JPS6252402A

JPS6252402A - 線状マ−クの広範囲位置検出方式

Info

Publication number: JPS6252402A
Application number: JP19236385A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Konishi; 小西　務
Original assignee: Toyo Kikai Co Ltd
Current assignee: Toyo Kikai Co Ltd
Priority date: 1985-08-30
Filing date: 1985-08-30
Publication date: 1987-03-07
Also published as: JPH0410964B2

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）本発明は紙、フィルム、布帛、金属板およびその他の帯
状材の表面上に画かれた線状マーク位置を検出するため
、光源と２個の受光素子を組合せて構成した位置検出方
式の改良に関するものであり、この種位置検出器等の製
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）従来、例えば走行フィルム、紙等の帯状物体の位置検出
手段としては、通常帯状材耳端における反射光、あるい
は透過光を受光素子に投影し、その受光量に比例した出
力電圧により物体の位置を検出する方式が知られている
。　しかしながら、この方式によれば、帯状材の耳端が
急に波状に変形した場合、正常な位置信号が得られなく
なったり、また、透明物体では耳端の光量変化が極めて
小さいため、位置信号が得られないという大きな欠点を
有している。

そこで、上記の欠点を除去するために、第４図に示すよ
うな受光素子１および２を用いた線状マークの光電式位
置検出方式が提案されている。

該受光素子１．２はホトダイオード、太陽電池等の一種
の半導体であり、線状マーク３の光源４による投影によ
り受光量が変化する。　当然この投影にはレンズ系が用
いられる場合がある。　受光素子１および２の中心位置
より線状マーク中心の偏位ｄに対する受光素子１および
増幅器５の出力電圧ｅ１の特性を第５図上側ｅｌに示す
。　同様に受光素子２および増幅器６の出力電圧ｅ２の
特性を第５図上側ｅ２に示す。　この出力電圧ｅｌおよ
びｅ２の差を演算増幅器７により求め出力ｅ０を得る。

　偏位に対するこの出力電圧ｅ。の関係を、第５図下側
に示す。　このようにして、受光素子の中心より線状マ
ーク中心位置に対する偏位の方向十−に対し、比例した
符号十−の出力電圧ｅｏにより位置が検出できる。

しかしながら、この検出方式によれば、検出信号は受光
素子の在存する範囲にとどまり、線状マークの偏差がそ
の範囲を越えて、第５図下側に示すようにｄ　十以上、
あるいはｄＩＩＩ−以下になると出力電圧が零となり、
位置検出信号が得られず、中心位置と区別できないとい
う欠点を有している。

（発明が解決しようとする問題点）本発明は、帯状材における線状マーク位置が受光素子よ
りどれだけ離れても、常に連続した方向性をもつ位置信
号を発生させることにより、帯状材の位置を幅広く検出
できる線状マークの位置検出方式を提供することを目的
とするものである。

（問題点を解決するための手段）本発明は、上述した問題点を解決するために、線状マー
クを透過あるいは反射した光線を、２個の光電素子に投
影して線状マークの位置を検出する位置検出方式におい
て、２個の光電素子の差信号を保持することにより連続
した位置信号を出力させるように構成したものである。

また、２個の光電素子の差信号を保持することにより連
続した位置信号を出力すると共に、最大値回路の出力の
最大値をホールド信号発生回路を用いて最大値ホールド
回路により保持し、その出力を分圧器により分圧して、
比較器の比較電圧とすることにより、比較信号を自動設
定できるように構成したものである。

また、２個の光電素子の差信号を保持することにより連
続した位置信号を出力すると共に、遅延回路を追加する
ことにより、線状マークと受光素子の相対位置が変化し
ても、動作遅れを補償し、精度のよい位置信号を出力さ
せるように構成したものである。

また、２個の光電素子の差信号を保持することにより連
続した位置信号を出力すると共に、２個の比較器および
一致回路を追加することにより、不連続な線状マークの
場合でも連続時の位置信号を出力させるように構成した
ものである。

（作　用）本発明は、２個の受光素子の差信号により位置に比例し
た信号を得るとともに、これらの信号を組合せることに
よって、受光素子より遠く離れた位置に線状マークがお
っても、一定の連続した位置および方向信号を得ること
により、広範囲な帯状材上に画かれた線状マークの位置
信号を得ることができるものである。

（実　施　例）以下、図面を参照しながら、本発明の一実施例について
説明する。

第１図は本発明の一実施例を示すもので、８は光源であ
る。　９は紙、フィルム等移動体の帯状材上に画かれた
線状マークが光電素子１０．１１上に直接あるいはレン
ズ系を通して投影された像である。　光電素子１０．１
１の出力は増幅器１２．１３により増幅され、出力電圧
ｅｌ　、ｅｌを作る。　この電圧ｅｌ、ｅｌは演算増幅
器１４により、次式の演算を施し、出力ｅＤを作る。　
すなわち、ｅＤ＝ｅ２−ｅｌ゛　光電素子１０．１１の中心と、線状マークの中心と
の偏差ｄに対する増幅器出力ｅｌ　、ｅｌの特性を第２
図（Ａ）に、また偏差ｄに対する演算増幅器１４の出力
ｅ、の関係を第２図（Ｂ）に示す。

次に、増幅器１２．１３の出力ｅ１、ｅｌの最大値ｅＨ
１すなわち第２図（Ａ）上＝ｑ−ｏ−ｏ−。

−■を第１図の最大値回路１５で作る。　この出力ｅＨ
と、第２図（Ａ）上に示した比較電圧ｅｃとを比較器１
６により比較する。

ここに、　　ｅ　　＝ｅ　　−Δｅｃ１Ｍ（Δｅ（：、　＜＜ｅＨ）この出力信号ＥＨを第２図（Ｃ）に示す。　この信号Ｅ
１は、演算増幅器１４の出力信号ｅＤを保持するホール
ド回路１７のホールド信号となる。

次に、第１図の動作について説明する。　いま、第２図
（Ａ）において、線状マークの投影像９の中心位置ｄが
、ｄ２≦ｄ≦ｄ１であったとする。

この場合には、同図（Ｃ）よりＥ■＝　０となり、ホー
ルド回路１７は入力信号ｅ、を保持することなく、その
まま出力する。　　すなわち、ｅ６＝ｅｏとなる。　こ
の場合、ｅｄは、第２図（Ｂ）上の◎−〇の特性となる
。

次に、ｄ　＞ｄ　１の場合について説明する。　この位
置範囲では、第２図（Ｃ）に示すようにＥＨ＝１となる
ので、ホールド信号Ｅｌにより、ホールド回路１７の入
力電圧ｅ、が保持されるので、ホールド回′Ｊ！１１７
の出力ｅｄは第２図（Ｂ）上に示すように（Ｂ）−（Ｄ
の一定出力値となる。　また、ｄ〈ｄ２の場合には上記
と同様にして出力ｅ、は第２図（Ｂ）上（７）Ｑｆの一
定負出力値となる。

以上のようにして、偏位（差）ｄの値が一■くｄく＋■
に対して、　ホールド回路１７の出力電圧ｅ、は第２図
（Ｂ＞に示すように、［Ｆ］−◎−〇−■となる。　こ
の結果、偏位が受光素子の寸法に比しどれだけ大であっ
ても、正負の方向の連続した位置検出信号が得られ、動
作範囲をどこまでも広げることができる。

次に、第３図について説明する。第３図が第１図と異な
る点は、最大値ホールド回路１８、ホールド信号発生回
路１８１分圧器１９、遅延回路２０、比較器２１．２２
および一致回路２３が追加されているところである。

最大値ホールド回路１８は増幅器１２あるいは１３の出
力信号ｅ１あるいはｅｌの最大値、すなわち第２図（Ａ
＞上に示しｔｏ−６−＠−（Ｅ）をホールド信号発生回
路１８′のホールド信号により保持し出力する。　この
出力をｅＩｌＩとすると、分圧器１９の出力ｅＣは次式
となる。

ｅｃ−ｋｅｌＩＩ＝ｅｍ−△ｅｃ（ｋ＝分圧比、０＜ｋ＜１＞この信号ｅｃは比較器１６の比較電圧となり、第２図（
Ｃ）に示したホールド信号ＥＦＩと同一の信号である。

これら最大値ホールド回路１８および分圧器１９を追加
することにより、光源８゛の照度変化あるいは受光素子
１０．１１および増幅器１２．１３の特性が劣化しても
、比較電圧ｅＣをその変化に応じて自動的に設定できる
効果がおる。

次に、第３図の遅延回路２０について説明する。

同図のホールド回路１７の入出力信号ｅ。とｅｄの間に
はある値の応答遅れが存在する。　そのため入力信号が
、たとえば増加状態におるとき、出力信号は応答時間遅
れているので、ホールド信号が与えられると入力値を保
持するため、出力信号に誤差を生ずる。そこで、ホール
ドの時点を応答時間だけ遅延させ、出力信号ｅｄが正確
値を確立した時点でホールド回路１７が動作する目的で
、遅延回路２０を追加している。

これにより、ホールド回路１７に動作遅れが存在しても
、これを補償して、時間的に精度のよい出力信号ｅｄが
得られる効果がおる。

なお、次に第３図の比較器２１．２２および一致回路２
３について説明する。　線状マーク（９）が連続でなく
断続マークである場合、一定の位置信号ｅｄが得られな
くなる。　そこで、このマーク（９）が不連続になり、
増幅器１２．１３の出力ｅ１、ｅ２が比較レベルｅ。以
下となると、比較器２１．２２に出力が生じ、それらの
出力が同時に発生したことを一致回路２３により検出し
、ホールド回路１７のホールド信号とする。　この保持
速度は大となっているので、連続マーク時の位置信号ｅ
、が保持され、ｅｄ＝ｅ、となり、線状マークが不連続
の場合でも、連続した安定な一定の位置信号ｅｄが得ら
れる効果がおる。

以上、本発明に係る検出方式はすべての帯状材上に画か
れた種々の幅の連続あるいは断続したマークに対し有効
に適用できるものである。

（発明の効果）以上詳述したように、本発明によれば帯状材に画かれた
種々の幅の線状マークの中心位置を、直線性よく極めて
広い範囲にわたって連続して検出できるので、効率の良
い、且つ、高精度のこの種位置検出方式を提供できる効
果を奏するものでおる。　また、移動物体の耳端が急に
波状に変形していてもその位置・方向を確実に検出する
ことができ、更に、静止中あるいは移動中の帯状材であ
ってもその位置検出が可能である。　また、光源が変化
しても、特性の線形部分の検出レベルが自動的に調整で
きると共に、ホールド回路の動作遅れも補償できる。　
また、線状マークが連続でなくて断続して画かれている
場合でも、連続状態時のマーク位置を記憶保持し出力し
続けるので、連続した位置信号が得られる等の極めて優
れた検出及び実用的な効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の実施例を示すものであり、
第１図は本発明の構成図、第２図はその特性を示す説明
図で（Ａ）は光電素子出力電圧特性、（Ｂ）は出力電圧
差特性、（Ｃ）は左右位置判断論理信号を夫々示してい
る。第３図は本発明の他の実施例を示す構成図である。第４図は従来の線状マークの光電式偏位検出器の構成図
、第５図はその偏位−電気特性を示す概略図である。１・２・・・受光素子、　３・・・線状マーク、　４・
・・光源、　５・６・・・増幅器、　７・・・演算増幅
器、８・・・光源、　９・・・線状マーク、　１０・１
１・・・受光素子、　１２・１３・・・増幅器、　１４
・・・演算増幅器、１５・・・最大値回路、　１６・・
・比較器、　１７・・・ホールド回路、　１８・・・最
大値ホールド回路、　１８−・・・ホールド信号発生回
路、　１９・・・分圧器、　２０・・・遅延回路、　２
１・２２・・・比較器、　２３・・・一致回路。第１図ｅｃ第２図ハ慣

Claims

【特許請求の範囲】

（１）線状マークを透過あるいは反射した光線を、２個
の光電素子に投影して線状マークの位置を検出する位置
検出方式において、２個の光電素子の差信号を保持する
ことにより連続した位置信号を出力することを特徴とす
る線状マークの広範囲位置検出方式。
（２）線状マークを透過あるいは反射した光線を、２個
の光電素子に投影して線状マークの位置を検出する位置
検出方式において、２個の光電素子の差信号を保持する
ことにより連続した位置信号を出力すると共に、最大値
回路（１５）の出力の最大値をホールド信号発生回路（
１８′）を用いて最大値ホールド回路（１８）により保
持し、その出力を分圧器（１９）により分圧して、比較
器（１６）の比較を自動設定できることを特徴とする線
状マークの広範囲位置検出方式。
（３）線状マークを透過あるいは反射した光線を、２個
の光電素子に投影して線状マークの位置を検出する位置
検出方式において、２個の光電素子の差信号を保持する
ことにより連続した位置信号を出力すると共に、遅延回
路（２０）を追加することにより、線状マークと受光素
子の相対位置が変化しても、動作遅れを補償し、精度の
よい位置信号を出力することを特徴とする線状マークの
広範囲位置検出方式。
（４）線状マークを透過あるいは反射した光線を、２個
の光電素子に投影して線状マークの位置を検出する位置
検出方式において、２個の光電素子の差信号を保持する
ことにより連続した位置信号を出力すると共に、２個の
比較器（２１、２２）および一致回路（２３）を追加す
ることにより、不連続な線状マークの場合でも連続時の
位置信号を出力することができることを特徴とする線状
マークの広範囲位置検出方式。