JPH0656286B2 - Position detector - Google Patents

Position detector

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JPH0656286B2
JPH0656286B2 JP60074639A JP7463985A JPH0656286B2 JP H0656286 B2 JPH0656286 B2 JP H0656286B2 JP 60074639 A JP60074639 A JP 60074639A JP 7463985 A JP7463985 A JP 7463985A JP H0656286 B2 JPH0656286 B2 JP H0656286B2
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movable piece
light
light receiving
receiving element
light source
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誠三 辻
敏夫 吉松
英明 井上
恒夫 高橋
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
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    • G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
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  • Moving Of Head For Track Selection And Changing (AREA)
  • Moving Of The Head For Recording And Reproducing By Optical Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ビデオディスクプレーヤおよびその他直線的
に移動する可動部をもつ電子機器などにおいて、その可
動部の位置を検出する位置検出装置に関するものであ
る。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a position detecting device for detecting the position of a moving part in a video disc player and other electronic devices having a moving part that moves linearly. .

従来の技術 近年、円盤状記録媒体（以下ディスクと称す）を用い
て、光学的に情報を記録再生するビデオディスクや、デ
ータファイル等が数多く提案されているが、これらの装
置の最も注目されている理由は以下のような点である。2. Description of the Related Art In recent years, a large number of video discs and data files for optically recording and reproducing information using a disc-shaped recording medium (hereinafter referred to as disc) have been proposed. The reasons for this are as follows.

(i) 高速ランダムアクセスが可能である。(i) High-speed random access is possible.

(ii) 高密度記録・再生が可能である。(ii) High density recording / reproducing is possible.

(iii) 非接触のため長寿命である。(iii) Long life due to non-contact.

これらの特徴を最大限に生かすために、この種の装置に
は、情報を読み光学ヘッドを高速で移動させるリニアモ
ータと、光学ヘッドの位置を検出する位置検出装置およ
び必要に応じて速度検出装置等が利用されるようになっ
てきた。In order to make the best use of these characteristics, a linear motor that reads information and moves the optical head at high speed, a position detection device that detects the position of the optical head, and a speed detection device if necessary are provided in this type of device. Etc. have come to be used.

第１０図を用いてこの種の装置におけるランダムアクセ
スの方法について一例を簡単に説明する。An example of a random access method in this type of apparatus will be briefly described with reference to FIG.

第１０図において、情報信号が記録されたディスク１２
は高精度の回転制御がかけられ安定に回転されており、
光学ヘッド１３により、１μｍ前後のピット列として記
録された情報を読み取られる。ディスク１２には情報信
号の他に、トラックの位置を表わすアドレス信号や、録
再可能ディスクにおいては、プリグループと呼ばれる空
溝があらかじめ記録されている。そのトラックピッチは
1.5〜2.5μｍ程度である。従って、読み取りビームの位
置制御は、極めて高精度に行なわなければならない。そ
れらの機能を果す装置が、光学ヘッド内には組み込まれ
ているがここでは詳述しない。In FIG. 10, a disc 12 on which an information signal is recorded
Is rotated with high precision and is rotated stably,
The optical head 13 can read the information recorded as a pit string of about 1 μm. In addition to the information signal, an address signal indicating the position of the track is recorded on the disk 12, and an empty groove called a pregroup is recorded in advance on the rewritable disk. The track pitch is
It is about 1.5 to 2.5 μm. Therefore, the position control of the reading beam must be performed with extremely high accuracy. Devices that perform these functions are incorporated into the optical head but are not described in detail here.

光学ヘッドは、リニアモータ１４によってディスク１２
の半径方向に駆動されるようになっており、通常の情報
読み取り時には、前述のビーム位置制御の比較的低い周
波数応答を受け待ち、ディスク１２の１回転に１トラッ
クの早さでディスク１２の半径方向に移動するよう、光
学ヘッド１３内のトラック位置検出信号で位置制御され
る。The optical head uses the linear motor 14 to drive the disk 12
It is driven in the radial direction of the disk 12, and at the time of normal information reading, it waits for a relatively low frequency response of the beam position control described above, and the radius of the disk 12 at a speed of one track per one rotation of the disk 12. The position is controlled by the track position detection signal in the optical head 13 so as to move in the direction.

ここで説明するランダムアクセスという機能は、任意の
トラック位置に、光学ヘッド１３を高速移動させること
であり、この場合は、前述のトラック位置制御とは異な
る、別の高速位置制御が行なわれる。The function called random access described here is to move the optical head 13 at a high speed to an arbitrary track position, and in this case, another high-speed position control different from the track position control described above is performed.

リニアモータ１４のディスク１２に対する位置を検出す
るためにポテンショメータ２０が備えられており、その
摺動子２１が光学ヘッド１３に取りつけられている。A potentiometer 20 is provided for detecting the position of the linear motor 14 with respect to the disk 12, and a slider 21 thereof is attached to the optical head 13.

ポテンショメータ２０には電圧源２２が接続されてお
り、摺動子２１には、その位置に応じた電圧が出力され
るようになっている。A voltage source 22 is connected to the potentiometer 20, and a voltage corresponding to the position of the slider 21 is output.

ランダムアクセス時には、目標アドレスの位置に相当す
る電圧が、指令装置から、目標位置信号１９として与え
られ、差動アンプ１５により、現在の光学ヘッドの位置
信号と比較され、リニアモータ１４の移動する方向が出
力される。１６は速度検出回路であり、リニアモータ１
４の移動を安定にするための補償手段である。速度信号
は、ポテンショメータ２０の出力を微分することにより
得るか、別に備えられた速度検出装置によって得ること
ができる。At the time of random access, a voltage corresponding to the position of the target address is given as a target position signal 19 from the command device, compared with the current position signal of the optical head by the differential amplifier 15, and the direction in which the linear motor 14 moves. Is output. Reference numeral 16 is a speed detection circuit, which is a linear motor 1
4 is a compensation means for stabilizing the movement. The velocity signal can be obtained by differentiating the output of the potentiometer 20 or by a velocity detecting device provided separately.

差動アンプ１５の出力である位置誤差信号と、速度信号
は加算器１７により加算され、駆動アンプ１８を通して
リニアモータ１４に電力が供給され、差動アンプ１５の
出力が、ほぼ零（Ｖ）になるよう光ヘッド位置を高速移
動させる。The position error signal, which is the output of the differential amplifier 15, and the speed signal are added by the adder 17, power is supplied to the linear motor 14 through the drive amplifier 18, and the output of the differential amplifier 15 becomes approximately zero (V). The optical head position is moved at high speed so that

その後、読み出されたアドレスと目標アドレスの差分の
トラック本数を光学ヘッド１内のトラック位置制御によ
りトラックジャンプを行ない、アクセス動作は終了す
る。After that, the number of tracks, which is the difference between the read address and the target address, is track-jumped by controlling the track position in the optical head 1, and the access operation is completed.

このように、アクセス動作をより早く、正確に行うため
には、前述のポテンショメータ２０の位置検出精度が高
いことが要求され、また、ディスク１２が長寿命である
ため、その品質が長く保たれることが要求される。As described above, in order to perform the access operation more quickly and accurately, it is required that the position detection accuracy of the potentiometer 20 described above is high, and since the disk 12 has a long life, its quality is maintained for a long time. Is required.

ここでは、位置検出素子としてポテンショメータを用い
て説明したが、その他の方法として、光学的または磁気
的なリニアエンコーダ等が用いられている場合もある。Here, the potentiometer is used as the position detecting element, but as another method, an optical or magnetic linear encoder or the like may be used.

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、前述のよういにポテンショメータを位置
検出装置として用いる場合、摺動子と低抗体が接触して
いるため、寿命や、接触抵抗変動による位置検出精度、
さらに摺動子の固有振動周波数により、応答特性が低く
なることや、接触点のあばれによる、検出電圧の変動等
制御系の安定性，応答性に関する問題がある。Problems to be Solved by the Invention However, when the potentiometer is used as the position detection device as described above, since the slider and the low antibody are in contact with each other, the service life and the position detection accuracy due to the contact resistance fluctuation,
Further, there is a problem in that the response characteristic is deteriorated due to the natural vibration frequency of the slider, and the stability and response of the control system such as fluctuation of the detected voltage due to the contact point deviation.

またリニアエンコーダ等非接触式の位置検出装置におい
ては、パルスカウント式のものが多く、簡単な方法で
は、速度信号に変換できないため、別途速度検出器が必
要であることや、価格が非常に高いといった問題点があ
る。In addition, many non-contact type position detection devices such as linear encoders are of pulse count type and cannot be converted into speed signals by a simple method, so a separate speed detector is required and the cost is very high. There is a problem such as.

問題点を解決するための手段 本発明は、上記した問題点を解決するため、放射光源
と、移動方向に対し傾斜した斜辺を有する可動片と少な
くとも２つの受光素子を使用し、第１の受光素子を常に
一定の光量を受光する位置に配し光量が一定なるように
光源の光量制御を行う共に、前記斜辺を光量の分布補正
を実現する曲線とし第２の受光素子を斜辺で遮るように
構成し、第２の受光素子の出力によって移動体の位置信
号の検出を行う構成を有している。Means for Solving the Problems In order to solve the above-mentioned problems, the present invention uses a radiation light source, a movable piece having a hypotenuse inclined to the moving direction, and at least two light receiving elements. The element is arranged at a position where it always receives a constant amount of light, and the light amount of the light source is controlled so that the amount of light is constant. At the same time, the oblique side is made a curve for realizing distribution correction of the amount of light, and the second light receiving element is blocked by the oblique side. The position signal of the moving body is detected by the output of the second light receiving element.

あるいは直線の斜辺を有する可動片の移動により遮られ
る光量が変化するように固定部に一定間隔をおいて取り
付けれた第１の第２の受光素子とを配し、可動片の斜辺
は両受光素子上の位置が物体の位置に応じて変化する位
置に配し、前記第１、第２の受光素子の差信号が一定に
なるように、前記放射光源の光量制御を行い、前記第
１、第２の受光素子のどちらか一方の出力又は和信号に
より移動体の位置信号とすることにより、光源の分布強
度を補正した、非接触で連続性のある位置検出信号を取
り出すように構成したものである。Alternatively, the first and second light receiving elements, which are attached at fixed intervals to the fixed portion, are arranged so that the amount of light blocked by the movement of the movable piece having a straight hypotenuse changes. The upper position is arranged at a position that changes according to the position of the object, and the light amount of the radiation light source is controlled so that the difference signal between the first and second light receiving elements becomes constant. By using the output signal of either one of the two light receiving elements or the sum signal as the position signal of the moving body, a non-contact and continuous position detection signal in which the distribution intensity of the light source is corrected is taken out. is there.

作 用 本発明は、上記した構成により、非接触でアナログ信号
として、位置信号を検出するため、長寿命である、比較
的簡単な方法で速度信号に変換できるため、別途速度検
出装置を備える必要もないため、装置の小型化にも有効
である。Operation According to the present invention, since the position signal is detected as an analog signal in a non-contact manner with the above-described configuration, it has a long life and can be converted into a speed signal by a relatively simple method. Therefore, a separate speed detection device is required. Therefore, it is effective for downsizing the device.

さらに、可動片の剛性を上げることにより、固有振動に
よる制御系への悪影響も無くなり、構成素子も低価格で
あるため、安価で、信頼性の高い位置検出装置が実現で
きるものである。Further, by increasing the rigidity of the movable piece, the adverse effect of the natural vibration on the control system is eliminated, and the cost of the constituent elements is low, so that a low-cost and highly reliable position detecting device can be realized.

また、受光素子の１つを、用いて、放射光源の光量制御
を行なうことにより、各光電素子の温度特性による検出
出力の変動や、迷光等によるノイズの軽減も同時に図る
ことができるものである。Further, by using one of the light receiving elements to control the light amount of the radiation light source, it is possible to reduce fluctuations in the detection output due to the temperature characteristics of each photoelectric element and noise due to stray light or the like at the same time. .

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。Embodiments Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第１図は、本発明の基本構成と、原理を示したブロック
図である。FIG. 1 is a block diagram showing the basic configuration and principle of the present invention.

第１図において、１は放射光源であり、半導体レーザ，
ＬＥＤ，電球等、比較的均一な強度分布を持つ発光体で
あれば良い。２，３は受光素子であり、ピンダイオード
等が用いられる。ただし、受光素子２，３はいずれも同
種の素子であり、放射光源１１の波長において、最大感
度を有するものがよい。In FIG. 1, 1 is a radiation light source, a semiconductor laser,
Any light emitting body having a relatively uniform intensity distribution such as an LED or a light bulb may be used. Reference numerals 2 and 3 denote light receiving elements, for which pin diodes or the like are used. However, it is preferable that the light receiving elements 2 and 3 are of the same kind and have the maximum sensitivity at the wavelength of the radiation source 11.

４は受光素子２の一部を遮ぎるように配置した可動片で
あり、受光素子２には、斜線で示した部分に光が当た
り、可動片４の移動に応じてその面積Ｓが変化するよう
に配置されている。Reference numeral 4 denotes a movable piece arranged so as to block a part of the light receiving element 2. Light strikes the light receiving element 2 at a shaded portion, and its area S changes according to the movement of the movable piece 4. Are arranged as follows.

５はレベル比較器であり、受光素子３の出力と基準電圧
７が常に同じになるように放射光源１に電流を供給す
る。A level comparator 5 supplies a current to the radiation light source 1 so that the output of the light receiving element 3 and the reference voltage 7 are always the same.

６はバッファアンプであり、受光素子２の出力を、イン
ピーダンス変換し、位置検出信号ｖO を出力する。6 is a buffer amplifier, the output of the light receiving element 2, impedance conversion, and outputs a position detection signal v O.

今、可動片４がｘだけ移動し破線で示す位置に移動する
と、受光素子２上では境界線ｌだけ移動し、その面積で
受光する光量が減少し、出力の変化となって表われる。Now, when the movable piece 4 moves by x and moves to the position indicated by the broken line, it moves by the boundary line 1 on the light receiving element 2, and the amount of light received in that area decreases, which results in a change in output.

可動片４の傾斜角をθとすると以下の(1)式が成り立
つ。When the tilt angle of the movable piece 4 is θ, the following equation (1) is established.

ｌ＝ｘ・ｔａｎθ ………(1) したがって、受光素子の出力ｖO は ｖO∝ｘ・ｔａｎθ ………(2) となり、位置信号を連続的に検出できることがわかる。l = x · tan θ (1) Therefore, the output v O of the light receiving element is v O ∝x · tan θ (2), and it can be seen that the position signal can be continuously detected.

このことにより、１個の受光素子で、温度特性や経年変
化を補償しながら、他の１個の受光素子で、安定で連続
的な位置信号を検出できるものである。As a result, one light receiving element can detect a stable and continuous position signal while the other one light receiving element compensates for temperature characteristics and secular change.

この様子を第２図に示す。横軸に移動距離ｘ，縦軸に出
力ｖO をとったものである。This is shown in FIG. The horizontal axis is the movement distance x, and the vertical axis is the output v O.

ここで、検出精度を確保するために必要な条件として
は、可動片斜辺の加工表面精度と、受光素子上の光強度
分布の一様性、Ｓ／Ｎ向上のための高効率化があげられ
る。Here, the conditions necessary for ensuring the detection accuracy include the processed surface accuracy of the movable piece hypotenuse, the uniformity of the light intensity distribution on the light receiving element, and the high efficiency for improving the S / N. .

以下に前述の原理を用いて、上記の条件について改善し
た例を順番に説明する。An example in which the above conditions are improved using the above-described principle will be described below in order.

第３図は、実際の取り付け配置を示した図である。FIG. 3 is a diagram showing an actual mounting arrangement.

可動片４を、放射光源１と受光素子２，３が取り付けら
れているディテクタブロック８が挾み込むような形で配
置されており、ディテクタブロック８は、所定の位置に
固定されている。また、ディテクタブロック８には、柔
軟な素材で作られたクリーニング素子９が取り付けられ
ており、可動片４の検出エッヂを常に精度良く保つよう
工夫されている。The movable piece 4 is arranged so that the detector block 8 to which the radiation light source 1 and the light receiving elements 2 and 3 are attached is sandwiched, and the detector block 8 is fixed at a predetermined position. A cleaning element 9 made of a flexible material is attached to the detector block 8 so as to keep the detection edge of the movable piece 4 always accurate.

第４図(a)は可動片４の境界線の形状を変え、位置検出
の直線性を改善した例である。各構成要素及びその動作
は、第１図と全く同じである。受光素子２と、放射光源
の距離を近づけて、その変換効率を上げようとすると、
第４図(b)に示すような、受光素子上の強度分布が、検
出信号の非直線性となって表われる。本例は、同図(b)
の分布曲線を微分した曲線を可動片に取り入れることに
より、直線性，効率共に改善した一例である。一般的
に、光源のファーフィールド分布は、素子の種類が同じ
であれば、ほぼ相似形となるため、可動片の形状は、発
光素子を決めることにより定めることができる。個々の
装置毎の調整は、可動片の位置、及び、光源と受光素子
の相対位置の調整により、ほぼ完全に行なうことができ
る。FIG. 4A shows an example in which the shape of the boundary line of the movable piece 4 is changed to improve the linearity of position detection. Each component and its operation are exactly the same as in FIG. When the light receiving element 2 and the radiation light source are brought close to each other to increase the conversion efficiency,
The intensity distribution on the light receiving element as shown in FIG. 4 (b) appears as non-linearity of the detection signal. This example shows the same figure (b).
This is an example of improving both linearity and efficiency by incorporating a curve obtained by differentiating the distribution curve of 1 into the movable piece. In general, the far-field distribution of a light source is almost similar if the types of elements are the same, so the shape of the movable piece can be determined by determining the light emitting element. The adjustment for each individual device can be performed almost completely by adjusting the position of the movable piece and the relative position of the light source and the light receiving element.

第５図(a)は光強度分布の補正を電気的に行なう方法を
示したものである。放射光源１，受光素子２，３，可動
片４は、第１図と全く同じである。ここでは、受光素子
２，３をほぼ同じ位置に一定の距離をおいて配置し、両
受光素子の受光量変化分が、可動片の移動量に対し同一
となるようにする。FIG. 5 (a) shows a method for electrically correcting the light intensity distribution. The radiation light source 1, the light receiving elements 2, 3 and the movable piece 4 are exactly the same as those in FIG. Here, the light receiving elements 2 and 3 are arranged at substantially the same position with a certain distance, and the amount of change in the amount of light received by both light receiving elements is the same as the amount of movement of the movable piece.

このように配置した上で、両受光素子の差動信号を差動
アンプ５により検出し、その差分が一定となるように放
射光源１の光量制御を行ない、どちらか一方または、両
方の受光素子の加算出力を加算アンプ６にて得、信置検
出信号ｖO として出力するものである。After arranging in this way, the differential signals of both light receiving elements are detected by the differential amplifier 5, and the light amount of the radiation light source 1 is controlled so that the difference becomes constant. The addition output of is obtained by the addition amplifier 6 and is output as the signal detection signal v O.

ここで重要なことは、第５図(b)に示すように、位置検
出に使われる部分の光強度分布の極性が変わらないよう
に注意する必要がある。そのことによって、光源の利用
効率は若干低下するが、以上に簡単な方法で、精度の高
い直線性を得ることができる。What is important here is that, as shown in FIG. 5 (b), it is necessary to pay attention so that the polarity of the light intensity distribution of the portion used for position detection does not change. As a result, although the utilization efficiency of the light source is slightly lowered, highly accurate linearity can be obtained by the above simple method.

第６図は、受光素子の配置を改善した例である。直線性
の良い範囲をできる限り長くするために、可動片４の斜
辺と受光素子２の一辺が平行となるよう配置されてい
る。このことにより、受光素子２の面積を最大限に利用
できるため、検出信号の分解能を向上することができる
ものである。FIG. 6 shows an example in which the arrangement of the light receiving elements is improved. In order to make the range of good linearity as long as possible, the oblique side of the movable piece 4 and one side of the light receiving element 2 are arranged in parallel. As a result, the area of the light receiving element 2 can be utilized to the maximum extent, so that the resolution of the detection signal can be improved.

第７図は可動片の受光素子に対する極性を反軸した例で
ある。前述までの可動片４と同形状のくりぬき部を持っ
た可動片４Ａとなっており、光量制御用の受光素子の配
置が、図に示すように変えられるため、小型化や、エッ
ヂが外を向いていないため、加工組立時の損傷を少なく
するのに役立つものである。FIG. 7 is an example in which the polarity of the movable piece with respect to the light receiving element is reversed. The movable piece 4A has a hollowed portion of the same shape as the movable piece 4 described above, and the arrangement of the light receiving elements for controlling the light amount can be changed as shown in the figure, so that the size can be reduced and the edge can be removed. Since it is not suitable, it helps reduce damage during processing and assembly.

第８図は、検出感度を上げるために、放射光源と受光素
子の間に、シリンドリカルレンズ１０を配置し位置検出
側の光強度分布を一様に保ちながら、検出感度を改善し
た一例である。FIG. 8 shows an example in which a cylindrical lens 10 is arranged between the radiation light source and the light receiving element to improve the detection sensitivity, and the detection sensitivity is improved while keeping the light intensity distribution on the position detection side uniform.

第９図に、本発明の位置検出装置を前述の光ディスク記
録・再生装置に利用した一実施例を示す。FIG. 9 shows an embodiment in which the position detecting device of the present invention is used in the above-mentioned optical disk recording / reproducing device.

第９図において、ディスク１２，光学ヘッド１３，リニ
アモータ１４，差動アンプ１５，速度検出回路１６，加
算器１７，駆動アンプ１８は、第１０図による従来例
と、同じものであり、放射光源１，受光素子２，３，可
動片４，レベル比較器５，バッファアンプ６，基準電圧
７，ディテクタブロック８は、第３図に示す実施例と全
く同じ動作を行なうものであり、ディテクタブロック８
は、装置のシャーシ等に固定されている。指令装置から
入力される目標位置信号１９と、位置検出信号である６
の出力が同じになるまで、リニアモータ１４が高速移動
を行なうしくみについては、従来例のところで既に述べ
たとうりである。尚、光学ヘッド１３の移動方向は紙面
に対して垂直方向である。In FIG. 9, a disk 12, an optical head 13, a linear motor 14, a differential amplifier 15, a speed detection circuit 16, an adder 17, and a drive amplifier 18 are the same as those in the conventional example shown in FIG. 1, the light receiving element 2, 3, the movable piece 4, the level comparator 5, the buffer amplifier 6, the reference voltage 7, and the detector block 8 perform exactly the same operation as in the embodiment shown in FIG.
Is fixed to the chassis of the device or the like. The target position signal 19 input from the command device and the position detection signal 6
The mechanism for the linear motor 14 to move at high speed until the outputs of the above are the same as described above in the conventional example. The movement direction of the optical head 13 is perpendicular to the paper surface.

また、第９図中、可動片４を固定し、ディテクタブロッ
ク８を可動側に取り付けても全く同様の効果が期待でき
る。さらに、光学ヘッド１３が、円弧運動をするスイン
グアーム方式のものについても、受光素子形状を工夫す
ることにより応用することができる。Further, in FIG. 9, the same effect can be expected even if the movable piece 4 is fixed and the detector block 8 is attached to the movable side. Furthermore, a swing arm type optical head 13 that makes an arc motion can also be applied by devising the shape of the light receiving element.

また、可動片の両端を利用して別に備えられた、ホトカ
プラ等により、内外周の制限位置検出器として併用でき
ることは言うまでもないことである。Further, it goes without saying that a photo coupler or the like, which is separately provided by utilizing both ends of the movable piece, can be used together as the inner and outer limit position detectors.

さらに、可動片を反射板として、光源と受光素子を同一
端に固定する方法においても、同様の効果を期待できる
ものであり、ディスクを再生する装置以外の機器におけ
る位置検出器としても極めて有効なものである。Further, the same effect can be expected in the method of fixing the light source and the light receiving element at the same end by using the movable piece as a reflector, and it is extremely effective as a position detector in equipment other than the disc reproducing apparatus. It is a thing.

発明の効果 以上のように本発明は、少なくとも１つ以上の光源と、
移動方向に斜辺又は、曲線を有した可動片と、２つの受
光素子で構成する非常に安価で、簡単な位置検出装置で
あり、かつ、非接触であるため寿命を長く、同構成内に
おいて、温度特性や経年変化および、光強度分布の補正
も行なえるため、高精度であり非常に有効な手段であ
る。As described above, the present invention includes at least one or more light sources,
It is a very inexpensive and simple position detecting device composed of a movable piece having a hypotenuse or a curve in the moving direction and two light receiving elements, and has a long life because it is non-contact. Since it is possible to correct temperature characteristics, secular change, and light intensity distribution, it is a highly accurate and very effective means.

また、可動片の剛性を得ることは容易であり、取り出さ
れる位置信号は、連続信号であるため、微分することに
より速度検出器としても充分利用でき、装置の小型化，
ローコスト化やサーボ系の高速応答特性，安定性の向上
にもその効果は絶大である。In addition, it is easy to obtain the rigidity of the movable piece, and the position signal that is taken out is a continuous signal, so it can be sufficiently used as a speed detector by differentiating, and the size of the device can be reduced.
The effect is great for cost reduction, high-speed response characteristics of servo system, and improvement of stability.

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

第１図は、本発明の一実施例における位置検出装置の基
本構成と原理を示すブロック図、第２図は同本実施例に
おける出力特性図、第３図はクリーニング機能を備えた
一実施例を示す斜視図、第４図(a)は光強度分布の補正
を機械的に行った実施例を示す要部ブロック図、第４図
(b)は同光強度分布図、第５図(a)は光強度分布の補正を
電気的に行った一実施例を示すブロック図、第５図(b)
は同光強度分布図、第６図は検出分解能の改善を行なっ
た一実施例を示す要部ブロック図、第７図は検出極性を
反転した一実施例を示す要部ブロック図、第８図は検出
感度の改善を行った一実施例を示す要部ブロック図、第
９図は本発明の一実施例における位置検出装置を、光デ
ィスク再生機に応用した場合を示すブロック図、第１０
図は、従来の光ディスク再生機に利用されている位置検
出装置のブロック図である。 １……放射光源、２，３……受光素子、４……可動片、
５……レベル比較器、６……バッファアンプ、８……デ
ィテクタブロック、１１……固定部、１２……ディス
ク、１３……光学ヘッド、１４……リニアモータ、１５
……差動アンプ、１６……速度検出回路、１７……加算
器、１８……駆動アンプ。FIG. 1 is a block diagram showing the basic structure and principle of a position detecting device in one embodiment of the present invention, FIG. 2 is an output characteristic diagram in this embodiment, and FIG. 3 is one embodiment having a cleaning function. FIG. 4 (a) is a block diagram of an essential part showing an embodiment in which the light intensity distribution is mechanically corrected, FIG.
FIG. 5 (b) is the same light intensity distribution diagram, FIG. 5 (a) is a block diagram showing an embodiment in which the light intensity distribution is electrically corrected, and FIG. 5 (b).
Is a light intensity distribution diagram, FIG. 6 is a block diagram of a main part showing an embodiment in which the detection resolution is improved, FIG. 7 is a block diagram of a main part showing an embodiment in which the detection polarity is inverted, and FIG. FIG. 10 is a block diagram of an essential part showing an embodiment in which the detection sensitivity is improved, and FIG. 9 is a block diagram showing a case where the position detecting device in one embodiment of the present invention is applied to an optical disk reproducing device.
FIG. 1 is a block diagram of a position detecting device used in a conventional optical disc player. 1 ... Radiation light source, 2, 3 ... Light receiving element, 4 ... Movable piece,
5 ... Level comparator, 6 ... Buffer amplifier, 8 ... Detector block, 11 ... Fixed part, 12 ... Disk, 13 ... Optical head, 14 ... Linear motor, 15
... differential amplifier, 16 ... speed detection circuit, 17 ... adder, 18 ... drive amplifier.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 恒夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭51−85747（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−39070（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−62040（ＪＰ，Ａ) 実開 昭56−4279（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−516（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−110814（ＪＰ，Ｕ) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Tsuneo Takahashi 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (56) Reference JP-A-51-85747 (JP, A) JP-A-51-39070 (JP, A) JP-A-52-62040 (JP, A) Actually opened Sho 56-4279 (JP, U) Actually opened 60-516 (JP, U) Actually opened 58-110814 (JP, U)

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】直線的に移動する移動体に取り付けられ、
かつ前記移動体の移動方向に対して一定の傾斜角を有す
る１つの斜辺を持つ可動片と、少なくとも前記可動片の
表面の一部分に、略均一な分布強度をもつ光を照射する
よう固定部に取り付けられた少なくとも１つの放射光源
と、前記可動片の位置に関係なく、常に一定の光量を受
光するように前記固定部に取り付けられた第１の受光素
子と、前記可動片が前記放射光源の光束の１部分を遮
り、さらに前記可動片の移動により遮られる光量が変化
するように固定部に取り付けられた第２の受光素子とを
有し、前記可動片の斜辺は移動領域内で移動方向と略直
行する第２の受光素子の２辺と常に交差しながら第２の
受光素子上の位置が物体の位置に応じて変化すると共
に、斜辺の形状を、放射光源の強度分布特性を補正する
ために、前記可動片の微少な一定変位量に対する第２の
受光素子の受光量変化が一定となる曲線とし、前記第１
の受光素子の出力をレベル比較器を介して前記放射光源
に入力することにより、前記第１の受光素子の出力が一
定となるように光量制御を行うと同時に、前記第２の受
光素子の出力を電気信号に変換することにより、前記移
動体の位置信号を得ることを特徴とする位置検出装置。1. Attached to a moving body that moves linearly,
And a movable piece having one hypotenuse having a constant inclination angle with respect to the moving direction of the moving body, and a fixed part for irradiating at least a part of the surface of the movable piece with light having a substantially uniform distribution intensity. At least one radiant light source attached, a first light receiving element attached to the fixed part so as to always receive a constant amount of light regardless of the position of the movable piece, and the movable piece is the radiant light source. A second light-receiving element attached to the fixed portion so as to block a part of the light flux and to change the amount of light blocked by the movement of the movable piece, wherein the hypotenuse of the movable piece is in the moving direction within the moving region. While always intersecting with two sides of the second light receiving element that is substantially orthogonal to the position of the second light receiving element, the position on the second light receiving element changes according to the position of the object, and the shape of the hypotenuse corrects the intensity distribution characteristic of the radiation light source. In order to A small amount of light received variation of the second light receiving element for a fixed amount of displacement is constant curve, the first
The output of the second light receiving element is controlled by inputting the output of the second light receiving element through the level comparator to the radiation light source so that the output of the first light receiving element becomes constant. The position detecting device is characterized in that the position signal of the moving body is obtained by converting the signal into an electric signal. 【請求項２】可動片の斜辺と交差する受光素子の斜辺と
交差しない辺を、斜辺とほぼ平行になるよう配置したこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の位置検出装
置。2. The position detecting device according to claim 1, wherein a side of the light-receiving element that intersects with the oblique side of the movable piece and does not intersect with the oblique side is arranged substantially parallel to the oblique side. 【請求項３】可動片の斜辺または、曲線を有する１辺に
常に接するよう少なくとも１つ以上のブラシ状または海
綿状のクリーニング素子を固定部に取り付けたことを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の位置検出装置。3. The fixed part is provided with at least one brush-like or sponge-like cleaning element so that it is always in contact with the oblique side or one side having a curved line of the movable piece. The position detection device according to the item. 【請求項４】前記可動辺と相似形状をくりぬいた平板を
可動片として用いることを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の位置検出装置。4. The position detecting device according to claim 1, wherein a flat plate having a similar shape to the movable side is used as a movable piece. 【請求項５】前記放射光源と受光素子の間に、物体の移
動方向のほぼ水平方向のみ光束の放射角をかえるシリン
ドリカルレンズを配置したことを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の位置検出装置。5. A position according to claim 1, further comprising a cylindrical lens arranged between the radiation light source and the light receiving element, the cylindrical lens changing a radiation angle of a light beam only in a substantially horizontal direction of a moving direction of an object. Detection device. 【請求項６】直線的に移動する移動体に取り付けられ、
かつ前記移動体の移動方向に対して一定の傾斜角を有す
る１つの斜辺を持つ可動片と、少なくとも前記可動片の
表面の一部分に、略均一な分布強度をもつ光を照射する
よう固定部に取り付けられた少なくとも１つの放射光源
と、前記可動片が前記放射光源の光束の１部分を遮り、
さらに前記可動片の移動により遮られる光量が変化する
ように固定部に一定間隔をおいて取り付けられた第１と
第２の受光素子とを有し、前記可動片の斜辺は移動領域
内で移動方向と略直行する第１、第２の受光素子の２辺
と常に交差しながら両受光素子上の位置が物体の位置に
応じて変化する位置に配し、前記第１、第２の受光素子
の差信号が一定になるように、前記放射光源の光量制御
を行い、前記第１、第２の受光素子のどちらか一方の出
力又は和信号により移動体の位置信号とすることを特徴
とする位置検出装置。6. Attached to a moving body that moves linearly,
And a movable piece having one hypotenuse having a constant inclination angle with respect to the moving direction of the moving body, and a fixed portion for irradiating at least a part of the surface of the movable piece with light having a substantially uniform distribution intensity. At least one radiant light source mounted, said movable piece blocking a portion of the luminous flux of said radiant light source,
Further, the movable piece has first and second light receiving elements mounted at fixed intervals so that the amount of light blocked by the movement of the movable piece changes, and the hypotenuse of the movable piece moves within the movement region. The first and second light receiving elements are arranged at positions where the positions on both the light receiving elements change in accordance with the position of the object while always intersecting the two sides of the first and second light receiving elements that are substantially orthogonal to the direction. The light amount control of the radiation light source is performed so that the difference signal of 1 is constant, and the position signal of the moving body is obtained by the output of either one of the first and second light receiving elements or the sum signal. Position detection device. 【請求項７】可動片の斜辺と交差する受光素子の斜辺と
交差しない辺を、斜辺とほぼ平行になるよう配置したこ
とを特徴とする特許請求の範囲第６項記載の位置検出装
置。7. The position detecting device according to claim 6, wherein a side that does not intersect the oblique side of the light receiving element that intersects the oblique side of the movable piece is arranged so as to be substantially parallel to the oblique side. 【請求項８】可動片の斜辺または、曲線を有する１辺に
常に接するよう少なくとも１つ以上のブラシ状または海
綿状のクリーニング素子を固定部に取り付けたことを特
徴とする特許請求の範囲第６項記載の位置検出装置。8. The fixed part is provided with at least one or more brush-like or sponge-like cleaning elements so as to be always in contact with the oblique side of the movable piece or one side having a curved line. The position detection device according to the item. 【請求項９】前記可動片と相似形状をくりぬいた平板を
可動片として用いることを特徴とする特許請求の範囲第
６項記載の位置検出装置。9. The position detecting device according to claim 6, wherein a flat plate having a similar shape to the movable piece is used as the movable piece. 【請求項１０】前記放射光源と受光素子の間に、物体の
移動方向のほぼ水平方向のみ光束の放射角をかえるシリ
ンドリカルレンズを配置したことを特徴とする特許請求
の範囲第６項記載の位置検出装置。10. A position according to claim 6, further comprising a cylindrical lens arranged between the radiation light source and the light receiving element for changing a radiation angle of a light beam only in a substantially horizontal direction of a moving direction of an object. Detection device.
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