JPH04357403A - 位置検出装置 - Google Patents
位置検出装置Info
- Publication number
- 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
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- JP
- Japan
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- output
- signal
- detector
- differential amplifier
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- Pending
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (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
【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。
位置検出装置に関するものである。
【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。
トセンサあるいは反射型ホトセンサーがある。
【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。
。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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
照しながら説明する。
【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。
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。
【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。
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。
【００１３】
【数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。
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。
【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。
、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。
【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。
いて図３、図４を用いてその動作を説明する。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
，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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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
結線図
【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
ＳＤの等価回路図
【図３】同実施例における位置検出装置の要部波形図
【
図４】同実施例における位置検出装置の要部波形図
図４】同実施例における位置検出装置の要部波形図
【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
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
【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
センサの等価回路図（ｂ）同ホトセンサの出力波形図
１１ ＰＳＤ
１２ 可変抵抗器
１３ 差動アンプ
１４ ゼロクロス検出器
Claims (2)
- 【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。 - 【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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3131382A JPH04357403A (ja) | 1991-06-03 | 1991-06-03 | 位置検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3131382A JPH04357403A (ja) | 1991-06-03 | 1991-06-03 | 位置検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04357403A true JPH04357403A (ja) | 1992-12-10 |
Family
ID=15056648
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3131382A Pending JPH04357403A (ja) | 1991-06-03 | 1991-06-03 | 位置検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04357403A (ja) |
-
1991
- 1991-06-03 JP JP3131382A patent/JPH04357403A/ja active Pending
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