JPH0473522B2

JPH0473522B2 -

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Publication number: JPH0473522B2
Application number: JP24579384A
Authority: JP
Priority date: 1984-11-20
Filing date: 1984-11-20
Publication date: 1992-11-24
Also published as: JPS61122506A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、フイルム、紙、ゴム、布帛、金属
板、プラスチツクス及び他の板状物体の表面上の
線状マークの位置を検出するために、光源及び複
数個の受光素子を組合せて構成した位置検出方法
の改良に関する。

（従来の技術）従来、例えば走行するフイルム、ゴム、紙等の
シート状乃至板状の走行物の位置検出手段として
は、通常、該走行物の耳端又は全幅における反射
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
る方法が知られている。

ところが、この方法の場合は、走行物の耳端又
は全幅が波状に変化した場合、正常な位置信号が
得られなくなつたり、また、透明物体では耳端又
は全幅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１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法が提案されている。

該受光素子は一種の光半導体であり、線状マー
ク３に対し、光源４による投影により受光量が変
化する。受光素子１および２の中心位置より線状
マークの中心の偏位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２図上側e₁に示
す。同様に受光素子２および増幅器６の特性を第
２図の上側にe₂で示す。

この出力電圧e₁およびe₂の差を演算増幅７によ
り求めて出力e₀を得る。線状マークの偏位ｄに対
するこの出力電圧e₀の関係を第２図の下側に示
す。

この様にして、受光素子の中心より線状マーク
の偏位ｄの＋、−に対し、比例した＋、−の出力電
圧e₀により線状マークの位置が検出できる。

ところが、この検出器の検出信号は受光素子の
受光面の範囲内に限られており、線状マークの偏
位ｄが、その範囲を越えて、第２図の下側に示す
ようにdm＋以上あるいはdm−以下になると出力
電圧が零になり、位置検出信号が得られなくなる
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、上記の欠点を除去するために研究、
開発されたものである。すなわち、従来の検出器
の検出信号は受光面の範囲内に限られて比例出力
信号をだしており、線状マークの偏位が受光面を
越えた場合は出力電圧が零になるという欠点があ
つたのに鑑み、この欠点を除去し得る線状マーク
の位置検出方法を提供することを目的とする。

（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法は、線
状マークを透過又は反射した光線を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
出方法において、線状マークの移動方向の記憶の
ために、２個の受光素子からの信号を演算増幅器
により合成して線状マークの位置に比例した差信
号を得、さらに、該差信号からの信号の正負によ
り論理判断して、記憶回路により線状マークの移
動している方向を記憶する方向信号を得、また、
これとは別系統に、上記２個の受光素子からの信
号を比較器及び論理回路により論理判断し、合成
して、線状マークの位置が比例領域内か比例領域
外かの判断をする制御信号を得、これらの差信
号、方向信号及び制御信号の３信号により、線状
マークの移動方向信号を連続的に発生させる信号
処理を行なつて、線状マークが受光素子から離れ
た位置にあつても該線状マークの移動方向を記憶
して、シート状、板状等の物体の位置を幅広く検
出することを特徴とする線状マークの位置検出方
法。

（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、これに線状マークの移動方
向信号を発生させる信号処理回路を付加し、これ
らの信号を組合せることにより、これらの受光素
子から離れた位置に線状マークがあつても線状マ
ークの移動方向を記憶させ得ているために一定の
位置信号を得ることができる。

（実施例）以下、図面を参照しながら本発明の実施例につ
いて説明する。

実施例１第３図は実施例１の概略構成図を示すものであ
つて、８は光源、９はフイルム、紙、ゴム等のシ
ート状走行物上に書かれた線状マークの光電素子
１０，１１上での投影である。光電素子１０，１
１の出力は増幅器１２，１３により増幅された出
力電圧e₁，e₂を作る。この出力電圧e₁およびe₂は
演算増幅器１４により次式の演算を行い出力e_Dを
得る。

すなわち、 e_D＝e₂−e₁ 光電素子１０および１１の中心と線状マークの
中心との偏位ｄに対する出力電圧e₁，e₂の特性を
第４図Ａに、光電素子１０および１１の中心と線
状マークの中心との偏位ｄに対する出力e_Dの関係
を第４図Ｂに示す。

次に出力e_Dに対して比較器１５によつて零ボル
トで比較を行い、整流器１６，１７により＋側お
よび−側を別々に取り出し、第４図Ｄ，Ｅに示す
電圧e_Sおよび_Rを作る。そして_Rを符号反転器１
８により反転させたものが電圧e_Rである。

この電圧e_Sおよびe_Rを記憶回路１９に入力する
ことにより、記憶回路入力Ｓがひとたび「高」に
なれば、記憶回路入力Ｒが「高」にならない限り
記憶回路の出力は「高」を保持する。また、記憶
回路入力Ｒがひとたび「高」になれば、記憶回路
入力Ｓが「高」にならない限り記憶回路１９の出
力は「低」を保持する。したがつて線状マークの
偏位ｄの零を基準に記憶回路の出力「高」および
「低」の信号を得ることができる。この記憶回路
１９の出力を３ステートゲート回路２０のコント
ロール入力に加える。この３ステートゲート回路
２０の信号入力に＋信号および−信号を加えつづ
けることにより、３ステートゲート回路２０の出
力は線状マークの偏位ｄの零を基準に∞＞ｄ＞０
の時は＋、０＞ｄ＞−∞の時は−の出力信号を
夫々作ることができる。

次に第４図Ａにおいて出力電圧e₁、およびe₂に
対し、線状マークの偏位ｄ＝０の交点から比較器
２１，２２によつて比較レベルをかけると、それ
ぞれ第４図Ｃに示す−−−−−なる
電圧e_1Cおよび−−−−なる電圧e_2Cを
作ることができる。この２つの電圧e_1C、e_2Cを論
理回路２３にて論理積を作ることにより−−
−−−なる電圧信号を得ることができ
る。この電圧信号、３ステートゲート回路２０の
出力電圧信号および、演算増幅器１４の出力電圧
信号を３ステートゲート回路２４に加えることに
よつて３ステートゲート回路２４の出力電圧信号
e_Dをつくりだすことができる。

その結果、３ステートゲート回路２０のコント
ロール入力が「高」である期間、すなわち、線状
マークが光電素子の外側で、演算増幅器１４の出
力電圧e_Dが零になる直前に、∞＞ｄ＞０で＋、０
＜ｄ＜−∞で−の信号に切替える。また３ステー
トゲート回路２０のコントロール入力が「低」で
ある期間は、演算増幅器１４の出力電圧e_Dのレベ
ルに切り替える。したがつて、３ステートゲート
回路２４の出力電圧e_Oは第４図Ｂに示す−−
−−−−−−−となる。

以上の様に、線状マークの偏位が受光素子の寸
法に比べて大であつても正負の位置出力電圧が得
られ、動作範囲を広範囲に広めることができた。

実施例２第５図は実施例２の概略構成図を示すものであ
つて、２５は光源、２６はフイルム、紙、ゴム等
のシート状走行物上に書かれた線状マークの光電
素子２７，２８上での投影である。光電素子２
７，２８の出力は増幅器３０，３１により増幅さ
れた出力電圧e₁、e₂を作る。この出力電圧e₁およ
びe₂は演算増幅器３２により次式の演算を行い出
力e_Dを得る。すなわち e_D＝e₂−e₁ 光電素子２７および２８の中心と線状マークの
中心との偏位ｄに対する出力電圧e₁、e₂の特性を
第６図Ａに、光電素子２７および２８の中心と線
状マークの中心との偏位ｄに対する演算増幅器３
２の出力電圧e_Dの関係を第６図Ｂに示す。

次に光電素子２７，２８の出力が増幅器３０，
３１により増幅された出力電圧e₁およびe₂に対
し、線状マークの偏位ｄ＝０の交点から比較器３
３，３３′によつて比較レベルをかけると、それ
ぞれ第６図Ｃに示す−−−−−なる
電圧e_1Cおよび−−−−−なる電圧
e_2Cを作ることができる。

この２つの電圧e_1C、e_2Cを論理回路２９にて論
理積を作ることによつて−−−−−
−−−−なる電圧信号を得ることができ
る。これを比較器３４によつて比較レベル（バイ
アス）をかけると、第６図Ｄに点線で示される電
圧_Hが作れる。この電圧_Hの反転電圧e_Hを符号反
転器３５により求め、これを第６図Ｄに実線で示
す。

今、もし、偏位ｄがd₁＜ｄ＜d₂とすると、第６
図Ｂのe_D＋と第６図Ｄのe_Hとの論理積が論理回路
（AND）３６により得られる。したがつて記憶回
路（フリツプフロツプ）３７はセツトされ、その
出力は「Ｏ」＝ON、「」＝OFFとなる。

これによりアナログゲート３８は開くが、この
範囲の偏位ｄでは比較器３４の出力_Hは負であ
り、整流器３９の出力は零であるので、アナログ
ゲート３８の出力は零である。

ところが偏位ｄがｄ＞d₂となると、第６図Ｄに
示すように比較器３４の出力_Hが発生するので最
大値回路４０の出力e₀は第６図Ｂの_Hの様にな
り、したがつてｄ＞d₂の間では最大値回路４０の
出力e₀は保持される。

次に、偏位ｄが減少し、d₄まで変化した場合、
これに対応して最大値回路４０の出力e₀は第６図
Ｂに示す様に、−−−−−の軌跡を
たどつて変化する。このとき、偏位ｄの範囲がd₃
＞ｄ＞d₄では比較器３４の出力_Hの反転信号が符
号反転器４１で得られ、また演算増幅器３２の出
力e_D-（第６図Ｂ）の反転信号が符号反転器４２で
得られる。これらの信号の論理積の演算が論理回
路４３により得られる。したがつて記憶回路４４
はリセツトされ、その出力「」＝ON、「Ｏ」＝
OFFとなる。これによりアナログゲート３８は
開くが、この範囲の偏位ｄでは符号反転器３５の
出力e_Hは正であり、整流器４５の出力は零である
のでアナログゲート４４の出力は零となる。

ところが、偏位ｄがｄ＜d₄となると、第６図Ｄ
に示すように符号反転器の出力e_Hが発生するの
で、最大値回路４０の出力e₀は第６図Ｂのe_H-の
ようになり、したがつてｄ＜d₄の間では最大値回
路４０の出力e₀は保持する。

以上のようにして偏位ｄの値が＋∞＞ｄ＞−∞
に対して、本線状マーク位置検出器の出力は第４
図Ｂに示すように−−−−−−−
−となる。

以上のように線状マークの偏位が受光素子の寸
法に比べて大であつても正負の位置出力電圧が得
られ、動作範囲を広範囲に広めることができた。

（発明の効果）以上詳述したように、本発明は、２個の受光素
子のみの検出であり、且つ線状マークの移動方向
記憶のための信号処理回路を有する検出方法であ
るため、シート状乃至板状物体の線状マークの位
置を直線性よく、かつまた、極めて広範囲にわた
つて検出できる多大の特徴を有する。

さらに、シート状乃至板状物体の耳端が波状に
変形していても、また、静止中あるいは移動中で
も位置検出が可能であり、本発明に係る検出方法
はすべてのシート状乃至板状物体の表面上の線状
マークの位置検出に有効に適用できるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の線状マークの光電式位置検出器
の概略構成図、第２図はその検出器の偏位、電気
特性図、第３図は本発明の実施例１の概略構成
図、第４図はその偏位、電気特性図を示すもの
で、Ａは光電素子出力電圧特性、Ｂは出力電圧特
性、Ｃは光電素子出力電圧に対する比較電圧特
性、Ｄ及びＥは記憶回路入力特性を夫々示してお
り、第５図は本発明の実施例２の概略構成図、第
６図はその偏位、電気特性図を示すもので、Ａは
光電素子出力電圧特性、Ｂは出力電圧特性、Ｃは
光電素子出力電圧に対する比較電圧特性、Ｄは記
憶回路信号処理入力特性を夫々示すものである。８…光源、９…投影、１０，１１…光電素子、
１２，１３…増幅器、１４…演算増幅器、１５…
比較器、１６，１７…整流器、１８…符号反転
器、１９…記憶回路、２０…３ステートゲート回
路、２１，２２…比較器、２３…論理回路、２４
…３ステートゲート回路、２５…光源、２６…投
影、２７，２８…光電素子、３０，３１…増幅
器、３２…演算増幅器、３３，３３′…比較器、
２９…論理回路、３４…比較器、３５…符号反転
器、３６…論理回路、３７…記憶回路、３８…ア
ナログゲート、３９…整流器、４０…最大値回
路、４１，４２…符号反転器、４３…論理回路、
４４…アナログゲート、４５…整流器。

Claims

【特許請求の範囲】

１線状マークを透過又は反射した光線を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
位置検出方法において、線状マークの移動方向の
記憶のために、２個の受光素子からの信号を演算
増幅器により合成して線状マークの位置に比例し
た差信号を得、さらに、該差信号からの信号の正
負により論理判断して、記憶回路により線状マー
クの移動している方向を記憶する方向信号を得、
また、これとは別系統に、上記２個の受光素子か
らの信号を比較器及び論理回路により論理判断
し、合成して、線状マークの位置が比例領域内か
比例領域外かの判断をする制御信号を得、これら
の差信号、方向信号及び制御信号の３信号によ
り、線状マークの移動方向信号を連続的に発生さ
せる信号処理を行なつて、線状マークが受光素子
から離れた位置にあつても該線状マークの移動方
向を記憶して、シート状、板状等の物体の位置を
幅広く検出することを特徴とする線状マークの位
置検出方法。