり、の３つの端子（２つのアノード
、共通のカソード）の各々に接続するという思想に基づ
いている。電流／電圧変換段を有するこの回路設計の特
別の利点は、それらの無視できるほどの入力インピーダ
ンスであり、その結果として無負荷の純粋な短絡電流計
測が行え、個々の電流加算点Ｓ Ｉ＋Ｓ、およびＳ３が
分離される（図示の実施例の以下の説明を参照）。
わち不充分な感度、オフセット電圧ドソフトの影響およ
びダイオードの照射の強さの関数としての出力信号の不
充分な直線性を消去するために、電流／電圧変換段をダ
イオードＤ、およびり、の３つの端子（２つのアノード
、共通のカソード）の各々に接続するという思想に基づ
いている。電流／電圧変換段を有するこの回路設計の特
別の利点は、それらの無視できるほどの入力インピーダ
ンスであり、その結果として無負荷の純粋な短絡電流計
測が行え、個々の電流加算点Ｓ Ｉ＋Ｓ、およびＳ３が
分離される（図示の実施例の以下の説明を参照）。
出力信号を得るための２つのダイオードの電流（１，お
よび■３）の直接的な検知によって倍加された感度およ
び動作点を制御するための２つのダイオードの電流の和
（ｒ＋＋ｒｔ）の直接的な検知がいま一つの利点として
考えることができる。
よび■３）の直接的な検知によって倍加された感度およ
び動作点を制御するための２つのダイオードの電流の和
（ｒ＋＋ｒｔ）の直接的な検知がいま一つの利点として
考えることができる。
従来の技術が本発明に係る解決の原理のための手掛りを
提供するものではない。
提供するものではない。
したがって、また相当する周知の回路構成（１９７８年
、１０月１２日発行のエレクトロニクス（Ｅｌｅｃｔｒ
ｏｎｉｃｓ）第１４６頁から第１４８頁のワイ、ネッツ
ア（Ｙ、 Ｎｅ ｔ ｚｅ ｒ）による報告、［リニヤ
・ライト・ボーラライザーズ・センス・アンギュラ−・
ポジッションＪ（Ｌｉｎｅａｒ ｌｉｇｈｔ ｐｏ
ｌａｒｉｚｅｒｓ ５ｅｎｓｅ ａｎｇｕｌａｒ
ｐｏｓｉｔｉｏｎ）を参照）において、位置信号を発
生するために利用されるのは一つのダイオードの電流の
みであり、そこでは移動分極器が遮光要素として使用さ
れている。第１図に係る回路と同様に、動作点を制御す
るための和の電流の直接的な検出による短絡回路電流計
測のための利点は小さい。それに加えて、また、信号通
路とそこに与えられている動作点の制御器との間の結合
がある。
、１０月１２日発行のエレクトロニクス（Ｅｌｅｃｔｒ
ｏｎｉｃｓ）第１４６頁から第１４８頁のワイ、ネッツ
ア（Ｙ、 Ｎｅ ｔ ｚｅ ｒ）による報告、［リニヤ
・ライト・ボーラライザーズ・センス・アンギュラ−・
ポジッションＪ（Ｌｉｎｅａｒ ｌｉｇｈｔ ｐｏ
ｌａｒｉｚｅｒｓ ５ｅｎｓｅ ａｎｇｕｌａｒ
ｐｏｓｉｔｉｏｎ）を参照）において、位置信号を発
生するために利用されるのは一つのダイオードの電流の
みであり、そこでは移動分極器が遮光要素として使用さ
れている。第１図に係る回路と同様に、動作点を制御す
るための和の電流の直接的な検出による短絡回路電流計
測のための利点は小さい。それに加えて、また、信号通
路とそこに与えられている動作点の制御器との間の結合
がある。
ヨーロッパ特許公開第ＥＰ−Ａ−０２６３２６１号公報
に係る光電変位ピックアップおよび西ドイツ特許公開第
ＤＥ−Ａ−２３１１６７６号公報もしくは西ドイツ特許
公開第ＤＥ−Ａ−３５０９９１５号公報に係る光電位置
決めタップでは、出力信号ＵＡは２つの個々の電圧の差
から決定される。しかしながら、かなりの回路のコスト
にもかかわらず、信号を得るために利用されているのは
また一つのダイオードだけであり、さらに、光源の動作
点はダイオードを流れる電流の和からは決定されない。
に係る光電変位ピックアップおよび西ドイツ特許公開第
ＤＥ−Ａ−２３１１６７６号公報もしくは西ドイツ特許
公開第ＤＥ−Ａ−３５０９９１５号公報に係る光電位置
決めタップでは、出力信号ＵＡは２つの個々の電圧の差
から決定される。しかしながら、かなりの回路のコスト
にもかかわらず、信号を得るために利用されているのは
また一つのダイオードだけであり、さらに、光源の動作
点はダイオードを流れる電流の和からは決定されない。
このことは、刊行物、西ドイツ特許公開第ＤＥ−Ａ−２
６０６４３４号公報および西ドイツ特許公開第ＤＥ−Ａ
−３６３６２６６号公報もしくは西ドイツ特許公開第Ｄ
Ｅ−Ａ−３７０９６１４号公報に従い、各々の場合に異
なるタイプの遮光要素を有する、同様の目的を意図する
回路装置にそれぞれ応用される。
６０６４３４号公報および西ドイツ特許公開第ＤＥ−Ａ
−３６３６２６６号公報もしくは西ドイツ特許公開第Ｄ
Ｅ−Ａ−３７０９６１４号公報に従い、各々の場合に異
なるタイプの遮光要素を有する、同様の目的を意図する
回路装置にそれぞれ応用される。
（実施例）
以下に、本発明の図示の２つの実施例について図面を参
照しつつより詳細に説明する。
照しつつより詳細に説明する。
第１図から既に周知の部品や回路上のポイントは、より
よい比較のために同一の参照符号を付して示す。
よい比較のために同一の参照符号を付して示す。
第２図および第３図の回路の両方の場合においてそれぞ
れ、共通のカソードにおける２つのダイオード電流の和
、すなわちＩ ５＝（１、＋ ｒ ３）の直接的な検知
は、動作点の制御のための手段を与える。ダイオード電
流１．およびＩ、はシャドウロッドＳｔが動いたときに
反対方向に変化するので、和（ｒｌ＋Ｉｔ）は、上記シ
ャドウロッドＳｔの動きに関係なく、予め定められた一
定の動作点電流■Ｓに等しい。
れ、共通のカソードにおける２つのダイオード電流の和
、すなわちＩ ５＝（１、＋ ｒ ３）の直接的な検知
は、動作点の制御のための手段を与える。ダイオード電
流１．およびＩ、はシャドウロッドＳｔが動いたときに
反対方向に変化するので、和（ｒｌ＋Ｉｔ）は、上記シ
ャドウロッドＳｔの動きに関係なく、予め定められた一
定の動作点電流■Ｓに等しい。
本発明が教示するところによれば、ダイオードＤ１およ
びり、のアノードは直接、すなわち第１図のもののよう
な負荷抵抗を介することなく、第２図および第３図に係
る両方の実施例において、各々１つの電流／電圧変換器
に接続されている。他方、ダイオードＤ１およびり、が
接続されたカソードは、同様の電流／電圧変換積分増幅
器の制御信号入力に直接、接続されており、この積分増
幅器はまた、第１図のものと全く同様に、抵抗Ｒｓを介
して参照電圧源Ｕ ？ｓ４に接続されており、この参照
電圧源からは一定の入力動作電流Ｉｓが供給される。
びり、のアノードは直接、すなわち第１図のもののよう
な負荷抵抗を介することなく、第２図および第３図に係
る両方の実施例において、各々１つの電流／電圧変換器
に接続されている。他方、ダイオードＤ１およびり、が
接続されたカソードは、同様の電流／電圧変換積分増幅
器の制御信号入力に直接、接続されており、この積分増
幅器はまた、第１図のものと全く同様に、抵抗Ｒｓを介
して参照電圧源Ｕ ？ｓ４に接続されており、この参照
電圧源からは一定の入力動作電流Ｉｓが供給される。
第２図の実施例において、それぞれ電流１１およびＩ、
に比例する電圧Ｕ、およびＵ、の差としてそれ自体で周
知の態様（たとえば西ドイツ特許公開第ＤＥ−Ａ−２３
１１６７６号公報および西ドイツ特許公開第ＤＥ−Ａ−
３５０９９１５号公報と比較せよ。）で形成される。
に比例する電圧Ｕ、およびＵ、の差としてそれ自体で周
知の態様（たとえば西ドイツ特許公開第ＤＥ−Ａ−２３
１１６７６号公報および西ドイツ特許公開第ＤＥ−Ａ−
３５０９９１５号公報と比較せよ。）で形成される。
これに対して、第３図の発明に係る回路構成の実施例の
出力電圧ＵＡは、ダイオードＤ１のアノードに接続され
た電流／電圧変換器の入力にて直接、電流■１と■、と
の差を形成することにより、増幅器のチップＶ、により
得られる。この場合、電流の差（１，−１３）はしたが
って、抵抗Ｒ１を介して出力電圧ＵＡを供給する。リニ
アな出力電圧ＵＡの特性の勾配は抵抗Ｒ８により調整す
ることができる。ダイオードＤ、のアノードに接続され
る電流／電圧変換器の入力における電流の差が増幅器の
チップ■１により形成される構成は、ダイオードの接続
を変更せずに符号反転は別として、第３図に示された構
成と等価である。
出力電圧ＵＡは、ダイオードＤ１のアノードに接続され
た電流／電圧変換器の入力にて直接、電流■１と■、と
の差を形成することにより、増幅器のチップＶ、により
得られる。この場合、電流の差（１，−１３）はしたが
って、抵抗Ｒ１を介して出力電圧ＵＡを供給する。リニ
アな出力電圧ＵＡの特性の勾配は抵抗Ｒ８により調整す
ることができる。ダイオードＤ、のアノードに接続され
る電流／電圧変換器の入力における電流の差が増幅器の
チップ■１により形成される構成は、ダイオードの接続
を変更せずに符号反転は別として、第３図に示された構
成と等価である。
第２図もしくは第３図の回路において、光電素子の全感
度は、ＵＡを形成するための２つのダイオード電流■、
および■、を求めるために利用される。
度は、ＵＡを形成するための２つのダイオード電流■、
および■、を求めるために利用される。
電圧の差（Ｕ２−Ｕυとして第２図の回路の出力電圧Ｕ
Ａを形成することは当業者にとって自明であるが、第３
図の回路による数学的な証明が本明細書にて与えられる
。第３図の回路に対応して、次の式が成立する。
Ａを形成することは当業者にとって自明であるが、第３
図の回路による数学的な証明が本明細書にて与えられる
。第３図の回路に対応して、次の式が成立する。
ｕ＝＝ ｒｔＲ−（１）
ｒｓ＝ ｕｔ／Ｒ３＝ｒｓａｔ／Ｒｓ （２）
ＵＡ＝−（１、−１３）・Ｒ８ ”Ｒ８（Ｒ１／Ｒ３１ｔ Ｉυ （３）１ 、
＋Ｉ、＝Ｉｓ （４）式（４）
の条件は、西ドイツ特許第ＤＥ ３７２０ ２９Ｊ
Ｃ１号公報に記載された動作点の制御ループの動作に
より得られる。
ＵＡ＝−（１、−１３）・Ｒ８ ”Ｒ８（Ｒ１／Ｒ３１ｔ Ｉυ （３）１ 、
＋Ｉ、＝Ｉｓ （４）式（４）
の条件は、西ドイツ特許第ＤＥ ３７２０ ２９Ｊ
Ｃ１号公報に記載された動作点の制御ループの動作に
より得られる。
シャドウロッドＳｔが距離ΔＸ動くと、ダイオード電流
■、と１には、ΔＸ／Δに比例して変化する。零点（Δ
Ｘ＝Ｏ）からスタートすると、その動きの方向に依存し
て、■１が増加してｒ、が減少するかまたはその逆とな
る。
■、と１には、ΔＸ／Δに比例して変化する。零点（Δ
Ｘ＝Ｏ）からスタートすると、その動きの方向に依存し
て、■１が増加してｒ、が減少するかまたはその逆とな
る。
Ｉ、と１２に対して次の式が成立する。
１１＝ Ｉ ｔｏ（１−Δ） （５）
ｒ、−ｒ、ｏ（ｔ＋Δ） （６）１１
０およびＬＯはΔＸ＝０に対するダイオード電流である
（式（３）および式（９）参照）。
ｒ、−ｒ、ｏ（ｔ＋Δ） （６）１１
０およびＬＯはΔＸ＝０に対するダイオード電流である
（式（３）および式（９）参照）。
■１とｒ、＆の和は、
１、＋Ｉ。
１＋ｏｆＩｘｏ＋Δ（１，０−１１，） （７）と
なり、ｒ 、、＝ ｒ 、。に対してシャドウロッドＳ
ｔの動きと無関係になる。
なり、ｒ 、、＝ ｒ 、。に対してシャドウロッドＳ
ｔの動きと無関係になる。
条件Ｉ 、ｏ＝ ｒ 、。が光学部分の構成の対称性に
より常に満足される。
より常に満足される。
式（４）から次の式が得られる。
１ ＋ａ＝ Ｉ ｓ ｌｔ （
３）ｒ、。＝１８ｚ−（９） 式（３）に式（５）および式（６）を代入すると、ＵＡ
＝Ｒ，（Ｒ，／Ｒ３１，、（１＋Δ）ｉ、。（１−Δ）
（１０）ＵＡ＝ Ｒ、（Ｒ、／Ｒ３１ｔ
ｏ−ｒ 、３）＋ＲＩ（Ｒ２／Ｒ３１ｔｏ＋ ｒ ｔｏ
）Δ（１１） から得られ、カリ、式（３）および式（９）から、また
、 ＵＡ＝ Ｒ、（Ｒ、／Ｒ、−１）Ｉ８ハ＋Ｒ１１９／２
（Ｒ２／Ｒ３＋１）Δ （１２） となり、 Ｒ，／Ｒ３＝１ （１３）のとき、最
終的にＵＡは、 ＵＡ＝Ｒ，ＩｓΔ （１４）となる。
３）ｒ、。＝１８ｚ−（９） 式（３）に式（５）および式（６）を代入すると、ＵＡ
＝Ｒ，（Ｒ，／Ｒ３１，、（１＋Δ）ｉ、。（１−Δ）
（１０）ＵＡ＝ Ｒ、（Ｒ、／Ｒ３１ｔ
ｏ−ｒ 、３）＋ＲＩ（Ｒ２／Ｒ３１ｔｏ＋ ｒ ｔｏ
）Δ（１１） から得られ、カリ、式（３）および式（９）から、また
、 ＵＡ＝ Ｒ、（Ｒ、／Ｒ、−１）Ｉ８ハ＋Ｒ１１９／２
（Ｒ２／Ｒ３＋１）Δ （１２） となり、 Ｒ，／Ｒ３＝１ （１３）のとき、最
終的にＵＡは、 ＵＡ＝Ｒ，ＩｓΔ （１４）となる。
この回路を較正するための手順は、第１図の回路の場合
と全く同じである（西ドイツ特許公開第ＤＥ−Ａ−３７
２０２９４号公報の第４コラムの第２５行以降参照）。
と全く同じである（西ドイツ特許公開第ＤＥ−Ａ−３７
２０２９４号公報の第４コラムの第２５行以降参照）。
増幅ｂｖ ３の出力Ｕ、と有用な信号入力との間のイン
ピーダンスの増幅器Ｖ３の出力における小さい誤差電圧
は、付加の抵抗なしに抵抗Ｒ１もしくはＲ１により補正
される。付加の抵抗Ｒ４もしくはＲ、／を有しているの
で、参照電圧源からの補正電流は、加算点Ｓ、もしくは
Ｓ、にて、交互に供給される。したがって、両極性の較
正が、安定した動作点を設定するために要求される参照
電圧Ｕｒｎ、を使用して、簡単な手法で可能である。
ピーダンスの増幅器Ｖ３の出力における小さい誤差電圧
は、付加の抵抗なしに抵抗Ｒ１もしくはＲ１により補正
される。付加の抵抗Ｒ４もしくはＲ、／を有しているの
で、参照電圧源からの補正電流は、加算点Ｓ、もしくは
Ｓ、にて、交互に供給される。したがって、両極性の較
正が、安定した動作点を設定するために要求される参照
電圧Ｕｒｎ、を使用して、簡単な手法で可能である。
この第２の較正の可能性はまた、第２図の回路において
使用することができる。
使用することができる。
出力電圧ＵＡの要求される勾配は、抵抗Ｒ２により設定
される。第２の可能性は参照電圧Ｕｒ＊ｆもしくは抵抗
Ｒｓにより傾斜を設定するために動作電流Ｉｓを使用す
ることにある。較正のこのタイプは第２図の回路に使用
される。
される。第２の可能性は参照電圧Ｕｒ＊ｆもしくは抵抗
Ｒｓにより傾斜を設定するために動作電流Ｉｓを使用す
ることにある。較正のこのタイプは第２図の回路に使用
される。
したがって、両方の回路の実施例は非常に簡単な手法で
較正されるとともに、両方のダイオードの電流を評価す
ることによって光学部分の全感度を利用することができ
、出力電圧ＵＡを得るための信号通路を動作点制御器か
ら分離することができるとともに、真の短絡電流の計測
が行える。したがって、直線性の改善がなされる。動作
点はシャドウロッドＳｔの位置とは無関係の２つのダイ
オード電流の和（＋＋＋ｒｔ）により制御される。
較正されるとともに、両方のダイオードの電流を評価す
ることによって光学部分の全感度を利用することができ
、出力電圧ＵＡを得るための信号通路を動作点制御器か
ら分離することができるとともに、真の短絡電流の計測
が行える。したがって、直線性の改善がなされる。動作
点はシャドウロッドＳｔの位置とは無関係の２つのダイ
オード電流の和（＋＋＋ｒｔ）により制御される。
市販品の場合、たとえばモノリシックのカッドアンプが
使用され、第１図の回路と比較して、第２図の回路には
たった３つの抵抗による実際に付加される出費が存在す
るに過ぎず、一方、第３図の回路では、実際に付加され
る出費はない。
使用され、第１図の回路と比較して、第２図の回路には
たった３つの抵抗による実際に付加される出費が存在す
るに過ぎず、一方、第３図の回路では、実際に付加され
る出費はない。
第１図は西ドイツ特許公開第ＤＥ−Ａ−３７２０２９４
号公報による従来の光電位置決めタップの回路構造、 第２図は動作点を制御するために２つのダイオード電流
の和が利用されるとともに、出力信号が２つのダイオー
ド電流に比例する電圧の間の差として決定される、本発
明に係る回路構造の第１の実施例の回路図、 第３図は第２図にしたがって、ダイオード電流の和がま
た動作点を制御するために使用されているが、出力信号
がダイオードのアノードの一つに結合された電流／電圧
変換器の入力における２つの電流の間の差を形成するこ
とにより直接的に形成されている、本発明に係る回路構
造の第２の実施例の回路図である。 ＬＥＤ・・・発光ダイオード。 Ｄ、、Ｄ、・・・フォトダイオード。 Ｈ・・・光ビーム１１１＋１！・・・ダイオード電流。 Ｓ（・・・シャドウロッド（遮光要素）。 Ｖ、、Ｖ、、Ｖ、・・・電流／電圧変換器。 Ｒ，−Ｒ，、Ｒ，−、ＲＡ、Ｒ，、ＲＶ−・・抵抗。 Ｓ、、Ｓ、、Ｓ、・・・電流加算点、ＵＡ・・・出力電
圧。 Ｕ ｒ＊ｒ・・・参照電圧、Ｔ・・・トランジスタ。
号公報による従来の光電位置決めタップの回路構造、 第２図は動作点を制御するために２つのダイオード電流
の和が利用されるとともに、出力信号が２つのダイオー
ド電流に比例する電圧の間の差として決定される、本発
明に係る回路構造の第１の実施例の回路図、 第３図は第２図にしたがって、ダイオード電流の和がま
た動作点を制御するために使用されているが、出力信号
がダイオードのアノードの一つに結合された電流／電圧
変換器の入力における２つの電流の間の差を形成するこ
とにより直接的に形成されている、本発明に係る回路構
造の第２の実施例の回路図である。 ＬＥＤ・・・発光ダイオード。 Ｄ、、Ｄ、・・・フォトダイオード。 Ｈ・・・光ビーム１１１＋１！・・・ダイオード電流。 Ｓ（・・・シャドウロッド（遮光要素）。 Ｖ、、Ｖ、、Ｖ、・・・電流／電圧変換器。 Ｒ，−Ｒ，、Ｒ，−、ＲＡ、Ｒ，、ＲＶ−・・抵抗。 Ｓ、、Ｓ、、Ｓ、・・・電流加算点、ＵＡ・・・出力電
圧。 Ｕ ｒ＊ｒ・・・参照電圧、Ｔ・・・トランジスタ。
Claims (7)
- （１）・光源（ＬＥＤ）の光ビームがカソード端にて接
続されている２つの隣接して配置されたフォトダイオー
ド（Ｄ＿１、Ｄ＿２）を照射し、・ビームの通路に対し
て垂直に動くことができる要素（Ｓｔ）が上記光ビーム
（Ｈ）を部分的に遮光し、 ・ダイオード電流（Ｉ＿１、Ｉ＿２）の差に比例すると
ともに、光ビーム（Ｈ）の遮光要素（Ｓｔ）の位置を特
徴付ける信号が発生され、 ・光源（ＬＥＤ）の電流が増幅器要素（Ｔ）を通して決
定され、その動作点が固定された電位を参照して積分増
幅器（Ｖ＿２）を通して制御されるとともに、積分され
るその入力信号が一定の参照電流（Ｉｓ）とダイオード
電流に依存する電流信号との差により形成される光電位
置決めタップの回路構造において、 ・カソード端にて接続されたダイオード（Ｄ＿１、Ｄ＿
２）の３つの端子の各々がそれぞれ１つの関連する電流
／電圧変換器段（Ｖ＿１、Ｖ＿２、Ｖ＿３）に直接（電
気的に）接続されており、そのうちの上記カソードに接
続される電流／電圧変換器段（Ｖ＿２）が積分増幅器で
ある光電位置決めタップの回路構造。 - （２）出力信号（Ｕ＿Ａ）が上記ダイオードのアノード
に入力端にて接続されている電流／電圧変換器（Ｖ＿１
、Ｖ＿３）の出力電圧（Ｕ＿１、Ｕ＿２）の差から形成
される請求項１記載の回路構造（第２図参照）。 - （３）出力信号（Ｕ＿Ａ）が上記ダイオードのアノード
に直接、接続されている電流／電圧変換器（Ｖ＿１もし
くはＶ＿３）の出力端にて取り出され、上記電流／電圧
変換器（たとえばＶ＿３）の入力信号がアノード端にて
上記電流／電圧変換器に接続されるダイオードを通して
流れる電流（Ｉ＿１、Ｉ＿２）と他のダイオードのアノ
ードに直接、接続される電流／電圧変換器（たとえばＶ
＿１）の出力電流（Ｉ＿３）との差により形成される請
求項１記載の回路構造。 - （４）上記出力電圧（Ｕ＿Ａ）の特性の勾配が出力電圧
を供給している電流／電圧変換器の出力からその電流信
号入力に接続される抵抗（Ｒ＿１）により調整される請
求項３記載の回路構造。 - （５）上記ダイオード（Ｄ＿１，Ｄ＿２）のアノードに
接続される電流／電圧変換器の二極性の較正が上記差を
形成するために使用される出力電流（Ｉ＿３）の電流通
路にて調整抵抗（Ｒ＿３）により行われる請求項３記載
の回路構造。 - （６）上記ダイオード（Ｄ＿１，Ｄ＿２）のアノードに
接続された電流／電圧変換器の二極性の較正が一つのダ
イオード（Ｄ＿２）のアノードに接続された電流／電圧
変換器の出力からその信号入力（Ｓ＿２）に接続された
調整抵抗（Ｒ＿２）により行われる請求項３記載の回路
構造。 - （７）上記ダイオード（Ｄ＿１，Ｄ＿２）のアノードに
接続された電流／電圧変換器の二極性の較正が参照電圧
源（Ｕ＿ｒ＿■＿ｒ）から一つおよび／またはほかの電
流／電圧変換器段（Ｖ＿１もしくはＶ＿３）に接続され
た、調製抵抗（Ｒ＿４、Ｒ＿４′）により行われる請求
項３記載の回路構造。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP89118727A EP0422259B1 (de) | 1989-10-09 | 1989-10-09 | Schaltungsanordnung für einen optoelektronischen Positionssensor |
| EP89118727.0 | 1989-10-09 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03134505A true JPH03134505A (ja) | 1991-06-07 |
| JPH0663738B2 JPH0663738B2 (ja) | 1994-08-22 |
Family
ID=8202000
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2138147A Expired - Lifetime JPH0663738B2 (ja) | 1989-10-09 | 1990-05-28 | 光電位置決めタップの回路構造 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5117103A (ja) |
| EP (1) | EP0422259B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0663738B2 (ja) |
| DE (1) | DE58907522D1 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4201385A1 (de) * | 1992-01-21 | 1993-07-22 | Peter Dipl Ing Renner | Optisches messsystem |
| US5504456A (en) * | 1994-02-09 | 1996-04-02 | Psc, Inc. | Low noise wide band amplifier |
| DE19741855B8 (de) * | 1997-09-23 | 2004-07-15 | Kai Stapelfeldt | Optoelektronische Sensoreinrichtung |
| DE102012108815B4 (de) * | 2012-09-19 | 2025-12-24 | Ic-Haus Gmbh | Verfahren zur Einstellung des Arbeitspunkts einer Positionsmessvorrichtung und Schaltungsanordnung |
| KR102315022B1 (ko) * | 2015-03-16 | 2021-10-21 | (주) 라이트론 | 일방향성 광신호 감시 장치 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2311676A1 (de) * | 1973-03-09 | 1974-09-26 | Intermadox Ag | Weg-spannungswandler |
| US4607159A (en) * | 1983-12-27 | 1986-08-19 | North American Philips Consumer Electronics Corp. | Optical joystick controller with intersecting spring means |
| EP0263261A1 (de) * | 1986-09-05 | 1988-04-13 | BBC Brown Boveri AG | Optoelektronischer Wegaufnehmer |
| US4748323A (en) * | 1987-03-23 | 1988-05-31 | Holiday Morton J | Joystick device with photoelectric tilt and push button detection |
| DE3709614A1 (de) * | 1987-03-24 | 1988-10-20 | Messerschmitt Boelkow Blohm | Verfahren und vorrichtung zur positionsbestimmung |
| DE3720294C1 (de) * | 1987-06-19 | 1988-09-08 | Messerschmitt Boelkow Blohm | Optoelektrischer Positionierungs-Abgriff |
| US4994669A (en) * | 1990-07-29 | 1991-02-19 | Stern Michael A | Opto-electrical joystick switch having a resilient, rigidly mounted central shaft |
-
1989
- 1989-10-09 EP EP89118727A patent/EP0422259B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1989-10-09 DE DE58907522T patent/DE58907522D1/de not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-05-28 JP JP2138147A patent/JPH0663738B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1990-08-23 US US07/571,335 patent/US5117103A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0422259A1 (de) | 1991-04-17 |
| US5117103A (en) | 1992-05-26 |
| DE58907522D1 (de) | 1994-05-26 |
| EP0422259B1 (de) | 1994-04-20 |
| JPH0663738B2 (ja) | 1994-08-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5936231A (en) | Photoelectric sensor circuit comprising an auxiliary photodiode and a current mirror circuit | |
| EP0633517A2 (en) | Bias circuit for avalanche photodiode | |
| US3992622A (en) | Logarithmic amplifier with temperature compensation means | |
| JPH03134505A (ja) | 光電位置決めタップの回路構造 | |
| KR950001922B1 (ko) | 광결합 검출장치 | |
| JP3215232B2 (ja) | 光電式距離センサ | |
| JPS63304121A (ja) | 光度測定用回路装置 | |
| US4302668A (en) | Variably biased photoelectric circuit | |
| US6316930B1 (en) | Direct current meter with passive input and galvanic insulation, particularly for high voltage | |
| JPS5845523A (ja) | 測光回路 | |
| US5408143A (en) | Circuit for processing sensor signals | |
| KR100446390B1 (ko) | 액정표시소자의트랜지스터의동작체크회로 | |
| RU2077704C1 (ru) | Измеритель потока оптического излучения | |
| KR0144661B1 (ko) | 차동증폭기의 오프셋 저감회로 | |
| JPS62200903A (ja) | 受光装置 | |
| JPS63158881A (ja) | 半導体受光装置 | |
| JP2519809Y2 (ja) | 差動入出力形増幅回路 | |
| JP2928061B2 (ja) | 変位センサ | |
| JP2674544B2 (ja) | 光受信回路 | |
| JP2993179B2 (ja) | レーザダイオード駆動回路 | |
| JPH0626860A (ja) | 距離検出用半導体位置検出素子 | |
| JPH0528827Y2 (ja) | ||
| JPS62195519A (ja) | 位置検出器 | |
| JPH07114330B2 (ja) | 受光回路のレンジ切り換え回路 | |
| JPH05343933A (ja) | 電圧電流変換回路 |