JPH09196615A - 位置検出装置 - Google Patents

位置検出装置

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JPH09196615A
JPH09196615A JP576396A JP576396A JPH09196615A JP H09196615 A JPH09196615 A JP H09196615A JP 576396 A JP576396 A JP 576396A JP 576396 A JP576396 A JP 576396A JP H09196615 A JPH09196615 A JP H09196615A
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Osamu Nishijima
理 西嶋
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 広い範囲で正確な位置検出を行うことのでき
る位置検出装置を提供すること。 【解決手段】 XY平面上に設けられた反射面10と、
この反射面10に対向する発光素子と受光素子とを近接
装備して成るホトリフレクタ等の発光受光手段3とを備
えている。また、反射面10には、XY平面のX方向に
沿って反射部1と無反射部2とを規則的に配置する。そ
して、発光素子から照射され反射面10で反射された光
を受光した受光素子の出力に基づいてX方向における反
射面10と発光受光手段3との相対的な位置関係を検出
するようになっている。特に、反射面10の単位面積当
たりに存する反射部1の割合が、X方向に沿って徐々に
増加又は減少するように反射部1及び無反射部2を配置
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、位置検出装置に係
り、特に、CDROMシステムに装備された光ピックア
ップのトラッキング制御等に好適な位置検出装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】図5乃至図6に従来例を示す。まず、図
5において、XY平面に設けられた反射面50は、X方
向に沿う帯状の板面に形成されている。反射面50は、
X方向の所定の地点から反射部51と無反射部52とに
2分されている。この反射面50の上方には発光受光手
段53が支持体53aにより保持されている。発光受光
手段53は、例えば、ホトリフレクタ(反射形ホトセン
サ)等であり、発光素子と受光素子とを近接して装備し
ている(図示略)。符号59は、反射面50のY方向幅
を示す。
【0003】そして、発光受光手段3から反射面50に
照射された光の一部は反射部51で反射され受光素子に
受光される。この受光素子の受光量に応じた出力電流に
基づき、X方向における発光受光手段53と反射面50
との相対的な位置関係が検出される。本従来例では、所
定位置に固定された発光受光手段53に対し反射面50
がXY平面内を移動するものとする。
【0004】図6(a)に示すように、発光受光手段5
3の真下に反射部51と無反射部52の境界線が位置づ
けられた状態から、当該境界線がX方向に移動すると、
受光素子で受光される反射部51からの反射光の度合い
が変化し、発光受光手段53に装備された受光素子から
出力される電流は、図6(b)の曲線55,56に示さ
れるように、反射面50の移動量に応じて増減する。
【0005】ここで、反射面50が正反射面である場合
は、出力電流の変化特性は曲線55で示されるように急
激に変化する。これによると、曲線55の中心部で連続
的に変化する線形部分57(以下、リニア範囲という)
を得ることができ、この範囲内で発光受光手段53と反
射面50との相対的な位置関係を検出することができ
る。
【0006】一方、反射面50が乱反射面である場合
は、出力電流の変化特性は曲線(点線)56で示される
ように緩やかに変化する。これによると、比較的広いリ
ニア範囲58を得ることができ、この範囲内で発光受光
手段53と反射面50との相対的な位置関係を検出する
ことができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例にあっては、特に、反射面を正反射面とした場合
は、リニア範囲が狭く、ごく限られた範囲内でしか位置
検出を精度良く行うことができないという不都合があっ
た。また、反射部の材質変更によりリニア範囲の調整も
可能ではあるが、一定の限界を伴う不都合があった。一
方、反射面を乱反射面とした場合は、受光素子から得ら
れる検出信号としての出力電流が小さいため、S/N比
が低く、正確な位置検出が難しいという不都合があっ
た。この場合、増幅などの処理によりS/N比を向上さ
せたとしても出力電流の必要帯域が狭くなる上、温度特
性も悪くなるという不都合があった。また、発光受光手
段と反射面との位置関係がX方向において変化していな
い場合であっても、Y方向位置が変化したために乱反射
光に基づく検出信号に変動を生じ(以下クロストークと
いう)、X方向位置が誤って検出される不都合もあっ
た。
【0008】
【発明の目的】本発明は、かかる従来例の有する不都合
を改善し、特に、広い範囲で正確な位置検出を行うこと
のできる位置検出装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1記載の発明では、XY平面上に設けられた
反射面と、この反射面に対向する発光素子と受光素子と
を近接装備して成るホトリフレクタ等の発光受光手段と
を備える。また、反射面に、XY平面のX方向に沿って
反射部と無反射部とを規則的に配置する。そして、発光
素子から照射され反射面で反射された光を受光した受光
素子の出力に基づいてX方向における反射面と発光受光
手段との相対的な位置関係を検出するようになってい
る。特に、反射面の単位面積当たりに存する反射部の割
合が、X方向に沿って徐々に増加又は減少するように反
射部及び無反射部を配置する、という構成を採ってい
る。
【0010】ここで、無反射部とは、必ずしも反射の全
く無い部分のみに限られず、反射光(戻り光)の比較的
少ない場合を含む。また、反射部とは、無反射部に比べ
て比較的反射光の多い部分をいう。
【0011】本発明では、例えば、図2(a)において
反射面を右側に移動させると、発光受光手段の直下にて
反射部の割合が徐々に増加するので、受光素子の出力電
流もなだらかに増加してゆく。一方、反射面を左側に移
動させると、発光受光手段の直下にて反射部の割合が徐
々に減少するので、受光素子の出力電流もなだらかに減
少してゆく。このため、受光素子の変化特性は図2
(b)に示すように、全体としてなだらかな曲線を示
す。これによると、反射面を正反射面とした場合でも、
符号7で示すようにリニア範囲が広く確保される。
【0012】また、請求項2記載の発明では、反射部と
無反射部とをそれぞれXY平面のY方向を長手方向とす
る短冊状に形成する。また、当該反射部及び無反射部を
X方向に沿って交互に複数配置する。特に、当該複数の
反射部の短冊幅をX方向に沿って徐々に増加又は減少さ
せるように設定する、という構成を採っている。
【0013】請求項3記載の発明では、反射面をX方向
に連なる複数の等しい短冊領域に分割する。また、これ
ら各短冊領域にドット状の反射部を複数配置すると共に
その他の部分を無反射部とする。そして、当該各短冊領
域内におけるドット状の反射部の配置数をX方向に沿っ
て徐々に増加又は減少するように設定する、という構成
を採っている。
【0014】請求項4記載の発明では、各短冊領域内の
ドット状の反射部をXY平面のY方向に沿って一直線に
配置すると共に、各短冊領域のX方向幅をドット状の反
射部の直径と一致させた、という構成を採っている。
【0015】これらにより、前述した目的を達成しよう
とするものである。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図1乃
至図4に基づいて説明する。
【0017】<第1実施形態>
【0018】図1乃至図2に第1実施形態を示す。
【0019】図1に示す位置検出装置は、XY平面上に
設けられた反射面10と、この反射面10に対向する発
光素子及び受光素子(図示略)を近接装備して成るホト
リフレクタ等の発光受光手段3とを備えている。また、
反射面10には、XY平面のX方向に沿って反射部1及
び無反射部2が規則的に配置されている。そして、発光
素子から照射され反射面10で反射された光を受光した
受光素子の出力に基づいてX方向における反射面10と
発光受光手段3との相対的な位置関係を検出するように
なっている。ここで、反射面10の単位面積当たりに存
する反射部1の割合は、X方向に沿って徐々に増加又は
減少するように設定されている。
【0020】これを更に詳述すると、本実施形態におい
て、反射面10は正反射面であり、X方向を長手方向と
する帯状の板材の表面に形成されている。この板材は、
X方向に沿って移動可能に設けられている。反射部1及
び無反射部2は、それぞれXY平面のY方向を長手方向
とする短冊状に形成されている。また、当該反射部1及
び無反射部2は、X方向に沿って交互に複数配置されて
いる。特に、反射部1は、その短冊幅dがX方向に沿っ
て徐々に増加又は減少するように設定されている。本実
施形態では、図2(a)に示すように、図2(a)の右
側から左側に向かうに従って反射部1の割合が徐々に増
加するように設定されている。一方、無反射部2は、反
射部1の増加に伴って徐々に減少するように設定されて
いる。
【0021】他方、発光受光手段3は、支持体3aによ
り所定間隔を隔てて反射面10に対向装備されている。
発光受光手段3は、上述したように、例えばホトリフレ
クタ(反射形ホトセンサ)である。
【0022】次に、上記実施形態の位置検出動作につい
て説明する。
【0023】発光受光手段3の発光素子から照射された
光の一部は反射部1で反射され発光受光手段3の受光素
子により受光される。受光素子の出力電流は受光した光
量に応じて変化する。
【0024】図2(a)において、反射面10を右側に
移動させると、発光受光手段3の直下において無反射部
2に対する反射部1の割合が徐々に増加するので、受光
素子の出力電流もなだらかに増加してゆく。一方、反射
面10を左側に移動させると、発光受光手段3の直下に
おいて無反射部2に対する反射部1の割合が徐々に減少
するので、受光素子の出力電流もなだらかに減少してゆ
く。このため、受光素子の変化特性は図2(b)に示す
ように、全体としてなだらかな曲線5を示す。
【0025】これによると、反射面10を正反射面とし
た場合でも、符号7で示すようにリニア範囲を広く確保
することができ、位置検出の感度を向上することがで
き、このリニア範囲内において発光受光素子3と反射面
10との相対的な位置関係を正確に検出することができ
る。また、反射面10を正反射面とすることにより、発
光素子の出力電流変化の幅を広く得ることができ、より
正確な位置検出を行うことができる他、良好なS/N比
を得ることができるため、精度の高い位置検出を行うこ
とができると共に、反射面10のY方向幅9をクロスト
ークの生じない範囲で小さくすることにより、装置の小
型化を図ることができる。これに加え、無反射部2に対
する反射部1の割合を適宜設定することにより、所望の
リニア範囲を計画的に設定することができる。
【0026】<第2実施形態>
【0027】次に、本発明の第2実施形態を図3に基づ
いて説明する。
【0028】図3(a)に示す実施形態において、反射
面20はX方向に連なる複数の等しい短冊領域23,2
3,…に分割されている。また、これら各短冊領域2
3,23,…には、図3(b)に示すように、ドット状
の反射部21が複数配置されると共にその他の部分には
無反射部22が配置されている。また、各短冊領域2
3,23,…に配置されたドット状反射部21の数は、
X方向に沿って各短冊領域23毎に徐々に増加又は減少
するように設定されている。本実施形態において、ドッ
ト状の反射部21は、図3(a)の右側から左側に向か
って徐々に増加するように設定されている。ドット状の
反射部11は、各短冊領域23の全体に斑無く均等に配
置されている。図3(a)において、各短冊領域23,
23,…に図示された斜線は、その間隔が各短冊領域に
おけるドット状反射部11の密度を表している。その他
の構成は上述した第1実施形態と同一に構成されてい
る。
【0029】このようにしても、上記第1実施形態と同
様の作用効果を奏することができる他、反射面をX方向
に移動させた場合の受光素子の出力電流の変化をより滑
らかにすることができ、位置検出精度を向上することが
できる。
【0030】<第3実施形態>
【0031】次に、本発明の第3実施形態を図4に基づ
いて説明する。
【0032】図4(a)及び図4(b)に示す実施形態
において、各短冊領域33のドット状の反射部31は、
XY平面のY方向に沿って一直線に配置されている。ま
た、各短冊領域33のX方向幅はドット状の反射部31
の直径と一致するように設定されている。その他の構成
は上述した第2の実施形態と同一となっている。
【0033】このようにしても、上記第1及び第2実施
形態と同一の作用効果を奏することができるほか、短冊
領域の幅を最小限に設定することにより、受光素子の出
力電流変化を上記各実施形態よりも更に滑らかにするこ
とができ、正確かつ高精度な位置検出を行うことができ
る。
【0034】ここで、本実施形態において、隣接する短
冊領域に配置されたドット状反射部の数は一部において
同一であっても良い。また、上記各実施形態に示す位置
検出装置は、例えばCDROMに搭載された光ピックア
ップのトラッキング制御や可変抵抗器の代用として利用
することができる。
【0035】
【発明の効果】本発明は、以上のように構成され機能す
るので、これによると、反射面の単位面積当たりに存す
る反射部の割合がX方向に沿って徐々に増加又は減少す
るように当該反射部及び無反射部を配置したので、反射
面を正反射面とした場合でも、従来例に比べリニア範囲
を広く確保することができ、位置検出感度の向上により
このリニア範囲内において発光受光素子と反射面との相
対的な位置関係を正確に検出することができる。
【0036】また、反射面を正反射面とすることによ
り、発光素子の出力電流変化の幅を広く得ることがで
き、より正確な位置検出を行うことができる他、良好な
S/N比を得ることができるため、精度の高い位置検出
を行うことができると共に、反射面のY方向幅をクロス
トークの生じない範囲で小さくすることにより、装置の
小型化を図ることもできる。これに加え、無反射部に対
する反射部の割合を適宜設定することにより、所望のリ
ニア範囲を計画的に設定することができる、という従来
にない優れた位置検出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態の構成を示す斜視図であ
る。
【図2】図1に示す実施形態の位置検出動作を説明する
図であり、図2(a)が発光受光手段と反射面との位置
関係を示し、図2(b)が反射面をX方向に沿って移動
させた場合に発光受光手段の受光素子で得られる出力電
流の変化を示す。
【図3】本発明の第2実施形態における反射面の構成図
であり、図3(a)が一部省略した反射面を示し、図3
(b)が図3(a)における符号A部分の拡大図を示
す。
【図4】本発明の第3実施形態における反射面の構成図
であり、図4(a)が一部省略した反射面を示し、図4
(b)が図4(a)における符号B部分の拡大図を示
す。
【図5】従来例の構成を示す斜視図である。
【図6】図5に示す実施形態の位置検出動作を説明する
図であり、図6(a)が発光受光手段と反射面との位置
関係を示し、図6(b)が反射面をX方向に沿って移動
させた場合に発光受光手段の受光素子で得られる出力電
流の変化を示す。
【符号の説明】
10,20,30 反射面 1,21,31 反射部 2,22,32 無反射部 3 発光受光手段 7 リニア範囲 23,33 短冊領域 d 短冊幅

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 XY平面上に設けられた反射面と、この
    反射面に対向する発光素子と受光素子とを近接装備して
    成るホトリフレクタ等の発光受光手段とを備え、 前記反射面に、前記XY平面のX方向に沿って反射部と
    無反射部とを規則的に配置すると共に、前記発光素子か
    ら照射され前記反射面で反射された光を受光した前記受
    光素子の出力に基づいて前記X方向における前記反射面
    と発光受光手段との相対的な位置関係を検出する位置検
    出装置において、 前記反射面の単位面積当たりに存する反射部の割合が、
    前記X方向に沿って徐々に増加又は減少するように前記
    反射部及び無反射部を配置したことを特徴とする位置検
    出装置。
  2. 【請求項2】 前記反射部と無反射部とをそれぞれ前記
    XY平面のY方向を長手方向とする短冊状に形成し、当
    該反射部及び無反射部を前記X方向に沿って交互に複数
    配置すると共に、当該複数の反射部の短冊幅を前記X方
    向に沿って徐々に増加又は減少するように設定したこと
    を特徴とする請求項1記載の位置検出装置。
  3. 【請求項3】 前記反射面を前記X方向に連なる複数の
    等しい短冊領域に分割し、これら各短冊領域にドット状
    の反射部を複数配置すると共にその他の部分を無反射部
    とし、当該各短冊領域内におけるドット状の反射部の配
    置数を前記X方向に沿って徐々に増加又は減少するよう
    に設定したことを特徴とする請求項1記載の位置検出装
    置。
  4. 【請求項4】 前記各短冊領域内におけるドット状の反
    射部を前記XY平面のY方向に沿って一直線に配置する
    と共に、前記各短冊領域のX方向幅を前記ドット状の反
    射部の直径と一致させたことを特徴とする請求項3記載
    の位置検出装置。
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