JPH0695005B2 - 光学的位置検出装置 - Google Patents
光学的位置検出装置Info
- Publication number
- JPH0695005B2 JPH0695005B2 JP1087589A JP8758989A JPH0695005B2 JP H0695005 B2 JPH0695005 B2 JP H0695005B2 JP 1087589 A JP1087589 A JP 1087589A JP 8758989 A JP8758989 A JP 8758989A JP H0695005 B2 JPH0695005 B2 JP H0695005B2
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- Japan
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- light
- light receiving
- receiving element
- analog
- amount
- Prior art date
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 この発明は物体の位置を光学的に検出する光学的位置検
出装置に関する。
出装置に関する。
（ロ）従来技術及びこの発明が解決しようとする問題点 従来、一対の光源と受光素子を所定距離離間して複数対
配置して検出パネルを構成し、一対の素子を順次作動さ
せることにより該パネル上の物体の位置を検出してい
る。即ち、第６図は一対の発光素子１と受光素子２を示
し、該発光素子１から出力された光は受光素子２におい
て受光されて電気信号に変換され、例えば微分・増幅回
路３に与えられ、ここで微分そして増幅されて一定レベ
ルの信号が出力される。発光素子１と受光素子２との間
に物体が存在すると、光が遮断されるから上記微分・増
幅回路３からの出力はなく、従って物体有りが検出され
る。このように、発光素子と受光素子との間に物体が有
るか否かのみ検出が行われ、このため物体検出の分解能
は隣合う受光素子のピッチの長さに限定されるか、倍精
度の装置でもせいぜい上記ピッチの長さの半分であっ
た。
配置して検出パネルを構成し、一対の素子を順次作動さ
せることにより該パネル上の物体の位置を検出してい
る。即ち、第６図は一対の発光素子１と受光素子２を示
し、該発光素子１から出力された光は受光素子２におい
て受光されて電気信号に変換され、例えば微分・増幅回
路３に与えられ、ここで微分そして増幅されて一定レベ
ルの信号が出力される。発光素子１と受光素子２との間
に物体が存在すると、光が遮断されるから上記微分・増
幅回路３からの出力はなく、従って物体有りが検出され
る。このように、発光素子と受光素子との間に物体が有
るか否かのみ検出が行われ、このため物体検出の分解能
は隣合う受光素子のピッチの長さに限定されるか、倍精
度の装置でもせいぜい上記ピッチの長さの半分であっ
た。
この発明は物体の位置を精度良く検出することができる
光学的位置検出装置を提供することである。
光学的位置検出装置を提供することである。
（ハ）問題点を解決するための手段 この発明の光学的位置検出装置は、受光素子から出力さ
れる光検出アナログ信号を該アナログ信号に比例するデ
イジタル信号へ変換するアナログ／デイジタル変換器
と、 遮光がない場合に前記アナログ／デジタル変換器により
出力されるデジタル信号が総ての受光素子について一定
値になるように前記各光源の発光量を制御する発光駆動
制御手段と、ひとつの受光素子の受光面において、遮光
されない光を受光する該受光面の部分の長さに対する該
受光素子の受光量との関係を示すデータを記憶する記憶
手段と、前記遮光がある場合に前記デジタル信号から遮
光する物体の位置を前記記憶手段に記憶されたデータに
従って演算する演算装置とを備えて構成されている。
れる光検出アナログ信号を該アナログ信号に比例するデ
イジタル信号へ変換するアナログ／デイジタル変換器
と、 遮光がない場合に前記アナログ／デジタル変換器により
出力されるデジタル信号が総ての受光素子について一定
値になるように前記各光源の発光量を制御する発光駆動
制御手段と、ひとつの受光素子の受光面において、遮光
されない光を受光する該受光面の部分の長さに対する該
受光素子の受光量との関係を示すデータを記憶する記憶
手段と、前記遮光がある場合に前記デジタル信号から遮
光する物体の位置を前記記憶手段に記憶されたデータに
従って演算する演算装置とを備えて構成されている。
（ニ）作用 受光素子により受光される受光量は該受光素子を遮光す
る遮光距離と一定の関数になる。このため、受光素子か
らの受光量をとしてのアナログ信号を、アナログ／デイ
ジタル変換器（A/D変換器）により該アナログ信号に比
例するデイジタル信号に変換し、演算装置において上記
関数により精度の良い位置を求める。
る遮光距離と一定の関数になる。このため、受光素子か
らの受光量をとしてのアナログ信号を、アナログ／デイ
ジタル変換器（A/D変換器）により該アナログ信号に比
例するデイジタル信号に変換し、演算装置において上記
関数により精度の良い位置を求める。
（ホ）実施例 いま、受光素子の受光面に垂直に赤外線を照射している
状態において、該受光面全体を遮光板で遮光してから該
遮光版を一方向に移動して受光面を露出させて赤外線を
受光する。このとき受光素子の露出した受光面の中心方
向への受光距離をｘとすると、受光距離ｘと受光素子の
受光量との関係は第２図に示すようになる。
状態において、該受光面全体を遮光板で遮光してから該
遮光版を一方向に移動して受光面を露出させて赤外線を
受光する。このとき受光素子の露出した受光面の中心方
向への受光距離をｘとすると、受光距離ｘと受光素子の
受光量との関係は第２図に示すようになる。
第１図はこの発明の光学的位置検出装置の要部構成図で
ある。第１図において、それぞれ対になる発光素子11
a、11b、11c、11d…と受光素子12a、12b、12c、12d…と
が所定距離離間して配列されて検出パネルを構成してい
る。これら対をなす発光素子と受光素子は順次走査さ
れ、受光素子により受光されたアナログ信号はマルチプ
レクサ13を介して増幅器14に入力されて増幅される。増
幅器14からの出力はアナログ／デイジタル変換器15に入
力され、ここでアナログ量に比例したデイジタル値に変
換されてマイクロプロセッサ16に与えられる。マイクロ
プロセッサ16には演算回路16aが備えられ、ここで入力
されたデイジタル値から対応する受光素子の受光面の受
光距離ｘを算定する。この受光距離ｘの算定は受光距離
ｘと受光量の関係を直線近似しても良く、もっと正確な
関数を利用しても良い。マイクロプロセッサ16は受光距
離ｘと受光量の関係を示すデータを記憶している。第１
図の場合は、指により受光素子12b、12c、12dは遮光さ
れているから、対応する受光素子の受光距離、または受
光面の遮光されている遮光距離を求め、指の中心位置を
計算することができる。例えば、マイクロプロセッサ16
により第１図に示すように、基準位置からの遮光位置
x1，x2を算出すれば指の中心位置は（x1＋x2）/2により
求めることができる。なお、外乱光が受光素子に入力す
る場合は、全受光量から外乱光の受光量を引いた量に補
正して計算を行う。
ある。第１図において、それぞれ対になる発光素子11
a、11b、11c、11d…と受光素子12a、12b、12c、12d…と
が所定距離離間して配列されて検出パネルを構成してい
る。これら対をなす発光素子と受光素子は順次走査さ
れ、受光素子により受光されたアナログ信号はマルチプ
レクサ13を介して増幅器14に入力されて増幅される。増
幅器14からの出力はアナログ／デイジタル変換器15に入
力され、ここでアナログ量に比例したデイジタル値に変
換されてマイクロプロセッサ16に与えられる。マイクロ
プロセッサ16には演算回路16aが備えられ、ここで入力
されたデイジタル値から対応する受光素子の受光面の受
光距離ｘを算定する。この受光距離ｘの算定は受光距離
ｘと受光量の関係を直線近似しても良く、もっと正確な
関数を利用しても良い。マイクロプロセッサ16は受光距
離ｘと受光量の関係を示すデータを記憶している。第１
図の場合は、指により受光素子12b、12c、12dは遮光さ
れているから、対応する受光素子の受光距離、または受
光面の遮光されている遮光距離を求め、指の中心位置を
計算することができる。例えば、マイクロプロセッサ16
により第１図に示すように、基準位置からの遮光位置
x1，x2を算出すれば指の中心位置は（x1＋x2）/2により
求めることができる。なお、外乱光が受光素子に入力す
る場合は、全受光量から外乱光の受光量を引いた量に補
正して計算を行う。
前記アナログ／デイジタル変換器15で得られたデイジタ
ル信号のデイジタル量のばらつきが大きい場合には、受
光素子の受光面が遮光されて無い状態で受光された光の
アナログ量を基準量としてマイクロプロセッサ16に記憶
させ、該基準量を100％とし、このうち何％の光量が遮
光されたかを計算して物体の遮光位置を求めることもで
きる。
ル信号のデイジタル量のばらつきが大きい場合には、受
光素子の受光面が遮光されて無い状態で受光された光の
アナログ量を基準量としてマイクロプロセッサ16に記憶
させ、該基準量を100％とし、このうち何％の光量が遮
光されたかを計算して物体の遮光位置を求めることもで
きる。
第３図はアナログ量のばらつきを無くすために工夫され
たこの発明の一実施例を示し、第１図と同一要素は同一
符号を付して示している。第３図において、マイクロプ
ロセッサ16は発光素子駆動回路17とマルチプレクサ13を
順次走査して対をなす発光素子及び受光素子を動作可能
にする。一方、マイクロプロセッサ16はデイジタル／ア
ナログ変換器18に発光ダイオードからなる発光素子の発
光量を制御する制御信号を送る。デイジタル／アナログ
変換器18のアナログ出力は定電流回路19に与えられ、そ
の電流出力を制御し、遮光されていない場合のアナログ
／デイジタル変換器15からのデイジタル量が総ての受光
素子について一定になるように制御される。マイクロプ
ロセッサ16、デイジタル／アナログ変換器18、定電流回
路19および発光素子駆動回路17は遮光がない場合に前記
アナログ／デジタル変換器により出力されるデジタル信
号が総ての受光素子について一定値になるように前記各
光源の発光量を制御する発光駆動制御手段を構成してい
る。
たこの発明の一実施例を示し、第１図と同一要素は同一
符号を付して示している。第３図において、マイクロプ
ロセッサ16は発光素子駆動回路17とマルチプレクサ13を
順次走査して対をなす発光素子及び受光素子を動作可能
にする。一方、マイクロプロセッサ16はデイジタル／ア
ナログ変換器18に発光ダイオードからなる発光素子の発
光量を制御する制御信号を送る。デイジタル／アナログ
変換器18のアナログ出力は定電流回路19に与えられ、そ
の電流出力を制御し、遮光されていない場合のアナログ
／デイジタル変換器15からのデイジタル量が総ての受光
素子について一定になるように制御される。マイクロプ
ロセッサ16、デイジタル／アナログ変換器18、定電流回
路19および発光素子駆動回路17は遮光がない場合に前記
アナログ／デジタル変換器により出力されるデジタル信
号が総ての受光素子について一定値になるように前記各
光源の発光量を制御する発光駆動制御手段を構成してい
る。
第４図は隣合う受光素子12およびこの受光素子により検
出される測定領域S,測定不可能な不感領域Ｆを示してい
る。測定においては、例えば測定対象である指の端部の
位置が不感領域Ｆに位置する場合がある。この場合、例
えば、不感領域Ｆの中心であるＡ点の位置x1′を前記不
感領域Ｆに位置する指の端部の真の位置x1の替わりと
し、指のもう一方の端部をx2とすると、指の中心位置を
（x1′＋x2）/2で近似すれば良い。この場合、隣合う受
光素子間の距離は短い程、良い精度を得ることができ
る。
出される測定領域S,測定不可能な不感領域Ｆを示してい
る。測定においては、例えば測定対象である指の端部の
位置が不感領域Ｆに位置する場合がある。この場合、例
えば、不感領域Ｆの中心であるＡ点の位置x1′を前記不
感領域Ｆに位置する指の端部の真の位置x1の替わりと
し、指のもう一方の端部をx2とすると、指の中心位置を
（x1′＋x2）/2で近似すれば良い。この場合、隣合う受
光素子間の距離は短い程、良い精度を得ることができ
る。
第５図は、受光アナログ量から算出された高精度の遮光
位置を分解能が隣合う受光素子間の距離、即ちピッチＰ
に等しい単精度またはP/2の倍精度に変換する場合の説
明図である。第５図において、例えばＢ点が実際の遮光
位置で本位置検出装置により高精度で検出されていると
する。この場合、単精度に変換するにはＢ点から最も近
い受光素子12の中心位置B1をマイクロプロセッサ16にお
いて求め、B1を単精度位置とする。また、Ｂ点の位置に
最も近いP/2の倍精度位置をマイクロプロセッサ16にお
いて求め、B2点を倍精度位置と定める。
位置を分解能が隣合う受光素子間の距離、即ちピッチＰ
に等しい単精度またはP/2の倍精度に変換する場合の説
明図である。第５図において、例えばＢ点が実際の遮光
位置で本位置検出装置により高精度で検出されていると
する。この場合、単精度に変換するにはＢ点から最も近
い受光素子12の中心位置B1をマイクロプロセッサ16にお
いて求め、B1を単精度位置とする。また、Ｂ点の位置に
最も近いP/2の倍精度位置をマイクロプロセッサ16にお
いて求め、B2点を倍精度位置と定める。
なお、発光素子と受光素子は、例えばモールド型、CAN
タイプのレンズ付きのものが使用可能である。発光素子
と受光素子の径および実装上のピッチは等しくすること
が精度および計算上好ましい。
タイプのレンズ付きのものが使用可能である。発光素子
と受光素子の径および実装上のピッチは等しくすること
が精度および計算上好ましい。
（ヘ）効果 この発明は、受光素子のアナログ出力を該アナログ量に
比例したデイジタル信号に変換し、遮光されない光を受
光する受光面の部分の長さに対する受光素子の受光量と
の関係を示すデータに従って遮光位置を計算しているか
ら、遮光位置の精度良い測定を行うことができる。即
ち、従来の装置では遮光位置の測定は単精度かせいぜい
倍精度であるが、本装置では倍精度以上の高精度を容易
に測定できる。また、CRT（陰極線管）画面上にカーソ
ルを使用して遮光位置を表示すれば、コンピュータを利
用した測定位置の各種応用技術に有効である。
比例したデイジタル信号に変換し、遮光されない光を受
光する受光面の部分の長さに対する受光素子の受光量と
の関係を示すデータに従って遮光位置を計算しているか
ら、遮光位置の精度良い測定を行うことができる。即
ち、従来の装置では遮光位置の測定は単精度かせいぜい
倍精度であるが、本装置では倍精度以上の高精度を容易
に測定できる。また、CRT（陰極線管）画面上にカーソ
ルを使用して遮光位置を表示すれば、コンピュータを利
用した測定位置の各種応用技術に有効である。
第１図はこの発明の光学的位置検出装置の要部を示す
図、第２図はひとつの受光素子の受光面における受光距
離と受光量を示す図、第３図はこの発明の一実施例を示
す図、第４図は受光素子の不感領域における遮光位置の
計算説明図、第５図は実際の遮光位置から単精度または
倍精度への換算説明図、第６図は従来の位置測定装置の
要部構成図である。 11…発光素子、12…受光素子、14…増幅器、 15…アナログ／デイジタル変換器、 16…マイクロプロセッサ。
図、第２図はひとつの受光素子の受光面における受光距
離と受光量を示す図、第３図はこの発明の一実施例を示
す図、第４図は受光素子の不感領域における遮光位置の
計算説明図、第５図は実際の遮光位置から単精度または
倍精度への換算説明図、第６図は従来の位置測定装置の
要部構成図である。 11…発光素子、12…受光素子、14…増幅器、 15…アナログ／デイジタル変換器、 16…マイクロプロセッサ。
Claims (1)
- 【請求項１】一対の光源と受光素子とを所定距離離間し
て複数対配置し、前記光源から前記受光素子へ向けて発
光された光を遮光する物体の位置を検出する装置であっ
て、 前記受光素子から出力される光検出アナログ信号を該ア
ナログ信号に比例するデジタル信号へ変換するアナログ
／デジタル変換器と、 前記遮光がない場合に前記アナログ／デジタル変換器に
より出力されるデジタル信号が総ての受光素子について
一定値になるように前記各光源の発光量を制御する発光
駆動制御手段と、 前記ひとつの受光素子の受光面において、遮光されない
光を受光する該受光面の部分の長さに対する該受光素子
の受光量との関係を示すデータを記憶する記憶手段と、 前記遮光がある場合に前記デジタル信号から遮光する物
体の位置を前記記憶手段に記憶されたデータに従って演
算する演算装置と、を備えてなる光学的位置検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1087589A JPH0695005B2 (ja) | 1989-04-06 | 1989-04-06 | 光学的位置検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1087589A JPH0695005B2 (ja) | 1989-04-06 | 1989-04-06 | 光学的位置検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02266202A JPH02266202A (ja) | 1990-10-31 |
| JPH0695005B2 true JPH0695005B2 (ja) | 1994-11-24 |
Family
ID=13919188
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1087589A Expired - Lifetime JPH0695005B2 (ja) | 1989-04-06 | 1989-04-06 | 光学的位置検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0695005B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007017471A (ja) * | 2005-07-05 | 2007-01-25 | Shicoh Eng Co Ltd | 移動体の位置検出装置及びレンズ駆動装置 |
| EP2041642A2 (en) * | 2006-06-28 | 2009-04-01 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Method and apparatus for object learning and recognition based on optical parameters |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59176606A (ja) * | 1983-03-26 | 1984-10-06 | Fujitsu Ltd | 平板物体縁部検出装置 |
| JPS59146707U (ja) * | 1984-02-15 | 1984-10-01 | 株式会社 マキ製作所 | 果実・そ菜類の光線式選別装置 |
| JPS61163914U (ja) * | 1985-03-31 | 1986-10-11 |
-
1989
- 1989-04-06 JP JP1087589A patent/JPH0695005B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02266202A (ja) | 1990-10-31 |
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