JPH0410964B2

JPH0410964B2 -

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Publication number: JPH0410964B2
Application number: JP19236385A
Authority: JP
Priority date: 1985-08-30
Filing date: 1985-08-30
Publication date: 1992-02-27
Also published as: JPS6252402A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は紙、フイルム、布帛、金属板およびそ
の他の帯状材の表面上に画かれた線状マーク位置
を検出するため、光源と２個の受光素子を組合せ
て構成した位置検出方式の改良に関するものであ
り、この種位置検出器等の製造技術産業の分野に
おいて利用されるものである。

（従来の技術）従来、例えば走行フイルム、紙等の帯状物体の
位置検出手段としては、通常帯状材耳端における
反射光、あるいは透過光を受光素子に投影し、そ
の受光量に比例した出力電圧により物体の位置を
検出する方式が知られている。しかしながら、こ
の方式によれば、帯状材の耳端が波状に変形した
場合、正常な位置信号が得られなくなつたり、ま
た、透明物体では耳端の光量変化が極めて小さい
ため、位置信号が得られないという大きな欠点を
有している。

そこで、上記の欠点を除去するために、第４図
に示すような受光素子１および２を用いた線状マ
ークの光電式位置検出方式が提案されている。該
受光素子１，２はホトダイオード、太陽電池等の
一種の半導体であり、線状マーク３の光源４によ
る投影により受光量が変化する。当然この投影に
はレンズ系が用いられる場合がある。受光素子１
および２の中心位置より線状マーク中心の偏位ｄ
に対する受光素子１および増幅器５の出力電圧e₁
の特性を第５図上側e₁に示す。同様に受光素子２
および増幅器６の出力電圧e₂の特性を第５図上側
e₂に示す。この出力電圧e₁およびe₂の差を演算増
幅器７により求め出力e₀を得る。偏位に対するこ
の出力電圧e₀の関係を、第５図下側に示す。この
ようにして、受光素子の中心より線状マーク中心
位置に対する偏位の方向＋−に対し、比例した符
号＋−の出力電圧e₀により位置が検出できる。

しかしながら、この検出方式によれば、検出信
号は受光素子の在存する範囲にとどまり、線状マ
ーク偏差がその範囲を越えて、第５図下側に示す
ようにd_n＋以上、あるいはd_n−以下になると出
力電圧が零となり、位置検出信号が得られず、中
心位置と区別できないという欠点を有している。

（発明が解決しようとする問題点）本発明は、帯状材における線状マーク位置が受
光素子よりどれだけ離れても、常に連続した方向
性をもつ位置信号を発生させることにより、帯状
材の位置を幅広く検出できる線状マークの位置検
出方式を提供することを目的とするものである。

（問題点を解決するための手段）本発明は、上述した問題点を解決するために、
線状マークを透過あるいは反射した光線を、２個
の光電素子に投影して線状マークの位置を検出す
る位置検出方式において、２個の光電素子のいづ
れか一方の電圧が比較電圧より大となつている
間、２個の光電素子の差信号を保持することによ
り連続した位置信号を出力させるように構成した
ものである。

また、２個の光電素子のいづれか一方の電圧が
比較電圧より大となつている間、２個の光電素子
の差信号を保持することにより連続した位置信号
を出力すると共に、２個の光電素子の信号が最大
値より減少した場合、比較器出力の否定信号を用
いて、ホールド信号発生回路により２個の光電素
子の最大電圧を最大値ホールド回路により保持
し、この電圧を分圧器により分圧して、比較器の
比較電圧とすることにより、比較信号を自動設定
できるように構成したものである。

また、２個の光電素子のいづれか一方の電圧が
比較電圧より大となつている間、２個の光電素子
の差信号を保持することにより連続した位置信号
を出力すると共に、比較器の出力に遅延回路を追
加し、その出力をホールド回路のホールド信号と
することにより、線状マークと受光素子の相対位
置が変化しても、動作遅れを補償し、精度のよい
位置信号を出力させるように構成したものであ
る。

また、２個の光電素子のいづれか一方の電圧が
比較電圧より大となつている間、２個の光電素子
の差信号を保持することにより連続した位置信号
を出力すると共に、２個の光電素子の信号をそれ
ぞれ２個の比較器に入力し、これら２個の光電素
子の信号が同時に比較電圧以下になつたことを、
比較器出力に接続された一致回路により検出し
て、ホールド回路のホールド信号とすることによ
り、不連続な線状マークの場合でも連続時の位置
信号を出力させるように構成したものである。

（作用）本発明は、２個の受光素子の差信号により位置
に比例した信号を得るとともに、これらの信号を
組合せることによつて、受光素子より遠く離れた
位置に線状マークがあつても、一定の連続した位
置および方向信号を得ることにより、広範囲な帯
状材上に画かれた線状マークの位置信号を得るこ
とができるものである。

（実施例）以下、図面を参照しながら、本発明の一実施例
について説明する。

第１図は本発明の一実施例を示すもので、８は
光源である。９は紙、フイルム等移動体の帯状材
上に画かれた線状マークが光電素子１０，１１上
に直接あるいはレンズ系を通して投影された像で
ある。光電素子１０，１１の出力は増幅器１２，
１３により増幅され、出力電圧e₁、e₂を作る。こ
の電圧e₁、e₂は演算増幅器１４により、次式の演
算を施し、出力e_Dを作る。すなわち、 e_D＝e₂−e₁ 光電素子１０，１１の中心と、線状マークの中
心との偏差ｄに対する増幅器出力e₁、e₂の特性を
第２図Ａに、また偏差ｄに対する演算増幅器１４
の出力e_Dの関係を第２図Ｂに示す。

次に、増幅器１２，１３の出力e₁、e₂の最大値
e_M、すなわち第２図Ａ上の−−−−を
第１図の最大値回路１５で作る。この出力e_Mと、
第２図Ａ上に示した比較電圧e_Cとを比較器１６に
より比較する。

ここに、e_C＝e_M−△e_C （△e_C＜＜e_M）この出力信号E_Hを第２図Ｃに示す。この信号
E_Hは、演算増幅器１４の出力信号e_Dを保持するホ
ールド回路１７のホールド信号となる。

次に、第１図の動作について説明する。いま、
第２図Ａにおいて、線状マークの投影像９の中心
位置ｄが、d₂≦ｄ≦d₁であつたとする。この場合
には、同図ＣよりE_H＝０となり、ホールド回路
１７は入力信号e_Dを保持することなく、そのまま
出力する。すなわち、e_d＝e_Dとなる。この場合、
e_dは、第２図Ｂ上の−の特性となる。

次に、ｄ＞d₁の場合について説明する。この位
置範囲では、第２図Ｃに示すようにE_H＝１とな
るので、ホールド信号E_Hにより、ホールド回路
１７の入力電圧e_Dが保持されるので、ホールド回
路１７の出力e_dは第２図Ｂ上に示すように−
の一定出力値となる。また、ｄ＜d₂の場合には上
記と同様にして出力e_Dは第２図Ｂ上の−の一
定負出力値となる。

以上のようにして、偏位（差）ｄの値が−∞＜
ｄ＜＋∞に対して、ホールド回路１７の出力電圧
e_Dは第２図Ｂに示すように、−−−とな
る。この結果、偏位が受光素子の寸法に比しどれ
だけ大であつても、正負の方向の連続した位置検
出信号が得られ、動作範囲をどこまでも広げるこ
とができる。

次に、第３図について説明する。第３図が第１
図と異なる点は、最大値ホールド回路１８、ホー
ルド信号発生回路１８′、分圧器１９、遅延回路
２０、比較器２１，２２および一致回路２３が追
加されているところである。

最大値ホールド回路１８は増幅器１２あるいは
１３の出力信号e₁あるいはe₂の最大値、すなわち
第２図Ａ上に示した−−−ホールド信号
発生回路１８′のホールド信号により保持し出力
する。この出力をe_nとすると、分圧器１９の出力
e_Cは次式となる。

e_C＝ke_n＝e_n−△e_C （ｋ＝分圧比、０＜ｋ＜１）この信号e_Cは比較器１６の比較電圧となり、第
２図Ｃに示したホールド信号E_Hと同一の信号で
ある。

これら最大値ホールド回路１８および分圧器１
９を追加することにより、光源８の照度変化ある
いは受光素子１０，１１および増幅器１２，１３
の特性が劣化しても、比較電圧e_Cをその変化に応
じて自動的に設定できる効果がある。

次に、第３図の遅延回路２０について説明す
る。同図のホールド回路１７の入出力信号ｅＤと
e_dの間にはある値の応答遅れが存在する。そのた
め入力信号が、たとえば増加状態にあるとき、出
力信号は応答時間遅れているので、ホールド信号
が与えられると入力値を保持するため、出力信号
に誤差を生ずる。そこで、ホールドの時点を応答
時間だけ遅延させ、出力信号e_dが正確値を確立し
た時点でホールド回路１７が動作する目的で、遅
延回路２０を追加している。

これにより、ホールド回路１７に動作遅れが存
在しても、これを補償して、時間的に精度のよい
出力信号e_dが得られる効果がある。

なお、次に第３図の比較器２１，２２および一
致回路２３について説明する。線状マーク９が連
続でなく断続マークである場合、一定の位置信号
e_dが得られなくなる。そこで、このマーク９が不
連続になり、増幅器１２，１３の出力e₁、e₂が比
較レベルe_C以下となると、比較器２１，２２に出
力が生じ、それらの出力が同時に発生したことを
一致回路２３により検出し、ホールド回路１７の
ホールド信号とする。この保持速度は大となつて
いるので、連続マーク時の位置信号e_Dが保持さ
れ、e_d＝e_Dとなり、線状マークが不連続の場合で
も、連続した安定な一定の位置信号e_dが得られる
効果がある。

以上、本発明に係る検出方式はすべての帯状材
上に画かれた種々の幅の連続あるいは断続したマ
ークに対し有効に適用できるものである。

（発明の効果）以上詳述したように、本発明によれば帯状材に
画かれた種々の幅の線状マークの中心位置を、直
線性よく極めて広い範囲にわたつて連続して検出
できるので、効率の良い、且つ、高精度のこの種
位置検出方式を提供できる効果を奏するものであ
る。また、移動物体の耳端が急に波状に変形して
いてもその位置・方向を確実に検出することがで
き、更に、静止中あるいは移動中の帯状材であつ
てもその位置検出が可能である。また、光源が変
化しても、特性の線形部分の検出レベルが自動的
に調整できると共に、ホールド回路の動作遅れも
補償できる。また、線状マークが連続でなくて断
続して画かれている場合でも、連続状態時のマー
ク位置を記憶保持し出力し続けるので、連続した
位置信号が得られる等の極めて優れた検出及び実
用的な効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の実施例を示すもの
であり、第１図は本発明の構成図、第２図はその
特性を示す説明図でＡは光電素子出力電圧特性、
Ｂは出力電圧差特性、Ｃは左右位置判断論理信号
を夫々示している。第３図は本発明の他の実施例
を示す構成図である。第４図は従来の線状マーク
の光電式偏位検出器の構成図、第５図はその偏位
−電気特性を示す概略図である。１，２……受光素子、３……線状マーク、４…
…光源、５，６……増幅器、７……演算増幅器、
８……光源、９……線状マーク、１０，１１……
受光素子、１２，１３……増幅器、１４……演算
増幅器、１５……最大値回路、１６……比較器、
１７……ホールド回路、１８……最大値ホールド
回路、１８′……ホールド信号発生回路、１９…
…分圧器、２０……遅延回路、２１，２２……比
較器、２３……一致回路。

Claims

【特許請求の範囲】１線状マークを透過あるいは反射した光線を、
２個の光電素子に投影して線状マークの位置を検
出する位置検出方式において、２個の光電素子の
いづれか一方の電圧が比較電圧より大となつてい
る間、２個の光電素子の差信号を保持することに
より連続した位置信号を出力することを特徴とす
る線状マークの広範囲位置検出方式。２線状マークを透過あるいは反射した光線を、
２個の光電素子に投影して線状マークの位置を検
出する位置検出方式において、２個の光電素子の
いづれか一方の電圧が比較電圧より大となつてい
る間、２個の光電素子の差信号を保持することに
より連続した位置信号を出力すると共に、２個の
光電素子の信号が最大値より減少した場合、比較
器出力の否定信号を用いて、ホールド信号発生回
路１８′により２個の光電素子の最大電圧を最大
値ホールド回路１８により保持し、この電圧を分
圧器１９により分圧して、比較器１６の比較電圧
e_cとすることにより、比較信号e_cを自動設定でき
ることを特徴とする線状マークの広範囲位置検出
方式。３線状マークを透過あるいは反射した光線を、
２個の光電素子に投影して線状マークの位置を検
出する位置検出方式において、２個の光電素子の
いづれか一方の電圧が比較電圧より大となつてい
る間、２個の光電素子の差信号を保持することに
より連続した位置信号を出力すると共に、比較器
１６の出力に遅延回路２０を追加し、その出力を
ホールド回路１７のホールド信号とすることによ
り、線状マークと受光素子の相対位置が変化して
も、動作遅れを補償し、精度のよい位置信号を出
力することを特徴とする線状マークの広範囲位置
検出方式。４線状マークを透過あるいは反射した光線を、
２個の光電素子に投影して線状マークの位置を検
出する位置検出方式において、２個の光電素子の
いづれか一方の電圧が比較電圧より大となつてい
る間、２個の光電素子の差信号を保持することに
より連続した位置信号を出力すると共に、２個の
光電素子の信号をそれぞれ２個の比較器２１，２
２に入力し、これら２個の光電素子の信号が同時
に比較電圧以下になつたことを、比較器出力に接
続された一致回路２３により検出して、ホールド
回路１７のホールド信号とすることにより、不連
続な線状マークの場合でも連続時の位置信号を出
力することができることを特徴とする線状マーク
の広範囲位置検出方式。