JPS61112979A - 位置感知検出器上に光源により作られる光スポツトの位置測定用電子回路及び回転部材の角度位置測定装置 - Google Patents

位置感知検出器上に光源により作られる光スポツトの位置測定用電子回路及び回転部材の角度位置測定装置

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JPS61112979A
JPS61112979A JP60244263A JP24426385A JPS61112979A JP S61112979 A JPS61112979 A JP S61112979A JP 60244263 A JP60244263 A JP 60244263A JP 24426385 A JP24426385 A JP 24426385A JP S61112979 A JPS61112979 A JP S61112979A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は1個の中央端子と2個の末端端子を有する位置
感知検出器上に光源により作られる光スポットの位置測
定用電子回路に関する。
位置感知検出器は感光層で被覆された長方形の体部及び
その下層に備えられた抵抗路からなるものが最近では利
用されている。その感光層に光線が当たると光線の入射
点と感光層の下に存在する抵抗路との間に導電路が形成
される。検出器は感光層に電圧を印加するための中央端
子と、抵抗路の両末端の各端にそれぞれ接続された末端
端子を含む。光線の入射点では、電流が中央端子から抵
=3− 抗路へと流れ、その電流は一方の末端端子へ流れる電流
ともう一方の末端端子へ流れる電流とに分配される。こ
れらの電流の大きさは抵抗路の分割された2つの区分の
各抵抗に依存しており、即ち、光線の入射点に依存して
いる。
抵抗路の全抵抗値は既知であり一定であるので光線入射
点に関する情報は2つの部分電流の大きさを測定し、次
いでこれら電流の大きさの和と差を求め、そして得られ
た差を和で割ることにより得ることができる。
従来の位置感知検出器上の光スポットの位置測定用電子
回路の欠点は、この回路では、まず電流の和と差を測定
しなければならないことと、次に割算をしなければなら
ないことにある。このことは、追加の構成要素を必要と
するばかりでなく、とくに割算をするときに比較的大き
な誤差を生じやすいという測定の精度上不利な効果をも
たらす。
本発明の目的はこの問題を解決することにある。
この目的のために、本発明によれば、1個の中央端子及
び2個の末端端子を有する位置感知検出器上に光源によ
り作られる光スポットの位置測定用電子回路にして、位
置感知検出器の中央端子に加えられる電流を一定値に維
持するための回路が備えられており、該回路が電流測定
手段及び光源の光度を制御することによって該電流の変
化を補償する手段を含むことを特徴とする位置感知検出
器上の光スポットの位置測定用゛電子回路が提供される
検出器の感光性表面を通って抵抗路へ流れる電流の大き
さが一定値に維持されると、本発明によって達成される
ように、検出器上の光源の入射点の位置を決定するのに
2つの部分電流の和及び差を測定する必要もその和と差
の商を計算する必要もなくなる。実際、2つの部分電流
の和が一定であるので、2つの部分電流の一方の大きさ
についての情報が入射点の位置についての情報を提供す
  。
る。
しかしながら、電流を一定値に維持するにおいて遭遇す
る問題はこの電流が検出器上の光スポットの強度に依存
しているということにある。特に角度検出器に位置感知
検出器を用いる場合にはそのような依存関係が問題をも
たらす。本発明はそれらの問題をも解決するものである
シャフトのような回転部材の角度位置を測定するために
はシャフトに鏡を取付けることができ、光源からの光線
がこの鏡の方向に向けられ、この光線が鏡によって位置
感知検出器の方向へ反射するようにすることができる。
焦点の合った光線が位置感知検出器に当たる点が鏡の(
角度)位置を指示しており、即ち、シャフトの角度位置
を指示している。しかしながら、検出器上の光スポット
の位置が変わるとともに光路の長さが変わるため、位置
感知検出器上の光スポットの直径が変化する。
たとえば、検出器の中央部付近の入射点における光スポ
ットの直径は、検出鉛末端部付近の入射点における場合
よりも大きくなる。そのような変化は検出器の感光層を
通して抵抗路へ流れる全電流をも変化せしめる。しかし
ながら本発明によれば、検出器上の光線の入射点に関係
なく全電流を一定に維持できるように位置感知検出器へ
流れる全電流の変化が読みとられ、光源の強さを制御す
るのに利用される。
更に、光源が鏡や同様の反射面などによる仲介なしに直
接検出器を照射するようにするために、位置感知検出器
または光源のどちらか一方を回転部材に取付け、両者の
他方を枠に取り付ける(該回転部材はこの枠に対して回
転するものである)ことも可能である。
本発明の回路の実施態様を添付の図面に参照しながら以
下に詳細に記載する。
第1図において参照番号1は位置感知検出器、例えばハ
ママツ社(Hamamatsu Corporatio
n)製のSl 352型検出器を示す。このような検出
器は中央端子2及び末端端子3及び3′を有する。
運転中、光源4からの光線は検出器の方へ向けられてお
り、これによって検出器の感光性表面がこの表面上の光
線の入射点で導電性になり、その結果生じた電流■が中
央端子2から末端接点3及び3′へ流れるようになって
いる。接点3,3′間には一定抵抗の抵抗路が設けられ
ており、検出器上の光線の入射点の位置により接点3に
流れる電流工、及び接点3′に流れる電流工2の大きさ
が決まる。
従って、光線が接点3の近くで検出器表面に入射する時
、この入射点と接点30間の通路抵抗が低いため電流の
ほとんどすべてが接点3に流れ、一方この入射点と接点
3′の間の通路抵抗が高いため接点3′に電流はほとん
ど流れない。このように電流■の電流工□及び工2への
分割は光線が検出器表面上に入射する位置によって決ま
り、また接点3と3′間の全通路抵抗は既知で且つ一定
であるため、電流工、及び工2を測定することにより入
射点の位置に関する情報を得ることが可能である。
本発明に従い電流Iが一定に保たれていると、光線の入
射点に関する情報を得るには電流工、及び■2の一方を
測定するだけで十分である。
従って、前述の本発明の態様によれば、電流工は一定に
保たれており、電流工、は接地により放電され、電流工
、は抵抗器6と帰還的関係で接続された演算増幅器5に
流れる。電流工、の大きさを示す電圧UOは増幅器5の
出力端子7において与えられ、その出力電圧は位置感知
検出器1上の光線の入射点の位置を知るために当業者に
公知の方法により分析処理することができる。
電流は直流電圧源8より抵抗器9を通り位置感知検出器
1に供給される。抵抗器9による電圧降下は測定されて
帰還ループによって一定に保たれ、それにより検出器1
に流れる電流■は一定となる。
帰還ループは以下の様に設ける。
基準電圧は直流電圧源8からの直流電圧を二つの抵抗器
10及び11により分割することによって誘導される。
基準電圧はそれら2つの抵抗器の中継点において与えら
れ、積分器として働くように帰還コンデンサー13と接
続されている演算増幅器12のひとつの入力端子に印加
される。演算増幅器12は抵抗器9と位置感知検出器1
の中央端子との中継点に接続された他の入力端子を有す
る。
抵抗器9の両端に表われる電圧の変動分は積分演算増幅
器]2により抵抗器14を通り増幅器として作動するよ
うに帰還抵抗器15と接続されて・いる演算増幅器16
へ加えられる。
演算増幅器16からの増幅された出力電圧は抵抗器17
を径でエミッタ接地配置で接続されたトランジスタ18
に加えられる。光源4はトランジスタ18のコレクタリ
ード線内に含まれていて、その陽極が適当な正電圧源に
、その陰極が1〜ランジスタ18のコレクタ電極にそれ
ぞれ接続された発光ダイオードである。
積分演算増幅器12はフィードバックループを安定させ
る役割を持ち、更には雑音を抑える機能も持つ。
発光ダイオード4が発する光線の位置感知検出器上にお
ける入射点の位置の変化によりもたらされる抵抗器9を
通る電流工の変化が測定され、それが発光ダイオード4
が発する光線の光度を制御するのに利用されることによ
って、電流■は一定に維持される。
本発明によれば、測定精度が光スポットの光度変化に影
響されない位置感知検出器上の光スポットの位置測定用
の極めて簡単な回路が提供される。
商を出す必要がなく、部分電流のうちの一方(実施態様
においては工、)が演算増幅器の働きによって検出器上
の光スポットの位置を表わす出方電圧に極めて正確に変
換されることが可能なので、測定はそれだけ一層正確で
ある。
第2図はシャフト21の角度位置の測定装置を示す。光
源22は例えば発光ダイオードであり、光線23を発す
る。単レンズ24は光線23を鏡26を経由させて断面
を示した位置感知検出器25上にその焦点を合わせる。
鏡26はシャツl−21上に取り付けられている。光源
22と位置感知検出器25は図には示されていない枠に
不動的に取り付けられており、該粋に対してシャフト2
1が回転する。シャフト21は矢印Aによって図式的に
示されているように往復回転運動をする。位置感知検出
器25はその長手方向が図の平面に直角に延びている。
位置感知検出器上における焦点を合わされた光線23の
入射点の位置はシャフト21の角度位置の変化に対応し
て変わる。第1図に示す電子回路を適用することによっ
て、シャフト21の瞬時における角度位置が極めて正確
に測定される。その高度の正確さにもかかわらず、問題
の角度測定装置は実用的に製作した場合、電子回路を除
いて4X4X2cmと極めて寸法が/IXさい。
第3図はシャフト21の角度位置測定装置のもう一つの
形態を示す。位置感知検出器25が取り付けられたプラ
ットフォーム27はシャフト21に固定されている。光
源22は平行な光線23を発するように配置されている
。シャフト21の角度位置が変化すれば、検出器25上
における光線23の入射点も変化する。入射点の位置は
、第1図に示した電子回路によって測定され、該位置を
表わす電圧はそれ自体既知の表示装置またはシャフト2
〕、を制御する制御装置に加えるために出力端子7に与
えられる。
第4図はシャフトの角度位置測定装置の更に別の配置を
示す。ロッド28がシャツ1−21に連結されていて、
該ロッドは、位置感知検出器25の長手方向に平行であ
る図面上の水平方向に往復運動をするように取り付けら
れているロッド29に滑動的にかつ旋回心軸的に結合さ
れている。鏡26はロッド29に取り付けられている。
光源22は平行にされた光線23をロッド29の軸線と
平行な方向に発する。鏡26は光線23を検出器25の
方向に反射する。シャフト21の角度位置が変化すれば
ロッド28の角度位置が変化し、それ故ロッド29、鏡
26及び検出器25上における光線23の入射点のそれ
ぞわの位置が変化する。
他の配置と同様に入射点の位置は第1図に示す電子回路
によって測定され、該位置を表わす電圧は出力端子7に
与えられ、この端子に接続された適当な測定、制御、ま
たは表示装置に加えられる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の電子回路の概略配線図を示す。 第2図は本発明の回路を使用することのできるシャフト
の角度位置を測定する装置を示す。第3図はシャフトの
角度位置を測定する装置を示す。第4図はシャフトの角
度位置を測定する装置の別の配置を示す。 1.25・位置感知検出器  2・・・中央端子3.3
′・・・末端端子  4,22・・・光源5.16・・
・演算増幅器  8・・・直流電圧源12・・・積分演
算増幅器  21・・・シャフト特許出願人 エヌ、ヴ
イー、オプティーシェインダストリー ″ドウ アウドディルフ1−″

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、1個の中央端子及び2個の末端端子を有する位置感
    知検出器上に光源により作られる光スポットの位置測定
    用電子回路にして、位置感知検出器の中央端子に加えら
    れる電流を一定値に維持するための回路が備えられてお
    り、該回路が電流測定手段及び光源の光度を制御するこ
    とによって該電流の変化を補償する手段を含むことを特
    徴とする位置感知検出器上の光スポットの位置測定用電
    子回路。 2、電流を測定し且つ電流の変化を補償する該回路が該
    電流によって通過される抵抗器、積分回路及び増幅回路
    を含み、該積分回路と増幅回路が縦続接続されていてそ
    の作動により該抵抗器による電圧降下を光源用制御信号
    に変換することを特徴とする特許請求の範囲第1項に記
    載の電子回路。 3、位置感知検出器の両末端端子の一方へ流れる電流部
    分が該検出器上の光スポットの位置を指示することを特
    徴とする特許請求の範囲第1項または第2項のいずれか
    に記載の電子回路。 4、部分電流を出力電圧に変換するための増幅回路が備
    えられていることを特徴とする特許請求の範囲第3項に
    記載の電子回路。 5、両末端端子の他方が接地されていることを特徴とす
    る特許請求の範囲第3項または第4項のいずれかに記載
    の電子回路。 6、1個の中央端子及び2個の末端端子を有する位置感
    知検出器上に光源により作られる光スポットの位置測定
    用電子回路にして、位置感知検出器の中央端子に加えら
    れる電流を一定値に維持するための回路が備えられてお
    り、該回路が電流測定手段及び光源の光度を制御するこ
    とによって該電流の変化を補償する手段を含む位置感知
    検出器上の光スポットの位置測定用電子回路と、該位置
    感知検出器上の光スポットの位置を回転部材の角度位置
    によって変える手段とを含むことを特徴とする回転部材
    の角度位置測定装置。 7、電子回路の該回路が電流によって通過される抵抗器
    、積分回路及び増幅回路を含み、該積分回路と増幅回路
    が縦続接続されていてその作動により該抵抗器による電
    圧降下を光源用制御信号に変換することを特徴とする特
    許請求の範囲第6項に記載の装置。 8、位置感知検出器の両末端端子の一方へ流れる電流部
    分が該検出器上の光スポットの位置を指示することを特
    徴とする特許請求の範囲第6項または第7項のいずれか
    に記載の装置。 9、部分電流を出力電圧に変換するための増幅回路が備
    えられていることを特徴とする特許請求の範囲第8項に
    記載の装置。 10、両末端端子の他方が接地されていることを特徴と
    する特許請求の範囲第8項または第9項のいずれかに記
    載の装置。 11、光源及び位置感知検出器が枠に不動的に取りつけ
    られ、該回転部材は該枠に対して回転するものであり、
    該回転部材には鏡が結合されて共に動いて光源からの光
    を位置感知装置の方へ反射するように構成されているこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第6項乃至第10項のい
    ずれかに記載の装置。 12、該回転部材がシャフトであり、鏡が該シャフト上
    に取りつけられていることを特徴とする特許請求の範囲
    第11項に記載の装置。
JP60244263A 1984-11-02 1985-11-01 位置感知検出器上に光源により作られる光スポツトの位置測定用電子回路及び回転部材の角度位置測定装置 Expired - Lifetime JPH0746140B2 (ja)

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Publications (2)

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JPS61112979A true JPS61112979A (ja) 1986-05-30
JPH0746140B2 JPH0746140B2 (ja) 1995-05-17

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ID=19844698

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EP (1) EP0188827B1 (ja)
JP (1) JPH0746140B2 (ja)
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DE (1) DE3578208D1 (ja)
NL (1) NL8403331A (ja)

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KR860004304A (ko) 1986-06-20
EP0188827B1 (en) 1990-06-13
EP0188827A1 (en) 1986-07-30
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