JP2000514562A - 光学的な伝送区域の公差の機械的な限界 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は発光器及び受光器を有するサブアセンブリによってコードディスクを走査する走査装置に関する。本発明の課題は、複雑な制御装置を用いることなく、歯（１）と歯溝（３）との長さ比を、パルスとパルス間隔との出力側の比によってエミュレートすることである。このために、アセンブリ用の作動電圧が最大許容レベルにあるとき、コードキャリア上の歯（１）と歯溝（３）との比は、パルスとパルス間隔の比が出力端で１：１であるように、適合される。

Description

【発明の詳細な説明】 光学的な伝送区域の公差の機械的な限界 本発明は、特に操舵角センサ用の、光学式の走査装置に関する。このような走 査装置では、自らの長さに亘って又は自らの円周に亘って分布して複数の歯状セ グメントを有するコードキャリアが設けられている。これらのセグメントは、歯 状セグメントに前置されている発光器によって照射され、セグメント同士の間の 空所を通過する光が前記歯状セグメントに後置された受光器によって測定される 。受光器の出力信号がパルスとパルス間隔との一定の比率、例えば１：１の比率 を有することが、しばしば望まれる。このことを達成するために、パルス整形回 路を用いる必要がある。このパルス整形回路は受信するフォトダイオードの出力 信号を受光器の出力端において方形信号に変換する。出力端において一定のパル ス-間隔比を達成するために、送電端電圧を変えることができるので、光のレベ ルは低下し、かくして、インバータの応答閾値は時間的にずれて受信側に達成さ れる。他の可能性は、応答閾値を受信側で変えるので、このことによって、当該 の出力パルスの最初と最後を再度制御することができることにある。２つの措置 はコストがかかり、複雑な制御を必要とする。 従って、本発明は請求項１の上位概念から明らかな種類の走査装置を前提とし ている。本発明の課題は事前設定された走査比を出力側で簡単な手段によって達 成することである。本発明は、提示された課題を、請求項１の特徴部分から明ら かな特徴の組合せにより解決する。本発明は、原理的には、フォトトランジスタ が飽和近くまで作動するように、送信電流のために比較的高い値を選択すること にある。このことによって、走査装置は、送信側でも、電流又は電圧の変動に対 し及び環境から来る光に対し余り敏感にならない。高められた放出光(Sendestra hlung)によって、受光器の応答閾値が同じであっても、出力側では、時比率が変 わる。出来る限り高い感度に調整されている応答閾値を変えたくないとき、本発 明は、コードキャリア上の歯と歯溝の長さ比を適切な方法で変えること、を提案 する。送信電流の増大によって、パルスとパルス間隔との比が増加されるとき は、入力側で、歯の長さを拡大し、これに応じて、歯溝の長さを縮小する。例え ば、反転回路を用いることによって、コードキャリア上の歯の長さが事前設定さ れている場合に、余りに短い（プラスの）出力パルスが得られるとき、これに応 じて、歯の長さを拡大し、かくて、歯溝の長さを縮小する。その目的は、出力パ ルス（すなわち余りに長いマイナスのパルス）と、対応のパルス間隔との比を増 大するためである。 本発明の改善では、パルスとパルス間隔との好ましい比として、１：１の比が 生じる。 走査手段によって回転角度を測定しようとする場合には、請求項３の特徴によ って、コードキャリアのための特に簡単な構成が得られる。 この場合、請求項４に基づき提案するように、歯はディスクに対し垂直に円形 にディスク縁部に取り付けることができる 発光器及び受光器に関しては、請求項５に記載のように、発光器にフォトトラ ンジスタを設け、受光器にフォトダイオードを設けることが望ましい。 以下、本発明の或る実施の形態を図面を参照して説明する。 図１は、既に提案されたコードディスクの形態の歯の構造と、この構造から発 生する、ダイオードの出力端及びインバータの出力端における信号と、を示す図 である。 図１ａには、知られたコードディスクの縁部における複数の歯１が部分的に示 されている。この場合、これらの歯１は光透過性の領域を示し、歯溝３は図示し ないフォトトランジスタ用の光非透過性の領域を示している。このフォトトラン ジスタの放射光は受信側で図示しないフォトダイオードによって測定される。ダ イオードの出力端では電圧＋ＵＤが生じ、反転制御（回路）を行なう（用いる） 場合には電圧−ＵＤが生じる。既に提案された回路にとって重要であるのは、図 １の最小トリガレベルＡの達成の際に、ダイオードの出力電圧によって、図示し ないインバータが、反転要素が用いられるか否かに応じて、対応のパルス（カー ブＣを参照）を開始するか終了することである。受光器の出力端における電圧の パルスＩの又はパルス間隔の長さ（−ＵＡは反転制御、＋ＵＡは非反転制御）は 図１の最小トリガレベルＡの状態及び／又は図１ａのコードディスク２における 歯１又は歯溝３の長さに拠る。出力信号におけるパルスＩとパルス間隔Ｐとの長 さ比（図ｌｃ）を変更しようとするならば、一方では、制御回路の相応の影響に よって応答閾値を変更することができる。本発明は、ここでは、複数の歯１と歯 溝３との間の長さの比を、図２（図２ａを参照せよ）に示するように、対応の方 法で変更することを、簡略に提案する。図１及び２の図ｂには、コードディスク に対する絞りの、時間ｔと共に変化する状態が、なお記号で示されている。出力 信号の発生のためには、絞りＢ（図Ｉｂを参照せよ）に対する、コードディスク （図１ａを参照せよ）における歯１の相対運動のみが重要である。図には、図１ ａの歯１に対する絞りＢの位置の変更が破線で示されている。しかし乍ら、通常 は、すべてが互いにほぼ整列している絞り、発光器及び受光器の位置が局所的に 定まっているのに対し、パルスディスク上の歯は絞りの付近を通過するようにな っている。 図２はコードディスク２では歯１の長さが歯溝３に対して拡大されたことを示 している。このことによって、１：１という、パルスとパルス間隔との所望のリ ング比(Ringverhaeltnis)が達成される。 本発明は、発光器及び受光器（フォトトランジスタ及びフォトダイオード）が 市販の構成要素として提供されるという観点でも見ることができる。この場合、 この構成要素に供給される電圧の制御によって、パルスとパルス間隔との比が、 入力側の比が事前設定されている場合、出力側で制御される。この構成要素に供 給される電圧を著しく高めるとき、出力側で発さられたパルスは、パルス間隔に 対し比較的大きくなる。歯と歯溝との比を、構成要素に印加された大きな電圧の 場合に、受器の出力端におけるパルスとパルス間隔との比と一致しようとすると きは、歯の長さを増大しなければならない。 かくして、本発明は以下のように略述される。つまり、操舵角センサ(Lenkwin kelsensor)（LWS）の光学式の走査ユニットは意識的に「機械的に粗く」保たれ る。このことによって、走査ユニットを容易に製造することができ、作動中の汚 染の危険性は減る。このことは、汚染の危険性があるので、絞りが非常に幅広で あることを意味する。 しかし乍ら、ＬＷＳのコードディスク（歯及び歯溝）の光学式走査の際に、絞 りで作業がなされることに、注意しなければならない。一定で、正確なパルス- 間隔比（ＰＰＶ）を得るためには、光学的区域（フォトトランジスタ及びフォト ダイオード）を一定の作業点で作動しなければならない。この機能方法では、Ｌ ＥＤ電流を制御しなければならず、これは非常にコストがかかる。 本発明では、コードディスクの歯は、最大ＬＥＤ電流の場合に５０％対５０％ のＰＰＶが調整されるような寸法である。 以下のような利点が得られる。つまり、出力信号の質は最早光度（ＬＥＤ電流 ）に拠らず、汚染に対し鈍感である。更に、ＬＥＤの老化は重要でなく、連続散 乱(Serienstreuung)をレーザ調整によって最早補償する必要はない。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．光を交互に透過及び非透過する領域を有するコードキャリアと、前記領域 に光を照射する発光器と、前記領域を通過する光を測定する受光器と、を具備し 、前記受光器の出力信号は、パルス長とパルス間隔との所定の比を有する一連の パルスからなる、特に操舵角センサ用の、光学式の走査装置において、 前記発光器は、非常に高くて好ましくは最大の出力で作動され、前記コードキ ャリア上の前記互いに交互する領域における長さ比は、前記受光器の出力信号が 所定の長さ比に達するように、選択されていること、を特徴とする走査装置。 ２．長さ比が１：１であること、を特徴とする請求項１に記載の走査装置。 ３．前記コードキャリア（２）は前記領域（１，３）が円形に周設されている 歯状ディスクであること、を特徴とする請求項１又は２に記載の走査装置。 ４．前記ディスクは、このディスクの回転軸に対し環状にかつ前記ディスクに 対し同軸に設けられかつ前記歯（１）が嵌め込まれている環状突起を有すること 、を特徴とする請求項３に記載の走査装置。 ５．前記発光器はフォトトランジスタを、前記受光器はフォトダイオードを有 すること、を特徴とする請求項１乃至４のいずれか１に記載の走査装置。