JPH04357403A - Position detecting apparatus - Google Patents

Position detecting apparatus

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JPH04357403A
JPH04357403A JP3131382A JP13138291A JPH04357403A JP H04357403 A JPH04357403 A JP H04357403A JP 3131382 A JP3131382 A JP 3131382A JP 13138291 A JP13138291 A JP 13138291A JP H04357403 A JPH04357403 A JP H04357403A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
output
signal
detector
differential amplifier
psd
Prior art date
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Pending
Application number
JP3131382A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tetsuo Tanabe
哲夫 田部
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH04357403A publication Critical patent/JPH04357403A/en
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Abstract

PURPOSE:To obtain a position detecting apparatus for detecting the position of a moving object which can mechanically and electrically adjust a detecting signal obtained in accordance with the positional relationship between the moving object and a detector. CONSTITUTION:When each electric positional detecting signal X1, X2 output from a PSD 11 is input to a differential amplifier 13 without attenuation, a position signal can be output in accordance with the mechanical positional relationship between an object to be detected and the PSD 11. If the level of the input signal to the differential amplifier 13 is changed by variable resistors 12a, 12b respectively for adjusting the X1, X2 signals, the zero cross point can be moved falsely in the X1 or X2 direction, thus enabling the electric adjustment.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は移動体の位置を検出する
位置検出装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a position detection device for detecting the position of a moving object.

【0002】0002

【従来の技術】従来の移動体の位置検出器には透過型ホ
トセンサあるいは反射型ホトセンサーがある。
2. Description of the Related Art Conventional position detectors for moving objects include transmission-type photosensors and reflection-type photosensors.

【0003】以下、従来の位置検出器について説明する
。図5は従来の位置検出器の構成を示すもので、図5(
a)は反射型ホトセンサ、図5(b)は透過型ホトセン
サの概念図である。一方、図6(a)は内部構成、図6
(b)は出力信号の構成を示すものである。それぞれ図
5、図6において、21は発光素子、22は受光素子、
23は反射物体、24は検出物体、25は入射光、26
は位置信号出力である。
[0003] A conventional position detector will be explained below. Figure 5 shows the configuration of a conventional position detector.
5A is a conceptual diagram of a reflection type photo sensor, and FIG. 5(b) is a conceptual diagram of a transmission type photo sensor. On the other hand, FIG. 6(a) shows the internal configuration,
(b) shows the configuration of the output signal. 5 and 6, 21 is a light emitting element, 22 is a light receiving element,
23 is a reflecting object, 24 is a detection object, 25 is incident light, 26
is the position signal output.

【0004】以上のように構成された位置検出器につい
て、以下その動作について説明する。まず、図5(a)
の反射型ホトセンサの動作は反射物体が反射面aにある
時発光素子21から発せられる入射光25は反射物体2
3を介して受光素子22に入射する。この時、受光素子
22であるホトトランジスタがONし位置信号出力26
を出力をする。また、図5(b)の透過型ホトセンサの
動作は検出物体24がハウジングを構成するギャップ間
(D)を通過すると発光素子21からの光が遮断され受
光素子22であるホトトランジスタがOFFされ位置信
号が検出される。
The operation of the position detector configured as described above will be explained below. First, Figure 5(a)
The operation of the reflective photosensor is that when the reflective object is on the reflective surface a, the incident light 25 emitted from the light emitting element 21 is reflected on the reflective object 2.
3 and enters the light receiving element 22. At this time, the phototransistor which is the light receiving element 22 is turned on and the position signal output 26
output. In addition, the operation of the transmission type photosensor shown in FIG. 5(b) is such that when the detection object 24 passes through the gap (D) forming the housing, the light from the light emitting element 21 is blocked and the phototransistor which is the light receiving element 22 is turned off. A signal is detected.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成では、検出物体の検出位置及び精度は受光素子
の前にあるピンホールあるいはスリットの大きさによっ
て左右され、検出位置を調整するには反射型ホトセンサ
あるいは透過型ホトセンサの位置と移動物体の絶対位置
を移動させることによって調整しなければならない。正
確な検出位置を調整するには微動に可動する機構を備え
なければならないという課題を有していた。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in the above-mentioned conventional configuration, the detection position and accuracy of the detection object depend on the size of the pinhole or slit in front of the light receiving element, and in order to adjust the detection position, a reflective Adjustments must be made by moving the position of the type photo sensor or transmission type photo sensor and the absolute position of the moving object. In order to accurately adjust the detection position, there was a problem in that it was necessary to provide a mechanism that could be moved minutely.

【0006】本発明は上記従来技術の課題を解決するも
ので、移動物体の検出位置を電気的に高精度に調整でき
る位置検出装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned problems of the prior art, and aims to provide a position detection device that can electrically adjust the detection position of a moving object with high precision.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明は、被位置測定物体の位置情報に基づく反射ま
たは透過光を受光して、すくなくともその受光した入射
光の位置に応じた反比例の関係を有する電気的位置信号
X1,X2を出力するポジション・センシング・デテク
ターと、前記電気的位置信号X1,X2の双方の差を取
り増幅する差動アンプと、前記被位置測定物体の位置情
報に基づきあらかじめ定めたゼロクロス点と前記差動ア
ンプの出力がゼロとなる位置を検出するゼロクロス検出
器とを設けたものである。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve this object, the present invention receives reflected or transmitted light based on the position information of an object to be positioned, and measures at least an inverse proportion according to the position of the received incident light. a position sensing detector that outputs electrical position signals X1 and X2 having the following relationship; a differential amplifier that takes and amplifies the difference between both of the electrical position signals X1 and The present invention is provided with a zero-crossing point predetermined based on the above and a zero-crossing detector that detects the position where the output of the differential amplifier becomes zero.

【0008】また、第2には 、ポジション・センシン
グ・デテクターに、出力である電気的位置信号X1,X
2を調整する可変抵抗器を付加したものである。
[0008] Secondly, the output electrical position signals X1 and X are sent to the position sensing detector.
A variable resistor is added to adjust 2.

【0009】[0009]

【作用】本発明は上記構成によって、電気的位置信号X
1,X2の差分信号をゼロクロス検出器を介することで
リニアセンサの中心位置に入射する光を検出できるもの
で、更にX1,X2信号調整用可変抵抗器を介して調整
することで検出位置を電気的に調整することができる。
[Operation] With the above configuration, the present invention provides electrical position signal
It is possible to detect the light incident on the center position of the linear sensor by passing the differential signal of X1 and can be adjusted accordingly.

【0010】0010

【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面を参
照しながら説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0011】図2は本発明の一実施例における位置検出
装置の要部であるPSD(Position・Ssen
sing・Detector;ポジション・センシング
・デテクター)11の等価回路を示すものである。図2
において、発光素子(図示せず)からの光は移動物体の
動きに応じてリニアセンサ上に集光するように配置され
、入射光がX1方向からX2方向に走査されると、抵抗
R1とR2の比に応じてX1とX2の出力信号が各々光
の集光位置によって増減する。
FIG. 2 shows a PSD (Position Ssen) which is a main part of a position detection device in an embodiment of the present invention.
11 shows an equivalent circuit of a position sensing detector (sing detector) 11. Figure 2
, light from a light emitting element (not shown) is arranged so as to be focused on a linear sensor according to the movement of a moving object, and when the incident light is scanned from the X1 direction to the X2 direction, the resistors R1 and R2 The output signals of X1 and X2 increase or decrease depending on the light condensing position, respectively, according to the ratio of .

【0012】PSD11の原理はセンサ上に光が集光さ
れると光エネルギーがシリコンからなるホトセンサで電
圧に変換されX1とX2が分割出力される。このホトセ
ンサで発生される電圧Vhは入射光の位置とX1の抵抗
値R1と入射光の位置とX2の抵抗値R2によって抵抗
分割値として出力される。
The principle of the PSD 11 is that when light is focused on a sensor, the light energy is converted into voltage by a silicon photosensor, and X1 and X2 are divided and output. The voltage Vh generated by this photosensor is output as a resistance divided value based on the position of the incident light, the resistance value R1 of X1, and the resistance value R2 of the position of the incident light and X2.

【0013】[0013]

【数1】[Math 1]

【0014】即ち、(数1)となる。このような特性を
持つPSD11を検出器として用いた本発明の一実施例
における位置検出装置の回路を図1に、また各点の信号
波形を図3に、電気的に調整した時の各点の信号を図4
に示す。
In other words, (Equation 1) is obtained. Figure 1 shows the circuit of a position detection device in an embodiment of the present invention using the PSD11 having such characteristics as a detector, and Figure 3 shows the signal waveform at each point, and the signal waveform at each point when electrically adjusted. Figure 4 shows the signal of
Shown below.

【0015】図1において、11は図2に示したPSD
、12はPSD11の出力である電気的位置信号X1,
X2の調整用の可変抵抗器、13は電気的位置信号X1
,X2を入力とする差動アンプ、14は差動アンプ13
のゼロクロス(すなわち、電気的位置信号X1,X2が
平衡する点)を検出するゼロクロス検出器である。
In FIG. 1, 11 is the PSD shown in FIG.
, 12 is the electrical position signal X1, which is the output of the PSD 11.
Variable resistor for adjusting X2, 13 is electrical position signal X1
, X2 as inputs, 14 is the differential amplifier 13
This is a zero-cross detector that detects the zero-cross (that is, the point where the electrical position signals X1 and X2 are balanced).

【0016】以上のように構成された位置検出装置につ
いて図3、図4を用いてその動作を説明する。
The operation of the position detection device constructed as described above will be explained with reference to FIGS. 3 and 4.

【0017】まず、検出物体の移動によって走査される
発光素子からの光はPSD11のリニア方向に移動し入
射する光によって出力する電圧はX1方向からX2方向
に移動した場合、図3(a)に示すようにX1,X2の
各信号はX1が除々に減少し、X2が除々に増加し入射
光の位置が中点(null点)に達した時、X1=X2
となる。
First, when the light from the light emitting element scanned by the movement of the detection object moves in the linear direction of the PSD 11, and the voltage output by the incident light moves from the X1 direction to the X2 direction, the voltage shown in FIG. As shown, each signal of X1 and
becomes.

【0018】更にこのような信号を差動アンプ13でX
1−X2の演算をすると、図3(b)に示すように、中
点でゼロとなる差動信号17が出力される。さらに、差
動信号17はゼロクロス検出器14を介することで、図
3(c)に示すように発光素子からの光が中点を通過し
た時をHレベルの信号を出力する検出位置信号18を出
力する。
Further, such a signal is
When the calculation of 1-X2 is performed, a differential signal 17 that becomes zero at the midpoint is output as shown in FIG. 3(b). Furthermore, the differential signal 17 is passed through the zero cross detector 14 to generate a detection position signal 18 that outputs an H level signal when the light from the light emitting element passes through the midpoint, as shown in FIG. 3(c). Output.

【0019】この方法はPSD11から出力されるX1
,X2の各信号を減衰なく差動アンプ13に入力した時
であるが、検出物体の位置とPSD11の機械的位置が
一致しいる時の信号である。X2の電気的位置信号を差
動アンプ13への入力信号とし、調整用の可変抵抗器1
2bでレベルを変化させると図4(a)に示すように擬
似的にX2方向にゼロクロス点を変化させることができ
る。また、同様に可変抵抗器12aでX1の電気的位置
信号を変化させるとX1方向に擬似的にゼロクロス点を
変化することができる。
This method uses the X1 output from the PSD11.
, The electrical position signal of X2 is used as an input signal to the differential amplifier 13, and the variable resistor 1 for adjustment is
By changing the level at 2b, the zero crossing point can be changed in a pseudo manner in the X2 direction as shown in FIG. 4(a). Similarly, by changing the electrical position signal of X1 using the variable resistor 12a, the zero crossing point can be changed in a pseudo manner in the X1 direction.

【0020】以上のように本実施例によれば、位置検出
器としてPSD11を用い位置信号であるX1,X2の
各信号でゼロクロス検出器14を介して差分信号がゼロ
の点を検出するものであり、また差動アンプ13に入力
するX1,X2の各信号を可変抵抗器12a、12bで
調整することにより、電気的に移動物体の位置を変化さ
せることができる。
As described above, according to this embodiment, the PSD 11 is used as a position detector, and the point where the difference signal is zero is detected using the position signals X1 and X2 via the zero cross detector 14. Furthermore, by adjusting the X1 and X2 signals input to the differential amplifier 13 using the variable resistors 12a and 12b, the position of the moving object can be electrically changed.

【0021】なお、本実施例においては位置検出器とし
てリニア型のPSDセンサについて説明したが、2次元
のPSDを用いた入射光のポインティング方式において
も同様な回路構成で2次元の中心位置を調整できるのは
言うまでもない。
In this embodiment, a linear PSD sensor was explained as a position detector, but the two-dimensional center position can also be adjusted using a similar circuit configuration in the incident light pointing method using a two-dimensional PSD. It goes without saying that it can be done.

【0022】[0022]

【発明の効果】以上のように本発明は位置検出装置とし
てPSD検出器を用いて電気的に検出位置を調整できる
回路を設けることにより、移動物体の位置検出を広範囲
に調整することができる優れた位置検出装置を実現でき
るものである。
As described above, the present invention has the advantage of being able to adjust the position detection of a moving object over a wide range by using a PSD detector as a position detection device and providing a circuit that can electrically adjust the detection position. This makes it possible to realize a position detection device.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

【図1】本発明の一実施例における位置検出装置の回路
結線図
FIG. 1 is a circuit diagram of a position detection device according to an embodiment of the present invention.

【図2】同実施例における位置検出装置の要部であるP
SDの等価回路図
[Figure 2] P which is the main part of the position detection device in the same embodiment
SD equivalent circuit diagram

【図3】同実施例における位置検出装置の要部波形図[Figure 3] Main part waveform diagram of the position detection device in the same embodiment


図4】同実施例における位置検出装置の要部波形図
[
Figure 4: Main part waveform diagram of the position detection device in the same embodiment

【図
5】(a)従来の反射型ホトセンサの概念図(b)従来
の透過型ホトセンサの概念図
[Figure 5] (a) Conceptual diagram of a conventional reflective photo sensor (b) Conceptual diagram of a conventional transmissive photo sensor

【図6】(a)従来のホト
センサの等価回路図(b)同ホトセンサの出力波形図
[Figure 6] (a) Equivalent circuit diagram of a conventional photosensor (b) Output waveform diagram of the same photosensor

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11  PSD 12  可変抵抗器 13  差動アンプ 14  ゼロクロス検出器 11 PSD 12 Variable resistor 13 Differential amplifier 14 Zero cross detector

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  被位置測定物体の位置情報に基づく反
射または透過光を受光して、すくなくともその受光した
入射光の位置に応じた反比例の関係を有する電気的位置
信号X1,X2を出力するポジション・センシング・デ
テクターと、前記電気的位置信号X1,X2の双方の差
を取り増幅する差動アンプと、前記被位置測定物体の位
置情報に基づきあらかじめ定めたゼロクロス点と前記差
動アンプの出力がゼロとなる位置を検出するゼロクロス
検出器とを具備する位置検出装置。
Claim 1: A position for receiving reflected or transmitted light based on position information of an object to be positioned and outputting electrical position signals X1 and X2 having an inversely proportional relationship at least according to the position of the received incident light. - A sensing detector, a differential amplifier that takes and amplifies the difference between both the electrical position signals X1 and X2, and a zero cross point predetermined based on the position information of the object to be measured and the output of the differential amplifier. A position detection device comprising a zero cross detector that detects a zero position.
【請求項2】  ポジション・センシング・デテクター
に、出力である電気的位置信号X1,X2を調整する可
変抵抗器を付加した請求項1記載の位置検出装置。
2. The position detection device according to claim 1, wherein the position sensing detector includes a variable resistor for adjusting the output electrical position signals X1 and X2.
JP3131382A 1991-06-03 1991-06-03 Position detecting apparatus Pending JPH04357403A (en)

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