JPS62134503A - 線状マ−クの位置検出方式 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、移動するフィルム・紙等の帯状材に描かれた
線状マークの中心位置を検出する検出方式の改良に関し
、特に、周囲温度変化があってもデジタル的に信号処理
することにより、安定に線状マークの中心位置を検出す
ることができる方式に関するものでおり、主として、移
動するフィルム・紙などの帯状材の蛇行修正装置用セン
サ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） 移動フィルム・紙等の帯状材に描かれた線状マーク位置
の検出方式としては、従来、例えば、２個の半導体光電
変換素子の出力信号差により、中心位置からの方向と変
位を検出する方式がある（例えば、昭和５９年電気学会
全国大会　論文番号１３９９）。

この方式は、移動フィルム・紙等の帯状材に描かれた線
状マーク部分を透過あるいは反射した光線を、レンズ系
により２個の半導体光電変換素子上に結像し各出力を増
幅した後それらの差電圧を演算することにより、線状マ
ークの方向と中心変位を検出している。

しかしながら、このような従来の検出方式においては、
線状マークの中心が２個の光電変換素子中心と一致して
いる場合にそれらの各出力は同値でおることが必要であ
るが、レンズ系の光軸中心のズレ９２個の光電変換素子
および増幅器の特性バラツキ等により、それらを同値に
することは非常に困難である。　したがって、光軸中心
のズレを少なくするためには、カメラ級の精密加工が要
求され、また、光電素子特性・増幅器特性のバラツキを
少なくするるためには同一特性の素子の選択が要求され
るので非常に高価となる。　その上、温度変化や経年変
化等による特性劣化ドリフト等を考えると長期に亘り同
値とすることは殆ど不可能に近い。　また、線状マーク
の幅・色・フィルム等の光線の反射率・透過率等が異な
ると変位特性が変化するので、安定かつ最高位置決めが
不可能である等の問題がおる。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、光電素子にイメージセンサを用い、その信号
のデジタル処理により線状マークの中心位置を検出する
ことによって、長期間、高精度で、かつ、安定に最適位
置決めができる安価な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おる。

（問題点を解決するための手段） 本発明に係る線状マークの位置検出方式は、上記した従
来の問題点を解決するための手段として、次の特徴を有
するものである。

（１）　　移動するフィルム・紙等の帯状材に描かれた
線状マークの中心位置を検出する機能を備えた線状マー
クの位置検出方式において、所定の位置に光線の明暗に
応じてパルス列を発生する光電変換器により、線状マー
ク部分の光線の明暗をパルスの有無に変換する手段と、
線状マークの両端においてパルスの有無および無有位置
を検出しそれらのパルス位置を記憶する手段と、これら
の両位置の中心位置を求める手段と、この中心位置のデ
ジタル量をアナログ量に変換する手段を備えたこと。

（２）　　移動するフィルム・紙等の帯状材に描かれた
線状マークの中心位置を検出する機能を備えた線状マー
クの位置検出方式において、所定の位置に光線の明暗に
応じてパルス列を発生する光電変換器により、線状マー
ク部分の光線の明暗をパルスの有無に変換する手段と、
線状マークの両端においてパルスの有無および無有位置
を検出しそれらのパルス位置を記憶する手段と、これら
の両位置の中心位置を求める手段と、この中心位置のデ
ジタル量をアナログ量に変換する手段を備えると共に、
線状マークの中心位置を求める手段の出力数値に一定数
を乗じ、その結果、所定数値以上になる場合は一定値と
する手段を有し、その出力のデジタル量をアナログ量に
変換する手段により、線状マークの中心位置から位置決
めに最適の速度指令を出力すること。

（作　用） 次に、本発明方式による作用を説明する（第１図参照）
。

光源１より出た光は、線状マークが描かれている移動中
の透明フィルム（帯状材）２に照射され透過光線３を得
る。　あるいは、また、線状マークが描かれている移動
中のフィルム（又は、紙等の帯状材）４に照射された反
射光線５を得る。

この光線は、レンズ等の光学系６によりイメージセンサ
７に結像する。　イメージセンサ７には光量に比例した
電荷が蓄積されるため、駆動回路８により駆動されると
、例えば、ライン以外の明部は全て１、ラインの暗部は
Ｏのパルス列信号となりイメージセンサ７より直列パル
ス列として出力される。　この直列パルス列は駆動パル
スの順序に応じてアドレスを有している。　そこで、線
状マークの両端において、パルスが１からＯとなるアド
レスを１−０アドレス検出記憶回路９により記憶し、ま
た、Ｏから１となるアドレスをＯ−１アドレス検出記憶
回路１０により記憶する。　これら２つのアドレスの和
の１／２、すなわち、線状マークの中心アドレスを中心
位置演算回路１１により求める。　その結果を符号付デ
ジタル−アナログ変換回路１２によりアナログ量に変換
する。　この出力を利得調整回路１３に入力してここで
利得調整する。　この目的は、線状マークの中心位置近
くまで最大出力を調整用電動機に与えて最大速度で運転
し、かつ、中心位置近くで比例信号により減速し停止さ
せることにより、最短時間で精度の高い位置決め信号と
するためである。

したがって、所定位置以内の線状マークの中心付近は正
負の比例信号が、また、所定位置より離れるとそれぞれ
正および負の一定の信号が出力でき、最適位置決めが可
能となる。

（実　施　例） 次に、本発明方式を実施例図に基づいて詳述する。

第１図は本発明の全体構成を示すブロック図であり、１
は光源、２は線状マークが描かれた移動中の透明フィル
ム（帯状材）、３は該フィルム２を透過した光線、４は
線状マークが描かれた移動中のフィルム（又は、紙等の
帯状材）、５は該フィルム４を反射した光線、６はレン
ズ等の光学系、７はイメージセンサ、８は該イメージセ
ンサ７の駆動回路、９は１−０アドレス検出・記憶回路
、１０はＯ−１アドレス検出・記憶回路、１１は中心位
置演算回路、１２は符号付デジタル−アナログ変換回路
、１３は利得調整回路である。

なお、第１図において、利得調整回路１３の代りに、中
心位置演算回路１１の出力を定数倍し、その結果をデジ
タル−アナログ変換回路１２に出力し、該回路１２の出
力を最終出力とすることもできる。

第２図は、本発明の一実施例のブロック図であり、同図
において、１４は光源、１５は線状マークが描かれてい
る移動中の透明フィルム（帯状材）、１６はこのフィル
ムを透過した光線、１７は線状マークが描かれている移
動中のフィルム（又は、紙等の帯状材）、１８はこれを
反射した光線、１９はレンズ等の光学系、２０はイメー
ジセンサ、２１は該センサ２０の駆動回路、２２は線状
マークの両端のうち一端のアドレスを検出するための１
−０アドレス検出回路、２３は他端のアドレスを検出す
るための〇−１アドレス検出回路、２４はイメージセン
サ出力パルスのアドレスを発生するためのアドレス・カ
ウンタ、２５は１−０アドレス（Ｎ１）を記憶するため
のゲート回路、２６はその１−０アドレス記憶回路（ラ
ッチ・レジスタ）、２７はＯ−１アドレス（Ｎ２）を記
憶するためのゲート回路、２８はその０−１アドレス記
憶回路（ラッチ・レジスタ）である。　２９は上記両ア
ドレスＮ、　十Ｎ２を演算するアドレス加算回路、３０
は該加算回路２９の計算結果を１／２倍するため１ピツ
１〜づつ右シフトした結果を一時記憶するラッチ・レジ
スタ、３１は符号付デジタル−アナログ変換回路、３２
は利得調整用演算増幅回路である。

光線１４は、たとえば、電球から出た光線を光学系１９
で収束し、移動中のフィルムに描かれた線状マークに照
射する。

即ち、線状マークが描かれたフィルム１５を透過した光
線１６、おるいは、線状マークが描かれたフィルム１７
を反射した光線１８は、光学系１９を通過してイメージ
センサ２０に結像される。　イメージセンサ２０は光の
明暗に応じた電荷を蓄積するので、これを駆動回路２１
のパルス列で駆動すると、たとえば、第３図（Ｂ）に示
すように、線状マーク以外の明部では１のパルス列を、
また、線状マー・りの暗部はＯのパルス列を出力する。

　したがって、線状マークの一端ではパルスが１−０と
なり、他端では０−１となる。　この１−０を１−０検
出回路２２で、また、Ｏ−１をＯ−１検出回路２３で検
出する。

第３図（△）に示すように、イメージセンサの出力パル
スはアドレス・カウンタ２４によりアドレスイ・」けさ
れているので、１−０検出回路２２の出力〔第３図（Ｃ
）〕でアドレス・カウンタ２４の出力をゲート回路２５
によりゲートし、そのアドレス（Ｎ１〉をラッチ・レジ
スタ（２６）に−特記゛敗する。

他方０−１検出回路２３の出力〔第３図（Ｄ）〕でアド
レス・カウンタ２４の出力をゲート回路２７によりゲー
トし、そのアドレス（Ｎ２）をラッチ・レジスタ（２８
）に一時記憶する。　これら２つの数値Ｎ１　・Ｎ２は
加算回路２９で加算し、２で除すため、１ビツトづつ右
シフトしてラッチ・レジスタ３０に一時記憶する。　こ
の出力をデジタル−アナログ変換回路３１によりライン
・センサの中心をＯとする符号付アナログ量に変換する
。　その結果を利得調整用演算増幅回路３２に入力する
。　これにより、線状マークの中心近傍で正負の線形特
性を有し所定変位以上では一定の飽和特性をもつ最適位
置決め出力が得られる。　この飽和値は、線状マークが
イメージセンサから左右に離れても保持され、また、線
状マークが点線の場合でも保持される。　これが電動機
の速度制御信号を得る。

以上、線状マークの両端のアドレスを演算処理すること
により、線状マークの中心位置を検出することかでき、
最適位置決めに必要な信号を発生させることができる。

（発明の効果） 以上説明した如く、本発明の方式によれば、線状マーク
のイメージセンサ出力のうち線状マーク両端の信号変化
をデジタル処理することにより、中心位置を高精度に検
出できる。

また、利用する光線は透過光でも反射光でもよい。　デ
ジタル処理のため、長期間および周囲温度変化に対しド
リフトがなく零調整が不要となる効果がおる。

また、検出回路系は１個であるため、光学系の調整や回
路の調整は簡単で、素子バラツキの選択等が不要となっ
て経済的に回路を構成することができる。　また、位置
決め制御用電動機を、線状マーク中心附近で最短時間に
減速し最適位置決めさせるための最適位置決め特性をも
たせることができる。

また、線状マークがイメージセンサより左あるいは右に
離れても信号を保持して出力でき、線状マークが点線で
も出力信号を保持できる効果かめる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の全体構成を示すブロック図、第２図は
本発明の一実施例のブロック図、第３図は本発明の動作
の一例を示すタイム・チャートで必る。 １・・・光源、　２・・・線状マークが描かれている透
明フィルム（帯状材）、　３・・・透過光線、４・・・
線状マークが描かれているフィルム（帯状材）、　５・
・・反射光線、　６・・・レンズ等の光学系、　７・・
・イメージセンサ、　８・・・駆動回路、９・・・１−
０アドレス検出記憶回路、　１０・・・０−１アドレス
検出記憶回路、　１１・・・中心位置演算回路、　１２
・・・符号付デジタル−アナログ変換回路、　１３・・
・利得調整回路、　１４・・・光源、　１５・・・線状
マークが描かれている透明フィルム（帯状材）、　１６
・・・透過光線、　１７・・・線状マークが描かれてい
るフィルム（帯状材）、　１８・・・反射光線、　１９
・・・レンズ等の光学系、　２０・・・イメージセンサ
、　２１・・・駆動回路、　２２・・・１−０アドレス
検出回路、　　２３・・・Ｏ−１アドレス検出回路、２
４・・・アドレス・カウンタ、　２５・・・ゲート回路
、２６・・・１−０アドレス記憶回路、　２７・・・ゲ
ート回路、　２８・・・０−１アドレス記憶回路、　２
９・・・アドレス加算回路、　３０・・・ラッチ・レジ
スタ、３１・・・符号付デジタル−アナログ変換回路、
　３２・・・利得調整用演算増幅回路。 第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）移動するフィルム・紙等の帯状材に描かれた線状
   マークの中心位置を検出する機能を備えた線状マークの
   位置検出方式において、所定の位置に光線の明暗に応じ
   てパルス列を発生する光電変換器により、線状マーク部
   分の光線の明暗をパルスの有無に変換する手段と、線状
   マークの両端においてパルスの有無および無有位置を検
   出しそれらのパルス位置を記憶する手段と、これらの両
   位置の中心位置を求める手段と、この中心位置のデジタ
   ル量をアナログ量に変換する手段を備えたことを特徴と
   する線状マークの位置検出方式。
2. （２）移動するフィルム・紙等の帯状材に描かれた線状
   マークの中心位置を検出する機能を備えた線状マークの
   位置検出方式において、所定の位置に光線の明暗に応じ
   てパルス列を発生する光電変換器により、線状マーク部
   分の光線の明暗をパルスの有無に変換する手段と、線状
   マークの両端においてパルスの有無および無有位置を検
   出しそれらのパルス位置を記憶する手段と、これらの両
   位置の中心位置を求める手段と、この中心位置のデジタ
   ル量をアナログ量に変換する手段を備えると共に、線状
   マークの中心位置を求める手段の出力数値に一定数を乗
   じ、その結果、所定数値以上になる場合は一定値とする
   手段を有し、その出力のデジタル量をアナログ量に変換
   する手段により、線状マークの中心位置から位置決めに
   最適の速度指令を出力することを特徴とする線状マーク
   の位置検出方式。