JPH0566126A - 回転角検出装置 - Google Patents
回転角検出装置Info
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- JPH0566126A JPH0566126A JP25697791A JP25697791A JPH0566126A JP H0566126 A JPH0566126 A JP H0566126A JP 25697791 A JP25697791 A JP 25697791A JP 25697791 A JP25697791 A JP 25697791A JP H0566126 A JPH0566126 A JP H0566126A
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- 101001080808 Homo sapiens PH and SEC7 domain-containing protein 2 Proteins 0.000 description 1
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Landscapes
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 回転板が偏心して取り付けられていたり、回
転軸と軸受との間に『がた』があったりていても回転板
の回転角を正確に検出する。 【構成】 回転板13に回転角θに比例して半径方向の
距離が変化する検出用透光部15を形成すると共に、一
定半径の基準用透光部16を形成する。これらの透光部
15,16を挟んでLED17,18及びPSD19,
20を配設する。PSD19,20により検出用透光部
15及び基準用透光部16を透過した光を検出してそれ
らの差を演算することにより、相対的な距離を求めて回
転角θを求めるので、回転板13が偏心して取り付けら
れたり回転軸と軸受に『がた』があっても正確に回転板
13の回転角θを検出できる。
転軸と軸受との間に『がた』があったりていても回転板
の回転角を正確に検出する。 【構成】 回転板13に回転角θに比例して半径方向の
距離が変化する検出用透光部15を形成すると共に、一
定半径の基準用透光部16を形成する。これらの透光部
15,16を挟んでLED17,18及びPSD19,
20を配設する。PSD19,20により検出用透光部
15及び基準用透光部16を透過した光を検出してそれ
らの差を演算することにより、相対的な距離を求めて回
転角θを求めるので、回転板13が偏心して取り付けら
れたり回転軸と軸受に『がた』があっても正確に回転板
13の回転角θを検出できる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、回転軸に取着された回
転板を挟んで対向する投光素子及び受光素子を備え、そ
の受光素子からの受光信号に基づいて回転板の回転角を
検出する回転角検出装置に関する。
転板を挟んで対向する投光素子及び受光素子を備え、そ
の受光素子からの受光信号に基づいて回転板の回転角を
検出する回転角検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】この種の回転角検出装置の一例を図10
を参照して説明する。即ち、図10において、回転軸1
にはガラス或はプラスチックを主体としてなる回転板2
が取着されており、その回転板2の表面には不透明層3
が形成されている。この不透明層3の一部は渦巻状に除
去されており、これによりスリット4が形成されてい
る。このスリット4は、回転軸1の中心Oからこのスリ
ット4までの距離をr,基準位置(0°)から反時計回
りの角度をθとした場合、 r=p×θ+q …(1) (但し、p,qはスリット4の形状により決まる定数で
ある)という関係を満たす形状に設定されている。
を参照して説明する。即ち、図10において、回転軸1
にはガラス或はプラスチックを主体としてなる回転板2
が取着されており、その回転板2の表面には不透明層3
が形成されている。この不透明層3の一部は渦巻状に除
去されており、これによりスリット4が形成されてい
る。このスリット4は、回転軸1の中心Oからこのスリ
ット4までの距離をr,基準位置(0°)から反時計回
りの角度をθとした場合、 r=p×θ+q …(1) (但し、p,qはスリット4の形状により決まる定数で
ある)という関係を満たす形状に設定されている。
【0003】そして、スリット4を挟んで対向するよう
に投光素子(図示せず)及び受光素子5が配設されてい
る。この受光素子5は、回転軸1の径方向に沿った入射
光の位置を検出するPSD(position sensitive detec
tor )から成り、これは受光位置に応じた受光信号を出
力する。
に投光素子(図示せず)及び受光素子5が配設されてい
る。この受光素子5は、回転軸1の径方向に沿った入射
光の位置を検出するPSD(position sensitive detec
tor )から成り、これは受光位置に応じた受光信号を出
力する。
【0004】このような構成とすることにより、回転板
2が回転すると、投光素子からスリット4を介して受光
素子5に入射する光の位置は、径方向つまり受光素子5
の検出方向に沿って変化する。そして、その変化する受
光素子5の受光位置は、上述の式(1)に従った関係で
回転板2の回転角θに応じて変化するので、受光信号を
検出することにより、逆に回転板2の回転角θを検出す
ることができるのである。
2が回転すると、投光素子からスリット4を介して受光
素子5に入射する光の位置は、径方向つまり受光素子5
の検出方向に沿って変化する。そして、その変化する受
光素子5の受光位置は、上述の式(1)に従った関係で
回転板2の回転角θに応じて変化するので、受光信号を
検出することにより、逆に回転板2の回転角θを検出す
ることができるのである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような従来構成のものでは、受光素子5からの受光信号
のレベルは回転板2の回転角と比例関係となっているこ
とが検出の前提条件であるので、回転板2が回転軸1に
対して偏心した状態に取付けられている場合や、或は回
転軸1と軸受との間に『がた』がある場合には、前述の
回転中心からの距離rの値が前記式(1)に示した関係
を満足しなくなる。この結果、受光素子から出力される
受光信号の信号レベルが回転板2の回転角と比例しなく
なり、受光信号に基づく回転板2の回転角θの検出は不
正確となってしまう。
ような従来構成のものでは、受光素子5からの受光信号
のレベルは回転板2の回転角と比例関係となっているこ
とが検出の前提条件であるので、回転板2が回転軸1に
対して偏心した状態に取付けられている場合や、或は回
転軸1と軸受との間に『がた』がある場合には、前述の
回転中心からの距離rの値が前記式(1)に示した関係
を満足しなくなる。この結果、受光素子から出力される
受光信号の信号レベルが回転板2の回転角と比例しなく
なり、受光信号に基づく回転板2の回転角θの検出は不
正確となってしまう。
【0006】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、回転板が回転軸に対して偏心して取付
けられている場合や、或は回転軸と軸受との間に『が
た』が生じているために回転に伴なう回転板の位置が不
安定になっているような場合でも、回転板の回転角を精
度良く検出することができる回転角検出装置を提供する
にある。
で、その目的は、回転板が回転軸に対して偏心して取付
けられている場合や、或は回転軸と軸受との間に『が
た』が生じているために回転に伴なう回転板の位置が不
安定になっているような場合でも、回転板の回転角を精
度良く検出することができる回転角検出装置を提供する
にある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の回転角検出装置
は、回転軸に取着された回転板に形成された所定半径の
環状の基準用透光部と、前記回転板に周方向に沿い且つ
該回転板の回転中心からの距離が連続的に変化する形状
に形成された検出用透光部と、前記基準用透光部及び検
出用透光部に向けて投光する投光素子と、前記回転板を
挟んで前記投光素子と対向するように配置され前記基準
用透光部を透過する光を受光し前記回転板の径方向に対
する受光位置を検出する基準用受光素子と、前記回転板
を挟んで前記投光素子と対向するように配置され前記検
出用透光部を透過する光を受光し前記回転板の径方向に
対する受光位置を検出する検出用受光素子と、これら基
準用受光素子及び検出用受光素子からの受光信号に基づ
いて前記回転板の回転角を演算する演算手段とを設けて
構成したところに特徴を有する。
は、回転軸に取着された回転板に形成された所定半径の
環状の基準用透光部と、前記回転板に周方向に沿い且つ
該回転板の回転中心からの距離が連続的に変化する形状
に形成された検出用透光部と、前記基準用透光部及び検
出用透光部に向けて投光する投光素子と、前記回転板を
挟んで前記投光素子と対向するように配置され前記基準
用透光部を透過する光を受光し前記回転板の径方向に対
する受光位置を検出する基準用受光素子と、前記回転板
を挟んで前記投光素子と対向するように配置され前記検
出用透光部を透過する光を受光し前記回転板の径方向に
対する受光位置を検出する検出用受光素子と、これら基
準用受光素子及び検出用受光素子からの受光信号に基づ
いて前記回転板の回転角を演算する演算手段とを設けて
構成したところに特徴を有する。
【0008】また、本発明の回転角検出装置は、回転軸
に取着された回転板に形成された所定半径の環状の基準
用透光部と、前記回転板に周方向に沿い且つ該回転板の
回転中心からの距離が連続的に変化する形状に形成され
た検出用透光部と、前記回転板の周方向に沿って所定角
度だけ間隔を存して配置され前記基準用透光部及び検出
用透光部に向けて投光する第1及び第2の投光素子と、
前記回転板を挟んで前記第1及び第2の投光素子と夫々
対向するように配置され前記基準用透光部を透過する光
を受光し前記回転板の径方向に対する受光位置を検出す
る第1及び第2の基準用受光素子と、前記回転板を挟ん
で前記第1及び第2の投光素子と夫々対向するように配
置され前記検出用透光部を透過する光を受光し前記回転
板の径方向に対する受光位置を検出する第1及び第2の
検出用受光素子と、これら第1及び第2の基準用受光素
子及び第1及び第2の検出用受光素子からの受光信号に
基づいて前記回転板の回転角を演算する演算手段とを設
ける構成としても良い。
に取着された回転板に形成された所定半径の環状の基準
用透光部と、前記回転板に周方向に沿い且つ該回転板の
回転中心からの距離が連続的に変化する形状に形成され
た検出用透光部と、前記回転板の周方向に沿って所定角
度だけ間隔を存して配置され前記基準用透光部及び検出
用透光部に向けて投光する第1及び第2の投光素子と、
前記回転板を挟んで前記第1及び第2の投光素子と夫々
対向するように配置され前記基準用透光部を透過する光
を受光し前記回転板の径方向に対する受光位置を検出す
る第1及び第2の基準用受光素子と、前記回転板を挟ん
で前記第1及び第2の投光素子と夫々対向するように配
置され前記検出用透光部を透過する光を受光し前記回転
板の径方向に対する受光位置を検出する第1及び第2の
検出用受光素子と、これら第1及び第2の基準用受光素
子及び第1及び第2の検出用受光素子からの受光信号に
基づいて前記回転板の回転角を演算する演算手段とを設
ける構成としても良い。
【0009】
【作用】請求項1記載の回転角検出装置によれば、次の
ようにして回転板の回転角が検出できる。即ち、回転板
に形成された基準用透光部は所定半径で環状であるの
で、回転板の回転に伴い投光素子からこの基準用透光部
を介して基準用受光素子に入射される光の受光位置は回
転板の径方向の一定の位置となる。一方、回転板に形成
された検出用透光部は回転板の回転中心からの距離が連
続的に変化する形状とされているので、回転板の回転に
伴い投光素子からこの検出用透光部を介して検出用受光
素子に入射される光の径方向の受光位置はその回転角に
応じて連続的に変化する。従って、基準用受光素子から
の受光信号に対する検出用受光素子からの受光信号の値
を演算手段により演算してそれらの差をとると、回転板
の回転角に相当する値を得ることができる。
ようにして回転板の回転角が検出できる。即ち、回転板
に形成された基準用透光部は所定半径で環状であるの
で、回転板の回転に伴い投光素子からこの基準用透光部
を介して基準用受光素子に入射される光の受光位置は回
転板の径方向の一定の位置となる。一方、回転板に形成
された検出用透光部は回転板の回転中心からの距離が連
続的に変化する形状とされているので、回転板の回転に
伴い投光素子からこの検出用透光部を介して検出用受光
素子に入射される光の径方向の受光位置はその回転角に
応じて連続的に変化する。従って、基準用受光素子から
の受光信号に対する検出用受光素子からの受光信号の値
を演算手段により演算してそれらの差をとると、回転板
の回転角に相当する値を得ることができる。
【0010】しかして、回転板が回転軸の回転中心に対
して偏心して取付けられていたり或は回転軸と軸受との
間に『がた』等が生ずることにより回転板の回転状態が
不安定になっているような場合には、回転軸の回転に伴
う回転板の回転状態が不安定となり、投光素子から基準
用透光部を介して基準用受光素子に入射される光の位置
が回転板の回転角に応じて変化するようになる。つま
り、この場合には、基準用受光素子の受光信号は上述と
異なり一定の値とならず、レベルが変化する受光信号と
して出力される。しかし、このような場合においても、
回転板の基準用透光部と検出用透光部との位置関係は変
化しないので、演算手段により上述同様にして基準用受
光素子からの受光信号と検出用受光素子からの受光信号
との差を演算して求めることにより回転板の回転角に相
当する値を正確に検出することができる。
して偏心して取付けられていたり或は回転軸と軸受との
間に『がた』等が生ずることにより回転板の回転状態が
不安定になっているような場合には、回転軸の回転に伴
う回転板の回転状態が不安定となり、投光素子から基準
用透光部を介して基準用受光素子に入射される光の位置
が回転板の回転角に応じて変化するようになる。つま
り、この場合には、基準用受光素子の受光信号は上述と
異なり一定の値とならず、レベルが変化する受光信号と
して出力される。しかし、このような場合においても、
回転板の基準用透光部と検出用透光部との位置関係は変
化しないので、演算手段により上述同様にして基準用受
光素子からの受光信号と検出用受光素子からの受光信号
との差を演算して求めることにより回転板の回転角に相
当する値を正確に検出することができる。
【0011】請求項2記載の回転角検出装置によれば、
次のようにして回転板の回転角が検出される。これは、
回転板が1回転する間に検出用受光素子の受光信号が2
回以上同じ値となるような検出用透光部を設けている場
合に好適するもので、例えば、検出用透光部が環状で回
転板の回転中心に対して偏心した位置に設けられている
ような場合である。
次のようにして回転板の回転角が検出される。これは、
回転板が1回転する間に検出用受光素子の受光信号が2
回以上同じ値となるような検出用透光部を設けている場
合に好適するもので、例えば、検出用透光部が環状で回
転板の回転中心に対して偏心した位置に設けられている
ような場合である。
【0012】この場合には、第1及び第2の検出用受光
素子の夫々は回転板の周方向に沿って所定角度だけ間隔
を存して配置されているので、夫々の検出用受光素子か
らの受光信号は位相がずれた信号として検出される。従
って、1個の検出用受光素子では回転板の1回転の間に
同じ値を2回とる場合でも、第1及び第2の検出用受光
素子の受光信号を比較することにより回転板の1回転分
で異なる値として検出することができる。
素子の夫々は回転板の周方向に沿って所定角度だけ間隔
を存して配置されているので、夫々の検出用受光素子か
らの受光信号は位相がずれた信号として検出される。従
って、1個の検出用受光素子では回転板の1回転の間に
同じ値を2回とる場合でも、第1及び第2の検出用受光
素子の受光信号を比較することにより回転板の1回転分
で異なる値として検出することができる。
【0013】また、前述同様に、回転板が偏心して取り
付けられていたり、或は『がた』が生じている場合で
も、演算手段により第1及び第2の基準用受光素子から
の受光信号に基づいて演算を行なえば常に正確な回転角
を検出することができる。
付けられていたり、或は『がた』が生じている場合で
も、演算手段により第1及び第2の基準用受光素子から
の受光信号に基づいて演算を行なえば常に正確な回転角
を検出することができる。
【0014】
【実施例】以下、本発明の第1の実施例について図1乃
至図4を参照して説明する。
至図4を参照して説明する。
【0015】即ち、縦断側面を示す図2において、回転
軸11はケース12に枢支されており、これは、図示し
ない検出対象の回転に伴って回転するようになってい
る。この回転軸11には円盤状の回転板13が固定され
ている。この回転板13はガラス或はプラスチック等の
透明部材を主体としてなり、その表面にはクロム等の金
属膜が蒸着されて不透明層14が形成されている。
軸11はケース12に枢支されており、これは、図示し
ない検出対象の回転に伴って回転するようになってい
る。この回転軸11には円盤状の回転板13が固定され
ている。この回転板13はガラス或はプラスチック等の
透明部材を主体としてなり、その表面にはクロム等の金
属膜が蒸着されて不透明層14が形成されている。
【0016】この不透明層14は部分的にエッチング処
理により除去されており、図1に示すように、検出用透
光部15(図1参照)及び基準用透光部16が形成され
ている。この基準用透光部16は、回転板13の回転中
心Oから所定半径の位置で環状に形成されている。ま
た、検出用透光部15は、基準用透光部16の内側に位
置し回転板13の回転中心に対する距離rが基準位置
(θ=0°)からの回転角θに比例して連続的に変化す
るように形成されている。つまり、この関係を式で表わ
すと、 r=a×θ+b …(2) のようになり、ここでa,bは検出用透光部15の形状
によって決まる定数である。
理により除去されており、図1に示すように、検出用透
光部15(図1参照)及び基準用透光部16が形成され
ている。この基準用透光部16は、回転板13の回転中
心Oから所定半径の位置で環状に形成されている。ま
た、検出用透光部15は、基準用透光部16の内側に位
置し回転板13の回転中心に対する距離rが基準位置
(θ=0°)からの回転角θに比例して連続的に変化す
るように形成されている。つまり、この関係を式で表わ
すと、 r=a×θ+b …(2) のようになり、ここでa,bは検出用透光部15の形状
によって決まる定数である。
【0017】投光素子たる発光ダイオード(以下LED
と称する)17,18はケース12内部の上面に配設さ
れ、検出用受光素子たる検出用PSD19及び基準用受
光素子たる基準用PSD20は、回転板13の径方向に
対する受光位置を検出するようにケース12内部の下面
に配設されている。そして、LED17と検出用PSD
19とは回転板13の検出用透光部15を挟んで対向す
るように配置され、LED18と基準用PSD20とは
回転板13の基準用透光部16を挟んで対向するように
配置されている。
と称する)17,18はケース12内部の上面に配設さ
れ、検出用受光素子たる検出用PSD19及び基準用受
光素子たる基準用PSD20は、回転板13の径方向に
対する受光位置を検出するようにケース12内部の下面
に配設されている。そして、LED17と検出用PSD
19とは回転板13の検出用透光部15を挟んで対向す
るように配置され、LED18と基準用PSD20とは
回転板13の基準用透光部16を挟んで対向するように
配置されている。
【0018】さて、図3は電気的構成の概略を示してお
り、検出用PSD19,基準用PSD20の出力端子は
夫々増幅器21,22を介して演算手段たる引算器23
に接続されている。増幅器21,22は各PSD19,
20から与えられる電流信号S1,S2を増幅し、電圧
信号V1,V2に変換して出力するもので、引算器23
はそれらの電圧信号V1,V2の差V12(=V1−V
2)を演算して出力するようになっている。
り、検出用PSD19,基準用PSD20の出力端子は
夫々増幅器21,22を介して演算手段たる引算器23
に接続されている。増幅器21,22は各PSD19,
20から与えられる電流信号S1,S2を増幅し、電圧
信号V1,V2に変換して出力するもので、引算器23
はそれらの電圧信号V1,V2の差V12(=V1−V
2)を演算して出力するようになっている。
【0019】次に本実施例の作用について図4をも参照
して説明する。
して説明する。
【0020】図示しない検出対象の回転に伴って回転軸
11,回転板13が回転すると、これに応じて検出用透
光部15及び基準用透光部16が回転移動する。この場
合、基準用透光部16は回転板13の回転中心Oを中心
とした円環状に形成されているので、回転移動している
状態でも、原理的にはLED18から基準用透光部16
を介して基準用PSD20に入射する光の位置は変動し
ない。
11,回転板13が回転すると、これに応じて検出用透
光部15及び基準用透光部16が回転移動する。この場
合、基準用透光部16は回転板13の回転中心Oを中心
とした円環状に形成されているので、回転移動している
状態でも、原理的にはLED18から基準用透光部16
を介して基準用PSD20に入射する光の位置は変動し
ない。
【0021】一方、回転板13の回転に伴って回転移動
する検出用透光部15は式(2)に示した関係で径方向
の距離が変化する螺旋状に形成されているので、LED
17から検出用透光部15を介して検出用PSD19に
入射する光の位置は、回転板13の回転角θに応じて連
続的に変化するようになる。
する検出用透光部15は式(2)に示した関係で径方向
の距離が変化する螺旋状に形成されているので、LED
17から検出用透光部15を介して検出用PSD19に
入射する光の位置は、回転板13の回転角θに応じて連
続的に変化するようになる。
【0022】従って、検出用PSD19の受光信号S1
は、式(2)の関係から、 S1=A×θ+B …(3) として得られ(但し、式(3)中のA,Bは定数であ
る)、また、基準用PSD20の受光信号S2は、 S2=C(一定) …(4) として得られる。
は、式(2)の関係から、 S1=A×θ+B …(3) として得られ(但し、式(3)中のA,Bは定数であ
る)、また、基準用PSD20の受光信号S2は、 S2=C(一定) …(4) として得られる。
【0023】そして、増幅器21,22においては、夫
々与えられた受光信号S1,S2を増幅すると共に電圧
信号V1,V2に変換して引算器23に与える。引算器
23は与えられた電圧信号V1,V2の差V1−V2を
演算して出力信号V12として出力する。従って、出力
信号V12は上記した受光信号S1からS2を引算した
値S12(=S1−S2)に対応する値として引算器2
3から出力されることになる。つまり、式(3),
(4)からS12は、 S12=S1−S2 =A×θ+(B−C) =A×θ+D …(5) となるので、S12即ち引算器23の出力V12は回転
角θに比例している値として得られるのである(但しD
(=B−C)は定数である)。
々与えられた受光信号S1,S2を増幅すると共に電圧
信号V1,V2に変換して引算器23に与える。引算器
23は与えられた電圧信号V1,V2の差V1−V2を
演算して出力信号V12として出力する。従って、出力
信号V12は上記した受光信号S1からS2を引算した
値S12(=S1−S2)に対応する値として引算器2
3から出力されることになる。つまり、式(3),
(4)からS12は、 S12=S1−S2 =A×θ+(B−C) =A×θ+D …(5) となるので、S12即ち引算器23の出力V12は回転
角θに比例している値として得られるのである(但しD
(=B−C)は定数である)。
【0024】従って、上述のようにして引算器23の出
力電圧V12の値に基づいて回転板13の回転角θが図
4に示すように対応づけることができるので、基準位置
(0°)から360°近くまでの全範囲で回転板13の
回転角θを検出することができるのである。
力電圧V12の値に基づいて回転板13の回転角θが図
4に示すように対応づけることができるので、基準位置
(0°)から360°近くまでの全範囲で回転板13の
回転角θを検出することができるのである。
【0025】ところで、回転板13が、回転軸11に対
して偏心した位置に取り付けられていたり或は回転軸1
1がケース12の軸受部分との間で『がた』が生じて回
転板13の回転位置が不安定となっている場合には、各
PSD19,20からの受光信号S1,S2が共に不安
定に変動するようになって、式(3),(4)の関係を
満たさなくなる。
して偏心した位置に取り付けられていたり或は回転軸1
1がケース12の軸受部分との間で『がた』が生じて回
転板13の回転位置が不安定となっている場合には、各
PSD19,20からの受光信号S1,S2が共に不安
定に変動するようになって、式(3),(4)の関係を
満たさなくなる。
【0026】しかしながら、上述のような場合でも、回
転板13に形成された検出用透光部15と基準用透光部
16との相対的な位置は変動することがないので、PS
D19,20の受光信号S1,S2の値は回転板13が
偏心している分だけ夫々に等しく加算或は減算された信
号として出力される。
転板13に形成された検出用透光部15と基準用透光部
16との相対的な位置は変動することがないので、PS
D19,20の受光信号S1,S2の値は回転板13が
偏心している分だけ夫々に等しく加算或は減算された信
号として出力される。
【0027】そこで、いま回転角θにおける回転板13
の偏心による受光信号のずれ成分をΔSとすると、PS
D19,20の受光信号S1,S2は、式(3),
(4)から、 S1=A×θ+B+ΔS …(6) S2=C+ΔS …(7) と表わすことができ、これらから引算器23の出力V1
2に相当する信号S12を式(5)に従って求めると、
回転板13の偏心によるずれ成分ΔSは相殺するので、
結局式(5)の結果と同じになる。
の偏心による受光信号のずれ成分をΔSとすると、PS
D19,20の受光信号S1,S2は、式(3),
(4)から、 S1=A×θ+B+ΔS …(6) S2=C+ΔS …(7) と表わすことができ、これらから引算器23の出力V1
2に相当する信号S12を式(5)に従って求めると、
回転板13の偏心によるずれ成分ΔSは相殺するので、
結局式(5)の結果と同じになる。
【0028】つまり、回転板13の偏心により生じた受
光信号のずれ成分ΔSがある場合でも、検出用透光部1
5と基準用透光部16との相対的な位置関係は不変であ
るので、ずれ成分ΔSは引算器23における引算により
相殺されることになり、偏心が生じていない正常な場合
と同様の検出結果を得ることができるのである。
光信号のずれ成分ΔSがある場合でも、検出用透光部1
5と基準用透光部16との相対的な位置関係は不変であ
るので、ずれ成分ΔSは引算器23における引算により
相殺されることになり、偏心が生じていない正常な場合
と同様の検出結果を得ることができるのである。
【0029】このような本実施例によれば、検出用透光
部15及び基準用透光部16を設けてその夫々を透過す
る光の位置に基づいて相対的な位置の差により回転板1
3の回転角θを検出するようにしたので、回転板13が
偏心していたり回転軸11に『がた』が生じている場合
のように検出用透光部15を透過する光の位置が不安定
となるときでも、回転板13の回転角θを正確に検出す
ることができる。
部15及び基準用透光部16を設けてその夫々を透過す
る光の位置に基づいて相対的な位置の差により回転板1
3の回転角θを検出するようにしたので、回転板13が
偏心していたり回転軸11に『がた』が生じている場合
のように検出用透光部15を透過する光の位置が不安定
となるときでも、回転板13の回転角θを正確に検出す
ることができる。
【0030】図5及び図6は本発明の第2の実施例を示
し、以下、第1の実施例と異なる部分についてのみ説明
する。即ち、本実施例においては、第1の実施例におけ
る検出用透光部15に代えて円環状をなす検出用透光部
24を設けた構成としており、この検出用透光部24
は、その中心Pが回転板13の回転中心Oに対して僅か
に偏心した位置に設定されているものである。
し、以下、第1の実施例と異なる部分についてのみ説明
する。即ち、本実施例においては、第1の実施例におけ
る検出用透光部15に代えて円環状をなす検出用透光部
24を設けた構成としており、この検出用透光部24
は、その中心Pが回転板13の回転中心Oに対して僅か
に偏心した位置に設定されているものである。
【0031】このような検出用透光部24を用いること
により、回転板13の回転中心Oからの検出用透光部2
4までの距離rは回転板13の回転角θに応じて、 r=a× sinθ+b …(8) という関係を満たすように変化する(但し、a,bは検
出用透光部24の形状により決まる定数である)。
により、回転板13の回転中心Oからの検出用透光部2
4までの距離rは回転板13の回転角θに応じて、 r=a× sinθ+b …(8) という関係を満たすように変化する(但し、a,bは検
出用透光部24の形状により決まる定数である)。
【0032】従って、回転板13の回転によって検出用
透光部24を介して検出用PSD19により受光される
LED17からの光の位置は、上式(8)に示す関係を
満たしながら変化する。このとき、検出用PSD19に
おける受光信号S1は、上式(8)に基づいて、 S1=A× sinθ+B …(9) で表わされる関係で変化する(但し、A,Bは定数であ
る)。
透光部24を介して検出用PSD19により受光される
LED17からの光の位置は、上式(8)に示す関係を
満たしながら変化する。このとき、検出用PSD19に
おける受光信号S1は、上式(8)に基づいて、 S1=A× sinθ+B …(9) で表わされる関係で変化する(但し、A,Bは定数であ
る)。
【0033】一方、基準用透光部16を介してPSD2
0により検出される受光信号S2は、第1の実施例と同
様に一定の値として得られるので、引算器23により差
の演算をした結果の検出信号S12の値により、図6に
示すように、回転板13の回転角θに応じて正弦曲線に
従って変化する関係が得られる。これにより、検出信号
S12の値から、回転板13の回転角θをプラスマイナ
ス90°つまり180°の範囲で一義的に決定すること
ができる。
0により検出される受光信号S2は、第1の実施例と同
様に一定の値として得られるので、引算器23により差
の演算をした結果の検出信号S12の値により、図6に
示すように、回転板13の回転角θに応じて正弦曲線に
従って変化する関係が得られる。これにより、検出信号
S12の値から、回転板13の回転角θをプラスマイナ
ス90°つまり180°の範囲で一義的に決定すること
ができる。
【0034】また、この第2の実施例においても、検出
用透光部24を透過する光を検出用PSD19で受け、
基準用透光部16を透過する光を基準用PSD20で受
け、各PSD19,20からの受光信号の差を演算する
ことにより、回転板13の回転角θを求める構成として
いるので、第1の実施例と同様に、回転板13の偏心或
は『がた』がある場合でも、正確な検出を行うことがで
きるものである。
用透光部24を透過する光を検出用PSD19で受け、
基準用透光部16を透過する光を基準用PSD20で受
け、各PSD19,20からの受光信号の差を演算する
ことにより、回転板13の回転角θを求める構成として
いるので、第1の実施例と同様に、回転板13の偏心或
は『がた』がある場合でも、正確な検出を行うことがで
きるものである。
【0035】図7乃至図9は本発明の第3の実施例を示
しており、以下、第2の実施例と異なる部分についての
み説明する。即ち、この第3の実施例においては、第2
の実施例における回転角θの検出範囲が180°である
のに対して、回転板13の全周に渡ってつまり360°
に渡って回転角θを一義的に検出できるようにしたもの
である。
しており、以下、第2の実施例と異なる部分についての
み説明する。即ち、この第3の実施例においては、第2
の実施例における回転角θの検出範囲が180°である
のに対して、回転板13の全周に渡ってつまり360°
に渡って回転角θを一義的に検出できるようにしたもの
である。
【0036】図7において、回転板13に設けられたL
ED17,18,検出用PSD19及び基準用PSD2
0は、夫々第1の投光素子,第1の検出用受光素子及び
第1の基準用受光素子に対応するもので、これらにより
第1の検出部25が構成されており、この第1の検出部
25と回転角にして90°離れた位置に第2の検出部2
6が設けられている。
ED17,18,検出用PSD19及び基準用PSD2
0は、夫々第1の投光素子,第1の検出用受光素子及び
第1の基準用受光素子に対応するもので、これらにより
第1の検出部25が構成されており、この第1の検出部
25と回転角にして90°離れた位置に第2の検出部2
6が設けられている。
【0037】この第2の検出部26は、第1の検出部2
5と同様に、第2の投光素子たるLED27,28,第
2の検出用受光素子たる検出用PSD29及び第2の基
準用受光素子たる基準用PSD30から構成されてい
る。
5と同様に、第2の投光素子たるLED27,28,第
2の検出用受光素子たる検出用PSD29及び第2の基
準用受光素子たる基準用PSD30から構成されてい
る。
【0038】また、図8には電気的構成を示しており、
第2の実施例における電気的構成(図3参照)に加え
て、同様の処理回路が構成されている。即ち、基準用P
SD29及び検出用PSD30は夫々増幅器31,32
を介して引算器33に接続されており、各PSD29,
30からの受光信号S3,S4は夫々増幅器31,32
により増幅されると共に電圧信号V3,V4に変換され
た後、引算器33により差の演算が行われる。そして、
引算器23及び引算器33の出力端子は演算器34に接
続されており、この演算器34により、後述するように
回転板13の回転角θが演算して出力されるようになっ
ている。
第2の実施例における電気的構成(図3参照)に加え
て、同様の処理回路が構成されている。即ち、基準用P
SD29及び検出用PSD30は夫々増幅器31,32
を介して引算器33に接続されており、各PSD29,
30からの受光信号S3,S4は夫々増幅器31,32
により増幅されると共に電圧信号V3,V4に変換され
た後、引算器33により差の演算が行われる。そして、
引算器23及び引算器33の出力端子は演算器34に接
続されており、この演算器34により、後述するように
回転板13の回転角θが演算して出力されるようになっ
ている。
【0039】このような構成によれば、検出用PSD1
9により検出される受光信号S1は、第2の実施例と同
様にして式(9)で示したとおり正弦関数に従って変化
する値として得られる。また、検出用PSD30により
検出される受光信号S3については、同様にして求める
と、 S3=A× cosθ+B …(10) として得られる(但し、A,Bは定数である)。つま
り、受光信号S3は回転角θに対して余弦関数に従って
変化する値となる。
9により検出される受光信号S1は、第2の実施例と同
様にして式(9)で示したとおり正弦関数に従って変化
する値として得られる。また、検出用PSD30により
検出される受光信号S3については、同様にして求める
と、 S3=A× cosθ+B …(10) として得られる(但し、A,Bは定数である)。つま
り、受光信号S3は回転角θに対して余弦関数に従って
変化する値となる。
【0040】図9には、これらの受光信号の値と回転角
θとの関係を示しており、演算器34においては、これ
ら引算器23,33から与えられる受光信号に従ってそ
れらの極性と値とから回転板13の1周に渡る回転角θ
を1対1で対応させて一義的に決定して出力する。
θとの関係を示しており、演算器34においては、これ
ら引算器23,33から与えられる受光信号に従ってそ
れらの極性と値とから回転板13の1周に渡る回転角θ
を1対1で対応させて一義的に決定して出力する。
【0041】従って、このような第3の実施例によって
も、夫々基準用PSD20,30により回転板13の回
転中心からのずれを検出しているので、第1及び第2の
実施例と同様に、回転板13の取り付け状態が偏心して
いたり、或は回転軸の軸受部分に『がた』が生じている
場合でも、回転角θを正確に検出することができるもの
である。
も、夫々基準用PSD20,30により回転板13の回
転中心からのずれを検出しているので、第1及び第2の
実施例と同様に、回転板13の取り付け状態が偏心して
いたり、或は回転軸の軸受部分に『がた』が生じている
場合でも、回転角θを正確に検出することができるもの
である。
【0042】尚、上記各実施例においては、投光素子と
して、2個の発光ダイオード17,18を夫々検出用P
SD19及び基準用PSD20に対応して設ける構成と
したが、これに限らず、1個の発光ダイオードにより両
方のPSD19,20に投光するようにしても良い。
して、2個の発光ダイオード17,18を夫々検出用P
SD19及び基準用PSD20に対応して設ける構成と
したが、これに限らず、1個の発光ダイオードにより両
方のPSD19,20に投光するようにしても良い。
【0043】また、上記各実施例においては、受光素子
としてPSD19,20を用いる構成としたが、これに
限らず、例えば、一次元のイメージセンサ或はCdS,
CdSe等からなる光ポテンショメータを用いるように
しても良い。
としてPSD19,20を用いる構成としたが、これに
限らず、例えば、一次元のイメージセンサ或はCdS,
CdSe等からなる光ポテンショメータを用いるように
しても良い。
【0044】さらに、上記各実施例においては、投光素
子と受光素子との間に光学系の装置を介在させていない
構成としたが、必要に応じてレンズ等の光学系の装置を
用いる構成としても良いことは勿論である。
子と受光素子との間に光学系の装置を介在させていない
構成としたが、必要に応じてレンズ等の光学系の装置を
用いる構成としても良いことは勿論である。
【0045】
【発明の効果】請求項1記載の回転角検出装置によれ
ば、検出用透光部に加えて基準用透光部を設け、検出用
受光素子及び基準用受光素子の受光信号の差を演算して
回転板の回転角を求める構成としたので、回転板が偏心
して取り付けられていたり、或は回転軸と軸受との間に
『がた』が生じているような場合でも、回転板の回転角
を正確に検出することができるという優れた効果を奏す
る。
ば、検出用透光部に加えて基準用透光部を設け、検出用
受光素子及び基準用受光素子の受光信号の差を演算して
回転板の回転角を求める構成としたので、回転板が偏心
して取り付けられていたり、或は回転軸と軸受との間に
『がた』が生じているような場合でも、回転板の回転角
を正確に検出することができるという優れた効果を奏す
る。
【0046】請求項2記載の回転角検出装置によれば、
検出用透光部の形状により回転板が1回転する間に検出
用受光素子による受光信号が2回以上同じ値をとる場合
でも、回転板の回転角を1回転に渡って検出できると共
に、上述同様にして回転板が偏心して取り付けられてい
たり、或は回転軸と軸受との間に『がた』が生じている
ような場合でも、回転板の回転角を正確に検出すること
ができるという優れた効果を奏する。
検出用透光部の形状により回転板が1回転する間に検出
用受光素子による受光信号が2回以上同じ値をとる場合
でも、回転板の回転角を1回転に渡って検出できると共
に、上述同様にして回転板が偏心して取り付けられてい
たり、或は回転軸と軸受との間に『がた』が生じている
ような場合でも、回転板の回転角を正確に検出すること
ができるという優れた効果を奏する。
【図1】本発明の第1の実施例を示す平面図
【図2】縦断側面図
【図3】電気的構成図
【図4】出力信号を示す説明図
【図5】本発明の第2の実施例を示す図1相当図
【図6】図4相当図
【図7】本発明の第3の実施例を示す図1相当図
【図8】図3相当図
【図9】図4相当図
【図10】従来例を示す図1相当図
11は回転軸、13は回転板、15は検出用透光部、1
6は基準用透光部、17,18は発光ダイオード(投光
素子,第1の投光素子)、19は検出用PSD(検出用
受光素子,第1の検出用受光素子)、20は基準用PS
D(基準用受光素子,第1の基準用受光素子)21,2
2は増幅器、23は引算器(演算手段)、24は検出用
透光部、25は第1の検出部、26は第2の検出部、2
7,28は発光ダイオード(第2の投光素子)、29は
検出用PSD(第2の検出用受光素子)、30は基準用
PSD(第2の基準用受光素子)である。
6は基準用透光部、17,18は発光ダイオード(投光
素子,第1の投光素子)、19は検出用PSD(検出用
受光素子,第1の検出用受光素子)、20は基準用PS
D(基準用受光素子,第1の基準用受光素子)21,2
2は増幅器、23は引算器(演算手段)、24は検出用
透光部、25は第1の検出部、26は第2の検出部、2
7,28は発光ダイオード(第2の投光素子)、29は
検出用PSD(第2の検出用受光素子)、30は基準用
PSD(第2の基準用受光素子)である。
Claims (2)
- 【請求項1】 回転軸に取着された回転板に形成された
所定半径の環状の基準用透光部と、前記回転板に周方向
に沿い且つ該回転板の回転中心からの距離が連続的に変
化する形状に形成された検出用透光部と、前記基準用透
光部及び検出用透光部に向けて投光する投光素子と、前
記回転板を挟んで前記投光素子と対向するように配置さ
れ前記基準用透光部を透過する光を受光し前記回転板の
径方向に対する受光位置を検出する基準用受光素子と、
前記回転板を挟んで前記投光素子と対向するように配置
され前記検出用透光部を透過する光を受光し前記回転板
の径方向に対する受光位置を検出する検出用受光素子
と、これら基準用受光素子及び検出用受光素子からの受
光信号に基づいて前記回転板の回転角を演算する演算手
段とを具備したことを特徴とする回転角検出装置。 - 【請求項2】 回転軸に取着された回転板に形成された
所定半径の環状の基準用透光部と、前記回転板に周方向
に沿い且つ該回転板の回転中心からの距離が連続的に変
化する形状に形成された検出用透光部と、前記回転板の
周方向に沿って所定角度だけ間隔を存して配置され前記
基準用透光部及び検出用透光部に向けて投光する第1及
び第2の投光素子と、前記回転板を挟んで前記第1及び
第2の投光素子と夫々対向するように配置され前記基準
用透光部を透過する光を受光し前記回転板の径方向に対
する受光位置を検出する第1及び第2の基準用受光素子
と、前記回転板を挟んで前記第1及び第2の投光素子と
夫々対向するように配置され前記検出用透光部を透過す
る光を受光し前記回転板の径方向に対する受光位置を検
出する第1及び第2の検出用受光素子と、これら第1及
び第2の基準用受光素子及び第1及び第2の検出用受光
素子からの受光信号に基づいて前記回転板の回転角を演
算する演算手段とを具備したことを特徴とする回転角検
出装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25697791A JPH0566126A (ja) | 1991-09-09 | 1991-09-09 | 回転角検出装置 |
| DE69216327T DE69216327T2 (de) | 1991-09-09 | 1992-09-08 | Positionsdetektionsapparat |
| EP92115356A EP0531947B1 (en) | 1991-09-09 | 1992-09-08 | Position detecting apparatus |
| US07/942,267 US5272335A (en) | 1991-09-09 | 1992-09-09 | Eccentricity-compensated position detecting apparatus having an identifying transparent slit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25697791A JPH0566126A (ja) | 1991-09-09 | 1991-09-09 | 回転角検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0566126A true JPH0566126A (ja) | 1993-03-19 |
Family
ID=17300008
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25697791A Pending JPH0566126A (ja) | 1991-09-09 | 1991-09-09 | 回転角検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0566126A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2023050718A (ja) * | 2021-09-30 | 2023-04-11 | 株式会社ディスコ | チャックテーブル及び加工装置 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57116213A (en) * | 1981-01-12 | 1982-07-20 | Asahi Optical Co Ltd | Angle-measuring device |
| JPS57119215A (en) * | 1981-01-17 | 1982-07-24 | Omron Tateisi Electronics Co | Optical rotary encoder |
| JPS5951308A (ja) * | 1982-09-17 | 1984-03-24 | Ono Sokki Co Ltd | ロ−タリエンコ−ダ |
| JPS60166816A (ja) * | 1984-02-10 | 1985-08-30 | Hitachi Ltd | 回転角測定装置 |
-
1991
- 1991-09-09 JP JP25697791A patent/JPH0566126A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57116213A (en) * | 1981-01-12 | 1982-07-20 | Asahi Optical Co Ltd | Angle-measuring device |
| JPS57119215A (en) * | 1981-01-17 | 1982-07-24 | Omron Tateisi Electronics Co | Optical rotary encoder |
| JPS5951308A (ja) * | 1982-09-17 | 1984-03-24 | Ono Sokki Co Ltd | ロ−タリエンコ−ダ |
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| JP2023050718A (ja) * | 2021-09-30 | 2023-04-11 | 株式会社ディスコ | チャックテーブル及び加工装置 |
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