JPH0684526U - 回転検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】低コストで製造できかつ検出器の配置位置調整
が容易な回転検出装置を提供する。 【構成】少なくとも３種類の移動情報パタ―ンを有する
回転反射板を使用し、この回転反射板の移動情報パタ―
ンからの情報を検出器１０によって検出し、この検出結
果に基づいて回転反射板の回転方向と回転数を判定す
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、回転部材の回転方向と回転数とを検出する回転検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来より、例えば、テ―プレコ―ダにおけるキャプスタンやリ―ル等の回転方 向や回転数を検出する回転検出装置においては、図９に示すように、回転部材と しての回転反射板に設けた一定幅繰り返しの移動情報パタ―ンと、この移動情報 パタ―ンと対向するように設けられた２個の回転情報検出器Ａ及びＢとからなる 構成のものが多く使われている。

【０００３】 上記のような構成において、上記回転反射板が回転し始めると、一方の回転情 報検出器、例えば回転情報検出器Ａからは図１０（ａ）に示すような波形の検出 出力が得られる。また、他方の回転情報検出器、例えば回転情報検出器Ｂからは 、回転反射板の回転方向に応じて図１０（ｂ）又は図１０（ｃ）に示すような波 形の検出出力が得られる。

【０００４】 これより、回転情報検出器Ａの検出出力の立ち上がりエッジのタイミングで、 回転情報検出器Ｂからの検出出力を読みとり、その値がＬレベルかＨレベルかを 判定することにより上記回転部材の回転方向を検出することができる。すなわち 、図１０（ｂ）に示すように、回転情報検出器Ａの検出出力の立ち上がりエッジ のタイミングで回転情報検出器Ｂからの検出出力がＬレベルの場合は正転してい ると判断し、また、図１０（ｃ）に示すように、回転情報検出器Ａの検出出力の 立ち上がりエッジのタイミングで回転情報検出器Ｂからの検出出力がＨレベルの 場合は逆転していると判断することができる。 また、回転情報検出器Ａ、Ｂのいずれか一方の検出出力の繰り返し周期を測定 することによって、上記回転部材の回転数を検出できる。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記した従来の回転検出装置においては、２対の回転情報検出 器を必要とするので部品点数が多くなってコスト高になるとともに、２対の回転 情報検出器の配置位置調整が難しかった。

【０００６】 本考案の回転検出装置はこのような課題に着目してなされたものであり、その 目的とするところは、１個の検出器のみで回転部材の回転方向と回転数を検出す ることによって、低コストで製造できかつ検出器の配置位置調整が容易な回転検 出装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

上記の目的を達成するために、本発明の回転検出装置は、少なくとも３種類の 移動情報パタ―ンを有する回転部材と、この回転部材の移動情報パタ―ンからの 情報を検出する検出器と、この検出器によって検出された情報に基づいて回転部 材の回転方向と回転数を判定する判定手段とを具備する。

【０００８】

【作用】

すなわち、本考案の回転検出装置においては、少なくとも３種類の移動情報パ タ―ンを有する回転部材を用い、この回転部材の移動情報パタ―ンからの情報を 検出し、検出された情報に基づいて回転部材の回転方向と回転数を判定する。

【０００９】

【実施例】

以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。 図１は、第１実施例に係る移動情報パターンの構成を示す図であり、この移動 情報パターンは、例えばテ―プレコ―ダにおけるキャプスタンやリ―ル等の回転 に連動する回転部材としての回転反射板に設けられる。この移動情報パターンは 同図のａ、ｂ、ｃで示す３種類のパターンからなる。各々のパターンは光の反射 率の異なる２つの部分（ハッチングのある部分と、ハッチングのない部分）から なり、ハッチングのある部分の回転方向の幅を各パターンごとに同一にし、ハッ チングのない部分の回転方向の幅を各パターンごとに異ならせることによって３ 種類の異なるパターンａ、ｂ、ｃを形成している。

【００１０】 また、回転情報検出器（以下、単に検出器と呼ぶ）１０がこの移動情報パター ンと対向するように設けられている。検出器１０は例えばフォトリフレクタから なる。

【００１１】 所望の操作モードが設定され、回転反射板が回転し始めたときに、検出器１０ からは、移動情報パターンに対応して図３（ａ）、（ｂ）に示すような電気信号 が出力される。図３（ａ）、（ｂ）の各波長ａ、ｂ、ｃは図１の移動情報パター ンａ、ｂ、ｃに対応しており、各パターンａ、ｂ、ｃに対応した波長の電気信号 、すなわち、立ち上がりエッジ間の間隔パターンａ、ｂ、ｃを有する電気信号が 検出器１０から出力される。ここで、図３（ａ）は回転反射板が正転している場 合の出力波形であり、図３（ｂ）は回転反射板が逆転している場合の出力波形で ある。

【００１２】 図２は第１実施例における回転検出装置の構成を示す図である。同図に示すよ うに検出器１０はＣＰＵ１２に接続され、このＣＰＵ１２はさらに表示器１４に 接続されている。従って、検出器１０から出力された電気信号はＣＰＵ１２に供 給されて、以下に述べるような方法で回転反射板の回転方向及び回転数が判定さ れ、表示器１４に表示される。

【００１３】 以下、回転検出装置の回転方向検出及び回転数検出動作を図４のフローチャー トを参照して説明する。ここで各ステップは単にＳで表すものとする。 まず、検出器１０から出力された信号波形の１つ目の立ち上がりエッジを読み 取った後、連続する３つの立ち上がりエッジを読み取る（Ｓ１、Ｓ２）。次に、 各々の立ち上がりエッジ間の間隔パターンが６通り、すなわち、（ａ、ｂ、ｃ） 、（ａ、ｃ、ｂ）、（ｂ、ａ、ｃ）、（ｂ、ｃ、ａ）、（ｃ、ａ、ｂ）、（ｃ、 ｂ、ａ）のうちの１つかどうかを判定する（Ｓ３）。

【００１４】 上記６通りのパターンのいずれでもない場合は、最後に読み取った立ち上がり エッジを記憶して、Ｓ２以降のステップを再度実行する。ここで、６通りのパタ ーンのいずれでもないパターンが発生されるのは、例えば、回転反射板の回転方 向が変化する過渡期においてである。

【００１５】 Ｓ３においてＹＥＳの場合は次のＳ５において、読み取ったパターンが（ａ、 ｂ、ｃ）、（ｂ、ｃ、ａ）、（ｃ、ａ、ｂ）のうちの１つに属するか否かを判定 する。ＹＥＳの場合は回転反射板が正転方向に回転していると判断して、正転方 向の回転数のカウントを＋１する。一方、Ｓ５の判定がＮＯの場合は、回転反射 板が逆転方向に回転していると判断して、逆転方向の回転数のカウントを−１す る。

【００１６】 このように、上記した第１実施例においては、回転反射板に形成された移動情 報パタ―ンの回転方向の幅、即ち電気信号に変換したときの電気信号の波長パタ ―ンを、回転反射板の正あるいは逆回転時に異なるようにしているので、１つの 検出器のみで回転方向及び回転数を検出することができる。

【００１７】 図５は第２実施例に係る移動情報パターンの構成を示す図である。この実施例 の移動情報パターンは同図のａ、ｂ、ｃで示すように、その回転方向の幅は同一 であるが、各々光の反射率の異なる３種類のパターン（ハッチングのない部分ａ 、２つの異なるハッチング部分ｂ、ｃ）を有している。また、回転反射板が回転 したとき、移動情報パターンからの反射光を検出する検出器３０が移動情報パタ ーンと対向させて設けられている。

【００１８】 図６は第２実施例における回転検出装置の構成を示す図であり、特に、検出器 ３０の構成を詳細に示している。同図において、フォトリフレクタ２０は発光ダ イオード２０ａとフォトトランジスタ２０ｂとからなる。発光ダイオード２０ａ のカソードは接地され、アノードは抵抗Ｒ１を介して５Ｖ電源（Ｖｃｃ）に接続 されている。同様に、フォトトランジスタ２０ｂのエミッタは接地され、コレク タは抵抗Ｒ２を介して５Ｖ電源（Ｖｃｃ）に接続されるとともに、オペアンプ２ ２とオペアンプ２４の非反転入力端子（＋端子）に接続されている。

【００１９】 さらに、オペアンプ２２の反転入力端子（−端子）は５ＶのＶｃｃ電源電圧を 直列接続された抵抗Ｒ３（＝１０ｋΩ）及びＲ４（＝１５ｋΩ）によって分圧し ている分圧点に接続されている。同様に、オペアンプ２４の反転入力端子（−端 子）は５ＶのＶｃｃ電源電圧を直列接続された抵抗Ｒ５（＝１５ｋΩ）及びＲ６ （＝１０ｋΩ）によって分圧する分圧点に接続されている。以上の構成は検出器 ３０を構成している。

【００２０】 さらに、オペアンプ２２及び２４の出力端子はＣＰＵ２６に接続され、このＣ ＰＵ２６はさらに表示器２８に接続されている。 上記のような構成において、図５に示す回転反射板が回転し始めると、発光ダ イオード２０ａからの出力光が移動情報パターンの対応する部分に照射され、こ の部分からの反射光がフォトトランジスタ２０ｂに入射する。フォトトランジス タ２０ｂはこの反射光を対応する電気信号に変換する。これによって、フォトリ フレクタ２０の出力点には、回転反射板が正転しているときは図７（ａ）に示す ような波形の出力信号Ｓａ、また、回転反射板が逆転しているときは図７（ｄ） に示すような波形の出力信号Ｓａが現われる。この場合、図５に示すような反射 率の異なる３種類のパターンを用いているので、その出力信号はＶｃｃレベル（ ５Ｖ）、中間電位レベル（２．５Ｖ）、Ｌレベル（０Ｖ）の３つの異なる信号レ ベル（振幅）を有する多値信号となる。

【００２１】 また、図６のオペアンプ２２の非反転入力端子にはフォトリフレクタ２０の出 力信号（Ｓａ）が供給されるが、その反転入力端子には電源電圧５Ｖを抵抗Ｒ３ とＲ４によって分圧した電圧が供給されるので、回転反射板が正転しているとき は、オペアンプ２２の出力端子には図７（ｂ）に示すような波形の出力信号Ｓｂ が現われる。また、オペアンプ２４の非反転入力端子にはフォトリフレクタ２０ の出力信号（Ｓａ）が供給されるが、その反転入力端子には電源電圧５Ｖを抵抗 Ｒ５とＲ６によって分圧した電圧が供給されるので、オペアンプ２２の出力端子 には図７（ｃ）に示すような波形の出力信号Ｓｃが現われる。

【００２２】 同様にして回転反射板が逆転しているときは、オペアンプ２２の出力端子には 図７（ｅ）に示すような波形の信号Ｓｂが現われ、オペアンプ２４の出力端子に は図７（ｆ）に示すような波形の出力信号Ｓｃが現われる。

【００２３】 以下に、ＣＰＵ２６が回転反射板の回転方向及び回転数をどのようにして判定 するかについて図８のフローチャートを参照して説明する。ここで、以下の説明 では各ステップを単にＳで表すものとする。また、フォトリフレクタ２０の出力 信号を単にＳａ、オペアンプ２２の出力信号をＳｂ、オペアンプ２４の出力信号 をＳｃと呼ぶ。

【００２４】 回転反射板が正転している場合は図７（ａ）に示すような波形のＳａが出力さ れるが、まず、Ｓａが図７のｗで示す位置、すなわちＬレベルにあるものとする 。この場合はＳｂ及びＳｃ共にＬレベルにあるので、Ｓ１のＳｂがＨレベルかど うかの判定及び、Ｓ２のＳｃがＨレベルかどうかの判定はＮＯとなり、Ｓ３に進 む。Ｓ３においてもＳｃがＨレベルかどうかを判定するが、ＳａがまだＬレベル 、したがってＳｃもＬレベルにあると考えられるのでＮＯとなり、Ｓ５に移行し て操作モードに変化があったか否かを判定する。ここで操作モードに変化があっ た場合は検出位置が不定となって判定できなくなるので終了する。

【００２５】 操作モードに変化がない場合は再びＳ１に戻って上記の工程を繰り返すが、Ｓ ａがｘで示す位置に移行、すなわちＳａがＶｃｃレベルに移行したときはＳｂ及 びＳｃがＨレベルに変化しているので、Ｓ３の判定はＹＥＳになると共にＳ４の 判定もＹＥＳとなる。この場合は回転反射板が正転しているものと判断してカウ ントアップして表示器２８に＋１したカウント値を表示してＳ１に戻る（Ｓ１０ 、Ｓ１２）。

【００２６】 次に、この時点ではＳｂはＨレベルに変化しているので、Ｓ１の判定はＹＥＳ となってＳ６に移行する。Ｓ６ではＳｂがＬレベルであるかどうかを判定するが 、まだＨレベルにあると考えられるのでＮＯとなる。この場合Ｓ５を実行し、操 作モードに変化があったときは終了し、変化がない場合はＳ１を再度実行する。

【００２７】 そして、次にＳａがｙで示す位置に移行、すなわちＳａが中間電位レベルに移 行したときはＳｂがＬレベルに変化しているのでＳ６の判定はＹＥＳとなり次の Ｓ７に進む。Ｓ７ではＳｃがＬレベルかどうかを判定するが、この時点ではＳｃ はまだＨレベルにあるのでＮＯとなる。この場合、回転反射板が正転しているも のと判断してカウントアップして表示器２８に＋１したカウント値を表示してＳ １に戻る（Ｓ１０、Ｓ１２）。

【００２８】 次に、この時点ではＳｂはＬレベルになっているのでＳ１の判定はＮＯとなる が、次のＳ２の判定はＹＥＳとなってＳ８に進む。Ｓ８ではＳｃがＬレベルであ るかどうかを判定するが、この時点ではまだＨレベルにあると考えられるのでＮ ＯとなってＳ９に進む。Ｓ９ではＳｂがＨレベルであるかどうかを判定するが、 この時点ではＬレベルとなっているのでＮＯとなる。この場合Ｓ５を実行して操 作モードに変化があったときは終了し、変化がない場合はＳ１を再度実行する。

【００２９】 そして、次にＳａがｚで示す位置に移行、すなわちＳａがＬレベルに再び移行 したときはＳｃもＬレベルに変化しているのでＳ８の判定はＹＥＳとなる。この 場合、回転反射板が正転しているものと判断してカウントアップして表示器２８ に＋１したカウント値を表示してＳ１に戻る（Ｓ１０、Ｓ１２）。

【００３０】 次に、回転反射板が逆転している場合は図７（ｄ）に示すような波形のＳａが 出力されるが、まず、Ｓａが図８のｗ′で示す位置、すなわちＬレベルにあるも のとする。この場合、Ｓ１〜Ｓ３の判定はすべてＮＯとなるが、Ｓａがｘ′で示 す位置に移行、すなわち中間電位レベルに移行したときはＳｃがＨレベルに変化 するのでＳ３の判定はＹＥＳとなってＳ４のＳｂはＨレベルかどうかの判定に移 行する。この時点ではＳｂはまだＬレベルにあるのでＳ４の判定はＮＯとなる。 この場合、回転反射板が逆転しているものと判断してカウントダウンして表示器 ２８に−１したカウント値を表示してＳ１に戻る（Ｓ１１、Ｓ１２）。

【００３１】 次に、この時点ではＳｃがＨレベルに変化しているのでＳ２の判定はＹＥＳと なってＳ８に移行するが、ＳｃはＨレベルにあるのでＳ８の判定はＮＯとなる。 したがって次にＳ９に移行するが、ＳｂはまだＬレベルにあるのでＮＯとなる。 ここで、Ｓａがｙ′で示す位置に移行、すなわち中間電位レベルからＶｃｃレベ ルに変化するとＳｂもＨレベルに移行するのでＳ９の判定はＹＥＳとなる。この 場合、回転反射板が逆転しているものと判断してカウントダウンして表示器２８ に−１したカウント値を表示してＳ１に戻る（Ｓ１１、Ｓ１２）。

【００３２】 次に、この時点ではＳｂがＨレベルになっているので、Ｓ１の判定はＹＥＳと なってＳ６に移行するがＳｂがＨレベルなのでＳ６の判定はＮＯとなる。ここで 、Ｓａがｚ′で示す位置に移行したとき、すなわちＶｃｃレベルからＬレベルに 変化するとＳｂ、Ｓｃが共にＬレベルに変化するのでＳ６の判定がＹＥＳとなり かつＳ７の判定もＹＥＳとなる。この場合、回転反射板が逆転しているものと判 断してカウントダウンして表示器２８に−１したカウント値を表示してＳ１に戻 る（Ｓ１１、Ｓ１２）。

【００３３】 このように、第２実施例においては、ＳａがＬレベルからＶｃｃレベル（ｗか らｘ）に変化した場合と、Ｖｃｃレベルから中間電位レベル（ｘからｙ）に変化 した場合と，中間電位レベルからＬレベル（ｙからｚ）に変化した場合について は回転反射板が正転していると判断する。また、ＳａがＬレベルから中間電位レ ベル（ｗ′からｘ′）に変化した場合と、中間電位レベルからＶｃｃレベル（ｘ ′からｙ′）に変化した場合と、ＶｃｃレベルからＬレベル（ｙ′からｚ′）に 変化した場合については回転反射板が逆転していると判断するようにしている。 したがって、ＣＰＵ２６はＳａの電位レベルの変化を検出することによって回転 反射板の正転・逆転を判別することができる。

【００３４】 すなわち、第２実施例においては、回転反射板に形成された移動情報パターン からの反射光を電気信号に変換したときの振幅パターンを回転反射板の正転時と 逆転時で異なるようにしているので、１つの検出器で回転反射板の回転方向及び 回転数を検出することができる。

【００３５】 以上のように、本実施例においては、少なくとも３種類の移動情報パタ―ン（ 図１あるいは図５に示す上記した３種類のパターン）を有する回転部材としての 回転反射板と、この回転反射板の移動情報パタ―ンからの情報を検出する検出器 （図２の検出器１０あるいは図６の検出器３０）と、この検出器からの情報に基 づいて回転反射板の回転方向と回転数を判定する判定手段（図２のＣＰＵ１２あ るいは図６のＣＰＵ２６）を具備する。

【００３６】 なお、上記した実施例においては、検出器としてフォトリフレクタを使用した が、これに限定されず、例えば検出器としてホール素子を用い回転反射板の回転 方向と回転数を磁気的に検出しても良い。

【００３７】

【考案の効果】

以上詳述したように、本考案の回転検出装置によれば、回転部材の回転方向と 回転数を１個の検出器のみで検出できるので、低コストで製造できかつ検出器の 配置位置調整も容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例に係る移動情報パターンの構成を示
す図である。

【図２】回転検出装置の構成を示す図である。

【図３】回転反射板が回転しているとき検出器から出力
される電気信号の波形を示す図である。

【図４】第１実施例に係る回転検出装置の回転方向検出
及び回転数検出動作を説明するためのフローチャートで
ある。

【図５】第２実施例に係る移動情報パターンの構成を示
す図である。

【図６】回転検出装置の構成を示す図であり、特に検出
器の構成を詳細に示す図である。

【図７】回転反射板が回転しているとき検出器から出力
される電気信号の波形を示す図である。

【図８】第２実施例に係る回転検出装置の回転方向検出
及び回転数検出動作を説明するためのフローチャートで
ある。

【図９】従来の移動情報パターンの構成を示す図であ
る。

【図１０】従来の回転検出装置の検出器から出力される
信号波形図である。

【符号の説明】

１０、３０…検出器、１２、２６…ＣＰＵ、１４、２８
…表示器。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも３種類の移動情報パタ―ンを
   有する回転部材と、 この回転部材の移動情報パタ―ンからの情報を検出する
   検出器と、 この検出器によって検出された情報に基づいて回転部材
   の回転方向と回転数を判定する判定手段と、 を具備したことを特徴とする回転検出装置。