JPH03248013A - Position detecting apparatus - Google Patents

Position detecting apparatus

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JPH03248013A
JPH03248013A JP4677890A JP4677890A JPH03248013A JP H03248013 A JPH03248013 A JP H03248013A JP 4677890 A JP4677890 A JP 4677890A JP 4677890 A JP4677890 A JP 4677890A JP H03248013 A JPH03248013 A JP H03248013A
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temperature
correction
signal
circuit
detection element
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JP4677890A
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Japanese (ja)
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Mitsunori Matsuura
充徳 松浦
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Nidec Shimpo Corp
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Shimpo Industrial Corp
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Abstract

PURPOSE:To eliminate the drift of temperature by compensating the temperature drift caused by a mechanism part with a correcting circuit for the mechanism part, and compensating the temperature drift caused by a semiconductor position detecting element with a correcting circuit for the element. CONSTITUTION:A position signal is obtained from a detected signal which is outputted from the end-part electrode of a semiconductor position detecting element 1 and corresponds to the illuminated position at a light receiving surface. At this time, the signal is detected with a first temperature detecting means 9. Correction is applied on the position signal from the element 1 in a correcting circuit 11 for a mechanism part based on the temperature of the mechanism part. Thus, the drift of temperature caused by the mechanism part which is uniformly included under certain temperature conditions is removed. Furthermore, the temperature of the element 1 is detected with a second temperature detecting means 12. Correction is performed, in an element correction circuit 13 by the amount of the correction determined by the detected temperature and the position signal from the element 1. At this time, the level of the position signal corresponds to the illuminated position on the element 1. Therefore, the amount of the correction is determined by the temperature of the element 1 and the illuminated position after all.

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 変位量や圧縮荷重、張力、トルク等の微量的な測定に使
用される装置として、半導体装置検出素子(PSD)を
用いた位置検出装置がある。
[Detailed Description of the Invention] <Industrial Application Field> A position detection device using a semiconductor device detection element (PSD) is used as a device for measuring minute amounts of displacement, compressive load, tension, torque, etc. be.

本発明は、上記の位置検出装置に係り、詳しくは、半導
体装置検出素子の検出出力の処理回路部分の構成に関す
る。
The present invention relates to the above-mentioned position detection device, and more particularly to the configuration of a processing circuit portion of a detection output of a semiconductor device detection element.

〈従来の技術〉 第5図および第6図に従来のこの種の位置検出装置の回
路構成を示す。
<Prior Art> FIGS. 5 and 6 show the circuit configuration of a conventional position detection device of this type.

まず、第5図において、Olは半導体装置検出素子、0
2は半導体装置検出素子O1に対向配置された発光ダイ
オードのような光源で、この光源02の発光は、その前
方にあるスリット03のような光収束手段により小さく
絞られて半導体装置検出素子O1の受光面に照射される
First, in FIG. 5, Ol is a semiconductor device detection element, 0
Reference numeral 2 denotes a light source such as a light emitting diode placed opposite to the semiconductor device detection element O1, and the light emitted from this light source 02 is condensed to a small size by a light convergence means such as a slit 03 in front of the light source 2, and is focused on the semiconductor device detection element O1. The light is irradiated onto the light receiving surface.

また、04,05は半導体装置検出素子01の両端各電
極から取り出された光電流!、、I’、をそれぞれ電圧
信号V 、、V 、に変換する一対の電流/電圧変換器
、06は両型流/電圧変換器04,05の出力の差Vo
(” V t  V +)をとる減算器、07は両型流
/電圧変換器04,05の出力V + 、 V tを加
算する加算器、08は減算器06からの差信号V。を加
算器07の和信号(V + + V t)で除して正規
化する正規化回路であって、正規化回路08の出力が位
置信号として取り出される。
Further, 04 and 05 are photocurrents taken out from each electrode at both ends of the semiconductor device detection element 01! , , I', into voltage signals V , , V , respectively, 06 is the difference Vo between the outputs of both types of current/voltage converters 04 and 05.
("V t V +), 07 is an adder that adds the outputs V + and V t of both current/voltage converters 04 and 05, and 08 is an adder that adds the difference signal V from the subtracter 06. The output of the normalization circuit 08 is taken out as a position signal.

第6図に示す従来装置は、前記の正規化回路08を省略
し、半導体装置検出素子O1の全出力をフィードバック
して光源02の発光を制御するようにしたものであって
、同図中、09は加算器07の出力と予め設定されてい
る基準値とから加算器07の出力が一定となるような発
光制御信号を生成する一定化回路、010は一定化回路
09からの発光制御信号により光源02の発光を制御す
る駆動回路である。
The conventional device shown in FIG. 6 omits the normalization circuit 08 and controls the light emission of the light source 02 by feeding back the entire output of the semiconductor device detection element O1. 09 is a constantization circuit that generates a light emission control signal such that the output of the adder 07 is constant from the output of the adder 07 and a preset reference value, and 010 is a constantization circuit that generates a light emission control signal from the constantization circuit 09. This is a drive circuit that controls light emission from the light source 02.

他の構成は第5図のものと同じである。The other configurations are the same as those in FIG.

この例では、減算器06の出力である差信号V。In this example, the difference signal V is the output of subtractor 06.

が位置信号として取り出されるが、一方の電流/電圧変
換器04の出力V、をそのまま位置信号として取り出す
こともある。
is taken out as a position signal, but the output V of one current/voltage converter 04 may be taken out as it is as a position signal.

〈発明が解決しようとする課題〉 第5図の従来装置では、半導体装置検出素子01の検出
出力について正規化処理を行うので、半導体装置検出素
子01の検出出力や光源03の発光量に不測に何らかの
変動があっても、その変動の悪影響は除かれるのである
が、正規化回路08を設けるために、全体の回路構成か
複雑化するという問題がある。
<Problems to be Solved by the Invention> In the conventional device shown in FIG. 5, normalization processing is performed on the detection output of the semiconductor device detection element 01. Even if there is some variation, the adverse effects of the variation can be removed, but there is a problem in that the provision of the normalization circuit 08 complicates the overall circuit configuration.

この回路構成の複雑化という問題に対処したのが第6図
の装置であって、第5図の装置と比べると、正規化回路
08が省略できて、付加するものとして実質的には一定
化回路09と駆動回路吋0だけで済み、回路構成は大幅
に簡略化する。
The device shown in FIG. 6 addresses this problem of complicating the circuit configuration, and compared to the device shown in FIG. Only the circuit 09 and the drive circuit 吾0 are required, which greatly simplifies the circuit configuration.

しかしながら、第6図の装置では、それから得られる位
置信号に少なからず温度ドリフトが含まれる、という問
題がある。
However, the device shown in FIG. 6 has a problem in that the position signal obtained therefrom includes considerable temperature drift.

これに対しては、周囲温度を検出する手段を新たに設け
て、周囲温度を加味した条件で光源02の発光を制御す
ることも考えられているが、それによる温度特性の改善
は充分ではない。
To deal with this, it has been considered to install a new means to detect the ambient temperature and control the light emission of light source 02 under conditions that take the ambient temperature into account, but this does not improve the temperature characteristics sufficiently. .

ところで、本件発明の発明者が第6図の装置について異
なる温度条件下で半導体装置検出素子01のいくつかの
位置についてその検出出力を測定したところ、第7図に
示すような温度特性線が得られた。第7図は、縦軸に半
導体装置検出素子O1のいずれか一端から得られる出力
の電圧値(この場合は第6図のVt)をとり、横軸に温
度をとったものである。各特性線は、半導体装置検出素
子の受光面上の同一位置で測定した5℃での測定値と2
5℃での測定値とを結んだものである。ここで、25℃
での測定値の点列の横に示した縦線は、各特性線上の測
定値がそれぞれ得られた半導体装置検出素子の受光面上
の位置を示している。
By the way, when the inventor of the present invention measured the detection output of the device shown in FIG. 6 at several positions of the semiconductor device detection element 01 under different temperature conditions, a temperature characteristic line as shown in FIG. 7 was obtained. It was done. In FIG. 7, the vertical axis represents the voltage value of the output obtained from either end of the semiconductor device detection element O1 (in this case, Vt in FIG. 6), and the horizontal axis represents the temperature. Each characteristic line is the same as the measured value at 5°C measured at the same position on the light-receiving surface of the semiconductor device detection element.
The values measured at 5°C are connected. Here, 25℃
The vertical lines shown next to the dot series of measured values in , indicate the positions on the light-receiving surface of the semiconductor device detection element where the measured values on each characteristic line were obtained.

第8図は比較のために、理想的な温度特性線を第7図と
同じ描き方で示したもので、このように、出力電圧v1
が半導体装置検出素子01上の位置にのみ依存していれ
ば、すなわち温度特性線に勾配がなければ、温度ドリフ
トのない正確な測定が行えることになる。
For comparison, Fig. 8 shows an ideal temperature characteristic line drawn in the same way as Fig. 7. In this way, the output voltage v1
If it depends only on the position on the semiconductor device detection element 01, that is, if there is no slope in the temperature characteristic line, accurate measurement without temperature drift can be performed.

さて、第7図の温度特性線を検討して気付く第1の点は
、半導体装置検出素子01の中央部付近での測定値には
温度勾配が皆無もしくは僅少であるが、素子01の端部
に近付くほど測定値の温度勾配が急峻になっており、し
かも、その急峻め度合が素子O1中央部に関してほぼ対
称になっていることである。
Now, the first thing to notice when examining the temperature characteristic line in FIG. The temperature gradient of the measured value becomes steeper as it approaches , and the degree of steepness is approximately symmetrical with respect to the center of the element O1.

このような温度特性の傾向は、半導体装置検出素子01
の位置に対応しているから、該素子自体に起因している
ことは明らかである。したがって、半導体装置検出素子
01の温度を検出し、その検出温度に基づいて何らかの
補正をすれば、前記の傾向を解消して、温度特性を第8
図のものに近付けることができるはずである。
Such a tendency of temperature characteristics can be seen in the semiconductor device detection element 01.
Since it corresponds to the position of , it is clear that this is caused by the element itself. Therefore, by detecting the temperature of the semiconductor device detection element 01 and making some kind of correction based on the detected temperature, the above-mentioned tendency can be eliminated and the temperature characteristics
You should be able to get it close to the one in the picture.

また、第7図の温度特性を検討して気付く第2の点は、
素子01中央点での測定値を含む特性線の横軸に対する
傾きからも分かるように、特性線が図上、半導体装置検
出素子O1の中央部付近を境に右上がりの勾配と右下が
りの勾配の如くほぼ対称になっている。すなわち温度が
高くなるにつれて前者は出力量が増加し、後者は出力量
が減少するという傾向を含んでいる。
Also, the second point you notice when considering the temperature characteristics in Figure 7 is:
As can be seen from the slope of the characteristic line including the measured value at the center point of element 01 with respect to the horizontal axis, the characteristic line has an upward slope to the right and a downward slope to the right with the boundary near the center of semiconductor device detection element O1 in the figure. It is almost symmetrical. That is, as the temperature rises, the former tends to increase the output amount, and the latter tends to decrease the output amount.

このように、いずれの特性線についても同じ傾向が現れ
るのであれば、このような傾向は、半導体装置検出素子
01や光源02等の一部の部品に起因するものではなく
、これら部品が取り付けられる機構部全体に起因するも
のと考えられる。事実、機構部の構成が異なる位置検出
装置について測定したところ、やはり特性線のすべてが
同じ温度勾配を含んでいたが、その温度勾配の大きさや
向きは第7図の場合とは異なっていた。
In this way, if the same tendency appears for all characteristic lines, this tendency is not caused by some parts such as the semiconductor device detection element 01 or the light source 02, but by the fact that these parts are attached. This is thought to be caused by the entire mechanism. In fact, when we measured position detection devices with different mechanical configurations, all of the characteristic lines included the same temperature gradient, but the magnitude and direction of the temperature gradient were different from those shown in FIG.

このようにいずれの特性線にも含まれる傾向は、機構部
の温度を検出してその検出温度に基づいて補正すること
で除去しうると考えられる。
It is thought that the tendencies included in any of the characteristic lines can be eliminated by detecting the temperature of the mechanical part and correcting it based on the detected temperature.

本発明は、上記の知見に基づいてなされたものであって
、半導体装置検出素子の全出力をフィードバックして光
源の発光を制御するようにした位置検出装置において、
その位置信号に含まれる温度ドリフトを解消することを
課題とする。
The present invention has been made based on the above findings, and provides a position detection device that controls the light emission of a light source by feeding back the entire output of a semiconductor device detection element.
The objective is to eliminate the temperature drift contained in the position signal.

〈課題を解決するための手段〉 本発明は、上記の課題を達成するために、半導体装置検
出素子と、この半導体装置検出素子の受光面を照射する
光源と、前記半導体装置検出素子の全出力が一定になる
ように光源の発光を制御する回路とを有する位置検出装
置において、少なくとも前記光源が取り付けられた機構
部の温度を検出する第1温度検出手段と、この第1温度
検出手段の出力で決まる補正量で前記半導体装置検出素
子からの位置信号を補正して機構部に起因する温度ドリ
フトの補償を行う機構部用の補正回路と、半導体装置検
出素子の温度を検出する第2温度検出手段と、この第2
温度検出手段の出力および前記半導体装置検出素子から
の位置信号で決まる補正量で前記位置信号を補正して半
導体装置検出素子に起因する温度ドリフトの補償を行う
素子用の補正回路とを備えた構成とした。
<Means for Solving the Problems> In order to achieve the above-mentioned problems, the present invention provides a semiconductor device detection element, a light source that irradiates a light receiving surface of the semiconductor device detection element, and a total output power of the semiconductor device detection element. A position detection device having a circuit for controlling light emission of a light source so that the temperature is constant, a first temperature detection means for detecting the temperature of at least a mechanical part to which the light source is attached, and an output of the first temperature detection means. a correction circuit for a mechanism section that compensates for temperature drift caused by the mechanism section by correcting the position signal from the semiconductor device detection element with a correction amount determined by the correction amount; and a second temperature detection circuit that detects the temperature of the semiconductor device detection element. means and this second
and a correction circuit for an element that compensates for temperature drift caused by the semiconductor device detection element by correcting the position signal with a correction amount determined by the output of the temperature detection means and the position signal from the semiconductor device detection element. And so.

く作用〉 上記構成において、半導体装置検出素子の端部電極から
は、受光面での照射位置に対応した検出信号が出力され
、この検出信号から位置信号が得られるのであるが、こ
の場合、第1温度検出手段により機構部の温度が検出さ
れており、この検出温度に基づいて機構部用の補正回路
において素子からの位置信号に補正が加えられる。これ
で、ある温度条件下で素子のいずれの位置に対応する位
置信号についても一様に含まれる、機構部に起因する温
度ドリフトが除去される。
Effect> In the above configuration, a detection signal corresponding to the irradiation position on the light receiving surface is output from the end electrode of the semiconductor device detection element, and a position signal is obtained from this detection signal. 1. The temperature of the mechanical section is detected by the temperature detecting means, and a correction circuit for the mechanical section corrects the position signal from the element based on the detected temperature. This eliminates the temperature drift caused by the mechanism, which is uniformly included in the position signal corresponding to any position of the element under a certain temperature condition.

また、半導体装置検出素子の温度も第2温度検出手段に
より検出されていて、素子用の補正回路において、この
検出温度と素子からの位置信号とで決まる補正量で補正
が行われる。この場合、補正量を決定する一要素である
位置信号のレベルは、素子上の照射位置に対応している
から、結局、補正量は、半導体装置検出素子の温度と、
その照射位置とによって決定されている。この補正量で
の補正により、半導体装置検出素子に起因する温度ドリ
フトが除去されることになる。
Further, the temperature of the semiconductor device detection element is also detected by the second temperature detection means, and a correction circuit for the element performs correction using a correction amount determined by the detected temperature and the position signal from the element. In this case, since the level of the position signal, which is one element that determines the amount of correction, corresponds to the irradiation position on the element, the amount of correction ultimately depends on the temperature of the semiconductor device detection element,
It is determined by the irradiation position. Correction using this correction amount removes temperature drift caused by the semiconductor device detection element.

〈実施例〉 以下、本発明を図面示す実施例に基づいて詳細に説明す
る。
<Example> Hereinafter, the present invention will be described in detail based on an example shown in the drawings.

第1図ないし第3図は本発明の第1実施例に係り、第1
図は装置全体の回路図、第2図および第3図は作用説明
のための温度特性線図である。
Figures 1 to 3 relate to the first embodiment of the present invention.
The figure is a circuit diagram of the entire device, and FIGS. 2 and 3 are temperature characteristic diagrams for explaining the operation.

第1図において、lは半導体装置検出素子、2はこの半
導体装置検出素子lの受光面を照射する光源、3は光源
2からの照射光を遮る遮光体で、これらは検出部分を構
成する。
In FIG. 1, l is a semiconductor device detection element, 2 is a light source that irradiates the light receiving surface of this semiconductor device detection element l, and 3 is a light shielding body that blocks the irradiation light from the light source 2, and these constitute a detection portion.

また、4.5は半導体装置検出素子lの両端各電極から
取り出された光電流1..I、をそれぞれ電圧信号V 
、、V 、に変換する一対の電流/電圧変換器、6は両
型流/電圧変換器4.5の出力v1゜■、を加算する加
算器、7は加算器6の出力と予め設定されている基準値
とから加算器6の出力が一定となるような発光制御信号
を生成する一定化回路、8は一定化回路7からの発光制
御信号で光源2の発光を制御する駆動回路である。
4.5 is the photocurrent 1.5 taken out from each electrode at both ends of the semiconductor device detection element l. .. I, respectively, are voltage signals V
, , V, a pair of current/voltage converters, 6 is an adder that adds the output v1゜, of both types of current/voltage converter 4.5, and 7 is preset as the output of adder 6. 8 is a constantization circuit that generates a light emission control signal such that the output of the adder 6 is constant based on the reference value given by the constantization circuit 7; .

そして、両型流/電圧変換器4.5のうち、方の電流/
電圧変換器4の出力V、が、温度補正された上で位置信
号として取り出される。その温度補正に関与するものと
して、第1温度検出手段9と、補正信号発生回路10と
、第1補正回路11と、第2温度検出手段12と、第2
補正回路13とがある。
Then, the current/voltage converter 4.5 of the dual type current/voltage converter 4.5
The output V of the voltage converter 4 is temperature-corrected and then taken out as a position signal. The components involved in the temperature correction include a first temperature detection means 9, a correction signal generation circuit 10, a first correction circuit 11, a second temperature detection means 12, and a second temperature detection means 12.
There is a correction circuit 13.

第1温度検出手段9は、例えばサーミスタで構成され、
光源2や半導体装置検出素子1が取り付けられる機構部
、この例では光源2が取り付けられる部材14の温度を
検出する。補正信号発生回路10は、第1温度検出手段
9の検出出力T、に対応した補正信号S、を生成するも
ので、この実施例では差動増幅器10aで構成される。
The first temperature detection means 9 is composed of, for example, a thermistor,
The temperature of a mechanical part to which the light source 2 and the semiconductor device detection element 1 are attached, in this example, a member 14 to which the light source 2 is attached is detected. The correction signal generation circuit 10 generates a correction signal S corresponding to the detection output T of the first temperature detection means 9, and in this embodiment is constituted by a differential amplifier 10a.

第1補正回路11は、補正信号発生回路lOからの補正
信号S、により一方の電流/電圧変換器4の出力v1を
補正して機構部に起因する温度ドリフトの補償を行うも
のである。この第1補正回路11は、図示の例では、差
動増幅器11aを主体に構成され、その負入力端子には
電流/電圧変換器4の出力Vlが帰還電圧信号とともに
入力し、正入力端子には補正信号SIがバイアス抵抗1
5でバイアスされて入力するようになっており、前記の
補正をするとともに、電流/電圧変換器4の出力V1を
Ovを中心にした信号に変換する。I6は帰還抵抗であ
る。
The first correction circuit 11 corrects the output v1 of one of the current/voltage converters 4 using the correction signal S from the correction signal generation circuit 1O to compensate for temperature drift caused by the mechanical part. In the illustrated example, the first correction circuit 11 is mainly composed of a differential amplifier 11a, and the output Vl of the current/voltage converter 4 is inputted to its negative input terminal together with the feedback voltage signal, and its positive input terminal is inputted to the first correction circuit 11. The correction signal SI is bias resistor 1
5 and is biased at Ov, and in addition to performing the above-mentioned correction, the output V1 of the current/voltage converter 4 is converted into a signal centered on Ov. I6 is a feedback resistor.

また、第2温度検出手段I2は、例えばサーミスタから
なり、半導体装置検出素子1の温度を検出する。第2補
正回路■3は、第2温度検出手段12の検出信号T、と
半導体装置検出素子1からの位置信号とで決まる補正量
で該位置信号を補正して半導体装置検出素子lに起因す
る温度ドリフトの補償を行うものである。この第2補正
回路13は、図示例では、反転増幅器13aを主体に構
成されて、その正入力端子に第1補正回路11の出力が
入力し、負入力端子に第2温度検出手段12の検出出力
T、が帰還信号とともに入力するようになっている。1
7は帰還抵抗である。
Further, the second temperature detection means I2 is composed of, for example, a thermistor, and detects the temperature of the semiconductor device detection element 1. The second correction circuit 3 corrects the position signal by a correction amount determined by the detection signal T of the second temperature detection means 12 and the position signal from the semiconductor device detection element 1, and corrects the position signal caused by the semiconductor device detection element 1. This is to compensate for temperature drift. In the illustrated example, the second correction circuit 13 is mainly composed of an inverting amplifier 13a, the output of the first correction circuit 11 is input to its positive input terminal, and the detection of the second temperature detection means 12 is input to its negative input terminal. The output T is input together with the feedback signal. 1
7 is a feedback resistor.

上記構成の動作、作用を第2図および第3図を参考に説
明する。
The operation and effects of the above configuration will be explained with reference to FIGS. 2 and 3.

光源2の発光が半導体装置検出素子1の受光面のいずれ
かの位置に照射されると、該素子lの端部電極に、受光
面での照射位置に対応した量の光電流1..I、が流れ
、この光電流1..I、は電流/電圧変換器4.5で電
圧信号V、、V、に変換される。
When the light emitted from the light source 2 is applied to any position on the light-receiving surface of the semiconductor device detection element 1, a photocurrent 1. .. I, flows, and this photocurrent 1. .. I, is converted into a voltage signal V,,V, by a current/voltage converter 4.5.

ここで、半導体装置検出素子lの受光量は、加算器6、
−走化回路7および駆動回路8により常に一定となるよ
う制御されているので、半導体装置検出素子1の一端か
らの検出出力(図示例ではV+)を位置信号として扱う
ことができる。すなわち、V、+V、−C(=一定) 
 ・・・・・・・・・・・・(1)V 、−C−V 、
        ・・・・・・・・・・・・(2)Vo
=V*  V+=(CV+)  Vt=(、−2V、 
 ・・・・・・・・・・・・(3)となるからである。
Here, the amount of light received by the semiconductor device detection element l is determined by the adder 6,
- Since it is controlled to always be constant by the chemotaxis circuit 7 and drive circuit 8, the detection output (V+ in the illustrated example) from one end of the semiconductor device detection element 1 can be treated as a position signal. That is, V, +V, -C (= constant)
・・・・・・・・・・・・(1) V, -C-V,
・・・・・・・・・・・・(2) Vo
=V* V+=(CV+) Vt=(, -2V,
This is because (3) is obtained.

一方、検出出力■、は、後続の第1補正回路11と第2
補正回路13とで補正される。
On the other hand, the detection output
It is corrected by the correction circuit 13.

まず、機構部では第1温度検出手段9により該機構部の
温度が検出されており、この検出信号T1に対応する補
正信号SIが補正信号発生回路lOで生成される。そし
て、第!補正回路11では、この補正信号Slにより電
流/電圧変換器4の出力■、が補正されるのであるが、
前記の補正信号SLは、機構部の温度にのみ対応してお
り、半導体装置検出素子1への照射位置には全く関係し
ない。゛したがって、第1補正回路Ifでの補正の量は
、機構部の温度条件が同じであれば、素子lへの照射位
置がどこにあっても一定であり、素子1の各位置の位置
信号は一様に補正される。
First, in the mechanical section, the temperature of the mechanical section is detected by the first temperature detection means 9, and a correction signal SI corresponding to this detection signal T1 is generated by the correction signal generation circuit IO. And number one! In the correction circuit 11, the output (2) of the current/voltage converter 4 is corrected by this correction signal Sl.
The above-mentioned correction signal SL corresponds only to the temperature of the mechanical part and has no relation to the irradiation position on the semiconductor device detection element 1 at all.゛Therefore, the amount of correction in the first correction circuit If is constant regardless of the irradiation position on the element 1, provided that the temperature conditions of the mechanism are the same, and the position signal at each position of the element 1 is Corrected uniformly.

この補正は、温度特性線図に即して言えば、第7図に示
した特性線の傾向(右下がり及び右下がりの傾向)を修
正し、第2図の特性線のように、素子l中央点に関して
対称となる形に補正することである。その補正量は、第
2図にハツチングで示すように、素子l中央点での測定
値の特性線の勾配を0にする量である。この補正で機構
部に起因する温度ドリフトが除去される。
In terms of the temperature characteristic diagram, this correction corrects the tendency of the characteristic line shown in FIG. This is to correct the shape so that it is symmetrical about the center point. The amount of correction is the amount that makes the slope of the characteristic line of the measured value at the center point of the element 1 zero, as shown by hatching in FIG. This correction removes temperature drift caused by the mechanism.

第1補正回路11で補正された位置信号は、第2補正回
路13に入力し、反転増幅器13aで増幅される。この
反転増幅器13aの負入力端子には、半導体装置検出素
子1の温度に対応する第2温度検出手段12の検出信号
T、と、反転増幅器13aの出力側からの帰還電圧信号
とが入力しており、これら両信号の加算量で、反転増幅
器13aの位置信号の増幅率が決定される。ここで、反
転増幅器13aの帰還電圧信号のレベルは、該増幅器1
3aへの入力である位置信号のレベルに対応しており、
位置信号のレベルは素子1の照射位置に対応しているか
ら、結局、反転増幅器13aの増幅率は、半導体装置検
出素子lの温度と、該素子l上の照射位置とで決められ
る。このような増幅率で増幅されることで、入力位置信
号は、半導体装置検出素子lの温度と、該素子l上の照
射位置に対応した補正を受ける。
The position signal corrected by the first correction circuit 11 is input to the second correction circuit 13, and is amplified by the inverting amplifier 13a. The detection signal T of the second temperature detection means 12 corresponding to the temperature of the semiconductor device detection element 1 and the feedback voltage signal from the output side of the inversion amplifier 13a are input to the negative input terminal of the inversion amplifier 13a. The amplification factor of the position signal of the inverting amplifier 13a is determined by the amount of addition of these two signals. Here, the level of the feedback voltage signal of the inverting amplifier 13a is
It corresponds to the level of the position signal input to 3a,
Since the level of the position signal corresponds to the irradiation position of the element 1, the amplification factor of the inverting amplifier 13a is ultimately determined by the temperature of the semiconductor device detection element 1 and the irradiation position on the element 1. By being amplified with such an amplification factor, the input position signal is corrected in accordance with the temperature of the semiconductor device detection element l and the irradiation position on the element l.

この場合、照射位置が素子lの中央点から遠いほど大き
い補正量で、かつ中央点に関して一方では増方向の補正
を、他方では減方向の補正を、それぞれ行うように設定
されており、これで、半導体装置検出素子】に起因する
温度ドリフトが除去される。
In this case, the farther the irradiation position is from the center point of element l, the larger the correction amount is, and the setting is such that with respect to the center point, correction is performed in the increasing direction on the one hand, and correction in the decreasing direction on the other hand. , semiconductor device detection element] is removed.

この補正は、温度特性線図に即して言えば、第2図に示
したように素子1中央点に関して対称の勾配をもつ特性
線のそれぞれを、第3図に示すような補正量で補正して
、各特性線の温度勾配をなくすことである。各位置信号
への補正量は、第3図にハツチングで示した量で、照射
位置が中央点から離れるほど、また温度が基準温度から
離れるほど、増方向もしくは減方向に大きくなる。
In terms of the temperature characteristic diagram, this correction involves correcting each of the characteristic lines that have symmetrical slopes with respect to the center point of element 1 as shown in Fig. 2 using the correction amounts shown in Fig. 3. The goal is to eliminate temperature gradients in each characteristic line. The amount of correction to each position signal is shown by hatching in FIG. 3, and increases or decreases as the irradiation position moves away from the center point or as the temperature moves away from the reference temperature.

以上のように、第1補正回路11で機構部に起因する温
度ドリフトの補償が行われ、第2補正回路13で半導体
装置検出素子lに起因する温度ドリフトの補償が行われ
るから、第2補正回路13からは温度ドリフトのない位
置信号が得られる。
As described above, the first correction circuit 11 compensates for the temperature drift caused by the mechanism, and the second correction circuit 13 compensates for the temperature drift caused by the semiconductor device detection element l. A position signal without temperature drift is obtained from the circuit 13.

なお、第1図の実施例において、補正信号発生回路10
の補正信号S、を第1補正回路11に与えずに、第2補
正回路13の出力に加えるようにしても、上記と同様の
温度ドリフト補償効果がある。この場合、第1補正回路
11の差動増幅器llaの正入力端子にはバイアス電圧
だけが印加されるから、この回路11は、電流/電圧変
換器4の出力vIをOVを中心にした信号に変換する回
路としてのみ動作する。
In the embodiment shown in FIG. 1, the correction signal generation circuit 10
Even if the correction signal S is not applied to the first correction circuit 11 but is added to the output of the second correction circuit 13, the same temperature drift compensation effect as described above can be obtained. In this case, since only the bias voltage is applied to the positive input terminal of the differential amplifier lla of the first correction circuit 11, this circuit 11 converts the output vI of the current/voltage converter 4 into a signal centered on OV. It operates only as a converting circuit.

第4図は第2の実施例の回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram of the second embodiment.

この実施例では、第夏補正回路I■が省略され、新たに
一対の電流/電圧変換器4.5の出力VI。
In this embodiment, the summer correction circuit I■ is omitted, and a new output VI of a pair of current/voltage converters 4.5 is provided.

■、の差V。をとる減算器18が設けられている。■, the difference V. A subtractor 18 is provided which takes .

そして、減算器18の出力v0に補正信号S、が加えら
れ、これで、機構部に起因する温度ドリフトの補償が行
われる。他の回路部分は、第1図の実施例のものと同じ
である。
Then, a correction signal S is added to the output v0 of the subtracter 18, thereby compensating for the temperature drift caused by the mechanical part. Other circuit parts are the same as those in the embodiment of FIG.

なお、この実施例についても、補正信号発生回路10の
補正信号S1を減算器18の出力側に与えずに、第2補
正回路13の出力に加えるようにしてもよい。
In this embodiment as well, the correction signal S1 of the correction signal generation circuit 10 may not be applied to the output side of the subtracter 18, but may be added to the output of the second correction circuit 13.

上記各実施例において、検出部分の構造には種々のもの
が採用可能である。通常、半導体装置検出素子1と光源
2とを一定の位置関係で相互に固定し、この半導体装置
検出素子lと光源2の両者に対して遮光体3を可動とす
る構造が採用される。
In each of the above embodiments, various structures can be adopted for the detection portion. Usually, a structure is adopted in which the semiconductor device detection element 1 and the light source 2 are fixed to each other in a fixed positional relationship, and the light shield 3 is movable with respect to both the semiconductor device detection element 1 and the light source 2.

この場合、光源2は広い領域に平行光を照射する。In this case, the light source 2 irradiates a wide area with parallel light.

ものである。そして、遮光体3の動きにより、半導体装
置検出素子1の受光面上の照射域の面積が拡縮し、その
拡縮に伴う検出信号の変化で、遮光体3の変位量等の検
出がなされる。
It is something. Then, due to the movement of the light shield 3, the area of the irradiation area on the light receiving surface of the semiconductor device detection element 1 expands or contracts, and the amount of displacement of the light shield 3, etc. is detected by the change in the detection signal accompanying the expansion or contraction.

このほか、(イ)半導体装置検出素子Iもしくは光源2
のいずれか一方を固定側の部材に取り付け、他方を可動
側の部材に取り付け、光源2側にレンズやスリット等の
先収束手段を設ける構造、(ロ)半導体装置検出素子l
と光源2とを相互に固定し、これら両者に対してスリッ
トを可動とする構造等が採用可能である。
In addition, (a) semiconductor device detection element I or light source 2
One of them is attached to a member on the fixed side, the other is attached to a member on the movable side, and a structure in which a convergence means such as a lens or a slit is provided on the light source 2 side, (b) semiconductor device detection element l
It is possible to adopt a structure in which the light source 2 and the light source 2 are fixed to each other, and the slit is movable with respect to both.

なお、前記各実施例では、1次元の半導体装置検出素−
71を用いたが、2次元のものも使用可能で、その場合
は、素子1出力側の信号処理回路がもう一組必要となる
In each of the above embodiments, a one-dimensional semiconductor device detector element is used.
71 was used, but a two-dimensional one can also be used, and in that case, another set of signal processing circuits on the output side of the element 1 will be required.

〈発明の効果〉 以上述べたように、本発明によれば、機構部用の補正回
路で機構部に起因する温度ドリフトの補償が行われ、ま
た、素子用の補正回路で半導体装置検出素子に起因する
温度ドリフトの補償が行われるから、温度ドリフトのな
い正確な測定値が得られる。
<Effects of the Invention> As described above, according to the present invention, the correction circuit for the mechanical part compensates for temperature drift caused by the mechanical part, and the correction circuit for the element compensates for the temperature drift caused by the mechanical part. Since the resulting temperature drifts are compensated for, accurate measurements without temperature drifts are obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図ないし第3図は本発明の一実施例に係り、第1図
は装置全体の回路図、第2図および第3図は作用説明の
ための特性線図であり、第4図は第2実施例の回路図で
ある。 第5図および第6図はいずれも従来例の回路図、第7図
は第6図の従来例の特性線図、第8図は理想的モデルの
特性線図である。 l・・・半導体装置検出素子、2・・・光源、6・・・
加算器、7・・・一定住回路、8・・・駆動回路、9・
・・第1温度検出手段、10・・・補正信号発生回路、
11・・・第1補正回路(機構部用補正回路)、12・
・・第2温度検出手段、■3・・・第2補正回路(素子
用補正回路)。
1 to 3 relate to an embodiment of the present invention, in which FIG. 1 is a circuit diagram of the entire device, FIGS. 2 and 3 are characteristic diagrams for explaining the operation, and FIG. FIG. 3 is a circuit diagram of a second embodiment. 5 and 6 are circuit diagrams of conventional examples, FIG. 7 is a characteristic diagram of the conventional example of FIG. 6, and FIG. 8 is a characteristic diagram of an ideal model. l...Semiconductor device detection element, 2...Light source, 6...
Adder, 7... Fixed circuit, 8... Drive circuit, 9.
...first temperature detection means, 10...correction signal generation circuit,
11... first correction circuit (mechanism section correction circuit), 12.
...Second temperature detection means, ■3...Second correction circuit (element correction circuit).

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)半導体位置検出素子と、この半導体位置検出素子
の受光面を照射する光源と、前記半導体位置検出素子の
全出力が一定になるように光源の発光を制御する回路と
を有する位置検出装置において、 少なくとも前記光源が取り付けられた機構部の温度を検
出する第1温度検出手段と、この第1温度検出手段の出
力で決まる補正量で前記半導体位置検出素子からの位置
信号を補正して機構部に起因する温度ドリフトの補償を
行う機構部用の補正回路と、半導体位置検出素子の温度
を検出する第2温度検出手段と、この第2温度検出手段
の出力および前記半導体装置検出素子からの位置信号で
決まる補正量で前記位置信号を補正して半導体位置検出
素子に起因する温度ドリフトの補償を行う素子用の補正
回路とを備えたことを特徴とする位置検出装置。
(1) A position detection device having a semiconductor position detection element, a light source that illuminates the light receiving surface of the semiconductor position detection element, and a circuit that controls light emission of the light source so that the total output of the semiconductor position detection element is constant. At least a first temperature detection means for detecting the temperature of a mechanical part to which the light source is attached; and a position signal from the semiconductor position detection element corrected by a correction amount determined by the output of the first temperature detection means to correct the position signal from the semiconductor position detection element. a correction circuit for the mechanical part that compensates for temperature drift caused by the semiconductor device; a second temperature detection means for detecting the temperature of the semiconductor position detection element; A position detection device comprising: a correction circuit for an element that corrects the position signal with a correction amount determined by the position signal to compensate for temperature drift caused by the semiconductor position detection element.
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