JPS5941521B2 - Laser position detection device - Google Patents

Laser position detection device

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JPS5941521B2
JPS5941521B2 JP11684677A JP11684677A JPS5941521B2 JP S5941521 B2 JPS5941521 B2 JP S5941521B2 JP 11684677 A JP11684677 A JP 11684677A JP 11684677 A JP11684677 A JP 11684677A JP S5941521 B2 JPS5941521 B2 JP S5941521B2
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photoelectric conversion
output voltage
laser beam
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利雄 赤津
利光 藤芳
和人 木下
明 平井
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Hitachi Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は例えばクレーンガータ等の撓みを測定する際に
利用されるレーザ位置検出装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a laser position detection device used, for example, in measuring the deflection of a crane gutter or the like.

〔従来技術〕[Prior art]

第1図は従来のレーザ位置検出装置の一例をプロツク線
図で示したものである。
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a conventional laser position detection device.

1,2は回転するレーザビーム断面Aからの光信号を電
気信号に変換するフオトダイオーピ等の光電変換素子で
、これら光電変換素子1.2は接近して配設されており
1それぞれの光電変換素子1,2に入射されるレーザビ
ーム助面Aの光量に比例して光電流が流れる。
1 and 2 are photoelectric conversion elements such as photodiodes that convert optical signals from the rotating laser beam cross section A into electrical signals, and these photoelectric conversion elements 1 and 2 are arranged close to each other. A photocurrent flows in proportion to the amount of light from the laser beam surface A that is incident on the laser beams 1 and 2.

3.4は前記光電変換素子1,2からの光電流を電圧に
変換させる電流一電圧変換回路、5,6は増幅珠 7は
減算回路で、この減算回路7は前記増幅器5により増幅
された電圧e1と前記増幅器6により増幅された電圧E
2との差(e1−E2)を差分電圧として出力する。
3.4 is a current-to-voltage conversion circuit that converts the photocurrent from the photoelectric conversion elements 1 and 2 into voltage; 5 and 6 are amplification beads; and 7 is a subtraction circuit. Voltage e1 and voltage E amplified by the amplifier 6
2 (e1-E2) is output as a differential voltage.

この電圧(e1−E2)は前記レーザビーム断面Aの中
心線Bと光電変換素子1,2の境界線Cの偏差yに比例
する。
This voltage (e1-E2) is proportional to the deviation y between the center line B of the laser beam cross section A and the boundary line C between the photoelectric conversion elements 1 and 2.

8は波形回路で、この波形回路8は、前記差分電圧に応
じて第2図に示すように減衰波形を持つた電圧eを発生
させる。
8 is a waveform circuit, and this waveform circuit 8 generates a voltage e having an attenuated waveform as shown in FIG. 2 in response to the differential voltage.

ここで、eは(e1−E2)に比例する。Here, e is proportional to (e1-E2).

またTは1回転当力のレーザビーム断面回転速度の周期
を示す。9はねじ機構等を介して前記光電変換素子1.
2を減衰波形の電圧eの大きさに応じて上下方向に移動
させるサーボモータで、このサーボモータ9は、第2図
に示す1回目のレーザビーム断面Aを受光したとき、(
イ)の減衰波形の電圧によ勺光電変換素子1.2の境界
線Cをレーザビーム断面Aの中心線Bに近づける方向へ
移動するように,駆動さζついで2回目のレーザビーム
断面Aを受光したとき、(ロ)の減衰派形の電圧により
駆動される。
Further, T indicates the period of the laser beam cross-sectional rotation speed for one rotational force. 9 connects the photoelectric conversion element 1 through a screw mechanism or the like.
The servo motor 9 moves the laser beam 2 vertically according to the magnitude of the voltage e of the attenuation waveform.When the servo motor 9 receives the first laser beam cross section A shown in FIG.
The voltage of the attenuated waveform in b) is used to move the boundary line C of the photoelectric conversion element 1.2 in the direction closer to the center line B of the laser beam cross section A. Then, the second laser beam cross section A is When light is received, it is driven by the voltage of the attenuated type (b).

このように光電変換素子1,2に複数回のレーザビーム
h面Aが受光され、レーザビーム断面Aの中心線Bに光
電変換素子1.2の境界線Cがほぼ一致したとこでサー
ボモータ9は停止するようになつている。上記のように
構成されるレーザ位置検出器は、以下に述べる問題点を
有している。
In this way, the laser beam h-plane A is received by the photoelectric conversion elements 1 and 2 a plurality of times, and when the center line B of the laser beam cross section A almost coincides with the boundary line C of the photoelectric conversion element 1.2, the servo motor 9 is starting to stop. The laser position detector configured as described above has the following problems.

(1)光電変換素子に複数回レーザビーム断面を受光さ
せないとレーザビームの位置が検出できない。
(1) The position of the laser beam cannot be detected unless the photoelectric conversion element receives the cross section of the laser beam multiple times.

(2)減衰波形の電圧の大きさを決定するのがむずかし
い。
(2) It is difficult to determine the voltage magnitude of the attenuated waveform.

即ち、第2図に示した減衰波形の電圧に相当する面積(
図示斜線)を大きくとると、1回目のレーザビーム肖面
Aを受光したとき光電変換素子1,2の移動する量は大
きくなるが、バランス点附近で一・ンチングを起こし、
永久にバランスしなくなる恐れがある。
In other words, the area (
If the diagonal line (in the figure) is made large, the amount by which the photoelectric conversion elements 1 and 2 will move when the first laser beam portrait A is received will be large, but one-inching will occur near the balance point.
There is a risk of permanent imbalance.

また、面積を小さくするとバランスするまでの時間が長
くなるばかDでなく、サーボモータ9その他の駆動系の
摩擦によつて、レーザビームh面Aの中心線Bと光電変
換素子1.2の境界線Cとが完全に一致しない位置で停
止する恐れがある。(3)(2)で述べた理由により検
出精度が悪くなる。
In addition, if the area is made smaller, it will take longer to achieve balance, but due to the friction of the servo motor 9 and other drive systems, the boundary between the center line B of the laser beam h plane A and the photoelectric conversion element 1.2 There is a possibility that the motor will stop at a position that does not completely match line C. (3) Detection accuracy deteriorates due to the reason stated in (2).

(4)サーボモータは光電変換素子にレーザビーム断面
を受光したときのみ駆動する、いわゆる0N−0FF制
御なので、検出時間が長くなる。〔発明の目的〕本発明
は上記の点に鑑み、レーザビームh面の回転速度に関係
なくレーザビーム朗面の中心位置を短時間で且つ精度よ
く検出できるレーザ位置検l出装置を提供することを目
的とする。
(4) Since the servo motor is driven only when the photoelectric conversion element receives a cross section of the laser beam, so-called 0N-0FF control, the detection time becomes long. [Object of the Invention] In view of the above points, it is an object of the present invention to provide a laser position detection device that can detect the center position of the laser beam surface in a short time and with high accuracy regardless of the rotational speed of the laser beam surface. With the goal.

〔発明の概要] 本発明の特徴は、2個の光電変換素子を1駆動手段によ
り上下方向に移動させることにより12個の光電変換素
子の境界線を、水平面を回転するレ」−ザビーム断面の
中心線に一致するようにしたレーザ位置検出装置におい
て、水平方向に回転しているレーザビームを一度光電変
換素子に受光すれば、二度目のレーザビームを受光する
前でも、2個の光電変換素子の境界線が、常にレーザビ
ームノ断面中心位置に一致するように、光電変換素子の
位置を上下方向に移動するように構成したことであるO
〔発明の実施例〕 以下本発明の一実施例を図面により説明する。
[Summary of the Invention] The feature of the present invention is that by moving two photoelectric conversion elements in the vertical direction by one driving means, the boundary line of 12 photoelectric conversion elements can be moved in the cross section of a laser beam rotating in a horizontal plane. In a laser position detection device that aligns with the center line, once a horizontally rotating laser beam is received by a photoelectric conversion element, two photoelectric conversion elements can be detected even before receiving a second laser beam. The position of the photoelectric conversion element is moved in the vertical direction so that the boundary line of
[Embodiment of the Invention] An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第3図において、第1図と同符号のものは同一部分を示
す。10,11は光電変換素子1.2からの出力電流を
電圧El.e2に変換する負荷抵抗、12,13は交流
増幅器である。
In FIG. 3, the same reference numerals as in FIG. 1 indicate the same parts. 10 and 11 convert the output current from the photoelectric conversion element 1.2 into a voltage El. Load resistors 12 and 13 that convert into e2 are AC amplifiers.

14.15は最大値検出回路で、水平面を回転するレー
ザビーム断面Aが光電変換素子1,2の前面を通過する
とき変化する電圧El,e2の最大値を検出し、且つ最
大値を保持する。
14.15 is a maximum value detection circuit that detects the maximum value of the voltages El and e2 that change when the laser beam cross section A rotating in the horizontal plane passes the front surface of the photoelectric conversion elements 1 and 2, and holds the maximum value. .

16は第1減算回路で前記電圧e1の最大値Elmと前
記電圧E2の最大値E2mの差を演算する。
16 is a first subtraction circuit which calculates the difference between the maximum value Elm of the voltage e1 and the maximum value E2m of the voltage E2.

17はポテンシヨメータで、このポテンシヨメータ17
の接触子は光電変換素子1,2の境界線Cの動きと連動
して移動しながら、境界線Cの位置を検出する。
17 is a potentiometer; this potentiometer 17
The contactor detects the position of the boundary line C while moving in conjunction with the movement of the boundary line C between the photoelectric conversion elements 1 and 2.

18は前記第1減算回路16の出力電圧と前記ポテンシ
ヨメータ17の出力電圧Epとの和を演算する加算回路
、19は加算回路18からの出力電圧を一時記憶させる
サンプルアピホールド回路で、このサンプルアンピホー
ルド回路19は後述する比較回路から印加される出力電
圧の大きさに応じて記憶させる出力電圧をサンプル又は
ホールピ状態にする。
18 is an adder circuit that calculates the sum of the output voltage of the first subtraction circuit 16 and the output voltage Ep of the potentiometer 17; 19 is a sample api-hold circuit that temporarily stores the output voltage from the adder circuit 18; The sample amplifier hold circuit 19 puts the output voltage to be stored into a sample or hold state in accordance with the magnitude of the output voltage applied from a comparator circuit to be described later.

20は前記交流増幅器12.13によつて増幅されたそ
れぞれの出力電圧El.e2の和を演算する加算回路、
21は加算回路20により加算された出力電圧と予じめ
任意に設定してある設定電圧Eとを比較する比較回路で
、この比較回路21は前記加算された出力電圧が設定電
圧Eより小さいときには出力電圧零、出力電圧がEより
大きいときにはEcの出力電圧に相当する指令信号を発
生してサンプルアンビホールド回路19に印加させる。
20 is the respective output voltage El.20 amplified by the AC amplifier 12.13. an addition circuit that calculates the sum of e2;
Reference numeral 21 denotes a comparison circuit that compares the output voltage added by the addition circuit 20 with a set voltage E that is arbitrarily set in advance. When the output voltage is zero or the output voltage is greater than E, a command signal corresponding to the output voltage of Ec is generated and applied to the sample ambigold circuit 19.

このとき、サンプルアンピホールピ回路19は、比較回
路21の出力電圧が零のときにはホールピ状態となD1
出力電圧がEcのときにはサンプル状態となる。22は
遅延回路で、遅延回路22は、比較回路21の出力電圧
Ecから零に変化した後、すなわち、サンプルアンピホ
ールピ回路19がホールド状態になつた後、遅延回路の
定数によつて決まる時間tだけおくれて、前記最大値検
出回路14.15に保持されている出力電圧を解除させ
るための指令信号を発生する。
At this time, when the output voltage of the comparator circuit 21 is zero, the sample amplifier circuit 19 is in the Hall P state.
When the output voltage is Ec, it is in a sample state. Reference numeral 22 denotes a delay circuit, and the delay circuit 22 delays the time determined by the constant of the delay circuit after the output voltage Ec of the comparator circuit 21 changes to zero, that is, after the sample amplifier circuit 19 enters the hold state. After a delay of t, a command signal is generated to release the output voltage held by the maximum value detection circuit 14, 15.

23はサンプルアンピホールピ回路19の出力電圧とポ
テンシヨメータ17の出力電圧との差を演算する第2減
算回路、24は増幅器を示す。
23 is a second subtraction circuit that calculates the difference between the output voltage of the sample amplifier circuit 19 and the output voltage of the potentiometer 17, and 24 is an amplifier.

次に上記のように構成されるレーザ位置検出装置の作動
を説明する。
Next, the operation of the laser position detection device configured as described above will be explained.

ノ ノ 水平面を回転するレーザビーム断面Aを光電変換素子1
.2が受光すると、光電変換素子1.2からの出力電流
はそれぞれ負荷抵抗10.11に流れて出力電圧El.
e2に変換される。
Photoelectric conversion element 1 converts laser beam cross section A rotating on a horizontal plane
.. 2 receives light, the output currents from the photoelectric conversion elements 1.2 flow through the load resistors 10.11, respectively, and the output voltages El.
It is converted to e2.

この出力電圧E,.e2は第4図aに示すようにレーザ
ビーム貢面Aの中心線Bが光電変換素子1,2の境界線
Cに対して偏差yだけずれた状態で受光され、光電変換
素子1.2の前面を一端側から他端側へ移動したとき、
第4図bに示すようにその大きさが変化する。さらに出
力電圧El,e2は交流増幅器12,13によつて増幅
された後、最大値検出回路14.15により最大値が検
出され、且つこの値が保持される。ここで、この値をそ
れぞれElm,e2mとすると、Elm.e2mは(1
),(2)式で示される。
This output voltage E, . e2 is received with the center line B of the laser beam surface A shifted by a deviation y from the boundary line C between the photoelectric conversion elements 1 and 2, as shown in FIG. When moving the front from one end to the other,
Its size changes as shown in FIG. 4b. Furthermore, after the output voltages El and e2 are amplified by AC amplifiers 12 and 13, the maximum value is detected by maximum value detection circuits 14 and 15, and this value is held. Here, if these values are respectively Elm and e2m, then Elm. e2m is (1
), (2).

Elm=K1・K2(h/2−y)W ・・・・・・(
1)E2m=K1・K2(h/2+y)W ・・・・・
・(2)ここで、K1:レーザビーム断面Aの照度、光
電変換素子1.2の特性等によつて決定される定数 K2:交流増幅器12.13の増幅度 h :レーザビーム断面Aの高さ y :レーザビーム断面Aの中心線B と光電変換素子1.2の境界線 Cとの偏差 W:光電変換素子1.2の幅 次に第1減算回路16によつて光電変換素子1.2出力
電圧El.e2の最大値ElmとE2mの差を求めると
(3)式が得られる。
Elm=K1・K2(h/2−y)W ・・・・・・(
1) E2m=K1・K2(h/2+y)W...
・(2) Here, K1: Constant determined by illuminance of laser beam cross section A, characteristics of photoelectric conversion element 1.2, etc. K2: Amplification degree h of AC amplifier 12.13: Height of laser beam cross section A y: deviation between the center line B of the laser beam cross section A and the boundary line C of the photoelectric conversion element 1.2 W: the width of the photoelectric conversion element 1.2; 2 output voltage El. When the difference between the maximum value Elm of e2 and E2m is calculated, equation (3) is obtained.

Elm−E2m=−2K1K2yW・・・・・・ (3
)(3)式においてKl,K2,Wは一定であるから第
1減算回路16の出力電圧は、レーザビーム断面Aの中
心線Bと光電変換素子1,2の境界線Cとの偏差yのみ
に比例する。
Elm-E2m=-2K1K2yW... (3
) In equation (3), Kl, K2, and W are constant, so the output voltage of the first subtraction circuit 16 is only the deviation y between the center line B of the laser beam cross section A and the boundary line C between the photoelectric conversion elements 1 and 2. is proportional to.

次に第1減算回路16により得られる出力電圧とポテン
シヨメータ17の出力電圧E,を加算回路18によつて
加算した後、この加算回路18の出力電圧をサンプルア
ンビホールピ回路19に記憶させる。次にサンプルアン
ドホールピ回路19に記憶される出力電圧をサンプル又
はホールドするタイミングについて述べる。
Next, the output voltage obtained by the first subtraction circuit 16 and the output voltage E of the potentiometer 17 are added by the addition circuit 18, and then the output voltage of this addition circuit 18 is stored in the sample ambihole pin circuit 19. . Next, the timing of sampling or holding the output voltage stored in the sample-and-hold circuit 19 will be described.

第5図aは前記交流増幅器12,13の出力電圧K,e
llK2e2と、このそれぞれの出力電圧K2el,K
2e2を加算回路20によ勺加算した出力電圧K2(e
1+E2)を示したもので、この加算した出力電圧K2
(e1+E2)と予じめ設定してある電圧Eとを比較回
路21により比較する。
FIG. 5a shows the output voltages K and e of the AC amplifiers 12 and 13.
llK2e2 and their respective output voltages K2el,K
The output voltage K2 (e
1+E2), and this added output voltage K2
A comparison circuit 21 compares (e1+E2) with a preset voltage E.

比較回路21からは前記加算した出力電圧K2(E,+
E2)が設定電圧Eよ勺小さいときには出力電圧零、出
力電圧K2(e1+E2)が設定電圧Eより大きいとき
にはEcの出力電圧が指令信号としてサンプルアンドホ
ールF回路19に印加されるため、サンプルアンドホー
ルビ回路19は第5図bに示すように、出力電圧が零の
ときにはホールピ状態になb1出力電圧がEcのときに
はサンプル状態になる。このように、サンプルアンドホ
ールド回路19は、比較回路21の出力電圧がEcから
零に変化する時点からホールピ状態に入る。この時点で
は、最大値検出回路14.15は光電変換素子1,2の
最大出力電圧Elm,e2mを検出しその値を保持して
いるので、サンプルアンビホールド回路19内には、必
ず第1演算回路16の出力電圧(e1トE2m)とこの
とき光電変換素子1.2の境界線Cの位置を示すポテン
シヨメータ17の出力信号Epとの和が記憶される。ま
た、記憶されてから遅延回路22の定数によつて決まる
時間tだけ経過後に、最大値検出回路14,15の出力
電圧は零になる。前記サンプルアンドホールピ回路19
の出力電圧は、レーザビームが光電変換素子1.2を通
過後も保持されるから、第3図における回路は、サンプ
ルアンビホールピ回路19の出力電圧を目標値として、
ポテンシヨメータ17の出力電圧E,がこの値に等しく
なるように、サーボモータ9が1駆動される。ここで第
2減算回路23の出力電圧は、前記(3)式から、偏差
yの単位長さ当カー2K,・K2・WMであるから、ポ
テンシヨメータ17の出力電圧E,も単位長さ当Dの変
位に対して−2K1・K2・W(V)に等しくなるよう
に設定しておけば、サーボモータ9は、レーザビームが
光電変換素子1.2に入射しない間であつても比例制御
され、レーザビーム朗面Aの中心線Bに光電変換素子1
,2の境界線Cが一致したところで停止する。前記(3
)式に示す定数K1は、第6図に示すようにレーザビー
ムAの照度と光電変換素子1.2の出力電流特性が比例
する範囲(図示直線範囲)では一定である。
The comparison circuit 21 outputs the added output voltage K2(E, +
When E2) is smaller than the set voltage E, the output voltage is zero, and when the output voltage K2 (e1+E2) is larger than the set voltage E, the output voltage of Ec is applied as a command signal to the sample-and-hole F circuit 19. As shown in FIG. 5b, the circuit 19 enters the Hall P state when the output voltage is zero, and enters the Sample state when the b1 output voltage is Ec. In this way, the sample-and-hold circuit 19 enters the Hall P state from the point in time when the output voltage of the comparator circuit 21 changes from Ec to zero. At this point, the maximum value detection circuits 14 and 15 detect the maximum output voltages Elm and e2m of the photoelectric conversion elements 1 and 2 and hold those values. The sum of the output voltage (e1 to E2m) of the circuit 16 and the output signal Ep of the potentiometer 17 indicating the position of the boundary line C of the photoelectric conversion element 1.2 at this time is stored. Furthermore, after the time t determined by the constant of the delay circuit 22 has elapsed since the data was stored, the output voltages of the maximum value detection circuits 14 and 15 become zero. The sample-and-hole circuit 19
Since the output voltage of is maintained even after the laser beam passes through the photoelectric conversion element 1.2, the circuit in FIG.
The servo motor 9 is driven by 1 so that the output voltage E of the potentiometer 17 becomes equal to this value. Here, the output voltage of the second subtraction circuit 23 is 2K,·K2·WM, which corresponds to the unit length of the deviation y from equation (3), so the output voltage E of the potentiometer 17 is also the unit length of the deviation y. If the displacement of D is set to be equal to -2K1・K2・W (V), the servo motor 9 will be proportional to the displacement even when the laser beam is not incident on the photoelectric conversion element 1.2. The photoelectric conversion element 1 is placed on the center line B of the laser beam bright side A.
, 2 and stop when the boundary line C of 2 coincides with each other. Said (3
As shown in FIG. 6, the constant K1 shown in the equation ) is constant in the range (the linear range shown in the figure) in which the illuminance of the laser beam A and the output current characteristics of the photoelectric conversion element 1.2 are proportional.

しかしながら、光電変換素子1,2の周囲の明るさ(例
えばレーザビームに太陽光が附加された状態)によつて
レーザビーム朗面Aの照度と光電変換素子1.2の出力
電流特性が比例しなくなる範囲(非直線範囲)ではK1
が変化する。
However, depending on the brightness around the photoelectric conversion elements 1 and 2 (for example, when sunlight is added to the laser beam), the illuminance of the laser beam bright side A and the output current characteristics of the photoelectric conversion elements 1 and 2 are proportional to each other. In the range where it disappears (non-linear range), K1
changes.

第7図はこれらの不都合をなくすための本発明の他の実
施例を示すものである。
FIG. 7 shows another embodiment of the present invention for eliminating these disadvantages.

第7図において、第3図と同符号のものは同一部分を示
す。
In FIG. 7, the same reference numerals as in FIG. 3 indicate the same parts.

25は前記最大値検出回路14により検出される出力電
圧e1の最大値Elmと最大値検出回路15により検出
される出力電圧E2の最大値E2mの和を演算する加算
回路で、第1減算回路16と並列に設けられている。
25 is an addition circuit that calculates the sum of the maximum value Elm of the output voltage e1 detected by the maximum value detection circuit 14 and the maximum value E2m of the output voltage E2 detected by the maximum value detection circuit 15; is installed in parallel.

26は前記加算回路25の和電圧(Elm+E2m)に
より前記第1減算回路16の差電圧(Elm−E2m)
を割算する割算回路で、この割算回路26からの信号は
加算回路18に送られる。
26 is the difference voltage (Elm-E2m) of the first subtraction circuit 16 based on the sum voltage (Elm+E2m) of the adder circuit 25.
A signal from this divider circuit 26 is sent to an adder circuit 18.

上記の構成により、加算回路25によつて最大値Elm
とE2mの和が求められ、さらに割算回路(Elm−E
2m)26によつて?−一の割算が行なわれ (Elm+E2m) る。
With the above configuration, the maximum value Elm
The sum of E2m and E2m is calculated, and the division circuit (Elm-E
2m) By 26? -Division by one is performed (Elm+E2m).

この割算の結果、割算回路26の出力電圧は(4)式で
示される。ν115− 1 −Z”− 一
(4)式において、光電変換素子の肖面の高さhは一定
であるため、割算回路26の出力電圧はレーザビーム断
面Aの中心線Bと光電変換素子1.2の境界線Cの偏差
yのみに比例する。
As a result of this division, the output voltage of the division circuit 26 is expressed by equation (4). ν115− 1 −Z”− 1 In equation (4), since the portrait height h of the photoelectric conversion element is constant, the output voltage of the dividing circuit 26 is equal to the distance between the center line B of the laser beam cross section A and the photoelectric conversion element. 1.2 is proportional only to the deviation y of the boundary line C.

ここで割算回路26の出力電圧は(4)式からyの単位
長さ当D−一であるから、ポテンシヨメータ17の出力
電H圧も単位長さ当力の変位に対しーーに等しくなるh
ように設定すればよい。
Here, since the output voltage of the divider circuit 26 is D-1 per unit length of y from equation (4), the output voltage H of the potentiometer 17 is also equal to - for the displacement of unit length per unit length. Naru h
Just set it like this.

上記の構成により、レーザビーム朗面の照度と光電変換
素子の出力電流特性が比例しない範囲例えばレーザビー
ムに太陽光が附加された場合でも、レーザビームh面A
の中心線Bを容易に、且つ精度よく検出することができ
る。
With the above configuration, even if the illuminance of the laser beam positive side and the output current characteristics of the photoelectric conversion element are not proportional, for example, when sunlight is added to the laser beam, the laser beam h side A
The center line B of can be detected easily and accurately.

以上の各実施例に・おいては、レーザビームO断面は矩
形として説明したハ円形その他上下対称の断面であれば
よいことは明らかである。
In each of the above embodiments, it is clear that the cross section of the laser beam O may be a circular cross section described as a rectangle, or any other vertically symmetrical cross section.

また、光電変換素子1,2に1回目のレーザビーム断面
Aを受光した場合について説明したが、2回目のレーザ
ビーム朗面Aを受光するときには、最大値検出回路14
,15に保持されていた1回目のレーザビームによる最
大出力電圧が解除されているから、2回目のレーザビー
ムによる出力電圧の最大値が容易に検出される。
Moreover, although the case where the first laser beam cross section A is received by the photoelectric conversion elements 1 and 2 has been described, when the second laser beam cross section A is received, the maximum value detection circuit 14
, 15 has been released, the maximum output voltage due to the second laser beam can be easily detected.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

詳述したように本発明のレーザ位置検出装置は、水平面
を回転するレーザビーム助面を光電変換素子が1度受光
すれば2度目のレーザビーム断面を受光する前でも光電
変換素子の境界線が上下方向に移動してレーザビーム断
面の中心線と一致するようにサーボモータを比例制御さ
せるようにしたので、レーザビームh面の回転速度に関
係なくスムーズにレーザビーム断面の中心面を検出する
ことができるため、測定精度が向上する。
As described in detail, in the laser position detection device of the present invention, once the photoelectric conversion element receives the laser beam cross-section rotating in a horizontal plane, the boundary line of the photoelectric conversion element is detected even before the second laser beam cross section is received. Since the servo motor is proportionally controlled so that it moves vertically to match the center line of the laser beam cross section, the center plane of the laser beam cross section can be detected smoothly regardless of the rotation speed of the laser beam h plane. This improves measurement accuracy.

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

第1図は従来のレーザ位置検出装置のプロツク図、第2
図はサーボモータに印加される減衰電圧波形を示す図、
第3図は本発明のレーザ位置検出装置の一実施例のプロ
ツク図、第4図aは光電変換素子にレーザビーム肖面を
受光する状態を説明するための図、第4図bはレーザビ
ーム肖面が光電変換素子の前面を通過するとき、光電変
換素子の出力端に得られる出力電圧の大きさの変化を示
す図、第5図aは比較回路に入力する電圧を示す図、第
5図bは比較回路からの出力電圧を示す図、第6図はレ
ーザビーム断面の照度と光電変換素子の出力電流との関
係を示す図、第7図は本発明のレーザ位置検出装置の他
の実施例を示すプロツク図である。 1,2・・・・・・光電変換素子、14,15・・・・
・・最大値検出回路、16・・・・・・第1減算回路、
17・・・・・・ポテンシヨメータ、19・・・・・・
サンプルアンドホールド回路、21・・・・・・比較回
路、22・・・・・・遅延回路、23・・・・・・第2
減算回路、A・・・・・・レーザビーム断面、B・・・
・・ルーザビームの中心線、C・・・・・・光電変換素
子の境界線。
Figure 1 is a block diagram of a conventional laser position detection device, Figure 2 is a block diagram of a conventional laser position detection device.
The figure shows the attenuated voltage waveform applied to the servo motor,
FIG. 3 is a block diagram of an embodiment of the laser position detection device of the present invention, FIG. Figure 5a is a diagram showing the change in the magnitude of the output voltage obtained at the output terminal of the photoelectric conversion element when a portrait passes in front of the photoelectric conversion element; Figure 5a is a diagram showing the voltage input to the comparison circuit; Figure b is a diagram showing the output voltage from the comparison circuit, Figure 6 is a diagram showing the relationship between the illuminance of the cross section of the laser beam and the output current of the photoelectric conversion element, and Figure 7 is a diagram showing the relationship between the illuminance of the cross section of the laser beam and the output current of the photoelectric conversion element. FIG. 2 is a block diagram showing an example. 1, 2... photoelectric conversion element, 14, 15...
...Maximum value detection circuit, 16...First subtraction circuit,
17...Potentiometer, 19...
Sample and hold circuit, 21... Comparison circuit, 22... Delay circuit, 23... Second
Subtraction circuit, A... Laser beam cross section, B...
... Center line of the loser beam, C ... Boundary line of the photoelectric conversion element.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 接近して配設された2個の光電変換素子を駆動手段
によつて上下方向に移動させることにより、光電変換素
子の境界線を、水平面を回転するレーザビーム断面の中
心線に一致するようにしたレーザ位置検出装置において
、前記レーザビームの位置を電気信号に変換する光電変
換素子のそれぞれの出力電圧の最大値を検出し、且つこ
の値を保持する最大値検出回路と、最大値検出回路の出
力電圧の差を演算する第1減算回路と、第1減算回路の
出力電圧と光電変換素子の境界線の動きと連動するポテ
ンショメータの出力電圧との和を一時記憶させるサンプ
ルアンドホールド回路と、前記それぞれの光電変換素子
の出力電圧の和と予じめ任意に設定した設定電圧とを比
較し、且つ前記サンプルアンドホールド回路にサンプル
又はホールドさせる指令信号を発生する比較回路と、前
記サンプルアンドホールド回路の出力電圧がホールド状
態になつた後、前記最大値検出回路のホールドを解除さ
せる指令信号を発生する遅延回路と、サンプルアンドホ
ールド回路の出力電圧とポテンショメータの出力電圧の
差を演算する第2減算回路から成り、前記第2減算回路
の出力電圧に応じてレーザビームの回転数に関係なくレ
ーザビーム断面の中心線に光電変換素子の境界線を一致
するように駆動手段を比例制御させるようにしたことを
特徴とするレーザ位置検出装置。 2 接近して配設された2個の光電変換素子を駆動手段
によつて上下方向に移動させることにより、光電変換素
子の境界線を、水平面を回転するレーザビーム断面の中
心線に一致するようにしたレーザ位置検出装置において
、前記レーザビームの位置を電気信号に変換する光電変
換素子のそれぞれの出力電圧の最大値を検出し、且つこ
の値を保持する最大値検出回路と、最大値検出回路の出
力電圧の差を演算する第1減算回路と、前記第1演算回
路に並列に設けられ、最大値検出回路の出力電圧の和を
演算する加算回路と、この加算回路の和電圧により前記
第1減算回路の差電圧を割算する割算回路と、この割算
回路の出力電圧と光電変換素子の境界線の動きと連動す
るポテンショメータの出力電圧との和を一時記憾させる
サンプルアンドホールド回路と、前記それぞれの光電変
換素子の出力電圧の和と予じめ任意に設定した設定電圧
とを比較し、且つ前記サンプルアンドホールド回路にサ
ンプル又はホールドさせる指令信号を発生する比較回路
と、前記サンプルアンドホールド回路の出力電圧がホー
ルド状態になつた後、前記最大重検出回路のホールドを
解除させる指令信号を発生する遅延回路と、サンプルア
ンドホールド回路の出力電圧とポテンショメータの出力
電圧の差を演算する第2減算回路から成り、前記第2減
算回路の出力電圧に応じてレーザビームの回転数に関係
なくレーザビーム断面の中心線に光電変換素子の境界線
を一致するように前記駆動手段を比例制御させるように
したことを特徴とするレーザ位置検出装置。
[Claims] 1. By moving two closely spaced photoelectric conversion elements in the vertical direction by a driving means, the boundary line of the photoelectric conversion elements can be set to a cross section of a laser beam rotating in a horizontal plane. A maximum value detection circuit that detects the maximum value of the output voltage of each photoelectric conversion element that converts the position of the laser beam into an electrical signal and holds this value in the laser position detection device that is aligned with the center line. and a first subtraction circuit that calculates the difference between the output voltage of the maximum value detection circuit, and temporarily stores the sum of the output voltage of the first subtraction circuit and the output voltage of a potentiometer that is linked to the movement of the boundary line of the photoelectric conversion element. a sample-and-hold circuit; and a comparison circuit that compares the sum of the output voltages of the respective photoelectric conversion elements with a preset voltage arbitrarily set, and generates a command signal to cause the sample-and-hold circuit to sample or hold. a delay circuit that generates a command signal to release the hold of the maximum value detection circuit after the output voltage of the sample and hold circuit enters the hold state; a second subtraction circuit that calculates a difference, and a driving means that adjusts the output voltage of the second subtraction circuit so that the boundary line of the photoelectric conversion element coincides with the center line of the laser beam cross section regardless of the rotation speed of the laser beam. A laser position detection device characterized by proportionally controlling the 2 By moving two photoelectric conversion elements arranged close to each other in the vertical direction by a driving means, the boundary line of the photoelectric conversion elements is made to coincide with the center line of the cross section of a laser beam rotating in a horizontal plane. In the laser position detection device, the maximum value detection circuit detects the maximum value of each output voltage of the photoelectric conversion element that converts the position of the laser beam into an electric signal, and holds this value, and the maximum value detection circuit a first subtraction circuit that calculates the difference between the output voltages of the maximum value detection circuit; an addition circuit that is provided in parallel with the first calculation circuit and calculates the sum of the output voltages of the maximum value detection circuit; A division circuit that divides the differential voltage of the 1-subtraction circuit, and a sample-and-hold circuit that temporarily records the sum of the output voltage of this division circuit and the output voltage of a potentiometer that is linked to the movement of the boundary line of the photoelectric conversion element. and a comparison circuit that compares the sum of the output voltages of the respective photoelectric conversion elements with a preset voltage set arbitrarily, and generates a command signal to cause the sample-and-hold circuit to sample or hold; After the output voltage of the and-hold circuit enters the hold state, a delay circuit generates a command signal to release the hold of the maximum load detection circuit, and a difference between the output voltage of the sample-and-hold circuit and the output voltage of the potentiometer is calculated. The driving means is proportionally controlled according to the output voltage of the second subtraction circuit so that the boundary line of the photoelectric conversion element coincides with the center line of the laser beam cross section regardless of the rotation speed of the laser beam. 1. A laser position detection device characterized in that:
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CH643619A5 (en) * 1981-09-25 1984-06-15 Sig Schweiz Industrieges RAILWAY SITE MACHINE.

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JPH0271618U (en) * 1988-11-18 1990-05-31

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