JPS5952974B2 - フオトセンサ回路 - Google Patents
フオトセンサ回路Info
- Publication number
- JPS5952974B2 JPS5952974B2 JP16792979A JP16792979A JPS5952974B2 JP S5952974 B2 JPS5952974 B2 JP S5952974B2 JP 16792979 A JP16792979 A JP 16792979A JP 16792979 A JP16792979 A JP 16792979A JP S5952974 B2 JPS5952974 B2 JP S5952974B2
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- signal
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/10—Photometry, e.g. photographic exposure meter by comparison with reference light or electric value provisionally void
- G01J1/16—Photometry, e.g. photographic exposure meter by comparison with reference light or electric value provisionally void using electric radiation detectors
- G01J1/18—Photometry, e.g. photographic exposure meter by comparison with reference light or electric value provisionally void using electric radiation detectors using comparison with a reference electric value
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、フォトセンサ回路の安定化方式、詳しくは位
置決め装置等において、位置信号検出器として使用され
るフォトセンサの出力を、温度、経時変化等に対し安定
化せしめる方式に関するものである。
置決め装置等において、位置信号検出器として使用され
るフォトセンサの出力を、温度、経時変化等に対し安定
化せしめる方式に関するものである。
一般に、フォトセンサは、発光ダイオードと受光ダイオ
ードとの組合せよりなるが、発光ダイオードの電流を一
定とした場合、数十℃の温度変化、数千時間以上の経時
変化に対して、受光ダイオードの出力は数十％変動する
。
ードとの組合せよりなるが、発光ダイオードの電流を一
定とした場合、数十℃の温度変化、数千時間以上の経時
変化に対して、受光ダイオードの出力は数十％変動する
。
ところで、サーボ制御の位置決め装置等においては、フ
ォトセンサ回路の出力電圧により、位置信号や速度信号
を得て、これらの信号を使つて位置や速度を制御してい
る。
ォトセンサ回路の出力電圧により、位置信号や速度信号
を得て、これらの信号を使つて位置や速度を制御してい
る。
位置決め装置等において、位置や速度を制御するために
使うフォトセンサ回路の出力電圧のずれは、位置信号や
速度信号のずれとなつて現われる。このずれは、設定値
と検出器等を介して伝達される制御量の差である制御偏
差が最小になるように設計されている位置決め装置等の
制御系の働きを狂わせ、本来の機能が得られなくなる。
本発明は、上記の欠点を除去するためになされたもので
、周囲の温度変動や、発光ダイオード、受光ダイオード
の経時変化等に対してフォトセンサの出力の安定化を図
り、該フォトセンサを使用する位置決め装置等が安定に
働＜、信頼性の高いフォトセンサ回路を提供することを
目的とする。
使うフォトセンサ回路の出力電圧のずれは、位置信号や
速度信号のずれとなつて現われる。このずれは、設定値
と検出器等を介して伝達される制御量の差である制御偏
差が最小になるように設計されている位置決め装置等の
制御系の働きを狂わせ、本来の機能が得られなくなる。
本発明は、上記の欠点を除去するためになされたもので
、周囲の温度変動や、発光ダイオード、受光ダイオード
の経時変化等に対してフォトセンサの出力の安定化を図
り、該フォトセンサを使用する位置決め装置等が安定に
働＜、信頼性の高いフォトセンサ回路を提供することを
目的とする。
このような目的を達成するために、本発明によるフォト
センサ回路は、補償用受光素子からの信号を基準電圧と
比較し、その偏差値が最小になるように帰還をかけると
共に、その帰還量で信号検出用受光素子からの信号を安
定化せしめるようにしたものである。以下、図面を用い
て本発明によるフォトセンサ回路について説明する。
センサ回路は、補償用受光素子からの信号を基準電圧と
比較し、その偏差値が最小になるように帰還をかけると
共に、その帰還量で信号検出用受光素子からの信号を安
定化せしめるようにしたものである。以下、図面を用い
て本発明によるフォトセンサ回路について説明する。
第１図は本発明によるフォトセンサ部の一実施例である
。
。
第１図ａにおいて、１は光源用の発光ダイオードであり
、該発光ダイオード１と対向して２個の受光ダイオード
２ａ，２ｂが配置されている。２ａ及び２ｂはそれぞれ
信号検出用受光ダイオード及び補償用受光ダイオードで
ある。
、該発光ダイオード１と対向して２個の受光ダイオード
２ａ，２ｂが配置されている。２ａ及び２ｂはそれぞれ
信号検出用受光ダイオード及び補償用受光ダイオードで
ある。
これらの受光ダイオード２をモノリシツク基板上に形成
したものを第１図Ｃに示す。第１図Ｃにおいて、斜線部
は光検出部であり、例えばＮ型Ｓｉ基板の上に、Ｐ型拡
散領域が斜線部に形成されている。このようにモノリシ
ツク基板上に形成された受光ダイオード２を構成する２
ａ，２ｂのそれぞれの受光ダイオードの電気的特性は、
ほ・゛同一と考えられる。発光ダイオード１と受光ダイ
オード２の間に検出体である回転円板３が配置され、こ
の回転円板３はモータ（図示せず）の軸４に取付けられ
、モータの回転に追従して回転する。回転円板３は、第
１図ｂに示すように、デイスク形状になつており、その
円周上にはエツチングによつて光学的スリツトが設けら
れ、等間隔な光通過部３ａと光遮断部３ｂとからなつて
おり、この光通過部３ａ又は光遮断部３ｂの円周方向の
幅１と、第１図Ｃの信号検出用受光ダイオード２ａの拡
散領域部の幅１又は拡散領域間の幅１とが等しくなるよ
うに形成されている。第１図Ｃの補償用受光ダイオード
２ｂは、第１図ｂの光通過部３ａと光遮断部３ｂの円周
方向の幅の和２１と円板の中心とで形成される扇形の中
の形状を同図のように作つだＩ６゛廿蔦゛▲。秦１図Ｃ
め破線はＪ回転円板３と受光部２の重なりあいの例であ
る。以上のような構成にて回転円板３を回転させると、
第２図に示，すような受光ダイオード２ａ，２ｂのそれ
ぞれの電流波形を得ることができる。信号検出用受光ダ
イオード２ａには、回転円板３の光通過部３ａと信号検
出用受光ダイオード２ａの拡散領域部との重なりぐあい
により、得られ．る光の総量が変わり、第２図ａに示す
ように、回転円板３の回転動作に応じて、正弦波状に変
化する出力電流からなる検出信号が得られる。
したものを第１図Ｃに示す。第１図Ｃにおいて、斜線部
は光検出部であり、例えばＮ型Ｓｉ基板の上に、Ｐ型拡
散領域が斜線部に形成されている。このようにモノリシ
ツク基板上に形成された受光ダイオード２を構成する２
ａ，２ｂのそれぞれの受光ダイオードの電気的特性は、
ほ・゛同一と考えられる。発光ダイオード１と受光ダイ
オード２の間に検出体である回転円板３が配置され、こ
の回転円板３はモータ（図示せず）の軸４に取付けられ
、モータの回転に追従して回転する。回転円板３は、第
１図ｂに示すように、デイスク形状になつており、その
円周上にはエツチングによつて光学的スリツトが設けら
れ、等間隔な光通過部３ａと光遮断部３ｂとからなつて
おり、この光通過部３ａ又は光遮断部３ｂの円周方向の
幅１と、第１図Ｃの信号検出用受光ダイオード２ａの拡
散領域部の幅１又は拡散領域間の幅１とが等しくなるよ
うに形成されている。第１図Ｃの補償用受光ダイオード
２ｂは、第１図ｂの光通過部３ａと光遮断部３ｂの円周
方向の幅の和２１と円板の中心とで形成される扇形の中
の形状を同図のように作つだＩ６゛廿蔦゛▲。秦１図Ｃ
め破線はＪ回転円板３と受光部２の重なりあいの例であ
る。以上のような構成にて回転円板３を回転させると、
第２図に示，すような受光ダイオード２ａ，２ｂのそれ
ぞれの電流波形を得ることができる。信号検出用受光ダ
イオード２ａには、回転円板３の光通過部３ａと信号検
出用受光ダイオード２ａの拡散領域部との重なりぐあい
により、得られ．る光の総量が変わり、第２図ａに示す
ように、回転円板３の回転動作に応じて、正弦波状に変
化する出力電流からなる検出信号が得られる。
又、補償用受光ダイオード２ｂに当る光の総量は、回転
円板３を回転させても変化せず、第２図ｂに示す・よう
に、その出力電流は一定であり、補償用受光ダイオード
２ｂには一定値の比較信号が得られる。第３図に本発明
の一実施例を示す。
円板３を回転させても変化せず、第２図ｂに示す・よう
に、その出力電流は一定であり、補償用受光ダイオード
２ｂには一定値の比較信号が得られる。第３図に本発明
の一実施例を示す。
同図において、１は発光ダイオード、２は受光ダイオー
ドで、２ａ，２ｂはそれぞれ信号検出用受光ダイオード
、補償用受光ダイオードを示す。
ドで、２ａ，２ｂはそれぞれ信号検出用受光ダイオード
、補償用受光ダイオードを示す。
５及び６は、利得制御端子７，８に印加される信号によ
つて利得が変わる第１及び第２の増幅度可変増幅器であ
る。
つて利得が変わる第１及び第２の増幅度可変増幅器であ
る。
９，１０はそれぞれこれら増幅器５，６の入力端子で、
１１，１２はこれら増幅器５，６の出力端子である。
１１，１２はこれら増幅器５，６の出力端子である。
１３は定電圧源、１４は定電圧源１３の出力電圧と第２
の増幅度可変増幅器６の出力電圧を比較する比較器であ
る。
の増幅度可変増幅器６の出力電圧を比較する比較器であ
る。
補償用受光ダイオード２ｂの出力電流は、第２の増幅度
可変増幅器６によつて増幅され、端子１２に出力電流を
出す。この信号は、比較器１４により、定電圧源１３の
出力電圧と比較される。この比較器１４の出力電圧は、
第２の増幅度可変増幅器６の利得制御端子８に印加され
、利得が制御される。この第２の増幅度可変増幅器６と
比較器１４で構成されるループが負帰還となるように構
成しておけば、第２の増幅度可変増幅器６の出力″電圧
は、入力電流値に拘らず一定で、定電圧源１３の出力電
圧と等しくなる。比較器１４の出力電圧は、同時に第１
の増幅度可変増幅器５の端子７に印加される。各増幅度
可変増幅器５，６は同一の回路構成となつており、端子
７，８に同じ電圧を印加した場合には、同一の利得が得
られる。受光ダイオード２ａ，２ｂの出力電流は第２図
に示しているが、この電流レベルは、温度等の変化によ
り発光ダイオード１の輝度が変つたり、あるいは受光ダ
イオード２が劣化した時等に変化する。しかしながら、
幾何学的な配置が変わらない限り、発光ダイオード］の
輝度が変わつても、受光ダイオード２ａ，２ｂの相対的
な電流関係は変わらない。又、受光ダイオード２ａ，２
ｂが同一のモノリシツク基板の上に配置されていれば、
特性のバラツキは小さくなると共に、温度や経時変化等
による特性も同じ傾向で変化するため、相対的な電流関
係は変わらない。又、集積化することによつて信頼性向
上や、検出器を取付ける時の受光ダイオード相互間の調
整が不要になり、かつ、簡単に精度を出すことができる
。増幅度可変増幅器５と６は同一の利得を持ち、さらに
第２の増幅度可変増幅器６の出力電圧は定電圧源１３の
出力電圧と等しくなるように制御されているため、第１
の増輻度可変増幅器５の出力端子１１には、発光ダイオ
ードの輝度、受光ダイオードの感度によらない安定化さ
れた信号を得ることができる。
可変増幅器６によつて増幅され、端子１２に出力電流を
出す。この信号は、比較器１４により、定電圧源１３の
出力電圧と比較される。この比較器１４の出力電圧は、
第２の増幅度可変増幅器６の利得制御端子８に印加され
、利得が制御される。この第２の増幅度可変増幅器６と
比較器１４で構成されるループが負帰還となるように構
成しておけば、第２の増幅度可変増幅器６の出力″電圧
は、入力電流値に拘らず一定で、定電圧源１３の出力電
圧と等しくなる。比較器１４の出力電圧は、同時に第１
の増幅度可変増幅器５の端子７に印加される。各増幅度
可変増幅器５，６は同一の回路構成となつており、端子
７，８に同じ電圧を印加した場合には、同一の利得が得
られる。受光ダイオード２ａ，２ｂの出力電流は第２図
に示しているが、この電流レベルは、温度等の変化によ
り発光ダイオード１の輝度が変つたり、あるいは受光ダ
イオード２が劣化した時等に変化する。しかしながら、
幾何学的な配置が変わらない限り、発光ダイオード］の
輝度が変わつても、受光ダイオード２ａ，２ｂの相対的
な電流関係は変わらない。又、受光ダイオード２ａ，２
ｂが同一のモノリシツク基板の上に配置されていれば、
特性のバラツキは小さくなると共に、温度や経時変化等
による特性も同じ傾向で変化するため、相対的な電流関
係は変わらない。又、集積化することによつて信頼性向
上や、検出器を取付ける時の受光ダイオード相互間の調
整が不要になり、かつ、簡単に精度を出すことができる
。増幅度可変増幅器５と６は同一の利得を持ち、さらに
第２の増幅度可変増幅器６の出力電圧は定電圧源１３の
出力電圧と等しくなるように制御されているため、第１
の増輻度可変増幅器５の出力端子１１には、発光ダイオ
ードの輝度、受光ダイオードの感度によらない安定化さ
れた信号を得ることができる。
第４図は、各増幅度可変増幅器５，６の具体的な回路例
を示す。
を示す。
同図において、］５はオペアンプ、１６，１７及び１８
は抵抗で、それぞれの低抗値をＲ１、Ｒ２、Ｒ３とする
。１９，２０及び２１はそれぞれＰＮＰトランジスタで
ある。
は抵抗で、それぞれの低抗値をＲ１、Ｒ２、Ｒ３とする
。１９，２０及び２１はそれぞれＰＮＰトランジスタで
ある。
２２及び２３はそれぞれバイアス電圧を与える電源で、
これらは第３図の各増幅度可変増幅器５，６に共通に与
えられるものとする（第３図では図示せず）。
これらは第３図の各増幅度可変増幅器５，６に共通に与
えられるものとする（第３図では図示せず）。
第４図の端子は、第３図の対応する端子と同一の記号を
付けている。入力端子９又は１０に印加された電流１１
は、オペアンプ１５、ＰＮＰトランジスタ１９によつて
Ｒ１／Ｒ２倍の電流１２に増幅される。
付けている。入力端子９又は１０に印加された電流１１
は、オペアンプ１５、ＰＮＰトランジスタ１９によつて
Ｒ１／Ｒ２倍の電流１２に増幅される。
この電流は、ＰＮＰトランジスタ２０，２１によつて１
３，１４に分流される。この分流比は、利得制御端子７
又は８に印加される電圧によつて変わり、バイアス電源
２３を基準にして、利得制御端子７又は８に印加される
電圧が高くなると電流１４は減少し、利得制御端子７又
は８に印加される電圧が低くなると増加する。出力電圧
はＲ３ｌ４であるから、この回路の利得は利得制御端子
７又は８に印加される電圧によつて変わることになる。
以上の説明から明らかな如く、本発明によれば、温度や
経時変化等による光源輝度や受光素子の特性の変化を基
準電圧と比較し、その偏差量が最小になるように帰還を
かけると共に、その帰還量で信号検出用増幅器の利得を
調整するようにしたので、出力には光源輝度や受光素子
特性等の変化に関係なく、安定でしかも正確な位置信号
を得ることができる。
３，１４に分流される。この分流比は、利得制御端子７
又は８に印加される電圧によつて変わり、バイアス電源
２３を基準にして、利得制御端子７又は８に印加される
電圧が高くなると電流１４は減少し、利得制御端子７又
は８に印加される電圧が低くなると増加する。出力電圧
はＲ３ｌ４であるから、この回路の利得は利得制御端子
７又は８に印加される電圧によつて変わることになる。
以上の説明から明らかな如く、本発明によれば、温度や
経時変化等による光源輝度や受光素子の特性の変化を基
準電圧と比較し、その偏差量が最小になるように帰還を
かけると共に、その帰還量で信号検出用増幅器の利得を
調整するようにしたので、出力には光源輝度や受光素子
特性等の変化に関係なく、安定でしかも正確な位置信号
を得ることができる。
この発明による位置信号検出は、受光素子と回路部を一
体化することが容易であり、簡単な構成で温度や劣化等
の環境条件や使用条件等に対して極めて安定で精度の良
い位置信号が得られるため、サーボ機器等の位置決め制
御の誤差を極めて小さく出来、信頼性も非常に高く、な
おかつ、検出器機構部の組立調整も簡単で精度も向上す
るなど、極めて優れた効果を得ることができる。
体化することが容易であり、簡単な構成で温度や劣化等
の環境条件や使用条件等に対して極めて安定で精度の良
い位置信号が得られるため、サーボ機器等の位置決め制
御の誤差を極めて小さく出来、信頼性も非常に高く、な
おかつ、検出器機構部の組立調整も簡単で精度も向上す
るなど、極めて優れた効果を得ることができる。
第１図ａは本発明により使用されるフオトセンサ部の一
実施例を示す概要図、第１図ｂ及びＣはそれぞれその回
転円板及び受光ダイオードを示す平面図、第２図は第１
図における受光ダイオードの出力に得られる信号波形図
、第３図は本発明の一実施例を示すプロツク図、第４図
は第３図における増幅度可変増幅器の一実施例を示す回
路図である。 １・・・・・・発光ダイオード、２ａ・・・・・・信号
検出用受光ダイオード、２ｂ・・・・・・補償用受光ダ
イオード、３・・・・・・回転円板、４・・・・・・モ
ータの軸、５・・・・・・第１の増幅度可変増幅器、６
・・・・・・第２の増幅度可変増幅器、］３・・・・・
・定電圧源、１４・・・・・・比較器。
実施例を示す概要図、第１図ｂ及びＣはそれぞれその回
転円板及び受光ダイオードを示す平面図、第２図は第１
図における受光ダイオードの出力に得られる信号波形図
、第３図は本発明の一実施例を示すプロツク図、第４図
は第３図における増幅度可変増幅器の一実施例を示す回
路図である。 １・・・・・・発光ダイオード、２ａ・・・・・・信号
検出用受光ダイオード、２ｂ・・・・・・補償用受光ダ
イオード、３・・・・・・回転円板、４・・・・・・モ
ータの軸、５・・・・・・第１の増幅度可変増幅器、６
・・・・・・第２の増幅度可変増幅器、］３・・・・・
・定電圧源、１４・・・・・・比較器。
Claims (1)
- １ 検出体の動作により通過及び遮断された光源からの
光を受光して上記検出体の動作に応じた検出信号を出力
する信号検出用受光素子、利得が外部信号で調節され、
上記信号検出用受光素子の検出信号を受けて出力信号を
出力する第１の増幅器、上記検出体の動作により通過及
び遮断された光源からの光を受光して一定値である比較
信号を出力する補償用受光素子、利得が外部信号で調節
され、上記補償用受光素子の比較信号を受けて比較用出
力信号を出力する第２の増幅器、この第２の増幅器の比
較用出力信号と一定値からなる基準信号とを比較し、上
記第１及び第２の増幅器の外部信号となる制御回路を備
えたフォトセンサ回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16792979A JPS5952974B2 (ja) | 1979-12-24 | 1979-12-24 | フオトセンサ回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16792979A JPS5952974B2 (ja) | 1979-12-24 | 1979-12-24 | フオトセンサ回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5690225A JPS5690225A (en) | 1981-07-22 |
| JPS5952974B2 true JPS5952974B2 (ja) | 1984-12-22 |
Family
ID=15858668
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16792979A Expired JPS5952974B2 (ja) | 1979-12-24 | 1979-12-24 | フオトセンサ回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5952974B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61174463U (ja) * | 1985-04-22 | 1986-10-30 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0833937B2 (ja) * | 1986-04-14 | 1996-03-29 | 三洋電機株式会社 | 硬貨識別装置 |
-
1979
- 1979-12-24 JP JP16792979A patent/JPS5952974B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61174463U (ja) * | 1985-04-22 | 1986-10-30 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5690225A (en) | 1981-07-22 |
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