KR900004881B1

KR900004881B1 - 위치감지 검지기상의 광점의 위치를 결정하기 위한 전자회로

Info

Publication number: KR900004881B1
Application number: KR1019850008128A
Authority: KR
Inventors: 테어 린덴 반
Original assignee: 엔.브이.옾티쉐 인두스트리에 데 오우데 델프트; 지몬 두인커
Priority date: 1984-11-02
Filing date: 1985-11-01
Publication date: 1990-07-09
Also published as: US4687920A; JPH0746140B2; KR860004304A; EP0188827A1; JPS61112979A; DE3578208D1; NL8403331A; EP0188827B1

Abstract

내용 없음.

Description

위치감지 검지기상의 광점의 위치를 결정하기 위한 전자회로

제1도는 본 발명에 따른 전저회로의 개략적인 배선도.

제2도는 본 발명에 따른 회로가 사용될 수 있는 축의 각 위치(angular position)를 측정하기 위한 장치.

제3도는 축의 각위치를 측정하기 위한 장치의 또다른 배열.

제4도는 축의 각 위치를 측정하기 위한 장치의 또 다른 배열.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1,25 : 위치감지 검지기 2,3,3',7 : 단자

4 : 발광 다이오드 5,12,16 : 연산증폭기

6,9,10,11,14,15,17 : 저항 8 : DC전압원

13 : 피드백 캐패시터 21 : 축

22 : 광원 23 : 비임

24 : 렌즈 26 : 거울

27 : 플랫폼 28,29 : 로드

본 발명은 하나의 중앙단자와 두개의 끝단자를 갖고 있는 위치감지 검지기상에 광원에 의해 생긴 광점의 위치를 결정하기 위한 전자회로에 관한 것이다.

저항경로가 제공되어 있는 감광층으로 코팅된 신장체로 구성되어 있는 위치감지 검지기가 한동안 이용되어 왔다. 광비임이 감광층에 부딪칠 때 광비임의 투사점과 그 아래에 있는 저항경로 사이에는 도전경로가 형성된다. 검지기는 감광층에 전압을 공급하기 위한 하나의 중앙단자와 각각 저항경로의 양 끝중 하나에 연결되는 끝단자를 포함하고 있다. 광비임의 투사점에서, 전류는 중앙단자에서 저항경로로 흐를 것이며, 거기서 분열되어 한 전류는 하나의 끝단자로 그리고 다른 한 전류는 다른 끝단자로 흐를 것이다. 이 전류들의 크기는 두 경로구역의 저항에 의존하고, 따라서 광비임의 투사점에 의존한다.

저항경로의 층 저항값은 알려져 있고 일정하므로, 투사점에 대한 정보는 두 부분전류의 크기를 결정하고, 계속해서 전류들의 합과 차를 결정하고, 차를 합으로 나눔으로써 얻어질 수 있다.

위치감지 검지기상의 광점의 위치를 결정하기 위한 전자회로의 선행기술상의 결점은 상기 회로에서 먼저 전류의 합과 차가 결정된 다음 나누기가 이루어져야 한다는 것이다. 이것은 부가적인 요소를 필요로 할뿐만 아니라, 측정의 정밀도에 역효과를 나타내며, 특히 나누기를 할 때 비교적 큰 오차가 일어나기 쉽다.

본 발명의 목적은 이러한 문제를 해결하는데 있다. 이것을 위해, 본 발명에 따라 전술한 형태의 장치에서 전류를 일정한 레벨로 위치감지 검지기의 중앙단자에 가하도록 해주는 회로가 제공되는 바, 이 회로는 전류가 측정되게 하기 위한 수단과 광원의 광도를 조절하여 전류의 변동을 보정하기 위한 수단을 포함하고 있다.

본 발명에 따라 행해지는 것처럼 검지기의 감광면을 통해 저항경로로 흐르는 전류의 크기가 일정할 때, 검지기상에 광비임의 투사점의 위치결정은 두개의 부분전류의 함과 차의 결정뿐 아니라 이 합과 차의 몫의 계산도 필요하지 않다. 사실, 두 부분전류중 하나의 크기에 대한 정보는 두 전류의 합이 일정하므로 투사점의 위치에 대한 충분한 정보를 제공한다.

그러나, 전류를 일정한 레벨로 유지하는 데에 부딪히게 되는 문제는 이 전류가 검지기상의 광점의 강도에 의존한다는 것이다. 특히, 각 검지기(angle detector)내에 위치감지 검지기를 사용할 때 그와같은 의존도는 문제의 소지가 될 것이다. 본 발명은 또한 이러한 문제에 대한 해결책을 제공한다.

축과 같은 회전부재의 각 위치를 결정하기 위해, 거울을 이 축에 연결할 수 있으며 광원으로부터 광비임은 이 거울을 향해 쓰여지고, 이 비임은 위치감지 검지기를 향해 반사된다. 초점이 맞추어진 광비임이 위치감지 검지기에 부딪친 지점은 거울의 (각) 위치를 지시하여 축의 각위치를 지시하게 된다. 그러나, 광경로의 길이상의 변화로 인해 위치감지 검지기상의 광점의 직경은 검지기상의 광점의 위치에 따라 변할 것이다. 예를들면, 검지기의 중앙근처 투사점에서의 광점의 직경은 검지기의 끝 가까이에 있는 투사점에서의 광점의 직경보다 클 것이다. 그와같은 변화는 검지기의 감광층을 통해 저항경로로 흐르는 총 전류를 변하게 할 것이다.

그러나 본 발명에 따르면, 위치감지 검지기로 흐르는 총 전류의 변화는 검지되어 광원의 강도를 조절하는데 사용되어, 총 전류는 검지기상의 광비임의 투사점에 관계없이 일정하게 유지될 수 있다.

광원이 거울이나 그와 유사한 반사표면의 중계없이 검지기에 직접 투사되는 방식에서는 위치감지 검지기나 광원중 어느 하나가 회전부재에 연결되면, 이 회전부재에 상대되는 프레임에는 상기 2개중 나머지가 고정적으로 장착될 수 있다.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 구체저으로 설명하면 다음과 같다.

제1도에서, (1)은 위치감지 검지기를 나타낸 것으로 예를들면 하마마쓰 사(Hamamatsu Corporation)에 의해 생산된 S 1352형 검지기이다. 그같은 검지기는 중앙단자(2)와 두개의 끝단자(3,3')를 갖고 있다. 동작동안, 광원(4)으로부터의 광비임은 검지기에 투사되어 검지기의 감광면이 광비임의 투사점에서 도전되도록 해주어 전류 I가 중앙단자(2)에서 끝단자(3,3')로 흐르게 한다. 일정저항의 저항경로가 접점(3)과 (3')사이에 제공되어 있으며, 검지기상에 광비임의 투사점은 접점(3)으로 흐르는 전류 I₁과 접점(3')으로 흐르는 전류 I₂의 크기를 결정해 준다.

광비임이 접점(3) 가까운 지점에서 검지기 표면에 부딪히면, 이 지점과 접점(3)사이의 경로가 낮은 저항을 나타내므로 실제로 모든 전류는 접점(3)으로 흐르는 반면, 투사점과 접점(3')사이의 경로는 높은 저항을 나타내므로 어떤 전류도 접점(3')으로 흐르지 않을 것이다. 전류 I의 전류 I₁과 I₂로의 분할은 감지기 표면상에 광비임의 투사점에 의해 결정되며, 접점(3)과 (3')사이의 경로의 총 저항은 알려져 있으며 일정하므로, 투사점의 위치에 대한 정보는 이 전류들 I₁과 I₂의 측정함으로써 얻어질 수 있다.

본 발명에 따라, 전류 I가 일정하게 유지된다면 전류 I₁과 I₂중 어느 하나만의 측정으로도 광비임의 투사점에 대한 적당한 정보를 얻는데 충분하다.

전술한 실시예에 따르면, 결과적으로 I는 일정하게 유지되고, 전류 I₂는 접지로 방전되고, 전류 I₁은 저항(6)으로 피드백 관계에 있는 연산증폭기(5)에 공급된다. 전류 I₁의 크기를 지시해주는 전압 U₀는 증폭기(5)의 출력단자(7)에 나타나며, 그 출력전압은 본 기술분야에 종사하는 자가 이미 알고 있는 방식대로 위치감지 검지기상의 광비임의 투사점을 지시하도록 처리될 수 있다.

전류는 저항(9)을 통해 DC전압원(8)으로부터 위치감지 검지기(1)로 공급된다. 저항(9) 양단의 전압은 측정되며 피드백루프에 의해 일정하게 유지됨으로 검지기(1)로 흐르는 전류 I는 일정하다. 이 피드백루프는 다음과 같이 배열되어 있다.

기준전압은 두개의 저항(10,11)에 의해 DC전압을 분할하므로써 DC전압원(8)으로부터 얻어진다. 이 저항들의 접속점에 존재하고 있는 기준전압은 적분기로서 동작하기 위해 피드백 캐패시터(13)와 연결되어 있는 연산증폭기(12)의 한 입력에 가해진다. 연산증폭기(12)는 저항(9)과 위치감지 검지기(1)의 중앙단자의 접속점에 연결되어 있는 또다른 입력을 갖고 있다.

저항(9) 양단의 전압의 변화는 적분연산증폭기(12)에 의해서저항(14)을 통해 증폭기로서 동작하기 위해 피드백 저항(15)과 연결되어 있는 연산증폭기(16)에 가해진다. 연산증폭기(16)의 증폭된 출력전압은 저항(17)을 통해 공동 에미터 구성으로 연결되어 있는 트랜지스터(18)에 가해진다. 광원(4)은 트랜지스터(18)의 콜렉터 리드내에 포함되어 있으며, 적당한 양의 전압원에 연결되어 있는 애노드와 트랜지스터(18)의 콜렉터전극에 연결되어 있는 캐소드를 갖고 있는 발광 다이오드이다.

적분연산증폭기(12)는 피드백루프를 안정시키기 위해 제공되며 또 잡음억제 기능을 갖는다.

위치감지 검지기상에서의 발광 다이오드(4)로부터 광비임의 투사점의 위치의 변화로 인한 저항(9)을 통한 전류 I의 변화는 측정되어 LED(4)에 의해 발산되는 광비임의 강도를 조절하는데 사용되므로 전류 I는 실제로 일정하게 유지된다.

본 발명은 위치감지 검지기상에서의 광점의 위치를 결정하기 위한 매우 간단한 회로를 제공하며, 거기서 측정의 정확성은 광점의 강도상의 변화에 의해 영향을 받지 않는다. 어떤 몫도 결정될 필요없이 부분전류중 단 하나, 즉, 실시예에서는 I₁가, 연산증폭기에 의해 매우 정확하게 검지기상의 광점의 위치를 지시하는 출력전압으로 변환됨으로서 매우 정확한 측정이 얻어질 수 있다.

제2도에는 축(21)의 각 위치를 측정하기 위해 장치가 도시되어 있다. 예를들면 발광 다이오드와 같은 광원(22)은 광비임(23)을 발산한다. 특히 렌즈(24)는 거울(26)을 경유하여 단면도로 도시되어 있는 위치감지검지기(25)에 비임(23) 촛점을 맞추어준다. 거울(26)은 축(21)에 고정되어 있다. 광원(22)과 위치감지 검지기(25)는 축(21)이 회전하는 것에 대해 도시되어 있지는 않지만 프레임에 고정적으로 설치되어 있다. 축(21)은 화살표 A로 지시되어 있는 것처럼 왕복 회전운동을 한다. 위치감지 검지기(25)는 도면에 대해 수직으로 연장하는 종방향 크기를 갖고 있다. 위치감지 검지기(25)상에 촛점이 맞추어지는 비임(23)의 투사점위치는 축(21)의 각위치 변화에 따라 변한다. 제1도에 도시되어 있는 전자회로를 적용함으로써, 축(21)의 순간적인 각위치가 높은 정확도로 결정될 수 있다. 그 높은 정확도에도 불구하고, 당해 각 측정장치는 실제구체화하는데 있어서는 아주 작은크기 즉 4×4×2cm를 가지므로 전자회로를 포함하지 못한다.

제3도에는 축(21)의 각위치를 측정하기 위한 장치의 두번째 배열이 나타나 있다. 위치감지 검지기(25)가 고정되어 있는 플랫폼(27)은 축(21)에 고정되어 있다. 광원(23)은 조준된 광비임(23)을 발산하기 위해 배열되어 있다. 축(21)의 각위치상의 변화는 검지기(25)상에서 비임(23)의 투사점의 위치를 변하게 한다. 투사점의 위치는 제1도의 전자회로에 의해 결정되며, 이 위치를 지시해주는 전압은 축(21)을 조절하기 위한 표시장치나 제어장치와 같이 그 자체가 공지되어 있는 장치에 적용하기 위해 출력단자(7)에 나타난다.

제4도에는 축의 각위치를 측정하기 위한 장치의 또다른 배열이 개략적으로 도시되어 있다. 로드(28)는 축(21)에 연결되어 있으며, 로드는 위치감지 검지기(25)의 종방향크기에 평행하게 수평방향으로 왕복운동하기 위해 고정되어 있는 로드(29)에 미끄러지듯이 주축으로 연결되어 있다. 거울(26)은 로드(29)에 부착되어 있다. 광원(22)은 조준된 광비임(23)을 로드(29)의 축과 평행하게 발산한다. 거울(26)은 검지기(25)를 향해 비임(23)을 반사한다. 축(21)의 각위치상의 변화는 로드(28)의 각위치를 변화시키며, 따라서 로드(29), 거울(26)의 위치를 변화시키며 검지기(25)상에 비임(23)의 투사점을 변화시킨다. 또다른 배열에서처럼, 투사점의 위치는 제1도에 도시되어 있는 전자회로에 의해 결정되며 이 위치를 지시해주는 전압은 이 단자에 연결되어 있는 적당한 측정, 제어 또는 표시장치에 적용하기 위해 출력단자(7)에 나타난다.

Claims

하나의 중앙단자(2)와 2개의 끝단자(3,3')를 갖고 있는 위치감지 검지기(1,25)상에 광원(4,22)에 의해 만들어진 광점의 위치를 결정하기 위한 전자회로에 있어서, 위치감지 검지기의 중앙단자에 가해지는 전류(I)를 일정한 레벨로 유지하기 위한 회로를 구비하고, 이 회로는 전류가 측정되게 하기 위한 수단(9)과 광원의 광도를 제어하여 상기 전류의 변화를 보정하기 위한 수단(10-18)을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전자회로.
제1항에 있어서, 전류가 측정되게하고 전류의 변화를 보정하기 위한 회로는 상기 전류가 흐르는 저항, 적분회로 및 증폭회로를 포함하며, 이 적분회로 및 증폭회로는 종속으로 연결되어 있으며 상기 저항 양단에서의 전압강하를 광원에 대한 제어신호로 변환시키기 위해 동작하는 것을 특징으로 하는 전자회로.
제1항 또는 제2항에 있어서, 위치감지 검지기의 양 끝단자중 어느 한 끝단자로 흐르는 부분전류(I₁)는 검지기상의 광점의 위치를 지시해주는 것을 특징으로 하는 전자회로.
제3항에 있어서, 부분전류를 출력전압(U₀)으로 변환시키기 위한 증폭회로를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 전자회로.
제3항에 있어서, 다른 끝단자는 접지에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 전자회로.
하나의 중앙단자와 2개의 끝단자를 갖고 있는 위치감지 검지기상에 광원에 의해 만들어진 광점의 위치를 결정하기 위해 위치감지 검지기의 중앙단자에 가해지는 전류를 일정한 레벨로 유지하기 위한 회로를 구비하고 있는 이 회로는 전류가 측정되게 하기 위한 수단과 광원의 광도를 제어하여 상기 전류의 변화를 보정하기 위한 수단을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전자회로와, 회전부재(21)의 각위치에 따라 위치감지 검지기상의 광점의 위치를 변화시키기 위한 수단(24,26,27,28,29)과로 구성되는 것을 특징으로 하는 회전부재의 각위치 측정장치.
제6항에 있어서, 광원과 위치감지 검지기는 회전부재가 회전하는데 비해 프레임내에 고정적으로 설치되어 있으며, 거울(26)은 광원으로부터 빛을 위치감지 검지기로 반사하도록 회전부재에 연결되어 있으며, 회전부재는 거울과 함께 이동하는 것을 특징으로 하는 전자회로.
제7항에 있어서, 회전부재는 축이며, 거울은 축에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.