JPH03210421A - Position detector - Google Patents
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- JPH03210421A JPH03210421A JP533090A JP533090A JPH03210421A JP H03210421 A JPH03210421 A JP H03210421A JP 533090 A JP533090 A JP 533090A JP 533090 A JP533090 A JP 533090A JP H03210421 A JPH03210421 A JP H03210421A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、被検出体の位置を検出できる位置検出装置に
関する。更に詳述すると、本発明は、例えば磁気記録再
生装置のテープ走行系において走行中のテープエツジの
幅方向位置を検出する場合のように、被検出体の位置を
検出するに好適な位置検出装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a position detection device capable of detecting the position of a detected object. More specifically, the present invention relates to a position detection device suitable for detecting the position of a detected object, such as when detecting the widthwise position of a running tape edge in a tape running system of a magnetic recording/reproducing device. .
(従来の技術)
従来の位置検出装置としては、第3図に示されるように
、発光ダイオード等の光源1と、この光源1からの光l
を受光するフォトダイオードやフォトトランジスタ等の
受光素子2とから成り、光源1と受光素子2との間を被
検出体3が遮った際の受光量の変化を受光素子2の出力
信号から検出することによって、被検出体3の位置を行
なっている。(Prior Art) As shown in FIG. 3, a conventional position detection device includes a light source 1 such as a light emitting diode, and a light source 1 emitted from the light source 1.
It consists of a light-receiving element 2 such as a photodiode or a phototransistor that receives light, and detects a change in the amount of light received when a detected object 3 interrupts the space between the light source 1 and the light-receiving element 2 from the output signal of the light-receiving element 2. By this, the position of the detected object 3 is determined.
また、従来の位置検出装置としては、第4図及び第5図
に示されるように、発光ダイオード等の光源1と、この
光源1からの光lを受光する二つの受光部2a、2bを
する受光素子2とから成り、光源1と受光素子2との間
の被検出体3によって一方の受光部2bを遮光すると共
に他方の受光部2aには常に光源1からの光lが参照光
として入射するように配置して使用するものがある。Further, as shown in FIGS. 4 and 5, a conventional position detection device includes a light source 1 such as a light emitting diode, and two light receiving sections 2a and 2b that receive light l from the light source 1. One of the light receiving parts 2b is shielded from light by the detected object 3 between the light source 1 and the light receiving element 2, and the light l from the light source 1 is always incident on the other light receiving part 2a as a reference light. There are things that can be arranged and used in the same way.
この位置検出装置の受光素子2の受光部2aの出力は増
幅回路4aに、受光素子2の受光部2bの出力は増幅回
路4bにそれぞれ供給され、更に各増幅回路4a、4b
からの出力電圧v1 、 v2は差動増幅回15に入力
される。差動増幅回路5では、出力電圧v1と、出力電
圧■2とを比較して位置検出出力■8を得るように設け
られている。The output of the light receiving section 2a of the light receiving element 2 of this position detection device is supplied to an amplifier circuit 4a, the output of the light receiving section 2b of the light receiving element 2 is supplied to an amplifier circuit 4b, and each amplifier circuit 4a, 4b
The output voltages v1 and v2 are input to the differential amplifier circuit 15. The differential amplifier circuit 5 is provided to compare the output voltage v1 and the output voltage (2) to obtain a position detection output (4).
したがって、この位置検出装置によれば、基準となる参
照光用受光部2aからの出力電圧と検出用受光部2bか
らの出力電圧との差は、被検出体3の動きに伴って変動
するため、この電圧差(Vs )を被検出体3の位置に
あらかじめ対応させておくことにより、被検出#3の位
置を検出することができる。Therefore, according to this position detection device, the difference between the output voltage from the reference light receiving section 2a and the output voltage from the detection light receiving section 2b, which serve as a reference, varies with the movement of the detected object 3. By making this voltage difference (Vs) correspond in advance to the position of the detected object 3, the position of the detected object #3 can be detected.
(発明が解決しようとする課U)
しかしながら、第3図のような位置検出装置では、被検
出体3が有るか否かという二つの状態しか検出できず、
被検出体3の位置を検出することはできない、このため
、簡単な用途にしか利用できなかった。(Problem U to be solved by the invention) However, the position detection device as shown in FIG. 3 can only detect two states: whether or not the detected object 3 is present.
It is not possible to detect the position of the detected object 3, and therefore it can only be used for simple purposes.
また、第4図の従来の位置検出装置は、受光素子として
、位置検出用の受光部の他に参照光用の受光部を必要と
し、構造が複雑であるという欠点があった。しかも、上
記従来の位置検出装置は、位1検出用の受光部と参照光
用の受光部というように二つに分割しており、一方の受
光部に常に光を入射させておかなければならないため、
用途が限定されるという欠点がある。Further, the conventional position detecting device shown in FIG. 4 requires a light receiving section for reference light as well as a light receiving section for position detection as a light receiving element, and has a drawback that the structure is complicated. Furthermore, the conventional position detection device described above is divided into two parts: a light receiving part for position 1 detection and a light receiving part for reference light, and it is necessary to always allow light to enter one of the light receiving parts. For,
It has the disadvantage that its uses are limited.
本発明は、簡単な構造で被検出体の位置を検出でき、用
途の自由度の高い位置検出装置を援供することを目的と
する。An object of the present invention is to provide a position detection device that can detect the position of a detected object with a simple structure and has a high degree of freedom of use.
(課題を解決するための手段)
かかる目的を達成するため、本発明の位置検出装!は、
光源と、この光源からの光を受光する受光素子とを備え
、前記光源から前記受光素子に至る光路上における被検
出体の位置を前記受光素子の出力信号によって検出する
位置検出装置において、前記受光素子に、少なくとも二
つの出力電極を備えかつ前記各出力電極から受光面にお
ける入射光の位置に応じた出力の得られる半導体装置検
出素子を用い、前記半導体装置検出素子の受光面に上記
被検出体の遮光部分と遮光されない部分とが投影される
配置とし、前記各出力電極からの出力に基づいて上記被
検出体の位置を検出する構成としている。(Means for Solving the Problem) In order to achieve the above object, the position detection device of the present invention is provided! teeth,
A position detection device that includes a light source and a light receiving element that receives light from the light source, and detects the position of a detected object on an optical path from the light source to the light receiving element based on an output signal of the light receiving element. A semiconductor device detection element is used in which the element is provided with at least two output electrodes, and from each of the output electrodes an output can be obtained according to the position of incident light on the light receiving surface, and the above-mentioned object to be detected is placed on the light receiving surface of the semiconductor device detection element. The arrangement is such that a light-shielded portion and a light-unshielded portion are projected, and the position of the object to be detected is detected based on the output from each of the output electrodes.
(作用)
したがって、半導体装置検出素子に光源の光が入射する
と、照射面と遮光面との割合に逆比例した光電流がその
出力電極から分割出力される。(Function) Therefore, when the light from the light source is incident on the semiconductor device detection element, a photocurrent that is inversely proportional to the ratio of the irradiation surface to the light shielding surface is divided and output from the output electrode.
例えば、第1図に示すように、半導体装置検出素子12
の長さをLとし、半導体装置検出素子12の図上の下端
から被検出体13によって影になっている部分の長さを
Xとする。また、半導体装置検出素子12の図上の下端
を原点(x=O)とし、x=Oのときく半導体装置検出
素子の受光面S全体に光ρが当っているとき)の光電流
を10とする。For example, as shown in FIG.
Let L be the length of , and let X be the length of the portion of the semiconductor device detection element 12 that is shaded by the detected object 13 from the lower end in the drawing. In addition, the lower end of the semiconductor device detection element 12 in the drawing is taken as the origin (x=O), and the photocurrent when the light ρ is hitting the entire light-receiving surface S of the semiconductor device detection element when x=O is 10 shall be.
被検出体13によって〒導体位置検出素子12の受光面
SがXだけ影になっているときの光電流Iは、
1=Io (L−x) ・”(
1)となる、このとき、出力電極12a、12bがらは
、X点の位置で分割された下式のような光#!X流11
.12が出力される。The photocurrent I when the light-receiving surface S of the conductive position detection element 12 is shaded by X by the detected object 13 is 1=Io (L-x) ・”(
1) At this time, the output electrodes 12a and 12b emit light #! divided at the position of point X as shown in the following equation. X style 11
.. 12 is output.
1i=1−S−・・・(2) 12=1”−二Δ ・・・ (3) 次に、上記(2) (3)式の比を求めると、 1i 1 X =(L/x)−1 ・・・ (4) となる。1i=1-S-...(2) 12=1”-2Δ ... (3) Next, the above (2) Finding the ratio of equation (3), we get 1i 1X =(L/x)-1 ... (4) becomes.
上記(4)式より、Xを求めると、 となる。From the above formula (4), when calculating X, we get becomes.
そこで、半導体装置検出素子12の出力電極12a、1
2bから光電流11.12を取出し、第(5)式の計算
をすることにより被検出体13の位置を検出できる。Therefore, the output electrodes 12a, 1 of the semiconductor device detection element 12
The position of the object to be detected 13 can be detected by extracting the photocurrent 11.12 from 2b and calculating the equation (5).
(実施例)
以下、本発明の構成を図面に示す実施例に基づいて詳細
に説明する。(Example) Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail based on an example shown in the drawings.
第2図に本発明の一実施例を原理図で示す。FIG. 2 shows a principle diagram of an embodiment of the present invention.
本発明の位置検出装置は、発光ダイオード等の光源11
と、この光源11からの光lを受光する受光素子12と
を備え、前記光源11から前記受光素子12に至る光路
上における被検出体13の位置を受光素子12の受光面
と遮光面との比に応じた光電流出力によって検出できる
ように構成されている。この位置検出装置は、受光素子
12として半導体装置検出素子(PSO)を使用してい
る。The position detection device of the present invention includes a light source 11 such as a light emitting diode.
and a light receiving element 12 that receives the light l from the light source 11, and the position of the detected object 13 on the optical path from the light source 11 to the light receiving element 12 is determined between the light receiving surface and the light shielding surface of the light receiving element 12. It is configured so that detection can be performed by photocurrent output according to the ratio. This position detection device uses a semiconductor device detection element (PSO) as the light receiving element 12.
この半導体装置検出素子12は、平板状シリコンの表面
に2層、裏面にN層、それらの中間に1層を構成したも
のであり、入射した光lを光電変換し、その光電流を出
力電極12a、12bから分割出力できるように構成さ
れている。この半導体装置検出素子12は、少なくとも
二つの出力電極12a、12bを備えており、かつ前記
各出力電極12a、12bから受光面Sにおける入射光
の位置に応じた出力が得られるようになっている。This semiconductor device detection element 12 is composed of two layers on the front surface of a flat silicon plate, an N layer on the back surface, and one layer in between, and photoelectrically converts incident light l and transfers the photocurrent to the output electrode. It is configured to be able to perform divided output from 12a and 12b. This semiconductor device detection element 12 is equipped with at least two output electrodes 12a, 12b, and outputs are obtained from each of the output electrodes 12a, 12b according to the position of the incident light on the light receiving surface S. .
そして、位置検出装置は、半導体装置検出素子12の受
光面Sに被検出#13によって遮光された部分と遮光さ
れない部分とが投影される配置とし、前記各出力電極1
2a、12bからの出力を信号処理回路10に入力し、
この信号処理回路10において前述の(1)弐〜(5)
式の処理を行うことにより、被検出体13の位置を検出
する構成としたものである。尚、電極12cは、バイア
スミS極であり、十■を印加しである。The position detection device is arranged such that a portion shaded by the detection target #13 and a portion not shaded are projected onto the light receiving surface S of the semiconductor device detection element 12, and each of the output electrodes 1
Input the outputs from 2a and 12b to the signal processing circuit 10,
In this signal processing circuit 10, the above-mentioned (1)2 to (5)
The configuration is such that the position of the detected object 13 is detected by processing the equation. Note that the electrode 12c is a bias south pole, and a voltage of 10 cm is applied.
ここで、信号処理回路10は第1図に示すように、各出
力電極12a、12bからの出力電流を電圧V1.V2
に変換する電流電圧変換器14a。Here, as shown in FIG. 1, the signal processing circuit 10 converts the output current from each output electrode 12a, 12b into a voltage V1. V2
A current-voltage converter 14a that converts the current into voltage.
14bと、この電流電圧変換器14a、14bからの電
圧v1゜■2を加算する加算器15と、前記電流電圧変
換器14aからの電圧■1及び加算器15からの出力(
Vl +V2 )を取込み、■1/ (V+ +V2
)の對算をする割算器16とを備えている。14b, an adder 15 that adds the voltage v1゜■2 from the current-voltage converters 14a and 14b, and the voltage v1 from the current-voltage converter 14a and the output from the adder 15 (
Vl +V2) is taken in, and ■1/ (V+ +V2
).
以上のように本発明は構成されているので、次のように
動作する。Since the present invention is configured as described above, it operates as follows.
まず、光源11から受光素子たる半導体装置検出素子1
2に光2を与える。このとき、被検出体13によって半
導体装置検出素子12の受光面SがXだけ影になってい
るときに、光電流Iは前述の(1)式のように与えられ
ることになる。このとき、半導体装置検出素子12の出
力を極12a。First, from the light source 11 to the semiconductor device detection element 1 which is a light receiving element.
Gives light 2 to 2. At this time, when the light-receiving surface S of the semiconductor device detection element 12 is shaded by X by the detected object 13, the photocurrent I is given as shown in the above-mentioned equation (1). At this time, the output of the semiconductor device detection element 12 is connected to the pole 12a.
12bからはX点の位置で分割された前述の(2)(3
)式のような光電流It 、12が出力される。From 12b, the above-mentioned (2) and (3
) is output as a photocurrent It, 12.
この出力電極12a、12bからの光電流11I2は、
信号処理回路10の電流電圧変換器14a、14bに入
力されて電圧Vl 、v2に変換さtLZ>、TI記電
圧Vl 、V2は、光電流!+ 、12に比例している
。The photocurrent 11I2 from the output electrodes 12a and 12b is
The voltages Vl and V2 are input to the current-voltage converters 14a and 14b of the signal processing circuit 10 and converted into voltages Vl and v2. +, is proportional to 12.
前記電流電圧変換器14a、14bからの電圧Vl 、
V2は、加算器15に与えられる。加算器15では、電
圧v1 、v2を加算してその結果を出力電圧(V1+
V2 )として出力する。Voltage Vl from the current-voltage converters 14a, 14b,
V2 is applied to adder 15. The adder 15 adds the voltages v1 and v2 and outputs the result as an output voltage (V1+
V2).
加算器15の出力電圧(Vl +V2 )は、割算器1
6に入力される。この割算器16には、電流電圧変換器
14aからの出力電圧■1も入力されている。The output voltage (Vl +V2) of the adder 15 is the output voltage of the divider 1
6 is input. The output voltage 1 from the current-voltage converter 14a is also input to the divider 16.
割算器16では、上記(5)式を変形したの計算をする
。The divider 16 calculates a modified version of the above equation (5).
したがって、半導体装置検出素子12の出力電極12a
、12bから光S流It 、12を取出し、これら電流
を電圧に変換してから上記第(5)1式の計算をするこ
とにより被検出体13の位置を検出できる。Therefore, the output electrode 12a of the semiconductor device detection element 12
The position of the detected object 13 can be detected by taking out the light S current It , 12 from , 12b, converting these currents into voltages, and then calculating the above equation (5) 1.
尚、上述の実施例は本発明の好適な実施の一例ではある
がこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱し
ない範囲において種々変形実施可能である1例えば、上
記各実施例では、二つの出力電極を有する一次元の半導
体装置検出素子を使用して構成したが、4つの出力電極
を有する二次元の半導体装置検出素子を使用してもよい
、このように二次元の半導体装置検出素子を使用すると
テープの上下動の検出だけでなく、テープの傾きも検出
できる。Although the above-described embodiments are examples of preferred embodiments of the present invention, the present invention is not limited thereto, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.For example, in each of the above-mentioned embodiments, Although a one-dimensional semiconductor device detection element having two output electrodes is used, a two-dimensional semiconductor device detection element having four output electrodes may also be used. In this way, two-dimensional semiconductor device detection By using the element, it is possible to detect not only the vertical movement of the tape, but also the inclination of the tape.
(発明の効果)
以上の説明より明らかなように、本発明の位置検出装置
は、半導体装置検出素子に照射される光源からの光の遮
られる部分と遮られない部分との面積比に逆比例する光
電流を少なくとも二つの出力電極から分割出力させ、こ
れら電流から被検出体の位置を検出するようにしている
ので、簡単な構造で被検出体の位置を正確に検出できる
。(Effects of the Invention) As is clear from the above description, the position detection device of the present invention is inversely proportional to the area ratio between the blocked portion and the unblocked portion of the light from the light source that irradiates the semiconductor device detection element. Since the photocurrent is divided and outputted from at least two output electrodes and the position of the object to be detected is detected from these currents, the position of the object to be detected can be detected accurately with a simple structure.
しかも、位置検出装置は、被検出体の有無だけでなくそ
の位置・傾きなども検出できるため、用途が広い6例え
ば、磁気記録再生装置のテープ走行系において、走行す
るテープのエツジ位置を測定する装置に応用することが
できる。この場合、光の当っている位置ではなく、テー
プによって1されていない部分の重心位置を測定してい
ることになり、テープのテープ幅方向移動によって相対
的な重心位置が直線的に変化するので、テープのエツジ
の位置を検出することができる。このような装置によれ
ば、テープの上下動をアナログ的に検出できるし、テー
プエツジがギザギザであっても原理的に重心位置を与え
ているので誤差は少ない。In addition, the position detection device can detect not only the presence or absence of an object to be detected, but also its position and inclination, so it has a wide range of uses. It can be applied to devices. In this case, the position of the center of gravity of the part not covered by the tape is being measured, not the position where the light is shining, and the relative center of gravity position changes linearly as the tape moves in the tape width direction. , the position of the edge of the tape can be detected. According to such a device, the vertical movement of the tape can be detected in an analog manner, and even if the tape edge is jagged, the center of gravity position is given in principle, so there are few errors.
第1図(A)及び(B)は本発明の原理を示す説明図で
ある。
第2図は本発明の一実施例を示す原理図である。
第3図は従来の位置検出装置の一例を示す図である。
第4図及び第5図は従来の位置検出装置の他の例を示す
原理図である。
10・・・信号処理回路、
11・・・光源、
2・・・受光素子、
12a、12b−−−出力電極、
3・・・被検出体、
4a、14b・・・電流電圧変換器、
5・・・加算器、
6・・・割算器。
特許出頴人
日本放送協会
株式会社三協精機製作所
代
理
人FIGS. 1A and 1B are explanatory diagrams showing the principle of the present invention. FIG. 2 is a principle diagram showing an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a diagram showing an example of a conventional position detection device. FIGS. 4 and 5 are principle diagrams showing other examples of conventional position detection devices. DESCRIPTION OF SYMBOLS 10... Signal processing circuit, 11... Light source, 2... Light receiving element, 12a, 12b --- Output electrode, 3... Detected object, 4a, 14b... Current-voltage converter, 5 ...adder, 6...divider. Patent issuer Japan Broadcasting Corporation Agent Sankyo Seiki Seisakusho Co., Ltd.
Claims (1)
、前記光源から前記受光素子に至る光路上における被検
出体の位置を前記受光素子の出力信号によって検出する
位置検出装置において、前記受光素子に、少なくとも二
つの出力電極を備えかつ前記各出力電極から受光面にお
ける入射光の位置に応じた出力の得られる半導体装置検
出素子を用い、前記半導体装置検出素子の受光面に上記
被検出体の遮光部分と遮光されない部分とが投影される
配置とし、前記各出力電極からの出力に基づいて上記被
検出体の位置を検出する構成としたことを特徴とする位
置検出装置。A position detection device that includes a light source and a light receiving element that receives light from the light source, and detects the position of a detected object on an optical path from the light source to the light receiving element based on an output signal of the light receiving element. A semiconductor device detection element is used in which the element is provided with at least two output electrodes, and from each of the output electrodes an output can be obtained according to the position of incident light on the light receiving surface, and the above-mentioned object to be detected is placed on the light receiving surface of the semiconductor device detection element. A position detection device characterized in that the position detection device is arranged such that a light-shielded portion and a light-unshielded portion are projected, and the position of the detected object is detected based on the output from each of the output electrodes.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP533090A JPH03210421A (en) | 1990-01-12 | 1990-01-12 | Position detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP533090A JPH03210421A (en) | 1990-01-12 | 1990-01-12 | Position detector |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03210421A true JPH03210421A (en) | 1991-09-13 |
Family
ID=11608234
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP533090A Pending JPH03210421A (en) | 1990-01-12 | 1990-01-12 | Position detector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03210421A (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5870106A (en) * | 1981-10-22 | 1983-04-26 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Detector for edge position |
| JPS6071132A (en) * | 1983-09-29 | 1985-04-23 | Toyoda Gosei Co Ltd | Automatic clip-fitting device of weather strip |
-
1990
- 1990-01-12 JP JP533090A patent/JPH03210421A/en active Pending
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