JPH0341484Y2 - - Google Patents

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JPH0341484Y2
JPH0341484Y2 JP2303886U JP2303886U JPH0341484Y2 JP H0341484 Y2 JPH0341484 Y2 JP H0341484Y2 JP 2303886 U JP2303886 U JP 2303886U JP 2303886 U JP2303886 U JP 2303886U JP H0341484 Y2 JPH0341484 Y2 JP H0341484Y2
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hold
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dark current
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Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 この考案は、1次元位置検出用や2次元位置検
出用に使用される半導体位置検出素子(以下
PSDと記す)から出力される位置信号から暗電
流成分を除去する半導体位置検出素子の暗電流成
分除去装置に関する。
[Detailed description of the invention] Industrial application field This invention is a semiconductor position detection element (hereinafter referred to as
The present invention relates to a dark current component removal device for a semiconductor position detection element that removes a dark current component from a position signal output from a position signal output from a semiconductor position detection element (hereinafter referred to as PSD).

従来技術 PSDは、受光面に入射した光スポツトの位置
に対応して、1次元位置検出用では1対の出力信
号を、2次元位置検出用では2対の出力信号を、
それぞれ出力するよう構成されている。
Conventional technology PSD outputs one pair of output signals for one-dimensional position detection and two pairs of output signals for two-dimensional position detection, depending on the position of the light spot incident on the light receiving surface.
They are configured to output each.

1次元位置検出用のPSDを例にとつてその動
作を説明すると、第3図において、光スポツトが
受光面20の中間点21より距離dずれた位置に
入射したとき、すなわち、PSD22の一方端よ
り距離l1であり、他方端より距離l2の位置に入射
したとき、PSD22の1対の出力信号である電
流信号I1,I2は、 l1:l2=I2:I1 ……(1−1) なる関係にある。
To explain the operation using a PSD for one-dimensional position detection as an example, in FIG. When the current signals I 1 and I 2 , which are a pair of output signals of the PSD 22, are input at a position at a distance l 1 from one end and a distance l 2 from the other end , ...(1-1) There is a relationship as follows.

したがつて、この場合の光スポツトの位置は、 d/(l1+l2) =(l2−l1)/2(l1+l2) =(I1−I2)/2(I1+I2) ……(1−2) より求められる。 Therefore, the position of the light spot in this case is d/(l 1 + l 2 ) = (l 2 - l 1 )/2(l 1 +l 2 ) = (I 1 - I 2 )/2(I 1 +I 2 ) ...(1-2).

上記の(1−2)式は第4図に示す構成による
従来装置にて演算されている。すなわち、PSD
22の1対の出力信号は演算手段23によつて相
互に減算されれ、その結果、(I1−I2)が求めら
れる。同様にして加算手段24によつて(I1
I2)が求められ、これら2つの結果が除算手段2
5によつて演算されて(I1−I2)/(I1+I2)が
求められ、これに基づいて光スポツト位置が検出
される。
The above equation (1-2) is calculated by a conventional device having the configuration shown in FIG. i.e. PSD
The pair of output signals of 22 are subtracted from each other by the calculation means 23, and as a result, (I 1 -I 2 ) is obtained. Similarly, (I 1 +
I 2 ) is calculated, and these two results are divided by the dividing means 2.
5 to obtain (I 1 -I 2 )/(I 1 +I 2 ), and based on this, the light spot position is detected.

従来技術の問題点 しかしながら、実際には、光スポツトが入射し
ている場合においても暗電流ibが同時に出力され
ており、この暗電流は出力信号I1,I2にそれぞれ
ib/2づつ含まれるので、上記(1−2)式は d/(l1+l2) =(I1−I2)/2(I1+I2+ib
……(2−1) となり、上記構成の従来装置では正確な位置検出
ができない問題点がある。
Problems with the Prior Art However, in reality, even when a light spot is incident, a dark current i b is output at the same time, and this dark current is added to the output signals I 1 and I 2 , respectively.
Since each i b /2 is included, the above equation (1-2) is d/(l 1 + l 2 ) = (I 1 − I 2 )/2 (I 1 + I 2 + i b )
(2-1) Therefore, there is a problem that the conventional device having the above configuration cannot accurately detect the position.

また、暗電流ibは温度変化に応じて変化するも
のであり、また、素子ごとにその値が異なるため
に、温度補正をするにしても各素子ごとに特定の
定数を有する補正する回路を必要とするので、そ
の実施は困難である。
In addition, the dark current i b changes according to temperature changes, and its value differs for each element, so even if temperature correction is to be performed, a correction circuit with a specific constant is required for each element. Its implementation is difficult because it requires

考案の目的 この考案は、上記の事情に鑑みてなされたもの
で、正確な光スポツト位置を検出するために、自
動的に暗電流成分を除去する装置を提供すること
を目的とする。
Purpose of the invention This invention was made in view of the above-mentioned circumstances, and aims to provide a device that automatically removes dark current components in order to accurately detect the position of a light spot.

考案の構成 この考案の半導体位置検出素子の暗電流成分除
去装置は、半導体位置検出素子から出力される1
対の位置信号を相互に減算する第1減算手段と、
前記位置信号を相互に加算する加算手段と、半導
体位置検出素子が受光した際に加算手段より出力
される出力信号を保持する第1サンプルホールド
手段と、半導体位置検出素子への光がしや光され
た際に加算手段より出力される出力信号を保持す
る第2サンプルホールド手段と、第1サンプルホ
ールド手段と第2サンプルホールド手段との出力
の差を演算する第2減算手段と、第1減算手段の
出力信号を第2減算手段の出力信号によつて割る
除算手段と、第1サンプルホールド手段と第2サ
ンプルホールド手段との信号保持のタイミングを
制御する制御手段とを具備したことを構成上の特
徴とするものである。
Structure of the invention The device for removing dark current components of a semiconductor position detection element according to this invention is a device for removing a dark current component from a semiconductor position detection element.
a first subtraction means for subtracting the paired position signals from each other;
an adding means for adding the position signals to each other; a first sample and hold means for holding an output signal output from the adding means when the semiconductor position detecting element receives light; a second sample and hold means for holding the output signal output from the addition means when the addition is performed; a second subtraction means for calculating the difference between the outputs of the first and second sample and hold means; and a first subtraction means. The structure further comprises: a division means for dividing the output signal of the means by an output signal of the second subtraction means; and a control means for controlling the timing of signal holding by the first sample and hold means and the second sample and hold means. This is the characteristic of

作 用 この考案は上記のように構成されるので、第1
サンプルホールド手段が暗電流を含む位置信号を
サンプルして保持し、第2サンプルホールド手段
が暗電流のみをサンプルして保持する。そして、
第2減算手段が、第1サンプルホールド手段と第
2サンプルホールド手段とのそれぞれの出力信号
の減算をおこなうので、暗電流成分が除去され、
正確な検出を行うことができる。
Effect This device is constructed as described above, so the first
The sample and hold means samples and holds the position signal including the dark current, and the second sample and hold means samples and holds only the dark current. and,
Since the second subtraction means subtracts the respective output signals of the first sample and hold means and the second sample and hold means, the dark current component is removed.
Accurate detection can be performed.

実施例 以下、この考案の実施例を図面を用いて詳述す
る。ここに第1図はこの考案の一実施例の暗電流
成分除去装置のブロツク図、第2図は同装置にお
ける信号のタイムチヤートである。なお、図に示
す実施例によりこの考案が限定されるものではな
い。
Embodiments Hereinafter, embodiments of this invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of a dark current component removing device according to an embodiment of this invention, and FIG. 2 is a time chart of signals in the same device. Note that this invention is not limited to the embodiment shown in the figures.

第1図において、1は1次元位置検出用の
PSDで、入射した光スポツトの位置に対応して、
1対の出力端2,3から位置信号を出力する従来
公知のものである。4は第1減算手段、5は加算
手段で、それぞれ演算増幅器を使用した差動増幅
回路や加算回路が好適である。6は第1サンプル
ホールド手段、7は第2サンプルホールド手段
で、それぞれの入力端は加算手段5の出力端に接
続されている。8は第2減算手段で、その入力の
一方は第1サンプルホールド手段6の出力端に、
他方の入力端は第2サンプルホールド手段7の出
力端にそれぞれ接続され、さらにその出力端は、
後段の除算手段9の一方の入力端に接続される。
除算手段9の他方の入力端には、第1減算手段4
の出力端が接続される。
In Figure 1, 1 is for one-dimensional position detection.
In PSD, corresponding to the position of the incident light spot,
This is a conventionally known device that outputs a position signal from a pair of output ends 2 and 3. 4 is a first subtraction means, and 5 is an addition means, each of which is preferably a differential amplifier circuit or an addition circuit using an operational amplifier. 6 is a first sample and hold means, and 7 is a second sample and hold means, the input ends of which are connected to the output end of the addition means 5. 8 is a second subtraction means, one of its inputs is connected to the output terminal of the first sample and hold means 6;
The other input terminals are respectively connected to the output terminals of the second sample and hold means 7, and the output terminals are
It is connected to one input terminal of the dividing means 9 at the subsequent stage.
The other input terminal of the dividing means 9 is connected to the first subtracting means 4.
The output end of is connected.

10は制御手段で、一定周波数の信号を出力す
る発振回路11と、第1サンプルホールド手段6
に接続されてサンプルタイミングを決定するワン
シヨツトパルスを出力する第1ワンシヨツトパル
ス回路12と、第2サンプルホールド手段7に接
続されてサンプルタイミングを決定するワンシヨ
ツトパルスを出力する第2ワンシヨツトパルス回
路13とで構成される。
Reference numeral 10 denotes a control means, which includes an oscillation circuit 11 that outputs a signal of a constant frequency, and a first sample and hold means 6.
A first one-shot pulse circuit 12 is connected to outputs a one-shot pulse that determines sample timing, and a second one-shot pulse circuit is connected to second sample hold means 7 and outputs a one-shot pulse that determines sample timing. It is composed of a circuit 13.

第1ワンシヨツトパルス回路12は、発振回路
11から出力されるクロツク信号CKの立上りに
てトリガされてワンシヨツトパルスを出力し、ま
た第2ワンシヨツトパルス回路13は、クロツク
信号CKの立下がりてトリガされてワンシヨツト
パルスを出力する。
The first one-shot pulse circuit 12 is triggered by the rising edge of the clock signal CK output from the oscillation circuit 11 to output a one-shot pulse, and the second one-shot pulse circuit 13 is triggered by the falling edge of the clock signal CK. Outputs a one-shot pulse when triggered.

14はLED駆動回路で、光源となるLED15
に接続されて前記クロツク信号CKの周期によつ
てLED15を点滅させる。
14 is an LED drive circuit, and LED 15 serves as a light source.
The clock signal CK is connected to the clock signal CK to blink the LED 15 according to the cycle of the clock signal CK.

次に第2図を参照して、この実施例の動作につ
いて説明する。
Next, the operation of this embodiment will be explained with reference to FIG.

光源であるLED15はクロツク信号CKによつ
て点滅し、点灯時にスポツトがPSD1に入射す
る。すなわち、LED15はクロツク信号CKが
“Hi”レベルの間点灯し、“Lo”レベルの間消灯
している。
The LED 15, which is a light source, blinks in response to a clock signal CK, and a spot enters the PSD 1 when turned on. That is, the LED 15 is lit while the clock signal CK is at "Hi" level, and is off while the clock signal CK is at "Lo" level.

LED15が点灯し光スポツトがPSD1に入射
すると、PSD1は1対の位置信号I1,I2を暗電流
ibと共に出力する。つまり、一方の出力端2から
は(I1+ib/2)なる出力信号が、他方の出力端
3からは(I2+ib/2)なる出力信号がそれぞれ
出力される。
When the LED 15 lights up and the light spot enters the PSD 1, the PSD 1 converts the pair of position signals I 1 and I 2 into a dark current.
Output with i b . That is, one output terminal 2 outputs an output signal of (I 1 +i b /2), and the other output terminal 3 outputs an output signal of (I 2 +i b /2).

(I1+ib/2)と(I2+ib/2)とは加算手段5
にて加算され、(I1+I2+ib)となつて、第1サン
プルホールド回路6にてサンプルされ、次のサン
プルタイミングまでホールドされる。
(I 1 +i b /2) and (I 2 +i b /2) are the addition means 5
The result is (I 1 +I 2 +i b ), which is sampled by the first sample and hold circuit 6 and held until the next sampling timing.

この第1サンプルホールド回路6にサンプルさ
れるタイミングは、PSD1が受光したタイミン
グすなわちLED15が点灯したタイミングであ
り、クロツク信号CKの立上り時に、第1ワンシ
ヨツトパルス回路12がワンシヨツトパルスを第
1サンプルホールド回路6に出力することにより
決定される。
The timing at which the pulse is sampled by the first sample and hold circuit 6 is the timing at which the PSD 1 receives light, that is, the timing at which the LED 15 lights up. At the rising edge of the clock signal CK, the first one-shot pulse circuit 12 samples the one-shot pulse for the first time. It is determined by outputting to the hold circuit 6.

つぎにクロツク信号CKが“Lo”レベルになる
とLED15は消灯する。この時、PSD1のそれ
ぞれの出力端2,3からはそれぞれ暗電流ib/2
が出力される。したがつて加算手段5からはib
出力され、第2サンプルホールド回路7がクロツ
ク信号CKの立下りによりトリガされて第2ワン
シヨツトパルス回路13が出力するワンシヨツト
パルスによりibをサンプルし次のワンシヨツトパ
ルスまでの間ibをホールドする。
Next, when the clock signal CK becomes the "Lo" level, the LED 15 turns off. At this time, dark current i b /2 is generated from each output terminal 2 and 3 of PSD 1.
is output. Therefore, i b is output from the adding means 5, and the second sample and hold circuit 7 is triggered by the fall of the clock signal CK and samples i b by the one shot pulse output from the second one shot pulse circuit 13. Hold i b until the next one-shot pulse.

第1サンプルホールド手段6で保持された(I1
+I2+ib)と、第2サンプルホールド手段7で保
持されたibとは、第2減算手段8にて減算され
て、(I1+I2)となる。
The sample was held by the first sample holding means 6 (I 1
+I 2 +i b ) and i b held by the second sample hold means 7 are subtracted by the second subtraction means 8, resulting in (I 1 +I 2 ).

つまりこの減算によつて暗電流成分ibは除去さ
れる。
In other words, dark current component i b is removed by this subtraction.

そして(I1+I2)は、第1減算手段4の出力す
る(I1−I2)と共に除算手段9に入力され、除算
手段9により(I1−I2)/(I1+I2)が演算され、
暗電流ibの影響を受けるとこなく光スポツト位置
が求められる。
Then, (I 1 + I 2 ) is input to the division means 9 together with (I 1 − I 2 ) output from the first subtraction means 4, and the division means 9 calculates (I 1 − I 2 )/(I 1 + I 2 ). is calculated,
The light spot position can be determined without being affected by dark current i b .

なお、上記実施例では、制御手段10によつて
光源を点滅させて、これと同期してそれぞれのサ
ンプルホールド手段を制御していたが、光源点滅
をたとえばフオトトランジスタなどで検出し、こ
れによつてそれぞれのサンプルホールド手段を制
御する構成としてもよい。
In the above embodiment, the light source is made to blink by the control means 10, and the respective sample and hold means are controlled in synchronization with this, but the blinking of the light source is detected by, for example, a phototransistor. It is also possible to adopt a configuration in which each sample hold means is controlled accordingly.

考案の効果 この考案は、半導体位置検出素子から出力され
る1対の位置信号を相互に減算する第1減算手段
と、前記位置信号を相互に加算する加算手段と、
半導体位置検出素子が受光した際に加算手段より
出力される出力信号を保持する第1サンプルホー
ルド手段と、半導体位置検出素子への光がしや光
された際に加算手段より出力される出力信号を保
持する第2サンプルホールド手段と、第1サンプ
ルホールド手段と第2サンプルホールド手段との
出力の差を演算する第2減算手段と、第1減算手
段の出力信号を第2減算手段の出力信号によつて
割る除算手段と、第1サンプルホールド手段と第
2サンプルホールド手段との信号保持のタイミン
グを制御する制御手段とを具備したことを特徴と
する半導体位置検出素子の暗電流成分除去装置を
提供し、これによりPSDの暗電流成分を確実に
除去でき、正確な光スポツトの位置を検出するこ
とができる。
Effects of the invention This invention comprises: a first subtraction means for mutually subtracting a pair of position signals output from a semiconductor position detection element; an addition means for mutually adding the position signals;
a first sample and hold means for holding an output signal output from the addition means when the semiconductor position detection element receives light; and an output signal output from the addition means when the semiconductor position detection element receives light. a second sample and hold means for holding a second sample and hold means; a second subtraction means for calculating the difference between the outputs of the first and second sample and hold means; A dark current component removal device for a semiconductor position detection element, comprising: a division means for dividing by; and a control means for controlling the timing of signal holding by the first sample and hold means and the second sample and hold means. As a result, the dark current component of the PSD can be reliably removed, and the position of the light spot can be detected accurately.

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

第1図はこの考案の一実施例の暗電流成分除去
装置のブロツク図、第2図は同装置の動作を説明
するためのタイムチヤート、第3図はPSDの動
作を説明する説明図、第4図は従来例のブロツク
図である。 符号の説明、1……半導体位置検出素子
(PSD)、4……第1減算手段、5……加算手段、
6……第1サンプルホールド手段、7……第2サ
ンプルホールド手段、8……第2減算手段、9…
…除算手段、10……制御手段。
Fig. 1 is a block diagram of a dark current component removal device according to an embodiment of this invention, Fig. 2 is a time chart for explaining the operation of the device, Fig. 3 is an explanatory diagram for explaining the operation of the PSD, FIG. 4 is a block diagram of a conventional example. Explanation of symbols: 1... Semiconductor position detection device (PSD), 4... First subtraction means, 5... Addition means,
6...First sample hold means, 7...Second sample hold means, 8...Second subtraction means, 9...
...Division means, 10...Control means.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 半導体位置検出素子から出力される1対の位置
信号を相互に減算する第1減算手段と、前記位置
信号を相互に加算する加算手段と、半導体位置検
出素子が受光した際に加算手段より出力される出
力信号を保持する第1サンプルホールド手段と、
半導体位置検出素子への光がしや光された際に加
算手段より出力される出力信号を保持する第2サ
ンプルホールド手段と、第1サンプルホールド手
段と第2サンプルホールド手段との出力の差を演
算する第2減算手段と、第1減算手段の出力信号
を第2減算手段の出力信号によつて割る除算手段
と、第1サンプルホールド手段と第2サンプルホ
ールド手段との信号保持のタイミングを制御する
制御手段とを具備したことを特徴とする半導体位
置検出素子の暗電流成分除去装置。
a first subtraction means for mutually subtracting a pair of position signals output from the semiconductor position detection element; an addition means for mutually adding the position signals; a first sample and hold means for holding an output signal;
A second sample and hold means holds the output signal output from the addition means when the light is applied to the semiconductor position detection element, and the difference between the outputs of the first sample and hold means and the second sample and hold means is calculated. Controls the timing of signal holding of the second subtraction means for calculating, the division means for dividing the output signal of the first subtraction means by the output signal of the second subtraction means, and the first sample hold means and the second sample hold means. What is claimed is: 1. A dark current component removal device for a semiconductor position detection element, comprising: a control means for removing a dark current component from a semiconductor position detection element.
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